JP2015208794A - Honing head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホーニングヘッドの技術に関する。 The present invention relates to a technology of a honing head.
ホーニングヘッドとは、ホーニング加工に使用される工具である。ホーニング加工とは、ワークの内径を精密に研磨する機械加工である。例えばエンジンのシリンダの内径は、ホーニング加工によって精密に研磨されている。 The honing head is a tool used for honing. Honing is machining that precisely grinds the inner diameter of a workpiece. For example, the inner diameter of an engine cylinder is precisely polished by honing.
ホーニングヘッドは、円筒形状のヘッド本体と、ヘッド本体に放射状に配置されてヘッド本体の軸直角方向に移動可能なシューと、シューの外周面に取り付けられる砥石と、ヘッド本体の中心軸に挿入されシューとシュー内周面でテーパー接触するテーパーコーンと、を具備し、シューは、スプリングにより径方向内側へ付勢されることでヘッド本体に拘束されている。 The honing head is inserted into a cylindrical head body, a shoe that is radially disposed on the head body and movable in a direction perpendicular to the axis of the head body, a grindstone that is attached to the outer peripheral surface of the shoe, and a central axis of the head body. A shoe and a tapered cone that makes a taper contact with the inner peripheral surface of the shoe, and the shoe is restrained by the head body by being biased radially inward by a spring.
ところで、ホーニング加工の作業効率を向上する手段としては、ホーニングヘッドの加工回転数を上げることが考えられる。一方、ホーニングヘッドでは、加工回転中にシューに遠心力が作用する。 By the way, as a means for improving the working efficiency of the honing process, it is conceivable to increase the machining rotational speed of the honing head. On the other hand, in the honing head, centrifugal force acts on the shoe during processing rotation.
ここで、ホーニングヘッドの低回転領域では、スプリングの付勢力がシューの遠心力に打ち勝ち、シューのヘッド本体に対する拘束状態が維持される。しかし、ホーニングヘッドの回転数が高くなる高回転領域では、スプリングの付勢力よりもシューの遠心力が大きくなるため、スプリングのみではシューの拘束状態を維持することができなくなって、シューが外周側へ飛び出すこととなる。そのため、ホーニングヘッドの高回転領域では、ワークに砥石が当たり砥石の破損につながるおそれがある。 Here, in the low rotation region of the honing head, the biasing force of the spring overcomes the centrifugal force of the shoe, and the restrained state of the shoe with respect to the head main body is maintained. However, in the high rotation range where the number of rotations of the honing head is high, the centrifugal force of the shoe is larger than the biasing force of the spring. Will jump out. Therefore, in the high rotation region of the honing head, there is a possibility that the grindstone hits the work and leads to breakage of the grindstone.
一方、ホーニングヘッドでは、高回転領域でもスプリングによるシューのヘッド本体に対する拘束状態を維持できるように、スプリングのバネ定数を大きくすることが考えられる。しかし、スプリングのバネ定数を大きくすると、ホーニングヘッドを分解する作業が困難となったり、テーパーコーンによりワークの内径の大きさに合わせて砥石を拡張する際に大きな力を要することとなったりするため、好ましくない。そのため、ホーニングヘッドでは、遠心力による砥石の広がりを防止することが課題となっている。 On the other hand, in the honing head, it is conceivable to increase the spring constant of the spring so that the restraint state of the shoe against the head main body by the spring can be maintained even in a high rotation region. However, if the spring constant of the spring is increased, the work of disassembling the honing head becomes difficult, and a large force is required to expand the grindstone with the taper cone in accordance with the inner diameter of the workpiece. Is not preferable. Therefore, in the honing head, it has been a problem to prevent the grinding stone from spreading due to centrifugal force.
本発明の解決しようとする課題は、遠心力による砥石の広がりを防止することができるホーニングヘッドを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a honing head capable of preventing the grinding stone from spreading due to centrifugal force.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項1においては、円筒形状のヘッド本体と、前記ヘッド本体に対して、径方向へ移動可能に装着されるシューと、前記シューの外周面に取り付けられる砥石と、前記ヘッド本体の中心軸に挿入され前記シューと該シューの内周面でテーパー接触するテーパーコーンと、を具備するホーニングヘッドであって、前記シューには、前記ヘッド本体の前記中心軸を挟んで対向する側に配置されるおもりが取り付けられるものである。 That is, in claim 1, a cylindrical head body, a shoe attached to the head body so as to be movable in a radial direction, a grindstone attached to an outer peripheral surface of the shoe, and a center of the head body A honing head comprising a shoe inserted into a shaft and a tapered cone that tapers in contact with an inner peripheral surface of the shoe, wherein the shoe is disposed on the opposite side of the head body across the central axis A weight to be attached is attached.
