ボーリング加工方法及びボーリング加工装置
【課題】シリンダボアの円筒度を高めることのできるボーリング加工方法を提供する。
【解決手段】外周面４ａより突出させた中仕上げ用切れ刃７と仕上げ用切れ刃８を有した工具３をシリンダブロック１のシリンダボア２内に挿入し、該工具３をシリンダボア２内で回転させながら上下動させて前記切れ刃７、８でボア内壁面２ａを切削する。シリンダブロック１のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってボア内壁面２ａを切削加工するに際して、工具３を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ行くに従って上昇させる。
【解決手段】外周面４ａより突出させた中仕上げ用切れ刃７と仕上げ用切れ刃８を有した工具３をシリンダブロック１のシリンダボア２内に挿入し、該工具３をシリンダボア２内で回転させながら上下動させて前記切れ刃７、８でボア内壁面２ａを切削する。シリンダブロック１のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってボア内壁面２ａを切削加工するに際して、工具３を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ行くに従って上昇させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関エンジンのシリンダボア内を切削するボーリング加工方法及びボーリング加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関エンジンの燃焼室加工は、ボーリング加工と、その後に行うホーニング加工とからなる（例えば、特許文献１参照）。ボーリング加工は、鋳造後の素材を皮むきするラフボーリング加工工程と、その後の仕上げを目的とするファインボーリング加工工程の２工程からなる。
【０００３】
ファインボーリング加工工程は、ラフボーリング加工で加工されたボア内壁面の幾何精度（円筒度、真円度）・面粗度を上げるための加工であり、中仕上げ加工と、仕上げ加工からなる。中仕上げ加工は、外周面から突出させた中仕上げ用切れ刃を備えた工具をシリンダボア内で回転させながらシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かって下降させてボア内壁面を切削する。仕上げ加工は、中仕上げ加工終了後に中仕上げ用切れ刃よりも仕上げ用切れ刃を外周面から突出させた状態とした工具を回転させながらオイルパン取り付け面側からシリンダーヘッド取り付け面側に向かって上昇させてボア内壁面を切削する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１４２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ファインボーリング加工工程のうち中仕上げ加工終了時には、切削熱によりシリンダボア内に温度分布が生じる。中仕上げ加工は、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かって加工するため、加工中に発生した熱はシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ熱伝導する。これは、熱は高い方から低い方へ伝導するためである。
【０００６】
そのため、中仕上げ加工完了直後、シリンダーヘッド取り付け面側の温度は低く、オイルパン取り付け面側の温度は高くなる。また、シリンダボア周囲の肉厚は、ウオータージャケットがシリンダボア近傍に設けられていることから均一になっていない。そのため、シリンダボア近傍の肉厚のバラツキにより、円周方向で温度分布が均一にならない。
【０００７】
このような温度分布を持ったシリンダボアに対して仕上げ加工を行うと、オイルパン取り付け面側ではシリンダーヘッド取り付け面側に比べてボア内径が大きくなることから切削取り代が少なくなり、これに比べてシリンダーヘッド取り付け面側ではボア内径が小さくなることから切削取り代が多くなり、シリンダボアの円筒度が悪化する。また、シリンダボアの円周方向で正味取り代が変化し、真円度が悪化してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、シリンダボアの円筒度及び真円度を高めることのできるボーリング加工方法及びボーリング加工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のボーリング加工方法では、シリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工するに際して、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる。
【００１０】
本発明のボーリング加工装置では、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる工具回転速度制御手段を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のボーリング加工方法によれば、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工すると、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ切削熱が伝導し、オイルパン取り付け面側がシリンダーヘッド取り付け面側よりも温度が高くなる。このような温度分布を持つシリンダボアに対して、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工する際に、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させると、周速が増加するに連れてシリンダブロックへ流入する熱量は徐々に減少するため、オイルパン取り付け面側に行く程、シリンダブロックへ流入する熱量が減少し、シリンダボア内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に亘って均一化することができる。したがって、シリンダボア内付近の温度分布を均一な状態として切削加工すれば、ボア内壁面の切削により取り代も均一になり、シリンダボアの円筒度を高めることができる。
【００１２】
本発明のボーリング加工装置によれば、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる工具回転速度制御手段を備えているので、周速が増加するに連れてシリンダブロックへ流入する熱量は徐々に減少することから、オイルパン取り付け面側での入熱が抑制されることになり、結果としてシリンダボア内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に亘り均一なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１はシリンダブロックの平面図である。
【図２】図２は実施形態１のボーリング加工方法を示し、シリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工するに際して、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は工具を回転させる周速を一定としてシリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工した後の温度分布を示す図、図３（Ｂ）は実施形態１のボーリング加工方法によって工具を回転させる周速をシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させてボア内壁面を切削加工した後の温度分布を示す図である。
