摺動部品の加工精度計測装置
【課題】 摺動穴部品と摺動軸部品との摺動抵抗から摺動部品の加工精度を計測する加工精度計測装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 摺動穴部品１と該摺動穴部品１の中に摺動自在に嵌装される摺動軸部品２の加工時における加工精度計測装置において、摺動穴部品１と摺動軸部品２のいずれか一方を駆動して互いを摺動させる駆動手段（電動機３、動力伝達手段４および電源５）と、駆動手段が供給する動力を計測する動力計測手段６と、摺動穴部品１と摺動軸部品２の相対位置を計測する位置計測手段とを備え、動力計測手段６により得られる動力計測値から摺動穴部品と摺動軸部品とが摺動するときの摺動抵抗値を算出し、摺動抵抗値と位置計測手段による相対位置計測値とから加工精度を計測することを特徴とする。
【解決手段】 摺動穴部品１と該摺動穴部品１の中に摺動自在に嵌装される摺動軸部品２の加工時における加工精度計測装置において、摺動穴部品１と摺動軸部品２のいずれか一方を駆動して互いを摺動させる駆動手段（電動機３、動力伝達手段４および電源５）と、駆動手段が供給する動力を計測する動力計測手段６と、摺動穴部品１と摺動軸部品２の相対位置を計測する位置計測手段とを備え、動力計測手段６により得られる動力計測値から摺動穴部品と摺動軸部品とが摺動するときの摺動抵抗値を算出し、摺動抵抗値と位置計測手段による相対位置計測値とから加工精度を計測することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動部品、たとえばエンジンのシリンダとピストンの加工精度計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンでは、シリンダにピストンが挿入され、燃焼室内に燃料と空気の混合ガスの吸入・圧縮、燃焼ガスの膨張・排気の行程を行うためにピストンがシリンダとの間で高速で往復摺動する。このとき、シリンダ内径とピストン外径との間のクリアランスが過大であると混合ガス、燃焼ガスの漏れが生じ、エンジンの燃焼ロスにつながる。逆にクリアランスが過小の場合、摺動抵抗が大きくなるため機械的ロスを生じ、さらに摩耗による摩耗粉が軸受部や潤滑経路に入り込むことによる不具合も懸念される。
かかる不具合を防止するためには、シリンダの内周面は、ピストン外周面との間のクリアランスをピストンとの摺動範囲にわたって適正にする必要がある。このため、シリンダの内径寸法、円筒度等に高い精度が要求されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３７２８７２０号公報（段落［００３５］，及び図１）
【特許文献２】特開２００３−３４３３４９号公報（段落［００］，及び図）
【０００４】
これに対し、特許文献１にシリンダの内径寸法をエアマイクロメータで計測する方法が開示されている。エアマイクロメータを軸心方向に移動、あるいは軸心まわりに回転させて複数箇所の内径寸法データを取得するものである。
しかしながら、この計測方法はエアーマイクロが測定子と計測物との間の隙間をマスターゲージを基準として比較計測することを原理とするものであるため、内径寸法は計測できても軸心の振れを表す円筒度を直接計測することはできないという問題があった。
また、円筒度を何らかの別の手段（たとえば内径寸法の軸心方向変化をデータ処理する等）で計測できたとしても、内径寸法と円筒度を別個に計測、管理しなければならないため、前述のように摺動範囲全域で寸法公差、形状公差を厳しく設定することは、計測コストを増大されるばかりでなく、両公差を同時に満足させなければならないために製造歩留まりの悪化を引き起こすことになる。
【０００５】
一方、特許文献２には、ピストン摺動特性を計測する方法が開示されている。実機ピストンリングを装着した模擬ピストンを実機シリンダライナを装着した模擬シリンダジグに組み込み、模擬ピストンを固定、模擬シリンダジグを直進往復動させることによって実機エンジンと同様の摩擦状況におき、模擬ピストンに設けた荷重検出器を介してピストン荷重を計測するものである。しかしながら、実機エンジンの運転状態を模擬してピストンリングとシリンダライナ間の摩擦挙動を把握するものであり、シリンダとピストンとの相対位置を計測してもいないため、加工データを得ることはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、摺動穴部品と摺動軸部品との摺動抵抗から摺動部品の加工精度を計測する加工精度計測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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、請求項１に記載の発明は、摺動穴部品及び該摺動穴部品の中に摺動自在に嵌装される摺動軸部品の加工精度計測装置において、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を駆動して互いに摺動させる駆動手段と、前記駆動手段が供給する動力を計測する動力計測手段と、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品の相対位置を計測する位置計測手段とを備え、前記動力計測手段により得られる動力計測値から前記摺動穴部品と前記摺動軸部品とが摺動するときの摺動抵抗値を算出し、該摺動抵抗値と前記位置計測手段による相対位置計測値とから加工精度を計測することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は前記駆動手段が、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を直線駆動して互いに摺動させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は前記駆動手段が、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を回転駆動して互いに摺動させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記駆動手段が、電動機と、電動機に電力を供給する電源と、電動機の回転出力を前記摺動穴部品または前記摺動軸部品のいずれか一方に所要の方向の運動に変換し、伝達する動力伝達装置とから構成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項４に記載の加工精度計測装置であって、前記駆動手段が、直線駆動手段と回転駆動手段を備え、前記直線駆動手段が前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を軸心方向に直線駆動するとともに、他方を前記回転駆動手段が軸心まわりに回転駆動して互いに摺動させることを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項６に記載の発明は、前記加工精度計測装置であって、前記直線駆動手段が、直線駆動用電動機と、前記直線駆動用電動機に電力を供給する電源と、前記直線駆動用電動機の回転出力を軸心方向の直線運動に変換し、前記摺動穴部品または前記摺動軸部品のいずれか一方に伝達する動力伝達装置とから構成され、前記回転駆動手段が、回転駆動用電動機と、前記回転駆動用電動機に