本発明のホーニングヘッドによれば、遠心力による砥石の広がりを防止することができる。 According to the honing head of the present invention, it is possible to prevent the grinding stone from spreading due to centrifugal force.
図1を用いて、ホーニングヘッド100の構成について説明する。なお、図1では、ホーニングヘッド100の構成を一部断面視の側面視にて表している。また、図1の右側には、ホーニングヘッド100の構成をAA断面視にて表している。さらに、以下では、図1に記載される軸方向、周方向、径方向に従って説明するものとする。
The configuration of the
ホーニングヘッド100は、本発明のホーニングヘッドの実施形態である。ホーニングヘッド100は、ホーニング加工に使用される工具である。ホーニング加工とは、ワークの内径を精密に研磨する機械加工である。本実施形態のホーニングヘッド100は、エンジンのシリンダの内径を研磨するものである。
The
ホーニングヘッド100は、略円柱形状に構成されている。ここで、ホーニングヘッド100の中心軸を軸Pと定義する。ホーニングヘッド100は、ヘッド本体10と、シュー20と、砥石30と、テーパーコーン40と、おもり50と、を具備している。
The
ヘッド本体10は、円筒形状に構成されている。ヘッド本体10には、第一スリット11と、第二スリット12と、中空部13と、が形成されている。
The
第一スリット11は、ヘッド本体10の外周側から中空部13までを径方向に貫通しており、ヘッド本体10の軸方向に沿って形成されている。また、第一スリット11は複数形成されており、ヘッド本体10の断面視にて放射状に配置されている。本実施形態では、5本の第一スリット11が形成されている。第一スリット11には、シュー20が径方向へ摺動可能に嵌合されている。
The
第二スリット12は、ヘッド本体10の外周側から中空部13までを径方向に貫通しており、ヘッド本体10の軸方向に沿って形成されている。また、第二スリット12は複数形成されており、ヘッド本体10の断面視にて放射状に配置されている。第二スリット12は、第一スリット11の軸Pを挟んで対向する側に形成されている。本実施形態では、5本の第二スリット12が形成されている。第二スリット12には、おもり50が径方向へ摺動可能に嵌合されている。
The
ヘッド本体10の外周面には、ガイド部材16が取り付けられている。ガイド部材16は、ヘッド本体10の外周面において軸方向に沿って配置されている。また、ガイド部材16は、ヘッド本体10の断面視にて放射状に配置されている。本実施形態では、5つのガイド部材16が取り付けられている。
A
中空部13は、ヘッド本体10の軸方向に沿って略円柱形状に形成されている。中空部13には、テーパーコーン40が挿入されている。
The
テーパーコーン40は、略円柱形状に構成されている。テーパーコーン40の軸Pの方向における中途部には略円錐形状となるようにテーパー部41・41が形成されている。テーパー部41・41は、軸P方向の一側から他側へ向けて(図1における左側から右側へ向けて)拡径するテーパー形状に形成されている。本実施形態では、テーパー部41・41は軸P方向に沿って二箇所に形成されている。
The
シュー20は、ヘッド本体10に対して、径方向へ移動可能に装着されている。シュー20は、ヘッド本体10の第一スリット11に嵌合されることにより、ヘッド本体10に装着されている。シュー20は、第一スリット11と同じ数だけホーニングヘッド100に備えられている。つまり、本実施形態では、5つのシュー20が配置されている。
The
シュー20は、略平板形状に構成されている。シュー20の外周面には、砥石30が取り付けられている。シュー20の内周面における、テーパーコーン40のテーパー部41・41に対応する部分には、テーパー部41・41の形状に対応したテーパー形状のテーパー部21・21が形成されている。
The
つまり、テーパー部21・21は、軸P方向の一側から他側へ向けて、テーパー部41・41と同じ角度にて拡径するテーパー形状に形成されている。シュー20のテーパー部21・21は、テーパーコーン40のテーパー部41・41と摺動可能に当接している。
That is, the
このように、シュー20とテーパーコーン40とがテーパー接触するような構成とすることで、テーパーコーン40が軸方向に移動することによって、テーパーコーン40のテーパー部41・41と、シュー20のテーパー部21・21との当接箇所が変化し、シュー20が径方向(ヘッド本体10の軸Pに対する直角方向)に移動する。
As described above, the configuration in which the
つまり、テーパーコーン40を軸方向に移動させて、砥石30の径方向位置を変化させることで、研磨するワークの内径に対応した研磨内径(砥石30によって形成される内径)とすることができる。
That is, by moving the
シュー20には、軸Pを挟んで対向する側に位置するおもり50が取り付けられている。シュー20に対するおもり50の取り付けは、シュー20とおもり50とを連結ピン60によって連結することにより行われている。
A
シュー20の外周側であって軸方向の両端側には、係合部22が形成されている。係合部22には、スプリング70・70が嵌合されている。つまり、シュー20の外周面と軸方向両端面との角部には、スプリング70・70が嵌合される凹陥部である係合部22が、周方向に沿って形成されている。
Engaging
係合部22・22・・・に嵌合されたスプリング70は、シュー20に対して径方向の内側へ向かう付勢力を付与している。シュー20は、スプリング70の径方向の内側に向かう付勢力によって、ヘッド本体10に拘束されている。なお、スプリング70は、例えば環状のリターンスプリングにて構成することができる。
The
砥石30は、略短冊形状に構成され、テーパー部21の外周面に軸方向に沿って取り付けられている。
The
