(57)【要約】【課題】工具の強度を向上させるとともに、ピストンにおけるピストンリング溝の内周側面の表面粗さを確実且つ良好に向上させることができる超仕上げ加工装置を提供する。【解決手段】ピストンリング溝Ｗａの内周面が表面処理されたピストンＷを支持しつつ回転可能な支持手段１と、支持手段１で支持されたピストンＷのピストンリング溝Ｗａに挿入可能な挿入部２ａを有するとともに、挿入部２ａに砥粒２ｃが付着された工具２と、工具２を保持するとともに、ピストンＷが回転した状態で工具２の挿入部２ａをピストンリング溝Ｗａの内周側面（Ｗａａ、Ｗａｂ）に押圧しつつ振動を付与することにより超仕上げ加工可能な超仕上げユニット（３、４）とを具備した超仕上げ加工装置であって、工具２は、挿入部２ａの側部に当該挿入部２ａより肉厚寸法が大きい厚肉部２ｂが一体形成されて成ることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともピストンリング溝の内周面が表面処理されたピストンを支持しつつ回転可能な支持手段と、
前記支持手段で支持されたピストンのピストンリング溝に挿入可能な挿入部を有するとともに、当該挿入部に砥粒が付着された工具と、
前記工具を保持するとともに、前記ピストンが回転した状態で前記工具の挿入部を前記ピストンリング溝の内周側面に押圧しつつ振動を付与することにより超仕上げ加工可能な超仕上げユニットと、
を具備した超仕上げ加工装置であって、
前記工具は、前記挿入部の側部に当該挿入部より肉厚寸法が大きい厚肉部が一体形成されて成ることを特徴とする超仕上げ加工装置。
【請求項２】
前記工具は、前記挿入部の所定部位にダイヤモンド砥粒が付着され、当該所定部位が前記超仕上げユニットにより前記ピストンリング溝の内周側面に押圧されることを特徴とする請求項１記載の超仕上げ加工装置。
【請求項３】
前記挿入部と厚肉部との境界部が前記ピストンの外周面に倣った円弧状に形成されたことを特徴とする請求項２記載の超仕上げ加工装置。
【請求項４】
前記超仕上げユニットは、少なくとも２つ取り付けられ、一方の超仕上げユニットに保持された前記工具の挿入部が前記ピストンリング溝の一方の内周側面に挿入されて超仕上げ加工可能とされるとともに、他方の超仕上げユニットに保持された前記工具の挿入部が前記ピストンリング溝の他方の内周側面に挿入されて超仕上げ加工可能とされたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の超仕上げ加工装置。
【請求項５】
前記一方の超仕上げユニットによる超仕上げ加工と、前記他方の超仕上げユニットによる超仕上げ加工とが同時に行われることを特徴とする請求項４記載の超仕上げ加工装置。
【請求項６】
前記一方の超仕上げユニットを移動して前記工具の挿入部を前記ピストンリング溝に挿入可能な第１移動手段と、
前記他方の超仕上げユニットを移動して前記工具の挿入部を前記ピストンリング溝に挿入可能な第２移動手段と、
を有するとともに、前記第１移動手段及び第２移動手段で移動された超仕上げユニットの工具の位置補正を任意に行うことが可能な位置補正手段を具備したことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の超仕上げ加工装置。
【請求項７】
前記支持手段で支持された超仕上げ加工前のピストンのピストンリング溝の溝幅寸法と、超仕上げ加工後のピストンのピストンリング溝の溝幅寸法とをそれぞれ計測可能な溝幅測定手段を具備したことを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の超仕上げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンに形成されたピストンリング溝の内周側面を超仕上げ加工するための超仕上げ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン等の内燃機関のピストンの耐腐食性や耐摩耗性を向上させるために、例えば特許文献１にて開示されているように、その表面にアルマイト処理が施されているものが提案されている。このアルマイト処理は、ピストン（アルミニウム材）の表面に酸化被膜を形成する表面加工するものであり、特にピストンの場合、ピストンリング溝を含む部位に対して処理が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エンジンを搭載した自動車等の排ガスの規制は益々厳しくなる傾向にあり、近時においては、エンジンを始動させた直後の排ガス規制も厳しくなりつつある。このため、本出願人は、アルマイト処理が施されたピストンリング溝の内周面（特に内周側面）を超仕上げ加工して表面をより一層滑らかにすることにより表面粗さを向上させ、ピストンリングとピストンリング溝との間から排気ガスが排出されてしまうといった不具合やクランクケース内のエンジンオイルが燃焼室に過多に混入してしまうといった不具合等を抑制することを検討するに至った。
