JP3147989B2 - ホーニング盤の砥石接触検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、砥石径が拡縮されるホ
ーニング盤において、工作物の被加工穴内で砥石径を拡
大した時の砥石と工作物内周面との接触状態を検出する
ための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ホーニング盤による工作物の加
工では、この工作物の被加工穴内に、砥石径を縮小した
状態でツールヘッドを挿入し、このツールヘッドを高速
回転させながら上記砥石径を徐々に拡大させ、砥石が上
記被加工穴の内周面に接触した段階で砥石径の拡径速度
を下げ、加工を開始する。ここで、砥石が接触した時点
で拡径速度を変えているのは、砥石が加工面に接触する
までは可能な限り素早く拡径してサイクルタイムの短縮
を図る一方、砥石が加工面に接触した後は、低速で拡径
することによって良好な加工精度の確保及び砥石の摩耗
損傷の抑制を図るためである。従って、このようなホー
ニング盤では、上記砥石が工作物内周面に接触したこと
を検出するための装置を要することになる。

【０００３】図７は、従来のホーニング盤における砥石
径の拡縮機構及び砥石接触状態の検出装置を模式的に表
したものである。このホーニング盤は、上下に延びるロ
ッド２０２を備え、このロッド２０２の先端に先細りの
円錐部２０４が形成されており、その周囲に複数の砥石
２０６が径方向（図の左右方向）に変位可能に配設さ
れ、上記ロッド２０２及び円錐部２０４の昇降によって
砥石径（砥石２０６の外接円の径）が拡縮されるように
なっている。

【０００４】その駆動手段としては、上記ロッド２０２
の上端部に雄ねじ部材２０８が連結されており、この雄
ねじ部材２０８は、上記ロッド２０２に対して相対回転
し、かつロッド２０２と一体に昇降するように構成され
ている。この雄ねじ部材２０８の周囲には、この雄ねじ
部材２０８と螺合する雌ねじをもつ雌ねじ部材２１０が
回転可能に配置されており、この雄ねじ部材２１０の外
周面には歯車２１２が形成されている。一方、拡縮駆動
用の送りモータ２１４の出力軸には、高い減速比をもつ
減速装置２１６を介して歯車２１８が連結されており、
この歯車２１８が上記歯車２１２に噛合されている。ま
た、上記送りモータ２１４には、その駆動トルクを検出
するためのトルク検出器２２０が設けられている。

【０００５】このような構造において、砥石径を縮小し
た状態で砥石２０６を工作物２００の被加工穴内に挿入
し、砥石２０６及びロッド２０２を図外のモータで高速
回転させながら上記送りモータ２１４を所定方向に作動
させると、その回転駆動力が減速装置２１６及び歯車２
１８，２１２を介して雌ねじ部材２１０に減速状態で伝
達される。この雌ねじ部材２１０の回転によって雄ねじ
部材２０８、ロッド２０２、及び円錐部２０４が一体に
下降し、この円錐部２０４により砥石２０６が径方向外
側に押し出されて砥石径が拡大される。そして、この砥
石２０６が工作物２００の内周面に接触すると、この砥
石２０６が工作物内周面から受ける抵抗により送りモー
タ２１４の駆動トルク、すなわちトルク検出器２２０に
よる検出値が増大するので、この検出値を監視すること
により、砥石２０６が工作物内周面に接触したか否かを
検知することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記装置では、送りモ
ータ２１４と砥石２０６との間に、高い減速比をもつ減
速装置２１６、歯車２１８，２１２、雌ねじ部材２１０
及び雄ねじ部材２０８といった駆動伝達機構が介在して
いるので、砥石２０６が工作物２００の内周面に接触し
てから送りモータ２１４の駆動トルクが上昇するまでに
は時間的なずれがあり、その分接触検知が遅れる。この
ため、砥石径の拡大速度を下げるタイミングが遅れ、工
作物２００に対する砥石２０６の過度の食い込みが生じ
やすい。しかも、送りモータ２１４の駆動トルクは上記
各減速機構により力が倍増された状態でロッド２０２に
伝わるため、逆に、砥石２０６に接触抵抗が生じてもこ
れに対応して発生するモータ駆動トルクの変化量は極め
て僅かなものとなり、従って高精度の検出は困難であ
る。

