ホーニング加工装置及びホーニング加工方法
【課題】面が湾曲しているボア部の加工において、加工量が検出できるホーニング加工技術を提供する。
【解決手段】砥石２２よりヘッド本体３０の先端側に配置される第１エアマイクロノズル１１と、第１エアマイクロノズル１１からヘッド本体３０の基端側にホーニングヘッド一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離して配置される第２エアマイクロノズル１２と、第１エアマイクロノズル１１と被加工面との距離を検出する第１距離検出手段１３と、第２エアマイクロノズル１２と被加工面との距離を検出する第２距離検出手段１４と、第１距離検出手段１３で得られた距離と第２距離検出手段１４で得られた距離との差を求める演算手段１６とを備える。
【効果】様々な形状の被加工面に対して加工量の検出を行うことができる。
【解決手段】砥石２２よりヘッド本体３０の先端側に配置される第１エアマイクロノズル１１と、第１エアマイクロノズル１１からヘッド本体３０の基端側にホーニングヘッド一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離して配置される第２エアマイクロノズル１２と、第１エアマイクロノズル１１と被加工面との距離を検出する第１距離検出手段１３と、第２エアマイクロノズル１２と被加工面との距離を検出する第２距離検出手段１４と、第１距離検出手段１３で得られた距離と第２距離検出手段１４で得られた距離との差を求める演算手段１６とを備える。
【効果】様々な形状の被加工面に対して加工量の検出を行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離検出手段を備えたホーニング加工技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボア部の精密な仕上げにホーニング加工が広く用いられる。仕上げ精度を評価するために被加工面までの距離を検出する手段を備えたホーニング加工装置が提案されている（例えば、特許文献１（第３図）参照。）。
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来のホーニング加工装置の基本構成を説明する図であり、ホーニング加工装置１００は、ボア部１０１に挿入され、ボア部１０１の軸方向に移動可能で且つ回転可能なホーニングヘッド１０２と、このホーニングヘッド１０２の外周に設けられホーニングヘッド１０２の姿勢を規制する複数のガイド１０３とを備える。
【０００４】
ガイド１０３の上部又は下部に、ボア部１０１に向けて開口するエアマイクロノズル１０４が設けられている。このエアマイクロノズル１０４からボア部１０１にエアを噴射し、エアマイクロノズル１０４の背圧を検出することで、エアマイクロノズル１０４とボア部１０１との距離ｃ１を検出することができる。
そして、加工前の距離ｃ１と加工後の距離ｃ２を検出すれば、加工量を算出することが可能である。
【０００５】
ところで、図１１に示すように、面が湾曲しているボア部１０１Ｂにホーニング加工を行うことがある。ボア部１０１Ｂは、（ａ）に示すように、軸方向に湾曲しており、（ｂ）に示すように、周方向にも湾曲している。
【０００６】
このように面が湾曲しているボア部１０１Ｂの加工においても、加工量を算出することが求められる。
そこで、このボア部１０１Ｂに、特許文献１のホーニング加工装置（図１０、符号１００）を適用した場合を考える。
【０００７】
図１２（ａ）に示すように、ボア部１０１Ｂの軸方向において、エアマイクロノズル１０４とボア部１０１Ｂとの距離ｃ３、ｃ４は一定でなく、（ｂ）に示すように、ボア部１０１Ｂの周方向においても、エアマイクロノズル１０４とボア部１０１Ｂとの距離ｃ５、ｃ６は一定でない。
【０００８】
一般の真円形断面のボア部であれば、エアマイクロノズルとの距離は一定となるため、特許文献１の技術により、加工量の算出は可能である。
しかし、エアマイクロノズル１０４との距離ｃ３〜ｃ６が一定にならないボア部１０１Ｂでは、特許文献１の技術を単に用いても、加工量を算出することは容易でない。したがって、ホーニング加工においてエアマイクロノズルとボア部との距離の検出手段、検出方法に改良が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２７７２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、面が湾曲している被加工面の加工において、加工量が検出できるホーニング加工技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、筒状の被加工面に挿入され、この被加工面の軸方向に移動可能で且つ回転可能なヘッド本体と、このヘッド本体に取付けられる砥石台と、この砥石台の外周面に取付けられ前記被加工面を研削する砥石とからなるホーニングヘッドを備えるホーニング加工装置において、
前記砥石よりも前記ヘッド本体の先端側にて前記ヘッド本体に設けられ、エアを前記被加工面に噴射する第１エアマイクロノズルと、
この第１エアマイクロノズルから前記ヘッド本体の基端側に前記ヘッド本体一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離して前記ヘッド本体に設けられ、エアを前記被加工面に噴射する第２エアマイクロノズルと、
前記第１エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第１エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第１距離検出手段と、
前記第２エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第２エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第２距離検出手段と、
前記第１距離検出手段で得られた距離と前記第２距離検出手段で得られた距離との差を求める演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明では、被加工面は、内燃機関のシリンダにおけるボア部であって、ボア部は軸方向及び周方向に湾曲している面であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、筒状の被加工面に挿入され、この被加工面の軸方向に移動可能で且つ回転可能なヘッド本体と、このヘッド本体に取付けられる砥石台と、この砥石台の外周面に取付けられ前記被加工面を研削する砥石と、この砥石を挟むように前記ヘッド本体の軸方向に沿って配置され、エアを前記被加工面に噴射する第１エアマイクロノズル及び第２エアマイクロノズルとを備えるホーニング加工装置を用い、
前記ヘッド本体を３６０度回転させながら前記被加工面の軸方向に移動させ、前記第１エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第１エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第１距離検出工程と、
前記第１エアマイクロノズルの軌跡を前記第２エアマイクロノズルが通るように前記ヘッド本体を更に回転させながら、前記第２エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第２エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第２距離検出工程と、
