JP2009006448A - ホーニング砥石の製造方法およびホーニング砥石 - Google Patents

Abstract

【課題】砥石の種類のいかんにかかわらず、製造が容易かつ安価に行え、砥石の破損や剥がれがなく、砥石の性能を十分に発揮し得るとともに、砥石寿命の長いホーニング砥石の製造方法を提供する。
【解決手段】ホーニング砥石１の製造に際しては、予め砥石溝１６ａを形成した砥石台素材１６を成形型１０の一部として、この砥石台素材１６の砥石溝１６ａ内に砥石材料粉末５Ａを充填し焼成して、ホーニング砥石素材１１を一体成形した後、このホーニング砥石素材１１の外形状を所定形状に仕上げる。
【選択図】 図５

Description

本発明はホーニング砥石の製造方法およびホーニング砥石に関し、さらに詳細には、ホーニング盤のホーニングツールに交換可能に取り付けられるホーニング砥石の製造技術に関する。

ホーニング加工は、例えば、精密中ぐり、研削などによって仕上げられた工作物（以下ワークと称する）の内径面をさらに平滑にするとともに、この内径面の加工精度も向上させる目的で、細粒砥石をワーク内径面に面接触させて軽く研削する仕上げ方法であって、ラップ仕上や超仕上と共に最もすぐれたワーク表面を造ることができる精密仕上法の一つである。

このホーニング加工を行う専用工作機械としてホーニング盤があり、その一般的な基本構造は、１個〜数個のホーニング砥石を保持するホーニングツールを備えてなり、このホーニングツールとワークとの間に相対的な回転運動と往復運動とを行わせるとともに、上記ホーニング砥石に所定の圧力を加えて、同時に多量の工作液を注ぎながら、ワーク表面の工作を行うようにされている。

ところで、上記ホーニング砥石は、上記ホーニングツールに交換可能に取り付けられる形態とされ、その一般的な基本構造は、図７（ａ）に示すように、砥石台ａの上面に砥石ｂが接着剤、半田付けあるいは鑞付け等の適宜の接合手段ｃによって一体的に接合固定されてなる。そして、このホーニング砥石Ｇ1は、図７（ｂ）および（ｃ）に示すように、ホーニング盤におけるホーニングツールのマンドレルｄの砥石溝ｅに取外し交換可能に装着される。

そして、具体的には図示しないが、ホーニング盤の駆動により、上記ホーニングツールのマンドレルｄが、ワークの被加工穴に挿入されるとともに、回転運動しながら往復運動して、その外周に突出する上記砥石ｂにより被加工穴のホーニング加工が行われる。

しかしながら、このような構造のホーニング砥石においては、以下に列挙するような問題があった。

（１）上記接合手段ｃとして接着剤や半田付けが用いられている場合は、その接着力が弱いために、ホーニング加工時に砥石ｂにかかる負荷が大きいと、砥石ｂが砥石台ａから剥がれ落ちてしまうおそれがあり、比較的寿命が短くて、ランニングコストが高くつくという問題がある。しかも、特に、ホーニングツールに数個のホーニング砥石Ｇ1、Ｇ1、…が装着される構造においては、一つのホーニング砥石Ｇ1が破損等により短期に寿命がくると、他の残りの未だ使用可能なホーニング砥石Ｇ1、Ｇ1、…もすべて同時に交換しなければならず、非常に不経済であった。

（２）接合手段ｃとして鑞付けが用いられている場合には、上述した砥石ｂの剥がれ落ちの問題は少ないが、その製造時の作業性が非常に悪いという問題があった。つまり、例えば、砥石台ａがアルミニウム製の場合には、この砥石台ａに対する砥石ｂの接着が困難である。一方、砥石台ａが鋼製の場合（一般に焼入れ鋼を使用）には、砥石台aに対する砥石ｂの接着性は良好であるが、反面、その加熱接着時の高熱によって砥石台ａの硬度が低下し、これがため、砥石台ａの熱変形によって、ホーニング砥石Ｇ1の形状精度が悪くなるという不具合が発生し、最悪の場合には使用できないという事態も生じ得る。

（３）上記いずれの構造においても、ホーニング加工中においてはホーニング砥石Ｇ1に回転方向Ｘの外力が作用するところ、この砥石ｂにかかる負荷は、上記マンドレルｄの砥石溝ｅの砥石背面側部位（図７（ｂ）において下側の一点鎖線で囲まれた部位）が受けて、ここで負担することになる。ところが、上述したように、マンドレルｄは一般に焼入れ鋼からなるため、砥石ｂがマンドレルｄの上記砥石溝ｅの部位に接触することにより、マンドレルｄが負けて早く磨耗してしまい、その寿命が短くなるという問題があった。

（４）砥石台ａの上面に砥石ｂが接合固定される構造では、図７に示すごとく、砥石台ａと砥石ｂの幅と長さが等しく、これがため、ホーニング砥石Ｇ1の最終外周形状を整えるための仕上加工において、砥石台ａだけでなく硬質の砥石ｂも同時に削ることになり、非常に加工が難しく、加工コストの上昇さらには製品コストの上昇を招いていた。

