JP7079079B2 - 内周面加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の円筒状のシリンダ部が一列に並ぶ工作物の各シリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置に関するものである。

従来、自動車のエンジンに用いられるシリンダブロックやバルブシリンダ等、略円柱形状のシリンダボアが形成されたシリンダ部を有する工作物を製造する際に、シリンダ部の内周面の荒・仕上げ加工として、切削加工（ボーリング加工又はリーマ加工）が行われている（例えば、下記の特許文献１を参照）。具体的には、鋳造されたシリンダ部を有する工作物に対し、シリンダ部内に切削工具を挿入し、該切削工具を回転させてシリンダ部の内周面に沿って移動させることにより、シリンダ部の内周面を切削する。このような切削工程によってシリンダ部の内径が所望の寸法となるように内周面が加工されていた。

特開２００４－１１４２３６号公報

ところで、昨今、自動車のエンジンの低燃費化や信頼性の向上の観点から、従来ＦＣ２５０で構成していたシリンダ部を、ステンレスやＮｉ基合金等の耐熱合金で構成するようになりつつある。ステンレスやＮｉ基合金等の耐熱合金は、硬度が高い難削材であるため、シリンダ部分を難削材で形成すると、表面加工時に、切削工具の摩耗が早い上、チッピングが起こりやすく、工具寿命が著しく短くなり、工具費が増大する。また、切削工具の摩耗やチッピングによってシリンダ部の内径寸法管理が困難になり、加工品質や加工時間にばらつきが生じ、加工品質や歩留まりを低下させるおそれがある。

そこで、シリンダ部の内周面の荒・仕上げ加工を、切削加工から切削工具よりも長寿命な研削工具を用いた研削加工に変更することが考えられる。

しかしながら、エンジンブロックのように複数のシリンダ部が一列に並ぶ大型の工作物のシリンダ部の内周面に研削加工を施す場合、ベアリング等の比較的小さなものと異なり、工作物を容易に回転させることができない。そのため、上述のような複数のシリンダ部が一列に並ぶ大型の工作物に対しては、研削砥石をシリンダ部の内周面に当接させて自転させつつ研削砥石がシリンダ部の内周面に沿って回転移動するように研削砥石又は工作物を変位させることによって内周面を研削するプラネタリ型の研削加工を行う他、研削加工の方法がなかった。一方、プラネタリ型の研削加工では、シリンダ部の内周面全体を均一に且つ高精度に研削することができない。そのため、切削加工から研削加工に変更しても、さほど加工品質を向上させることができないという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のシリンダ部が一列に並ぶ工作物の各シリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置において、工具費を低減すると共に加工品質及び歩留まりの向上を図ることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、複数のシリンダ部を有する工作物に対し、研削加工部を設けて複数のシリンダ部の内面に研削加工を施すこととし、さらに、工作物を保持する回転台を回転させながら回転台上において工作物を移動させて各シリンダ部の研削加工が可能になる加工位置に配置するようにした。

具体的には、第１の発明は、複数の円筒状のシリンダ部が一列に並ぶ工作物の各シリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置であって、上記各シリンダ部の内径よりも小径の円筒状の研削砥石を有し、該研削砥石の外周面を上記シリンダ部の内周面に当接させた状態で上記研削砥石を自転させて該シリンダ部の内周面を研削するように構成された研削加工部と、上記研削砥石の下方に設けられ、所定の回転軸周りに回転自在に構成されると共に上面に載置された上記工作物を保持可能に構成された回転台と、上記回転台を上記回転軸周りに回転させる回転機構と、上記回転台に保持された上記工作物が、上記各シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とがそれぞれ一致する各加工位置に順に配置されるように、上記回転台の回転中に上記工作物を上記回転台上において移動させる移動機構とを備えていることを特徴としている。

第１の発明では、工作物のシリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置に研削加工部を設け、従来行っていた切削加工の代わりに研削加工を行うこととしている。ここで、研削砥石は、切削工具に比べて安価であり、難削材を加工して摩耗しても研削砥石自体が無くなるまで使い続けることができるため、切削工具に比べて寿命が長い。そのため、上記内周面加工装置によれば、研削加工部を設けて従来行っていた切削加工の代わりに研削加工を施すことにより、内周面加工にかかる工具費を低減することができる。また、上記内周面加工装置によれば、研削加工を施すことにより、切削加工を施す従来技術のように、切削工具の摩耗やチッピングによってシリンダ部の内径寸法管理が困難になることがない。そのため、加工品質や加工時間にばらつきが生じることがなく、加工品質や歩留まりの低下を抑制することができる。

また、第１の発明では、工作物のシリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置に、上記研削加工部の他、工作物を保持する回転台と、該回転台を回転軸周りに回転させる回転機構と、各シリンダ部の中心線と回転台の回転軸とがそれぞれ一致する各加工位置に配置されるように回転台の回転中に工作物を回転台上において移動させる移動機構とを設けることとした。このような構成により、上記内周面加工装置では、回転機構によって回転軸周りに回転する回転台に保持された工作物が、移動機構によって、回転する回転台上において移動して、各シリンダ部の中心線と回転台の回転軸とがそれぞれ一致する各加工位置、即ち、各シリンダ部が中心線周りに回転（自転）する位置に順に配置されることとなる。つまり、上記内周面加工装置では、プラネタリ型の研削加工ではなく、研削砥石と加工対象となるシリンダ部を共に自転させながら該シリンダ部の内周面を研削する工作物回転型の研削加工を行うことができる。また、複数のシリンダ部に工作物回転型の研削加工を行うのに際し、回転台の回転を一々止めることなく回転台を回転させたまま複数のシリンダ部を順に加工位置に移動させて研削加工を施すことができる。よって、上記内周面加工装置によれば、複数のシリンダ部の内周面を研削するのに要する加工時間を短縮することができる。また、工作物回転型の研削加工は、研削砥石又は工作物を変位させなければならないプラネタリ型の研削加工に比べて均一で高精度な内周面研削が可能になる。そのため、上記内周面加工装置によれば、複数のシリンダ部が一列に並ぶ工作物に対して工作物回転型の研削加工を施すことができるため、該工作物の複数のシリンダ部の内周面に均一で且つ高精度な研削加工を施すことができる。

以上により、第１の発明によれば、複数の円筒状のシリンダ部が一列に並ぶ工作物の各シリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置において、工具費を低減すると共に加工品質及び歩留まりの向上を図ることができる。

また、第１の発明は、上記構成に加え、上記回転台は、下方の支持台に回転自在に支持される円板状の本体と、該本体の径方向に移動可能に設けられて上記複数のシリンダ部が上記本体の径方向に並ぶように上記工作物を保持する保持部とを有し、上記移動機構は、上記本体に取り付けられ、上記保持部に連結されて該保持部を該本体の径方向に移動させる流体圧アクチュエータと、上記支持台に設けられ、上記工作物が上記各加工位置に順に配置されるように上記流体圧アクチュエータに作動流体を給排して該流体圧アクチュエータを駆動する駆動回路とを有し、上記駆動回路は、上記本体の上記回転軸上に設けられたロータリージョイントを介して上記流体圧アクチュエータに接続されていることを特徴としている。

ところで、回転台の回転中に回転台上で工作物を移動させる移動機構には、電気回路を有する電動アクチュエータを用いることはできない。回転する回転台に電気配線を配設できないためである。

そこで、第１の発明では、移動機構を、回転台に取り付けられた流体圧アクチュエータと、支持台に設けられて流体圧アクチュエータに作動流体を給排して流体圧アクチュエータを駆動する駆動回路とで構成し、流体圧アクチュエータと駆動回路とをロータリージョイントを介して接続することとしている。このような構成により、回転中の回転台上において工作物を移動させる移動機構を容易に構成することができる。

第２の発明は、第１の発明において、上記本体に移動可能に取り付けられたバランスウェイトを有し、上記工作物の位置に応じて、上記バランスウェイトを、上記工作物に作用する遠心力を相殺する遠心力が作用する位置に移動させるバランス機構を備えていることを特徴としている。

ところで、上記内周面加工装置では、回転台の回転中に、移動機構によって、研削加工を行うシリンダ部の中心線が回転軸に一致するように工作物を移動させるため、工作物を保持して回転する回転台に作用する遠心力が回転軸に対して対称に作用しない。工作物の重量が比較的大きい場合には、この遠心力のアンバランスによって回転台を安定して回転させられなくなるおそれがある。

そこで、第２の発明では、回転台にバランスウェイトを設けると共に、該バランスウェイトに工作物に作用する遠心力を相殺する遠心力が作用するように、移動機構によって工作物と共にバランスウェイトを移動させるようにした。このように、移動機構が、回転中の回転台上において、工作物を移動させる際にバランスウェイトも移動させることにより、工作物に作用する遠心力がバランスウェイトに作用する遠心力によって相殺されるため、遠心力のアンバランスが生じなくなる。これにより、工作物を保持した回転台を安定的に回転させることができるため、高精度な研削加工を行うことができる。

