JP2006334748A - 内面研削砥石、研削装置、及び成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 サイクルタイムをかけずに内面研削砥石の斜面の長さを所定範囲に保つこと。
【解決手段】 砥石８の先端内周部に凹部３４を設ける。このように凹部３４を設けることにより、斜面３１をドレスすると砥石８の先端も落とされ、先端をドレスする必要がなくなる。凹部３４の形状は、円錐形状（Ｖ字形状）、Ｕ字形状、円筒形状などを採用することができる。特に、円柱面３２のドレス量ｔ１、斜面３１のドレス量ｔ２が決まっている場合、凹部３４を、ｔ１、ｔ２、及び斜面３１の角度によって決まる所定の円錐形状とすると、これらのドレスによって斜面３１の長さが一定値となるようにすることができる。このように、本実施の形態の砥石８により、砥石８の先端をドレスする必要がなく、加工のサイクルタイムを短縮することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、内面研削砥石、研削装置、及び成形装置に関し、例えば、燃料噴射ノズルの内面を研削する砥石をドレスするものに関する。

ディーゼルエンジンなどで使用される燃料噴射ノズルは、燃料の噴射量を調節する部品であるため、高い加工精度が要求される。
そこで加工精度を高めるために、燃料噴射ノズルの内面は、旋盤などにより粗加工した後、数値制御の内面研削装置で内面研削を行って仕上げ加工を行っている。

図８（ａ）〜（ｃ）は、燃料噴射ノズル（ワーク）と内面研削砥石（以下、砥石）の関係を説明するための図である。
図８（ａ）は、燃料噴射ノズル２の断面を示しており、例えば、軸方向の長さが約５０［ｍｍ］、外径が約１０［ｍｍ］、内径が約６［ｍｍ］程度の円筒部材４１を用いて構成されている。
燃料噴射ノズル２を構成する部材としては、鉄やステンレスなどの金属材料が用いられる。

円筒部材４１の先端側は閉塞されており、その先端部分には半球形状を有する突起部４５が形成されている。
突起部４５には、燃料を噴射するための微細な噴射口（図示せず）が複数形成されており、これら噴射口は円筒部材４１の内部の先端部分に貫通している。

円筒部材４１の内部は円筒状にくり抜かれて内径面が形成されている。内径面は、開口端側に形成された第１内径面４４と、閉塞端側に形成された第２内径面４３から構成されており、かつ、第１内径面４４の内径は第２内径面４３の内径よりも大きくなっている。
燃料噴射ノズル２には、ディーゼルエンジン内ではニードルと呼ばれる円柱部材が挿入されて使用されるが、第１内径面４４は、この円柱部材との摺動面を成すため、高い加工精度が要求される。

内径面の閉塞端側は漏斗状にすぼまってノズルシート面４２が形成されている。燃料噴射ノズル２に挿入される円柱部材の先端部はノズルシート面４２の形状と同様な円錐形状を成しており、ノズルシート面４２との間隙の大きさにより燃料の噴射量が調節される。このため、ノズルシート面４２も第１内径面４４と同様に高い加工精度が必要とされる。

以上のように、第１内径面４４とノズルシート面４２は高い加工精度が必要とされるため、これらの部分を内面研削装置により内面研削を行って所望の加工精度を確保している。

第１内径面４４とノズルシート面４２をそれぞれ個別の砥石を用いて研削していたが、最近は加工効率、及びコスト効率を向上させるために、先端が円錐状の斜面で形成された円柱状の砥石を用いて、第１内径面４４とノズルシート面４２の双方を研削することが行われている。

図８（ｂ）は、円錐状の斜面と円柱面を有する砥石８でノズルシート面４２を研削する場合の、燃料噴射ノズル２と砥石８の位置関係を示している。
ノズルシート面４２を研削する場合は、砥石８と燃料噴射ノズル２をそれぞれ中心軸の回りに回転させながら、図８（ｂ）に示したように、砥石８の斜面でノズルシート面４２を切り込み、ノズルシート面４２の研削を行う。

図８（ｃ）は、砥石８で第１内径面４４を研削する場合の燃料噴射ノズル２と砥石８の位置関係を示している。
図に示したように、第１内径面４４を研削する場合は、砥石８と燃料噴射ノズル２をそれぞれ中心軸の回りに回転させながら、砥石８の円柱面で第１内径面４４を切り込み、第１内径面４４の研削を行う。なお、砥石８を中心軸の方向に前後させることにより、第１内径面４４の全ての内周面に渡って研削が行われる。

