JP2010069579A - ホーニング加工用工具およびホーニング加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに形成された穴の内周壁が完全な円筒からずれた形状であっても、この形状を保持したまま面性状のみを向上できるホーニング加工用工具およびホーニング加工方法を提供すること。
【解決手段】ホーニング加工用工具１は、テーパコーン軸３１，３２，３３と、先端側第１砥石４１および基端側第１砥石４２を支持する第１砥石シュー６と、を備える。第１砥石シュー６は、テーパコーン軸３１，３３のテーパ面３１１，３３１に摺接する第１テーパガイド部６２と、先端側第１砥石４１および基端側第１砥石４２を外周側に向けた状態で支持する第１砥石支持部６１と、を含んで構成される。第１砥石支持部６１は、第１テーパガイド部６２に対し揺動可能に連結され、先端側第１砥石４１および基端側第１砥石４２は、それぞれ、第１砥石支持部６１に対して揺動可能に設けられた先端側第１砥石駒８１および基端側第１砥石駒８２に取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホーニング加工用工具およびホーニング加工方法に関する。詳しくは、シリンダのボアの内周壁を研削するホーニング加工用工具およびホーニング加工方法に関する。

従来、シリンダブロックのボアの加工は、中ぐり加工工具でボアの内周壁を切削し、所定の形状にするファインボーリング加工と、さらにホーニング加工用工具でこの内周壁を研削し、内周壁の真円度および円筒度を修正するとともに、内周壁面を所定の面性状に仕上げるホーニング加工と、を含む。

このようなホーニング加工を行うホーニング加工用工具は、例えば、筒状の工具本体と、工具本体の内部に進退可能に設けられたテーパコーン軸と、このテーパコーン軸の外周に設けられ、砥石を工具本体の外周側に向けた状態で支持する砥石シューと、を含んで構成される（特許文献１参照）。このホーニング加工用工具では、テーパコーン軸を進退することで砥石シューを拡縮し、この砥石をボアの内周壁に当接することにより、この内周壁面を研削する。
特開２００７−３１３６１９号公報

ところで、シリンダブロックに、シリンダヘッドやクランクケースなどを組み付けると、シリンダブロックのボアが変形してしまう。したがって、シリンダブロックのボアは、これらが組み付けられていない状態では、組み付け時の変形を見込んで、完全な円筒からずれた形状に形成する必要がある。

このため、例えば、ボーリング工程においてシリンダブロックの変形を見込んで完全な円筒からずれた形状に形成した場合、ホーニング工程では、このような完全な円筒からずれた形状を修正することなく内周壁の面性状のみを向上することが求められる。しかしながら、特許文献１に示されたホーニング加工用工具では、砥石は内周壁に対して常に同じ姿勢で当接するため、内周壁の形状を修正することなく面性状のみを向上するように加工を行うことが困難であった。

本発明は、ワークに形成された穴の内周壁が完全な円筒からずれた形状であっても、この形状を保持したまま面性状のみを向上できるホーニング加工用工具およびホーニング加工方法を提供することを目的とする。

本発明のホーニング加工用工具（例えば、後述のホーニング加工用工具１）は、ワークに形成された穴の内周壁を砥石で研削することで、当該内周壁を仕上げるホーニング加工用工具であって、略筒状の工具本体（例えば、後述の工具本体２）と、前記工具本体の内部に、軸（例えば、後述の中心軸Ｏ）方向に沿って進退可能に設けられたテーパコーン軸（例えば、後述の第１テーパコーン軸３１、第２テーパコーン軸３２、および第３テーパコーン軸３３）と、軸方向に沿って延在する２つ以上の複数の砥石（例えば、後述の先端側第１砥石４１および基端側第１砥石４２、並びに、先端側第２砥石５１および基端側第２砥石５２）を支持する砥石シュー（例えば、後述の第１砥石シュー６、および第２砥石シュー７）と、を備え、前記砥石シューは、前記テーパコーン軸のテーパ面（例えば、後述のテーパ面３１１，３２１，３３１）に摺接し当該テーパコーン軸の進退に従動して半径方向に沿って進退するテーパガイド部（例えば、後述の第１テーパガイド部６２、および第２テーパガイド部７２）と、当該テーパガイド部に連結されるとともに、前記複数の砥石を前記工具本体の外周側に向けた状態で支持する砥石支持部（例えば、後述の第１砥石支持部６１、および第２砥石支持部７１）と、を含んで構成され、前記砥石支持部は、軸方向の中間を支点として前記テーパガイド部に対し揺動可能に連結され、前記複数の砥石は、それぞれ、砥石駒（例えば、後述の先端側第１砥石駒８１および基端側第１砥石駒８２、並びに、先端側第２砥石駒９１および基端側第２砥石駒９２）を介して前記砥石支持部に設けられ、前記複数の砥石駒は、それぞれ、前記砥石が穴の内周壁に当接していない状態で、当該砥石が軸方向に平行になるように、前記砥石支持部に対して揺動可能、かつ弾性的に支持されていることを特徴とする。

