JP2015104799A - ホーニング加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構造で複数種の砥石の切り替えができるようにする。
【解決手段】ホーニングツール２、ツール駆動装置３、制御装置４を備える。ホーニングツール２は、ヘッド部２ａと、中空の主軸部２ｂと、ロッド２ｃとを有している。ヘッド部２ａは、コーン部２５と、複数の支持部材３０とを有し、支持部材３０は、第１の支持部材群と、第２の支持部材群とを含む。コーン部２５に、複数の凹部２６と複数のテーパ部２７とが設けられている。切替手段４ａが、ヘッド部２ａとコーン部２５とを相対的にスライド及び回動させることにより、第１及び第２の一方の砥石群３１ａ，・・・，３１ａを研磨不能にするとともに、他方の砥石群３２ａ，・・・，３２ａを研磨可能にする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ホーニング加工装置に関し、その中でも特に、１つのホーニングツールで、研磨する砥石を機械的に切り替えることができるホーニング加工装置に関する。

図１に、ホーニング加工装置の基本的な構造を例示する。ホーニング加工装置は、ワークＷに形成された穴Ｈの内周面を研磨するのに用いられ、自動車部品等の製造分野で多用されている。

ホーニング加工装置には、一般に、ホーニングツール１０１、ツール駆動装置１０２、昇降装置１０３などが備えられている。ホーニングツール１０１の先端部分（ヘッド部１０１ａ）には、複数の砥石部材１０４が放射状に配置されており、そのヘッド部１０１ａが、昇降装置１０３の駆動によって穴Ｈに出入りする。ヘッド部１０１ａは、ツール駆動装置１０２の回転駆動部１０２ａの駆動により、一定の方向に高速で回転し、各砥石部材１０４の外面が穴Ｈの内周面に接することによって研磨が行われる。各砥石部材１０４の外面が形成する円形の軌跡は、径方向に拡張又は収縮するようになっている。

詳しくは、ヘッド部１０１ａの内部中央に、略円錐状のコーン１０５が配置されており、各砥石部材１０４は、中心側に付勢された状態で、そのコーン１０５の外周面に接している。ツール駆動装置１０２のスライド駆動部１０２ｂの駆動によってコーン１０５は上下にスライドする。コーン１０５が下降すると、各砥石部材１０４が押し出され、各砥石部材１０４の外面が形成する円形の軌跡は、径方向に拡張する。

このようなホーニング加工装置の構造は、例えば、特許文献１に開示されている。

ホーニング加工は、通常、粗研磨や仕上研磨など、複数段階の研磨を経て行われる。そのため、１つのホーニングツールで２種類の研磨が行えるように、ヘッド部に粗研磨用と仕上げ研磨用の２種類の砥石を備えたホーニング加工装置がある（特許文献２，３）。

そこでは、粗研磨用の複数の砥石と、仕上げ研磨用の複数の砥石とが、円周方向に交互に配置されていて、それぞれの突出量を個別に調整することによって研磨する砥石の切替が可能となっている。具体的には、粗研磨用の複数の砥石を径方向に変位させるコーンの内部に、仕上げ研磨用の複数の砥石を径方向に変位させるコーンが配置されている。これら２つのコーンを、内外二重に配置された２本の拡張ロッドで個別にスライド変位させている（ダブルコーン構造）。

特開２００４−１６７６２１号公報 特開２０１２−１８３６１４号公報 特開２００７−３１３６１９号公報

特許文献２や特許文献３のようなダブルコーン構造は、２つのコーンを組み込みこんで個別に駆動させる必要があるため、構造の複雑化は避けられない。更に、コーンを駆動する駆動装置も個別に必要になり、より構造が複雑になることに加え、部材点数も増加する。

そこで、本発明の目的は、構造が簡素になるように工夫しながら１つのコーンで複数種の砥石の切り替えができるようにし、小型化に適したコンパクトなホーニング加工装置を提供することにある。

開示するホーニング加工装置は、研磨する砥石を機械的に切り替えることができるホーニング加工装置である。このホーニング加工装置は、第１及び第２の砥石群を有するホーニングツールと、前記ホーニングツールを駆動するツール駆動装置と、前記ツール駆動装置を駆動制御する制御装置と、を備える。