この点に関して、図８に示すように、プラスチック製の砥石台ｆ内に、砥石ｇがその砥石面のみを露出させた状態で埋設されてなる、いわゆるモールドタイプのホーニング砥石Ｇ2も開発されており、このホーニング砥石Ｇ2においては、砥石ｇの周囲が砥石台ｆにより囲繞されて被覆されており、砥石台ｆによる砥石ｇの強い保持力が得られる構造とされている（例えば、特許文献１参照）。

ところが、このようなモールドタイプのホーニング砥石Ｇ2では、ホーニング加工中において、砥石ｇが磨耗すると、この磨耗と共に砥石台ｆの周壁ｈも削られていくことになる。この際、マンドレルｄの回転方向（進行方向）Ｘに対して前面側となる周壁ｈ（図８（ｂ）において下側の一点鎖線で囲まれた部位）が削られると、この周壁ｈの切屑ないしは切粉がそのまま砥石ｇの砥石面とワークの被加工穴内径面との間に巻き込まれて、噛み込むことになる。

そして、その結果として、ワークが鋳鉄や生材等の柔らかい材質はもちろんのこと、ワークが硬い材質のものであっても、上記周壁ｈの切屑ないしは切粉が原因で、ワークの被加工穴内径面に傷が付くことがあり、ワークが硬い材質のものであっても軽い（薄い）キズが付き、これにより、研削面の仕上げ精度の低下を招くという問題もあった。

また、モールドタイプのホーニング砥石Ｇ2では、砥石台ｆがプラスチック製であることから、砥石台ｆによる砥石ｇの強い保持力が得られる構造といっても、砥石台ｆ自体の強度や硬度に材料的な限界があり、さらなる改良が要望されていた。

すなわち、上記砥石ｇが旧来主流のＷＡ（ホワイトアランダム：white fused alumina）砥粒やＧＣ（グリーンカーボランダム：green silicon carbide）砥粒を用いたものにおいては、砥粒の脱落が多く、よって砥石ｇの加工負荷も低いことから、プラスチック製のモールドタイプのホーニング砥石Ｇ2でも十分に所望の能力が発揮され得ていた。

ところが、近時、ＣＢＮ（立方晶窒化ホウ素：cubic boron nitride）砥粒が発明されて以降、ダイヤモンド砥粒とともに、脱落の少なさ、精度の安定性などから、これらのいわゆる超砥粒を用いた砥石ｇを備えたホーニング砥石においては、プラスチック製のモールドタイプの砥石台ｆでは、砥石台自体の強度や硬度に材料的な限界があり、砥石ｇの保持力という点でも強度不足で能力的に限界があり、ＣＢＮ砥粒やダイヤモンド砥粒の超砥粒本来の性能（加工精度・砥石寿命）を十分に引き出すことができなかった。

この点に関して、本出願人は、特許文献２に記載されるように、砥石の種類のいかんにかかわらず、製造が容易かつ安価で、砥石の破損や剥がれがなく、砥石の性能を十分に発揮し得る構造を備えるホーニング砥石およびその製造技術を既に開発し、上記従来の問題点を解消するに至った。
実開平１−８４９６９号公報 特開２００６−２５５８７１号公報

本発明は、このホーニング砥石製造技術をさらに改良発展させたものであって、その目的とするところは、砥石の種類のいかんにかかわらず、製造がより容易かつ安価に行え、砥石の破損や剥がれもなく、砥石の性能を十分に発揮し得るとともに、より砥石寿命の長い構造を備えたホーニング砥石の製造方法の提供にある。

また、本発明の他のもう一つの目的とするところは、上記製造方法により製造されるホーニング砥石を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のホーニング砥石の製造方法は、ホーニングツールに交換可能に取り付けられる棒状のホーニング砥石を製造する方法であって、予め砥石溝を形成した砥石台素材を成形型の一部として、この砥石台素材の砥石溝内に砥石材料粉末を充填し焼成して、ホーニング砥石素材を一体成形した後、このホーニング砥石素材の外形状を所定形状に仕上げることを特徴とする。

好適な実施態様として、上記製造方法は、
（１）砥石台素材を切削加工して砥石溝を形成する砥石台前加工工程と、
（２）上記砥石台前加工工程により前加工が施された砥石台素材を成形型の一部として、この砥石台素材の砥石溝内に砥石材料粉末を充填し焼成して、ホーニング砥石素材を一体成形する砥石部焼成工程と、
（３）上記砥石部焼成工程により一体成形されたホーニング砥石素材の砥石面を切削加工により形成する砥石面形成工程と、
（４）上記砥石面形成工程により砥石面が形成されたホーニング砥石素材の砥石台部分を切削加工により所定形状に仕上げる仕上工程とを備えてなる。