この発明によれば、軸方向に沿って延在する２つ以上の複数の砥石を、砥石支持部に対して揺動可能に設けられた複数の砥石駒に取り付けた。また、さらにこの砥石支持部を、軸方向の中間を支点としてテーパガイド部に対し揺動可能に設けた。
すなわち、工具本体をワークの穴に挿入し、回転すると、複数の砥石、および、これら砥石を支持する砥石支持部のうち少なくとも何れかが穴の内周壁に対して揺動する。したがって、ワークの穴の内周壁の形状に倣うように、各砥石の内周壁に対する姿勢を変更しながら、これら砥石で内周壁を研削することができる。また、これにより、例えば、ワークの穴の内周壁が完全な円筒からずれた形状であっても、この形状を保持したまま面性状のみを向上することができる。

また、砥石が穴の内周壁に当接していない状態では、この砥石が軸方向に平行になるように、複数の砥石駒を砥石支持部により揺動可能、かつ弾性的に支持した。これにより、例えば、工具本体をワークの穴に挿入する際、砥石が軸に対して傾いてしまい、砥石がシリンダブロックの本体やボアの開口に干渉するのを防止することができる。

この場合、前記複数の砥石駒は、前記砥石支持部に側面視で略円弧状に形成された面に沿って摺接するようにして、当該砥石支持部に支持されることが好ましい。

この発明によれば、砥石支持部により、略円弧状に形成された面に沿って摺接するように砥石駒を支持する。これにより、砥石で内周壁を研削する際に、砥石駒を介して砥石支持部にかかる負担を軽減することができる。

この場合、前記複数の砥石駒には、それぞれ、揺動方向の両側に一対の係止溝（例えば、後述の係止溝８１２，８１３，８２２，８２３、および係止溝９１２，９１３，９２２，９２３）が形成され、前記一対の係止溝には、前記砥石駒を前記砥石支持部に対して半径方向に沿って付勢する環状の一対の弾性部材（例えば、後述のコイルスプリング８５，８６，８７，８８）が配設されることが好ましい。

この発明によれば、複数の砥石駒のそれぞれの揺動方向の両側に一対の係止溝を形成し、さらに、これら砥石駒を砥石支持部に対して半径方向に沿って付勢する環状の一対の弾性部材を、一対の係止溝に配設した。したがって、砥石が穴の内周壁に当接していない状態では、砥石は軸方向と平行になるように、半径方向に沿って付勢される。これにより、工具本体をワークの穴に挿入する際、砥石が軸に対して傾いてしまい、砥石がシリンダブロックの本体やボアの開口に干渉するのを防止することができる。また、一対の弾性部材を用いることにより、油圧シリンダや電動モータなどの特別な動力を用いることなく、簡便な構成で砥石を軸方向と平行にすることができる。

この場合、前記複数の砥石駒および前記砥石支持部の何れか一方にはピン（例えば、後述の第１ピン８１１，８２１、および第２ピン９１１，９２１）が立設され、他方には前記ピンが挿通するとともに、当該ピンの揺動方向に沿った移動を制限することで、前記複数の砥石駒の前記砥石支持部に対する揺動角を制限する制限穴（例えば、後述の第１制限穴６１７，６１８、および第２制限穴７１７，７１８）が形成されていることが好ましい。

この発明によれば、複数の砥石駒および砥石支持部の何れか一方にはピンを立設し、他方にはピンが挿通するともに、このピンの揺動方向に沿った移動を制限することで、砥石駒の砥石支持部に対する揺動角を制限する制限穴を形成した。これにより、工具本体をワークの穴に挿入する際、砥石が軸に対して傾いてしまい、砥石がシリンダブロックの本体やボアの開口に干渉するのを防止することができる。

本発明のホーニング加工方法は、ワークに形成された穴の内周壁を砥石で研削することで、当該内周壁を仕上げるホーニング加工方法であって、略筒状の工具本体（例えば、後述の工具本体２）と、前記工具本体の内部に、軸（例えば、後述の中心軸Ｏ）方向に沿って進退可能に設けられたテーパコーン軸（例えば、後述の第１テーパコーン軸３１、第２テーパコーン軸３２、および第３テーパコーン軸３３）と、軸方向に沿って延在する２つ以上の複数の砥石（例えば、後述の先端側第１砥石４１および基端側第１砥石４２、並びに、先端側第２砥石５１および基端側第２砥石５２）を支持する砥石シュー（例えば、後述の第１砥石シュー６、および第２砥石シュー７）と、を備え、前記砥石シューは、前記テーパコーン軸のテーパ面（例えば、後述のテーパ面３１１，３２１，３３１）に摺接し当該テーパコーン軸の進退に従動して半径方向に沿って進退するテーパガイド部（例えば、後述の第１テーパガイド部６２、および第２テーパガイド部７２）と、当該テーパガイド部に連結されるとともに、前記複数の砥石を前記工具本体の外周側に向けた状態で支持する砥石支持部（例えば、後述の第１砥石支持部６１、および第２砥石支持部７１）と、を含んで構成され、前記砥石支持部は、軸方向の中間を支点として前記テーパガイド部に対し揺動可能に連結され、前記複数の砥石は、それぞれ、前記砥石支持部に対して揺動可能に設けられた砥石駒（例えば、後述の先端側第１砥石駒８１および基端側第１砥石駒８２、並びに、先端側第２砥石駒９１および基端側第２砥石駒９２）に取り付けられたホーニング加工用工具（例えば、後述のホーニング加工用工具１）を用い、前記ワークの内周壁の形状に倣うように、前記複数の砥石の内周壁に対する姿勢を変更しながら、前記内周壁を砥石で研削することを特徴とする。

