JP2013534474A - 盲孔をホーニングするためのホーニング工具 - Google Patents

Abstract

特に盲孔（５）をホーニングするために適したホーニング工具（１）は、砥石支持体（３）と、第１のホーニング砥石セグメント（１６）と、第２のホーニング砥石セグメント（１７）とを有している。第１のホーニング砥石セグメント（１６）と第２のホーニング砥石セグメント（１７）とは、砥石支持体（３）の溝（２２）内に固定されている。さらに、砥石支持体（３）が一方の端部（１０）を有しており、この端部（１０）で砥石支持体（３）が孔（５）内に導入可能となる。第２のホーニング砥石セグメント（１７）は、第１のホーニング砥石セグメント（１６）よりも砥石支持体（３）の端部（１０）の近くに固定されている。さらに、第２のホーニング砥石セグメント（１７）は、第１のホーニング砥石セグメント（１６）の耐摩耗性よりも高い耐摩耗性を有している。これによって、オーバトラベル（９）が制限されている場合でも、真っ直ぐに保たれた孔（５）がホーニング可能となる。

Description

本発明は、特に盲孔（止まり孔）をホーニングするために適したホーニング工具に関する。

背景技術
貫通孔をホーニングするためには、上側の孔端部および下側の孔端部に対してオーバトラベルが必要となる。この必要となるオーバトラベルは、通常、ホーニング砥石長さの１／３または１／２にほぼ相当している。具体的な使用例では、実際のオーバトラベルが孔形状によっても規定される。たとえば、孔が下側の端部よりも上側の端部で狭幅に形成されている場合には、上側に、より大きなオーバトラベルが必要となる。これに対して、孔が下側でより狭幅に形成されている場合には、下側に、より大きなオーバトラベルが必要となる。オーバトラベルの適正な選択によって、孔が常に真っ直ぐに保たれることが達成される。しかし、盲孔の場合には、下側のオーバトラベルが著しく制限されている。孔が上側よりも下側で狭幅に形成されている場合には、幾何学的な理由から、オーバトラベルを下側で拡大することができない。したがって、ホーニング工具が比較的頻繁に取り外されなければならない。その後、このホーニング工具において、ホーニング砥石が、たとえば表面研削によって後加工されてよいかまたは新たなホーニング砥石が使用されなければならない。

発明の開示
本発明に係るホーニング工具によれば、該ホーニング工具が、砥石支持体と、第１のホーニング砥石セグメントと、少なくとも１つの第２のホーニング砥石セグメントとを備えており、第１のホーニング砥石セグメントと第２のホーニング砥石セグメントとが、砥石支持体に固定可能であり、該砥石支持体が、一方の端部を有しており、該端部で砥石支持体が、孔内に導入可能であり、第２のホーニング砥石セグメントが、第１のホーニング砥石セグメントよりも砥石支持体の前記端部の近くに固定可能であり、第２のホーニング砥石セグメントが、第１のホーニング砥石セグメントの耐摩耗性よりも高い耐摩耗性を有している。

本発明に係るホーニング工具の有利な態様によれば、少なくとも１つの別のホーニング砥石セグメントが設けられており、該別のホーニング砥石セグメントが、第１のホーニング砥石セグメントよりも砥石支持体の前記端部の近くに固定可能であり、第２のホーニング砥石セグメントが、別のホーニング砥石セグメントよりも砥石支持体の前記端部の近くに固定可能であり、別のホーニング砥石セグメントが、第１のホーニング砥石セグメントの耐摩耗性よりは高くて、第２のホーニング砥石セグメントの耐摩耗性よりは低い耐摩耗性を有している。

本発明に係るホーニング工具の有利な態様によれば、ホーニング砥石セグメントが砥石支持体と共にまとめられて、１つのホーニング砥石が形成されており、該ホーニング砥石が、ホーニング工具ボディ内に緩く配置可能である。

本発明に係るホーニング工具の有利な態様によれば、ホーニング砥石セグメントが、砥石支持体に接着またはろう接によって結合可能であり、ホーニング砥石セグメントが、結合の解離によって再び取外し可能である。