上記砥石部焼成工程（２）において、具体的には、砥石材料粉末を上記砥石台素材の砥石溝内に充填するとともに、砥石台素材の上面部分を覆うように成形型内に充填し焼成するようにする。

上記砥石面形成工程（３）において、具体的には、砥石台素材の上面部分を覆う砥石層を切削加工により切除して、上記砥石面の外周が上記砥石台素材からなる幅狭砥石台面で囲繞形成する。

また、上記砥石台と砥石の一体接合を、砥石焼成時の焼結作用によりなす。

本発明のホーニング砥石は、上記製造方法により製造されるものであって、上記ホーニングツールのツール本体に装着支持される砥石台に、四角柱状の砥石がその砥石面のみを露出するように埋設状に一体接合されてなり、上記砥石の外周を囲繞する上記砥石台の囲繞部が、所望の砥石保持力を確保できる範囲内において可及的に薄くなるように設定されていることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記砥石台と砥石の一体接合が、砥石台の焼成時の焼結作用になされる。

（２）上記砥石は、微小なダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒等の超砥粒がメタルボンド等の結合材料により結合されてなる超砥粒砥石である。

（３）上記砥石台の部位に、ホーニングツールに取り付けるための取付けバンド用溝が設けられる構造を備える。

本発明のホーニング砥石の製造方法によれば、予め砥石溝を形成した砥石台素材を成形型の一部として、この砥石台素材の砥石溝内に砥石材料粉末を充填し焼成して、ホーニング砥石素材を一体成形した後、このホーニング砥石素材の外形状を所定形状に仕上げるから、以下に列挙するような優れた効果が発揮され得る。

（１）予め砥石溝を形成した砥石台素材を成形型の一部として、この砥石台素材の砥石溝内に砥石材料粉末を充填し焼成するようにしたから、砥石台の材質を自由に選択することができる。

すなわち、砥石台素材を予め作成しておき、この砥石台素材を成形型の一部である下パンチとして利用し、この下パンチのキャビティ（砥石溝）内に砥石材料粉末を充填し砥石を焼成するようにしているので、砥石の焼結温度に影響されることなく、つまり、低融点の高脆性ボンド砥石に対しても、高融点の砥石に対しても、砥石台の材質を制限されることなく自由に選択することができる。

（２）また、ホーニング砥石素材を一体成形した後に、このホーニング砥石素材の外形状、つまり砥石台部分の外形状を、エンドミル等の切削工具による切削加工等により所定形状（ホーニングツールに取り付けるための取付けバンド用溝等を含む）に仕上げるようにしたから、特に、砥石の外周を囲繞する砥石台部分を、所望の砥石保持力を確保できる範囲内において可及的に薄くなるように形成することにより、従来の同一規格のホーニング砥石に比較して、砥石の外形寸法を大きく設定することができ、これにより砥石寿命を延ばすことが可能となった。

すなわち、例えば、砥石の外形寸法をホーニング砥石（つまり砥石台部分の外形寸法）よりも０．０５ｍｍ小さいだけの値に設定することも可能で、砥石の幅方向と長さ方向の両方で、より大きな外形状を確保することができる。これは、ホーニング砥石の全幅が２ｍｍであれば、従来の同一規格品では、砥石幅が１．６ｍｍでホーニング砥石の全幅の８０％であったが、本発明のホーニング砥石であれば、砥石幅が１．９ｍｍでホーニング砥石の全幅の９５％となり、砥石寿命の大幅延長を図ることができる。

（３）ホーニング砥石素材を一体成形した後に、砥石台部分の外形状を所定形状に仕上げるようにしたことにより、砥石外周を囲繞する砥石台囲繞部を薄く仕上げることができる。

すなわち、予め砥石溝を形成した砥石台素材を成形型の一部として、この砥石台素材の砥石溝内に砥石材料粉末を充填し焼成するようにすることで、砥石は砥石溝の内部からしっかり焼結して固められることになるから、砥石外周を囲繞する砥石台の囲繞部は、その外側から薄く削って仕上げることができる。このように、砥石台の囲繞部（砥粒の入らない層）を薄く仕上げる（例えば、極限の０．０５ｍｍ）ことができる結果、研削面の仕上げ精度の低下を招くという問題も有効に防止され、ホーニング加工の高い仕上げ精度が確保される。

換言すれば、ホーニング加工中において、砥石が磨耗すると、この磨耗と共に砥石台の囲繞部も削られていくことになるが、本発明においては、砥石台の囲繞部を可及的に薄く仕上げることができるので、ホーニングツールの回転方向（進行方向）に対して前面側に存在する砥石台の切屑ないしは切粉が砥石の砥石面とワークの被加工穴内径面との間に巻き込まれても、その量はわずかであり、これらの切屑ないしは切粉がワークの被加工穴内径面を傷付ける（面粗度の劣化を招く）こともない。このため、研削面の仕上げ精度の低下を招くという問題も有効に防止され、ホーニング加工の高い仕上げ精度が確保される。