この発明によれば、複数の砥石、および、これら砥石を支持する砥石支持部のうち少なくとも何れかが穴の内周壁に対して揺動し、ワークの穴の内周壁の形状に倣うように、各砥石の内周壁に対する姿勢を変更しながら、内周壁を砥石で研削する。これにより、例えば、ワークの穴の内周壁が完全な円筒からずれた形状であっても、この形状を保持したまま面性状のみを向上することができる。

本発明のホーニング加工用工具によれば、工具本体をワークの穴に挿入し、回転すると、複数の砥石、および、これら砥石を支持する砥石支持部のうち少なくとも何れかが穴の内周壁に対して揺動する。したがって、ワークの穴の内周壁の形状に倣うように、各砥石の内周壁に対する姿勢を変更しながら、これら砥石で内周壁を研削することができる。また、これにより、例えば、ワークの穴の内周壁が完全な円筒からずれた形状であっても、この形状を保持したまま面性状のみを向上することができる。また、工具本体をワークの穴に挿入する際、砥石が軸に対して傾いてしまい、砥石がシリンダブロックの本体やボアの開口に干渉するのを防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るホーニング加工用工具１の構成を示す部分断面図である。図２は、ホーニング加工用工具１を先端側から視た図である。

ホーニング加工用工具１は、略円筒状の工具本体２と、この工具本体２の外周側に設けられた砥石４，５を備え、これら砥石４，５で、例えばシリンダブロックのボアの内周壁を研削することにより、この内周壁を仕上げる。

具体的には、ホーニング加工用工具１は、略円筒状の工具本体２と、この工具本体２の内部に中心軸Ｏに沿って進退可能に設けられた駆動軸３と、中心軸Ｏに沿って延在する第１砥石４および第２砥石５と、これら砥石４，５がそれぞれ取り付けられた第１砥石駒８および第２砥石駒９と、これら砥石４，５を、砥石駒８，９を介して支持する第１砥石シュー６および第２砥石シュー７と、を含んで構成される。

図２に示すように、この工具本体２には、３組の第１砥石４および第１砥石シュー６と、３組の第２砥石５および第２砥石シュー７とが、第１砥石４および第２砥石５を工具本体２の外周側に向けた状態で設けられる。これら第１砥石４および第１砥石シュー６と、第２砥石５および第２砥石シュー７とは、それぞれ、駆動軸３の外周に、互いに交互かつ等間隔に設けられる。したがって、工具本体２の外周側には、駆動軸３を挟んで第１砥石４および第２砥石５が対向して設けられる。

工具本体２には、駆動軸３を中心軸Ｏに沿って進退可能に収容するシャフト収容部２３と、第１砥石４および第１砥石シュー６を半径方向に沿って進退可能に収容する第１砥石収容部２１と、第２砥石５および第２砥石シュー７を半径方向に沿って進退可能に収容する第２砥石収容部２２とが形成されている。

シャフト収容部２３は、工具本体２の中心に沿って延びる貫通孔として形成される。工具本体２の先端側には、このシャフト収容部２３を覆う蓋部材２４が取り付けられる。
第１砥石収容部２１および第２砥石収容部２２は、それぞれ、シャフト収容部２３に連通するとともに、中心軸Ｏから放射状に延びる。

駆動軸３は、第１テーパコーン軸３１と、第２テーパコーン軸３２と、第３テーパコーン軸３３と、の３つの別体で形成されたテーパコーン軸を同軸に組み合わせて構成される。
これらテーパコーン軸３１，３２，３３は、それぞれの基端側を構成する略棒状の軸部３１４，３２４，３３４と、それぞれの先端側を構成するテーパ状のテーパ部３１６，３２６，３３６と、を備える。また、シャフト収容部２３内には、先端側から基端側へ向かい、第３テーパコーン軸３３のテーパ部３３６、第２テーパコーン軸３２のテーパ部３２６、第１テーパコーン軸３１のテーパ部３１６の順で配設されるようにテーパコーン軸３１，３２，３３は組み合わせられる。

第１テーパコーン軸３１は、略円筒状であり、中心軸Ｏに沿って延びる貫通孔３１２が軸部３１４およびテーパ部３１６にわたって形成されている。また、第１テーパコーン軸３１のテーパ部３１６には、貫通孔３１２よりも大きな内径を有する凹部３１３が形成されている。この凹部３１３には、第３テーパコーン軸３３の軸部３３４の基端側が嵌挿されている。したがって、第３テーパコーン軸３３は、第１テーパコーン軸３１とともに中心軸Ｏに沿って進退する。

