JPH01115569A - 拡張可能なホーニング工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ホーニング運転中に或る限度内で調節可能
である拡張可能なホーニング工具つまりマンドレルに関
し、特に、細長い拡張部材つまりくさび組立体を協働的
に収容するのに適合する全長にわたって延びる孔を有す
る筒形の細長いホーニング部材と、前記ホーニング部材
の直径を増加又は減少するように全長にわたってホーニ
ング部材を一様に拡張収縮するために筒形のホーニング
部材の中で軸方向に移動可能な拡張部材つまりくさび組
立体とを備えたホーニングマンドレルの幾つかの具体例
に関する。

［従来の技術］ 種々の形式のホーニングマンドレル及びその他のホーニ
ング装置が極めて多種の使用と適用のために過去に設計
されかつ製造されてきた。またホーニング運転中に調節
可能である研磨具組立体ヲ有スるホーニングマンドレル
の多数の設計と構造が存在し、これらのマンドレルのう
ちの或るものは半径方向に調節可能な単一の研磨具組立
体を利用し、一方他のものは周方向に間隔を置いて設け
られた多数の研磨具組立体を利用し、研磨具組立体をホ
ーニングされる被加工物表面に圧力を加えて接触維持す
るために、これらの研磨具組立体の一つ以上がホーニン
グ運転中に半径方向に調節可能である。典型的な公知の
調節可能なホーニングマンドレルと公知の研磨具組立体
移動手段とは、アメリカ合衆国特許第１８７６３号、同
第１９０２１９４号、同第１９０４３３８号、同第１９
４８０４１号、同第１９８２８３８号、同第２０４０２
８１号、同第２８１５８１５号及び同第３３７８９ｆ１
２号明細書に記載の構造である。

内部に回転可能に取り付けられた中央のピニオンを備え
た本体部分を有するホーニングマンドレルを構成するこ
とが従来共通して行われてきた。

そして多数の加工具組立体がマンドレル本体上に半径方
向移動を行うように取り付けられている。

これらのマンドレルの構造は、ピニオン又は半径方向ビ
ンに協働係合するラック部分又はビン部材と、ホーニン
グされるべき被加工物表面に係合する加工部とを備えて
いる。かかる従来の構造では、加工具組立体のすべては
同じ割合で半径方向外向きに動かされる。典型的なかか
る構造はアメリカ合衆国特許第３３７８１３８２号及び
同第４５２４５４９号明細書に記載の構造である。ホー
ニング運転中に調節可能である従来のホーニングマンド
レル構造では、その全長にわたり工具の直径を一様に増
加するために筒形部材の内部で移動する拡張部材つまり
くさびを利用したものは無い。

マンドレルの直径を増加するために拡張部材つまりくさ
び集合体を利用するホーニング工具の構造は、一般にシ
ングルパスのホーニングマンドレルに関連している。公
知のシングルパス装置を用いれば、所望の仕上げ代除去
を確立するためにホーニング運転に先立ってホーニング
直径をあらかじめ設定するため以外には、ホーニング運
転中にかかる装置のホーニング直径を変更することは不
可能である。この理由で公知のシングルパスのマンドレ
ル、特にダイヤモンド粒子、立方晶の窒化ポロン粒子及
び同様の硬い他の材料を含む研磨材のような超研磨材料
を使用するマンドレルは、所望の直径と被加工物表面の
平坦度を確立するように被加工物から除去できる材料の
量を制御するためにそのほぼ全長にわたってテーパを付
けられている。公知のシングルパスのホーニング装置を
用いるときホーニング直径の調節はホーニング中には不
可能であり、このことはその有用性を著しく制限しかつ
被加工物表面から除去できる仕上げ代の量を著しく減少
する。典型的なかかる公知のシングルパスのホーニング
工具構造は、アメリカ合衆国特許第４１９７８８０号及
び同第４２５３２７８号明細書に記載の構造である。

［発明が解決しようとする課題］ この発明の基本的な目的は、加工物表面を一層正確にか
つ一層一様に仕上げかつ寸法を出すために加工中に拡張
可能及び収縮可能なホーニング工具の構造と動作とを提
案することである。

この発明の別の目的は、ホーニング運転中に或る限界内
で調節可能な筒形のホーニング工具を提供することであ
る。

この発明の別の目的は、超研磨材を使用する拡張可能な
ホーニング工具を提供することであり、この工具は超研
磨材を用いた公知のシングルパスのマンドレルよりずっ
と大きいホーニング動作中のホーニング直径調節可能範
囲を有する。

この発明の別の目的は、工具のホーニング直径を変更す
るためにその全長にわたって一様に拡張可能かつ収縮可
能であるホーニング工具の構造と動作を提案することで
ある。

この発明の別の目的は、全長にわたってかかる工具のホ
ーニング部分を一様に拡張するためにホーニング中に工
具の中で軸方向に移動可能な細長い拡張部材つまりくさ
び組立体を利用する拡張可能な筒形のホーニング工具の
構造と動作を提案することである。

この発明の別の目的は、超研磨材を用いる拡張可能なホ
ーニング工具を提供することであり、超研磨材は往復動
されるホーニングマンドレルの中で使用するのに特に適
している。

この発明の別の目的は、筒形ホーニング部材が研磨性の
外面を備え、加工部がすべてほぼ円筒形のホーニング包
絡面上に置かれ、またホーニング部材が細長い拡張部材
つまりくさび組立体の同様にテーパを付けられた外面と
協働するために軸方向にテーパを付けられた内面を有す
るようになっているホーニング工具を提供することであ
る。

この発明の別の目的は、既存のホーニング盤に比較的容
易に組み立て取り付けできるホーニング工具の構造と動
作とを提案することである。

この発明の別の目的は、筒形ホーニング部材とこの部材
の中に挿入された拡張部材つまりくさび組立体との間の
相対回転運動を防止するための幾つかの異なる手段を提
案することである。

この発明の別の目的は、マンドレルの一端部に隣接して
設けられ係合可能な手段により回転可能な筒形ホーニン
グマンドレルの構造で、このマンドレルはその内部で軸
方向に移動可能な手段によリホーニング運転中に拡張収
縮できるものを提案することである。

この発明の別の目的は、ホーニング運転中に筒形マンド
レルのホーニング直径を一様に凌更することである。

この発明の別の目的は、ホーニング部材がホーニング盤
に取り付けられている位置で拡張収縮できるような方法
で筒形ホーニング部材を回転のためにホーニング盤上に
取り付けるための手段を提案することである。