第３の発明は、第２の発明において、上記バランス機構は、上記保持部に連結されて該保持部と一体となって移動する第１ラックと、上記第１ラックと噛み合い、該第１ラックの移動に伴って回転するピニオンと、上記バランスウェイトが連結され、上記第１ラックの反対側で上記ピニオンに噛み合い、該ピニオンの回転に伴って上記バランスウェイトを上記第１ラックの移動方向と逆方向に移動させる第２ラックとを有していることを特徴としている。

第３の発明では、工作物が移動すると、保持部に連結された第１ラックが工作物の移動方向に移動し、これに伴い、第１ラックと噛み合うピニオンが回転する。そして、ピニオンの回転に伴い、バランスウェイトが連結され、第１ラックの反対側で該ピニオンに噛み合う第２ラックが第１ラックと逆方向に移動することにより、バランスウェイトが工作物の移動方向と反対方向に移動することとなる。このように移動機構に工作物の移動に連動する第１ラック、ピニオン及び第２ラックを設けることにより、容易な機構でバランスウェイトを工作物に連動させることができる。

第４の発明は、複数の円筒状のシリンダ部が一列に並ぶ工作物の各シリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置であって、上記各シリンダ部の内径よりも小径の円筒状の研削砥石を有し、該研削砥石の外周面を上記シリンダ部の内周面に当接させた状態で上記研削砥石を自転させて該シリンダ部の内周面を研削するように構成された研削加工部と、上記研削砥石の下方に設けられ、所定の回転軸周りに回転自在に構成されると共に上面に載置された上記工作物を保持可能に構成された回転台と、上記回転台を上記回転軸周りに回転させる回転機構と、上記回転台に保持された上記工作物が、上記各シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とがそれぞれ一致する各加工位置に順に配置されるように、上記回転台の回転中に上記工作物を上記回転台上において移動させる移動機構とを備え、上記工作物は、シリンダブロックであることを特徴としている。

第５の発明は、第１乃至第３のいずれか１つの発明において、上記工作物は、シリンダブロックであることを特徴としている。

第４及び第５の発明では、シリンダブロックを加工対象とし、該シリンダブロックの複数のシリンダ部に対して工作物回転型の研削加工が施される。つまり、シリンダブロックの複数のシリンダ部の内周面に均一で且つ高精度な研削加工を施すことができる。

第６の発明は、第１乃至第５のいずれか１つの発明において、上記工作物は、等間隔で一列に並ぶ４つの上記シリンダ部を有し、上記４つのシリンダ部は、順に並ぶ第１シリンダ部と第２シリンダ部と第３シリンダ部と第４シリンダ部とによって構成され、上記移動機構の動作を制御する制御部を備え、上記制御部は、上記工作物が、上記第１シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とが一致する第１加工位置、上記第３シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とが一致する第３加工位置、上記第２シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とが一致する第２加工位置、上記第４シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とが一致する第４加工位置の順に移動するように上記移動機構を動作させるように構成されていることを特徴としている。

第６の発明では、制御部により、工作物が、第１シリンダ部、第３シリンダ部、第２シリンダ部、第４シリンダ部の順に、中心線が回転台の回転軸に一致するように移動し、この順で内周面に研削加工が施される。

以上説明したように、本発明によると、シリンダボアが形成された工作物のシリンダ部内周面を加工する内周面加工装置において、加工費用を低減すると共に加工品質及び歩留まりの向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る内周面加工装置の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示す内周面加工装置の研削砥石部分の横断面図である。 図３は、ワークが第１加工位置にある状態における移動機構及びバランス機構を示す図であり、上段は概略構成図、下段はワークテーブル上の様子を示す平面図である。 図４は、ワークが第２加工位置にある状態における移動機構及びバランス機構を示す図であり、上段は概略構成図、下段はワークテーブル上の様子を示す平面図である。 図５は、ワークが第３加工位置にある状態における移動機構及びバランス機構を示す図であり、上段は概略構成図、下段はワークテーブル上の様子を示す平面図である。 図６は、ワークが第４加工位置にある状態における移動機構及びバランス機構を示す図であり、上段は概略構成図、下段はワークテーブル上の様子を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態は、本質的に好ましい例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態１》
図１及び図２は、本発明の実施形態１に係る内周面加工装置１を示している。内周面加工装置１は、円柱状のシリンダボアＢが形成されたワーク（工作物）Ｗの該シリンダボアＢを囲むシリンダ部Ｃの内周面Ｃ０を加工するものである。なお、本実施形態１では、内周面加工装置１は、所謂ＮＣ工作機械であり、一列に並ぶ４つのシリンダボアＢが形成されたエンジンブロックを上記ワークＷとし、数値制御によって自動的にシリンダ部Ｃの内周面Ｃ０の研削加工を行うように構成されている。

ここで、シリンダ部Ｃは、シリンダブロックからなるワークＷにおいて４つのシリンダボアＢを囲む円筒状の周壁部分を指す。

なお、説明の便宜上、ワークＷにおいて一列に並ぶ４つのシリンダ部Ｃを、順に、第１シリンダ部Ｃ１、第２シリンダ部Ｃ２、第３シリンダ部Ｃ３、第４シリンダ部Ｃ４と呼ぶ。

また、以下の説明において、図１に示すように、内周面加工装置１の幅方向（紙面右手前から左奥に向かう方向）をＸ軸方向、内周面加工装置１の奥行方向（紙面左手前から右奥に向かう方向）をＹ軸方向、内周面加工装置１の高さ方向（紙面上下方向）をＺ軸方向と呼ぶ。また、Ｘ軸方向に沿って図１の紙面左側を「左側」、紙面右側を「右側」と呼ぶ。さらに、Ｙ軸方向に沿って図１の紙面手前側を「前側」、紙面奥側を「後側」と呼ぶ。

－構成－
図１に示すように、内周面加工装置１は、ベッド２とコラム３とを備えている。ベッド２は、Ｘ軸方向に延びる直方体形状の部材とＹ軸方向に延びる直方体形状の部材とによってＴ字状に構成され、水平な設置面に載置されている。コラム３は、Ｚ軸方向に延びる直方体形状の部材によって構成され、ベッド２のＹ軸方向に延びる部材上に立設されている。ベッド２とコラム３とで内周面加工装置１の支持構造体が構成されている。

また、内周面加工装置１は、研削加工部１０と、ワーク搬送部２０と、ワーク回転支持部３０と、移動機構４０（図３参照）と、バランス機構５０と、ドレス機構６０と、インプロセスゲージ７０と、制御部８０とを備えている。研削加工部１０は、コラム３に設置され、該コラム３に荷重が支持される。ワーク搬送部２０は、ベッド２に設置され、該ベッド２に荷重が支持される。ワーク回転支持部３０は、ワーク搬送部２０に設置され、該ワーク搬送部２０に荷重が支持される。移動機構４０及びバランス機構５０は、ワーク回転支持部３０に設置され、ドレス機構６０及びインプロセスゲージ７０は、ワーク搬送部２０に設けられている。制御部８０は、ベッド２の内部に設けられている。

以下、各部の構成について詳述する。

〈研削加工部〉
図１に示すように、研削加工部１０は、研削砥石１１と、研削主軸１２と、研削ホルダ１３と、研削本体部１４と、研削テーブル１５と、Ｚ軸ガイド１６と、回転モータ１７と、昇降モータ１８とを有している。

図２に示すように、研削砥石１１は、外径がワークＷのシリンダ部Ｃの内径よりも小さい円筒形状に形成されている。

研削主軸１２は、Ｚ軸方向に延びる断面が円柱形状の棒状部材によって構成されている。研削主軸１２の先端（本実施形態では下端）には、中心線Ｚ１が一致するように研削砥石１１が取り付けられている。一方、研削主軸１２の基端（本実施形態では上端）は、研削ホルダ１３に回転自在に保持されている。

研削ホルダ１３は、円筒状に形成され、研削本体部１４に保持されている。また、研削ホルダ１３は、研削主軸１２が自転可能なように、研削主軸１２の基端を回転自在に保持している。

研削本体部１４は、直方体形状に形成され、前方に研削ホルダ１３を保持する一方、後面が研削テーブル１５に固定されている。

研削テーブル１５は、直方体形状の箱状に形成され、前面に上述の研削本体部１４が固定され、後面はＺ軸ガイド１６に噛み合う形状に形成されている。研削テーブル１５は、Ｚ軸ガイド１６によってＺ軸方向に移動可能に構成されている。研削テーブル１５は、Ｚ軸方向に往復移動することにより、研削本体部１４をＺ軸方向に上下動させる。

Ｚ軸ガイド１６は、コラム３の前面に設けられたＺ軸方向に長く延びる長尺部材である。本実施形態では、Ｚ軸ガイド１６は、Ｚ軸方向に長い矩形の板状体によって構成されている。Ｚ軸ガイド１６は、コラム３の上端部から下端部に亘って形成されている。なお、Ｚ軸ガイド１６は、研削テーブル１５のＺ軸方向への移動を案内するものであれば、いかなる形状であってもよい。Ｚ軸ガイド１６は、２本のレールによって形成されていてもよい。

