JP6111598B2 - Cylinder block and honing method - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダの内周面にクロスハッチが形成されるシリンダブロック、及び、シリンダブロックに設けられるシリンダの内周面にクロスハッチを加工するホーニング加工方法に関する。 The present invention relates to a cylinder block in which a cross hatch is formed on an inner peripheral surface of a cylinder, and a honing method for processing a cross hatch on an inner peripheral surface of a cylinder provided in the cylinder block.
エンジン(内燃機関)のシリンダブロックのシリンダボア(又はシリンダライナ)には、一般的に、ホーニング加工が施される(例えば、特許文献1参照)。ホーニング加工においては、図4に示すように、砥石41が装着されたホーニングヘッド42を、砥石41を拡張した状態で回転させながら上下に(シリンダボア31の軸線方向に)移動させるようになっている。
In general, honing is performed on a cylinder bore (or cylinder liner) of a cylinder block of an engine (internal combustion engine) (see, for example, Patent Document 1). In the honing process, as shown in FIG. 4, the
このホーニング加工により、図3に示すように、エンジンのシリンダブロック30に設けられるシリンダボア31の内周面にはクロスハッチと称される加工目(溝又は条痕)32が形成される。なお、図3においてはクロスハッチ32を簡略的に示しており、クロスハッチ32は実際にはより目が細かく且つシリンダボア31の内周面全体に設けられている。
By this honing process, as shown in FIG. 3, a machining stitch (groove or streak) 32 called a cross hatch is formed on the inner peripheral surface of the
このクロスハッチ32は潤滑油保持のためにシリンダボア31の内周面に設けられるが、ピストン33(ピストンリング又はピストンスカート)の摺動に対しては抵抗となり、フリクションが発生する。そのフリクションを低減するために、図3に示すようにクロスハッチ角度(ホーニング角度とも称される)θを比較的大きくしたもの(例えば、約140°)も知られている。なお、クロスハッチ角度θは、一般的には、10°から30°の範囲内とされる。
The
一般的なホーニング加工方法では、図4に示すように、シリンダボア31の軸線方向に対する送りストローク(ホーニングヘッド42のストローク)Stが長いため、クロスハッチ32を構成する溝34がシリンダボア31の上端35から下端36までシリンダボア31の全長に亘って一直線に繋がっている。これはクロスハッチ角度θが比較的大きい場合も同様である。
In a general honing method, as shown in FIG. 4, the feed stroke (stroke of the honing head 42) St in the axial direction of the
図3に示すようにクロスハッチ角度θを比較的大きくすることにより、ピストン33の摺動によるフリクションは低減されそうであるが、実際は却ってピストン33の摺動によるフリクションは増加する。これはピストン33の摺動に伴い潤滑油がクロスハッチ32の溝34を伝わりピストン33の摺動方向に逃げ、摺動部(ピストン33のストローク中央付近)では油膜厚さが薄くなってしまい、摩擦係数が上がるためであると考えられる。また、ピストン33の摺動に伴い潤滑油がピストン33の摺動方向に逃げてしまうのは、クロスハッチ32の溝34がシリンダボア31の上端35から下端36までシリンダボア31の全長に亘って一直線に繋がっているためであると考えられる。
As shown in FIG. 3, the friction due to the sliding of the
そこで、本発明の目的は、ピストンの摺動によるフリクションを低減することができるシリンダブロック及びホーニング加工方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a cylinder block and a honing method that can reduce friction caused by sliding of a piston.
上述の目的を達成するために、本発明に係るシリンダブロックは、シリンダの内周面に、クロスハッチ角度が130°から150°の範囲内とされるクロスハッチが形成されるシリンダブロックであって、前記シリンダの両端の間を延びて前記クロスハッチを構成する溝に、前記溝の途中で屈曲する屈曲部を複数設けたものである。 In order to achieve the above object, a cylinder block according to the present invention is a cylinder block in which a cross hatch having a cross hatch angle within a range of 130 ° to 150 ° is formed on an inner peripheral surface of a cylinder. The groove that extends between both ends of the cylinder and constitutes the cross hatch is provided with a plurality of bent portions that are bent in the middle of the groove.
また、本発明に係るホーニング加工方法は、シリンダブロックに設けられるシリンダの内周面にクロスハッチを加工するホーニング加工方法であって、砥石が装着されたホーニングヘッドを用いて前記シリンダの両端の間を延びて前記クロスハッチを構成する溝を形成する際に、前記ホーニングヘッドを回転させながら前記シリンダの軸線方向に対して小刻みに往復移動させることにより、前記溝の途中で屈曲する屈曲部を前記溝に複数設けるものである。 The honing method according to the present invention is a honing method for machining a cross hatch on an inner peripheral surface of a cylinder provided in a cylinder block, and using a honing head equipped with a grindstone, between the both ends of the cylinder. When the groove constituting the cross hatch is formed by extending the honing head, the bent portion bent in the middle of the groove is reciprocated in small increments with respect to the axial direction of the cylinder while rotating the honing head. A plurality of grooves are provided.
本発明によれば、ピストンの摺動によるフリクションを低減することができるという優れた効果を奏する。 According to the present invention, there is an excellent effect that friction due to sliding of the piston can be reduced.
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1にシリンダブロックの概略図を示す。なお、図1においては、シリンダブロックの断面図及びシリンダボアの内周面の拡大図を示す。 FIG. 1 shows a schematic diagram of a cylinder block. 1 shows a cross-sectional view of the cylinder block and an enlarged view of the inner peripheral surface of the cylinder bore.