この発明の別の目的は、回転する筒形マンドレルに軸方
向の往復力を与えるための新しい手段を提案することで
ある。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的は本発明によれば、回転軸線を中心として回
転可能なホーニングマンドレルにおいて、内外面を有し
ほぼ筒形の細長い部材を備え、前記内面がほぼその全長
にわたって円錐形にテーパを付けられ、前記外面が研磨
材粒子を固着された部分を備え、また前記筒形部材と共
に回転するための回転可能な部材に取り付けるために前
記筒形部材の一端部に隣接して設けられた手段と、前記
筒形部材の拡張収縮を可能にするように前記筒形部材の
一側面を貫いてその全長にわたって延びる手段と、前記
筒形部材を貫いて延びるように挿入されほぼ全長にわた
って円錐形にテーパを付けられた外面を有する細長い拡
張部材とを備え、前記拡張部材の外面が前記筒形部材の
内面の円錐形のテーパと同じテーパ率でテーパを付けら
れ、それにより前記筒形部材の内面が前記拡張部材の外
面と面同志で接触し、また更に前記筒形部材と前記拡張
部材との間の相対回転運動を防止する手段と、前記筒形
部材の直径を変更するように回転中に前記筒形部材と前
記拡張部材との間の相対的な軸方向運動を行うための手
段に取り付けるためにマンドレル上に設けられた別の手
段とを備えることにより達成される。

この発明に基づくホーニングマンドレルの構造は、公知
のシングルパスのホーニング装置とは異なって、多重往
復動ホーニング用途のために特に設計されており、これ
らのマンドレルはその全長に沿ってほぼ円筒形であり望
ましくはテーパの無いホーニング面を備えている。また
それぞれのこの発明に基づくマンドレル構造は、公知の
゛運転中に調節可能なマンドレル構造とは異なって、そ
の全長に沿ってかかる工具のホーニング直径を一様に変
化できるようにホーニング運転中に筒形のホーニング部
材と拡張部材つまりくさび集合体との間の相対的な軸方
向運動を与えるということが重要である。これにより、
公知の従来の構造特にシングルパス装置に比べてホーニ
ング直径の調節可能性の非常に大きい範囲により、−層
一様なかつ一層正確にホーニングされた被加工物表面を
利用者が得ることが可能となる。ホーニング工具におけ
るこれらの特徴はホーニング技術における重要な進歩で
あり、これについては以下に述べる。

この発明は、ホーニング盤上に回転するように取り付け
可能なホーニング工具つまりマンドレルの幾つかの具体
例の構造と動作とを提案する。それぞれのこの発明に基
づく工具の構造は細長いほぼ筒形の部材を備え、この筒
形部材はこの部材の中で軸方向移動を行うように挿入さ
れた細長い拡張部材つまりくさび組立体を内部に収容す
るのに適合しその全長を貫いて延びる孔又は通路を有す
る。筒形のホーニング部材は内外面を備え、内面はほぼ
その全長にわたって円錐形にテーパを付けられ、一方ホ
ーニングを行う外面はその全長にわたって望ましくは円
筒形又はほぼ円筒形であり、少なくとも外面の一部に固
着された研磨材粒子を備える。対照的に拡張部材つまり
くさび集合体は、拡張部材が挿入される筒形部材の内面
に関連する円錐形テーパと同じテーパ率でその全長にわ
たり同様に円錐形にテーパを付けられた外面を備えてい
る。このことは、拡張部材が筒形部材の中に挿入された
ときに拡張部材の外面が筒形ホーニング部材の内面と面
同志で接触するということを意味する。拡張部材が筒形
部材の中で軸方向に移動するときに筒形部材の直径をそ
の全長にわたって一様に拡張できるのは、拡張部材と筒
形ホーニング部材との間のこの特定の構造上の配列のた
めであるゆえに、前記のことはこの発明に基づく工具の
構造に対して重要である。これに関連して、筒形部材の
外面の直径を変更するために一張部材と筒形ホーニング
部材との間の相対的な軸方向移動を行うように作動でき
るホーニング盤に関連する手段に、拡張部材の一端部が
取り付けられる。

筒形ホーニング部材は、拡張部材が筒形部材の中で軸方
向に前進後退するとき筒形部材を拡張収縮できるように
するために、その−側面上に全長に沿って延びる幅の狭
い溝を備えている。

この発明に基づく工具はホーニング運転中に回転軸線を
中心として回転可能であり、−緒に回転するようにホー
ニング盤上の回転可能な部材へ工具つまりマンドレルを
取り付けるために、工具は筒形部材の一端部に隣接して
設けられた手段を備える。筒形部材はホーニング運転中
に回転し、一方拡張部材つまりくさび組立体は筒形部材
の中で軸方向に動かされるので、筒形部材と拡張部材つ
まりくさび組立体との間の相対回転運動を防止すること
が重要である。筒形部材とくさび組立体との間のかかる
相対回転運動を防止するための種々のキー及び溝装置を
利用する幾つかの変形案がこの明細書に開示されている
。

従来の構造より優れたこの発明に基づく工具の構造の重
要な長所の一つは、この発明に基づく構造が、ホーニン
グ工具直径を半径方向に拡張又は縮小するために筒形ホ
ーニング部材の中で移動する拡張部材つまりくさび組立
体を備えるということである。仕上げ代が被加工物から
除去されるにつれて、被加工物の所望の仕上げ直径に到
達するまで工具の研磨材部分を圧力を加えて被加工物に
保合維持するために、このことはホーニング運転中に実
施される。他の重要な長所は、被加工物に係合するホー
ニング面つまりこの発明に基づくマンドレルの表面が工
具の全長に沿って円筒形又はほぼ円筒形であるというこ
とである。これにより各マンドレルの外側のホーニング
面をホーニング運転中にその全長に沿って一様に拡張す
ることができ、それにより一層−様なかつ一層正確にホ
ーニングされた被加工物表面を作る。この発明に基づく
かかる工具の非研磨部つまり支持部ばかりでなく研磨部
もその全長にわたり一様に拡張されるゆえにこのことが
実現される。工具の研磨郡全体がホーニング中に被加工
物表面と有効に係合維持されるので、このことは−層一
様なかつ一層正確にホーニングされた被加工物表面をも
たらす、マンドレルの外面がその全長の一部分にテーパ
を付けられそれによりかかる工具の研磨部の一部だけが
被加工物表面と係合維持されるようになっている、シン
グルパスのホーニングマンドレルのようなくさび組立体
を利用する公知の従来のマンドレル構造ではこのことは
実現されない、更に約０．０５０インチ（１，２７ｍｍ
）の程度の比較的狭い範囲であってもホーニング直径を
拡張できることにより、この発明に基づくホーニング工
具を使用するときにシングルパスのホーニングマンドレ
ルを用いて現在達成できるよりずっと大きいホーニング
直径を一つの工具により達成することが可能であり、そ
れにより一つのマンドレルつまり工具を連続運転中に非
常に多くの仕上げ代を除去するために使用でき、シング
ルパスのホーニングマンドレル上の超研磨材を用いて従
来可能であったよりずっと広い表面直径範囲をホーニン
グできる。

