JP3975186B2

JP3975186B2 - 微細穴の流動加工装置

Info

Publication number: JP3975186B2
Application number: JP2003310863A
Authority: JP
Inventors: 信之境; 一晃松島
Original assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Current assignee: Nachi Fujikoshi Corp
Priority date: 2003-09-03
Filing date: 2003-09-03
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2023-09-03
Also published as: JP2005074604A

Description

本発明は、極小径（φ5.0mm 以下）の軸方向貫通丸穴、角穴、ストレート穴、テーパ穴、曲がり穴などで構成された穴を有する部品の内面処理（研磨、洗浄、バリ取り、エッジのＲ取り・面取り、表面処理）を行ことができる微細穴の流動加工装置に関する。

従来の微細穴の流動加工装置としては、例えば特許文献１、２に、一対の流体圧供給装置、一対の流体圧供給装置により加圧される、溶媒に表面処理添加物を加えた、スラリーを入れた一対の容器、及び各容器下層部と吸い上げ管で連結された一対のワーク保持具を有し、ワーク保持具の少なくとも一方は軸方向貫通微細穴を有するワークを保持するようにされた微細穴の流動加工装置が開示されている。
特開２００２−３５５７４６号公報図１特開平７−５２０２２号公報図１

特許文献１、２では、溶媒に表面処理添加物を加えたスラリーを、吸い上げ管の一方からワーク保持具内のワークの軸方向貫通微細穴内を通過させ、その後でスラリーを前記吸い上げ管の他方からワーク保持具内のワークの軸方向貫通微細穴内を通過させる、各サイクルの回数、各ワークの軸方向貫通微細穴内を通過させるスラリーの量、又は各パス時間などのいずれかをを一定とし、各ワークの軸方向貫通微細穴内を通過させるスラリーの加工量を一定としたものであった。このため、例えば燃料噴射ノズルの微細穴の加工のように、穴の中を流れる流体の抵抗を目標値にする加工が行えなかった。

本発明の課題は、一対の流体圧供給装置、一対の流体圧供給装置により加圧される、溶媒に表面処理添加物を加えた、スラリーを入れた一対の容器、及び各容器下層部と吸い上げ管で連結された一対のワーク保持具を有し、ワーク保持具の少なくとも一方は軸方向貫通微細穴を有するワークを保持するようにされた微細穴の流動加工装置において、例えば燃料噴射ノズルの微細穴の加工のように、穴の中を流れる流体の抵抗を目標値にする加工が行えるようにした微細穴の流動加工装置を提供することにある。

このため本発明の第１発明によると、一対の流体圧供給装置、前記一対の流体圧供給装置と連結されかつそれにより加圧される、溶媒に表面処理添加物を加えた、スラリーを入れた一対の容器、及び各前記容器下層部と吸い上げ管で連結された一対のワーク保持具を有し、前記ワーク保持具の少なくとも一方は軸方向貫通微細穴を有するワークを保持するようにされた微細穴の流動加工装置において、前記一対の吸い上げ管の少なくとも一方に、吸い上げ管内のスラリーの圧力を検知する第１の圧力センサを設け、前記第１の圧力センサが検知した吸い上げ管内のスラリーの圧力が予め定めた第１の設定圧範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたことを特徴とする微細穴の流動加工装置を提供することにより上記課題を解決した。

本発明の第２発明によると、一対の流体圧供給装置、前記一対の流体圧供給装置により加圧される、溶媒に表面処理添加物を加えたスラリーを入れた一対の容器、及び各前記容器下層部と吸い上げ管で連結された一対のワーク保持具を有し、前記ワーク保持具の少なくとも一方は軸方向貫通微細穴を有するワークを保持するようにされた微細穴の流動加工装置において、前記スラリーを前記吸い上げ管の一方から前記ワーク保持具内のワークの軸方向貫通微細穴内を通過させ、その後で前記スラリーを前記吸い上げ管の他方から前記ワーク保持具内のワークの軸方向貫通微細穴内を通過させる、各パス時間を測定し、前記測定した一パス時間が予め定めた設定時間範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたことを特徴とする微細穴の流動加工装置を提供することにより上記課題を解決した。

例えば燃料噴射ノズルの微細穴の加工のように、微細穴内を通過させるスラリーの流体抵抗は、流動加工を行ってゆくと、ワーク穴径の拡大、エッジ部のＲ取り・面取りによって、加工時に発生する発生圧力（スラリーの流体抵抗）は減少してゆく。本発明の第１発明によると、一対の吸い上げ管の少なくとも一方に吸い上げ管内のスラリーの圧力を検知する第１の圧力センサを設け、前記第１の圧力センサが検知した吸い上げ管内のスラリーの圧力が予め定めた第１の設定圧範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたので、穴の中を流れる流体の抵抗を目標値にする加工が行える微細穴の流動加工装置を提供するものとなった。