図1に示すように、エンジン(本実施形態では、ディーゼルエンジン)のシリンダブロック10の下部に設けられた軸受穴11には図示しないクランクシャフトが支持され、このクランクシャフトに図示しないコネクティングロッドを介して連結されたピストン12がシリンダボア13内を上下に往復運動するようになっている。
As shown in FIG. 1, a crankshaft (not shown) is supported in a
シリンダブロック10に設けられるシリンダを構成するシリンダボア13の内周面には、クロスハッチ角度θが130°から150°の範囲内(例えば、約140°)とされるクロスハッチ14が形成されている。クロスハッチ14はシリンダボア13の両端(上端15及び下端16)の間を延びる多数の溝17により形成され、これら溝17には、溝17の途中で反対側に折り返すように屈曲するV字状の屈曲部18が複数設けられている。即ち、潤滑油保持のためにシリンダボア13の内周面に設けられるクロスハッチ14の溝17が、シリンダボア13の上端15から下端16までシリンダボア13の全長に亘って一直線に繋がってはいない。なお、図1においてはクロスハッチ14を簡略的に示しており、クロスハッチ14は実際にはより目が細かく且つシリンダボア13の内周面全体に設けられている。
A
次に、シリンダブロック10のホーニング加工方法を説明する。
Next, a honing method for the
図2にホーニング加工方法の説明図を示す。 FIG. 2 shows an explanatory diagram of the honing method.
図2に示すように、ホーニング加工装置20は、シリンダブロック10のシリンダボア13に挿入されるホーニングヘッド21と、ホーニングヘッド21に装着される砥石22とを備える。砥石22は、シリンダボア13の軸線方向に対する長さがシリンダボア13の軸線方向に対して短く(シリンダボア13の全長よりも短く)形成されている。
As shown in FIG. 2, the
そして、ホーニングヘッド21を砥石22を拡張しない状態でシリンダボア13に挿入し、その挿入後に砥石22を拡張する。次いで、砥石22を拡張させた状態でホーニングヘッド21を回転させながらシリンダボア13の一端側から他端側(上端15側から下端16側、又は下端16側から上端15側)に移動させる送り工程と、砥石22を拡張させた状態でホーニングヘッド21を回転させながらシリンダボア13の他端側から一端側に移動させる戻し工程とを順次繰り返す。即ち、砥石22が装着されたホーニングヘッド21を回転させながらシリンダボア13の軸線方向に対して小刻みに上下移動させることにより、溝17の途中で反対側に折り返すように屈曲するV字状の屈曲部18を有する溝17(クロスハッチ14)をシリンダボア13の内周面に形成することが可能である。
Then, the
ホーニングヘッド21の送り工程における送りストロークSt1は、シリンダボア13の全長の5分の1程度の長さとされ、例えば約20mmとされる。また、ホーニングヘッド21の戻し工程における送りストロークSt2は、送り工程における送りストロークSt1の半分程度の長さとされ、例えば約10mmとされる。
The feed stroke St1 in the feed process of the
次に、本実施形態の作用効果を説明する。 Next, the effect of this embodiment is demonstrated.
本実施形態では、クロスハッチ14を構成する溝17に、溝17の途中で屈曲する屈曲部18を複数設けているので、クロスハッチ14がシリンダボア13の上端15から下端16までシリンダボア13の全長に亘って一直線に繋がることはなく、ピストン12の摺動に伴い潤滑油がクロスハッチ14の溝17を伝わりピストン12の摺動方向に逃げてしまうことを抑制することができる。そのため、シリンダボア13の内周面とピストンリング又はピストンスカートとの間は正常に潤滑油により潤滑され、摺動部(ピストン12のストローク中央付近)でも、十分な油膜厚さとすることができる。したがって、クロスハッチ角度θが大きくなった分、シリンダボア13の内周面とピストンリング又はピストンスカートとの間のフリクションが低減され、全体としてピストン12の摺動によるフリクションが低減される。
In the present embodiment, since the
以上要するに、本実施形態により、ピストンの摺動によるフリクションを低減することができる。 In short, according to the present embodiment, friction due to sliding of the piston can be reduced.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments can be adopted.
例えば、クロスハッチの溝の途中に設ける屈曲部の数は、図1に示すものには限定はされず、シリンダの全長やピストンのストローク等に応じて適宜設定することが可能である。 For example, the number of bent portions provided in the middle of the cross hatch groove is not limited to that shown in FIG. 1, and can be appropriately set according to the overall length of the cylinder, the stroke of the piston, and the like.
また、本発明は、シリンダボアだけではなく、シリンダライナへも適用可能である。 The present invention can be applied not only to the cylinder bore but also to the cylinder liner.
さらに、本発明は、ディーゼルエンジンのシリンダブロックだけではなく、ガソリンエンジン等のシリンダブロックへも適用可能である。 Furthermore, the present invention can be applied not only to a cylinder block of a diesel engine but also to a cylinder block of a gasoline engine or the like.
10 シリンダブロック
13 シリンダボア(シリンダ)
14 クロスハッチ
17 溝
18 屈曲部
θ クロスハッチ角度
10
14 Cross
Claims (2)
砥石が装着されたホーニングヘッドを用いて前記シリンダの両端の間を延びて前記クロスハッチを構成する溝を形成する際に、前記ホーニングヘッドを回転させながら前記シリンダの軸線方向に対して小刻みに往復移動させることにより、前記溝の途中で屈曲して潤滑油が前記シリンダの軸線方向に逃げるのを抑制する屈曲部を前記溝に複数設けることを特徴とするホーニング加工方法。When a honing head mounted with a grindstone is used to form a groove constituting the cross hatch by extending between both ends of the cylinder, the honing head is rotated and reciprocated in small increments with respect to the axial direction of the cylinder. A honing method according to claim 1, wherein a plurality of bent portions are provided in the groove so as to be bent in the middle of the groove to prevent the lubricating oil from escaping in the axial direction of the cylinder.
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