この発明に基づく工具の構造は、特にシングルパスのホ
ーニングマンドレルにより達成できるのと同じ高度のホ
ーニング精度を達成できる多重往復動ホーニング用途に
使用するために適しており、一方間時に工具光たりのホ
ーニング直径の比較的広い範囲とシングルパスのホーニ
ングマンドレルでは達成できない大きい仕上げ代除去量
とを与える。この発明に基づく工具装置により与えられ
るすべての特徴と能力とはホーニング技術における重要
な進歩である。

［実施例］ 次にこの発明に基づく拡張可能なホーニングマンドレル
の複数の実施例を示す図面により、この発明の詳細な説
明する。

各図面で同一の部材には同じ符号が付けられている。第
５Ａ図の符号１０はこの発明の提案に従って構成された
ホーニング工具つまりマンドレルの一実施例を示す、ホ
ーニング工具つまりマンドレル１０は第１図に示すよう
なほぼ筒形の細長いホーニング部材１２と、第２図に示
すような細長い拡張部材つまりくさび部材１６と、それ
ぞれ第４Ａ図及び第４Ｂ図に示すようなハブ部材４０と
板部材６６とを備えている。筒形ホーニング部材１２は
端から端まで貫通して延び拡張部材１６を協働的に収容
するのに適している通路つまり孔１４を有する０部材工
２はまた望ましくはほぼ円筒形の外面１８とテーパを付
けられた孔内面２０とを備え、第１図及び第５Ａ図に最
もよく示すように内面２０はほぼその全長にわたり軸方
向に円錐形にテーパを付けられている。内面２０に関連
するテーパは明瞭にするために第１図及び第５Ａ図では
幾分誇張して示されているが、実際の装置ではこのテー
パは比較的小さい８部材１２の外面１８は、適当な結合
剤の中のダイヤモンド粒子又は立方晶の窒化ポロン粒子
又は他の同様な硬い物質を含む材料のような研磨材料２
２によりその部分上をコーティングされている。かかる
研磨材料の使用はホーニング技術においてよく知られて
いる。第１図に示す研磨材粒子２２は隙間の開いた溝付
きの外形で配列されているが、所望の特殊な用途と用い
られる研磨材料の種類とに基づいて種々の研磨用パター
ンの幅広い取り合わせを利用できることが認められてい
る。筒形ホーニゲ部材１２はまた、拡張部材つまりくさ
び部材１６が通路つまり孔１４を通って軸方向に前進後
退されるとき、筒形部材の拡張収縮を可能にするように
筒形部材の一側面に沿って延びる全長に及ぶ溝２４を備
えている０部材１２はその全長に沿って比較的−様な拡
張収縮効果を有するように構成されるのが望ましい０部
材１２はまたこの部材のホーニング部分の外面を巡って
延びる任意の螺旋形又は直線形又は他の形の表面溝手段
（図示されていない）を備えることができ、かかる溝は
ホーニング運転中にホーニング油又は冷却液を部材１２
に沿って循環するための手段を与える。

細長い拡張部材つまりくさび部材１６（第２図参照）は
テーパを付けられた通路１４の中に滑動可能に収容でき
、かつ部材１２の内面２０に関連するテーパと同じテー
パ率でほぼその全長にわたり同様に軸方向に円錐形にテ
ーパを付けられた外面２６を備えている。このことは、
拡張部材１６が通路１４の中に滑動可能に挿入されたと
きに、その外面２６が筒形部材１２の内面２０と面同志
で接触することを意味する０面２０と２６とのこの面同
志の係合はこの発明にとって重要である。

なぜならば拡張部材１６が部材１２の中で軸方向に移動
されるとき、部材１２の外径をその全長にわたって−様
に拡張されるようにするのはこの装置だからである。こ
のことは部材１２の外面１８の全長、つまり研磨部分２
２とこれに一体に成形された非研磨部分つまり支持部２
３とがその全長に沿って−様に拡張収縮することを意味
する。研磨材粒子２２を有する部分であるホーニング部
分の長さに沿ってホーニング圧力がほぼ一定に保たれる
ように部材１２の全長が同じ量だけ拡張するので、この
ことは−層一様なかつ一層正確にホーニングされた被加
工物表面をもたらす、マンドレルに沿った−様な拡張に
より研磨材粒子２２がホーニング中にマンドレルの全長
に沿って被加工物表面に効果的な係合を維持することが
保証されるので、このことは工具のホーニング精度を維
持するために重要である。

ホーニング運転中に筒形ホーニング部材１２とこの部材
の中に挿入された拡張部材１６とは回転軸線を中心とし
て回転し、かかる回転は両部材が取り付けられたホーニ
ング盤の中の駆動手段により両部材に与えられる。ホー
ニング盤への主題の工具１０の取り付けは特殊な構成の
ハブ組立体４０（第５Ａ図、第５Ｂ図及び第６図参照）
の使用を介して実施できるが、これについては以下に述
べる。このことは通常主軸ノーズ又は特殊なホーニング
装置に関連するその他のアダプタのような適切な装置の
中にハブ部材４０を取り付けることにより達成される。

