JPH11347916A - ホーニング加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホーニングヘッドの往復運動の高速化及び低
騒音化を図ることができ，かつ低コストで寿命の長いホ
ーニング加工装置を提供すること。 【解決手段】 ホーニング加工装置１は，先端部２１に
砥石２７を設けたホーニングヘッド２と，該ホーニング
ヘッド２を回転させる回転手段３と，上記ホーニングヘ
ッド２を回転可能に支承するハウジング２０と，上記ホ
ーニングヘッド２を直線状に往復運動させる往復手段５
と，上記ハウジング２０と上記往復手段５とを連結する
ステー６とよりなる。そして，上記往復手段５はリニア
モータである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，工作物に設けた円筒内面にホー
ニング加工を施す装置に関し，特にリニアモータを用い
てホーニングヘッドの往復運動を行うホーニング加工装
置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来，ホーニングヘッドを回転及び往復さ
せながら，ホーニングヘッドの砥石を工作物の円筒内面
に対して押圧してホーニング加工を施す装置として，特
許第２６０９９８９号に示すホーニング加工装置が知ら
れている。このホーニング加工装置は，先端部に砥石を
設けたホーニングツール（以下，ホーニングヘッド）を
有すると共に，このホーニングヘッドを回転させる回転
手段としての回転主軸及び主軸回転駆動部を有する。

【０００３】また，上記ホーニング加工装置は，上記ホ
ーニングヘッドを回転可能に支承するスライド本体（以
下，ハウジング）と，上記ホーニングヘッドを往復運動
させる往復手段としての主軸往復駆動部とを有すると共
に，上記ハウジングと上記主軸往復駆動部とを連結する
ステーとしての案内ロッドを有する。また，上記主軸往
復駆動部は，油圧制御弁等で制御される油圧シリンダを
有する。また，この油圧シリンダは，油圧によって駆動
する駆動源である。

【０００４】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来のホ
ーニング加工装置においては，次の問題がある。即ち，
上記ホーニング加工装置は，油圧シリンダを油圧駆動す
ることによって上記ホーニングヘッドを往復させる。そ
のため，上記ホーニングヘッドに一定速度で往復運動を
行わせるためには，上記油圧シリンダの作動油の粘度を
一定に保たなくてはならない。それ故，上記ホーニング
加工装置は，上記作動油の温度を一定に保つための温度
調節器を必要とするので，高コストとなる。また，上記
作動油の抵抗により，ホーニングヘッドの往復運動の高
速化を妨げている。

【０００５】また，上記主軸往復駆動部として，ＮＣ装
置で制御されるサーボモータとボールねじとを用い，上
記サーボモータによって上記ボールねじを回転させて上
記ホーニングヘッドを往復させる場合がある。しかし，
この場合には，上記ボールねじが摩耗するので，上記ホ
ーニング加工装置の寿命を長くすることは困難である。
また，上記ボールねじを回転させることによって騒音が
発生する。

【０００６】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，ホーニングヘッドの往復運動の高速化及
び低騒音化を図ることができ，かつ低コストで寿命の長
いホーニング加工装置を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，先端部に
砥石を設けたホーニングヘッドと，該ホーニングヘッド
を回転させる回転手段と，上記ホーニングヘッドを回転
可能に支承するハウジングと，上記ホーニングヘッドを
直線状に往復運動させる往復手段と，上記ハウジングと
上記往復手段とを連結するステーとよりなるホーニング
加工装置において，上記往復手段はリニアモータである
ことを特徴とするホーニング加工装置にある。

【０００８】本発明において最も注目すべきことは，上
記ホーニングヘッドを往復運動させる往復手段はリニア
モータであり，このリニアモータは上記ホーニングヘッ
ドを支承する上記ハウジングに対して上記ステーにより
連結されていることである。

【０００９】また，上記往復手段（以下，リニアモー
タ）は，例えばＡＣサーボモータ，ステッピングモー
タ，誘導電動機等の通常の回転モーターを直線状に展開
した構造であり，回転部分のないモータである。また，
上記リニアモータは，互いに対面配置された界磁側と電
機子側とからなり，上記界磁側に通電することによって
磁場を発生，変化させて，非接触の状態で両者の相対位
置を変化させる駆動源である。また，上記往復手段は，
上記界磁側と上記電機子側とのどちらか一方を上記ステ
ーに連結している。

