JP3558173B2 - ホーニング加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種ノズルなどに使用される貫通孔付き部材の当該貫通孔内周面を所定の内径に研削仕上げするためのホーニング加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のホーニング加工装置として、特開平１−２５７５６２号公報に記載されているように、ワークセット位置の両側に略同心状に配置され且つ当該ワークセット位置に固定されたワークの被加工孔の軸芯方向に往復移動可能な一対の軸杆を備え、一方の軸杆には、その先端外側に研削作用部が形成されるとともに、先端内側には拡径用被作用面が形成され、他方の軸杆の先端部には、一方の軸杆に対する相対的接近摺接移動により当該一方の軸杆の拡径用被作用面に作用して当該一方の軸杆の研削作用部の回転半径を漸増させる拡径用作用面が形成されて成るホーニング加工装置が知られている。
【０００３】
さらに詳述すれば、一方の軸杆は、その先端部がワークセット位置にセットされるワークの被加工孔内に嵌合する位置に配設されており、当該一方の軸杆の先端部にワークを外嵌させるように当該ワークをワークセット位置にセットし、退避位置で待機している他方の軸杆をシリンダユニットなどによりその先端部がワークの被加工孔に内嵌する作用位置まで移動させた後、両軸杆を同一方向に同一速度で回転駆動させる回転駆動作用と、両軸杆をその軸芯方向に往復移動させる往復動作用と、両軸杆を互いに相対的接近移動させて研削作用部の回転半径を漸増させる拡径作用とを同時に行わせて、ワークの被加工孔の内周面を研削仕上げするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のホーニング加工装置では、前記のように一方の軸杆は、その先端部がワークセット位置にセットされるワークの被加工孔内に嵌合する位置に配設されているのであるから、ワークをワークセット位置にセットするとき、あるいは加工済みのワークを取り外すとき、当該ワークを軸杆移動経路の方向に移動させる動作と軸杆移動経路に対し直角方向に移動させる動作とが必要になり、ワークのローデング及びアンローデングが容易でないばかりでなく、特に内径の非常に小さなワークの場合、当該ワークのローデングに際してワークの端面を軸杆の先端に衝突させて微小径の軸杆先端を損傷させる恐れもあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解消することのできる新しいホーニング加工装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成上の特徴を後述する実施例の参照符号を付して示すと、ワークセット位置（Ｐ） の両側に略同心状に配置され且つ当該ワークセット位置（Ｐ） に位置決めされたワーク（Ｗ） の被加工孔（ＷＨ）の軸芯方向に往復移動可能な一対の軸杆（９０，９１） と、第一〜第四駆動手段（１０，１５，２７，６０） とを有し、一方の軸杆（９０）は、その先端外側に研削作用部（９２）を有するとともに、先端内側には拡径用被作用面（９３）を有し、他方の軸杆（９１）は、一方の軸杆（９０）に対する相対的接近摺接移動により当該一方の軸杆（９０）の拡径用被作用面（９３）に作用して当該一方の軸杆（９０）の研削作用部（９２）の回転半径を漸増させる拡径用作用面（９４）を先端部に有し、第一駆動手段（１０）は、両軸杆（９０，９１） を互いに略対称に接近離間移動させて、両軸杆（９０，９１） の先端部（９０ａ，９１ａ） をワークの被加工孔（ＷＨ）から離脱した退避位置とワークの被加工孔（ＷＨ）内に進入した作用位置とに切り換え、第二駆動手段（１５）は、両軸杆（９０，９１） を一体に往復移動させて、両軸杆（９０，９１） の先端部（９０ａ，９１ａ） をワークの被加工孔（ＷＨ）内で一体に往復移動させ、第三駆動手段（２７）は、作用位置にある両軸杆（９０，９１） をさらに相対的に接近移動させて、両軸杆（９０，９１） の拡径用被作用面（９３）と拡径用作用面（９４）との摺接作用により一方の軸杆（９０）の研削作用部（９２）の回転半径を漸増させ、第四駆動手段（６０）は、両軸杆（９０，９１） を同一方向に同一速度で回転駆動する点に特徴を有する。