【図４】図４は実施形態１のボーリング加工方法を示し、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ工具を進入させて行く距離と、工具の周速の関係を示す図である。
【図５】図５は実施形態１のボーリング加工方法を示し、工具の周速とシリンダブロックへの流入熱量の関係を示す図である。
【図６】図６は実施形態２のボーリング加工方法を示し、オイルパン取り付け面側で工具の周速を更に加速させることを示す図である。
【図７】図７は実施形態３のボーリング加工方法で使用するシリンダブロックの要部拡大平面図である。
【図８】図８は実施形態３のボーリング加工方法を示し、シリンダボア周辺の肉厚がばらついているシリンダブロックに対してボーリング加工する時のシリンダボア外周位置とその時の工具の周速との関係を示す図である。
【図９】図９は実施形態３のボーリング加工方法を示し、加工後のシリンダボア周辺の温度分布を示す図である。
【図１０】図１０は実施形態４のボーリング加工方法を示し、シリンダボアの孔形状をシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状とした例を示す図である。
【図１１】図１１は実施形態５のボーリング加工方法を示し、ウオータージャケットに冷却媒体を供給しながら切削加工する例を示す図である。
【図１２】図１２は実施形態６のボーリング加工方法を示し、流路内に冷却媒体を循環させた工具でシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ切削加工を進めるのに伴って前記流路内に導入する冷却媒体の導入量を増加させる例を示す図である。
【図１３】図１３は実施形態６のボーリング加工方法を示し、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ工具を進入させて行く距離と、冷却媒体の供給流量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
「実施形態１」
先ず、ボーリング加工される被対象物とその加工装置を説明する。図１は本発明方法によりボーリング加工されるシリンダブロックの平面図である。図１のシリンダブロック１は、自動車用の４気筒エンジンである。このシリンダブロック１には、シリンダボア２と、そのシリンダボア２の近傍に開口するウオータージャケット９とが形成されている。本実施形態では、シリンダーヘッド１の各シリンダボア２におけるボア内壁面２ａを、中仕上げ加工と仕上げ加工を順次行って幾何精度（円筒度、真円度）・面粗度を上げるファインボーリング加工に、本発明方法を適用する。
【００１６】
ファインボーリング加工に使用するボーリング加工装置は、切れ刃を備えた工具３と、この工具３を回転させる周速を制御する工具回転速度制御手段である回転制御部１０と、を有して構成されている。
【００１７】
前記工具３は、図２に示すように、シリンダボア２内に挿入される工具本体４と、この工具本体４を図示を省略するボーリング加工装置の回転機構部にチャッキングさせる装着部５とを有している。この工具３は、ボーリング加工装置により周方向に回転すると共に上下方向に移動自在とされる。
【００１８】
工具本体４は、軸方向の略中央部分に凹み６を有した円柱体として形成され、その外周面４ａの下端寄りの位置に２つの切れ刃７、８を有している。これら切れ刃７、８のうち、一方が中仕上げ用切れ刃７で他方が仕上げ用切れ刃８とされている。なお、本実施形態では、工具本体４の略中央部分に凹み６を形成しているが、前記凹み６は工具によっては有るものと無いものがあり、特に凹み６に本発明が限定されるものではない。
【００１９】
中仕上用切れ刃７と仕上げ用切れ刃８は、何れも工具本体４に対して刃先が外周面４ａから突出する位置と没する位置とに出没自在に取り付けられている。中仕上げ加工時には、中仕上げ用切れ刃７が仕上げ用切れ刃８よりも径方法で突出した状態にあり、仕上げ用切れ刃８は中仕上げ用切れ刃７よりも内側の位置にいる。一方、仕上げ加工時には、仕上げ用切れ刃８が中仕上げ用切れ刃７よりも径方向で突出した状態にあり、中仕上げ用切れ刃８は仕上げ用切れ刃８よりも内側の位置にいる。
【００２０】
装着部５は、工具本体４よりも大径の高さの低い円柱体として形成されており、該工具本体４と一体化されている。この装着部５は、図示を省略するボーリング加工装置のチャッキング部に装着固定される。
【００２１】
次に、本発明を適用したファインボーリング加工方法について説明する。ファインボーリング加工工程前のラフボーリング加工工程で荒削りしたシリンダボア２内に、中仕上げ用切れ刃７を仕上げ用切れ刃８に対して工具本体４の外周面４ａから突出させた工具３を回転させながら挿入し、シリンダブロック１のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ向かって下降させる。この時、工具３を回転させる周速を一定としてボア内壁面２ａを切削すると、中仕上げ用切れ刃７がボア内壁面２ａを切削する時に生じた熱がシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへと伝導されることになる。この時のシリンダボア２内付近の温度分布を等温線で表すと、図３（Ａ）で示すように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈで温度が低くオイルパン取り付け面側Ｋで温度が高くなる。
【００２２】
そこで、本実施形態１では、前記した回転制御部１０が指令を出して工具３を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ行くに従って上昇させる。この時のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ工具３を進入させて行く距離と、工具３の周速の関係を図４に示す。図４では、工具３のシリンダボア２内への進入距離と工具３の周速とをほぼ定量（リニア）にて増加させている。
【００２３】
工具３の周速を低（小）から高（大）へと増加せて行くと、図５に示すように、周速が増すにつれてシリンダブロック１へ流入する熱量が、高から低へと徐々に減少して行く。したがって、中仕上げ加工時に工具３を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ行くに従って上昇させてボア内壁面２ａを切削加工すれば、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈに対してシリンダボア奥側のオイルパン取り付け面側Ｋほどシリンダブロック１へ流入する熱量が減少す。その結果、シリンダボア２内付近の温度分布は、図３（Ｂ）の等温線分布図で示すように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘ってほぼ均一になる。
【００２４】
前記中仕上げ用切れ刃７でボア内壁面２ａを切削する中仕上げ加工が終了したら、今度は、仕上げ用切れ刃８を中仕上げ用切れ刃７よりも工具本体４の外周面４ａから突出させた状態にする。そして、工具３を回転させながらオイルパン取り付け面側Ｋからシリンダーヘッド取り付け面側Ｈに向かって上昇させる。
【００２５】
この時、シリンダボア２内付近の温度分布は均一温度にあるため、熱膨張による影響を受けず、シリンダボア２の内径がシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘ってほぼ均一になる。そのため、仕上げ用切れ刃８でボア内壁面２ａを切削加工すると、切削時の取り代は、オイルパン取り付け面側Ｋからシリンダーヘッド取り付け面側Ｈに亘ってバラツキが無くなる。