【０００７】このため従来は、上記接触検知の遅れによ
る砥石２０６の過度の食い込みを防ぐため、砥石２０６
を工作物２００に接触させるまでの拡径速度を下げてお
り、これがサイクルタイム短縮の大きな妨げとなってい
る。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑み、迅速か
つ正確に、工作物に対する砥石の接触状態を検出するこ
とができる装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の砥石が
周方向に並んだ状態で径方向に移動可能に装着され、全
体が回転駆動されるツールヘッドと、各砥石を径方向に
移動させる砥石径拡縮手段とを備えたホーニング盤にお
いて、上記砥石が砥石径拡大中に工作物内周面に接触し
たことを検出するための砥石接触検出装置であって、上
記ツールヘッドを、上記砥石が装着される砥石装着部材
と、この砥石装着部材の径方向内側または外側に重なっ
た状態で砥石装着部材に対して相対回転可能に連結さ
れ、回転駆動力を受ける被駆動部材とで構成するととも
に、これら砥石装着部材と被駆動部材の相対回転を一定
の範囲内に規制する相対回転規制手段と、上記砥石装着
部材を被駆動部材に対してその回転駆動方向と同方向に
付勢する付勢手段と、上記被駆動部材に対してその回転
駆動方向と逆方向に砥石装着部材が相対的に所定角度ほ
ど回転変位したことを検出する相対回転検出手段とを備
え、上記相対回転規制手段を、上記砥石装着部材、被駆
動部材のうち径方向内側に配された部材の側壁にこの側
壁から径方向外側に突出する状態で装着された回転駆動
伝達部材と、径方向外側に配された部材に形成され、上
記回転駆動伝達部材よりも周方向寸法が大きく、この回
転駆動伝達部材が挿入される挿入穴とで構成し、上記付
勢手段を、上記砥石装着部材、被駆動部材のうち径方向
外側に配された部材の側壁に形成されたシリンダと、こ
のシリンダ内にツールヘッドの回転周方向と略等しい方
向に移動可能に収容されたピストンと、このピストンを
上記回転駆動伝達部材に近づく方向に押付けるピストン
押圧手段と、上記ピストンに連結され、このピストンが
上記回転駆動伝達部材に近づく方向へ移動するのに伴っ
てこの回転駆動伝達部材をツールヘッドの回転駆動方向
と逆の方向に押付ける押付け部材とで構成し、上記相対
回転検出手段を、上記ピストンにこれと一体に移動する
ように連結され、その端部がツールヘッドの外周面から
突出する位置に配された突出部材と、この突出部材が所
定の突出量に達したことを検出する突出量検出手段とで
構成したものである（請求項１）。

【００１０】上記ピストン押圧手段としては、上記シリ
ンダ内においてピストンよりも回転駆動伝達部材から遠
い側の空間にエアを圧入するエア圧入手段と、このエア
圧入手段と上記シリンダとの間に設けられ、上記シリン
ダ内に圧入されるエアの圧力を変化させるエア圧調節手
段とを備えたものが好適である（請求項２）。

【００１１】

【作用】請求項１記載の装置において、砥石径を縮小し
た状態で砥石を工作物の被加工穴内に挿入し、被駆動部
材を回転駆動すると、この被駆動部材と上記砥石装着部
材との相対回転が相対回転規制手段で規制されているた
めに、砥石装着部材及びこれに装着された砥石は被駆動
部材と一体に回転駆動される。この時、砥石は工作物内
周面と接触せずに空転しており、その駆動に要するトル
クは小さい。

【００１２】この状態から上記砥石径を拡大し、各砥石
を工作物内周面に接触させると、両者間に摩擦抵抗が発
生することにより駆動トルクが増大し、このトルク増大
により砥石装着部材が付勢手段の付勢力に抗して被駆動
部材に対してその回転駆動方向と反対側の方向に相対的
に回転変位する。従って、この相対回転角度が所定値に
達したか否かを相対回転検出手段で検出することによ
り、砥石と工作物内周面との接触を検出することができ
る。

【００１３】より具体的に、この装置によれば、被駆動
部材を回転駆動することにより、その駆動力が回転駆動
伝達部材、押付け部材及びピストンを介して砥石装着部
材に伝達され、この砥石装着部材及び砥石も一体に回転
駆動される。その後、砥石径の拡大によって砥石が工作
物内周面に接触し、その摩擦抵抗により駆動トルクが増
大すると、被駆動部材に対して砥石装着部材が相対回転
するのに伴い、回転駆動伝達部材がピストン押圧手段の
押圧力に抗して押付け部材及びピストンを押し返し、こ
のピストンと突出部材が連動することにより、この突出
部材のツールヘッドからの突出量が増大する。従って、
その突出量が所定値に達したか否かを突出量検出手段で
検出することにより、砥石と工作物内周面との接触を検
出することができる。

