(57)【要約】      （修正有）【課題】クイルを回転させて穴加工を行いながら加工された穴の内径寸法を測定する場合に対するエアマイクロメータの校正を精度良く行うことができる方法を提供する。【解決手段】クイル２の先端部に設けられたエアマイクロメータ５の校正方法は、所定の内径寸法の基準穴を有し、基準穴の内周面において加工チップ３を逃がすための逃がし溝が軸方向に沿って形成されたマスターの基準穴にクイル２の先端部を挿入し、基準穴に対して先端部を突出させ、基準穴に挿入されたクイル２を回転させ、クイル２を回転させている間に、エアマイクロメータ５により基準穴の周方向の複数の箇所において内径寸法を少なくとも１周分測定し、複数の箇所における内径寸法の測定値のうち、逃がし溝における内径寸法の測定値以外の測定値に基づいてエアマイクロメータ５の校正を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアマイクロノズルが設けられた穴加工用のクイルに、前記エアマイクロノズルよりも先端側である先端部に加工チップが取り付けられ、加工された穴の内径寸法を測定するエアマイクロメータの校正方法であって、
所定の内径寸法の基準穴を有し、前記基準穴の内周面において前記加工チップを逃がすための逃がし溝が軸方向に沿って形成されたマスターの前記基準穴に前記クイルの前記先端部を挿入し、前記基準穴に対して前記先端部を突出させ、
前記基準穴に挿入された前記クイルを回転させ、前記クイルを回転させている間に、前記エアマイクロメータにより前記基準穴の周方向の複数の箇所において内径寸法を少なくとも１周分測定し、
前記複数の箇所における内径寸法の測定値のうち、前記逃がし溝における内径寸法の測定値以外の測定値に基づいて前記エアマイクロメータの校正を行う、エアマイクロメータの校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアマイクロメータの校正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転可能に構成され、先端部に穴加工用の加工具（加工チップ）が取り付けられたクイルを備えた穴加工ツールが知られている。穴加工ツールによって加工された穴は、内径寸法が所定の許容範囲内にあるか否かを検査する必要がある。加工された穴の内径寸法の測定には、例えば、測定対象の穴の内周面に対して噴出させたエアの背圧から当該穴の内径寸法を測定するエアマイクロメータが用いられる。特許文献１には、クイルの先端部に、加工された穴の内周面にエアマイクロメータからのエアを噴出するためのエアマイクロノズルが設けられた穴加工ツールが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−２０１７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記穴加工ツールに設けられたエアマイクロメータの校正は、予め実際の内径寸法が判っている基準穴が形成されたマスターを用いて行う。すなわち、基準穴の内径寸法をエアマイクロメータによって測定し、実際の内径寸法と測定した内径寸法との差に基づいてエアマイクロメータを校正する。
【０００５】
ところで、マスターの基準穴の内周面には加工チップを逃がすための逃がし溝が軸方向に沿って形成されているので、基準穴の内周面において、逃がし溝が形成されている箇所を避けて内径寸法の測定を行う必要がある。このため、上記穴加工ツールに設けられたエアマイクロメータのこれまでの校正方法では、クイルを静止させた状態で、エアマイクロノズルの位置をマスターの基準穴における逃がし溝が形成されていない箇所に合わせて、エアマイクロメータにより基準穴の内径寸法を測定していた。
【０００６】
特許文献１に記載の穴加工ツールのように、クイルの先端部にエアマイクロノズルが設けられていると、クイルを回転させて穴加工を行いながら加工された穴の内径寸法を測定することも可能である。クイルを回転させて加工された穴の内径寸法を測定する場合、クイルを静止させて加工された穴の内径寸法を測定する場合に対し、エアマイクロメータによる測定値が小さくなることが本発明者らによる鋭意研究により分かった。