前記第１距離検出工程で得られた距離と、前記第２距離検出工程で得られた距離との差を求める演算工程とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、第１エアマイクロノズルを砥石よりもヘッド本体の先端側にてヘッド本体に設け、第２エアマイクロノズルを第１エアマイクロノズルからヘッド本体の基端側にヘッド本体一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離してヘッド本体に設け、第１距離検出手段により第１エアマイクロノズルと被加工面との距離を検出し、第２距離検出手段により第２エアマイクロノズルと被加工面との距離を検出し、演算手段により、第１距離検出手段で得た距離と第２距離検出手段で得た距離との差を求めるようにした。
【００１５】
第２エアマイクロノズルを第１エアマイクロノズルからヘッド本体一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離してヘッド本体に設けたので、第１エアマイクロノズルの軌跡と第２エアマイクロノズルの軌跡が重なる。この重なる軌跡上において、砥石が通過する前（加工前）の被加工面との距離を第１エアマイクロノズル及び第１距離検出手段にて検出した後、砥石が通過した後（加工後）の被加工面との距離を第２エアマイクロノズル及び第２距離検出手段にて検出することができる。そして、第１距離検出手段で得た距離と第２距離検出手段で得た距離との差演算手段により求めることができる。結果、加工量を得ることができる。
【００１６】
ヘッド本体を３６０度以上回転させながら軸方向に移動させれば、いかなる面形状の被加工面であっても、第１エアマイクロノズルの軌跡と第２エアマイクロノズルの軌跡が重なる。
本発明では、この重なる軌跡上において、被加工面との距離の検出を行うため、被加工面の形状は問わない。したがって、被加工面が湾曲していても加工量を得ることができる。
【００１７】
本発明によれば、面が湾曲している被加工面の加工において、加工量が検出できるホーニング加工技術が提供される。
【００１８】
請求項２に係る発明では、被加工面は、内燃機関のシリンダにおけるボア部であって軸方向及び周方向に湾曲している面とした。
面が湾曲しているシリンダのボア部の加工において、加工量を検出することができる。
【００１９】
請求項３に係る発明では、ヘッド本体を３６０度回転させながら、第１エアマイクロノズルと被加工面との距離を検出する第１距離検出工程と、第１エアマイクロノズルの軌跡を第２エアマイクロノズルが通るようにヘッド本体を更に回転させながら、第２エアマイクロノズルと被加工面との距離を検出する第２距離検出工程と、第１距離検出工程で得られた距離と、第２距離検出工程で得られた距離との差を求める演算工程とからなる。
【００２０】
第１距離検出工程において、砥石が通過する前（加工前）の被加工面と第１マイクロノズルとの距離を検出した後、第２距離検出工程において、砥石が通過した後（加工後）の被加工面と第１エアマイクロノズルとの距離を検出する。第２検出工程は、第１エアマイクロノズルの軌跡上にて第２エアマイクロノズルにより行われる。結果、演算工程において、第１距離検出工程で得られた距離と、第２距離検出工程で得られた距離との差を求めることで、加工量を得ることができる。
【００２１】
ヘッド本体を３６０度以上回転させながら軸方向に移動させれば、いかなる面形状の被加工面であっても、第１エアマイクロノズルの軌跡と第２エアマイクロノズルの軌跡が重なる。
本発明では、この重なる軌跡上において、被加工面との距離の検出を行うため、被加工面の形状は問わない。したがって、被加工面が湾曲していても加工量を得ることができる。
【００２２】
本発明によれば、面が湾曲している被加工面の加工において、加工量が検出できるホーニング加工技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るホーニング加工装置の断面図である。
【図２】ホーニングヘッドの分解斜視図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】図１の４−４線断面図である。
【図５】内燃機関の断面図である。
【図６】シリンダライナの断面図である。
【図７】拡張軸の作用を説明する図である。
【図８】エアマイクロノズルの作用を説明する図である。
【図９】ホーニングヘッドの回転角と距離との関係を示す図である。
【図１０】従来のホーニング加工装置の基本構成を説明する図である。
【図１１】面が湾曲しているボア部の断面図である。
【図１２】ボア部における従来のホーニングヘッドの作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００２５】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明に係るホーニング加工装置１０は、ホーニングヘッド２０と、このホーニングヘッド２０の下部に設けられエアを被加工面に噴射する第１エアマイクロノズル１１と、ホーニングヘッド２０の上部に設けられエアを被加工面に噴射する第２エアマイクロノズル１２と、第１エアマイクロノズル１１と被加工面との距離を検出する第１距離検出手段１３と、第２エアマイクロノズル１２と被加工面との距離を検出する第２距離検出手段１４と、第１距離検出手段１３で得られた距離と第２距離検出手段１４で得られた距離との差を求める演算手段１６と、この演算手段１６で得られた距離の差を評価する差評価手段１７と、この差評価手段１７で得られた結果を表示する表示手段１８とを備える。
【００２６】
第１エアマイクロノズル１１からエアを噴射しながら、エア背圧を圧力計６７で連続的に測定する。第１エアマイクロノズル１１の前方に存在する被加工面が第１エアマイクロノズル１１に接近すると、エア背圧が上昇する。被加工面が第１エアマイクロノズルから離れると、エア背圧が下がる。この現象を利用して、第１距離検出手段１３及び第２距離検出手段１４により、第１エアマイクロノズル１１及び第２エアマイクロノズル１２から被加工面までの距離を計測する。
【００２７】
圧力計６７、６８を流量計に代えてもよい。この場合、第１エアマイクロノズル１１から被加工面までの距離が小さくなると、流量が小さくなる。この現象を利用して、第１エアマイクロノズル１１及び第２エアマイクロノズル１２から被加工面までの距離を計測する。
【００２８】
図２に示すように、ホーニングヘッド２０は、下部に複数（この例では４個）のスリット２１が設けられているヘッド本体３０と、このヘッド本体３０のスリット２１に移動可能に収納される複数（この例では４個）の砥石台４０と、これらの砥石台４０の各々の外周面に取付けられる砥石２２と、この砥石２２と砥石台４０との間に配置され砥石２２を砥石台４０の外周面から突出する方向に付勢する弾性部材（この例では圧縮コイルばね）２３と、ヘッド本体３０に上下に移動可能に設けられ複数の砥石台４０を拡張させる拡張軸２４とからなる。
【００２９】
ヘッド本体３０は、円柱状の基部２６と、隣り合うスリット２１の間に形成され基部２６から下方に延びる複数（この例では４個）の柱部２７と、これらの柱部２７の下端を連結する底部２８とからなる。柱部２７の上部及び下部のそれぞれに、環状のコイルばね３１が嵌る複数（この例では４個）の円弧状の溝３２が設けられる。
【００３０】
図１に戻る。図１に示すように、砥石２２はプレート３３に固定される。砥石台４０に凹部３４が設けられる。プレート３３は砥石台４０の凹部３４に嵌る。プレート３３と砥石台４０との間に弾性部材２３が介在される。プレート３３及び砥石台４０のそれぞれには、弾性部材２３の端部を保持して弾性部材２３の姿勢を安定させる座ぐり３６が設けられる。弾性部材２３によって、プレート３３及び砥石２２は砥石台４０の外周面から突出する方向に付勢される。
【００３１】
ヘッド本体３０の中心に、拡張軸２４が通る軸穴３７が延びる。拡張軸２４は、下方に行くに従って縮径する複数（この例では上下２個）のテーパ面４１を有する。
【００３２】
