JP2571322B2

JP2571322B2 - 穴の内面を加工するための方法及びその装置並びにホーニング工具

Info

Publication number: JP2571322B2
Application number: JP3517671A
Authority: JP
Inventors: コップ、オズワルド; ゲールハルトフローレス、
Original assignee: KOTSUPU FUAAFUAARANZUTEKUNITSUKU GmbH
Current assignee: KOTSUPU FUAAFUAARANZUTEKUNITSUKU GmbH
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: DE59102385D1; WO1992007686A1; EP0555285B1; WO1992007687A1; EP0555285A1; JPH06506157A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、研削材で被覆した工具が回転運動、軸方向
の往復運動およびこれらの運動に重ね合わされる振動を
同時に行う、工作物の穴の内面を加工するための方法に
関する。

このような装置は、定期刊行物である作業場と工場第
118号の掲載“高い研削除去率のための周波数−ホーニ
ング加工”（1985年（７）、第393〜395頁、特に第394
頁第4.1項参照）によって知られている。この場合、回
転運動と軸方向往復運動からなるホーニング加工のらせ
ん状基礎運動に、相対的な振動運動が重ね合わされる。
それによって、研削速度が速くなり（前進ストローク運
動時）、ホーニング砥石の自己研ぎが行われる（戻りス
トローク運動時）。振動の発生は２個の油圧シリンダに
よって行われる。その結果、前記の文献には正確に記載
されていないが、この第３の運動成分は、最高数百Hzの
周波数の運動であることが推察される。その際、ホーニ
ング砥石は一定の圧力で流体力学的に押圧される。

米国特許第2939250号明細書により、“共振ホーニン
グ加工”と呼ばれる方法が知られている。この方法は次
のようなホーニング工具で加工を行う。すなわち、研削
材で被覆したホーニング条片の傾斜した送り面が送り棒
の対応する斜めの送り面と協働することにより、ホーニ
ング条片が半径方向に操作可能であるホーニング工具で
加工を行う。送り棒はこれを取り巻くコイルによって、
振動する電磁場にさらされる。この電磁場は磁気収縮の
結果として送り棒を周期的に短縮または伸長させる。そ
の結果、前記の操作機構を介して、ホーニング条片が半
径方向に往復運動する。同じ文献に記載されている第２
実施例は穴の内面と工具の研削材被覆部の砥石の間に振
動が発生する。この振動は、工作物を固定したプラット
ホームを迅速に上下運動させることによって生じる。そ
のために、プラットホームは励振装置を備えている。こ
の励振装置は電磁振動によって励起されるコイルを備え
ている。米国特許第2939250号明細書の両変形例の場合
には、この振動により、鈍くなった研削粒が破壊され、
それによって研削材コーティングの自己研ぎを生じるこ
とになる。振動数に関する記載はない。しかし、与えら
れた機械的な状況に基づいて、振動数は数百Hzであると
推察される。高い振動数のためには、図示の操作機構
（図２）または工作物を備えたプラットホーム（図３）
は動きが鈍い。

米国特許第2939251号明細書には同様に、研削材コー
ティングを絶えず自身で研ぐ目的で、工作物（図２参
照）または工具（図９参照）に第３の振動を付与する方
法が記載されている。この第３の振動は、周囲の妨害騒
音を避けるために、20〜100000Hzの範囲内にあり、特に
可聴範囲の上側にある。この場合、工具ホルダーまたは
工作物ホルダーを往復運動させるコイルによって生じる
電磁的に励起された振動である。しかし、この工具ホル
ダーまたは工作物ホルダーは固有振動せずに、励振器か
ら工具または工作物への振動伝達の剛性手段として作用
する。

連続的な方法におけるいわゆる超仕上げ（外部ホーニ
ング加工）の場合には、回転対称の工作物に回転運動が
付与される。一方、外面にはホーニング砥石が載り、こ
のホーニング砥石には高周波の振動が工作物の回転軸線
に対して平行に付与される（ドイツ連邦共和国特許出願
公開第3533082号）。その際使用される振動は１分当た
り3000回以下の振動数、すなわち50Hz以下の振動数を有
する。工作物の研削両を改善するために、前記文献によ
る方法の場合には、歩進的に挙動し、個々のステップの
間で、強制された所定の送りの後でその都度、超仕上げ
砥石をスパークアウトさせることを試みた。