【００１０】次に，本発明の作用につき説明する。本発
明のホーニング加工装置においては，上記往復手段であ
るリニアモータを電気駆動することによって，これに連
結された上記ハウジングと共に，上記ホーニングヘッド
を直線状に往復させる。

【００１１】そのため，従来例に示した油圧シリンダを
用いることなく，上記ホーニングヘッドに上記往復運動
を行わせることができる。それ故，従来例に示した作動
油の温度調節器を必要とせず，上記ホーニング加工装置
を従来に比べて低コストにすることができる。また，上
記往復運動においては抵抗となる作動油がなくなるた
め，ホーニングヘッドの往復運動の高速化を図ることが
できる。さらに，上記往復手段は非接触型であり，その
駆動に伴う摩擦抵抗を大幅に低減することができるた
め，上記高速化がより一層容易になる。

【００１２】また，従来例に示した摩耗部品であるボー
ルねじを用いることなく，上記ホーニングヘッドに往復
運動を行わせることができる。それ故，上記ホーニング
加工装置の寿命を従来に比べて長くすることができる。
さらに，上記往復手段は非接触型であり，その駆動に伴
う摩耗部品数を低減することができるため，より一層容
易に上記ホーニング加工装置の寿命を長くすることがで
きる。また，上記往復運動においてはボールねじの回転
運動により生じる騒音を防止し，ホーニングヘッドの往
復運動の低騒音化を図ることができる。

【００１３】上述のごとく，本発明によれば，ホーニン
グヘッドの往復運動の高速化及び低騒音化を図ることが
でき，かつ低コストで寿命の長いホーニング加工装置を
提供することができる。

【００１４】次に，請求項２に記載の発明のように，上
記リニアモータは，直線状に配置され磁場を直線状に変
化させる固定部と，該固定部に対面配置され上記固定部
の磁場変化によって直線運動する可動部とよりなり，該
可動部は上記ステーに連結されていることが好ましい。

【００１５】この場合には，上記固定部において上記の
ごとく磁場を発生，変化させて，上記可動部を上記のご
とく移動させる。即ち，上記ホーニング加工装置は，移
動することのない上記固定部に通電を行うことによっ
て，上記可動部の移動を制御することができる。そのた
め，上記ホーニングヘッドの位置制御するための通電信
号に，ノイズが発生することを防止することができる。
それ故，精度の高いホーニング加工を行うことができ
る。

【００１６】次に，請求項３に記載の発明のように，上
記ステーは，上記ハウジングを直線方向にガイドするガ
イド部材を有し，該ガイド部材は，ホーニング加工装置
に設けた直線レールに摺動可能に嵌合してあることが好
ましい。この場合には，簡単な構造で，上記ホーニング
ヘッドをスムーズに直線状に往復させることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】実施形態例 本発明の実施形態例にかかるホーニング加工装置につい
て，図１〜図４を用いて説明する。本例のホーニング加
工装置１は，図１〜図４に示すごとく，先端部２１に砥
石２７を設けたホーニングヘッド２と，該ホーニングヘ
ッド２を回転させる回転手段３と，上記ホーニングヘッ
ド２を回転可能に支承するハウジング２０と，上記ホー
ニングヘッド２を直線状に往復運動させる往復手段であ
るリニアモータ５と，上記ハウジング２０と上記リニア
モータ５とを連結するステー６とよりなる。

【００１８】以下，順を追って説明する。上記リニアモ
ータ５は，図１に示すごとく，直線状に配置され磁場を
直線状に変化させる固定部５１と，該固定部５１に対面
配置され上記固定部５１の磁場変化によって直線運動す
る可動部５２とよりなる。なお，上記リニアモータ１の
界磁側が上記固定部５１であり，電機子側が上記可動部
５２である。

【００１９】また，図２に示すごとく，上記リニアモー
タ５の固定部５１は界磁コイル５１５と通電用のリード
線５１９とを有する。また，上記固定部５１はホーニン
グ加工装置１のスタンド１１（図１）の上部に立設した
スタンドステー１１５に固定されている。一方，上記リ
ニアモータ５の可動部５２は極性を交互に反転させた状
態で配置した永久磁石５２３，５２７を有する。また，
Ｎ極の永久磁石５２３とＳ極の永久磁石５２７との間に
は一定の間隙を設けている。また，上記可動部５２は上
記ステー６の上端部に連結固定されている。