前記ホーニングツールは、円筒状の周壁を有するヘッド部と、前記ヘッド部と一体的に同軸に連なって軸回りに回転可能な中空の主軸部と、前記主軸部の内部に収容され、当該主軸部から独立して軸方向にスライド可能かつ軸回りに回転可能なロッドと、を有している。

前記ツール駆動装置は、前記ヘッド部及び前記主軸部を軸回りに回転させる回転部と、前記ロッドを軸方向にスライドさせるスライド部と、を有している。前記制御装置は、研磨する砥石を、前記第１及び第２の砥石群のいずれかに切り替える切替手段を有している。

前記ヘッド部は、前記ヘッド部の内部に配置され、前記ロッドと共にスライド及び回転するコーン部と、前記コーン部の周囲に放射状に配置され、前記周壁を貫通する複数の開口から先端を突出させた状態で径方向に変位可能な複数の支持部材と、を有している。前記複数の支持部材は、前記第１の砥石群の各砥石を、それぞれ先端に有する第１の支持部材群と、前記第２の砥石群の各砥石を、それぞれ先端に有する第２の支持部材群と、を含む。前記コーン部に、前記第１又は第２の支持部材群の基端が出入可能な複数の凹部と、前記第１又は第２の支持部材群の基端が接触可能な複数のテーパ部と、が、周方向に一定の配置で設けられている。

そして、前記切替手段が、前記ヘッド部と前記コーン部とを相対的にスライド及び回動させることにより、前記第１及び第２の支持部材群のうち、いずれか一方の基端を、前記複数の凹部に入り込む退避位置に誘導して、対応した前記第１及び第２の一方の砥石群を研磨不能にするとともに、他方の基端を、前記複数のテーパ部に接触する使用位置に誘導して、前記第１及び第２の他方の砥石群を研磨可能にする。

すなわち、このホーニング加工装置によれば、第１及び第２の砥石群の各砥石を径方向に変位させるコーン部に、研磨可能にするテーパ部と、研磨不能にする凹部とが、周方向に一定の配置で設けられていて、切替手段が、コーン部を相対的にスライド及び回動させることによってテーパ部と凹部とを入れ替える。

従って、従来備えられていた駆動装置を利用しながら、１つのコーンで、第１と第２の砥石の切り替えができるので、構造を簡素にできるし、部品点数の増加も回避できる。ホーニングツールの全体がコンパクトになるので、小型機種に好適である。

具体的には、前記主軸部と前記ロッドとの間に、切替機構が設けられている。前記切替機構は、周方向に一定の間隔を隔てて軸方向に延びる第１及び第２のガイド穴と、前記第１及び第２のガイド穴に入って移動可能な係合ピンと、を有している。

前記第１のガイド穴に入って前記係合ピンが移動することにより、前記コーン部がスライド可能かつ回動不能に規制されて、使用位置に位置する前記第１の支持部材群の径方向への変位が可能になり、前記第２のガイド穴に入って前記係合ピンが移動することにより、前記コーン部がスライド可能かつ回動不能に規制され、使用位置に位置する前記第２の支持部材群の径方向への変位が可能になる。

前記第１と第２のガイド穴の間に、これらの間での前記係合ピンの移動を可能にする切替穴が設けられている。前記切替手段が、前記ヘッド部と前記コーン部とを相対的にスライドさせることにより、前記係合ピンを前記切替穴の入口に位置決めし、前記ヘッド部と前記コーン部とを相対的に回動させることにより、前記係合ピンを前記第１ガイド穴と前記第２ガイド穴との間を移動させる。

このような切替機構を設けることで、より構造の簡素化を図りながら、安定した切替処理が実現できる。

より具体的には、砥石の切替時に回動する前記主軸部に伴って、前記ロッドが回動するのを防止する、連れ回り防止機構を設けるのが好ましい。

そうすれば、主軸部の回動に伴ってロッドが連れ回るのを防止することができるので、効率的かつ安定的に、切替処理を実行できる。

例えば、前記連れ回り防止機構は、前記ロッドに取り付けられ、端部に凹みが形成された円筒状のストップリングと、前記主軸部及び前記ロッドから独立して変位不能に設けられたストップピンと、を有し、前記係合ピンが前記切替穴の入口に位置決めされたときに、前記凹みに前記ストップピンが嵌まり込むように、前記ストップリングが前記ロッドの所定位置に取り付けられているものとすればよい。

