JPH074758B2 - ホーニングアタッチメント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はマシニングセンター本体に組み込んでホーニ
ング加工を行なうことができるホーニングアタッチメン
トに関する。

（従来の技術） 従来、１台の工作機械にフライス削り、ドリリング、タ
ッピング、およびボーリングなどの切削加工用アタッチ
メントを装着可能にし、各種切削加工を能率良く行なう
ことができるようにしたマシニングセンターや、このマ
シニングセンターに平面、側面、底面、溝、内面、ポケ
ットなどの特殊形状の加工ができる研削機能を付加し、
各種切削加工はもちろん、研削加工も可能にしたグライ
ディングセンターなどが知られていた。しかし、これま
での所これらのセンターにさらにホーニング加工機能を
付加し得るようなホーニングアタッチメントの提案はな
されていなかった。

（発明が解決しようとする課題） 従来の技術で述べたものにおいては、各種切削加工や研
削加工を１台のマシニングセンターやグライディングセ
ンターなどで行なうことができても、これらのセンター
によってホーニング加工を行なうことができないため、
ワークにホーニング加工を施す必要のある場合には、前
記各センターと別個にホーニング盤を用意する必要があ
った。

しかし、ホーニング盤を別個に用意するとなると、その
購入の多額の資金が必要になるだけでなく、設置に要す
るスペースも広くなってワークの加工コストが割高にな
るという問題点があった。

この発明は、従来の技術の有するこのような問題点を解
決するため、マシニングセンターに装着可能なホーニン
グアタッチメントの提供を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この発明におけるホーニン
グアタッチメントでは、駆動軸は一端にねじ部が形成さ
れるとともに、他端にマシニングセンター本体内の回転
伝達部材と着脱可能な先端膨出部が形成され、外周に円
錐面が形成されたブラケットはその内部を挿通して主軸
に螺合される前記駆動軸によって主軸の一端に着脱可能
に取り付けられ、他端が砥石を備えたホーンヘッドと連
結される主軸は中空穴が設けられた部分の径方向両端に
主軸の長さ方向への案内溝が形成され、主軸に外挿され
たスリーブと主軸の中空穴に収納された押圧部材とは、
一対の案内溝を挿通する連結ピンによって一体に結合さ
れ、スリーブには、下側外周にねじが形成され、かつ上
側外周の一部に外歯が、その他の部分にアームを備えた
作動部材が回転自在に装着され、外周に外歯が形成され
た冠状の軸受ホルダーは作動部材の下側ねじ部と螺合さ
れ、作動部材とこれに螺合する軸受ホルダーは、作動部
材のアームの回転を許容する開口を有し、かつ、上下に
分割可能な外筒内に下端冠状部を除いて収納され、作動
部材と軸受ホルダーの各外歯は、外筒に装着された鋼球
とこれを外歯の方に押圧する付勢部材とによってそれぞ
れ回転可能に係止され、前記砥石の押し出し量を調節す
る砥石調整用ダイヤルは、軸受ホルダーの冠状部に一体
に連結されて外筒に対し回転可能に保持され、前記作動
部材のアーム先端から突出させた垂直係合軸は、マシニ
ングセンターに取り付けのモータによって前記駆動軸の
まわりに回転される歯車側面の連結部材と係合され、外
筒の上端面にはマシニングセンター本体の係止穴に係合
して外筒を回転しないように係止する回り止め軸が設け
られるようにしたものである。

上記外筒の開口部から内部を見えにくくして見場を良く
したいときには、外筒の開口部内側に作動部材のアーム
の幅より若干大きい切り欠きを有する開口部カバーが回
転摺動可能に設けられるようにすることが好ましい。

（作用） ホーニングアタッチメントの駆動軸をマシニングセンタ
ー本体のアタッチメント取り付け穴に装着すると、駆動
軸の先端膨出部を把持する回転伝達部材により、アタッ
チメントのブラケット外周に形成された円錐面は、マシ
ニングセンター本体内の回転伝達部材に押圧され、回転
伝達部材と結合されたブラケットによりマシニングセン
ター側の回転が主軸を介して砥石に伝達される。しか
も、マシニングセンター本体は運転に伴い上下動する構
成となっているから、アタッチメントが取り付けられた
状態で運転すると、アタッチメントのホーンヘッドに装
着された砥石は、前記回転運動に加えてマシニングセン
ター本体による上下往復運動を重畳される。

