JPH02269573A

JPH02269573A - ホーニング砥石

Info

Publication number: JPH02269573A
Application number: JP9070089A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kanbe; 洋史神戸; Hiroshi Todaka; 戸高　博; Masahiko Iiizumi; 飯泉　雅彦; Atsushi Hirose; 淳廣瀬
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-04-12
Filing date: 1989-04-12
Publication date: 1990-11-02
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: JPH0818256B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ホーニング加工の際に用いるホーニング砥石
の改良に関する。

（従来の技術）例えば、自動車エンジンのシリンダは、従来、エンジン
の軽量化及び熱伝導性の向上のためアルミニウム合金で
シリンダブロックを形成し、このシリンダブロックに鋳
鉄製のシリンダライナを嵌め込むことにより構成されて
いた。しかしながら、シリンダライナを嵌め込む際に、
両者の密着性か良好とならなかったりあるいは変形か生
じてしまうという問題か生じていた。

そのため、近年では、エンジンの軽量化を更に図ると共
に、熱伝導性の向−トを図るため、前記シリンダライナ
を使用せずに、シリンダ自身をアルミニウム合金で製造
するようになってきている。

この種シリンダに使用されるアルミニウム合金としては
、シリコンの含有量を１６〜１８重量％程度に高めた過
共晶Ａｔ−８ｉ合金が知られており、シリコン粒子をシ
リンダ内壁面から浮き出させ、このシリコン粒子によっ
て耐摩耗性の向上を図ると共に、浮き出したシリコン粒
子間の凹部によって潤滑油の保持を確実に行うようにし
ている。

そして、これらシリンダ等の被加工物の内壁面加工は、
周知のようにホーニング加工により行われており、第８
図に示すように、ホーニングヘツド５を有するホーニン
グ加工装置が使用されている。

ホーニングヘッド５のボディ６内には、テーパーコーン
８が形成されたブツシュロッド７がｌｌ１１方向に移動
可能に設けられている。また、前記ボディ６の外周には
、棒状の砥石１０を保持したストンホルダー９が、その
テーパー面９ａが前記テーパーコーン８に当接した状態
で設けられている。

従って、前記ブツシュロッド７を図示しない油圧等の手
段により押し下げると、テーパーコーン８によりストー
ンホルダー９は、外方へ移動し、これにより砥石１０は
被加工物１の内壁面４に対して加圧拡張されるようにな
っている。また、ボディ６には、図示しない駆動モータ
と、往復運動を行う油圧装置が連結されており、ホーニ
ングヘッド５は回転及び往復動自在となっている。

そして、砥石１０に拡張圧を加えつつ、ホーニングヘッ
ド５を回転しながら軸方向に往復運動することにより、
被加工物１の内壁面４の加工が行われるようになってい
る。

前記砥石１０は、第９図に示すように、その切１’ｊｌ
ｌ而１０ａにスリット２７が形成されており、このスリ
ット２７により、切りこの除去、及び、加工能率の向上
を図るようにしている。

また、砥石１０の往復動のストロークは、第１−０図に
示すように、シリンダ１の上下端で砥石１０か若干突出
するように決められている。この突出量つまりオーバー
ストロークａは、経験的に砥石１０の長さしの約１／４
から１−／３の範囲にとられている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、特に止まり穴のホーニング加工にあって
は、砥石］０を下端でオーバーストロークａさせること
ができないため、第１１図に示すように、底部に逃げｂ
をとらなければ加工することかできなかった。この逃げ
ｂをとらないと、止まり側の内径が小さくなり、穴がテ
ーパーになってしまうという欠点があった。

また、上下端部か開口しているシリンダ１でも、ピスト
ンが摺動する内壁面４の加工精度つまり真直度（例えば
、５μ以下）を得るために、内壁面４を長さ方向に余分
に研削加工していた。ところが、近年のシリンダーでは
、クランクシャツ（・を支持する壁面の剛性を高める要
請が強いために、オーパース）・コーンａを減少させ、
前記余分な研削加工を極力減少させるという設計上の制
約が生じている。