超仕上げ関連して、すなわち回転対称の工作物の外面
の加工に関連して、ホーニング砥石を清掃するために超
音波を使用することが既に試みられた（ドイツ連邦共和
国特許出願公告第2435848号参照）。この場合しかし、
超音波振動は工具に加えられないで、媒体を介して洗浄
液が工具と工作物の間の面に噴射され、鈍くなったまた
は壊れた粒の剥がし取りおよび洗い流しを促進する。

いわゆる“超音波浸食”は技術上、穴の内面の加工に
関するものではなく、超音波で励起される加工ヘッドに
よる穴の形成に関する。この方法は既に穿孔機と組み合
わせられた（米国特許第3614484号および同第4828052号
参照）。それによって、普通の穿孔には硬すぎる材料に
穴を形成することができた。しかし、この穴の形成は、
既存の穴の内面の後加工ではない。

本発明の根底をなす課題は、一方では材料の研削除去
量を増大させることがき、他方では良好な形状修正がで
きるように、冒頭に述べた種類の方法を改良することで
ある。

この課題は本発明に従い、16〜40kHzの範囲の工具の
固有振動数の振動が超音波によって励起され、励振器の
固定箇所の下側の工具の自由長さが、工具の固有振動の
波長の半分の整数倍であることによって解決される。

本発明の他の有利な構成は請求の範囲従属項に記載し
てある。

本発明の場合には驚くべきことに、技術水準と比較し
て材料研削除去量が増えるだけでなく、穴の良好な形状
修正が可能である。更に、多数の小さなポケットを有す
る“新しい”表面が生じる。このポケット（図10参照）
は潤滑剤を収容する働きをする。これは、特に表面の精
度と形状がきわめて良好であると共に、他の部品と協働
して潤滑を確実にするためにきわめて重要であり、特に
例えば自動車エンジンのシリンダ穴の内面や弁の開閉穴
の場合に重要であり、すなわち、原則的には新しい表面
とその製作方法が提供される。

新しい方法は特に、微細な加工面を有する比較的に微
細な粒の場合に、大きな加工寸法差を可能にする。達成
可能な表面品質は、慣用のホーニング加工の今までの品
質限界を上回る。今までは、約0.6μｍR_zの値が焼き入
れされた鋼の限界と見なされた。本発明による方法で
は、この表面品質は大幅に改善可能である。本発明によ
る高周波ホーニング加工は比較的に小さな加工力を生じ
る。この結果、まくれの形成がきわめて少ない。接触面
積の割合が非常に大きい新しい表面構造が生じる。既に
述べたように潤滑剤を収容するために特に適している規
則的な“窪み”すなわち“ポケット”を有する周期的な
表面模様が、運動に相応して形成される。

次に、添付の図を参照して、本発明の実施例と有利な
他の構成を詳しく説明する。

図１は説明のための略図、図２は本発明の方法によって穴を加工するための制御
図、図３は穴の壁上での研削材粒の振動過程を示す図、図４は粒の被覆範囲を説明するための図、図５は本発明による方法を実施するための装置を示す
図、図６は本発明による方法を実施するためのホーニング
工具の第１実施例を示す図、図７は図６の工具１の研削材コーティング40の輪郭を
示す図、図８は本発明による方法を実施するためのホーニング
工具の第２実施例を示す図、図９は固有振動実施時の工具１の輪郭と長さの弾性変
形を示す略図、図10は本発明の方法によって加工された穴の表面写
真、図11は本発明の方法によって得られるホーニング加工
寸法差を説明するための略図、図12は固有振動の半径方向の振動と縦方向の振動の状
態に対して工具８の形を関連づけるための図、図13は、工具１の固有振動の半径方向の成分の振幅が
最大であるときに工具が円筒形になる、図９の変形例を
示す図である。

図１はホーニング工具１を示している。十字形研削面
を生じる普通のホーニング運動は、（矢印２方向の）回
転運動と、周期的な往復運動とを合わせたものである。
本発明に従って、この両運動成分に更に、第３の運動、
すなわち工具の短いストロークの超音波振動が重ね合わ
される。この振動は固有共振範囲内の工具の固有振動を
生じることになる。励振器による励起は軸方向において
往復運動３に対して平行に行われる。工具のこの固有共
振振動は工具の弾性変形、ひいては矢印32,33で示すよ
うに軸方向と半径方向の工具の個々の範囲の運動を生じ
ることになる。振動は本実施例では21.7KHzの振動数お
よび最大15μｍに調節可能な振幅で行われる。

