JP2007253292A - ホーニング工具ヘッド及び該ホーニング工具ヘッドを備えるホーニング工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】各拡張コーン軸の引き上げ力に対応して各ホーニング砥石の拡張力を調節する。
【解決手段】ホーニング工具ヘッド１０は、本体部２４と、粗用ホーニング砥石２６及び仕上げ用ホーニング砥石２８と、拡縮手段とを有する。該拡縮手段は、粗用ホーニング砥石２６が装着される粗用砥石シュー３２及び粗用砥石シュー３２を押圧する粗用テーパコーン３６と、仕上げ用ホーニング砥石２８が装着される仕上げ用砥石シュー３４及び仕上げ用砥石シュー３４を押圧する仕上げ用テーパコーン３８とを備える。粗用テーパコーン３６は、仕上げ用テーパコーン３８のテーパ部３８ａ、３８ｂが臨む長孔４６を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、ワークの内周壁部の仕上げ作業で行われるホーニング加工に用いられるホーニング工具ヘッド及び該ホーニング工具ヘッドを備えるホーニング工作機械に関する。

従来から、例えば、自動車（内燃機関）のエンジンにおけるシリンダブロックは、先ず、鋳造により製造され、その後、シリンダボアが工作機械により機械加工される。通常、このような機械加工では、ワークであるシリンダボアを粗中ぐり加工した後、仕上げ中ぐり加工し、最後にホーニング加工により仕上げを行っている。

特許文献１には、ホーニング工作機械の主軸に装着されワークに臨みホーニング加工を行うホーニング工具ヘッドにおいて、粗用ホーニング砥石と仕上げ用ホーニング砥石とを備える技術的思想が記載されている。

図１１は、上記従来の構成におけるホーニング工具ヘッド１００の平面図である。ホーニング工具ヘッド１００には、粗用ホーニング砥石１０２と仕上げ用ホーニング砥石１０４とが、等間隔で放射状に形成された孔部１０５に交互に嵌挿されている。

図１２は、ホーニング工具ヘッド１００に内装される拡縮手段を説明するための斜視図である。図１２に示すように、ホーニング工具ヘッド１００は、粗用ホーニング砥石１０２と仕上げ用ホーニング砥石１０４とを夫々３個ずつ有し、粗用ホーニング砥石１０２及び仕上げ用ホーニング砥石１０４は、夫々粗用砥石シュー１０６（砥石台）及び仕上げ用砥石シュー１０８（砥石台）に固着されている。これら粗用ホーニング砥石１０２及び仕上げ用ホーニング砥石１０４は、ホーニング工具ヘッド１００の軸方向同位置において、孔部１０５に案内されつつ径方向（図１２の矢印Ｂ方向）に移動（拡縮）自在とされている。

さらに、ホーニング工具ヘッド１００には、粗用砥石シュー１０６及び仕上げ用砥石シュー１０８を拡縮するための粗用テーパコーン１１０（拡張コーン軸）及び仕上げ用テーパコーン１１２（拡張コーン軸）が個別に摺動自在に挿入されている。

図１２及び図１３に示すように、粗用テーパコーン１１０のテーパ部１１０ａ、１１０ｂのテーパ面には、粗用砥石シュー１０６が摺動自在に当接している。同様に、図１２及び図１４に示すように、仕上げ用テーパコーン１１２のテーパ部１１２ａ、１１２ｂのテーパ面には、仕上げ用砥石シュー１０８が摺動自在に当接している。

また、粗用テーパコーン１１０の先部は三股状に分割されており、該三股状の粗用テーパコーン１１０の各間隙１１４には、仕上げ用テーパコーン１１２のテーパ部１１２ａ、１１２ｂが挟入されている。

次に、このようなホーニング工具ヘッド１００を用いてホーニング加工を行う際に、粗用ホーニング砥石１０２及び仕上げ用ホーニング砥石１０４を径方向に拡縮させる動作について説明する。図１５Ａは、各ホーニング砥石１０２、１０４を共に拡張させた状態を説明するための図１２の線ＸＶ−ＸＶにおける概略断面図であり、図１５Ｂは、仕上げ用ホーニング砥石１０４を拡張させた状態を説明するための図１２の線ＸＶ−ＸＶにおける概略断面図であり、図１６は、図１２の線ＸＶＩ−ＸＶＩにおける概略断面図である。

