WO2013094324A1 - シリンダブロックの製造方法及びシリンダブロック - Google Patents

シリンダブロックの製造方法及びシリンダブロック Download PDF

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孝文 渡辺
精一 杉山
三雄 林
大輔 寺田
良次 熨斗
英爾 塩谷
嘉昭 宮元
和昭 谷口
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    • F05C2253/12—Coating

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder block manufacturing method for forming a sprayed coating on the inner surface of a cylinder bore and the cylinder block.
  • the cylinder bore is deformed by a stress generated by fastening the fastener.
  • the cylindricity of the cylinder bore inner surface is deteriorated, and the shape of the cylinder bore inner surface is not a regular cylinder (a cylinder satisfying the required cylindricity). More specifically, the shape of the inner surface of the cylinder bore in the cross section perpendicular to the axial direction of the cylinder bore is not a regular circle (a circle satisfying the required roundness) but an ellipse or an oval.
  • An object of the present invention is to improve the workability of the finishing process performed on the spray coating on the inner surface of the cylinder bore after the bearing cap is attached to the cylinder block.
  • the inner surface of the cylinder bore in the cylinder block before mounting the bearing cap is different from the target shape so that the inner surface of the cylinder bore is deformed to the target shape by attaching the bearing cap to the cylinder block.
  • a second aspect of the present invention is a cylinder block including an inner surface of a cylinder bore processed into a first shape different from a target shape, and a thermal spray coating formed on the inner surface of the cylinder bore having the first shape.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a bearing cap is attached to a cylinder block according to a first embodiment of the present invention.
  • 2A and 2B are explanatory views showing a deformation mode of the cylinder bore by attaching a bearing cap to the cylinder block.
  • FIG. 2A is a view as viewed from an arrow A in FIG. 1
  • FIG. 2B is a view as viewed from an arrow B in FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a method of manufacturing the cylinder block according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the work content of the thermal spraying process in the flowchart of FIG. FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a change in the shape of the cylinder bore corresponding to the work content of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the inner surface of the cylinder bore is processed so as to be deformed with respect to a regular cylindrical shape before attaching the bearing cap to the cylinder block.
  • FIG. 7 shows the shape of the cylinder bore after processing in FIG. 6, (a) is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
  • FIGS. 8A and 8B are explanatory views showing the finishing process for the thermal spray coating according to the second embodiment of the present invention, where FIG. 8A shows the rough honing process and FIG. 8B shows the finishing honing process.
  • a cylinder block 1 of an automotive V-type engine shown in FIG. 1 is made of an aluminum alloy, and a thermal spray coating 5 is formed on the inner surface of the cylinder bore 3 to enhance characteristics such as wear resistance.
  • the thermal spray coating 5 is formed by a conventionally well-known method.
  • a thermal spray gun (not shown) is inserted into the cylinder bore 3 while being rotated, and is reciprocated in the axial direction of the cylinder bore.
  • a droplet is ejected to adhere to the inner surface of the cylinder bore 3.
  • a wire made of an iron-based material serving as a spraying material is sequentially supplied from the outside of the spray gun to the nozzle portion, and the wire is melted by a heat source such as a plasma arc to generate droplets.
  • the bearing cap 7 is fastened and fixed to the lower surface of the cylinder block 1 by a plurality of bolts 9 serving as fasteners.
  • the bearing cap 7 supports the crankshaft 15 with the cylinder block 1.
  • the bearing portion 13 of the bearing cap 7 supports the journal portion 17 of the crankshaft 15 together with the bearing portion 11 of the cylinder block 1 so as to be rotatable.
  • An oil pan (not shown) is attached to the lower surface of the bearing cap 7 opposite to the cylinder block 1, and a cylinder head (not shown) is attached to the upper surface of the cylinder block 1 opposite to the bearing cap 7.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing method of the cylinder block 1 according to the first embodiment.
  • a sprayed coating 5 is formed on the inner surface of the cylinder bore 3 in the spraying step 21.
  • the thermal spraying step 21 as a pre-processing step 23 the outer shape of the cylinder block 1 is machined, and then a leak test 25 is performed.
  • the leak test 25 is a liquid leak inspection concerning coolant leakage in the water jacket 1a and lubricating oil leakage in the crankcase 1b.
