JP2010214567A - Roller press-working apparatus - Google Patents

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Kazuki Watanabe
一樹 渡辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a roller press-working apparatus which works the internal surface of a cylinder bore by press-working to a desired imperfectly round shape. <P>SOLUTION: A mandrel 4 having an imperfectly round sectional shape is inserted into the center of a cylinder bore 3 and is fixed thereto. A tool head 5 is inserted into the cylinder bore 3 along the mandrel 4 and is fed in a shaft direction while being rolled. A press-working roller 6 and a guide roller 7 are rotated on their axes and are revolved upon the rotation of the tool head 5, and the press-working roller 6 is rolled on the internal surface of the cylinder bore 3 to perform press-working of the internal surface of the cylinder bore 3. At that time, the press-working roller 6 and the guide roller 7 are moved in a radial direction of the cylinder bore 3 in accordance with the imperfectly round sectional shape of the mandrel 4, whereby the internal surface of the cylinder bore 3 is subjected to roller press-working to an imperfectly round finished shape. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、レシプロエンジンのシリンダボアの内面を転圧加工するための転圧加工装置に関するものである。   The present invention relates to a rolling compaction apparatus for compacting an inner surface of a cylinder bore of a reciprocating engine.

従来、例えば特許文献１に記載されているように、エンジンのシリンダボアの内面をバニッシュローラを用いて転圧加工することにより、凹凸を除去して面粗さを向上させる技術が知られている。   Conventionally, as described in Patent Document 1, for example, a technique is known in which an inner surface of a cylinder bore of an engine is subjected to a rolling process using a burnish roller to remove unevenness and improve surface roughness.

特開２００６−２８９５６４号公報JP 2006-289564 A

ところで、図１０中に二点鎖線で示すように、レシプロエンジンのシリンダボアは、機械加工によって高い真円度に仕上られているが、エンジンの運転状態では、シリンダヘッドボルトの締付けや、高温下における鋳鉄製のシリンダライナ（熱膨張率小）とアルミニウム合金製のシリンダブロック本体（熱膨張率大）との熱膨張差等によって生じる応力によって僅かな変形が生じる。このとき、例えば、複数のシリンダボアの周囲を一体化し、、その周囲にウォータジャケットを形成した、いわゆるサイアミーズ型のシリンダブロック（アルミブロック、鋳鉄ライナ）の場合、シリンダボアは、図１０中に実線で示すように、上部が２次変形と呼ばれる直径方向の変形を生じ、中間部から下部が４次変形と呼ばれるシリンダヘッドボルトが配置された部位の近傍が内側に膨出して略十字形となる変形を生じ、その結果、シリンダボアの真円度が低下する。なお、図１０中においては、その変形量δを誇張して示している。   By the way, as shown by a two-dot chain line in FIG. 10, the cylinder bore of the reciprocating engine is finished with high roundness by machining, but in the operating state of the engine, the cylinder head bolt is tightened or under high temperature. Slight deformation occurs due to the stress caused by the difference in thermal expansion between the cast iron cylinder liner (low thermal expansion coefficient) and the aluminum alloy cylinder block body (high thermal expansion coefficient). At this time, for example, in the case of a so-called siamese type cylinder block (aluminum block, cast iron liner) in which the periphery of a plurality of cylinder bores is integrated and a water jacket is formed around the cylinder bore, the cylinder bore is indicated by a solid line in FIG. In this way, the upper part is deformed in the diametrical direction called secondary deformation, and the lower part is deformed into a substantially cruciform shape in the vicinity of the part where the cylinder head bolt called the quaternary deformation is arranged from the middle part. As a result, the roundness of the cylinder bore decreases. In FIG. 10, the deformation amount δ is exaggerated.

このように、シリンダボアの真円度が低下すると、ピストン（ピストンリング）との密着性が低下して、エンジンの圧縮、燃焼圧力の低下、オイル消費量の増大及びピストンリングの磨耗の原因となる。また、ピストンのシール性を確保するために、ピストンリングの張力を大きくする必要があり、これにより、ピストンの摺動摩擦が増大して、燃料消費率が悪化する。   Thus, when the roundness of the cylinder bore decreases, the adhesion with the piston (piston ring) decreases, causing engine compression, a decrease in combustion pressure, an increase in oil consumption, and wear of the piston ring. . In addition, in order to ensure the sealing performance of the piston, it is necessary to increase the tension of the piston ring, which increases the sliding friction of the piston and deteriorates the fuel consumption rate.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、エンジンの運転状態におけるシリンダボアの真円度を高めるように、シリンダボアの内面を所望の非真円形状に転圧加工するための転圧加工装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and the rolling pressure for rolling the inner surface of the cylinder bore into a desired non-round shape so as to increase the roundness of the cylinder bore in the operating state of the engine. An object is to provide a processing apparatus.

