JPH08192352A - ホーニングツール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホーニング装置によりガラス管やセラミック
ス等の脆性材料からなる管の内周面をクラックなどの内
部欠陥を生じることなく良好な研磨加工を行う。 【構成】 中空のマンドレル１は上軸１４に連結され、
回転かつ上下動可能に支持されている。マンドレル１の
内部には先端が放物面５に形成されて上下動可能なウエ
ッジ４が挿入されている。マンドレル１の先端部には軸
対称にガイド１２とスリット状の穴３とが形成されてい
る。穴３にはガラス管８を研磨する研磨用砥石２とこれ
を接合支持する研磨台６とが挿入されている。研磨台６
は、研磨用砥石２の反対側が放物面５に形成され、下端
部にはマンドレル１の先端内面へ点接触する支持部７が
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスやガラス
管などの脆性材料からなるパイプ状の加工物の内周面を
ホーニング加工により研磨加工するホーニングツールに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、円筒状の内周面加工を行うホーニ
ングツールとしては、例えば特開平４−３７２３５７号
公報記載の発明がある。上記発明は、図４に示すよう
に、ホーニング加工装置に取り付けられる内部が中空の
マンドレル９１と、該マンドレル９１の内部に挿入され
て先端部にテーパ面９２を有するウエッジ９３と、該テ
ーパ面９２と同様なテーパ面９４を有して両テーパ面９
２，９４どうしが接するように設けられた砥石台９５
と、該砥石台９５のテーパ面９４と反対側に貼着された
砥石９６とより構成されている。これは、基本的なホー
ニングツールの構造を利用しつつ小径穴および盲穴の加
工を行うべく、ウエッジ９３のテーパ面９２を砥石台９
５よりもマンドレル９１の基端側（図４中、左方向）に
設けたものである。

【０００３】上記構成の装置は、テーパ面９２を有する
ウエッジ９３を軸方向に前進（図４中、右方向）させる
と、先端側のテーパ面９２と同様なテーパ面９４で接触
しつつ対向して設けられた砥石台９５がその前進量に応
じてウエッジ９３の半径方向に押し出される。すなわ
ち、砥石９６が被加工物（図示省略）の内周面に押しつ
けられるように作用し、これが加工圧力となって研削を
行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、前記従来技
術においては以下のような欠点があった。すなわち、従
来のホーニングツールは、ダイアモンドを砥粒に用いた
砥石により、鋳物やステンレス等の金属である延性材料
の内周面の研削加工を行うツールである。このため、内
周面の加工精度を維持するために、砥石をテーパ面で面
接触させて支えることで強固に支持する構造となってい
る。ところが、従来のホーニングツールでガラスやセラ
ミックス等を研削加工すると、面接触に伴う砥石の支持
剛性が高く、脆性材料に対して強制的な強い力で加工を
行ってしまう。従って、深いクラックが発生して良好な
研削面を得ることが困難となる。

【０００５】また、研削面以上に面粗さの細かい面を得
るために研磨を試みようとすると、砥石の破壊が生じて
良好な研磨面を得ることができない。これは、従来のホ
ーニングツールが砥石を強制的に切り込ませるうえに、
砥石が強固に支持されていることから、あたかも母性原
理に基ずく機械と同様な砥石支持構造となっているため
である。このため、被加工物の加工面に沿いながら圧力
転写に基ずく原理でラッピング加工を行う研磨加工にお
いては、従来のホーニングツールの構造だと大きな力が
砥石に作用してしまい加工面に沿うことが困難である。
従って、砥石強度が研削加工用の砥石に比べて低く設定
されている研磨砥石では破壊が発生しやすく、良好な研
磨面を得ることができない。

