JP2000127039A - ワーク内周面の加工方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワーク内周面の研削加工及びホーニング加工
を効率よく行う。 【解決手段】 研削加工済ワークと未研削ワークとをチ
ャック１６，１５により並べて保持し、これらのワーク
に対してその軸方向と平行な方向にホーニング加工装置
７８と内面研削用ホイールへッド８２を相対移動させる
ことにより、研削加工済ワークの内周面をホーニング加
工すると同時に未研削ワークの内周面を研削加工する加
工方法と装置。また、未研削ワークを研削加工用チャッ
ク１４に搬送すると同時に、チャック１４で保持されて
いた研削加工済ワークをホーニング加工用チャック１６
に搬送するワーク搬送装置２０を備えた加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク内周面を研
削加工してからホーニング加工する方法及び装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば自動車用エンジンに適用さ
れる噴射ノズルのように内周面に高い形状精度が要求さ
れるワークを加工するにあたっては、一般に内面研削盤
が用いられる。さらに近年は、当該ワークに方向の異な
る複数の内周面（例えばフラットな内周面とテーパー状
内周面とが存在する場合に、これらの内周面を共通の砥
石で内面研削加工する方法や装置の開発も行われている
（特開平８−１１８２１３号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、ワークの種類に
よっては、その内周面に形状精度のみならず、高い面粗
度が要求される場合がある（例えば筒内噴射型エンジン
の燃料噴射バルブ等）。このようなワークの内周面を仕
上げるには、内面研削を行った後、ホーニング加工を施
すことが望まれる。

【０００４】しかしながら従来は、上記研削加工及びホ
ーニング加工がそれぞれ全く別の設備で別工程として行
われているため、多大な設備スペースを要するととも
に、ランニングコストも増大する不都合がある。また、
研削加工からホーニング加工への移行に手間がかかり、
加工能率も良くない。

【０００５】なお、このような課題を解決する手段とし
て、前記特開平８−１１８２１３号公報の研削盤にホー
ニング加工装置を追加して設置し、チャックでワークを
把持しながら研削加工をした後、当該チャックでワーク
を把持したまま当該ワークにホーニングへッドを挿入し
てホーニング加工を行う方法が考えられるが、この方法
では、内面研削加工及びホーニング加工を全く別工程と
して順に行うバッチ処理となるため、一つのワークを仕
上げるまで次のワークの加工を始めることができない。
従って、加工能率の著しい向上は望めない。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、ワーク
内周面を高精度でかつ効率よく加工することができる方
法及び装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明は、ワーク内周面を研削加工し、
次いでホーニング加工する方法であって、前回の加工動
作で内周面の研削が終了した研削加工済ワークと未研削
ワークとをその軸方向が互いに平行となる向きでそれぞ
れホーニング加工位置及び研削加工位置に並べて保持
し、ホーニング砥石を備えたホーニング加工装置及び研
削加工用砥石を備えた研削加工装置を上記両ワークに対
してその軸方向と平行な方向に相対移動させることによ
り上記研削加工済ワークの内周面をホーニング加工する
と同時に上記未研削ワークの内周面を研削加工する加工
動作と、研削加工が終了したワークを上記研削加工位置
からホーニング加工位置に搬送すると同時に未研削ワー
クを上記研削加工位置に搬送する搬送動作とを繰り返す
ものである。

【０００８】この方法によれば、研削加工位置及びホー
ニング加工位置にそれぞれ保持された未研削ワーク及び
研削加工済ワークに対して研削加工装置及びホーニング
加工装置を相対移動させることにより、未研削ワーク内
周面の研削と、研削加工済ワーク内周面のホーニング加
工とを同時に行うことができる。そして、この加工動作
と、研削加工が終了したワークを上記研削加工位置から
ホーニング加工位置に搬送すると同時に未研削ワークを
上記研削加工位置に搬送する搬送動作とを順次繰り返す
ことにより、各ワーク内周面の研削加工及びホーニング
加工を効率よく進めることができる。

【０００９】この方法では、互いに近接した状態でワー
クの内面研削加工及びホーニング加工を行うので、これ
らの加工には共通のクーラントを使用することが好まし
く、当該クーラントの共用によってその処理操作も簡単
になる。ただし、一般に研削加工に用いられるクーラン
トはホーニング加工用クーラントよりも粘度が高いた
め、この研削加工用クーラントをホーニング加工時に流
用すると、ホーニング砥石に目詰まりが生じ易く、良好
なホーニング加工ができなくなるおそれがある。

【００１０】しかし、ホーニング加工中に研削加工済ワ
ーク、ホーニング砥石の少なくとも一方をワーク軸方向
に微振動させるようにすれば、ホーニング加工に比較的
粘度の高い研削加工用クーラントを流用しながらも、こ
れに起因してホーニング砥石に目詰まりが生じるのを上
記微振動によって回避することが可能になる。

【００１１】また本発明は、内周面がホーニング加工さ
れるワークを保持するホーニング加工用ワーク保持手段
と内周面が研削加工されるワークを保持する研削加工用
ワーク保持手段とをワーク軸方向と略直交する方向に並
設するとともに、上記ホーニング加工用ワーク保持手段
に保持されたワークの内周面をホーニング加工するホー
ニング加工装置と、上記研削加工用ワーク保持手段に保
持されたワークの内周面を研削加工する研削加工装置
と、未研削ワークを上記研削加工用ワーク保持手段によ
り保持可能な位置に搬送すると同時に上記研削加工用ワ
ーク保持手段により保持されているワークを上記ホーニ
ング加工用ワーク保持手段により保持可能な位置に搬送
する搬送手段とを備えたワーク内周面の加工装置であ
る。

【００１２】この装置によれば、搬送手段の作動によ
り、未研削ワークを研削加工用ワーク保持手段により保
持可能な位置に搬送すると同時に、研削加工済ワークを
ホーニング加工用ワーク保持手段により保持可能な位置
に搬送するので、ワークの研削加工及びホーニング加工
を効率よく行うことができる。