電力を供給する電源と、前記回転駆動用電動機の回転出力を軸心まわりの回転駆動に変換して他方の部品に伝達する動力伝達装置とから構成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方が模擬部品であることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記摺動穴部品がエンジンシリンダであり、前記摺動軸部品がピストンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を駆動して、互いに摺動させるときの摺動抵抗と、互いの相対位置を計測するように構成したので、摺動部品の内外径寸法と円筒度の加工精度を包含した寸法・形状特性を把握することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を軸心方向に直線駆動して、互いに摺動させるときの摺動抵抗と、互いの軸心方向の相対位置を計測するように構成したので、摺動部品の内外径寸法と円筒度の加工精度を包含した軸心方向の寸法・形状特性を把握することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を軸心まわりに回転駆動して、互いに摺動させるときの摺動抵抗と、互いの軸心まわりの相対位置を計測するように構成したので、摺動部品の内外径寸法と円筒度の加工精度を包含した軸心まわりの寸法・形状特性を把握することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を駆動する駆動手段を、電動機と、電動機に電力を供給する電源と、電動機の回転出力を摺動穴部品または摺動軸部品のいずれか一方に所要の方向の運動に変換、伝達する動力伝達装置とから構成したので、摺動部品の駆動を簡素な構成で正確に行うことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、駆動手段を、直線駆動手段と回転駆動手段を備え、直線駆動手段が摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を直線駆動するとともに、他方の回転駆動手段が回転駆動するように構成したので、摺動部品の内外径寸法と円筒度の加工精度を包含した軸心方向の寸法・形状特性と軸心まわりの寸法・形状特性とをそれぞれ把握することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、直線駆動手段を、直線駆動用電動機と、直線駆動用電動機に電力を供給する電源と、直線駆動用電動機の回転出力を直線運動に変換して摺動穴部品または摺動軸部品のいずれか一方に伝達する動力伝達装置とで構成し、回転駆動手段を、回転駆動用電動機と、回転駆動用電動機に電力を供給する電源と、回転駆動用電動機の回転出力を回転駆動に変換して他方の部品に伝達する動力伝達装置とで構成したので、摺動部品の軸心方向の直線駆動と軸心まわりの回転駆動とを、簡素な構成で正確に行うことができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を模擬部品としたので、模擬部品を特別に厳しい精度で製作・管理されたもの（マスターゲージ）とすることができ、他方の実機部品をより高い精度で計測できる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、エンジンシリンダとピストンの加工精度を正確に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第一実施形態を適用する摺動部品の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
摺動穴部品１は、加工精度計測装置の図示しない架台上に固定されている。摺動軸部品２は、摺動穴部品２に軸心方向に直線的に摺動自在に嵌装されている。
電動機３は摺動部品を駆動するものであり、図１の場合、摺動軸部品２を軸心方向に直線駆動するよう配設されている。
【００２４】
電動機３には、電動機３を駆動するための電力を供給するための電源５が接続されている。電源５は、後述する電流計測のため、定電圧電源とするのがよく、また精度よく電流計測を行うために安定化電源とすることが望ましい。
電動機３の出力軸には動力伝達手段４の一端が連接され、動力伝達手段４の他端は摺動軸部品２に連接されている。
電動機３と電源５の間に、動力計測手段６が接続されている。動力計測手段６は電流計であって、この計測値と定電圧電源の出力電圧とから、電動機３の動力を計測する。
【００２５】
動力伝達手段４の動力変換機構は一定の構成に限定されるものではないが、本発明の目的にかなう精密な駆動を行うためには、直線的なラックアンドピニオン機構あるいはボールねじ機構が望ましい。また摺動部品が相互に往復運動する実機の運転状態を模擬するために、摺動軸部品２を直線往復駆動させる場合には、揺動式のリンク機構やカムフォロワ機構としてもよい。
動力伝達手段４には、さらに摺動穴部品１と摺動軸部品２の相対位置を計測するための図示しない位置計測手段を備えている。位置計測手段は、動力伝達手段４に入力される電動機３の出力軸の回転変位を計測するものでもよいし、動力伝達手段４から出力される直線変位を計測するものでもよい。
【００２６】
なお、図１には、加工精度計測装置を操作する操作手段、動力計測手段および位置計測手段から得られた計測値を記憶する記憶装置、記憶装置に記憶されたデータを処理するデータ処理装置および処理結果を表示する表示装置などを図示していないが、いずれも既知の手段で足りるため、詳述しない。
【００２７】
次に、図１の構成を用いたときの作用・効果について説明する。
摺動部品とは、エンジンにおけるシリンダとピストンの組み合わせを代表例とするものであり、このほか、流体装置におけるシリンダとプランジャの組み合わせなどがある。
エンジンの例をとれば、摺動穴部品１はシリンダ、摺動軸部品２はピストンが該当する。
【００２８】
一般的に、穴部品の内径を高精度に加工、計測することは難しいとされているので、ここではシリンダの内径加工時の加工精度の計測に本発明を適用する場合について説明する。
実際のエンジンにおけるシリンダは、シリンダブロックのボアの中にシリンダライナが装着されている。シリンダライナは、摺動するピストン（実際はピストンヘッドに装着されたピストンリング）に直接接触されるため、その内径加工には高い精度が求められる。
従って、シリンダの内径加工とは、この場合、シリンダブロック（またはこれを模擬したジグ）に実機シリンダライナを装着した状態で、シリンダライナの内径加工をすることを指す。一方、ピストンは実機のピストンを使用するとピストンリングが装着されているため誤差要因を有するので、厳しい精度で製作・管理された模擬ピストン（マスターゲージ）とするのが良い。
【００２９】
計測手順は次のようになる。
電源５から電動機３に電力を供給し、電動機３を駆動すると、電動機３の出力軸の回転が動力伝達手段４に入力され、動力伝達手段４で回転出力が軸心方向の直線運動に変換され、摺動軸部品２を直線運動させる。摺動軸部品２の直線運動の変位は、動力伝達手段４に含まれる図示しない位置計測手段により所定のピッチレートで逐次計測され、位置計測値は、ピッチレートに応じてカウントされる時刻情報とともに図示されない記憶装置に伝送され記憶される。