本発明に係るホーニング工具の有利な態様によれば、砥石支持体に溝が形成されており、該溝内にホーニング砥石セグメントが、相前後して位置する配置状態で挿入可能である。

本発明に係るホーニング工具の有利な態様によれば、第２のホーニング砥石セグメントが、砥石支持体の前記端部に少なくともほぼ隣接している。

本発明に係るホーニング工具の有利な態様によれば、第２のホーニング砥石セグメントと砥石支持体の前記端部との間に、第２のホーニング砥石セグメントを支持する端側の段部が形成されている。

本発明に係るホーニング工具の有利な態様によれば、ホーニング砥石セグメントが、一方の側に配置されており、少なくとも１つの支持砥石が設けられており、該支持砥石が、前記側と反対に向けられた他方の側の範囲に配置されている。

本発明に係るホーニング工具の有利な態様によれば、第１のホーニング砥石セグメントが、長手方向軸線に関して、第２のホーニング砥石セグメントよりも長く形成されている。

本発明に係るホーニング工具の有利な態様によれば、ホーニング砥石セグメントのそれぞれ異なる耐摩耗性が、ホーニング砥石セグメントに用いられる砥粒の粒径および／または種類および／または結合剤および／または集中度に対するそれぞれ異なる設定によって生じている。

請求項１の特徴を備えた本発明に係るホーニング工具は、ホーニングによる加工が改善されていて、不利な幾何学形状の場合でも可能になるという利点を有している。特にオーバトラベルが少ない場合でも、孔が真っ直ぐに保たれることが可能となる。このことは、特に孔の下側のオーバトラベルに関連している。

従属請求項に記載した手段によって、請求項１に記載したホーニング工具の有利な改良態様が可能となる。

別のホーニング砥石セグメントが設けられており、この別のホーニング砥石セグメントが、第１のホーニング砥石セグメントよりも砥石支持体の端部の近くに固定可能であり、第２のホーニング砥石セグメントが、別のホーニング砥石セグメントよりも砥石支持体の端部の近くに固定可能であり、別のホーニング砥石セグメントが、第１のホーニング砥石セグメントの耐摩耗性よりは高くて、第２のホーニング砥石セグメントの耐摩耗性よりは低い耐摩耗性を有していると有利である。これによって、端部の近くに配置されたホーニング砥石セグメントが、端部から十分に離されて砥石支持体に配置されたホーニング砥石セグメントほど迅速に摩耗しないことを達成することができる。これによって、確かに、孔が端部の領域で幾分広幅になるものの、しかし、このことは、孔の他方の側でのオーバトラベルの増加によって再び補償することができる。

ホーニング砥石セグメントが砥石支持体と共にまとめられて、１つのホーニング砥石が形成されており、このホーニング砥石が、ホーニング工具ボディ内に緩く配置可能であると有利である。さらに、ホーニング砥石セグメントが、砥石支持体に接着またはろう接によって結合可能であり、ホーニング砥石セグメントが、結合の解離によって再び取外し可能であると有利である。この態様では、有利には、ホーニング砥石セグメントがまとめられて、ホーニング砥石が形成されており、これによって、全てのホーニング砥石が砥石支持体に接着またはろう接によって結合される。ホーニング砥石を新たなホーニング砥石に置き換えたい場合には、ホーニング砥石と砥石支持体との結合が解離される。場合により、ホーニング砥石の置き換え前に、たとえば表面研削による後加工が行われてもよい。

有利な態様では、砥石支持体に溝が形成されており、この溝内にホーニング砥石セグメントが、相前後して位置する配置状態で挿入可能である。特に個々のホーニング砥石セグメントを１つの共通のホーニング砥石にまとめる場合には、相前後して位置する配置状態が、接合によって設定されている。ホーニング砥石セグメントの相前後して位置する配置状態によって、孔の均一な加工が可能となる。

最も高い耐摩耗性を有する第２のホーニング砥石セグメントが、砥石支持体の端部に少なくともほぼ隣接していても有利である。これによって、ホーニング砥石もしくはホーニング砥石セグメントから形成された区分が、砥石支持体の端部の領域でそれほど強く摩耗せず、これによって、ここで、オーバトラベルが少ない場合でも、孔を真っ直ぐに保つ有利な加工が達成される。