【００１４】ここで、工作物における加工前の被加工穴
の径が下降径寸法の変更によって変われば、砥石が工作
物に接触したときの駆動トルクの値も変わるため、ピス
トン押圧手段による押圧力が一定であれば、突出部材の
突出量も変化することとなる。しかし、請求項２記載の
装置によれば、シリンダ内のエア圧、すなわちピストン
を回転駆動伝達部材側に押付ける力がエア調節手段によ
り適宜調節可能であるため、このエア圧を上記被加工穴
の穴径に応じた圧力に調節することにより、被加工穴の
径が変わっても（すなわち接触時の駆動トルクが変化し
ても）接触時の突出部材の突出量を常に一定にすること
が可能である。

【００１５】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜６に基づいて説明
する。

【００１６】図２は、本実施例におけるツールヘッドの
下半部を示し、図３は上半部を示したものである。図２
に示すように、このツールヘッドは、上下に延びる砥石
装着筒（砥石装着部材）１０と、この砥石装着部材１０
上部の径方向外側に嵌められた被駆動筒１２とで構成さ
れ、両者はラジアルベアリング１３及びニードルベアリ
ング１５を介して相対回転可能に連結されている。

【００１７】両筒１０，１２内には、ロッド１４が挿入
され、このロッド１４は両筒１０，１２に対して軸方向
（上下方向）に移動可能とされている。ロッド１４の途
中には鍔部１６が設けられる一方、砥石装着筒１０の内
周面において上記鍔部１６よりも下方の位置には突出部
１７が形成されており、この突出部１７と上記鍔部１６
との間にスプリング１８が圧入されることにより、ロッ
ド１４が上方に付勢されている。

【００１８】このロッド１４の下端部には、下方に向か
うに従って縮径するテーパー状の押出し部２０が形成さ
れている。これに対し、砥石装着筒１０の下端部側壁に
は、これを径方向に貫く複数（図例では６つ）の砥石装
着穴２２が設けられ、各砥石装着穴２２内に、図４にも
示すような砥石装着板２４がツールヘッドの径方向に変
位可能に装着されており、各砥石装着板２４の外周面に
砥石２６が固定されている。これら砥石装着板２４の内
端面２５は、上記押出し部２０の外周面と合致するテー
パー状に形成されており、従って、上記押出し部２０が
下降することにより、この押出し部２０によって各砥石
装着板２４が径方向外側に押し出され、これにより砥石
径（全砥石２６の外接円の径）が拡大されるようになっ
ている。

【００１９】次に、上記被駆動筒１２の回転駆動機構並
びにロッド１４の送り機構（すなわち砥石径拡縮機構）
を説明する。

【００２０】被駆動筒１２の下端部は、図略のホーニン
グ盤本体に固定された支持筒２８に上下一対のラジアル
ベアリング３０を介して回転可能に支持されており、両
ラジアルベアリング３０の間には円筒状のスペーサ３２
が嵌め込まれている。被駆動筒１２の上端部には、図３
に示すような回転駆動モータ４０が連結されており、こ
の回転駆動モータ４０の作動により被駆動筒１２が自軸
回りに高速で回転駆動されるようになっている。

【００２１】同図に示すように、上記被駆動筒１２の上
部外側には、ラジアルベアリング４２を介して相対回転
可能に外筒４４が装着されており、この外筒４４の上部
外周面に歯車４６が固定されている。一方、上記ホーニ
ング盤本体には送り駆動モータ４８が固定され、その出
力軸に上記歯車４６より小径の歯車５０が固定されてお
り、両歯車４６，５０が噛合されている。

【００２２】上記外筒４４の内周面には雌ねじ５３が刻
まれており、この外筒４４と上記被駆動筒１２との間に
ねじ筒５４が配されている。このねじ筒５４は、その外
周面に雄ねじ５６を有し、この雄ねじ５６が上記外筒４
４の雌ねじに螺合された状態で外筒４４内に挿入されて
いる。また、ねじ筒５４には回転規制ロッド５７の下端
部が固定され、この回転規制ロッド５７の上端部が図略
のホーニング盤本体に軸方向にのみ移動可能に支持され
ており、これによりねじ筒５４の回転が規制されてい
る。