【００３０】
摺動軸部品２は、摺動穴部品１に摺動自在に嵌装されており、摺動軸部品２が摺動することにより、摺動軸部品２の外周面と摺動穴部品１の内周面との接触面で発生する摩擦力は、摺動抵抗となってあらわれる。この摺動抵抗に抗して摺動軸部品２を直線運動させるためには、電源５からより多くの電力を電動機３に供給して電動機３の駆動力を増加させねばならない。電動機３は前記摺動抵抗と一致する駆動力を発生している場合に摺動軸部品２を運動させることができるので、電動機３の駆動力を計測することにより摺動抵抗を計測することができる。
【００３１】
動力計測手段６は電流計であり、電源５が定電圧電源であるから、動力計測が可能であり、動力計測値は、電圧情報とともに前記記憶装置に伝送され記憶される。
記憶装置に記憶された位置計測値、動力計測値および時刻情報、電圧情報を必要に応じて処理装置に呼び込み、摺動部品の相対位置に応じた摺動抵抗の分布を算出する。
【００３２】
記憶装置には、摺動抵抗と加工量とを関係付ける加工データが記憶されている。加工データは、摺動抵抗が特定の分布にあるときに、摺動穴部品１のどの位置の内周面をどれほどの量を加工すればよいかを細密な実験によって予め調べ、その結果から作成されたものである。
前述の摺動部品の相対位置に応じた摺動抵抗の分布に、さらに記憶装置から呼び出される加工データを加えて演算処理することにより、摺動穴部品１の内周面の加工量を算出することができる。
このように算出された加工量算出値を図示しない表示装置に表示して、引き続き行うべき摺動穴部品１の加工量を参照することができる。
【００３３】
摺動軸部品２は、マスターゲージとして特別に厳しい公差で製作されたものであるが、それでも公差内の誤差を含みうる。したがい、摺動軸部品２の外周面の寸法・形状データを記憶装置に記憶させておき、前述の加工量を算出する際に摺動軸部品２の外周面の寸法・形状データを呼び出して加工量を補正してもよい。
【００３４】
なお、摺動部品相互間の摺動抵抗に対し、電動機３の駆動力は動力伝達手段４の機械損失分だけ誤差を含みうるが、摺動軸部品２に替えて動力伝達手段４の先端にロードセルを接続して駆動系全体を較正しておくことで、誤差を排除しうる。この較正データも前記記憶装置に記憶させておき、処理装置で摺動抵抗の分布を算出する際に、記憶装置から呼び出してこれを含めた演算処理をすることにより、容易に誤差を排除した摺動抵抗の分布を算出することができる。
【００３５】
摺動軸部品２の軸心方向の長さの設定には注意が必要である。摺動軸部品２の長さが短い場合には、摺動抵抗の変化を軸心方向に沿って細かく計測することができるという利点を有するものの、一方で摺動軸部品２が倒れを生ずることがあり、この場合には誤った円筒度の計測を行ってしまうおそれがある。従って、摺動軸部品２の長さはある程度の長さを有することが望ましく、通常は摺動穴部品１の内径に相当する寸法長さ以上にするのが好適である。
【００３６】
以上の計測手順で加工精度の計測を行う場合、計測条件として次の点に留意する必要がある。
第一に、計測時の室温管理である。精密加工を行う場合には一般的に室温を管理することが通例であるが、本発明を適用する場合にも同様のことが言える。特に本発明では加工データ、マスターゲージの寸法・形状データ、駆動系の較正データなど、計測値を演算処理する際に用いる基準データを多く用いるため、これら基準データを取得する際の室温の管理と同様に管理しておく必要がある。基準温度は特定の温度に限定されるわけではないが、通常のゲージ管理などに適用される２０℃とするのが好適である。
【００３７】
第二に、摺動部品の潤滑である。実機を運転する際に行う潤滑とは意味合いが異なるが、加工精度の計測時にも摺動部品に潤滑を施すことが望ましい。無潤滑状態で計測することは必ずしも否定されるものではないが、無潤滑状態の摩擦係数は、周辺環境あるいは摺動面の性状等さまざまな要因に敏感に変化しうるので好ましくない。これに対し、摺動面に潤滑油を塗布すると摩擦係数は大きく低下しつつ安定した特性を示す。ただし、この場合、加工データを取得する場合にも同様の潤滑を施すことが重要である。また、潤滑状態をそろえるために加工データ取得時、加工精度計測時ともに同種の清浄な潤滑油を使用することが望ましい。
【００３８】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図２を用いて説明する。
図２は、本発明の第二実施形態を適用する摺動部品の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
摺動穴部品１は、加工精度計測装置の図示しない架台上に固定されている。
摺動軸部品２は、摺動穴部品２に軸心まわりの回転方向に摺動自在に嵌装されている。
電動機３は摺動部品を駆動するものであり、図２の場合、摺動軸部品２を回転駆動するよう配設されている。
【００３９】
電動機３の出力軸には動力伝達手段４の一端が連接され、動力伝達手段４の他端は摺動軸部品２に連接されている。
動力伝達手段４の動力変換機構は一定の構成に限定されるものではないが、一定の減速比の歯車機構が良い。
【００４０】
動力伝達手段４には、さらに摺動穴部品１と摺動軸部品２の軸心まわりの回転方向の相対位置を計測するための図示しない位置計測手段を備えている。位置計測手段は、動力伝達手段４に入力される電動機３の出力軸の回転変位を計測するものでもよいし、動力伝達手段４から出力される回転変位を計測するものでもよい。
【００４１】
電動機３を駆動するための電力を供給するための電源５および動力計測手段６は第一実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、その他の図示しない操作手段、記憶装置、処理装置および表示装置なども同様である。
【００４２】
第二実施形態は、摺動部品が相互に回転摺動する部品の場合に有効であるばかりでなく、両者が相互に直線摺動する部品の場合においても意義がある。すなわち、直線摺動する摺動部品の場合、駆動機構に連接された摺動軸部品２は、この連接部において軸心まわりの回転が拘束されて摺動穴部品１とは一定の相対的回転位置関係が保持される。しかしながら、摺動軸部品２の軸心まわりの外周寸法・形状は一定でないにもかかわらず、前述の駆動機構との連接部加工において、摺動軸部品２の軸心まわりの外周寸法・形状は考慮されず、任意の向きで連接部加工が施されることになる。摺動穴部品１に、どのような性状の軸心まわりの外周寸法・形状を有する摺動軸部品２が組み合わされるか定まっていないのが通例であるし、一方の部品の交換もあり得るので、摺動穴部品１の内周面は常に所定の精度を確保しておく必要があり、このためには摺動軸部品２を回転摺動させて加工精度を計測することが必要である。
【００４３】
第二実施形態の計測手順は、第一実施形態において摺動軸部品２を直線駆動するのに対し、第二実施形態では摺動軸部品２を回転駆動する点が相違するのみで、その他については同様である。
【００４４】
これにより得られた計測値は図示されない記憶装置に記憶され、処理装置で演算処理されて摺動部品の回転方向の相対位置（方位位置）に応じた摺動抵抗の分布を算出する。さらに記憶装置に記憶されている加工データ、摺動軸部品２の外周面の寸法・形状データ、動力伝達手段４の較正データを含めて演算処理することにより、補正された加工量を算出することができる。
【００４５】
［第三実施形態］
さらに、本発明の第三実施形態について、図３を用いて説明する。
