内在物除去装置
【課題】シリンダーブロック等の筒ワークから内在物を除去する除去性能を向上させる。
【解決手段】筒ワークであるシリンダーブロック１の開口を閉塞するワーククランパ２１と、ワーククランパ２１に支持軸３０を介して設けられ、支持軸３０の進退によりシリンダーブロック１の開口内を進退自在な封止板３１と、ワーククランパ２１内側の封止板３１の背面空間に流体を供給するエアカプラ４１とを備え、シリンダーブロック１の開口内面と封止板３１との間の隙間Ｓから封止板３１の背面空間に供給した流体を吹き出してボア内壁面の内在物を除去するようにした。
【解決手段】筒ワークであるシリンダーブロック１の開口を閉塞するワーククランパ２１と、ワーククランパ２１に支持軸３０を介して設けられ、支持軸３０の進退によりシリンダーブロック１の開口内を進退自在な封止板３１と、ワーククランパ２１内側の封止板３１の背面空間に流体を供給するエアカプラ４１とを備え、シリンダーブロック１の開口内面と封止板３１との間の隙間Ｓから封止板３１の背面空間に供給した流体を吹き出してボア内壁面の内在物を除去するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒ワークの内在物を除去する内在物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両用エンジンでは、ダイカスト等で金型鋳造されたシリンダーブロックのボアにボーリング加工やボア内壁面を研磨するホーニング加工を行った後に、ボア内壁面に傷や巣がないか否かを自動検査している。
ボアのボーリング加工では、ボア内壁面に螺旋状の切削痕が生じ、エンジンオイルの通り道（オイルピット）として利用されるが、この切削痕には切削液や切り屑等が残留するおそれがある。
また、ボアのホーニング加工は、ボア内壁面をオイルピットが残る程度に研磨仕上げしてピストン摺動面として適切な表面粗さ及び面性状にする仕上げ加工工程であるが、この仕上げ加工後でも研磨液や研磨屑が残留するおそれがある。
このような残留物（内在物）は、ボア内壁面の検査時に傷の過剰検出といった誤検出の原因になってしまう。このため、ボア内壁面の自動検査前に、ボア内壁面に残留する内在物を除去する内在物除去装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００５−４６７２５号公報
【特許文献２】特開２００７−３１９７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の構成は、ケーシングに回転自在に支持された回転パイプの下端に略横向きにノズルを接続し、このノズルによりボア内壁面内側からボア内壁面に略直交させた向きでエアを吹き付け、この吹き付けたエアの反作用でノズルを回転させつつボア深さ方向に移動させるため、ボア内壁面の残留物（内在物）が上下方向に飛散し、特に上向きに飛ばされた残留物がボア内壁面に再び付着して除去されないおそれがある。
また、特許文献２の構成も、特許文献１と同様に、回転パイプの下端に略横向きにノズルを設け、ノズルからボア内壁面に略直交させた向きでエアを吹き付けてノズルを回転させるため、残留物（内在物）が上下方向に飛散してその一部が除去されないおそれがある。
さらに、これら装置はいずれも上下移動機構の他に回転機構を有するため、構造が複雑化し、部品点数の増大などを招いてしまう。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、シリンダーブロック等の筒ワークから内在物を除去する除去性能が向上した内在物除去装置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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、筒ワークの開口内側に流体を吹き入れて、該筒ワーク内側の内在物を除去する内在物除去装置において、前記筒ワークの開口を閉塞する蓋状部材と、前記蓋状部材に支持軸を介して設けられ、該支持軸の進退により前記筒ワークの空間内を進退自在な封止板と、前記蓋状部材内側の前記封止板の背面空間に流体を供給する供給手段とを備え、前記筒ワークの前記空間内面と前記封止板との間の隙間から該封止板の背面空間に供給した前記流体を吹き出して当該筒ワークの内在物を除去することを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、筒ワークの開口を閉塞する蓋状部材と、蓋状部材に支持軸を介して設けられ、該支持軸の進退により筒ワークの空間内を進退自在な封止板と、蓋状部材内側の封止板の背面空間に流体を供給する供給手段とを備え、筒ワークの空間内面と封止板との間の隙間から該封止板の背面空間に供給した流体を吹き出して当該筒ワークの内在物を除去するため、筒ワークの内在物を一方向に向けて除去することができ、内在物の除去性能を向上することができる。
【０００７】
上記発明において、前記封止板は、外縁部を有し、前記筒ワーク内面に沿って進退し、前記筒ワーク内面との間に該内面の周方向に連続する隙間を形成してもよい。これによれば、封止板の進退だけで筒ワーク内面全体から内在物を除去し、かつ、筒ワークの周方向に渡って除去能力を均等に揃えることができる。
【０００８】
上記発明において、前記封止板の背面は、この封止板の先端方向に行くに従って前記筒ワーク内面向きに拡大するテーパー面に形成してもよい。これによれば、流体の流速を効率よく高めて筒ワーク内面に吹き出すことができ、除去能力を効率よく高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、筒ワークの開口を閉塞する蓋状部材と、蓋状部材に支持軸を介して設けられ、該支持軸の進退により筒ワークの空間内を進退自在な封止板と、蓋状部材内側の封止板の背面空間に流体を供給する供給手段とを備え、筒ワークの空間内面と封止板との間の隙間から該封止板の背面空間に供給した流体を吹き出して当該筒ワークの内在物を除去するため、筒ワークの内在物を一方向に向けて除去でき、内在物の除去性能を向上させることができる。
また、封止板は、外縁部を有し、筒ワーク内面に沿って進退し、筒ワーク内面との間に該内面の周方向に連続する隙間を形成するように構成すれば、封止板の進退だけで筒ワーク内面全体から内在物を除去し、かつ、筒ワークの周方向に渡って除去能力を均等に揃えることができる。
また、封止板の背面は、この封止板の先端方向に行くに従って筒ワーク内面向きに拡大するテーパー面に形成するように構成すれば、流体の流速を効率よく高めて筒ワーク内面に吹き出すことができ、除去能力を効率よく高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るシリンダーブロック自動検査用の内在物除去装置１０の概略構成を示す図であり、図２は、内在物除去装置１０の主要部を示す図である。なお、図１中、符号１は、自動車用エンジンのシリンダーブロックである。
自動車用エンジンの製造工程には、金型鋳造されたシリンダーブロック１のボア（シリンダーボアとも言う）２にボーリング加工やボア内壁面２Ａを研磨するホーニング加工を行った後に、ボア内壁面２Ａに傷や巣がないか否かを自動検査する検査工程がある。
ボーリング加工やホーニング加工では、一般に、切削液や研磨液が使用されるため、ボア内壁面２Ａに、水滴や切り屑（研磨屑を含む）が残留する可能性がある。このような残留物（内在物）が残留したままだと、ボア内壁面２Ａの検査の際に、残留物がボア内壁面２Ａの外乱となり、過剰検出の原因になってしまう。このため、ボア内壁面２Ａの検査工程では、検査を阻害する内在物を除去した後に検査を実施することが望まれる。