【００２６】
以上のようにしてボーリング加工すれば、中仕上げ加工後もシリンダボア２内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一な温度分布として仕上げ加工を行うことができるため、シリンダボア２の円筒度及び真円度を高めることができる。
【００２７】
実施形態１のボーリング加工方法によれば、シリンダブロック１のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってボア内壁面２ａを切削加工するに際して、工具３を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに行くに従って上昇させているので、シリンダボア奥のオイルパン取り付け面側Ｋほど周速が高くなり、周速が増すことでシリンダブロック１への流入熱量を下げることができる。その結果、中仕上げ加工後のシリンダボア内付近の温度分布を、高さ方向（シリンダボア孔深さ方向）で均一にすることができる。
【００２８】
実施形態１のボーリング加工装置によれば、工具３を回転させる周速をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ行くに従って上昇させる工具回転速度制御手段（回転制御部１０）を備えているので、周速が増加するに連れてシリンダブロック１へ流入する熱量は徐々に減少することから、オイルパン取り付け面側Ｋでの入熱が抑制されることになり、結果としてシリンダボア内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘り均一なものとすることができる。
【００２９】
「実施形態２」
実施形態２は、工具３を回転させる周速を、オイルパン取り付け面側Ｋで更に加速させて中仕上げ加工する例である。
【００３０】
例えば、シリンダブロック１の形状や、中仕上げ加工時にシリンダブロック１に流入する熱量等が要因で、オイルパン取り付け面側Ｋへ熱伝導する熱が増加する場合は、図６に示すように、工具３の周速をオイルパン取り付け面側Ｋで更に増加させるようにする。つまり、中仕上げ加工時の切削熱がオイルパン取り付け面側Ｋにより多く入熱する場合は、オイルパン取り付け面側Ｋを切削する時に工具３の周速をリニアに増加させるのではなく、急激に増加させる。このように、シリンダブロック１への入熱量増加に対応して工具３の周速もこれに追従させて増加させれば、シリンダボア内付近の温度分布を均一なものにできる。
【００３１】
実施形態２のボーリング加工方法によれば、中仕上げ加工時にオイルパン取り付け面側Ｋへ熱伝導する熱が増加した場合は、工具３を回転させる周速をオイルパン取り付け面側Ｋで更に加速させることによって、増加する入熱量に対応してシリンダブロック１への流入熱量を下げることができる。
【００３２】
「実施形態３」
実施形態３は、ボア内壁面のうちシリンダボア２周辺の肉厚が厚い部位は工具３を回転させる周速を低くして加工し、シリンダボア２周辺の肉厚が薄い部位は厚い部位に対して工具３を回転させる周速を高くして加工する例である。
【００３３】
例えば、図１とは異なるタイプのシリンダブロック１をシリンダーヘッド取り付け面側から見たときの要部拡大平面を示す図７において、あるシリンダボア２のボア内壁面２ａのうちシリンダボア周辺の肉厚にバラツキがあるとする。図７において、斜線で示すＡ領域とＣ領域が肉厚が薄く、Ｂ領域とＤ領域が、Ａ領域とＣ領域に対して肉厚が厚いとする。
【００３４】
このように、ボア内壁面２ａのうちシリンダボア２周辺の肉厚にバラツキがある場合には、図８に示すように、シリンダボア２周辺の肉厚が厚い部位（Ｂ領域及びＤ領域）では工具３を回転させる周速を低く（遅く）し、肉厚が薄い部位（Ａ領域及びＣ領域）では工具３を回転させる周速を高く（早く）する。この図８に示す工具３の回転制御は、前記した回転制御部１０が行い、前記工具３が一回転する間に周速を高く（大きく）したり低く（小さく）したりする。
【００３５】
シリンダボア２周辺の肉厚が厚い部位（Ｂ領域及びＤ領域）では、熱が拡散しその周辺温度が低くなるが、工具３の周速を低くすることで、シリンダブロック１へ流入する熱量は大きくなり、結果としてその周辺温度が増加する。この一方、シリンダボア２周辺の肉厚が薄い部位（Ａ領域及びＣ領域）では、熱容量は小さくその周辺温度が高くなるが、工具３の周速を高くすることで、シリンダブロック１へ流入する熱量は小さくなり、結果として肉厚が厚い部位の温度とほぼ均一になる。したがって、実施形態３の加工方法によれば、図９に示すように、シリンダボア２周辺の温度分布が均一になる。
【００３６】
実施形態３のボーリング加工方法によれば、ボア内壁面２ａのうちシリンダボア２周辺の肉厚が厚い部位は工具３を回転させる周速を低くして加工し、シリンダボア２周辺の肉厚が薄い部位は、前記厚い部位に対して前記工具３を回転させる周速を高くして加工するので、シリンダボア近傍の肉厚大小に関係無くシリンダボア内温度を均一なものにできる。したがって、実施形態３によれば、シリンダボアの円筒度及び真円度を高めることができる。
【００３７】
なお、実施形態３の発明方法は、実施形態１、２、３の何れか１つと或いは全部と組み合わせて使用することができる。
【００３８】
「実施形態４」
実施形態４は、シリンダボア２の孔形状を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状として中仕上げ加工する例である。
【００３９】
この実施形態４では、シリンダボア２の孔形状を、図１０に示すように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状とする。シリンダボア２の孔形状をストレート形状として中仕上げ加工すると、図３（Ａ）で示したようにシリンダボア内付近の温度分布がオイルパン取り付け面側Ｋで高温になってしまう。
【００４０】
そこで、末広がり形状としたシリンダボア２のボア内壁面２ａを回転する工具３にて中仕上げ加工すると、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈではシリンダボア２の孔径が狭いため、工具３の切削による取り代が多くなり、切削により発生する熱量が増加する。工具３がシリンダーヘッド取り付け面側Ｈから次第にオイルパン取り付け面側Ｋに近づいて行くと、ボア内壁面２ａを切削する取り代が次第に少なくなって行き、切削により発生する熱量も減少して行く。
【００４１】
このように加工すると、シリンダボア２のオイルパン取り付け面側Ｋに対してシリンダーヘッド取り付け面側Ｈのシリンダブロック１への入熱が高くなることで、図３（Ａ）で示す温度分布を持つシリンダブロック１に伝熱した熱量と足し合わせると、シリンダボア２内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一化することができる。
【００４２】
実施形態４のボーリング加工方法によれば、シリンダボア２の孔形状を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状としたので、中仕上げ加工後のシリンダボア内温度を均一なものにできる。したがって、実施形態４によれば、中仕上げ加工後に行う仕上げ加工で、シリンダボアの円筒度を高めることができる。
【００４３】
なお、実施形態４の発明方法は、実施形態１、２、３の何れか１つと或いは全部と組み合わせて使用することができる。
【００４４】
「実施形態５」
実施形態５は、シリンダブロック１のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈであってシリンダボア２近傍に開口するウオータージャケット９に冷却媒体を供給しながら切削加工する例である。