ところが、オーバーストロークａを減少させると、シリ
ンダ１の内壁面４には、第１２図に示すような加工不良
か生じてしまう。つまり、同図（Ａ）は、下端部のボア
径が小さくなり断面がテーパー形状となったシリンダー
を示し、同図（Ｂ）は、内壁面４の中間部分の研削が他
の部位より過度に進み、断面かたる形状になったシリン
ダーを示している。従って、オーバーストロークａを減
少させると円筒度が悪くなり、これに伴い真円度及び真
直度が、製品としての許容限界値具」二になってしまい
、高品質の製品が製造できないという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、止まり穴のホーニング加圧、あるいは、
オーバーストロークａを減少させたホーニング加工であ
っても、加工不良を生じることなく、かっ、高品質に仕
」−げ得るホーニング砥石を提供することを目的とする
。

（課題を解決するための手段） −１−記目的を達成するための本発明は、棒状のホニン
グ砥石を複数個有し、各ホーニング砥石を被加工物の表
面側に向けて拡張しつつ回転運動及び軸方向に往復運動
することにより、前記表面を加工するようにしたホーニ
ング加工装置において、前記各ホーニング砥石における
前記軸方向の両端部に前記被加工物の前記表面に接触す
る切削面を形成すると共に、これら切削面の中間部に前
記表面に接触しない凹部を形成したホーニング砥石であ
る。

（作用）このようにホーニング砥石を構成すれば、軸方向の両端
部の切削面により被加工物の表面の加工がなされ、また
、中間部に形成した凹部により、ホーニング砥石の往復
運動でこの部分の研削が過度に進むことがない。これに
より、両端部の径が小さくなる等の加工不良が発生する
ことなく被加工物の表面か加工されることになる。

（実施例）以下、本発明に係るホーニング砥石の一実施例を図面に
基づいて説明する。

第１図は、本発明に係るホーニング砥石の一実施例を示
す斜視図、第２図は、砥石の全長に対する凹部の割合と
真直度との関係を示すグラフ、第３図は、他の実施例を
示す斜視図、第４図は、更に他の実施例を示す側面図、
第５〜６図は、ホーニング加工の際に使用するホーニン
グヘッドを示す断面図、第７図は、砥石の取付は状態を
示す図であり、第８〜９図に示した部利と共通する部Ｈ
には、同一の符号を伺し、その説明は一部省略する。

先ず、第５〜７図に基づいて、ポーニンク加工装置に組
込まれるホーニングヘッド５の構成を説明する。

図示するホーニングヘッド５は、被加工物としてのシリ
ンダ１の内壁面４に対して、多段ホーニング加工を行う
ものであり、セミホーニング加工を行う粗相砥石１７と
、フィニツシユホーニング加工を行う仕上用砥石１８と
を有しており、これら両砥石１７．１８を選択的に加圧
拡張することにより、セミ、フィニツシユホーニング加
工を行うようになっている。

本体としてのボディ６の上部には、中空のトップジョイ
ンｌ−］、　］、かボルト１２により固定されている。

前記トップジヨイント１１の通孔には、軸方向に移動可
能な粁用ブツシュロッド１３が装着され、更に、この粗
相ブツシュロッド１３内部に仕−１−用プッシュロッド
１４が軸方向に移動可能に設けられている。前記粗相ブ
ツシュロッド１３の端部には、テーパー面１５ａが形成
された粗相テーパーコーン１５が連結され、また、仕」
ｍｍブツシュロッド１４にも同様に、テーパー面１６ａ
が形成された仕上用テーパーコーン１６が取付けられて
いる。

前記ボーデイ６の外周には、第７図に示すように、棒状
の粗相砥石１７を保持した粗相スト−ンボルダ−１９が
、そのテーパー面１９　ａが前記粗相テーパーコーン］
５のテーパー面１５ａに当接した状態で装着されている
。一方、仕上用砥石１８を保持した仕ト用ストーンホル
ダー２０も、そのテーパー面２０ａが前記仕」−用テー
パーコーン１６のテーパー面１６ａに当接した状態で装
着されている。これら両ストーンホルダー１−９．２０
は、第６図に示すように、同心円−１−等間隔に各々６
個取付けられている。

また、粗相砥石１，７をボディ６の軸心方向に弓き締め
るために、粗相テーパーコーン１５を図中−１一方に引
きあげる方向に弾発力を付勢するスプリング２１が、ｌ
・ツブジヨイント２１と粗相テーパーコーン１５との間
に装着されている。また、粗相テーパーコーン１５の引
き上げ移動に伴って粗相スト−ンホルタ−１９を移動さ
せるために、粗相テーパーコーン１５には、ホルダー１
９の孔部２５に挿入される戻しピン２３が固定されてい
る。