先ず、粗用ホーニング砥石１０２を拡張させる際は、粗用テーパコーン１１０を図１５Ａの矢印Ａ１方向に引き上げると、テーパ部１１０ａ、１１０ｂが粗用砥石シュー１０６の内側傾斜面１０６ａ、１０６ｂを押圧する。このため、矢印Ｂ方向（径方向外側）に向かって、各粗用ホーニング砥石１０２が放射状に拡張する。一方、前記拡張した状態から、粗用ホーニング砥石１０２を収縮させる際は、粗用テーパコーン１１０を矢印Ａ２方向に押し下げると、各粗用ホーニング砥石１０２が矢印Ｂの反対方向（径方向内側）に向かって収縮される。

同様に、仕上げ用ホーニング砥石１０４を拡張させる際は、仕上げ用テーパコーン１１２を図１５Ａの矢印Ａ１方向に引き上げると、テーパ部１１２ａ、１１２ｂが仕上げ用砥石シュー１０８の内側傾斜面１０８ａ、１０８ｂを押圧する。このため、矢印Ｂ方向（径方向外側）に向かって、各仕上げ用ホーニング砥石１０４が放射状に拡張する。一方、前記拡張した状態から、仕上げ用ホーニング砥石１０４を収縮させる際は、仕上げ用テーパコーン１１２を矢印Ａ２方向に押し下げると、各仕上げ用ホーニング砥石１０４が矢印Ｂの反対方向（径方向内側）に向かって収縮される。

ところで、ホーニング加工においては、単純に粗用ホーニング砥石１０２及び仕上げ用ホーニング砥石１０４の拡張動作をＯＮ−ＯＦＦさせてワークの内径を加工する場合と、ワークの内径を図示しないエアマイクロ内径測定手段により測定し、加工経過時間や内径変化量に応じて、粗用テーパコーン１１０及び仕上げ用テーパコーン１１２の引き上げ力を調節することで、粗用ホーニング砥石１０２及び仕上げ用ホーニング砥石１０４の拡張力を変化させながら加工を行う場合とがある。後者の場合には、非常に高精度な加工が可能となる。

ところが、特に後者の場合において、粗用テーパコーン１１０や仕上げ用テーパコーン１１２の引き上げ力を増大させたとしても、実際の粗用ホーニング砥石１０２や仕上げ用ホーニング砥石１０４の拡張力の変化が鈍い、又は変化しない、すなわち、迅速に粗用ホーニング砥石１０２や仕上げ用ホーニング砥石１０４が拡張しないという問題が発生することが確認された。

このような問題の一つの要因として、粗用テーパコーン１１０を図１６の矢印Ａ１方向に引き上げて粗用ホーニング砥石１０２を矢印Ｂ方向に放射状に拡張する際に生じる、ワークからの加工反力Ｆ１（矢印Ｂとは反対方向の力）の存在が挙げられる。すなわち、図１６及び図１７に示すように、加工反力Ｆ１により、粗用テーパコーン１１０の間隙１１４が径方向内側に向かって圧迫されると、該粗用テーパコーン１１０に撓みが生じるため、仕上げ用テーパコーン１１２との間に摩擦力Ｆ２が発生する（図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１７参照）。

すなわち、このような粗用テーパコーン１１０に生じる撓みに起因して発生する、仕上げ用テーパコーン１１２と粗用テーパコーン１１０との間の摩擦力Ｆ２により、粗用テーパコーン１１０や仕上げ用テーパコーン１１２の引き上げ力と、粗用ホーニング砥石１０２や仕上げ用ホーニング砥石１０４の拡張力との間に差異（伝達ロス）が生じることが、上記問題の大きな要因である。

特公昭６０−５２８８３号公報

本発明は、係る従来の課題を考慮してなされたものであり、少なくとも粗用ホーニング砥石と仕上げ用ホーニング砥石の２種類のホーニング砥石を持つようなホーニング工具ヘッドにおいて、各拡張コーン軸の引き上げ力に対応して各ホーニング砥石の拡張力を調節することを可能とするホーニング工具ヘッド及び及び該ホーニング工具ヘッドを備えるホーニング工作機械を提供することを目的とする。