主軸ノーズと工具つまりマンドレル１０との回転を実施
するための駆動手段はホーニング技術においてよく知ら
れ、アメリカ合衆国特許第４５１２１１５号明細書に記
載のような直列形の駆動機構を備えることができるか、
又は回転はよく知られた多くの形式のベルト駆動装置を
用いて実施できる。マンドレル１０の中の拡張部材１６
の軸方向移動は、スプリングにより負荷を与えられた押
し棒又はラックとビニオン手段又はカム手段などのよう
な既知の手段により遂行できる。ホーニング盤上のかか
る手段はねじ孔３０に保合可能な手段によるのを含む種
々の方法で拡張部材に取り付け又は係合できる。

部材１２と１６はホーニング運転中にユニットとして一
緒に回転し、一方間時に部材１６はまた部材１２の中で
軸方向に動く、このことを実施するために部材１２と１
６との間の相対回転運動を防止しなければならない、こ
のことは第３Ａ図ないし第３Ｄ図に示された種々のキー
案内手段のどれかを用いることにより遂行される。第３
Ａ図に示すように細長い丁字形キー部材２８は、筒形ホ
ーニング部材１２の中の溝２４に協働する突出部３１と
部材１６の中に形成されたキー溝３４に協働する台部分
２９とを有する。第２図に示すようにキー溝３４は拡張
部材１６の長さの大部分にわたって拡張部材１６の一側
面に沿って軸方向に延び、第３Ａ図に最もよく示すよう
にキー２８の台部分２９を協働的に収容するのに適合し
ている。キー２８の突出部３１は筒形部材１２の中の溝
２４に協働するように寸法を選ばれている。望ましくは
突出部３１は溝２４の側面と密に係合するほど幅を広く
すべさではない、キー溝３４が細長い＠２４と揃えて置
かれるように拡張部材１６が筒形のホーニング部材１２
の中に挿入されるときに、キー部材２８が第３Ａ図に示
すように取り付けられ相対回転運動は部材１２と１６の
間では少ししか又は全く起こらない、しかしながらキー
２８が第３Ａ図で示すように取り付けられるとき、部材
１２のホーニング直径を変更するために拡張部材１６を
移動できるように部材１２と１６との間の相対軸方向運
動を行うことができる。

ホーニング直径の拡張を実行すれば溝２４は幾らか開く
がこのことは一般に不利ではない９図示し説明したよう
にこのキーと溝装置はマンドレルの、作業負荷の一部を
キー２８により負担することができるが、回転負荷の大
部分は係合するテーパ付き表面２０と２６との間の摩擦
により支えられる。それゆえに細長い溝２４は部材１２
の拡張収縮を許すために役立ち、一方同時に溝２４は部
材１２と、１６との間の相対回転運動を制限し望ましく
は防止する。キー２８の長さと強さとは発生される負荷
の大きさに応じて望むように変更できる。

筒形部材１２と拡張部材１６との間の相対回転運動を防
止するための他の手段を利用できることも予想される０
例えば第３Ｂ図に示すように筒形部材１２は、軸方向溝
２４から周方向に間隔を置いて軸方向に延びる溝３６と
、第３Ａ図に示す手段に関して前に述べたのと同じ方法
でキー溝３４と溝３６とに協働係合するキー部材２８と
を備える。加えるに第３Ｃ図に示すように筒形部材１２
はこれと一体に形成された下向きに突出するフランジ部
分３７を備えることができ、この突出するフランジ部分
３７は拡張部材１６の一側面に沿って軸方向に延び相応
に成形された溝３８の中に協働的に収容されている。ま
た更に第３Ｄ図に示すように拡張部材つまりくさび１６
はその一側面に沿って軸方向に延びかつこれと一体に形
成された細長い突出部３９を備えることができ、この突
出部３９は部材１２上の廁長い溝２４に協働係合する。

第３Ａ図ないし第３Ｄ図に示すすべての装置は筒形部材
１２と拡張部材１６との間の相対回転運動を防止するた
めに用いることができ、一方同時に前に述べたようにホ
ーニング直径の調節を可能にするために両部材の間の相
対的な軸方向運動を許す。

第３Ｂ図を参照して、もしキー２８がマンドレルの回転
の前縁の僅か後ろに配置されるならば、かかる位置はな
らし過程中で研磨材表面が新しく鋭利なときにときどき
起こるおそれのあるびびりと振動とを減衰するのを助け
ることが判明した。

部材１２と１６との間の回転運動を防止するために第３
Ｃ図に示したキー案内手段は筒形部材に関連する溝２４
を補って筒形部材１２の軸方向のたわみを減らすのに役
立つ、この付加的な剛性は。

ならし過程中に研磨材表面が新しくかつ鋭利であるとき
に剛性の小さい工具で起こる調和振動又はびびりを防止
するのを助けることが判明した。

ハブ組立体４０（第４Ａ図、第５Ａ図、第５Ｂ図及び第
６図参照）は形がほぼ円筒形であり、第６図に最もよく
示すように筒形部材１２の端部４６を協働的に収容する
ように寸法を選ばれハブを貢いて延びる中央の孔４４を
有する凹所４２を備えている。凹所４２は第４Ａ図及び
第６図に示すように孔４４の両側部分に隣接して置かれ
平行に延びる一対の溝４８を備え、各溝４８は第４Ａ図
に最もよく示すように溝の両端にそれぞれ隣接して置か
れた一対のピン部材４９．５０を備え、弾力の有る部材
５２が各溝４８の中に挿入され、装置が組み立てられた
ときに部材５２は、端部４６に隣接して筒形部材１２の
両側面に設けられた切り込み部５４に協働するが、これ
については以下に詳細に説明する０弾力の有る部材５２
と切り込み部５４の側面つまりフランジ部５６．５８と
の間の協働により、拡張部材１６が部材１２を拡張収縮
するために軸方向に移動されたとき、ハブ組立体４０は
筒形部材１２へ軸方向の駆動力又は抵抗力を与えること
ができる。ハブ組立体４０と部材１２との間の結合によ
り、拡張部材１６が部材１２の中で軸方向に移動された
ときに部材１２はその全長に沿って一様に拡張収縮でき
る。仮に部材１２がハブ組立体４０に固定的に取り付（
＋られているならばこのことは実現できず、拡張部材は
筒形部材を一様に拡張収縮するように軸方向に移動でき
ないであろう、もしそうだとマンドレルの外側の加工部
で或る非円筒性が生じるゆえに、ホーニング運転で不正
確さが起きる。