そうすれば、簡素な構造で連れ回り防止機構を実現できる。

特に、前記ストップリングが、前記所定位置から後退可能であるとともに、前記所定位置に向かってバネ部材で付勢されているようにするのが好ましい。

そうすれば、切替処理時に、主軸部が必要以上に回転すると、ストップピンがストップリングから外れるため、ストップピンに過度な力が作用して破損するのを防ぐことができる。

本発明によれば、既存の駆動装置を活用しながら１つのコーンで複数種の砥石の切り替えができるようになるので、構造が簡素で、小型化に適したコンパクトなホーニング加工装置を提供することができる。

従来のホーニング加工装置の基本的な構造を示す概略図である。 本実施形態のホーニング加工装置を示す概略図である。 コーン部を示す概略図である。（ａ）は側面図、（ｂ）は下面図である。 ヘッド部の部分を示す概略図である。（ａ）は（ｂ）の矢印Ｙから見た概略断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線での概略断面図である。 切替機構の部分を示す概略断面図である。 切替機構の部分を示す概略斜視図である。 連れ回り防止機構を示す概略断面図である。中心線の両側に異なる状態を表している。 切替処理の一過程を示す概略図である。（ａ）は（ｂ）のｚ−ｚ線での概略断面図であり、（ｂ）は切替機構の要部の概略側面図である。 切替処理の一過程を示す、図８に対応した概略図である。 切替処理の一過程を示す、図８に対応した概略図である。 切替処理の一過程を示す、図８に対応した概略図である。

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。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限するものではない。

（ホーニング加工装置の全体構成）
図２に、本実施形態のホーニング加工装置１を示す。このホーニング加工装置１は、１つのホーニングツール２で、粗研磨と仕上げ研磨の２つの段階を、自動的に切り替えて加工できるように構成されている。更に、小型機種にも容易に適用できるように、構造が工夫され、部材点数の削減や構造の簡素化が図られている。

ホーニング加工装置１は、ホーニングツール２、ツール駆動装置３、制御装置４などで構成されており、ツール駆動装置３には、回転部３ａ、スライド部３ｂなどが備えられている。

ホーニングツール２は、ヘッド部２ａ、主軸部２ｂ、ロッド２ｃなどで構成されている。主軸部２ｂは、中空の軸部材からなり、その中心を回転軸Ｊに一致させた状態で上下方向に延びている。主軸部２ｂの内部には、ロッド２ｃが、その中心を回転軸Ｊに一致させた状態で収容されている。なお、回転軸Ｊが延びる方向は必ずしも上下には限らないが、通常は上下方向であるため、説明では上下方向とする。

主軸部２ｂの上端部分は、ツール駆動装置３に、回転軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。また、ロッド２ｃの上端部分は、スライド部３ｂに連結されている。スライド部３ｂは、ロッド２ｃを回転可能な状態で支持するとともに、ロッド２ｃをスライドさせる機能を有している。それにより、ロッド２ｃは、主軸部２ｂから独立して回転軸Ｊ方向にスライド可能かつ回転軸Ｊ回りに回転可能となっている。

主軸部２ｂの上端部分と、ロッド２ｃの上端部分との間には、研磨する砥石を切り替える切替機構５０が設けられている（切替機構５０の詳細は後述）。

主軸部２ｂの下端には、ヘッド部２ａが設置されている。ヘッド部２ａは、円筒状の周壁２１を有し、その中心を回転軸Ｊに一致させた状態で、主軸部２ｂと一体に構成されている。主軸部２ｂとヘッド部２ａとの間には、両者の分離を可能にする着脱装置などが介在していてもよい。ヘッド部２ａには、コーン部２５、粗研磨用の複数の砥石３１ａ（第１砥石群）、仕上げ研磨用の複数の砥石３２ａ（第２砥石群）などが備えられている（ヘッド部２ａの詳細については後述）。

ツール駆動装置３は、ホーニングツール２を駆動する機能を有し、ホーニングツール２と共に、ホーニング加工装置１の本体に設けられた昇降装置１ａに昇降可能に支持されている。