上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る転圧加工装置は、シリンダボアの中心に挿入して固定されるマンドレルと、前記シリンダボアに挿入され、前記マンドレルに沿って回転及び軸方向に移動可能なツールヘッドと、前記シリンダボアの軸方向に平行な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向に沿って移動可能に支持されて、前記シリンダボアの内面上をその円周方向に沿って転動する転圧ローラと、前記転圧ローラの回転軸と平行な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向に移動可能に支持され、前記転圧ローラと前記マンドレルとの間に介装されたガイドローラとを備え、
前記ツールヘッドの回転により、前記転圧ローラ及び前記ガイドローラが回転方向に滑りを生じることなく自転及び公転し、前記転圧ローラが前記マンドレルの形状に倣って前記シリンダボアの内面を転圧加工することを特徴とする。
請求項２の発明に係る転圧加工装置は、シリンダボアの中心に挿入して固定されるマンドレルと、前記シリンダボアに挿入され、前記マンドレルに沿って回転及び軸方向に移動可能なツールヘッドと、前記シリンダボアの軸方向に垂直な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向沿って移動可能に支持されて、前記シリンダボアの内面上をその軸方向に沿って転動する転圧ローラと、前記転圧ローラの回転軸と平行な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向に沿って移動可能に支持され、前記転圧ローラと前記マンドレルとの間に介装されたガイドローラとを備え、
前記ツールヘッドの軸方向の移動により、前記転圧ローラが前記マンドレルの形状に倣って前記シリンダボアの内面を転圧加工することを特徴とする。
請求項３の発明に係る転圧加工装置は、シリンダボアに挿入され、回転及び軸方向に移動可能なツールヘッドと、前記シリンダボアの軸方向に平行な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向に沿って移動可能に支持されて、前記シリンダボアの内面上をその円周方向に沿って転動する転圧ローラと、前記転圧ローラを前記シリンダボアの径方向に沿って移動させるアクチュエータとを備え、
前記ツールヘッドの回転により、前記転圧ローラが前記シリンダボアの内面上を転動し、前記アクチュエータによって前記転圧ローラを移動させることにより、前記シリンダボアの仕上形状を調整することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a rolling compaction apparatus according to the invention of claim 1 includes a mandrel that is inserted and fixed in the center of a cylinder bore, and is inserted into the cylinder bore and rotated and axially along the mandrel. A tool head movable to the cylinder bore and a rotation axis parallel to the axial direction of the cylinder bore, supported by the tool head so as to be rotatable and movable along the radial direction of the cylinder bore, and on the inner surface of the cylinder bore. A rolling roller that rolls along its circumferential direction, and a rotating shaft that is parallel to the rotating shaft of the rolling roller, supported by the tool head so as to be rotatable and movable in the radial direction of the cylinder bore, A guide roller interposed between the rolling roller and the mandrel;
Due to the rotation of the tool head, the rolling roller and the guide roller rotate and revolve without causing slippage in the rotation direction, and the rolling roller rolls the inner surface of the cylinder bore according to the shape of the mandrel. It is characterized by that.
A rolling compaction apparatus according to a second aspect of the present invention includes a mandrel that is inserted and fixed in the center of a cylinder bore, a tool head that is inserted into the cylinder bore and is rotatable and axially movable along the mandrel, A rotary shaft having a rotation axis perpendicular to the axial direction of the cylinder bore, supported by the tool head so as to be rotatable and movable along the radial direction of the cylinder bore, and rolling on the inner surface of the cylinder bore along the axial direction. A pressure roller, and a rotation axis parallel to the rotation axis of the pressure roller, supported by the tool head so as to be rotatable and movable along a radial direction of the cylinder bore, and the pressure roller and the mandrel A guide roller interposed therebetween,
By the movement of the tool head in the axial direction, the rolling roller rolls the inner surface of the cylinder bore following the shape of the mandrel.
A rolling compaction device according to a third aspect of the present invention includes a tool head that is inserted into a cylinder bore and is rotatable and movable in the axial direction, and a rotation shaft that is parallel to the axial direction of the cylinder bore, and is rotatable on the tool head. And a rolling roller supported so as to be movable along the radial direction of the cylinder bore and rolling along the circumferential direction on the inner surface of the cylinder bore, and the rolling roller along the radial direction of the cylinder bore An actuator to be moved,
The rolling roller rolls on the inner surface of the cylinder bore by the rotation of the tool head, and the finishing shape of the cylinder bore is adjusted by moving the rolling roller by the actuator.