部材１２の端部４６に関連する切り込み部５４は第１図
に示すように直径上に向かい合って設けられている。各
切り込み部５４は、部材５２がそれぞれの溝４８の中に
挿入されたときに１弾力の有る部材５２の各側縁６０，
６２　（第６図参照）を協働的に収容係合するのに適し
隙間を置いて外に向かって延びる一対のフランジ５６．
５８を備えている０ｇｓ力の有る部材５２は望ましくは
ばね鋼により構成され、各溝４８の中に縁を立てて取り
付けられたときに、第４Ａ図に明示するように各ピン部
材４９．５０と内側の溝側壁６４との間に延びるように
置かれる。この位置では部材５２の中央部は切り込み部
５４を通って延び、後述するように位置決めされ適切に
組み立てられたときに１部材５２は両方向にマンドレル
組立体ｌＯに加わる往復力に耐えるために切り込み部５
４の両側の壁５６．５８の一方又は他方を押圧する。

弾力の有る部材５２が各切り込み部５４を横切って延び
るように置かれると、板つまり閉鎖部材６６が第５Ａ図
及び第５Ｂ図に示すようにハブの凹所４２の中に挿入さ
れボルト７２により凹所に固定される。閉鎖部材６６は
弾力の有る部材５２の位置を維持する０部材６６はまた
ハブ部材４０を貫通する孔４４に整列された中央の孔６
７を備える。加えるに部材６６はハブ部材４０の中に設
けられた複数のねじ孔７０に合致する複数の孔６８を有
する。第５Ａ図及び第５Ｂ図に示すボルト７２は板６６
をハブ４０に取り付けるために用いられる。ボルトは一
例として示されているにすぎず周知の他の手段により置
き換えることができる。筒形のホーニング部材１２の端
部４６上にハブ４０を組み立てる前に、ハブは切り込み
部５４を通って延びる弾力の有る部材５２により位置決
めされ、−力部材５２は各溝４８の中にある。そのよう
に組み立てられ固定されたときに筒形部材１２とハブ４
０とにより両者の間に形成され弾力の有る部材５２の周
りのハブ４０の中の空間を含む空間が生じ、この空間は
エラストマ７６のような材料により充填され、このエラ
ストマは比較的弾力が有り部材１２の直径をハブの中で
拡張収縮できるために部材１２と４０との間の或る相対
運動を許す、それによりハブ部材４０へ往復動力を与え
るためにマンドレル往復動手段が用いられるときに、弾
力の有る部材５２は筒形のホーニング部材工２に対する
往復動力に耐えて各切り込み部５４の一側面を押圧する
。

既に述べたように、ハブ溝４８の中での弾力の有る部材
５２の配置により、拡張部材つまりくさび組立体１６が
部材１２の中で軸方向に移動されたときに、部材１２の
端部４６が或る程度まで半径方向に拡張収縮することが
できる。これは弾力の有る部材５２を各ピン部材４９．
５０を中心として外側の溝側壁６９の方へ曲げ又はたわ
めることができるのに十分な空間を各溝４８の幅が与え
るゆえであり、それにより拡張部材が部材１２の中で移
動されるとき部材１２の端部４６を部材１２の残部と一
緒に拡張収縮することができる。

部材５２の曲がりが少ししか又は全く必要でないように
、或る緩み又は空間を切り込み部５４の底と弾力の有る
部材５２との間に与えることもできる。上記の特徴はマ
ンドレルがその全長に沿って−様に拡張できることを意
味し、また約０．０５０インチ（１，２７ｍｍ）までの
程度の比較的狭い範囲にわたってではあるがマンドレル
がホーニング中に調節できるということを意味するゆえ
に特に重要である。しかしながらこの範囲は公知のシン
グルパスのマンドレルのような公知の装置により可能で
あるよりもはるかに多いホーニングが超研磨材を用いて
遂行できるということを意味するゆえに、この狭い範囲
は非常に重要である０弾力の有る部材５２と切り込み部
５４とハブ溝４８との間に十分な拡張空間を与えること
により、筒形部材１２の曲がり又はねじれようとする傾
向がほとんど克服又は中和される。そ°れによりマンド
レルの全長にわたって−様に拡張収縮できるということ
が、達成できるホーニングの精度に重要な役を果たす。

既に述べたように部材１２の−様な半径方向の拡張収縮
を許すために、ハブ部材４０と板部材６６とを貫く中央
の孔４４と６７がそれぞれその個所での筒形部材端部４
６の外径より僅かに大きいので、両者の間に形成される
環状の空間並びにハブの中の他の空所及び空間がエラス
トマ材料７６又はそのたわみ性を失わない同様に弾力性
の有る材料により充填される。このことは筒形部材１２
へ或る安定性と剛性を与え、各部材を一緒に保持するの
を助け、一方間時に拡張部材１６の軸方向運動に応じて
端部４６が拡張収縮するのを可能にする。

第７図ないし第９図はこの発明に基づ〈提案により構成
されたホーニング工具の他の実施例７８を示す、この工
具７８（第９図参照）は筒形のホーニング部材８０（第
７図参照）と拡張部材つまりくさび部材８２（第８図参
照）とを備えている。筒形部材８０は部材１２（第１図
参照）に構造的に類似しているが、部材８０のホーニン
グ部分上の研磨材部分８４の配置だけが部材１２とは異
なっている。第７図に示すように研磨材部分８４は半分
未満の部材長さにわたり延びているにすぎず部分８４の
周りに周方向に間隔を置いて細長く表面上に延び研磨粒
子８７をコーティングされた多数のランド８６を備える
。その他の点では筒形部材８０は直径の減少した部分８
８を有することを含んで筒形部材１２に似ている０部材
８０はまた軸方向にテーパを付けられた内面９０を有す
る０部材８０の端部９２は、ハブ４０に類似することが
できるハブつまり取り付け構造と協働するための環状溝
を形成し間隔を置いたフランジ９４．９５を備える。

第８図に示す拡張部材８２は第２図に示す拡張部材１６
にまた類似しているが、部材８２がホーニング盤内でく
さび８２を軸方向に動かすための手段に取り付けるため
のおねじ付き端部９６を備えるという点だけで部材１６
と異なっており、この端部上に拡張部材８２と筒形部材
８０との間の相対的な軸方向移動を行うために装置が取
り付けられる。拡張部材１６に似て部材８２は部材８０
の中のテーパを付けられた通路９０の中に滑動可能に収
容され、軸方向にテーパを付けられた外面９８を備え、
この外面は部材８０のテーパを付けられた内面９０に面
同志で接触するようにほぼ全長にわたって同様にテーパ
を付けられている。