（４）人手による作業が中心でコストがかかる焼成工程は、砥石を焼成する工程の一回のみであり、他の工程は、一度に大量のワークをセットして行うことができる機械加工が中心であるから、製造コストの低減化ひいては製品コストの低減化は図れる。

また、本発明のホーニング砥石によれば、砥石台に、四角柱状の砥石がその砥石面のみを露出するように埋設状に一体接合されてなり、上記砥石の外周を囲繞する上記砥石台の囲繞部が、所望の砥石保持力を確保できる範囲内において可及的に薄くなるように設定されていることから、上記のような製造方法によるすぐれた効果を発揮し得るホーニング砥石を安定して供給することができるとともに、以下のような優れた効果が発揮され得る。

（５）砥石と砥石台の接合が５面接合で大きな接合力が得られるとともに、特に、ホーニングツールの回転方向に対して、砥石の背面が砥石台により囲繞され補強されているから、ホーニング加工時に砥石にかかる大きな負荷に対しても、砥石が砥石台から剥がれ落ちてしまうことはない。

これにより、ＷＡ砥粒やＧＣ砥粒等の旧来主流の砥粒を用いたホーニング砥石はもちろんのこと、ＣＢＮ砥粒やダイヤモンド砥粒等の超砥粒を用いたホーニング砥石においても、砥石の種類のいかんにかかわらず、砥石の性能を十分に発揮することができる。

（６）消耗品であるホーニング砥石の長い砥石寿命を確保してランニングコストを低く抑えることができ、特に、ホーニングツールに数個のホーニング砥石が装着されて、これらのホーニング砥石がすべて同時に交換される構造においては、非常に経済的である。

（７）砥石と砥石台の接合が５面接合で大きな接合力が得られることから、接合手段として従来のような鑞付けを用いる必要がなく、鑞付けの欠点であった、製造時の作業性の悪さや、加熱接着による高熱の砥石台への悪影響も有効に防止できる。

（８）ホーニングツールの回転方向に対して、砥石の背面が砥石台の囲繞部により囲繞被覆されているから、ホーニング加工中にホーニング砥石に回転方向の外力が作用しても、マンドレルの砥石溝との接触はホーニング砥石の砥石台の一部であることから、この接触によりマンドレルが負けて早く磨耗する不具合はなく、マンドレルの寿命を短くすることもない。

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。

本発明に係るホーニング砥石を図１および図２に示し、このホーニング砥石１は、具体的には図１（ｂ）および図３に示すように、ホーニングツール２のツール本体であるマンドレル３に交換可能に取り付けられる棒状のメタルモールド一体型砥石である。

図示のホーニングツール２は、単一のホーニング砥石１を備えるもので、図示しないホーニング盤の回転主軸先端つまり下端に交換可能に装着されて使用される。上記マンドレル３には、上記ホーニング砥石１を収容保持する砥石溝３ａが開口されるとともに、この砥石溝３ａに上記ホーニング砥石１が径方向へ突出可能にかつ取外し交換可能に装着されている。また、マンドレル３の内部には、図３（ｂ）に示すように、上記ホーニング砥石１を拡張動作させる拡張ロッド４が軸方向へ往復移動可能に設けられており、上記ホーニング盤の砥石切込み装置（図示省略）によって、上記拡張ロッド４の先端ウェッジ４ａによりホーニング砥石１が径方向外方へ拡張（切込み）動作される。

ホーニング砥石１の具体的構造は、図１および図２に示すように、砥石５と砥石台６が一体的に接合固定されてなる。

砥石５は四角柱状のもので、微小な砥粒が結合材料により結合されてなり、砥粒としては、ＷＡ、ＧＣ等の一般的な砥粒や、ダイヤモンド、ＣＢＮ等の超砥粒が目的に応じて用いられ、また、結合材料としては、ビトリファイドボンドやメタルボンド等が目的に応じて用いられる。図示の実施形態の砥石５は、微小なダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒等の超砥粒がメタルボンド等の結合材料により結合されてなる超砥粒砥石である。

砥石台６は、マンドレル３に装着支持される部位で、その構成材料としては、後述するホーニング砥石２の製造方法の特徴構成から、特に限定されるものではなく、上記砥石５の構成材料や目的に応じて適宜設定される。

具体的には、上記砥石台６の構成材料として、上記砥石５が焼結金属材料からなることから、この砥石５の焼結温度に影響を受けることがなく、また、上記砥石５の焼結成形時の成形型として適用可能な材料が用いられ、図示の実施形態においては、銅合金が構成材料として用いられている。

また、図示の実施形態においては、砥石５と砥石台６の一体接合は、後述するように、砥石５の焼成時の焼結作用になされている。

上記砥石５の上記砥石台６に対する一体接合構造は、砥石台６に、砥石５がその砥石面５ａを露出するように埋設状に一体化され、これにより、砥石５の砥石面５ａを除く他の５面５ｂ〜５ｆが砥石台６で囲繞されて覆われている。