【００１１】
シリンダーブロック１は、自動車用４サイクルエンジンのシリンダーブロックであり、ボア（シリンダーボア）２となる断面円形の貫通孔を備えた筒状のワーク（筒ワーク）である。このシリンダーブロック１は、アルミニウム合金や鋳鉄等の金属材で形成され、エンジンの気筒数や配列に応じて複数のボア２が間隔を空けて形成されている。
シリンダーブロック１のボア２は、エンジンのピストン（不図示）が摺動するピストン摺動面となるため、適切なボア径、表面粗さ及び面性状を得るべくボーリング加工およびホーニング加工が施される。
すなわち、ボーリング加工では、回転軸に設けたボーリングヘッドに切削バイトを径方向に突設し、該ボーリングヘッドを回転させながら筒ワークとしてのシリンダーブロック１に対して進退させてボア径を予め設定された目標ボア径まで切削する。このボーリング加工により、ボア内壁面２Ａには、方向性を有する螺旋状の切削痕ができる。その後、ボア内壁面２Ａに対して、螺旋状の切削痕をエンジンオイルの通り道（オイルピット）として利用可能な程度だけ残しつつ、エンジンの所望の性能を発揮可能な表面粗さ及び面性状を得るべく、ホーニング用砥石を配設した加工ヘッドを用いてホーニング加工が施される。
【００１２】
シリンダーブロック１は、仕上げ工程であるホーニング加工を経た後に図示せぬ搬送機構により搬送されて検査工程へと運ばれる。この場合、シリンダーブロック１は、車両搭載時と略同じ姿勢、つまり、ボア開口を上方に向けた姿勢で検査工程へ搬送され、この状態で検査工程における内在物除去や検査が行われる。以下に示す上下方向等の各方向は、図１に示す方向に従うものとし、図１では上方向を符号Ｕで示し、下方向を符号Ｄで示している。
【００１３】
内在物除去装置１０は、ボア内壁面２Ａに残留する液体（例えば研磨液）や研磨屑などを、流体の一種であるエアで吹き飛ばしてシリンダーブロック１外に放出させる装置であり、ボア内壁面２Ａの検査工程で内在物の除去に使用される。
図３は、内在物除去装置１０の主要部をシリンダーブロック１と共に示す側断面図である。この内在物除去装置１０は、図１〜図３に示すように、シリンダーブロック１のボア２の一方の開口を閉塞する蓋状部材であるワーククランパ２１と、このワーククランパ２１に支持軸３０を介して設けられ、この支持軸３０の進退によりボア２内を進退自在な封止板３１と、ワーククランパ２１に取り付けられ、封止板３１の背面空間にエアを供給する複数本（本例では２本）のエアカプラ（流体の供給手段）４１とを備えている。
【００１４】
ワーククランパ２１は、シリンダーブロック１のボア２よりも大径の円筒形状を有するクランパ本体２２を有し、このクランパ本体２２は、図２に示すように、内径Ｒ１がボア径Ｒ０よりも大径で、かつ、封止板３１を収容自在に上下に延びる内部空間を形成する円筒部２２Ａと、この円筒部２２Ａの上側（ボア２と反対側）の開口を塞ぐ閉塞板部２２Ｂとを一体に備えている。
このクランパ本体２２は、金属材または合成樹脂からなる剛体体で形成されており、このクランパ本体２２の下面（シリンダーブロック１側の面）には、このクランパ本体２２およびシリンダーブロック１よりも柔軟な素材で形成された接触部材２３が設けられている。
【００１５】
このクランパ本体２２は、ワーククランパ２１外に設けられた第１進退機構５１（図１参照）により上下に進退自在に支持されており、この第１進退機構５１によりクランパ本体２２がシリンダーブロック１に向けて降下した際に、図３に示すように、接触部材２３がシリンダーブロック１の上面１Ａに接触してシリンダーブロック１をクランプする。この接触部材２３は、クランパ本体２２の円筒部２２Ａと同径の内径を有する円筒部品に形成され、シリンダーブロック１よりも柔軟な素材として、例えば、ＭＣナイロンやウレタンで形成されている。
図１に示すように、第１進退機構５１は、送りねじ機構であり、雄ねじが刻設された第１軸部５２と、この第１軸部５２を回転駆動する第１駆動モーター５３と、第１軸部５２の回転速度および回転角を検出する第１ロータリーエンコーダ５４とを備えている。第１軸部５２は、この第１軸部５２に螺合するナット部５２Ａを介してクランパ本体２２に連結され、第１軸部５２の回転に応じてクランパ本体２２が上下に進退可能に構成されている。
【００１６】
この第１進退機構５１は、内在物除去装置１０の各部を制御する制御装置１２によって制御される。すなわち、図１に示すように、第１進退機構５１は、第１駆動モーター５３により第１軸部５２を所定方向に回転駆動し、この第１軸部５２の回転によりワーククランパ２１をシリンダーブロック１のボア２に向けて降下（移動）させる。そして、ワーククランパ２１に設けられた接触部材２３がシリンダーブロック１の上面、より具体的には、シリンダーブロック１の上面１Ａ（ボア周囲面）に当接すると、第１駆動モーター５３の回転を停止して当接状態を保持させる。また、第１駆動モーター５３を逆回転させてワーククランパ２１を上昇させ、シリンダーブロック１から待避した位置へと移動させる。
ここで、当接したか否かの検出は、第１ロータリーエンコーダ５４の検出結果に基づいて制御装置１２内の位置制御部１３が検出する。この位置制御部１３は、第１駆動モーター５３を駆動してワーククランパ２１を位置制御する機能を具備し、例えば、第１ロータリーエンコーダ５４を用いて第１駆動モーター５３の回転速度が零、或いは、回転速度変化量が零になったか否かを検出する等の公知の各種方法を用いて当接を検出する。
【００１７】
ワーククランパ２１の接触部材２３がシリンダーブロック１に当接すると、その際の当接力で接触部材２３がつぶれて（弾性変形して）シリンダーブロック１上面に密着し、当接力をシリンダーブロック１に伝えることなくワーククランパ２１とシリンダーブロック１との間の隙間が閉塞される。この場合、ワーククランパ２１が筒ワークであるシリンダーブロック１を上方から押さえるので、ワーククランパ２１がシリンダーブロック１の上部を固定支持する。
【００１８】
ワーククランパ２１の閉塞板部２２Ｂの中央には、支持軸３０が上下に進退自在に挿通される。ここで、閉塞板部２２Ｂには、支持軸３０との間の隙間を閉塞するシール部材２２Ｄが配置されており、該隙間からのエアの流通を防止する。
支持軸３０は、ワーククランパ２１外に設けられた第２進退機構６１（図１参照）によりボア軸Ｌ０に沿って上下に進退自在に支持されている。
図１に示すように、第２進退機構６１は、送りねじ機構であり、雄ねじが刻設された第２軸部６２と、この第２軸部６２を回転駆動する第２駆動モーター６３と、第２軸部６２の回転速度および回転角を検出する第２ロータリーエンコーダ６４とを備えている。第２軸部６２は、この第２軸部６２に螺合するナット部６２Ａを介して支持軸３０に連結され、第２軸部６２の回転に応じて支持軸３０が上下に進退可能に構成されている。
【００１９】
この第２進退機構６１は、制御装置１２の位置制御部１３によって制御される。すなわち、第２進退機構６１は、第２駆動モーター６３により第２軸部６２を所定方向に回転駆動することによって、支持軸３０を上下方向に進退させる。この場合、支持軸３０は、この支持軸３０に設けられた封止板３１を、ワーククランパ２１内に待避した位置からシリンダーブロック１のボア内壁面２Ａの検査範囲全体（例えば、ピストン摺動範囲）に渡って上下動させる。
【００２０】
エアカプラ４１には、不図示のエアホースが接続され、このエアホースから供給される高圧エア（例えば、０．５ＭＰａのエア）が、エアカプラ４１を介してワーククランパ２１の内部空間、つまり、ワーククランパ２１内側の封止板３１の背面空間に供給される。
