JP2008049410A - ホーニング用回転工具 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで造れる簡単な構造で、ホルダ２をホーニング盤の主軸に結合固定した状態のままでも、砥石部分のみの着脱を行なえるホーニング用回転工具１を実現する。
【解決手段】ホルダ２の先端部に形成した小径部１０に、砥石カートリッジ３の保持筒１３を外嵌し、抑えねじ１９及び抑え板２０により抑え付ける。この抑えねじ１９を取り外せば、上記ホルダ２を上記主軸に結合固定したまま、上記砥石カートリッジ３の交換作業を行なえるので、上記課題を解決できる。
【選択図】図３

Description

この発明は、円孔の内周面を所望の性状に仕上げるホーニング加工に使用するホーニング用回転工具（ホーニングツール）の改良に関する。

主軸によりホーニング用回転工具を回転駆動して被加工物の円孔に仕上加工を施す、ホーニング加工に関する技術が、例えば特許文献１に記載される等により従来から知られている。この特許文献１等に記載されて従来から知られているホーニング加工は、予め被加工物に形成した断面円形の下孔に棒状のホーニング用回転工具を通過させる、所謂ワンパス加工により、この下孔の内周面を所望の性状に仕上げる。又、特許文献２、３には、この様なホーニング加工に使用する、ホーニング加工用回転工具に関する発明が記載されている。

ホーニング加工用回転工具は、円杆状若しくは円管状のホルダの外周面に砥石を添着して構成している。このうちの砥石は、使用の繰り返しに伴う砥粒の脱落等により次第に機能が低下するので、度々交換する必要がある。例えば、特許文献２に記載された構造の場合には、この様な交換を、砥石に比べて遥かに容積が大きい、ホルダごと行なう必要があり、工具交換に要するコストが嵩む為、好ましくない。又、交換に迄至らず、砥石部分にドレッシング等の修正を施す場合でも、ホルダ毎主軸から取り外して修正工程に移す必要があり、修正に要するコストが嵩む。これに対して、特許文献３に記載された発明の構造の場合には、砥石のみを交換できるが、構造が複雑でホーニング加工用回転工具全体としてのコストが嵩む事が避けられない。

特公昭５６−３０１４９号公報 国際公開ＷＯ９２／０２３３５ 特開２００１−２４６５４８号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、低コストで造れる簡単な構造で、ホルダをホーニング盤の主軸に結合固定した状態のままでも、砥石部分のみの着脱を行なえる、ホーニング用回転工具を実現すべく発明したものである。

本発明のホーニング用回転工具は、ホルダと、砥石カートリッジと、回転阻止機構と、抜け止め機構とを備える。
このうちのホルダは、基端部にホーニング盤を構成する主軸の先端部に把持固定する為の把持部を、先端部外周面に中間部よりも外径が小さくなった小径部を、これら小径部と中間部との連続部に段差部を、それぞれ設けている。
又、上記砥石カートリッジは、外周面にホーニング砥石を添着した円筒状で、上記小径部に対し着脱可能とされたもので、円筒状の保持筒と、この保持筒の外周面に添着された複数のホーニング砥石とを備える。このうちの保持筒は、上記小径部にがたつきなく外嵌できる。そして、上記ホーニング砥石は、この保持筒の外周面に添着されている。尚、本明細書及び特許請求の範囲中の「ホーニング砥石」には、電着ホーニングツールの如く、保持筒の外周面に直接砥粒を付着させたものも含む。
又、上記回転阻止機構は、上記砥石カートリッジと上記ホルダとの相対回転を阻止する為、これら砥石カートリッジとホルダとの間に設けられている。
更に、上記抜け止め機構は、上記砥石カートリッジが上記小径部から抜け出る事を防止する為のものである。