回転モータ１７は、研削ホルダ１３の上部に設けられている。回転モータ１７の駆動軸は、研削ホルダ１３の内部において、該研削ホルダ１３に保持された研削主軸１２が自転するように研削主軸１２に連結されている。回転モータ１７が研削主軸１２を自転させると、研削主軸１２に取り付けられた研削砥石１１が中心線Ｚ１を中心に自転する。つまり、研削主軸１２の中心線Ｚ１は、研削砥石１１の自転軸となる。

昇降モータ１８は、コラム３に設けられている。昇降モータ１８は、研削テーブル１５がＺ軸ガイド１６に沿ってＺ軸方向に往復移動するように研削テーブル１５に連結されている。昇降モータ１８が研削テーブル１５を上下動させると、研削本体部１４、該研削本体部１４に保持された研削ホルダ１３及び該研削ホルダ１３に回転自在に保持された研削主軸１２が上下動し、研削砥石１１が上下動することとなる。

〈ワーク搬送部〉
ワーク搬送部２０は、Ｘ軸ガイド２１と、搬送テーブル（支持台）２２と、搬送モータ２３とを有している。

Ｘ軸ガイド２１は、ベッド２の上面に設けられたＸ軸方向に長く延びる長尺部材である。本実施形態では、Ｘ軸ガイド２１は、Ｘ軸方向に長い矩形の板状体によって構成されている。Ｘ軸ガイド２１は、ベッド２のＸ軸方向の一端部から他端部に亘って形成されている。なお、Ｘ軸ガイド２１は、搬送テーブル２２のＸ軸方向への移動を案内するものであれば、いかなる形状であってもよい。Ｘ軸ガイド２１は、２本のレールによって形成されていてもよい。

搬送テーブル２２は、直方体形状に形成され、搬送テーブル２２の上方に設けられ、下面がＸ軸ガイド２１に噛み合う形状に形成されている。搬送テーブル２２は、Ｘ軸ガイド２１によってＸ軸方向に移動可能に構成されている。

搬送モータ２３は、ベッド２に設けられている。搬送モータ２３は、搬送テーブル２２がＸ軸方向に往復移動するように搬送テーブル２２に連結されている。搬送モータ２３によって搬送テーブル２２がＸ軸方向に移動することにより、搬送テーブル２２上に設けられたワークテーブル３１がＸ軸方向に移動し、ワークテーブル３１に保持されたワークＷがＸ軸方向に移動することとなる。

〈ワーク回転支持部〉
図１に示すように、ワーク回転支持部３０は、ワークテーブル（回転台）３１と、モータ（回転機構）３２とを備えている。

図３～図６に示すように、ワークテーブル３１は、水平方向に拡がるテーブル本体３４と、ワークＷを保持する保持部３５とを有している。テーブル本体３４は、円板状に形成され、搬送テーブル２２に回転軸ＺＴを中心に回転自在に支持されている。保持部３５は、ワークＷの底部が嵌まり込む形状に形成されている。また、保持部３５は、テーブル本体３４に径方向に移動可能に支持されている。さらに、保持部３５は、移動機構４０の油圧シリンダ（流体圧アクチュエータ）４１に接続され、該油圧シリンダ４１によってテーブル本体３４上における位置が変更されるように構成されている。以上により、ワークテーブル３１は、ワークＷを径方向に移動可能に保持するように構成されている。

図１に示すように、モータ３２は、ワーク搬送部２０の搬送テーブル２２に設けられ、ワークテーブル３１を回転軸ＺＴ周りに回転駆動する。例えば、ワークテーブル３１のテーブル本体３４の下面中央に一体に形成した回転軸ＺＴを中心線とする主軸部にモータ３２の回転力が伝達されるように、モータ３２の駆動軸と主軸部とが連結されている。

〈移動機構〉
移動機構４０は、ワークテーブル３１（テーブル本体３４）上においてワークＷをシリンダ部Ｃの配列方向に往復移動させ、各シリンダ部Ｃの中心線ＺＣとワークテーブル３１の回転軸ＺＴとが一致する各加工位置に配置するものである。

図３～図６に示すように、移動機構４０は、油圧シリンダ４１と、油圧駆動回路４２と、作動部材４３と、ストッパ４４と、エアシリンダ４５と、空気圧駆動回路４６とを備えている。

油圧シリンダ４１は、シリンダ４１ａと、該シリンダ４１ａ内を第１室Ｓ１と第２室Ｓ２とに仕切るピストン４１ｂと、一端が該ピストン４１ｂの第２室Ｓ２側に連結されたロッド４１ｃとを有している。ロッド４１ｃの他端は、作動部材４３に接続されている。油圧シリンダ４１は、ワークテーブル３１のテーブル本体３４に取り付けられている。具体的には、油圧シリンダ４１は、ロッド４１ｃが保持部３５の移動方向（テーブル本体３４の径方向）に進退するようにテーブル本体３４に取り付けられている。

油圧駆動回路４２は、第１流路４７及び第２流路４８によって油圧シリンダ４１に接続され、油圧シリンダ４１の第１室Ｓ１及び第２室Ｓ２に作動油を給排することにより、油圧シリンダ４１のロッド４１ｃを駆動するように構成されている。油圧駆動回路４２は、搬送テーブル２２に設けられ、該油圧駆動回路４２と油圧シリンダ４１とを接続する第１流路４７及び第２流路４８は、それぞれ一部がワークテーブル３１のテーブル本体３４の回転軸ＺＴ上に設けられたロータリージョイント９０内の２本の流路によって構成されている。つまり、テーブル本体３４と共に回転する油圧シリンダ４１と、搬送テーブル２２に設けられて回転しない油圧駆動回路４２とは、内部に第１流路４７及び第２流路４８の一部を構成する作動油の流路が形成されたロータリージョイント９０を介して接続されている。なお、詳細については後述するが、本実施形態では、ロータリージョイント９０には、エアシリンダ４５と空気圧駆動回路４６とを接続する第３流路４９の一部を構成する空気流路も形成されている。

油圧駆動回路４２は、例えば、作動油が貯留されるタンクと、該タンクに接続されて作動油が流通する供給路及び排出路と、供給路に設けられてタンクから油圧シリンダ４１へ作動油を搬送する油圧ポンプと、供給路及び排出路に跨がるように設けられた切換弁とを有している。切換弁には、シリンダ４１ａ内の第１室Ｓ１に接続された第１流路４７とシリンダ４１ａ内の第２室Ｓ２に接続された第２流路４８とが接続され、供給路及び排出路と第１流路４７及び第２流路４８との接続を切り換えるように構成されている。切換弁は、供給路を第１流路４７に接続すると共に排出路を第２流路４８に接続してタンク内の作動油を油圧シリンダ４１の第１室Ｓ１に供給する一方、第２室Ｓ２の作動油をタンク内に回収する第１の状態と、供給路を第２流路４８に接続すると共に排出路を第１流路４７に接続してタンク内の作動油を油圧シリンダ４１の第２室Ｓ２に供給する一方、第１室Ｓ１の作動油をタンク内に回収する第２の状態とに切り換え可能に構成されている。

作動部材４３は、略Ｌ字状の長尺部材によって構成され、長尺の略長方形状の板状体からなる作動本体４３ａと、該作動本体４３ａの先端部から該作動本体４３ａに直交する方向に突出した短尺の略直方体形状の突出部４３ｂとを有している。作動部材４３は、ワークテーブル３１のテーブル本体３４に、保持部３５の移動方向（テーブル本体３４の径方向）に移動自在に取り付けられている。作動部材４３は、作動本体４３ａが保持部３５に対して移動しないように該保持部３５の底面に固定されている。また、作動部材４３は、作動本体４３ａの基端部に、互いの長手方向が一致する又は平行になるように、上記油圧シリンダ４１のロッド４１ｃが連結されている。このような構成により、作動部材４３は、油圧シリンダ４１のロッド４１ｃの進退に伴って、同方向に往復移動し、回転するテーブル本体３４において保持部３５を該テーブル本体３４の径方向に移動させる。

ストッパ４４は、第１～第４ストッパ４４ａ～４４ｄと連結部４４ｅとを有している。第１～第４ストッパ４４ａ～４４ｄは、作動部材４３の側方において、作動本体４３ａ及び油圧シリンダ４１のロッド４１ｃに平行な方向に、基端側から先端側へ、第１ストッパ４４ａ、第２ストッパ４４ｂ、第３ストッパ４４ｃ、第４ストッパ４４ｄの順に並んでいる。連結部４４ｅは、作動部材４３の移動方向に平行な方向に延び、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃを連結している。

具体的には、第１ストッパ４４ａ及び第４ストッパ４４ｄは、作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上に配置され、作動部材４３の突出部４３ｂと当接して作動部材４３がそれ以上移動しないように移動を規制するように構成されている。これにより、突出部４３ｂは、第１ストッパ４４ａと第４ストッパ４４ｄとの間でのみ移動可能に構成され、これにより、作動部材４３の可動範囲が制限される。