このエアカプラ４１は、ワーククランパ２１の閉塞板部２２Ｂにおける支持軸３０の周囲に間隔を空けて設けられ、エア排出口４１Ａを下向き、つまり、封止板３１の背面向きにして取り付けられている。本実施形態では、エアカプラ４１は、支持軸３０の周囲に等間隔で２箇所設けられているが、２箇所に限らず、例えば、４箇所でもよい。
このエアカプラ４１にエアを供給するか否かは、制御装置１２内のエア制御部１４が制御する。このエア制御部１４は、不図示のエア弁の開閉制御を行うことによって、エアカプラ４１へのエア供給／エア供給停止を切り替える。
【００２１】
封止板３１は、支持軸３０の下端に着脱自在に設けられている。
図３に示すように、この封止板３１は、支持軸３０よりも拡径し、ボア内壁面２Ａとの間に周方向に連続する均一の隙間Ｓ（本実施形態では２ｍｍ程度の隙間）を形成する。
詳述すると、この封止板３１は、支持軸３０との連結部３１Ａが支持軸３０と同径に形成され、この連結部３１Ａから先端側（下側）に行くに従って徐々に拡径する断面真円形状を有し、最大径となる先端部３１Ｂが、ボア内壁面２Ａとの間に周方向に連続する隙間Ｓを形成する直径Ｒ２の円形外縁部に形成されている。このため、この封止板３１の背面３１Ｃは、封止板３１の先端方向（下方向）に行くに従ってボア内壁面２Ａ向きに拡大するテーパー面に形成されている。
【００２２】
このように、本構成では、シリンダーブロック１のボア開口の一方側（上部）をワーククランパ２１で閉塞し、このワーククランパ２１の内部空間とボア２の内部空間とを封止板３１で絞って連通させるため、ワーククランパ２１内側にエアカプラ４１からのエアを吹き入れた場合に、封止板３１を境にしてワーククランパ２１側（上側）を大気圧以上の高圧にし、ワーククランパ２１の反対側（下側）を大気圧程度の低圧にすることができる。
このため、エアが流れる向きを、図３に矢印で示すように、ワーククランパ２１からボア２へ向かう一方向にすることができる。従って、ボア内壁面２Ａに残留する水滴や切り屑等をワーククランパ２１からボア２へ向かう方向だけに飛ばすことができ、残留物がワーククランパ２１側（上側）へ飛ばされて再びボア内壁面２Ａに付着してしまう事態を確実に回避することができる。
【００２３】
また、封止板３１の背面３１Ｃが、封止板３１の先端方向（下方向）に行くに従ってボア内壁面２Ａ向きに拡大するテーパー面に形成されているので、エアカプラ４１から排出されたエアを、このテーパー面に沿わせてボア内壁面２Ａに円滑に流すことができる。
しかも、このテーパー面により、ワーククランパ２１と封止板３１との間では封止板３１の先端方向（下方向）に行くに従ってエア通路が徐々に絞られるので、エアの流速を効率よく高めることができる。従って、封止板３１の先端部３１Ｂとボア内壁面２Ａとの間の隙間Ｓから排出されるエアの流速を効率よく高めることが可能である。
この隙間Ｓから排出されるエアは、ボア内壁面２Ａに沿って流れ、ボア内壁面２Ａの残留物を除去する除去エアとして機能する。従って、この除去エアが高速になるほど、残留物の除去能力を向上させることができる。
【００２４】
ところで、封止板３１の先端部３１Ｂとボア内壁面２Ａとの間の隙間Ｓを狭くすれば、この隙間Ｓから排出されるエアの流速を簡単に上げることができるが、この隙間Ｓを狭くするほど、シリンダーブロック１に対するワーククランパ２１、支持軸３０および封止板３１等の各部材の位置決め精度が要求され、構造が複雑化してしまう。本構成では、この隙間Ｓを構造の複雑化を招くほどは小さくせず、封止板３１の背面３１Ｃを上記テーパー面にすること等によって、エア流速を効率よく高めて除去能力を十分に確保している。
【００２５】
なお、上記封止板３１の材料については、特に制限されるものではないが、シリンダーブロック１への影響を低減する観点からは、シリンダーブロック１よりも柔軟な素材であるＭＣナイロンやウレタン等が適用され、或いは、除去能力の変化を抑制する観点からは、ステンレス等のエア圧では変形しないステンレス等の剛性材料が適用される。
【００２６】
次に内在物除去装置１０の動作を説明する。ここで、図４（Ａ）〜（Ｄ）は内在物除去装置１０の動作状態を各々示している。
図４（Ａ）は、内在物除去装置１０の待機状態を示している。すなわち、制御装置１２は、位置制御部１３により第１進退機構５１および第２進退機構６１を駆動させることよって、ワーククランパ２１および支持軸３０を上方に移動させ、シリンダーブロック１の搬送を妨げない位置に保持させた状態で待機する（待機工程）。なお、この状態では、エアカプラ４１にはエアが供給されないようになっている。
次に、シリンダーブロック１が予め定められた位置（ワーククランパ２１で密閉可能な位置）に搬送されると、制御装置１２は、第１進退機構５１によりワーククランパ２１を下方に移動させ、図４（Ｂ）に示すように、シリンダーブロック１の上面１Ａにワーククランパ２１を密着させてボア開口をワーククランパ２１で密閉する（密閉工程）。
【００２７】
ボア開口をワーククランパ２１で密閉すると、制御装置１２は、図４（Ｃ）に示すように、エア制御部１４によりエアカプラ４１にエアを供給させ、ワーククランパ２１内にエアを導入させると共に（流体導入工程）、図４（Ｄ）に示すように、エアを供給した状態を保持しつつ、位置制御部１３により第２進退機構６１を駆動させることよって、支持軸３０に設けられた封止板３１をボア内壁面２Ａに沿わせて下方に移動させる（移動工程）。この移動工程では、封止板３１を、ボア内壁面２Ａの全体（或いは、ピストン摺動範囲全体）に渡って上方から下方に向かって移動させ、ボア内壁面２Ａ全体から残留物を除去する。
そして、制御装置１２は、封止板３１をボア内壁面２Ａの下端或いは下端より更に下方位置まで移動させると、エアの供給を停止させると共に、ワーククランパ２１および支持軸３０を上方に移動させ、図４（Ａ）に示した待機状態へと移行する。以上が内在物除去装置１０の動作である。
なお、封止板３１を、ボア内壁面２Ａの全体（或いは、ピストン摺動範囲全体）に渡って一回移動させるだけでなく、複数回移動させてもよい。この内在物の除去動作が終了すると、公知の表面検査装置によりボア内壁面２Ａの表面検査が開始される。
【００２８】
このように本実施形態によれば、シリンダーブロック１のボア開口の一方側（上部）をワーククランパ２１で閉塞し、このワーククランパ２１に支持軸３０を介して設けられた封止板３１をボア２空間内に進退させると共に、ワーククランパ２１内の封止板３１の背面空間に向けてエアを供給させる（吹き入れる）ため、ワーククランパ２１内のエア圧が高まり、エアをワーククランパ２１からボア２へと流すことができ、ボア内壁面２Ａに残留する水滴や切り屑等を確実に除去できる。このため、ボア内壁面２Ａの表面検査の際に、水滴や切り屑による誤検出を回避することができる。
さらに、封止板３１をシリンダーブロック１のボア内壁面２Ａに沿わせて進退させるので、ボア内壁面２Ａの全体に渡って高圧のエアを流すことができ、ボア内壁面２Ａの各部に残留する水滴や切り屑等をより確実に除去することができる。また、従来の内在物除去装置が必要としていたノズル回転機構を必要としないので、構造が簡素化し、部品点数も削減できる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、封止板３１が、ボア内壁面２Ａとの間に周方向に連続する均等の隙間Ｓを形成するため、封止板３１の上下動（進退）だけでボア内壁面２Ａ全体から残留物を除去すると共に、ボア内壁面２Ａの周方向に渡って除去能力を均等に揃えることができる。
また、本実施形態によれば、封止板３１の背面３１Ｃは、この封止板３１の先端方向に行くに従ってボア内壁面２Ａ向きに拡大するテーパー面に形成されるため、エアの流速を効率よく高めてボア内壁面２Ａに吹き出すことができ、除去能力を効率よく高めることができる。
