JP2007083330A - 流体研磨加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 流体研磨加工において、従来方法の加工精度の悪さを改善して、微小孔の加工精度を改善する。
【解決手段】 スラリー（７）を供給装置（２ａ，２ｂ）によりに供給して、工作物（５）に微小孔を研磨加工する流体研磨加工方法の１次加工工程においては、所定の微小孔を加工する前の段階で供給装置を停止し、この時点の第１の作動流体流量（Ｑ1）を計測する。２次加工工程においては、Ｑ1に基づいて目標の加工まで達しない第２の加工時間（Ｔ1）を算出し、Ｔ1の間研磨加工を実施した後供給装置を停止し、この時点の第２の作動流体流量（Ｑ2）を計測する。仕上げ加工工程においては、Ｑ2に基づいて目標の第３の加工時間（Ｔ2）を算出し、Ｔ2の間研磨加工を実施する。２次及び仕上げ工程における加工時間は、加工中における作動流体流量の増加量と加工時間の比の関数である加工能力係数により決定される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、流体研磨加工方法及びそれを実施するための流体研磨加工装置に係り、より特別には、研磨材スラリーを使用した、微小孔の高精度加工方法及び加工装置に関する。

燃料噴射器ノズル先端、気化器噴出孔、流体流量調整用オリフィス、印字機噴射ノズル等、高精度の微小孔が設けられた装置は数多く存在する。このような微小孔を加工する方法として、レーザ、電子ビーム、放電加工等あるが、これらの方法によっても十分な精度が達成できない場合、流体研磨加工方法が採用される場合がある。流体研磨加工方法が使用される例として、例えば、ディーゼルコモンレール燃料インジェクタ用の微小孔の加工があげられる。近年ディーゼルはコモンレール化が進み、出力８０ｋＷ程度の小型乗用車から大型トラックまで搭載されているが、燃料インジェクタに流量誤差が生じると、燃料効率が低下して経済性に悪影響を与えるとともに、排ガス中の環境汚染物が増加し、環境上も好ましくない。

ディーゼルコモンレールインジェクタの噴射量誤差は、その構成部品であるオリフィスの静的オイル流量精度の影響が大きく、流体研磨による調量加工が行われている。流体研磨は、供給装置であるシリンダからピストンの移動により吐出されたスラリー（砥粒と油を混ぜたもの）を工作物であるオリフィスに流し、径の拡大と入り口Ｒの形成を行っている。従来の流体研磨加工方法では一般的に、先ずスラリー流量が真の目標より低く設定された所定値になるまでスラリーをオリフィスに流し、その時点でのオリフィスを通る作動流体であるオイルの流量（オイル流量）を計測し、オイル流量の不足分に基づいて、更なる必要加工時間を決定し、その必要加工時間更に流体研磨を施すことによって、オリフィスの微小孔を仕上げる工程がとられている。

しかし、結果として、加工精度が悪化し、オイル流量バラツキが大きくなってしまう。この調量加工方法としては、オイル流量変化量と加工時間の関係（これを加工能力係数と呼ぶ）を過去の統計的データから求め、それを基に加工時間を決めて加工する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、加工能力係数はワーク個々で異なるため統計量と実際の値にズレが生じ、それに伴って加工時間の推定精度が悪化し、加工精度が低下するという問題があった。

更に加工能力係数により加工時間を決定する、流体研磨方法では、流量目標値と前回のオイル流量計側値の差分（ｄＱ）と統計的に求めた加工能力係数（Ｋ）から、加工時間（Ｔ）を算出する（Ｔ＝ｄＱ／Ｋ）。ここで、加工能力係数は図４のような過去のデータから統計的に、例えばＮ回の平均値や、Ｎ回の内の最大値を採取する等して決めている。しかし、実際には図４に示すように、ワーク各々で加工能力係数にばらつきがあるため、統計量と実際の値とのズレから、加工時間（Ｔ）の推定精度が悪化する。よって、このＴを基に加工しても、狙いのオイル流量に入れることができない。また、実際の加工能力係数に対して統計量が小さい場合、加工時間（Ｔ）を大きく推定してしまうため、狙いの流量を越えてしまい不良となる。逆に、実際よりも統計量が大きい場合は、加工時間（Ｔ）は小さめに推定するので、狙い流量に届かないが、追加工して狙いに入れることは可能である。そのため、現状は統計量に補正値αを加えることで実際よりも大きめに加工能力係数を設定している。ただし、これを行うと常に加工時間を小さく推定するため、なかなか目標値に届かず繰り返し回数が増加し、計測時間を含めた総加工時間が増加する欠点がある。