第２のホーニング砥石セグメントと砥石支持体の端部との間に、第２のホーニング砥石セグメントを支持する端側の段部が形成されていても有利である。したがって、特にホーニング砥石セグメントを挿入した溝と組み合わせて、砥石支持体に対するホーニング砥石セグメントの特に良好な保持が達成される。

さらに、ホーニング砥石セグメントが、ホーニング砥石ボディの一方の側に配置されており、支持砥石が設けられており、この支持砥石が、ホーニング砥石ボディの一方の側と反対に向けられた他方の側に配置されていると有利である。さらに、第１のホーニング砥石セグメントが、ホーニング砥石ボディの長手方向軸線に関して、第２のホーニング砥石セグメントよりも長く形成されていると有利である。したがって、ホーニングによる孔の加工を大部分において第１のホーニング砥石セグメントによって行うことができるのに対して、第２のホーニング砥石セグメントと、場合により、別のホーニング砥石セグメントとは、ホーニング砥石支持体の端部におけるオーバトラベルの短縮をこの端領域での孔の加工の増加によって補償するために働く。

有利な態様では、ホーニング砥石セグメントのそれぞれ異なる耐摩耗性が、ホーニング砥石セグメントに用いられる砥粒の粒径および／または種類および／または結合剤および／または集中度に対するそれぞれ異なる設定によって生じている。したがって、ホーニング砥石セグメントにおける各ホーニング砥石コーティングに対して種々異なる仕様のホーニング砥石セグメントが、ホーニング砥石支持体に装着されることによって、端部の領域におけるホーニング砥石セグメントがそれほど迅速に摩耗しないことを達成することができる。

したがって、ホーニング工具のより高い寿命量、孔の改善された幾何学形状、より少ない機械停止時間ひいてはより大きな経済性を達成することができる。さらに、公差が極めて狭い遊び対偶に関する利点、たとえば互いに調整されてホーニングされるポンプピストンおよびポンプシリンダに関する利点が得られる。

本発明の第１の実施の形態に係るホーニング工具をワークピースと共に概略的に示す図である。 図１に示した第１の実施の形態に係るホーニング工具の一部を示す図である。 図２に符号ＩＩＩで示した切断線に沿ったホーニング工具の一部の断面図である。 図２に部分的に示したホーニング工具の第２の実施の形態を示す図である。 本発明の可能な実施の形態に係るホーニング工具の一部の、特に拡張ロッドの機能を具体的に説明するための概略的な断面図である。 図５に符号ＶＩで示した切断線に沿ったホーニング工具の概略的な断面図である。

発明の実施の形態
本発明の有利な実施の形態を、対応するエレメントに同一の符号を付した添付の図面につき以下に詳しく説明する。

図１には、本発明の第１の実施の形態に係るホーニング工具１およびワークピース２が概略図で示してある。

ホーニング工具１は、砥石支持体３（図２参照）と、ホーニング工具ボディ３’と、円筒状の区分４とを有している。この円筒状の区分４でホーニング工具１は機械のチャックに締込み可能となる。ホーニング工具１は、具体的な説明のために、盲孔５として形成された孔５内に導入されている。盲孔５は下側の端部６に、拡張された区分７を有している。さらに、この拡張された区分７に開口した縮径された孔８が設けられている。

拡張された区分７は、ホーニング工具１によって孔５を加工するための制限されたオーバトラベル９を設定している。この制限されたオーバトラベル９は、ホーニング工具ボディ３’の下側の端部１０を、拡張された区分７の下側の端部６に当接させることによって制限されている。