  • the leak test 25 is performed by a conventionally well-known method. For example, the internal pressure in the water jacket 1a or the crankcase 1b is raised in a sealed state, and the internal pressure is increased after a predetermined time has elapsed. It is also determined whether or not the value is maintained above the specified value.
  • the process proceeds to a bearing cap assembling step 27, and the bearing cap 7 is fastened and fixed to the cylinder block 1 with a plurality of bolts 9. Then, it progresses to the finishing process 29, and finishes, such as a honing process, are performed with respect to the sprayed coating 5 formed in the inner surface of the cylinder bore 3 there.
  • the cylinder bore 3 is deformed by the stress generated by fastening the plurality of bolts 9. If the inner surface of the cylinder bore 3 is formed in a normal cylindrical shape in the cylinder block 1 before the bearing cap 7 is mounted, the cylindricity of the inner surface of the cylinder bore 3 is deteriorated due to the deformation of the cylinder bore 3 when the bolt 9 is fastened. That is, even if the shape of the inner surface of the cylinder bore 3 is a regular cylindrical shape (cylindrical shape that satisfies the required cylindricity) before the bearing cap 7 is attached, the shape of the inner surface of the cylinder bore 3 is not changed after the bearing cap 7 is attached. It is no longer a regular cylinder.
  • the shape of the inner surface of the cylinder bore 3 in the cross section perpendicular to the axial direction of the cylinder bore 3 is not a regular circle (a circle satisfying the required roundness) indicated by a broken line in FIG. It is oval.
  • the cylinder bore 3, P 1 (major axis after deformation) direction of a length corresponding to the lateral direction of FIG. 1, perpendicular to the paper surface in FIG. 1 deformed into long ellipse or oval than Q 1 (minor diameter after deformation) direction of a length corresponding to the direction of. 1 is a direction parallel to the rotation axis O of the crankshaft 15, and the left-right direction in FIG. 1 is a direction parallel to a plane orthogonal to the rotation axis O of the crankshaft 15. .
  • the cylinder bore 3 is deformed by tightening bolts 9 located on the left and right sides with respect to the center between the left and right cylinder bores 3 in FIG. Caused by falling and deforming (in the direction indicated by C). This falling deformation occurs at the center between the left and right cylinder bores 3.
  • the cylinder bore 3 is deformed by fastening the bolts 9 located on both sides of the rotation axis O of the crankshaft 15 so that the peripheral part of the cylinder bore 3 parallel to the direction orthogonal to the rotation axis O is around the rotation axis O. It can also be said that the rotation occurs in directions away from each other.
  • the operation shown in FIG. 4 is performed in the thermal spraying step 21 shown in FIG. That is, the inner surface of the cylinder bore 3 is deformed in advance to the shape before the deformation (first shape) so that the inner surface of the cylinder bore 3 is deformed into a regular cylindrical shape (target shape) by the deformation of the cylinder bore 3 caused by attaching the bearing cap 7 to the cylinder block 1. (Work 21a).
  • This pre-deformation shape is different from the target regular cylindrical shape.
  • the regular cylindrical shape is opposite to the deformation direction of the cylinder bore 3 that occurs when the bearing cap 7 is attached to the cylinder block 1. It is a shape obtained by deforming.
  • the deformation in the reverse direction is a contraction deformation along the same direction.
  • the deformation at the time of mounting the bearing cap 7 is to deform the cross section perpendicular to the axial direction of the cylinder bore 3 along a certain direction
  • the deformation in the reverse direction is the same direction in the cross section. It is meant to be deformed so as to be contracted along.
  • the deformation in the opposite direction can be regarded as a deformation of the cross section so as to be stretched in a direction orthogonal to the extending direction when the bearing cap 7 is attached.
  • FIG. 6 shows a method of processing the inner surface of the cylinder bore 3 into a shape before deformation.
  • the boring bar 35 is rotated while being inserted into the cylinder bore 3, and the cutting edge 37 provided at the tip of the boring bar 35 is inserted into the cylinder bore 3. Perform while moving along the inner surface.
  • the position of the cutting edge 37 can be continuously controlled by NC control.
  • the shape of the inner surface of the cylinder bore 3 in the cross section perpendicular to the axial direction of the cylinder bore 3 is not a regular circle but an oval or It is oval. More particularly, the shape of the cylinder bore 3 inner surface (the major axis before deformation) P 2 direction length corresponding to a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 6, the length of the direction corresponding to the horizontal direction of FIG. 6 ( deformation than the short diameter) Q 2 before the long ellipse or oval.