また、流体研磨加工方法について提案する別の従来技術がある（例えば、特許文献２参照）が、本発明の提案を開示するものではない。
特開２００４−２８４０１４号 特表平１１−５１０４３７号

本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、流体研磨加工において、過去の統計量を基に加工時間を推定する方法による加工時間の精度の悪化を改善して、微小孔の加工精度を改善可能な流体研磨加工方法及びそのための装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の形態では、上述した目的を達成するために、研磨流体であるスラリー（７）を供給装置により工作物（５）に供給して、前記工作物（５）に微小孔を研磨加工する流体研磨加工方法は、１次加工工程と、２次加工工程と、仕上げ加工工程とを具備する。１次加工工程においては、スラリー供給流量を確実に低く抑えて、目標の径より小さい微小孔の加工段階で、スラリー供給装置を停止する。この時点における微小孔を流れる作動流体の流量である第１の作動流体流量（Ｑ1）を計測する。２次加工工程においては、前記第１の作動流体流量（Ｑ1）に基づいて、目標の加工まで達しない第２の加工時間（Ｔ1）を算出し、前記第２の加工時間（Ｔ1）の間研磨加工を実施した後、前記供給装置を停止する。この時点における微小孔を流れる作動流体の流量である第２の作動流体流量（Ｑ2）を計測する。仕上げ加工工程においては、前記第２の作動流体流量（Ｑ2）に基づいて、目標の第３の加工時間（Ｔ2）を算出し、前記第３の加工時間（Ｔ2）の間研磨加工を実施する。ここで、前記２次及び仕上げ工程における加工時間（Ｔ1、Ｔ2）は、加工能力係数（Ｋ）により決定されており、前記加工能力係数（Ｋ）は加工中における作動流体流量の増加量（ｄＱ）と加工時間（Ｔ）の比（ｄＱ／Ｔ）の関数（Ｋ＝ｆ（ｘ）、ｘ＝ｄＱ／Ｔ）であることを特徴とする。

この様に構成することにより、流体研磨加工において、過去の統計量を基に加工時間を推定する方法による加工時間の精度の悪さを改善するために、工作物（ワーク）毎に加工能力係数を算出し、即ち作動流体流量の増加量と加工時間から加工能力係数を算出し、加工能力係数により加工時間を求めることにより、より高い精度の加工を実現し、工作物の微小孔の加工精度を改善する。

本発明の請求項２に記載の形態では、上記請求項１に記載の形態において、前記１次加工工程における加工は、過去の流体研磨加工のデータから決定された目標の微小孔を加工するために必要な加工時間より確実に少ない第１の加工時間（Ｔ0）の間スラリー（７）を供給することにより実施されることを特徴とする。
本形態によれば、流体研磨加工の第１段階である１次加工工程において、必要加工量を確実に超えないで且つある程度までの加工を実施するので、加工超過を生じることなく、加工時間を短縮できる効率的な加工が実施できる。

流体研磨加工の初期の段階では、スラリーの状態やワークの形状の影響を受ける不安定領域にあるので、本発明の請求項３に記載の形態では、上記請求項２に記載の形態において、前記第１の加工時間（Ｔ0）は、前記不安定領域を超える長い時間であることを特徴とする。
本形態によれば、１次加工工程を、流体研磨加工の不安定な状態の段階である初期段階を超えて加工することにより、その後の２次加工及び仕上げ加工がより容易になる。

本発明の請求項４に記載の形態では、上記請求項１から３に記載の形態のいずれか一項において、前記２次加工工程において、前記第２の加工時間（Ｔ1）は、等式（１）：Ｔ1＝（Ｑf−Ｑ1）／第１の加工能力係数、により算出される。ここで、第１の加工能力係数＝平均加工能力係数（Ｋave）＋補正値（α）であり、Ｑfは目標の作動流体流量である。平均加工能力係数（Ｋave）は流体研磨加工の過去のデータから求めた加工能力係数（Ｋ）の平均値であり、補正値（α）は前記加工能力係数（Ｋ）の過去のデータのバラツキの片振幅（３σ）より大きい値である。
本形態によれば、２次加工工程の適切な第２の加工時間の決定方法の具体的形態を開示する。