また、上記装着時にアタッチメントのアーム先端に設け
られた垂直係合軸と外筒上面に設けられた回り止め軸と
が、マシニングセンターに保持された歯車の連結部材と
係止穴とにそれぞれ係合されるため、歯車の設定方向へ
の回転により、軸受ホルダーの内面に螺合された作動部
材とこれに連動するホーンヘッドとが下動されて、ホー
ンヘッドに取り付けの砥石はワークの内面に押圧され
る。このため、マシニングセンター本体に取り付けられ
たホーニングアタッチメントは、ワーク内面に押圧され
た状態で上下往復運動と回転運動とを行なうことによ
り、ワークにホーニング加工を施す。

さらに、ホーンヘッドに取り付けの砥石が摩耗したと
き、停止中の装置の砥石調整用ダイヤルを砥石の押し出
し方向に回転すると、静止している作動部材に螺合して
いる軸受ホルダーの回転により作動部材とホーンヘッド
とが下動されて砥石を外方に押し出すから、摩耗した砥
石の表面は摩耗前と同じ位置に調整される。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明する。

図において、１はホーニングアタッチメントが取り付け
られる部分のマシニングセンター（以下MCと略記する）
本体を示したもので、該MC本体１のホーニングアタッチ
メントの取り付け部には、玉軸受2,3により回転可能に
保持された中空のスピンドル（回転伝達部材）４が挿通
されている。スピンドル４は、下端開口部に円錐穴５が
形成され、それより上方の中空穴６内にスピンドル４の
軸方向に移動可能な引き上げチャック爪７が収納される
とともに、両者の接合部は中空穴６より径の大きな接合
空間部８となっている。引き上げチャック爪７の先端把
持部7aには、複数個の割り溝7bが形成され、径方向に向
かって弾性変形し得るようになっている。

玉軸受２の内輪はスピンドル４のフランジ段部に保持さ
れ、外輪はCM本体１に固定される軸受け押え９によって
押圧されている。軸受押え９の外側には、スピンドル４
と同じ軸線のまわりに回転される従動歯車12が玉軸受13
を介してMC本体１に回転可能に保持されている。従動歯
車12は、MC本体１の側面に取り付けられたモータ10のモ
ータ軸に固定の駆動歯車11と噛み合って正逆方向に回転
される。14は従動歯車12の側面に固着された係合穴15を
有する連結部材で、軸受押え９には、上側外筒23を回転
しないように係合するのに使用する係止穴16が設けられ
ている。

これに対し、ホーニングアタッチメントには、MC本体１
に装着したときにスピンドル４から回転力の伝達を受け
ることができるようにするために、スピンドル４の下側
端面とキー結合される係合手段（図示省略）が設けられ
ているほか、スピンドル４の下端開口部の円錐穴５に挿
入されるブラケット17の外表面に、円錐穴５と面接触し
得る円錐面18が形成されており、このブラケット17に挿
入される駆動軸19の上端に、引き上げチャック爪７と係
合して把持される結合膨出部20が設けられている。

駆動軸19はブラケット17の貫通穴内に位置する下端部に
おねじ部21が形成され、このおねじ部21は、ブラケット
17のボス部17a内に嵌合される中空穴を有する主軸22の
上端部と螺合されて、ブラケット17を主軸22のフランジ
部22aと駆動軸19のフランジ部19aとの間に固定する。ブ
ラケット17のボス部17aは、上側外筒23の上側端面内に
装着され、かつ主軸22のフランジ部22aで内輪を受け止
められた玉軸受24により、上側外筒23に対し回転自在に
保持されている。17bはブラケット17の把持部である。