このような、燃料噴射ノズルの内面研削に関する技術として、次の文献で開示されている内面研削方法及び装置、燃料噴射ノズル製造方法がある。
特開平１１−２７７３８３号公報

この文献では、斜面と円柱面を有する砥石を用いて、燃料噴射ノズルのノズルシート部と内径面を研削する方法が開示されている。

ところが、ノズルシート面４２の先端は閉塞しているため、砥石８の先端がノズルシート面４２の先端に干渉する可能性があった。
砥石８の先端が干渉すると、砥石８が欠けてノズルシート面４２を傷つけたり、あるいは、砥石８が損傷して加工精度が低下したりするなどの不具合が発生する可能性があった。

そこで、本願出願人は、次の未公開の特許文献２によって、ノズルシート面４２の先端に干渉しないように砥石８をドレスするドレス装置などを提案した。

特願２００５−３４５７

図９（ａ）に特許文献２で提案したドレス装置でドレスした砥石８の外形を示す。
砥石８の先端には平坦面３３が形成されている。このように砥石８の先端は平取りされているため、砥石８がノズルシート面４２の先端に接触することを防止することができる。

なお、ガソリンエンジン用の燃料噴射ノズルの場合は、研削後にノズルプレートを取り付けるものもあるが、研削前から既にノズルプレートが取り付いているものが用いられており、ディーゼルエンジンの燃料噴射ノズルと同様に、ノズルの先端と砥石の先端の接触を防ぐ必要がある。

ところで、砥石８の磨耗や変形などによる加工精度の低下を防止するため、ワークを一定量加工したら砥石８をドレスするが、斜面３１をドレスすると斜面３１の長さ（即ち母線の長さ）が長くなってしまう。

斜面３１の長さが長くなるとノズルシート面４２の先端に砥石８が接触する可能性があるため、この場合、先端の平坦面３３もドレスし、斜面３１の長さが一定範囲となるようにする。このようにして斜面３１と平坦面３３をドレスした結果、図９（ｂ）に示したように、斜面３１ａと平坦面３３ａが形成される。

ところで、このように平坦面３３をドレスして平坦面３３の長さを調節するようにすると、平坦面３３のドレスに時間がかかり、サイクルタイムが長くなるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、サイクルタイムをかけずに内面研削砥石の斜面の長さを所定範囲に保つことである。

本発明は、前記目的を達成するために、回転軸に対して対称に形成された先端凹部と、前記先端凹部に連続し、前記回転軸を中心線とする円錐面を形成する斜面部と、前記斜面部に連続し、前記回転軸を中心線とする円柱面部と、を有する内面研削砥石を提供する（第１の構成）。
第１の構成において、前記先端凹部の形状は、前記斜面部を所定の量だけドレスした後に前記斜面部の母線の長さが所定の範囲となるように形成されているように構成することができる（第２の構成）。
第１の構成、又は第２の構成において、前記先端凹部の形状は、前記円柱面部を所定の量だけドレスした後に前記斜面部の母線の長さが所定の範囲となるように形成されているように構成することもできる（第３の構成）。
第１の構成、第２の構成、又は第３の構成において、前記先端凹部の形状は、前記斜面部のドレス量と前記円柱面部のドレス量と、前記斜面部が前記回転軸と成す角度を用いて規定されるように構成することもできる（第４の構成）。
また、本発明は、回転軸に垂直に形成された先端凹部と、前記先端凹部に連続し、前記回転軸を中心線とする円錐面を形成する斜面部と、前記斜面部に連続し、前記回転軸を中心線とする円柱面部と、を有する内面研削砥石と、ワークを保持するワーク保持手段と、前記保持したワークの内面を前記内面研削砥石で研削する研削手段と、前記内面研削砥石の先端凹部と円柱面部をドレスするドレス手段と、を具備したことを特徴とする研削装置を提供する（第５の構成）。
また、本発明は、回転軸に対して対称に形成された先端凹部を成形する先端凹部成形手段と、前記先端凹部に連続し、前記回転軸を中心線とする円錐面を成形する斜面部成形手段と、前記斜面部に連続し、前記回転軸を中心線とする円柱面部を成形する円柱面部成形手段と、を具備したことを特徴とする成形装置を提供する（第６の構成）。

本発明によると、サイクルタイムをかけずに内面研削砥石の斜面の長さを所定範囲に保つことができる。

（１）実施の形態の概要
図３（ａ）に示したように、砥石８の先端内周部に凹部３４を設ける。このように凹部３４を設けることにより、斜面３１をドレスすると砥石８の先端も落とされ、先端をドレスする必要がなくなる。