砥石台４０は、拡張軸２４のテーパ面４１に対応した複数（この例では上下２個）のテーパ部４２を有する。砥石台４０の上端部及び下端部のそれぞれに、ヘッド本体３０の溝（図２、符号３２）と周方向に並ぶ溝４３が設けられる。この溝４３とヘッド本体３０の溝（図２、符号３２）にコイルばね３１が嵌る。このコイルばね３１の作用により、複数の砥石台４０はヘッド本体３０の中心軸４４に向けて付勢される。結果、砥石台４０のテーパ部４２は拡張軸２４のテーパ面４１に押付けられる。
【００３３】
このように、拡張軸２４はヘッド本体３０の中心軸４４に向けて付勢されているが、拡張軸２４が矢印（１）のように移動すると、テーパ面４１が砥石台４０のテーパ部４２を押し、この結果、複数の砥石台４０は軸直角方向（矢印（２）、（３））に移動する。
【００３４】
図３に示すように、ヘッド本体３０の複数のスリット２１は、ヘッド本体３０の周方向に沿って等間隔に並んで形成される。これらのスリット２１のそれぞれに砥石台４０が収納される。
【００３５】
プレート３３の幅方向の両側にビス穴４６が設けられる。砥石台４０の凹部３４に、ビス穴４６に対応する雌ねじ穴４７が設けられる。ビス穴４６に通され雌ねじ穴４７にねじ込まれるビス４８は、プレート３３を位置決めするストッパの役割を果たす。砥石２２及びプレート３３は、プレート３３と凹部３４との隙間５１において移動可能となる。
【００３６】
さらに、ビス穴４６の内径は、ビス４８の軸部の外径よりも大きく設定されるため、砥石２２及びプレート３３は、外力が加わると弾性部材２３を伸縮させながら揺動することができる。弾性部材２３の作用によって、複数の砥石２２は、湾曲した被加工面であっても面に追従しながら、いわゆる倣い加工を行うことができる。
【００３７】
なお、弾性部材２３は、格別に限定されるものではなく、圧縮コイルばねの他、板ばね、皿ばね、ゴム材などの中から任意に選択可能である。また、砥石１個当たりの弾性部材の個数も任意である。
【００３８】
図１に戻る。図１に示すように、第１エアマイクロノズル１１は、内部に第１ノズル５２を有し、底部２８に設けられている雌ねじ穴５３にねじ込まれる。第１ノズル５２は、ヘッド本体３０の内部に形成される第１エア通路５４と連通する。
【００３９】
第２エアマイクロノズル１２は、内部に第２ノズル５６を有し、基部２６の下端に設けられている雌ねじ穴５７にねじ込まれる。第２ノズル５６は、ヘッド本体３０の内部に形成される第２エア通路５８と連通する。
【００４０】
第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２との間のピッチＰは、ヘッド本体３０一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量と一致している。第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２は、砥石２２を挟むようにホーニングヘッド２０の中心軸４４に沿って並ぶ。
【００４１】
図４に示すように、第１エア通路５４は、第１エアマイクロノズル１１からヘッド本体３０の中心に延びる通路６１と、この通路６１に直交する通路６２と、この通路６２から柱部（図２、符号２７）内部を上方に向けて延びる通路（図１、符号６３）とからなる。これら通路６１〜６３は、拡張軸２４の下部が挿入される軸穴３７と干渉しないように形成される。
【００４２】
図１に戻る。図１に示すように、第１エア通路５４及び第２エア通路５８は、各々、レギュレータ６４、６６及び圧力計６７、６８を介して空圧源７１と接続される。圧力計６７で検出される情報は、第１エアマイクロノズル１１の背圧として第１距離検出手段１３へ送られる。圧力計６８で検出される情報は、第２エアマイクロノズル１２の背圧として第２距離検出手段１４へ送られる。
【００４３】
第１・第２距離検出手段１３、１４は、例えば空電変換器であり、得られた背圧の情報をエアマイクロノズル１１、１２と被加工面との距離に変換する。第１・第２距離検出手段１１、１２で得られた距離の情報は、演算手段１６に送られる。
【００４４】
この演算手段１６には、ホーニングヘッド２０の回転角を検出する回転角検出手段７２と、ホーニングヘッド２０の軸方向の移動量を検出する移動量検出手段７３とが接続される。
【００４５】
演算手段１６では、第１距離検出手段１３で得られた距離と、第２距離検出手段１４で得られた距離との差を加工量として求める。このとき、演算手段１６では、回転角検出手段７２と移動量検出手段７３からの情報に基づいて、被加工面における検出点と加工量との関係を求める。求めた結果は差評価手段１７に送られる。
【００４６】
差評価手段１７では、演算手段１６で得られた距離の差が予め定めた規格範囲内であるか否かを評価する。この評価の結果は、例えばパソコンのディスプレイなどの表示手段１８にて表示され、使用者によって結果の確認がなされる。
【００４７】
次に、ホーニングヘッド２０の加工対象であるシリンダライナについて、図５及び図６に基づいて説明する。
図５に示されるように、内燃機関８０は、クランクケース８１と、このクランクケース８１の上部に取付けられるシリンダ８２と、このシリンダ８２の上部に取付けられ、カムシャフト８３を支持するシリンダヘッド８４と、このシリンダヘッド８４の上部に取付けられるヘッドカバー８６と、シリンダヘッド８４及びシリンダ８２をクランクケース８１へ組付ける複数の締結ボルト８７とからなる。
【００４８】
締結ボルト８７をクランクケース８１に締め付けると、シリンダヘッド８４及びシリンダ８２が僅かであるが変形する。すると、シリンダ８２に内蔵されているシリンダライナ８８も変形する。
ピストンの摺動を考えると、シリンダライナ８８の内周面（ボア部）が歪みのない円筒であることが求められる。
【００４９】
そこで、締結ボルト８７で締め付けたときに、ボア部が歪みのない円筒になるように、締め付け前のシリンダライナ８８では、変形量を見込んで、軸方向で湾曲させたり、径方向で非円形にするといる対策を講じることが、有効となる。
この対策の具体例を次図で説明する。
【００５０】
図６（ａ）に示すように、シリンダライナ（シリンダスリーブとも呼ばれる）８８の内周面がボア部（被加工面）９１となる。
【００５１】
（ｂ）に示すように、組付け前のボア部９１は、組付け後は直線となるような非直線、すなわち軸方向（矢印（４）、（５））に湾曲した面に製造しておく。また、（ｃ）に示すように、組付け前のボア部９１は、組付け後は真円断面となるような非真円断面に製造しておく。
【００５２】
以上に述べたボア部９１にホーニング加工を施し、同時にボア部９１における加工量を検出する加工方法について、図７〜図９に基づいて説明する。
ホーニング加工方法は、砥石接触工程、第１距離検出工程、第２距離検出工程、演算工程、差評価工程からなる。
【００５３】
砥石接触工程では、図７（ａ）に示すように、ホーニングヘッド２０を矢印（６）のようにボア部９１へ下降させる。（ｂ）に示すように、砥石２２がボア部９１の上端に達したとき、（ｃ）に示すように、拡張軸２４を下げ（矢印（７））、砥石台４０を拡張させる（矢印（８）、（９））。すると、砥石２２がボア部９１に当たる。このとき、弾性部材２３の作用によって、砥石２２がボア部９１に弾性的に押し当てられる。
【００５４】
次に、第１距離検出工程及び第２距離検出工程を図８に基づいて説明する。
第１距離検出工程では、（ａ）に示すように、ホーニングヘッド２０を矢印（１０）のように回転させながら、矢印（１１）のように下降させ、砥石２２による研削を行う。第１エアマイクロノズル１１は螺旋状の軌跡９２を描きながら下降する。
【００５５】
＜Ｐが、ヘッド本体３０一回転当たりの軸方向の送り量と一致している場合：＞
（ｂ）に示すように、ホーニングヘッドが３６０°回転したとき、ホーニングヘッド２０の送り量Ｌは、第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２との間のピッチＰと一致する。したがって、（ｂ）における第２エアマイクロノズル１２の位置は、（ａ）における第１エアマイクロノズル１１の位置と一致する。