おもり50は、ヘッド本体10の各第二スリット12に嵌合されており、ヘッド本体10の軸P方向断面視にて放射状に配置されている。本実施形態では、5つのおもり50が配置されている。なお、おもり50の重量は、シュー20及び砥石30の合計重量よりも十分に大きいものとされている。
The
おもり50は、略平板形状に構成されている。おもり50は、上述したように、シュー20の軸Pを挟んで対向する側に取り付けられている。おもり50とシュー20とは、連結ピン60によって連結されている。
The
図2を用いて、シュー20、おもり50及び連結ピン60の構成について説明する。
The configuration of the
図2(A)の左側では、シュー20を正面視にて表している。また、図2(A)の右側では、シュー20を側面視にて表している。図2(A)に示すように、シュー20の正面における略中央部には、正面から背面側へ向かう穴部26が形成されている。また、シュー20の正面においては、穴部26から径方向内側に向かって溝部25が形成されている。
On the left side of FIG. 2A, the
図2(B)の左側では、連結ピン60を正面視にて表している。また、図2(B)の右側では、連結ピン60を側面視にて表している。図2(B)に示すように、連結ピン60は、断面視が円形状のピン部材であり、その一端が直角に屈曲されている。前記屈曲部よりも一端側が短手部60Bに形成され、他端側が長手部60Aに形成されている。
On the left side of FIG. 2B, the connecting
つまり、連結ピン60は、正面視にて長手部60Aと短手部60Bとからなる略L字形状に構成されている。連結ピン60の長手部60Aの先端側には、ネジ部61が形成されている。連結ピン60の短手部60Bは、シュー20の穴部26に挿入可能となっており、連結ピン60の長手部60Aは、シュー20の溝部25に嵌合可能となっている。
That is, the connecting
図2(C)の左側では、おもり50を正面視にて表している。また、図2(A)の右側では、おもり50を側面視にて表している。図2(C)に示すように、おもり50の外周側には、外周面から内周側へ向かって凹陥する凹部51が形成されている。
On the left side of FIG. 2C, the
また、おもり50の正面側における、凹部51の底面とおもり50の内周面との間には、径方向に沿って係合部52が形成されている。つまり、係合部52は、おもり50の正面における凹部51の底面からおもり50の内周面までの間に形成される溝部であり、係合部52には連結ピン60が嵌合可能となっている。
Further, an engaging
図3を用いて、シュー20とおもり50とを連結ピン60によって連結する構成について説明する。なお、図3では、左側にシュー20とおもり50とを連結ピン60によって連結する前の分解された状態を示し、右側にシュー20とおもり50とを連結ピン60によって連結した状態を示している。
A configuration in which the
シュー20には、ヘッド本体10の軸Pを挟んで対向する側に配置されるおもり50が取り付けられている。シュー20とおもり50とは、テーパーコーン40を挟んで連結ピン60によって連結されている。シュー20と連結ピン60とは、シュー20の穴部26に連結ピン60の短手部60Bを挿入し、シュー20の溝部25に連結ピン60の長手部60Aを嵌合させることによって、連結されている。
A
おもり50と連結ピン60とは、次のように連結されている。まず、連結ピン60の長手部60Aにおけるネジ部61がおもり50の凹部51内に突出する状態で、連結ピン60の長手部60Aをおもり50の係合部52に嵌合させる。次に、凹部51内において、短冊形状のストッパー65を連結ピン60の長手部60Aを挿通するとともに、連結ピン60のネジ部61にストッパー65の外周側からボルト66を締結することにより、おもり50と連結ピン60とが連結される。
The
連結ピン60の長手部60Aに挿通されたストッパー65は、おもり50の凹部51における底面に係止可能に構成されており、ストッパー65が凹部51の底面に係止することで、おもり50とシュー20との間隔がそれ以上大きくならないように規制される。
The
なお、おもり50とシュー20との間隔の最大値は、ネジ部61におけるボルト66の締結位置により調節することが可能であり、シュー20が最も径方向内側に位置する状態においても、おもり50がガイド部材16の外周面よりも外周側に突出しないように、ボルト66の締結位置及びストッパー65の厚みが調節される。
Note that the maximum value of the distance between the
図4を用いて、ホーニングヘッド100の作用について説明する。なお、図4では、ホーニングヘッド100の作用を一部断面視の側面視にて表している。
The operation of the honing
ホーニングヘッド100の、連結ピン60によって連結されるシュー20とおもり50とにおいては、おもり50の重量がシュー20及び砥石30の合計重量よりも十分に大きく構成されているため、断面視の重心位置(図4におけるG)が軸Pに対しておもり50よりに位置している。以下では、シュー20及びおもり50のそれぞれに作用する遠心力について考えるため、シュー20とおもり50とを別の系として考える。
Since the weight of the
ホーニングヘッド100が回転すると、シュー20及びおもり50にはそれぞれ遠心力が作用する。ここで、シュー20に作用する遠心力を遠心力Faとし、おもり50に作用する遠心力を遠心力Fbとする。シュー20とおもり50とは、軸Pを挟んで互いに対向する位置に配置されているため、遠心力Faと遠心力Fbとは反対方向へ作用する力となる。
When the honing
ホーニングヘッド100が回転すると、おもり50の重量がシュー20及び砥石30の合計重量よりも十分に大きいものとされているため、おもり50に作用する遠心力Fbがシュー20に作用する遠心力Faよりも大きくなる。
When the honing