図３は、本発明の第三実施形態を適用する摺動部品の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
摺動穴部品１は、加工精度計測装置の図示しない架台上に軸心まわりに回転自在に保持されたテーブル上に固定されている。
摺動軸部品２は、摺動穴部品２に軸心方向に直線的に摺動自在に嵌装されている。
電動機は摺動部品を駆動するものであり、図３の場合、摺動軸部品２を直線駆動するための直線駆動用電動機３ａと、摺動軸部品２を回転駆動するための回転駆動用電動機３ｂが配設されている。
【００４６】
電動機３ａの出力軸には動力伝達手段４ａの一端が連接され、動力伝達手段４ａの他端は摺動軸部品２に連接されて、電動機３ａの出力軸の回転運動を直線運動に変換するものである。動力伝達手段４ａの動力変換機構は一定の構成に限定されるものではないが、第一実施形態について説明したように、直線的なラックアンドピニオン機構あるいはボールねじ機構が望ましい。
【００４７】
電動機３ｂの出力軸には動力伝達手段４ｂの一端が連接され、動力伝達手段４ｂの他端は摺動穴部品１を固定するテーブルに連接されて、電動機３ｂの出力軸の回転運動を前記テーブルが回転運動するよう伝達される。動力伝達手段４ｂの動力変換機構は一定の構成に限定されるものではないが、一定の減速比の歯車機構が良い。
【００４８】
動力伝達手段４ａには、さらに摺動穴部品１と摺動軸部品２の相対位置を計測するための図示しない位置計測手段を備えている。位置計測手段は、動力伝達手段４ａに入力される電動機３ａの出力軸の回転変位を計測するものでもよいし、動力伝達手段４ａから出力される直線変位を計測するものでもよい。
【００４９】
動力伝達手段４ｂには、摺動穴部品１と摺動軸部品２の軸心まわりの回転方向の相対位置を計測するための図示しない位置計測手段を備えている。位置計測手段は、動力伝達手段４ａに入力される電動機３ａの出力軸の回転変位を計測するものでもよいし、動力伝達手段４から出力される回転変位を計測するものでもよい。
【００５０】
電動機３ａ、３ｂをそれぞれ駆動する電力を供給するための電源５ａ、５ｂおよび動力計測手段６ａ、６ｂは第一実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、その他の図示しない操作手段、記憶装置、処理装置および表示装置なども同様である。なお、ここでは、電源５ａ、５ｂを電動機３ａ、３ｂに対応させて説明したが、別異の電源とする必要はなく、ひとつの共通の電源５として、電動機３ａ、３ｂを接続してもよいことはいうまでもない。
【００５１】
第三実施形態の計測手順は、第一実施形態において説明した摺動部品を相対的に直線駆動することと、第二実施形態で説明した摺動部品を相対的に回転駆動することを組み合わせたものであり、その他については同様である。このような摺動軸部品２を直線駆動するとともに、摺動穴部品１を回転駆動することは、摺動部品をいわば相対的に螺旋駆動することを意味する。
これらにより得られた計測値は、第一実施形態および第二実施形態において説明した計測手順で、それぞれ軸心方向の加工量および軸心まわりの回転方向の加工量を算出し、それぞれを表示装置に表示することにより、より詳細な摺動穴部品１の加工量を参照することができる。
【００５２】
また第一実施形態および第二実施形態で行われる加工精度計測を同時に行うことで計測時間の短縮、計測コストの低減をすることができる。
【００５３】
なお、図４は第三実施形態の動力伝達手段の変形例である。摺動穴部品１を固定しておき、摺動軸部品２を直線駆動と回転駆動との両方向の駆動をさせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第一実施形態の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
【図２】本発明の第二実施形態の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
【図３】本発明の第三実施形態の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
【図４】本発明の第三実施形態の加工精度計測装置の動力伝達手段の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 摺動穴部品
２ 摺動軸部品
３ 電動機
４ 動力伝達手段
５ 電源
６ 動力計測手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動部品、たとえばエンジンのシリンダとピストンの加工精度計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンでは、シリンダにピストンが挿入され、燃焼室内に燃料と空気の混合ガスの吸入・圧縮、燃焼ガスの膨張・排気の行程を行うためにピストンがシリンダとの間で高速で往復摺動する。このとき、シリンダ内径とピストン外径との間のクリアランスが過大であると混合ガス、燃焼ガスの漏れが生じ、エンジンの燃焼ロスにつながる。逆にクリアランスが過小の場合、摺動抵抗が大きくなるため機械的ロスを生じ、さらに摩耗による摩耗粉が軸受部や潤滑経路に入り込むことによる不具合も懸念される。
かかる不具合を防止するためには、シリンダの内周面は、ピストン外周面との間のクリアランスをピストンとの摺動範囲にわたって適正にする必要がある。このため、シリンダの内径寸法、円筒度等に高い精度が要求されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３７２８７２０号公報（段落［００３５］，及び図１）
【特許文献２】特開２００３−３４３３４９号公報（段落［００］，及び図）
【０００４】
これに対し、特許文献１にシリンダの内径寸法をエアマイクロメータで計測する方法が開示されている。エアマイクロメータを軸心方向に移動、あるいは軸心まわりに回転させて複数箇所の内径寸法データを取得するものである。
しかしながら、この計測方法はエアーマイクロが測定子と計測物との間の隙間をマスターゲージを基準として比較計測することを原理とするものであるため、内径寸法は計測できても軸心の振れを表す円筒度を直接計測することはできないという問題があった。
また、円筒度を何らかの別の手段（たとえば内径寸法の軸心方向変化をデータ処理する等）で計測できたとしても、内径寸法と円筒度を別個に計測、管理しなければならないため、前述のように摺動範囲全域で寸法公差、形状公差を厳しく設定することは、計測コストを増大されるばかりでなく、両公差を同時に満足させなければならないために製造歩留まりの悪化を引き起こすことになる。
【０００５】
一方、特許文献２には、ピストン摺動特性を計測する方法が開示されている。実機ピストンリングを装着した模擬ピストンを実機シリンダライナを装着した模擬シリンダジグに組み込み、模擬ピストンを固定、模擬シリンダジグを直進往復動させることによって実機エンジンと同様の摩擦状況におき、模擬ピストンに設けた荷重検出器を介してピストン荷重を計測するものである。しかしながら、実機エンジンの運転状態を模擬してピストンリングとシリンダライナ間の摩擦挙動を把握するものであり、シリンダとピストンとの相対位置を計測してもいないため、加工データを得ることはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、摺動穴部品と摺動軸部品との摺動抵抗から摺動部品の加工精度を計測する加工精度計測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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