第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃは、本実施形態では、連結部４４ｅと一体に形成され、該連結部４４ｅの長手方向の一端部（第１ストッパ４４ａ側の端部）と他端部（第４ストッパ４４ｄ側の端部）とから作動部材４３側へ突出している。このような構成により、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃは、連結部４４ｅによって略コ字状に連結されている。また、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃは、エアシリンダ４５により、後述する前進位置（図４及び図５参照）と後退位置（図３及び図６参照）とに移動可能に構成されている。前進位置は、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃが、作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上に配置されて該突出部４３ｂと当接する位置であり、後退位置は、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃが、作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上から後退して該突出部４３ｂと当接しない位置である。

なお、第１ストッパ４４ａが作動部材４３の突出部４３ｂと当接するとき、作動部材４３が固定された保持部３５に保持されたワークＷは、第１シリンダ部Ｃ１の中心線ＺＣとワークテーブル３１のテーブル本体３４の回転軸ＺＴが一致する第１加工位置に配置される。同様に、第２ストッパ４４ｂが突出部４３ｂと当接するとき、ワークＷは、第２シリンダ部Ｃ２の中心線ＺＣとテーブル本体３４の回転軸ＺＴが一致する第２加工位置に配置され、第３ストッパ４４ｃが突出部４３ｂと当接するとき、ワークＷは、第３シリンダ部Ｃ３の中心線ＺＣとテーブル本体３４の回転軸ＺＴが一致する第３加工位置に配置され、第４ストッパ４４ｄが突出部４３ｂと当接するとき、ワークＷは、第４シリンダ部Ｃ４の中心線ＺＣとテーブル本体３４の回転軸ＺＴが一致する第４加工位置に配置される。

エアシリンダ４５は、シリンダ４５ａと、該シリンダ４５ａ内を第１室Ｓ１１と第２室Ｓ１２とに仕切るピストン４５ｂと、一端が該ピストン４５ｂの第２室Ｓ１２側に連結されたロッド４５ｃと、バネ４５ｄとを有している。ロッド４５ｃの他端は、ストッパ４４の連結部４４ｅの長手方向の中央部分に該連結部４４ｅに垂直な方向に延びるように連結されている。バネ４５ｄは、第１室Ｓ１１に設けられてピストン４５ｂを第２室Ｓ１２側に付勢している。

エアシリンダ４５は、ワークテーブル３１のテーブル本体３４に取り付けられ、ストッパ４４に対して作動部材４３の反対側に設けられている。エアシリンダ４５は、ロッド４５ｃを進退させることによって、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃの位置を、作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上にある前進位置（図４及び図５参照）と、作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上から後退させた後退位置（図３及び図６参照）とに切り換えるように構成されている。具体的には、図４及び図５に示すように、エアシリンダ４５のロッド４５ｃが前進すると、連結部４４ｅが作動部材４３側へ押され、これに伴って第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃが作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上に配置される。一方、図３及び図６に示すように、エアシリンダ４５のロッド４５ｃがシリンダ４５ａの内側へ退くと、連結部４４ｅが作動部材４３から離れる方向へ引っ張られて後退し、これに伴って第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃが作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上から後退させられる。

空気圧駆動回路４６は、第３流路４９によってエアシリンダ４５に接続され、エアシリンダ４５の第２室Ｓ１２に空気を給排することにより、エアシリンダ４５のロッド４５ｃを駆動するように構成されている。空気圧駆動回路４６は、搬送テーブル２２に設けられ、該空気圧駆動回路４６とエアシリンダ４５とを接続する第３流路４９は、一部がワークテーブル３１のテーブル本体３４の回転軸ＺＴ上に設けられたロータリージョイント９０内の空気流路によって構成されている。つまり、テーブル本体３４と共に回転するエアシリンダ４５と、搬送テーブル２２に設けられて回転しない空気圧駆動回路４６とは、内部に第３流路４９の一部を構成する空気流路が形成されたロータリージョイント９０を介して接続されている。なお、上述のように、本実施形態では、ロータリージョイント９０には、油圧シリンダ４１と油圧駆動回路４２とを接続する第１流路４７及び第２流路４８の一部を構成する作動油の流路も形成されている。

空気圧駆動回路４６は、例えば、エアタンクと、該エアタンク内の空気圧を所望の圧力に調整するエアポンプと、該エアタンクとエアシリンダ４５の第２室Ｓ１２とを連通させて該第２室Ｓ１２にエアタンク内の圧力を作用させるオン状態と、エアシリンダ４５の第２室Ｓ１２を大気圧下に開放するオフ状態とに状態を切り換える切換機構とを有している。切換機構によってオン状態に切り換えると、エアシリンダ４５の第２室Ｓ１２内の圧力がエアタンク内の圧力と等しくなり、切換機構によってオフ状態に切り換えると、エアシリンダ４５の第２室Ｓ１２内の圧力が大気圧に等しくなる。そこで、エアタンク内の空気圧をエアシリンダ４５のバネ４５ｄの付勢力によってピストン４５ｂに作用する圧力に対応してこの圧力より高くなるように設定する。その結果、切換機構によってオン状態に切り換えると、ピストン４５ｂに作用する圧縮空気による力がバネ４５ｄの付勢力より大きくなり、ピストン４５ｂが第１室Ｓ１１側へ移動してロッド４５ｃが後退する。逆に、切換機構によってオフ状態に切り換えると、第２室Ｓ１２の圧力が大気圧に等しくなり、ピストン４５ｂはバネ４５ｄの付勢力よって第２室Ｓ１２側へ移動してロッド４５ｃが前進する。

〈バランス機構〉
バランス機構５０は、一対のバランスウェイト５１と、連動機構５２とを有している。バランス機構５０は、ワークＷの位置に応じて、一対のバランスウェイト５１を、ワークＷに作用する遠心力を相殺する遠心力が作用する位置に移動させるように構成されている。バランス機構５０は、ワークテーブル３１に設けられている。

一対のバランスウェイト５１は、ワークテーブル３１のテーブル本体３４上に設けられている。一対のバランスウェイト５１は、ワークＷと等しい重さに構成され、ワークＷの両側に、４つのシリンダ部Ｃの中心線ＺＣを含む垂直面に対して対称に配置されている。また、一対のバランスウェイト５１は、それぞれワークＷを保持する保持部３５の移動方向（テーブル本体３４の径方向）に平行に移動可能に構成されている。

連動機構５２は、第１ラック５３と、ピニオン５４と、第２ラック５５とを備えている。第１ラック５３は、作動部材４３の作動本体４３ａと兼用される長尺の略長方形状の板状体からなるラック本体５３ａと、該ラック本体５３ａの突出部４３ｂとは逆側の側部に形成された歯部５３ｂとを有している。ラック本体５３ａ（作動本体４３ａ）は、保持部３５の底面に固定されている。即ち、第１ラック５３は、保持部３５に連結されて該保持部３５と一体となって移動するように構成されている。

ピニオン５４は、円環形状の本体部５４ａと、該本体部５４ａの外周に形成された歯部５４ｂとを有している。本体部５４ａは、ワークテーブル３１のテーブル本体３４に、該テーブル本体３４に直交する回転軸周りに回転自在に取り付けられている。歯部５４ｂは、第１ラック５３の歯部５３ｂと噛み合い、第１ラック５３の移動に伴い、回転軸周りに回転するように構成されている。

第２ラック５５は、第１ラック５３と同様に構成されている。具体的には、第２ラック５５は、長尺の略長方形状の板状体からなるラック本体５５ａと、該ラック本体５５ａの第１ラック５３とは反対側の側部に形成された歯部５４ｂとを有している。第２ラック５５は、歯部５４ｂがピニオン５４と噛み合い、該ピニオン５４の回転に伴い、第１ラック５３に平行に且つ逆方向に移動するように構成されている。ラック本体５５ａには、上記一対のバランスウェイト５１が固定されている。即ち、第２ラック５５は、一対のバランスウェイト５１が固定されて該一対のバランスウェイト５１と一体となって移動するように構成されている。

以上のような構成により、バランス機構５０は、移動機構４０によって保持部３５に保持されたワークＷがテーブル本体３４の径方向の一方側、例えば、図４の状態から右側へ移動すると、第１ラック５３も右側へ移動し、ピニオン５４が反時計回りに回転する。これにより、第２ラック５５が図４における左側へ移動し、一対のバランスウェイト５１が第２ラック５５と同方向、即ち、ワークＷの移動方向と逆方向に移動する。このようにして、バランスウェイト５１は、ワークＷに作用する遠心力を相殺する位置に配置される。

