JPH0790460B2 - ホーニングヘッド - Google Patents

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
つ全部の砥石が同一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ヘッド
は、基端側に工作機械の回転主軸3aに対する連結部11a
を有すると共に、先端側に軸方向に沿う複数条の凹溝16
が外周に等配形成された筒形の砥石装着部1aを備えたヘ
ッド本体１と、該ヘッド本体１の各凹溝16にヘッド半径
方向へ移動自在に嵌装される砥石保持具５と、これら保
持具５をヘッド中心側へ常時弾圧付勢する押え部材10a,
10bと、各砥石保持具1a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４とを具備し、ヘッド本体１に
は外部より供給される作動用流体を砥石装着部1aの内側
空間14cに導く作動用流体導通路が形成され、かつ砥石
装着部1aには内側空間14c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18が設けられ、各
シリンダ室18に作動用流体の流体圧を受けて砥石保持具
５を離心方向へ押し上げるピストン６が嵌装され、更
に、ヘッド本体１の先端面に砥石装着部1aの内部空間14
cに通じる通孔14eが穿設されると共に、該通孔14eの外
側に内圧調整板７が任意回転位置で固定可能に取付けら
れ、かつ該調整板７の離心位置に上記通孔14eと重合し
得る作動用流体の放出孔7aを備えてなる構成を採用する
ものである。

（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。

更に被加工物の孔内面に対する各砥石４の押し付け力
は、ヘッド本体１の通孔14e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14e,7a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。

（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1
1と、一端側の細形部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11に対して相対回転不能
かつ同心状に連結され、他端側が太径の砥石装着部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とを連通する複数個
（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
移動自在つまり該凹溝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ボルト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の頂面は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20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側への抜け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14で形成さ
れ、その底面に内側空間14cと連通する離心した複数の
通孔14e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が取付ボルト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より若干凹入する深さの凹所5bが切欠形
成され、かつ両側凹所5b,5b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
配置するナット形挟持片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を両挟持片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5
d,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,10
b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からの抜け止めが図られて
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2b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11eが設けてある。

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を一般の給油式工具ホ
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11e→中心孔11d→小径孔12b→大径孔12c
→内側空間14c→連絡孔20の経路を順次経て、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10a,10b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がガイ
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、この押し付け状態でヘッド本体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の押し付け力は、封止部材14の通孔14e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14e,7a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14e,7a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,8
b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の抜け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の内端側にシリンダ室
より小口径の絞り部を設け、封止部材14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10a,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ー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。

更にまた、本発明によれば、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してい
るため、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III−III線の矢視断面図、第
４図は第３図のIV−IV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、18…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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基端側に工作機械の回転主軸3aに対する連
   結部11aを有すると共に、先端側に軸方向に沿う複数条
   の凹溝16が外周に等配形成された筒形の砥石装着部1aを
   備えたヘッド本体１と、該ヘッド本体１の各凹溝16にヘ
   ッド半径方向へ移動自在に嵌装される砥石保持具５と、
   これら保持具５をヘッド中心側へ常時弾圧付勢する押え
   部材10a,10bと、各砥石保持具1a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４とを具備し、ヘッド
   本体１には外部より供給される作動用流体を砥石装着部
   1aの内側空間14cに導く作動用流体導通路が形成され、
   かつ砥石装着部1aには内側空間14c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18が設け
   られ、各シリンダ室18に作動用流体の流体圧を受けて砥
   石保持具５を離心方向へ押し上げるピストン６が嵌装さ
   れ、更に、ヘッド本体１の先端面に砥石装着部1aの内部
   空間14cに通じる通孔14eが穿設されると共に、該通孔14
   eの外側に内圧調整板７が任意回転位置で固定可能に取
   付けられ、かつ該調整板７の離心位置に上記通孔14eと
   重合し得る作動用流体の放出孔7aを備えてなるホーニン
   グヘッド。