すなわち、請求項１に記載の発明は、摺動穴部品及び該摺動穴部品の中に摺動自在に嵌装される摺動軸部品の加工精度計測装置において、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を駆動して互いに摺動させる駆動手段と、前記駆動手段が供給する動力を計測する動力計測手段と、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品の相対位置を計測する位置計測手段とを備え、前記動力計測手段により得られる動力計測値から前記摺動穴部品と前記摺動軸部品とが摺動するときの摺動抵抗値を算出し、該摺動抵抗値と前記位置計測手段による相対位置計測値とから加工精度を計測することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は前記駆動手段が、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を直線駆動して互いに摺動させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は前記駆動手段が、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を回転駆動して互いに摺動させることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記駆動手段が、電動機と、電動機に電力を供給する電源と、電動機の回転出力を前記摺動穴部品または前記摺動軸部品のいずれか一方に所要の方向の運動に変換し、伝達する動力伝達装置とから構成されることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項４に記載の加工精度計測装置であって、前記駆動手段が、直線駆動手段と回転駆動手段を備え、前記直線駆動手段が前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を軸心方向に直線駆動するとともに、他方を前記回転駆動手段が軸心まわりに回転駆動して互いに摺動させることを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項６に記載の発明は、前記加工精度計測装置であって、前記直線駆動手段が、直線駆動用電動機と、前記直線駆動用電動機に電力を供給する電源と、前記直線駆動用電動機の回転出力を軸心方向の直線運動に変換し、前記摺動穴部品または前記摺動軸部品のいずれか一方に伝達する動力伝達装置とから構成され、前記回転駆動手段が、回転駆動用電動機と、前記回転駆動用電動機に電力を供給する電源と、前記回転駆動用電動機の回転出力を軸心まわりの回転駆動に変換して他方の部品に伝達する動力伝達装置とから構成されることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方が模擬部品であることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記摺動穴部品がエンジンシリンダであり、前記摺動軸部品がピストンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を駆動して、互いに摺動させるときの摺動抵抗と、互いの相対位置を計測するように構成したので、摺動部品の内外径寸法と円筒度の加工精度を包含した寸法・形状特性を把握することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を軸心方向に直線駆動して、互いに摺動させるときの摺動抵抗と、互いの軸心方向の相対位置を計測するように構成したので、摺動部品の内外径寸法と円筒度の加工精度を包含した軸心方向の寸法・形状特性を把握することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を軸心まわりに回転駆動して、互いに摺動させるときの摺動抵抗と、互いの軸心まわりの相対位置を計測するように構成したので、摺動部品の内外径寸法と円筒度の加工精度を包含した軸心まわりの寸法・形状特性を把握することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を駆動する駆動手段を、電動機と、電動機に電力を供給する電源と、電動機の回転出力を摺動穴部品または摺動軸部品のいずれか一方に所要の方向の運動に変換、伝達する動力伝達装置とから構成したので、摺動部品の駆動を簡素な構成で正確に行うことができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、駆動手段を、直線駆動手段と回転駆動手段を備え、直線駆動手段が摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を直線駆動するとともに、他方の回転駆動手段が回転駆動するように構成したので、摺動部品の内外径寸法と円筒度の加工精度を包含した軸心方向の寸法・形状特性と軸心まわりの寸法・形状特性とをそれぞれ把握することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、直線駆動手段を、直線駆動用電動機と、直線駆動用電動機に電力を供給する電源と、直線駆動用電動機の回転出力を直線運動に変換して摺動穴部品または摺動軸部品のいずれか一方に伝達する動力伝達装置とで構成し、回転駆動手段を、回転駆動用電動機と、回転駆動用電動機に電力を供給する電源と、回転駆動用電動機の回転出力を回転駆動に変換して他方の部品に伝達する動力伝達装置とで構成したので、摺動部品の軸心方向の直線駆動と軸心まわりの回転駆動とを、簡素な構成で正確に行うことができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、摺動穴部品と摺動軸部品のいずれか一方を模擬部品としたので、模擬部品を特別に厳しい精度で製作・管理されたもの（マスターゲージ）とすることができ、他方の実機部品をより高い精度で計測できる。
【００２２】
請求項８に記載の発明によれば、エンジンシリンダとピストンの加工精度を正確に計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第一実施形態を適用する摺動部品の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
摺動穴部品１は、加工精度計測装置の図示しない架台上に固定されている。摺動軸部品２は、摺動穴部品２に軸心方向に直線的に摺動自在に嵌装されている。
電動機３は摺動部品を駆動するものであり、図１の場合、摺動軸部品２を軸心方向に直線駆動するよう配設されている。
【００２４】
電動機３には、電動機３を駆動するための電力を供給するための電源５が接続されている。電源５は、後述する電流計測のため、定電圧電源とするのがよく、また精度よく電流計測を行うために安定化電源とすることが望ましい。