【０００５】
しかるに、自動車のピストンに形成されたピストンリング溝は、幅寸法が極めて小さいため、例えば砥石をピストンリング溝に挿入して研磨しようとする場合、砥石の強度が不足してしまい、研磨加工中に破損等してしまう虞がある。また、ピストンリング溝の内周面（特に、ピストンリングとのシール性を良好とするための内周側面）を研磨加工する場合、表面のアルマイト層を切除してしまう虞があるため、微細な加工が必要とされる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、工具の強度を向上させるとともに、ピストンにおけるピストンリング溝の内周側面の表面粗さを確実且つ良好に向上させることができる超仕上げ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、少なくともピストンリング溝の内周面が表面処理されたピストンを支持しつつ回転可能な支持手段と、前記支持手段で支持されたピストンのピストンリング溝に挿入可能な挿入部を有するとともに、当該挿入部に砥粒が付着された工具と、前記工具を保持するとともに、前記ピストンが回転した状態で前記工具の挿入部を前記ピストンリング溝の内周側面に押圧しつつ振動を付与することにより超仕上げ加工可能な超仕上げユニットとを具備した超仕上げ加工装置であって、前記工具は、前記挿入部の側部に当該挿入部より肉厚寸法が大きい厚肉部が一体形成されて成ることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の超仕上げ加工装置において、前記工具は、前記挿入部の所定部位にダイヤモンド砥粒が付着され、当該所定部位が前記超仕上げユニットにより前記ピストンリング溝の内周側面に押圧されることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の超仕上げ加工装置において、前記挿入部と厚肉部との境界部が前記ピストンの外周面に倣った円弧状に形成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか１つに記載の超仕上げ加工装置において、前記超仕上げユニットは、少なくとも２つ取り付けられ、一方の超仕上げユニットに保持された前記工具の挿入部が前記ピストンリング溝の一方の内周側面に挿入されて超仕上げ加工可能とされるとともに、他方の超仕上げユニットに保持された前記工具の挿入部が前記ピストンリング溝の他方の内周側面に挿入されて超仕上げ加工可能とされたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の超仕上げ加工装置において、前記一方の超仕上げユニットによる超仕上げ加工と、前記他方の超仕上げユニットによる超仕上げ加工とが同時に行われることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項４又は請求項５記載の超仕上げ加工装置において、前記一方の超仕上げユニットを移動して前記工具の挿入部を前記ピストンリング溝に挿入可能な第１移動手段と、前記他方の超仕上げユニットを移動して前記工具の挿入部を前記ピストンリング溝に挿入可能な第２移動手段とを有するとともに、前記第１移動手段及び第２移動手段で移動された超仕上げユニットの工具の位置補正を任意に行うことが可能な位置補正手段を具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れか１つに記載の超仕上げ加工装置において、前記支持手段で支持された超仕上げ加工前のピストンのピストンリング溝の溝幅寸法と、超仕上げ加工後のピストンのピストンリング溝の溝幅寸法とをそれぞれ計測可能な溝幅測定手段を具