【００１３】具体的に、上記搬送手段としては、上記研
削加工用ワーク保持手段及びホーニング加工用ワーク保
持手段により保持されるワークの軸方向と略平行な方向
の軸回りに回転可能な回転体と、この回転体を回転駆動
する回転駆動手段と、上記回転体にその回転周方向に等
間隔に設けられた複数のワーク把持部とを備え、上記回
転体が所定角度だけ回転駆動されることにより、ワーク
搬入位置にあったワーク把持部が研削加工用ワーク保持
手段に対向する位置に移動し、研削加工用ワーク保持手
段に対向する位置にあったワーク把持部がホーニング加
工用ワーク保持手段に対向する位置に移動するように構
成されているものが、好適である。この搬送手段によれ
ば、回転体を所定角度回転させるだけの単純な動作で、
研削加工用ワーク保持手段への未研削ワークの供給と、
ホーニング加工用ワーク保持手段への研削加工済ワーク
の供給とを同時に行うことができる。

【００１４】この装置では、上記ホーニング加工用ワー
ク保持手段に保持されたワーク、上記ホーニング加工装
置におけるホーニング砥石の少なくとも一方をワーク径
方向と略直交する方向に微振動させる加振手段を備える
ことにより、ホーニング加工中に目詰まりを起こすこと
なく同一のクーラントを研削加工とホーニング加工とに
共用することが可能になる。また、ホーニング砥石とワ
ークの双方を微振動させることにより、その効果はさら
に顕著となる。

【００１５】上記加振手段の具体的な構成は問わない
が、例えばホーニング砥石を微振動させる場合、上記ホ
ーニング砥石をホーニング装置本体に対して軸方向に相
対移動可能となるように構成するとともに、このホーニ
ング装置本体に対するホーニング砥石の回転に伴って当
該ホーニング砥石を軸方向に往復変位させるカム機構を
設けることにより、加振のための特別な駆動源を設ける
ことなく、ホーニング加工装置の回転駆動源を有効に利
用してホーニング砥石を微振動させることが可能であ
る。

【００１６】ホーニング加工装置の具体的な構成も問わ
ないが、例えば、上記ホーニング加工装置のホーニング
へッドが挿通された状態で当該ホーニングへッドを加工
位置へ案内する案内部材をホーニング加工装置に軸方向
に移動可能に取付けるとともに、上記案内部材にクーラ
ント供給通路を設けるようにすれば、ホーニングへッド
が小径で自重により下方にたわみやすい場合にも、これ
を案内部材でサポートしながら確実にワーク内に案内す
ることができる。そして、この案内部材に設けられたク
ーラント供給通路を通じてホーニングへッドに効率よく
クーラントを供給することができる。

【００１７】また、上記ホーニング加工装置のホーニン
グへッドの回転軸にロータを固定し、このロータを回転
させるためのステータをホーニング加工装置本体内に組
み込んで、いわゆるビルト−イン−モータの構成にすれ
ば、ホーニング加工装置の構造を簡素化できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１９】図１及び図２に示す加工装置は、ベッド１
０を備え、このベッド１０の一方の側（図１及び図２で
は左側）に、Ｘ軸テーブル１２が設けられている。この
Ｘ軸テーブル１２は、ベッド１０上に設置されたスライ
ドベース１１により左右方向（図１に示すＸ軸方向）に
スライド可能に支持され、当該方向に図略のＸ軸モータ
及び送りねじ機構によって移送されるようになってい
る。

【００２０】上記Ｘ軸テーブル１２上には、研削用主軸
へッド１４が設置されている。

【００２１】研削用主軸へッド１４は、主軸及びこれを
回転駆動するモータを備え、当該主軸の前端に図３にも
示すような研削加工用チャック（研削加工用ワーク保持
手段）１５が設けられている。この研削加工用チャック
１５は、ワークＷを外側から把持するクランプ状態とワ
ークＷを解放するアンクランプ状態とに切換可能に構成
されている。

【００２２】前記スライドベース１１の上方には、ブラ
ケット１３を介して加振装置１８が設置されている。こ
の加振装置１８は、後に詳述するように、ホーニング加
工用チャック（ホーニング加工用ワーク保持手段）１６
を支持し、かつ、これに微振動を与えるものであり、こ
のホーニング加工用チャック１６は、当該チャック１６
に保持されるワークＷの軸方向と前記研削加工用チャッ
ク１５に保持されるワークＷの軸方向とが略平行となる
向きで当該研削加工用チャック１５とともに並んでい
る。この研削加工用チャック１６も、ワークＷを外側か
ら把持するクランプ状態とワークＷを解放するアンクラ
ンプ状態とに切換可能に構成されている。

【００２３】さらに、この加工装置では、上記各チャッ
ク１５，１６に対して研削加工用チャック１５→ホーニ
ング加工用チャック１６の順にワークＷを供給するため
のワーク搬送装置（搬送手段）２０が設置されている。

【００２４】図３に示すように、このワーク搬送装置２
０は、前記ワーク軸方向と平行な方向に延びる回転軸２
２を備え、この回転軸２２の前端に回転板２４が固定さ
れており、この回転板２４からは放射方向に３本の旋回
アーム２６が延びている。これら旋回アーム２６は周方
向に等間隔（120°間隔）で並んでおり、その先端には
ワークＷを把持するチャック（ワーク把持部）２８が設
けられている。そして、これらのチャック２８のうちの
一つが図３二点鎖線に示すワーク搬送アーム３０による
ワーク搬入位置に位置した状態で、他の２つのチャック
２８がそれぞれ研削加工用チャック１５、ホーニング加
工用チャック１６の前方に位置する状態となり、かつ、
この状態から回転板２４及び旋回アーム２６が一体に図
３時計回り方向に回転駆動されることにより、前記ワー
ク搬入位置にあったチャック２８が研削加工用チャック
１５の前方の位置に移動し、研削加工用チャック１５の
前方に位置していたチャック２８がホーニング加工用チ
ャック１６の前方の位置に移動し、ホーニング加工用チ
ャック１６の前方に位置していたチャック２８が前記ワ
ーク搬入位置に戻るように、ワーク搬送装置２０の配設
位置が設定されている。