本発明のホーニング工具ヘッドは、複数のホーニング砥石と、該各ホーニング砥石を支承する本体部と、該本体部に内装され、前記各ホーニング砥石を該本体部の軸方向と交差する径方向に拡縮自在な拡縮手段を備えるホーニング工具ヘッドであって、前記拡縮手段は、外側に第１のホーニング砥石が装着される第１の砥石シューと、前記第１の砥石シューの内側面に当接し、前記第１の砥石シューを押圧する第１の拡張コーン軸と、前記第１のホーニング砥石と同時又は個別に拡縮自在であり、外側に第２のホーニング砥石が装着される第２の砥石シューと、前記第２の砥石シューの内側面に当接し、前記第２の砥石シューを押圧すると共に、前記第１の拡張コーン軸の内側に挿入され、前記第１の拡張コーン軸と摺動可能な第２の拡張コーン軸と、前記第１の拡張コーン軸と前記第２の拡張コーン軸とを同時又は個別に軸方向に移動させる移動手段とを備え、前記第１の拡張コーン軸は長孔を有すると共に、前記第２の拡張コーン軸における前記第２の砥石シューの内側面に当接する部分を前記長孔から臨ませた状態で前記第２の砥石シューの内側面に当接させていることを特徴とする。

また、本発明のホーニング工作機械は、前記ホーニング工具ヘッドと、前記移動手段の移動を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、第１の拡張コーン軸が前記長孔を有し、該長孔から第２の拡張コーン軸における第２の砥石シューの内側面に当接する部分が臨むように構成されているため、前記移動手段により第１の拡張コーン軸を引き上げて第１の砥石シューを拡張させる際に生じる加工反力に起因する第１の拡張コーン軸の撓みを抑制できる。このため、第１の拡張コーン軸と第２の拡張コーン軸との間に生じる摩擦力を大幅に低減することができ、前記移動手段からの第１の砥石シュー及び第２の砥石シューへの拡張力の伝達ロスを大幅に抑制することができる。

さらに、前記第１の拡張コーン軸に蓋部材が取り付けられることにより前記長孔が形成されていると、本発明に係るホーニング工具ヘッドの組立てや分解が容易となるため好適である。

本発明によれば、長孔を備えることにより各コーン軸間に生じる摩擦力が抑制できるため、各コーン軸の引き上げ力に対応する各ホーニング砥石の拡張力の調節が可能となり、効率的で高精度なホーニング加工を行うことが可能となる。

以下、本発明に係るホーニング工具ヘッドについて、このホーニング工具ヘッドが搭載されるホーニング工作機械との関係で実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るホーニング工具ヘッド１０を搭載するホーニング工作機械１２の一部断面概略構成図であり、図２は、ホーニング工具ヘッド１０の斜視図であり、図３は、ホーニング工具ヘッド１０に内装される拡縮手段を説明するための斜視図である。ホーニング工作機械１２は、ワーク１４（例えば、自動車のエンジンにおけるシリンダブロックのシリンダボア部）内に、ホーニング工具ヘッド１０を挿入して、該ワーク１４の内周壁部１４ａのホーニング加工を行う工作機械である。

ホーニング工作機械１２は、上記のようにワーク１４内に挿入され、拡径又は縮径させることが可能な略円柱形状からなるホーニング工具ヘッド１０と、ホーニング工具ヘッド１０に拡張力を与えるための第１油圧シリンダ１６及び第２油圧シリンダ１８と、前記拡張力を制御する制御回路２０と、第１油圧シリンダ１６及び第２油圧シリンダ１８を収納する回転軸部２２と、該回転軸部２２を昇降動作させるための昇降用油圧シリンダ２３とを備える。