電動機３の出力軸には動力伝達手段４の一端が連接され、動力伝達手段４の他端は摺動軸部品２に連接されている。
電動機３と電源５の間に、動力計測手段６が接続されている。動力計測手段６は電流計であって、この計測値と定電圧電源の出力電圧とから、電動機３の動力を計測する。
【００２５】
動力伝達手段４の動力変換機構は一定の構成に限定されるものではないが、本発明の目的にかなう精密な駆動を行うためには、直線的なラックアンドピニオン機構あるいはボールねじ機構が望ましい。また摺動部品が相互に往復運動する実機の運転状態を模擬するために、摺動軸部品２を直線往復駆動させる場合には、揺動式のリンク機構やカムフォロワ機構としてもよい。
動力伝達手段４には、さらに摺動穴部品１と摺動軸部品２の相対位置を計測するための図示しない位置計測手段を備えている。位置計測手段は、動力伝達手段４に入力される電動機３の出力軸の回転変位を計測するものでもよいし、動力伝達手段４から出力される直線変位を計測するものでもよい。
【００２６】
なお、図１には、加工精度計測装置を操作する操作手段、動力計測手段および位置計測手段から得られた計測値を記憶する記憶装置、記憶装置に記憶されたデータを処理するデータ処理装置および処理結果を表示する表示装置などを図示していないが、いずれも既知の手段で足りるため、詳述しない。
【００２７】
次に、図１の構成を用いたときの作用・効果について説明する。
摺動部品とは、エンジンにおけるシリンダとピストンの組み合わせを代表例とするものであり、このほか、流体装置におけるシリンダとプランジャの組み合わせなどがある。
エンジンの例をとれば、摺動穴部品１はシリンダ、摺動軸部品２はピストンが該当する。
【００２８】
一般的に、穴部品の内径を高精度に加工、計測することは難しいとされているので、ここではシリンダの内径加工時の加工精度の計測に本発明を適用する場合について説明する。
実際のエンジンにおけるシリンダは、シリンダブロックのボアの中にシリンダライナが装着されている。シリンダライナは、摺動するピストン（実際はピストンヘッドに装着されたピストンリング）に直接接触されるため、その内径加工には高い精度が求められる。
従って、シリンダの内径加工とは、この場合、シリンダブロック（またはこれを模擬したジグ）に実機シリンダライナを装着した状態で、シリンダライナの内径加工をすることを指す。一方、ピストンは実機のピストンを使用するとピストンリングが装着されているため誤差要因を有するので、厳しい精度で製作・管理された模擬ピストン（マスターゲージ）とするのが良い。
【００２９】
計測手順は次のようになる。
電源５から電動機３に電力を供給し、電動機３を駆動すると、電動機３の出力軸の回転が動力伝達手段４に入力され、動力伝達手段４で回転出力が軸心方向の直線運動に変換され、摺動軸部品２を直線運動させる。摺動軸部品２の直線運動の変位は、動力伝達手段４に含まれる図示しない位置計測手段により所定のピッチレートで逐次計測され、位置計測値は、ピッチレートに応じてカウントされる時刻情報とともに図示されない記憶装置に伝送され記憶される。
【００３０】
摺動軸部品２は、摺動穴部品１に摺動自在に嵌装されており、摺動軸部品２が摺動することにより、摺動軸部品２の外周面と摺動穴部品１の内周面との接触面で発生する摩擦力は、摺動抵抗となってあらわれる。この摺動抵抗に抗して摺動軸部品２を直線運動させるためには、電源５からより多くの電力を電動機３に供給して電動機３の駆動力を増加させねばならない。電動機３は前記摺動抵抗と一致する駆動力を発生している場合に摺動軸部品２を運動させることができるので、電動機３の駆動力を計測することにより摺動抵抗を計測することができる。
【００３１】
動力計測手段６は電流計であり、電源５が定電圧電源であるから、動力計測が可能であり、動力計測値は、電圧情報とともに前記記憶装置に伝送され記憶される。
記憶装置に記憶された位置計測値、動力計測値および時刻情報、電圧情報を必要に応じて処理装置に呼び込み、摺動部品の相対位置に応じた摺動抵抗の分布を算出する。
【００３２】
記憶装置には、摺動抵抗と加工量とを関係付ける加工データが記憶されている。加工データは、摺動抵抗が特定の分布にあるときに、摺動穴部品１のどの位置の内周面をどれほどの量を加工すればよいかを細密な実験によって予め調べ、その結果から作成されたものである。
前述の摺動部品の相対位置に応じた摺動抵抗の分布に、さらに記憶装置から呼び出される加工データを加えて演算処理することにより、摺動穴部品１の内周面の加工量を算出することができる。
このように算出された加工量算出値を図示しない表示装置に表示して、引き続き行うべき摺動穴部品１の加工量を参照することができる。
【００３３】
摺動軸部品２は、マスターゲージとして特別に厳しい公差で製作されたものであるが、それでも公差内の誤差を含みうる。したがい、摺動軸部品２の外周面の寸法・形状データを記憶装置に記憶させておき、前述の加工量を算出する際に摺動軸部品２の外周面の寸法・形状データを呼び出して加工量を補正してもよい。
【００３４】
なお、摺動部品相互間の摺動抵抗に対し、電動機３の駆動力は動力伝達手段４の機械損失分だけ誤差を含みうるが、摺動軸部品２に替えて動力伝達手段４の先端にロードセルを接続して駆動系全体を較正しておくことで、誤差を排除しうる。この較正データも前記記憶装置に記憶させておき、処理装置で摺動抵抗の分布を算出する際に、記憶装置から呼び出してこれを含めた演算処理をすることにより、容易に誤差を排除した摺動抵抗の分布を算出することができる。
【００３５】
摺動軸部品２の軸心方向の長さの設定には注意が必要である。摺動軸部品２の長さが短い場合には、摺動抵抗の変化を軸心方向に沿って細かく計測することができるという利点を有するものの、一方で摺動軸部品２が倒れを生ずることがあり、この場合には誤った円筒度の計測を行ってしまうおそれがある。従って、摺動軸部品２の長さはある程度の長さを有することが望ましく、通常は摺動穴部品１の内径に相当する寸法長さ以上にするのが好適である。
【００３６】
以上の計測手順で加工精度の計測を行う場合、計測条件として次の点に留意する必要がある。
第一に、計測時の室温管理である。精密加工を行う場合には一般的に室温を管理することが通例であるが、本発明を適用する場合にも同様のことが言える。特に本発明では加工データ、マスターゲージの寸法・形状データ、駆動系の較正データなど、計測値を演算処理する際に用いる基準データを多く用いるため、これら基準データを取得する際の室温の管理と同様に管理しておく必要がある。基準温度は特定の温度に限定されるわけではないが、通常のゲージ管理などに適用される２０℃とするのが好適である。
【００３７】
第二に、摺動部品の潤滑である。実機を運転する際に行う潤滑とは意味合いが異なるが、加工精度の計測時にも摺動部品に潤滑を施すことが望ましい。無潤滑状態で計測することは必ずしも否定されるものではないが、無潤滑状態の摩擦係数は、周辺環境あるいは摺動面の性状等さまざまな要因に敏感に変化しうるので好ましくない。これに対し、摺動面に潤滑油を塗布すると摩擦係数は大きく低下しつつ安定した特性を示す。ただし、この場合、加工データを取得する場合にも同様の潤滑を施すことが重要である。また、潤滑状態をそろえるために加工データ取得時、加工精度計測時ともに同種の清浄な潤滑油を使用することが望ましい。
【００３８】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図２を用いて説明する。