【００３０】
また、この内在物除去装置１０は、封止板３１が着脱自在であり、この封止板３１を交換することによって、ボア径Ｒ０が異なるシリンダーブロック１から内在物を除去可能である。例えば、図５に示すように、ボア径Ｒ０が小さいシリンダーブロック１Ｘの場合、封止板３１を、このシリンダーブロック１Ｘのボア内に納まる封止板３１Ｘに交換することによって内在物を除去可能である。
従来の内在物除去装置では、径の異なるボアが除去対象として追加された場合、そのままでは除去能力が変わってしまい、除去能力を揃えるには、構造が複雑なノズルユニットを新規に作成する必要がある。これに対し、本実施形態の内在物除去装置１０では、簡易な構造を有する封止板３１だけを交換すればよく、また、封止板３１Ｘとボア内壁面２Ａとの間の隙間Ｓの管理だけで、除去能力（エア流量）を容易に調整できるので、除去能力を容易に揃えることが可能である。
【００３１】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。
例えば、封止板３１は、上記形状に限らず、図６（Ａ）に示すように、封止板３１の先端部３１Ｂを同径で下方に延在させ、これによって、先端部３１Ｂを構成する円形外縁部を所定厚さＨの厚肉形状にしてもよいし、図６（Ｂ）に示すように、封止板３１全体を同径で下方に延在させ、これによって、封止板３１を所定厚さＨの円形外縁部だけで形成してもよい。
この場合、封止板３１とボア内壁面２Ａとの間の隙間Ｓを形成するエア絞り部の長さ（厚さＨに相当）が、ボア軸Ｌ０方向に長くなるので、エア絞り部での流速が早い領域が広くなり、ボア内壁面２Ａの除去能力を向上できる。特に図６（Ａ）では、封止板３１の背面３１Ｃをボア内壁面２Ａに向かって徐々に流速を高めるテーパー面にしているため、より効率よくエア流速を高めることが可能である。
【００３２】
ところで、シリンダーブロック１のボア２は、シリンダーヘッドやクランクケース等が組み付けられるとボア２の形状が変わってしまうため、従来より、シリンダーブロック１にボア２を加工する際、シリンダーヘッドを模したダミーヘッドを取り付けてボアの加工を行うことが行われている。この場合、ボア内壁面２Ａの検査工程のためにダミーヘッドを取り外さなければならないとすると、生産性が低下してしまう。
これを回避するために、図７に示すように、内在物除去装置１０のワーククランパ２１をダミーヘッド８１の上面８１Ａに密着させてボア２の一方の開口を閉塞させ、ダミーヘッド８１の厚さ分だけ、封止板３１の進退ストロークを大きく確保するようにすればよい。この構成によれば、ダミーヘッド８１を取り付けた状態でボア内壁面２Ａの残留物を除去することができる。
【００３３】
一方、図７に示したようなダミーヘッドを取り付けてボア２の加工を行うと、ボア加工の度、ダミーヘッドの取り付け、取り外しが必要になるため、生産性が低下する問題が生じる。この問題を回避するため、従来より以下の手法が提案されている（例えば、特開２００７−３１３６１９号公報参照）。
すなわち、まず、ダミーヘッドをシリンダーブロック１に装着して、工作機械によりボア２を断面所望の理想円形状に加工する。次に、シリンダーブロック１からダミーヘッドを取り外す。すると、ダミーヘッドの組付けによる応力が解消されるので、ボア２の形状が変形して断面非真円形（例えば、楕円）となる。この断面非真円形状のボア２の全体形状を測定して、ＮＣデータを生成しておく。このＮＣデータは、具体的には、ダミーヘッドを取り外して断面非真円形状となったボア２に対して、ボア軸Ｌ０に沿って所定間隔おきに測定点を設定し、各測定点でのボア２の断面形状を測定したものである。
その後、生成したＮＣデータに基づいて、ダミーヘッドを装着せずに、未加工のシリンダーブロックのボーリング加工を行って、非真円形状のボア２を形成する。このようにすれば、シリンダーブロック１にダミーヘッドを取り付けずにボア２を加工しても、シリンダーヘッドを装着すると、ボア２が断面所望の理想円形状の立体形状となる。
【００３４】
この場合には、ダミーヘッドを取り付けない状態で、上記内在物除去装置１０によりシリンダーブロック１から内在物を除去する。すなわち、シリンダーヘッド装着時に理想円形状のボア２となるシリンダーブロック１は、ダミーヘッドを取り付けない状態では、真円断面のボア内壁面２Ａに対して数十ミクロン程度の凹凸を有するが、この凹凸部分に非接触となるように封止板３１の径を設定しておけば（例えば、封止板３１をボア内壁面２Ａの平均径或いは最大径に対して２ミリ程度の隙間Ｓを有するものに設定する）、上述した図１〜図４と同じ態様で、ボア内壁面２Ａに残留する水滴や切り屑等を上から下に向けて確実に落とし、内在物を除去することができる。
【００３５】
また、第１進退機構５１および第２進退機構６１は上記機構に限らず、公知の機構を広く適用してもよい。また、エアを供給する構成に限らず、エア以外の気体（流体）を供給する構成にしてもよい。
また、上述の実施形態では、断面視略円形のシリンダーボアを有するシリンダーブロックの内在物を除去する内在物除去装置に本発明を適用する場合について説明したが、これに限らず、シリンダーブロック以外の筒ワークの内在物を除去する内在物除去装置に本発明を適用してもよい。筒ワークとしては、円筒のみならず、円管、三角管、中空の角柱（多角形の中空体）等のワークでもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダーブロック自動検査用の内在物除去装置の概略構成を示す図である。
【図２】内在物除去装置の主要部を示す図である。
【図３】内在物除去装置の主要部をシリンダーブロックと共に示す側断面図である。
【図４】内在物除去装置の動作を説明する図であり、（Ａ）は待機工程を示し、（Ｂ）は密閉工程を示し、（Ｃ）は流体導入工程を示し、（Ｄ）は移動工程を示す図である。
【図５】封止板を交換した状態を示す図である。
【図６】封止板の変形例を説明する図であり、（Ａ）は封止板の背面を傾斜面にしつつ先端部を同径の円板部にした場合を示す図であり、（Ｂ）は封止板全体を同径の円板部にした場合を示す図である。
【図７】ダミーヘッドを取り付けた状態でシリンダーブロックの内在物を除去する態様を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、１Ｘ シリンダーブロック（筒ワーク）
２ ボア
２Ａ ボア内壁面
１０ 内在物除去装置
２１ ワーククランパ（蓋状部材）
２２Ｄ シール部材
２３ 接触部材
３０ 支持軸
３１、３１Ｘ 封止板
３１Ｂ 先端部（円形外縁部）
４１ エアカプラ（供給手段）
５１ 第１進退機構
６１ 第２進退機構
８１ ダミーヘッド
Ｌ０ ボア軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒ワークの内在物を除去する内在物除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両用エンジンでは、ダイカスト等で金型鋳造されたシリンダーブロックのボアにボーリング加工やボア内壁面を研磨するホーニング加工を行った後に、ボア内壁面に傷や巣がないか否かを自動検査している。
ボアのボーリング加工では、ボア内壁面に螺旋状の切削痕が生じ、エンジンオイルの通り道（オイルピット）として利用されるが、この切削痕には切削液や切り屑等が残留するおそれがある。
また、ボアのホーニング加工は、ボア内壁面をオイルピットが残る程度に研磨仕上げしてピストン摺動面として適切な表面粗さ及び面性状にする仕上げ加工工程であるが、この仕上げ加工後でも研磨液や研磨屑が残留するおそれがある。
