(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に沿って内径が漸次変化するワークの加工孔に対する基準孔径を備えたマスタリングを、前記加工孔と同形状となるよう円周方向に沿って内径が漸次変化する形状とし、前記加工孔内面に対しエアノズルからエアを吹き付けてその背圧を基に前記加工孔内径を測定するエアマイクロメータを備えたホーニングヘッドを、前記マスタリング内に挿入し回転させた状態で、前記エアノズルからマスタリングの内周面にエアを吹き付け、このとき得られる円周方向に沿った内径変化に伴う測定値を、そのホーニングヘッドが備えたエアマイクロメータ固有の動的特性とし、この動的特性を基にエアマイクロメータの調整を行うことを特徴とする内径測定器の調整方法。
【請求項２】
エアマイクロメータの調整は、その動的特性が、あらかじめ設定された円周方向全周にわたる基準孔内径の上限値と下限値との間となるようにすることを特徴とする請求項１記載の内径測定器の調整方法。
【請求項３】
エアマイクロメータの調整は、エアノズルの孔径を調整することであることを特徴とする請求項１または２記載の内径測定器の調整方法。
【請求項４】
円周方向に沿って内径が漸次変化するワークの加工孔に対する基準孔径を備えたマスタリングを、前記加工孔と同形状となるよう円周方向に沿って内径が漸次変化する形状とし、前記加工孔内面に対しエアノズルからエアを吹き付けてその背圧を基に前記加工孔内径を測定するエアマイクロメータを備えたホーニングヘッドを、前記マスタリング内に挿入し回転させた状態で、前記エアノズルからマスタリングの内周面にエアを吹き付け、このとき得られる円周方向に沿った内径変化に伴う測定値を、そのホーニングヘッドが備えたエアマイクロメータ固有の動的特性とし、この動的特性が、あらかじめ設定された円周方向全周にわたる基準孔内径の上限値と下限値との間となるようエアノズルの孔径を調整し、調整したエアノズルにより加工孔の内径を測定しながらホーニング加工を行うことを特徴とするホーニング加工方法。
【請求項５】
円周方向に沿って内径が漸次変化するワークの加工孔に対する基準孔径を備えかつ、この基準孔径の内径が前記加工孔と同形状となるよう円周方向に沿って漸次変化するマスタリングと、前記加工孔内面に対しエアノズルからエアを吹き付けてその背圧を基に前記加工孔内径を測定するエアマイクロメータを備えたホーニングヘッドと、このホーニングヘッドを前記マスタリング内に挿入し回転させた状態で、前記エアノズルからマスタリングの内周面にエアを吹き付け、このとき得られる円周方向に沿った内径変化に伴う測定値を、そのホーニングヘッドが備えたエアマイクロメータ固有の、エアマイクロメータを調整するための動的特性として演算する演算手段と、をそれぞれ有することを特徴とするホーニング加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホーニングヘッドに設けられ、加工孔内面に向けエアノズルからエアを吹き付けて加工孔内径を測定するエアマイクロメータを備えた内径測定器の調整方法およびこの調整方法を用いたホーニング加工方法ならびにホーニング加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホーニング加工は、砥石を円周方向に複数配置したホーニングヘッドを、ワークの加工孔内にて高速で回転させると同時に軸方向に往復移動させて研削加工する。このようなホーニング加工を行うワークの加工孔内面としては、例えばエンジンのシリンダボアがあり、シリンダボアに対するホーニング加工を行う過程においては、加工孔内径が所望の値となるよう内径測定を適宜行う必要がある。
【０００３】
上記した内径測定については、ホーニングヘッドに設けたエアノズルから加工孔内面に向けてエアを吹き付け、このときの背圧を電気信号に変換して求める方法、すなわちエアマイクロメータによる方法がある（例えば特開昭６２−２７７２６２号公報参照）。
【０００４】