この第１テーパコーン軸３１は、シャフト収容部２３に設けられた軸受部２３１により軸部３１４のテーパ部３１６側を支持した状態で、シャフト収容部２３内に設けられる。また、第１テーパコーン軸３１の軸部３１４に形成されたスプリング係止部３１７と軸受部２３１との間にはスプリング２６が介装されている。これにより、第１テーパコーン軸３１および第３テーパコーン軸３３は、基端側に付勢される。

第３テーパコーン軸３３は、略円筒状であり、中心軸Ｏに沿って延びる貫通孔３３２が軸部３３４およびテーパ部３３６にわたって形成されている。この第３テーパコーン軸３３の軸部３３４の略中央には、中心軸Ｏに沿って延びる空隙部３３３が形成されている。

第２テーパコーン軸３２は、テーパ部３２６と軸部３２４とが別体で形成されるとともに、これらテーパ部３２６と軸部３２４とは、中心軸Ｏに対し垂直に延びるピン部材３２８により連結される。第２テーパコーン軸３２は、第１テーパコーン軸３１および第３テーパコーン軸３３に対し、中心軸Ｏに沿って進退可能に設けられている。
より具体的には、第２テーパコーン軸３２の軸部３２４は、第１テーパコーン軸３１の貫通孔３１２内に進退可能に設けられ、第２テーパコーン軸３２のテーパ部３２６およびピン部材３２８は、第３テーパコーン軸３３の軸部３３４のうち空隙部３３３内で進退可能に設けられる。また、第２テーパコーン軸３２の先端部と蓋部材２４との間には、スプリング２７が介装されている。これにより、第２テーパコーン軸３２は、基端側に付勢される。

以上のように構成されたテーパコーン軸３１，３２，３３のうち、第１テーパコーン軸３１および第２テーパコーン軸３２は、図示しないアクチュエータにより、中心軸Ｏに沿って進退することが可能となっている。なお図１は、第１テーパコーン軸３１および第２テーパコーン軸３２に、駆動力を伝達していない状態、すなわち、スプリング２６，２７により付勢され、各テーパコーン軸３１，３２，３３が最も基端側に位置した状態を示す。

第１砥石４は、先端側第１砥石４１と基端側第１砥石４２との、別体で形成された複数の砥石を含んで構成される。これら第１砥石４１，４２は、それぞれ、中心軸Ｏに沿って延びる略立方体状である。
また、第１砥石駒８も同様に、先端側第１砥石駒８１と基端側第１砥石駒８２との、別体で形成された複数の砥石駒を含んで構成される。これら第１砥石駒８１，８２の外周側の面は略平らに形成されており、それぞれの面には、第１砥石４１，４２が取り付けられている。

一方、第１砥石駒８１，８２の内周側の面は円弧状に形成されている。後に詳述するように、これら第１砥石駒８１，８２は、それぞれ、円弧が延びる方向を揺動方向として、第１砥石シュー６に対して揺動可能に設けられている。また、第１砥石駒８１，８２の内周側のうち中心軸Ｏの略中央には、それぞれ、半径方向に沿って延びる第１ピン８１１，８２１が立設されている。

また、先端側第１砥石駒８１の揺動方向の両側には、それぞれ、一対の弾性部材としてのコイルスプリング８５，８６が係止する係止溝８１２，８１３が形成されている。また、基端側第１砥石駒８２の摺動方向の両側には、それぞれ、一対の弾性部材としてのコイルスプリング８７，８８が係止する係止溝８２２，８２３が形成されている。

第２砥石５は、先端側第２砥石５１と基端側第２砥石５２との、別体で形成された複数の砥石を含んで構成される。これら第２砥石５１，５２は、それぞれ、中心軸Ｏに沿って延びる略立方体状である。
また、第２砥石駒９も同様に、先端側第２砥石駒９１と基端側第２砥石駒９２との、別体で形成された複数の砥石駒を含んで構成される。これら第２砥石駒９１，９２の外周側の面は略平らに形成されており、それぞれの面には、第２砥石５１，５２が取り付けられている。

一方、第２砥石駒９１，９２の内周側の面は略円弧状に形成されている。後に詳述するように、これら第２砥石駒９１，９２は、それぞれ、円弧が延びる方向を揺動方向として、第２砥石シュー７に対して揺動可能に設けられている。また、第２砥石駒９１，９２の内周側のうち中心軸Ｏの略中央には、それぞれ、半径方向に沿って延びる第２ピン９１１，９２１が立設されている。

先端側第２砥石駒９１の揺動方向の両側には、それぞれ、上述の一対のコイルスプリング８５，８６が係止する係止溝９１２，９１３が形成されている。また、基端側第２砥石駒９２の摺動方向の両側には、それぞれ、上述の一対のコイルスプリング８７，８８が係止する係止溝９２２，９２３が形成されている。

図３は、中心軸Ｏの周りに配置された複数の先端側第１砥石駒８１および複数の先端側第２砥石駒９１の構成を示す斜視図である。なお図３では、これら砥石駒８１，９１の構成を明確にするために、工具本体２、駆動軸３、および砥石シュー６，７の図示を省略する。

図３に示すように、複数の先端側第１砥石駒８１および複数の先端側第２砥石駒９１は、中心軸Ｏに対して先端側第１砥石４１および先端側第２砥石５１が平行になるように配置される。