凹部３４の形状は、円錐形状（Ｖ字形状）、Ｕ字形状、円筒形状などを採用することができる。
特に、円柱面３２のドレス量ｔ１、斜面３１のドレス量ｔ２が決まっている場合、凹部３４を、ｔ１、ｔ２、及び斜面３１の角度によって決まる所定の円錐形状とすると、これらのドレスによって斜面３１の長さが一定値となるようにすることができる。

このように、本実施の形態の砥石８により、砥石８の先端をドレスする必要がなく、サイクルタイムを短縮することができる。
なお、凹部３４を砥石８内部に設けたクーラント孔と兼用とすると、より砥石８の加工性を高めることができる。

（２）実施の形態の詳細
図１（ａ）は、本実施の形態に係る内面研削装置のレイアウトを示した平面図である。
内面研削装置１は、数値制御により主軸の回転数、砥石の移動経路（パス）、砥石のドレス量（切込量）、ドレス回数（切込回数）、クーラントの吐出などを制御することができるＮＣ工作機械で構成されている。
このため、加工プログラムを実行してワークを自動的に加工することができるほか、ドレスプログラムを実行して砥石８を自動的にドレスすることができる。

内面研削装置１は、ワークヘッドスピンドル１６、モータ２３、砥石スピンドル１２を備えている。
ワークヘッドスピンドル１６は、軸受によって保持された回転軸を備えている。この回転軸の先端には、燃料噴射ノズル２を着脱可能に保持するワーク保持部（ワーク保持手段）が形成されている。

ワーク保持部は、例えば、ダイヤフラムチャック、コレットチャック、パワーチャックなどの保持機構により構成されている。
一方、回転軸の他端には、プーリ２０が取り付けられている。

モータ２３は、回転軸が、ワークヘッドスピンドル１６の回転軸と平行になるように配設されており、回転軸の先端にはプーリ２４が設けられている。
そして、プーリ２４とプーリ２０には、ベルト２２が掛けられており、モータ２３の回転駆動力がベルト２２を介してワークヘッドスピンドル１６に伝達されるようになっている。

そのため、モータ２３を駆動して、ワーク保持部に装着された燃料噴射ノズル２を中心線の回りに回転させることができる。
なお、本実施の形態の内面研削装置１では、プーリベルトを使用したワークヘッドスピンドル１６を用いたが、これに限定するものではなく、ワークヘットスピンドルにモータが直づけされたビルトイン構造を用いることもできる。

砥石スピンドル１２は、回転軸と、この回転軸を駆動して回転させるためのモータを備えており、回転軸がワークヘッドスピンドル１６の回転軸と平行となるように配設されている。

砥石スピンドル１２の回転軸の先端には、砥石８に設けられた金属棒（クイルと呼ばれることがある）を装着して保持するための装着機構（砥石装着手段）が設けられており、これにより砥石８を回転軸の先端に装着することができる。
なお、この金属棒の内部には、クーラント（研削液）を供給するための流路を設けることも可能である。この場合、砥石８の先端の凹部にクーラントの吐出口を設け、先端からクーラントが吐出されて研削箇所に供給されるように構成することができる。

砥石スピンドル１２は、毎分１５万回転程度の高速回転を行うことができ、砥石８にとって最適な周速を達成することができる。
なお、砥石スピンドル１２の回転速度と回転方向は数値制御プログラムにより設定することができる。

内面研削装置１は、燃料噴射ノズル２と砥石８を回転させながら、砥石８を燃料噴射ノズル２に挿入して、砥石８を燃料噴射ノズル２の内面に当てることにより、燃料噴射ノズル２の内周面全周に渡って研削を行うことができる（研削手段）。

砥石８は、剛性の高い金属棒の先端に砥粒を樹脂で固めるなどして構成されている。
本実施の形態では、一例として、砥石８をＣＢＮ（ｃｕｂｉｃ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ：立方晶窒化ホウ素）で構成したが、これは砥石８の材質を限定するものではなく、ワークなどに応じた材質を選択することができる。

砥石スピンドル１２は、テーブル１４の上面に設置されており、更に、テーブル１４は、テーブル１３の上面に設置されている。
テーブル１４は、ｘ軸方向（砥石８の斜面方向）に移動可能に設置され、テーブル１３はｚ軸方向（主軸方向）に移動可能に設置されている。
これらテーブルの移動量、及び移動速度は数値制御によりコントロールされる。