【０００６】請求項１の目的は、ホーニング加工装置を
用いてガラスやセラミックス等の脆性材料の内周面研磨
を行うことのできるホーニング加工用のツールを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は本発明を示す概念
図である。１は中空のマンドレルで、このマンドレル１
は上軸１４に連結され、回転かつ上下動可能に支持され
ている。マンドレル１の内部には先端が放物面５に形成
され、マンドレル１に対して上下動可能なウエッジ４が
挿入されている。マンドレル１の先端部には軸対称にガ
イド１２とスリット状の穴３とが形成されている。穴３
にはガラス管８を研磨する研磨用砥石２とこれを接合支
持する研磨台６とが挿入されている。研磨台６は、研磨
用砥石２の反対側が放物面５に形成され、下端部にはマ
ンドレル１の先端内面へ点接触する支持部７が形成され
ている。

【０００８】

【作用】請求項１の作用は、ウエッジ４の先端と砥石台
６との両者が点接触部１３にて点接触で支持され、かつ
砥石台６の下端部も支持部７によって点接触で支えられ
ているため、研磨に伴う加工力に応じて研磨用砥石２が
支持部７もしくは点接触部１３を中心に回動自在に動く
ことができる。

【０００９】研磨加工の際、ウエッジ４が従来のホーニ
ング加工と同様に定速切り込みで下降すると、ウエッジ
４と接触している砥石台６の放物面５を介して研磨用砥
石２が押し出される（図１中、左方向）。この押し出し
力が研磨圧力となって研磨砥石２に作用し、ガラス管８
の内周面を研磨する。このとき、従来のホーニングツー
ルと異なり、砥石台６は点接触でウエッジ４およびマン
ドレル１に支持されているため、研磨用砥石２は両点接
触部分を中心に僅かではあるが回動することができる。
このため、ガラス管８内周面が有する僅かな形状の凹凸
であるうねりに応じて、研磨用砥石２をうねりに倣わせ
て研磨加工を行うことができる。また、研磨の際の加工
抵抗による力が研磨用砥石２に作用しても、上記の構造
であるため、研磨用砥石２が回動して回避することか
ら、研磨用砥石２の破壊が生じず、良好な研磨加工を行
うことができる。

【００１０】

【実施例１】図２は本実施例を示す縦断面図である。本
実施例は、複数の研磨砥石を用いた例である。１はホー
ニング装置の上軸１４に回転可能かつ上下方向に往復動
可能に連結されたホーニングツール本体の中空なマンド
レルである。このマンドレル１の下端外周部には複数の
研磨用砥石２が突出するようにスリット状の穴３が均等
間隔で複数形成されている。マンドレル１の内部にはウ
エッジ４が挿入されており、ウエッジ４の先端部は放物
面５が形成されている。また、ウエッジ４はマンドレル
１と同様にホーニング装置に連結されて運動するととも
に、マンドレル１に対して上下動するように連結されて
いる。

【００１１】ウエッジ４の放物面５には、複数の研磨用
砥石２をそれぞれ接合支持する複数の砥石台６の放物面
５が接触するように配置されている。砥石台６は下端に
設けられた支持部７によりマンドレル１先端内面へ点接
触支持され、マンドレル１先端内面に対して滑るように
被加工物であるガラス管８の半径方向へ移動可能に構成
されている。また、被加工物がガラス管８であるため、
複数の研磨砥石２は酸化セリウムを砥粒に有する固定砥
粒砥石であり、ガラス管８の内周面と接するために加工
面が円筒状に予め創成されている。

【００１２】以上の構成から成る装置は、ガラス管８の
内周面を研磨加工するために、ホーニング装置によりマ
ンドレル１が回転しながら上下方向に往復動する。この
とき、ウエッジ４がマンドレル１に対して下方向に徐々
に低速で下降し、ウエッジ４の放物面５が砥石台６をガ
ラス管８の径方向に押し広げる。この押し広げる力が砥
石台６を介して複数の研磨用砥石２に伝達されて研磨圧
力となり、ガラス管８の内周面が研磨加工される。