【００５６】
＜Ｐが、ヘッド本体３０複数回転当たりの軸方向の送り量と一致している場合：＞
（ｂ）に示すように、ホーニングヘッドが、複数回×３６０°回転したとき、ホーニングヘッド２０の送り量Ｌは、第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２との間のピッチＰと一致する。したがって、（ｂ）における第２エアマイクロノズル１２の位置は、（ａ）における第１エアマイクロノズル１１の位置と一致する。
したがって、第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２との間のピッチＰは、ヘッド本体３０一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量と一致していればよい。
【００５７】
（ａ）から（ｂ）に至る間、第１エアマイクロノズル１１からエアを噴射し、圧力計（図１、符号６７）で得られた背圧に基づいて、ボア部９１との距離ｃ７を第１距離検出手段（図１、符号１３）にて検出する。検出した距離ｃ７の情報は、砥石２２が通過する前（加工前）の距離ｃ７として演算手段（図１、符号１６）に送られる。
【００５８】
（ｂ）に示すように、ホーニングヘッド２０をさらに矢印（１２）のようにｎ°回転させながら、矢印（１３）のように下降させ、砥石２２による研削を行う。このとき、第２エアマイクロノズル１２は、第１エアマイクロノズル１１の軌跡９２を辿る。
【００５９】
（ｂ）から（ｃ）に至る間、すなわち、ボア部９１軸方向の距離Ｄの範囲において、第２エアマイクロノズル１２からエアを噴射し、圧力計（図１、符号６８）で得られた背圧に基づいて、ボア部９１との距離ｃ８を第２距離検出手段（図１、符号１４）にて検出する。検出した距離ｃ８の情報は、砥石２２が通過した後（加工後）の距離の情報として演算手段（図１、符号１６）に送られる。
【００６０】
次に、演算工程を図９に基づいて説明する。図９はホーニングヘッドの回転角と距離との関係を示す図である。
図９（ａ）に示すように、第２距離検出手段で得た曲線９３を回転角３６０°分、矢印（１４）のように平行移動させる。これで、第１距離検出手段で得た曲線９４と、第２距離検出手段で得た曲線９３の横軸（回転角）の範囲が一致する。
【００６１】
結果、（ｂ）に示すように、調べたい検出点における距離の差Δ１、Δ２、Δ３〜Δｎ、Δ（ｎ＋１）が得られる。この距離の差Δ１、Δ２、Δ３〜Δｎ、Δ（ｎ＋１）がボア部（図８、符号９１）の加工量である。この加工量の情報は差評価手段（図１、符号１７）に送られる。
【００６２】
差評価工程では、差評価手段（図１、符号１７）にて、これらの差Δ１、Δ２、Δ３〜Δｎ、Δ（ｎ＋１）が、予め定めた規格値の範囲内で有るか否かを評価し、この評価の結果を表示手段（図１、符号１８）にて表示する。
例えば、加工量がα未満であることを規格とした場合の評価結果の例を表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に示すように、検出点１では、加工量Δ１がα未満であるため、評価は（○）となる。検出点３では、加工量Δ３がαを越えており、評価は（×）となる。検出点３では、加工量Δ４がαと一致したため、評価は（△）となる。
【００６５】
このように使用者は、調べたい検出点１〜（ｎ＋１）について、加工量を知ることができると同時に、規格値に対する加工量の評価結果を表示手段（図１、符号１８）で確認することができる。
【００６６】
また、加工量の評価結果を活用してホーニング加工装置（図１、符号１０）の加工条件を変更したり、あるいは、評価結果の情報をホーニング加工装置（図１、符号１０）にフィードバックすることもできる。
【００６７】
なお、本実施例では、ホーニングヘッド（図８、符号２０）が下降するときの加工量を求めたが、ホーニングヘッド（図８、符号２０）が上昇するときに、加工量を求めてもよい。すなわち、ホーニングヘッド（図８、符号２０）が上昇するときに、先行するエアマイクロノズル（図８、符号１２）で、加工前のボア部（図８、符号９１）との距離を求め、後行するエアマイクロノズル（図８、符号１１）で、加工後のボア部（図８、符号９１）との距離を求めて、加工量の検出・評価を行ってもよい。
【００６８】
また、表示手段（図１、符号１８）においては、回転角検出手段（図１、符号７２）、移動量検出手段（図１、符号７３）で得られたホーニングヘッド（図１、符号２０）の回転角及び移動量の情報を表示させてもよい。
【００６９】
尚、本発明のホーニング加工技術は、実施の形態では面が湾曲しているボア部の加工に適用したが、真円形断面のボア部の加工に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のホーニング加工技術は、面が湾曲しているボア部の加工に好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…ホーニング加工装置、１１…第１エアマイクロノズル、１２…第２エアマイクロノズル、１３…第１距離検出手段、１４…第２距離検出手段、１６…演算手段、２０…ホーニングヘッド、２２…砥石、３０…ヘッド本体、４０…砥石台、８０…内燃機関、８２…シリンダ、９１…ボア部（被加工面）、Ｌ…軸方向の送り量。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、距離検出手段を備えたホーニング加工技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボア部の精密な仕上げにホーニング加工が広く用いられる。仕上げ精度を評価するために被加工面までの距離を検出する手段を備えたホーニング加工装置が提案されている（例えば、特許文献１（第３図）参照。）。
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来のホーニング加工装置の基本構成を説明する図であり、ホーニング加工装置１００は、ボア部１０１に挿入され、ボア部１０１の軸方向に移動可能で且つ回転可能なホーニングヘッド１０２と、このホーニングヘッド１０２の外周に設けられホーニングヘッド１０２の姿勢を規制する複数のガイド１０３とを備える。
【０００４】
ガイド１０３の上部又は下部に、ボア部１０１に向けて開口するエアマイクロノズル１０４が設けられている。このエアマイクロノズル１０４からボア部１０１にエアを噴射し、エアマイクロノズル１０４の背圧を検出することで、エアマイクロノズル１０４とボア部１０１との距離ｃ１を検出することができる。
そして、加工前の距離ｃ１と加工後の距離ｃ２を検出すれば、加工量を算出することが可能である。
【０００５】
ところで、図１１に示すように、面が湾曲しているボア部１０１Ｂにホーニング加工を行うことがある。ボア部１０１Ｂは、（ａ）に示すように、軸方向に湾曲しており、（ｂ）に示すように、周方向にも湾曲している。
【０００６】
このように面が湾曲しているボア部１０１Ｂの加工においても、加工量を算出することが求められる。
そこで、このボア部１０１Ｂに、特許文献１のホーニング加工装置（図１０、符号１００）を適用した場合を考える。
【０００７】
図１２（ａ）に示すように、ボア部１０１Ｂの軸方向において、エアマイクロノズル１０４とボア部１０１Ｂとの距離ｃ３、ｃ４は一定でなく、（ｂ）に示すように、ボア部１０１Ｂの周方向においても、エアマイクロノズル１０４とボア部１０１Ｂとの距離ｃ５、ｃ６は一定でない。
【０００８】
一般の真円形断面のボア部であれば、エアマイクロノズルとの距離は一定となるため、特許文献１の技術により、加工量の算出は可能である。