【００２５】このワーク搬送装置２０の詳細を図４に示
す。このワーク搬送装置２０は、ハウジング３２を備
え、このハウジング３２内に、前記回転軸２２の後部及
び前部をそれぞれ回転可能に保持する保持部３７，３８
が設けられている。ハウジング３２の後部には、搬送駆
動用のモータ（回転駆動手段）３４が固定され、その出
力軸がスプライン３６を介して前記回転軸２２に回転伝
達可能でかつ軸方向に相対移動可能となるように結合さ
れている。

【００２６】さらに、ハウジング３２の後部には、油圧
シリンダ４０が設けられ、この油圧シリンダ４０の伸縮
ロッド４１にブラケット４２を介して軸保持部４４が連
結されている。この軸保持部４４は、前記回転軸２２の
中間部を回転可能にかつ軸方向に相対移動不能に保持す
るものであり、前記伸縮ロッド４１の伸縮に伴って軸保
持部４４及び回転軸２２が前後方向にスライド移動する
ようになっている。そして、この回転軸２２が前進した
状態では、２つのチャック２８に把持されているワーク
Ｗが研削加工用チャック１５及びホーニング加工用チャ
ック１６から前方に離間する一方、この回転軸２２が後
退することにより上記各２つのワークＷが各加工用チャ
ック１５，１６に挿入されるようになっている。

【００２７】前記軸保持部４４には作動油給排口４４ａ
及び作動油給排口４４ｂが設けられ、回転軸２２には上
記作動油給排口４４ａ及び作動油給排口４４ｂから前方
に向かって軸方向に延びる２本の作動油供給路２２ａ，
２２ｂが形成され、回転板２４には、上記各作動油供給
路２２ａ，２２ｂからこれに対応するチャック２８の各
ポートに至る作動油分配路２４ａ，２４ｂが形成されて
いる。そして、上記作動油給排口４４ａから作動油供給
路２２ａ及び作動油分配路２４ａを通じて各チャック２
８に作動油が導入されるとともに、各チャック２８から
作動油分配路２４ｂ及び作動油供給路２２ｂを通じて作
動油給排口４４ｂから作動油が排出されることにより、
各チャック２８がワークＷを把持する方向に作動する一
方、作動油給排口４４ｂから作動油供給路２２ｂ及び作
動油分配路２４ｂを通じて各チャック２８に作動油が導
入されるとともに、各チャック２８から作動油分配路２
４ａ及び作動油供給路２２ａを通じて作動油給排口４４
ａから作動油が排出されることにより、各チャック２８
がワークＷを解放する方向に作動するようになってい
る。

【００２８】次に、加振装置１８の構造を図５〜図７に
基づいて説明する。

【００２９】図５及び図６に示すように、この加振装置
１８は、ハウジング４６を備え、このハウジング４６の
一側壁にこれを貫通する状態で筒部４８が固定されてい
る。この筒部４８内には回転軸４９が回転可能に支持さ
れ、その外側端部にプーリ５０が固定されている。一
方、ハウジング４６の外部には加振用モータ５２が設置
され、この加振用モータ５２の出力軸に設けられたプー
リ５４と前記プーリ５０との間にベルト５６が掛け渡さ
れている。従って、加振用モータ５２の起動によって回
転軸４９が回転駆動されるようになっている。

【００３０】図７（ａ）（ｂ）にも示すように、上記回
転軸４９がハウジング４６内に臨む部分には、カムとし
て用いられる転がり軸受５８Ａの内輪が固定され、この
転がり軸受５８Ａの前後（図５では上下）には、同じく
カムとして用いられる転がり軸受５８Ｂの内輪が固定さ
れている。回転軸４９において、上記転がり軸受５８
Ａ，５８Ｂの内輪が固定される部分は他の部分と形状を
わずかに異にしており、具体的には、転がり軸受５８Ａ
の中心Ｏ₁が回転軸４９の回転中心Ｏに対して微小量だ
け偏心し、転がり軸受５８Ｂの中心Ｏ₂が回転軸４９の
回転中心Ｏに対して前記中心Ｏ₁と反対側に同量だけ偏
心するように、回転軸４９の形状が設定されている。

【００３１】一方、ハウジング４６内では、転がり軸受
５８Ａ，５８Ｂの上下の位置に中央内壁６０が設けられ
るとともに、前端及び後端（図６では右端及び左端）に
端壁６２Ａ，６２Ｂが設けられている。中央内壁６０と
前端壁６２Ａとの間、中央内壁６０と後端壁６２Ｂとの
間には、各々前後方向に延びる案内ロッド６４Ａ，６４
Ｂが設けられ、これら案内ロッド６４Ａ，６４Ｂがスラ
イダ６６Ａ，６６Ｂをそれぞれ貫通する状態で、これら
スライダ６６Ａ，６６Ｂが前後方向（図５及び図６では
左右方向）にスライド可能にハウジング４６内に収容さ
れている。

【００３２】スライダ６６Ａと前端壁６２Ａとの間、ス
ライダ６６Ｂと後端壁６２Ｂとの間には、それぞれ圧縮
コイルばね６８Ａ，６８Ｂが介入され、これら圧縮コイ
ルばね６８Ａ，６８Ｂの弾発力によって各スライダ６６
Ａ，６６Ｂが中央側（転がり軸受５８Ａ，５８Ｂに近づ
く側）に付勢されている。