一方、移動機構４０によってワークＷがテーブル本体３４の径方向の他方側、例えば、図３の状態から左側へ移動すると、第１ラック５３が同方向へ移動し、ピニオン５４が時計回りに回転する。これにより、第１ラック５３が図３における右側へ移動し、一対のバランスウェイト５１が第２ラック５５と同方向、即ち、ワークＷの移動方向と逆方向に移動する。このようにして、バランスウェイト５１は、ワークＷに作用する遠心力を相殺する位置に配置される。

ドレス機構６０は、ドレス部６１と、該ドレス部６１を支持する支持部６２とを有している。ドレス部６１は、側面に多数のダイヤモンド片が固定され、研削砥石１１をドレス部６１の側面に当接させた状態で自転させることにより、研削砥石１１の外周面がドレスするように構成されている。支持部６２は、Ｌ字形状の部材によって構成され、搬送テーブル２２の側面に固定されている。支持部６２の上端部にドレス部６１が取り付けられている。支持部６２は、ドレス部６１のＹ軸方向の位置が研削砥石１１のＹ軸方向の位置と等しくなるようにドレス部６１を支持している。このような構成により、図１において、搬送テーブル２２をＸ軸方向に移動させると、ドレス部６１の側面が研削砥石１１の外周面に当接する。このドレス部６１の側面が研削砥石１１の外周面に当接する位置において、研削砥石１１を自転させると、研削砥石１１の外周面がドレス部６１の側面に固定された多数のダイヤモンド片によって削られ、ドレス（整形）される。

インプロセスゲージ７０は、一対のアーム部７１と、本体部７２と、支持部７３とを有している。一対のアーム部７１は、先端の測定子が各シリンダ部Ｃの内周面Ｃ０に接触するようにＬ字状に形成されている。本体部７２は、一対のアーム部７１の間隔を変更可能に保持している。支持部７３は、Ｌ字形状の部材によって構成され、搬送テーブル２２のドレス機構６０が設けられた側面に対向する側面に固定されている。支持部７３の上端部に本体部７２が取り付けられている。図示を省略しているが、一対のアーム部７１は上下動又は揺動するように構成され、各シリンダ部Ｃに対し、一対のアーム部７１の先端の測定子を出し入れできるように構成されている。以上のような構成要素により、インプロセスゲージ７０は、シリンダ部Ｃ内に一対のアーム部７１の先端の測定子を挿入し、一対のアーム部７１の間隔を拡げて測定子をシリンダ部Ｃの内周面Ｃ０に当接させることによって、シリンダ部Ｃの内径を測定するように構成されている。

〈制御部〉
制御部８０は、内周面加工装置１の各種機器の作動を制御するものであり、ベッド２の内部に収容されている。本実施形態では、制御部８０は、研削加工部１０の回転モータ１７及び昇降モータ１８、ワーク搬送部２０の搬送モータ２３、ワーク回転支持部３０のモータ３２、移動機構４０の油圧駆動回路４２及び空気圧駆動回路４６、インプロセスゲージ７０の動作を制御する。制御部８０は、コンピュータやこれに実装されたプログラム等のソフトウェアで構成されている。制御部８０は、動作を制御する各機器と電気的に接続され、各機器を動作させる際に、各機器の速度、位置、作動タイミング等を数値制御する。

－内周面加工動作－
次に、内周面加工装置１によるワークＷへの内周面加工動作について説明する。本実施形態では、内周面加工装置１が自動車等のエンジンに用いられるエンジンブロックの製造ラインで用いられ、等間隔で一列に並ぶ４つのシリンダ部（第１～第４シリンダ部Ｃ１～Ｃ４）を有するエンジンブロックを、加工対象（ワークＷ）とする場合における内周面加工動作について説明する。なお、本実施形態では、内周面加工装置１は、ワークＷに対し、第１シリンダ部Ｃ１、第３シリンダ部Ｃ３、第２シリンダ部Ｃ２、第４シリンダ部Ｃ４の順に内周面Ｃ０の研削を行う。

〈第１シリンダ部の内周面研削〉
制御部８０は、以下の手順で第１シリンダ部Ｃ１の内周面Ｃ０の研削加工を行う。

まず、制御部８０は、ワーク搬送部２０の搬送モータ２３の動作を制御して、搬送テーブル２２を搬出入位置に移動させる。なお、搬出入位置は、図示しないワーク交換装置によってワークＷが搬入、搬出される位置である。本実施形態では、搬送テーブル２２がＸ軸ガイド２１の左側端部付近にあるとき、搬送テーブル２２は搬出入位置に配置され、図示しないワーク交換装置によってワークテーブル３１の保持部３５に保持された処理後のワークＷが取り除かれ、未処理のワークＷが供給される。

ワークテーブル３１の保持部３５に未処理のワークＷが供給されると、制御部８０は、ワーク搬送部２０の搬送モータ２３の動作を制御して、搬送テーブル２２を研削加工部１０に対峙する位置に移動させる。具体的には、制御部８０は、搬送モータ２３によって搬送テーブル２２を駆動してＸ軸方向に移動させ、ワークテーブル３１の回転軸ＺＴと研削砥石１１の中心線Ｚ１とが一致する加工前位置に配置する。そして、制御部８０は、ワーク回転支持部３０のモータ３２の動作を制御して、搬送テーブル２２上に設けられたワークテーブル３１を回転させる。具体的には、モータ３２によってテーブル本体３４が搬送テーブル２２上で回転軸ＺＴ周りに回転し、保持部３５に保持されたワークＷが回転軸ＺＴ周りに回転する。なお、搬送テーブル２２を加工前位置に移動させる動作とワークテーブル３１を回転させる動作とは同時に行ってもよく、ワークテーブル３１を回転させてから搬送テーブル２２を加工前位置に移動させてもよい。

また、制御部８０は、移動機構４０の動作を制御して、ワークテーブル３１のテーブル本体３４上のワークＷを第１加工位置に移動させる。

具体的には、図３に示すように、制御部８０は、油圧駆動回路４２の油圧ポンプを駆動させ、切換弁を、供給路が第２流路４８に接続されると共に排出路が第１流路４７に接続される第２の状態に切り換える。これにより、油圧駆動回路４２のタンク内の作動油が油圧シリンダ４１の第２室Ｓ２に供給される一方、第１室Ｓ１の作動油がタンク内に回収され、油圧シリンダ４１のピストン４１ｂが第１室Ｓ１側へ押圧されて後退する。ピストン４１ｂの後退に伴ってロッド４１ｃ及び作動部材４３も後退する。

また、制御部８０は、空気圧駆動回路４６のエアポンプを駆動させ、切換機構をエアシリンダ４５の第２室Ｓ１２とエアタンクとが連通するオン状態に切り換える。これにより、エアシリンダ４５の第２室Ｓ１２内の圧力がエアタンク内の圧力と等しくなり、ピストン４５ｂに作用する圧縮空気による力がバネ４５ｄの付勢力より大きくなってピストン４５ｂ及びロッド４５ｃが後退する。これにより、連結部４４ｅが後退し、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃが作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上から後退する。

そのため、作動部材４３は、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃに当接することなく後退し、やがて突出部４３ｂが第１ストッパ４４ａに当接することによってそれ以上後退しないように動作が規制される。なお、上述したように、第１ストッパ４４ａが作動部材４３の突出部４３ｂと当接するとき、ワークＷは、第１シリンダ部Ｃ１の中心線ＺＣとワークテーブル３１のテーブル本体３４の回転軸ＺＴが一致する第１加工位置に配置されるため、このようにしてワークＷが第１加工位置に配置されることとなる。

なお、このとき、バランス機構５０の連動機構５２により、ワークＷの移動に伴って一対のバランスウェイト５１が逆方向に移動する。具体的には、移動機構４０によるワークＷの図３における右側への移動に伴い、第１ラック５３が図３における右側へ移動し、ピニオン５４が図３において反時計回りに回転する。これにより、第２ラック５５が図３における左側へ移動し、一対のバランスウェイト５１が第２ラック５５と同方向、即ち、ワークＷの移動方向と逆方向に移動する。このようにしてワークＷと等しい重さの一対のバランスウェイト５１がワークＷと逆方向に移動することにより、一対のバランスウェイト５１にワークＷに作用する遠心力を相殺する遠心力が作用し、ワークテーブル３１に作用する遠心力がバランスするため、ワークテーブル３１の回転が安定する。

ワークＷが第１加工位置に配置されると、制御部８０は、インプロセスゲージ７０の一対のアーム部７１の先端の測定子を第１シリンダ部Ｃ１内に挿入し、２つの測定子を内周面Ｃ０に当接させる。また、制御部８０は、研削加工部１０の回転モータ１７及び昇降モータ１８の動作を制御して、第１シリンダ部Ｃ１の内部に研削砥石１１を進出させて自転させることにより、第１シリンダ部Ｃ１の内周面Ｃ０の研削加工を行う。