  • This oval or oval is a shape obtained by deforming a regular circle in a direction opposite to the direction of deformation of the cylinder bore 3 that occurs when the bearing cap 7 is attached to the cylinder block 1.
  • 6 is a direction parallel to the rotation axis O of the crankshaft 15, and the left-right direction in FIG. 6 is a direction parallel to a plane orthogonal to the rotation axis O of the crankshaft 15. .
  • the sprayed coating 5 is formed on the inner surface of the cylinder bore 3 having the shape before deformation using a conventionally known spraying technique (operation 21b).
  • the shapes of the cylinder bores 3 after performing the operations 21a and 21b of FIG. 4 are shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), respectively.
  • 5 is (a) and (b) the dimension P 2 in corresponds to FIGS. 7 (a) and the length of the cylinder bore 3 in (b) (long diameter before deformation) P 2.
  • a pre-processing step 23 and a leak test 25 are sequentially performed.
  • the bearing cap 7 is attached to the cylinder block 1 having the cylinder bore 3 processed into the shape of FIG.
  • the direction of action of the stress generated by the fastening bolt 9 when attaching the bearing cap 7 is a direction corresponding to P 1 (major axis after deformation) length at FIG.
  • the shape before deformation of the cylinder bore 3 is an oval shape or an oval shape in a cross section perpendicular to the axial direction at least in the axial intermediate position of the cylinder bore 3 (the midpoint of the axial length L). It has become. For this reason, the entire inner surface of the cylinder bore 3 can be more reliably corrected to a regular cylindrical shape by the stress generated when the bearing cap 7 is attached to the cylinder block 1.
  • the shape of the cross section perpendicular to the axial direction of the cylinder bore 3 may be changed according to the position in the axial direction.
  • the cross-sectional shape of the cylinder bore 3 is changed to the direction or amount of deformation. It can be changed corresponding to the distribution of. Thereby, the shape of the whole inner surface of the cylinder bore 3 after attaching the bearing cap 7 to the cylinder block 1 can be made closer to an ideal cylindrical shape.
  • the finishing process by the honing process is performed on the sprayed coating 5 on the inner surface of the cylinder bore 3 that has been corrected into a regular cylindrical shape.
  • the shape of the inner surface of the thermal spray coating 5 is a regular cylinder having a regular circular cross section as shown in FIG. 5C, the cylindricity is corrected by honing for the thermal spray coating 5.
  • the processing to do becomes unnecessary. Therefore, work efficiency in finishing is improved, and workability deterioration can be suppressed.
  • the thermal spraying process 21 is set immediately after the casting process 19. This is because if the thermal spraying process 21 is set to a subsequent process such as immediately before the finishing process 29, for example, a loss when a casting defect is found increases. That is, when a casting defect is found during spraying, the cylinder block 1 is discarded, and the processing cost required for the pre-processing step 23 from the casting operation to the thermal spraying operation is wasted. Because.
  • thermal spraying process 21 it is possible to further reduce the line remodeling part of the subsequent manufacturing process, which can contribute to the reduction of the equipment cost. If the thermal spraying process 21 is set as a post process such as immediately before the finishing process 29, for example, the thermal spraying process 21 needs to be incorporated in the middle of the current line, and the scale of the line is increased.
  • the finishing coating step 29 finishes the sprayed coating 5 such as honing. Processing.
  • rough honing and finish honing are performed as finishing.
  • the rough honing process is performed by fixing the rough honing head 39 as a rough finishing tool and the drive unit 41 side that rotationally drives the rough honing head 39 to each other, Performed in a rigid connection.
  • the shape of the inner surface of the cylinder bore 3 in a cross section perpendicular to the axial direction of the cylinder bore 3 extends in a certain direction when the bearing cap 7 is fastened and fixed to the cylinder block 1.
  • the finishing process 29 by performing rough honing with the rough honing head 39 and the drive unit 41 side rigidly connected, for example, the shape of the inner surface of the cylinder bore 3 deformed into an elliptical shape or an oval shape can be efficiently obtained. It can be modified to a circle. Thereby, the work efficiency in finishing can be further improved.