好ましくは、前記吸い上げ管内のスラリーの圧力を検知する第１の圧力センサに代わり、前記一対の流体圧供給装置と前記スラリーを入れた一対の容器とを連結する一対の配管の少なくとも一方に、前記連結する配管内の圧力を検知する第２の圧力センサを設け、前記第２の圧力センサが検知した前記連結する配管内の圧力が第２の設定圧範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしてもよい。

さらに好ましくは、前記一対の流体圧供給装置により加圧する加圧圧力は前記第１又は第２の圧力センサが検知する圧力に一定差圧だけ加えた可変ロードセンシング圧力としてもよい。

本発明の第２発明によると、一対の流体圧供給装置により加圧して微細穴内を通過させるスラリーの流体抵抗は、流動加工を行ってゆくと、ワーク穴径の拡大、エッジ部のＲ取り・面取りによって、加工時に発生する発生圧力（スラリーの流体抵抗）は減少してゆき各加工のパス時間は減少してゆくが、各パス時間を測定し、前記測定した一パス時間が予め定めた設定時間範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたので、穴の中を流れる流体の抵抗を目標値にする加工が行える微細穴の流動加工装置を提供するものとなった。

本発明を実施するための最良の形態の一例を図１乃至図３を参照して説明する。図１は本発明を実施するための最良の形態の一例である微細穴の流動加工装置の概略ブロック図、図２は図１のシリンダ１、１の一方の駆動ユニットを示し、図３の（ａ）は本発明の第１発明を実施するための最良の形態である圧力による制御の発生圧力と各加工サイクルのＬ流動即ち左側シリンダのパス、及びＲ流動即ち右側シリンダのパス、の各パス回数との関係を示すグラフ、（ｂ）は本発明の第２発明を実施するための最良の形態であるパス時間による制御の１パス当たりの流動時間即ちＬ流動即ち左側シリンダのパス時間及びＲ流動即ち右側シリンダのパス時間の各時間と、各パス回数との関係を示すグラフである。なお図１、図２では、一対の流体圧供給装置として一対の油圧シリンダ１、１を使用したが、一対の流体圧供給装置として、一対の油圧シリンダ１、１の代わりに、例えば特許文献１に開示するような、エアコンプレサと一対の増圧器を使用したものであってもよい。

図１の本発明を実施するための最良の形態の微細穴の流動加工装置は、一対の流体圧供給装置であるシリンダ１、１と、一対の流体圧供給装置であるシリンダ１、１により加圧される、溶媒に表面処理添加物を加えた、スラリー８、８を入れた一対の容器５、５と、各容器下層部１８、１８と吸い上げ管１６、１６で連結された一対のワーク保持具３ａ、３ｂと、を有し、ワーク保持具３ａ、３ｂの少なくとも一方３ａは軸方向貫通微細穴１０を有するワーク４を保持するようにされている。一対の吸い上げ管に吸い上げ管１６、１６内のの少なくとも一方のスラリー８、８の圧力を検知する第１の圧力センサ２２を設け、かつ一対の流体圧供給装置であるシリンダ１、１により加圧する加圧圧力は、第１の圧力センサ２２が検知する圧力に一定差圧だけ加えた可変ロードセンシング圧力とし（可変ポンプで代用してかかる可変ロードセンシング圧力装置を省略してもよい）、第１の圧力センサ２２が検知した吸い上げ管１６内のスラリー８の圧力が予め定めた第１の設定圧範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたものである。図１において、各容器５はシリンダ１のロッド４１で加圧される圧油７を配管１５で加圧室１７に導入し、仕切板２を介して容器下層部１８のスラリー８を加圧するようにされる。９はスプリング、２１は蓋、１４はシールリング、１２はスラリー８取り出し口、６は合流管６０への配管、１１はワーク保持具３ａ、３ｂから漏れたスラリー８の受け口である。

図１で点線で示す４５は、図１の第１の圧力センサ２２に代わる異なる実施形態である、第２の圧力センサで、一対の流体圧供給装置であるシリンダ１、１とスラリーを入れた一対の容器５、５とを連結する一対の配管７、７の少なくとも一方に、連結する配管７、７内の圧力を検知するように配置された第２の圧力センサ４５である。第２の圧力センサ４５が検知した連結する配管７、７内の圧力が第２の設定圧範囲になったとき加工サイクルを終了するようにして、図１の第１の圧力センサ２２に代えてもよい。