第９図に示すように、筒形ホーニング部材８０は部材１
２に関して前に説明したのと同様な方法でハブ組立体４
０のようなハブ組立体に取り付けることができる。また
第３Ａ図ないし第３Ｄ図に示したキーと溝装置のうちの
いずれか一つを部材８０と８２との間の相対回転運動を
防止するために利用できる。

第１０図はくさび８２をホーニング盤の中の送り手段へ
取り付けるために拡張部材８２のねじ端部９６へ取り付
けることができるアダプタ部材１００を示す、アダプタ
部材１００は、ねじ部９６に協働係合するために一端部
に関連したねじ孔１０２と、アダプタが取り付けられる
ホーニング盤上の手段に係合するために反対側の端部上
におねじ部１０４とを備える。

第１１図及び第１２図は、加工物に係合する筒形の研磨
性のホーニング部分１０６（第１１図参照）と駆動組立
体１１６（第１２図参照）とを備えた２部分構造である
筒形ホーニングマンドレルの更に別の実施例を示す。部
分１０６は端から端まで貫通して延び全長に及ぶ孔１０
８を有し、また間隔を離して置かれた突起１１１により
形成された外面１１０を備え、各突起は超研磨材のよう
な研磨材でコーティングされ被加工物に係合する露出し
た外面を有する９部材１１６のホーニング加工する直径
が端から端まで一様であるように、すべての加工面が円
筒形の包絡面上にあるように配列されている０部材１０
６はまた軸方向にテーパを付けられた内面１１２を有す
る。突起１１１を備えた外面１１０は既に述べた研磨材
料によりコーティングされている。

駆動組立体１１６は筒形の軸部分１１７とホーニング盤
上で回転するように駆動組立体を取り付けるための一端
部に関連するアダプタ手段１１８とを備え、部材１１６
の反対側の端部は丁字形に端の方が広がった一対のフラ
ンジ１２０を備え、これらのフランジは向かい合った関
係にありかつ部材１０６の端部１２４の中に形成された
向かい合った相応の一対の丁字形溝１２２に協働係合す
るように寸法と形とが選ばれている。丁字形溝１２２は
一例にすぎず他の形を用いることもできる。フランジ１
２０は各ｙｔ１２２の中に横から挿入でき、そのとき部
材１０６と１１７とは軸方向に整列する。

筒形の軸部分１１７は端から端までこの部分を貫いて延
び軸方向にテーパを付けられた孔１２６を有することが
でき、部材１０６と１１６とが組み立てられたときにこ
の孔はホーニング部材１０６の中の孔１１２に連通ずる
。そのように係合されたときに、構造と動作の点で部材
１６又は８２に似た拡張部材が両部材１０６．１１６を
保持するために整列された孔１２６と１０８とを貫通し
て延びるように挿入され、軸方向に移動されたときに拡
張部材はホーニング直径を変更するように部材１０６を
拡張するか又は収縮可能にする。部材１１７もまた直径
を変更できるように軸方向にスリットを切ることができ
、この場合には部材１１７は第５Ａ図及び第５Ｂ図に示
すようなハブ部分の中に取り付けなければならないか、
又は拡張収縮が起こらないように第１２図に示すように
孔１２６を過大寸法に作ることができる。

この構造では上に述べたように、筒形ホーニング部材１
０６の全長はその長さにわたって一様に拡張収縮し、こ
のことは重大な長所であリホーニング直径がホーニング
運転中に変更できることを意味し、これは前記のシング
ルパスの筒形マンドレルを用いては実現不可能である。

このことはまたマンドレルの被加工物に係合するすべて
の部分を前記のように共通な円筒形の包絡面上に置くこ
とができるということを意味する。しかしながら第１１
図及び第１２図に示した実施例においては、拡張部材が
軸方向に移動されたとき部材１０６だけが直径を変化す
るにすぎない、また拡張部材は部材１０６と１１６との
一つ又は両方にキー係合することができ、第３八図ない
し第３Ｄ図に示すキー案内手段のいずれか一つ又は他の
キー手段を拡張部材とホーニング部材１０６との間の相
対回転運動を防止するために利用することもできる。

この発明に基づく工具つまりマンドレルの構造はアメリ
カ合衆国特許明細書に記載の計算機制御ホーニング盤の
ような計算機制御ホーニング盤で用いるために特に役立
ち、ここでは孔の初期及び仕上げ寸法が重要視されてい
る。

求めるすべての目的と長所とを満足する新しいホーニン
グ工具つまりマンドレルの構造の複数の実施例を図示説
明した。しかし当業者にとってはこの明細書と添付図面
を考慮すれば多くの変更、修正、変形及び他への使用と
適用は容易であろう、この発明の趣旨と範囲とから逸脱
しないかかるすべての変更、修正、変形及び他への使用
と適用とは特許請求の範囲により限定されたこの発明の
枠内にある。