このような残留物（内在物）は、ボア内壁面の検査時に傷の過剰検出といった誤検出の原因になってしまう。このため、ボア内壁面の自動検査前に、ボア内壁面に残留する内在物を除去する内在物除去装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２００５−４６７２５号公報
【特許文献２】特開２００７−３１９７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の構成は、ケーシングに回転自在に支持された回転パイプの下端に略横向きにノズルを接続し、このノズルによりボア内壁面内側からボア内壁面に略直交させた向きでエアを吹き付け、この吹き付けたエアの反作用でノズルを回転させつつボア深さ方向に移動させるため、ボア内壁面の残留物（内在物）が上下方向に飛散し、特に上向きに飛ばされた残留物がボア内壁面に再び付着して除去されないおそれがある。
また、特許文献２の構成も、特許文献１と同様に、回転パイプの下端に略横向きにノズルを設け、ノズルからボア内壁面に略直交させた向きでエアを吹き付けてノズルを回転させるため、残留物（内在物）が上下方向に飛散してその一部が除去されないおそれがある。
さらに、これら装置はいずれも上下移動機構の他に回転機構を有するため、構造が複雑化し、部品点数の増大などを招いてしまう。
【０００４】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、シリンダーブロック等の筒ワークから内在物を除去する除去性能が向上した内在物除去装置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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、筒ワークの開口内側に流体を吹き入れて、該筒ワーク内側の内在物を除去する内在物除去装置において、前記筒ワークの開口を閉塞する蓋状部材と、前記蓋状部材に支持軸を介して設けられ、該支持軸の進退により前記筒ワークの空間内を進退自在な封止板と、前記蓋状部材内側の前記封止板の背面空間に流体を供給する供給手段とを備え、前記筒ワークの前記空間内面と前記封止板との間の隙間から該封止板の背面空間に供給した前記流体を吹き出して当該筒ワークの内在物を除去することを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、筒ワークの開口を閉塞する蓋状部材と、蓋状部材に支持軸を介して設けられ、該支持軸の進退により筒ワークの空間内を進退自在な封止板と、蓋状部材内側の封止板の背面空間に流体を供給する供給手段とを備え、筒ワークの空間内面と封止板との間の隙間から該封止板の背面空間に供給した流体を吹き出して当該筒ワークの内在物を除去するため、筒ワークの内在物を一方向に向けて除去することができ、内在物の除去性能を向上することができる。
【０００７】
上記発明において、前記封止板は、外縁部を有し、前記筒ワーク内面に沿って進退し、前記筒ワーク内面との間に該内面の周方向に連続する隙間を形成してもよい。これによれば、封止板の進退だけで筒ワーク内面全体から内在物を除去し、かつ、筒ワークの周方向に渡って除去能力を均等に揃えることができる。
【０００８】
上記発明において、前記封止板の背面は、この封止板の先端方向に行くに従って前記筒ワーク内面向きに拡大するテーパー面に形成してもよい。これによれば、流体の流速を効率よく高めて筒ワーク内面に吹き出すことができ、除去能力を効率よく高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、筒ワークの開口を閉塞する蓋状部材と、蓋状部材に支持軸を介して設けられ、該支持軸の進退により筒ワークの空間内を進退自在な封止板と、蓋状部材内側の封止板の背面空間に流体を供給する供給手段とを備え、筒ワークの空間内面と封止板との間の隙間から該封止板の背面空間に供給した流体を吹き出して当該筒ワークの内在物を除去するため、筒ワークの内在物を一方向に向けて除去でき、内在物の除去性能を向上させることができる。
また、封止板は、外縁部を有し、筒ワーク内面に沿って進退し、筒ワーク内面との間に該内面の周方向に連続する隙間を形成するように構成すれば、封止板の進退だけで筒ワーク内面全体から内在物を除去し、かつ、筒ワークの周方向に渡って除去能力を均等に揃えることができる。
また、封止板の背面は、この封止板の先端方向に行くに従って筒ワーク内面向きに拡大するテーパー面に形成するように構成すれば、流体の流速を効率よく高めて筒ワーク内面に吹き出すことができ、除去能力を効率よく高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るシリンダーブロック自動検査用の内在物除去装置１０の概略構成を示す図であり、図２は、内在物除去装置１０の主要部を示す図である。なお、図１中、符号１は、自動車用エンジンのシリンダーブロックである。
自動車用エンジンの製造工程には、金型鋳造されたシリンダーブロック１のボア（シリンダーボアとも言う）２にボーリング加工やボア内壁面２Ａを研磨するホーニング加工を行った後に、ボア内壁面２Ａに傷や巣がないか否かを自動検査する検査工程がある。
ボーリング加工やホーニング加工では、一般に、切削液や研磨液が使用されるため、ボア内壁面２Ａに、水滴や切り屑（研磨屑を含む）が残留する可能性がある。このような残留物（内在物）が残留したままだと、ボア内壁面２Ａの検査の際に、残留物がボア内壁面２Ａの外乱となり、過剰検出の原因になってしまう。このため、ボア内壁面２Ａの検査工程では、検査を阻害する内在物を除去した後に検査を実施することが望まれる。
【００１１】
シリンダーブロック１は、自動車用４サイクルエンジンのシリンダーブロックであり、ボア（シリンダーボア）２となる断面円形の貫通孔を備えた筒状のワーク（筒ワーク）である。このシリンダーブロック１は、アルミニウム合金や鋳鉄等の金属材で形成され、エンジンの気筒数や配列に応じて複数のボア２が間隔を空けて形成されている。
シリンダーブロック１のボア２は、エンジンのピストン（不図示）が摺動するピストン摺動面となるため、適切なボア径、表面粗さ及び面性状を得るべくボーリング加工およびホーニング加工が施される。
すなわち、ボーリング加工では、回転軸に設けたボーリングヘッドに切削バイトを径方向に突設し、該ボーリングヘッドを回転させながら筒ワークとしてのシリンダーブロック１に対して進退させてボア径を予め設定された目標ボア径まで切削する。このボーリング加工により、ボア内壁面２Ａには、方向性を有する螺旋状の切削痕ができる。その後、ボア内壁面２Ａに対して、螺旋状の切削痕をエンジンオイルの通り道（オイルピット）として利用可能な程度だけ残しつつ、エンジンの所望の性能を発揮可能な表面粗さ及び面性状を得るべく、ホーニング用砥石を配設した加工ヘッドを用いてホーニング加工が施される。
【００１２】
シリンダーブロック１は、仕上げ工程であるホーニング加工を経た後に図示せぬ搬送機構により搬送されて検査工程へと運ばれる。この場合、シリンダーブロック１は、車両搭載時と略同じ姿勢、つまり、ボア開口を上方に向けた姿勢で検査工程へ搬送され、この状態で検査工程における内在物除去や検査が行われる。以下に示す上下方向等の各方向は、図１に示す方向に従うものとし、図１では上方向を符号Ｕで示し、下方向を符号Ｄで示している。
【００１３】
内在物除去装置１０は、ボア内壁面２Ａに残留する液体（例えば研磨液）や研磨屑などを、流体の一種であるエアで吹き飛ばしてシリンダーブロック１外に放出させる装置であり、ボア内壁面２Ａの検査工程で内在物の除去に使用される。