本発明に係る転圧加工装置によれば、シリンダボアの内面を所望の形状に転圧加工することができる。   According to the rolling processing apparatus according to the present invention, the inner surface of the cylinder bore can be rolled into a desired shape.

本発明の第１実施形態に係る転圧加工装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a schematic structure of a rolling compaction device concerning a 1st embodiment of the present invention. 図１のＡ−Ａ線による横断面図である。It is a cross-sectional view by the AA line of FIG. 本発明の第２実施形態に係る転圧加工装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the rolling compaction apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図３のＢ−Ｂ線による横断面図である。It is a cross-sectional view by the BB line of FIG. 本発明の第３実施形態に係る転圧加工装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the rolling compaction apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図５のＣ−Ｃ線による横断面図である。It is a cross-sectional view by the CC line of FIG. 本発明の第４実施形態に係る転圧加工装置の概略構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows schematic structure of the rolling compaction apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 図７のＤ−Ｄ線による横断面図である。It is a cross-sectional view by the DD line of FIG. 図１に示す転圧加工装置のマンドレルの非真円の断面形状及びこれによって転圧加工されるシリンダボアの非真円の断面形状を示す図である。It is a figure which shows the non-circular cross-sectional shape of the mandrel of the rolling compaction apparatus shown in FIG. 1, and the non-circular cross-sectional shape of the cylinder bore by which this is compacted. エンジンの運転状態におけるシリンダボアの変形状態を表す斜視図である。It is a perspective view showing the deformation | transformation state of the cylinder bore in the driving | running state of an engine.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る転圧加工装置１は、レシプロエンジンのシリンダブロック（シリンダライナ２のみを図示する）のシリンダボア３の内面を転圧加工するためのものである。転圧加工装置１は、シリンダボア３の中心に挿入されて固定される略円柱状のマンドレル４と、マンドレル４の外周部に沿って案内されて、シリンダボア３に挿入されるツールヘッド５とを備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, a rolling compaction apparatus 1 according to this embodiment is for compacting the inner surface of a cylinder bore 3 of a cylinder block (only a cylinder liner 2 is shown) of a reciprocating engine. is there. The rolling compaction device 1 includes a substantially cylindrical mandrel 4 that is inserted and fixed in the center of the cylinder bore 3, and a tool head 5 that is guided along the outer periphery of the mandrel 4 and is inserted into the cylinder bore 3. ing.

ツールヘッド５は、シリンダボア３の円周方向に沿って外周側に複数配置された（図示の例では、中心角４５°間隔で８個）転圧ローラ６と、各転圧ローラ６に対向して、その内周側に配置された複数のガイドローラ７と、これらの転圧ローラ６及びガイドローラ７を保持するローラホルダ８とを備えている。   A plurality of tool heads 5 are arranged on the outer peripheral side along the circumferential direction of the cylinder bore 3 (in the example shown, eight at a central angle of 45 ° intervals), and facing each of the pressure rollers 6. In addition, a plurality of guide rollers 7 disposed on the inner peripheral side thereof, and a roller holder 8 that holds the rolling roller 6 and the guide rollers 7 are provided.

転圧ローラ６は、シリンダボア３の軸方向に平行な回転軸を有し、シリンダボア３の内面上を円周方向に沿って転動する大径の転圧部９が軸方向中央部に設けられ、その両端側にガイドローラ７に当接する小径のガイド部１０が設けられた段付形状となっている。転圧ローラ６の軸部１１は、ローラホルダ８に回転可能、かつ、シリンダボア３の径方向に沿って僅かに移動可能に支持されている。   The rolling roller 6 has a rotating shaft parallel to the axial direction of the cylinder bore 3, and a large-diameter rolling section 9 that rolls along the circumferential direction on the inner surface of the cylinder bore 3 is provided at the central portion in the axial direction. The stepped shape is provided with a small-diameter guide portion 10 that contacts the guide roller 7 at both ends. The shaft portion 11 of the rolling roller 6 is supported by the roller holder 8 so as to be rotatable and slightly movable along the radial direction of the cylinder bore 3.