同様に、仕」−用砥石１８をボディ６の軸心方向に引き
締めるために、仕上用テーパーコーン１６を方に押圧す
る方向に弾発力をイ：、ｊ勢するスプリング２２か、ボ
ディ６との間に装着されている。また、仕上用テーパー
コーン１６には、ボルダ−２０の孔部２６に抑大される
戻しピン２４か固定されている。

前記両ブツシュロッド１３．１４には、油圧等により各
ロッド１３、］４を選択的に押し下げる加圧装置（図示
せず）か接続されている。また、ボディ６には、回転運
動を行わせる駆動モータと、往復動を行わせる油圧装置
か連結されており、ホニングヘッド５は回転及び往復動
自在となっている。

前記粗相砥石１７は、第１図に示すように、軸方向の両
端部に、シリンダ１の内壁面４に接触する切削曲１７ａ
、１７ｂか形成されている。また、これら両切側面１．
７　ａ、１７ｂの間、つまり砥石１７の長さ方向の略中
央部分には、所定の深さを何し前記内壁面４に接触しな
い凹部２８か形成されている。この凹部２８の長さは、
図示するように、「１」である。また、両切刷面１７ａ
、１７ｂは、砥石１７の」二下部のバランスを良好にす
るために同じ長さに形成されており、その長さはｒ　（
Ｌ−１）／２Ｊである。例えば、砥石１７の長さしか７
０ｍｍであれば、凹部２８の長さ１は３０ｍｍが好適で
あり、両切刷面１７ａ、１７ｂの長さはそれぞれ２０ｍ
ｍとなる。尚、図示は省略するが、仕上用砥石１８も同
様に形成されている。

次に、本実施例の作用を説明する。

加圧装置（図示せず）により粗相プッンユロッド１３が
押し下げられると、粗用テーパーコーン１５も押し下げ
られる。この粗用テーパーコーン１５の下方への移動に
伴い、上下部両方のテーパー面１．５　ａが、粗角スト
ーンホルダー１９の上下部両方のテーパー面１９ａに当
接しつつ、ホルダー１９を外方へ均等に移動させること
になる。従って、粗相砥石１７は外方へ張り出し、シリ
ンダ１の内壁面４に圧接することになる。また、粗角ブ
ツシュロッド１３の前記押し下げ量を制御することによ
って、粗相砥石１７の圧接力つまり拡張圧を制御するこ
とができるので、所望の拡張圧のもとで、シリンダ１の
内壁面４に対してセミホーニング加工が行われることに
なる。

この粗相砥石１７によってシリンダ１を研削するにあた
り、前述したオーバストロークａを減少させてホーニン
グ加工を行った場合の作用を説明する。

本実施例のホーニング砥石１７にあっては、軸方向両端
部の切削面１７ａ、１７ｂによって研削を行う一方、砥
石１７の長さ方向の略中央部分に形成された凹部２８は
、内壁面４に接触しないので研削には同等寄与すること
がない。このように、砥石］７の往復運動の際に、シリ
ンダ１の内壁面４に対し最も接触し得る中央部分が凹部
２８となっているため、この中央部分における研削が過
度に進むことはなく、オーバストロークａを減少させて
も、両端部の径が小さくなることはなく、真直度の良好
な高品質の内壁面４に仕−１−げることかできる。

同様にして、仕上用ブツシュロッド１４の押し下げ量を
制御することにより、仕上用砥石１８の拡張圧を制御す
るこ吉もでき、所望の拡張圧のもとで、シリンダ１の内
壁面４に対してフィニツシユホーニング加工が行われる
ことになる。この仕上用砥石１８によるホーニング加工
にあっても、真直度の良好な高品質の内壁面４を加工す
ることができることは言うまでもない。

次に、砥石１７の全長りに対する凹部２８の長さ１の割
合と、製品精度との関係について、試験結果をもとに説
明する。

製品精度としては、シリンダ内側壁の真直度を採用し、
その検査結果を第２図に示す。尚、シリンダ製品として
許容される真直度は、５　ｌｔ以下である。また、砥石
１７の凹部２８は、上下部両切創面１７ａ、１７ｂの長
さが互いに同じになるように形成されている。