砥石スピンドル１２は、テーブル１４とテーブル１３の移動によりｚｘ平面内を移動することができる。
このように、ｘ軸、ｚ軸の成す角度を砥石８の斜面と円柱面の成す角度と同じにすることにより、ドレス時でのテーブル１４などの移動を簡単化することができる。
例えば、テーブル１３を固定してテーブル１４をｘ軸方向に移動させることにより砥石８の斜面３１（図３（ａ））をドレスすることができる。

なお、ｘ軸、ｚ軸の成す角度を、必ずしも砥石８の斜面と円柱面の成す角度に等しくする必要はなく、例えば、垂直になるようにしてもよい。
この場合は、ｘ軸とｚ軸を同時に制御して砥石スピンドル１２を斜面方向に移動させてドレスすればよい。

モータ１８は、ドレッサ１９を回転させるためのモータであり、ワークヘッドスピンドル１６の近辺に固定されている。モータ１８は、ドレッサ１９を着脱可能に保持することができる。
ドレッサ１９は、図１（ｂ）に示したような円盤部材を用いて構成されたディスク型ロータリドレッサであり、後述するように外輪部２５ａと斜面部２６ａに切刃を有している。ドレッサ１９は、ドレス手段を構成している。

砥石８をドレスする場合は、モータ１８と砥石スピンドル１２を回転させながら、砥石スピンドル１２をｚｘ平面内で移動させ、砥石８をドレッサ１９の表面に形成されたこれら切刃に接触させる。すると、切刃により砥石８の表面がドレスされる。

なお、ドレスは、図示しないクーラント供給装置によってクーラントを供給しながら行う。このクーラント供給装置は、燃料噴射ノズル２を研削する場合にもクーラントを供給する。

なお、ドレスとは、砥粒の脱落、砥石の目つぶれ、目詰まりを起こして研削能力が低下した砥石の表面を除去し、砥石表面の砥粒の状態を再生する作業である。また、ドレスする処理をドレッシングとも呼ぶ。

また、砥石研削面の修正、及び回転軸に対する振れの修正を行う成形作業をツルーイングというが、何れも砥石８の表面を研削する加工であるため、本実施の形態のドレスは、ツルーイングの概念も含むものとして説明する。

以上のように、内面研削装置１は、ドレッサ１９により砥石８をドレスするドレス装置を構成すると共に、燃料噴射ノズル２を研削する研削装置を構成している。

次に、図２を用いてドレッサ１９の構造について説明する。図２（ａ）はドレッサ１９の径方向の断面図を示しており、図２（ｂ）にドレッサ１９の平面図を示している。
ドレッサ１９は、例えば、鉄、アルミ、ステンレスなどの金属材料で形成された円盤部材２７で構成されている。円盤部材２７の中心には、モータ１８のスピンドルに装着するための貫通孔２８が形成されている。

ドレッサ１９の外周部分には、ドレッサ１９の外周に張り出すように斜面部が設けられている。そして、斜面部の外輪部分には外輪部切刃２５、２５、２５、・・・、が配置されており、斜面部には斜面部切刃２６、２６、２６、・・・が配置されて構成されている。

外輪部切刃２５は、例えば直方体形状を有するダイヤモンド粒により構成されており、円盤部材２７の外輪部２５ａ上に、中心軸に対して同心となるように複数配置されている。本実施の形態では、２４個の外輪部切刃２５を等間隔にて配置した。

また、外輪部切刃２５は、円盤部材２７の中心軸と垂直に突出しており、後述するように、この露出している部分の先端が砥石８の円柱面３２をドレスする。
このように、外輪部切刃２５は、円盤部材２７に固定され、円盤部材２７の中心軸と平行な中心軸を有する円柱面３２をドレスする第１の切刃部を構成している。

斜面部切刃２６も、例えば直方体形状を有するダイヤモンド粒により構成されており、斜面部２６ａから斜面部２６ａと垂直に突出している。本実施の形態では、２４個の斜面部切刃２６を等間隔に配置した。

後述するように、斜面部切刃２６の露出した部分の先端が砥石８の斜面３１をドレスする。
このように、斜面部切刃２６は、円盤部材２７に固定され、円盤部材２７の中心軸と所定角度を成す斜面３１をドレスする第２の切刃部を構成している。

なお、本実施の形態では、ドレッサ１９により砥石８をドレスするが、これは、砥石８をドレスするドレッサをドレッサ１９に限定するものではなく、各種の形態のドレッサが使用可能であり、後述する所望のドレス後の形状が得られるものであればよい。