図３は、内在物除去装置１０の主要部をシリンダーブロック１と共に示す側断面図である。この内在物除去装置１０は、図１〜図３に示すように、シリンダーブロック１のボア２の一方の開口を閉塞する蓋状部材であるワーククランパ２１と、このワーククランパ２１に支持軸３０を介して設けられ、この支持軸３０の進退によりボア２内を進退自在な封止板３１と、ワーククランパ２１に取り付けられ、封止板３１の背面空間にエアを供給する複数本（本例では２本）のエアカプラ（流体の供給手段）４１とを備えている。
【００１４】
ワーククランパ２１は、シリンダーブロック１のボア２よりも大径の円筒形状を有するクランパ本体２２を有し、このクランパ本体２２は、図２に示すように、内径Ｒ１がボア径Ｒ０よりも大径で、かつ、封止板３１を収容自在に上下に延びる内部空間を形成する円筒部２２Ａと、この円筒部２２Ａの上側（ボア２と反対側）の開口を塞ぐ閉塞板部２２Ｂとを一体に備えている。
このクランパ本体２２は、金属材または合成樹脂からなる剛体体で形成されており、このクランパ本体２２の下面（シリンダーブロック１側の面）には、このクランパ本体２２およびシリンダーブロック１よりも柔軟な素材で形成された接触部材２３が設けられている。
【００１５】
このクランパ本体２２は、ワーククランパ２１外に設けられた第１進退機構５１（図１参照）により上下に進退自在に支持されており、この第１進退機構５１によりクランパ本体２２がシリンダーブロック１に向けて降下した際に、図３に示すように、接触部材２３がシリンダーブロック１の上面１Ａに接触してシリンダーブロック１をクランプする。この接触部材２３は、クランパ本体２２の円筒部２２Ａと同径の内径を有する円筒部品に形成され、シリンダーブロック１よりも柔軟な素材として、例えば、ＭＣナイロンやウレタンで形成されている。
図１に示すように、第１進退機構５１は、送りねじ機構であり、雄ねじが刻設された第１軸部５２と、この第１軸部５２を回転駆動する第１駆動モーター５３と、第１軸部５２の回転速度および回転角を検出する第１ロータリーエンコーダ５４とを備えている。第１軸部５２は、この第１軸部５２に螺合するナット部５２Ａを介してクランパ本体２２に連結され、第１軸部５２の回転に応じてクランパ本体２２が上下に進退可能に構成されている。
【００１６】
この第１進退機構５１は、内在物除去装置１０の各部を制御する制御装置１２によって制御される。すなわち、図１に示すように、第１進退機構５１は、第１駆動モーター５３により第１軸部５２を所定方向に回転駆動し、この第１軸部５２の回転によりワーククランパ２１をシリンダーブロック１のボア２に向けて降下（移動）させる。そして、ワーククランパ２１に設けられた接触部材２３がシリンダーブロック１の上面、より具体的には、シリンダーブロック１の上面１Ａ（ボア周囲面）に当接すると、第１駆動モーター５３の回転を停止して当接状態を保持させる。また、第１駆動モーター５３を逆回転させてワーククランパ２１を上昇させ、シリンダーブロック１から待避した位置へと移動させる。
ここで、当接したか否かの検出は、第１ロータリーエンコーダ５４の検出結果に基づいて制御装置１２内の位置制御部１３が検出する。この位置制御部１３は、第１駆動モーター５３を駆動してワーククランパ２１を位置制御する機能を具備し、例えば、第１ロータリーエンコーダ５４を用いて第１駆動モーター５３の回転速度が零、或いは、回転速度変化量が零になったか否かを検出する等の公知の各種方法を用いて当接を検出する。
【００１７】
ワーククランパ２１の接触部材２３がシリンダーブロック１に当接すると、その際の当接力で接触部材２３がつぶれて（弾性変形して）シリンダーブロック１上面に密着し、当接力をシリンダーブロック１に伝えることなくワーククランパ２１とシリンダーブロック１との間の隙間が閉塞される。この場合、ワーククランパ２１が筒ワークであるシリンダーブロック１を上方から押さえるので、ワーククランパ２１がシリンダーブロック１の上部を固定支持する。
【００１８】
ワーククランパ２１の閉塞板部２２Ｂの中央には、支持軸３０が上下に進退自在に挿通される。ここで、閉塞板部２２Ｂには、支持軸３０との間の隙間を閉塞するシール部材２２Ｄが配置されており、該隙間からのエアの流通を防止する。
支持軸３０は、ワーククランパ２１外に設けられた第２進退機構６１（図１参照）によりボア軸Ｌ０に沿って上下に進退自在に支持されている。
図１に示すように、第２進退機構６１は、送りねじ機構であり、雄ねじが刻設された第２軸部６２と、この第２軸部６２を回転駆動する第２駆動モーター６３と、第２軸部６２の回転速度および回転角を検出する第２ロータリーエンコーダ６４とを備えている。第２軸部６２は、この第２軸部６２に螺合するナット部６２Ａを介して支持軸３０に連結され、第２軸部６２の回転に応じて支持軸３０が上下に進退可能に構成されている。
【００１９】
この第２進退機構６１は、制御装置１２の位置制御部１３によって制御される。すなわち、第２進退機構６１は、第２駆動モーター６３により第２軸部６２を所定方向に回転駆動することによって、支持軸３０を上下方向に進退させる。この場合、支持軸３０は、この支持軸３０に設けられた封止板３１を、ワーククランパ２１内に待避した位置からシリンダーブロック１のボア内壁面２Ａの検査範囲全体（例えば、ピストン摺動範囲）に渡って上下動させる。
【００２０】
エアカプラ４１には、不図示のエアホースが接続され、このエアホースから供給される高圧エア（例えば、０．５ＭＰａのエア）が、エアカプラ４１を介してワーククランパ２１の内部空間、つまり、ワーククランパ２１内側の封止板３１の背面空間に供給される。
このエアカプラ４１は、ワーククランパ２１の閉塞板部２２Ｂにおける支持軸３０の周囲に間隔を空けて設けられ、エア排出口４１Ａを下向き、つまり、封止板３１の背面向きにして取り付けられている。本実施形態では、エアカプラ４１は、支持軸３０の周囲に等間隔で２箇所設けられているが、２箇所に限らず、例えば、４箇所でもよい。
このエアカプラ４１にエアを供給するか否かは、制御装置１２内のエア制御部１４が制御する。このエア制御部１４は、不図示のエア弁の開閉制御を行うことによって、エアカプラ４１へのエア供給／エア供給停止を切り替える。
【００２１】
封止板３１は、支持軸３０の下端に着脱自在に設けられている。
図３に示すように、この封止板３１は、支持軸３０よりも拡径し、ボア内壁面２Ａとの間に周方向に連続する均一の隙間Ｓ（本実施形態では２ｍｍ程度の隙間）を形成する。
詳述すると、この封止板３１は、支持軸３０との連結部３１Ａが支持軸３０と同径に形成され、この連結部３１Ａから先端側（下側）に行くに従って徐々に拡径する断面真円形状を有し、最大径となる先端部３１Ｂが、ボア内壁面２Ａとの間に周方向に連続する隙間Ｓを形成する直径Ｒ２の円形外縁部に形成されている。このため、この封止板３１の背面３１Ｃは、封止板３１の先端方向（下方向）に行くに従ってボア内壁面２Ａ向きに拡大するテーパー面に形成されている。
【００２２】
このように、本構成では、シリンダーブロック１のボア開口の一方側（上部）をワーククランパ２１で閉塞し、このワーククランパ２１の内部空間とボア２の内部空間とを封止板３１で絞って連通させるため、ワーククランパ２１内側にエアカプラ４１からのエアを吹き入れた場合に、封止板３１を境にしてワーククランパ２１側（上側）を大気圧以上の高圧にし、ワーククランパ２１の反対側（下側）を大気圧程度の低圧にすることができる。
このため、エアが流れる向きを、図３に矢印で示すように、ワーククランパ２１からボア２へ向かう一方向にすることができる。従って、ボア内壁面２Ａに残留する水滴や切り屑等をワーククランパ２１からボア２へ向かう方向だけに飛ばすことができ、残留物がワーククランパ２１側（上側）へ飛ばされて再びボア内壁面２Ａに付着してしまう事態を確実に回避することができる。