しかし、エアマイクロノズル１０４との距離ｃ３〜ｃ６が一定にならないボア部１０１Ｂでは、特許文献１の技術を単に用いても、加工量を算出することは容易でない。したがって、ホーニング加工においてエアマイクロノズルとボア部との距離の検出手段、検出方法に改良が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６２−２７７２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、面が湾曲している被加工面の加工において、加工量が検出できるホーニング加工技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、筒状の被加工面に挿入され、この被加工面の軸方向に移動可能で且つ回転可能なヘッド本体と、このヘッド本体に取付けられる砥石台と、この砥石台の外周面に取付けられ前記被加工面を研削する砥石とからなるホーニングヘッドを備えるホーニング加工装置において、
前記砥石よりも前記ヘッド本体の先端側にて前記ヘッド本体に設けられ、エアを前記被加工面に噴射する第１エアマイクロノズルと、
この第１エアマイクロノズルから前記ヘッド本体の基端側に前記ヘッド本体一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離して前記ヘッド本体に設けられ、エアを前記被加工面に噴射する第２エアマイクロノズルと、
前記第１エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第１エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第１距離検出手段と、
前記第２エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第２エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第２距離検出手段と、
前記第１距離検出手段で得られた距離と前記第２距離検出手段で得られた距離との差を求める演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明では、被加工面は、内燃機関のシリンダにおけるボア部であって、ボア部は軸方向及び周方向に湾曲している面であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、筒状の被加工面に挿入され、この被加工面の軸方向に移動可能で且つ回転可能なヘッド本体と、このヘッド本体に取付けられる砥石台と、この砥石台の外周面に取付けられ前記被加工面を研削する砥石と、この砥石を挟むように前記ヘッド本体の軸方向に沿って配置され、エアを前記被加工面に噴射する第１エアマイクロノズル及び第２エアマイクロノズルとを備えるホーニング加工装置を用い、
前記ヘッド本体を３６０度回転させながら前記被加工面の軸方向に移動させ、前記第１エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第１エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第１距離検出工程と、
前記第１エアマイクロノズルの軌跡を前記第２エアマイクロノズルが通るように前記ヘッド本体を更に回転させながら、前記第２エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第２エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第２距離検出工程と、
前記第１距離検出工程で得られた距離と、前記第２距離検出工程で得られた距離との差を求める演算工程とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、第１エアマイクロノズルを砥石よりもヘッド本体の先端側にてヘッド本体に設け、第２エアマイクロノズルを第１エアマイクロノズルからヘッド本体の基端側にヘッド本体一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離してヘッド本体に設け、第１距離検出手段により第１エアマイクロノズルと被加工面との距離を検出し、第２距離検出手段により第２エアマイクロノズルと被加工面との距離を検出し、演算手段により、第１距離検出手段で得た距離と第２距離検出手段で得た距離との差を求めるようにした。
【００１５】
第２エアマイクロノズルを第１エアマイクロノズルからヘッド本体一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離してヘッド本体に設けたので、第１エアマイクロノズルの軌跡と第２エアマイクロノズルの軌跡が重なる。この重なる軌跡上において、砥石が通過する前（加工前）の被加工面との距離を第１エアマイクロノズル及び第１距離検出手段にて検出した後、砥石が通過した後（加工後）の被加工面との距離を第２エアマイクロノズル及び第２距離検出手段にて検出することができる。そして、第１距離検出手段で得た距離と第２距離検出手段で得た距離との差演算手段により求めることができる。結果、加工量を得ることができる。
【００１６】
ヘッド本体を３６０度以上回転させながら軸方向に移動させれば、いかなる面形状の被加工面であっても、第１エアマイクロノズルの軌跡と第２エアマイクロノズルの軌跡が重なる。
本発明では、この重なる軌跡上において、被加工面との距離の検出を行うため、被加工面の形状は問わない。したがって、被加工面が湾曲していても加工量を得ることができる。
【００１７】
本発明によれば、面が湾曲している被加工面の加工において、加工量が検出できるホーニング加工技術が提供される。
【００１８】
請求項２に係る発明では、被加工面は、内燃機関のシリンダにおけるボア部であって軸方向及び周方向に湾曲している面とした。
面が湾曲しているシリンダのボア部の加工において、加工量を検出することができる。
【００１９】
請求項３に係る発明では、ヘッド本体を３６０度回転させながら、第１エアマイクロノズルと被加工面との距離を検出する第１距離検出工程と、第１エアマイクロノズルの軌跡を第２エアマイクロノズルが通るようにヘッド本体を更に回転させながら、第２エアマイクロノズルと被加工面との距離を検出する第２距離検出工程と、第１距離検出工程で得られた距離と、第２距離検出工程で得られた距離との差を求める演算工程とからなる。
【００２０】
第１距離検出工程において、砥石が通過する前（加工前）の被加工面と第１マイクロノズルとの距離を検出した後、第２距離検出工程において、砥石が通過した後（加工後）の被加工面と第１エアマイクロノズルとの距離を検出する。第２検出工程は、第１エアマイクロノズルの軌跡上にて第２エアマイクロノズルにより行われる。結果、演算工程において、第１距離検出工程で得られた距離と、第２距離検出工程で得られた距離との差を求めることで、加工量を得ることができる。
【００２１】
ヘッド本体を３６０度以上回転させながら軸方向に移動させれば、いかなる面形状の被加工面であっても、第１エアマイクロノズルの軌跡と第２エアマイクロノズルの軌跡が重なる。
本発明では、この重なる軌跡上において、被加工面との距離の検出を行うため、被加工面の形状は問わない。したがって、被加工面が湾曲していても加工量を得ることができる。
【００２２】
本発明によれば、面が湾曲している被加工面の加工において、加工量が検出できるホーニング加工技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るホーニング加工装置の断面図である。
【図２】ホーニングヘッドの分解斜視図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】図１の４−４線断面図である。
【図５】内燃機関の断面図である。
【図６】シリンダライナの断面図である。