ホーニング工具ヘッド１０は、内部が中空の略円筒形状からなる本体部２４と、本体部２４の周面に等間隔で放射状に形成された孔部２５に交互に嵌挿される粗用ホーニング砥石２６（第１のホーニング砥石）及び仕上げ用ホーニング砥石２８（第２のホーニング砥石）とを有する。また、粗用ホーニング砥石２６と仕上げ用ホーニング砥石２８との間の本体部２４における周面には、エアマイクロ検出手段３１が放射状に、例えば、４個配設される。該エアマイクロ検出手段３１は、ホーニング工具ヘッド１０内に形成される図示しないエア通路により供給されるエアを、エアノズル３１ａ（図２参照）から噴出させることにより、ワーク１４の内周壁部１４ａの内径を測定するものである。なお、粗用ホーニング砥石２６及び仕上げ用ホーニング砥石２８としては、例えば、メタルボンドダイヤモンド砥石やビトリファイドボンド砥石等が用いられる。また、通常、粗用ホーニング砥石２６の方が仕上げ用ホーニング砥石２８よりも目の粗いものが用いられるが、これらは同一種類や同一のものとしてもよい。

また、図２に示すように、ホーニング工具ヘッド１０には、外側先端に図示しないスロアウェイチップが取り付けられたバイトホルダ３９が備えられていてもよく、該バイトホルダ３９はボルト３９ａで交換自在となっている。この場合、バイトホルダ３９は、後述する仕上げ用拡縮手段と同様の図示しない拡縮手段に連結され、径方向に移動（拡縮）自在であってもよい。

図３に示すように、ホーニング工具ヘッド１０は、粗用ホーニング砥石２６と仕上げ用ホーニング砥石２８とを夫々３個ずつ有し、粗用ホーニング砥石２６及び仕上げ用ホーニング砥石２８は、夫々粗用砥石シュー３２（砥石台）及び仕上げ用砥石シュー３４（砥石台）に固着されている。これら粗用ホーニング砥石２６及び仕上げ用ホーニング砥石２８は、ホーニング工具ヘッド１０の軸方向同位置において、孔部２５に案内されつつ径方向（図３の矢印Ｂ方向）に移動（拡縮）自在である。

さらに、ホーニング工具ヘッド１０には、粗用砥石シュー３２を径方向に拡張するための粗用テーパコーン３６（第１の拡張コーン軸）が摺動自在に収納されると共に、該粗用テーパコーン３６内には、仕上げ用砥石シュー３４を径方向に拡張するための仕上げ用テーパコーン３８（第２の拡張コーン軸）が該粗用テーパコーン３６とは個別に摺動自在に挿入されている。図３及び図４に示すように、粗用テーパコーン３６のテーパ部３６ａ、３６ｂのテーパ面には、粗用砥石シュー３２の内側傾斜面３２ａ、３２ｂが摺動自在に当接している。同様に、図３及び図５に示すように、仕上げ用テーパコーン３８のテーパ部３８ａ、３８ｂのテーパ面には、仕上げ用砥石シュー３４の内側傾斜面３４ａ、３４ｂが摺動自在に当接している。

また、図４及び図６に示すように、粗用テーパコーン３６の先部は三股状に分割されており、該三股状の粗用テーパコーン３６の各間隙４０には、各仕上げ用テーパコーン３８のテーパ部３８ａ、３８ｂが挟入されている（図３及び図５参照）。そして、粗用テーパコーン３６の前記三股状の先部から後部に向けて若干オフセットするように形成される凹部４２には、前記三股状に分割されている各部を繋ぐように、すなわち、各間隙４０の開部を塞ぐように孔部４３を有するリング４４（蓋部材）が取り付けられている。リング４４は、例えば、凹部４２内側面に雌ねじを形成し、リング４４の外側面に雄ねじを形成し、これらを螺合させることにより着脱自在に固定される。また、リング４４の固定方法は前記方法に限らず、例えば、リング４４を凹部４２の底部等にボルト締めにより固定する方法や、リング４４を凹部４２に圧入やかしめにより固定する方法、さらには、接着剤や溶接により固定する方法等が挙げられる。

このため、ホーニング工具ヘッド１０では、粗用テーパコーン３６の先部が三股状に分割され、該分割により形成される各間隙４０の開部がリング４４により塞がれることになる。従って、該粗用テーパコーン３６には、等間隔で放射状に長孔４６（長孔状孔部）が形成されていることになり（図６及び図７参照）、該長孔４６から仕上げ用テーパコーン３８の各テーパ部３８ａ、３８ｂが、仕上げ用砥石シュー３４に臨むことになる。また、リング４４の孔部４３内には、該仕上げ用テーパコーン３８の先端部が摺動自在に挿通している（図３参照）。