図３（ａ）は、本実施の形態に係る砥石８の外形形状を示した図である。
砥石８は、回転軸に対して対称に形成された凹部３４（先端凹部）と、凹部３４に連続し、回転軸を中心線とする円錐面を形成する斜面３１（斜面部）と、斜面３１と連続し、回転軸を中心軸とする円柱面３２（円柱面部）を有している。凹部３４は、回転軸を中心線とする円錐状（Ｖ字型）に形成されている。

砥石８の大きさに関しては、例えば、円柱面３２の直径が５［ｍｍ］程度、円柱面３２の長さが５［ｍｍ］程度、斜面３１の底面から先端までの距離が４［ｍｍ］程度である。

図３（ｂ）は、斜面３１と円柱面３２のドレスを説明するための図である。
図には、ドレッサ１９と砥石８の位置関係を示すため、ドレッサ１９の刃先の部分も図示してある。

まず、斜面３１のドレスに関しては、斜面部切刃２６を斜面３１に当て、砥石８を斜面の方向に前後させることにより行う。斜面３１に垂直な方向のドレス量をｔ２とする。斜面３１をドレスすることにより新たな斜面３１ａが形成される。なお、ｔ２は、一般に９［μｍ］程度である。

円柱面３２のドレスは、外輪部切刃２５を円柱面３２に当てて、砥石８を回転軸方向に前後させることにより行う。円柱面３２に垂直な方向のドレス量をｔ１とする。円柱面３２をドレスすることにより新たな円柱面３２ａが形成される。なお、ｔ１は一般に４［μｍ］程度である。

図３（ｃ）は、先端凹部の変形例を示した図である。凹部３５は、Ｕ字型に形成されている。
このようにＵ字型に凹部３５を形成しても、ドレスによる斜面３１の長さの変化を緩和し、斜面３１の長さを所定値内に納めることができる。
なお、凹部の形状は、円錐状、Ｕ字状に限定するものではく、円筒状、球状など、その他の回転対称対形状に形成することが可能である。

次に、図４を用いて斜面３１と円柱面３２のドレス量と、凹部３４の形状の関係について説明する。
図４は、砥石８の軸線方向断面図であり、回転軸の片側を示している。ここでは、一例として凹部が円錐状に形成されている場合について、斜面３１、円柱面３２をドレスした場合、斜面３１の長さが一定となる条件を求める。

図４に示したように、斜面３１の頂角の半分（斜面３１と回転軸のなす角）をβとし、凹部３４の頂角の半分（凹部３４の円錐面と回転軸のなす角）をαとする。
また、斜面３１と円柱面３２がそれぞれｔ１、ｔ２だけドレスされて斜面３１ａと円柱面３２ａが形成されているものとする。
以下、断面図の各辺の交点に付した符号Ａ〜Ｈを用いながら説明する。

まず、円柱面３２をドレスすることによる斜面３１の長さの変化について説明する。
円柱面３２をドレスして円柱面３２ａを形成すると、斜面３１ａの長さは線分ＣＥだけ短くなる。角ＣＥＤはβであるので、線分ＣＥの長さは次の式（１）で表される。

線分ＣＥ＝ｔ１／ｓｉｎβ ・・・（１）

一方、斜面３１をドレスして斜面３１ａを形成すると、斜面３１ａの長さは線分ＦＨだけ長くなる。
これを求めるために点Ｂから線分ＦＨに垂線を下ろし、その足をＧとすると、角ＢＦＧはβであるので、線分ＦＧは次の式（２）で表される。

線分ＦＧ＝ｔ２／ｔａｎβ ・・・（２）

また、角ＢＨＧは、２π−α−βであるので、線分ＧＨは、次の式（３）で表される。

線分ＧＨ＝ｔ２／ｔａｎ（２π−α−β） ・・・（３）

線分ＦＨは、線分ＦＧと線分ＧＨの和であるので、式（２）と式（３）を加算して整理すると次の式（４）が得られる。

線分ＦＨ＝ｔ２／ｔａｎβ−ｔ２／ｔａｎ（α＋β） ・・・（４）

斜面３１をｔ２、円柱面３２をｔ１だけドレスしても斜面３１ａの長さが斜面３１と同じなる条件は、斜面３１ａが短くなる量（線分ＣＥの長さ、即ち式（１））と、斜面３１ａが長くなる量（線分ＦＨの長さ、即ち式（４））が等しくなることであるから、式（１）と式（４）を等しいとおき、この式をαについて解くと次の式（５）が得られる。

