JP2869623B2 - ホーニング治具および自動ホーニング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はホーニング治具お
よび自動ホーニング装置に関し、さらに詳細には、フロ
ーティング構造により工作物を三次元方向へ揺動可能に
保持するとともに、工作物の搬入および搬出を自動的に
行う構造を備えたホーニング加工技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒工作物（以下、ワークと称する）の
内周面のホーニング加工においては、一般に、ホーニン
グツールとワークを相対的に浮動の状態におき、ホーニ
ングツールに回転と往復運動を与えるとともに、ホーニ
ングツールの砥石を拡張機構により拡張させながら、ワ
ーク内周面に精密仕上げを行う。

【０００３】小寸法で軽量のワーク、例えば図１８に示
すような薄肉円筒形状のワークＷに対するホーニング加
工においては、ワークＷの方を浮動状態におくのが一般
的である。この目的のために用いられる従来のホーニン
グ治具の一例が、図１９〜図２１に示されている。

【０００４】この治具は自動ホーニング加工用のもので
あって、治具ベースａ上に起立状に設けられた支柱ｂ，
ｂに、中間リングｃがＸ−Ｘクロスピンｄ，ｄを介して
揺動可能に支持され、この中間リングｃに、ワークＷを
固定保持するワークホルダｅがＹ−Ｙクロスピンｆ，ｆ
を介して揺動可能に支持されている。このワークホルダ
ｅは、その中央部に、ワークＷを収容保持する収容部ｇ
を備えるとともに、この収容部ｇの上部には、ワーク固
定用の固定キャップｈが着脱可能に螺合されてなる。

【０００５】そして、固定キャップｈを取り外して、ワ
ークＷを上記収容部ｇに収納した後、再び固定キャップ
ｈを螺合させることにより、ワークＷはその上下端面を
上下方向へ締付け固定されて、ワークホルダｅと一体化
され、このワークＷの内周面Ｗａに対して、上側から図
外のホーニングツールによるホーニング加工が行われ
る。

【０００６】この場合、ワークホルダｅは、直交する二
つのクロスピンｄ，ｆにより３次元方向へ揺動可能とさ
れ、ワークＷは上記ホーニングツールの動きに追随して
精密なホーニング加工が確保され得る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな保持構造では以下に列挙するような種々の問題があ
り、さらなる改良が要望されていた。

【０００８】(1) ワークＷ自体が横方向に出っ張り部分
等の全くない単純な円筒形状で、回り止めがないことか
ら、このワークＷの保持固定（上下方向および回転方向
の固定）は、専ら固定キャップｈの螺合によるワーク上
下端面の締付け固定によりなされている。ところが、こ
のような上下方向の締付けのみによる固定方法では、特
にワークＷの回り止め作用が不十分で、ホーニングツー
ルの回転力の大きさによっては、ワークＷ自体がワーク
ホルダｅの収容部ｇ内で、その軸線まわりに回ってしま
うこともあり、高精度なホーニング加工を期待できない
ことになる。

【０００９】(2) このようなワークＷの回転を防止する
ためには、固定キャップｈによる螺合力（締付け力）を
大きくすることも考えられが、図１８に示すような薄肉
円筒形状のワークＷでは、この強い締付け力によって、
ワークＷ自体に歪みを生じてしまう危険がある。

【００１０】(3) ホーニング加工の完全自動化を実現す
るためには、上記固定キャップｈの着脱作業も機械的に
自動で行う必要があるところ、このような固定キャップ
ｈの自動着脱装置は構造が大変複雑で大がかりなものと
なってしまい、装置コストの高騰をも招くことになる。
しかも、このような自動着脱装置には、ワークＷ自体の
形状保持の観点等から、固定キャップｈの締付力に対す
るトルク管理が必然的に要求されることとなり、この点
からも装置コストの上昇を招く。

【００１１】したがって、このような従来のホーニング
治具を採用した自動ホーニング装置においては、ワーク
Ｗのホーニング治具に対する取付け取外しが相変わらず
手作業で行われているのが実情であり、未だ完全自動化
は実現していない。

【００１２】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、円筒形状
のワークについて、その肉厚の如何にかかわらず、ワー
クの着脱が簡単な装置により自動化することが可能な構
造を備えたホーニング治具を提供することにある。

【００１３】さらに本発明は、このホーニング治具を備
えて完全自動化がなされた自動ホーニング装置を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のホーニング治具は、円筒状のワークを保持
して、自動ホーニング装置のワーク搬送装置により搬送
されるものであって、このワーク搬送装置の搬送路上に
移動可能に載置される治具ベースと、この治具ベースに
三次元方向へ揺動可能に設けられた揺動体と、この揺動
体に設けられたワークホルダとを備えてなり、このワー
クホルダは、ワークの外周面全周を着脱可能にチャッキ
ング支持する円筒チャッキング面を有する締付けスプリ
ング手段を備え、この締付けスプリング手段は、前記円
筒チャッキング面を内径部に有する円筒状のコイルスプ
リングと、このコイルスプリングを巻回方向へ変形させ
て前記円筒チャッキング面を拡縮動作させる開閉部とを
備えてなることを特徴とする。

【００１５】好適には、前記コイルスプリングは、その
巻回基端部が固定側に接続されるとともに、その巻回先
端部が前記開閉部に接続されてなり、この開閉部による
コイルスプリングの巻回方向への変形動作により、前記
円筒チャッキング面が拡縮するように構成されている。

【００１６】また、本発明の自動ホーニング装置は、前
記ホーニング治具を備えるものであって、さらに、この
ホーニング治具をホーニング加工部に沿って搬送し位置
決めするワーク搬送装置と、このワーク搬送部のワーク
搬入、搬出位置に配置されて、前記ホーニング治具の締
付けスプリング手段を拡縮動作させるチャック開閉装置
と、前記ワーク搬送部のワーク搬入、搬出位置に配置さ
れて、前記ホーニング治具に対してワークを搬入、搬出
するワーク搬入出装置と、前記ワーク搬送部のホーニン
グ加工位置に配置されて、前記ワーク搬送装置により搬
送されるワークにホーニング加工を施す少なくとも一つ
のホーニング盤と、前記ワーク搬送部の計測位置に配置
されて、ワークの加工径を計測する少なくとも一つの計
測装置と、前記ワーク搬送装置、チャック開閉装置、ワ
ーク搬入出装置、ホーニング盤および計測装置を相互に
連動して自動制御する制御装置とを備えてなることを特
徴とする。

【００１７】好適には、前記チャック開閉装置は、水平
方向へ往復直線運動して、前記ホーニング治具の締付け
スプリング手段の操作部材に係脱可能に係合する開閉ロ
ッドと、この開閉ロッドを往復動作させる往復シリンダ
とを備えてなり、前記ホーニング治具の開閉部の操作部
材は、前記開閉リング部材から水平方向外方へ突出した
操作レバーの形態とされ、前記開閉ロッドにより前記操
作レバーが回動されて、前記開閉リング部材が回転操作
される。

【００１８】本発明のホーニング治具を用いた自動ホー
ニング装置においては、制御装置の自動制御プログラム
に従って、以下の一連の加工工程が相互に連動して実行
される。

【００１９】まず、ワーク搬送部の工作物搬入、搬出位
置において、ワーク搬入出装置が、ワークをワーク搬送
装置のホーニング治具にセットした後、ワーク搬送装置
が、このワークのセットされたホーニング治具を、ホー
ニング位置まで搬送して、ホーニング盤による所定のホ
ーニング加工が施される。このホーニング加工におい
て、ワークは、ホーニング治具により三次元方向へ揺動
可能に保持されているため、ホーニング盤のホーニング
ツールの動きに円滑に追随して、精密なホーニング加工
が保証される。ホーニング加工が完了すると、ワーク搬
送装置が、再びワークをワーク搬送部の工作物搬入、搬
出位置まで搬送し、ワーク搬入出装置が、このワークを
ホーニング治具から取り出す。

【００２０】なお、ホーニング加工後のワークについて
は、順次計測装置がそのワーク加工径を計測し、その計
測結果は、ワークの良否判定に利用されるとともに、ホ
ーニング盤の制御部へフィードバックされて次のホーニ
ング加工を制御する。

【００２１】また、上記工作物搬入、搬出位置におい
て、ワーク搬入出装置によるワークのホーニング治具へ
のセットに際しては、まず、チャック開閉装置がホーニ
ング治具の締付けスプリング手段を操作して、その円筒
チャッキング面を拡開させ，この拡開状態で、ワーク搬
入出装置がワークをホーニング治具にセットした後、再
びチャック開閉装置が締付けスプリング手段を操作し
て、その円筒チャッキング面を縮閉させ、ワークの外周
面全周をチャッキング支持する。