【００４５】
中仕上げ加工後のシリンダボア２内付近の温度分布は、図３（Ａ）で示したように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘り温度が高くなっている。そこで、この不均一な温度分布に対して、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一な温度分布となるように、ウオータージャケット９に向けてノズル１１から冷却媒体１２を供給しながら中仕上げ加工（切削加工）する。冷却媒体１２には、例えばクーラントやエアーなどを使用する。冷却媒体１２の供給は、中仕上げ加工スタート時から仕上げ加工完了時まで供給し続ける。
【００４６】
供給された冷却媒体１２は、ウオータージャケット９内に溜まる。そのため、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈで発生した熱は、ウオータージャケット９内に溜まる冷却媒体１２により吸熱される。その結果、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ熱伝導する熱量が減少し、シリンダボア２内付近の温度分布がシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一になる。
【００４７】
実施形態５のボーリング加工方法によれば、シリンダボア近傍に開口するウオータージャケット９に冷却媒体１２を供給しながら切削加工するので、中仕上げ加工後のシリンダボア内温度を均一なものにできる。したがって、実施形態５によれば、中仕上げ加工後に行う仕上げ加工で、シリンダボアの円筒度を高めることができる。
【００４８】
なお、実施形態５の発明方法は、実施形態１、２、３の何れか１つと或いは全部と組み合わせて使用することができる。
【００４９】
「実施形態６」
実施形態６は、工具３に形成した流路内に冷却媒体を循環させた前記工具３でボア内壁面２ａを切削加工し、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ切削加工が進むに伴って前記流路内に導入する冷却媒体の導入量を増加させる例である。
【００５０】
工具３には、図１２に示すように、装着部５に形成された冷却媒体入口１３から供給され、工具本体４の先端へと流れた後、再び装着部５へと戻り、該装着部５に形成された冷却媒体出口１４から冷却媒体が排出されるように工具内を循環する流路１５が形成されている。
【００５１】
前記流路１５に導入する冷却媒体の供給量は、図１３に示すように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ切削加工が進むに従って増加させる。この実施形態６では、工具３のシリンダボア２内への進入距離と冷却媒体の供給量とをほぼ定量（リニア）にて増加させている。
【００５２】
このように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ切削加工が進むに伴って工具３に形成した流路１５内に導入する冷却媒体の導入量を増加すると、工具３自体が冷却されそれ自身の温度が下がる。この工具３の温度が下がることで、切削熱のうち工具３へ流入する熱量が増加することになり、シリンダブロック１へ流入する熱量が減少する。その結果、中仕上げ加工後のシリンダボア内付近の温度をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一なものにできる。
【００５３】
実施形態６のボーリング加工方法によれば、流路１５内に冷却媒体を循環させた工具３で切削加工する際に、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ切削加工が進むに伴って前記流路１５内に導入する冷却媒体の導入量を増加させているので、シリンダボア２の奥へと加工が進むにつれて工具３自体の温度が低下することにより、シリンダブロック１への入熱量を減少させることができ、結果としてシリンダボア内付近の温度を均一化することができる。したがって、実施形態６によれば、中仕上げ加工後に行う仕上げ加工で、シリンダボアの円筒度を高めることができる。
【００５４】
なお、実施形態６の発明方法は、実施形態１、２、３の何れか１つと或いは全部と組み合わせて使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、内燃機関エンジンのシリンダボア内を切削加工するボーリング加工工程に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…シリンダブロック
２…シリンダボア
２ａ…ボア内壁面
３…工具
４…工具本体（工具）
５…装着部（工具）
７…中仕上げ用切れ刃（切れ刃）
８…仕上げ用切れ刃（切れ刃）
９…ウオータージャケット
１２…冷却媒体
１５…流路（工具に形成された流路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば内燃機関エンジンのシリンダボア内を切削するボーリング加工方法及びボーリング加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関エンジンの燃焼室加工は、ボーリング加工と、その後に行うホーニング加工とからなる（例えば、特許文献１参照）。ボーリング加工は、鋳造後の素材を皮むきするラフボーリング加工工程と、その後の仕上げを目的とするファインボーリング加工工程の２工程からなる。
【０００３】
ファインボーリング加工工程は、ラフボーリング加工で加工されたボア内壁面の幾何精度（円筒度、真円度）・面粗度を上げるための加工であり、中仕上げ加工と、仕上げ加工からなる。中仕上げ加工は、外周面から突出させた中仕上げ用切れ刃を備えた工具をシリンダボア内で回転させながらシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かって下降させてボア内壁面を切削する。仕上げ加工は、中仕上げ加工終了後に中仕上げ用切れ刃よりも仕上げ用切れ刃を外周面から突出させた状態とした工具を回転させながらオイルパン取り付け面側からシリンダーヘッド取り付け面側に向かって上昇させてボア内壁面を切削する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１４２３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ファインボーリング加工工程のうち中仕上げ加工終了時には、切削熱によりシリンダボア内に温度分布が生じる。中仕上げ加工は、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かって加工するため、加工中に発生した熱はシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ熱伝導する。これは、熱は高い方から低い方へ伝導するためである。
【０００６】
そのため、中仕上げ加工完了直後、シリンダーヘッド取り付け面側の温度は低く、オイルパン取り付け面側の温度は高くなる。また、シリンダボア周囲の肉厚は、ウオータージャケットがシリンダボア近傍に設けられていることから均一になっていない。そのため、シリンダボア近傍の肉厚のバラツキにより、円周方向で温度分布が均一にならない。
【０００７】