このエアマイクロメータを利用するにあたっては、ホーニング加工前や同加工途中に、ホーニングヘッドを、基準孔径を備えたマスタリング内に挿入し、ホーニングヘッドを回転させず静止させた状態で基準孔径を測定し、この測定した基準孔径値を基にして加工孔が所望の内径寸法となるように、加工孔内径を測定しつつホーニング加工を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ホーニング加工の加工孔となるシリンダボアを有するエンジンは、自動車用として通常４気筒や６気筒であり、これら各気筒のシリンダボアに対しては、ホーニング盤に気筒数に対応してホーニングヘッドを取付け、複数のシリンダボアを同時にホーニング加工している。これら各シリンダボアに対する複数のホーニングヘッドは当然同じものを使用し、エアマイクロメータについても、例えば孔径などエアノズルの仕様も同じものとなっている。
【０００６】
しかしながら、エアマイクロメータを、シリンダボアの内径寸法をミクロン単位で精度よく出すために必要なものとして見た場合、厳密には、同一仕様であるはずのすべてのエアノズルが、孔径や孔の向きが完全に同一ではなく、またノズル内のバリなどによっても微妙に異なり、この微妙な違いによってシリンダボア内径に対する測定精度が低下し、その結果シリンダボアに対する加工精度の悪化を招いてしまう。また、複数のエアノズルが完全に同一なものとしても、周囲温度や湿度、気圧など動作環境の変化によってもエアマイクロメータとしての特性が変化し、加工孔内径に対する測定精度が低下して信頼性あるホーニング加工ができないという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、エアノズルの微妙な形状差異や動作環境変化などによって変化するエアマイクロメータの特性を調整することで、加工孔に対する内径測定精度を所望に確保することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、第１に、円周方向に沿って内径が漸次変化するワークの加工孔に対する基準孔径を備えたマスタリングを、前記加工孔と同形状となるよう円周方向に沿って内径が漸次変化する形状とし、前記加工孔内面に対しエアノズルからエアを吹き付けてその背圧を基に前記加工孔内径を測定するエアマイクロメータを備えたホーニングヘッドを、前記マスタリング内に挿入し回転させた状態で、前記エアノズルからマスタリングの内周面にエアを吹き付け、このとき得られる円周方向に沿った内径変化に伴う測定値を、そのホーニングヘッドが備えたエアマイクロメータ固有の動的特性とし、この動的特性を基にエアマイクロメータの調整を行う内径測定器の調整方法としてある。
【０００９】
第２に、第１の調整方法において、エアマイクロメータの調整は、その動的特性が、あらかじめ設定された円周方向全周にわたる基準孔内径の上限値と下限値との間となるようにしている。
【００１０】
第３に、第１の調整方法または第２の調整方法において、エアマイクロメータの調整は、エアノズルの孔径を調整することである。
【００１１】
第４に、円周方向に沿って内径が漸次変化するワークの加工孔に対する基準孔径を備えたマスタリングを、前記加工孔と同形状となるよう円周方向に沿って内径が漸次変化する形状とし、前記加工孔内面に対しエアノズルからエアを吹き付けてその背圧を基に前記加工孔内径を測定するエアマイクロメータを備えたホーニングヘッドを、前記マスタリング内に挿入し回転させた状態で、前記エアノズルからマスタリングの内周面にエアを吹き付け、このとき得られる円周方向に沿った内径変化に伴う測定値を、そのホーニングヘッドが備えたエアマイクロメータ固有の動的特性とし、この動的特性が、あらかじめ設定された円周方向全周にわたる基準孔内径の上限値と下限値との間となるようエアノズルの孔径を調整し、調整したエアノズルにより加工孔の内径を測定しながらホーニング加工を行うこホーニング加工方法としてある。
【００１２】
第５に、円周方向に沿って内径が漸次変化するワークの加工孔に対する基準孔径を備えかつ、この基準孔径の内径が前記加工孔と同形状となるよう円周方向に沿って漸次変化するマスタリングと、前記加工孔内面に対しエアノズルからエアを吹き付けてその背圧を基に前記加工孔内径を測定するエアマイクロメータを備えたホーニングヘッドと、このホーニングヘッドを前記マスタリング内に挿入し回転させた状態で、前記エアノズルからマスタリングの内周面にエアを吹き付け、このとき得られる円周方向に沿った内径変化に伴う測定値を、そのホーニングヘッドが備えたエアマイクロメータ固有の、エアマイクロメータを調整するための動的特性として演算する演算手段と、をそれぞれ有するホーニング加工装置としてある。