【００３３】スライダ６６Ａの内側面（前記転がり軸受
５８Ａに対向する面）の中段位置には、カムフォロアと
しての突出部７０Ａが設けられ、スライダ６６Ｂの内側
面（前記転がり軸受５８Ｂに対向する面）の上段位置及
び下段位置には、同じくカムフォロアとしての突出部７
０Ｂが設けられている。このうち突出部７０Ａは前記圧
縮コイルばね６８Ａの弾発力で転がり軸受５８Ａの外輪
に圧接し、各突出部７０Ｂは前記圧縮コイルばね６８Ｂ
の弾発力で各転がり軸受５８Ｂの外輪に圧接している。

【００３４】従って、当該転がり軸受５８Ａ，５８Ｂの
内輪が固定されている回転軸４９が回転駆動されること
により、その回転中心Ｏに対する転がり軸受５８Ａ，５
８Ｂの偏心分だけ両スライダ６６Ａ，６６Ｂが相互逆向
きに前後方向に微振動するようになっている。

【００３５】各スライダ６６Ａ，６６Ｂには、ハウジン
グ側壁を貫いて側方（図５では上方） に突出する突出
部６６ａ，６６ｂが設けられ、このうちの前側スライダ
６６Ａの突出部６６ａに前方に延びるアーム７２を介し
て前記ホーニング加工用チャック１６が連結されてい
る。従って、この加振装置１８の起動により、ホーニン
グ加工用チャック１６が前側スライダ６６Ａと一体に前
後方向（すなわちワーク軸方向と平行な方向；前記図１
に示すＷ軸方向）に微振動するようになっている。

【００３６】なお、この加振装置１８において前側スラ
イダ６６Ａの振動と同時に後側スライダ６６Ｂも逆向き
振動させているのは、前後の振動バランスを確保するた
めである。

【００３７】前記図１及び図２において、ベッド１０の
他方の側（同図右側）には、前後方向（図１のＺ軸方
向；前記Ｘ軸方向と直交する方向）にスライド可能にＺ
軸テーブル（移送テーブル）７４が設置され、このＺ軸
テーブル７４は、Ｚ軸モータ（移送駆動手段）７６及び
図略の送りねじ機構によって前記Ｚ軸方向にスライド駆
動されるようになっている。

【００３８】上記Ｚ軸テーブル７４上には、Ｚ軸方向に
対してほぼ４５°傾斜するＵ軸方向にスライド可能にＵ
軸テーブル８０が設置され、このＵ軸テーブル８０は図
略のＵ軸モータ及び送りねじ機構によって前記Ｕ軸方向
にスライド駆動されるようになっている。そして、この
Ｕ軸テーブル８０上に内面研削用ホイールへッド（研削
加工装置）８２及びシート面研削用ホイールへッド８４
が前記Ｘ軸方向に並べて設置されている。

【００３９】内面研削用ホイールへッド８２は、砥石軸
及びこれを回転駆動するモータを内蔵し、砥石軸先端部
には図１０に示すワークＷのフラット状内周面Ｈａを研
削加工するための研削用砥石が固定されている。シート
面研削用ホイールへッド８４も、砥石軸及びこれを回転
駆動するモータを内蔵し、砥石軸先端部には前記ワーク
Ｗのシート面（テーパー状内周面）を研削するための研
削用砥石が固定されている。

【００４０】両ホイールへッド８２の基本的構成は同じ
であり、このうち、例として内面研削用ホイールへッド
８２の加工部の構造を図８〜図１０により説明する。図
において、砥石軸８３の先端部には研削用砥石８５が固
定され、この研削用砥石８５は、フラット状の外周面８
５ａと、山型テーパー状の先端面８５ｂとを有してい
る。砥石軸８３にはその軸方向に延びるクーラント供給
通路８３ａが形成され、研削用砥石８５には上記クーラ
ント供給通路８３ａから先端面８５ｂに至る複数のクー
ラント噴射路８５ｃが形成されており、図略のクーラン
ト供給源から上記クーラント供給通路８３ａ及びクーラ
ント噴射路８５ｃを通じて加工面（図例ではシート面Ｈ
ｂ）にクーラントが供給されるようになっている。

【００４１】なお、この実施の形態では、内面研削用ホ
イールへッド８２とシート面研削用ホイールへッド８４
とを併設したものを示しているが、例えば内面研削用ホ
イールへッド８２のみ設置してこれに前記図１０で示し
た形状の研削用砥石８５を装着し、そのフラット状外周
面８５ａでワークＷのフラット状内周面Ｈａを内面研削
し、テーパー状先端面８５ｂでシート面Ｈｂを研削する
ようにしてもよい。すなわち、単一の研削用砥石８５を
フラット状内周面の研削、シート面の研削に兼用しても
よい。また、本発明は、例えばフラット状内周面のみを
加工する場合にも適用し得るものであり、この場合には
前記シート面研削用ホイールへッド８４及びＵ軸テーブ
ル８０が省略可能である。

【００４２】前記Ｚ軸テーブル７４の側方のベッド１０
上にはＷ軸モータ７１により、Ｚ軸と平行なＷ軸方向に
スライド可能なＷ軸テーブル７２が設置され、このＷ軸
テーブル７２上にはホーニング加工装置７８が設置され
ている。このホーニング加工装置７８は、前記ホーニン
グ加工用チャック１６と対向可能な位置に配設されてい
る。

【００４３】次に、前記ホーニング加工装置７８の具体
的構造を図１１〜図１７に基づいて説明する。

【００４４】図１１に示すように、ホーニング加工装置
７８は、その本体を構成するハウジング８６を備え、こ
のハウジング８６の前後壁に軸受８８を介して回転筒９
０が回転可能に支持されている。回転筒９０の外周面に
はロータ９２が固定される一方、ハウジング８６の内周
面には上記ロータ９２を取り巻くステータ９４が固定さ
れており、このステータ９４と前記ロータ９２とで回転
筒９０を回転駆動するモータが構成されている。すなわ
ち、このホーニング加工装置７８は、いわゆるビルト−
イン−モータの構成とされ、外部に回転駆動用モータが
取付けられるものよりも構造が簡素化されている。