本発明の請求項５に記載の形態では、上記請求項４に記載の形態において、前記仕上げ加工工程において、前記第３の加工時間（Ｔ2）は、等式（２）：Ｔ2＝（Ｑf−Ｑ2）／第２の加工能力係数（Ｋw）、により算出される。第２の加工能力係数（Ｋw）は、等式（３）：Ｋw＝（Ｑ2−Ｑ1）／Ｔ1、により算出されることを特徴とする。
本形態によれば、仕上げ加工工程の適切な第３の加工時間の決定方法の具体的形態を開示する。

また、本発明の請求項６に記載の形態では、上記請求項１から４に記載の形態いずれか一項において、前記仕上げ加工工程は第１の段階と、第２の段階とを具備する。前記第１の段階において、前記第２の作動流体流量（Ｑ2）に基づいて、目標の加工まで達しない第３の加工時間（Ｔ2）を算出し、前記第３の加工時間（Ｔ2）の間研磨加工を実施した後、前記供給装置を停止する。この時点における微小孔を流れる作動流体の流量である第３の作動流体流量（Ｑ3）を計測する。前記第２の段階においては、前記第３の作動流体流量（Ｑ3）に基づいて、目標の第４の加工時間（Ｔ3）を算出し、前記第４の加工時間（Ｔ3）の間研磨加工を実施した後、前記供給装置を停止することを特徴とする。
本形態によれば、確実に加工精度を改善可能な仕上げ加工工程の形態を開示する。

また、本発明の請求項７及び８に記載の形態では、上記請求項６に記載の形態において、前記第１の段階において、前記第３の加工時間（Ｔ2）は、等式（４）：Ｔ2＝（Ｑ2−Ｑ1）／第２の加工能力係数（Ｋw2）、により算出される。ここで、第２の加工能力係数＝第１の加工能力係数平均値（Ｋave1）＋補正値（β）である。第１の加工能力係数平均値（Ｋave1）は、流体研磨加工の過去のデータから求めた第１の加工能力係数の平均値であり、補正値（β）は前記第１の加工能力係数の過去のデータのバラツキの片振幅より大きい値である。前記第２の段階において、前記第４の加工時間（Ｔ3）は、計測された第１と第２との第３の作動流体流量（Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3）と、それらに対応する第１と第２との第３の加工時間（Ｔ0、Ｔ1、Ｔ2）とにより形成される３つの計測値を使用して、数学的に外挿する方法、より特別には最小２乗法により算出されることを特徴とする。
請求項７及び８に記載の形態によれば、仕上げ加工工程における適切な加工時間の決定方法を更に具体化する。

また、本発明の請求項９に記載の形態では、上記請求項１から８に記載の形態いずれか一項において、前記供給装置からのスラリー（７）の供給圧力は一定に保持されることを特徴とする。
本形態によれば、流体研磨加工において、微小孔の研磨加工はより無理なくスムーズに実施できる。

また、本発明の請求項１０に記載の形態では、上記請求項１から９に記載の形態いずれか一項において、前記工作物（５）はディーゼルエンジン用燃料インジェクタの微小孔であることを特徴とする。
本形態によれば、本発明の用途をより具体化する。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態の流体研磨加工方法及びそれを実施するための装置を詳細に説明する。
図１から図３は本発明に係る流体研磨装置の実施の形態を図解的に示す。図１は本発明の実施の形態の流体研磨装置５０の概略的な設備構成を示し、図２は図１の流体研磨装置５０の（流体研磨）加工ユニット１０の構成の説明図であり、図３は図１の流体研磨装置５０の（オイル流量）計測ユニット２０の構成の説明図である。この実施の形態において、加工される工作物は、ディーゼルコモンレ−ル用インジェクタ（燃料噴射装置）のオリフィスであり、その微小孔が流体研磨装置５０により流体研磨加工される。

まず図１を参照すると、本実施の形態の流体研磨装置５０は、（流体研磨）加工ユニット（部）１０と、オイル流量の計測ユニット（部）２０と、洗浄ユニット（部）４０とを具備する。
加工ユニット１０は、スラリー供給装置（スラリータンク１＋シリンダ２ａ，２ｂ）からスラリー７（加工媒体：砥粒と油を混ぜたもの）をワーク（工作物）であるオリフィス５に流して加工を行う。次に、オリフィス５の微小孔は、加工後、洗浄部４０により洗浄される。さらに計測ユニット２０は、オイルの供給装置（オイルタンク２１＋シリンダ２２）からオイルをオリフィス５に流して、そのときの流量を流量計２５で測定する。このサイクルを繰り返して、目標のオイル流量に到達させる。