【０００７】
上記の本発明装置を実施するに際して、各軸杆（９０，９１） を回転可能に支承する一対の両側可動体（６，７） と、この両側可動体の中間で軸杆移動方向に往復移動可能な中央可動体（４） とを設け、第一駆動手段（１０）は、中央可動体（４） と両側可動体（６，７） とを各別に連結する２つのシリンダユニット（１１，１２） から構成し、第二駆動手段（１５）は、中央可動体（４） に連動連結されたモータ駆動のクランク機構（１７）から構成することができる。さらに、第三駆動手段（２７）は、両軸杆（９０，９１） が作用位置に達したときに両側可動体（６，７） の一方を受け止める可動ストッパー（４０，４１） と、この可動ストッパー（４０，４１） を軸杆移動方向に移動させるモータ駆動のねじ送り機構（２８，２９） とから構成し、可動ストッパー（４０，４１） の逃げ移動に伴い一方のシリンダユニット（１２）の付勢力で両側可動体（６，７） の一方が中央可動体（４） 側へ移動するように構成することができる。
【０００８】
また、前記のように各軸杆（９０，９１） を回転可能に支承する一対の両側可動体（６，７） を設け、第四駆動手段（６０）は、軸杆移動方向と平行なモータ駆動の１本の回転軸（６１）と、この回転軸（６１）に軸芯方向相対移動のみ可能に嵌合し且つ両側可動体（６，７） の夫々に回転のみ可能に支承された受動体（６７，６８） と、両側可動体（６，７） の夫々に回転のみ可能に支承された軸杆駆動用主軸（７１，７２） と、同一可動体に支承されている受動体（６７，６８） と主軸（７１，７２） とを互いに連動連結させる回転伝達具（６２，６３） とから構成することができる。
【０００９】
さらに、両軸杆（９０，９１） をその移動方向に振動させる第五駆動手段（７７）を併設することができる。この場合、前記のように各軸杆（９０，９１） を回転可能に支承する一対の両側可動体（６，７） と、この両側可動体の中間で軸杆移動方向に往復移動可能な中央可動体（４） とを設け、第一駆動手段（１０）は、中央可動体（４） と両側可動体（６，７） とを各別に連結する２つのシリンダユニット（１１，１２） から構成するとともに、第二駆動手段（１５）は、中央可動体（４） に連動連結されたモータ駆動のクランク機構（１７）から構成し、第五駆動手段（７７）は、前記クランク機構（１７）のクランク軸（２０）を支承する軸受ユニット（１９）を軸杆移動方向に振動させるものとすることができる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の好適実施例を添付図に基づいて説明すると、図１及び図２において、１はスライドガイド手段であって、一対の固定部材２ａ，２ｂと、この一対の固定部材２ａ，２ｂ間に水平で互いに平行に架設された２本のガイドロッド３ａ，３ｂとから構成されている。４は中央可動体であって、２本のガイドロッド３ａ，３ｂに摺動可能に外嵌するガイドブロック５ａ，５ｂを備えている。６，７は中央可動体４の左右両側に配置された一対の両側可動体であって、夫々２本のガイドロッド３ａ，３ｂに摺動可能に外嵌するガイドブロック８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂを備えている。
【００１１】
１０は第一駆動手段であって、２つのシリンダユニット１１，１２から構成されている。これら各シリンダユニット１１，１２のシリンダ本体１３ａ，１４ａは中央可動体４の左右両側に背中合わせに結合され、ピストンロッド１３ｂ，１４ｂは両側可動体６，７に結合されている。従って、両シリンダユニット１１，１２を同時に伸縮作動させて、両側可動体６，７を中央可動体４側へ接近移動させたり、逆に離間移動させることができる。図１は、両側可動体６，７を中央可動体４に対し行程限まで離間移動させた状態を示している。