上述の様な本発明のホーニング用回転工具を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記ホルダとして、少なくとも基端面に開口する中心孔を有するものを使用する。又、保持筒の外周面を、それぞれが軸方向に長い複数個所ずつの凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置した形状とする。又、複数のホーニング砥石を、上記保持筒の外周面のうちで、少なくとも各凸部の頂部に添着する。更に、上記ホルダの先端部複数個所と、この保持筒のうちで各凹部に対応する部分とに、これら各凹部の内側と上記ホルダの中心孔とを連通させる給油孔を設ける。
又、上記回転阻止機構を、具体的には、例えば請求項３に記載した様に、係止凹部と係止凸部とから構成する。このうちの係止凹部は、上記ホルダの中間部外周面に形成した段差部側に開口させる。又、上記係止凸部は、上記保持筒の基端縁から軸方向に突出する状態で設ける。そして、この保持筒を上記小径部に外嵌するのに伴って、上記係止凸部を上記係止凹部に、軸方向先端側から進入させる。
更に、上記抜け止め機構を構成する為に、具体的には、例えば請求項４に記載した様に、中心孔を、ホルダを軸方向に貫通する状態で形成する。そして、上記抜け止め機構を、この中心孔の先端部に設けられた雌ねじ部と、この雌ねじ部に螺合する抑えねじと、この雌ねじ部に対するこの抑えねじの螺合緊締に伴って保持筒の先端縁を段差部に向け抑え付ける抑え板とから構成する。

上述の様に構成する本発明によれば、低コストで造れる簡単な構造で、ホルダをホーニング盤の主軸に結合固定した状態のままでも、砥石部分のみの着脱を行なえるホーニング用回転工具を実現できる。

図１〜３は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の１例を示している。本例のホーニング用回転工具１は、ホルダ２と、砥石カートリッジ３と、回転阻止機構４と、抜け止め機構５とを備える。
このうちのホルダ２は、炭素鋼、ステンレス鋼等の、十分な強度及び剛性を有する金属材料に、旋削等の機械加工を施す事により、全体を略円管状に形成したもので、軸方向に貫通する中心孔６を有する。この様なホルダ２の基端部（図１、３の上端部、使用状態でも上端部）は、他の部分よりも大径の把持部７としている。又、この把持部７の先端部（図１の下端部）には、外向フランジ状の係止鍔部８を形成している。この係止鍔部８は、上記把持部７をホーニング盤のチャックに把持固定する際に、このチャックの先端面（下面）に突き当てて、このチャックに対する上記把持部７の挿入量を規制する。一方、上記ホルダ２の先端部外周面に、このホルダ２の中間部９よりも外径が小さくなった小径部１０を形成している。そして、これら中間部９と小径部１０とを、これら両部９、１０と直交する段差部１１により連続させている。

又、上記砥石カートリッジ３は、外周面に複数のホーニング砥石１２、１２を添着固定した円筒状で、上記小径部１０に対し着脱可能とされている。この様な砥石カートリッジ３は、金属製で円筒状の保持筒１３と、この保持筒１３の外周面に添着された、上記各ホーニング砥石１２、１２とを備える。このうちの保持筒１３の内周面は円筒形で、内径は、上記小径部１０の外径と同じとしている。従ってこの保持筒１３は、この小径部１０にがたつきなく外嵌できる。これに対して、この保持筒１３の外周面は、それぞれが軸方向に長い複数個所ずつの凹部１４、１４と凸部１５、１５とを、円周方向に関して交互に配置した、断面花弁状である。そして、上記各ホーニング砥石１２、１２は、上記保持筒１３の外周面のうちで、上記各凸部１５、１５の頂部に、電着、接着等により添着固定している。上記各ホーニング砥石１２、１２の外接円の直径（＞下孔の内径）は、上記ホルダ２の中間部９の外径（＜下孔の内径）よりも大きくしている。