次に図２を参照すると、図１の流体研磨装置５０の内の加工ユニット１０の概要構成が示されている。加工ユニット１０は、研磨材を含む研磨流体（スラリー）７を収容するためのスラリータンク１を具備しており、スラリータンク１には攪拌機４が設けられる。攪拌機４によりスラリータンク１内のスラリー７を攪拌することにより、スラリー７の分離、沈殿を防止している。加工ユニット１０は更に、それぞれピストン６ａ、６ｂを具備する２基のシリンダ（供給装置）２ａ、２ｂと、２基の三方弁３ａ、３ｂ及び逆止弁８ａ、８ｂとを具備する。シリンダ２ａ、２ｂはプランジャ式供給装置である。シリンダ２ａ、２ｂはスラリー吐出用であって、吸い込み時間ロスをなくすために２基具備されており、例えば、一方のシリンダ２ａがスラリーを吐出している間に、他方のシリンダ２ｂが吸い込みを行いシリンダが切り替わるまで待機する。従って、シリンダが切り替えられると、遅延なく他方のシリンダ２ｂによりスラリー７を吐出出来る。

この場合、シリンダ２ａがスラリー７をオリフィス５に吐出する場合には、三方弁３ａは配管１１と１２を連通させ、配管１３の出口を閉じるように設定される。またこの際、シリンダ２ｂがスラリー７をスラリータンク１から吸引できるように、三方弁３ｂは配管１４と１６を連通させ、配管１５の入口を閉じるように設定される。そして、上記のシリンダの切り替えの際には、三方弁３ａは配管１１と１３を連通させ、配管１２の入口を閉じるように設定され、三方弁３ｂは配管１４と１５を連通させ、配管１６の出口を閉じるように設定される。従って、シリンダ２ｂがスラリー７をオリフィス５に吐出可能になり、シリンダ２ａがスラリー７をスラリータンク１から吸引可能になる。シリンダから吐出されたスラリー７は、配管１２又は１５から配管１７，１８を介して、加工されるオリフィス５に供給される。逆止弁８ａ、８ｂはそれぞれシリンダ２ａ、２ｂへの逆流を防止する。

（オイル流量）計測ユニット２０は、オイルシリンダ（作動流体供給装置）２２と、オイルタンク（流動流体タンク）２１と、三方弁２３と、逆止弁２８とを具備する。後述のオイル流量計測手順において、この場合軽油であるオイル（作動流体）はオイルタンク２１より供給配管３３、三方弁２３、配管３１を介してオイルシリンダ２２に吸引され、オイルシリンダ２２は配管３１、三方弁２３、逆止弁２８、配管３２、圧力センサ２９、流量計２５、配管３４を介してオイルをオリフィス（工作物）５に供給する。この際、三方弁２３は配管３１と３２を連通させ、配管３３を閉鎖するように設定される。本実施の形態において、オイルの供給装置はプランジャ式のオイルシリンダ２０であるが、別の定量ポンプ等の流体供給装置であっても良い。配管３４は加工ユニット１０の配管１８に接続されても良い。

上記構成（の流体研磨装置５０）にて、本発明の第一の実施の形態による流体研磨加工方法によりオリフィス５の微小孔を加工する場合を説明する。先ず、オリフィス５にはレーザー加工等により下穴加工が実施される。その後本実施の形態による流体研磨加工方法が施される。研磨流体であるスラリー７が、加工ユニット１０の例えばシリンダ２ａにより一定圧力でオリフィス５に供給される。この場合、スラリー７の圧力は一定になるように、図示されない制御装置によりシリンダ２ａが制御される。本実施の形態においては、加工時間（Ｔ）を決定して、その加工時間（Ｔ）の間、流体研磨加工が実施される。この加工時間（Ｔ）は、従来は上記のごとく図４に示すような統計値である加工能力係数（Ｋ）により決定されていた。