ホーニング工具１は長手方向軸線１５を有している。孔５を加工するためには、ホーニング工具１が長手方向軸線１５の方向に調節される。これによって、孔５がホーニングされる。孔５をホーニングするためには、第１のホーニング砥石セグメント１６と、第２のホーニング砥石セグメント１７と、本実施の形態では、さらに、別のホーニング砥石セグメント１８とが設けられている。この別のホーニング砥石セグメント１８は、第１のホーニング砥石セグメント１６と第２のホーニング砥石セグメント１７との間に配置されている。本実施の形態では、これらのホーニング砥石セグメント１６，１７，１８が砥石支持体３と共にまとめられて、１つのホーニング砥石１９が形成されている。ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８は砥石支持体３に固定されている。この固定は、たとえば接着またはろう接によって行うことができる。また、固定は再び解離可能であり、これによって、ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８がその寿命の終了時に交換される。

砥石支持体３もしくはホーニング工具ボディ３’の下側の端部１０から見て、第２のホーニング砥石セグメント１７と、別のホーニング砥石セグメント１８と、第１のホーニング砥石セグメント１６とは、砥石支持体３に相前後して取り付けられている。この砥石支持体３には、ホーニング砥石１９の各セグメントとして、まず、第２のホーニング砥石セグメント１７が取り付けられ、その後、別のホーニング砥石セグメント１８が取り付けられて、最後に第１のホーニング砥石セグメント１６が取り付けられている。これらのホーニング砥石セグメント１６，１７，１８は、それぞれ異なる耐摩耗性を有している。この耐摩耗性は、下側の端部１０から見て、ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８にわたって減少している。第２のホーニング砥石セグメント１７が最も高い耐摩耗性を有している。第１のホーニング砥石セグメント１６は最も低い耐摩耗性を有している。別のホーニング砥石セグメント１８の耐摩耗性は、第１のホーニング砥石セグメント１６の耐摩耗性と第２のホーニング砥石セグメント１７の耐摩耗性との間に設定されている。

本実施の形態では、孔５の上側の端部２０に、ホーニング工具１によって孔５を加工するための任意の大きさのオーバトラベルが存在している。したがって、このオーバトラベルの適宜な選択によって、ホーニング砥石１９による上側の端部２０までの孔５内での有利な加工を行うことができる。この加工は、主として、第１のホーニング砥石セグメント１６によって行われる。

孔５の下側の端部６における状況は異なっている。孔５の加工したい部分は領域２１で終わっているので、この領域２１に関しては、制限されたオーバトラベル９しか提供されていない。ホーニング砥石セグメント１７，１８のより高い耐摩耗性によって、この制限は補償される。通常のホーニング加工に相応して使用される任意の大きさのオーバトラベルが提供されていると、その結果、高められた耐摩耗性に基づき、孔５が領域２１で拡張してしまう。これに対して、孔５が、異なる耐摩耗性を備えた異なるセグメントを有していない１つのホーニング砥石１９で加工されると、その結果、オーバトラベルの制限によって、孔５が領域２１において孔５の残りの部分に対して相対的に狭まってしまう。ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８の耐摩耗性の適切な選択によって、この効果、つまり、ホーニング砥石セグメント１７，１８の高められた耐摩耗性とオーバトラベル９の制限との組合せが、少なくともほぼ補償されることが達成される。したがって、ホーニング工具１によって、均一に形成された孔５が製作可能となる。

ホーニング砥石１９はホーニング工具ボディ３’の一方の側３０に配置されている。この側３０と反対に向けられた他方の側３１の範囲には、少なくとも１つの支持砥石３２が取り付けられている。この支持砥石３２は、有利にはホーニング砥石１９と正確に同じ長さに形成されている。さらに、支持砥石３２は、有利には、ホーニング工具ボディ３’の、ホーニング砥石１９と同じ長手方向区分にわたって延びている。ホーニングの間、支持砥石３２は孔５内での支持を保証しており、これにより、ホーニング砥石１９による孔５の加工によって、均一なホーニングが可能となる。したがって、意図的に区分されたホーニング砥石１９の使用によって、ホーニングされた盲孔５の幾何学形状の改善が可能となる。