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、工具は、挿入部の側部に当該挿入部より肉厚寸法が大きい厚肉部が一体形成されて成るので、工具の強度を向上させるとともに、ピストンにおけるピストンリング溝の内周側面の表面粗さを確実且つ良好に向上させることができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、工具は、挿入部の所定部位にダイヤモンド砥粒が付着され、当該所定部位が超仕上げユニットによりピストンリング溝の内周側面に押圧されるので、超仕上げ加工を精度よく行わせることができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、挿入部と厚肉部との境界部がピストンの外周面に倣った円弧状に形成されたので、挿入部を必要最小限の大きさとすることができ、工具の強度をより向上させることができる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、超仕上げユニットは、少なくとも２つ取り付けられ、一方の超仕上げユニットに保持された工具の挿入部がピストンリング溝の一方の内周側面に挿入されて超仕上げ加工可能とされるとともに、他方の超仕上げユニットに保持された工具の挿入部がピストンリング溝の他方の内周側面に挿入されて超仕上げ加工可能とされたので、支持手段によるピストンの支持を解くことなくピストンリング溝の一方の内周側面に対する超仕上げ加工と他方の内周側面に対する超仕上げ加工とを行わせることができる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、一方の超仕上げユニットによる超仕上げ加工と、他方の超仕上げユニットによる超仕上げ加工とが同時に行われるので、加工時間を短縮してサイクルタイムを低減させることができる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、一方の超仕上げユニットを移動して工具の挿入部をピストンリング溝に挿入可能な第１移動手段と、他方の超仕上げユニットを移動して工具の挿入部をピストンリング溝に挿入可能な第２移動手段とを有するとともに、第１移動手段及び第２移動手段で移動された超仕上げユニットの工具の位置補正を任意に行うことが可能な位置補正手段を具備したので、工具を交換した後の位置決め精度を向上させることができる。
【００２０】
請求項７の発明によれば、支持手段で支持された超仕上げ加工前のピストンのピストンリング溝の溝幅寸法と、超仕上げ加工後のピストンのピストンリング溝の溝幅寸法とをそれぞれ計測可能な溝幅測定手段を具備したので、支持手段による支持を維持しつつ超仕上げ加工前後のピストンリング溝の溝幅寸法を計測して比較することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る超仕上げ加工装置を示す正面図
【図２】同超仕上げ加工装置を示す平面図
【図３】同超仕上げ加工装置を示す側面図
【図４】同超仕上げ加工装置の工具を示す斜視図
【図５】同超仕上げ加工装置の工具を示す３面図
【図６】同超仕上げ加工装置の工具におけるダイヤモンド砥粒が付着された部位を示す模式図
【図７】同超仕上げ加工装置の工具におけるダイヤモンド砥粒が付着された他の形態の部位を示す模式図
【図８】同超仕上げ加工装置のチャックを示す模式図
【図９】同超仕上げ加工装置のチャックでピストンを支持した状態（ピストンボスが形成された部位の支持状態）を示す断面図
【図１０】同超仕上げ加工装置のチャックでピストンを支持した状態（ピストンボスが形成されない部位の支持状態）を示す模式図
【図１１】同超仕上げ加工装置のチャックでピストンを支持した状態（ピストンの下方から見た状態）を示す模式図
【図１２】同超仕上げ加工装置の第１位置補正手段及び第２位置補正手段を示す模式図
【図１３】同超仕上げ加工装置の溝幅測定手段を示す模式図
【図１４】同超仕上げ加工装置の溝幅測定手段による溝幅測定方法を示すフローチャート
【図１５】同超仕上げ加工装置に適用されるピストンを示す２面図