【００１３】
【発明の効果】
第１の発明によれば、エアノズルを備えたホーニングヘッドを、加工孔と同形状となるよう円周方向に沿って漸次変化する形状とした基準孔を備えたマスタリング内に挿入し回転させた状態で、エアノズルからマスタリングの内周面にエアを吹き付け、このとき得られる円周方向に沿った内径変化に伴う測定値を、そのエアマイクロメータ固有の動的特性とし、この動的特性を基にエアマイクロメータの調整を行うようにしたため、エアノズルの微妙な形状差異や動作環境変化などによってエアマイクロメータの特性が変化しても、加工孔に対する内径測定精度を所望に確保することができる。
【００１４】
第２の発明によれば、エアマイクロメータの動的特性が、あらかじめ設定された円周方向全周にわたる基準孔内径の上限値と下限値との間となるよう、エアマイクロメータを調整することで、エアノズルの微妙な形状差異や動作環境変化などによってエアマイクロメータの特性が変化しても、加工孔に対する内径測定精度を所望に確保することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、エアマイクロメータの調整を、エアノズルの孔径調整により行うことで、エアノズルの微妙な形状差異や動作環境変化などによってエアマイクロメータの特性が変化しても、加工孔に対する内径測定精度を所望に確保することができる。
【００１６】
第４の発明によれば、エアノズルの孔径調整を行うことで、エアノズルの微妙な形状差異や動作環境変化などによってエアマイクロメータの特性が変化しても、加工孔に対する内径測定精度を所望に確保することができ、ホーニング加工する際には、加工孔径の寸法精度が向上し、信頼性あるホーニング加工を行うことができる。
【００１７】
第５の発明によれば、マスタリングの基準孔を、加工孔と同形状となるよう円周方向に沿って漸次変化する形状とし、この基準孔内にホーニングヘッドを挿入し回転させた状態で、エアノズルからマスタリングの内周面にエアを吹き付け、このとき得られる円周方向に沿った内径変化に伴う測定値を、そのホーニングヘッドが備えたエアマイクロメータ固有の、エアマイクロメータを調整するための動的特性として演算するようにしたため、この動的特性を基にエアマイクロメータの調整を行うことで、エアノズルの微妙な形状差異や動作環境変化などによってエアマイクロメータの特性が変化しても、加工孔に対する内径測定精度を所望に確保することができ、ホーニング加工する際には、加工孔径の寸法精度が向上し、信頼性あるホーニング加工を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は、この発明の実施の一形態を示すホーニングヘッドの断面図である。ホーニングヘッド１は、円筒形状のヘッド本体３を備えており、このヘッド本体３の円周方向には複数のスリット５が適宜間隔で形成されている。上記各スリット５には、ヘッド本体３の径方向（放射方向）へ移動可能なプレート状の図示しない砥石シューが係合しており、各砥石シューの外側縁には砥石７が取り付けられている。
【００２０】
上記各砥石シューを径方向に移動するために、ヘッド本体３内には拡開ロッド９が軸方向に移動可能に設けられており、この拡開ロッド９には、各砥石シューの内側面に形成した傾斜面に摺接したテーパ部１１が形成されている。なお、上記拡開ロッド９は内装した図示しないスプリングによって、図１において常に上方向へ付勢されている。
【００２１】
上記ホーニングヘッド１を、図示しないホーニング盤において上下動自在かつ回転自在な主軸に装着した状態にあるとき、ホーニング盤に設けられた油圧シリンダのピストンロッドによって前記拡開ロッド９が押し下げられると、前記テーパ部１１によって各砥石シューが放射外方向へ移動され、各砥石シューに設けられた各砥石７がワークＷの加工孔Ｈの内周面に圧接され、加工孔Ｈのホーニング加工が行われる。
【００２２】
前記ヘッド本体３の外周面には、ホーニングヘッド１を加工孔Ｈに案内する複数のガイド部材１３が周方向に適宜設けられており、適数のガイド部材１３には、内径測定器となるエアマイクロメータのエアノズル１５が設けられている。上記ガイド部材１３の表面と前記加工孔Ｈの内周面との間の間隙へ前記エアノズル１５からエアを噴出し、そのときの空気圧Ｐを、空気圧を電気信号（電圧）に変換するＡ／Ｅ変換器１７によって電気信号Ｖに変換し、この電気信号Ｖに基づいて前記間隙の寸法を測定する。