このような温度分布を持ったシリンダボアに対して仕上げ加工を行うと、オイルパン取り付け面側ではシリンダーヘッド取り付け面側に比べてボア内径が大きくなることから切削取り代が少なくなり、これに比べてシリンダーヘッド取り付け面側ではボア内径が小さくなることから切削取り代が多くなり、シリンダボアの円筒度が悪化する。また、シリンダボアの円周方向で正味取り代が変化し、真円度が悪化してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、シリンダボアの円筒度及び真円度を高めることのできるボーリング加工方法及びボーリング加工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のボーリング加工方法では、シリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工するに際して、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる。
【００１０】
本発明のボーリング加工装置では、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる工具回転速度制御手段を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のボーリング加工方法によれば、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工すると、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ切削熱が伝導し、オイルパン取り付け面側がシリンダーヘッド取り付け面側よりも温度が高くなる。このような温度分布を持つシリンダボアに対して、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工する際に、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させると、周速が増加するに連れてシリンダブロックへ流入する熱量は徐々に減少するため、オイルパン取り付け面側に行く程、シリンダブロックへ流入する熱量が減少し、シリンダボア内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に亘って均一化することができる。したがって、シリンダボア内付近の温度分布を均一な状態として切削加工すれば、ボア内壁面の切削により取り代も均一になり、シリンダボアの円筒度を高めることができる。
【００１２】
本発明のボーリング加工装置によれば、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる工具回転速度制御手段を備えているので、周速が増加するに連れてシリンダブロックへ流入する熱量は徐々に減少することから、オイルパン取り付け面側での入熱が抑制されることになり、結果としてシリンダボア内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に亘り均一なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１はシリンダブロックの平面図である。
【図２】図２は実施形態１のボーリング加工方法を示し、シリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工するに際して、工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は工具を回転させる周速を一定としてシリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってボア内壁面を切削加工した後の温度分布を示す図、図３（Ｂ）は実施形態１のボーリング加工方法によって工具を回転させる周速をシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させてボア内壁面を切削加工した後の温度分布を示す図である。
【図４】図４は実施形態１のボーリング加工方法を示し、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ工具を進入させて行く距離と、工具の周速の関係を示す図である。
【図５】図５は実施形態１のボーリング加工方法を示し、工具の周速とシリンダブロックへの流入熱量の関係を示す図である。
【図６】図６は実施形態２のボーリング加工方法を示し、オイルパン取り付け面側で工具の周速を更に加速させることを示す図である。
【図７】図７は実施形態３のボーリング加工方法で使用するシリンダブロックの要部拡大平面図である。
【図８】図８は実施形態３のボーリング加工方法を示し、シリンダボア周辺の肉厚がばらついているシリンダブロックに対してボーリング加工する時のシリンダボア外周位置とその時の工具の周速との関係を示す図である。
【図９】図９は実施形態３のボーリング加工方法を示し、加工後のシリンダボア周辺の温度分布を示す図である。
【図１０】図１０は実施形態４のボーリング加工方法を示し、シリンダボアの孔形状をシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状とした例を示す図である。
【図１１】図１１は実施形態５のボーリング加工方法を示し、ウオータージャケットに冷却媒体を供給しながら切削加工する例を示す図である。
【図１２】図１２は実施形態６のボーリング加工方法を示し、流路内に冷却媒体を循環させた工具でシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ切削加工を進めるのに伴って前記流路内に導入する冷却媒体の導入量を増加させる例を示す図である。
【図１３】図１３は実施形態６のボーリング加工方法を示し、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ工具を進入させて行く距離と、冷却媒体の供給流量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
「実施形態１」
先ず、ボーリング加工される被対象物とその加工装置を説明する。図１は本発明方法によりボーリング加工されるシリンダブロックの平面図である。図１のシリンダブロック１は、自動車用の４気筒エンジンである。このシリンダブロック１には、シリンダボア２と、そのシリンダボア２の近傍に開口するウオータージャケット９とが形成されている。本実施形態では、シリンダーヘッド１の各シリンダボア２におけるボア内壁面２ａを、中仕上げ加工と仕上げ加工を順次行って幾何精度（円筒度、真円度）・面粗度を上げるファインボーリング加工に、本発明方法を適用する。
【００１６】
ファインボーリング加工に使用するボーリング加工装置は、切れ刃を備えた工具３と、この工具３を回転させる周速を制御する工具回転速度制御手段である回転制御部１０と、を有して構成されている。
【００１７】
前記工具３は、図２に示すように、シリンダボア２内に挿入される工具本体４と、この工具本体４を図示を省略するボーリング加工装置の回転機構部にチャッキングさせる装着部５とを有している。この工具３は、ボーリング加工装置により周方向に回転すると共に上下方向に移動自在とされる。
【００１８】
工具本体４は、軸方向の略中央部分に凹み６を有した円柱体として形成され、その外周面４ａの下端寄りの位置に２つの切れ刃７、８を有している。これら切れ刃７、８のうち、一方が中仕上げ用切れ刃７で他方が仕上げ用切れ刃８とされている。なお、本実施形態では、工具本体４の略中央部分に凹み６を形成しているが、前記凹み６は工具によっては有るものと無いものがあり、特に凹み６に本発明が限定されるものではない。
【００１９】
中仕上用切れ刃７と仕上げ用切れ刃８は、何れも工具本体４に対して刃先が外周面４ａから突出する位置と没する位置とに出没自在に取り付けられている。中仕上げ加工時には、中仕上げ用切れ刃７が仕上げ用切れ刃８よりも径方法で突出した状態にあり、仕上げ用切れ刃８は中仕上げ用切れ刃７よりも内側の位置にいる。一方、仕上げ加工時には、仕上げ用切れ刃８が中仕上げ用切れ刃７よりも径方向で突出した状態にあり、中仕上げ用切れ刃８は仕上げ用切れ刃８よりも内側の位置にいる。