工作物４は穴５を有し、この穴の内面が加工される。
ホーニング工具１はそれ自体公知のように、心棒型ホー
ニング工具として形成され、円錐形の切削領域６を備え
ている。この切削領域の後側の大きな直径D₁は、ホーニ
ング工具１によってまだ加工されていない穴５の最小直
径よりも幾分大きい。前側の小さな直径D₂は、工具１の
挿入を可能にする。矢印方向の往復運動により、円錐形
の切削領域６は穴５に入り、D₁よりも小さな穴径に相当
する材料を加工除去する。円錐形の切削領域６に続い
て、ホーニング工具１が円筒形に形成されているので、
この円筒形の部分が穴に挿入される。加工は好ましくは
軸方向の１回のダブルストローク運動（つまり、往復運
動）によって行われる。

軸方向における短いストロークの高周波の超音波振動
をホーニング工具１に付加的に励起すると、非常に多く
の材料を削り取ることができ、それによって穴の形の欠
陥をそれまでよりも強力に矯正することができるという
期待しなかった作用が生じる。更に、小さなポケット状
の多数の凹部を有する新しい種類の表面が形成される。
この表面は図10に写真で示してある。

図２は、時間に対する往復運動３の制御ダイヤグラム
を（ａ）で示し、回転運動２の制御ダイヤグラムを
（ｂ）で示し、そして超音波励起を（ｃ）で示し、これ
らは互いに時間的に関連させて示してある。（ｃ）にお
ける幅の広い線は超音波振動の振幅を示している。
（ａ）の場合の静止時間dtは調節可能である。同様に、
点A,B,C,Dは調節可能である。すなわち、回転運動と高
周波振動の各々の開始点は調節可能である。図２に示し
た制御ダイヤグラムを考慮して本発明による方法を実施
するための機械は、次のデータで試験的に設計された：ストローク長さ： 400mm 往復駆動装置： 0.4kW 往復運動速度： 650mm/分以下回転駆動装置： 0.4kW 回転数： 5000r.p.m以下穴の底での静止時間： 10秒以下振幅：最大15μｍ振動数： 20〜24kH ジェネレータの音出力 2.4kW以下時間に対する研削材の粒７の尖端の運動軌道は、図３
において０〜300μ秒の範囲で示してある。それぞれ上
昇する軌道を示す上側と下側の境界線は、慣用のホーニ
ング加工時の条溝の傾斜に一致している。

この高周波の振動軌道に沿って研削材の個々の粒７の
所定の面積が被加工表面に接触すると考えると、振動の
持続時間（振動周期）とその振幅がホーニング工具１の
周速に対してどのように調和しているかに応じて、図４
に示した二つの状況が生じる。（ａ）の場合、すなわち
研削材の粒７の接触面積に対して振動が比較的に“狭
い”場合には、研削材の粒７が最初の超音波ストローク
（つまり、超音波を加えつつ実施する往復運動の一方）
の際に所定の面積を擦過し、反対向きに生じる次の超音
波ストロークの際にこの所定の面積の一部を同様に再び
擦過する。すなわち、このパラメータの選択に応じて同
じ面積が実際に何度も加工されるので、“スパークアウ
ト”効果が生じることになる。（ｂ）の場合のようにこ
のパラメータを異なるよう選択することにより、この効
果は振動の山や谷の近くの範囲に制限される。一般的に
は、（ａ）のような経過を生じるように、パラメータを
選択することが有利である。