回転部３ａは、モータやチェーン、スプロケットなどで構成されており、主として、研磨処理時に、主軸部２ｂ及びヘッド部２ａを回転軸Ｊ回りに回転させる。なお、ホーニング加工装置は、一定方向にのみ回転（正転）するのが通常であるが、このホーニング加工装置１では、砥石の切替処理を行うために、逆転も可能となっている。

昇降装置１ａ、回転部３ａ、及びスライド部３ｂなど、ホーニング加工装置１に設置されている駆動部材は、制御装置４によって総合的に駆動制御されている。例えば、制御装置４には、一連の研磨処理を実行する加工プログラム、研磨する砥石を切り替える切替処理を実行する切替プログラム４ａ（切替手段）など、各種制御プログラムが実装されている。

（ヘッド部）
図３に、コーン部２５を示す。コーン部２５は、頂部を下に向けた円錐形状のコーン体２５ａが上下二段に連なる構造体からなり、ロッド２ｃの下端に一体に連なって、周壁２１で囲まれたヘッド部２ａの内部中央に配置されている。それにより、コーン部２５は、ロッド２ｃと共にスライド及び回転する。

各コーン体２５ａには、複数（本実施形態では５個）の凹部２６と、複数（本実施形態では５個）のテーパ部２７とが設けられている。詳しくは、各凹部２６は、回転軸Ｊ方向に延びる長溝からなり、周方向に等間隔で放射状に配置されている。テーパ部２７は、隣接する凹部２６の間の部分によって構成されており、周方向に等間隔で放射状に配置されている。テーパ部２７は、回転軸Ｊに対して傾斜した傾斜面を有している。

図４に示すように、コーン部２５の周囲には、プレート形状を有する複数（本実施形態では１０個）の支持部材３０が放射状に配置されている。周壁２１には、周方向に等間隔で複数の開口２１ａが形成されており、各支持部材３０の先端部分はこれら開口２１ａを通じて周壁２１の外側に突出している。

各支持部材３０の先端に、粗研磨用及び仕上げ研磨用の各砥石３１ａ，３２ａが設置されている。具体的には、５個の粗研磨用の砥石３１ａと５個の仕上げ研磨用の砥石３２ａとが周方向に交互に等間隔で配置されている。それにより、本実施形態の支持部材３０は、粗研磨用の各砥石３１ａをそれぞれ先端に有する５個の第１支持部材３１（第１の支持部材群）と、仕上げ研磨用の各砥石３２ａをそれぞれ先端に有する５個の第２支持部材３２（第２の支持部材群）とで構成されている。

各支持部材３０は、ヘッド部２ａに、径方向にスライド変位可能に支持されており、バネやゴム等の弾性部材により、径方向内側に引き込まれるように常時付勢されている。各支持部材３０の基端には、コーン部２５の上下の各テーパ部２７の傾斜面と略同一の傾斜角度を有し、これらと対向し得る接触部３３が形成されている。

各支持部材３０の基端は、各凹部２６に出入り可能であるとともにテーパ部２７に接触可能となっている。図４では、各第１支持部材３１は、各凹部２６に入り込み、各第２支持部材３２は、各テーパ部２７に接触した状態を表している。各支持部材３０の基端が凹部２６に入り込むと、その先端が引っ込んで研磨不能な状態となる（退避位置）。それに対して、基端がテーパ部２７に接触している各支持部材３０の先端は、相対的に径方向外側に突出し、研磨可能な状態となる（使用位置）。

図４には、使用位置において各第２支持部材３２が最も引っ込んだ状態を実線で表している（原点）。使用位置にある各第２支持部材３２は、コーン部２５が原点から下方にスライド変位することにより、テーパ部２７によって径方向外側に徐々に押し出される。それにより、これら各第２支持部材３０の外面によって形成される円形の軌跡は、径方向に拡張することとなる。

更に、このホーニング加工装置１では、コーン部２５が、図４の（ｂ）に仮想線で示すような切替点まで変位（上昇）できようになっている。コーン部２５が切替点に至ると、各支持部材３０の基端は、凹部２６及びテーパ部２７から離れた状態となり、コーン部２５は、各支持部材３０から独立して回動可能になる。なお、コーン部２５の変位にはバネの弾性力が利用されている。

