JPH0825210A - ホーニング加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホーニングヘッドをワークの被加工孔に対し
てスムースに挿入し、かつホーニング加工時にはホーニ
ングヘッドの往復運動の直進性を保持し、前記被加工孔
の真円度、真直度を高めて高精度の加工を実現する。 【構成】 軸線回りの回転及び軸線に沿った往復運動が
可能な主軸１２に対し、砥石２４を備えたホーニングヘ
ッド２０が自在継手１８，１９を介して連結されたホー
ニング加工装置において、前記主軸１２に連動する前記
ホーニングヘッド２０の回転と往復運動とを案内可能
で、かつ装置本体１０側に対して半径方向へ所定の範囲
で移動可能に支持されたヘッドガイド３０と、このヘッ
ドガイド３０の半径方向への移動をロック可能なロック
機構４０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ホーニングヘッドの砥
石をワークの被加工孔内周面に押付けた状態で、このホ
ーニングヘッドに軸線回りの回転と軸線に沿った往復運
動とを与えることにより、この被加工孔の内周面を精密
仕上げするためのホーニング加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホーニング加工の加工精度を確保するた
めには、ホーニングヘッドと被加工孔との相互の軸線を
極力正確に一致させることが重要である。そこでワーク
が重量物の場合には、その被加工孔に対してホーニング
ヘッドを倣わせながら挿入する技術が一般に採用されて
いる。例えば特開平２−２３７７６２号公報に開示され
ている技術では、ホーニングヘッドが装置本体側への取
付け部に自在継手を介してフローティング状態で連結さ
れ、このホーニングヘッドの軸線を被加工孔の軸線に倣
って変位させるようになっている。これによって被加工
孔にホーニングヘッドを挿入する際には相互の軸線ずれ
が吸収され、ホーニングヘッドはワークに干渉すること
なくスムースに挿入される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前記ホーニング
ヘッドと被加工孔との軸線ずれが吸収された結果、前記
自在継手に所定値以上の折れ角が生じている場合があ
り、その様子が図４に示されている。この図面では前記
取付け部に相当する主軸６０に対し、ホーニングヘッド
７０が二個の自在継手６２，６４を介して連結されてい
る。そしてホーニング加工時には図４の状態において前
記主軸６０の側からホーニングヘッド７０に軸線回りの
回転及び軸線に沿った往復運動が伝達される。この往復
運動に伴い、その下降時には自在継手６４の箇所におい
て水平方向の分力Ｆa が発生し、上昇時には同じく水平
方向の分力Ｆb が発生する。これらの分力Ｆa ，Ｆb が
原因となってホーニングヘッド７０に首振り運動が生
じ、このホーニングヘッド７０の直進性が損なわれて被
加工孔の真円度、真直度といった形状精度が低下する。

【０００４】本発明が解決しようとする課題は、ワーク
の被加工孔に対するホーニングヘッドの挿入は相互の軸
線ずれを吸収してスムースな挿入を可能とし、ホーニン
グ加工時においてはホーニングヘッドの往復運動の直進
性を保持することにより、前記被加工孔の真円度、真直
度を高めて高精度の加工を実現することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明のホーニング加工装置はつぎのように構成さ
れている。すなわち軸線回りの回転及び軸線に沿った往
復運動が可能な主軸に対し、砥石を備えたホーニングヘ
ッドが自在継手を介して連結されたホーニング加工装置
において、前記主軸に連動する前記ホーニングヘッドの
回転と往復運動とを案内可能で、かつ装置本体側に対し
て半径方向へ所定の範囲で移動可能に支持されたヘッド
ガイドと、このヘッドガイドの半径方向への移動をロッ
ク可能なロック機構とを備えている。

【０００６】

【作用】この構成によれば、前記ホーニングヘッドをワ
ークの被加工孔に挿入する際は前記ヘッドガイドが半径
方向へ所定の範囲で自由に移動できるように前記ロック
機構によるロックを解除しておく。これによってホーニ
ングヘッドはワークの被加工孔に倣って相互の軸線を一
致させるように半径方向へ移動でき、このホーニングヘ
ッドはワークと干渉することなくスムースに挿入され
る。そしてホーニング加工に際しては、前記ロック機構
によってヘッドガイドの半径方向への移動をロックす
る。この結果、加工時において仮に前記自在継手に所定
値以上の折れ角が生じていても、ホーニングヘッドの往
復運動はヘッドガイドに案内されてその直進性が保持さ
れ、前記被加工孔の真円度、真直度といった形状精度が
高められる。