先端側第１砥石駒８１の係止溝８１２および先端側第２砥石駒９１の係止溝９１２には、円環状のコイルスプリング８５が配設されている。また、先端側第１砥石駒８１の係止溝８１３および先端側第２砥石駒９１の係止溝９１３には、円環状のコイルスプリング８６が配設されている。

コイルスプリング８５は、係止溝８１２，９１２に係止し、先端側第１砥石駒８１および先端側第２砥石駒９１を、中心軸Ｏに向かって半径方向に沿って付勢する。コイルスプリング８６は、係止溝８１３，９１３に係止し、先端側第１砥石駒８１および先端側第２砥石駒９１を、中心軸Ｏに向かって半径方向に沿って付勢する。したがって、これら先端側第１砥石駒８１および先端側第２砥石駒９１は、一対のコイルスプリング８５，８６により、それぞれの揺動方向の両側から中心軸Ｏに向かって付勢される。

また、その詳細な図示および説明を省略するが、基端側第１砥石駒８２および基端側第２砥石駒９２も同様にして、コイルスプリング８７，８８により、それぞれの揺動方向の両側から中心軸Ｏに向かって付勢される。

図１に戻って、第１砥石シュー６は、中心軸Ｏに沿って延在し第１砥石４１，４２を工具本体２の外周側に向けた状態で支持する第１砥石支持部６１と、駆動軸３の外周側に設けられ、第１砥石支持部６１に連結された第１テーパガイド部６２と、含んで構成される。

第１砥石支持部６１の外周側には、先端側から基端側へ向かって順に、先端側第１砥石駒８１を支持する先端側第１支持部６１３と、基端側第１砥石駒８２を支持する基端側第１支持部６１４と、が形成されている。これら第１支持部６１３，６１４は、それぞれ、円弧状に形成され、第１砥石駒８１，８２が摺接する摺接面を備える。また、第１支持部６１３，６１４の摺接面のうち中心軸Ｏの略中央には、上述の第１ピン８１１，８２１が挿通する第１制限穴６１７，６１８が形成されている。

図４は、先端側第１支持部６１３および先端側第１砥石駒８１の構成を示す部分断面図である。なお、この図４において、第１制限穴６１７の径は、理解の便宜のために誇張して記載されている。

図４に示すように、第１制限穴６１７の内径は第１ピン８１１の外径よりも大きい。したがって、先端側第１砥石駒８１は、先端側第１支持部６１３の円弧状の摺接面に沿って揺動可能であるとともに、その揺動角は、第１制限穴６１７に第１ピン８１１が係止することにより制限される。つまり、先端側第１砥石駒８１の先端側第１支持部６１３に対する揺動角は、第１ピン８１１が第１制限穴６１７内で揺動方向に沿って移動可能な範囲内に制限される。なお、図４では、第１ピン８１１が第１制限穴６１７に係止した状態を一点鎖線で示す。

また、上述のように、コイルスプリング８５，８６は、それぞれ、先端側第１砥石駒８１を先端側第１支持部６１３に向かって、揺動方向の両側から付勢する。このため、先端側第１砥石４１がシリンダボアの内周壁に当接していない状態では、この先端側第１砥石４１が中心軸Ｏに平行になるように、先端側第１砥石駒８１は、第１砥石支持部６１に対して揺動可能、かつ弾性的に支持される。
また、その詳細な図示および説明を省略するが、基端側第１砥石駒８２は、上述の先端側第１砥石駒８１と同様にして、基端側第１支持部６１４に対して揺動可能、かつ弾性的に支持される。

図１に戻って、この第１砥石支持部６１は、中心軸Ｏの中間、すなわち、先端側第１支持部６１３と基端側第１支持部６１４との間に挿通されたピン６１６により、第１テーパガイド部６２に連結される。これにより、第１砥石支持部６１は、このピン６１６を支点として、第１テーパガイド部６２に対して揺動可能に連結される。

第１テーパガイド部６２の内周側には、第１テーパコーン軸３１のテーパ面３１１に摺接する第１傾斜面６２１と、第３テーパコーン軸３３のテーパ面３３１に摺接する第３傾斜面６２３と、が形成されている。また、この第１テーパガイド部６２は、第１砥石収容部２１内において、半径方向に沿って進退可能に設けられるとともに、図示しない付勢部材によりテーパコーン軸３１，３２，３３側に付勢されている。これにより、第１傾斜面６２１および第３傾斜面６２３は、第１テーパコーン軸３１のテーパ面３１１および第３テーパコーン軸３３のテーパ面３３１に接した状態になる。したがって、第１テーパコーン軸３１および第３テーパコーン軸３３を進退することにより、第１テーパガイド部６２を、第１砥石支持部６１、第１砥石駒８、および第１砥石４とともに、半径方向に沿って進退することができる。

第２砥石シュー７は、中心軸Ｏに沿って延在し第２砥石５を工具本体２の外周側に向けた状態で支持する第２砥石支持部７１と、駆動軸３の外周側に設けられ、第２砥石支持部７１に連結された第２テーパガイド部７２と、含んで構成される。