【００２０】次に，上記ステー６は，図１に示すごと
く，その下端部を上記ハウジング２０上部側面に固定部
材６２にて，ボルト，ピン（図示略）を介して，強固に
固定されている。また，上記ステー６は，上記固定部材
６２，上記ハウジング２０を介して，上記ガイド部材と
してのＬＭガイド６２０を有している。

【００２１】即ち，上記ハウジング２０は，図１に示す
ごとく，断面略コの字状の箱状体であり，その上部側面
と下部側面に上記ＬＭガイド６２０を固定している。上
記ＬＭガイド６２０は，当内部で転動体である鋼球が循
環する構造であり，比較的摩擦抵抗の少ない状態で上記
直線レール１１６に対して摺動可能に嵌合されている。

【００２２】また，上記ハウジング２０は，図３に示す
ごとく，その下面に設けたボールベアリング２０２によ
って上記ホーニングヘッド２を回転可能に支承する。一
方，その上面に設けたボールベアリング２０３によって
上記回転手段３のスピンドル３３を回転可能に支承す
る。

【００２３】次に，上記回転手段３は，図１に示すごと
く，上記ハウジング２０に回転可能に支承されたスピン
ドル３３と，このスピンドル３３の上端部に連結した回
転用スプライン軸３２と，上記ホーニングヘッド２の回
転用のモータ３１とを有する。

【００２４】また，上記モータ３１と上記回転用スプラ
イン軸３２との間には，上記モータ３１の回転を上記回
転用スプライン軸３２に伝導するためのプーリ，ベルト
（図示略）を設けてある。また，上記回転用スプライン
軸３２は，上記ホーニング加工装置１のスタンド１１に
配設した軸受けによって，回転可能に支承されると共に
上下方向に摺動可能に保持されている。また，上記回転
用スプライン軸３２は，上記スピンドル３３を介して上
記ホーニングヘッド２に連結されている。なお，上記３
者の軸芯は上下方向に沿って配設されており，同一直線
上にある。

【００２５】次に，上記ホーニングヘッド２は，図４に
示すごとく，細径の下部と太径の上部とからなる中空筒
状の先端部２１と，この先端部２１の中空部分に配設し
たウェッジ２６と，工作物７の被加工面である円筒内面
７０に押圧するための砥石２７と有する。

【００２６】上記ウェッジ２６は，上記先端部２１の中
空部分において，上下方向に摺動可能に配設されてい
る。また，上記ウェッジ２６は，その上端部２６３に上
記ウェッジ２６を上方に押し上げるように付勢されたバ
ネ２８を係合している。一方，その下端部２６７はテー
パ状であり，これに対面する上記砥石２７のテーパ状の
上側面２７３に当接している。また，上記砥石２７は，
上記先端部２１の下部側壁に設けた貫通穴に対して，半
径方向に摺動可能に設けてある。

【００２７】次に，上記ホーニング装置１は，図１，図
３に示すごとく，上記ウェッジ２６を下降させて上記砥
石２７を半径方向に押し出すための切込量調節手段４を
有している。上記切込量調節手段４は，上記ウェッジ２
６の上端部２６３を下方に押圧するための押棒４９と，
この押棒４９を下方に移動させるためのサーボモータ４
１と，両者を連結する係合ピン４８，スリーブ４７，ボ
ールベアリング４６，スライドブロック４５，回転軸４
４，切込用スプライン軸４３，ギア４２とからなる。

【００２８】上記押棒４９は，図３に示すごとく，上記
スピンドル３３の中空部分において上記ウェッジ２６の
上方に配設してある。また，その上部には半径方向に沿
って貫通配設した上記係合ピン４８を係合してある。ま
た，上記係合ピン４８は，その両端を上記スピンドル３
３のスライド穴３３３から突出させた状態で，上記スピ
ンドル３３の外周面に回転可能に配設した筒状の上記ス
リーブ４７に固定してある。また，このスリーブ４７
は，上記ボールベアリング４６を介して，上記スライド
ブロック４５に支承されている。