図２は図１のシリンダ１、１の一方の駆動ユニットのブロック図を示し、駆動ユニット２０は、ＣＰＵ、メモリー装置で形成されるシステム制御回路１９を有し、システム制御回路１９にはサイクル制御ブロック２３とスラリー圧力制御ブロック２４とを含む。サイクル制御ブロック２３へはロッド４０の動作を検知する電磁位置センサ４２からの出力信号３１が入力され、スラリー圧力制御ブロック２４へは吸い上げ管１６内のスラリー８の圧力を検知する第１の圧力センサ２２からの出力信号３２が入力される。システム制御回路１９は指令信号線２３、フイードバック信号線２４によって、サーボアンプ２５に接続され、サーボアンプ２５の指令信号３９はサーボバルブ２７のアクチュエータ２６に接続されている。２８は油圧ユニットで、ポンプ２９、タンク４２は配管３７、３８でサーボバルブ２７に接続され、サーボバルブ２７は配管３５、３６でシリンダ１の各加圧室と接続され、サーボバルブ２７により、サーボアンプ２５の指令信号３９に対応する圧力でロッド４０、４１が駆動される。

図１及び図２の装置を使用して、本発明の第一発明を実施するための最良の形態の微細穴の流動加工装置を説明する。一対の流体圧供給装置であるシリンダ１、１により加圧する加圧圧力は、第１の圧力センサ２２が検知する圧力に一定差圧だけ加えた可変ロードセンシング圧力とするので、スラリー圧力制御ブロック２４は圧力センサ２２が検知する圧力に、例えば２ Kg/cmといった、一定差圧を加えた圧力指令を、指令信号線２３でサーボアンプ２５に指令しサーボアンプ２５は、フイードバック信号線２４からの圧力が、センサ２２が検知する圧力になるまで制御する（可変ポンプで代用してかかる可変ロードセンシング圧力装置を省略してもよい）。スラリー圧力制御ブロック２４は第１の圧力センサ２２が検知する圧力が予め定めた第１の設定圧範囲になったとき加工サイクルを終了するように指令信号線３３でサーボアンプ２５に指令し、その後、サーボアンプ２５は、サイクル制御ブロック２３へのロッド４０の動作を検知する電磁位置センサ３０からの出力信号３１が入力され当該サイクルが終了した時点で、サーボバルブ２７のアクチュエータ２６への指令信号３９を中止し、サイクルを終了する。図３（ａ）に、本発明の第１発明を実施するための最良の形態である圧力による制御の発生圧力と各加工サイクルのＬ流動即ち左側シリンダのパス、及びＲ流動即ち右側シリンダのパス、の各パス回数との関係を示す。

図１及び図２の装置を使用して、本発明の第２発明を実施するための微細穴の流動加工装置を説明する。本発明の第２発明によると、一対の流体圧供給装置であるシリンダ１、１と、一対の流体圧供給装置であるシリンダ１、１により加圧される、溶媒に表面処理添加物を加えた、スラリー８、８を入れた一対の容器５、５と、及び各容器下層部１８、１８と吸い上げ管１６、１６で連結された一対のワーク保持具３ａ、３ｂと、を有し、ワーク保持具３ａ、３ｂの少なくとも一方３ａは軸方向貫通微細穴１０を有するワーク４を保持するようにされている。一対の吸い上げ管に吸い上げ管１６、１６内のスラリー８、８の圧力の少なくとも一方を検知する第１の圧力センサ２２を設け、かつスラリー圧力制御ブロック２４には、一対の流体圧供給装置であるシリンダ１、１により加圧する加圧圧力が所定の一定圧力とするように、所定の一定圧力が予め入力され、加工時指令信号線２３でサーボアンプ２５にこの所定の一定圧力を指令し、スラリー圧力制御ブロック２４は圧力センサ２２が検知する圧力が予め定めた設計圧範囲になるようにサーボアンプ２５を介して制御し、スラリー８を吸い上げ管１６の一方からワーク保持具３ａ、３ｂ内のワーク４の軸方向貫通微細穴１０内を通過させ、その後でスラリー８を吸い上げ管の他方からワーク保持具内のワークの軸方向貫通微細穴内を通過させる。サイクル制御ブロック２３へのロッド４０の動作を検知する電磁位置センサ３０からの出力信号３１の入力により各パス時間を測定し、測定した一パス時間が予め定めた設定時間範囲になったとき加工サイクルを終了するようにサーボバルブ２７のアクチュエータ２６への指令信号３９を中止し、サイクルが終了する。なお、図２のシリンダの駆動ユニットのポンプ及び制御回路を使用せず、代わりに可変吐出量ポンプとリリーフ弁による所定の一定圧力を供給するようにしてもよい。