【００２３】
また、封止板３１の背面３１Ｃが、封止板３１の先端方向（下方向）に行くに従ってボア内壁面２Ａ向きに拡大するテーパー面に形成されているので、エアカプラ４１から排出されたエアを、このテーパー面に沿わせてボア内壁面２Ａに円滑に流すことができる。
しかも、このテーパー面により、ワーククランパ２１と封止板３１との間では封止板３１の先端方向（下方向）に行くに従ってエア通路が徐々に絞られるので、エアの流速を効率よく高めることができる。従って、封止板３１の先端部３１Ｂとボア内壁面２Ａとの間の隙間Ｓから排出されるエアの流速を効率よく高めることが可能である。
この隙間Ｓから排出されるエアは、ボア内壁面２Ａに沿って流れ、ボア内壁面２Ａの残留物を除去する除去エアとして機能する。従って、この除去エアが高速になるほど、残留物の除去能力を向上させることができる。
【００２４】
ところで、封止板３１の先端部３１Ｂとボア内壁面２Ａとの間の隙間Ｓを狭くすれば、この隙間Ｓから排出されるエアの流速を簡単に上げることができるが、この隙間Ｓを狭くするほど、シリンダーブロック１に対するワーククランパ２１、支持軸３０および封止板３１等の各部材の位置決め精度が要求され、構造が複雑化してしまう。本構成では、この隙間Ｓを構造の複雑化を招くほどは小さくせず、封止板３１の背面３１Ｃを上記テーパー面にすること等によって、エア流速を効率よく高めて除去能力を十分に確保している。
【００２５】
なお、上記封止板３１の材料については、特に制限されるものではないが、シリンダーブロック１への影響を低減する観点からは、シリンダーブロック１よりも柔軟な素材であるＭＣナイロンやウレタン等が適用され、或いは、除去能力の変化を抑制する観点からは、ステンレス等のエア圧では変形しないステンレス等の剛性材料が適用される。
【００２６】
次に内在物除去装置１０の動作を説明する。ここで、図４（Ａ）〜（Ｄ）は内在物除去装置１０の動作状態を各々示している。
図４（Ａ）は、内在物除去装置１０の待機状態を示している。すなわち、制御装置１２は、位置制御部１３により第１進退機構５１および第２進退機構６１を駆動させることよって、ワーククランパ２１および支持軸３０を上方に移動させ、シリンダーブロック１の搬送を妨げない位置に保持させた状態で待機する（待機工程）。なお、この状態では、エアカプラ４１にはエアが供給されないようになっている。
次に、シリンダーブロック１が予め定められた位置（ワーククランパ２１で密閉可能な位置）に搬送されると、制御装置１２は、第１進退機構５１によりワーククランパ２１を下方に移動させ、図４（Ｂ）に示すように、シリンダーブロック１の上面１Ａにワーククランパ２１を密着させてボア開口をワーククランパ２１で密閉する（密閉工程）。
【００２７】
ボア開口をワーククランパ２１で密閉すると、制御装置１２は、図４（Ｃ）に示すように、エア制御部１４によりエアカプラ４１にエアを供給させ、ワーククランパ２１内にエアを導入させると共に（流体導入工程）、図４（Ｄ）に示すように、エアを供給した状態を保持しつつ、位置制御部１３により第２進退機構６１を駆動させることよって、支持軸３０に設けられた封止板３１をボア内壁面２Ａに沿わせて下方に移動させる（移動工程）。この移動工程では、封止板３１を、ボア内壁面２Ａの全体（或いは、ピストン摺動範囲全体）に渡って上方から下方に向かって移動させ、ボア内壁面２Ａ全体から残留物を除去する。
そして、制御装置１２は、封止板３１をボア内壁面２Ａの下端或いは下端より更に下方位置まで移動させると、エアの供給を停止させると共に、ワーククランパ２１および支持軸３０を上方に移動させ、図４（Ａ）に示した待機状態へと移行する。以上が内在物除去装置１０の動作である。
なお、封止板３１を、ボア内壁面２Ａの全体（或いは、ピストン摺動範囲全体）に渡って一回移動させるだけでなく、複数回移動させてもよい。この内在物の除去動作が終了すると、公知の表面検査装置によりボア内壁面２Ａの表面検査が開始される。
【００２８】
このように本実施形態によれば、シリンダーブロック１のボア開口の一方側（上部）をワーククランパ２１で閉塞し、このワーククランパ２１に支持軸３０を介して設けられた封止板３１をボア２空間内に進退させると共に、ワーククランパ２１内の封止板３１の背面空間に向けてエアを供給させる（吹き入れる）ため、ワーククランパ２１内のエア圧が高まり、エアをワーククランパ２１からボア２へと流すことができ、ボア内壁面２Ａに残留する水滴や切り屑等を確実に除去できる。このため、ボア内壁面２Ａの表面検査の際に、水滴や切り屑による誤検出を回避することができる。
さらに、封止板３１をシリンダーブロック１のボア内壁面２Ａに沿わせて進退させるので、ボア内壁面２Ａの全体に渡って高圧のエアを流すことができ、ボア内壁面２Ａの各部に残留する水滴や切り屑等をより確実に除去することができる。また、従来の内在物除去装置が必要としていたノズル回転機構を必要としないので、構造が簡素化し、部品点数も削減できる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、封止板３１が、ボア内壁面２Ａとの間に周方向に連続する均等の隙間Ｓを形成するため、封止板３１の上下動（進退）だけでボア内壁面２Ａ全体から残留物を除去すると共に、ボア内壁面２Ａの周方向に渡って除去能力を均等に揃えることができる。
また、本実施形態によれば、封止板３１の背面３１Ｃは、この封止板３１の先端方向に行くに従ってボア内壁面２Ａ向きに拡大するテーパー面に形成されるため、エアの流速を効率よく高めてボア内壁面２Ａに吹き出すことができ、除去能力を効率よく高めることができる。
【００３０】
また、この内在物除去装置１０は、封止板３１が着脱自在であり、この封止板３１を交換することによって、ボア径Ｒ０が異なるシリンダーブロック１から内在物を除去可能である。例えば、図５に示すように、ボア径Ｒ０が小さいシリンダーブロック１Ｘの場合、封止板３１を、このシリンダーブロック１Ｘのボア内に納まる封止板３１Ｘに交換することによって内在物を除去可能である。
従来の内在物除去装置では、径の異なるボアが除去対象として追加された場合、そのままでは除去能力が変わってしまい、除去能力を揃えるには、構造が複雑なノズルユニットを新規に作成する必要がある。これに対し、本実施形態の内在物除去装置１０では、簡易な構造を有する封止板３１だけを交換すればよく、また、封止板３１Ｘとボア内壁面２Ａとの間の隙間Ｓの管理だけで、除去能力（エア流量）を容易に調整できるので、除去能力を容易に揃えることが可能である。
【００３１】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。
例えば、封止板３１は、上記形状に限らず、図６（Ａ）に示すように、封止板３１の先端部３１Ｂを同径で下方に延在させ、これによって、先端部３１Ｂを構成する円形外縁部を所定厚さＨの厚肉形状にしてもよいし、図６（Ｂ）に示すように、封止板３１全体を同径で下方に延在させ、これによって、封止板３１を所定厚さＨの円形外縁部だけで形成してもよい。
この場合、封止板３１とボア内壁面２Ａとの間の隙間Ｓを形成するエア絞り部の長さ（厚さＨに相当）が、ボア軸Ｌ０方向に長くなるので、エア絞り部での流速が早い領域が広くなり、ボア内壁面２Ａの除去能力を向上できる。特に図６（Ａ）では、封止板３１の背面３１Ｃをボア内壁面２Ａに向かって徐々に流速を高めるテーパー面にしているため、より効率よくエア流速を高めることが可能である。
【００３２】
ところで、シリンダーブロック１のボア２は、シリンダーヘッドやクランクケース等が組み付けられるとボア２の形状が変わってしまうため、従来より、シリンダーブロック１にボア２を加工する際、シリンダーヘッドを模したダミーヘッドを取り付けてボアの加工を行うことが行われている。この場合、ボア内壁面２Ａの検査工程のためにダミーヘッドを取り外さなければならないとすると、生産性が低下してしまう。