中空穴を備えた主軸22は、フランジ部22aより下側の径
方向両端の対応する位置に、一組の案内溝22b,22bが主
軸22の長さ方向に設けられている。フランジ部22aより
下側の主軸22の外周には、案内溝22b,22bの部分を覆い
隠すようにスリーブ25が嵌合され、このスリーブ25は、
主軸22の中空穴内に収納された押圧部材26と、案内溝22
b,22bを挿通する連結ピン27によって一体に結合されて
いる。28はスリーブ25の外周に取り付けられた複合玉軸
受（玉軸受付針状コロ軸受でもよい）で、この複合玉軸
受28を介してスリーブ25の外側に、作動部材29がスリー
ブ25と一体に上下動し得るように取り付けられている。

作動部材29には、上端外周部の一部分に複数個の外歯29
aが形成され、上端外周部の他の部分に、上側外筒23の
周側面の一定範囲にわたって設けられた開口23aから外
側に突出するアーム29bが設けられるとともに、これら
の外歯29aとアーム29bの下端の部分におねじ部29cが形
成されている。

作動部材29の隣接する外歯29a,29aの間には、上側外筒2
3に装着されたボールプランジャー内の鋼球31が付勢部
材30により押圧されていて、作動部材29に作用する回転
モーメントが鋼球31の押圧力から定まる回転モーメント
より大きいか小さいかにより、作動部材29は回転を許容
されたり、阻止されたりする。作動部材29に対する鋼球
31の押圧力は、例えば、ボールプランジャーと結合され
る調整ねじ部材32の回転操作により調整される。

33は外周部に外歯33aが設けられた冠状の軸受ホルダー
で、その上端側の開口部内面に作動部材29のおねじ部29
cと螺合するめねじ部33bが形成されている。軸受ホルダ
ー33の外歯33a部は、上側外筒23と下側外筒23′との接
合面に形成される環状の凹穴内に嵌合されており、軸受
ホルダー33の隣接する外歯33a,33aの間には、下側外筒2
3′に装着されたボールプランジャー内の鋼球34が付勢
部材35により押圧されていて、軸受ホルダー33に作用す
る回転モーメントが鋼球34の押圧力から定まる回転モー
メントより大きいか小さいかにより、軸受ホルダー33は
回転を許容されたり、阻止されたりする。上下に分割可
能な構成の上側外筒23と下側外筒23′は、それらの接合
フランジ部を複数本のねじ36により一体に結合されてい
る。

冠状の軸受ホルダー33は、端面中央部の円形開口に装着
された軸受37により主軸22の下端部を回転自在に保持さ
れている。下側外筒23′の下端面から突出する軸受ホル
ダー33の冠状部には、ホーンヘッド38に取り付けた砥石
39の押し出し量を調節する砥石調整用ダイヤル40が嵌合
されている。このダイヤル40は、複数本のねじ41により
軸受ホルダー33の端面に固定されていて、軸受ホルダー
33とともに上側外筒23に対して回転可能になっている。
42はダイヤル40の把持部に施された滑り止め用のローレ
ット掛け部分で、下側外筒23′の下端面と当接する側の
ダイヤル40の周面に、ダイヤル40を回転したときに砥石
39の進退量を示す目盛43が刻設されている。

主軸22の中空穴に通ずる下端開口部に貫通穴を備えたア
ダプター44の取り付け部が挿入され、アダプター44はね
じ45と位置決め部材46とにより主軸22に固定されてい
る。このアダプター44には、これを挿通する前記ホーン
ヘッド38が取り付けられている。ホーンヘッド38は、ア
ダプター44から下方に突出する砥石拡張機構の連結桿47
と、この連結桿47の上端に枢着されて主軸22の中空穴内
に突出する伝達部材48とから、主として構成されてい
る。

連結桿47の先端部に、下端に向かって細くなる傾斜面47
aが形成されており、この傾斜面47aに上面に砥石39を固
定された砥石台49が図示しないばねによって押圧されて
いる。これに対し、主軸22の中空穴内に突出している伝
達部材48は、上端部に円板状のばね受け座50が離脱しな
いように取り付けられ、このばね受け座50とアダプター
44の取り付け部内の中空穴との間に装着されたコイルば
ね51により、伝達部材48の上端面が主軸22内に収納され
ている押圧部材26の下端面に常時押圧されている。この
ため、作動部材29の上下動は、伝達部材48と連結桿47と
の枢着結合部を介して砥石拡張機構の連結桿47に伝達さ
れる。

