JPH0123253B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリンダブロツクにシリンダボアの
内面に、レーザ光線によつて焼入れを施したシリ
ンダボアの内面を、所定の内径寸法に仕上げ加工
するための加工方法に関するものである。

〔従来の技術〕

最近の内燃機関では、シリンダボアにおける内
面のうちピストン上死点近傍から適宜下方位置ま
での耐摩耗性が要求される部分に、レーザ光線の
移動照射によつてレーザ焼入れを施すことが行な
われている（例えば、特開昭56−5923号公報）。

これによると、片状黒鉛鋳鉄製シリンダブロツ
クにシリンダボアの内面のうち、ピストンリング
による摩耗の激しい部分は、硬度の高いマルテン
サイト等の鋳鉄組織と遊離片状黒鉛との混合組織
となり、ピストンリングとの接触に対する耐摩耗
性と潤滑性とを向上させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記レーザ焼入れされた部分は、そ
の金属組織が変態することにより硬度が硬くなる
反面、レーザ焼入れを施した部分における内径
が、レーザ焼入れを施していない部分における内
径よりも小さくなる。

そこで、前記のレーザ焼入れ後においてシリン
ダボアの内面を、ホーニング盤の砥石による研削
で、所定の内径寸法に仕上げ加工するようにしな
ければならない。

しかし、このホーニング盤による研削加工は、
ホーンという工具に保持具を介して放射状に取付
けられた複数の砥石を、シリンダボアの内面に押
し付けた状態で回転することによつて行うもの
で、このホーニング盤における砥石の長さは、シ
リンダボアにおける軸線方向の長さよりも短く、
且つ、この各砥石はシリンダボアの内面に常時一
定の圧力にて押し付けられているものであつて、
当該砥石によるシリンダボア内面の研削量は、前
記のようにレーザ焼入れを施した硬い部分と、レ
ーザ焼入れを施していない軟らかい部分とは、可
成り相違し、レーザ焼入れを施していない軟らか
い部分が、レーザ焼入れを施した硬い部分よりも
大きく研削されることになる、換言すると、レー
ザ焼入れを施していない軟らかい部分に対する研
削加工は、レーザ焼入れを施した部分に対する研
削加工よりも進み勝手になる。

その結果、ホーニング加工後におけるシリンダ
ボアの内径は、上部（ピストン上部リング側）で
小径、下部（ピストンスカート側）で大径となる
ように下広がりのテーパが付くことになるから、
部分的にレーザ焼入れを施したシリンダボアの内
径を、当該シリンダボアの軸方向の各所において
等しくなるように仕上げ研削加工することが困難
であつた。

本発明は、この問題を解消した仕上げ加工方法
を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、内燃機関の
シリンダブロツクにおけるシリンダボアの内面の
うち、ピストン上死点近傍から適宜下方位置まで
の耐摩耗性が要求される部分に、レーザ光線の移
動照射によりレーザ焼入れを施し、該レーザ焼入
れを施した部分を、ホーニング盤の砥石を定位置
にて回転させることにより、当該部分におけるシ
リンダボアの内径を、前記レーザ焼入れを施して
いない部分より適宜寸法だけ大径に研削加工し、
次いで、前記シリンダボアの内面の全体を、再度
ホーニング盤の砥石により研削加工することにし
た。

〔作用〕

このように、シリンダボアの内面の全体を、ホ
ーニング盤によつて所定の内径に研削加工するに
前において、シリンダボアにおける内面のうちレ
ーザ焼入れを施した部分の内径を、予め、レーザ
焼入れを施していない部分の内径より適宜寸法だ
け大径に研削加工しておけば、シリンダボアの内
面の全体をホーニング盤によつて研削加工する場
合において、シリンダボアにおける内面のうちレ
ーザ焼入れを施していない部分に対する研削加工
が、レーザ焼入れを施した部分に対する研削加工
よりも進み勝手になつても、当該レーザ焼入れを
施していない部分における内径が、レーザ焼入れ
を施した部分における内径よりも大きくなること
を回避することができる。

〔発明の効果〕

従つて本発明によると、部分的にレーザ焼入れ
したシリンダボアの内面を、ホーニング盤にて所
定の内径とするように仕上げ加工する場合におい
て、シリンダボアの内径が、レーザ焼入れを施し
ていない部分の内径が、レーザ焼入れを施した部
分における内径よりも大径になることがない状態
のもとで、シリンダボアの内径を、当該シリンダ
ボアの軸方向の各所において等しくなるように仕
上げ研削加工することが、確実に、簡単に達成で
きる効果を有する。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について説明すると、図
において符号１は、片状黒鉛鋳鉄製のシリンダブ
ロツクを、符号２は、該シリンダブロツク１の内
部に形成したシリンダボアを各々示す。

