JPH02198760A - ホーニングヘッド - 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） 本発明は、被加工物の孔内面を精密に研磨仕上げするホ
ーニング加工に用いられる工具であるホーニングヘッド
に関する。

（従来の技術） 従来のホーニング加工は、一般的に、３個以上の細長い
形状の砥石をヘッド本体の放射状をなす保持具にそれぞ
れ取付けた所謂ホーン（ｈｏｎｅ）と称される工具をホ
ーニング盤の主軸に取付け、被・加工物の孔内面に上記
砥石が面接触する状態で該工具に回転運動と軸方向往復
運動を与えることにより、上記孔内面を微小切削または
研磨仕上げしている。

しかして、従来、このようなホーニング加工において、
砥石を被加工物の孔の内面に押し付ける手段として、テ
ーパ部を有する押し棒を軸方向に移動させ、各保持具を
半径方向に押し出すことによって、全砥石を一様に半径
方向に張出させる構造が一般的に採用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、ホーニング加工では加工中に複数個の砥
石の砥面が全てヘッド軸心を中心とした同一の円周面上
に常時正確に配置して孔内面に均等な押圧力で接するこ
とが必要であるため、上記従来のヘッド構造にあっては
、押し棒と砥石保持具の相互に摺接するテーパ面の傾斜
度および離心度を全部の保持具について均等とし、かつ
全部の砥石が同−砥面高さとなるように該砥石および保
持具の各複数個を厳密に同一寸法に設定し、また各砥面
をヘッド軸線と完全に平行に仕上げねばならず、各部材
の製作に高度の精密加工を要して非常に製作コストが高
く付くという問題点があった。

本発明は、上記従来の問題点を解決すべくなされたもの
で、不使用時の砥面高さに多少のばらつきがあったり、
ヘッド軸線に対し砥面がある程度傾斜していても、加工
時には全ての砥面が均等な押圧力で孔内面に圧接して支
障なく高精度のホーニング加工を行え、従って各部材の
寸法精度にさほどの厳密を要さず製作コストが極めて安
く付くホーニングヘッドを提供することを目的としてい
る。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のホーニングへンド
は、基端側に工作機械の回転主軸に対する連結部を有す
ると共に、先端側に軸方向に沿う複数条の凹溝が外周に
等配形成された筒形の砥石装着部を備えたヘッド本体と
、該ヘッド本体の各凹溝にヘッド半径方向へ移動自在に
嵌装される砥石保持具と、これら保持具をヘッド中心側
へ常時弾圧付勢する押え部材と、各砥石保持具に固定さ
れてヘッド半径方向外方へ突出する棒状の砥石とを具備
し、ヘッド本体には外部より供給される作動用流体を砥
石装着部の内側空間に導く作動用流体導通路が形成され
、かつ砥石装着部には内側空間と各凹溝底とを半径方向
に連通ずる透孔にて構成されたシリンダ室が設けられ、
各シリンダ室に作動用流体の流体圧を受けて砥石保持具
を離心方向へ押し上げるピストンが嵌装されてなるホー
ニングヘッド。

また、本発明では、上記ホーニングヘッドにおいて、ヘ
ッド本体の先端面に砥石装着部の内部空間に通じる通孔
が穿設されると共に、該通孔の外側に内圧調整板が任意
回転位置で固定可能に取付けられ、かつ該調整板の離心
位置に上記通孔と重合し得る作動用流体の放出孔を備え
てなる構成を好適態様としている。

（作　用） 本発明のホーニングヘッドはホーニング加工に際してヘ
ッド本体の連結部を工作機械の回転主軸に連結するが、
加工前には砥石を装着した各砥石保持具は押え部材の弾
圧によって砥石装着部の凹溝底に押し付けられており、
各砥石は最低突出状態にある。しかして、加工に当たっ
て作動用流体がヘッド本体の作動用流体導通路に圧入さ
れると、この流体圧を受けて各シリンダ室のピストンが
移動して各砥石保持具を離心方向へ押し上げ、各砥石の
突出量が一様に増大して加工される孔内面に圧接する。