【０００７】

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説
明する。図１はホーニング加工装置の概要を表した構成
図である。この図面に示されている主軸１２には、装置
本体１０の側に設けられている駆動源（図示外）の駆動
力によって軸線回りの回転及び軸線に沿った往復運動が
それぞれ与えられるようになっている。この主軸１２の
先端部には、加工径測定器１６を備えた中間軸１４の上
端部が自在継手１８を介して連結され、さらにこの中間
軸１４の下端部にはもう一つの自在継手１９を介してス
プライン軸３１が連結されている。なお前記加工径測定
器１６は、後で説明するワーク５０の被加工孔５２に対
して図示外のパイプなどを通じてエアを連続的に吹きつ
け、この吹きつけ抵抗の変化を電気信号に変換して検出
できる構成となっている。そしてこの検出値に基づき、
前記被加工孔５２の内径が所望の寸法になったら加工径
測定器１６から装置本体１０に対してホーニング加工終
了の信号が送られるようになっている。

【０００８】前記スプライン軸３１の外周面には、アウ
タスプライン３１ａが形成されている。しかもこのスプ
ライン軸３１の軸心部には、前記装置本体１０の側に設
けられている油圧機構（図示外）などの制御により、ス
プライン軸３１の軸線に沿って上下方向へスライド操作
されるプッシュロッド２８が設けられている。前記スプ
ライン軸３１の先端部（下端部）には、スリーブ形状の
ホーニングヘッド２０がこのスプライン軸３１と同軸状
に結合されている。すなわちこのホーニングヘッド２０
は前記主軸１２に対して前記の各自在継手１８，１９を
介してフローティング状態で連結されており、この主軸
１２から軸線回りの回転及び軸線に沿った往復運動がそ
れぞれ伝えられることとなる。

【０００９】前記ホーニングヘッド２０の内部には、前
記プッシュロッド２８に押されて移動するテーパコーン
部材２６が設けられているとともに、このテーパコーン
部材２６の外周部には複数個の砥石台２２が周方向に関
してほぼ等間隔で配置されている。これらの各砥石台２
２の外側面には砥粒が電着あるいは接着され、これによ
って各砥石台２２の外側面に砥石２４がそれぞれ構成さ
れている。また各砥石台２２は、前記テーパコーン部材
２６が前記プッシュロッド２８に押されて下方へ移動し
たときにこのテーパコーン部材２６のテーパコーン面に
よって外周方向へ押され、これによって前記砥石２４と
共に拡張動作が与えられるようになっている。

【００１０】前記の拡張動作によってホーニングヘッド
２０の各砥石２４は、図１で示すようにワーク５０にお
ける被加工孔５２の内周面に強く押付けられる。そして
前記プッシュロッド２８を上方へスライドさせ、前記テ
ーパコーン部材２６が後退すると前記の各砥石台２２は
それぞれの砥石２４と共にホーニングヘッド２０の軸心
方向へ収縮動作することとなる。図２に前記砥石２４を
収縮動作させた状態が示されている。この図面で示すよ
うに各砥石２４は、前記ワーク５０における被加工孔５
２の内周面から離れており、相互の間には所定のクリア
ランスＳ１が生じている。

【００１１】さて前記スプライン軸３１は、図１で示す
ように環状に形成されたスプラインガイド３２の中心孔
に挿通されている。このスプラインガイド３２の中心孔
内周面はインナスプライン３２ａとなっており、このイ
ンナスプライン３２ａにスプライン軸３１の前記アウタ
スプライン３１ａが嵌合している。したがってスプライ
ン軸３１とスプラインガイド３２とは、相互の軸線回り
の回転は一体的に、かつ軸線に沿った往復運動は相対的
に行われる関係となっている。前記スプラインガイド３
２は、その外周に設けられた環状のガイドリテーナ３４
に対して複数個のベアリング３６によって軸線回りの回
転可能に支持されている。そしてこのガイドリテーナ３
４は、前記装置本体１０の側に装着された支持体３８の
上面に対して複数個のボール３９を介して支持されてい
る。なおこの支持体３８の中央部には前記スプライン軸
３１が緩く挿通されている。

【００１２】この構成によって前記ガイドリテーナ３４
は、支持体３８に対して図１で示すクリアランスＳ２の
範囲で半径方向へ水平移動可能である。したがって前記
主軸１２に自在継手１８，１９を介して連結されている
前記スプライン軸３１及びスプラインガイド３２も、前
記ホーニングヘッド２０と共に半径方向へ移動可能であ
る。つまり前記スプライン軸３１、スプラインガイド３
２及びガイドリテーナ３４が主体となって前記ホーニン
グヘッド２０の回転と往復運動とを案内可能で、かつ装
置本体１０の側に対して半径方向へ移動可能に支持され
たヘッドガイド３０が構成されている。

【００１３】つぎに前記ヘッドガイド３０の半径方向の
移動をロックするためのロック機構４０について説明す
ると、前記ガイドリテーナ３４の上部には前記スプライ
ン軸３１が緩く挿通しているとともに、前記装置本体１
０に昇降自在に組付けられた押え体４２が配置されてい
る。この押え体４２は、装置本体１０に装着された油圧
シリンダあるいはエア圧シリンダなどのアクチュエータ
４４に連動して昇降するようになっている。そしてこの
押え体４２が下降することによって前記ガイドリテーナ
３４の上面に設けられた複数個のボール４３が押さえつ
けられ、前記支持体３８に対するガイドリテーナ３４の
移動がロックされることとなる。