また、図８に示すように、粗用テーパコーン３６と仕上げ用テーパコーン３８は、夫々ドローバ４８、５０（移動手段）に連結される。

従って、粗用ホーニング砥石２６を拡張させる際は、ドローバ４８を上方に引き込み、粗用テーパコーン３６を矢印Ａ１方向に引き上げると、テーパ部３６ａ、３６ｂが粗用砥石シュー３２の内側傾斜面３２ａ、３２ｂを押圧する。このため、矢印Ｂ方向（径方向外側）に向かって、各粗用ホーニング砥石２６が本体部２４の孔部２５に案内されつつ放射状に拡張される。一方、前記拡張した状態から、粗用ホーニング砥石２６を収縮させる際は、ドローバ４８を下方に押し出し、粗用テーパコーン３６を矢印Ａ２方向に押し下げると、各粗用ホーニング砥石２６が本体部２４の孔部２５に案内されつつ矢印Ｂの反対方向（径方向内側）に向かって収縮される。

同様に、仕上げ用ホーニング砥石２８を拡張させる際は、ドローバ５０を上方に引き込み、仕上げ用テーパコーン３８を矢印Ａ１方向に引き上げると、テーパ部３８ａ、３８ｂが仕上げ用砥石シュー３４の内側傾斜面３４ａ、３４ｂを押圧する。このため、矢印Ｂ方向（径の遠心方向）に向かって、各仕上げ用ホーニング砥石２８が本体部２４の孔部２５に案内されつつ放射状に拡張される。一方、前記拡張した状態から、仕上げ用ホーニング砥石２８を収縮させる際は、ドローバ５０を下方に押し出し、仕上げ用テーパコーン３８を矢印Ａ２方向に押し下げると、各仕上げ用ホーニング砥石２８が本体部２４の孔部２５に案内されつつ矢印Ｂの反対方向（径方向内側）に向かって収縮される。

従って、本実施形態におけるホーニング工具ヘッド１０では、粗用砥石シュー３２、仕上げ用砥石シュー３４、粗用テーパコーン３６及び仕上げ用テーパコーン３８が、粗用ホーニング砥石２６及び仕上げ用ホーニング砥石２８の拡縮手段として機能することになる。

以上のように構成されるホーニング工具ヘッド１０は、図１に示すように、回転軸部２２に連結されており、従って、回転軸部２２が回転駆動されることに追従してホーニング工具ヘッド１０も回転駆動される。

回転軸部２２には、支持部材５２により支持される昇降用油圧シリンダ２３のピストンロッド２３ａが連結される。該ピストンロッド２３ａには、変速歯車５４が嵌合され、該変速歯車５４には、図示しないモータの回転軸に嵌合される図示しない歯車が噛合される。

また、昇降用油圧シリンダ２３に作用する油圧の増減は、該昇降用油圧シリンダ２３と油源５６とを連結する油路５８ａ、５８ｂに介装される拡縮制御手段としての油圧レギュレータ６０（減圧バルブ）によって行われる。そして、油圧レギュレータ６０が制御回路２０により制御され、昇降用油圧シリンダ２３の油圧が増減されることで、昇降用油圧シリンダ２３のピストンロッド２３ａの昇降動作（矢印Ａ方向）が行われる。

一方、ホーニング工具ヘッド１０における粗用テーパコーン３６と仕上げ用テーパコーン３８とは、夫々ドローバ４８、５０に連結されると共に（図８参照）、各ドローバ４８、５０は、第１油圧シリンダ１６のピストンロッド１６ａ及び第２油圧シリンダ１８のピストンロッド１８ａに夫々連結される。

従って、第１油圧シリンダ１６に油圧が加えられると、ピストンロッド１６ａによりドローバ４８が上方に引き込まれると共に、粗用テーパコーン３６が上方に引き上げられる。その結果、粗用ホーニング砥石２６が径方向（矢印Ｂ方向）に拡張される。同様に、第２油圧シリンダ１８に油圧が加えられると、ピストンロッド１８ａによりドローバ５０が上方に引き込まれると共に、仕上げ用テーパコーン３８が上方に引き上げられる。その結果、仕上げ用ホーニング砥石２８が径方向（矢印Ｂ方向）に拡張される。なお、粗用ホーニング砥石２６及び仕上げ用ホーニング砥石２８の拡張動作は、夫々を別個に実施しても同時に実施してもよい。