【００２３】前記ロッド１４の上端部からは径方向外側
にピン６０が突設されている。各ピン６０の端部は、上
記被駆動軸１２の側壁に貫設された上下方向の長穴５８
を貫いてその外周面から外側に突出しており、これによ
ってロッド１４と被駆動筒１２との相対回転が規制され
ている。

【００２４】被駆動軸１２の外周面には、上下方向にス
ライド可能に支持筒６２が外嵌され、この支持筒６２に
上記ピン６０の両端部が固定されるとともに、この支持
筒６２の外周面にスラストベアリング６４及びニードル
ベアリング６６を介して上記ねじ筒５４が相対回転可能
に装着されている。

【００２５】このような構造において、上記送り駆動モ
ータ４８が作動することにより、その駆動力が歯車５
０，４６を介して外筒４４に伝達され、この外筒４４が
回転することにより、ねじ筒５４と、このねじ筒５４と
ピン６０を介して連結されているロッド１４とが被駆動
筒１２に対して一体に昇降することとなる。すなわち、
上記送り駆動モータ４８や内外筒４４、ねじ筒５４等に
より、ロッド１４を昇降駆動する手段、すなわち砥石径
拡縮手段が構成されている。

【００２６】次に、砥石接触検出装置を説明する。

【００２７】図１に示すように、上記砥石装着筒１０と
被駆動筒１２とが重合されている部分において、砥石装
着筒１２の側壁の２つの位置には、この側壁を径方向に
貫く装着穴１０ａが設けられており、各装着穴１０ａ内
にトルクピン（回転駆動伝達部材）７０の端部が嵌入、
固定されている。これらトルクピン７０は、両筒１０，
１２にまたがる軸長を有しており、従って各トルクピン
７０は砥石装着筒１０の外周面から外側に突出した状態
にある。

【００２８】一方、被駆動筒１２の側壁において上記ト
ルクピン７０に対応する位置には、このトルクピン７０
よりも幅広の（すなわち周方向の寸法が大きい）挿入穴
１２ａが径方向に貫設され、この挿入穴１２ａ内に上記
トルクピン７０の外側端部が挿入されている。従って、
被駆動筒１２に対する砥石装着筒１０の相対回転範囲は
上記挿入穴１２ａの形成角度範囲内に規制されている。

【００２９】上記被駆動軸１２の側壁において、一方の
挿入穴１２ａの近傍の位置、より正確には上記挿入穴１
２ａよりも回転駆動方向上流側の位置にトルクシリンダ
（シリンダ）７２が形成されている。このトルクシリン
ダ７２は、上記トルクピン７０と直交する水平方向に延
び、被駆動筒１２の外側に開口しており、この開口部が
蓋７４で塞がれている。

【００３０】このトルクシリンダ７２内には、その軸方
向に移動可能にピストン７６が収容されている。このピ
ストン７６からトルクピン７０に向かう方向には押付け
ピン（押付け部材）７８が突設されており、この押付け
ピン７８は被駆動筒１２の側壁に設けられた貫通穴７７
を通じて上記挿入穴１２ａ内に臨んでいる。一方、上記
ピストン７６から蓋７４に向かう方向には突出ピン（突
出部材）８０が突設されており、この突出ピン８０は上
記蓋７４に設けられた貫通穴７９を通じてその外側面か
ら外方に突出している。そして、被駆動筒１２の外側に
おいて上記突出ピン８０と同等の高さ位置には、近接ス
イッチ（突出量検出手段）８２が配設されており、この
近接スイッチ８２は、この近接スイッチ８２と上記突出
ピン８０の先端部との距離が一定値以下となった時点、
すなわち突出ピン８０の突出量が一定値を超えた時点
で、オフからオンに切換えられるように構成されてい
る。

【００３１】上記トルクシリンダ７２内において、上記
ピストン７６と蓋７４との間にはスプリング（ピストン
押圧手段）８３が圧入され、その弾発力によって上記押
付けピン７７がトルクピン７０の周面に押付けられてい
る。さらにこの装置では、上記スプリング８３に加え、
上記ピストン７６をトルクピン７０側に押付ける手段と
して、上記トルクシリンダ７２内において上記ピストン
７６と蓋７４との間の空間にエアが圧入されるようにな
っている。