【００２０】
装着部５は、工具本体４よりも大径の高さの低い円柱体として形成されており、該工具本体４と一体化されている。この装着部５は、図示を省略するボーリング加工装置のチャッキング部に装着固定される。
【００２１】
次に、本発明を適用したファインボーリング加工方法について説明する。ファインボーリング加工工程前のラフボーリング加工工程で荒削りしたシリンダボア２内に、中仕上げ用切れ刃７を仕上げ用切れ刃８に対して工具本体４の外周面４ａから突出させた工具３を回転させながら挿入し、シリンダブロック１のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ向かって下降させる。この時、工具３を回転させる周速を一定としてボア内壁面２ａを切削すると、中仕上げ用切れ刃７がボア内壁面２ａを切削する時に生じた熱がシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへと伝導されることになる。この時のシリンダボア２内付近の温度分布を等温線で表すと、図３（Ａ）で示すように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈで温度が低くオイルパン取り付け面側Ｋで温度が高くなる。
【００２２】
そこで、本実施形態１では、前記した回転制御部１０が指令を出して工具３を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ行くに従って上昇させる。この時のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ工具３を進入させて行く距離と、工具３の周速の関係を図４に示す。図４では、工具３のシリンダボア２内への進入距離と工具３の周速とをほぼ定量（リニア）にて増加させている。
【００２３】
工具３の周速を低（小）から高（大）へと増加せて行くと、図５に示すように、周速が増すにつれてシリンダブロック１へ流入する熱量が、高から低へと徐々に減少して行く。したがって、中仕上げ加工時に工具３を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ行くに従って上昇させてボア内壁面２ａを切削加工すれば、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈに対してシリンダボア奥側のオイルパン取り付け面側Ｋほどシリンダブロック１へ流入する熱量が減少す。その結果、シリンダボア２内付近の温度分布は、図３（Ｂ）の等温線分布図で示すように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘ってほぼ均一になる。
【００２４】
前記中仕上げ用切れ刃７でボア内壁面２ａを切削する中仕上げ加工が終了したら、今度は、仕上げ用切れ刃８を中仕上げ用切れ刃７よりも工具本体４の外周面４ａから突出させた状態にする。そして、工具３を回転させながらオイルパン取り付け面側Ｋからシリンダーヘッド取り付け面側Ｈに向かって上昇させる。
【００２５】
この時、シリンダボア２内付近の温度分布は均一温度にあるため、熱膨張による影響を受けず、シリンダボア２の内径がシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘ってほぼ均一になる。そのため、仕上げ用切れ刃８でボア内壁面２ａを切削加工すると、切削時の取り代は、オイルパン取り付け面側Ｋからシリンダーヘッド取り付け面側Ｈに亘ってバラツキが無くなる。
【００２６】
以上のようにしてボーリング加工すれば、中仕上げ加工後もシリンダボア２内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一な温度分布として仕上げ加工を行うことができるため、シリンダボア２の円筒度及び真円度を高めることができる。
【００２７】
実施形態１のボーリング加工方法によれば、シリンダブロック１のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってボア内壁面２ａを切削加工するに際して、工具３を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに行くに従って上昇させているので、シリンダボア奥のオイルパン取り付け面側Ｋほど周速が高くなり、周速が増すことでシリンダブロック１への流入熱量を下げることができる。その結果、中仕上げ加工後のシリンダボア内付近の温度分布を、高さ方向（シリンダボア孔深さ方向）で均一にすることができる。
【００２８】
実施形態１のボーリング加工装置によれば、工具３を回転させる周速をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ行くに従って上昇させる工具回転速度制御手段（回転制御部１０）を備えているので、周速が増加するに連れてシリンダブロック１へ流入する熱量は徐々に減少することから、オイルパン取り付け面側Ｋでの入熱が抑制されることになり、結果としてシリンダボア内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘り均一なものとすることができる。
【００２９】
「実施形態２」
実施形態２は、工具３を回転させる周速を、オイルパン取り付け面側Ｋで更に加速させて中仕上げ加工する例である。
【００３０】
例えば、シリンダブロック１の形状や、中仕上げ加工時にシリンダブロック１に流入する熱量等が要因で、オイルパン取り付け面側Ｋへ熱伝導する熱が増加する場合は、図６に示すように、工具３の周速をオイルパン取り付け面側Ｋで更に増加させるようにする。つまり、中仕上げ加工時の切削熱がオイルパン取り付け面側Ｋにより多く入熱する場合は、オイルパン取り付け面側Ｋを切削する時に工具３の周速をリニアに増加させるのではなく、急激に増加させる。このように、シリンダブロック１への入熱量増加に対応して工具３の周速もこれに追従させて増加させれば、シリンダボア内付近の温度分布を均一なものにできる。
【００３１】
実施形態２のボーリング加工方法によれば、中仕上げ加工時にオイルパン取り付け面側Ｋへ熱伝導する熱が増加した場合は、工具３を回転させる周速をオイルパン取り付け面側Ｋで更に加速させることによって、増加する入熱量に対応してシリンダブロック１への流入熱量を下げることができる。
【００３２】
「実施形態３」
実施形態３は、ボア内壁面のうちシリンダボア２周辺の肉厚が厚い部位は工具３を回転させる周速を低くして加工し、シリンダボア２周辺の肉厚が薄い部位は厚い部位に対して工具３を回転させる周速を高くして加工する例である。
【００３３】
例えば、図１とは異なるタイプのシリンダブロック１をシリンダーヘッド取り付け面側から見たときの要部拡大平面を示す図７において、あるシリンダボア２のボア内壁面２ａのうちシリンダボア周辺の肉厚にバラツキがあるとする。図７において、斜線で示すＡ領域とＣ領域が肉厚が薄く、Ｂ領域とＤ領域が、Ａ領域とＣ領域に対して肉厚が厚いとする。
【００３４】
このように、ボア内壁面２ａのうちシリンダボア２周辺の肉厚にバラツキがある場合には、図８に示すように、シリンダボア２周辺の肉厚が厚い部位（Ｂ領域及びＤ領域）では工具３を回転させる周速を低く（遅く）し、肉厚が薄い部位（Ａ領域及びＣ領域）では工具３を回転させる周速を高く（早く）する。この図８に示す工具３の回転制御は、前記した回転制御部１０が行い、前記工具３が一回転する間に周速を高く（大きく）したり低く（小さく）したりする。
【００３５】