【００４５】回転筒９０内には回転軸９６が挿通されて
いる。この回転軸９６は、回転筒９０と一体に回転し、
かつ、回転筒９０に対して前後方向にスライド移動でき
るように、キー等を介して回転筒９０に係合されてい
る。

【００４６】回転軸９６の後端には、軸受１００を介し
てスライダ９８が相対回転可能に結合されている。この
スライダ９８は装置後部に前後方向にスライド可能に収
容されているが、その外周面から突設されたピン１０２
がハウジング側の前後方向の長孔１０４に挿通されるこ
とにより、回転することが規制されている。このスライ
ダ９８のさらに後方には、油圧シリンダ１０６が設けら
れ、この油圧シリンダ１０６から前方に延びる伸縮ロッ
ド１０８の前端部がスライダ９８に連結、固定されてい
る。従って、この油圧シリンダ１０６の作動により、回
転軸９６が回転駆動されながらもスライダ９８とともに
前後方向にスライド駆動されるようになっている。

【００４７】図１２に示すように、前記回転軸９６から
は前方にこれよりも小径の操作軸１１０が延びている。
この操作軸１１０の先端部には先端側に向かうに従って
深くなる方向のテーパー面１１２が形成され、当該先端
部に筒部材１１４が外嵌されている。

【００４８】図１３にも示すように、筒部材１１４の軸
方向の一部には貫通孔１１５が設けられ、これをブロッ
ク１１６が貫通しており、当該ブロック１１６の内周面
が前記テーパー面１１２に当接し、外周面にホーニング
砥石１１８が固着されている。従って、前記回転軸９６
と一体に操作軸１１０が進退することにより、テーパー
面１１２の作用でブロック１１６及びホーニング砥石１
１８が筒部材１１４の外周面から出没するようになって
いる。すなわち、上記操作軸１１０の先端部と筒部材１
１４とで、ホーニング砥石１１８を操作するホーニング
へッドが構成されている。

【００４９】なお、図１３において１２０は、上記ホー
ニング砥石１１８によるワーク内周面の加工時に当該内
周面と当接して加工反力を受ける超硬合金製のチップで
あり、その外周面は操作軸１１０の中心軸を回転中心と
する円弧状をなし、その半径はホーニング加工終了時の
目標半径に設定されている。

【００５０】前記筒部材１１４は、ナット１２１、筒部
材１２２，１２３，１２４、及びナット１２５を順に介
して筒部材１２６に連結されている。筒部材１２６は、
前記回転筒９０の前端に連結された回転筒１２９の周囲
に外嵌され、この回転筒１２９との間に設けられた圧縮
コイルばね１３１の弾発力によって後方（図１２では右
方）に付勢されるとともに、回転筒１２９から外向きに
突設されたピン１３３との係合によって回転筒１２９に
対する相対回転が規制されている。すなわち、ホーニン
グへッドを構成する筒部材１１４、ナット１２１、筒部
材１２２〜１２４、ナット１２５、及び筒部材１２６
は、回転筒９０，１２９と一体に回転するようになって
いる。

【００５１】ハウジング８６の前端面には、上記回転筒
１２９の後端部を外側から覆う筒状のカバー８７が固定
されている。このカバー８７の前端部には、上下一対の
支持軸１３２が当該カバー８７を径方向に貫通する状態
で固定され、各支持軸１３２の内側端部にカムフォロア
としての転がり軸受１３４の内輪が固定されている。

【００５２】これに対し、前記筒部材１２６の後部には
ナット１２７を介して筒状カム１２８が固定され、この
筒状カム１２８の後端に形成されたカム面１３０が前記
圧縮コイルばね１３１の弾発力によって各転がり軸受１
３４の外輪に圧接している。上記カム面１３０の形状
は、図１４に示すように、１８０°周期で山と谷を繰り
返す略正弦曲線とされている。

【００５３】従って、前記筒部材１１４等と一体に筒状
カム１２８が回転駆動されることにより、この筒状カム
１２８が短周期で軸方向に微小変位し、その結果、この
筒状カム１２８と一体に筒部材１１４等が軸方向に微振
動するようになっている。すなわち、このホーニング加
工装置７８では、特別な加振用の駆動源を設けることな
く、前記ビルト−イン−モータの駆動力を利用してホー
ニング砥石１１８を微振動させることが可能となってい
る。

【００５４】図１５に示すように、ハウジング８６の前
端面からは、ホーニングへッドの両側方を通って前方に
左右一対の支持軸１３６が延び、両支持軸１３６によっ
て案内フレーム１３８が前後方向（図１５では左右方
向）に移動可能に支持されている。この案内フレーム１
３８は、左右方向（図１５では上下方向）に延び、その
両端部を上記各支持軸１３６が貫通している。各支持軸
１３６の前端には抜け止め用の鍔部１４０が設けられ、
支持軸１３６の中間部にも鍔部１４２が設けられてい
る。そして、この鍔部１４２と案内フレーム１３８との
間に介在する圧縮コイルばね１４４の弾発力によって当
該案内フレーム１３８が前方に付勢されている。

【００５５】案内フレーム１３８の中央部には、これを
貫通する状態で案内部材１４６が固定されている。この
案内部材１４６は、ホーニングへッドが挿通された状態
でこれをワークＷ内の加工位置に案内するものであり、
ビス１４７等によって案内フレーム１３８に固定されて
いる。

【００５６】図１６に示すように、案内フレーム１３８
の下端部にはクーラント入口１４８が形成され、このク
ーラント入口１４８は案内部材１４６の外周面に形成さ
れた周溝１５０に通じている。案内部材１４６には、上
記周溝１５０から内周面に至る複数本のクーラント供給
路１５２が形成されており、前記研削用ホイールへッド
８２，８４と共通のクーラント供給源からクーラント入
口１４８、周溝１５０、及びクーラント供給路１５２を
通じて案内部材１４６内のホーニングへッドにクーラン
トが供給されるようになっている。