符号３は、前記シリンダボア２の内面に対して
レーザ焼入れを施すためのレーザ光線照射装置を
示し、該レーザ光線照射装置３は、CO2等のレー
ザ発信ヘツド４と反射鏡５，６、集光レンズ７等
からなり、該レーザ光線照射装置３における照射
筒部８を、前記シリンダボア２の内部に挿入し、
レーザ発信ヘツド４からのレーザ光線９を、照射
筒部８の窓１０から前記シリンダボア２の内面に
対して照射する。

また、このレーザ光線照射装置３を、シリンダ
ボア２における軸線１１の回りに回転しながら軸
線１１の方向に移動するか、図示しないテーブル
に載置したシリンダブロツク１を、そのシリンダ
ボア２における軸線１１を中心として回転すると
共に、シリンダボア２における軸線１１の方向に
上下動する。

これにより、粗仕上げ加工に際しての内径ｄ１
にしたシリンダボア２における内面のうち、シリ
ンダブロツク１の上面から適宜長さイの部分に、
レーザ焼入れを深さｔ１にわたつて施す。このレ
ーザ焼入れ部を符号１２で示す。なお、この焼入
れ深さｔ１は、後述する第１次及び第２次のホー
ニング加工によつても削り取られない程度の深さ
に施すことは云うまでもない。

そして、前記シリンダボア２の内面に対する第
１次及び第２次のホーニング加工を以下のように
して行う。

まず、第１次ホーニング加工では、シリンダボ
ア２の内部に、ホーニング盤のホーンの取付具１
５に取付られた複数の砥石１６を、第２図に示す
ように、当該砥石１６が前記レーザ焼入れ部１２
のみに接当する位置まで挿入し、当該挿入位置の
定位置に保持した状態で回転することにより、前
記レーザ焼入れ部分１２の内径を、第３図に示す
ように、レーザ焼入れを施していない長さロの部
分１３における内径ｄ１よりも適宜寸法だけ大径
のｄ２に研削加工する。これにより、レーザ焼入
れ部分１２とレーザ焼入れを施していない部分１
３との間には、段差１４ができる。

次いで、第２次ホーニング加工では、第４図及
び第５図に示すように、ホーニング盤における砥
石１６を、回転しながらシリンダボア２の軸方向
の全長にわたつて移動することにより、シリンダ
ボア２における内面の全体を、所定の内径Ｄにな
るように研削加工するのである。

この第２次ホーニング加工の研削加工に際し
て、前記レーザ焼入れを施していない部分１３に
対する研削加工は、レーザ焼入れ部１２に対する
研削加工よりも進み勝手になるが、前記レーザ焼
入れ部１２における内径ｄ２を、前記第１次ホー
ニング加工にてレーザ焼入れを施していない部分
１３における内径ｄ１よりも大径にしたことによ
り、レーザ焼入れを施していない部分１３に対す
る研削加工が、レーザ焼入れ部１２に対する研削
加工よりも進み勝手になつたとしても、当該レー
ザ焼入れを施していない部分１３における内径
が、レーザ焼入れ部１２における内径よりも大き
くなることを回避することができるから、シリン
ダボア２の内径を、レーザ焼入れを施していない
部分１３における内径が、レーザ焼入れ部１２に
おける内径よりも大きくならない状態のもとで、
所定の内径Ｄに仕上げ研削加工できるのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はレーザ
光線照射装置の概略断面図、第２図は第１次ホー
ニング加工を示す要部拡大断面図、第３図は第２
次ホーニング加工始め状態を示す要部拡大断面
図、第４図は第２次ホーニング加工完了状態の側
断面図、第５図は第４図のＶ―Ｖ線視断面図であ
る。 １…シリンダブロツク、２…シリンダボア、３
…レーザ光線照射装置、４…レーザ光線発信ヘツ
ド、５，６…反射鏡、７…集光レンズ、９…レー
ザ光線、１１…円筒軸線、１２…レーザ焼入れ
部、１３…レーザ焼入れを施していない部分、１
６…ホーニング盤の砥石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関のシリンダブロツクにおけるシリン
   ダボアの内面のうち、ピストン上死点近傍から適
   宜下方位置までの耐摩耗性が要求される部分に、
   レーザ光線の移動照射によりレーザ焼入れを施
   し、該レーザ焼入れを施した部分を、ホーニング
   盤の砥石を定位置にて回転させることにより、当
   該部分におけるシリンダボアの内径を、前記リー
   ザ焼入れを施していない部分より適宜寸法だけ大
   径に研削加工し、次いで、前記シリンダボアの内
   面の全体を、再度ホーニング盤の砥石により研削
   加工することを特徴とする内燃機関におけるシリ
   ンダボアの内径仕上げ加工方法。