【００３２】そのエア圧入経路を図２，５に基づいて説
明する。図２に示すように、上記支持筒２８の側壁には
エア導入パイプ８４が固定される一方、前記スペーサ３
２において上記エア導入パイプ８４に対応する位置には
貫通穴８６が設けられている。さらに、被駆動筒１２の
外周面において上記貫通穴８６と同等の高さ位置にはエ
ア導入溝８８が全周にわたって設けられており、このエ
ア導入溝８８が、被駆動筒１２内に形成されたエア導入
通路８９を通じて上記トルクシリンダ７２内に連通され
ている。従って、外部からエア導入パイプ８４に導入さ
れたエアは、両筒１０，１２が回転している最中でも、
上記貫通穴８６、エア導入溝８８、及びエア導入通路８
９を通じてトルクシリンダ７２内に導入されるようにな
っている。

【００３３】エア導入パイプ８４には、図５に示すよう
なエア導入回路が接続されている。同図において、エア
供給源（エア圧入手段）９０には３本のライン９２ａ，
９２ｂ，９２ｃが並列に接続され、各ライン９２ａ〜９
２ｃには減圧弁９４ａ，９４ｂ，９４ｃがそれぞれ設け
られている。各減圧弁９４ａ〜９４ｃは互いに異なる設
定圧を有し、その設定圧は減圧弁９４ａ，９４ｂ，９４
ｃの順に高く設定されている。

【００３４】上記ライン９２ａ〜９２ｃのうち、ライン
９２ｃのみが上記エア導入パイプ４８に直接接続され、
ライン９２ａ，９２ｂは３ポート３位置の電磁切換弁９
３の一次側ポートに接続されており、この電磁切換弁９
３の二次側ポートがライン９６を介して上記エア導入パ
イプ８４に接続されている。この電磁切換弁９３は、図
の中央位置で、ライン９２ａ，９２ｂの双方をブロック
し、左位置でライン９２ｂをライン９６に接続し、右位
置でライン９２ａをライン９６に接続するように構成さ
れている。また、ライン９２ｃにおいて上記減圧弁９４
ｂよりも下流側の位置及びライン９６にはそれぞれチェ
ック弁９５，９８が設けられている。

【００３５】従って、上記電磁切換弁９３を図の中央位
置に切換えることにより、上記トルクシリンダ７２内の
圧力は減圧弁９４ｃの設定圧と同等となり、同様に、上
記電磁切換弁９３を図の左位置に切換えることにより、
上記トルクシリンダ７２内の圧力が減圧弁９４ｂの設定
圧と同等、上記電磁切換弁９３を図の中央位置に切換え
ることにより、上記トルクシリンダ７２内の圧力が減圧
弁９４ａの設定圧と同等となる。すなわち、上記各減圧
弁９４ａ〜９４ｃ及び電磁切換弁９３により、トルクシ
リンダ７２内のエア圧を変化させるエア圧調節手段が構
成されている。

【００３６】前記近接スイッチ８２、送り駆動モータ４
８、回転駆動モータ４０、電磁切換弁９３等は、図６に
示すような制御装置１００に接続されている。この制御
装置１００は、後述のように、予め組み込まれたプログ
ラムに基づいて回転駆動モータ４０の回転駆動制御及び
電磁切換弁９３の切換制御を行うとともに、近接スイッ
チ８２の検出信号に基づいて、送り駆動モータ４８の駆
動制御を行うように構成されている。

【００３７】次に、この装置の作用を説明する。

【００３８】加工を行うにあたり、その前に、電磁切換
弁９３の切換によって、上記減圧弁９４ａ，９４ｂ，９
４ｃのうち工作物の被加工穴１０２（図４）の内径に適
した設定圧をもつ減圧弁を選択する。この「被加工穴１
０２の内径に適した設定圧」とは、以下に示すような作
用が得られるようなトルクシリンダ７２内のエア圧と同
等の圧力を意味する。