ガイドローラ７は、転圧ローラ６のガイド部１０及びマンドレル４の外周面に当接する一対のローラ１２を有し、これらのローラ１２の軸部１３は、ローラホルダ８に回転可能、かつ、シリンダボア３の径方向に沿って僅かに移動可能に支持されている。   The guide roller 7 includes a pair of rollers 12 that abut on the guide portion 10 of the pressure roller 6 and the outer peripheral surface of the mandrel 4, and the shaft portion 13 of these rollers 12 is rotatable about the roller holder 8, and has a cylinder bore. 3 is supported so as to be slightly movable along the radial direction.

マンドレル４、転圧ローラ６の転圧部９、ガイド部１０及びガイドローラ７のローラ１２の径は、マンドレル４をシリンダボア３の中心に挿入して固定し、マンドレル４に案内されたツールヘッド５をシリンダボア３に挿入したとき、転圧ローラ６の転圧部９がシリンダボア３の内周面に所定の仕上げ代をもって押圧され、転圧ローラ６が転動することにより、シリンダボア３の内面を所定の面粗さで所定の形状に転圧加工するように設定されている。また、マンドレル４を軸としてツールヘッド５を回転させたとき、転圧ローラ６の転圧部９、ガイド部１０及びガイドローラ７が互いに滑りを生じることなく、かつ、マンドレル４及びシリンダボア３に対しても滑りを生じることなく、自転しながらマンドレル４の周りを公転するように設定されている。   The diameter of the mandrel 4, the rolling part 9 of the rolling roller 6, the guide part 10, and the roller 12 of the guide roller 7 are fixed by inserting the mandrel 4 into the center of the cylinder bore 3 and guided by the mandrel 4. Is inserted into the cylinder bore 3, the rolling portion 9 of the rolling roller 6 is pressed against the inner peripheral surface of the cylinder bore 3 with a predetermined finishing allowance, and the rolling roller 6 rolls, so that the inner surface of the cylinder bore 3 is predetermined. Is set so as to be rolled into a predetermined shape with a surface roughness of. Further, when the tool head 5 is rotated around the mandrel 4, the rolling unit 9, the guide unit 10, and the guide roller 7 of the rolling roller 6 do not slide with respect to each other and with respect to the mandrel 4 and the cylinder bore 3. However, it is set to revolve around the mandrel 4 while rotating without causing any slip.

マンドレル４は、シリンダボア３に挿入したとき、図１０に示すエンジン運転状態におけるシリンダボア３の変形に対して、対応する軸方向位置の断面形状が反対方向に変形した非真円となっている。したがって、マンドレル４は、２次変形を生じるシリンダボア３の上部に対応する軸方向位置では、これとは反対方向に２次変形した非真円であり、また、４次変形を生じるシリンダボア３の中間部から下部に対応する軸方向位置では、図９に示すように、これとは反対方向に４次変形した非真円となっている。   When the mandrel 4 is inserted into the cylinder bore 3, the cross-sectional shape of the corresponding axial position is deformed in the opposite direction to the deformation of the cylinder bore 3 in the engine operating state shown in FIG. Accordingly, the mandrel 4 is a non-circular circle that is secondarily deformed in the opposite direction to the axial position corresponding to the upper portion of the cylinder bore 3 that generates the second-order deformation, and is intermediate between the cylinder bore 3 that generates the fourth-order deformation. At the axial position corresponding to the lower part from the part, as shown in FIG. 9, it is a non-perfect circle that is fourth-order deformed in the opposite direction.

転圧加工装置１は、ツールヘッド送り装置（図示せず）を備えており、シリンダボア３の中心に挿入して固定したマンドレル４に沿って、ツールヘッド５を軸回りの回転方向及び軸方向に所定の速度で送ることができる。   The rolling compaction device 1 includes a tool head feeding device (not shown), and moves the tool head 5 in the rotation direction and the axial direction around the axis along a mandrel 4 that is inserted and fixed in the center of the cylinder bore 3. It can be sent at a predetermined speed.