【００１３】研磨加工に用いる研磨用砥石２は、酸化セ
リウムを用いた研磨用の砥石であるため、形状創成能力
が低くてガラス管８の表面粗さを向上する程度の除去能
力しか有していない。このため、研磨用砥石２はガラス
管８の内周面を強制的に除去することができず、ウエッ
ジ４と砥石台６との両放物面５の接点を支点として、ガ
ラス管８の内周面を倣うように動作する。すなわち、ウ
エッジ４と砥石台６との両放物面５の接点がレンズの研
磨加工で用いられるカンザシ機構と同等の作用を生じ、
研磨用砥石２をガラス管８の内周面に倣わせることで良
好な研磨加工が行える。

【００１４】本実施例によれば、複数の研磨用砥石を用
いたことで作用砥粒数を多くできるため、短時間で研磨
加工を行うことができる。

【００１５】尚、本実施例ではウエッジ４と砥石台６と
の接触部分をそれぞれ放物面５としたが、本発明はこれ
に限定するものではなく、球面および円錐面に形成する
ことができ、同等の効果を得ることができる。ただし、
球面の場合はウエッジ４の定速切り込み量に対する研磨
用砥石２の押し出し量が大きくなるため、ウエッジ４の
送り込み精度を高くする必要が生じるため、設備精度を
向上させる必要があり、研磨加工としては放物面や円錐
面のほうが好ましい。

【００１６】

【実施例２】図３は本実施例を示す縦断面図である。本
実施例では、前記実施例１における構成と同様な構成部
分には同一番号を付してその説明を省略する。本実施例
は、ウエッジ４が一般的なホーニング装置と同様な構造
を有し、砥石台６とウエッジ４との接触点、およびマン
ドレル１先端内面と砥石台６下端との接触点に鋼球を介
して研磨用砥石２を支持する例である。

【００１７】ウエッジ４の先端部には従来のホーニング
ツールと同様にテーパー面９が形成されている。このテ
ーパー面９には、球形状の鋼球１１が砥石台６に形成さ
れた凹部との間で挟まれるように設けられている。砥石
台６は下端に設けられた支持部７によりマンドレル１へ
点接触支持されている。支持部７は球状の鋼球などから
成り、マンドレル１に対して容易に滑るように構成され
ている。マンドレル１の研磨用砥石２を設けた側の反対
側にはガラス管８の内周面と接する突起状のガイド１２
が形成されている。

【００１８】以上の構成から成る装置は、前記実施例１
と同様に、ウエッジ４の下降により研磨用砥石２が押し
出されてガラス管８の内周面を研磨加工する。このと
き、研磨砥石２を押し出す力が鋼球１１の転がり摩擦に
よって伝達されているため、ガラス管８の内周面形状に
対する研磨用砥石２の倣い運動がより小さな力で作用す
ることになる。

【００１９】本実施例によれば、研磨用砥石が被加工物
の内周面形状に追従し易くなるため、クラック等の内部
欠陥が少ない良好な研磨加工を行うことができる。

【００２０】尚、本実施例では小径の穴加工も行えるよ
うに研磨用砥石２を１つのみ設け、その反対側に突起状
のガイド１２を設けて構成したが、前記実施例１と同様
に複数の研磨用砥石を配置しても良い。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の効果は、ホーニング装置によ
りガラス管やセラミックス等の脆性材料からなる管の内
周面をクラックなどの内部欠陥を生じることなく良好な
研磨加工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を示す概念図である。

【図２】実施例１を示す縦断面図である。

【図３】実施例２を示す縦断面図である。

【図４】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ マンドレル ２ 研磨用砥石 ３ 穴 ４ ウエッジ ５ 放物面 ６ 砥石台 ７ 支持部 ８ ガラス管 １２ ガイド １３ 点接触部 １４ 上軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の内周面加工を行うホーニング装
   置で用いるホーニングツールにおいて、ホーニング装置
   の主軸に連結されて中空に形成されたマンドレルと、マ
   ンドレルの内部に上下動可能に挿入されたウエッジと、
   マンドレルの先端内部に挿入されて研磨加工用の砥石を
   固着保持する砥石台とから成り、該砥石台はマンドレル
   先端内面およびウエッジに点接触していることを特徴と
   するホーニングツール。