図２は、本発明の第二実施形態を適用する摺動部品の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
摺動穴部品１は、加工精度計測装置の図示しない架台上に固定されている。
摺動軸部品２は、摺動穴部品２に軸心まわりの回転方向に摺動自在に嵌装されている。
電動機３は摺動部品を駆動するものであり、図２の場合、摺動軸部品２を回転駆動するよう配設されている。
【００３９】
電動機３の出力軸には動力伝達手段４の一端が連接され、動力伝達手段４の他端は摺動軸部品２に連接されている。
動力伝達手段４の動力変換機構は一定の構成に限定されるものではないが、一定の減速比の歯車機構が良い。
【００４０】
動力伝達手段４には、さらに摺動穴部品１と摺動軸部品２の軸心まわりの回転方向の相対位置を計測するための図示しない位置計測手段を備えている。位置計測手段は、動力伝達手段４に入力される電動機３の出力軸の回転変位を計測するものでもよいし、動力伝達手段４から出力される回転変位を計測するものでもよい。
【００４１】
電動機３を駆動するための電力を供給するための電源５および動力計測手段６は第一実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、その他の図示しない操作手段、記憶装置、処理装置および表示装置なども同様である。
【００４２】
第二実施形態は、摺動部品が相互に回転摺動する部品の場合に有効であるばかりでなく、両者が相互に直線摺動する部品の場合においても意義がある。すなわち、直線摺動する摺動部品の場合、駆動機構に連接された摺動軸部品２は、この連接部において軸心まわりの回転が拘束されて摺動穴部品１とは一定の相対的回転位置関係が保持される。しかしながら、摺動軸部品２の軸心まわりの外周寸法・形状は一定でないにもかかわらず、前述の駆動機構との連接部加工において、摺動軸部品２の軸心まわりの外周寸法・形状は考慮されず、任意の向きで連接部加工が施されることになる。摺動穴部品１に、どのような性状の軸心まわりの外周寸法・形状を有する摺動軸部品２が組み合わされるか定まっていないのが通例であるし、一方の部品の交換もあり得るので、摺動穴部品１の内周面は常に所定の精度を確保しておく必要があり、このためには摺動軸部品２を回転摺動させて加工精度を計測することが必要である。
【００４３】
第二実施形態の計測手順は、第一実施形態において摺動軸部品２を直線駆動するのに対し、第二実施形態では摺動軸部品２を回転駆動する点が相違するのみで、その他については同様である。
【００４４】
これにより得られた計測値は図示されない記憶装置に記憶され、処理装置で演算処理されて摺動部品の回転方向の相対位置（方位位置）に応じた摺動抵抗の分布を算出する。さらに記憶装置に記憶されている加工データ、摺動軸部品２の外周面の寸法・形状データ、動力伝達手段４の較正データを含めて演算処理することにより、補正された加工量を算出することができる。
【００４５】
［第三実施形態］
さらに、本発明の第三実施形態について、図３を用いて説明する。
図３は、本発明の第三実施形態を適用する摺動部品の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
摺動穴部品１は、加工精度計測装置の図示しない架台上に軸心まわりに回転自在に保持されたテーブル上に固定されている。
摺動軸部品２は、摺動穴部品２に軸心方向に直線的に摺動自在に嵌装されている。
電動機は摺動部品を駆動するものであり、図３の場合、摺動軸部品２を直線駆動するための直線駆動用電動機３ａと、摺動軸部品２を回転駆動するための回転駆動用電動機３ｂが配設されている。
【００４６】
電動機３ａの出力軸には動力伝達手段４ａの一端が連接され、動力伝達手段４ａの他端は摺動軸部品２に連接されて、電動機３ａの出力軸の回転運動を直線運動に変換するものである。動力伝達手段４ａの動力変換機構は一定の構成に限定されるものではないが、第一実施形態について説明したように、直線的なラックアンドピニオン機構あるいはボールねじ機構が望ましい。
【００４７】
電動機３ｂの出力軸には動力伝達手段４ｂの一端が連接され、動力伝達手段４ｂの他端は摺動穴部品１を固定するテーブルに連接されて、電動機３ｂの出力軸の回転運動を前記テーブルが回転運動するよう伝達される。動力伝達手段４ｂの動力変換機構は一定の構成に限定されるものではないが、一定の減速比の歯車機構が良い。
【００４８】
動力伝達手段４ａには、さらに摺動穴部品１と摺動軸部品２の相対位置を計測するための図示しない位置計測手段を備えている。位置計測手段は、動力伝達手段４ａに入力される電動機３ａの出力軸の回転変位を計測するものでもよいし、動力伝達手段４ａから出力される直線変位を計測するものでもよい。
【００４９】
動力伝達手段４ｂには、摺動穴部品１と摺動軸部品２の軸心まわりの回転方向の相対位置を計測するための図示しない位置計測手段を備えている。位置計測手段は、動力伝達手段４ａに入力される電動機３ａの出力軸の回転変位を計測するものでもよいし、動力伝達手段４から出力される回転変位を計測するものでもよい。
【００５０】
電動機３ａ、３ｂをそれぞれ駆動する電力を供給するための電源５ａ、５ｂおよび動力計測手段６ａ、６ｂは第一実施形態と同様であるので、説明を省略する。また、その他の図示しない操作手段、記憶装置、処理装置および表示装置なども同様である。なお、ここでは、電源５ａ、５ｂを電動機３ａ、３ｂに対応させて説明したが、別異の電源とする必要はなく、ひとつの共通の電源５として、電動機３ａ、３ｂを接続してもよいことはいうまでもない。
【００５１】
第三実施形態の計測手順は、第一実施形態において説明した摺動部品を相対的に直線駆動することと、第二実施形態で説明した摺動部品を相対的に回転駆動することを組み合わせたものであり、その他については同様である。このような摺動軸部品２を直線駆動するとともに、摺動穴部品１を回転駆動することは、摺動部品をいわば相対的に螺旋駆動することを意味する。
これらにより得られた計測値は、第一実施形態および第二実施形態において説明した計測手順で、それぞれ軸心方向の加工量および軸心まわりの回転方向の加工量を算出し、それぞれを表示装置に表示することにより、より詳細な摺動穴部品１の加工量を参照することができる。
【００５２】
また第一実施形態および第二実施形態で行われる加工精度計測を同時に行うことで計測時間の短縮、計測コストの低減をすることができる。
【００５３】
なお、図４は第三実施形態の動力伝達手段の変形例である。摺動穴部品１を固定しておき、摺動軸部品２を直線駆動と回転駆動との両方向の駆動をさせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第一実施形態の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
【図２】本発明の第二実施形態の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
【図３】本発明の第三実施形態の加工精度計測装置の全体構造を示す説明図である。
【図４】本発明の第三実施形態の加工精度計測装置の動力伝達手段の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 摺動穴部品
２ 摺動軸部品
３ 電動機
４ 動力伝達手段
５ 電源