【０００７】
このため、クイルを回転させて穴加工を行いながら加工された穴の内径寸法を測定する場合、穴加工ツールに設けられたエアマイクロメータの校正のための基準穴の測定もクイルを回転させて行う必要がある。しかしながら、上述したように、これまでの、穴加工ツールに設けられたエアマイクロメータの校正方法は、基準穴の測定はクイルを静止させて行っていた。このため、この校正方法では、クイルを回転させて穴加工を行いながら加工された穴の内径寸法を測定する場合に対するエアマイクロメータの校正が精度良くできないという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、クイルを回転させて穴加工を行いながら加工された穴の内径寸法を測定する場合に対するエアマイクロメータの校正を精度良く行うことができる方法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】
【０００９】
本発明は、先端部に加工チップが取り付けられた穴加工用のクイルの前記先端部にエアマイクロノズルが設けられ、加工された穴の内径寸法を測定するエアマイクロメータの校正方法であって、所定の内径寸法の基準穴を有し、前記基準穴の内周面において前記加工チップを逃がすための逃がし溝が軸方向に沿って形成されたマスターの前記基準穴に前記クイルの前記先端部を挿入し、前記先端部が前記基準穴に挿入された前記クイルを回転させ、前記クイルを回転させている間に、前記エアマイクロメータにより前記基準穴の周方向の複数の箇所において内径寸法を少なくとも１周分測定し、前記複数の箇所における内径寸法の測定値のうち、前記逃がし溝における内径寸法の測定値以外の測定値に基づいて前記エアマイクロメータの校正を行うものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クイルを回転させて穴加工を行いながら加工された穴の内径寸法を測定する場合に対するエアマイクロメータの校正を精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかる穴加工ツールの概略構成について示す平面図である。
【図２】エアマイクロメータの校正に用いるマスターの概略構成を示す斜視図である。
【図３】エアマイクロメータによるマスターの基準穴の内径寸法の測定値がクイルの回転数によって変わることを説明する図である。
【図４】クイルを回転させてエアマイクロメータにより基準穴の内径寸法を１周分測定したときの測定値を示す図である。
【図５】逃がし溝における内径寸法の測定値を除外する方法について説明する図である。
【図６】図５の破線で囲んだ領域Ａを拡大した図である。
【図７】本実施の形態にかかるエアマイクロメータの校正方法の流れを示すフローチャートである。
【図８】クイルを回転させてエアマイクロメータにより基準穴の内径寸法を１周分測定したときの測定値を示す図である。
【図９】本実施の形態にかかるエアマイクロメータの校正方法の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図８の破線で囲んだ領域Ｂを拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態１について説明する。
【００１３】
まず、図１を参照して本実施の形態にかかる穴加工ツール１の構成について説明する。穴加工ツール１は、例えば、シリンダライナの内周面の内径寸法を所定の設計目標値に仕上げ加工するためのものである。
図１は、実施の形態１にかかる穴加工ツール１の概略構成について示す平面図である。図１に示すように、穴加工ツール１は、回転可能に構成され、先端部に加工チップ３が取り付けられた穴加工用のクイル２を備えている。加工チップ３は、例えば、超硬合金により形成されている。
【００１４】