【図１６】同超仕上げ加工装置の工具をピストンリング溝の内周側面に押圧させた状態を示す模式図であって、（ａ）一方の内周側面に工具を押圧させた状態（ｂ）他方の内周側面に工具を押圧させた状態を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態に係る超仕上げ加工装置は、ピストンに形成されたピストンリング溝の内周側面を超仕上げ加工するためのもので、図１〜３に示すように、支持手段１と、工具２と、第１超仕上げユニット３と、第２超仕上げユニット４と、第１移動手段５と、第２移動手段６と、第１位置補正手段７と、第２位置補正手段８と、溝幅測定手段９とを有して構成されている。なお、説明の都合上、同図に示すように、装置の幅方向をＸ方向、奥行き方向をＹ方向及び高さ方向をＺ方向と定義する。
【００２３】
本実施形態に適用されるピストンＷは、自動車や自動二輪車等のエンジンに搭載されるもので、図１５に示すように、ピストンリング溝Ｗａ（第１ピストンリング溝）と、ピストンピン挿入孔Ｗｂと、ピストンボスＷｃと、内周縁部Ｗｄとを有して構成されている。また、ピストンリング溝Ｗａは、一方の内周側面Ｗａａと、他方の内周側面Ｗａｂとを有して構成されており、図示しないピストンリングが嵌入可能とされている。
【００２４】
さらに、本実施形態に適用されるピストンＷは、少なくともピストンリング溝Ｗａの内周面がアルマイト処理されており、一方の内周側面Ｗａａ及び他方の内周側面Ｗａｂには、アルマイト処理により酸化被膜が形成されている。なお、本実施形態においては、少なくともピストンリング溝Ｗａの内周面がアルマイト処理されているが、ピストンＷの機能又は性質を向上させ得る他の表面処理が施されていてもよい。
【００２５】
支持手段１は、少なくともピストンリング溝Ｗａの内周面が表面処理（アルマイト処理）されたピストンＷを支持しつつ回転可能なもので、チャック１ａ及び芯押し台１ｂから構成されている。芯押し台１ｂは、芯押し部ｂ（図９、１０等参照）が形成されており、超仕上げ加工するピストンＷのピストンヘッド側の中心部を押圧することにより芯出ししつつ支持し得るとともに、スライドレールａ（図１、２参照）に沿って摺動可能とされている。
【００２６】
チャック１ａは、所謂コレットチャックから成るもので、図８〜１０に示すように、周方向に対して複数に分割された部材から成り、それら部材の一部の突端部がピストンＷの内周縁部Ｗｄに当接して支持し得るようになっている。具体的には、チャック１ａの内部には、突端縁部がテーパ状とされた棒状の操作部ｃが挿入されており、当該操作部ｃをピストンＷに対して近接する方向に移動させることにより、チャック１ａの分割された部材が操作部ｃのテーパ状の突端縁部に押されて拡径する方向に移動し、ピストンＷの内周縁部Ｗｄを押圧することにより、芯押し台１ｂの押圧力と併せて支持し得るようになっている。
【００２７】
チャック１ａは、主軸モータＭにより回転可能とされており、当該チャック１ａ及び芯押し台１ｂの芯押し部ｂで挟持されたピストンＷを回転し得るよう構成されている。また、操作部ｃには、その突端から突出形成された嵌入部ｄが形成されており、チャック１ａがピストンＷを支持した状態において、嵌入部ｄがピストンボスＷｃの内側に位置するようになっている。これにより、主軸モータＭによりピストンＷを回転させる際、チャック１ａ及び芯押し台１ｂによるピストンＷの支持力が不足していても、嵌入部ｄがピストンボスＷｃに当接して主軸モータＭの駆動力をピストンＷに伝達し得るよう構成されている。
【００２８】
さらに、チャック１ａの分割された部材のうち一部には、軸方向に空気の流通孔１ａａが形成されており、分割された部材の端面にて開口している。この流通孔１ａａは、空気供給手段１０にて空気が供給されて開口から噴出されるよう構成されるとともに、流通孔１ａａ内の圧力（空気圧）を測定する測定手段１１が配設されている。これにより、空気供給手段１０から空気を供給しつつ測定手段１１で圧力を測定すれば、チャック１ａの突端面がピストンＷに密着している場合と、密着していない場合とで、測定手段１１で測定される圧力が異なるため、チャック１ａによる支持が正常に行われていないことを検知することができる。
【００２９】
工具２は、図４、５に示すように、支持手段１で支持されたピストンＷのピストンリング溝Ｗａに挿入可能な挿入部２ａを有するとともに、当該挿入部２ａに砥粒２ｃが付着されたものである。すなわち、挿入部２ａは、ピストンリング溝Ｗａの幅寸法より小さい肉厚寸法とされており、当該ピストンリング溝Ｗａに挿入可能とされるとともに、底面側に砥粒２ｃが付着されて、ピストンリング溝Ｗａの一方の内周側面Ｗａａ又は他方の内周側面Ｗａｂを超仕上げ加工（研磨加工）可能とされている。