【００３９】加工手順としては、まず、砥石径を縮小し
た状態で全砥石２６を砥石装着筒１０とともに被加工穴
１０２内に挿入し、回転駆動モータ４０を作動させ、被
駆動筒１２を回転駆動する。この駆動力は図１に示す押
付けピン７７及びトルクピン７０を媒介として砥石装着
筒１０に伝達され、この砥石装着筒１０も回転駆動され
る。この初期状態では、砥石２６が工作物内周面と接触
せずに空転しており、その必要駆動トルクは小さいの
で、押付けピン７７がトルクピン７０から受ける反力よ
りもスプリング８３の弾発力及びトルクシリンダ７２内
のエア圧による押付け力の方がまさっており、従って上
記トルクピン７０は、図１実線に示すように、挿入穴１
２ａにおいて上記押付けピン７７と反対側の側壁に押付
けられた状態に保持されたまま回転している。

【００４０】この状態から送り駆動モータ４８を所定の
方向に作動させ、外筒４４を被駆動軸１２の周囲で回転
させると、上記外筒４４内に螺合挿入されているねじ筒
５４が外筒４４に対して下降し、これと連動してロッド
１４も被駆動軸１２内を下降する。この下降に伴い、ロ
ッド１４先端のテーパー状の押出し部２０が各砥石装着
板２４及びこれに装着された砥石２６を径方向外側に押
出し、これによって砥石径が次第に拡大される。

【００４１】このように砥石径が拡大するうち、各砥石
２６が被加工穴１０２の内周面に接触すると、この接触
に起因する摩擦抵抗により、砥石装着筒１０を回転させ
るための必要駆動トルクが急激に増大する。このトルク
の増大に伴い、砥石装着筒１０は被駆動筒１２に対して
回転駆動方向と逆の方向に相対的に回転変位することと
なり、このため、押付けピン７７及びピストン７６はス
プリング８３及びシリンダ内エア圧による付勢力に抗し
てトルクピン７０により蓋７４に向かって押し返される
（図１二点鎖線参照）。これと連動して突出ピン８０が
突出方向に変位することにより、その突出量が増大し、
近接スイッチ８２との距離が小さくなる（図１右上参
照）。これにより、近接スイッチ８２はオフからオンに
切換えられる。

【００４２】この時点で、制御装置１００は、砥石２６
が工作物内周面に実際に接触したとして、送り駆動モー
タ４８による送り速度をそれ迄の砥石接触用速度からこ
れよりも低速の加工用速度に下げる。その後は、この加
工用速度で漸次砥石径を拡径しながら、ホーニング加工
を進める。

【００４３】以上のように、この装置では、砥石装着筒
１０と被駆動筒１２との間にトルクピン７０を介在さ
せ、このトルクピン７０を媒介として両筒１０，１２間
のトルク伝達を行う一方、いずれかの減圧弁９４ａ〜９
４ｃによりトルクシリンダ７２内のエア圧を適当な圧力
に保っておき、砥石２６が工作物に接触していない状態
では突出ピン８０の突出量を小さく保ち、砥石２６が工
作物に接触した時には、その時発生するトルクの増大に
起因して発生する両筒１０，１２の相対回転角度を上記
突出ピン８０の突出量に変換し、この突出量を近接スイ
ッチ８２で検出するようにしたものであるので、図７に
示すような従来装置のように、トルク検出部と砥石装着
部との間に大きな減速比をもつ減速機構等が介在せず、
砥石装着筒１０に発生するトルクの増大を直接検出する
ことができる。従って、砥石２６が被加工穴１０２の内
周面に接触するまでの砥石径を拡大する早い速度（送り
速度）を特に小さくしなくても、ほとんど時間遅れを生
ずることなく、迅速かつ正確に、砥石２６の接触状態を
検出することができる。このため、砥石２６が工作物内
周面に過度に食い込むことを防ぎ、この食い込みに伴う
加工精度の低下や砥石２６の寿命短縮といった不都合を
未然に防ぐとともに、砥石径の拡大を開始してから砥石
２６を工作物に接触させるまでの時間を短縮することが
できる。

【００４４】次の表１は、砥石寿命、検知所要時間（砥
石径拡大開始から砥石接触を検知するまでの時間）、及
び加工誤差の各項目について従来装置と本実施例装置と
を比較した結果を示したものである。この表に示すよう
に、本実施例装置によれば、従来装置に比べ砥石１セッ
ト当たりの工作物加工可能個数を約３倍に増やすことが
でき、しかも、加工誤差は約１／３まで削減することが
できる。また、検知所要時間も２〜３秒短縮することが
でき、従って、従来サイクルタイムを１５秒とすると、
このサイクルタイムを約８０％まで縮めることができ
る。