そして、コーン部２５が切替点から変位（下降）すれば、図４に実線で示す元の状態に復帰する。その際、切替点において、コーン部２５を、所定の角度（切替角度：３６０°／支持部材３０の総数、本実施形態の場合は３６°）だけ回転することで、両支持部材群の使用位置と退避位置との変更が可能になり、研磨する砥石を、粗研磨用と仕上げ研磨用の砥石３１ａ，３２ａのいずれかに切り替えることができる。

このホーニング加工装置１では、簡素な構造で、その砥石３１ａ，３２ａの切替処理が自動的に行えるように工夫されている。すなわち、砥石３１ａ，３２ａの切替には、コーン部２５を切替位置にスライドさせる処理と、コーン部２５を所定角度回転させる処理とが求められる。それに対し、これら処理の駆動源として、ホーニング加工装置に当初から備わる回転部３ａ及びスライド部３ｂを利用することで、部材点数の増加や構造の複雑化を回避している。

更に、構造の簡素化を図りながら安定した研磨及び切替ができるように、切替機構５０が設けられている。

（切替機構５０）
図５及び図６に、主軸部２ｂ及びロッド２ｃの上端部分の構造を示す。図５に示すように、主軸部２ｂの上端部分は、上下に間を隔てて配置されたベアリング対５１，５１を介して、ツール駆動装置３に備えられた支持円筒体３ｃに回転可能に支持されている。ロッド２ｃの上端部分は、主軸部２ｂの上端よりも更に上方に延びて、スライド部３ｂに連結されている。主軸部２ｂの上端近傍におけるロッド２ｃの部分には、また、連れ回り防止機構７０が設けられている（連れ回り防止機構７０の詳細については後述）。

切替機構５０は、係合ピン５２と、係合ピン５２と係合する係合穴５３とを有している。係合穴５３は、第１のガイド穴５３ａ、第２のガイド穴５３ｂ、及び切替穴５３ｃで、略Ｈ形状に形成されている。切替プログラム４ａの制御に従い、切替機構５０は、回転部３ａ及びスライド部３ｂと協働して砥石３１ａ，３２ａの切替処理を実行する。本実施形態では、一対の切替機構５０，５０が設けられていて、これら切替機構５０，５０は回転軸Ｊに対して対称状に配置されている（便宜上、一方の切替機構５０について説明する）。

係合ピン５２は、丸棒状の部材からなり、ロッド２ｃの外周面から径方向外側に延びるように、ロッド２ｃに固定されている。

第１及び第２のガイド穴５３ａ，５３ｂは、それぞれ、主軸部２ｂに形成された回転軸Ｊ方向に延びる長穴からなり、周方向に一定の間隔（切替角度）を隔てて位置している。そして、これら第１のガイド穴５３ａと第２のガイド穴５３ｂとの間に、これらガイド穴５３ａ，５３ｂに連通して周方向に延びる切替穴５３ｃが形成されている。

第１及び第２のガイド穴５３ａ，５３ｂは、粗研磨用及び仕上げ研磨用の各砥石３１ａ，３２ａの拡張に用いられ、切替穴５３ｃは、研磨する砥石の切替に用いられる。

切替穴５３ｃに通じる入口５３ｄは、第１及び第２の各ガイド穴５３ａ，５３ｂの、対向する側面の上側部分に開口している。係合ピン５２は、係合穴５３の内径より僅かに小径であり、その先端部分は係合穴５３に挿入されている。従って、係合ピン５２の移動は係合穴５３によって規制される。

第１のガイド穴５３ａは、各第１支持部材３１を使用位置に位置させるとともに、各第２支持部材３２を退避位置に位置させた状態で、各第１支持部材３１を径方向に変位させる機能を有している。すなわち、係合ピン５２が第１のガイド穴５３ａに入っている時には、粗研磨処理が行われる。

第２のガイド穴５３ｂは、各第２支持部材３２を使用位置に位置させるとともに、各第１支持部材３１を退避位置に位置させた状態で、各第２支持部材３２を径方向に変位させる機能を有している。すなわち、係合ピン５２が第２のガイド穴５３ｂに入っている時には、仕上げ研磨処理が行われる。