【００２２】このように、締付けスプリング手段がワー
クの外周面全周をチャッキング支持する構成にあって
は、上述したような具体的かつ好適なチャッキング構造
を採用することができ、従来の固定キャップによる固定
支持構造に比較して、その自動化のための機械構造が簡
素かつ小型にでき、ワークに対するチャッキング力の設
定管理も格段に容易となる。

【００２３】また、締付けスプリング手段のコイルスプ
リング内径部の円筒チャッキング面により、ワークの外
周面全周をチャッキング支持することにより、円筒状の
ワークについて、その肉厚の如何にかかわらず、その保
持固定特に回転方向の固定が確実であり、ワーク自体に
歪みを生じることもない。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００２５】実施形態１ 本発明に係るホーニング治具が図１ないし図３に示され
ており、このホーニング治具Ｊは、具体的には図１０に
示す自動ホーニング装置に装備されるものである。この
自動ホーニング装置は、図１８に示すような薄肉円筒状
のワークＷの内周面Ｗａをホーニング加工するものであ
って、ワーク搬送装置１、パーツフィーダ２、ワーク搬
入出ロボット（ワーク搬入出装置）３、チャック開閉装
置４、下穴検出装置（計測装置）５、第１加工用ホーニ
ング盤６、第１計測装置（計測装置）７、第２加工用ホ
ーニング盤８、第２計測装置（計測装置）９、ワーク選
別装置１０および制御装置１１を主要部として構成され
ている。これら各構成装置については後述する。

【００２６】ホーニング治具Ｊは、上記ワークＷを保持
して、上記ワーク搬送装置１により搬送されるものであ
って、図示のごとく、治具ベース１５、揺動体１６およ
びワークホルダ１７を主要部として構成されている。

【００２７】治具ベース１５は、図１に示すような平面
略正方形状とされ、ワーク搬送装置１の搬送路２０上に
移動可能に載置される。治具ベース１５の各辺中央部に
は係止凹部（係止部）１５ａ〜１５ｄがそれぞれが設け
られており、対向する一対の係止凹部１５ａ，１５ｂま
たは１５ｃ，１５ｄが、それぞれ上記ワーク搬送装置１
の位置決め装置２１と弾発的に係止する。

【００２８】すなわち、この位置決め装置２１は、具体
的には図１に示すように、係止ボール２１ａと弾発スプ
リング２１ｂからなるボールプランジャの形態で、ワー
ク搬送装置１の搬送路２０に設けられている。位置決め
装置２１は、上記下穴検出装置５の検出位置、各ホーニ
ング盤６，８の加工位置、および計測装置７，９の計測
位置において、上記搬送路２０における案内溝２０ａの
両側壁部２０ｂ，２０ｂにそれぞれ対向状に左右一対設
けられている。そして、これら各位置決め装置２１，２
１の係止ボール２１ａ，２１ａが、上記治具ベース１５
の係止凹部１５ａ，１５ｂまたは１５ｃ，１５ｄに弾発
的に係止して、ホーニング治具Ｊを位置決め固定する。

【００２９】揺動体１６は、治具ベース１５に三次元方
向へ揺動可能に設けられるものであって、第１揺動部３
０と第２揺動部３１とからなる。

【００３０】第１揺動部３０は、中央部分に円筒状の収
納空間３２が設けられた環状のもので、上記治具ベース
１５の一対の支持柱３３，３３にＸ−クロスピン３４，
３４を介して吊持状にかつ揺動可能に設けられている。
また、第２揺動部３１は短円柱状のもので、第１揺動部
３０の収納空間３２に、Ｙ−クロスピン３５，３５を介
して吊持状にかつ揺動可能に設けられている。

【００３１】これらＹ−クロスピン３５，３５は、上記
Ｘ−クロスピン３４，３４と直交するように配置されて
おり、これにより、第２揺動部３１は、Ｘ−クロスピン
３４，３４の動き（Ｘ−Ｘ軸回りの回転）に、Ｙ−クロ
スピン３５，３５の動き（Ｙ−Ｙ軸回りの回転）が加わ
って、三次元方向へ揺動可能とされている。

【００３２】さらに、上記Ｘ−クロスピン３４は、図２
に示すように、その外端部が支持柱３３に取付け固定さ
れるとともに、その内端部が、その軸方向への移動を許
容するラジアル軸受３６を介して、第１揺動部３０に軸
支されている。一方、上記Ｙ−クロスピン３５は、図３
に示すように、その外端部が第１揺動部３０に取付け固
定されるとともに、その内端部が、その軸方向への移動
を許容するラジアル軸受３７を介して、第２揺動部３１
に軸支されている。

【００３３】しかして、第２揺動部３１は、上述した三
次元方向への揺動に加えて、上記Ｘ−クロスピン３４お
よびＹ−クロスピン３５の軸方向、つまり、Ｘ−Ｘ軸方
向およびＹ−Ｙ軸方向へもそれぞれ水平移動可能とされ
ている。これら水平方向の許容移動量は、例えば、各ク
ロスピン３４，３５部分における、支持柱３３と第１揺
動部３０およびこの第１揺動部３０と第２揺動部３１の
間の間隙寸法により設定されている。あるいは、この目
的のため、その他の適宜の移動量規制手段が特別に設け
られてもよい。

【００３４】また、このようなラジアル軸受３６，３７
の使用により、第２揺動部３１さらにはここに取り付け
られるワークホルダ１７の動きが軽くなるとともに、Ｘ
−Ｘ軸回りとＹ−Ｙ軸回りの揺動性（回転抵抗）がほぼ
均一となる。この結果、後述するように、ホーニングツ
ール８０に対する良好かつ均一な追従性が確保されて、
加工精度差の発生が防止されるとともに、高精度なホー
ニング加工を確保することができる。

【００３５】なお、上記ラジアル軸受３６，３７として
は、図示のものにおいてはブッシュ（含油軸受またはテ
フロンコーティングブッシュを含む）が用いられている
が、ボール軸受などのより円滑な動きを担保する軸受構
造を採用してもよい。

【００３６】ワークホルダ１７はワークＷを位置決め保
持するもので、第２揺動部３１の中央部に設けられてい
る。このワークホルダ１７は、図４ないし図６に示すよ
うに、保持ベース４０と締付けスプリング機構（締付け
スプリング手段）４１を主要部として備えてなる。

【００３７】保持ベース４０はワークＷを収納保持する
もので、図７および図８に示すような円筒外周面を有す
る形状とされ、上記第２揺動部３１の中央部に、その軸
心まわりに回転可能に支持されている。４２はワークホ
ルダ１７全体の重量バランスをとるためのバランサを示
し、このバランサ４２は第２揺動部３１に一体的に固定
されて、上記保持ベース４０およびコイルスプリング４
５の支持部材としても機能する。

【００３８】上記保持ベース４０とバランサ４２の中央
部には、ワークＷを収納するワーク収納部４３が設けら
れている。このワーク収納部４３は、具体的には図６に
示すように、両部材４０，４２の中央部にそれぞれ連続
してかつ同心状に設けられた円筒穴から構成されてお
り、その上部および下部円筒内周面４３ａ，４３ｂがワ
ークＷの外径寸法よりも若干大きなほぼ同一内径寸法を
有するとともに、その中間部４３ｃがこれら両円筒内周
面４３ａ，４３ｂよりも大径とされてスプリング収納部
が形成されている。また、ワーク収納部４３の下部４３
ｂの下端には、係止肩部４３ｄが設けられて、ワークＷ
の軸方向位置を規定する位置決め部を形成している。

【００３９】締付けスプリング機構４１は、ワークＷを
着脱可能にチャッキング支持するもので、上記ワーク収
納部４３に同軸状に配置されるとともに、上記保持ベー
ス４０と協働する構成とされている。

【００４０】この締付けスプリング機構４１は、具体的
には、ワークＷの外周面全周を着脱可能にチャッキング
支持するコイルスプリング４５と、このコイルスプリン
グ４５拡縮動作させる開閉部４６とを備えてなる。

【００４１】上記コイルスプリング４５は、図６および
図７に示すような円筒状のもので、より具体的には、断
面矩形状の線材が軸方向に密接した状態で円筒状に巻回
されてなり、この線材の螺旋状内径面から形成される円
筒内径面４７が、ワークＷの外周面全周に面接触する円
筒チャッキング面とされている。また、コイルスプリン
グ４５の巻回基端部４５ａおよび巻回先端部４５ｂは、
それぞれコイルスプリング４５の円筒外周面の同一接線
方向へ延びて設けられている。

【００４２】コイルスプリング４５は、上記ワーク収納
部４３のスプリング収納部４３ｃに下側から収納され
て、その円筒チャッキング面４７とワーク収納部４３の
円筒内周面４３ａ，４３ｂが同軸状に配置されている。