又、上記回転阻止機構４は、上記砥石カートリッジ３と上記ホルダ２との相対回転を阻止する為のもので、係止凹部１６と係止凸部１７とから構成している。このうちの係止凹部１６は、上記ホルダ２の中間部９の先端寄り部分に形成したもので、外径側から見た形状が倒立Ｕ字形で、このＵ字形が、前記段差部１１側に開口している。又、上記係止凸部１７は、上記保持筒１３の基端縁（図１、３の上端縁）から軸方向に突出する状態で設けている。上記係止凸部１７の幅寸法は上記係止凹部１６の幅寸法と同じかこれよりも僅かに小さく、この係止凸部１７の長さ寸法はこの係止凹部１６の長さ寸法よりも小さくしている。そして、上記保持筒１３を上記小径部１０に外嵌するのに伴って、上記係止凸部１７を上記係止凹部１６に、軸方向先端側から進入させ、進入後は、上記砥石カートリッジ３が上記ホルダ２に対し相対回転不能になる様にしている。

又、前記抜け止め機構５は、上記砥石カートリッジ３が上記小径部１０から抜け出る事を防止する為のもので、雌ねじ部１８と、抑えねじ１９と、抑え板２０とから構成している。このうちの雌ねじ部１８は、前記中心孔６の先端部に設けられている。又、上記抑えねじ１９は、この雌ねじ部１８に螺合する。更に、上記抑え板２０は、この抑えねじ１９と一体又は別体に設けられたもので、上記保持筒１３の内径Ｒ₁₃よりも大きく、同じく外径Ｄ₁₃よりも小さい外径Ｄ₂₀（Ｒ₁₃＜Ｄ₂₀＜Ｄ₁₃）を有する。この様な抑え板２０は、上記雌ねじ部１８に対する上記抑えねじ１９の螺合緊締に伴って、上記保持筒１３の先端縁を上記段差部１１に向け抑え付ける。この為に、この保持筒１３の軸方向長さＬ₁₃は、上記小径部１０の軸方向長さＬ₁₀よりも少し大きく（Ｌ₁₃＞Ｌ₁₀）している。

更に、前記ホルダ２の先端部に設けた上記小径部１０の複数個所と、上記保持筒１３のうちで前記各凹部１４、１４の底部に対応する部分とに、これら各凹部１４、１４の底部と上記ホルダ２の中心孔６とを連通させる給油孔２１、２１を設けている。本例の場合には、これら各給油孔２１、２１を上記各凹部１４、１４毎に２個所ずつ、合計８個所設けている。ホーニング用回転工具１の使用時には、前記ホーニング盤の主軸に設けた給油通路から前記チャックを通じて上記中心孔６内に送り込んだクーラントを、上記各給油孔２１、２１から上記各凹部１４、１４内に吐出させ、更にこのクーラントを、前記各ホーニング砥石１２、１２と、前記被加工物の下孔の内周面との擦れ合い部に供給する様にしている。

上述の様に構成する本発明によれば、低コストで造れる簡単な構造で、上記ホルダ２を上記ホーニング盤の主軸に結合固定した状態のままでも、砥石部分のみの着脱を行なえるホーニング用回転工具を実現できる。
即ち、本例のホーニング用回転工具１の構成各部材２、３、１３、１９、２０は、何れも形状が簡単で、製造コストを低く抑えられる。

又、損傷したホーニング砥石１２、１２を補修又は交換する為、或いは仕上加工すべき下孔の内径の変化に対応して加工直径が異なる砥石カートリッジ３に交換する際には、前記抑えねじ１９を取り外す。そして、元々上記小径部１０に外嵌されていた砥石カートリッジ３をこの小径部１０から抜き取った後、新たな砥石カートリッジ３をこの小径部１０に外嵌してから、上記抑えねじ１９を前記雌ねじ部１８に螺合し更に緊締する。この間、上記ホルダ２はホーニング盤の主軸に係合固定したままである。従って、砥石の交換作業を容易に行なえる。特に、交換後に、砥石の幾何中心と回転中心とを一致させるべく、上記ホルダ２の中心軸と上記主軸の中心軸とを一致させる、面倒な作業をやり直す必要がない。この為、砥石の交換に要する時間を短縮して、ホーニング作業の能率化を図れる。