クイル２の先端部には、エアマイクロノズル４が設けられている。クイル２の内部には、一端がエアマイクロノズル４と接続された連通路６が形成されている。連通路６の他端はエアホース７の一端と接続されている。エアホース７の他端は、エアマイクロメータ５と接続されている。エアマイクロメータ５は、エアホース７および連通路６を介してエアマイクロノズル４にエアを供給する。エアマイクロメータ５は、エアマイクロノズル４から測定対象の穴の内周面にエアを噴出させて、噴出したエアの背圧を測定して内径寸法を測定する。
【００１５】
エアマイクロメータ５の校正は、予め実際の内径寸法が判っている基準穴が形成されたマスターを用いて行う。すなわち、基準穴の内径寸法をエアマイクロメータ５によって測定し、この基準穴の内径寸法の測定値に基づいてエアマイクロメータを校正する。
図２は、エアマイクロメータ５の校正に用いるマスター１０の概略構成を示す斜視図である。図２に示すように、マスター１０は、所定の内径寸法の基準穴１０ａを有する。基準穴１０ａの内周面において、クイル２の加工チップ３（図１）を逃がすための逃がし溝１０ｂが軸方向（図中の矢印Ｓで示す方向）に沿って形成されている。
【００１６】
次に、エアマイクロメータ５の校正方法について説明する。
本発明者らによる鋭意研究により、エアマイクロメータ５による穴の内径寸法の測定値がクイル２の回転数によって変わることが分かった。図３は、エアマイクロメータ５によるマスター１０の基準穴１０ａの内径寸法の測定値がクイル２の回転数によって変わることを説明する図である。ここで、横軸はクイル２の回転数、縦軸は各回転数における測定値の回転数０における測定値との差を表す。図３に示すように、クイル２の回転数が上昇するにつれて、エアマイクロメータ５による穴の内径寸法の測定値が小さくなる。
【００１７】
従って、エアマイクロメータ５の校正のための基準穴１０ａの内径寸法の測定は、穴加工するときのクイル２の回転数と同じ回転数でクイル２を回転させて行う必要がある。クイル２の先端部が基準穴１０ａに挿入された状態でクイル２を回転させ、クイル２を回転させている間に、エアマイクロメータ５により基準穴１０ａの周方向の複数の箇所において内径寸法を少なくとも１周分測定する。
【００１８】
図４は、クイル２を回転させてエアマイクロメータ５により基準穴１０ａの内径寸法を１周分測定したときの測定値を示す図である。ここで、横軸は経過時間、縦軸は基準穴１０ａの内径寸法の測定値を表す。図４に示すように、基準穴１０ａの内周面における逃がし溝１０ｂ（図２参照）を測定したときの内径寸法の測定値（破線で囲んだ領域Ｄおよび領域Ｅにおける測定値）は、基準穴１０ａにおける逃がし溝１０ｂが形成されていない箇所を測定したときの内径寸法の測定値よりも大きくなる。
【００１９】
そこで、エアマイクロメータ５により測定された複数の箇所における内径寸法の測定値のうち、逃がし溝１０ｂにおける内径寸法の測定値以外の測定値に基づいてエアマイクロメータ５の校正を行う。すなわち、エアマイクロメータ５により測定された複数の箇所における内径寸法の測定値から、逃がし溝１０ｂにおける内径寸法の測定値を除外する。そして、除外した後に残った測定値を平均して平均値ｘａｖを算出する。実際の基準穴１０ａの内径寸法ｙと平均値ｘａｖとの差Δｘ１（Δｘ１＝ｙ−ｘａｖ）を、エアマイクロメータ５の校正の補正値とする。
【００２０】
図５は、逃がし溝１０ｂにおける内径寸法の測定値を除外する方法について説明する図である。ここで、図４と同様に、横軸は経過時間、縦軸は基準穴１０ａの内径寸法の測定値を表す。図５に示すように、予め定められた基準値Ｐ１を、上回ってから再び下回るまでの期間を期間Ｗ２とする。この期間Ｗ２に、期間Ｗ２の前におけるＮ秒間の期間Ｗ３と期間Ｗ２の後におけるＮ秒間の期間Ｗ４を加えた期間をキャンセル期間Ｗ１とする。エアマイクロメータ５により測定された複数の箇所における内径寸法の測定値から、キャンセル期間Ｗ１における測定値を除外する。なお、基準値Ｐ１、期間Ｗ３および期間Ｗ４の時間間隔（Ｎ秒間）は、クイル２の回転数に応じた適正な値とする。
【００２１】