この圧接力は、全シリンダ室がヘッド本体の内部空間を
介して連通していることから、各砥石保持具に対応する
ピストンの受圧面積が同一であれば、全部の砥石で均等
となる。

（実施例） 以下、本発明を図示実施例に基づいて説明する。

第１図〜第４図において、１は支持ハウジング２にベア
リング２ａ（第３図）を介して回転可能に支承されたヘ
ッド本体であり、工作機械３の主軸３ａへの取付用部材
１１ａおよびマニピュレーター用把持部１１ｂが一端部
に同心状に連設されて他端部に連結用孔１１ｃを有する
基端側部材１１と、一端側の細径部１２ａを上記連結用
孔１１Ｃに嵌挿して係止ピン１３を介して基端側部材１
１に対して相対回転不能かつ同心状に連結され、他端側
が大径の砥石装着部１ａをなす筒形の先端側部材１２と
、該先端側部材１２内に有底筒部１４ａを嵌装し、外端
フランジ部１４ｂにおいてボルト１５を介して先端側部
材１２に固着された封止部材１４とより構成されている
。

先端側部材１２は、一端側に開口した小径孔１２ｂと砥
石装着部１ａの内側に位置して他端側に開口する大径孔
１２ｃとが同心状に連通貫設され、砥石装着部１ａの外
周面には軸線方向に沿うそれぞれ複数条の深い凹溝１６
とこれより浅く狭い凹溝１７とが周方向に交互に等配形
成され、且つ各凹溝１６ごとにその底部と大径孔１２ｃ
とを連通ずる複数個（図示では３個）の半径方向の透孔
１８が穿設されている。しかして、各凹溝１６には上面
側に角面状の砥石４を載置固定した略角棒状の砥石保持
具５がヘッド半径方向移動自在つまり咳凹溝１６内で昇
降自在に嵌装され、また各凹溝１７には角棒状のガイド
材１９がその頂部を先端側部材１２の外周面より若干突
出された状態でポル）１９ａ、１９ａを介して埋設固着
されている。

一方、各透孔１８はシリンダ室を構成しており、その内
部に短円柱状のピストン６が装填されている。なお、砥
石４の頂面ばダイヤモンド等の研磨粒子が電着等にて固
着されて砥面４ａを構成している。

封止部材１４の有底筒部１４ａには先端側部材１２の各
透孔１８に対応する位置に該透孔１８よりも小口径の連
絡孔２０が半径方向に貫設されており、これら連絡孔２
０が透孔１８つまりシリンダ室に対するエアー出入口を
なすと共に、ピストン６の内側空間１４ｃ側への抜は止
めを果たしている。また、封止部材１４の外端面中央部
には円形凹部１４ｄが形成され、その底面に内側空間１
４ｃと連通ずる離心した複数の通孔＋４ｅが同一円周線
上に等配穿設されており、かつ該凹部１４ｄには該通孔
１４ｅと同じ円周線上にある複数の放出孔７ａを備えた
円板状の内圧調整板７が取付ポル）７ｂを介して固定さ
れている。

第５図で示すように、砥石保持部５は、上面側に長手方
向に沿う浅い溝部５ａを有すると共に、両側面の対向す
る２ケ所に溝部５ａより若干門人する深さの凹所５ｂが
切欠形成され、かつ両側凹所ｓｂ、ｓｂ間にビス挿通孔
５ｃが穿設されており、対向する一方の凹所５ｂに配置
した座板形挟持片８ａとビス挿通孔５ｃを通して平ビス
９を他方の凹所５ｂに配置するナツト形挟持片８ｂに螺
合締着することにより、溝部５ａに載置嵌合した砥石４
を両挾持片８ａ、８ｂの上縁間で挟着固定するようにな
されている。また砥石保持具５の一端の上面側と他端の
端面とにそれぞればね係止溝５ｄ、５ｅが形成されてい
る。しかして、第１図および第３図で示すように、ヘッ
ド本体１の各凹溝１６に嵌装された砥石保持具５．５・
・・は、これら係止溝５ｄ、５ｅに係嵌して該本体１に
鉢巻き状に装着された環状コイルスプリング１０ａ、１
０ｂにより、凹溝１６の底部側つまりヘッド中心側へ常
時弾圧付勢されると共に、凹溝１６からの抜は止めが図
られている。