【００４５】

【表１】

【００４６】さらに、この装置では、図５に示すエア導
入回路に、互いに異なる設定圧をもつ複数の減圧弁９４
ａ〜９４ｃを設け、これらの減圧弁９４ａ〜９４ｃの中
から、工作物の被加工穴１０２の径に対応して有効に作
用する減圧弁を電磁切換弁９３により任意選択できるよ
うにしているので、工作物の被加工穴の内径が異なって
も、同一の近接スイッチ８２で砥石２６の接触時点を正
確に検出することができる。すなわち、上記工作物の加
工径寸法の変更によって被加工穴の内径が変化すると、
その内周面に砥石２６が接触したときの駆動トルクも必
然的に変化し、トルクピン７０が押付けピン７８及びピ
ストン７６を蓋７４側に押し返す力も変化することにな
るが、このトルクに応じてトルクシリンダ７２内のエア
圧を増減させ、砥石接触時点における突出ピン８０の突
出量を常に同一に保持することにより、同一の近接スイ
ッチ８２で不都合なく砥石接触状態を検出することがで
きるのである。

【００４７】なお、本発明はこのような実施例に限定さ
れるものでなく、例として次のような態様をとることも
可能である。

【００４８】(1) 上記実施例では、径方向内側に砥石装
着筒１０を、外側に被駆動筒１２をそれぞれ配したもの
を示したが、逆に、径方向外側に砥石装着筒１０を、内
側に被駆動筒１２を配するようにしてもよい。この場合
には、砥石装着筒１０側に上記挿入穴１２ａ及びトルク
シリンダ７２と同様の挿入穴及びトルクシリンダを設
け、この砥石装着筒１０の外周面から突出ピン８０を突
出させるようにすればよい。

【００４９】(2) 上記実施例では、２本のトルクピン７
０を用いたものを示したが、本発明における回転駆動伝
達部材の個数は特に問わず、適宜設定すればよい。

【００５０】(3) 上記実施例では、複数の減圧弁９４ａ
〜９４ｃ及び電磁切換弁９３によってトルクシリンダ７
２内のエア圧を調節するものを示したが、これらに代
え、エア供給源９０とエア導入パイプ８４との間に可変
減圧弁を配するようにしてもよい。このような構成にす
れば、工作物の被加工穴の内径が多数にわたる場合で
も、これに応じて上記可変減圧弁の設定圧を調節するこ
とにより、単一の装置で不都合なく接触検出を行うこと
ができる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように本発明は、ツールヘッド
を、互いに相対回転する砥石装着部材と被駆動部材とに
分割し、その相対回転を規制しながら砥石装着部材を被
駆動部材に対してその回転駆動方向と同方向に付勢し、
砥石が工作物内周面に接触したときの被駆動部材に対す
る砥石装着部材の相対回転から砥石接触を検出するよう
にしたものであるので、従来のように送り駆動モータの
駆動トルクを監視する装置に比べ、砥石装着部材に発生
するトルクから砥石接触状態をより直接的に、すなわち
より迅速かつ正確に検出することができる。これによ
り、工作物に対する砥石の過度の食い込みを防ぐことが
でき、砥石寿命の延長及び加工精度の向上を図ることが
できる効果がある。また、接触検出の時間遅れが短いこ
とから、砥石が接触するまでの砥石径拡大速度を下げる
ことなく正確な接触検出を行うことができるので、砥石
を接触させるまでの時間を大幅に短縮することができ、
ひいてはサイクルタイムの短縮を図ることができる効果
がある。

【００５２】しかも、上記砥石装着部材と被駆動部材と
の間のトルク伝達をピストン、押付け部材、及び回転駆
動伝達部材を媒介として行い、両部材間の相対回転を上
記ピストンに連なる突出部材の突出量に変換し、この突
出量に基づいて砥石接触検出を行うようにしたものであ
るので、砥石装着部材や被駆動部材が高速で回転してい
る最中にも、複雑な構造を用いずに接触検出を良好に行
うことができる効果がある。

【００５３】さらに、請求項２記載の装置では、上記ピ
ストンを回転駆動伝達部材側に押圧する手段として、こ
のピストンを収納するシリンダ内にエアを圧入する手段
を備えるとともに、このエア圧を変化させるためのエア
圧調節手段を備えたものであるので、工作物の被加工穴
の穴径が異なる場合、すなわち、その内周面に砥石が接
触した時の必要駆動トルクが異なる場合にも、そのトル
クに応じて上記シリンダ内のエア圧を調節することによ
り、砥石接触時の突出部材の突出量を常に一定に保つこ
とができ、単一の装置で不都合なく砥石接触検出を行う
ことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図２】本発明の一実施例におけるツールヘッドの下半
部を示す断面正面図である。