第２砥石支持部７１の外周側には、先端側から基端側へ向かって順に、先端側第２砥石駒９１を支持する先端側第２支持部７１３と、基端側第２砥石駒９２を支持する基端側第２支持部７１４と、が形成されている。これら第２支持部７１３，７１４は、それぞれ、円弧状に形成され、第２砥石駒９１，９２が摺接する摺接面を備える。また、第２支持部７１３，７１４の摺接面のうち中心軸Ｏの略中央には、上述の第２ピン９１１，９２１が挿通する第２制限穴７１７，７１８が形成されている。
また、その詳細な図示および説明を省略するが、第２砥石駒９１，９２は、上述の第１砥石駒８１，８２と同様にして、第２支持部７１３，７１４に対して揺動可能、かつ弾性的に支持される。

また、この第２砥石支持部７１は、中心軸Ｏの中間、すなわち、先端側第２支持部７１３と基端側第２支持部７１４との間に挿通されたピン７１６により、第２テーパガイド部７２に連結される。これにより、第２砥石支持部７１は、このピン７１６を支点として、第２テーパガイド部７２に対して揺動可能に連結される。

第２テーパガイド部７２の内周側には、第２テーパコーン軸３２のテーパ面３２１に摺接する第２傾斜面７２２が形成されている。また、この第２テーパガイド部７２は、第２砥石収容部２２内において、半径方向に沿って進退可能に設けられるとともに、図示しない付勢部材によりテーパコーン軸３１，３２，３３側に付勢されている。これにより、第２傾斜面７２２は、第２テーパコーン軸３２のテーパ面３２１に接した状態になる。したがって、第２テーパコーン軸３２を進退することにより、第２テーパガイド部７２を、第２砥石支持部７１、第２砥石駒９、および第２砥石５とともに、半径方向に沿って進退することができる。

以上のように構成されたホーニング加工用工具１を用い、シリンダブロックに形成されたボアの内周壁を砥石で研削するホーニング加工方法について、図５および図６を参照して説明する。
図５は、第１砥石４１，４２を拡径した状態におけるホーニング加工用工具１の構成を示す部分断面図である。図６は、第２砥石５１，５２を拡径した状態におけるホーニング加工用工具１の構成を示す部分断面図である。

上述のように、本実施形態のホーニング加工用工具１では、第１砥石４１，４２と第２砥石５１，５２とを、別々に拡径することができる。そこで、これら第１砥石４１，４２と第２砥石５１，５２とを、粗加工用と仕上げ加工用とに分けて用いる。
ここで、粗加工時には、仕上げ加工時よりも大きな負担が砥石にかかると考えられる。このため、２つのテーパ面３１１，３３１が摺接する第１砥石シュー６に支持された第１砥石４１，４２には、粗加工用の砥石を用い、１つのテーパ面３２１が摺接する第２砥石シュー７に支持された第２砥石５１，５２には、仕上げ加工用の砥石を用いる。

粗加工を行う場合には、先ず、図１に示すように第１砥石４１，４２および第２砥石５１，５２を縮径しておき、工具本体２の中心軸Ｏとシリンダブロックのボアの軸線とを一致させながら、この工具本体２をシリンダブロックのボアに挿入する。
次に、中心軸Ｏを回転軸として工具本体２を回転しながら、図５に示すように粗加工用の砥石が用いられた第１砥石４１，４２を拡径する。第１砥石４１，４２を拡径する際には、図１に示す状態から第１テーパコーン軸３１を先端側へ移動する。すると、第１テーパコーン軸３１のテーパ面３１１および第３テーパコーン軸３３のテーパ面３３１が先端側へ移動し、これらテーパ面３１１，３３１に摺接する第１砥石シュー６が半径方向に沿って外周側へ移動し、第１砥石４１，４２が拡径するとともにボアの内周壁に当接する。

ここで、上述のように、第１砥石４１，４２を、第１砥石支持部６１に対して揺動可能に設けられた第１砥石駒８１，８２に設け、さらに、この第１砥石支持部６１を、第１テーパガイド部６２に対して揺動可能に設けた。これにより、ボアの内周壁の形状に倣うように、第１砥石４１，４２の内周壁に対する姿勢を変更しながら、これら第１砥石４１，４２で内周壁を研削することができる。

仕上げ加工を行う場合には、先ず、図１に示すように第１砥石４１，４２および第２砥石５１，５２を縮径しておき、工具本体２の中心軸Ｏとシリンダブロックのボアの軸線とを一致させながら、この工具本体２をシリンダブロックのボアに挿入する。
次に、中心軸Ｏを回転軸として工具本体２を回転しながら、図６に示すように、仕上げ加工用の砥石が用いられた第２砥石５１，５２を拡径する。第２砥石５１，５２を拡径する際には、図１に示す状態から第２テーパコーン軸３２を先端側へ移動する。すると、第２テーパコーン軸３２のテーパ面３２１が先端側へ移動し、このテーパ面３２１に摺接する第２砥石シュー７が半径方向に沿って外周側へ移動し、第２砥石５１，５２が拡径するとともにボアの内周壁に当接する。