図２には、図１に示したホーニング工具１の一部が概略的な断面図で示してある。砥石支持体３は溝２２を有している。この溝２２内には、ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８が挿入されている。第２のホーニング砥石セグメント１７は、溝２２内で砥石支持体３の下側の端部１０の最も近くに配置されている。本実施の形態では、第２のホーニング砥石セグメント１７が砥石支持体３の端部１０にほぼ隣接している。第２のホーニング砥石セグメント１７と砥石支持体３の端部１０との間には、第２のホーニング砥石セグメント１７を支持する端側の段部２３が形成されている。この段部２３は、本実施の形態では、溝２２を成す凹部２２によって形成されている。さらに、砥石支持体３への溝２２の形成によって、第１のホーニング砥石セグメント１６を上方で支持する別の段部２４が形成されている。したがって、本実施の形態では、ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８が、一方で段部２３に支持されていて、他方で段部２４に支持されている。

ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８を挿入した溝２２によって、砥石支持体３へのホーニング砥石セグメント１６，１７，１８のより良好な保持を保証することができる。本実施の形態では、ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８を溝２２内に嵌め込むことができる。有利には、ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８が砥石支持体３に接着によって結合される。また、ろう接による結合も可能である。

図３には、図２に符号ＩＩＩで示した切断線に沿ったホーニング工具１の一部が断面図で示してある。砥石支持体３に溝２２を形成することによって、長手方向軸線１５に対して平行に延びる側方のリブ２５，２６が形成されている。この側方のリブ２５，２６によって、ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８と砥石支持体３との結合および砥石支持体３によるホーニング砥石セグメント１６，１７，１８の保持が改善される。特に側方で個々のホーニング砥石セグメント１６，１７，１８に作用する力は、形状接続的な結合、つまり、互いに対応する部分の形状に基づく係合によって受け止めることができる。

図４には、第２の実施の形態に係るホーニング工具１の一部が概略的な断面図で示してある。この実施の形態では、ホーニング砥石１９が、第１のホーニング砥石セグメント１６と、第２のホーニング砥石セグメント１７と、砥石支持体３とから形成されている。第１のホーニング砥石セグメント１６は第２のホーニング砥石セグメント１７よりも著しく長く形成されている。しかし、図２につき説明した第１の実施の形態でも、第１のホーニング砥石セグメント１６は各ホーニング砥石セグメント１７，１８よりも長く形成されている。また、第１のホーニング砥石セグメント１６が、第２のホーニング砥石セグメント１７の長さと、１つまたはそれ以上の別のホーニング砥石セグメント１８の長さとの総和よりも長く形成されていても有利である。

図５には、本発明の可能な実施の形態に係るホーニング工具１の一部が概略的な断面図で示してある。この実施の形態では、ホーニング工具支持体３’の軸方向の孔４１内に押し込まれている拡張ロッド４０が示してある。この拡張ロッド４０は、ホーニング砥石１９を支持し、場合により、ホーニング砥石１９をホーニング工具支持体３’から押し出すために働く。

ホーニング砥石セグメント１６，１７，１８は砥石支持体３に接着されているかまたはろう接されている。砥石支持体３とホーニング砥石セグメント１６，１７，１８とは、ホーニング工具ボディ３’の溝４２内に挿入されるホーニング砥石１９を形成している。このホーニング砥石１９はホーニング工具ボディ３’内に緩く、つまり、遊動可能に止（とど）まっており、これによって、ホーニング砥石１９を内方にまたは外方に運動させることができる。

図６には、図５に符号ＶＩで示した切断線に沿ったホーニング工具１の概略的な断面図が示してある。ホーニング工具ボディ３’の側３１の範囲には、２つの支持砥石３２，３２’が取り付けられている。両支持砥石３２，３２’はホーニング工具ボディ３’に固く結合されている。この結合は、たとえば接着またはろう接によって行うことができる。支持砥石３２，３２’はホーニング工具１を支持している。

本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではない。

１ ホーニング工具
２ ワークピース
３ 砥石支持体
３’ ホーニング工具ボディ
４ 円筒状の区分
５ 孔
６ 下側の端部
７ 拡張された区分
８ 縮径された孔
９ オーバトラベル
１０ 下側の端部
１５ 長手方向軸線
１６ 第１のホーニング砥石セグメント
１７ 第２のホーニング砥石セグメント
１８ 別のホーニング砥石セグメント
１９ ホーニング砥石
２０ 上側の端部
２１ 領域
２２ 溝
２３ 段部
２４ 段部
２５ リブ
２６ リブ
３０ 一方の側
３１ 他方の側
３２，３２’ 支持砥石
４０ 拡張ロッド
４１ 孔
４２ 溝