図５は本方法を実施するための装置を示している。

その先端部の輪郭が直径D₁と直径D₂部分を有するよう
に形成された（図１参照）ホーニング工具１はその工具
保持円錐体８が音伝達部材９の円錐形の収容穴８′内に
収容されている。音伝達部材９は二つのフランジ10,11
を備えている。このフランジは図示のように段差のつい
た箇所10′,11′に溝を備えているので、薄い箇所10′,
11′が形成される。従って、音伝達部材９の軸方向の高
周波の超音波振動はケーシング12に伝達されない。音伝
達部材９は例えばチタンからなっている。ケーシング12
は筒形部分13、下側カバー14および上側カバー15からな
っている。上側カバー15はその中央にめねじ付穴16を有
する。この穴には、収容ボス18に固定連結されたねじ付
ピン17が挿入されている。すなわち、ケーシングカバー
15と収容ボス18は互いにしっかりとボルト止めされてい
る。この場合、その間に円板19が挟持されている。これ
により、ケーシング12は収容ボス18と共に回転する。こ
の収容ボス自体は歯付ベルト車20と歯付ベルト21を介し
て回転駆動される。図５に示すようなユニット全体は
（図示していない）モータを含めて、ストローク運動を
行うために、往復摺動可能である。この自体は普通のホ
ーニング盤によって知られているので、ここでは構造的
な詳細部の詳しい説明は省略する。

本実施例では２個の圧電要素（水晶共振子）26,27に
よって形成された超音波励振器25は、音伝達部材９の上
面に取付けられている。この場合、超音波励振器25の上
方には、振動系と調和されるために、振動質量を形成す
る円板28が設けられている。この装置全体は、音伝達部
材９にねじ込まれた締付けボルト29によって締付け固定
されている。センタリングはセンタリングスリーブ29′
によって行われる。冷却媒体通路30が音伝達部材９と締
付けボルト29を通過している。管31と円板19およびカバ
ー15の穴を通って、冷却媒体をケーシングの内室に供給
可能である。

超音波励振器25への電気エネルギーの供給は図示のご
とく、カバー15に設けられたスリップリング35と、前記
ユニットの一緒に回転しない部分に取付けられたスリッ
プリング36とを経て行われる。図６は、調節不可能な一
定の外形寸法を有する固定心棒としてのホーニング工具
１の最も簡単な形を示している。この場合、研削材（又
は切削材）コーティング（請求の範囲でいう研削材
（の）被覆に相当する）は図７に詳細に示すような輪郭
40を有する。すなわち、その全長の約10％以下の範囲に
わたって挿入領域37を有し、これに続いて切削材コーテ
ィングの全長の半分以下の範囲にわたって既述の切削領
域６を有し、そしてこれに続いて円筒状の案内領域38を
有する。研削材コーティングは、切削領域６に施すが、
その領域内ならば、特に位置が限定されるわけではな
い。その位置は、工具の自由長の振動に影響しないから
である。

この場合、ホーニング工具を調整し直すために知られ
ている普通の半径方向拡大は困難である。なぜなら、振
幅が零のところに設けられていない相対的に調節可能な
個々の部品が、高周波によって互いに摩擦するので、過
熱が生じるというおそれがあるからである。更に、高周
波振動にもかかわらず部品がばらばらにならないように
すべきである。従って、特別な構造のホーニング工具が
有利である。このようなホーニング工具100は図８に示
してある。その際、図８の輪郭を有する切削材コーティ
ング40は軸101に塗布されている。この軸は拡大片102に
よって弾性的に拡大可能である。これは例えば、軸101
内の凹部103と拡大片102が円錐形に形成され、拡大片の
軸方向摺動時に半径方向への軸の弾性的な拡大が生じる
ことによって行われる。軸は、特別良好な安定性を保証
するために、溝やスリットを持たない中実部材として形
成可能である。必要な弾性的な半径方向拡大はこれによ
っても達成可能である。軸方向において拡大片102に続
いて、押圧片104が設けられている。この押圧片は凹部1
03内に交換可能に挿入されている。押圧片はその右端が
収容部材106の押圧面105に接触している。収容部材自体
はその右端が音伝達部材９の工具保持円錐部８に挿入さ
れている。異なる長さの押圧片104を挿入することによ
り、研削材コーティング40を弾性的に拡大可能である。
押圧片104が長ければ長いほど、軸101は半径方向に大き
く拡大される。