上側外筒23の外側に突出するアーム29bの先端には、上
端部が従動歯車12に固着の連結部材14の係合穴15に挿入
される垂直係合軸52が固定されている。そして、上側外
筒23の内側に、アーム29bを外側に挿通される切り欠き
を備えた開口部カバー54が、軸受ホルダー33の上端面に
形成された円形の環状凹部に回転摺動可能に保持されて
いて、作動部材29がアーム29bを介して従動歯車12によ
り正逆方向に回転されるとき、アーム29bに前記切り欠
き側縁部を押されて正逆方向に回転される開口部カバー
54により、上側外筒23の開口23aを通して内部が外側か
ら見えないようにし、見場を良くしている。

また、上側外筒23の上端には、外周部から水平方向に突
出するアーム23bが設けられており、このアーム23bの先
端に、上端部が軸受押え９に設けられた回り止め用の切
り欠き、または開口などの係止穴16に係合する回り止め
軸53が固定されている。

次に、装置の動作について説明する。

ホーニングアタッチメントが装着される前のMC本体１で
は、引き上げチャック爪７の先端把持部7aは、予めセッ
トされたプログラムによりスピンドル４内の接合空間部
８の位置に押し下げられていて、中空穴６内に位置して
いるときより外側に拡がった状態となっている。

ホーニングアタッチメントをMC本体１に装着する場合に
は、ブラケット17の把持部17bを把持してアーム29bの先
端に固定の垂直係合軸52を連結部材14の係合穴15に対応
させるとともに、上側外筒23のアーム23bに固定の回り
止め軸53をMC本体１側の軸受押え９の係止穴16に対応さ
せて、ブラケット17を駆動軸19の結合膨出部20がスピン
ドル４の中空穴６内に位置する定位置まで挿入する。

次いで、チャック爪７への引き上げ指令によりチャック
爪７を上動させると、接合空間部８内に位置していたチ
ャック爪７の先端把持部7aは、接合空間部８より小径の
スピンドル４の中空穴６内に移動されるときに、割り溝
7bの部分で径方向内側に弾性変形されて駆動軸19の結合
膨出部20を把持して、ブラケット17がスピンドル４の下
側端面にキー結合されるとともに、ブラケット17の円錐
面18がスピンドル４の円錐穴５に押圧される位置まで、
ホーニングアタッチメントを上動するため、ホーニング
アタッチメントはブラケット17で位置決めされてMC本体
１に結合される。

ホーニングアタッチメントの装着完了後にMC本体１の運
転スイッチをオンにすると、MC本体１は上下方向に往復
運動しながらスピンドル４を回転するため、ブラケット
17を介してMC本体１に結合されるとともに、駆動軸19の
結合膨出部20をチャック爪７に把持されているホーニン
グアタッチメントは、駆動軸19に結合された主軸22を介
してホーンヘッド38に取り付けられた砥石39を回転しな
がら、上下往復運動を行なわせる。

砥石39の上記運動と同時に、従動歯車12とこれに固着さ
れた連結部材14は、モータ10に取り付けの駆動歯車11に
より作動部材29を下側に移動させる方向に回転される。
従動歯車12の回転は、連結部材14とアーム29bとを結合
する垂直係合軸52により作動部材29に伝達され、作動部
材29は従動歯車12と同方向に回転される。

しかしながら、作動部材29と螺合している軸受ホルダー
33は、回り止め軸53によって上側外筒23を介してMC本体
１と係止された下側外筒23′に、鋼球34と付勢部材35と
により回転しないように保持されているため、従動歯車
12により回転された作動部材29は、内挿された複合玉軸
受28、スリーブ25とともに軸受ホルダー33の方に移動さ
れる。しかも、この移動は、垂直係合軸52が連結部材14
の係合穴15と係合した状態で行なわれるので、作動部材
29のアーム29bが実線の位置から二点鎖線で示す位置ま
で移動したときにも、垂直係合軸52と連結部材14との係
合は解除されない。