【００４３】前記コイルスプリング４５の巻回構成は、
その円筒チャッキング面４７がワークＷの外周面Ｗｂ全
周を着脱可能にチャッキング支持し得るように設定され
ている。具体的には、円筒チャッキング面４７の拡開状
態（開放状態）において、ワークＷの上下方向への着脱
が円滑になされること、円筒チャッキング面４７の縮閉
状態（チャッキング状態）において、コイルスプリング
４５の締付力により薄肉のワークＷに歪みが生じないこ
と、および、同じく円筒チャッキング面４７のチャッキ
ング状態において、ホーニング加工時のホーニング回転
力によりワークＷがその軸線まわりに回転されないこと
等の基本条件を考慮して、円筒チャッキング面４７の内
径寸法が設定される。

【００４４】また、コイルスプリング４５の巻回方向
は、ホーニングツール８０の回転により、その円筒チャ
ッキング面４７の内径寸法が縮閉するように設定されて
いる。つまり、コイルスプリング４５の巻回方向は、図
９(a) の理論構成図において、その巻回基端部４５ａを
起点として、ホーニングツール８０の回転方向と同じ時
計方向とされている。これにより、ホーニング加工中の
ホーニングツール８０の回転力が、ワークＷさらにはコ
イルスプリング４５に作用すると、コイルスプリング４
５が縮閉動作して、ホーニングツール８０の回転力に応
じた締付力（コイルスプリング４５自体の持つ締付力よ
りも大きな力）をもってワークＷをクランプすることと
なる。

【００４５】図示のものにおいては、コイルスプリング
４５が常態（つまり最大縮閉状態）にあるとき、その円
筒チャッキング面４７の径寸法がワークＷの外周面Ｗｂ
の径寸法よりも小さく、コイルスプリング４５が後述す
る開閉部４６により拡開された状態において、その円筒
チャッキング面４７の径寸法がワークＷの外周面の径寸
法よりも大きく、かつ上記ワーク収納部４０の円筒内周
面４３ａ，４３ｂの径寸法とほぼ同じになるように設定
されている。また、これら径寸法の大小の程度（範囲）
は、上述した基本条件を満たすように設定されることは
もちろんである。

【００４６】上記コイルスプリング４５は、上記リング
収納部４３ｃに収納された状態において、その巻回基端
部４５ａが固定側の第２揺動部３１に接続されるととも
に、その巻回先端部４５ｂが回転側の保持ベース４０に
接続されている。

【００４７】具体的には、上記保持ベース４０にスプリ
ング係止溝５０が設けられており、このスプリング係止
溝５０は、図８(a) の底面図に示すように、上記スプリ
ング収納部４３ｃの円筒内周面に対して接線方向へ伸び
る直線溝とされるとともに、その深さ寸法は、図８(b),
(c) に示すように、スプリング収納部４３ｃの軸方向の
長さと等しく設定されている。また、固定側の第２揺動
部３１には、スプリング係止溝５１が上記スプリング係
止溝５０に連続して設けられるとともに、その外端近傍
には係止孔５２が設けられている。

【００４８】そして、上記コイルスプリング４５の巻回
基端部４５ａは、上記両スプリング係止溝５０，５１に
挿入係止されるとともに、その屈曲された先端部が上記
係止孔５２に挿入係止され、一方、上記巻回先端部４５
ｂは上記スプリング係止溝５０に挿入係止されている。
これにより、コイルスプリング４５は、開閉部４６によ
る第２揺動部３１と保持ベース４０の相対的な回転によ
り、後述する拡縮動作が行われる。

【００４９】開閉部４６は、コイルスプリング４５を拡
縮動作させるもので、開閉リング部材５５、操作部材５
６および復帰スプリング５７を主要部として備えてな
る。

【００５０】開閉リング部材５５は、第２揺動部３１か
ら上方へ突出した上記保持ベース４０の上半部に一体的
に固定されている。これにより、開閉リング部材５５は
保持ベース４０と共に、第２揺動部３１に対して、上記
コイルスプリング４５の軸線まわりに自由回転可能に軸
支されている。

【００５１】操作部材５６は、開閉リング部材５５を回
転操作するもので、この開閉リング部材５５から水平方
向外方へ突出した操作レバーの形態とされ、後述するチ
ャック開閉装置４により回動操作される。なお、図示の
ものにおいては、図１に示すように、開閉リング部材５
５の一直径線方向へ延びる一対の操作レバー５６，５６
を備え、ホーニンク治具Ｊのワーク搬送装置１上におけ
る配置の方向性に自由度が与えられている。

【００５２】復帰スプリング５７は、開閉リング部材５
５を回転方向に弾発的に付勢するもので、その一端５７
ａが第２揺動部３１上の支持ピン５８に係止されるとと
もに、その他端５７ｂが上記操作レバー５５に係止され
ている。図示例においては、上記開閉リング部材５５
が、コイルスプリング４５の縮閉方向（常態位置方向）
へ弾発的に付勢されている。また、図示しないが、この
開閉リング部材５５の回転角度範囲を規定する規制構造
を備えており、上記コイルスプリング４５の過度の拡縮
動作により、その弾発付勢力が劣化するのが防止されて
いる。

【００５３】しかして、締付けスプリング機構４１は、
後述するチャック開閉装置４によって次のように拡縮動
作される。

【００５４】 開閉部４６の操作レバー５６が、チャ
ック開閉装置４により、復帰スプリング５７の付勢力
（およびコイルスプリング４５の弾性力）に抗してチャ
ッキング解除方向（スプリング拡開方向）Ａへ回動され
ると、開閉リング部材５５およびこれと一体となった保
持ベース４０も、第２揺動部３１に対して上記チャッキ
ング解除方向Ａへ回転することとなる。これにより、コ
イルスプリング４５が拡開動作して、その円筒チャッキ
ング面４７が拡開される（図９(b) の二点鎖線参照) 。

【００５５】この拡開状態において、コイルスプリング
４５の円筒チャッキング面４７の径寸法は、前述したよ
うに、上記ワーク収納部４０の円筒内周面４３ａ，４３
ｂの径寸法とほぼ同じとなり（つまりワークＷの外周面
の径寸法よりも大きくなり）、ワーク収納部４３に対す
るワークＷの挿脱が可能となる。

【００５６】 チャック開閉装置４により上記操作レ
バー５６に加えられた力が解除されると、復帰スプリン
グ５７の付勢力（およびコイルスプリング４５の弾性
力）により、操作レバー５６、開閉リング部材５５およ
び保持ベース４０が、第２揺動部３１に対してチャッキ
ング方向Ｂ（スプリング縮閉方向）へ回動復帰されるこ
ととなり、これに伴って、コイルスプリング４５も常態
位置へ回転復帰して、その円筒チャッキング面４７が縮
閉される。

【００５７】この場合、ワーク収納部４３にワークＷが
収納されていると、コイルスプリング４５はワークＷを
締付けていき、その円筒チャッキング面４７がワークＷ
の外周面Ｗｂに密接状に沿ったところで、その回転復帰
動作（戻り）を止める（図９(b) の実線参照) 。

【００５８】これにより、ワークＷは、その外周面Ｗｂ
をコイルスプリング４５の円筒チャッキング面４７によ
り面接触状態でチャッキング保持される。この場合のチ
ャッキング力は、前述したコイルスプリング４５の常態
にあるときの円筒チャッキング面４７の径寸法と、ワー
クＷの外周面Ｗｂの径寸法との差に対応する。

【００５９】続いて、以上のように構成されたホーニン
グ治具Ｊを備える自動ホーニング装置の前述した他の構
成装置について、図１０ないし図１６を参照して説明す
る。

【００６０】Ａ．ワーク搬送装置１：ワーク搬送装置１
は、上記ホーニング治具Ｊを一連のホーニング工程に従
って搬送するもので、ホーニング治具Ｊの搬送経路を構
成する前記搬送路２０、この搬送路２０に沿ってホーニ
ング治具Ｊを搬送するワーク搬送手段６０、およびホー
ニング治具Ｊを所定位置に位置決めする前記位置決め装
置２１を主要部として備えてなる。

【００６１】搬送路２０は、図１０に示すように、チャ
ック開閉装置４に対応したワーク搬入出位置Ｐから始ま
って、下穴検出装置５、第１加工用ホーニング盤６、第
１計測装置７、第２加工用ホーニング盤８および第２計
測装置９を経た後、再び上記ワーク搬入出位置Ｐへ戻る
矩形ループ状に形成されている。

【００６２】また、この搬送路２０は図１に示すよう
に、ホーニング治具Ｊを案内する案内溝２０ａを備えて
なる案内レールの形態とされるとともに、その経路途中
箇所には、上記ホーニング治具Ｊを位置決めするための
位置決め装置がそれぞれ設けられている。

【００６３】すなわち、上記案内レール２０の経路直線
部分である、下穴検出装置５の検出位置、各ホーニング
盤６，８の加工位置および第１計測装置７の計測位置に
あっては、図１に示すように、その両側壁部２０ｂ，２
０ｂに、前述した位置決め装置２１がそれぞれ設けられ
ている。