更に、上記砥石カートリッジ３として、内径が同じで外径が異なるものを用意すれば、ホルダ２として同じものを使用して、内径が異なる下孔に対するホーニング加工を行なえる。勿論、砥石の粗さの異なるものを種々用意して、被加工面の性状を種々異ならせる事も、上記ホルダ２を主軸に対し同心に結合固定した状態のまま、上記砥石カートリッジ３を交換するのみで、容易に行なえる。従って、ホーニング用回転工具１の製造コスト、管理コスト等を低減して、ホーニング加工に要するコストの低減を図る事もできる。

本発明を実施する場合に、ホルダ２の小径部１０及び砥石カートリッジ３を構成する保持筒１３の円周方向複数個所にスリットを、それぞれこの砥石カートリッジ３の先端縁にのみ開口する状態で設け、例えば特許文献２に記載された様な構造で、上記保持筒１３の直径を拡縮可能にする事もできる。

本発明の実施の形態の１例を示す正面図。 同底面図。 図２のＡ−Ａ断面図。

符号の説明

１ ホーニング用回転工具
２ ホルダ
３ 砥石カートリッジ
４ 回転阻止機構
５ 抜け止め機構
６ 中心孔
７ 把持部
８ 係止鍔部
９ 中間部
１０ 小径部
１１ 段差部
１２ ホーニング砥石
１３ 保持筒
１４ 凹部
１５ 凸部
１６ 係止凹部
１７ 係止凸部
１８ 雌ねじ部
１９ 抑えねじ
２０ 抑え板
２１ 給油孔

Claims (4)

1. 基端部にホーニング盤を構成する主軸の先端部に把持固定する為の把持部を、先端部外周面に中間部よりも外径が小さくなった小径部を、これら小径部と中間部との連続部に段差部を、それぞれ設けたホルダと、外周面にホーニング砥石を添着した円筒状で、上記小径部に対し着脱可能とされた砥石カートリッジと、この砥石カートリッジと上記ホルダとの間に設けられた、これら砥石カートリッジとホルダとの相対回転を阻止する為の回転阻止機構と、この砥石カートリッジが上記小径部から抜け出る事を防止する為の抜け止め機構とを備え、この砥石カートリッジは、円筒状の保持筒とこの保持筒の外周面に添着された複数のホーニング砥石とを備えたものであり、このうちの保持筒は、上記小径部にがたつきなく外嵌できるものであって、上記各ホーニング砥石はこの保持筒の外周面に添着されているホーニング用回転工具。
2. ホルダは、少なくとも基端面に開口する中心孔を有し、保持筒の外周面は、それぞれが軸方向に長い複数個所ずつの凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置したものであり、各ホーニング砥石は、上記保持筒の外周面のうちで、少なくとも各凸部の頂部に添着しており、ホルダの先端部複数個所と、この保持筒のうちで各凹部に対応する部分とに、これら各凹部の内側と上記中心孔とを連通させる給油孔を設けている、請求項１に記載したホーニング用回転工具。
3. 回転阻止機構が、ホルダの中間部外周面に形成した段差部側に開口する係止凹部と、保持筒の基端縁から軸方向に突出する状態で設けられた係止凸部とから成り、この保持筒を小径部に外嵌するのに伴って、この係止凸部を上記係止凹部に、軸方向先端側から進入させるものである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載したホーニング用回転工具。
4. ホルダを軸方向に貫通する中心孔を備え、抜け止め機構が、この中心孔の先端部に設けられた雌ねじ部と、この雌ねじ部に螺合する抑えねじと、この雌ねじ部に対するこの抑えねじの螺合緊締に伴って保持筒の先端縁を段差部に向け抑え付ける抑え板とから成る、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したホーニング用回転工具。
   

Images