【図３】上記ツールヘッドの上半部を示す断面正面図で
ある。

【図４】上記ツールヘッドの底面図である。

【図５】上記ツールヘッドに接続されるエア導入回路の
回路図である。

【図６】上記ツールヘッドを備えたホーニング盤に設置
される制御装置の入出力関係を示すブロック図である。

【図７】従来のホーニング盤における砥石径拡縮機構の
一例を示す一部断面正面図である。

【符号の説明】

１０ 砥石装着筒 １２ 被駆動筒 １２ａ 挿入穴 １４ ロッド（砥石径拡縮手段を構成） ２６ 砥石 ４８ 送り駆動モータ（砥石径拡縮手段を構成） ７０ トルクピン（回転駆動伝達部材） ７２ トルクシリンダ（シリンダ） ７６ ピストン ７８ 押付けピン（押付け部材） ８０ 突出ピン（突出部材） ８２ 近接スイッチ（突出量検出手段） ９０ エア供給源（エア圧入手段） ９３ 電磁切換弁（エア圧調節手段を構成） ９４ａ，９４ｂ，９４ｃ 減圧弁（エア圧調節手段を構
成）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の砥石が周方向に並んだ状態で径方
   向に移動可能に装着され、全体が回転駆動されるツール
   ヘッドと、各砥石を径方向に移動させる砥石径拡縮手段
   とを備えたホーニング盤において、上記砥石が砥石径拡
   大中に工作物内周面に接触したことを検出するための砥
   石接触検出装置であって、上記ツールヘッドを、上記砥
   石が装着される砥石装着部材と、この砥石装着部材の径
   方向内側または外側に重なった状態で砥石装着部材に対
   して相対回転可能に連結され、回転駆動力を受ける被駆
   動部材とで構成するとともに、これら砥石装着部材と被
   駆動部材の相対回転を一定の範囲内に規制する相対回転
   規制手段と、上記砥石装着部材を被駆動部材に対してそ
   の回転駆動方向と同方向に付勢する付勢手段と、上記被
   駆動部材に対してその回転駆動方向と逆方向に砥石装着
   部材が相対的に所定角度ほど回転変位したことを検出す
   る相対回転検出手段とを備え、上記相対回転規制手段
   を、上記砥石装着部材、被駆動部材のうち径方向内側に
   配された部材の側壁にこの側壁から径方向外側に突出す
   る状態で装着された回転駆動伝達部材と、径方向外側に
   配された部材に形成され、上記回転駆動伝達部材よりも
   周方向寸法が大きく、この回転駆動伝達部材が挿入され
   る挿入穴とで構成し、上記付勢手段を、上記砥石装着部
   材、被駆動部材のうち径方向外側に配された部材の側壁
   に形成されたシリンダと、このシリンダ内にツールヘッ
   ドの回転周方向と略等しい方向に移動可能に収容された
   ピストンと、このピストンを上記回転駆動伝達部材に近
   づく方向に押付けるピストン押圧手段と、上記ピストン
   に連結され、このピストンが上記回転駆動伝達部材に近
   づく方向へ移動するのに伴ってこの回転駆動伝達部材を
   ツールヘッドの回転駆動方向と逆の方向に押付ける押付
   け部材とで構成し、上記相対回転検出手段を、上記ピス
   トンにこれと一体に移動するように連結され、その端部
   がツールヘッドの外周面から突出する位置に配された突
   出部材と、この突出部材が所定の突出量に達したことを
   検出する突出量検出手段とで構成したことを特徴とする
   ホーニング盤の砥石接触検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のホーニング盤の砥石接触
   検出装置において、上記ピストン押圧手段として、上記
   シリンダ内においてピストンよりも回転駆動伝達部材か
   ら遠い側の空間にエアを圧入するエア圧入手段と、この
   エア圧入手段と上記シリンダとの間に設けられ、上記シ
   リンダ内に圧入されるエアの圧力を変化させるエア圧調
   節手段とを備えたことを特徴とするホーニング盤の砥石
   接触検出装置。