上記のような第１油圧シリンダ１６に作用する油圧の増減は、該第１油圧シリンダ１６と油源６４とを連結する油路６６に介装される拡縮制御手段としての油圧レギュレータ６８（減圧バルブ）によって行われる。同様に、第２油圧シリンダ１８に作用する油圧の増減は、該第２油圧シリンダ１８と油源７０とを連結する油路７２に介装される拡縮制御手段としての油圧レギュレータ７４（減圧バルブ）によって行われる。なお、油圧レギュレータ６８、７４による油圧制御は、制御回路２０（制御手段）から指示に基づいて実行される。

従って、上記第１油圧シリンダ１６、第２油圧シリンダ１８の作用により、粗用ホーニング砥石２６若しくは仕上げ用ホーニング砥石２８、又は、粗用ホーニング砥石２６及び仕上げ用ホーニング砥石２８をワーク１４の内周壁部１４ａに対して、適切な拡張力で当接させることができる。

次に、基本的には、以上のように構成される本実施形態に係るホーニング工具ヘッド１０を搭載するホーニング工作機械により、ワーク１４に対してホーニング加工を行う場合の動作について説明する。

先ず、ワーク１４が所定の位置に配置されると、昇降用油圧シリンダ２３の作用により、ピストンロッド２３ａが降下される。そして、該降下に伴って、回転軸部２２が降下され、ホーニング工具ヘッド１０がワーク１４内に挿入される。

次いで、ワーク１４の内周壁部１４ａが所望の内径及び表面粗さとなるまで、粗用ホーニング砥石２６及び仕上げ用ホーニング砥石２８による加工が実行される。具体的には、上記したように、制御回路２０により油圧レギュレータ６８、７４を制御して、第１油圧シリンダ１６と第２油圧シリンダ１８への油圧を増減させる。そうすると、ドローバ４８、５０により、粗用テーパコーン３６及び仕上げ用テーパコーン３８が引き上げられ、又は下げられて、粗用ホーニング砥石２６と仕上げ用ホーニング砥石２８とに拡張力、又は収縮力が生じ、これら粗用ホーニング砥石２６と仕上げ用ホーニング砥石２８とを必要に応じて選択しながら、ワーク１４に対して加工を行う。

この場合、加工精度を一層向上させるために、エアマイクロ検出手段３１により、ワーク１４の内周壁部１４ａの内径変化量を検出すると共に、制御回路２０により加工経過時間等を計測しながら、油圧レギュレータ６８、７４の制御を実施して、粗用ホーニング砥石２６と仕上げ用ホーニング砥石２８の拡張力（収縮力）を変化させながら加工を行うことによって、高精度な加工を実現する。

ところで、このように粗用ホーニング砥石２６と仕上げ用ホーニング砥石２８の拡張力（収縮力）を制御しながら加工を行う際には、上記従来の構成では、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、粗用テーパコーン１１０に生じる撓みに起因して発生する仕上げ用テーパコーン１１２と粗用テーパコーン１１０との間の摩擦力Ｆ２により、粗用テーパコーン１１０及び仕上げ用テーパコーン１１２の引き上げ力（押し下げ力）と、粗用ホーニング砥石１０２及び仕上げ用ホーニング砥石１０４の拡張力（収縮力）との間に差異が生じるという問題が生じていた。

しかしながら、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド１０では、上記のように、粗用テーパコーン３６の先部が分割されて形成される各間隙４０の開部がリング４４により塞がれ、該粗用テーパコーン３６には長孔４６が形成されている（図７参照）。そして、仕上げ用テーパコーン３８のテーパ部３８ａ、３８ｂが、長孔４６から仕上げ用砥石シュー３４に臨むように構成されている（図３参照）。

このため、図７や図８に示すように、粗用ホーニング砥石２６での加工による加工反力Ｆ１が作用したとしても、リング４４により、粗用テーパコーン３６の開部が塞がれているため、該粗用テーパコーン３６に仕上げ用テーパコーン３８を押圧するような撓みが生じることを大幅に抑制できる。