【００５７】次に、この加工装置において実施されるワ
ーク内周面の加工方法を順を追って説明する。

【００５８】０）初期状態 図１〜図３は、ワーク加工が終了した後の初期状態を示
している。この状態では、Ｗ軸テーブル７２、Ｚ軸テー
ブル７４及びＵ軸テーブル８０が後退している。ワーク
搬入位置にはワーク搬送アーム３０により未研削ワーク
Ｗが供給され、研削用主軸へッド１４の研削加工用チャ
ック１５には研削加工済ワークＷが把持され、ホーニン
グ加工用チャック１６にはホーニング加工済ワークＷが
クランプ状態でとどまっている。また、ワーク搬送装置
２０の回転板２４及び各旋回アーム２６は各ワークＷを
把持できる後退位置で待機している。この状態から行わ
れる以下の動作は、図略の制御盤による制御の下で実行
される。

【００５９】１）ワーク搬送装置２０によるワークＷの
把持 図４に示すワーク搬送装置２０の作動油給排口４４ａか
ら各チャック２８に作動油を供給して未研削ワークＷ、
研削加工済ワークＷ、ホーニング加工済ワークＷの把持
動作をそれぞれ行わせる。

【００６０】２）研削加工済ワークＷ及びホーニング加
工済ワークＷの解放 研削加工用チャック１５をアンクランプ方向に作動さ
せ、研削加工済ワークＷを研削用主軸へッド１４から解
放させる。同時にホーニング加工用チャック１６をアン
クランプ方向に作動させ、ホーニング加工済ワークＷを
ホーニング加工用チャック１６から解放させる。

【００６１】３）各ワークＷの取り出し 回転板２４及び各旋回アーム２６を前進させ、研削加工
済ワークＷ及びホーニング加工済ワークＷをそれぞれ研
削加工用チャック１５及びホーニング加工用チャック１
６から完全に引き抜く。

【００６２】４）各ワークＷの搬送 図４に示すワーク搬送装置２０の搬送駆動用モータ３４
を作動させ、回転板２４及び各旋回アーム２６を図３の
時計回り方向に120°だけ旋回させる。これにより、未
研削ワークＷは研削加工用チャック１５の前方の位置
に、研削加工済ワークＷはホーニング加工用チャック１
６の前方の位置に、ホーニング加工済ワークＷはワーク
搬入位置の前方の位置に、それぞれ旋回搬送される。

【００６３】５）各ワークＷのセット 油圧シリンダ４０を前記と逆の方向に作動させ、回転板
２４及び各旋回アーム２６を後退させる。これにより、
未研削ワークＷは研削加工用チャック１５に差し込ま
れ、研削加工済ワークＷはホーニング加工用チャック１
６に差し込まれ、ホーニング加工済ワークＷは前記ワー
ク搬入位置に戻される。

【００６４】６）ワークＷの受け渡し 研削加工用チャック１５及びホーニング加工用チャック
１６をそれぞれクランプ方向に作動させ、未研削ワーク
Ｗ及び研削加工済ワークＷの把持を行わせる。また、ワ
ーク搬送アーム３０によりホーニング加工済ワークＷの
把持を行わせる。その後、ワーク搬送装置２０の作動油
給排口４４ｂから各チャック２８に作動油を供給してア
ンクランプ動作させ、ワーク搬送装置２０側から各ワー
クＷを解放するとともに、前記ワーク搬送アーム３０を
移動させてホーニング加工済ワークＷを適当な場所へ搬
出する。

【００６５】７）各ワークＷの内面研削加工とホーニン
グ加工 Ｚ軸テーブル７４及びＷ軸テーブル７２を駆動して研削
用ホイールへッド８２，８４とホーニング加工装置７８
とを前進させ、回転駆動状態にある内面研削用ホイール
へッド８２の研削用砥石をワーク搬送装置２０のアンク
ランプ状態にあるチャック２８を通して研削加工用チャ
ック１５に把持されているワークＷ内に挿入すると同時
に、回転駆動状態にあるホーニング加工装置７８のホー
ニングへッドをホーニング加工用チャック１６に把持さ
れているワークＷ内に挿入する。その後、Ｚ軸テーブル
７４及びＷ軸テーブル７２の進退を繰り返しながら、共
通のクーラント供給源から各ワークＷに向けてクーラン
トを供給することにより、上記研削用砥石とホーニング
砥石１１８とを同時にワーク軸方向にオシレートさせて
未研削ワークＷの内周面を研削加工すると同時に研削加
工済ワークＷの内周面をホーニング加工する。その詳細
な作用は次の通りである。

【００６６】 研削加工：まず内面研削用ホイールへ
ッド８２の研削用砥石を図１０に示すワークＷのフラッ
ト状内周面Ｈａに接触させ、かつ、クーラントを供給し
ながらワーク軸方向にオシレートする。切込み送りはＵ
軸テーブル８０のスライドによって行う。

【００６７】 ホーニング加工：Ｗ軸テーブル７２と
ともにホーニング加工装置７８が回転駆動状態のまま前
進すると、まず案内フレーム１３８の中央下部がワーク
搬送装置２０側に設けられたストッパ面１５４に当接し
（図１６及び図１７）、その後は案内フレーム１３８及
び案内部材１４６を置き去りにして筒部材１１４等から
なるホーニングへッドのみが前進し、ワークＷ内に挿入
される。このように、ワーク直前までホーニングへッド
が案内部材１４６によりサポートされることにより、ホ
ーニングへッドが細径で自重により下方に撓みやすい構
造であっても、これを確実に研削加工済ワークＷ内に案
内することができる。