図６は、係合ピン５２が、ガイド穴（本実施形態では、第２のガイド穴５３ｂ）において原点に位置した状態を表している。切替穴５３ｃの入口５３ｄは、その原点よりも上方に離れた位置に配置されている。すなわち、研磨する砥石を拡張する際、コーン部２５がスライドするのに伴って係合ピン５２が移動する範囲は、各ガイド穴５３ａ，５３ｂにおける下側の範囲に限られる。

そのため、研磨処理時には、コーン部２５は、回転軸Ｊ方向にスライド可能であるが、回転軸Ｊ回りの回動は規制されるため、従来機種と変わることなく研磨処理を行うことができる。この点、第１のガイド穴５３ａも同様である。

（連れ回り防止機構７０）
切替処理時には、ロッド２ｃに対して主軸部２ｂを相対的に回動させる必要がある。それに対し、ロッド２ｃは、主軸部２ｂとは独立して回転可能であるため、連れ回り防止機構７０は、切替処理時に、回動される主軸部２ｂに伴ってロッド２ｃが回動（連れ回り）するのを防止し、切替処理を効率的にする機能を有している。

連れ回り防止機構７０は、ストップピン７１、ストップリング７２などで構成されている。

ストップピン７１は、図５に示すように、主軸部２ｂ及びロッド２ｃから独立した状態で、支持円筒体３ｃに固定されている。ストップピン７１は、一対で構成され、支持円筒体３ｃの内面から径方向内側に対向して延びており、その先端はロッド２ｃの近傍に位置している。

ストップリング７２は、円筒状の部材からなり、ロッド２ｃの周囲に装着されている。ロッド２ｃにおけるストップリング７２の装着部位には、径方向に貫通し、軸方向に長い断面を有する縦長開口７３が形成されている。ストップリング７２には、この縦長開口７３に挿通された規制ピン７４の両端部が固定されている。

それにより、ストップリング７２は、ロッド２ｃに対して、回動不能となっているが、図７の右側に示すように、規制ピン７４が縦長開口７３の上端に当たった状態（所定位置）と、図７の左側に示すように、規制ピン７４が縦長開口７３の下端に当たった状態との間で、回転軸Ｊ方向にスライド可能となっている。

ロッド２ｃにおけるストップリング７２の下側には、ロッド２ｃに固定された環状のバネ止め７５に支持されたコイルバネ７６が取り付けられている。それにより、ストップリング７２は、常時、所定位置に向かって弾性力で付勢されており、所定位置からコイルバネ７６の弾性力に抗してストップリング７２を下方に後退させることができる。

図８にも示すように、ストップリング７２の上端部には、各ストップピン７１に対応して２つの凹み７２ａ，７２ａが形成されている。これら凹み７２ａ，７２ａは、ストップピン７１の外径よりも大きな内径の湾曲形状に形成されている。

（切替処理の動作）
研磨する砥石を切り替える処理は、切替指示に基づき、切替プログラム４ａが、回転部３ａ及びスライド部３ｂを駆動制御することによって実行される。

図８は、図６にも示したように、係合ピン５２が第２のガイド穴５３ｂに入っている仕上げ研磨処理時の状態を示している。ここでは、研磨する砥石を、仕上げ研磨用の各砥石３２ａから粗研磨用の各砥石３１ａに切り替える処理について、図８〜図１１を参照しながら説明する。

切替処理の第１ステップとして、スライド部３ｂが、図８に矢印で示すように、ロッド２ｃ及び係合ピン５２をスライドさせる。コーン部２５もそれと同時にスライドし、図４の（ｂ）で仮想線で示した切替点に変位する。

図９は、切替点に至った状態を示している。このとき、係合ピン５２は、切替穴５３ｃの入口５３ｄと対向する位置に位置決めされる。それと同時に、ストップリング７２の凹み７２ａに、ストップピン７１が嵌まり込む。

第２ステップとして、回転部３ａが、主軸部２ｂを、少なくとも切替角度以上に低速で回転させる。このホーニング加工装置１の場合、切替角度以上であれば、例えば１回転、複数回転させてもよい。それにより、切替穴５３ｃを通じて第１のガイド穴５３ａへ係合ピン５２を移動させ、図１０に示す状態（第１のガイド穴５３ａにおける切替点）まで主軸部２ｂを回動させる。