すなわち、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド１０によれば、加工反力Ｆ１に起因する摩擦力Ｆ２を大幅に低減することができ、上記のように、粗用ホーニング砥石２６と仕上げ用ホーニング砥石２８の拡張力（収縮力）を制御しながら加工を行う場合であっても、ドローバ４８、５０の引き込み力をリニアに粗用ホーニング砥石２６及び仕上げ用ホーニング砥石２８の拡張力（収縮力）として作用させることができる。

従って、本実施形態に係るホーニング工作機械１２では、ホーニング工具ヘッド１０を搭載することにより、効率的で高精度なホーニング加工を実現することが可能となる。

ここで、図９のグラフに、上記従来の構成のホーニング工具ヘッド１００を用いてホーニング加工を実施した際の粗用ホーニング砥石１０２の拡張圧のばらつきを示し、図１０のグラフに、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド１０を用いてホーニング加工を実施した際の粗用ホーニング砥石２６の拡張圧のばらつきを示す。

図９及び図１０を比較することにより、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド１０を用いることで、上記従来の構成に比べて、粗用ホーニング砥石２６の拡張圧のばらつきが大幅に抑制されると共に、平均拡張圧も低下することが明らかとなった。すなわち、ホーニング工具ヘッド１０では、拡張に必要とする拡張圧が下がって、粗用ホーニング砥石２６がスムーズに動作することができるようになり、拡張圧のばらつきが大幅に抑制されて、精度よい拡縮動作をすることができるようになった。

以上のように、本実施形態に係るホーニング工具ヘッド１０及び該ホーニング工具ヘッド１０を備えるホーニング工作機械１２によれば、粗用テーパコーン３６の先部に蓋部材としてのリング４４を設けることにより長孔４６を形成し、粗用テーパコーン３６を引き上げて粗用ホーニング砥石２６を拡張する際、加工反力Ｆ１による該粗用テーパコーン３６の撓みを抑制するように構成している。このため、粗用テーパコーン３６を引き上げることによる粗用ホーニング砥石２６への拡張力の伝達ロスを大幅に抑制することができる。さらに、粗用テーパコーン３６の加工反力Ｆ１による内径向きの撓みを抑制することにより、仕上げ用テーパコーン３８と粗用テーパコーン３６との摺動面における摩擦力Ｆ１を低減することができ、このため、仕上げ用ホーニング砥石２８の拡張力も適切に制御することができる。

また、ホーニング工具ヘッド１０では、仕上げ用テーパコーン３８のテーパ部３８ａ、３８ｂを、リング４４により粗用テーパコーン３６に形成される長孔４６に臨む構成としているため、組立てや分解が容易となる。

なお、本発明は上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

例えば、蓋部材としてのリング４４の孔部４３は必ずしも設ける必要はなく、この場合には、仕上げ用テーパコーン３８の先部を粗用テーパコーン３６の内部で摺動させるように構成すればよい。

また、粗用テーパコーン３６の先部は、上記三股状に分割されるものに限らず、例えば、二股状や四股状等でもよい。このようにすれば、粗用ホーニング砥石２６や仕上げ用ホーニング砥石２８の配置数を容易に変更可能である。

さらに、ホーニング工具ヘッド１０が搭載されるホーニング工作機械１２の構成は上記実施形態に記載の構成に限定されるものではない。例えば、第１油圧シリンダ１６、第２油圧シリンダ１８及び昇降用油圧シリンダ２３の替わりに、電動機構を適用してもよい。該電動機構を適用する場合には、例えば、拡縮制御手段としての油圧レギュレータ６０、６８、７４の替わりに、トルク制御可能なモータと、該モータの回転運動を移動手段であるドローバに直線運動として伝達するボールねじ機構と、前記モータのトルクを制御するトルク制御手段等を備えればよい。