【００３０】
また、砥粒２ｃは、挿入部２ａの所定部位（底面の先端側部位）に電着されたダイヤモンド砥粒２ｃ（電着砥石）とされており、例えば図６に示すように、ダイヤモンド砥粒２ｃが電着されていない非電着部２ｄを直線状に形成したもの、或いは図７に示すように、当該非電着部２ｄを傾斜させて形成したものとすることができる。なお、挿入部２ａの底面の先端側部位の全域にダイヤモンド砥粒２ｃを付着するようにしてもよい。
【００３１】
ここで、本実施形態に係る工具２は、挿入部２ａの側部（ピストンリング溝Ｗａに対する挿入方向以外の部位）に当該挿入部２ａより肉厚寸法が大きい厚肉部２ｂが一体形成されて成るものである。すなわち、工具２は、厚肉部２ｂの肉厚寸法にてそのほとんどが形成されるとともに、挿入部２ａのみがピストンリング溝Ｗａの幅寸法より小さい肉厚寸法とされているのである。
【００３２】
また、本実施形態に係る工具２は、挿入部２ａと厚肉部２ｂとの境界部αがピストンＷの外周面に倣った円弧状に形成されている。これにより、挿入部２ａの周囲には、円弧状に亘って厚肉部２ｂが一体形成されることとなり、挿入部２ａの強度をより向上させることができる。なお、挿入部２ａと厚肉部２ｂとの境界部αを他の形状（例えば矩形状等）としてもよい。
【００３３】
第１超仕上げユニット３（一方の超仕上げユニット）及び第２超仕上げユニット４（他方の超仕上げユニット）は、それぞれ工具２を保持するとともに、ピストンＷが主軸モータＭの駆動力で回転した状態で工具２における挿入部２ａの砥粒２ｃの電着面をピストンリング溝Ｗａの内周側面（一方の内周側面Ｗａａ又は他方の内周側面Ｗａｂ）に押圧しつつ振動を付与することにより超仕上げ加工可能なものである。
【００３４】
具体的には、第１超仕上げユニット３は、図１に示すように、エアシリンダ３ａを具備し、当該エアシリンダ３ａに工具２が取り付けられるとともに、図示しない振動手段を具備しており、工具２を振動（オシレーション）可能とされている。これにより、ピストンＷが回転し、且つ、工具２の挿入部２ａがピストンリング溝Ｗａに挿入された状態において、エアシリンダ３ａを作動させることにより、図１６（ａ）で示すように、工具２の挿入部２ａ（ダイヤモンド砥粒２ｃの電着面）をピストンリング溝Ｗａの一方の内周側面Ｗａａに押圧しつつ振動（オシレーション）して超仕上げ加工するよう構成されている。
【００３５】
同様に、第２超仕上げユニット４は、図１、２に示すように、エアシリンダ４ａを具備し、当該エアシリンダ４ａに工具２が取り付けられるとともに、図示しない振動手段を具備しており、工具２を振動（オシレーション）可能とされている。これにより、ピストンＷが回転し、且つ、工具２の挿入部２ａがピストンリング溝Ｗａに挿入された状態において、エアシリンダ４ａを作動させることにより、図１６（ｂ）で示すように、工具２の挿入部２ａ（ダイヤモンド砥粒２ｃの電着面）をピストンリング溝Ｗａの他方の内周側面Ｗａｂに押圧しつつ振動（オシレーション）して超仕上げ加工するよう構成されている。
【００３６】
このように、本実施形態に係る超仕上げユニット（３、４）は、支持手段１で支持されたピストンＷの上方位置及び側方位置にそれぞれ取り付けられており、第１超仕上げユニット３（一方の超仕上げユニット）に保持された工具２の挿入部２ａがピストンリング溝Ｗａの一方の内周側面Ｗａａに挿入されて超仕上げ加工可能とされるとともに、第２超仕上げユニット４（他方の超仕上げユニット）に保持された工具２の挿入部２ａがピストンリング溝Ｗａの他方の内周側面Ｗａｂに挿入されて超仕上げ加工可能とされているのである。
【００３７】
第１移動手段５は、第１超仕上げユニット３（一方の超仕上げユニット）を移動して工具２の挿入部２ａを支持手段１で支持されたピストンＷのピストンリング溝Ｗａに挿入可能なもので、保持体５ａ及び移動体（５ｂ、５ｃ）にて構成されている。保持体５ａは、第１超仕上げユニット３を保持するとともに、移動体５ｂに保持されている。また、移動体５ｃは、移動体５ｂを保持している。
【００３８】