  • the finish honing head 45 and the drive unit 47 side are connected by a universal joint 49 in a floating state. Thereby, the sprayed coating surface after rough honing can be finished more efficiently and with high accuracy.
  • the cylinder block 1 of the V-type engine for automobiles has been described.
  • the present invention can be applied to a cylinder block of an in-line engine.
  • the target shape of the inner surface of the cylinder bore 3 is exemplified by a cylindrical shape that satisfies the required cylindricity, but the shape is not particularly limited and may be a cylindrical shape having an elliptical cross section.
  • the inner surface of the sprayed coating of the cylinder bore can be transformed into a regular cylinder satisfying the required cylindricity.
  • processing for correcting the cylindricity becomes unnecessary, and thus the working efficiency in finishing processing is improved.

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Abstract

　シリンダブロック（１）にベアリングキャップ（７）を取り付けることでシリンダボア（３）の内面が目標形状に変形するように、ベアリングキャップ（７）取り付け前のシリンダブロック（１）におけるシリンダボア（３）の内面を、目標形状とは異なる第１形状に加工し、この第１形状を有するシリンダボア（３）の内面に溶射皮膜（５）を形成するシリンダブロックの製造方法。

Description

シリンダブロックの製造方法及びシリンダブロック
　本発明は、シリンダボア内面に溶射皮膜を形成するシリンダブロックの製造方法及びシリンダブロックに関する。
　内燃機関の出力、燃費、排気性能向上あるいは小型、軽量化といった要請から、アルミシリンダブロックのシリンダボアへのシリンダライナの適用を廃止することに対する設計要求は極めて高い。代替技術には、アルミ合金製シリンダブロックのシリンダボア内面に鉄系材料からなる溶射皮膜を形成する技術がある（特許文献１参照）。
特開２００６－２９１３３６号公報
　ところで、シリンダボア内面に溶射皮膜を形成したシリンダブロックに対し、ボルトなどの締結具を用いてベアリングキャップを取り付けると、締結具を締結することで発生する応力によりシリンダボアが変形する。変形したシリンダボアでは、シリンダボア内面の円筒度が悪化し、シリンダボア内面の形状が正規の円筒形（要求される円筒度を満足する円筒形）ではなくなっている。より詳細には、シリンダボアの軸方向に垂直な断面におけるシリンダボア内面の形状は、正規の円形（要求される真円度を満足する円形）ではなく、楕円形もしくは長円形になっている。
　従って、シリンダブロックにベアリングキャップを取り付けた後に、シリンダボア内面に形成した溶射皮膜に対してホーニング加工などの仕上げ加工を行う場合は、その仕上げ加工のなかで、シリンダボア内面の形状を正規の円筒形に修正する必要が生じる。このため、仕上げ加工の作業性が悪化する。
　本発明の目的は、シリンダブロックにベアリングキャップを取り付けた後にシリンダボア内面の溶射皮膜に対して行う仕上げ加工の作業性を向上させることである。
　本発明の第１の態様は、シリンダブロックにベアリングキャップを取り付けることでシリンダボアの内面が目標形状に変形するように、ベアリングキャップ取り付け前のシリンダブロックにおけるシリンダボアの内面を、目標形状とは異なる第１形状に加工し、この第１形状を有するシリンダボアの内面に溶射皮膜を形成するシリンダブロックの製造方法である。