【００６４】また、上記案内レール２０の経路曲折部分
である、チャック開閉装置４の開閉操作位置つまりワー
ク搬入出位置Ｐおよび第２計測装置９の計測位置にあっ
ては、図１１に示すように、一対の昇降ストッパ２２
ａ，２２ｂを備える位置決め装置２２がそれぞれ設けら
れている。これら昇降ストッパ２２ａ，２２ｂは、その
具体的な構成は図示しないが、案内レール２０の案内溝
２０ａ内において昇降可能に設けられるとともに、弾発
スプリング（図示省略）によって常時上昇方向へ付勢さ
れている。そして、ホーニング治具Ｊが上記所定位置に
あるとき、上流側昇降ストッパ２２ａと上流側昇降スト
ッパ２２ｂが、図示のごとく、治具ベース１５の側部を
それぞれ係止保持して、案内レール２０の側壁部２０
ｂ，２０ｂと共にホーニング治具Ｊを位置決めする。一
方、ホーニング治具Ｊがこれらストッパ２２ａ，２２ｂ
上を通過する際には、治具ベース１５との係合により両
昇降ストッパ２２ａ，２２ｂがそれぞれ弾発的に降下さ
れて、ホーニング治具Ｊの通過を許容する構造とされて
いる。

【００６５】ワーク搬送手段６０は、矢符(1) のごと
く、ホーニング治具Ｊをワーク搬入出位置Ｐから、ホー
ニング加工部の入口つまり下穴検出装置５の検出位置Ｐ
₁ を経て、出口Ｐ₂ まで搬送するトランスファ装置６０
ａ、矢符(2) のごとく、出口Ｐ₂ から第１待機位置Ｑま
で搬送する搬出装置６０ｂ、矢符(3) のごとく、第１待
機位置Ｑから第２待機位置Ｒまで搬送する帰還装置６０
ｃ、および矢符（4)のごとく、ホーニング治具Ｊを第２
待機位置Ｒから上記ワーク搬入出位置Ｐまで搬送する搬
入装置６０ｄから構成され、これら各装置６０ａ〜６０
ｄはいずれも油圧シリンダからなる。

【００６６】トランスファ装置６０ａは、複数（図示例
では５つ）のホーニング治具Ｊ，Ｊ，…を、上記チャッ
ク開閉装置４、下穴検出装置５、第１加工用ホーニング
盤６、第１計測装置７、第２加工用ホーニング盤８、お
よび第２計測装置９つまりホーニング加工部の出口Ｐ₂
まで、順次連続してタクト送りするように駆動制御され
る。その他の装置６０ａ，６０ｃ，６０ｄは、各ホーニ
ング治具Ｊを一つずつ搬送するように駆動制御される。
なお、ワーク搬送手段６０の各構成装置６０ａ〜６０ｄ
は、上述した油圧シリンダに替えてエアシリンダから構
成されてもよい。

【００６７】Ｂ．パーツフィーダ２：パーツフィーダ２
は、ワークＷをワーク搬入出ロボット３の受取り位置Ｓ
まで供給するもので、具体的には、ワークＷ，Ｗ，…の
方向を変換する方向変換装置２ａ、ワークＷ，Ｗ，…を
分離する分離装置２ｂ、およびワークＷの姿勢を所定の
姿勢に整える姿勢変換装置２ｃを備える。しかして、パ
ーツフィーダ２に投入されたワークＷ，Ｗ，…は、これ
ら各装置２ａ〜２ｂにより、その方向を変換されるとと
もに分離されて、順次連続して受取り位置Ｃまで搬送さ
れ、ここでその姿勢を整えられて、ワーク搬入出ロボッ
ト３を待機する。

【００６８】Ｃ．ワーク搬入出ロボット３：ワーク搬入
出ロボット３は、上記ホーニング治具Ｊに対してワーク
Ｗを搬入・搬出するもので、ワーク搬送装置１のワーク
搬入出位置Ｐに対応して配置されている。このワーク搬
入出ロボット３は、図１３に示すように、装置本体６５
とワークチャック６６から構成されている。

【００６９】装置本体６５は、その基端部が揺動可能に
枢支された揺動アームの形態とされ、図示しない駆動源
により、水平方向９０°の範囲で往復揺動可能とされて
いる。

【００７０】図示のものにおいては、図１０に示すよう
に、二本の揺動アーム６５，６５が水平方向に９０°の
角度をもって一体に配置されており、左側の揺動アーム
６５は、ワーク供給部つまりパーツフィーダ２の受取り
位置Ｓと、ワーク搬送装置１のワーク搬入出位置Ｐとの
間で、また、右側の揺動アーム６５は、ワーク搬入出位
置Ｐとワーク選別装置１０の受取り位置Ｕとの間で、そ
れぞれ往復揺動可能とされる。

【００７１】ワークチャック６６は具体的にはコレット
チャックの形態で、上記揺動アーム６５の先端部に垂直
下向きに設けられており、揺動アーム６５内に配置され
た図示しない駆動源により、垂直上下方向へ昇降可能と
されている。そして、ワークチャック６６の先端チャッ
ク部６６ａは、その縮閉時においてワークＷの被加工穴
である内周面Ｗａ内に挿入可能とされるとともに、その
拡開時において内周面Ｗａを内側からチャッキングする
ように構成されている。

【００７２】しかして、ワーク搬入出ロボット３のワー
クチャック６６は、上記各位置Ｓ，Ｐ，Ｕで昇降動作お
よび拡縮動作して、ワークＷを着脱するとともに、これ
ら各位置Ｓ，Ｐ，Ｕ間でワークＷをチャッキング支持し
たまま水平方向へ搬送して、ワークＷの搬入および搬出
を同時に行う。つまり、右側の揺動アーム６５が、ワー
ク搬入出位置Ｐのホーニング治具Ｊからワーク選別装置
１０の受取り位置Ｕへ加工後のワークＷを搬出し、これ
と同時に、左側の揺動アーム６５が、パーツフィーダ２
の受取り位置Ｓから上記ホーニング治具Ｊに加工前のワ
ークＷを搬入する。

【００７３】Ｄ．チャック開閉装置４：チャック開閉装
置４は、ホーニング治具Ｊの締付けスプリング機構４１
を開閉動作させて、ワーク搬入出ロボット３によるワー
クＷの搬入出動作を補助するものであり、ワーク搬送装
置１のワーク搬入出位置Ｐに対応して配置されている。
このチャック開閉装置４は、図１１および図１２に示す
ように、開閉ロッド７０と往復シリンダ７１を主要部と
して備えてなる。

【００７４】開閉ロッド７０は、装置本体７５の上面部
に設けられた移動体としてのシリンダ本体７６に取付け
固定されている。具体的には、ガイドロッドとしてのピ
ストンロッド７７が、装置本体７５の上に水平方向へ延
びて架設支持され、このピストンロッド７７上を、上記
シリンダ本体７６が摺動可能とされている。上記開閉ロ
ッド７０は、このシリンダ本体７６に取付本体７８を介
して取り付けられており、これにより上記ピストンロッ
ド７７に沿って水平方向へ往復直線運動する構成とされ
ている。

【００７５】また、この開閉ロッド７０とホーニング治
具Ｊとの高さ配置関係は、図１２に示すように、ワーク
搬入位置Ｐにホーニング治具Ｊがあるとき、上記開閉ロ
ッド７０の先端押圧部７０ａの移動経路上に、上記締付
けスプリング機構４１の操作レバー５６が位置するよう
に設定されている。またこの場合において、開閉ロッド
７０が後退位置にあるとき、図１１および図１２に実線
で示されるように、その先端押圧部７０ａが、上記操作
レバー５６から離隔しており、開閉ロッド７０が前進位
置にあるとき、同図における二点鎖線で示されるよう
に、上記先端押圧部７０ａが上記操作レバー５６を押圧
して、スプリング拡開位置へ回動させるように構成され
ている。

【００７６】往復シリンダ７１は上記開閉ロッド７０を
往復動作させるもので、具体的には、油圧シリンダまた
はエアシリンダから構成されており、そのシリンダ本体
７６のピストンロッド７７に沿った往復移動により、開
閉ロッド７０が前後水平方向へ往復直線運動する。した
がって、開閉ロッド７０の上記移動ストロークＬは、上
記シリンダ本体７６の往復ストロークにより決定され
る。

【００７７】しかして、ホーニング治具Ｊがワーク搬入
位置Ｐにあるとき、上記チャック開閉装置４の開閉ロッ
ド７０の前進動作により、上記操作レバー５６がスプリ
ング拡開方向へ回動されて、円筒チャッキング面４７が
拡開動作され、一方、上記開閉ロッド７０の後退動作に
より、上記操作レバー５６がスプリング縮閉方向へ回動
復帰されて、円筒チャッキング面４７が縮閉動作（チャ
ッキング動作）される。

