JPS6042060Y2 - ホ−ニング盤におけるマンドレルのトルク検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、ホーニング唸におけるマンドレルのトルク
検出装置、殊に小径穴のホーニング加工に適するトルク
検出装置に関する。

従来のホーニング盤において、砥石拡張機構が機械式の
場合（定速拡張）、目づまり、目つぶれ等により砥石圧
が増大し、砥石及びマンドレルに作用するトルクがある
値を越えると砥石の破砕、マンドレルの破損等の事故を
招く。

砥石拡張機構が油圧式の場合（定圧拡張）は、砥石圧が
増して拡張圧より高くなると砥石が逃げるが、穴が小径
になると圧力の調整が困難であって砥石の破砕又はマン
ドレルの破損につながる。

以上の理由から、小径穴のホーニング加工は非常に困難
で、従来は手動ストローク式ホーニング盤を用い、熟練
者の勘に頼る加工を行っており、小径入用の自動ストロ
ーク式ホーニング盤の実現が非常に困難であった。

この考案は以上のような小径穴のホーニング加工におい
て、自動ストローク式ホーニング盤の実現を可能となす
こと、詳しくは、砥石及びマンドレルに作用するトルク
がある値を越えるとこれを検出して砥石の拡張を停止し
得る如くなし、いわゆるクリーンアップの状態でホーニ
ング加工を行い得るようにして、砥石及びマンドレルの
破砕、破損を防止し、砥石、マンドレル等のツールの寿
命を延長すること、及びクリーンアップ状態でホーニン
グ加工を行っているとき、砥石、マンドレルに作用する
トルクがある値より低くなると、これを検出して砥石の
拡張を行わせ、常にマンドレルに作用するトルクを検出
して、小径穴のホーニング加工において自動ストローク
式ホーニングを可能となすことを目的とし、さらに手動
ストローク式ホーニング盤においても、作業者の未熟に
起因するツールの破損を防止し、その加工を容易となす
ことを目的とするものである。

実施例について説明すれば、１は図示しない電動機によ
り駆動される主軸、２はマンドレルであって図示しない
先端部に砥石を装着するようになっている。

３は図示しない砥石拡張機構により砥石を拡張するため
の連結稈である。

４はマンドレル装着用のアダプターであって、六角穴付
止ねじ５及び位置決めピン６によりマンドレル２を位置
決めして固定する。

以上において、主軸１上にキー７を介して内筒８と、数
個の穴９を同一円周上に開設した円板１０とを固定する
一方、軸受１１を介して内筒８に回転自在に支持した外
筒１２を設け、外筒１２の内径に設けた弧溝１３に、内
筒８に突設したピン１４を係合し、内筒８に対する外筒
１２の回転方向のある程度の角変位を前記弧溝１３によ
って許容する。

外筒１２にはさらに前記円板１０に対向する円板部１５
を設けて、円板１０の前記穴９に対応する数個の穴１６
を穿設し、ピン１４が第３図に示す如く弧溝１３の一方
の端に係接している状態で前記穴９と１６とが同一軸線
上に並ぶように構成する。

外筒１２は、主軸１上に軸受１７を介して回転自在に支
持した軸受ホルダー１８を介してアダプター取付筒１９
を同体回転するように固設し、該取付筒１９に、袋ナツ
ト２０及び位置決めピン２１をもってアダプター４を装
着固定する。

内筒８と外筒１２との間には、外径に歯部２２を刻設し
た中間リング２３を配設し、外筒１２に設けた半径方向
の穴２４に、ばね２５をもって半径方向内方に付勢して
保持した鋼球２６を、中間リング２３の歯部２２の歯溝
に弾接させてクリックストップ機構を構成し、通常は、
鋼球２６と歯部２２との係合によって、外筒１２と中間
リング２３とが同体的に回転し得るように構成する。

そして中間リング２３と内筒８との間に、前記ピン１４
をそれが係入する弧溝１３の一端に係接するよう前記外
筒１２を回転方向に付勢するばね２７を配置する。

実施例の場合、該ばね２７をうずまきばねとして、その
一端２７ａを内筒８に、他端２７ｂを中間リング２３に
それぞれ掛は合せである。

外筒１２にはさらに中間軸２８を設けて、該軸２８に、
中間リング２３の歯部２２に噛合する中間歯車２９を枢
支し、外筒１２の外径に回転可能に支持したトルク調整
スリーブ３０に設けた内歯歯車３１に前記中間歯車２９
を噛合させる。