具体的には、制御部８０は、まず、昇降モータ１８を動作させて研削テーブル１５を、研削砥石１１がワークＷの上面よりも上方にある所定の待機位置から研削砥石１１が第１シリンダ部Ｃ１内に位置する研削位置までＺ軸方向の下側へ移動させる。つまり、研削砥石１１を第１シリンダ部Ｃ１内に進出させる。また、制御部８０は、回転モータ１７を動作させる。これにより、研削主軸１２及び研削砥石１１が中心線Ｚ１周りに回転する。なお、研削砥石１１を第１シリンダ部Ｃ１内に進出させる動作と研削砥石１１を回転させる動作とは同時に行ってもよく、研削砥石１１を回転させてから第１シリンダ部Ｃ１内に進出させてもよい。

このとき、搬送テーブル２２は加工前位置にあり、ワークＷはワークテーブル３１上において第１加工位置に配置されている。そのため、研削砥石１１の中心線Ｚ１と第１シリンダ部Ｃ１の中心線Ｚｃとが一致した状態で研削砥石１１が第１シリンダ部Ｃ１内に進出する。上述したように、研削砥石１１は、各シリンダ部Ｃの内径よりも小径に形成されているため、研削砥石１１が第１シリンダ部Ｃ１内に進出する際、該第１シリンダ部Ｃ１にひっかかることなくシリンダボアＢに挿入される。

次に、制御部８０は、ワーク搬送部２０の搬送モータ２３の動作を制御して、搬送テーブル２２を、加工前位置から加工位置に移動させる。具体的には、制御部８０は、搬送モータ２３によって搬送テーブル２２を駆動してＸ軸方向に移動させ、研削砥石１１の外周面を第１シリンダ部Ｃ１の内周面Ｃ０に当接させる。また、制御部８０は、昇降モータ１８を動作させて研削テーブル１５をＺ軸ガイド１６に沿ってＺ軸方向に往復移動させる。これにより、研削砥石１１が第１シリンダ部Ｃ１の内周面Ｃ０に当接しながらＺ軸方向に上下動して、第１シリンダ部Ｃ１の内周面Ｃ０が研削砥石１１によって研削される。

第１シリンダ部Ｃ１の内周面Ｃ０の研削が完了すると、制御部８０は、ワーク搬送部２０の搬送モータ２３の動作を制御して、搬送テーブル２２を、加工位置から加工前位置に移動させ、さらに、昇降モータ１８を動作させて研削テーブル１５を研削位置から待機位置までＺ軸方向の上側へ移動させる。

〈第３シリンダ部の内周面研削〉
次に、制御部８０は、第３シリンダ部Ｃ３の内周面Ｃ０の研削加工を行う。

まず、制御部８０は、ワークテーブル３１を回転させたまま、移動機構４０の動作を制御して、ワークテーブル３１のテーブル本体３４上のワークＷを第３加工位置に移動させる。

具体的には、図４に示すように、制御部８０は、油圧駆動回路４２の油圧ポンプを駆動させ、切換弁を、供給路が第１流路４７に接続されると共に排出路が第２流路４８に接続される第１の状態に切り換える。これにより、油圧駆動回路４２のタンク内の作動油が油圧シリンダ４１の第１室Ｓ１に供給される一方、第２室Ｓ２の作動油がタンク内に回収され、油圧シリンダ４１のピストン４１ｂが第２室Ｓ２側へ押圧されて前進する。ピストン４１ｂの前進に伴ってロッド４１ｃ及び作動部材４３も前進する。

また、制御部８０は、空気圧駆動回路４６の切換機構をエアシリンダ４５の第２室Ｓ１２が大気圧下に開放されるオフ状態に切り換える。これにより、エアシリンダ４５の第２室Ｓ１２内の圧力が大気圧と等しくなり、ピストン４５ｂはバネ４５ｄの付勢力よって第２室Ｓ１２側へ移動してロッド４５ｃが前進する。これにより、連結部４４ｅが前進し、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃが前進して作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上に配置される。

このような動作により、作動部材４３は、突出部４３ｂが第１ストッパ４４ａに当接する図３の位置から同図において左側へ前進し、やがて、第３ストッパ４４ｃに当接することによってそれ以上前進しないように動作が規制される。なお、上述したように、第３ストッパ４４ｃが作動部材４３の突出部４３ｂと当接するとき、ワークＷは、第３シリンダ部Ｃ３の中心線ＺＣとワークテーブル３１のテーブル本体３４の回転軸ＺＴが一致する第３加工位置に配置されるため、このようにしてワークＷが第３加工位置に配置されることとなる。

なお、このとき、バランス機構５０の連動機構５２により、ワークＷの移動に伴って一対のバランスウェイト５１が逆方向に移動する。具体的には、移動機構４０によるワークＷの図４における左側への移動に伴い、第１ラック５３が図４における左側へ移動し、ピニオン５４が図４において時計回りに回転する。これにより、第２ラック５５が図４における右側へ移動し、一対のバランスウェイト５１が第２ラック５５と同方向、即ち、ワークＷの移動方向と逆方向に移動する。このようにしてワークＷと等しい重さの一対のバランスウェイト５１がワークＷと逆方向に移動することにより、一対のバランスウェイト５１にワークＷに作用する遠心力を相殺する遠心力が作用し、ワークテーブル３１に作用する遠心力がバランスするため、ワークテーブル３１の回転が安定する。

ワークＷが第３加工位置に配置されると、制御部８０は、インプロセスゲージ７０の一対のアーム部７１の先端の測定子を第３シリンダ部Ｃ３内に挿入し、２つの測定子を内周面Ｃ０に当接させる。また、制御部８０は、研削加工部１０の回転モータ１７及び昇降モータ１８の動作を制御して、第３シリンダ部Ｃ３の内部に研削砥石１１を進出させて自転させることにより、第３シリンダ部Ｃ３の内周面Ｃ０の研削加工を行う。なお、これ以降の動作は、第１シリンダ部Ｃ１の内周面Ｃ０の研削加工を行う際と同様であるため、説明を省略する。

〈第２シリンダ部の内周面研削〉
次に、制御部８０は、第２シリンダ部Ｃ２の内周面Ｃ０の研削加工を行う。

まず、制御部８０は、ワークテーブル３１を回転させたまま、移動機構４０の動作を制御して、ワークテーブル３１のテーブル本体３４上のワークＷを第２加工位置に移動させる。

具体的には、図５に示すように、制御部８０は、油圧駆動回路４２の油圧ポンプを駆動させ、切換弁を、供給路が第２流路４８に接続されると共に排出路が第１流路４７に接続される第２の状態に切り換える。これにより、油圧駆動回路４２のタンク内の作動油が油圧シリンダ４１の第２室Ｓ２に供給される一方、第１室Ｓ１の作動油がタンク内に回収され、油圧シリンダ４１のピストン４１ｂが第１室Ｓ１側へ押圧されて後退する。ピストン４１ｂの後退に伴ってロッド４１ｃ及び作動部材４３も後退する。

また、制御部８０は、空気圧駆動回路４６の切換機構をエアシリンダ４５の第２室Ｓ１２が大気圧下に開放されるオフ状態のまま維持する。これにより、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃは、作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上に配置されたままとなる。

このような動作により、作動部材４３は、突出部４３ｂが第３ストッパ４４ｃに当接する図４の位置から同図において右側へ後退し、やがて、第２ストッパ４４ｂに当接することによってそれ以上後退しないように動作が規制される。なお、上述したように、第２ストッパ４４ｂが作動部材４３の突出部４３ｂと当接するとき、ワークＷは、第２シリンダ部Ｃ２の中心線ＺＣとワークテーブル３１のテーブル本体３４の回転軸ＺＴが一致する第２加工位置に配置されるため、このようにしてワークＷが第２加工位置に配置されることとなる。

なお、このとき、バランス機構５０の連動機構５２により、ワークＷの移動に伴って一対のバランスウェイト５１が逆方向に移動する。具体的には、移動機構４０によるワークＷの図５における右側への移動に伴い、第１ラック５３が図５における右側へ移動し、ピニオン５４が図５において反時計回りに回転する。これにより、第２ラック５５が図５における左側へ移動し、一対のバランスウェイト５１が第２ラック５５と同方向、即ち、ワークＷの移動方向と逆方向に移動する。このようにしてワークＷと等しい重さの一対のバランスウェイト５１がワークＷと逆方向に移動することにより、一対のバランスウェイト５１にワークＷに作用する遠心力を相殺する遠心力が作用し、ワークテーブル３１に作用する遠心力がバランスするため、ワークテーブル３１の回転が安定する。

ワークＷが第２加工位置に配置されると、制御部８０は、インプロセスゲージ７０の一対のアーム部７１の先端の測定子を第２シリンダ部Ｃ２内に挿入し、２つの測定子を内周面Ｃ０に当接させる。また、制御部８０は、研削加工部１０の回転モータ１７及び昇降モータ１８の動作を制御して、第２シリンダ部Ｃ２の内部に研削砥石１１を進出させて自転させることにより、第２シリンダ部Ｃ２の内周面Ｃ０の研削加工を行う。なお、これ以降の動作は、第１シリンダ部Ｃ１の内周面Ｃ０の研削加工を行う際と同様であるため、説明を省略する。