【図７】拡張軸の作用を説明する図である。
【図８】エアマイクロノズルの作用を説明する図である。
【図９】ホーニングヘッドの回転角と距離との関係を示す図である。
【図１０】従来のホーニング加工装置の基本構成を説明する図である。
【図１１】面が湾曲しているボア部の断面図である。
【図１２】ボア部における従来のホーニングヘッドの作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００２５】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明に係るホーニング加工装置１０は、ホーニングヘッド２０と、このホーニングヘッド２０の下部に設けられエアを被加工面に噴射する第１エアマイクロノズル１１と、ホーニングヘッド２０の上部に設けられエアを被加工面に噴射する第２エアマイクロノズル１２と、第１エアマイクロノズル１１と被加工面との距離を検出する第１距離検出手段１３と、第２エアマイクロノズル１２と被加工面との距離を検出する第２距離検出手段１４と、第１距離検出手段１３で得られた距離と第２距離検出手段１４で得られた距離との差を求める演算手段１６と、この演算手段１６で得られた距離の差を評価する差評価手段１７と、この差評価手段１７で得られた結果を表示する表示手段１８とを備える。
【００２６】
第１エアマイクロノズル１１からエアを噴射しながら、エア背圧を圧力計６７で連続的に測定する。第１エアマイクロノズル１１の前方に存在する被加工面が第１エアマイクロノズル１１に接近すると、エア背圧が上昇する。被加工面が第１エアマイクロノズルから離れると、エア背圧が下がる。この現象を利用して、第１距離検出手段１３及び第２距離検出手段１４により、第１エアマイクロノズル１１及び第２エアマイクロノズル１２から被加工面までの距離を計測する。
【００２７】
圧力計６７、６８を流量計に代えてもよい。この場合、第１エアマイクロノズル１１から被加工面までの距離が小さくなると、流量が小さくなる。この現象を利用して、第１エアマイクロノズル１１及び第２エアマイクロノズル１２から被加工面までの距離を計測する。
【００２８】
図２に示すように、ホーニングヘッド２０は、下部に複数（この例では４個）のスリット２１が設けられているヘッド本体３０と、このヘッド本体３０のスリット２１に移動可能に収納される複数（この例では４個）の砥石台４０と、これらの砥石台４０の各々の外周面に取付けられる砥石２２と、この砥石２２と砥石台４０との間に配置され砥石２２を砥石台４０の外周面から突出する方向に付勢する弾性部材（この例では圧縮コイルばね）２３と、ヘッド本体３０に上下に移動可能に設けられ複数の砥石台４０を拡張させる拡張軸２４とからなる。
【００２９】
ヘッド本体３０は、円柱状の基部２６と、隣り合うスリット２１の間に形成され基部２６から下方に延びる複数（この例では４個）の柱部２７と、これらの柱部２７の下端を連結する底部２８とからなる。柱部２７の上部及び下部のそれぞれに、環状のコイルばね３１が嵌る複数（この例では４個）の円弧状の溝３２が設けられる。
【００３０】
図１に戻る。図１に示すように、砥石２２はプレート３３に固定される。砥石台４０に凹部３４が設けられる。プレート３３は砥石台４０の凹部３４に嵌る。プレート３３と砥石台４０との間に弾性部材２３が介在される。プレート３３及び砥石台４０のそれぞれには、弾性部材２３の端部を保持して弾性部材２３の姿勢を安定させる座ぐり３６が設けられる。弾性部材２３によって、プレート３３及び砥石２２は砥石台４０の外周面から突出する方向に付勢される。
【００３１】
ヘッド本体３０の中心に、拡張軸２４が通る軸穴３７が延びる。拡張軸２４は、下方に行くに従って縮径する複数（この例では上下２個）のテーパ面４１を有する。
【００３２】
砥石台４０は、拡張軸２４のテーパ面４１に対応した複数（この例では上下２個）のテーパ部４２を有する。砥石台４０の上端部及び下端部のそれぞれに、ヘッド本体３０の溝（図２、符号３２）と周方向に並ぶ溝４３が設けられる。この溝４３とヘッド本体３０の溝（図２、符号３２）にコイルばね３１が嵌る。このコイルばね３１の作用により、複数の砥石台４０はヘッド本体３０の中心軸４４に向けて付勢される。結果、砥石台４０のテーパ部４２は拡張軸２４のテーパ面４１に押付けられる。
【００３３】
このように、拡張軸２４はヘッド本体３０の中心軸４４に向けて付勢されているが、拡張軸２４が矢印（１）のように移動すると、テーパ面４１が砥石台４０のテーパ部４２を押し、この結果、複数の砥石台４０は軸直角方向（矢印（２）、（３））に移動する。
【００３４】
図３に示すように、ヘッド本体３０の複数のスリット２１は、ヘッド本体３０の周方向に沿って等間隔に並んで形成される。これらのスリット２１のそれぞれに砥石台４０が収納される。
【００３５】
プレート３３の幅方向の両側にビス穴４６が設けられる。砥石台４０の凹部３４に、ビス穴４６に対応する雌ねじ穴４７が設けられる。ビス穴４６に通され雌ねじ穴４７にねじ込まれるビス４８は、プレート３３を位置決めするストッパの役割を果たす。砥石２２及びプレート３３は、プレート３３と凹部３４との隙間５１において移動可能となる。
【００３６】
さらに、ビス穴４６の内径は、ビス４８の軸部の外径よりも大きく設定されるため、砥石２２及びプレート３３は、外力が加わると弾性部材２３を伸縮させながら揺動することができる。弾性部材２３の作用によって、複数の砥石２２は、湾曲した被加工面であっても面に追従しながら、いわゆる倣い加工を行うことができる。
【００３７】
なお、弾性部材２３は、格別に限定されるものではなく、圧縮コイルばねの他、板ばね、皿ばね、ゴム材などの中から任意に選択可能である。また、砥石１個当たりの弾性部材の個数も任意である。
【００３８】
図１に戻る。図１に示すように、第１エアマイクロノズル１１は、内部に第１ノズル５２を有し、底部２８に設けられている雌ねじ穴５３にねじ込まれる。第１ノズル５２は、ヘッド本体３０の内部に形成される第１エア通路５４と連通する。
【００３９】
第２エアマイクロノズル１２は、内部に第２ノズル５６を有し、基部２６の下端に設けられている雌ねじ穴５７にねじ込まれる。第２ノズル５６は、ヘッド本体３０の内部に形成される第２エア通路５８と連通する。
【００４０】
第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２との間のピッチＰは、ヘッド本体３０一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量と一致している。第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２は、砥石２２を挟むようにホーニングヘッド２０の中心軸４４に沿って並ぶ。
【００４１】
図４に示すように、第１エア通路５４は、第１エアマイクロノズル１１からヘッド本体３０の中心に延びる通路６１と、この通路６１に直交する通路６２と、この通路６２から柱部（図２、符号２７）内部を上方に向けて延びる通路（図１、符号６３）とからなる。これら通路６１〜６３は、拡張軸２４の下部が挿入される軸穴３７と干渉しないように形成される。
【００４２】
図１に戻る。図１に示すように、第１エア通路５４及び第２エア通路５８は、各々、レギュレータ６４、６６及び圧力計６７、６８を介して空圧源７１と接続される。圧力計６７で検出される情報は、第１エアマイクロノズル１１の背圧として第１距離検出手段１３へ送られる。圧力計６８で検出される情報は、第２エアマイクロノズル１２の背圧として第２距離検出手段１４へ送られる。
【００４３】
第１・第２距離検出手段１３、１４は、例えば空電変換器であり、得られた背圧の情報をエアマイクロノズル１１、１２と被加工面との距離に変換する。第１・第２距離検出手段１１、１２で得られた距離の情報は、演算手段１６に送られる。
【００４４】