【００２９】また，上記スライドブロック４５は，上記
ハウジング２０に回転可能に支承された上記回転軸４４
に対して，上下方向に摺動可能に螺合してある。即ち，
上記スライドブロック４５に固定されたナット８１，８
２が，上記回転軸４４の外周ねじ４４１とねじ結合され
ており，上記回転軸４４の回転運動を上記スライドブロ
ック４５の上下方向の摺動に変換している。また，この
回転軸４４は，上記切込用スプライン軸４３に連結して
ある。また，上記切込用スプライン軸４３は，上記ホー
ニング加工装置１のスタンド１１に配設した軸受けによ
って，回転可能に支承されると共に上下方向に摺動可能
に保持されている。また，上記切込用スプライン軸４３
は，上記ギア４２を介して，上記サーボモータ４１に連
結されている。

【００３０】次に，本例の作用につき説明する。本例の
ホーニング加工装置１を用いて，工作物７の円筒内面７
０にホーニング加工を施すにあたっては，まず，上記リ
ニアモータ５の界磁コイル５１５に上記リード線５１９
を介して通電して，上記固定部５１に磁場を形成する。
そして，通電を制御して上記リニアモータ５の永久磁石
５２３，５２７との間に吸引力又は反発力を生じさせ
る。

【００３１】これにより，図１に示すごとく，上記リニ
アモータ５の可動部５２を下方に移動させて，上記ステ
ー６，ハウジング２０と共に，上記ホーニングヘッド２
の位置を原位置Ｓから，治具（図示略）によって保持さ
れた工作物７の下面の位置Ｂまで下降させる。

【００３２】次いで，上記リニアモータ５の界磁コイル
５１５への通電を制御して，上記可動部５２を上方向に
移動させて，上記ホーニングヘッド２の位置を上記位置
Ｂから上記工作物７の上面の位置Ｈまで上昇させる。そ
して，上記ホーニングヘッド２に，下端の位置Ｂと上端
の位置Ｈとの間の往復を，繰り返し行わせる。また，こ
れと共に，上記回転手段３のモータ３１を駆動して，上
記回転用スプライン軸３２，スピンドル３３と共に，上
記ホーニングヘッド２を回転させる。これにより，上記
ホーニングヘッド２の砥石２７を，上記工作物７の円筒
内面７０に螺旋状に当接させていく。

【００３３】さらに，上記ホーニングヘッド２の往復，
回転と共に，上記切込量調節手段４のサーボモータ４１
を駆動して，上記ホーニングヘッド２の砥石２７を半径
方向に押し出し，工作物７の円筒内面７０への切込量を
調節する。

【００３４】具体的には，上記サーボモータ４１を駆動
すると，上記ギア４２，切込用スプライン軸４３を介し
て，上記回転軸４４が回転する。そして，上記スライド
ブロック４５は，上記ナット８１，８２によって下方に
移動する。また，これと共に，上記スリーブ４７，係合
ピン４８，押棒４９が下方に移動する。そして，上記押
棒４９によって上記ホーニングヘッド２のウェッジ２６
の上端部２６３を下方に押圧して，上記ウェッジ２６を
下降させる。なお，上記スリーブ４７，係合ピン４８，
押棒４９は，上記ボールベアリング４６を介して，上記
スピンドル３３と共に回転している。

【００３５】これにより，上記ウェッジ２６の下端部２
６７が，上記砥石２７の上側面２７３を下方向に押圧す
る。このとき，両者はテーパ状であるため，上記砥石２
７は，上記ホーニングヘッド２の先端部２１において半
径方向に押し出され，上記工作物７の円筒内面７０を押
圧する。上記ホーニングヘッド２の往復，回転，及び上
記砥石２７の半径方向への拡張は，上記工作物７の円筒
内面７０が所定の半径になるまで行う。

【００３６】なお，上記ホーニング加工が完了すると，
上記切込量調節手段４のサーボモータ４１の駆動を停止
して，上記ウェッジ２６を上記バネ２８によって上昇さ
せ，上記砥石２７の拡張（押圧）を停止する。また，こ
れと共に，上記回転手段３のモータ３１の駆動を停止し
て，上記ホーニングヘッド２の回転を停止する。そし
て，上記リニアモータ５の界磁コイル５１５への通電を
制御して，上記可動部５２を上方向に移動させて，上記
ホーニングヘッド２の位置を上記位置Ｂから上記原位置
Ｓまで上昇させる。