６ 動力計測手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動穴部品及び該摺動穴部品の中に摺動自在に嵌装される摺動軸部品の加工精度計測装置において、
前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を駆動して互いに摺動させる駆動手段と、
前記駆動手段が供給する動力を計測する動力計測手段と、
前記摺動穴部品と前記摺動軸部品の相対位置を計測する位置計測手段とを備え、
前記動力計測手段により得られる動力計測値から前記摺動穴部品と前記摺動軸部品とが摺動するときの摺動抵抗値を算出し、該摺動抵抗値と前記位置計測手段による相対位置計測値とから加工精度を計測することを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項２】
前記駆動手段が、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を軸心方向に直線駆動して互いに摺動させることを特徴とする請求項１に記載の加工精度計測装置。
【請求項３】
前記駆動手段が、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を軸心まわりに回転駆動して互いに摺動させることを特徴とする請求項１に記載の加工精度計測装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、
前記駆動手段が、電動機と、該電動機に電力を供給する電源と、前記電動機の回転出力を前記摺動穴部品または前記摺動軸部品のいずれか一方に所要の方向の運動に変換し、伝達する動力伝達装置とから構成されることを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項５】
請求項１または請求項４に記載の加工精度計測装置であって、
前記駆動手段が、直線駆動手段と回転駆動手段を備え、前記直線駆動手段が前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を軸心方向に直線駆動するとともに、他方を前記回転駆動手段が軸心まわりに回転駆動して互いに摺動させることを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項６】
請求項５に記載の加工精度計測装置であって、
前記直線駆動手段が、直線駆動用電動機と、前記直線駆動用電動機に電力を供給する電源と、前記直線駆動用電動機の回転出力を軸心方向の直線運動に変換し、前記摺動穴部品または前記摺動軸部品のいずれか一方に伝達する動力伝達装置とから構成され、
前記回転駆動手段が、回転駆動用電動機と、前記回転駆動用電動機に電力を供給する電源と、前記回転駆動用電動機の回転出力を軸心まわりの回転駆動に変換して他方の部品に伝達する動力伝達装置とから構成されることを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方が模擬部品であることを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記摺動穴部品がエンジンシリンダであり、前記摺動軸部品がピストンであることを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項１】
摺動穴部品及び該摺動穴部品の中に摺動自在に嵌装される摺動軸部品の加工精度計測装置において、
前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を駆動して互いに摺動させる駆動手段と、
前記駆動手段が供給する動力を計測する動力計測手段と、
前記摺動穴部品と前記摺動軸部品の相対位置を計測する位置計測手段とを備え、
前記動力計測手段により得られる動力計測値から前記摺動穴部品と前記摺動軸部品とが摺動するときの摺動抵抗値を算出し、該摺動抵抗値と前記位置計測手段による相対位置計測値とから加工精度を計測することを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項２】
前記駆動手段が、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を軸心方向に直線駆動して互いに摺動させることを特徴とする請求項１に記載の加工精度計測装置。
【請求項３】
前記駆動手段が、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を軸心まわりに回転駆動して互いに摺動させることを特徴とする請求項１に記載の加工精度計測装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、
前記駆動手段が、電動機と、該電動機に電力を供給する電源と、前記電動機の回転出力を前記摺動穴部品または前記摺動軸部品のいずれか一方に所要の方向の運動に変換し、伝達する動力伝達装置とから構成されることを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項５】
請求項１または請求項４に記載の加工精度計測装置であって、
前記駆動手段が、直線駆動手段と回転駆動手段を備え、前記直線駆動手段が前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方を軸心方向に直線駆動するとともに、他方を前記回転駆動手段が軸心まわりに回転駆動して互いに摺動させることを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項６】
請求項５に記載の加工精度計測装置であって、
前記直線駆動手段が、直線駆動用電動機と、前記直線駆動用電動機に電力を供給する電源と、前記直線駆動用電動機の回転出力を軸心方向の直線運動に変換し、前記摺動穴部品または前記摺動軸部品のいずれか一方に伝達する動力伝達装置とから構成され、
前記回転駆動手段が、回転駆動用電動機と、前記回転駆動用電動機に電力を供給する電源と、前記回転駆動用電動機の回転出力を軸心まわりの回転駆動に変換して他方の部品に伝達する動力伝達装置とから構成されることを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記摺動穴部品と前記摺動軸部品のいずれか一方が模擬部品であることを特徴とする加工精度計測装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の加工精度計測装置であって、前記摺動穴部品がエンジンシリンダであり、前記摺動軸部品がピストンであることを特徴とする加工精度計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−３２５０４（Ｐ２００８−３２５０４Ａ）
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２０５６４２（Ｐ２００６−２０５６４２）
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２８日（２００６．７．２８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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