一方、支持ハウジング２には位置決めピン２ｂがヘッド
本体１と平行に取付けられており、この位置決めピン２
ｂの先端よりハウジング２とヘッド本体１の基端側部材
１１との界面に形成された環状流路２１に至る流路２２
が設けてあり、更にヘッド本体１の基端側部材１１には
連結用孔１１Ｃに開口した中心孔１１ｄとこれより環状
流路２１に至る半径方向の流路ｌｉｅが設けである。

上記構成のホーニングヘッドは、ホーニング加工に際し
て、把持部１１ｂを把持するマニピュレーターによって
ヘッド本体１のシャンク部１１ａを工作機械３の回転主
軸３ａに連結すると共に位置決めピン２ｂを一般の給油
式１具ホルダーと同様に工作機械の位置決め部３ｂ（第
３図）に嵌挿させる。この位置決め部３ｂには作動用流
体の供給口（図示省略）が設けられている。しかして、
加工前の作動用流体の供給停止下では、各砥石保持具５
はコイルスプリング１０ａ、１０ｂによって弾圧されて
その底面が凹１６底に当接する最低位にあり、かつこの
位置において砥石４は砥面４ａがガイド材１９の頂面よ
りも若干低い突出状態にある。次に、ホーニングヘッド
をガイド材１９゜１９・・・の頂面を指標として被加工
物の孔に合わせ、上記供給口より作動用流体を加圧供給
すると、この流体は、流路２２→環状流路２１→流路ｌ
ｉｅ→中心孔１１ｄ→小径孔１２ｂ→大径孔１２ｃ→内
側空間１４ｃ→連絡孔２０の経路を順次繰て、シリンダ
室である透孔１８に達し、この流体圧力によって各ピス
トン６がコイルスプリング＋Ｏａ＋ｏｂの付勢に抗して
離心方向へ移動して砥石保持具５を押し上げ、各砥石４
はガイド材１９よりも外方へ突出して被加工物の孔周面
に押し付けられる。従って、この押し付は状態でヘッド
本体１に回転運動および軸方向往復運動を与えることに
より、所要のホーニング加工が行われる。

加工終了後、作動用流体の供給圧力を減少ないしゼロと
することにより、各保持具５はピストン６と共にコイル
スプリング１０ａ、１０ｂの弾圧によってヘッド軸心側
へ戻り、砥石は加工前の低い突出状態となる。なお、作
動用流体としては通常はエアーが使用されるが、油（油
圧方式）その他の流体も使用可能である。

ここで、実施例構成においては、被加工物の孔内面に対
する各砥石４の押し付は力は、封止部材１４の通孔１４
ｅと内圧調整板７の放出孔７ａとの重合度合によって加
工前に任意に設定可能である。すなわち、上記両孔１４
ｅ、？ａを通して内側空間１４ｃから外部へ放出する作
動用流体の流量を調整することにより、内側空間１４ｃ
の流体圧を供給圧力に対して減圧調整できる。無論、両
孔＋４ｅ、？ａを非連通とした放出流量ゼロの状態でも
ホーニング加工は可能である。

なお、上記実施例では砥石保持具５が２対の挟持片８ａ
、ａｂによって砥石を挟着固定するものであるが、該保
持具の砥石固定手段としては挟着以外に直接のビス止め
、接着、溶接等の種々の周知手段を採用できる。また、
上記実施例ではピストン６の抜は止めを行うために封止
部材１４の有底筒部１４ａに透孔１８より小径の連絡孔
２０を設けているが、同様目的において透孔１８の内情
側にシリンダ室より小口径の絞り部を設け、封止部材１
４に代えて有底筒部のない単なる端板を先端側部材１２
の端面に固着した封止部材としてもよい。

更に本発明では、各砥石保持具に対する押え部材として
環状コイルスプリングｌＯａ、１０ｂ以外のばね材や弾
性材料を用いたり、作動用流体をヘッド本体１の軸線に
沿う流路より導入するセンタースル一方式とすることも
可能である。また、砥石保持具の装着数、各保持具に対
応するピストンの設置数その他の細部構成については例
示以外に種々設計変更可能であり、ガイド材１９は省略
しても差し支えない。