α＝ｔａｎ^-1（ｔ２ｔａｎβｓｉｎβ／（ｔ２ｓｉｎβ−ｔ１ｔａｎβ））−β ・・・（５）

即ち、αが式（５）を満たすように凹部３４の形状を形成すると、斜面３１、及び円柱面３２をドレスしても斜面３１の長さが一定値となる。
そのため、砥石８の先端をドレスして平取りする必要がなくなるため、従来に砥石８の先端をドレスしていた分の時間を節約することができる。なお、本願発明者の実測によるとドレスに要するサイクルタイムを６０％程度以上短縮することができた。

このように、式（５）を満たすように各パラメータ（α、β、ｔ１、ｔ２）を選択した場合、斜面３１と円柱面３２をドレスすると斜面３１の長さを一定値に保つことができる。
即ち、凹部３４の形状は、斜面３１のドレス量と円柱面３２のドレス量と、斜面３１が回転軸と成す角度βを用いて規定される。

ところで、実際の運用では、例えば、円柱面３２を２回ドレスするごとに斜面３１を１回ドレスするなど、必ずしも斜面３１と円柱面３２のドレスを共に行わない場合もある。
また、斜面３１の長さは、ノズルシート面４２が研削でき、砥石８の先端がノズルシート面４２の先端に干渉しない範囲であればよいので、斜面３１の長さは一定値である必要はない。

そこで、円柱面３２を所定回数ドレスするごとに斜面３１を１回ドレスする場合（場合１）、及び斜面３１を所定回数ドレスするごとに円柱面３２を１回ドレスする場合（場合２）について説明する。

以下では、斜面３１の長さの中心値をＬとし、斜面３１の長さの上限値をＬ＋δ、下限値をＬ−δとする。
即ち、Ｌ＋δは、砥石８の先端がノズルシート面４２の先端に接触しない範囲で設定され、Ｌ−δは砥石８がノズルシート面４２を研削できる範囲で設定される。

（場合１）
この場合は、斜面３１を１回ドレスした後、円柱面３２を複数回数ドレスするので、斜面３１の長さは、円柱面３２をドレスするごとに短くなっていく。
そのため、斜面３１をドレスする際には、斜面３１の長さが上限値Ｌ＋δ、即ち、斜面３１の長さが長めになるようにドレスする。そして、斜面３１の長さがＬ−δに達する前に斜面３１をドレスすればよい。

（場合２）
この場合は、円柱面３２を１回ドレスした後、斜面３１を複数回ドレスするので、斜面３１長さは斜面３１をドレスするごとに長くなっていく。
そのため、斜面３１をレスする際には、斜面３１の長さが下限値Ｌ−δ、即ち、斜面３１の長さが短めになるようにドレスする。そして、斜面３１の長さがＬ＋δに達する前に円柱面３２をドレスすればよい。

このように、凹部３４の形状は、斜面３１を所定の量だけドレスした後に斜面３１の母線の長さが所定の範囲となるように形成されており、また、円柱面３２を所定の量だけドレスした後に斜面３１の母線の長さが所定の範囲となるように形成されている。

次に、砥石８の製造について説明する。
砥石８の製造は、まず、ＣＢＮ、ダイヤモンド粒、アルミナ系砥粒、炭化ケイ素系砥粒などの砥粒を樹脂に混ぜ、クイルの先端で固化させる。
砥粒と樹脂の混合物は、砥石８のおおよその形状を型どった型の内部で固化され、これによって砥石８の外形が形作られる。凹部３５の形状も型で形成することができる。

次に、固化した砥石８の外形を、例えば、ダイヤモンド工具などを用いてツルーイングして、砥石８の外形が設計値になるように仕上げる。
斜面３１と円柱面３２のツルーイングは、図３（ｂ）に示したドレッシングと同様にして行われる。
即ち、斜面３１をツルーイングして成形し（斜面部成形手段）、円柱面３２をツルーイングして成形する（円柱面部成形手段）。

凹部３５は、型により形成された形状で足りる場合はツルーイングする必要はないが、より精密な凹部３５の形状を要する場合は、例えば、図５に示した工具３６を用いて凹部３５をツルーイングすることができる（先端凹部成形手段）。
工具３６の先端には、凹部３５の形状を型どった切削片が設けられており、これを回転させながら凹部３５に押し当て削ることにより凹部３５が形成される。
このように、成形装置は、斜面部成形手段、円柱面部成形手段、及び先端凹部成形手段を備えている。