【００７８】Ｅ．ホーニング盤６，８：第１および第２
加工用のホーニング盤６，８は、具体的には図１４に示
すような立形のもので、前者が荒加工用のもの、後者が
仕上加工用のものである。これらホーニング盤６，８は
従来周知の構造を備え、例えば、先端にホーニングツー
ル８０を備える回転主軸８１、主軸回転駆動部８２、主
軸往復駆動部８３、砥石駆動部８４および制御部８５な
どを主要部として備えてなる。８６は電源を示す。

【００７９】ホーニングツール（いわゆるホーニングマ
ンドレルないしホーニングヘッド）８０は、回転主軸８
１の先端に交換可能に装着され、その内部には、径方向
へ拡縮可能に配された複数のホーニング砥石９０，９
０，…と、これを拡張動作または復帰動作させるための
従来周知の拡張機構とを備える。

【００８０】回転主軸８１は、その下端に上記ホーニン
グツール８０を備えるとともに、駆動軸９１，駆動モー
タ９２等を含む上記主軸回転駆動部８２と、スライド本
体９５，油圧シリンダ９６等を含む上記主軸往復駆動部
８３とにそれぞれ連係されている。つまり、回転主軸８
１はスライド本体９５に回転可能に軸支されており、こ
のスライド本体９５が、機体９７上の上下方向へ延びる
案内ロッド９８上に昇降可能に設けられるとともに、機
体９７に取り付けられた油圧シリンダ９６のピストンロ
ッド９６ａに連結されている。そして、この油圧シリン
ダ９６のピストンロッド９６ａが昇降動作することによ
り、スライド本体９５を介して、回転主軸８１つまりは
ホーニングツール８０が昇降動作されることとなる。

【００８１】また、回転主軸８１の上端部は、機体９７
のヘッド部９７ａに回転可能に設けられた駆動軸９１に
キー嵌合またはスプライン嵌合されて、この駆動軸９１
に対して、上下方向（軸線方向）へ相対的に移動可能で
かつ一体回転可能に連結されている。

【００８２】駆動軸９１の上端部には伝動プーリ９９ａ
が取り付けられ、この伝動プーリ９９ａが、伝動ベルト
１００を介して、駆動モータ９２のモータ軸に取り付け
られた伝動プーリ９９ｂに連結されている。そして、こ
の駆動モータ９２の回転駆動により、駆動軸９１を介し
て、回転主軸８１つまりはホーニングツール８０が回転
駆動されることとなる。

【００８３】砥石駆動部８４は、上記ホーニング砥石９
０，９０，…に切込み動作を与えるもので、上記ホーニ
ングツール８０の上記拡張機構、この拡張機構を上下動
させる切込み駆動機構１０５、および駆動源である切込
みモータ１０６等を備える。

【００８４】切込み駆動機構１０５は従来周知の構造
で、機体９７のヘッド部９７ａに設けられた回転伝達機
構１０７を介して、上記切込みモータ１０６のモータ軸
に連結されている。そして、この切込みモータ１０６の
正逆回転駆動により、上記切込み駆動機構１０５さらに
は上記ホーニングツール８０内の拡張機構が作動して、
ホーニング砥石９０，９０，…が拡張または縮閉動作さ
れる。

【００８５】なお、ホーニング砥石９０，９０，…の拡
縮量を駆動制御する切込みモータ１０６としては、具体
的にはステッピングモータが用いられており、その回転
量がロータリエンコーダ等の位置検出器１０８により検
出される。

【００８６】制御部８５は、ホーニング盤６，８の各駆
動部の動作を相互に連動して自動制御するもので、具体
的には、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートな
どからなるマイクロコンピュータで構成されている。

【００８７】この制御部８５には、ホーニング加工を実
行させるための加工プログラム等が組み込まれており、
図１５に示すように、主制御部８５ａ、主軸回転駆動部
８２を制御する主軸回転制御部８５ｂ、主軸往復駆動部
８３を制御する主軸往復制御部８５ｃ、および砥石駆動
部８４を制御する砥石制御部８５ｄなどから構成され
る。

【００８８】主制御部８５ａには、上記各駆動部８２〜
８４の駆動に必要な種々の情報がＮＣ（数値制御）デー
タとして予めまたはキーボード等により適宜選択的に入
力設定されており、これらのデータに従って上記各制御
部８５ｂ〜８５ｄを制御する。また、これら各制御部８
５ｂ〜８５ｄには、駆動モータ９２、油圧シリンダ９６
の油圧制御弁９６ｂ、切込みモータ１０６および位置検
出器１０８のほか、スライド本体９５の位置を検出する
位置検出器９５ａ、ならびにその他の駆動部等が電気的
に接続されており、これらから得られる実際値情報が、
上記主制御部８５ａにより予め設定された上記各種設定
値と比較演算されて、その演算結果に基づき上記各駆動
部８２〜８４の動作が駆動制御される。

【００８９】しかして、以上のように構成されたホーニ
ング盤６，８は、ワーク搬送装置１の途中箇所に配置さ
れて、その駆動部８２〜８４が、制御部８５により以下
に述べるように相互に関連して自動制御され、ワーク搬
送手段６０により搬送されるワークＷに所定のホーニン
グ加工を施す。

【００９０】Ｆ．下穴検出装置５、計測装置７，９：こ
れら装置５，７，９はワークＷの内周面Ｗａの内径、つ
まり下穴検出装置５にあっては加工前の内周面Ｗａの内
径（下穴内径）を、計測装置７，９にあっては加工後の
内径（仕上内径）を計測するもので、具体的にはエアー
マイクロメータを備える。このエアーマイクロメータ
は、図１６に示すように、計測ヘッド１１０が主軸１１
１の先端に一体的に取り付けられてなり、この主軸１１
１が、ワークＷの内周面Ｗａの軸線方向つまり上下方向
へ往復移動可能とされている。

【００９１】上記計測ヘッド１１０は、ワークＷの内周
面Ｗａの内径よりも小さい外径寸法を有する円筒状のも
ので、その外周面には、計測用空気を噴射するエアーノ
ズル１１０ａ，１１０ａが径方向外方へ向けて設けられ
ている。

【００９２】そして、計測ヘッド１１０がワークＷの内
周面Ｗａ内に挿入された状態において、エアーノズル１
１０ａ，１１０ａから計測用空気が噴射され、内周面Ｗ
ａの内径面と計測ヘッド１１０の外周面間のギャップに
よる上記計測用空気の圧力変化から内周面Ｗａの内径寸
法が計測される。

【００９３】図示例の場合、エアーマイクロメータによ
って計測される内径寸法は、図１６に示すように、内周
面Ｗａにおける軸方向の複数か所のもの（ｄ₁ 〜ｄ_n ）
であり、これら計測値ｄ₁ 〜ｄ_n は、図示しないエアー
マイクロメータの演算制御部へ送られて、ワークＷの内
周面Ｗａの内径形状モードが比較演算される。そして、
下穴検出装置５においては、この演算結果から、ワーク
Ｗの内周面Ｗａの下穴内径がホーニング可能範囲内にあ
るか否かが判定されて、その判定結果に基づいた制御信
号が上記ホーニング盤６，８の各制御部８５やワーク選
別装置１０へ送られる。また、計測装置７，９において
は、上記演算結果が、それぞれホーニング盤６，８の制
御部８５へフィードバックされて、これに基づいたホー
ニング加工が行われる。さらに、計測装置７，９の演算
結果は、上記ワーク選別装置１０へもワークＷの加工結
果（良品であればＯＫ信号、不良品であればＮＧ信号）
として送られる。

【００９４】なお、計測装置７，９の計測ヘッド１１０
が、上下方向への往復移動に加えて回転動作するように
駆動されて、内周面Ｗａの真円度も計測される構成とし
てもよい。

【００９５】Ｇ．ワーク選別装置１０：ワーク選別装置
１０は、ワーク搬入出ロボット３により搬出される加工
後のワークＷを選別するもので、下穴検出装置５からの
検出信号（下穴ＮＧ信号）および計測装置７，９からの
計測信号（良品であればＯＫ信号、不良品であればＮＧ
信号）を受け取って、所定の選別動作を行う。

【００９６】具体的には、ワーク選別装置１０には、図
１０に示すように、下穴ＮＧ箱１０ａ，ＮＧ箱１０ｂお
よび良品シュート１０ｃと、ワークＷをこれらへ選択的
に案内制御する案内機構１０ｄが設けられている。この
案内機構１０ｄは、ワークＷをワーク搬入出ロボット３
から受取り位置Ｕで受け取るとともに、下穴ＮＧ信号を
受け取った時は、ワークＷを下穴ＮＧ箱１０ａへ排出
し、ＮＧ信号を受け取った時は、ワークＷをＮＧ箱１０
ｂへ排出し、また、ＯＫ信号を受け取った時は、ワーク
Ｗを良品シュート１０ｃへ排出する。