　本発明の第２の態様は、目標形状とは異なる第１形状に加工されたシリンダボアの内面と、第１形状を有するシリンダボアの内面に形成された溶射皮膜と、を備えたシリンダブロックである。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るシリンダブロックにベアリングキャップを取り付けた状態を示す断面図である。 図２は、シリンダブロックへのベアリングキャップの取り付けによるシリンダボアの変形態様を示す説明図で、（ａ）は図１のＡ矢視図、（ｂ）は図１のＢ矢視図である。 図３は、第１の実施形態に係るシリンダブロックの製造方法を示すフローチャートである。 図４は、図３のフローチャートにおける溶射工程の作業内容を示す説明図である。 図５は、図４の作業内容に対応したシリンダボアの形状の変化を示す図である。 図６は、シリンダブロックにベアリングキャップを取り付ける前に、シリンダボアの内面を正規の円筒形に対して変形した状態となるよう加工している状態を示す断面図である。 図７は、図６の加工後のシリンダボアの形状を示しており、（ａ）は図６のＡ矢視図、（ｂ）は図６のＢ矢視図である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係る溶射皮膜に対する仕上げ加工を示す説明図で、（ａ）は粗ホーニング加工を、（ｂ）は仕上げホーニング加工を示す。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
＜第１の実施形態＞
　図１に示す自動車用Ｖ型エンジンのシリンダブロック１は、アルミニウム合金製であり、そのシリンダボア３の内面に溶射皮膜５を形成して耐磨耗性などの特性を高めている。溶射皮膜５は、従来からよく知れている方法で形成され、例えば、図示しない溶射ガンをシリンダボア３内に回転させながら挿入してシリンダボアの軸方向に往復移動させ、溶射ガンの先端のノズル部から溶滴を噴出してシリンダボア３の内面に付着させる。ノズル部には、溶射ガンの外部から溶射用材料となる鉄系材料からなるワイヤを順次供給し、このワイヤをプラズマアークなどの熱源によって溶融させて溶滴を発生させる。
　シリンダブロック１の下面には、ベアリングキャップ７が締結具となる複数のボルト９によって締結固定されている。ベアリングキャップ７は、シリンダブロック１との間で、クランクシャフト１５を支持している。ベアリングキャップ７のベアリング部１３は、シリンダブロック１のべアリング部１１とともに、クランクシャフト１５のジャーナル部１７を回転可能に支持している。
　ベアリングキャップ７におけるシリンダブロック１と反対側の下面には、図示しないオイルパンが取り付けられ、シリンダブロック１におけるベアリングキャップ７と反対側の上面には、図示しないシリンダヘッドが取り付けられる。
　図３は、第１の実施形態に係るシリンダブロック１の製造方法を示すフローチャートである。鋳造工程１９において、シリンダブロック１を鋳造加工した後、溶射工程２１でシリンダボア３の内面に溶射皮膜５を形成する。溶射工程２１の後は、前加工工程２３として、シリンダブロック１の外形の機械加工を行ってから、リークテスト２５を実施する。
　リークテスト２５は、ウォータジャケット１ａ内の冷却水漏れと、クランクケース１ｂ内の潤滑油漏れに関する液体漏れ検査である。このリークテスト２５は、従来からよく知られている方法により行われ、例えば、ウォータジャケット１ａ内やクランクケース１ｂ内の内圧を、それらを密閉した状態で上昇させて、その内圧が所定時間経過後も規定値以上に維持されているか否かを判断する。
　リークテスト２５の後は、ベアリングキャップ組付工程２７に進み、複数のボルト９によってシリンダブロック１にベアリングキャップ７を締結固定する。その後、仕上げ加工工程２９に進み、そこで、シリンダボア３の内面に形成された溶射皮膜５に対し、ホーニング加工などの仕上げ加工を行う。