上記移動のとき、連結ピン27によりスリーブ25と結合さ
れた押圧部材26は、主軸22の中空穴内を下方に移動して
伝達部材48の上端をコイルばね51の付勢力に抗して下方
に押し下げるから、伝達部材48の下端に枢着された連結
桿47も同方向に移動され、砥石台49に取り付けられた砥
石39は、連結桿47の傾斜面47aに押圧されている砥石台4
9を介して連結桿47の径方向に押し出され、砥石39で研
磨されるワークの内面に押圧される。

それ故、MC本体１に装着されたホーニングアタッチメン
トは、砥石39をワーク内面に押圧した状態で、砥石39に
回転運動と上下方向の往復運動とを行なわせ、ワークに
ホーニング加工を行なう。

ワークのホーニング加工が終了すると、モータ10が逆転
され、軸受ホルダー33に螺合している作動部材29は、押
圧部材26とともに上方に移動される。このとき、ばね受
け座50に作用するコイルばね51の付勢力により、伝達部
材48は上端を押圧部材26の下端と接触させた状態で上方
に移動され、伝達部材48と枢着された連結桿47を上方に
移動する。このため、砥石台49を介して連結桿47の傾斜
面47aに押圧されている砥石39は、連結桿47の径方向内
側に引っ込められ、砥石39の表面はワークの加工面から
離される。

モータ10の上記逆転と同時に、MC本体１も予めセットさ
れたプログラムにより、加工前の元の位置まで上動され
その位置に停止されるが、この作動は、砥石39がワーク
の加工面から離された状態で行なわれるため、ホーニン
グ加工後の研磨面は砥石39によって損傷されることはな
い。

また、ホーニング加工によって砥石39の表面がすりへっ
たときは、MC本体１を停止した状態で砥石調整用ダイヤ
ル40を砥石39の押し出し方向に回転すると、ねじ41によ
りダイヤル40と結合された軸受ホルダー33は、鋼球34と
付勢部材35とによってクリップストップ作用を受けなが
ら、ダイヤル40と同じ方向に回転される。

しかしながら、軸受ホルダー33は、上側外筒23と下側外
筒23′によって上下方向に移動できないように保持さ
れ、軸受ホルダー33と螺合している作動部材29は、垂直
係合軸52によって停止している従動歯車12の連結部材14
と係合して回転を阻止されているため、ダイヤル40の回
転により、軸受ホルダー33と螺合している作動部材29
は、主軸22の案内溝22b,22bに沿って下側に移動され、
前記説明の場合と同じように砥石39を連結桿47の径方向
に押し出す。

それ故、砥石調整用ダイヤル40を目盛43を参照して適当
な角度だけ回転すると、摩耗後の砥石39の表面を摩耗前
の砥石39の表面と同じ位置まで押し出して、鋼球34と付
勢部材35のクリップストップ作用により砥石39をその位
置に保持することができる。このため、ホーニング加工
時に砥石39がワークの内面に接触して加工を開始するま
での時間をいつも一定に保って、ホーニング加工を能率
良く行なうことができる。

さらに、ホーニングアタッチメントをMC本体１から取り
外す場合には、ブラケット17の把持部17bを把持してス
イッチをオンにすると、予めセットされているプログラ
ムにより、スピンドル４の中空穴６内に位置していた引
き上げチャック爪７の先端把持部7aが接合空間部８の位
置まで押し下げられる。先端把持部7aが中空穴６の径よ
り大きい接合空間部８に移動されると、中空穴６の内壁
による押圧作用を解除された先端把持部7aは、複数個の
割り溝7bの部分で弾性変形して外側に拡がるから、駆動
軸19の結合膨出部20は、引き上げチャック爪７の先端把
持部7aによる結合から解除される。

この状態でホーニングアタッチメントを下側に移動する
と、先ず、ブラケット17はスピンドル４の下側端面との
キー結合を解除され、次いで、回り止め軸53および垂直
結合軸52は、それぞれ軸受押え９の係止穴16と連結部材
14の係合穴15との係合を解除され、さいごに、駆動軸19
の先端の結合膨出部20がスピンドル４の円錐穴５から抜
け出て、ホーニングアタッチメントの取り外しが完了す
る。