本発明の実施形態に係るホーニング工具ヘッドを搭載するホーニング工作機械の一部断面概略構成図である。 前記ホーニング工具ヘッドの斜視図である。 前記ホーニング工具ヘッドに内装される拡縮手段を説明するための斜視図である。 前記ホーニング工具ヘッドにおいて、粗用テーパコーンに粗用砥石シューを配置した状態を説明するための斜視図である。 前記ホーニング工具ヘッドにおいて、仕上げ用テーパコーンに仕上げ用砥石シューを配置した状態を説明するための斜視図である。 前記粗用テーパコーンの一部省略斜視図である。 前記粗用テーパコーンの一部省略平面図である。 図３の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける概略断面図である。 従来の構成におけるホーニング工具ヘッドを用いてホーニング加工を実施した際の粗用ホーニング砥石の拡張圧のばらつきを示すグラフである。 前記実施形態におけるホーニング工具ヘッドを用いてホーニング加工を実施した際の粗用ホーニング砥石の拡張圧のばらつきを示すグラフである。 前記従来の構成におけるホーニング工具ヘッドの平面図である。 前記従来の構成におけるホーニング工具ヘッドに内装される拡縮手段を説明するための斜視図である。 前記従来の構成におけるホーニング工具ヘッドにおいて、粗用テーパコーンに粗用砥石シューを配置した状態を説明するための斜視図である。 前記従来の構成におけるホーニング工具ヘッドにおいて、仕上げ用テーパコーンに仕上げ用砥石シューを配置した状態を説明するための斜視図である。 図１５Ａは、前記従来の構成における粗用ホーニング砥石及び仕上げ用ホーニング砥石を共に拡張させた状態を説明するための図１２の線ＸＶ−ＸＶにおける概略断面図であり、図１５Ｂは、前記仕上げ用ホーニング砥石を拡張させた状態を説明するための図１２の線ＸＶ−ＸＶにおける概略断面図である。 図１２の線ＸＶＩ−ＸＶＩにおける概略断面図である。 前記粗用テーパコーンの一部省略平面図である。

符号の説明

１０、１００…ホーニング工具ヘッド １２…ホーニング工作機械
１４…ワーク １６…第１油圧シリンダ
１８…第２油圧シリンダ ２０…制御回路
２２…回転軸部 ２３…昇降用油圧シリンダ
２４…本体部 ２５、４３、１０５…孔部
２６、１０２…粗用ホーニング砥石 ２８、１０４…仕上げ用ホーニング砥石
３１…エアマイクロ検出手段 ３２、１０６…粗用砥石シュー
３４、１０８…仕上げ用砥石シュー
３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ、１０６ａ、１０６ｂ、１０８ａ、１０８ｂ…内側傾斜面
３６、１１０…粗用テーパコーン
３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、１１０ａ、１１０ｂ、１１２ａ、１１２ｂ…テーパ部
３８、１１２…仕上げ用テーパコーン ４０、１１４…間隙
４２…凹部 ４４…リング
４６…長孔 ４８、５０…ドローバ
５２…支持部材 ５４…変速歯車
５６、６４、７０…油源 ６０、６８、７４…油圧レギュレータ

Claims (3)

1. 複数のホーニング砥石と、該各ホーニング砥石を支承する本体部と、該本体部に内装され、前記各ホーニング砥石を該本体部の軸方向と交差する径方向に拡縮自在な拡縮手段を備えるホーニング工具ヘッドであって、
   前記拡縮手段は、外側に第１のホーニング砥石が装着される第１の砥石シューと、
   前記第１の砥石シューの内側面に当接し、前記第１の砥石シューを押圧する第１の拡張コーン軸と、
   前記第１のホーニング砥石と同時又は個別に拡縮自在であり、外側に第２のホーニング砥石が装着される第２の砥石シューと、
   前記第２の砥石シューの内側面に当接し、前記第２の砥石シューを押圧すると共に、前記第１の拡張コーン軸の内側に挿入され、前記第１の拡張コーン軸と摺動可能な第２の拡張コーン軸と、
   前記第１の拡張コーン軸と前記第２の拡張コーン軸とを同時又は個別に軸方向に移動させる移動手段とを備え、
   前記第１の拡張コーン軸は長孔を有すると共に、
   前記第２の拡張コーン軸における前記第２の砥石シューの内側面に当接する部分を前記長孔から臨ませた状態で前記第２の砥石シューの内側面に当接させていることを特徴とするホーニング工具ヘッド。
2. 請求項１記載のホーニング工具ヘッドにおいて、
   前記第１の拡張コーン軸に蓋部材が取り付けられることにより前記長孔が形成されていることを特徴とするホーニング工具ヘッド。
3. 請求項１又は２記載のホーニング工具ヘッドと、
   前記移動手段の移動を制御する制御手段とを備えることを特徴とするホーニング工作機械。

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