　ベアリングキャップ組付工程２７では、複数のボルト９を締結することで発生する応力により、シリンダボア３が変形する。仮に、ベアリングキャップ７取り付け前のシリンダブロック１においてシリンダボア３の内面が通常の円筒形に形成されていたとすると、ボルト９締結時のシリンダボア３の変形によって、シリンダボア３内面の円筒度が悪化する。つまり、ベアリングキャップ７取り付け前に、シリンダボア３内面の形状が正規の円筒形（要求される円筒度を満足する円筒形）であったとしても、ベアリングキャップ７取り付け後は、シリンダボア３内面の形状が正規の円筒形ではなくなっている。より詳細には、シリンダボア３の軸方向に垂直な断面におけるシリンダボア３内面の形状は、図２に破線で示した正規の円形（要求される真円度を満足する円形）ではなく、楕円形もしくは長円形になっている。例えば、図２（ａ）及び（ｂ）に実線で示すように、シリンダボア３は、図１の左右方向に対応する方向の長さ（変形後の長径）Ｐ１が、図１で紙面に直交する方向に対応する方向の長さ（変形後の短径）Ｑ１よりも長い楕円形もしくは長円形に変形する。なお、図１で紙面に直交する方向は、クランクシャフト１５の回転軸Ｏに平行な方向であり、図１の左右方向は、クランクシャフト１５の回転軸Ｏと直交する平面に平行な方向である。
　上記シリンダボア３の変形は、図１中で左右両側のシリンダボア３相互間の中心に対して左右両側に位置するボルト９の締結によって、左右のシリンダボア３周辺部が、それぞれ左右に（図１中矢印Ｃで示す方向に）倒れ変形することで生じる。この倒れ変形は、左右のシリンダボア３相互間の中心を境として生じる。上記シリンダボア３の変形は、クランクシャフト１５の回転軸Ｏを挟んで両側に位置するボルト９を締結することで、回転軸Ｏに直交する方向に並列するシリンダボア３の周辺部が回転軸Ｏ周りに互いに離間する方向に回転することで生じるともいえる。
　シリンダボア３内面の円筒度が悪化した状態のまま、仕上げ加工工程２９で、シリンダボア３内面の溶射皮膜５に対してホーニング加工を行う場合には、円筒度が悪化していない状態で行う場合と比較して、シリンダボア３内面の加工量を多く確保する必要がある。すなわち、シリンダボア３の軸方向に垂直な断面における楕円形もしくは長円形の短径部分に対応する領域に対する加工量を、長径部分に対応する領域に対するそれよりも多くする必要がある。このような加工量の不均衡（偏り）を吸収するために、あらかじめシリンダボア３内面全体にわたって溶射皮膜を厚く形成しておく必要が生じ、溶射皮膜形成に使用する材料が増加してしまう。
　そこで、本実施形態では、図３に示した溶射工程２１のなかで、図４に示す作業を実施する。すなわち、ベアリングキャップ７をシリンダブロック１に取り付けることで生じるシリンダボア３の変形によって、シリンダボア３内面が正規の円筒形（目標形状）に変形するように、シリンダボア３の内面を予め変形前形状（第１形状）に加工する（作業２１ａ）。この変形前形状は、目標とする正規の円筒形とは異なる形状であり、例えば、正規の円筒形を、ベアリングキャップ７をシリンダブロック１に取り付けたときに生じるシリンダボア３の変形方向と逆方向に変形させることで得られる形状である。なお、逆方向の変形とは、例えば、ベアリングキャップ７をシリンダブロック１に取り付けたときに生じるシリンダボア３の変形が、ある方向に沿った伸長変形である場合は、同じ方向に沿った収縮変形を意味する。つまり、ベアリングキャップ７取り付け時の変形が、シリンダボア３の軸方向に垂直な断面をある一定の方向に沿って引き伸ばすように変形させるものである場合、逆方向の変形とは、当該断面を同じ方向に沿って収縮させるように変形させるものを意味する。あるいは、この逆方向の変形は、当該断面をベアリングキャップ７取り付け時の伸長方向と直交する方向に引き伸ばすように変形させるものとして捉えることもできる。
　図６は、シリンダボア３の内面を変形前形状に加工する方法を示しており、例えば、ボーリングバー３５をシリンダボア３内に挿入しつつ回転させ、その先端に設けてある切刃３７をシリンダボア３の内面に沿って移動させながら行う。切刃３７の位置は、ＮＣ制御により連続的に制御されうる。
　図４の作業２１ａでの加工により、シリンダボア３の軸方向に垂直な断面におけるシリンダボア３内面の形状は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、正規の円形ではなく、楕円形もしくは長円形になっている。より詳細には、シリンダボア３内面の形状は、図６で紙面に直交する方向に対応する方向の長さ（変形前の長径）Ｐ２が、図６の左右方向に対応する方向の長さ（変形前の短径）Ｑ２よりも長い楕円形もしくは長円形となる。この楕円形もしくは長円形は、正規の円形を、ベアリングキャップ７をシリンダブロック１に取り付けたときに生じるシリンダボア３の変形方向と逆方向に変形させることで得られる形状である。なお、図６で紙面に直交する方向は、クランクシャフト１５の回転軸Ｏに平行な方向であり、図６の左右方向は、クランクシャフト１５の回転軸Ｏと直交する平面に平行な方向である。