トルク調整スリーブ３ｐは、該スリーブ３０に螺着した
ビス３２の先端を、外筒１２の外周に設けた周溝３３に
係合し、該スリーブ３０の軸方向移動を阻止すると共に
、外筒１２のまわりで回転し得るようになっている。

円板１０の穴９と、外筒１２の円板部１５の穴１６とが
対向する位置には、機体３４に固設した取付板３５に取
付けた発光素子３６（電球でもよい。

）と受光素子３７を、前記穴９と１６とを隔てて対設し
、前記穴９と１６とが同一軸線上に一致して並んだ状態
で、発光素子３６の光を受光素子３７が受光する光電ス
イッチ機構を設けである。

この考案は以上のような構成であって、マンドレルに作
用するトルクが、前記うずまきばねの付勢力を調整して
設定した初期設定値以下の場合には、主軸１の回転力が
キー７を介して内筒８に伝達され、モしてばね２７を介
して中間リング２３に伝達される。

中間リング２３と外筒１２は、ばね２５及び鋼球２６に
よりクリックストップを構成して同体回転するように係
合しており、従って中間リング２３と共に外筒１２が回
転することにより、軸受ホルダー１８、アダプター取付
筒１９を介してアダプター４、マンドレル２が回転スる
。

すなわち主軸１とマンドレル２とが同体的に回転腰キー
７を介して主軸１と同体回転する円板１０と、外筒１２
の円板部１５とが等速回転を行うので、円板１０の穴９
と円板部１５の穴１６とを対応する位置に設定しておけ
ば、光電スイッチ機構が主軸１及びマンドレル２の回転
速度に対応したパルス信号を発生する。

従ってこのパルス信号に従って砥石拡張機構を制御する
ことにより、加工の進度に合った砥石の拡張作動を行わ
せることができる。

ホーニング加工の進行に伴ない、砥石の目づまり等の原
因により砥石圧が増大し、前記うずまきばね２７による
トルクの初期設定値を越えるトルクがマンドレル２に作
用すると、内筒８と中間リング２３とが前記ばね２７に
より連結されているために、主軸１の回転にマンドレル
２の回転が遅れて前記ばね２７たわみを生じ、内筒８の
ピン１４が外筒１２の弧溝１３内を第３図において反時
計方向に移動し、主軸１とマンドレル２との間に回転方
向のずれが発生する。

すなわち円板１０の穴９と、外筒１２の円板部１５の穴
１６との間に回転方向のずれを発生し、発光素子３６の
光を遮断して受光素子３７の不作動とする。

すなわち光電スイッチ機構からのパルス信号がなくなる
ので、該信号を利用して砥石拡張機構の作動を停止させ
る。

砥石拡張機構の停止によりつＳ゛いてクリーンアップの
状態でホーニング加工を行わせる。

そしてそのトルクが初期設定値より小さくなると、はね
２７の復元力が働いて円板１０の穴９と外筒円板部１５
の穴１６とを対応する位置に一致させ、これにより前記
光電スイッチ機構が再び主軸回転数に対応したパルス信
号を発生し、この信号を利用して砥石拡張機構を制御す
る。

トルクの初期設定値の調整は、トルク調整用スリーブ３
０を回動することにより行う。

主軸１の回転を停止した状態で前記スリーブ３０を回動
すると、その内歯歯車３１に噛合する中間歯車２９を介
して、中間リング２３を回動させる。

この中間リング２３の回転は、その歯部２２に係合する
鋼球２６に対するはね２５の付勢力に抗してクリックス
トップ式に行われる。

かくてばね２７の付勢力、すなわちトルクの初期設定値
の調整が可能となる。

なお以上の実施例は、主軸１とマンドレル２とが等速回
転を行っている間（マンドレルに働くトルクが初期設定
値以下の状態）、穴９，１６が対応する位置に重なって
光電スイッチ機構がパルス信号を発生し、マンドレルに
働くトルクが初期設定値を越えると、穴９，１６の位置
がずれて光電スイッチ機構のパルス信号がなくなる場合
について説明したが、これはマンドレルに働くトルクが
初期設定値以下の状態では、穴９と１６の位置が円周方
向にずれていて光電スイッチ機構がパルス信号を発生せ
ず、前記トルクが初期設定値を越えると穴９と１６とが
同一軸線上に一致して光電スイッチ機構がパルス信号を
発生し、その信号で砥石拡張機構を停止させるようにし
てもよいことはいうまでもない。