【００１２】
１５は第二駆動手段であって、往復動ロッド１６を介して中央可動体４に連動連結されたクランク機構１７を有する。往復動ロッド１６は、ガイドロッド３ａ，３ｂと平行で、一方の可動体６とその外側の固定部材２ａとを貫通するとともにガイドブロック１８に支承され、内端が中央可動体４の略中央位置に結合されている。クランク機構１７は、図１及び図３に示すように、軸受ユニット１９に支承されたクランク軸２０と、このクランク軸２０の外端に取り付けられた回転体２１と、この回転体２１に半径方向位置調整可能に支持されたクランクピン２２と、このクランクピン２２と往復動ロッド１６の外端とを連結するクランクロッド２３とを有し、クランク軸２０は、プーリ２４ａ，２４ｂとベルト２５とを介してモータ２６に連動連結されている。
【００１３】
従って、モータ２６によりクランク軸２０を回転駆動し、クランクロッド２３を介して往復動ロッド１６を往復移動させることにより、中央可動体４と両側可動体６，７とを一体にガイドロッド３ａ，３ｂと平行な方向に往復移動させることができる。このときの往復動ストロークは、クランク軸２０に対するクランクピン２２の偏心量の２倍であるから、当該クランクピン２２の偏心量を変えることにより、両側可動体６，７の往復動ストロークを調整することができる。
【００１４】
２７は第三駆動手段であって、２つのねじ送り機構２８，２９と、これら両ねじ送り機構２８，２９を駆動するパルスモータ３０とを有する。各ねじ送り機構２８，２９は、図１、図２、図４及び図５に示すように、ねじ孔３１を有する部材３２，３３が内端に結合されるとともに中間位置にストッパー３４，３５を有する固定ロッド３６，３７と、前記ねじ孔３１に螺合する螺軸部３８，３９が内端に形成されるとともに中間位置にストッパー４０，４１を有する可動ロッド４２，４３とから構成されている。
【００１５】
しかして、各ねじ送り機構２８，２９の固定ロッド３６，３７は、ねじ孔付き部材３２，３３において、中央可動体４の両端近傍位置にガイドロッド３ａ，３ｂと平行に固着され、ストッパー３４，３５より外端側の部分において、一方の可動体６に取り付けられたガイドブロック４４，４５を貫通している。また、各ねじ送り機構２８，２９の可動ロッド４２，４３は、ストッパー４０，４１より外端側の部分において、他方の可動体７に取り付けられたガイドブロック４６，４７を貫通している。
【００１６】
各ねじ送り機構２８，２９の可動ロッド４２，４３側のストッパー４０，４１には、その内側に歯輪４８，４９が取り付けられ、これら両歯輪４８，４９間に掛張されたチェン５０により両可動ロッド４２，４３が互いに連動連結されている。そして一方の可動ロッド４２には、歯輪４８の内側にさらに歯輪５１が取り付けられ、当該歯輪５１とパルスモータ３０の出力軸３０ａに取り付けられた歯輪５２とにチェン５３が掛張されている。パルスモータ３０は、可動体７と一体に移動する架台５４上に搭載されている。この架台５４は、可動体７に固定されているスライドガイド９ａに結合されるとともに、ガイドロッド３ａに支持されるスライドガイド５５と、可動ロッド４２を回転可能に支承する軸受ユニット５６とを備えている。
【００１７】
図２に示すように、固定ロッド３６，３７側のストッパー３４，３５は、シリンダユニット１１によって内方へ移動せしめられる可動体６を、ガイドブロック４４，４５との当接により所定位置で停止させ、可動ロッド４２，４３側のストッパー４０，４１は、シリンダユニット１２によって内方へ移動せしめられる可動体７を、ガイドブロック４６，４７との当接により所定位置で停止させるものであるが、当該可動ロッド４２，４３側のストッパー４０，４１は、パルスモータ３０により回転駆動される可動ロッド４２，４３と一体に回転しているので、この可動ロッド４２，４３の回転を阻害しないように、図５Ｂに示すように、ガイドブロック４６，４７の内端から突出するブッシュ５７をストッパー４０，４１に内装したスラストベアリング５８により受け止めるように構成している。