また、砥石５の外周を囲繞する砥石台６の囲繞部７は、所望の砥石保持力を確保できる範囲内において可及的に薄くなるように設定されている。特に、ホーニング砥石１がホーニングツール２に装着された状態において、このホーニングツール２の回転方向Ｘに対して、砥石５の内径側底面５ｂと背面５ｃが上記砥石台６の囲繞部７に接合固定される結果、砥石５の背面５ｃに接合する囲繞部７の背面部位７ａが、研削加工時に砥石５の受ける回転方向Ｘの外力に対する砥石５の補強壁として機能する最小限度の厚さに設定される。

また、上記砥石５の砥石面５ａは、図１（ａ）、（ｂ）および図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、砥石台６の外周端面と同一高さの面一構造とされている。

さらに、上記砥石５の長さ方向両側部位の砥石台６には、ホーニング砥石１をホーニングツール２のマンドレル３に取り付けるための取付けバンド用溝８、８が設けられている。

このように砥石５と砥石台６が一体接合されてなるホーニング砥石１は、図３（ａ）に示すように、その平面外周輪郭形状が上記マンドレル３の砥石溝３ａの内周輪郭形状に対応して形成されるとともに、その底面１ａがマンドレル３に内装された上記拡張ロッド４の先端ウェッジ４ａの傾斜面に対応した傾斜面とされて、拡張ロッド４の軸方向前方へ移動により、この拡張ロッド４の先端ウェッジ４ａとホーニング砥石１の底面１ａとの協働作用により、ホーニング砥石１がマンドレル３の外周面から径方向外方へ拡張（切込み）動作されることとなる。

続いて、以上のような構造を備えるホーニング砥石１の製造方法について、図４〜図６を参照しつつ説明する。

（Ｉ）砥石台前加工工程：（図４参照）
砥石台素材１６を切削加工して、この砥石台素材１６の上面に、砥石５を埋設状に形成するための砥石溝１６ａを形成する。

この場合、砥石溝１６ａの平面輪郭形状寸法は、ホーニング砥石１完成後における砥石５の平面形状寸法つまり砥石面５ａの輪郭形状寸法を規定し、また、砥石溝１６ａの内容積は砥石５の外形状寸法（幅ｗ、長さｌおよび高さｈ）を規定する。

図示の実施形態における砥石溝１６ａは、その深さｄが後工程における削り代としての余裕を見て、砥石５の高さｈよりも０．２ｍｍ程度深く設定され、また、その長さＬおよび幅Ｗが焼結工程における膨張を考慮して、砥石５の長さｌおよび幅ｗよりもそれぞれ０．１ｍｍ小さく設定される。

（II）砥石部焼成工程：（図５参照）
以下の工程１）および２）により、上記砥石台前加工工程により前加工が施された砥石台素材１６を成形型１０の一部として、この成形型１０内に砥石材料粉末５Ａを充填して砥石５を焼成すると同時に、砥石台素材１６と上記砥石５を焼結接着して、ホーニング砥石素材１１を一体成形する。

１）図５（ａ）、（ｂ）に成形型１０の成形キャビティ、つまり、カーボン製の分割型１０ａ〜１０ｆで囲まれた内部空間に、砥石材料粉末５Ａを充填する。

具体的には、成形型１０の分割型１０ａ〜１０ｆのうち、下パンチ１０ｄとして、上記砥石台前加工工程により前加工が施された砥石台素材１６を用いるとともに、その他の分割型１０ａ〜１０ｃ、１０ｅ〜１０ｆのカーボン製の分割型を用いる。そして、これら分割型１０ａ〜１０ｆにより構成される成形型１０の成形キャビティ（砥石台素材１６の砥石溝１６ａを含む）に、砥石材料粉末５Ａを充填する。

この成形キャビティは、後述するように、砥石台素材１６の砥石溝１６ａと、砥石台素材１６の上部に形成された所定の空間（砥石素材１６の上面部分を覆うように形成された空間）とからなる。

２）上記成形型１０の外部から砥石材料粉末５Ａを加熱しつつ、上下部分割型(上下パンチ)１０ａ、１０ｄ(１６)の相対的な接近移動（図示の場合は上パンチとしての上部分割型１０ａの下降）により砥石材料粉末５Ａを加圧して、四角柱状の砥石５を焼成すると同時に、この砥石５と上記砥石台素材１６を焼結接着して、図５（ｃ）に示すホーニング砥石素材１１を一体成形する。

このホーニング砥石素材１１においては、上記成形型１０のキャビティ形状により、砥石台素材１６の上部に所定の厚みｔ（図示の実施形態においては、ｔ＝０．２〜０．３ｍｍ）の砥石材料だけの砥石層５Ｂが砥石素材１６の上面部分を覆うように形成される。このような形状構造とされるのは、砥石５の材質を均一にするためである。