またアダプター４を、アダプター取付用のナツト２０を
使用せず、アダプター取付筒１９に直接螺着するように
構成するとか、アダプター４とアダプター取付筒１９と
を一体として軸受ホルダー１８に螺着するようにしても
よい。

この考案はホーニング加工において、砥石の目づまり等
に起因してマンドレルに作用するトルクが初期設定値を
越えるとこれを直ちに検出して砥石拡張機構の作動を停
止させることを可能として、過大な負荷による砥石の破
砕、マンドレルの破損等の事故を未然に防止するもので
あって、砥石、マンドレル等の寿命を大巾に延長すると
共に、一定条件のトルクで加工を行うためにその加工精
度を大巾に向上し、殊に従来より実現が困難であった小
径穴の自動ストローク式ホーニング盤を容易に実現する
ことができ、さらに手動ストローク式ホーニング盤にお
いても作業者の未然によるツールの破損等を防止してホ
ーニング加工を容易に実施することができる。

また、この考案は、トルク検出機構として、主軸トマン
ドレルとの回転方向のずれを光電スイッチ機構により検
出するようにしたので、その検出精度がきわめて高く、
非接触式であるので検出機構の故障も少なく、確実なト
ルク検出を行い得ると共に、光電スイッチ機構からのパ
ルス信号を利用して主軸の回転数に対応した砥石拡張機
構の制御が可能となって、最適条件下におけるホーニン
グ加工を実施することができ、さらに内筒と外筒との間
に中間リングを介装し、該リングを外筒に支持したトル
ク調整用スリーブで回動することにより、内筒と中間リ
ングとの間で初期設定トルクの調整が行われるように構
成しであるので、初期設定トルクの調整がきわめて容易
となると共に、中間リングと外筒とをクリックストップ
式に係合させておくことにより、前記トルクの調整にお
いて段階的にトルク調整を感知することができ、その調
整をさらに容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の要部を示す縦断面図、第２図は要部の
側面図、第３図、第４図は一部の横断側面図である。 １・・・・・・主軸、２・・・・・・マンドレル、３・
・・・・・砥石拡張機構の連結枠、４・・・・・・アダ
プター、７・・・・・・キー ８・・・・・・内筒、９
，１６・・・・・・穴、１０・・・・・・円板、１２・
・・・・・外筒、１３・・・・・・置溝、１４・・・・
・・ピン、１５・・・・・・円板部、１９・・・・・・
アダプター取付筒、２２・・・・・・歯部、２３・・・
・・・中間リング、２５・・・・・・ばね、２６・・・
・・・鋼球、２７・・・・・・ばね、２９・・・・・・
中間歯車、３０・・・・・・トルク調整スリーブ、３１
・・・・・・内歯歯車、３６・・・・・・発光素子、３
７・・・・・・受光素子。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 主軸と同体に回転する内筒と、マンドレルと同体に
   回転する外筒との間に、内筒と外筒との回転方向のある
   程度の角変位を許容する係合手段を設けると共に、内筒
   と外筒との間に中間リングを配置して、外筒と中間リン
   グとを回転方向に係合させる係合手段を設け、外筒に可
   回動に支持したトルク調整部材にまり外筒と中間リング
   の前記係合に抗して該中間リングのみを回動し得るよう
   に構威し、中間リングと内筒との間に、外筒を介してマ
   ンドレルを一方向に付勢するばねを働かせて中間リング
   の回動によりばねの付勢力を調整すべくなし、さらに主
   軸と同体回転する部材と外筒との間に、主軸とマンドレ
   ルとの回転方向の位置ずれを検出する光電スイッチ機構
   を設けてなるホーニング盤におけるマンドレルのトルク
   検出装置。 ２ 前記外筒に枢支した中間歯車を、前記トルク調整用
   部材に形成した内歯歯車と中間リングの外径に形成した
   歯部とに同時に噛合させて、トルク調整部材により中間
   リングを回動し得るようになし、外筒と中間リングとを
   回転方向に係合させる保合手段を、クリックストップ機
   構により構成した実用新案登録請求の範囲１）記載の装
   置。 ３ 前記光電スイッチ機構が、主軸と同体回転する円板
   と、該円板に対応して前記外筒に設けた円板部とを挾ん
   で配置した発光素子と受光素子とを含み、前記円板と円
   板部とに、両部材の回転方向の位置ずれによって発光素
   子の光を遮断又は通過させる手段を設けてなる実用新案
   登録請求の範囲１）又は２）記載の装置。