【００６８】その後、操作軸１１０を前進させてホーニ
ング砥石１１８を径方向外側に所定の拡張圧で張り出
し、クーラントを供給しながらオシレートすることによ
り、ワーク内周面をホーニング加工する。

【００６９】このとき、ワークＷ及びこれを保持するホ
ーニング加工用チャック１６には加振装置１８によって
ワーク軸方向の微振動が与えられており、ホーニング砥
石１１８にも筒状カム１２８及び転がり軸受１３４から
なるカム機構の作用によってワーク軸方向の微振動が与
えられている。従って、ワークＷに対するホーニング砥
石１１８の軸方向位置の時間変化は図１８のようにな
る。すなわち、ホーニング砥石１１８はオシレート動作
により長い周期でワーク内を軸方向に往復しながら、そ
れよりも格段に短い周期で軸方向に微振動する。このよ
うな微振動を与えることにより、比較的粘度の高い研削
加工用クーラントをホーニング加工に流用しながらも、
ホーニング砥石１１８の目詰まりを防いで良好なホーニ
ング加工を続けることが可能になる。

【００７０】８）シート面研削加工 前記内面研削加工またはホーニング加工が終了した段階
で、Ｚ軸テーブル７４またはＷ軸テーブル７２を一旦後
退させ、Ｚ軸テーブル７４の後退後はＸ軸テーブル１２
を動かして研削用主軸へッド１４をシート面研削用ホイ
ールへッド８４と対向する位置に割り出した後、再びＺ
軸テーブル７４を前進させて、シート面研削用ホイール
へッド８４の研削用砥石８５をワーク内に挿入する。そ
して、その先端面８５ｃをシート面Ｈｂに接触させ、前
記内面研削と同じ要領で当該シート面Ｈｂの研削を行
う。ただし、この時のオシレートはシート面Ｈｂに対し
て略直交する方向に移動するＵ軸テーブル８０のスライ
ドによって行い、切込み送りはＺ軸テーブル７４のスラ
イドによって行う。

【００７１】９）初期状態への復帰 すべての加工が終了した後、Ｚ軸テーブル７４を後退さ
せ、Ｘ軸テーブル１２を元の位置に戻して研削用主軸へ
ッド１５を内面研削用ホイールへッド８２に対向する位
置へ復帰させる。一方、ワーク搬送アーム３０において
は、他のワークストック個所から未研削ワークをピック
アップし、ワーク搬入位置に搬入する。

【００７２】以上、１）〜９）の動作を繰り返すことに
より、ワーク内周面の研削加工及びホーニング加工を効
率よく進めることができる。

【００７３】なお、本発明はこのような実施形態に限ら
ず、例えば次のような形態をとることも可能である。

【００７４】・前記実施形態では、ホーニング砥石１１
８、研削加工済ワークＷの双方を微振動させるものを示
したが、いずれか一方のみ微振動させるようにしても、
砥石目詰まりの抑制が可能である。また、ホーニング加
工に研削加工用クーラントを流用しない場合には、加振
手段の省略も可能である。

【００７５】・図３には、３つのチャック２８及び旋回
アーム２６をもったワーク搬送装置２０を示したが、ワ
ーク把持部であるチャック２８は複数あればよく、ワー
ク搬入位置から研削加工位置への搬送と、研削加工位置
からホーニング加工位置への搬送とが同時に行えるもの
であれば、その具体的な個数は問わない。また、単一の
回転板の外周部に複数のワーク把持部を周方向に間隔を
おいて配設した構造としてもよい。また、このような回
転運動でなく、直線運動によってワークの搬送を行うも
のでもよい。

【００７６】・前記実施形態では、Ｚ軸テーブル７４上
に内面研削用ホイールへッド８２を設け、ホーニング加
工装置７８をＺ軸テーブル７４とは別のＷ軸テーブル７
２上に設けたものを示したが、Ｚ軸テーブル７４上に内
面研削用ホイールへッド８２及びホーニング加工装置７
８を並設する構成とし、これら内面研削用ホイールへッ
ド８２とホーニング加工装置７８とをＺ軸テーブル７４
により一体にワークＷの軸方向に移動させて加工を行う
ようにしてもよい。また、ワーク搬送装置２０を省略し
ても、研削加工用チャック１５及びホーニング加工用チ
ャック１６を同じ向きで並べて配置することにより、効
率の良いワーク搬送を可能にして、従来よりも加工能率
を向上させることが可能である。

【００７７】・本発明では、ホーニング加工装置７８と
して従来から用いられている通常のホーニング盤をその
まま適用することも可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上のように、本発明は、研削加工済ワ
ークと未研削ワークとをそれぞれホーニング加工位置及
び研削加工位置に並べて保持し、これらのワークに対し
てその軸方向と平行な方向にホーニング加工装置及び研
削加工装置を相対移動させて各加工を同時に行うように
し、その加工後、未研削ワークを研削加工位置に搬送す
ると同時に研削加工済ワークをホーニング加工位置に搬
送するようにしたものであるので、各ワーク内周面の研
削加工及びホーニング加工を効率よく進めることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる加工装置の全体平
面図である。

【図２】上記加工装置の全体側面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線矢視図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】上記加工装置に設けられる加振装置の断面平面
図である。

【図６】上記加工装置の断面正面図である。

【図７】（ａ）は上記加工装置の中央に設けられている
回転軸及び転がり軸受の平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−
Ｄ線断面図である。

【図８】上記加工装置におけるシート面研削用ホイール
へッドの砥石取付構造を示す断面図である。

【図９】上記シート面研削用ホイールへッドの研削用砥
石の正面図である。

【図１０】上記研削用砥石による加工状態を示す断面図
である。

【図１１】上記加工装置におけるホーニング加工装置の
断面正面図である。

【図１２】上記ホーニング加工装置の前部の断面正面図
である。

【図１３】図１２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１４】上記ホーニング加工装置に設けられた筒状カ
ムの展開図である。