ここで、上述のように、第２砥石５１，５２を、第２砥石支持部７１に対して揺動可能に設けられた第２砥石駒９１，９２に設け、さらに、この第２砥石支持部７１を、第２テーパガイド部７２に対して揺動可能に設けた。これにより、粗加工時と同様に、ボアの内周壁の形状に倣うように、第２砥石５１，５２の内周壁に対する姿勢を変更しながら、これら第２砥石５１，５２で内周壁を研削することができる。

本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）第１砥石４１，４２および第２砥石５１，５２、並びに、これら第１砥石４１，４２および第２砥石５１，５２を支持する第１砥石支持部６１および第２砥石支持部７１のうち少なくとも何れかがボアの内周壁に対して揺動し、シリンダブロックのボアの内周壁の形状に倣うように、各砥石４１，４２，５１，５２の内周壁に対する姿勢を変更しながら、内周壁を砥石で研削する。これにより、例えば、シリンダブロックのボアの内周壁が完全な円筒からずれた形状であっても、この形状を保持したまま面性状のみを向上することができる。

また、第１砥石４１，４２および第２砥石５１，５２がシリンダボアの内周壁に当接していない状態では、これら砥石４１，４２，５１，５２が中心軸Ｏに平行になるように、第１砥石駒８１，８２および第２砥石駒９１，９２を第１砥石支持部６１および第２砥石支持部７１により揺動可能、かつ弾性的に支持した。これにより、例えば、工具本体２をシリンダボアに挿入する際、砥石４１，４２，５１，５２が中心軸Ｏに対して傾いてしまい、これら砥石４１，４２，５１，５２がシリンダブロックの本体やボアの開口に干渉するのを防止することができる。

（２）第１砥石支持部６１および第２砥石支持部７１により、略円弧状に形成された面に沿って摺接するように第１砥石駒８１，８２および第２砥石駒９１，９２を支持する。これにより、第１砥石４１，４２および第２砥石５１，５２で内周壁を研削する際に、これら第１砥石駒８１，８２および第２砥石駒９１，９２を介して第１砥石支持部６１および第２砥石支持部７１にかかる負担を軽減することができる。

（３）第１砥石駒８１，８２のそれぞれの揺動方向の両側に一対の係止溝８１２，８１３，８２２，８２３を形成した。また、第２砥石駒９１，９２のそれぞれの揺動方向の両側に一対の係止溝９１２，９１３，９２２，９２３を形成した。さらに、これら先端側第１砥石駒８１および先端側第２砥石駒９１を、砥石支持部６１，７１に対して半径方向に沿って付勢する環状の一対のコイルスプリング８５，８６を、一対の係止溝８１２，８１３，９１２，９１３に配設した。また、基端側第１砥石駒８２および基端側第２砥石駒９２を、砥石支持部６１，７１に対して半径方向に沿って付勢する環状の一対のコイルスプリング８７，８８を、一対の係止溝８２２，８２３，９２２，９２３に配設した。したがって、砥石４１，４２，５１，５２がシリンダボアの内周壁に当接していない状態では、砥石４１，４２，５１，５２が中心軸Ｏと平行になるように、半径方向に沿って弾性的に支持される。したがって、砥石が穴の内周壁に当接していない状態では、砥石は軸方向と平行になるように、半径方向に沿って付勢される。

これにより、工具本体２をシリンダボアに挿入する際、砥石４１，４２，５１，５２が中心軸Ｏに対して傾いてしまい、砥石４１，４２，５１，５２がシリンダブロックの本体やシリンダボアの開口に干渉するのを防止することができる。また、一対のコイルスプリング８５，８６およびコイルスプリング８７，８８を用いることにより、油圧シリンダや電動モータなどの特別な動力を用いることなく、簡便な構成で砥石４１，４２，５１，５２を中心軸Ｏと平行にすることができる。

（４）第１砥石駒８１，８２および第２砥石駒９１，９２に第１ピン８１１，８２１および第２ピン９１１，９２１を立設し、第１支持部６１３，６１４および第２支持部７１３，７１４に、これらピン８１１，８２１，９１１，９２１が挿通するとともに、それぞれの揺動方向に沿った移動を制限することで、砥石駒８１，８２，９１，９２の支持部６１３，６１４，７１３，７１４に対する揺動角を制限する第１制限穴６１７，６１８および第２制限穴７１７，７１８を形成した。これにより、工具本体２をシリンダボアに挿入する際、砥石４１，４２，５１，５２が中心軸Ｏに対して傾いてしまい、砥石４１，４２，５１，５２がシリンダブロックの本体やボアの開口に干渉するのを防止することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、中心軸Ｏに沿って２つの砥石４１，４２を設けたが、砥石の数は、これに限らず３つ以上であってもよい。

上記実施形態では、第１砥石支持部６１および第２砥石支持部７１を、それぞれ、中心軸Ｏの略中央に位置するピン６１６，７１６を支点として、第１テーパガイド部６２および第２テーパガイド部７２に揺動可能に連結したが、これに限らない。ピンの位置すなわち支点の位置は、シリンダブロックのボアの内周壁の形状に応じて、各砥石支持部の中心軸Ｏに沿った長さの範囲内で適宜変更してもよい。具体的には、支点の位置を各砥石支持部の上端側からの距離と下端側からの距離との比で表した場合、本実施形態における支点の位置は１：１となるが、これを１：２や２：３などとしてもよい。