本発明の第１の実施の形態における加工時間決定方法について図６を参照して以下で説明する。
流体研磨加工においては、加工能力係数（Ｋ）がスラリーの状態やワークの形状の影響を受けて変化する不安定領域が加工の初期の段階に存在する。ただし、ワーク内ではある一定時間（第１の加工時間Ｔ０）を加工し、不安定領域を抜ければ、一定になることが実験で証明されている（図５）。この第１の加工時間（Ｔ0）は、不安定領域を抜けることができる（超える）時間であって、目標の微小孔を形成するには確実に達しない加工時間である。第１の加工時間（Ｔ0）の間の加工において、スラリー供給流量は、目標の微小孔を加工するために必要な所定のスラリー流量より少ない前もって決められた値程度まで増大する。ここで一定時間Ｔ０は、流体研磨前の下孔径等によって異なるため、事前の加工テストで決定する。もしくは、時間Ｔ０以上加工が行われればいいため、時間Ｔ０以上になるようなスラリー流量値で止めてもよい。一定時間（Ｔ０）加工した後、過去のワークの加工能力係数Ｎ回の平均値（Ｋave）にそのバラツキの片振幅３σ（図４参照）程度の補正値（α＝３σ）を足したものを仮の（第１の）加工能力係数（Ｋave＋α）に設定し、これを基に第２の加工時間（Ｔ１）を推定する（Ｔ１＝（Ｑｆ−Ｑ１）／（Ｋave＋α））。ここで、Ｑｆは目標（狙い）のオイル（作動流体）流量、即ち正規に加工された場合のオイル流量である。仮の（第１の）加工能力係数（Ｋave＋α）は実際の値より十分大きい値となっているため、加工しても狙いの流量に達する事はない。そして、このときの加工前後のオイル流量変化量（ｄＱ＝Ｑ２−Ｑ１）と第２の加工時間（Ｔ１）から、そのワークの第２の加工能力係数を把握する（Ｋｗ＝ｄＱ／Ｔ１）。そして、このワーク固有の第２の加工能力係数（Ｋｗ）と目標との差分（Ｑｆ−Ｑ２）から最適な第３の加工時間Ｔ２を推定する（Ｔ２＝（Ｑｆ−Ｑ２）／Ｋｗ）。この第３の加工時間Ｔ２を使って加工すれば、精度よく加工することができ、狙いのオイル流量に入れることができる。このように本実施形態においては、工作物（ワーク）毎に加工能力係数（Ｋ）を算出して、それにより加工時間（Ｔ）を決定する。

また、図７に本発明の流体研磨加工方法の第１の実施の形態のフローチャートを示す。本実施の形態の流体研磨加工方法がステップ１（Ｓ１）で開始すると、ステップ２（Ｓ２）において、供給装置、例えばシリンダ２ａのピストン６ａが上昇し、一定圧力で研磨流体であるスラリー７を工作物であるオリフィス５に供給する。予め決められた第１の加工時間（Ｔ０）まで流体研磨加工が実施され、ステップ３（Ｓ３）で第１の加工時間（Ｔ０）に達すると、ステップ４（Ｓ４）に進みピストン６ａは停止する。ここでステップ５（Ｓ５）において、シリンダは２ａから２ｂに切り替えられることが好ましい。切替時にシリンダ２ｂは一旦内部に残った残留スラリーをスラリータンク１に全て戻した後再度スラリー７で満タンに充填されていることが好ましい。次にステップ６（Ｓ６）で第１のオイル（作動流体）流量が計測される（このオイル流量は図６のＱ１とする）。ステップ７（Ｓ７）に進み、Ｓ７において第２の加工時間（Ｔ1）が算出されるが、これは、過去のデータの加工能力係数の平均値（Ｋave）に基づいてＴ1が大きくなり過ぎないように、Ｋaveに補正値αを足して前述のごとく決定される。Ｓ１からＳ６までを１次加工工程とする。

ステップ８（Ｓ８）において、Ｓ５においてシリンダ切替されることにより、シリンダ２ｂのピストン６ｂが上昇してオリフィス５にスラリー７が供給される。ステップ９（Ｓ９）において加工時間が第２の加工時間Ｔ１に到達すると、ステップ１０（Ｓ１０）に進み、シリンダ２ｂは停止する。更にステップ１１（Ｓ１１）でＳ５と同様にシリンダが２ｂから２ａに切り替えられることが好ましい。ステップ１２（Ｓ１２）に進み、Ｓ１２で第２のオイル流量（Ｑ2）が計測される。Ｓ７からＳ１２までを２次加工工程とする。