　図４における作業２１ａでの加工の後は、変形前形状を有するシリンダボア３の内面に対し、従来から公知の溶射技術を利用して溶射皮膜５を形成する（作業２１ｂ）。このような図４の作業２１ａ，２１ｂを実施した後のシリンダボア３の形状を、図５（ａ），（ｂ）にそれぞれ示している。図５（ａ）及び（ｂ）中の寸法Ｐ２が、図７（ａ）及び（ｂ）におけるシリンダボア３の長さ（変形前の長径）Ｐ２に相当している。
　溶射皮膜５を形成する溶射工程２１の後は、前加工工程２３及びリークテスト２５を順次実施する。
　リークテスト２５の後には、ベアリングキャップ組付工程２７で、図７の形状に加工されたシリンダボア３を有するシリンダブロック１に対して、ベアリングキャップ７を取り付ける。ベアリングキャップ７を取り付ける際のボルト９の締結により発生する応力の作用方向は、図２での長さ（変形後の長径）Ｐ１に対応する方向となる。
　図２での長さ（変形後の長径）Ｐ１に対応する方向は、図７の長さ（変形前の短径）Ｑ２の方向に対応している。このため、ボルト９締結時には、シリンダボア３の軸方向に垂直な断面におけるシリンダボア３内面の形状は、図７の楕円形もしくは長円形から正規の円形となるよう変形することになる。
　つまり、図７の変形前の楕円形もしくは長円形の長径Ｐ２に対応する長手方向と、図２の変形後の楕円形もしくは長円形の長径Ｐ１に対応する長手方向とは、互いに直交している。このため、シリンダブロック１にベアリングキャップ７を取り付けることによって、図７の楕円形もしくは長円形は矯正されて、図５（ｃ）に示すように正規の円形に変形する。これにより、シリンダボア３内面の形状は、正規の円筒形に矯正される。
　特に、本実施形態では、シリンダボア３の変形前形状が、少なくともシリンダボア３の軸方向中間位置（軸方向長さＬの中点）における該軸方向に垂直な断面において楕円形もしくは長円形を呈する形状となっている。このため、シリンダブロック１にベアリングキャップ７を取り付けるときに発生する応力で、シリンダボア３の内面全体を、より確実に正規の円筒形に矯正することができる。
　また、シリンダボア３の変形前形状は、シリンダボア３の軸方向に垂直な断面の形状をその軸方向位置に応じて変化させるようにしてもよい。ベアリングキャップ７をシリンダブロック１に取り付けたときに生じるシリンダボア３内面の変形の方向または量が、シリンダボア３の軸方向位置に応じて変化する場合に、シリンダボア３の断面形状を当該変形の方向または量の分布に対応させて変化させることができる。これにより、シリンダブロック１にベアリングキャップ７を取り付けた後のシリンダボア３の内面全体の形状を、より一層理想的な円筒形に近づけることができる。
　正規の円筒形に矯正されたシリンダボア３内面の溶射皮膜５に対し、仕上げ加工工程２９で、ホーニング加工による仕上げ加工を実施する。ここで、溶射皮膜５の内面の形状は、図５（ｃ）に示すように、正規の円形断面を有する正規の円筒形となっているため、溶射皮膜５に対するホーニング加工で、円筒度を修正する加工が不要となる。したがって仕上げ加工における作業効率が向上し、作業性悪化を抑えることができる。
　また、図２に示した楕円形もしくは長円形に変形したシリンダボア内面の溶射皮膜に対して仕上げ加工を行う場合のように、溶射皮膜の内面を正規の円筒形に修正するために必要以上に多量の皮膜材料を使用する必要がない。従って、皮膜材料の使用量を削減でき、材料コストを抑えることができるとともに、溶射皮膜５を形成する際の作業時間を短縮できる。
　なお、本実施形態に係るシリンダブロック１の製造方法では、鋳造工程１９の直後に溶射工程２１を設定している。これは、溶射工程２１を、例えば、仕上げ加工工程２９の直前など後工程に設定すると、鋳造欠陥が見つかった場合の損失が増大してしまうからである。すなわち、溶射する際に鋳造欠陥が見つかったときは、シリンダブロック１を廃棄することになり、鋳造作業から溶射作業に至るまでの間の前加工工程２３などに要する加工費が無駄になってしまうからである。
　また、鋳造工程１９の直後に溶射工程２１を設定することで、その後の製造工程のライン改造部分をより少なくすることができ、設備コストの低減にも寄与することができる。溶射工程２１を、例えば、仕上げ加工工程２９の直前など後工程に設定すると、溶射工程２１を現行ラインの途中に組み込む必要が生じ、ラインの改造規模が大きくなってしまう。
　このようなことから、溶射工程２１はできるだけ鋳造工程１９の直後に設定することが望ましい。
＜第２の実施形態＞