なお、第１移動手段５の工具２は、ピストンＷの軸に対して所定角度傾斜して取り付けられており、支持手段１で支持されたピストンＷの近傍の部材と干渉してしまうのを回避するようになっている。また、第１移動手段５の工具２は、エアシリンダ３ａによる移動方向に対して所定角度傾斜しているので、図１６（ａ）に示すように、エアシリンダ３ａによって工具２が押圧力Ａにて押圧されると、砥粒２ｃの電着面をピストンリング溝Ｗａの一方の内周側面Ｗａａに押圧させる押圧力Ａ１に加えて、工具２の突端面をピストンリング溝Ｗａの底面Ｗａｃに押圧させる押圧力Ａ２が作用することとなる。これにより、工具２は、その突端が底面Ｗａｃに当接した状態にてピストンリング溝Ｗａの一方の内周側面Ｗａａを超仕上げ加工することとなるので、安定して超仕上げ加工を行わせることができる。
【００３９】
そして、移動体５ｃは、第１サーボモータｍ１の駆動によって装置のＺ方向に延びるレールＬ１に沿って移動するので、移動体５ｂ及び保持体５ａが同方向に移動し、第１超仕上げユニット３及び工具２をＺ方向に移動するようになっている。また、移動体５ｂは、第２サーボモータｍ２の駆動によって装置のＸ方向に延びるレールＬ２に沿って移動するので、保持体５ａが同方向に移動し、第１超仕上げユニット３及び工具２をＸ方向に移動するようになっている。これにより、第１サーボモータｍ１及び第２サーボモータｍ２を任意に駆動することにより、第１超仕上げユニット３及び工具２を装置のＸ−Ｚ方向の任意方向に移動させて工具２の挿入部２ａをピストンリング溝Ｗａに挿入させることができる。
【００４０】
第２移動手段６は、第２超仕上げユニット４（他方の超仕上げユニット）を移動して工具２の挿入部２ａを支持手段１で支持されたピストンＷのピストンリング溝Ｗａに挿入可能なもので、保持体６ａ及び移動体（６ｂ、６ｃ）にて構成されている。保持体６ａは、第２超仕上げユニット４を保持するとともに、移動体６ｂに保持されている。また、移動体６ｃは、移動体６ｂを保持している。
【００４１】
なお、第２移動手段６の工具２は、ピストンＷの軸に対して所定角度傾斜して取り付けられており、支持手段１で支持されたピストンＷの近傍の部材と干渉してしまうのを回避するようになっている。また、第２移動手段６の工具２は、エアシリンダ４ａによる移動方向に対して所定角度傾斜しているので、図１６（ｂ）に示すように、エアシリンダ４ａによって工具２が押圧力Ａにて押圧されると、砥粒２ｃの電着面をピストンリング溝Ｗａの他方の内周側面Ｗａｂに押圧させる押圧力Ａ１に加えて、工具２の突端面をピストンリング溝Ｗａの底面Ｗａｃに押圧させる押圧力Ａ２が作用することとなる。これにより、工具２は、その突端が底面Ｗａｃに当接した状態にてピストンリング溝Ｗａの他方の内周側面Ｗａｂを超仕上げ加工することとなるので、安定して超仕上げ加工を行わせることができる。
【００４２】
そして、移動体６ｃは、第４サーボモータｍ４の駆動によって装置のＸ方向に延びるレールＬ４に沿って移動するので、移動体６ｂ及び保持体６ａが同方向に移動し、第２超仕上げユニット４及び工具２をＸ方向に移動するようになっている。また、移動体６ｂは、第３サーボモータｍ３の駆動によって装置のＹ方向に延びるレールＬ３に沿って移動するので、保持体６ａが同方向に移動し、第２超仕上げユニット４及び工具２をＹ方向に移動するようになっている。これにより、第３サーボモータｍ３及び第４サーボモータｍ４を任意に駆動することにより、第２超仕上げユニット４及び工具２を装置のＸ−Ｙ方向の任意方向に移動させて工具２の挿入部２ａをピストンリング溝Ｗａに挿入させることができる。
【００４３】
しかして、第１移動手段５により工具２の挿入部２ａをピストンＷにおけるピストンリング溝Ｗａに挿入させ、第１超仕上げユニット３のエアシリンダ３ａにて挿入部２ａのダイヤモンド砥粒２ｃの電着面を一方の内周側面Ｗａａに押圧しつつ振動（オシレーション）させて超仕上げ加工するとともに、第２移動手段６により工具２の挿入部２ａをピストンＷにおけるピストンリング溝Ｗａに挿入させ、第２超仕上げユニット４のエアシリンダ４ａにて挿入部２ａのダイヤモンド砥粒２ｃの電着面を他方の内周側面Ｗａｂに押圧しつつ振動（オシレーション）させて超仕上げ加工することができる。
【００４４】
また、本実施形態においては、第１超仕上げユニット３（一方の超仕上げユニット）による超仕上げ加工と、第２超仕上げユニット４（他方の超仕上げユニット）による超仕上げ加工とが同時に行われるようになっている。なお、第１超仕上げユニット３（一方の超仕上げユニット）による超仕上げ加工と、第２超仕上げユニット４（他方の超仕上げユニット）による超仕上げ加工とが順次行われるものとしてもよい。