更にステップ１３（Ｓ１３）において、第２の加工能力係数（Ｋw）が、前述のごとくＱ1、Ｑ2、Ｔ1に基づいて算出される。ステップ１４（Ｓ１４）において、Ｋwに基づいて第３の加工時間（Ｔ2）が前述のごとく算出される。その後、ステップ１５（Ｓ１５）において、切り替えられたシリンダ２ａのピストン６ａが上昇してオリフィス５にスラリー７を流して研磨加工が進められる。ステップ１６（Ｓ１６）において、第３の加工時間Ｔ2に達したかどうかがチェックされ、Ｔ2に達するとピストン６ａが停止され（ステップ１７（Ｓ１７））、加工は終了する（ステップ１８（Ｓ１８））。Ｓ１３からＳ１７までを仕上げ加工工程とする。

本発明の第２の実施の形態の流体研磨加工方法の加工能力係数の把握方法及びそのフローチャートをそれぞれ図８及び図９，１０に示しており、ここでは、上記第１の実施の形態との相違を以下に記載する。本実施の形態のフローチャートは２つの図面に分けられており、図９のフローチャートはスタートから２次加工工程までを示し、図１０のフローチャートは仕上げ加工工程を示す。第２の実施の形態においては、第１の実施の形態におけるＳ１からＳ１２までの手順は同じである。Ｓ１３の第２の加工能力係数（Ｋw2）の算出の仕方が第１の実施の形態と第２の実施の形態では相違する。１次及び２次加工工程は同じであるが、仕上げ加工工程が異なる。本実施の形態においては、前出の補正値αと同等値であるβを導入し、第２の加工能力係数（Ｋw2）＝Ｋw＋βとする。ここでＫw＝（Ｑ2−Ｑ1）／Ｔ1である。βはαと同様に、例えば過去の第１の加工能力係数（Ｋw）の平均値のバラツキの片振幅程度の値に設定する。そして、Ｓ１４において第２の加工能力係数Ｋw2に基づいて第３の加工時間（Ｔ2）を算出する（Ｔ2＝（Ｑ5−Ｑ2）／Ｋw2）（図８参照）。この様にβを設定すれば、第３の加工時間Ｔ2の加工によっても目標加工値には達しない。

更にステップ１５（Ｓ１５）に進みピストン６ａを上昇しスラリー７をオリフィス５に送る。ステップ１６（Ｓ１６）で第３の加工時間Ｔ２に達したことを検知すると、ステップ１７（Ｓ１７）でピストン６ａを停止し、ステップ２１（Ｓ２１）でＳ５やＳ１１と同様にシリンダを切り替える。そしてステップ２２（Ｓ２２）で第３のオイル流量（Ｑ3）を計測し（図８参照）、更にステップ２３（Ｓ２３）で第３の加工能力係数（Ｋs）を算出する。Ｋsの算出方法は次のようなものである。既に求めた、Ｑ1、Ｔ0と、Ｑ2、Ｔ1（Ｔ0＋Ｔ1）と、Ｑ3、Ｔ2（Ｔ0＋Ｔ1＋Ｔ2）との３点から最小２乗法による近似直線の傾き（図８中の太実線）を求めてこれをＫsとする。そして、ステップ２４（Ｓ２４）において、図８に示すようにＱ3からＫsの傾きで直線を延長することにより、第４の加工時間（Ｔ3）を求める（Ｔ３＝（Ｑｆ−Ｑ３）／Ｋｓ）。上記では、３点から最小２乗法によりＫsを求めたが、前記の３点から外挿する別の既知の数学的方法によりＫsを求めても良い。

そして、ステップ２５（Ｓ２５）においてピストン６ｂを上昇しオリフィス５にスラリー７を流して、ステップ２６（Ｓ２６）において第４の加工時間（Ｔ3）に達したかどうかをチェックし、Ｔ3に達するとステップ２７（Ｓ２７）に進みピストンを停止し、加工を終了する（ステップ１８（Ｓ１８））。第２の実施の形態の仕上げ加工工程（Ｓ１３からＳ２７まで）において、Ｓ１３からＳ２２を第１段階、Ｓ２３からＳ２７を第２段階とする。

次に上記実施の形態の効果及び作用について説明する。
本発明の第１の実施の形態の流体研磨加工方法及び装置により以下の効果が期待できる。
・流体研磨加工において、過去の統計量を基に加工時間を推定する方法による加工時間の精度の悪さを改善するために、加工中のオリフィスの微小孔の加工状況から加工能力係数を算出してこれにより加工時間を決定することにより、オリフィスの微小孔の加工精度を改善する。