工具１は、 − 特に共振範囲において − 固有振
動を行う。それによって、工具１は高周波の超音波振動
の剛性のある伝達要素として作用しないで、それ自体が
超音波振動すなわち、励起によって衝突する縦波および
横波の媒体である。これは、既述のように、工具１自体
が超音波振動によって励起された固有（共振）振動数を
有する軸方向と半径方向の弾性振動を行い、その際その
輪郭が周期的に変化することを意味する。超音波励振器
25から工具１への超音波エネルギーの所望の伝達を達成
するために、超音波励振器25は、工具１の固有振動数と
できるだけ同じ振動数を有していなければならない。工
具１の固有振動数が励起する系（励振器25、音伝達部材
９）の固有振動数と大きく異なると、工具は振動しなく
なる。励振器25から工具１への超音波エネルギーの伝達
を最適に行うために更に、励振器の音波抵抗を工具１の
音波抵抗とできるだけ同じにしなければならない。

工具１の固有振動数は採寸（長さ、直径）、材料のＥ
−モジュールおよび材料内の音速によって決まる。鋼の
場合、Ｅ−モジュールは約21,000daN/mm²であり、音速
は5,960m/秒であり、21.7kHzのときに波長は187cmにな
る。これは固定円錐部の下側の自由な工具長さである。
工具１の固有振動が幾何学的にどのような形になるかに
ついては、図９に示してある。その際、工具の直径は
（ａ）の場合に最大値D_maxを有し、長さＬは最小値L_min
を有する。（ｂ）の場合、すなわち振動が縦方向におい
て零位置を通過する場合には、中間の直径D₀と中間の長
さL₀が生じる。（ｃ）の場合には、最小直径D_minと最大
長さL_maxが生じる。図９では（ａ），（ｂ）および
（ｃ）の状況が個々の振幅に関連づけて示してある。

図９の（ａ）に記入したように、研削材コーティング
40の各々の粒のために軸方向の運動成分32と半径方向の
運動成分33が生じる。両成分は固有振動数の影響下にあ
る。

半径方向の運動成分33は、研削材コーティング40の研
削材粒の回転中に、個々の小さなポケットが穴の内面に
半径方向に形成される原因となる。

図10はこの新しい表面を写真で示している。なぜな
ら、他の方法で示すことができないからである。この場
合、縮尺を示すために、実際の30μｍに相当する距離が
写真に記入されている。驚くべきことに、従来のホーニ
ング加工の場合に十字形研削模様を生じる互いに傾斜し
た条溝に沿って、半径方向と軸方向の成分を有する高周
波の振動を重ね合わせることにより、窪みすなわちポケ
ットが短い間隔をおいて生じることが判る。この窪みす
なわちポケットは回転中に実際には“ハンマーで打ち込
むように形成される”かまたは“のみで刻み込むように
形成される”。その際、この写真から容易に判るよう
に、窪みの間に、まくれのない平らな接触範囲が生じ
る。この範囲は他の部品を支持することができる。ポケ
ットすなわち窪みは穴の内面で潤滑剤用油溜としての働
きをする。これは特に、もしそうしないときわめて良好
な品質の表面が得られない場合に重要である。材料が均
一に除去され、そして運動に対応して周期的な表面模様
が生じる。勿論、調節されたパラメータに大きく依存す
る。回転数が低い場合には、例えば高周波の振動によっ
て生じる切削痕跡が互いに非常に密接する。回転数が高
い場合には、この切削痕跡は相応して延長し、幾分不所
望な接触部分を生じる。接触部分は一連の実験で約30％
が0.2μｍの切削深さであった。

この新しい表面は支持特性を大幅に改善する。例えば
所定の一つの穴を、粒子の大きさD46とD15（FEPA規定に
よる;1980年６月のVDI基準のVDI3394参照）によって二
つの加工段階で加工すると、穴の幾何（直線や円である
こと）に関して0.5μｍ以下の値が得られる。これは、
慣用の方法で6.955mm〜6.965mmの直径に予備ホーニング
加工され、本発明の方法による二つの他の加工段階で仕
上げ加工された工作物で実験的に得られた。表面の粗さ
は開始時は0.7μｍR_zであったが、個数の増大につれて
0.4μｍR_zまで改善することができた。その際、粒とし
てダイヤモンドが使用された。

一般的には超砥粒は、ダイヤモンドのほかに、立法晶
窒化沃素（CBN）、場合によっては軟らかい材料（例え
ばアルミニウム）を穿孔する場合にはルビー、サファイ
ア、コランダムが考慮の対象になる。