【００４５】
第１位置補正手段７及び第２位置補正手段８は、第１移動手段５及び第２移動手段６で移動された超仕上げユニット（第１超仕上げユニット３及び第２超仕上げユニット４）のそれぞれの工具２の位置補正を任意に行うことが可能なもので、図１〜３に示すように、第１位置補正手段７が芯押し台１ｂの上面及び第２位置補正手段８が芯押し台１ｂの側面にそれぞれ取り付けられている。
【００４６】
具体的には、第１位置補正手段７及び第２位置補正手段８は、図１２に示すように、先端にプローブｅが取り付けられており、第１移動手段５で移動された第１超仕上げユニット３の砥石２における所定位置にプローブｅを接触させることにより第１超仕上げユニット３に取り付けられた工具２の位置補正を行うことができるとともに、第２移動手段６で移動された第２超仕上げユニット４の工具２における所定位置にプローブｅを接触させることにより第２超仕上げユニット４に取り付けられた工具２の位置補正を行うことができる。
【００４７】
溝幅測定手段９は、超仕上げ加工前のピストンＷのピストンリング溝Ｗａの溝幅寸法と、超仕上げ加工後のピストンＷのピストンリング溝Ｗａの溝幅寸法とをそれぞれ測定可能なもので、図２に示すように、第２移動手段６における保持体６ａの所定位置に取り付けられている。具体的には、溝幅測定手段９は、図１３に示すように、先端にプローブｆが取り付けられており、第２移動手段６により任意位置まで移動可能とされている。
【００４８】
以下、溝幅測定手段９による測定方法について、図１３の模式図及び図１４のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、第２移動手段６によって、プローブｆをピストンリング溝Ｗａの原点Ｐに移動させて、これを基準位置とする（Ｓ１）。その後、プローブｆをプラス方向に移動させ（Ｓ２）、一方の内周側面Ｗａａにプローブｆが接触したか否か判定する（Ｓ３）。
【００４９】
しかるに、Ｓ３にてプローブｆが一方の内周側面Ｗａａに接触したと判定されると、Ｓ４に進んで、原点Ｐの位置から接触位置までの間の寸法を記憶するとともに、プローブｆを原点Ｐまで戻した後、当該プローブｆをマイナス方向に移動させ（Ｓ５）、他方の内周側面Ｗａｂにプローブｆが接触したか否か判定する（Ｓ６）。そして、Ｓ６にて、プローブｆが他方の内周側面Ｗａｂに接触したと判定されると、Ｓ７に進んで、原点Ｐの位置から接触位置までの間の寸法を記憶するとともに、プローブｆを原点Ｐまで戻す。
【００５０】
その後、プローブｆをプラス方向に移動させた際の原点Ｐの位置から接触位置までの間の寸法と、プローブｆをマイナス方向に移動させた際の原点Ｐの位置から接触位置までの間の寸法とを加算することにより、ピストンリング溝Ｗａの溝幅を算出することにより、一連の制御が終了する。なお、本実施形態においては、第２移動手段６にて溝幅測定手段９のプローブｆを移動させているが、別個の他の移動手段でプローブｆを移動させて溝幅を算出させてもよい。
【００５１】
上記のようにピストンリング溝Ｗａの溝幅寸法について、工具２による超仕上げ加工前の溝幅寸法と超仕上げ加工後の溝幅寸法とをそれぞれ測定して比較するようにすれば、超仕上げ加工が良好に行われたか否か判定することができる。また、工具２による超仕上げ加工前の溝幅寸法が許容寸法範囲を超えていることを判断することができ、超仕上げ加工前に支持手段１から取り外すことができる。
【００５２】
上記実施形態によれば、工具２は、挿入部２ａの側部に当該挿入部２ａより肉厚寸法が大きい厚肉部２ｂが一体形成されて成るので、工具２の強度を向上させるとともに、ピストンＷにおけるピストンリング溝Ｗａの内周側面（Ｗａａ、Ｗａｂ）の表面粗さを確実且つ良好に向上させることができる。特に、本実施形態に係る工具２は、挿入部２ａの所定部位にダイヤモンド砥粒２ｃが付着され、当該所定部位が超仕上げユニット（第１超仕上げユニット３及び第２超仕上げユニット４）によりピストンリング溝Ｗａの内周側面（Ｗａａ、Ｗａｂ）に押圧されるので、超仕上げ加工を精度よく行わせることができる。
【００５３】
また、挿入部２ａと厚肉部２ｂとの境界部αがピストンＷの外周面に倣った円弧状に形成されたので、境界部αが矩形状のものに比べて挿入部２ａを必要最小限の大きさとすることができ、工具２の強度をより向上させることができる。したがって、肉厚寸法が小さい挿入部２ａをピストンリング溝Ｗａの内周側面（Ｗａａ、Ｗａｂ）に対して押圧しても、工具２が変形又は破損してしまうのを抑制することができる。