【図１５】上記ホーニング加工装置の前部の平面図であ
る。

【図１６】図１７のＥ−Ｅ線断面図である。

【図１７】上記ホーニング加工装置に設けられている案
内フレームの正面図である。

【図１８】上記ホーニング加工装置におけるホーニング
砥石位置の時間変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１５ 研削加工用チャック（研削加工用ワーク保持手
段） １６ ホーニング加工用チャック（ホーニング加工用ワ
ーク保持手段） １８ 加振装置 ２０ ワーク搬送装置（搬送手段） ２４ 回転板（回転体） ２６ 旋回アーム（回転体） ２８ チャック（ワーク把持部） ９２ ロータ ９４ ステータ １１４ 筒部材（ホーニングへッドを構成） １１８ ホーニング砥石 １２８ 筒状カム １３４ 転がり軸受（カムフォロア） １４６ 案内部材 １５２ クーラント供給路 Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉田 勝弘 広島市南区宇品東５丁目３番38号 トーヨ ーエイテック株式会社内 (72)発明者 神鳥 峰司 広島市南区宇品東５丁目３番38号 トーヨ ーエイテック株式会社内 (72)発明者 坂本 英治 広島市南区宇品東５丁目３番38号 トーヨ ーエイテック株式会社内 Ｆターム(参考） 3C034 AA05 AA13 AA19 BB03 BB15 BB28 BB82 BB84 BB87 DD20 3C043 AB02 AB09 CC02 CC03 CC12 DD05 DD06 DD14 3C058 AA02 AA03 AA11 AA14 AA16 AA18 AB01 AB03 AB08 AC04 CA01 CB01 CB03 DA10

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク内周面を研削加工し、次いでホー
   ニング加工する方法であって、前回の加工動作で内周面
   の研削が終了した研削加工済ワークと未研削ワークとを
   その軸方向が互いに平行となる向きでそれぞれホーニン
   グ加工位置及び研削加工位置に並べて保持し、ホーニン
   グ砥石を備えたホーニング加工装置及び研削加工用砥石
   を備えた研削加工装置を上記両ワークに対してその軸方
   向と平行な方向に相対移動させることにより上記研削加
   工済ワークの内周面をホーニング加工すると同時に上記
   未研削ワークの内周面を研削加工する加工動作と、研削
   加工が終了したワークを上記研削加工位置からホーニン
   グ加工位置に搬送すると同時に未研削ワークを上記研削
   加工位置に搬送する搬送動作とを繰り返すことを特徴と
   するワーク内周面の加工方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のワーク内周面の加工方法
   において、上記ホーニング加工と研削加工とに共通のク
   ーラントを使用するとともに、当該ホーニング加工中に
   研削加工済ワーク、ホーニング砥石の少なくとも一方を
   ワーク軸方向に微振動させることを特徴とするワーク内
   周面の加工方法。
3. 【請求項３】 内周面がホーニング加工されるワークを
   保持するホーニング加工用ワーク保持手段と内周面が研
   削加工されるワークを保持する研削加工用ワーク保持手
   段とをワーク軸方向と略直交する方向に並設するととも
   に、上記ホーニング加工用ワーク保持手段に保持された
   ワークの内周面をホーニング加工するホーニング加工装
   置と、上記研削加工用ワーク保持手段に保持されたワー
   クの内周面を研削加工する研削加工装置と、未研削ワー
   クを上記研削加工用ワーク保持手段により保持可能な位
   置に搬送すると同時に上記研削加工用ワーク保持手段に
   より保持されているワークを上記ホーニング加工用ワー
   ク保持手段により保持可能な位置に搬送する搬送手段と
   を備えたことを特徴とするワーク内周面の加工装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のワーク内周面の加工装置
   において、上記搬送手段は、上記研削加工用ワーク保持
   手段及びホーニング加工用ワーク保持手段により保持さ
   れるワークの軸方向と略平行な方向の軸回りに回転可能
   な回転体と、この回転体を回転駆動する回転駆動手段
   と、上記回転体にその回転周方向に等間隔に設けられた
   複数のワーク把持部とを備え、上記回転体が所定角度だ
   け回転駆動されることにより、ワーク搬入位置にあった
   ワーク把持部が研削加工用ワーク保持手段に対向する位
   置に移動し、研削加工用ワーク保持手段に対向する位置
   にあったワーク把持部がホーニング加工用ワーク保持手
   段に対向する位置に移動するように構成されていること
   を特徴とするワーク内周面の加工装置。
5. 【請求項５】 請求項３または４記載のワーク内周面の
   加工装置において、上記ホーニング加工用ワーク保持手
   段に保持されたワーク、上記ホーニング加工装置におけ
   るホーニング砥石の少なくとも一方をワーク径方向と略
   直交する方向に微振動させる加振手段を備えたことを特
   徴とするワーク内周面の加工装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のワーク内周面の加工装置
   において、上記ホーニング砥石をホーニング装置本体に
   対して軸方向に相対移動可能となるように構成するとと
   もに、このホーニング装置本体に対するホーニング砥石
   の回転に伴って当該ホーニング砥石を軸方向に往復変位
   させるカム機構を設けたことを特徴とするワーク内周面
   の加工装置。
7. 【請求項７】 請求項３〜６のいずれかに記載のワーク
   内周面の加工装置において、上記ホーニング加工装置の
   ホーニングへッドが挿通された状態で当該ホーニングへ
   ッドを加工位置へ案内する案内部材をホーニング加工装
   置に軸方向に移動可能に取付けるとともに、上記案内部
   材にクーラント供給通路を設けたことを特徴とするワー
   ク内周面の加工装置。
8. 【請求項８】 請求項３〜７のいずれかに記載のワーク
   内周面の加工装置において、上記ホーニング加工装置の
   ホーニングへッドの回転軸にロータを固定し、このロー
   タを回転させるためのステータをホーニング加工装置本
   体内に組み込んだことを特徴とするワーク内周面の加工
   装置。