【００２３】
エアノズル１５から噴出されるエアは、エア供給源１９からＡ／Ｅ変換器１７を介して供給され、Ａ／Ｅ変換器１７によって変換された電気信号Ｖは、演算手段２１に入力される。演算手段２１は、入力した電気信号Ｖと、内蔵するメモリにあらかじめ格納されている基準値とを比較し、電気信号Ｖが基準値に対して許容値内にあるときには、ワークＷの加工孔Ｈの内径寸法が許容径に加工されたものとしてシーケンサ２３への停止信号を出力し、ワークＷに対するホーニング加工が停止される。
【００２４】
なお、上記演算手段２１に入力された電気信号Ｖが基準値の許容値外にあるときには、許容値になるまで、ワークＷのホーニング加工が継続される。
【００２５】
演算手段２１が、電気信号Ｖと格納済みの基準値とを比較するに際し、この基準値を演算手段２１のメモリに格納するために、基準孔２５の内周面を高精度に加工したマスタリング２７が、ワークＷの上方にてホーニング盤に取り付けられている。
【００２６】
ところで、ワークＷの加工孔Ｈの内面として、エンジンのシリンダボアは、真円であることが望ましいが、実際には、ホーニング加工する過程にて、僅かではあるが楕円形状を呈するものとなることが多い。このワークの楕円形状に合わせて上記マスタタリング２７の基準孔２５も、図２に示すように、楕円形状としてある。ここでは、図２中で左右方向のＡ，Ｃ部位が楕円の長軸側で、同上下方向のＢ，Ｄ部位が楕円の短軸側としてある。
【００２７】
上記した楕円形状の基準孔２５内に、ホーニングヘッド１を、ホーニング加工前あるいは同加工途中に挿入し、エアノズル１５からエアを噴出させて基準孔２５の内径、すなわち加工孔Ｈに対する基準値を算出し、この算出動作をホーニングヘッド１の１回転、すなわちマスタリング２７の全周にわたって行う。これにより得られた基準値は、例えば図３の実線で示すようになる。図３は、図２に示すエアノズル１５と基準孔２５の内周面との間のギャップＧの変化を、基準孔２５の円周方向に沿って示したもので、図２に対応してＡ，Ｃ点が楕円の長軸方向部位で、Ｂ，Ｄ点が楕円の短軸方向部位に相当する。
【００２８】
このようにして算出した上記実線のデータがエアノズル１５を備えたエアマイクロメータの、いわゆる動的特性であり、この動的特性データが、図３の破線で示す上限値と一点鎖線で示す下限値との間にあれば、このエアマイクロメータは、所定の測定精度を確保できるものとして、ホーニング加工に伴う加工孔Ｈの内径測定を行う。上記エアマイクロメータの動的特性データが、上限値と下限値との間から外れている場合には、例えばエアノズル１５の孔径を調整するなどしてエアマイクロメータを調整し、動的特性データが上限値と下限値との間に入るようにする。
【００２９】
上記したエアマイクロメータの動的特性データは、ホーニング加工における動作環境温度、湿度あるいは気圧などによっても変化するので、エアノズル１５の孔径調整などにより動的特性データを適正なものとすることで、これらの環境変化やエアノズルの微妙な形状差異があっても、エアマイクロメータの測定精度が高精度に確保される。また、このように適正な動的特性データを備えたエアマイクロメータを用いてホーニング加工を行うことで、例えば自動車用多気筒エンジンにおける複数のシリンダボアを同時に加工する際などにおいても、ボア径をすべて均一なものとすることができ、信頼性の高いホーニング加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の一形態を示すホーニングヘッドの断面図である。
【図２】ホーニングヘッドに設けたエアノズルとマスタリングとの間のギャップを示す説明図である。
【図３】図２におけるギャップの変化をマスタリングの円周方向に沿って示した説明図である。
【符号の説明】
Ｗ  ワーク
Ｈ  加工孔
１  ホーニングヘッド
１５  エアノズル
２５  基準孔
２７  マスタリング
【図１】
0003744051.tif 000002
【図２】
0003744051.tif 000003
【図３】
0003744051.tif 000004