【００１４】前記構成のホーニング加工装置によるホー
ニング加工について説明する。まず前記ホーニングヘッ
ド２０をワーク５０の被加工孔５２に挿入する際は、前
記ロック機構４０のアクチュエータ４４を作動させて前
記押え体４２をガイドリテーナ３４の上面から離れた位
置、つまりロック解除位置に上昇させておく。したがっ
て前記ヘッドガイド３０は、すでに説明したように前記
クリアランスＳ２の範囲で半径方向へ自由に移動できる
状態となっている。

【００１５】一方、この時点におけるホーニングヘッド
２０は前記の各砥石台２２を図２で示すように収縮動作
させた状態にあり、前記の各砥石２４と被加工孔５２の
内周面との間には前記クリアランスＳ１がある。そこで
前記主軸１２をその軸線に沿って下方へ送り出すことに
より、前記ホーニングヘッド２０を装置本体１０の側に
位置決めされているワーク５０の被加工孔５２に挿入す
る。このとき、ホーニングヘッド２０は被加工孔５２の
内周面に倣って相互の軸線を一致させるように半径方向
へ移動しつつ挿入される。なお前記ヘッドガイド３０の
クリアランスＳ２は、各砥石２４と被加工孔５２の内周
面との間のクリアランスＳ１よりも小さい寸法に設定さ
れているため、ホーニングヘッド２０はワーク５０と干
渉することなくスムースに挿入される。

【００１６】このようにホーニングヘッド２０が被加工
孔５２に挿入されたら、前記プッシュロッド２８によっ
て前記テーパコーン部材２６を下方へ移動させ、すでに
説明したように前記の各砥石台２２をそれぞれの砥石２
４と共に拡張させて図１で示すように各砥石２４を被加
工孔５２の内周面に押しつける。この後、前記ロック機
構４０のアクチュエータ４４を作動させて前記押え体４
２を下降させ、ガイドリテーナ３４の上面のボール４３
を押え体４２で押さえつけてヘッドガイド３０の半径方
向への移動をロックする。

【００１７】ここで前記ホーニングヘッド２０をその軸
線回りに回転させつつ、軸線に沿って往復運動させて前
記被加工孔５２の内周面を前記砥石２４によって研削加
工する。そしてこのときのホーニングヘッド２０の加工
動作は、前記ロック機構４０でロックされた状態のヘッ
ドガイド３０によって案内されているので、仮に前記自
在継手１８，１９に所定値以上の折れ角が生じていて
も、ホーニングヘッド２０の直進性は適正に保たれる。
したがってこのホーニングヘッド２０で研削加工される
前記被加工孔５２は、その真円度及び真直度といった加
工精度が高められる。

【００１８】図３はワーク５０の加工精度（真直度）を
表した測定グラフである。この図面は、加工後における
ワーク５０の被加工孔５２を三次元測定器によって精密
測定し、その結果を示したものである。そして横軸には
被加工孔５２の加工径Ｄが示され、縦軸には加工長Ｌが
示されている。また実際の測定結果は加工径Ｄの両端に
それぞれ示されており、その平均が中央に示されてい
る。なお測定の対象となったワーク５０は、車両用エン
ジンのシリンダブロックボアである。図３（Ａ）は本実
施例のホーニング加工装置によって加工されたワーク５
０の測定結果であり、図３（Ｂ）は従来の一般的なホー
ニング加工装置によって加工されたワーク５０の測定結
果である。これらの比較から本実施例の場合は加工径Ｄ
の精度（真直度）が、従来の場合よりも格段に高まって
いることがわかる。

【００１９】

【発明の効果】本発明は、ホーニングヘッドをワークの
被加工孔に対して相互の軸線ずれを吸収しつつスムース
に挿入できるとともに、ホーニング加工時においてはホ
ーニングヘッドの往復運動の直進性を保つことができ、
被加工孔の真円度、真直度が高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホーニング加工装置の概要を表した構成図であ
る。

【図２】砥石の収縮状態を図１の一部と対応させて表し
た構成図である。

【図３】ワークの加工精度（真直度）を表した測定グラ
フである。

【図４】ホーニング加工装置の自在継手に大きな折れ角
が生じている場合の様子を表した説明図である。

【符号の説明】

１０ 装置本体 １２ 主軸 １８，１９ 自在継手 ２０ ホーニングヘッド ２４ 砥石 ３０ ヘッドガイド ４０ ロック機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸線回りの回転及び軸線に沿った往復運
   動が可能な主軸に対し、砥石を備えたホーニングヘッド
   が自在継手を介して連結されたホーニング加工装置にお
   いて、 前記主軸に連動する前記ホーニングヘッドの回転と往復
   運動とを案内可能で、かつ装置本体側に対して半径方向
   へ所定の範囲で移動可能に支持されたヘッドガイドと、
   このヘッドガイドの半径方向への移動をロック可能なロ
   ック機構とを備えていることを特徴としたホーニング加
   工装置。