【００９７】なお、図示しないが、第２計測装置９から
のＯＫ信号をさらに細分化するとともに、上記良品シュ
ート１０ｃをこのＯＫ信号の種類に対応して複数に分割
し、ワークＷが良品である場合には、さらにその寸法精
度に等級（ランク）を付けて、この等級毎にワークＷを
選別排出するように構成してもよい。

【００９８】Ｈ．制御装置１１：制御装置１１は、ワー
ク搬送装置１およびこの搬送経路途中に配された上記各
装置２〜１０を相互に連動して自動制御するもので、具
体的には、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびＩ／Ｏポート
などからなるマイクロコンピュータで構成されている。

【００９９】この制御装置１１は、ホーニング治具Ｊが
ワーク搬送装置１のワーク搬入出位置Ｐに搬送された時
点から、所定のホーニング加工等を経て再びワーク搬入
出位置Ｐへ戻ってくるまでの一連の工程プログラムが組
み込まれており、具体的には、各装置１〜１０の動作タ
イミングなどがＮＣデータとして予めまたはキーボード
により適宜選択的に入力設定されており、これらのデー
タに従って各装置１〜１０をシーケンス制御する。

【０１００】次に、以上のように構成された自動ホーニ
ング装置を用いたホーニング加工について図１０を参照
しながら説明する。以下の一連の加工工程は、上記制御
装置１１の自動制御プログラムに従って、相互に連動し
て実行されることになる。

【０１０１】Ｉ．ワークＷの搬入：パーツフィーダ２に
投入されたワークＷ，Ｗ，…は、方向変換装置２ａによ
りその方向を変換された後、分離装置２ｂにより分離さ
れて、順次連続して受け取り位置Ｃまで搬送され、ここ
で姿勢変換装置２ｃにより姿勢を整えられる。そして、
この受取り位置Ｃで、ワークＷは一ずつ、ワーク搬入ロ
ボット３によりチャッキングされて、ワーク搬送装置１
のワーク搬入出位置Ｐに待機するホーニング治具Ｊのワ
ークホルダ１７にセットされる。

【０１０２】この場合の具体的な動作は、まず、チャッ
ク開閉装置４が、前述した要領で、ホーニング治具Ｊの
締付けスプリング機構４１を拡開操作して、その円筒チ
ャッキング面４７を拡開させる。この円筒チャッキング
面４７の拡開状態で、上記ワーク搬入出ロボット３が、
ワークＷをワークホルダ１７のワーク収納部４３内に上
方から挿入し収納する。この後、再び上記チャック開閉
装置４が、前述した要領で、締付けスプリング機構４１
を縮閉操作して、その円筒チャッキング面４７を縮閉さ
せ、ワークＷの外周面Ｗｂ全周をチャッキング支持す
る。

【０１０３】これにより、ワークＷは、ホーニング治具
Ｊのフローティング構造により三次元方向へ揺動可能に
保持される。

【０１０４】II. ワークＷの自動ホーニング： ｉ）ワーク搬入出位置Ｐのホーニング治具Ｊに対するワ
ークＷのセット工程が完了すると、トランスファ装置６
０ａが作動して、このホーニング治具Ｊ（以下ワーク
Ｗ）を、ホーニング加工部の入口Ｐ₁ つまり下穴検出装
置５の検出位置まで搬送して、位置決め装置２１による
位置決めがなされた後、上記下穴検出装置５がワークＷ
の内周面Ｗａの下穴内径を前述した要領で検出し、この
検出結果を各ホーニング盤６，８の制御部８５へ送る。

【０１０５】ii) この場合、ワーク内周面Ｗａの下穴内
径がホーニング可能範囲内にあれば、各ホーニング盤
６，８による所定のホーニングが以下の要領で実行され
る。すなわち、入口Ｐ₁ に位置するワークＷは、トラン
スファ装置６０ａにより、第１加工用ホーニング盤６→
第１計測装置７→第２加工用ホーニング盤８→第２計測
装置９とタクト送りされるとともに、各装置の位置で位
置決め装置２１により位置決めされて、前述した所定の
工程が順次実行される。

【０１０６】iii)一方、範囲外であればホーニングは実
行されず、同時にワーク選別装置１０へも下穴ＮＧ信号
が送られる。

【０１０７】II．ワークＷの搬出：一連のホーニング加
工を経てまたはホーニング加工を経ないで出口Ｐ₂ まで
搬送されたワークＷは、搬出装置６０ｂ、帰還装置６０
ｃおよび搬入装置６０ｄにより、順次搬送されてワーク
搬入出位置Ｐまで送られる。ここで、チャック開閉装置
４とワーク搬入出ロボット３が前述した要領で協働し
て、ワークＷがホーニング治具Ｊのワークホルダ１７か
ら取り外され、ワーク選別装置１０の受取り位置Ｕへ搬
出される。

【０１０８】一方、ワークＷが取り外されたホーニング
治具Ｊは、このワーク搬入出位置Ｐにおいて、ワーク搬
入出ロボット３により次のワークＷをほぼ同時にセット
されることとなる。

【０１０９】III ．ワークＷの選別と排出：ワーク選別
装置１０は、上記受取り位置Ｕへ搬出されてくるワーク
Ｗについての加工情報、つまり下穴検出装置５からの検
出信号（下穴ＮＧ信号）または計測装置７，９からの計
測信号（良品であればＯＫ信号、不良品であればＮＧ信
号）を予め受け取っており、案内機構１０ｄが、この情
報に従って前述した要領で、ワークＷを下穴ＮＧ箱１０
ａ，ＮＧ箱１０ｂおよび良品シュート１０ｃのいずれか
へ選別排出する。

【０１１０】しかして、以上のように構成された自動ホ
ーニング装置においては、ワークＷの搬入からホーニン
グ加工完了後の搬出までが自動で行われ、ホーニング加
工の省力化が図られている。特に、チャッキング動作が
自動化されたホーニング治具Ｊが採用されていることか
ら、上記一連の工程が人間による手作業が全く介在しな
い完全自動化が実現する。

【０１１１】また、各ホーニング盤６，８によるホーニ
ングに際しては、ワークＷがホーニング治具Ｊにより三
次元方向へ揺動可能に保持されて、フローティング状態
にあるため、ワークＷはホーニング盤６，８のホーニン
グツール８０に対する追従性が良好に保たれて、高精密
なホーニング加工が保証される。

【０１１２】さらに、ホーニング治具Ｊのワークホルダ
１７においては、そのワーク収納部４３にワークＷが収
納された状態で、締付けスプリング機構４１の円筒チャ
ッキング面４７が、ワークＷの外周面Ｗｂ全周をチャッ
キング支持するため、従来の固定キャップによる固定支
持構造（図１９〜図２１参照）に比較して、その自動化
のための機械構造が簡素かつ小型であり、ワークＷに対
するチャッキング力の設定管理も格段に容易である。

【０１１３】しかも、締付けスプリング機構４１の円筒
チャッキング面４７により、ワークＷの外周面Ｗｂ全周
をチャッキング支持するから（図９(a) 参照）、図１８
に示されるような回り止めがなくかつ薄肉の円筒形状の
ワークＷについても、ワークＷ自体に歪みを生じること
なく、その保持固定とりわけ回転方向の固定が確実であ
る。

【０１１４】さらに、ホーニング加工中、ホーニングツ
ール８０の回転力がワークＷに伝わり、ワークＷは回転
力（ホーニング加工抵抗）を受けることになるが、上記
締付けスプリング機構４１のコイルスプリング４５の巻
回方向が、前述したように、ホーニングツール８０の回
転により、その円筒チャッキング面４７の内径寸法が縮
閉するように設定されているから、コイルスプリング４
５はこのホーニングツール８０の回転力に応じた締付け
を行うこととなる。

【０１１５】すなわち、図９(a) を参照して、ホーニン
グ加工の開始により、ホーニングツール８０が回転を始
めると、ワークＷには徐々に回転力が働き、この回転力
はワークＷの外周面Ｗｂとコイルスプリング４５の円筒
チャッキング面４７間の摩擦により、コイルスプリング
４５が締まる方向へ回転しようとする。この結果、コイ
ルスプリング４５は、上記ホーニングツール８０の回転
力に応じた力でワークＷをクランプする。

【０１１６】実施形態２ この実施の形態は図１７に示されており、ワーク搬送装
置１によるホーニング治具ＪつまりワークＷの搬送位置
決め構成がインデックスタイプとされたものである。

【０１１７】すなわち、ワーク搬送装置１は、図１７
(a) に示すように、外周部にホーニング治具Ｊ，Ｊ，…
が取り付けられてなる割出し円盤１２０を主要部として
備えてなり、この割出し円盤１２０がステッピングモー
タ等の駆動源（図示省略）によって割出し回転される構
成とされている。

【０１１８】図示しないが、割出し円盤１２０の周囲に
は、ワーク加工部を構成するホーニング盤や計測装置の
ほか、前述したパーツフィーダ２、ワーク搬入出ロボッ
ト３、チャック開閉装置４あるいはワーク選別装置１０
などのワーク搬入出用の周辺装置などが配置されてい
る。