〈第４シリンダ部の内周面研削〉
次に、制御部８０は、第４シリンダ部Ｃ４の内周面Ｃ０の研削加工を行う。

まず、制御部８０は、ワークテーブル３１を回転させたまま、移動機構４０の動作を制御して、ワークテーブル３１のテーブル本体３４上のワークＷを第４加工位置に移動させる。

具体的には、図６に示すように、制御部８０は、油圧駆動回路４２の油圧ポンプを駆動させ、切換弁を、供給路が第１流路４７に接続されると共に排出路が第２流路４８に接続される第１の状態に切り換える。これにより、油圧駆動回路４２のタンク内の作動油が油圧シリンダ４１の第１室Ｓ１に供給される一方、第２室Ｓ２の作動油がタンク内に回収され、油圧シリンダ４１のピストン４１ｂが第２室Ｓ２側へ押圧されて前進する。ピストン４１ｂの前進に伴ってロッド４１ｃ及び作動部材４３も前進する。

また、制御部８０は、空気圧駆動回路４６のエアポンプを駆動させ、切換機構をエアシリンダ４５の第２室Ｓ１２とエアタンクとが連通するオン状態に切り換える。これにより、エアシリンダ４５の第２室Ｓ１２内の圧力がエアタンク内の圧力と等しくなり、ピストン４５ｂに作用する圧縮空気による力がバネ４５ｄの付勢力より大きくなってピストン４５ｂ及びロッド４５ｃが後退する。これにより、連結部４４ｅが後退し、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃが作動部材４３の突出部４３ｂの移動経路上から後退する。

そのため、作動部材４３は、第２ストッパ４４ｂ及び第３ストッパ４４ｃに当接することなく前進し、やがて突出部４３ｂが第４ストッパ４４ｄに当接することによってそれ以上前進しないように動作が規制される。なお、上述したように、第４ストッパ４４ｄが作動部材４３の突出部４３ｂと当接するとき、ワークＷは、第４シリンダ部Ｃ４の中心線ＺＣとワークテーブル３１のテーブル本体３４の回転軸ＺＴが一致する第４加工位置に配置されるため、このようにしてワークＷが第４加工位置に配置されることとなる。

なお、このとき、バランス機構５０の連動機構５２により、ワークＷの移動に伴って一対のバランスウェイト５１が逆方向に移動する。具体的には、移動機構４０によるワークＷの図６における左側への移動に伴い、第１ラック５３が図６における左側へ移動し、ピニオン５４が図６において時計回りに回転する。これにより、第２ラック５５が図６における右側へ移動し、一対のバランスウェイト５１が第２ラック５５と同方向、即ち、ワークＷの移動方向と逆方向に移動する。このようにしてワークＷと等しい重さの一対のバランスウェイト５１がワークＷと逆方向に移動することにより、一対のバランスウェイト５１にワークＷに作用する遠心力を相殺する遠心力が作用し、ワークテーブル３１に作用する遠心力がバランスするため、ワークテーブル３１の回転が安定する。

ワークＷが第４加工位置に配置されると、制御部８０は、インプロセスゲージ７０の一対のアーム部７１の先端の測定子を第４シリンダ部Ｃ４内に挿入し、２つの測定子を内周面Ｃ０に当接させる。また、制御部８０は、研削加工部１０の回転モータ１７及び昇降モータ１８の動作を制御して、第４シリンダ部Ｃ４の内部に研削砥石１１を進出させて自転させることにより、第４シリンダ部Ｃ４の内周面Ｃ０の研削加工を行う。なお、これ以降の動作は、第１シリンダ部Ｃ１の内周面Ｃ０の研削加工を行う際と同様であるため、説明を省略する。

以上のような制御部８０による内周面加工制御により、ワークＷを加工対象となるシリンダ部Ｃの中心線ＺＣ周りに回転させた状態で、自転する研削砥石１１を該シリンダ部Ｃの内周面Ｃ０に押し当てると共に昇降させることで内周面Ｃ０を研削することができる。このとき、インプロセスゲージ７０によってシリンダ部Ｃの内径を測定しつつ研削加工を施すことにより、切り込み量を高精度に制御することができる。

－研削砥石のドレス動作－
本実施形態では、制御部８０は、定期的に又は研削砥石１１のドレスが必要であると判断すると、ドレス機構６０によって研削砥石１１の外周面をドレス（整形）するドレス動作を行うように構成されている。

具体的には、制御部８０は、ワーク搬送部２０の搬送モータ２３の動作を制御して、搬送テーブル２２をＸ軸方向に移動させ、ドレス機構６０のドレス部６１の側面を研削砥石１１の外周面に当接させる。そして、制御部８０は、このドレス部６１の側面が研削砥石１１の外周面に当接する位置において、回転モータ１７を動作させて研削砥石１１を中心線Ｚ１周りに回転（自転）させる。これにより、研削砥石１１の外周面がドレス部６１の側面に固定された多数のダイヤモンド片によって削られ、ドレス（整形）される。

－実施形態１の効果－
以上のように、本実施形態１によれば、ワークＷのシリンダ部Ｃの内周面Ｃ０を加工する内周面加工装置１に研削加工部１０を設け、従来行っていた切削加工の代わりに研削加工を行うこととしている。ここで、研削砥石１１は、切削工具に比べて安価であり、難削材を加工して摩耗しても研削砥石自体が無くなるまで使い続けることができるため、切削工具に比べて寿命が長い。そのため、上記内周面加工装置１によれば、研削加工部１０を設けて従来行っていた切削加工の代わりに研削加工を施すことにより、内周面加工にかかる工具費を低減することができる。また、上記内周面加工装置１によれば、研削加工を施すことにより、切削加工を施す従来技術のように、切削工具の摩耗やチッピングによってシリンダ部Ｃの内径寸法管理が困難になることがない。そのため、加工品質や加工時間にばらつきが生じることがなく、加工品質や歩留まりの低下を抑制することができる。

また、本実施形態では、ワークＷのシリンダ部Ｃの内周面Ｃ０を加工する内周面加工装置１に、上記研削加工部の他、ワークＷを保持するワークテーブル３１と、該ワークテーブル３１を回転軸ＺＴ周りに回転させるモータ３２と、各シリンダ部Ｃの中心線ＺＣとワークテーブル３１の回転軸ＺＴとがそれぞれ一致する各加工位置に配置されるようにワークテーブル３１の回転中にワークＷをワークテーブル３１上において移動させる移動機構４０とを設けることとした。このような構成により、上記内周面加工装置１では、モータ３２によって回転軸ＺＴ周りに回転するワークテーブル３１に保持されたワークＷが、移動機構４０によって、回転するワークテーブル３１上において移動して、各シリンダ部Ｃの中心線ＺＣとワークテーブル３１の回転軸ＺＴとがそれぞれ一致する各加工位置、即ち、各シリンダ部Ｃが自転する位置に順に配置されることとなる。つまり、上記内周面加工装置１では、プラネタリ型の研削加工ではなく、研削砥石１１と加工対象となるシリンダ部Ｃを共に自転させながら該シリンダ部Ｃの内周面ＺＣを研削する工作物回転型の研削加工を行うことができる。また、複数のシリンダ部Ｃに工作物回転型の研削加工を行うに際し、ワークテーブル３１の回転を一々止めることなくワークテーブル３１を回転させたまま複数のシリンダ部Ｃを順に加工位置に移動させて研削加工を施すことができる。よって、上記内周面加工装置１によれば、複数のシリンダ部Ｃの内周面Ｃ０を研削するのに要する加工時間を短縮することができる。また、工作物回転型の研削加工は、研削砥石１１又はワークＷを変位させなければならないプラネタリ型の研削加工に比べて均一で高精度な内周面研削が可能になる。そのため、上記内周面加工装置１によれば、複数のシリンダ部Ｃが一列に並ぶワークＷに対して工作物回転型の研削加工を施すことができるため、該ワークＷの複数のシリンダ部Ｃの内周面Ｃ０に均一に且つ高精度に研削することができる。

以上により、本実施形態１によれば、複数の円筒状のシリンダ部Ｃが一列に並ぶワークＷの各シリンダ部Ｃの内周面Ｃ０を加工する内周面加工装置１において、工具費を低減すると共に加工品質及び歩留まりの向上を図ることができる。

ところで、ワークテーブル３１の回転中にワークテーブル３１上でワークＷを移動させる移動機構４０には、電気回路を有する電動アクチュエータを用いることはできない。回転するワークテーブル３１に電気配線を配設できないためである。

そこで、本実施形態１では、移動機構４０を、ワークテーブル３１に取り付けられた油圧シリンダ４１と、搬送テーブル２２に設けられて油圧シリンダ４１に作動油を給排して油圧シリンダ４１を駆動する油圧駆動回路４２とで構成し、油圧シリンダ４１と油圧駆動回路４２とをロータリージョイント９０を介して接続することとしている。このような構成により、回転中のワークテーブル３１上においてワークＷを移動させる移動機構４０を容易に構成することができる。