（発明の効果） この発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。

ホーニングアタッチメントの駆動軸にMC本体の回転伝達
部材と結合される結合膨出部を設け、駆動軸を保持する
ブラケットの外周面に円錐面を形成し、MC本体と係合し
て外筒の回転を防止する回り止め軸を外筒に固設すると
ともに、外筒内に収納された作動部材をMC本体側に保持
される駆動軸と同軸の歯車によって回転される構成とし
たから、MC本体への着脱が容易で、かつ、MCにホーニン
グ加工を行なう性能を付与し得るホーニングアタッチメ
ントを提供することができる。

また、外筒の下端面に軸受ホルダーを介して作動部材と
連結される砥石調整用ダイヤルを設け、装置の停止時に
ダイヤルの回転により作動部材を上下方向に移動して摩
耗後の砥石表面を摩耗前の砥石表面と同じ位置にセット
し直すことができるようにしたから、ホーニング加工の
研磨能率を向上することができる。

さらに、外筒の開口部内側に開口部カバーを摺動可能に
設けると、作動部材の回転時に外筒内部が見えないよう
に見場を良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例の縦断面図である。 １…マシニングセンター（MC）本体 ７…チャック部材（引き上げチャック爪） 10…モータ、12…（従動）歯車 14…連結部材、16…係止穴 17…ブラケット、18…円錐面 19…駆動軸、20…結合膨出部 21…おねじ部、22…主軸 22b…案内溝、23,23′…外筒 23a…開口、25…スリーブ 26…押圧部材、27…連結ピン 29…作動部材、29a…外歯 29b…アーム、29c…おねじ部 30,35…付勢部材、31,34…鋼球 33…軸受ホルダー、33a…外歯 38…ホーンヘッド、39…砥石 40…砥石調整用ダイヤル 52…垂直係合軸、53…回り止め軸 54…開口部カバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸は一端にねじ部が形成されるととも
   に、他端にマシニングセンター本体内の回転伝達部材と
   着脱可能な先端膨出部が形成され、 外周に円錐面が形成されたブラケットはその内部を挿通
   して主軸に螺合される前記駆動軸によって主軸の一端に
   着脱可能に取り付けられ、 他端が砥石を備えたホーンヘッドと連結される主軸は中
   空穴が設けられた部分の径方向両端に主軸の長さ方向へ
   の案内溝が形成され、 主軸に外挿されたスリーブと主軸の中空穴に収納された
   押圧部材とは、一対の案内溝を挿通する連結ピンによっ
   て一体に結合され、 スリーブには、下側外周にねじが形成され、かつ上側外
   周の一部に外歯が、その他の部分にアームを備えた作動
   部材が回転自在に装着され、 外周に外歯が形成された冠状の軸受ホルダーは作動部材
   の下側ねじ部と螺合され、 作動部材とこれに螺合する軸受ホルダーは、作動部材の
   アームの回転を許容する開口を有し、かつ、上下に分割
   可能な外筒内に下端冠状部を除いて収納され、 作動部材と軸受ホルダーの各外歯は、外筒に装着された
   鋼球とこれを外歯の方に押圧する付勢部材とによってそ
   れぞれ回転可能に係止され、 前記砥石の押し出し量を調節する砥石調整用ダイヤル
   は、軸受ホルダーの冠状部に一体に連結されて外筒に対
   し回転可能に保持され、 前記作動部材のアーム先端から突出させた垂直係合軸
   は、マシニングセンターに取り付けのモータによって前
   記駆動軸のまわりに回転される歯車側面の連結部材と係
   合され、 外筒の上端面にはマシニングセンター本体の係止穴に係
   合して外筒を回転しないように係止する回り止め軸が設
   けられていることを特徴とする ホーニングアタッチメント。
2. 【請求項２】外筒の開口部内側に作動部材のアームの幅
   より若干大きい切り欠きを有する開口部カバーが回転摺
   動可能に設けられている特許請求の範囲第１項記載のホ
   ーニングアタッチメント。