なお、前述したように、上記砥石台素材１６の構成材料は、上記砥石材料粉末５Ａの焼結温度に影響を受けることがなく、また、上記砥石５の焼結成形時の成形型として適用可能な材料が用いられる(図示の実施形態においては、銅合金)。

（III）砥石面形成工程：（図６（ａ）参照）
上記砥石部焼成工程により一体成形されたホーニング砥石素材１１（図５（ｃ））の砥石層５Ｂを切削加工により削り落として、砥石面５ａを形成する。

具体的には、まず、ワークである上記ホーニング砥石素材１１を例えば平面研削盤に保持固定させて、砥石車２０により、砥石台素材１６の上面部分を覆うように形成された砥石材料だけの砥石層５Ｂを切除して（図６（ａ）左側図参照）、砥石面５ａを露出形成する（図６（ａ）右側図参照）。

（IV）仕上工程：（図６（ｂ）、(ｃ)参照）
上記砥石面形成工程により砥石面５ａを成形されたホーニング砥石素材１１（図６（ａ）右側図）の砥石台部分つまり砥石台素材１６を、切削加工により所定形状の砥石台６に仕上げる。

具体的には、まず、ワークである上記ホーニング砥石素材１１を図外のワーク保持冶具に保持固定させて、エンドミル等の切削工具２１により、取付けバンド用溝８、８を含めた砥石台６（砥石台素材１６）の上側部分（つまりホーニング砥石素材１１の砥石５以外の外周箇所）を所定形状に加工形成し（図６（ｂ）参照）、続いて、このワーク１１を天地逆転させて、上記ワーク保持冶具に再び保持固定させ、切削工具２１により、底面１ａを含めた砥石台６の下側部分を所定形状に加工形成して、完成品であるホーニング砥石１（図１および図２参照）とする。

この場合、マシニングセンタ等の複合型工作機械を用いることにより、ホーニング砥石１の複雑な形状構造も、１台の工作機械により短時間で容易に切削加工することができる（図示の実施形態においては、ワーク保持冶具に対するワーク１１の脱着は２回だけで良い）とともに、仕上精度もよく、製造コストも安価に抑えることができる。

しかして、以上のようにホーニング砥石１の製造方法は、予め砥石溝１６ａを形成した砥石台素材１６を成形型１０の一部として、この砥石台素材１６の砥石溝１６ａ内に砥石材料粉末５Ａを充填し焼成して、ホーニング砥石素材１１を一体成形した後、このホーニング砥石素材１１の外形状を所定形状に仕上げるから、以下に列挙するような優れた効果が発揮され得る。

（１）予め砥石溝１６ａを形成した砥石台素材１６を成形型の一部として、この砥石台素材１６の砥石溝１６ａ内に砥石材料粉末５Ａを充填し焼成するようにしたから、砥石台６の材質を自由に選択することができる。

すなわち、砥石台素材１６を予め作成しておき、この砥石台素材１６を成形型１０の一部である下パンチ１０ｄとして利用し、この下パンチ１０ｄのキャビティ内に砥石材料粉末５Ａを充填して砥石５を焼成するようにしているので、砥石５の焼結温度に影響されることなく、つまり、低融点の高脆性ボンド砥石に対しても、高融点の砥石に対しても、砥石台６の材質を制限されることなく自由に選択することができる。

（２）また、ホーニング砥石素材１１を一体成形した後に、このホーニング砥石素材１１の外形状、つまり砥石台６部分の外形状を、エンドミル等の切削工具２１による切削加工等により所定形状（ホーニングツール２に取り付けるための取付けバンド用溝８等を含む）に仕上げるようにしたから、特に、砥石５の外周を囲繞する砥石台部分（囲繞部）７を、所望の砥石保持力を確保できる範囲内において可及的に薄くなるように形成することにより、従来の同一規格のホーニング砥石に比較して、砥石の外形寸法を大きく設定することができ、これにより砥石寿命を延ばすことが可能となる。

すなわち、例えば、砥石５の外形寸法をホーニング砥石１（つまり砥石台６部分の外形寸法）よりも０．０５ｍｍ小さいだけの値に設定することも可能で、砥石５の幅方向と長さ方向の両方で、より大きな外形状を確保することができる。これは、ホーニング砥石１の全幅が２ｍｍであれば、従来の同一規格品では、砥石幅ｗが１．６ｍｍでホーニング砥石１の全幅の８０％であったが、本実施形態のホーニング砥石１であれば、砥石幅ｗが１．９ｍｍでホーニング砥石１の全幅の９５％となり、砥石寿命の大幅延長を図ることができる。

（３）ホーニング砥石素材１１を一体成形した後に、砥石台６部分の外形状を所定形状に仕上げるようにしたことにより、砥石５外周を囲繞する砥石台６の囲繞部７を薄く仕上げることができる。