【００３７】以上のように，本例のホーニング加工装置
１においては，上記リニアモータ１を電気駆動すること
によって，これに連結された上記ハウジング２０と共
に，上記ホーニングヘッド２を直線状に往復させる。そ
のため，従来例に示した油圧シリンダを用いることな
く，上記ホーニングヘッド２に上記往復運動を行わせる
ことができる。それ故，従来例に示した作動油の温度調
節器を必要とせず，上記ホーニング加工装置１を従来に
比べて低コストにすることができる。また，上記往復運
動においては抵抗となる作動油がなくなるため，ホーニ
ングヘッド２の往復運動の高速化を図ることができる。
さらに，上記リニアモータ５は，固定部５１と可動部５
２とが接触しない非接触型であり，その駆動に伴う摩擦
抵抗を上記直線レール１１６とＬＭガイド６２０との摩
擦にとどめ，大幅に低減することができる。そのため，
上記高速化がより一層容易になる。

【００３８】また，従来例に示した摩耗部品であるボー
ルねじを用いることなく，上記ホーニングヘッド２に往
復運動を行わせることができる。それ故，上記ホーニン
グ加工装置１の寿命を従来に比べて長くすることができ
る。さらに，上記リニアモータ５は上記のごとく非接触
型であり，その駆動に伴う摩耗部品数を上記直線レール
１１６，ＬＭガイド６２０にとどめることができる。そ
のため，より一層容易に上記ホーニング加工装置１の寿
命を長くすることができる。また，上記往復運動におい
てはボールねじの回転運動により生じる騒音を防止し，
ホーニングヘッド２の往復運動の低騒音化を図ることが
できる。

【００３９】また，上記リニアモータ５は，界磁側にあ
たる上記固定部５１と電機子側にあたる上記可動部５２
とよりなり，この可動部５２が上記ステー６に連結され
ている。これにより，上記ホーニング加工装置１は，上
記のごとく，移動することのない上記固定部５１に通電
を行うことによって，上記可動部５２の移動を制御する
ことができる。そのため，上記ホーニングヘッド２の位
置制御するための通電信号に，ノイズが発生することを
防止することができる。それ故，精度の高いホーニング
加工を行うことができる。

【００４０】また，上記ステー６はガイド部材としての
ＬＭガイド６２０を有し，このＬＭガイド６２０は，ホ
ーニン加工装置１に設けた直線レール１１６に摺動可能
に嵌合してある。そのため，簡単な構造で，上記ホーニ
ングヘッド２をスムーズに直線状に往復させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例における，ホーニング加工装置の断
面説明図。

【図２】実施形態例における，リニアモータの説明図。

【図３】実施形態例における，ハウジングの内部の断面
説明図。

【図４】実施形態例における，（Ａ）ホーニングヘッド
の断面説明図，（Ｂ）Ｘ方向矢視図，（Ｃ）Ｚ−Ｚ線矢
視断面図。

【符号の説明】

１．．．ホーニング加工装置， ２．．．ホーニングヘッド， ２０．．．ハウジング， ３．．．回転手段， ４．．．切込量調節手段， ５．．．リニアモータ（往復手段）， ５１．．．固定部， ５１５．．．界磁コイル， ５２．．．可動部， ５２３，５２７．．．永久磁石， ６．．．ステー， ６２０．．．ＬＭガイド（ガイド部材），

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部に砥石を設けたホーニングヘッド
   と，該ホーニングヘッドを回転させる回転手段と，上記
   ホーニングヘッドを回転可能に支承するハウジングと，
   上記ホーニングヘッドを直線状に往復運動させる往復手
   段と，上記ハウジングと上記往復手段とを連結するステ
   ーとよりなるホーニング加工装置において，上記往復手
   段はリニアモータであることを特徴とするホーニング加
   工装置。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記リニアモータ
   は，直線状に配置され磁場を直線状に変化させる固定部
   と，該固定部に対面配置され上記固定部の磁場変化によ
   って直線運動する可動部とよりなり，該可動部は上記ス
   テーに連結されていることを特徴とするホーニング加工
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記ステー
   は，上記ハウジングを直線方向にガイドするガイド部材
   を有し，該ガイド部材は，ホーニング加工装置に設けた
   直線レールに摺動可能に嵌合してあることを特徴とする
   ホーニング加工装置。