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
シリンダボア３の中心にマンドレル４を挿入して固定し、ツールヘッド送り装置によって、ツールヘッド５をマンドレル４に沿ってシリンダボア３に挿入する。そして、ツールヘッド５をマンドレル４の周りに回転させながら軸方向に送る。これにより、転圧ローラ６の転圧部９がシリンダボア３の内面に押圧されながら転動してシリンダボア３の内面を転圧加工する。このとき、転圧ローラ６及びガイドローラ７は、マンドレル４の非真円の断面形状に倣ってシリンダボア３の径方向に移動して、転圧ローラ６がシリンダボア３の内面を転圧加工するので、図９に示すように、マンドレル４の非真円の断面形状がシリンダボア３に転写されることになる。これにより、シリンダボア３を所定の面粗さで、図１０に示すエンジン運転状態におけるシリンダボア３の変形に対して、反対方向に変形した非真円に仕上げることができる。 Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
The mandrel 4 is inserted and fixed in the center of the cylinder bore 3, and the tool head 5 is inserted into the cylinder bore 3 along the mandrel 4 by a tool head feeding device. Then, the tool head 5 is fed in the axial direction while rotating around the mandrel 4. As a result, the rolling portion 9 of the rolling roller 6 rolls while being pressed against the inner surface of the cylinder bore 3 to roll the inner surface of the cylinder bore 3. At this time, the rolling roller 6 and the guide roller 7 move in the radial direction of the cylinder bore 3 following the non-circular cross-sectional shape of the mandrel 4, and the rolling roller 6 rolls the inner surface of the cylinder bore 3. As shown in FIG. 9, the non-circular cross-sectional shape of the mandrel 4 is transferred to the cylinder bore 3. Thereby, the cylinder bore 3 can be finished with a predetermined surface roughness into a non-perfect circle deformed in the opposite direction to the deformation of the cylinder bore 3 in the engine operating state shown in FIG.

そして、エンジンの運転状態においては、シリンダヘッドボルトの締付け及びシリンダブロック各部の熱膨張差等によるシリンダボア３の変形と、転圧加工装置１によるシリンダボア３の非真円の仕上げ形状とが相殺されて、シリンダボア３の真円度が高められることになり、シリンダボア３とピストンとの密着性を高めて、エンジンの圧縮、燃焼圧力の低下、オイル消費量の増大及びピストンリングの磨耗を防止することができる。また、ピストンのシール性が高まるので、ピストンリングの張力を小さくすることができ、これにより、ピストンの摺動摩擦を低減して、燃料消費率を向上させることができる。   When the engine is in an operating state, the cylinder bore 3 is deformed by the tightening of the cylinder head bolt and the thermal expansion difference of each part of the cylinder block, and the non-circular finished shape of the cylinder bore 3 by the rolling device 1 is offset. The roundness of the cylinder bore 3 will be increased, the adhesion between the cylinder bore 3 and the piston will be improved, and the compression of the engine, the reduction of the combustion pressure, the increase of oil consumption and the wear of the piston ring will be prevented. it can. Further, since the sealing performance of the piston is enhanced, the tension of the piston ring can be reduced, thereby reducing the sliding friction of the piston and improving the fuel consumption rate.

なお、上記実施形態では、転圧ローラ６を段付形状とすることにより、転圧ローラ６及びガイドローラ７の回転を調整して、これらに滑りが生じないようにしているが、ガイドローラ７を段付形状として、各ローラの滑りを防止するようにしてもよい。   In the above embodiment, the rolling roller 6 has a stepped shape so as to adjust the rotation of the rolling roller 6 and the guide roller 7 so that they do not slip. However, the guide roller 7 May be formed in a stepped shape to prevent slippage of each roller.

次に、本発明の第２実施形態について、図３及び図４を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same reference numerals are used for the same parts with respect to the first embodiment, and only different parts will be described in detail.