【００５４】
さらに、本実施形態に係る超仕上げユニット（第１超仕上げユニット３及び第２超仕上げユニット４）は、少なくとも２つ取り付けられ、一方の超仕上げユニット（第１超仕上げユニット３）に保持された工具２の挿入部２ａがピストンリング溝Ｗａの一方の内周側面Ｗａａに挿入されて超仕上げ加工可能とされるとともに、他方の超仕上げユニット（第２超仕上げユニット４）に保持された工具２の挿入部２ａがピストンリング溝Ｗａの他方の内周側面Ｗａｂに挿入されて超仕上げ加工可能とされたので、支持手段１によるピストンＷの支持を解くことなくピストンリング溝Ｗａの一方の内周側面Ｗａａに対する超仕上げ加工と他方の内周側面Ｗａｂに対する超仕上げ加工とを行わせることができる。特に、本実施形態によれば、一方の超仕上げユニット（第１超仕上げユニット３）による超仕上げ加工と、他方の超仕上げユニット（第２超仕上げユニット４）による超仕上げ加工とが同時に行われるので、加工時間を短縮してサイクルタイムを低減させることができる。
【００５５】
またさらに、一方の超仕上げユニット（第１超仕上げユニット３）を移動して工具２の挿入部２ａをピストンリング溝Ｗａに挿入可能な第１移動手段５と、他方の超仕上げユニット（第２超仕上げユニット４）を移動して工具２の挿入部２ａをピストンリング溝Ｗａに挿入可能な第２移動手段６とを有するとともに、第１移動手段５及び第２移動手段６で移動された超仕上げユニット（第１超仕上げユニット３及び第２超仕上げユニット４）の工具２の位置補正を任意に行うことが可能な位置補正手段（第１位置補正手段７及び第２位置補正手段８）を具備したので、位置決め精度を向上させることができる。
【００５６】
また、支持手段１で支持された超仕上げ加工前のピストンＷのピストンリング溝Ｗａの溝幅寸法と、超仕上げ加工後のピストンＷのピストンリング溝Ｗａの溝幅寸法とをそれぞれ計測可能な溝幅測定手段９を具備したので、支持手段１による支持を維持しつつ超仕上げ加工前後のピストンリング溝Ｗａの溝幅寸法を計測して比較することができる。
【００５７】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、第１ピストンリング溝以外のピストンリング溝に超仕上げ加工する装置としてもよく、加工対象は、ピストンリング溝を有する他の形状のピストンであってもよい。また、本実施形態においては、第１超仕上げユニット３及び第２超仕上げユニット４の両方を具備しているが、何れか一方の超仕上げユニットを具備したもの、或いは他の形態の超仕上げユニットを付加したものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
挿入部の側部に当該挿入部より肉厚寸法が大きい厚肉部が一体形成されて成ること工具を有した超仕上げ加工装置であれば、外観形状が異なるもの或いは他の機能が付加されたもの等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  支持手段
１ａ  チャック
１ｂ  芯押し台
２  工具
２ａ  挿入部
２ｂ  肉厚部
２ｃ  砥粒
３  第１超仕上げユニット
３ａ  エアシリンダ
４  第２超仕上げユニット
４ａ  エアシリンダ
５  第１移動手段
５ａ  保持体
５ｂ  移動体
６  第２移動手段
６ａ  保持体
６ｂ  移動体
７  第１位置補正手段
８  第２位置補正手段
９  溝幅測定手段
１０  空気供給手段
１１  測定手段
Ｗ  ピストン
Ｗａ  ピストンリング溝
Ｗｂ  ピストンピン挿入孔
Ｗｃ  ピストンボス
Ｗｄ  内周縁部
Ｍ  主軸モータ
ｍ１  第１サーボモータ（Ｘ方向）
ｍ２  第２サーボモータ（Ｚ方向）
ｍ３  第３サーボモータ（Ｘ方向）
ｍ４  第４サーボモータ（Ｙ方向）
Ｌ１  レール
Ｌ２  レール
Ｌ３  レール
Ｌ４  レール
ａ  スライドレール
ｂ  芯押し部
ｃ  操作部
ｄ  嵌入部
ｅ  プローブ
ｆ  プローブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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