本発明の一実施形態に係るホーニング加工用工具の構成を示す部分断面図である。 前記実施形態に係るホーニング加工用工具を先端側から視た図である。 前記実施形態に係る中心軸の周りに配置された複数の先端側第１砥石駒および複数の先端側第２砥石駒の構成を示す斜視図である。 前記実施形態に係る先端側第１支持部および先端側第１砥石駒の構成を示す部分断面図である。 前記実施形態に係る第１砥石を拡径した状態におけるホーニング加工用工具の構成を示す部分断面図である。 前記実施形態に係る第２砥石を拡径した状態におけるホーニング加工用工具の構成を示す部分断面図である。

符号の説明

１…ホーニング加工用工具
２…工具本体
３…駆動軸
３１…第１テーパコーン軸（テーパコーン軸）
３１１…テーパ面
３２…第２テーパコーン軸（テーパコーン軸）
３２１…テーパ面
３３…第３テーパコーン軸（テーパコーン軸）
３３１…テーパ面
４…第１砥石（砥石）
５…第２砥石（砥石）
６…第１砥石シュー（砥石シュー）
６１…第１砥石支持部（砥石支持部）
６１７，６１８…第１制限穴（制限穴）
６２…第１テーパガイド部（テーパガイド部）
６２７，６２８…第２制限穴（制限穴）
７…第２砥石シュー（砥石シュー）
７１…第２砥石支持部（砥石支持部）
７２…第２テーパガイド部（テーパガイド部）
８…第１砥石駒（砥石駒）
８１１，８２１…第１ピン（ピン）
８１２，８１３，８２２，８２３…係止溝
８５，８６，８７，８８…コイルスプリング（弾性部材）
９…第２砥石駒（砥石駒）
９１１，９２１…第２ピン（ピン）
９１２，９１３，９２２，９２３…係止溝

Claims (5)

1. ワークに形成された穴の内周壁を砥石で研削することで、当該内周壁を仕上げるホーニング加工用工具であって、
   略筒状の工具本体と、
   前記工具本体の内部に、軸方向に沿って進退可能に設けられたテーパコーン軸と、
   軸方向に沿って延在する２つ以上の複数の砥石を支持する砥石シューと、を備え、
   前記砥石シューは、前記テーパコーン軸のテーパ面に摺接し当該テーパコーン軸の進退に従動して半径方向に沿って進退するテーパガイド部と、当該テーパガイド部に連結されるとともに、前記複数の砥石を前記工具本体の外周側に向けた状態で支持する砥石支持部と、を含んで構成され、
   前記砥石支持部は、軸方向の中間を支点として前記テーパガイド部に対し揺動可能に連結され、
   前記複数の砥石は、それぞれ、砥石駒を介して前記砥石支持部に設けられ、
   前記複数の砥石駒は、それぞれ、前記砥石が穴の内周壁に当接していない状態で、当該砥石が軸方向に平行になるように、前記砥石支持部に対して揺動可能、かつ弾性的に支持されていることを特徴とするホーニング加工用工具。
2. 前記複数の砥石駒は、前記砥石支持部に側面視で略円弧状に形成された面に沿って摺接するようにして、当該砥石支持部に支持されることを特徴とする請求項１に記載のホーニング加工用工具。
3. 前記複数の砥石駒には、それぞれ、揺動方向の両側に一対の係止溝が形成され、
   前記一対の係止溝には、前記砥石駒を前記砥石支持部に対して半径方向に沿って付勢する環状の一対の弾性部材が配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載のホーニング加工用工具。
4. 前記複数の砥石駒および前記砥石支持部の何れか一方にはピンが立設され、他方には前記ピンが挿通するとともに、当該ピンの揺動方向に沿った移動を制限することで、前記複数の砥石駒の前記砥石支持部に対する揺動角を制限する制限穴が形成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のホーニング加工用工具。
5. ワークに形成された穴の内周壁を砥石で研削することで、当該内周壁を仕上げるホーニング加工方法であって、
   略筒状の工具本体と、
   前記工具本体の内部に、軸方向に沿って進退可能に設けられたテーパコーン軸と、
   軸方向に沿って延在する２つ以上の複数の砥石を支持する砥石シューと、を備え、
   前記砥石シューは、前記テーパコーン軸のテーパ面に摺接し当該テーパコーン軸の進退に従動して半径方向に沿って進退するテーパガイド部と、当該テーパガイド部に連結されるとともに、前記複数の砥石を前記工具本体の外周側に向けた状態で支持する砥石支持部と、を含んで構成され、
   前記砥石支持部は、軸方向の中間を支点として前記テーパガイド部に対し揺動可能に連結され、
   前記複数の砥石は、それぞれ、前記砥石支持部に対して揺動可能に設けられた砥石駒に取り付けられたホーニング加工用工具を用い、
   前記ワークの内周壁の形状に倣うように、前記複数の砥石の内周壁に対する姿勢を変更しながら、前記内周壁を砥石で研削することを特徴とするホーニング加工方法。

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