おもり50に作用する遠心力Fbがシュー20に作用する遠心力Faよりも大きくなることによって、シュー20に作用する遠心力Faが打ち消され、シュー20の遠心力Faによる外周側への広がりが防止される。
When the centrifugal force Fb acting on the
ホーニングヘッド100の効果について説明する。ホーニングヘッド100によれば、シュー20の遠心力Faによる砥石30の広がりを防止することができる。ひいては、ホーニングヘッド100を高回転領域で回転させても安定してホーニング加工を行うことができる。
The effect of the honing
すなわち、ホーニングヘッド100によれば、シュー20の軸Pを挟んで対向する側におもり50を取り付け、シュー20に作用する遠心力Faを打ち消すことによって、スプリング70によるシュー20に対する付勢力を大きくすることなく、シュー20の遠心力Faによる砥石30の広がりを防止することができる。
That is, according to the honing
10 ヘッド本体
20 シュー
30 砥石
40 テーパーコーン
50 おもり
100 ホーニングヘッド
10
Claims (1)
前記ヘッド本体に対して、径方向へ移動可能に装着されるシューと、
前記シューの外周面に取り付けられる砥石と、
前記ヘッド本体の中心軸に挿入され前記シューと該シューの内周面でテーパー接触するテーパーコーンと、
を具備するホーニングヘッドであって、
前記シューには、前記ヘッド本体の前記中心軸を挟んで対向する側に配置されるおもりが取り付けられる、
ホーニングヘッド。
A cylindrical head body;
A shoe attached to the head body to be movable in a radial direction;
A grindstone attached to the outer peripheral surface of the shoe;
A taper cone inserted into the central axis of the head body and in taper contact with the inner peripheral surface of the shoe;
A honing head comprising:
A weight disposed on the opposite side of the central axis of the head body is attached to the shoe.
Honing head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014090358A JP2015208794A (en) | 2014-04-24 | 2014-04-24 | Honing head |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2014090358A JP2015208794A (en) | 2014-04-24 | 2014-04-24 | Honing head |
Publications (1)
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JP2014090358A Pending JP2015208794A (en) | 2014-04-24 | 2014-04-24 | Honing head |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016118855A1 (en) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | vibration |
CN111002121A (en) * | 2019-12-20 | 2020-04-14 | 沈阳航空航天大学 | Open groove cutter type cutting tool for grinding fiber inner diameter shaft sleeve |
CN111015388A (en) * | 2019-12-20 | 2020-04-17 | 沈阳航空航天大学 | Closed groove cutter body ejector rod type cutting tool for grinding fiber inner diameter shaft sleeve |
-
2014
- 2014-04-24 JP JP2014090358A patent/JP2015208794A/en active Pending
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DE102016118855A1 (en) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | vibration |
DE102016118855B4 (en) | 2015-10-23 | 2022-06-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | vibration damper |
CN111002121A (en) * | 2019-12-20 | 2020-04-14 | 沈阳航空航天大学 | Open groove cutter type cutting tool for grinding fiber inner diameter shaft sleeve |
CN111015388A (en) * | 2019-12-20 | 2020-04-17 | 沈阳航空航天大学 | Closed groove cutter body ejector rod type cutting tool for grinding fiber inner diameter shaft sleeve |
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