逃がし溝１０ｂにおける内径寸法の測定値を除外する方法についてより具体的に説明する。図６は、図５の破線で囲んだ領域Ａを拡大した図である。ここで、基準穴１０ａの内周面の複数の測定点（第１番目の測定点〜第ｚ番目の測定点）において測定された内径寸法の測定値をｘ（１）、・・・、ｘ（ｚ）とする。図６に示すように、第ｍ番目の測定点において基準穴１０ａの内径寸法の測定値が予め定められた基準値Ｐ１を上回り（ｘ（ｍ）＞Ｐ１）、第ｎ＋１番目の測定点において、基準穴１０ａの内径寸法の測定値が予め定められた基準値Ｐ１を再び下回る（ｘ（ｎ＋１）＜Ｐ１）。第ｍ番目の測定点を測定したときより前のＮ秒間にα個の測定点が存在し、第ｎ番目の測定点を測定したときより後のＮ秒間にα個の測定点が存在するとする。平均値の算出において、内径寸法の測定値ｘ（１）、・・・、ｘ（ｚ）から、第[ｍ−α]目から第[ｎ＋α]番目まで測定点における内径寸法の測定値（ｘ（ｍ−α）、・・・、ｘ（ｎ＋α））を除外する。
【００２２】
次に、図７を参照して、本実施の形態にかかるエアマイクロメータ５の校正方法の流れについて説明する。なお、以下の説明において、穴加工ツール１およびマスター１０の構成については、図１および図２を適宜参照する。
図７は、本実施の形態にかかるエアマイクロメータ５の校正方法の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、まず、先端部がマスター１０の基準穴１０ａに挿入されたクイル２を回転させながらエアマイクロメータ５により基準穴１０ａの内径寸法の測定を行い、測定値をメモリに記憶させる（ステップＳ１０１）。メモリに記憶させた測定値から、測定値が基準値を上回ってから再び下回るまでの期間Ｗ２を検出する（ステップＳ１０２）。
【００２３】
ステップＳ１０２に続いて、メモリに記憶させた測定値から、基準値を上回ってから再び下回るまでの期間Ｗ２における測定値、期間Ｗ２より前のＮ秒間の期間Ｗ３における測定値、および期間Ｗ２より後のＮ秒間の期間Ｗ４における測定値を除外する（ステップＳ１０３）。除外した後に残った測定値の平均値ｘａｖを算出する（ステップＳ１０４）。基準穴１０ａの真円部分（内周面における逃がし溝１０ｂ以外の部分）における実際の内径寸法ｙと平均値ｘａｖとの差分Δｘ１を算出する（ステップＳ１０５）。差分Δｘ１をエアマイクロメータ５の校正の補正値としてエアマイクロメータ５を校正する（ステップＳ１０６）。
【００２４】
以上より、本実施の形態にかかるエアマイクロメータ５の校正方法では、エアマイクロメータ５の校正のための基準穴１０ａの内径寸法の測定を、穴加工するときのクイル２の回転数と同じ回転数でクイル２を回転させて行い、得られた複数の測定値から、逃がし溝１０ｂにおける内径寸法の測定値を除外してエアマイクロメータ５の校正の補正値を算出する。これにより、クイルを回転させて穴加工を行いながら加工された穴の内径寸法を測定する場合に対するエアマイクロメータの校正を精度良く行うことができる。
【００２５】
実施の形態２
以下、図面を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態にかかる穴加工ツールの構成は、実施の形態１において図１を用いて説明した穴加工ツール１の構成と同じである。本実施の形態にかかる穴加工ツールにおけるエアマイクロメータの校正に用いるマスターの構成は、実施の形態１において図２を用いて説明したマスター１０の構成と同じである。本実施の形態では、エアマイクロメータ５の校正の補正値を算出する方法が実施の形態１と異なる。
【００２６】
本実施の形態にかかる穴加工ツールにおけるエアマイクロメータ５の校正の補正値を算出する方法について以下で説明する。なお、以下の説明において、穴加工ツール１およびマスター１０の構成については、図１および図２を適宜参照する。
図８は、クイル２を回転させてエアマイクロメータ５により基準穴１０ａの内径寸法を１周分測定したときの測定値を示す図である。ここで、横軸は経過時間、縦軸は基準穴１０ａの内径寸法の測定値を表す。図８に示すように、測定値には２つの極大点（極大点Ｍ１および極大点Ｍ２）が現れる。極大点Ｍ１および極大点Ｍ２における測定値は、基準穴１０ａの内周面における逃がし溝１０ｂを測定したときのものである。