本発明による方法の適用にとって、発生する加工力が
きわめて重要である。粒子の大きさD46を有する固定心
棒を使用して10μｍの寸法差（加工後の最終寸法に対す
る未加工の穴の直径の差）を得る際に、1.0Nの軸方向の
力と、1.120Ncmのトルクが測定された。高周波を加えな
いで同じ工具を使用する加工と直接比較することは不可
能であった。なぜなら、高周波振動なしでは４μｍ以上
の寸法差を達成することができないからである。高周波
振動なしに１回のストロークで多量の材料を研削除去す
ると、工具がつかえて動かなくなる。高周波振動なしに
４μｍの寸法差を得る場合ですらも、すなわち50％以上
寸法差を減らしても、依然として軸方向の力は2.4Nで、
トルクは1.3Ncmであった。すなわち、本発明による方法
では、１回のダブルストロークで２〜３倍の寸法差の量
を研削除去することができ、その際軸方向力とトルクが
従来の方法の場合よりも小さい。

その結果、ここで説明した方法では、非常に小さなま
くれしか生じない。試験的に加工した工作物の場合に
は、図10から明瞭に判るように、まくれは全く認められ
ない。

図11は、公知の心棒ホーニング加工（粒子の大きさD1
5からD181までやや上昇している下側の横帯状部分）と
高周波ホーニング加工（ハッチングを記入した範囲）と
を比較して、粒子の大きさｋ（FEPA規定による）に対す
るホーニング加工の寸法差dz（μｍ）を示している。工
作物は60HRc以上の硬度を有する焼き入れした鋼であ
る。

工具１の長さ方向における振動状態は図12から判る。
この場合、工具１の長さは超音波振動の波長の半分に等
しい。一般的には、固有振動を発生するための前提は、
“拘束平面”内にある固定円錐部からの工具１の長さ
が、波長の半分の整数倍（１倍を含む）であることであ
る。この場合、工具の左側には半径方向の振動、すなわ
ち成分33が記入され、工具の右側には軸方向の振動、す
なわち成分32が記入され、工具１の長さに対して関連づ
けてある。

本発明の特に重要な実施は図13から明らかである。こ
の図は図９にほぼ一致しているが、静止状態（零点通過
（ｂ））での工具の形が円筒形ではなく、凸形輪郭を有
する点が異なっている。その結果、（ａ）の最大半径方
向拡大状態では、すなわちD_maxとL_minのときに、工具の
形は円筒形となる。