シリンダボア２周辺の肉厚が厚い部位（Ｂ領域及びＤ領域）では、熱が拡散しその周辺温度が低くなるが、工具３の周速を低くすることで、シリンダブロック１へ流入する熱量は大きくなり、結果としてその周辺温度が増加する。この一方、シリンダボア２周辺の肉厚が薄い部位（Ａ領域及びＣ領域）では、熱容量は小さくその周辺温度が高くなるが、工具３の周速を高くすることで、シリンダブロック１へ流入する熱量は小さくなり、結果として肉厚が厚い部位の温度とほぼ均一になる。したがって、実施形態３の加工方法によれば、図９に示すように、シリンダボア２周辺の温度分布が均一になる。
【００３６】
実施形態３のボーリング加工方法によれば、ボア内壁面２ａのうちシリンダボア２周辺の肉厚が厚い部位は工具３を回転させる周速を低くして加工し、シリンダボア２周辺の肉厚が薄い部位は、前記厚い部位に対して前記工具３を回転させる周速を高くして加工するので、シリンダボア近傍の肉厚大小に関係無くシリンダボア内温度を均一なものにできる。したがって、実施形態３によれば、シリンダボアの円筒度及び真円度を高めることができる。
【００３７】
なお、実施形態３の発明方法は、実施形態１、２、３の何れか１つと或いは全部と組み合わせて使用することができる。
【００３８】
「実施形態４」
実施形態４は、シリンダボア２の孔形状を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状として中仕上げ加工する例である。
【００３９】
この実施形態４では、シリンダボア２の孔形状を、図１０に示すように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状とする。シリンダボア２の孔形状をストレート形状として中仕上げ加工すると、図３（Ａ）で示したようにシリンダボア内付近の温度分布がオイルパン取り付け面側Ｋで高温になってしまう。
【００４０】
そこで、末広がり形状としたシリンダボア２のボア内壁面２ａを回転する工具３にて中仕上げ加工すると、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈではシリンダボア２の孔径が狭いため、工具３の切削による取り代が多くなり、切削により発生する熱量が増加する。工具３がシリンダーヘッド取り付け面側Ｈから次第にオイルパン取り付け面側Ｋに近づいて行くと、ボア内壁面２ａを切削する取り代が次第に少なくなって行き、切削により発生する熱量も減少して行く。
【００４１】
このように加工すると、シリンダボア２のオイルパン取り付け面側Ｋに対してシリンダーヘッド取り付け面側Ｈのシリンダブロック１への入熱が高くなることで、図３（Ａ）で示す温度分布を持つシリンダブロック１に伝熱した熱量と足し合わせると、シリンダボア２内付近の温度分布をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一化することができる。
【００４２】
実施形態４のボーリング加工方法によれば、シリンダボア２の孔形状を、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状としたので、中仕上げ加工後のシリンダボア内温度を均一なものにできる。したがって、実施形態４によれば、中仕上げ加工後に行う仕上げ加工で、シリンダボアの円筒度を高めることができる。
【００４３】
なお、実施形態４の発明方法は、実施形態１、２、３の何れか１つと或いは全部と組み合わせて使用することができる。
【００４４】
「実施形態５」
実施形態５は、シリンダブロック１のシリンダーヘッド取り付け面側Ｈであってシリンダボア２近傍に開口するウオータージャケット９に冷却媒体を供給しながら切削加工する例である。
【００４５】
中仕上げ加工後のシリンダボア２内付近の温度分布は、図３（Ａ）で示したように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘り温度が高くなっている。そこで、この不均一な温度分布に対して、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一な温度分布となるように、ウオータージャケット９に向けてノズル１１から冷却媒体１２を供給しながら中仕上げ加工（切削加工）する。冷却媒体１２には、例えばクーラントやエアーなどを使用する。冷却媒体１２の供給は、中仕上げ加工スタート時から仕上げ加工完了時まで供給し続ける。
【００４６】
供給された冷却媒体１２は、ウオータージャケット９内に溜まる。そのため、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈで発生した熱は、ウオータージャケット９内に溜まる冷却媒体１２により吸熱される。その結果、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ熱伝導する熱量が減少し、シリンダボア２内付近の温度分布がシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一になる。
【００４７】
実施形態５のボーリング加工方法によれば、シリンダボア近傍に開口するウオータージャケット９に冷却媒体１２を供給しながら切削加工するので、中仕上げ加工後のシリンダボア内温度を均一なものにできる。したがって、実施形態５によれば、中仕上げ加工後に行う仕上げ加工で、シリンダボアの円筒度を高めることができる。
【００４８】
なお、実施形態５の発明方法は、実施形態１、２、３の何れか１つと或いは全部と組み合わせて使用することができる。
【００４９】
「実施形態６」
実施形態６は、工具３に形成した流路内に冷却媒体を循環させた前記工具３でボア内壁面２ａを切削加工し、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ切削加工が進むに伴って前記流路内に導入する冷却媒体の導入量を増加させる例である。
【００５０】
工具３には、図１２に示すように、装着部５に形成された冷却媒体入口１３から供給され、工具本体４の先端へと流れた後、再び装着部５へと戻り、該装着部５に形成された冷却媒体出口１４から冷却媒体が排出されるように工具内を循環する流路１５が形成されている。
【００５１】
前記流路１５に導入する冷却媒体の供給量は、図１３に示すように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ切削加工が進むに従って増加させる。この実施形態６では、工具３のシリンダボア２内への進入距離と冷却媒体の供給量とをほぼ定量（リニア）にて増加させている。
【００５２】
このように、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ切削加工が進むに伴って工具３に形成した流路１５内に導入する冷却媒体の導入量を増加すると、工具３自体が冷却されそれ自身の温度が下がる。この工具３の温度が下がることで、切削熱のうち工具３へ流入する熱量が増加することになり、シリンダブロック１へ流入する熱量が減少する。その結果、中仕上げ加工後のシリンダボア内付近の温度をシリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋに亘って均一なものにできる。
【００５３】
実施形態６のボーリング加工方法によれば、流路１５内に冷却媒体を循環させた工具３で切削加工する際に、シリンダーヘッド取り付け面側Ｈからオイルパン取り付け面側Ｋへ切削加工が進むに伴って前記流路１５内に導入する冷却媒体の導入量を増加させているので、シリンダボア２の奥へと加工が進むにつれて工具３自体の温度が低下することにより、シリンダブロック１への入熱量を減少させることができ、結果としてシリンダボア内付近の温度を均一化することができる。したがって、実施形態６によれば、中仕上げ加工後に行う仕上げ加工で、シリンダボアの円筒度を高めることができる。