（特有の効果） 本発明に係るホーニングヘッドによれば、複数の砥石保
持具が砥石装着部の軸方向に沿う凹溝にヘッド半径方向
へ移動自在でかつ常時は押え部材によってヘッド中心側
へ弾圧されて嵌装され、該装着部の内側空間に連通した
シリンダ室が各保持具ごとに設けてあり、加工に際して
各保持具がシリンダ室内のピストンの流体圧による移動
にて離心方向へ押し上げられる構造であることから、該
保持具に固定された砥石の不使用時の砥面高さに多少の
ばらつきがあったり、ヘッド軸線に対して砥面がある程
度傾斜していても、加工時には全ての砥面が均等な押圧
力で被加工物の孔内面に圧接して支障なく高精度のホー
ニング加工を行うことができる。

従って、本発明によれば、砥石、砥石保持具、該保持具
を嵌装させる凹溝等について厳密な寸法精度を要さず、
それだけ各部材が製作容易となり、加えてヘッド全体の
構造も簡素であることから、従来のこの種ホーニングヘ
ッドに比較して大幅な製作コスト低減を図り得る。

なお、上記ホーニングヘッドにおいて、ヘッド本体の先
端面に砥石装着部の内側空間に通じる通孔が穿設される
と共に、該通孔の外側に内圧調整板が任意回転位置で固
定可能に取付けられ、かつ該調整板の離心位置に上記通
孔と重合し得る作動用流体の放出孔を備えてなる構成を
採用すれば、上記通孔と放出孔の重なり度合による作動
用流体の放出量変化で内側空間の流体圧を減圧調整でき
るから、各砥石による被加工物の孔内面に対する押圧力
が任意に設定可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
ホーニングヘッドの側面図、第２図は同上の先端部分の
正面図、第３図は第２図の■−■線の矢視断面図、第４
図は第３図の■−■線の断面図、第５図は砥石の砥石保
持具の分解斜視図である。 １・・・ヘッド本体、１ａ・・・砥石装着部、３・・・
工作機械、３ａ・・・回転主軸、４・・・砥石、５・・
・砥石保持具、６・・・ピストン、７・・・内圧調整板
、７ａ・・・放出孔、１０ａ、１０ｂ・・・環状コイル
スプリング（押え部材）、１１ｅ・・・流路（作動用流
体導通路）、１２ｂ・・・大径孔（作動用流体導通路）
、１２ｃ・・・大径孔（作動用流体導通路）、１４ｃ・
・・内側空間、１４ｅ・・・通孔、１６・・・凹溝、１
８・・・透孔（シリンダ室）、２１・・・環状流路（作
動用流体導通路）、２２・・・流路（作動用流体導通路
）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、基端側に工作機械の回転主軸に対する連結部を
   有すると共に、先端側に軸方向に沿う複数条の凹溝が外
   周に等配形成された筒形の砥石装着部を備えたヘッド本
   体と、該ヘッド本体の各凹溝にヘッド半径方向へ移動自
   在に嵌装される砥石保持具と、これら保持具をヘッド中
   心側へ常時弾圧付勢する押え部材と、各砥石保持具に固
   定されてヘッド半径方向外方へ突出する棒状の砥石とを
   具備し、ヘッド本体には外部より供給される作動用流体
   を砥石装着部の内側空間に導く作動用流体導通路が形成
   され、かつ砥石装着部には内側空間と各凹溝底とを半径
   方向に連通する透孔にて構成されたシリンダ室が設けら
   れ、各シリンダ室に作動用流体の流体圧を受けて砥石保
   持具を離心方向へ押し上げるピストンが嵌装されてなる
   ホーニングヘッド。
2. （２）、ヘッド本体の先端面に砥石装着部の内部空間に
   通じる通孔が穿設されると共に、該通孔の外側に内圧調
   整板が任意回転位置で固定可能に取付けられ、かつ該調
   整板の離心位置に上記通孔と重合し得る作動用流体の放
   出孔を備えてなる請求項１記載のホーニングヘッド。