このとき、ロッド２ｃに回動不能に取り付けられているストップリング７２の凹み７２ａに、ストップピン７１が嵌まり込んでいるため、主軸の回動に伴ってロッド２ｃが連れ回りするのが阻止される。従って、安定的に切り替えることができる。

係合ピン５２が、第１のガイド穴５３ａに入ると、その側面に突き当たるため、それ以上に主軸部２ｂがロッド２ｃに対して回動することはなく、コーン部２５は、確実に一定の切替角度だけ相対的に回動される。

図１０の状態になると、主軸部２ｂはそれ以上にロッド２ｃに対して逆回転できなくなる。そのため、ストップリング７２の凹部２６とストップピン７１に強い力が作用する。従って、ストップピン７１がストップリング７２に嵌まり込んだ状態のままで、切替角度を超えて主軸部２ｂを回動させると、ストップピン７１等が破損する。

それに対し、このホーニング加工装置１のストップリング７２は、弾性力で付勢された状態で後退可能となっており、更に、凹み７２ａも抜け外れ可能な形態に形成されているため、過度な力がストップピン７１に作用すると、ストップリング７２が弾性力に抗して後退し、ストップピン７１がストップリング７２から抜け外れる。

従って、このホーニング加工装置１では、切替時に、主軸部２ｂを切替角度以上に回転させることができるため、簡単な制御で安定した切替が実現できる。

第３ステップとして、スライド部３ｂが、ロッド２ｃ、係合ピン５２、及びコーン部２５をスライドさせ、第１のガイド穴５３ａにおいて、切替点から図１１に示す原点に変位させる。それに伴って、ストップピン７１が、ストップリング７２の凹み７２ａから抜け出すため、ロッド２ｃは、元通りに回動自在となる。

ヘッド部２ａでは、コーン部２５が、ヘッド部２ａに対して切替角度回転した状態で、各支持部材３０の間に入り込むため、各第１支持部材３１は各テーパ部２７に接触し、各第２支持部材３２は各凹部２６に入り込む。その結果、研磨する砥石が、仕上げ研磨用の砥石３２ａから粗研磨用の砥石３１ａに切り替わる。

研磨する砥石を、粗研磨用の各砥石３１ａから仕上げ研磨用の各砥石３２ａに切り替える場合には、上述した切替処理の各ステップを逆に行えばよい。なお、その場合、第２のステップでは、回転部３ａが主軸部２ｂを逆回転させることになる。

なお、本発明にかかるホーニング加工装置は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

凹部２６やテーパ部２７の個数は任意に設定できる。また、実施形態では、周方向に等間隔で配置したが、凹部２６やテーパ部２７、各支持部材３０群の配置は必ずしも等間隔でなくてもよい。コーン部２５は、一段のコーン体２５ａで構成されたものであってもよい。凹み７２ａは、２つに限らず、１つ又は３つ以上であってもよい。

実施形態では、係合ピン５２が、第１のガイド穴５３ａに入っている時に粗研磨処理が行われ、第２のガイド穴５３ｂに入っている時に仕上げ研磨処理が行われる例を示したが、係合ピン５２が、第１のガイド穴５３ａに入っている時に仕上げ研磨処理が行われ、第２のガイド穴５３ｂに入っている時に粗研磨処理が行わるようにしてもよい。

１ ホーニング加工装置
２ ホーニングツール
２ａ ヘッド部
２ｂ 主軸部
２ｃ ロッド
３ ツール駆動装置
３ａ 回転部
３ｂ スライド部
４ 制御装置
４ａ 切替プログラム（切替手段）
２１ 周壁
２１ａ 開口
２５ コーン部
２６ 凹部
２７ テーパ部
３０ 支持部材
３１ 第１支持部材（第１の支持部材群）
３１ａ 粗研磨用の砥石（第１砥石群）
３２ 第２支持部材（第２の支持部材群）
３２ａ 仕上げ研磨用の砥石（第２砥石群）
５０ 切替機構
Ｊ 回転軸

Claims (5)