【００５４】
なお、実施形態６の発明方法は、実施形態１、２、３の何れか１つと或いは全部と組み合わせて使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、内燃機関エンジンのシリンダボア内を切削加工するボーリング加工工程に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…シリンダブロック
２…シリンダボア
２ａ…ボア内壁面
３…工具
４…工具本体（工具）
５…装着部（工具）
７…中仕上げ用切れ刃（切れ刃）
８…仕上げ用切れ刃（切れ刃）
９…ウオータージャケット
１２…冷却媒体
１５…流路（工具に形成された流路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面より突出させた切れ刃を有した工具をシリンダブロックのシリンダボア内に挿入し、該工具をシリンダボア内で回転させながら上下動させて前記切れ刃でボア内壁面を切削するボーリング加工方法において、
前記シリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かって前記ボア内壁面を切削加工するに際して、前記工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のボーリング加工方法であって、
前記工具を回転させる周速を、オイルパン取り付け面側で更に加速させる
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項３】
外周面より突出させた切れ刃を有した工具をシリンダブロックのシリンダボア内に挿入し、該工具をシリンダボア内で回転させながら上下動させて前記切れ刃でボア内壁面を切削するボーリング加工方法であって、
前記ボア内壁面のうちシリンダボア周辺の肉厚が厚い部位は、前記工具を回転させる周速を低くして加工し、シリンダボア周辺の肉厚が薄い部位は、前記厚い部位に対して前記工具を回転させる周速を高くして加工する
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項４】
少なくとも請求項１から請求項３のうち何れか１項に記載のボーリング加工方法であって、
前記シリンダボアの孔形状を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状とした
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項５】
少なくとも請求項１から請求項３のうち何れか１項に記載のボーリング加工方法であって、
前記シリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側であって前記シリンダボア近傍に開口するウオータージャケットに冷却媒体を供給しながら切削加工する
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項６】
少なくとも請求項１から請求項３のうち何れか１項に記載のボーリング加工方法であって、
前記工具に形成した流路内に冷却媒体を循環させた前記工具で、前記ボア内壁面を切削し、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ切削加工が進むに伴って前記流路内に導入する冷却媒体の導入量を増加させる
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項７】
外周面より突出させた切れ刃を有した工具をシリンダブロックのシリンダボア内に挿入し、該工具をシリンダボア内で回転させながら上下動させて前記切れ刃でボア内壁面を切削するボーリング加工装置において、
前記工具を回転させる周速を、前記シリンダーヘッド取り付け面側から前記オイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる工具回転速度制御手段を備えた
ことを特徴とするボーリング加工装置。
【請求項１】
外周面より突出させた切れ刃を有した工具をシリンダブロックのシリンダボア内に挿入し、該工具をシリンダボア内で回転させながら上下動させて前記切れ刃でボア内壁面を切削するボーリング加工方法において、
前記シリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かって前記ボア内壁面を切削加工するに際して、前記工具を回転させる周速を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のボーリング加工方法であって、
前記工具を回転させる周速を、オイルパン取り付け面側で更に加速させる
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項３】
外周面より突出させた切れ刃を有した工具をシリンダブロックのシリンダボア内に挿入し、該工具をシリンダボア内で回転させながら上下動させて前記切れ刃でボア内壁面を切削するボーリング加工方法であって、
前記ボア内壁面のうちシリンダボア周辺の肉厚が厚い部位は、前記工具を回転させる周速を低くして加工し、シリンダボア周辺の肉厚が薄い部位は、前記厚い部位に対して前記工具を回転させる周速を高くして加工する
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項４】
少なくとも請求項１から請求項３のうち何れか１項に記載のボーリング加工方法であって、
前記シリンダボアの孔形状を、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側に向かってその孔径を次第に広げた末広がり形状とした
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項５】
少なくとも請求項１から請求項３のうち何れか１項に記載のボーリング加工方法であって、
前記シリンダブロックのシリンダーヘッド取り付け面側であって前記シリンダボア近傍に開口するウオータージャケットに冷却媒体を供給しながら切削加工する
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項６】
少なくとも請求項１から請求項３のうち何れか１項に記載のボーリング加工方法であって、
前記工具に形成した流路内に冷却媒体を循環させた前記工具で、前記ボア内壁面を切削し、シリンダーヘッド取り付け面側からオイルパン取り付け面側へ切削加工が進むに伴って前記流路内に導入する冷却媒体の導入量を増加させる
ことを特徴とするボーリング加工方法。
【請求項７】
外周面より突出させた切れ刃を有した工具をシリンダブロックのシリンダボア内に挿入し、該工具をシリンダボア内で回転させながら上下動させて前記切れ刃でボア内壁面を切削するボーリング加工装置において、
前記工具を回転させる周速を、前記シリンダーヘッド取り付け面側から前記オイルパン取り付け面側へ行くに従って上昇させる工具回転速度制御手段を備えた
ことを特徴とするボーリング加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２０７９７６（Ｐ２０１０−２０７９７６Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５７５４４（Ｐ２００９−５７５４４）
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１１日（２００９．３．１１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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