【０１１９】これに対応して、上記ホーニング治具Ｊの
治具ベース１２５は、図１７(b) に示すような円板形状
とされ、この治具ベース１２５が上記割出し円盤１２０
の所定箇所に取付け固定される。

【０１２０】しかして、以上のように構成された自動ホ
ーニング装置において、割出し円盤１２０に取り付けら
れた各ホーニング治具Ｊ，Ｊ，…は、上記駆動源による
割出し円盤１２０の回転動作により、上記ワーク加工部
の各装置や周辺装置に沿って回転搬送されるとともに、
これら各装置に対応したワーク搬入搬出位置、ホーニン
グ加工位置および計測位置等にそれぞれ割出されて、そ
こに収納保持されるワークＷに前述した一連のホーニン
グ加工が施される。その他の構成および作用は実施形態
１と同様である。

【０１２１】なお、上述した実施形態はあくまでも本発
明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれ
に限定されることなく、種々設計変更可能である。一例
として以下のような改変が可能である。

【０１２２】(1) 例えば、ホーニング治具Ｊについて、
前述した実施形態１，２においては、コイルスプリング
４５の構成線材の断面形状は矩形状とされているが、こ
の断面形状は、要求される加工精度等により最適なもの
が選択され、目的によっては円形状のものも採用され得
る。

【０１２３】すなわち、前述の実施形態においては、対
象となるワークＷが薄肉円筒形状であることから、円筒
チャキング面４７がワークＷの外周面Ｗｂに面接触し
て、外周面Ｗｂ全体にわたり均等な締付け力が得られる
矩形断面のものが望ましいが、一方、厚肉円筒形状のワ
ークＷの場合には、戻り力が大きく、外周面Ｗｂに対し
て大きな締付け力が得られる円形断面のものが望まし
い。

【０１２４】この場合、コイルスプリング４５は、図９
(c) に示すように、断面円形状の線材が軸方向に密接し
た状態で円筒状に巻回されてなり、その円筒チャッキン
グ面４７がワークＷの外周面Ｗｂ全周に螺旋状に線接触
することとなる。

【０１２５】(2) また、コイルスプリング４５と開閉部
４６の相対的な具体的構造も、図示例に限定されず、同
様な動作を行う他の構成が採用され得ることはもちろん
である。

【０１２６】(3) さらに、ホーニング装置を構成する各
装置の具体的構造も、図示のものに限定されることなく
変更可能である。

【０１２７】例えば、前述した実施形態１，２において
は、計測装置７，９がホーニング盤と独立したステーシ
ョンに配置されているが、これらがホーニング盤６，８
と一体的に（同じステーションにある場合を含む）配置
されて、インプロセスで計測が行われる構成としてもよ
い。また、図１６に示すエアーマイクロメータの計測ヘ
ッド１１０に替えて、栓ゲージ（図示省略）が設けられ
てもよい。

【０１２８】さらに、ワークＷの搬入と搬出を交互に行
う構成としたり、あるいは別個独立した位置で行う構成
としてもよい。この場合、前者にあっては、一つの揺動
アーム６５によりワークＷの搬入と搬出が行われ、一
方、後者にあっては、ワーク搬入とワーク排出のみを専
用に行う搬入または搬出ロボットががそれぞれ独立して
配置されるとともに、これら専用ロボットに対応して、
チャック開閉装置４もそれぞれ対応して２台配置される
こととなる。

【０１２９】また、チャック開閉装置４自体の具体的構
造も、上記ホーニング治具Ｊの開閉部４６との相対的関
係を考慮して設計変更可能である。

【０１３０】(4) また、ホーニング加工の対象となるワ
ークＷの形状も、図１８に示されるような薄肉円筒形状
のほか、前述した厚肉円筒形状、あるいは他の回り止め
のない形状、さらには保持が困難なその他の形状など、
コイルスプリング４５の円筒チャッキング面４７が適用
可能な外周面を有するワークであれば種々の形状に適用
可能である。

【０１３１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のホーニン
グ治具は、円筒状のワークを保持して、自動ホーニング
装置のワーク搬送装置により搬送されるものであって、
このワーク搬送装置の搬送路上に移動可能に載置される
治具ベースと、この治具ベースに三次元方向へ揺動可能
に設けられた揺動体と、この揺動体に設けられたワーク
ホルダとを備えてなり、このワークホルダは、ワークの
外周面全周を着脱可能にチャッキング支持する円筒チャ
ッキング面を有する締付けスプリング手段を備え、この
締付けスプリング手段は、上記円筒チャッキング面を内
径部に有する円筒状のコイルスプリングと、このコイル
スプリングを巻回方向へ変形させて前記円筒チャッキン
グ面を拡縮動作させる開閉部とを備えてなるから、円筒
形状のワークについて、ワークの着脱が簡単な装置によ
り自動化することが可能となる。

【０１３２】すなわち、従来の固定キャップによる固定
支持構迭においては、固定キャップｈの自動着脱装置の
構造が大変複雑かつ大型であり、締付力に対するトルク
管理も必要でコスト高になる等の理由から、理論上はと
もかく、実際上は採用不可能で、完全な自動化が実現し
ていなかったところ、上記のような円筒状のコイルスプ
リングと開閉部とからなる締付けスプリング手段による
固定構造では、上記従来の固定支持構造に比較して、そ
の自動化のための機械構造が簡素かつ小型にでき、ワー
クに対するチャッキング力の設定管理も格段に容易とな
り、ワークの着脱が簡単な装置により自動化することが
できる。

【０１３３】また、コイルスプリング内径部の円筒チャ
ッキング面により、ワークの外周面全周をチャッキング
支持する構成とされているから、ワーク自体が横方向に
出っ張り部分等の全くない単純な円筒形状でも、その肉
厚の如何にかかわらず、その保持固定とりわけ回転方向
の固定が確実であり、しかもワーク自体に歪みを生じる
こともない。これにより、従来不可能とされていた回り
止めのない円筒状のワークについても、そのホーニング
加工の完全自動化が容易かつ安価に実現し得る。

【０１３４】さらに、本発明の自動ホーニング装置によ
れば、上記ホーニング治具およびこれを開閉操作するチ
ャック開閉装置を備えるとともに、制御装置により、こ
のチャック開閉装置、ワーク搬送装置、ワーク搬入出装
置、ホーニング盤および計測装置が相互に連動して自動
制御される構成とされているから、上記ホーニング治具
による前述した効果がいかんなく発揮されて、ワークの
搬入からホーニング加工完了後の搬出までの工程が自動
化され、さらにはその後の選別作業の自動化も可能とな
り、ホーニング加工において、人間による手作業が全く
介在しない完全自動化と省力化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施態様である自動ホーニング
装置用のホーニング治具を示す平面図である。

【図２】同ホーニング治具を図１のII-II 線にほぼ沿っ
て示す縦断面図である。

【図３】同ホーニング治具を図１のIII-III 線にほぼ沿
って示す縦断面図である。

【図４】同ホーニング治具を図１のIV-IV 線にほぼ沿っ
て切開した状態を示す斜視図である。

【図５】同ホーニング治具のワークホルダを示す縦断面
図である。

【図６】同ワークホルダの要部を拡大して示す縦断面図
である。

【図７】同ワークホルダの要部である保持ベースと締付
けスプリング機構のコイルスプリングとの組付け前の状
態を示す下方からの斜視図である。

【図８】同保持ベースを示し、図８(a) は底面図、図８
(b) は左側面図、図８(c) は右側面図および図８(d) は
図８(a) におけるVIII-VIII 線に沿った縦断面図であ
る。

【図９】同ワークホルダのコイルスプリングによる工作
物のチャッキング構成についての理論説明図で、図９
(a) はコイルスプリングの巻回構成とホーニングツール
の回転方向との関係を示す平面図、図９(b) は図９(a)
におけるIX-IX 線に沿った縦断面図、図９(c) はコイル
スプリングの他の変形例における図９(b) に対応した縦
断面図である。

【図１０】同ホーニング治具を備える自動ホーニング装
置の概略構成を示す平面図である。

【図１１】同自動ホーニング装置におけるホーニング治
具とチャック開閉装置との関係を示す平面図である。

【図１２】同じく同ホーニング治具とチャック開閉装置
との関係を一部断面で示す側面図である。

【図１３】同自動ホーニング装置におけるホーニング治
具とワーク搬入出ロボットとの関係を一部断面で示す側
面図である。

【図１４】同自動ホーニング装置のホーニング盤を一部
断面で示す概略構成図である。

【図１５】同ホーニング盤の制御部の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１６】同自動ホーニング装置の計測装置の要部構成
を示す縦断面図である。

