ホーニング
砥石が穴の中で回り、往復する
ホーニングは、回転しながら同時に上下に動く砥石で穴の内側をこすって、仕上げます。エンジンのシリンダーに、丸くまっすぐな内径と、ピストンリングのために油を保持する細かい交差模様を与えます。油圧シリンダー、歯車の穴、燃料噴射部品もホーニングされます。

しくみ
ホーンを挿入する。 ホーニング工具を、すでに寸法に近くドリル加工、中ぐり、研削した穴に差し込みます。軸は少し浮動することが多く、工具が穴自身の軸に従うようになっています。
砥石を広げる。 工具の中のコーンまたはくさびが、数本の長い砥石(砥粒を固めた棒)を、一定のやさしい圧力で、壁へ外向きに押しつけます。
回して往復させる。 工具は回転しながら、穴に沿って上下に動きます。砥石が長いので、まず高い部分をこすって削り取り、穴はより丸く、よりまっすぐになります。
クロスハッチをつくる。 砥粒の一つひとつが斜めの傷を描き、上向きのストロークの傷と下向きの傷が交差します。角度は、多くは約 45° で、往復速度と回転速度の比で決まります。
洗い流して測る。 ホーニング油が、切りくずと摩耗した砥粒を洗い流します。ゲージが直径を確認し、ホーニングは寸法に達したところで止まります。通常は 100 分の数ミリを削った後です。
主なポイント
- 材料
- 鋳鉄、鋼(焼入れしたものも)、ライナーやコーティングのあるアルミニウムの穴、青銅、セラミックス
- 代表的な部品
- エンジンのシリンダー、油圧シリンダー、コネクティングロッドと歯車の穴、バルブとインジェクターのボディ
- 部品サイズ
- 数ミリから約 1 m 径までの穴。油圧用のチューブは数メートルの長さのこともある
- 精度
- 真円度と真直度は数マイクロメートル以内。寸法は通常、約 ±0.005 mm に保たれる
- 表面仕上げ
- 制御されたクロスハッチ。粗さは砥粒によって、通常 Ra 0.1–0.8 µm
- 向いているロット数
- 1台のエンジンの再生から、数百万個のシリンダーをホーニングする自動ラインまで
- 金型・設備コスト
- 砥石とホーンヘッドは数十から数百ドル。量産用のホーニング盤は大きな投資
- 速度
- 量産では通常、穴 1 個あたり 1 分未満。大きな穴ではより長い
強みと限界
強み
- 前の工程で残った、真円度、真直度、テーパーを修正する
- 油を保持するクロスハッチが残り、ピストンリングの密封とならしを助ける
- 焼入れ鋼や鋳鉄にも使える
- 力と温度が低いので、焼けたり応力のある表面層ができない
限界
- 除去する量が少ないので、穴は、すでに寸法に近くなければならない
- 穴の位置は動かせない:浮動する工具は、既存の穴に従う
- ほとんどが丸い穴に限られる(外径や平面もできる機械もある)
- 砥石は摩耗し、その砥粒は、材料と求める仕上げに合っていなければならない
使われる場所
- 自動車エンジンのシリンダー内径、コネクティングロッドと歯車の穴
- 油圧シリンダーチューブ、バルブボディ、ポンプハウジング
- 燃料系インジェクターと燃料ポンプの穴
- 航空宇宙降着装置のシリンダー、アクチュエーターの穴
- エンジンの再生新しいピストンリングを付ける前の、摩耗したシリンダーの再ホーニング
見分け方
- 穴の内側に、一定の角度でまっすぐな傷が細かく交差しています。
- シリンダーの中は、鏡のような光沢ではなく、均一なサテン調のグレーの仕上がり。
- 摩耗したエンジンでは、リングがもっともこする場所で、クロスハッチが磨り減って消えています。
- ホーニングした油圧チューブは、なめらかに感じますが、斜めの光を当てるとかすかな交差した線が見えます。
比較
動画を見る
Car Cure · エンジンにクロスハッチが必要な理由を、初心者向けに
Uncle Tony's Garage · 実際のホーニング、砥石の選び方、クロスハッチの確認
Sunnen Products Company · 量産中の、自動の立形ホーニング盤
Chris Fisher · 柔軟なボールホーン、工房の簡単な方式
実写真を見る
- Wikipedia: ホーニング — ホーニング工具、ホーニングしたシリンダー内径とクロスハッチを、写真つきで
- Wikimedia Commons の写真検索
覚えておこう
- ホーニングは、回転しながら同時に往復する砥石で、穴をこすります。
- 真円度、真直度、寸法を完璧にしますが、穴の位置は動かせません。
- 残るクロスハッチが油を保持するので、ピストンリングは密封し、長持ちします。