すなわち、予め砥石溝１６ａを形成した砥石台素材１６を成形型１０の一部１０ｄとして、この砥石台素材１６の砥石溝１６ａ内に砥石材料粉末５Ａを充填し焼成するようにすることで、砥石５は砥石溝１６ａの内部からしっかり焼結して固められることになるから、砥石５外周を囲繞する砥石台６の囲繞部７は、その外側から薄く削って仕上げることができる。このように、砥石台６の囲繞部（砥粒の入らない層）７を薄く仕上げる（例えば、極限の０．０５ｍｍ）ことができる結果、ホーニング砥石１による研削面の仕上げ精度の低下を招くという問題も有効に防止され、ホーニング加工の高い仕上げ精度が確保される。

換言すれば、ホーニング加工中において、砥石５が磨耗すると、この磨耗と共に砥石台６の囲繞部７も削られていくことになるが、本実施形態においては、砥石台６の囲繞部７を可及的に薄く仕上げることができるので、ホーニングツール２の回転方向（進行方向）Ｘに対して前面側に存在する砥石台６の切屑ないしは切粉が砥石５の砥石面５ａとワークの被加工穴内径面との間に巻き込まれても、その量はわずかであり、これらの切屑ないしは切粉がワークの被加工穴内径面を傷付ける（面粗度の劣化を招く）こともない。このため、研削面の仕上げ精度の低下を招くという問題も有効に防止され、ホーニング加工の高い仕上げ精度が確保される。

（４）人手による作業が中心でコストがかかる焼成工程は、砥石５を焼成する工程の一回のみであり、他の工程は、一度に大量のワークをセットして行うことができる機械加工が中心であるから、製造コストの低減化ひいては製品コストの低減化は図れる。

以上のように構成されたホーニング砥石１は、ホーニングツール２のマンドレル３に交換可能に取り付けられて使用される。このホーニングツール２は、図示しないホーニング盤の回転主軸先端に装着されて、ホーニング盤の駆動により、そのマンドレル３が、図示しないワークの被加工穴に挿入されるとともに、回転運動しながら往復運動して、その外周に突出する上記砥石１により被加工穴のホーニング加工が行われる。

この場合、ホーニング加工中においてはホーニング砥石1に回転方向Ｘの外力が作用するところ、ホーニング砥石1における砥石５と砥石台６との間には大きな接合保持力が得られ、ホーニング加工時に砥石にかかる大きな負荷に対しても、砥石５が砥石台６から剥がれ落ちてしまうことはない。

すなわち、砥石５は、その砥石面５ａのみを露出するように砥石台６に埋設状に一体接合されてなるから、砥石５と砥石台６の接合が５面接合で大きな接合力が得られ、しかも、ホーニングツール２の回転方向Ｘに対して、砥石５の背面５ｃが砥石台６により囲繞され補強される構造とされている。その結果、ホーニング加工時に砥石５にかかる大きな負荷に対しても、砥石５が砥石台６から剥がれ落ちてしまうことはなく、寿命が長い。

これにより、本実施形態のようなＣＢＮ砥粒やダイヤモンド砥粒等の超砥粒を用いたホーニング砥石１においても、砥石５の性能を十分に発揮することができる。

消耗品であるホーニング砥石１の長い砥石寿命を確保してランニングコストを低く抑えることができ、特に、ホーニングツール２に数個のホーニング砥石１、１、…が装着されて、これらのホーニング砥石がすべて同時に交換される構造においては、非常に経済的である。

また、砥石５と砥石台６の接合が５面接合で大きな接合力が得られることから、接合手段として従来のような鑞付けを用いる必要がなく、鑞付けの欠点であった、製造時の作業性の悪さや、加熱接着による高熱の砥石台への悪影響も有効に防止できる。

また、ホーニングツール２の回転方向Ｘに対して、砥石５の背面５ｃが砥石台６の囲繞部７により囲繞被覆されているから、ホーニング加工中にホーニング砥石１に回転方向Ｘの外力が作用しても、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、マンドレル３の砥石溝３ａとの接触は、ホーニング砥石１の砥石台６の一部７であることから、この接触によりマンドレル３が負けて早く磨耗する不具合はなく、マンドレル３の寿命を短くすることもない。

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、その範囲において種々の設計変更が可能である。

例えば、図示の実施形態のホーニング砥石１は、その適用対象が単一のホーニング砥石を備えるホーニングツール２用のものであるが、本発明は３個あるいは４個など複数個のホーニング砥石を備えるホーニングツール用のものにも適用可能であることはもちろんである。

また、本発明は、図示の実施形態のようなＣＢＮ砥粒やダイヤモンド砥粒のような超砥粒を用いた砥石５を備えたホーニング砥石１おいて顕著な効果を発揮するが、旧来主流のＷＡ砥粒やＧＣ砥粒を用いた砥石を備えるホーニング砥石にも適用可能であることはもちろんである。