Claims (10)

1. 特に盲孔（５）をホーニングするために適したホーニング工具（１）において、該ホーニング工具（１）が、砥石支持体（３）と、第１のホーニング砥石セグメント（１６）と、少なくとも１つの第２のホーニング砥石セグメント（１７）とを備えており、第１のホーニング砥石セグメント（１６）と第２のホーニング砥石セグメント（１７）とが、砥石支持体（３）に固定可能であり、該砥石支持体（３）が、一方の端部（１０）を有しており、該端部（１０）で砥石支持体（３）が、孔（５）内に導入可能であり、第２のホーニング砥石セグメント（１７）が、第１のホーニング砥石セグメント（１６）よりも砥石支持体（３）の前記端部（１０）の近くに固定可能であり、第２のホーニング砥石セグメント（１７）が、第１のホーニング砥石セグメント（１６）の耐摩耗性よりも高い耐摩耗性を有していることを特徴とする、ホーニング工具。
2. 少なくとも１つの別のホーニング砥石セグメント（１８）が設けられており、該別のホーニング砥石セグメント（１８）が、第１のホーニング砥石セグメント（１６）よりも砥石支持体（３）の前記端部（１０）の近くに固定可能であり、第２のホーニング砥石セグメント（１７）が、別のホーニング砥石セグメント（１８）よりも砥石支持体（３）の前記端部（１０）の近くに固定可能であり、別のホーニング砥石セグメント（１８）が、第１のホーニング砥石セグメント（１６）の耐摩耗性よりは高くて、第２のホーニング砥石セグメント（１７）の耐摩耗性よりは低い耐摩耗性を有している、請求項１記載のホーニング工具。
3. ホーニング砥石セグメント（１６，１７，１８）が砥石支持体（３）と共にまとめられて、１つのホーニング砥石（１９）が形成されており、該ホーニング砥石（１９）が、ホーニング工具ボディ（３’）内に緩く配置可能である、請求項１または２記載のホーニング工具。
4. ホーニング砥石セグメント（１６，１７，１８）が、砥石支持体（３）に接着またはろう接によって結合可能であり、ホーニング砥石セグメント（１６，１７，１８）が、結合の解離によって再び取外し可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載のホーニング工具。
5. 砥石支持体（３）に溝（２２）が形成されており、該溝（２２）内にホーニング砥石セグメント（１６，１７，１８）が、相前後して位置する配置状態で挿入可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載のホーニング工具。
6. 第２のホーニング砥石セグメント（１７）が、砥石支持体（３）の前記端部（１０）に少なくともほぼ隣接している、請求項１から５までのいずれか１項記載のホーニング工具。
7. 第２のホーニング砥石セグメント（１７）と砥石支持体（３）の前記端部（１０）との間に、第２のホーニング砥石セグメント（１７）を支持する端側の段部（２３）が形成されている、請求項６記載のホーニング工具。
8. ホーニング砥石セグメント（１６，１７，１８）が、一方の側（３０）に配置されており、少なくとも１つの支持砥石（３２）が設けられており、該支持砥石（３２）が、前記側（３０）と反対に向けられた他方の側（３１）の範囲に配置されている、請求項７記載のホーニング工具。
9. 第１のホーニング砥石セグメント（１６）が、長手方向軸線（１５）に関して、第２のホーニング砥石セグメント（１７）よりも長く形成されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のホーニング工具。
10. ホーニング砥石セグメント（１６，１７，１８）のそれぞれ異なる耐摩耗性が、ホーニング砥石セグメント（１６，１７，１８）に用いられる砥粒の粒径および／または種類および／または結合剤および／または集中度に対するそれぞれ異なる設定によって生じている、請求項１から９までのいずれか１項記載のホーニング工具。

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