直径の寸法差は、最初の振幅に依存する。工具１の固
有振動を励起する超音波振動の振幅の変更によって、軸
方向の振動成分33の振幅ひいてはD_maxを調節することが
できる。このパラメータは加工される穴の品質に直接影
響を及ぼす。凹凸の高低差Rzは振幅と振動数にほぼ線形
に比例して大きくなる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者フローレス、ゲールハルトドイツ連邦共和国ディー−7302 オストフィルデルン３ガルテンシュトラーセ 39 (56)参考文献特開昭56−78665（ＪＰ，Ａ) 実開昭58−108175（ＪＰ，Ｕ) 特公平１−38624（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】研削材で被覆した工具が回転運動、軸方向
の往復運動およびこれらの運動（2,3）に重ね合わされ
る振動を同時に行う、工作物の穴の内面を仕上げ加工す
るためのホーニング方法において、音伝達部材（９）上
の固定箇所の下側の工具（１）の自由長さが、工具の固
有振動の波長の半分の整数倍であり、前記研削材被覆が
少なくとも切削領域に設けられている工具（１）を用
い、16〜40kHzの範囲の工具（１）の固有振動数の振動
を超音波によって励起して加工を実施することを特徴と
する穴の内面を仕上げ加工するためのホーニング方法。
【請求項２】工具（１）の固有振動の半径方向成分（3
3）が最大振幅（D_max）を有するときに工具（１）の形
が円筒形となるように、工具（１）の輪郭が定められて
いることを特徴とする請求項１に記載の穴の内面を仕上
げ加工するためのホーニング方法。
【請求項３】超音波振動が励振器（25）によって穴の軸
方向に工具（１）に作用することを特徴とする請求項１
又は２に記載の穴の内面を仕上げ加工するためのホーニ
ング方法。
【請求項４】加工が１回の往復運動で行われ、ホーニン
グ工具がそれ自体公知のごとく円錐形の切削領域（６）
を有し、軸方向の往復運動（３）の方向において後側の
この切削領域の大きな直径（D₁）が、未加工の穴の直径
に対して、４μｍ以上の過大寸法を有することを特徴と
する請求項１乃至３のいずれかに記載の穴の内面を仕上
げ加工するためのホーニング方法。
【請求項５】励起された超音波振動が20〜24kHzの振動
数を有することを特徴とする請求項３記載の穴の内面を
仕上げ加工するためのホーニング方法。
【請求項６】励起された超音波振動の振動数が工具
（１）の固有振動数にほぼ一致していることを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれかに記載の穴の内面を仕上げ
加工するためのホーニング方法。
【請求項７】使用される冷却媒体に、砥粒が懸濁状態で
添加されることを特徴とする請求項１記載の穴の内面を
仕上げ加工するためのホーニング方法。
【請求項８】スパークアウト効果を得るために、超音波
を加えつつ実施される往復運動の一方の時に、研削材の
粒子が擦過する面積の一部が、超音波を加えつつ実施さ
れる往復運動の反対向きの次の運動の際に、新たに擦過
されるように、ホーニング工具の回転速度、軸方向にお
けるホーニング工具の送り（往復運動速度）、ホーニン
グ工具の超音波振動の振幅および振動数が定められてい
ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の
穴の内面を仕上げ加工するためのホーニング方法。
【請求項９】超砥粒を使用することを特徴とする請求項
１乃至８のいずれかに記載の穴の内面を仕上げ加工する
ためのホーニング方法。
【請求項１０】請求項１乃至９のいずれかに記載のホー
ニング方法を実施するための装置において、研削材の被
覆が少なくとも切削領域に設けられているホーニング工
具（1,100）が音伝達部材（９）の下端（８）に収容さ
れ、超音波励振器（25）が上側から音伝達部材に作用
し、音伝達部材（９）上の固定箇所の下側の工具（１）
の自由長さが工具の固有振動数の振動の波長の半分の整
数倍であり、音伝達部材（９）がケーシング（12）と相
対的に超音波振動を行うことができ、かつケーシングが
一緒に振動しないように、音伝達部材がケーシング（1
2）の中において、超音波振動の振幅零の範囲にある少
なくとも一つの平面内で、拘束手段（10′,11′）によ
って懸吊され、ケーシング（12）が回転駆動され、ケー
シング（12）、音伝達部材（９）、ホーニング工具（1,
100）および回転駆動装置（20,21）によって形成された
ユニットが、軸方向の往復運動を生じるために、公知の
ごとく高さ調節方向に位置を変えることができることを
特徴とする穴の内面を仕上げ加工するための装置。
【請求項１１】超音波励振器（25）への電気エネルギー
の供給がスリップリング（35,36）を介して行われるこ
とを特徴とする請求項10に記載の穴の内面を仕上げ加工
するための装置。
【請求項１２】超音波励振器（25）が水晶共振子（26,2
7）によって音伝達部材（９）の上端に締付け固定され
ていることを特徴とする請求項10記載の穴の内面を仕上
げ加工するための装置。
【請求項１３】請求項１乃至９のいずれかに記載のホー
ニング方法で使用されるホーニング工具であって、研削
材の被覆（40）が軸（101）の少なくとも切削領域に塗
布され、幅が拡大片（102）によって弾性的に拡大可能
であり、拡大片が軸（101）の凹部（103）に挿入可能で
あり、軸方向において拡大片（102）に作用する交換可
能な押圧片（104）が凹部（103）内に収容され、押圧片
の長さに依存して軸の所望の拡大を生じる位置で、収容
部材（106）の押圧面（105）が押圧片と拡大片を軸の内
面にしっかりと押しつけられるように、軸が収容部材
（106）にねじ止められており、また、音伝達部材の固
定箇所の下側に位置すべき工具部分の自由長さが、工具
の固有振動の波長の半分の整数倍であることを特徴とす
るホーニング工具。
【請求項１４】軸に対する収容部材のねじ止めが振幅零
の範囲で行われていることを特徴とする請求項13記載の
ホーニング工具。
【請求項１５】軸がスリットのない中実体であることを
特徴とする請求項13記載のホーニング工具。