本発明のホーニング砥石を示し、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は同ホーニング砥石が装着されるホーニングツールのマンドレルの前方から見た分解斜視図である。 同じく同ホーニング砥石を示し、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は図２（ｂ）におけるＣ−Ｃに沿った断面図である。 同ホーニング砥石を装着したホーニングツールのマンドレルを示し、図３（ａ）はホーニング砥石装着部の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 同ホーニング砥石の砥石台前加工工程を示す概略図で、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は正面断面図である。 同ホーニング砥石の砥石部焼成工程を示す概略図で、図５（ａ）は一部断面で示す正面図、図５（ｂ）は一部を省略して示す平面図、図５（ｃ）は成形されたホーニング砥石素材を示す正面断面図である。 同ホーニング砥石の砥石面形成工程および仕上工程を示す概略図で、図６（ａ）は砥石面形成工程における砥石台素材の上側部分を切削加工する状態（左側図）と、加工後の状態（右側図）を一部断面で示す正面図、図６（ｂ）は仕上工程における砥石台の上側部分を切削加工する状態を一部切開して示す平面図および正面図、図６（ｃ）は同じく仕上工程における砥石台の下側部分を切削加工する状態を一部切開して示す正面図である。 従来のホーニング砥石を示し、図７（ａ）はホーニング砥石の正面図、図７（ｂ）は同ホーニング砥石を装着したホーニングツールの図３（ａ）に対応した平面図、図７（ｃ）は図７（ｂ）におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 従来の他のホーニング砥石を示す図で、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は平面図である。

符号の説明

１ ホーニング砥石
２ ホーニングツール
３ マンドレル（ツール本体）
３ａ マンドレルの砥石溝
５ 砥石
５ａ 砥石の砥石面
５Ａ 砥石材料粉末
６ 砥石台
７ 囲繞部
７ａ 囲繞部の背面部位
８ 取付けバンド用溝
１０ 成形型
１１ ホーニング砥石素材
１６ 砥石台素材
１６ａ 砥石溝

Claims (9)

1. ホーニングツールに交換可能に取り付けられる棒状のホーニング砥石を製造する方法であって、
   予め砥石溝を形成した砥石台素材を成形型の一部として、この砥石台素材の砥石溝内に砥石材料粉末を充填し焼成して、ホーニング砥石素材を一体成形した後、このホーニング砥石素材の外形状を所定形状に仕上げる
   ことを特徴とするホーニング砥石の製造方法。
2. ホーニングツールに交換可能に取り付けられる棒状のホーニング砥石を製造する方法であって、
   （１）砥石台素材を切削加工して砥石溝を形成する砥石台前加工工程と、
   （２）前記砥石台前加工工程により前加工が施された砥石台素材を成形型の一部として、この砥石台素材の砥石溝内に砥石材料粉末を充填し焼成して、ホーニング砥石素材を一体成形する砥石部焼成工程と、
   （３）前記砥石部焼成工程により一体成形されたホーニング砥石素材の砥石面を切削加工により形成する砥石面形成工程と、
   （４）前記砥石面形成工程により砥石面が形成されたホーニング砥石素材の砥石台部分を切削加工により所定形状に仕上げる仕上工程とを備える
   ことを特徴とするホーニング砥石の製造方法。
3. 前記砥石部焼成工程において、砥石材料粉末を前記砥石台素材の砥石溝内に充填するとともに、砥石台素材の上面部分を覆うように成形型内に充填し焼成するようにした
   ことを特徴とする請求項２に記載のホーニング砥石の製造方法。
4. 前記砥石面形成工程において、砥石台素材の上面部分を覆う砥石層を切削加工により切除して、前記砥石面の外周が前記砥石台素材からなる幅狭砥石台面で囲繞形成する
   ことを特徴とする請求項２に記載のホーニング砥石の製造方法。
5. 前記砥石台と砥石の一体接合を、砥石焼成時の焼結作用によりなすことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のホーニング砥石の製造方法。
6. ホーニングツールに交換可能に取り付けられる棒状のもので、請求項１から５のいずれか一つに記載の製造方法により製造されるホーニング砥石であって、
   前記ホーニングツールのツール本体に装着支持される砥石台に、四角柱状の砥石がその砥石面のみを露出するように埋設状に一体接合されてなり、
   前記砥石の外周を囲繞する前記砥石台の囲繞部が、所望の砥石保持力を確保できる範囲内において可及的に薄くなるように設定されている
   ことを特徴とするホーニング砥石。
7. 前記砥石台と砥石の一体接合が、砥石台の焼成時の焼結作用になされている
   ことを特徴とする請求項６に記載のホーニング砥石。
8. 前記砥石は、微小なダイヤモンド砥粒やＣＢＮ砥粒等の超砥粒がメタルボンド等の結合材料により結合されてなる超砥粒砥石である
   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砥石。
9. 前記砥石台の部位に、ホーニングツールに取り付けるための取付けバンド用溝が設けられる構造を備える
   ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一つに記載のホーニング砥石。

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