1. 研磨する砥石を機械的に切り替えることができるホーニング加工装置であって、
   第１及び第２の砥石群を有するホーニングツールと、
   前記ホーニングツールを駆動するツール駆動装置と、
   前記ツール駆動装置を駆動制御する制御装置と、
   を備え、
   前記ホーニングツールは、
   円筒状の周壁を有するヘッド部と、
   前記ヘッド部と一体的に同軸に連なって軸回りに回転可能な中空の主軸部と、
   前記主軸部の内部に収容され、当該主軸部から独立して軸方向にスライド可能かつ軸回りに回転可能なロッドと、
   を有し、
   前記ツール駆動装置は、
   前記ヘッド部及び前記主軸部を軸回りに回転させる回転部と、
   前記ロッドを軸方向にスライドさせるスライド部と、
   を有し、
   前記制御装置は、
   研磨する砥石を、前記第１及び第２の砥石群のいずれかに切り替える切替手段、
   を有し、
   前記ヘッド部は、
   前記ヘッド部の内部に配置され、前記ロッドと共にスライド及び回転するコーン部と、
   前記コーン部の周囲に放射状に配置され、前記周壁を貫通する複数の開口から先端を突出させた状態で径方向に変位可能な複数の支持部材と、
   を有し、
   前記複数の支持部材は、
   前記第１の砥石群の各砥石を、それぞれ先端に有する第１の支持部材群と、
   前記第２の砥石群の各砥石を、それぞれ先端に有する第２の支持部材群と、
   を含み、
   前記コーン部に、
   前記第１又は第２の支持部材群の基端が出入可能な複数の凹部と、
   前記第１又は第２の支持部材群の基端が接触可能な複数のテーパ部と、
   が、周方向に一定の配置で設けられ、
   前記切替手段が、
   前記ヘッド部と前記コーン部とを相対的にスライド及び回動させることにより、前記第１及び第２の支持部材群のうち、いずれか一方の基端を、前記複数の凹部に入り込む退避位置に誘導して、対応した前記第１及び第２の一方の砥石群を研磨不能にするとともに、他方の基端を、前記複数のテーパ部に接触する使用位置に誘導して、前記第１及び第２の他方の砥石群を研磨可能にするホーニング加工装置。
2. 請求項１に記載のホーニング加工装置において、
   前記主軸部と前記ロッドとの間に、切替機構が設けられ、
   前記切替機構は、
   周方向に一定の間隔を隔てて軸方向に延びる第１及び第２のガイド穴と、
   前記第１及び第２のガイド穴に入って移動可能な係合ピンと、
   を有し、
   前記第１のガイド穴に入って前記係合ピンが移動することにより、前記コーン部がスライド可能かつ回動不能に規制されて、使用位置に位置する前記第１の支持部材群の径方向への変位が可能になり、
   前記第２のガイド穴に入って前記係合ピンが移動することにより、前記コーン部がスライド可能かつ回動不能に規制され、使用位置に位置する前記第２の支持部材群の径方向への変位が可能になり、
   前記第１と第２のガイド穴の間に、これらの間での前記係合ピンの移動を可能にする切替穴が設けられ、
   前記切替手段が、前記ヘッド部と前記コーン部とを相対的にスライドさせることにより、前記係合ピンを前記切替穴の入口に位置決めし、前記ヘッド部と前記コーン部とを相対的に回動させることにより、前記係合ピンを前記第１ガイド穴と前記第２ガイド穴との間を移動させるホーニング加工装置。
3. 請求項２に記載のホーニング加工装置において、
   砥石の切替時に回動する前記主軸部に伴って、前記ロッドが回動するのを防止する、連れ回り防止機構が設けられているホーニング加工装置。
4. 請求項３に記載のホーニング加工装置において、
   前記連れ回り防止機構は、
   前記ロッドに取り付けられ、端部に凹みが形成された円筒状のストップリングと、
   前記主軸部及び前記ロッドから独立して変位不能に設けられたストップピンと、
   を有し、
   前記係合ピンが前記切替穴の入口に位置決めされたときに、前記凹みに前記ストップピンが嵌まり込むように、前記ストップリングが前記ロッドの所定位置に取り付けられているホーニング加工装置。
5. 請求項４に記載のホーニング加工装置において、
   前記ストップリングが、前記所定位置から後退可能であるとともに、前記所定位置に向かってバネ部材で付勢されているホーニング加工装置。

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