本発明の第２の実施の形態の流体研磨加工方法及び装置により以下の効果が期待できる。
・上記第１の実施の形態より以上に加工精度を向上させる可能性がある。

また、上記において記載した、あるいは添付図面に示した実施の形態において、スラリーを工作物であるオリフィスに供給する供給装置は、プランジャ式ポンプであるシリンダであったが、供給装置はプランジャ式ポンプ以外の種々な既知のポンプ又は流体供給装置であっても良く、スラリー供給装置は２基具備されたが、１基又は３基以上具備されてもよい。

これとは別に、本実施例では本発明がディーゼルコモンレールインジェクタ用のオリフィスの加工に適用された例を示したがこれに限定されず、それ以外のオリフィスの加工、あるいは前述したように燃料噴射器ノズル先端、気化器噴出孔、流体流量調整用オリフィス、印字機噴射ノズル等の微小孔の加工に適用されてもよい。

上記の実施の形態は本発明の例であり、本発明は、該実施の形態により制限されるものではなく、請求項に記載される事項によってのみ規定されており、上記以外の実施の形態も実施可能である。

図１は、本発明に係る流体研磨装置の実施の形態の概略的な設備構成の説明図である。 図２は、図１の流体研磨装置の加工ユニットの構成の説明図である。 図３は図１の流体研磨装置の計測ユニットの構成の説明図である。 図４は、過去の流体研磨加工された工作物（ワーク）における加工能力係数のデータを示すグラフである。 図５は、流体研磨加工方法におけるオイル流量と加工時間の関係を示すグラフであり、このグラフにより単一の工作物の加工能力係数が説明される。 図６は本発明の流体研磨加工方法の第１の実施の形態における、加工時間によるオイル流量の推移を示すグラフであり、加工能力係数の把握方法を説明する。 図７は本発明の流体研磨加工方法の第１の実施の形態のフローチャートである。 図８は本発明の流体研磨加工方法の第２の実施の形態における、加工時間によるオイル流量の推移を示すグラフであり、加工能力係数の把握方法を説明する。 図９は、本発明の流体研磨加工方法の第２の実施の形態のフローチャートであり、２次加工工程までを示す。 図１０は、本発明の流体研磨加工方法の第２の実施の形態のフローチャートであり、仕上げ加工工程以降を示す。

符号の説明

１ スラリータンク
２ａ，２ｂ シリンダ（供給装置）
３ａ，３ｂ 三方弁
４ 攪拌器
５ オリフィス(工作物）
６ａ，６ｂ ピストン
７ スラリー
１０ 加工ユニット
２０ 計測ユニット
２１ オイルタンク
２２ オイルシリンダ
２３ 三方弁
２５ 流量計
２９ 圧力センサ
５０ 流体研磨装置

Claims (10)