同図より明らかなように、凹部２８の長さ１が砥石１−
７の全長しの］／２のときに、最も真直度が良く、この
値を境として凹部２８の長さが長くなっても短くなって
も真直度は徐々に悪くなる傾向にある。しかしながら、
凹部２８の長さ１が０゜２Ｌ以上０．８Ｌ以下では、真
直度は許容値を下回っており、加工されたシリンダ１は
製品に適していることがわかった。

凹部２８の長さ１が０．８Ｌより大きいと、砥石１７の
全長りに対する切削面１７ａ、１７ｂの割合か少なくな
りすぎるので、砥石１７の摩耗が急増すると共に、加工
効率が低下することになる。

このため、真直度を良好にするという効果は発揮されず
、真直度は許容値を」−回り、加工されたシリンダ１は
製品に適していないことがわかった。

更に、凹部２８が長すぎると、砥石１７が軸方向に往復
動する際に、」二部側の切削面１７ａとシリンダ１の内
壁面４との接触が保てずに、凹部２８がシリンダ１端部
から出てしまうことがある。このときには、砥石１７の
バランスが悪くなって、凹部２８が内壁面４に衝突し、
傷等の加工不良を発生する虞があるため好ましくない。

逆に、凹部２８の長さｌが０．２Ｌより小さいと、砥石
１−７の全長りに対する凹部２８の割合が少なくなりす
ぎるので、このときにも真直度を良好にするという効果
か見出だせなかった。

尚、上述した実施例は、砥石１７の略中央部に凹部２８
を形成したものであるが、本発明はこの砥石形状に限定
されるものではなく、例えば、第３図に示すように、支
持金具２９の軸方向両端部に砥石１７を接着剤により取
付け、その間に凹部２８が形成されるようにしても良い
。

更に、第４図に示すように、上下部の切削面］７ａ、１
７ｂのうち少なくとも何れか一方を、断面テーパー形状
にしても良い。例えば、砥石１７の全長しが７０ｍｍ、
凹部２８の長さ１が３０ｍｍ、両切創面１７ａ、１７ｂ
の長さがそれぞれ２０ｍｍの場合、テーパーの突出量は
、端部で５０〜１００μ程度にするのが良い。

（発明の効果）以」二説明したように、本発明は、各ホーニング砥石に
おける軸方向の両端部に被加工物の表面に接触する切削
面を形成すると共に、これら切削面の中間部に前記表面
に接触しない凹部を形成したホーニング砥石であるので
、止まり穴のホーニング加工、あるいは、砥石のオーバ
ーストローク量を減少させたホーニング加工であっても
、両端部の径が小さくなる等の加工不良が発生すること
なく、被加工物の表面を高品質に仕」−げることが可能
になるという実用上多大な効果を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るホーニング砥石の一実施例を示
す斜視図、第２図は、砥石の全長に対する凹部の割合と
真直度との関係を示すグラフ、第３図は、他の実施例を
示す斜視図、第４図は、更に他の実施例を示す側面図、
第５図は、ホーニング加工の際に使用するホーニングヘ
ッドを示す断面図、第６図は、第５図の■−■線に沿う
断面図、第７図（Ａ）〜（Ｃ）は、砥石が取付けられた
ストーンホルダーを示す左側面図、正面図、及び、右側
面図、第８図は、ホーニング加工の説明に供するホーニ
ングヘッドの概略断面図、第９図は、従来の砥石を示す
斜視図、第１０．１１図は、ホニング加工におけるオー
パーストロータの説明に供するシリンダの概略断面図、
第１２図（Ａ）、（Ｂ）は、加工不良状態を示すシリン
ダの断面図である。１・・・シリンダ（被加工物）、１７・・・粗用砥石（砥石）、１７ａ、１７　ｂ　−・・切削面、１８・・・仕上用砥石（砥石）、２８・・・凹部。

Claims

【特許請求の範囲】

棒状のホーニング砥石を複数個有し、各ホーニング砥石
を被加工物の表面側に向けて拡張しつつ回転運動及び軸
方向に往復運動することにより、前記表面を加工するよ
うにしたホーニング加工装置において、前記各ホーニン
グ砥石における前記軸方向の両端部に前記被加工物の前
記表面に接触する切削面を形成すると共に、これら切削
面の中間部に前記表面に接触しない凹部を形成したこと
を特徴とするホーニング砥石。