ところで、上記内周面加工装置１では、ワークテーブル３１の回転中に、移動機構４０によって、研削加工を行うシリンダ部Ｃの中心線ＺＣがワークテーブル３１の回転軸ＺＴに一致するようにワークＷを移動させるため、ワークＷを保持して回転するワークテーブル３１に作用する遠心力がワークテーブル３１の回転軸ＺＴに対して対称に作用しない。ワークＷの重量が比較的大きい場合には、この遠心力のアンバランスによってワークテーブル３１を安定して回転させられなくなるおそれがある。

そこで、上記内周面加工装置１では、ワークテーブル３１にバランスウェイト５１を設けると共に、該バランスウェイト５１にワークＷに作用する遠心力を相殺する遠心力が作用するように、移動機構４０によってワークＷと共にバランスウェイト５１を移動させるようにした。このように、移動機構４０が、回転中のワークテーブル３１上において、ワークＷを移動させる際にバランスウェイト５１も移動させることにより、ワークＷに作用する遠心力がバランスウェイト５１に作用する遠心力によって相殺されるため、遠心力のアンバランスが生じなくなる。これにより、ワークＷを保持したワークテーブル３１を安定的に回転させることができるため、高精度な研削加工を行うことができる。

また、本実施形態１では、バランス機構５０を、保持部３５に連結されて該保持部３５と一体となって移動する第１ラック５３と、該第１ラック５３と噛み合って該第１ラック５３の移動に伴って回転するピニオン５４と、バランスウェイト５１が連結されて第１ラック５３の反対側でピニオン５４に噛み合い、該ピニオン５４の回転に伴ってバランスウェイト５１を第１ラック５３の移動方向と逆方向に移動させる第２ラック５５とで構成している。そのため、ワークＷが移動すると、保持部３５に連結された第１ラック５３がワークＷの移動方向に移動し、これに伴ってピニオン５４が回転し、第２ラック５５が第１ラック５３と逆方向に移動することにより、バランスウェイト５１がワークＷの移動方向と反対方向に移動することとなる。このように移動機構４０にワークＷの移動に連動する第１ラック５３、ピニオン５４及び第２ラック５５を設けることにより、容易な機構でバランスウェイト５１をワークＷに連動させることができる。

また、上記内周面加工装置１によれば、シリンダブロックを加工対象とし、該シリンダブロックの複数のシリンダ部Ｃに対して工作物回転型の研削加工が施される。つまり、シリンダブロックの複数のシリンダ部Ｃの内周面Ｃ０に均一で且つ高精度な研削加工を施すことができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態１では、移動機構４０を構成する流体圧アクチュエータとして、油圧シリンダ４１を用いることとしていたが、流体圧アクチュエータは、油圧シリンダ４１に限られない。エアシリンダ等の空気圧アクチュエータでもよく、作動油や空気以外の作動流体によって駆動されるアクチュエータであってもよい。

また、上記実施形態１では、バランス機構５０を、一対のバランスウェイト５１と、連動機構５２とで構成していたが、バランス機構５０は、ワークＷの位置に応じて、ワークテーブル３１にワークＷに作用する遠心力を相殺する遠心力を作用させるものであればいかなる構成であってもよい。

また、上記実施形態１では、４つのシリンダ部Ｃを有するワークＷの内周面加工について説明したが、上記内周面加工装置１は、４つ以外の複数のシリンダ部Ｃを有するワークＷの内周面加工に対しても勿論適用することができる。

以上説明したように、本発明は、シリンダボアが形成された工作物の該シリンダボアを囲むシリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置について有用である。

１ 内周面加工装置
１０ 研削加工部
１１ 研削砥石
２２ 搬送テーブル（支持台）
３０ ワーク回転支持部
３１ ワークテーブル（回転台）
３２ モータ（回転機構）
３４ テーブル本体（本体）
３５ 保持部
４０ 移動機構
４１ 油圧シリンダ（流体圧アクチュエータ）
４２ 油圧駆動回路（駆動回路）
５０ バランス機構
５１ バランスウェイト
５３ 第１ラック
５４ ピニオン
５５ 第２ラック
８０ 制御部
９０ ロータリージョイント
Ｗ ワーク（工作物）
Ｃ シリンダ部
Ｃ０ 内周面
Ｃ１ 第１シリンダ部
Ｃ２ 第２シリンダ部
Ｃ３ 第３シリンダ部
Ｃ４ 第４シリンダ部
ＺＣ シリンダ部の中心線
ＺＴ 回転台の回転軸

Claims (6)

1. 複数の円筒状のシリンダ部が一列に並ぶ工作物の各シリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置であって、
   上記各シリンダ部の内径よりも小径の円筒状の研削砥石を有し、該研削砥石の外周面を上記シリンダ部の内周面に当接させた状態で上記研削砥石を自転させて該シリンダ部の内周面を研削するように構成された研削加工部と、
   上記研削砥石の下方に設けられ、所定の回転軸周りに回転自在に構成されると共に上面に載置された上記工作物を保持可能に構成された回転台と、
   上記回転台を上記回転軸周りに回転させる回転機構と、
   上記回転台に保持された上記工作物が、上記各シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とがそれぞれ一致する各加工位置に順に配置されるように、上記回転台の回転中に上記工作物を上記回転台上において移動させる移動機構とを備え、
   上記回転台は、下方の支持台に回転自在に支持される円板状の本体と、該本体の径方向に移動可能に設けられて上記複数のシリンダ部が上記本体の径方向に並ぶように上記工作物を保持する保持部とを有し、
   上記移動機構は、上記本体に取り付けられ、上記保持部に連結されて該保持部を該本体の径方向に移動させる流体圧アクチュエータと、上記支持台に設けられ、上記工作物が上記各加工位置に順に配置されるように上記流体圧アクチュエータに作動流体を給排して該流体圧アクチュエータを駆動する駆動回路とを有し、
   上記駆動回路は、上記本体の上記回転軸上に設けられたロータリージョイントを介して上記流体圧アクチュエータに接続されている
   ことを特徴とする内周面加工装置。
2. 請求項１において、
   上記本体に移動可能に取り付けられたバランスウェイトを有し、上記工作物の位置に応じて、上記バランスウェイトを、上記工作物に作用する遠心力を相殺する遠心力が作用する位置に移動させるバランス機構を備えている
   ことを特徴とする内周面加工装置。
3. 請求項２において、
   上記バランス機構は、
   上記保持部に連結されて該保持部と一体となって移動する第１ラックと、
   上記第１ラックと噛み合い、該第１ラックの移動に伴って回転するピニオンと、
   上記バランスウェイトが連結され、上記第１ラックの反対側で上記ピニオンに噛み合い、該ピニオンの回転に伴って上記バランスウェイトを上記第１ラックの移動方向と逆方向に移動させる第２ラックとを有している
   ことを特徴とする内周面加工装置。
4. 複数の円筒状のシリンダ部が一列に並ぶ工作物の各シリンダ部の内周面を加工する内周面加工装置であって、
   上記各シリンダ部の内径よりも小径の円筒状の研削砥石を有し、該研削砥石の外周面を上記シリンダ部の内周面に当接させた状態で上記研削砥石を自転させて該シリンダ部の内周面を研削するように構成された研削加工部と、
   上記研削砥石の下方に設けられ、所定の回転軸周りに回転自在に構成されると共に上面に載置された上記工作物を保持可能に構成された回転台と、
   上記回転台を上記回転軸周りに回転させる回転機構と、
   上記回転台に保持された上記工作物が、上記各シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とがそれぞれ一致する各加工位置に順に配置されるように、上記回転台の回転中に上記工作物を上記回転台上において移動させる移動機構とを備え、
   上記工作物は、シリンダブロックである
   ことを特徴とする内周面加工装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   上記工作物は、シリンダブロックである
   ことを特徴とする内周面加工装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
   上記工作物は、等間隔で一列に並ぶ４つの上記シリンダ部を有し、
   上記４つのシリンダ部は、順に並ぶ第１シリンダ部と第２シリンダ部と第３シリンダ部と第４シリンダ部とによって構成され、
   上記研削加工部と上記移動機構の動作を制御する制御部を備え、
   上記制御部は、
   上記移動機構によって上記工作物を上記第１シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とが一致する第１加工位置に移動させて上記研削加工部によって上記第１シリンダ部の内周面に研削加工を施した後、
   上記移動機構によって上記工作物を上記第３シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とが一致する第３加工位置に移動させて上記研削加工部によって上記第３シリンダ部の内周面に研削加工を施し、
   上記移動機構によって上記工作物を上記第２シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とが一致する第２加工位置に移動させて上記研削加工部によって上記第２シリンダ部の内周面に研削加工を施した後、
   上記移動機構によって上記工作物を上記第４シリンダ部の中心線と上記回転台の上記回転軸とが一致する第４加工位置に移動させて上記研削加工部によって上記第４シリンダ部の内周面に研削加工を施す内周面加工制御を実行するように構成されている
   ことを特徴とする内周面加工装置。

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