次に、内面研削装置１のハードウェア的な構成について説明する。
図６は、内面研削装置１のハードウェア的な構成の一例を示したブロック図である。
内面研削装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）６５、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）６６、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）６７、入力部６８、表示部６９、駆動制御部７１、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）７２、記憶媒体駆動部７３、記憶部７４などの各機能部がバスライン７５で接続されて構成されている。

ＣＰＵ６５は、数値制御プログラムに従って、テーブル１３、テーブル１４、砥石スピンドル１２、モータ２３、クーラントの供給など、内面研削装置１を構成する各要素の数値制御を行う。
また、ＣＰＵ６５は、ファイルの入出力や、数値制御プログラムの編集の受け付けなど、所定のプログラムに従って各種の情報処理も行う。

ＲＯＭ６６は、内面研削装置１を動作させるための基本的なプログラムやデータなどを記憶した読み出し専用のメモリである。
ＲＡＭ６７は、ＣＰＵ６５が動作するためのワーキングエリアを提供する読み書き可能なメモリである。

入力部６８は、内面研削装置１に情報を入力するための機能部であり、例えば、キーボードやタッチパネルなどの入力装置を備えている。
入力装置には、数字、文字、記号などを入力する文字キーやテンキー、予め設定された機能を指定するための機能キーなどを備えている。
ユーザは、入力部６８を操作することにより、数値制御プログラムの作成、呼出、編集などを行ったり、内面研削装置１の動作を規定する各種パラメータを設定したりすることができる。

表示部６９は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、あるいはプラズマディスプレイなどの表示装置を備えており、文字情報や画像情報を表示することができる。
ユーザは、表示部６９に数値制御プログラムを表示してこれを編集したり、あるいは予め用意されているメニュー画面を表示して各種のパラメータを設定したりするのに用いることができる。

駆動制御部７１は、例えば、ＡＣサーボモータなどの駆動系に接続されており、ＣＰＵ６５は、駆動制御部７１を介してテーブル１３、テーブル１４、砥石スピンドル１２、モータ２３、クーラントの供給装置などを制御することができる。

入出力Ｉ／Ｆ７２は、内面研削装置１を外部機器と接続するためのインターフェースである。
入出力Ｉ／Ｆ７２を用いて内面研削装置１をパーソナルコンピュータなどの外部機器に接続することにより、内面研削装置１と外部機器の間で数値制御プログラムの送受信などを行うことができる。
このため、外部で数値制御プログラムを用意し、入出力Ｉ／Ｆ７２から内面研削装置１に入力することができる。

記憶媒体駆動部７３は、装着された着脱可能な記憶媒体を駆動し、数値制御プログラムなどの読み書きを行う機能部である。
読み書き可能な記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、半導体記憶装置、磁気テープなどがある。
また、読み取り専用の記憶媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク類や紙テープなどがある。

記憶部７４は、例えば、半導体メモリやハードディスクなどで構成された読み書き可能な記憶装置である。
記憶部７４には、プログラム類を格納したプログラム部７６とデータ類を記憶したデータ部７７が形成されている。

図６（ｂ）に示したように、プログラム部７６には、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）８１、加工プログラム８２、ドレスプログラム８３、その他の各種プログラムがＣＰＵ６５で実行可能に記憶されている。

加工プログラム８２、ドレスプログラム８３は、それぞれ燃料噴射ノズル２の加工、及び砥石８のドレスを行うための数値制御プログラムである。
なお、加工プログラム８２やドレスプログラム８３は複数記憶することができ、プログラム番号などの登録ＩＤにより管理することができる。
そして、加工の際、あるいはドレスの際には、プログラム部７６から目的のプログラムを呼び出してＣＰＵ６５に実行させることができる。

ＯＳ８１は、ファイルの入出力管理など、内面研削装置１を運営する基本的な機能をＣＰＵ６５に発揮させるためのプログラムである。
データ部７７には、内面研削装置１を動作させるための各種パラメータや座標値、内面研削装置１の運用履歴８６などが記憶されている。

次に、砥石８をドレスする手順について説明する。
図７は、砥石８をドレスする手順であるドレスルーチンを示したフローチャートである。ドレスルーチンは、ワークを所定個数（例えば、５０個）加工するごとに実行される。
なお、この例では、斜面３１をＭ回ドレスするごとに円柱面３２を１回ドレスするものとする。

内面研削装置１は、加工したワークの個数を計測し、所定個数に達するとドレスルーチンを実行する。
ドレスルーチンにおいて、内面研削装置１は、まず斜面３１をドレスする（ステップ５）。

次に、内面研削装置１は、斜面３１のドレス回数を計数するカウンタｉに１を加える（ステップ１０）。カウンタｉは、前回に円柱面３２をドレスしてから斜面３１をドレスした回数を数えるパラメータである。