1. 研磨流体であるスラリー（７）を供給装置により工作物（５）に供給して、前記工作物（５）に微小孔を研磨加工する流体研磨加工方法において、この流体研磨加工方法は、
   １次加工工程と、２次加工工程と、仕上げ加工工程とを具備しており、
   前記１次加工工程においては、供給装置からのスラリー供給流量が、目標の微小孔を加工するために必要な所定のスラリー流量より少ない前もって決められた値程度まで増大するまで、スラリー（７）を供給した後、前記供給装置を停止してスラリー（７）の供給を停止し、更に前記工作物（５）の微小孔に作動流体を流して第１の作動流体流量（Ｑ1）を計測しており、
   前記２次加工工程においては、前記第１の作動流体流量（Ｑ1）に基づいて、目標の加工まで達しない第２の加工時間（Ｔ1）を算出し、前記第２の加工時間（Ｔ1）の間前記スラリー（７）を供給して研磨加工を実施した後、加工時間が前記第２の加工時間（Ｔ1）に達した場合に前記供給装置を停止してスラリー（７）の供給を停止し、更に前記工作物（５）の微小孔に作動流体を流して第２の作動流体流量（Ｑ2）を計測しており、
   前記仕上げ加工工程においては、前記第２の作動流体流量（Ｑ2）に基づいて、目標の第３の加工時間（Ｔ2）を算出し、前記第３の加工時間（Ｔ2）の間前記スラリー（７）を供給して研磨加工を実施した後、加工時間が前記第３の加工時間（Ｔ2）に達した場合に、前記供給装置を停止してスラリー（７）の供給を停止し加工を終了しており、更に
   前記２次及び仕上げ工程における加工時間（Ｔ1、Ｔ2）は、加工能力係数（Ｋ）を設定することにより決定されており、前記加工能力係数（Ｋ）は加工中における作動流体流量の増加量（ｄＱ）と加工時間（Ｔ）の比（ｄＱ／Ｔ）の関数（Ｋ＝ｆ（ｘ）、ｘ＝ｄＱ／Ｔ）である、ことを特徴とする流体研磨加工方法。
2. 前記１次加工工程において、供給装置からのスラリー供給流量が、目標の微小孔を加工するために必要な所定のスラリー流量より少ない前もって決められた値程度まで増大するまで、スラリー（７）を供給することは、過去の流体研磨加工のデータから決定された第１の加工時間（Ｔ0）であって、目標の微小孔を加工するために必要な加工時間より確実に少ない第１の加工時間（Ｔ0）の間スラリー（７）を供給することにより実施される、ことを特徴とする請求項１に記載の流体研磨加工方法。
3. 前記第１の加工時間（Ｔ0）は、スラリーの状態や工作物の形状の影響を受ける流体研磨加工の初期の不安定領域を超える時間であることを特徴とする請求項２に記載の流体研磨加工方法。
4. 前記２次加工工程において、前記第２の加工時間（Ｔ1）は、等式（１）
   Ｔ1＝（Ｑf−Ｑ1）／第１の加工能力係数
   により算出されており、
   ここで、第１の加工能力係数＝平均加工能力係数（Ｋave）＋補正値（α）であり、Ｑfは目標の作動流体流量であり、平均加工能力係数（Ｋave）は流体研磨加工の過去のデータから求めた加工能力係数（Ｋ）の平均値であり、補正値（α）は前記加工能力係数（Ｋ）の過去のデータのバラツキの片振幅（３σ）より大きい値である、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流体研磨加工方法。
5. 前記仕上げ加工工程において、前記第３の加工時間（Ｔ2）は、等式（２）
   Ｔ2＝（Ｑf−Ｑ2）／第２の加工能力係数（Ｋw）
   により算出されており、
   第２の加工能力係数（Ｋw）は、等式（３）
   Ｋw＝（Ｑ2−Ｑ1）／Ｔ1
   により算出されることを特徴とする請求項４に記載の流体研磨加工方法。
6. 前記仕上げ加工工程は、第１の段階と、第２の段階とを具備しており、
   前記第１の段階において、前記第２の作動流体流量（Ｑ2）に基づいて、目標の加工まで達しない第３の加工時間（Ｔ2）を算出し、前記第３の加工時間（Ｔ2）の間前記スラリー（７）を供給して研磨加工を実施した後、加工時間が前記第３の加工時間（Ｔ2）に達した場合に前記供給装置を停止してスラリー（７）の供給を停止し、更に前記工作物（５）の微小孔に作動流体を流して第３の作動流体流量（Ｑ3）を計測しており、
   前記第２の段階においては、前記第３の作動流体流量（Ｑ3）に基づいて、目標の第４の加工時間（Ｔ3）を算出し、前記第４の加工時間（Ｔ3）の間前記スラリー（７）を供給して研磨加工を実施した後、加工時間が前記第４の加工時間（Ｔ3）に達した場合に、前記供給装置を停止してスラリー（７）の供給を停止し加工を終了する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流体研磨加工方法。
7. 前記第１の段階において、
   前記第３の加工時間（Ｔ2）は、等式（４）
   Ｔ2＝（Ｑ2−Ｑ1）／第２の加工能力係数（Ｋw2）
   により算出されており、
   ここで、第２の加工能力係数（Ｋw2）＝第１の加工能力係数平均値＋補正値（β）であり、第１の加工能力係数平均値は、流体研磨加工の過去のデータから求めた第１の加工能力係数の平均値であり、補正値（β）は前記第１の加工能力係数の過去のデータのバラツキの片振幅より大きい値であり、
   前記第２の段階において、前記第４の加工時間（Ｔ3）は、計測された第１と第２との第３の作動流体流量（Ｑ1、Ｑ2、Ｑ3）と、それらに対応する第１と第２との第３の加工時間（Ｔ0、Ｔ1、Ｔ2）とにより形成される３つの計測値を使用して、数学的に外挿する方法により算出される、
   ことを特徴とする請求項６に記載の流体研磨加工方法。
8. 前記数学的に外挿する方法は最小２乗法であることを特徴とする請求項７に記載の流体研磨加工方法。
9. 前記供給装置からのスラリー（７）の供給圧力は一定に保持されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の流体研磨加工方法。
10. 前記工作物（５）はディーゼルエンジン用燃料インジェクタの微小孔であることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の流体研磨加工方法。

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