　ベアリングキャップ組付工程２７で、シリンダボア３の内面に溶射皮膜５を形成したシリンダブロック１に対してベアリングキャップ７を取り付けた後、仕上げ加工工程２９で、溶射皮膜５に対し、ホーニング加工などの仕上げ加工を行う。第２の実施形態では、仕上げ加工として粗ホーニング加工と仕上げホーニング加工とを行う。本実施形態では、粗ホーニング加工は、図８（ａ）に示すように、粗仕上げ加工具としての粗ホーニングヘッド３９と粗ホーニングヘッド３９を回転駆動する駆動部４１側とを、互いに固定し、リジッドに連結した状態で行う。
　図２を用いて説明したように、シリンダボア３の軸方向に垂直な断面におけるシリンダボア３内面の形状は、ベアリングキャップ７をシリンダブロック１に締結固定した際に、一定の方向に伸長し、例えば、楕円形もしくは長円形に変形する傾向がある。仕上げ加工工程２９において、粗ホーニングヘッド３９と駆動部４１側とをリジッドに連結した状態で粗ホーニング加工を行うことで、例えば、楕円形もしくは長円形に変形したシリンダボア３内面の形状を、効率よく円形に修正することができる。これにより、仕上げ加工における作業効率をさらに向上させることができる。
　粗ホーニング加工後の仕上げホーニング加工では、図８（ｂ）に示すように、仕上げホーニングヘッド４５と駆動部４７側とをユニバーサルジョイント４９により連結してフローティング状態で行う。これにより、粗ホーニング加工後の溶射皮膜面をより効率的かつ高精度に仕上げ加工することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。例えば、上記した各実施形態では、自動車用Ｖ型エンジンのシリンダブロック１を用いて説明したが、直列エンジンのシリンダブロックに対しても本発明を適用することができる。また、シリンダボア３内面の目標形状としては、要求される円筒度を満足する円筒形を例として挙げたが、その形状は特に限定されず、断面が楕円の円筒形であってもよい。
　本出願は、２０１１年１２月２２日に出願された日本国特許願第２０１１－２８１３３１号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。
　本発明によれば、ベアリングキャップをシリンダブロックに取り付けることで、シリンダボアの溶射被膜の内面を、要求される円筒度を満足する正規の円筒形に変形させることができる。その後の溶射皮膜に対する仕上げ加工では、円筒度を修正する加工が不要となるため、仕上げ加工における作業効率が向上する。
　１　シリンダブロック
　３　シリンダボア
　５　溶射皮膜
　７　ベアリングキャップ
　３９　粗ホーニングヘッド（粗仕上げ加工具）
　４１　駆動部

Claims (6)

  1. 　シリンダブロックにベアリングキャップを取り付けることでシリンダボアの内面が目標形状に変形するように、ベアリングキャップ取り付け前のシリンダブロックにおけるシリンダボアの内面を、前記目標形状とは異なる第１形状に加工し、
    　前記第１形状を有するシリンダボアの内面に溶射皮膜を形成することを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
  2. 　シリンダボアの内面に溶射皮膜を形成したシリンダブロックにベアリングキャップを取り付け、
    　駆動部にリジッドに連結されて回転駆動される粗仕上げ加工具を使用して、前記溶射皮膜に対して粗仕上げ加工を行うことを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの製造方法。
  3. 　前記目標形状は、所定の円筒度を有する円筒形であり、
    　前記第１形状は、シリンダボアの軸方向中間位置における該軸方向に垂直な断面において楕円形状もしくは長円形状を呈する形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダブロックの製造方法。
  4. 　目標形状とは異なる第１形状に加工されたシリンダボアの内面と、
    　前記第１形状を有するシリンダボアの内面に形成された溶射皮膜と、を備えたことを特徴とするシリンダブロック。
  5. 　シリンダブロックにベアリングキャップを取り付けることで、前記シリンダボアの内面が前記第１形状から前記目標形状に変形することを特徴とする請求項４に記載のシリンダブロック。
  6. 　前記目標形状は、所定の円筒度を有する円筒形であり、
    　前記第１形状は、シリンダボアの軸方向中間位置における該軸方向に垂直な断面において楕円形状もしくは長円形状を呈する形状であることを特徴とする請求項４または５に記載のシリンダブロック。
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