【図面の簡単な説明】

第５Ａ図はこの発明に基づくホーニングマンドレルの一
実施例の軸方向断面図、第１図は第５Ａ図に示す筒形部
材の側面図、第２図は第５Ａ図に示す拡張部材の側面図
、第３Ａ図ないし第３Ｄ図はそれぞれ筒形部材と拡張部
材との相対回転を防止するためのキー案内手段の異なる
実施例の軸直角断面図、第４Ａ図は第５Ａ図に示すハブ
部材の正面図、第４Ｂ図は第５Ａ図に示す閉鎖部材の正
面図、第５Ｂ図は第５Ａ図に示す切断線５Ｂ−５Ｂによ
る要部断面図、第６図は第４Ａ図に示すハブ部材と第４
Ｂ図に示す閉鎖部材と第１図に示す筒形部材の端部との
部品分解配列図、第９図はこの発明に基づくホーニング
マンドレルの別の実施例の軸方向断面図、第７図は第９
図に示す筒形部材の側面図、第８図は第９図に示す拡張
部材の側面図、第１０図は第８図に示す拡張部材のため
のアダプタ部材の側面図、第１１図はこの発明に基づく
ホーニングマンドレルの更に別の実施例の第１の筒形部
材の側面図、第１２図は第１１図に示す筒形部材のため
の第２の筒形部材（駆動組立体）の側面図である。 １０．７８・・・ホーニングマンドレル組立体１２．８
０．１０６．１１６・・・筒形部材１４．１０８，１２
６・・・通路（孔）１６．８２・・・拡張部材 １８．８８．１１０・・・筒形部材の外面２０．９０，
１１２・・・筒形部材の内面２２．８４．１１１・・・
研磨材部分（加工部）２４．１１４・・・全長にわたっ
て延びる溝２６．９８・・・拡張部材の外面 ２８．３４．３７．３８．３９・・・キー案内手段４０
・・・ハブ部材 ４６．９２，１２４・・・筒形部材の一端部４８・・・
横溝 ５２・・・弾力を有する部材 ５４・・・切り込み部（溝） ６６・・・閉鎖部材 ７６・・・弾力を有する材料 １００・・・アダプタ部材 １２０・・・フランジ １２２・・・溝 Ｆｔ’ｇ３Ｓ Ｆ／’ｇ、　３ＣＦｔ’ｇ、　Ｊρ Ｒｇ、　５Ｅｉ ｂし、８ Ｒｇ、／２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転軸線を中心として回転可能なホーニングマンド
   レルにおいて、内外面を有しほぼ筒形の細長い部材を備
   え、前記内面がほぼその全長にわたって円錐形にテーパ
   を付けられ、前記外面が研磨材粒子を固着された部分を
   備え、また前記筒形部材と共に回転するための回転可能
   な部材に取り付けるために前記筒形部材の一端部に隣接
   して設けられた手段と、前記筒形部材の拡張収縮を可能
   にするように前記筒形部材の一側面を貫いてその全長に
   わたって延びる手段と、前記筒形部材を貫いて延びるよ
   うに挿入されほぼ全長にわたって円錐形にテーパを付け
   られた外面を有する細長い拡張部材とを備え、前記拡張
   部材の外面が前記筒形部材の内面の円錐形のテーパと同
   じテーパ率でテーパを付けられ、それにより前記筒形部
   材の内面が前記拡張部材の外面と面同志で接触し、また
   更に前記筒形部材と前記拡張部材との間の相対回転運動
   を防止する手段と、前記筒形部材の直径を変更するよう
   に回転中に前記筒形部材と前記拡張部材との間の相対的
   な軸方向運動を行うための手段に取り付けるためにマン
   ドレル上に設けられた別の手段とを備えることを特徴と
   する拡張可能なホーニングマンドレル。 ２）拡張収縮を可能にするように前記筒形部材の一側面
   を貫いてその全長にわたって延びる前記手段が開口部を
   備えることを特徴とする請求項１記載のホーニングマン
   ドレル。 ３）前記筒形部材と前記拡張部材との間の相対的な回転
   運動を防止するための前記手段が、前記筒形部材の中に
   設けられた軸方向の溝と、前記拡張部材の中に設けられ
   た軸方向のキー溝と、前記溝とキー溝とが向かい合うと
   きに前記軸方向溝と前記キー溝とに協働係合するキー部
   材とを備えることを特徴とする請求項１記載のホーニン
   グマンドレル。 ４）前記筒形部材と前記拡張部材との間の相対回転運動
   を防止するための前記手段が、前記筒形部材上に内向き
   に延びる突出部と、前記拡張部材の一側面に沿って軸方
   向に延び相応の形を有する溝とを備え、前記拡張部材が
   前記筒形部材の中に滑動可能に挿入されたとき、前記突
   出部が前記溝に協働係合することを特徴とする請求項１
   記載のホーニングマンドレル。 ５）前記筒形部材と前記拡張部材との間の相対回転運動
   を防止するための前記手段が、前記筒形部材の中で軸方
   向に延びる溝と、前記拡張部材の一側面に沿って外向き
   に延びる突出部とを備え、前記拡張部材が前記筒形部材
   の中に滑動可能に挿入されたとき、前記突出部が前記溝
   に協働係合することを特徴とする請求項１記載のホーニ
   ングマンドレル。 ６）回転可能な部材に取り付けるために前記筒形部材の
   一端部に隣接して設けられた前記手段が、この手段の両
   側にそれぞれ間隔をおいて向かい合う一対の横溝を備え
   ることを特徴とする請求項１記載のホーニングマンドレ
   ル。 ７）回転可能な部材に取り付けるために前記筒形部材の
   一端部に隣接して設けられた前記手段が、前記筒形部材
   の中の横溝にそれぞれ協働係合可能で横に延び弾力を有
   する一対の部材を備えることを特徴とする請求項６記載
   のホーニングマンドレル。 ８）回転可能な部材に取り付けるために前記筒形部材の
   一端部に隣接して設けられた前記手段が、弾力を有する
   部材を支えるためのハブ組立体を備えることを特徴とす
   る請求項７記載のホーニングマンドレル。 ９）前記ハブ組立体が弾力を有する材料を充填されてい
   ることを特徴とする請求項８記載のホーニングマンドレ
   ル。 １０）回転可能な部材に取り付けるために前記筒形部材
   の一端部に隣接して設けられた前記手段が、前記筒形部
   材の前記一端部を半径方向に拡張収縮できるようにする
   ための手段を備えることを特徴とする請求項１記載のホ
   ーニングマンドレル。 １１）回転可能な部材に取り付けるために前記筒形部材
   の一端部に隣接して設けられた前記手段が、前記筒形部
   材に軸方向力を与えるための手段を備えることを特徴と
   する請求項１記載のホーニングマンドレル。 １２）前記回転可能な部材に取り付けられたときに前記
   筒形部材の一端部を拡張収縮できるようにするための前
   記手段が、弾力を有する一対の部材と、前記弾力を有す
   る部材に協働係合するために前記筒形部材の両側面上に
   設けられ間隔を置いて向かい合う一対の溝と、前記弾力
   を有する部材が前記筒形部材の中の溝に係合するとき弾
   力を有する部材を支持するための手段を備えたハブ組立
   体とを備え、前記溝が溝の中での前記弾力を有する部材