図３及び図４に示すように、本実施形態に係る転圧加工装置１４では、転圧ローラ１５は、段付形状ではなく、シリンダボア３の軸方向に垂直な軸回りに回転可能に支持され、シリンダボア３の内面上をシリンダボア３の軸方向に沿って転動するようになっている。ガイドローラ１６は、転圧ローラ１５と平行な軸回りに回転可能に支持され、転圧ローラ１５とマンドレル４との間に、これらに当接するように配置されている。転圧ローラ１５及びガイドローラ１６は、ローラホルダ８に回転可能で、かつ、シリンダボア３の径方向に沿って僅かに移動可能に支持されている。転圧ローラ１５とガイドローラ１６とは、図示の例では、ほぼ同径であるが、径が異なってもよい。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the compaction processing device 14 according to the present embodiment, the compaction roller 15 is not a stepped shape, but is supported so as to be rotatable about an axis perpendicular to the axial direction of the cylinder bore 3. The cylinder bore 3 rolls along the axial direction of the cylinder bore 3. The guide roller 16 is supported so as to be rotatable about an axis parallel to the rolling roller 15, and is disposed between the rolling roller 15 and the mandrel 4 so as to contact them. The rolling roller 15 and the guide roller 16 are supported by the roller holder 8 so as to be rotatable and slightly movable along the radial direction of the cylinder bore 3. The rolling roller 15 and the guide roller 16 have substantially the same diameter in the illustrated example, but the diameters may be different.

以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
シリンダボア３の中心にマンドレル４を挿入して固定し、ツールヘッド送り装置によって、ツールヘッド５をマンドレル４に沿ってシリンダボア３に挿入する。そして、ツールヘッド５をマンドレル４に沿って軸軸方向に送り、僅かに回転させながら往復運動させる。これにより、転圧ローラ１５がシリンダボア３の内面に押圧されながら転動してシリンダボア３の内面を転圧加工する。このとき、転圧ローラ１５及びガイドローラ１６は、マンドレル４の非真円の断面形状に倣ってシリンダボア３の径方向に移動して、転圧ローラ１５がシリンダボア３の内面を転圧加工するので、図９に示すように、マンドレル４の非真円の断面形状がシリンダボア３に転写される。これにより、シリンダボア３を所定の面粗さで、図１０に示すエンジン運転状態におけるシリンダボア３の変形に対して、反対方向に変形した非真円に仕上げることができる。 Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
The mandrel 4 is inserted and fixed in the center of the cylinder bore 3, and the tool head 5 is inserted into the cylinder bore 3 along the mandrel 4 by a tool head feeding device. Then, the tool head 5 is fed in the axial direction along the mandrel 4 and reciprocated while being slightly rotated. As a result, the rolling roller 15 rolls while being pressed against the inner surface of the cylinder bore 3 to roll the inner surface of the cylinder bore 3. At this time, the rolling roller 15 and the guide roller 16 move in the radial direction of the cylinder bore 3 following the non-circular cross-sectional shape of the mandrel 4, and the rolling roller 15 rolls the inner surface of the cylinder bore 3. As shown in FIG. 9, the non-circular cross-sectional shape of the mandrel 4 is transferred to the cylinder bore 3. Thereby, the cylinder bore 3 can be finished with a predetermined surface roughness into a non-perfect circle deformed in the opposite direction to the deformation of the cylinder bore 3 in the engine operating state shown in FIG.

本実施形態では、転圧ローラ１５及びガイドローラ１６は、シリンダボア３及びマンドレル４の軸方向に沿って転動するため、これらの間に滑りが生じないので、段付形状のローラが不要であり、構造がシンプルである。   In this embodiment, since the rolling roller 15 and the guide roller 16 roll along the axial direction of the cylinder bore 3 and the mandrel 4, no slip occurs between them, so that a stepped roller is not necessary. The structure is simple.

次に、本発明の第３実施形態について、図５及び図６を参照して説明する。なお、上記第１実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same reference numerals are used for the same parts with respect to the first embodiment, and only different parts will be described in detail.