【図１７】本発明に係る自動ホーニング装置の他の実施
態様を示し、図１７(a) はインデックスタイプのワーク
搬送装置の概略構成を示す平面図、図１７(b) は同ワー
ク搬送装置に設置されるホーニング治具を示す平面図で
ある。

【図１８】本発明に係る自動ホーニング装置の加工対象
である薄肉円筒形状の工作物を示し、図１８(a) は平面
図、図１８(b) は図１８(a) におけるXVIII-XVIII 線に
沿った縦断面図である。

【図１９】従来のホーニング治具を示す平面図である。

【図２０】同じく従来のホーニング治具を図１９のXX-X
X 線に沿って示す縦断面図である。

【図２１】同じく従来のホーニング治具を図１のXXI-XX
I 線に沿って示す縦断面図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク Ｗａ ワークの内周面 Ｗｂ ワークの外周面 Ｊ ホーニング治具 １ ワーク搬送装置 ２ パーツフィーダ ３ ワーク搬入出ロボット（ワーク搬入
出装置） ４ チャック開閉装置 ５ 下穴検出装置（計測装置） ６，８ ホーニング盤 ７，９ 計測装置 １０ ワーク選別装置 １１ 制御装置 １５，１２５ 治具ベース １６ 揺動体 １７ ワークホルダ ２０ 搬送路 ２１ 位置決め装置 ２２ 位置決め装置 ３０ 第１揺動部 ３１ 第２揺動部 ３４ Ｘ−クロスピン ３５ Ｙ−クロスピン ４０ 保持ベース ４１ 締付けスプリング機構（締付けスプ
リング手段） ４３ ワーク収納部 ４３ｄ 位置決め部 ４５ コイルスプリング ４５ａ コイルスプリングの巻回基端部 ４５ｂ コイルスプリングの巻回先端部 ４６ 開閉部 ４７ 円筒チャッキング面 ５５ 開閉リング部材 ５６ 操作レバー（操作部材） ５７ 復帰スプリング ６０ ワーク搬送手段 ７０ チャック開閉装置の開閉ロッド ７１ チャック開閉装置の往復シリンダ ８０ ホーニングツール １２０ 割出し円盤

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B24B 33/10 B24B 33/02 B23B 31/08

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の工作物を保持して、自動ホーニ
   ング装置のワーク搬送装置により搬送されるものであっ
   て、 このワーク搬送装置の搬送路上に移動可能に載置される
   治具ベースと、この治具ベースに三次元方向へ揺動可能
   に設けられた揺動体と、この揺動体に設けられたワーク
   ホルダとを備えてなり、 このワークホルダは、工作物の外周面全周を着脱可能に
   チャッキング支持する円筒チャッキング面を有する締付
   けスプリング手段を備え、 この締付けスプリング手段は、前記円筒チャッキング面
   を内径部に有する円筒状のコイルスプリングと、このコ
   イルスプリングを巻回方向へ変形させて前記円筒チャッ
   キング面を拡縮動作させる開閉部とを備えてなる ことを
   特徴とするホーニング治具。
2. 【請求項２】 前記揺動体は、第１揺動部と第２揺動部
   とからなり、 前記第１揺動部は、Ｘ−クロスピンを介して、前記治具
   ベースに吊持状かつ揺動可能に設けられ、 前記第２揺動部は、上記Ｘ−クロスピンと直交するＹ−
   クロスピンを介して、 前記第１揺動部に吊持状かつ揺動可能に設けられ、 この第２揺動部の中央部に、前記ワークホルダが設けら
   れていることを特徴とする請求項１に記載のホーニング
   治具。
3. 【請求項３】 前記ワークホルダは、工作物を収納する
   円筒状のワーク収納部を備え、このワーク収納部内に、
   前記締付けスプリング手段が同軸状に配置されているこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のホーニング治
   具。
4. 【請求項４】 前記コイルスプリングは、その巻回基端
   部が固定側に接続されるとともに、その巻回先端部が前
   記開閉部に接続されてなり、 この開閉部によるコイルスプリングの巻回方向への変形
   動作により、前記円筒チャッキング面が拡縮するように
   構成されていることを特徴とする請求項１に記載のホー
   ニング治具。
5. 【請求項５】 前記開閉部は、前記第２揺動部に、前記
   コイルスプリングの軸線まわりに自由回転可能に軸支さ
   れた開閉リング部材と、この開閉リング部材を回転方向
   に弾発的に付勢する復帰スプリングと、前記開閉リング
   部材を回転操作する操作部材とを備えてなり、 前記コイルスプリングは、その巻回基端部が固定側の前
   記第２揺動部に接続されるとともに、その巻回先端部が
   回転側の前記開閉リング部材に接続されていることを特
   徴とする請求項４に記載のホーニング治具。
6. 【請求項６】 前記コイルスプリングは、断面矩形状の
   線材が軸方向に密接した状態で円筒螺旋状に巻回されて
   なり、その円筒チャッキング面が工作物の外周面全周に
   面接触するように構成されていることを特徴とする請求
   項４に記載のホーニング治具。
7. 【請求項７】 前記コイルスプリングは、断面円形状の
   線材が軸方向に密接した状態で円筒螺旋状に巻回されて
   なり、その円筒チャッキング面が工作物の外周面全周に
   螺旋状に線接触するように構成されていることを特徴と
   する請求項４に記載のホーニング治具。
8. 【請求項８】 前記コイルスプリングの巻回方向は、ホ
   ーニングツールの回転により、その円筒チャッキング面
   が縮閉するように設定されていることを特徴とする請求
   項６または７に記載のホーニング治具。
9. 【請求項９】 前記コイルスプリングは、常態におい
   て、その円筒チャッキング面の径寸法が工作物の外周面
   の径寸法よりも小さく設定されるとともに、前記開閉部
   により拡開された状態において、その円筒チャッキング
   面の径寸法が工作物の外周面の径寸法よりも大きく、か
   つ前記ワーク収納部の径寸法とほぼ同じに設定されてい
   ることを特徴とする請求項４に記載のホーニング治具。
10. 【請求項１０】 前記ワーク収納部の底部に、工作物の
    軸方向位置を規定する位置決め部が形成されていること
    を特徴とする請求項３に記載のホーニング治具。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれか一つに記
    載のホーニング治具と、 このホーニング治具をホーニング加工部に沿って搬送し
    位置決めするワーク搬送装置と、 このワーク搬送装置のワーク搬入、搬出位置に配置され
    て、前記ホーニング治具の締付けスプリング手段を拡縮
    動作させるチャック開閉装置と、 前記ワーク搬送部のワーク搬入搬出位置に配置されて、
    前記ホーニング治具に対して工作物を搬入、搬出するワ
    ーク搬入出装置と、 前記ワーク搬送部のホーニング加工位置に配置されて、
    前記ワーク搬送装置により搬送される工作物にホーニン
    グ加工を施す少なくとも一つのホーニング盤と、 前記ワーク搬送部の計測位置に配置されて、工作物の加
    工径を計測する少なくとも一つの計測装置と、 前記ワーク搬送装置、チャック開閉装置、ワーク搬入出
    装置、ホーニング盤および計測装置を相互に連動して自
    動制御する制御装置とを備えてなることを特徴とする自
    動ホーニング装置。
12. 【請求項１２】 前記ワーク搬送装置は、ホーニング加
    工部に沿ってループ状に設けられたワーク搬送路と、こ
    のワーク搬送路上で前記ホーニング治具を搬送する搬送
    手段と、この搬送手段により搬送される前記ホーニング
    治具を前記ワーク搬入、搬出位置、ホーニング加工位置
    および計測位置にそれぞれ位置決めする位置決め装置と
    を備えてなることを特徴とする請求項１１に記載の自動
    ホーニング装置。
13. 【請求項１３】 前記ワーク搬送装置は、ホーニング加
    工部に沿って回転可能に設けられた割出し円盤を備えて
    なり、この円盤上に載置された前記ホーニング治具を前
    記ワーク搬入搬出位置、ホーニング加工位置および計測
    位置にそれぞれ割出し搬送するインデックス式とされて
    いることを特徴とする請求項１１に記載の自動ホーニン
    グ装置。
14. 【請求項１４】 前記チャック開閉装置は、水平方向へ
    往復直線運動して、前記ホーニング治具の締付けスプリ
    ング手段の操作部材に係脱可能に係合する開閉ロッド
    と、この開閉ロッドを往復動作させる往復シリンダとを
    備えてなり、 前記ホーニング治具の開閉部の操作部材は、前記開閉リ
    ング部材から水平方向外方へ突出した操作レバーの形態
    とされ、 前記開閉ロッドにより前記操作レバーが回動されて、前
    記開閉リング部材が回転操作されることを特徴とする請
    求項１１に記載の自動ホーニング装置。
15. 【請求項１５】 前記ワーク搬入出装置により搬出され
    た加工後の工作物を選別するワーク選別装置を備える請
    求項１１に記載の自動ホーニング装置。