これを回避するために、図７に示すように、内在物除去装置１０のワーククランパ２１をダミーヘッド８１の上面８１Ａに密着させてボア２の一方の開口を閉塞させ、ダミーヘッド８１の厚さ分だけ、封止板３１の進退ストロークを大きく確保するようにすればよい。この構成によれば、ダミーヘッド８１を取り付けた状態でボア内壁面２Ａの残留物を除去することができる。
【００３３】
一方、図７に示したようなダミーヘッドを取り付けてボア２の加工を行うと、ボア加工の度、ダミーヘッドの取り付け、取り外しが必要になるため、生産性が低下する問題が生じる。この問題を回避するため、従来より以下の手法が提案されている（例えば、特開２００７−３１３６１９号公報参照）。
すなわち、まず、ダミーヘッドをシリンダーブロック１に装着して、工作機械によりボア２を断面所望の理想円形状に加工する。次に、シリンダーブロック１からダミーヘッドを取り外す。すると、ダミーヘッドの組付けによる応力が解消されるので、ボア２の形状が変形して断面非真円形（例えば、楕円）となる。この断面非真円形状のボア２の全体形状を測定して、ＮＣデータを生成しておく。このＮＣデータは、具体的には、ダミーヘッドを取り外して断面非真円形状となったボア２に対して、ボア軸Ｌ０に沿って所定間隔おきに測定点を設定し、各測定点でのボア２の断面形状を測定したものである。
その後、生成したＮＣデータに基づいて、ダミーヘッドを装着せずに、未加工のシリンダーブロックのボーリング加工を行って、非真円形状のボア２を形成する。このようにすれば、シリンダーブロック１にダミーヘッドを取り付けずにボア２を加工しても、シリンダーヘッドを装着すると、ボア２が断面所望の理想円形状の立体形状となる。
【００３４】
この場合には、ダミーヘッドを取り付けない状態で、上記内在物除去装置１０によりシリンダーブロック１から内在物を除去する。すなわち、シリンダーヘッド装着時に理想円形状のボア２となるシリンダーブロック１は、ダミーヘッドを取り付けない状態では、真円断面のボア内壁面２Ａに対して数十ミクロン程度の凹凸を有するが、この凹凸部分に非接触となるように封止板３１の径を設定しておけば（例えば、封止板３１をボア内壁面２Ａの平均径或いは最大径に対して２ミリ程度の隙間Ｓを有するものに設定する）、上述した図１〜図４と同じ態様で、ボア内壁面２Ａに残留する水滴や切り屑等を上から下に向けて確実に落とし、内在物を除去することができる。
【００３５】
また、第１進退機構５１および第２進退機構６１は上記機構に限らず、公知の機構を広く適用してもよい。また、エアを供給する構成に限らず、エア以外の気体（流体）を供給する構成にしてもよい。
また、上述の実施形態では、断面視略円形のシリンダーボアを有するシリンダーブロックの内在物を除去する内在物除去装置に本発明を適用する場合について説明したが、これに限らず、シリンダーブロック以外の筒ワークの内在物を除去する内在物除去装置に本発明を適用してもよい。筒ワークとしては、円筒のみならず、円管、三角管、中空の角柱（多角形の中空体）等のワークでもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態に係るシリンダーブロック自動検査用の内在物除去装置の概略構成を示す図である。
【図２】内在物除去装置の主要部を示す図である。
【図３】内在物除去装置の主要部をシリンダーブロックと共に示す側断面図である。
【図４】内在物除去装置の動作を説明する図であり、（Ａ）は待機工程を示し、（Ｂ）は密閉工程を示し、（Ｃ）は流体導入工程を示し、（Ｄ）は移動工程を示す図である。
【図５】封止板を交換した状態を示す図である。
【図６】封止板の変形例を説明する図であり、（Ａ）は封止板の背面を傾斜面にしつつ先端部を同径の円板部にした場合を示す図であり、（Ｂ）は封止板全体を同径の円板部にした場合を示す図である。
【図７】ダミーヘッドを取り付けた状態でシリンダーブロックの内在物を除去する態様を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、１Ｘ シリンダーブロック（筒ワーク）
２ ボア
２Ａ ボア内壁面
１０ 内在物除去装置
２１ ワーククランパ（蓋状部材）
２２Ｄ シール部材
２３ 接触部材
３０ 支持軸
３１、３１Ｘ 封止板
３１Ｂ 先端部（円形外縁部）
４１ エアカプラ（供給手段）
５１ 第１進退機構
６１ 第２進退機構
８１ ダミーヘッド
Ｌ０ ボア軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒ワークの開口内側に流体を吹き入れて、該筒ワーク内側の内在物を除去する内在物除去装置において、
前記筒ワークの開口を閉塞する蓋状部材と、
前記蓋状部材に支持軸を介して設けられ、該支持軸の進退により前記筒ワークの空間内を進退自在な封止板と、
前記蓋状部材内側の前記封止板の背面空間に流体を供給する供給手段とを備え、
前記筒ワークの前記空間内面と前記封止板との間の隙間から該封止板の背面空間に供給した前記流体を吹き出して当該筒ワークの内在物を除去することを特徴とする内在物除去装置。
【請求項２】
前記封止板は、外縁部を有し、前記筒ワーク内面に沿って進退し、前記筒ワーク内面との間に該内面の周方向に連続する隙間を形成することを特徴とする請求項１に記載の内在物除去装置。
【請求項３】
前記封止板の背面は、この封止板の先端方向に行くに従って前記筒ワーク内面向きに拡大するテーパー面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内在物除去装置。
【請求項１】
筒ワークの開口内側に流体を吹き入れて、該筒ワーク内側の内在物を除去する内在物除去装置において、
前記筒ワークの開口を閉塞する蓋状部材と、
前記蓋状部材に支持軸を介して設けられ、該支持軸の進退により前記筒ワークの空間内を進退自在な封止板と、
前記蓋状部材内側の前記封止板の背面空間に流体を供給する供給手段とを備え、
前記筒ワークの前記空間内面と前記封止板との間の隙間から該封止板の背面空間に供給した前記流体を吹き出して当該筒ワークの内在物を除去することを特徴とする内在物除去装置。
【請求項２】
前記封止板は、外縁部を有し、前記筒ワーク内面に沿って進退し、前記筒ワーク内面との間に該内面の周方向に連続する隙間を形成することを特徴とする請求項１に記載の内在物除去装置。
【請求項３】
前記封止板の背面は、この封止板の先端方向に行くに従って前記筒ワーク内面向きに拡大するテーパー面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内在物除去装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−３６７７７（Ｐ２０１１−３６７７７Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８５５４６（Ｐ２００９−１８５５４６）
【出願日】平成２１年８月１０日（２００９．８．１０）
【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２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１０日（２００９．８．１０）
【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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