図５及び図６に示すように、本実施形態に係る転圧加工装置１７では、転圧ローラ１８は、段付形状ではなく、中心角９０°間隔で４つ設けられている。また、ガイドローラ及びマンドレルが省略され、代わりに、転圧ローラ１８は、可動アーム１９に支持されて、シリンダボア３の径方向に移動可能で、所望の径方向位置に位置決めできるようになっている。可動アーム１９は、ツールヘッド５に挿入された作動ロッド２０のテーパ部２１に係合しており、アクチュエータ２２（ブロック図にのみ示す）によって作動ロッド２０を軸方向に進退動させることにより、径方向に移動させて位置決めできるようになっている。   As shown in FIGS. 5 and 6, in the rolling processing device 17 according to the present embodiment, four rolling rollers 18 are not provided in a stepped shape, but are provided at intervals of 90 ° of central angles. Further, the guide roller and the mandrel are omitted, and instead, the rolling roller 18 is supported by the movable arm 19 and is movable in the radial direction of the cylinder bore 3 and can be positioned at a desired radial position. . The movable arm 19 is engaged with the taper portion 21 of the operating rod 20 inserted into the tool head 5, and the actuator rod (shown only in the block diagram) is moved forward and backward in the axial direction by the actuator 22 (only shown in the block diagram). It can be positioned by moving in the direction.

そして、制御装置２３により、記憶装置２４に記憶した制御情報に基づき、ツールヘッド送り装置及びアクチュエータ２２を制御して、転圧ローラ１８をシリンダボア３の内面に押圧し、ツールヘッド４を回転させながら軸方向に送る。これにより、転圧ローラ１８がシリンダボア３の内面に押圧されながら転動してシリンダボア３の内面を転圧加工する。   Then, the control device 23 controls the tool head feeding device and the actuator 22 based on the control information stored in the storage device 24, presses the rolling roller 18 against the inner surface of the cylinder bore 3, and rotates the tool head 4. Send in the axial direction. As a result, the rolling roller 18 rolls while being pressed against the inner surface of the cylinder bore 3 to roll the inner surface of the cylinder bore 3.

このとき、ロータリエンコーダ２５及びリニアエンコーダ２６によってツールヘッド５の回転位置及び軸方向位置を検出し、これらの検出に基づき、ドライバ２７を介してアクチュエータ２２の作動を制御することにより、転圧ローラ１８の位置を調整し、シリンダボア３を所定の面粗さで、図１０に示すエンジン運転状態におけるシリンダボア３の変形に対して、反対方向に変形した非真円となるように仕上げる。   At this time, the rotary position of the tool head 5 and the position in the axial direction are detected by the rotary encoder 25 and the linear encoder 26, and the operation of the actuator 22 is controlled via the driver 27 based on these detections. The cylinder bore 3 is finished with a predetermined surface roughness so as to be a non-circular shape deformed in the opposite direction to the deformation of the cylinder bore 3 in the engine operating state shown in FIG.

次に、本発明の第４実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。なお、上記第３実施形態に対して、同様の部分には同一の符号を用いて、異なる部分についてのみ詳細に説明する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the same reference numerals are used for the same parts with respect to the third embodiment, and only different parts will be described in detail.

図７及び図８に示すように、本実施形態に係る転圧加工装置２８では、４つの転圧ローラ１８は、これらを支持する可動アーム１９に連結されたアクチュエータ２２Ａ〜２２Ｄによって直接駆動されるようになっており、作動ロッドは設けられていない。そして、コントローラ２３によってドライバ２７Ａ〜２７Ｄを介してアクチュエータ２２Ａ〜２２Ｄの作動を制御することにより、転圧ローラ１８の位置を調整し、シリンダボア３を所定の面粗さで、図１０に示すエンジン運転状態におけるシリンダボア３の変形に対して、反対方向に変形した非真円となるように仕上げる。この場合、４つの転圧ローラ１８の位置を個別に制御することができるので、シリンダボア３の仕上形状の自由度を高めることができる。   As shown in FIGS. 7 and 8, in the rolling processing device 28 according to the present embodiment, the four rolling rollers 18 are directly driven by actuators 22 </ b> A to 22 </ b> D connected to a movable arm 19 that supports them. The actuating rod is not provided. Then, the controller 23 controls the operation of the actuators 22A to 22D via the drivers 27A to 27D, thereby adjusting the position of the pressure roller 18 and setting the cylinder bore 3 to the engine operation shown in FIG. The cylinder bore 3 in the state is finished so as to be a non-circular circle deformed in the opposite direction. In this case, since the positions of the four rolling rollers 18 can be individually controlled, the degree of freedom of the finished shape of the cylinder bore 3 can be increased.