この演算手段１６には、ホーニングヘッド２０の回転角を検出する回転角検出手段７２と、ホーニングヘッド２０の軸方向の移動量を検出する移動量検出手段７３とが接続される。
【００４５】
演算手段１６では、第１距離検出手段１３で得られた距離と、第２距離検出手段１４で得られた距離との差を加工量として求める。このとき、演算手段１６では、回転角検出手段７２と移動量検出手段７３からの情報に基づいて、被加工面における検出点と加工量との関係を求める。求めた結果は差評価手段１７に送られる。
【００４６】
差評価手段１７では、演算手段１６で得られた距離の差が予め定めた規格範囲内であるか否かを評価する。この評価の結果は、例えばパソコンのディスプレイなどの表示手段１８にて表示され、使用者によって結果の確認がなされる。
【００４７】
次に、ホーニングヘッド２０の加工対象であるシリンダライナについて、図５及び図６に基づいて説明する。
図５に示されるように、内燃機関８０は、クランクケース８１と、このクランクケース８１の上部に取付けられるシリンダ８２と、このシリンダ８２の上部に取付けられ、カムシャフト８３を支持するシリンダヘッド８４と、このシリンダヘッド８４の上部に取付けられるヘッドカバー８６と、シリンダヘッド８４及びシリンダ８２をクランクケース８１へ組付ける複数の締結ボルト８７とからなる。
【００４８】
締結ボルト８７をクランクケース８１に締め付けると、シリンダヘッド８４及びシリンダ８２が僅かであるが変形する。すると、シリンダ８２に内蔵されているシリンダライナ８８も変形する。
ピストンの摺動を考えると、シリンダライナ８８の内周面（ボア部）が歪みのない円筒であることが求められる。
【００４９】
そこで、締結ボルト８７で締め付けたときに、ボア部が歪みのない円筒になるように、締め付け前のシリンダライナ８８では、変形量を見込んで、軸方向で湾曲させたり、径方向で非円形にするといる対策を講じることが、有効となる。
この対策の具体例を次図で説明する。
【００５０】
図６（ａ）に示すように、シリンダライナ（シリンダスリーブとも呼ばれる）８８の内周面がボア部（被加工面）９１となる。
【００５１】
（ｂ）に示すように、組付け前のボア部９１は、組付け後は直線となるような非直線、すなわち軸方向（矢印（４）、（５））に湾曲した面に製造しておく。また、（ｃ）に示すように、組付け前のボア部９１は、組付け後は真円断面となるような非真円断面に製造しておく。
【００５２】
以上に述べたボア部９１にホーニング加工を施し、同時にボア部９１における加工量を検出する加工方法について、図７〜図９に基づいて説明する。
ホーニング加工方法は、砥石接触工程、第１距離検出工程、第２距離検出工程、演算工程、差評価工程からなる。
【００５３】
砥石接触工程では、図７（ａ）に示すように、ホーニングヘッド２０を矢印（６）のようにボア部９１へ下降させる。（ｂ）に示すように、砥石２２がボア部９１の上端に達したとき、（ｃ）に示すように、拡張軸２４を下げ（矢印（７））、砥石台４０を拡張させる（矢印（８）、（９））。すると、砥石２２がボア部９１に当たる。このとき、弾性部材２３の作用によって、砥石２２がボア部９１に弾性的に押し当てられる。
【００５４】
次に、第１距離検出工程及び第２距離検出工程を図８に基づいて説明する。
第１距離検出工程では、（ａ）に示すように、ホーニングヘッド２０を矢印（１０）のように回転させながら、矢印（１１）のように下降させ、砥石２２による研削を行う。第１エアマイクロノズル１１は螺旋状の軌跡９２を描きながら下降する。
【００５５】
＜Ｐが、ヘッド本体３０一回転当たりの軸方向の送り量と一致している場合：＞
（ｂ）に示すように、ホーニングヘッドが３６０°回転したとき、ホーニングヘッド２０の送り量Ｌは、第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２との間のピッチＰと一致する。したがって、（ｂ）における第２エアマイクロノズル１２の位置は、（ａ）における第１エアマイクロノズル１１の位置と一致する。
【００５６】
＜Ｐが、ヘッド本体３０複数回転当たりの軸方向の送り量と一致している場合：＞
（ｂ）に示すように、ホーニングヘッドが、複数回×３６０°回転したとき、ホーニングヘッド２０の送り量Ｌは、第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２との間のピッチＰと一致する。したがって、（ｂ）における第２エアマイクロノズル１２の位置は、（ａ）における第１エアマイクロノズル１１の位置と一致する。
したがって、第１エアマイクロノズル１１と第２エアマイクロノズル１２との間のピッチＰは、ヘッド本体３０一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量と一致していればよい。
【００５７】
（ａ）から（ｂ）に至る間、第１エアマイクロノズル１１からエアを噴射し、圧力計（図１、符号６７）で得られた背圧に基づいて、ボア部９１との距離ｃ７を第１距離検出手段（図１、符号１３）にて検出する。検出した距離ｃ７の情報は、砥石２２が通過する前（加工前）の距離ｃ７として演算手段（図１、符号１６）に送られる。
【００５８】
（ｂ）に示すように、ホーニングヘッド２０をさらに矢印（１２）のようにｎ°回転させながら、矢印（１３）のように下降させ、砥石２２による研削を行う。このとき、第２エアマイクロノズル１２は、第１エアマイクロノズル１１の軌跡９２を辿る。
【００５９】
（ｂ）から（ｃ）に至る間、すなわち、ボア部９１軸方向の距離Ｄの範囲において、第２エアマイクロノズル１２からエアを噴射し、圧力計（図１、符号６８）で得られた背圧に基づいて、ボア部９１との距離ｃ８を第２距離検出手段（図１、符号１４）にて検出する。検出した距離ｃ８の情報は、砥石２２が通過した後（加工後）の距離の情報として演算手段（図１、符号１６）に送られる。
【００６０】
次に、演算工程を図９に基づいて説明する。図９はホーニングヘッドの回転角と距離との関係を示す図である。
図９（ａ）に示すように、第２距離検出手段で得た曲線９３を回転角３６０°分、矢印（１４）のように平行移動させる。これで、第１距離検出手段で得た曲線９４と、第２距離検出手段で得た曲線９３の横軸（回転角）の範囲が一致する。
【００６１】
結果、（ｂ）に示すように、調べたい検出点における距離の差Δ１、Δ２、Δ３〜Δｎ、Δ（ｎ＋１）が得られる。この距離の差Δ１、Δ２、Δ３〜Δｎ、Δ（ｎ＋１）がボア部（図８、符号９１）の加工量である。この加工量の情報は差評価手段（図１、符号１７）に送られる。
【００６２】
差評価工程では、差評価手段（図１、符号１７）にて、これらの差Δ１、Δ２、Δ３〜Δｎ、Δ（ｎ＋１）が、予め定めた規格値の範囲内で有るか否かを評価し、この評価の結果を表示手段（図１、符号１８）にて表示する。
例えば、加工量がα未満であることを規格とした場合の評価結果の例を表１に示す。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１に示すように、検出点１では、加工量Δ１がα未満であるため、評価は（○）となる。検出点３では、加工量Δ３がαを越えており、評価は（×）となる。検出点３では、加工量Δ４がαと一致したため、評価は（△）となる。
【００６５】
このように使用者は、調べたい検出点１〜（ｎ＋１）について、加工量を知ることができると同時に、規格値に対する加工量の評価結果を表示手段（図１、符号１８）で確認することができる。
【００６６】
また、加工量の評価結果を活用してホーニング加工装置（図１、符号１０）の加工条件を変更したり、あるいは、評価結果の情報をホーニング加工装置（図１、符号１０）にフィードバックすることもできる。
【００６７】