次に、内面研削装置１は、ｉがＭに達したか判断する（ステップ１５）。ｉがＭに達した場合（ステップ１５；Ｙ）、内面研削装置１は、円柱面３２をドレスする（ステップ２０）。
この例は、先に説明した場合２に該当し、内面研削装置１は、斜面３１の長さがＬ−δになるように円柱面３２をドレスする。

次に、内面研削装置１は、ｉを０にリセットして（ステップ２５）、メインルーチン（ワークの加工ルーチン）にリターンする。
また、ステップ１５でｉがＭに達していない場合（ステップ１５；Ｎ）もメインルーチンにリターンする。

以上、場合２の場合のドレスルーチンについて説明したが、場合１の場合は、ステップ５で円柱面３２のドレスを行い、ステップ２０で斜面３１のドレスを行えばよい。
また、斜面３１と円柱面３２の両方のドレスを行うルーチンの場合は、場合、斜面３１の長さがＬになるように斜面３１をドレスするステップと、円柱面３２をドレスするステップを行えばよい。

以上に説明した本実施の形態により次のような効果を得ることができる。
（１）砥石８の先端をドレスする必要がないので、砥石８のドレス時間を短縮することができ、サイクルタイムが向上する。
（２）砥石８の先端とノズルシート面４２の先端の接触を防止することができる。

（３）砥石８の先端をドレスするためのドレッサが不要となり、一般のドレッサが使用できるため、ドレッサの費用を低減することができる。
（４）砥石８の先端をドレスするドレスプログラムが不要になるため、ドレスプログラムの設計時間を短縮することができる。

なお、本実施の形態は、ワークの一例としてディーゼルエンジンやガソリンエンジンの燃料噴射ノズルを用いたが、これはワークを限定するものではなく、各種の円筒形状を有する被加工物に適用することができる。

内面研削装置のレイアウトを示した平面図である。 ドレッサの構造を説明するための図である。 本実施の形態に係る砥石の外形形状を示した図である。 斜面と円柱面のドレス量と、凹部の形状の関係について説明するための図である。 凹部のツルーイングを説明するための図である。 内面研削装置のハードウェア的な構成の一例を示したブロック図である。 ドレスルーチンを示したフローチャートである。 燃料噴射ノズルと内面研削砥石の関係を説明するための図である。 未公開の特許文献２で提案したドレス装置でドレスした砥石の外形を示した図である。

符号の説明

１ 内面研削装置
２ 燃料噴射ノズル
８ 砥石
１２ 砥石スピンドル
１３ テーブル
１４ テーブル
１６ ワークヘッドスピンドル
１８ モータ
１９ ドレッサ
２０ プーリ
２２ ベルト
２３ モータ
２４ プーリ

Claims (6)

1. 回転軸に対して対称に形成された先端凹部と、
   前記先端凹部に連続し、前記回転軸を中心線とする円錐面を形成する斜面部と、
   前記斜面部に連続し、前記回転軸を中心線とする円柱面部と、
   を有する内面研削砥石。
2. 前記先端凹部の形状は、前記斜面部を所定の量だけドレスした後に前記斜面部の母線の長さが所定の範囲となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の内面研削砥石。
3. 前記先端凹部の形状は、前記円柱面部を所定の量だけドレスした後に前記斜面部の母線の長さが所定の範囲となるように形成されていることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の内面研削砥石。
4. 前記先端凹部の形状は、前記斜面部のドレス量と前記円柱面部のドレス量と、前記斜面部が前記回転軸と成す角度を用いて規定されることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の内面研削砥石。
5. 回転軸に垂直に形成された先端凹部と、前記先端凹部に連続し、前記回転軸を中心線とする円錐面を形成する斜面部と、前記斜面部に連続し、前記回転軸を中心線とする円柱面部と、を有する内面研削砥石と、
   ワークを保持するワーク保持手段と、
   前記保持したワークの内面を前記内面研削砥石で研削する研削手段と、
   前記内面研削砥石の先端凹部と円柱面部をドレスするドレス手段と、
   を具備したことを特徴とする研削装置。
6. 回転軸に対して対称に形成された先端凹部を成形する先端凹部成形手段と、
   前記先端凹部に連続し、前記回転軸を中心線とする円錐面を成形する斜面部成形手段と、
   前記斜面部に連続し、前記回転軸を中心線とする円柱面部を成形する円柱面部成形手段と、
   を具備したことを特徴とする成形装置。

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