１ 転圧加工装置、３ シリンダボア、４ マンドレル、６ 転圧ローラ、７ ガイドローラ   1 Rolling device, 3 Cylinder bore, 4 Mandrel, 6 Rolling roller, 7 Guide roller

Claims (3)

シリンダボアの中心に挿入して固定されるマンドレルと、前記シリンダボアに挿入され、前記マンドレルに沿って回転及び軸方向に移動可能なツールヘッドと、前記シリンダボアの軸方向に平行な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向に沿って移動可能に支持されて、前記シリンダボアの内面上をその円周方向に沿って転動する転圧ローラと、前記転圧ローラの回転軸と平行な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向に移動可能に支持され、前記転圧ローラと前記マンドレルとの間に介装されたガイドローラとを備え、
前記ツールヘッドの回転により、前記転圧ローラ及び前記ガイドローラが回転方向に滑りを生じることなく自転及び公転し、前記転圧ローラが前記マンドレルの形状に倣って前記シリンダボアの内面を転圧加工することを特徴とする転圧加工装置。 A mandrel that is inserted and fixed in the center of the cylinder bore, a tool head that is inserted into the cylinder bore and is rotatable and axially movable along the mandrel, and a rotation axis parallel to the axial direction of the cylinder bore, A rolling roller supported by the tool head so as to be rotatable and movable along the radial direction of the cylinder bore, and rolling on the inner surface of the cylinder bore along the circumferential direction thereof, and a rotation shaft of the rolling roller A guide roller interposed between the rolling roller and the mandrel, supported by the tool head so as to be rotatable and movable in the radial direction of the cylinder bore,
Due to the rotation of the tool head, the rolling roller and the guide roller rotate and revolve without causing slippage in the rotation direction, and the rolling roller rolls the inner surface of the cylinder bore according to the shape of the mandrel. A rolling compaction device characterized by that. シリンダボアの中心に挿入して固定されるマンドレルと、前記シリンダボアに挿入され、前記マンドレルに沿って回転及び軸方向に移動可能なツールヘッドと、前記シリンダボアの軸方向に垂直な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向沿って移動可能に支持されて、前記シリンダボアの内面上をその軸方向に沿って転動する転圧ローラと、前記転圧ローラの回転軸と平行な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向に沿って移動可能に支持され、前記転圧ローラと前記マンドレルとの間に介装されたガイドローラとを備え、
前記ツールヘッドの軸方向の移動により、前記転圧ローラが前記マンドレルの形状に倣って前記シリンダボアの内面を転圧加工することを特徴とする転圧加工装置。 A mandrel that is inserted and fixed in the center of the cylinder bore, a tool head that is inserted into the cylinder bore and is rotatable and axially movable along the mandrel, and a rotation axis perpendicular to the axial direction of the cylinder bore, A rolling roller supported by the tool head so as to be rotatable and movable along the radial direction of the cylinder bore, and rolling on the inner surface of the cylinder bore along the axial direction thereof, and parallel to the rotational axis of the rolling roller A rotating shaft, supported by the tool head so as to be rotatable along the radial direction of the cylinder bore, and a guide roller interposed between the rolling roller and the mandrel,
The rolling device according to claim 1, wherein the rolling roller rolls the inner surface of the cylinder bore in accordance with the shape of the mandrel by the movement of the tool head in the axial direction. シリンダボアに挿入され、回転及び軸方向に移動可能なツールヘッドと、前記シリンダボアの軸方向に平行な回転軸を有し、前記ツールヘッドに回転可能かつ前記シリンダボアの径方向に沿って移動可能に支持されて、前記シリンダボアの内面上をその円周方向に沿って転動する転圧ローラと、前記転圧ローラを前記シリンダボアの径方向に沿って移動させるアクチュエータとを備え、
前記ツールヘッドの回転により、前記転圧ローラが前記シリンダボアの内面上を転動し、前記アクチュエータによって前記転圧ローラを移動させることにより、前記シリンダボアの仕上形状を調整することを特徴とする転圧加工装置。 A tool head that is inserted into the cylinder bore and can be rotated and moved in the axial direction, and has a rotation shaft that is parallel to the axial direction of the cylinder bore and is supported by the tool head so as to be rotatable and movable along the radial direction of the cylinder bore A rolling roller that rolls along the circumferential direction on the inner surface of the cylinder bore, and an actuator that moves the rolling roller along the radial direction of the cylinder bore,
The rolling pressure is adjusted by rotating the tool head to roll the rolling roller on the inner surface of the cylinder bore and moving the rolling roller by the actuator. Processing equipment.
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