なお、本実施例では、ホーニングヘッド（図８、符号２０）が下降するときの加工量を求めたが、ホーニングヘッド（図８、符号２０）が上昇するときに、加工量を求めてもよい。すなわち、ホーニングヘッド（図８、符号２０）が上昇するときに、先行するエアマイクロノズル（図８、符号１２）で、加工前のボア部（図８、符号９１）との距離を求め、後行するエアマイクロノズル（図８、符号１１）で、加工後のボア部（図８、符号９１）との距離を求めて、加工量の検出・評価を行ってもよい。
【００６８】
また、表示手段（図１、符号１８）においては、回転角検出手段（図１、符号７２）、移動量検出手段（図１、符号７３）で得られたホーニングヘッド（図１、符号２０）の回転角及び移動量の情報を表示させてもよい。
【００６９】
尚、本発明のホーニング加工技術は、実施の形態では面が湾曲しているボア部の加工に適用したが、真円形断面のボア部の加工に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のホーニング加工技術は、面が湾曲しているボア部の加工に好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…ホーニング加工装置、１１…第１エアマイクロノズル、１２…第２エアマイクロノズル、１３…第１距離検出手段、１４…第２距離検出手段、１６…演算手段、２０…ホーニングヘッド、２２…砥石、３０…ヘッド本体、４０…砥石台、８０…内燃機関、８２…シリンダ、９１…ボア部（被加工面）、Ｌ…軸方向の送り量。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の被加工面に挿入され、この被加工面の軸方向に移動可能で且つ回転可能なヘッド本体と、このヘッド本体に取付けられる砥石台と、この砥石台の外周面に取付けられ前記被加工面を研削する砥石とからなるホーニングヘッドを備えるホーニング加工装置において、
前記砥石よりも前記ヘッド本体の先端側にて前記ヘッド本体に設けられ、エアを前記被加工面に噴射する第１エアマイクロノズルと、
この第１エアマイクロノズルから前記ヘッド本体の基端側に前記ホーニングヘッド一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離して前記ヘッド本体に設けられ、エアを前記被加工面に噴射する第２エアマイクロノズルと、
前記第１エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第１エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第１距離検出手段と、
前記第２エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第２エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第２距離検出手段と、
前記第１距離検出手段で得られた距離と前記第２距離検出手段で得られた距離との差を求める演算手段とを備えることを特徴とするホーニング加工装置。
【請求項２】
前記被加工面は、内燃機関のシリンダにおけるボア部であって、ボア部は軸方向及び周方向に湾曲している面であることを特徴とする請求項１記載のホーニング加工装置。
【請求項３】
筒状の被加工面に挿入され、この被加工面の軸方向に移動可能で且つ回転可能なヘッド本体と、このヘッド本体に取付けられる砥石台と、この砥石台の外周面に取付けられ前記被加工面を研削する砥石と、この砥石を挟むように前記ヘッド本体の軸方向に沿って配置され、エアを前記被加工面に噴射する第１エアマイクロノズル及び第２エアマイクロノズルとを備えるホーニング加工装置を用い、
前記ホーニングヘッドを３６０度回転させながら前記被加工面の軸方向に移動させ、前記第１エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第１エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第１距離検出工程と、
前記第１エアマイクロノズルの軌跡を前記第２エアマイクロノズルが通るように前記ホーニングヘッドを更に回転させながら、前記第２エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第２エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第２距離検出工程と、
前記第１距離検出工程で得られた距離と、前記第２距離検出工程で得られた距離との差を求める演算工程とからなることを特徴とするホーニング加工方法。
【請求項１】
筒状の被加工面に挿入され、この被加工面の軸方向に移動可能で且つ回転可能なヘッド本体と、このヘッド本体に取付けられる砥石台と、この砥石台の外周面に取付けられ前記被加工面を研削する砥石とからなるホーニングヘッドを備えるホーニング加工装置において、
前記砥石よりも前記ヘッド本体の先端側にて前記ヘッド本体に設けられ、エアを前記被加工面に噴射する第１エアマイクロノズルと、
この第１エアマイクロノズルから前記ヘッド本体の基端側に前記ホーニングヘッド一回転若しくは複数回転当たりの軸方向の送り量だけ離して前記ヘッド本体に設けられ、エアを前記被加工面に噴射する第２エアマイクロノズルと、
前記第１エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第１エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第１距離検出手段と、
前記第２エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第２エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第２距離検出手段と、
前記第１距離検出手段で得られた距離と前記第２距離検出手段で得られた距離との差を求める演算手段とを備えることを特徴とするホーニング加工装置。
【請求項２】
前記被加工面は、内燃機関のシリンダにおけるボア部であって、ボア部は軸方向及び周方向に湾曲している面であることを特徴とする請求項１記載のホーニング加工装置。
【請求項３】
筒状の被加工面に挿入され、この被加工面の軸方向に移動可能で且つ回転可能なヘッド本体と、このヘッド本体に取付けられる砥石台と、この砥石台の外周面に取付けられ前記被加工面を研削する砥石と、この砥石を挟むように前記ヘッド本体の軸方向に沿って配置され、エアを前記被加工面に噴射する第１エアマイクロノズル及び第２エアマイクロノズルとを備えるホーニング加工装置を用い、
前記ホーニングヘッドを３６０度回転させながら前記被加工面の軸方向に移動させ、前記第１エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第１エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第１距離検出工程と、
前記第１エアマイクロノズルの軌跡を前記第２エアマイクロノズルが通るように前記ホーニングヘッドを更に回転させながら、前記第２エアマイクロノズルの背圧又は流量に対応して、前記第２エアマイクロノズルと前記被加工面との距離を検出する第２距離検出工程と、
前記第１距離検出工程で得られた距離と、前記第２距離検出工程で得られた距離との差を求める演算工程とからなることを特徴とするホーニング加工方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−８６２８２（Ｐ２０１２−８６２８２Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２７１３（Ｐ２０１０−２３２７１３）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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