【００２７】
極大点Ｍ１を測定したときの経過時間をｔ１、極大点Ｍ２を測定したときの経過時間をｔ２とする。経過時間ｔ１と経過時間ｔ２との間の時間ｔ４（ｔ４＝ｔ１／２＋ｔ２／２）を算出し、経過時間ｔ４に最も近い経過時間ｔ３（ｔ３≒ｔ４）における測定点を中間点Ｃ１とする。中間点Ｃ１では、基準穴１０ａの真円部分を測定している。つまり、中間点Ｃ１における基準穴１０ａの内径寸法の測定値ｘＣ１は基準穴１０ａの真円部分の内径寸法である。よって、実際の基準穴１０ａの内径寸法ｙと中間点Ｃ１における基準穴１０ａの内径寸法の測定値ｘＣ１との差Δｘ２（Δｘ２＝ｙ−ｘＣ１）を、エアマイクロメータ５の校正の補正値とする。
【００２８】
次に、図９を参照して、本実施の形態にかかるエアマイクロメータ５の校正方法の流れについて説明する。
図９は、本実施の形態にかかるエアマイクロメータ５の校正方法の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、まず、先端部がマスター１０の基準穴１０ａに挿入されたクイル２を回転させながらエアマイクロメータ５により基準穴１０ａの内径寸法の測定を行い、測定値をメモリに記憶させる（ステップＳ２０１）。メモリに記憶させた測定値から、２つの極大点が現れる経過時間（経過時間ｔ１および経過時間ｔ２）を検出する（ステップＳ２０２）。
【００２９】
ステップＳ２０２に続いて、経過時間ｔ１と経過時間ｔ２の間の経過時間ｔ４（ｔ４＝ｔ１／２＋ｔ２／２）を算出する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３で算出した経過時間ｔ４に最も近い経過時間ｔ３に測定された測定値ｘＣ１を検出する（ステップＳ２０４）。基準穴１０ａの真円部分における実際の内径寸法ｙと測定値ｘＣ１との差分Δｘ２を算出する（ステップＳ２０５）。差分Δｘ２をエアマイクロメータ５の校正の補正値としてエアマイクロメータ５を校正する（ステップＳ２０６）。
【００３０】
図１０は、図８の破線で囲んだ領域Ｂを拡大した図である。図１０に示すように、中間点Ｃ１と中間点Ｃ１の前後ｎ個の測定点における測定値の平均値ｘＣａｖを算出し、実際の基準穴１０ａの内径寸法ｙと平均値ｘＣａｖとの差Δｘ３（Δｘ３＝ｙ−ｘＣａｖ）を、エアマイクロメータ５の校正の補正値としてもよい。このようにすると、上述したΔｘ２をエアマイクロメータ５の校正の補正値とする場合よりも校正の精度を向上させることができる。
【００３１】
本実施の形態では、マスター１０の基準穴１０ａにおいて逃がし溝１０ｂが２箇所形成されている場合を例として説明した。マスター１０の基準穴１０ａにおいて逃がし溝１０ｂが１箇所のみ形成されている場合には、基準穴１０ａの内径寸法を２周分測定して測定値の極大点を２つにすれば、本実施の形態にかかる穴加工ツールにおけるエアマイクロメータ５の校正の補正値を算出する方法を適用することができる。
【００３２】
以上より、本実施の形態にかかる校正方法では、複数の箇所における内径寸法の測定値のうち、逃がし溝における内径寸法の測定値以外の測定値に基づいてエアマイクロメータの校正を行うので、クイルを回転させて穴加工を行いながら加工された穴の内径寸法を測定する場合に対するエアマイクロメータの校正を精度良く行うことができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  穴加工ツール
２  クイル
３  加工チップ
４  エアマイクロノズル
５  エアマイクロメータ
６  連通路
７  エアホース
１０  マスター
１０ａ  基準穴
１０ｂ  逃がし溝
【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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