   の制限された半径方向の動きを可能にするように形成さ
   れていることを特徴とする請求項１０記載のホーニング
   マンドレル。 １３）前記筒形部材の外面の少なくとも一部が研磨材粒
   子をコーティングされて加工部を画成し、前記加工部の
   すべてがほぼ円筒形のホーニング包絡面上にあることを
   特徴とする請求項１記載のホーニングマンドレル。 １４）回転軸線を中心として回転可能なマンドレルと、
   ホーニング盤上で回転するようにマンドレルを取り付け
   るための手段と、ホーニング運転中にマンドレルのホー
   ニング直径を変更するためにホーニング盤上に設けられ
   た手段とを備えたホーニング盤で用いられるホーニング
   マンドレルにおいて、全長の一部にわたって研磨材粒子
   を固着された外面とほぼ端から端まで軸方向にテーパを
   付けられた内面とを有する細長い筒形部材と、前記筒形
   部材を拡張収縮できるように前記筒形部材を貫いて端か
   ら端まで延びる細長い溝と、回転するようにホーニング
   盤上に前記筒形部材を取り付けるために前記筒形部材の
   一端部に隣接して設けられた手段と、全長に沿って前記
   筒形部材の直径を変更できる手段を備えた前記取り付け
   手段と、前記筒形部材の中に挿入されこの部材のテーパ
   を付けられた内面と面同志の接触を形成するために軸方
   向にテーパを付けられた外面を有する拡張部材と前記筒
   形部材と、前記拡張部材との間の相対回転運動を防止す
   るために両部材上に協働係合する手段と、全長に沿って
   前記筒形部材の直径を変更するように筒形部材の中で拡
   張部材の軸方向位置を変更するようにホーニング盤上に
   設けられた手段に結合するために前記拡張部材上に設け
   られた手段とを備えることを特徴とするホーニングマン
   ドレル。 １５）前記筒形部材の一端部に隣接して設けられた前記
   手段が、この手段の中に横に延びる少なくとも一つの溝
   を形成する手段と、マンドレルに係合する取り付け手段
   を軸方向に相互に協働して運動するように保持するため
   に前記溝に係合可能にホーニング盤上に取り付けられた
   手段とを備えることを特徴とする請求項１４記載のホー
   ニングマンドレル。 １６）全長に沿って筒形部材の直径を変更可能にする前
   記手段が、間隔を離して内部に置かれた一対の弾力を有
   する部材を備えた取り付け用組立体と、取り付け用組立
   体と筒形部材との間の軸方向力の伝達を可能にするよう
   に前記弾力を有する部材に協働係合するために前記筒形
   部材上に設けられた横溝とを備え、前記取り付け用組立
   体が筒形部材の半径方向の変化に適応するために弾力を
   有する部材と前記溝との間の或る相対的な半径方向の運
   動を許すことを特徴とする請求項１４記載のホーニング
   マンドレル。 １７）ホーニング盤上で回転するように取り付けられた
   ホーニング工具において、内外面を有する細長い筒形部
   材を備え、前記内面がほぼ全長にわたって軸方向にテー
   パを付けられ、前記外面がその周囲に配置され被加工物
   に係合する研磨材部分により画成された軸方向長さ部分
   を有し、前記研磨材部分がすべてほぼ円筒形のホーニン
   グ包絡面上にあり、前記筒形部材を貫く溝が筒形部材の
   拡張収縮を可能にするようにその全長にわたって延び、
   また前記筒形部材を貫いて延びるように挿入され前記筒
   形部材の内面が前記拡張部材の外面に面同志で接触する
   ように軸方向にテーパを付けられた外面を有する細長い
   拡張部材と、 ホーニング盤上に回転するように前記筒形部材を取り付
   けるために前記筒形部材の一端部に隣接して設けられた
   手段と、筒形部材と拡張部材との間の相対回転運動を防
   止するために両部材上に協働係合する手段と、前記筒形
   部材の外面の直径を変更するように回転中に前記筒形部
   材と前記拡張部材との間の相対的な軸方向運動を行うよ
   うにホーニング盤上の手段と係合するために前記拡張部
   材上に設けられた手段とを備えることを特徴とするホー
   ニング工具。 １８）回転軸線を中心として回転可能なホーニングマン
   ドレルにおいて、それぞれ内外面と端から端まで貫通し
   て延びる通路とを有するほぼ筒形の細長い第１及び第２
   の部材を備え、これらの筒形部材が協働係合可能な連結
   手段を備えた隣接する端部を有し、この連結手段により
   前記両部材を整列して一緒に結合で き、少なくとも一方の前記筒形部材の内面がほぼその全
   長にわたってテーパを付けられ、前記一方の筒形部材の
   外面の少なくとも一部が研磨材粒子を有し、かつこの部
   材を拡張収縮できるようにするためにこの部材の一側面
   に沿って設けられた手段を有し、他方の前記筒形部材が
   ホーニング盤上で回転するようにこの部材を取り付ける
   ためにこの部材の一端部に隣接して設けられた手段を有
   し、また前記第１及び第２の筒形部材の中の整列された
   通路を貫通して延びるように挿入され前記一方の筒形部
   材のテーパを付けられた内面と面同志接触するための軸
   方向にテーパを付けられた外面を有する細長い拡張部材
   と、前記第１及び第２の筒形部材の少なくとも一つと前
   記拡張部材との間の相対回転運動を防止するために両部
   材に協働係合する別の手段と、少なくとも前記一方の筒
   形部材の直径を変更するように回転中に前記筒形部材と
   前記拡張部材との間の相対的軸方向運動を行うために拡
   張部材に係合可能にホーニング盤上に設けられた手段と
   を備えることを特徴とするホーニングマンドレル。 １９）前記一方の筒形部材の一側面に沿って設けられた
   前記手段が、この部材の全長にわたって延びる溝を備え
   ることを特徴とする請求項１８記載のホーニングマンド
   レル。 ２０）前記第１及び第２の筒形部材に協働係合するため
   の前部手段が連結用のフランジと溝とを備え、前記フラ
   ンジが一方の部材上に設けられ、前記フランジを収容す
   るための溝が他方の部材上に設けられることを特徴とす
   る請求項１８記載のホーニングマンドレル。２１）前記
   第１及び第２の筒形部材に協働係合するための前記手段
   が、前記筒形部材の少なくとも一方を全長に沿って一様
   に拡張収縮可能にするための手段を備えることを特徴と
   する請求項１８記載のホーニングマンドレル。 ２２）前記拡張部材が前記第１及び第２の筒形部材上の
   協働係合可能な手段を係合状態に保ち、かつ両筒形部材
   を整列状態に保つことを特徴とする請求項２０記載のホ
   ーニングマンドレル。