図３（ｂ）に、は本発明の第２発明を実施するための最良の形態であるパス時間による制御の１パス当たりの流動時間即ちＬ流動即ち左側シリンダのパス時間及びＲ流動即ち右側シリンダのパス時間の各時間と、各パス回数との関係を示す。
（本発明の最良の実施形態の効果）
例えば燃料噴射ノズルの微細穴の加工のように、微細穴内を通過させるスラリーの流体抵抗は、流動加工を行ってゆくと、ワーク穴径の拡大、エッジ部のＲ取り・面取りによって、加工時に発生する発生圧力（スラリーの流体抵抗）は減少してゆく。本発明の第１発明によると、一対の吸い上げ管に吸い上げ管内のスラリーの圧力の少なくとも一方を検知する第１の圧力センサを設け、前記第１の圧力センサが検知した吸い上げ管内のスラリーの圧力が予め定めた第１の設定圧範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたので、穴の中を流れる流体の抵抗を目標値にする加工が行える微細穴の流動加工装置を提供するものとなり、所望の加工精度の向上、加工時間の短縮が可能となった。

本発明の第２発明によると、微細穴内を通過させるスラリーの流体抵抗は、流動加工を行ってゆくと、ワーク穴径の拡大、エッジ部のＲ取り・面取りによって、加工時に発生する発生圧力（スラリーの流体抵抗）は減少してゆき各加工のパス時間は減少してゆくが、各パス時間を測定し、前記測定した一パス時間が予め定めた設定時間範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたので、穴の中を流れる流体の抵抗を目標値にする加工が行える微細穴の流動加工装置を提供するものとなり、所望の加工精度の向上、加工時間の短縮が可能となった。

本発明の第一発明を実施するための最良の形態の一例である微細穴の流動加工装置の概略ブロック図を示す。図１のシリンダ１の１の一方の駆動ユニットのブロック図を示す。（ａ）は本発明の第１発明を実施するための最良の形態である圧力による制御の発生圧力と各加工サイクルのＬ流動即ち左側シリンダのパス、及びＲ流動即ち右側シリンダのパス、の各パス回数との関係を示すグラフ、（ｂ）は本発明の第２発明を実施するための最良の形態であるパス時間による制御の１パス当たりの流動時間即ちＬ流動即ち左側シリンダのパス時間及びＲ流動即ち右側シリンダのパス時間の各時間と、各パス回数との関係を示すグラフである。

符号の説明

１流体圧供給装置であるシリンダ
３ａ、３ｂワーク保持具
４軸方向貫通微細穴を有するワーク
５スラリーを入れた容器
８スラリー
１０ワークの軸方向貫通微細穴
１６吸い上げ管
１８容器下層部
２２第１の圧力センサ
２３サイクル制御ブロック
２４スラリー圧力制御ブロック
３０電磁位置センサ
４０、４１シリンダのロッド
４５第２の圧力センサ

Claims

一対の流体圧供給装置、前記一対の流体圧供給装置と連結されかつそれにより加圧される、溶媒に表面処理添加物を加えた、スラリーを入れた一対の容器、及び各前記容器下層部と吸い上げ管で連結された一対のワーク保持具を有し、前記ワーク保持具の少なくとも一方は軸方向貫通微細穴を有するワークを保持するようにされた微細穴の流動加工装置において、前記一対の吸い上げ管の少なくとも一方に、吸い上げ管内のスラリーの圧力を検知する第１の圧力センサを設け、前記第１の圧力センサが検知した吸い上げ管内のスラリーの圧力が予め定めた第１の設定圧範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたことを特徴とする微細穴の流動加工装置。
前記一対の流体圧供給装置と前記スラリーを入れた一対の容器とを連結する一対の配管の少なくとも一方に、前記連結する配管内の圧力を検知する第２の圧力センサを設け、前記第２の圧力センサが検知した前記連結する配管内の圧力が第２の設定圧範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたことを特徴とする請求項１記載の微細穴の流動加工装置。
前記一対の流体圧供給装置により加圧する加圧圧力は前記第１又は第２の圧力センサが検知する圧力に一定差圧だけ加えた可変ロードセンシング圧力としたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の微細穴の流動加工装置。
一対の流体圧供給装置、前記一対の流体圧供給装置により加圧される、溶媒に表面処理添加物を加えたスラリーを入れた一対の容器、及び各前記容器下層部と吸い上げ管で連結された一対のワーク保持具を有し、前記ワーク保持具の少なくとも一方は軸方向貫通微細穴を有するワークを保持するようにされた微細穴の流動加工装置において、前記スラリーを前記吸い上げ管の一方から前記ワーク保持具内のワークの軸方向貫通微細穴内を通過させ、その後で前記スラリーを前記吸い上げ管の他方から前記ワーク保持具内のワークの軸方向貫通微細穴内を通過させる、各パス時間を測定し、前記測定した一パス時間が予め定めた設定時間範囲になったとき加工サイクルを終了するようにしたことを特徴とする微細穴の流動加工装置。