【００１８】
図２に示すように、第一駆動手段１０のシリンダユニット１１，１２により両側可動体６，７をストッパー３４，３５及び４０，４１により制止される行程限まで接近移動させた状態において、第三駆動手段２７の各ねじ送り機構２８，２９の可動ロッド４２，４３をパルスモータ３０により正転駆動させることにより、中央可動体４に固定されている固定ロッド３６，３７側の雌ねじ孔３１と螺軸部３８，３９との螺嵌により可動ロッド４２，４３が中央可動体４に接近する方向に螺進し、当該可動ロッド４２，４３と一体のストッパー４０，４１にシリンダユニット１２の付勢力で当接している可動体７が、当該ストッパー４０，４１の移動に伴って中央可動体４に接近する方向に移動することになる。このときの可動体７の移動速度は、パルスモータ３０の回転速度とねじ送り機構２８，２９におけるねじ嵌合部（雌ねじ孔３１及び螺軸部３８，３９）のねじピッチによって決まる。可動体７を元の位置まで後退移動させるときは、各ねじ送り機構２８，２９の可動ロッド４２，４３をパルスモータ３０により逆転駆動すれば良い。
【００１９】
６０は第四駆動手段であって、１本の回転軸６１と２つの回転伝達具６２，６３、及びモータ６４から構成されている。回転軸６１は、スライドガイド手段１の一対の固定部材２ａ，２ｂ間にガイドロッド３ａ，３ｂと平行に支承されて、中央可動体４と両側可動体６，７とを貫通し、その一端がプーリ６５ａ，６５ｂとベルト６６を介してモータ６４に連動連結されている。両側可動体６，７には、回転軸６１に軸芯方向相対移動のみ可能に嵌合する受動体６７，６８が回転のみ可能に支承されている。回転伝達具６２，６３は、両側可動体６，７に軸受ユニット６９，７０を介してガイドロッド３ａ，３ｂと平行で且つ同心状態に支承された主軸７１，７２と同一可動体に支承されている受動体６７，６８とを連動連結させるもので、プーリ７３ａ〜７４ｂとベルト７５，７６とから構成されている。従って、モータ６４により回転軸６１を回転駆動することにより、その回転が、第一駆動手段１０、第二駆動手段１５及び第三駆動手段２７による両側可動体６，７の移動に関係なく、受動体６７，６８と回転伝達具６２，６３とを介して各主軸７１，７２に伝達される。
【００２０】
７７は第五駆動手段である。図１及び図３に示すように、第二駆動手段１５におけるクランク軸２０を支承する軸受ユニット１９は、その下側に突設された軸受部材１９ａにおいて、クランク軸２０と平行な支軸７８によりガイドロッド３ａ，３ｂと平行な方向に揺動可能に支持されている。しかして第五駆動手段７７は、モータ７９にプーリ８０ａ，８０ｂとベルト８１を介して連動連結されたクランク軸８２と、このクランク軸８２により駆動されるクランクアーム８３とから構成され、当該クランクアーム８３が前記第二駆動手段１５の軸受ユニット１９にピン結合されている。なお、クランク軸８２に対するクランクアーム８２の偏心量は調整可能である。
【００２１】
従って、クランク軸８２に対するクランクアーム８２の偏心量を僅少値とするとともに、モータ７９によりクランク軸８２を高速回転駆動させることにより、クランクアーム８３を介して第二駆動手段１５のクランク軸２０をガイドロッド３ａ，３ｂと平行な方向に振動運動させることができる。このクランク軸２０の振動運動により、第二駆動手段１５で往復移動せしめられている可動体４，６，７がその往復移動方向と同方向に振動することになる。
【００２２】
図１及び図２に示すように、両側可動体６，７の中間位置には、各主軸７１，７２と同心状態で筒状ワークＷを位置決めするワークセット位置Ｐが設定されている。８５はワークセット位置ＰへワークＷを導入するシュートであり、８６はワークセット位置Ｐから加工済みワークＷを導出するシュートである。一方、主軸７１，７２には研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１とが同心状に相対向するように取り付けられる。図６に示すように研削加工用軸杆９０は、先端円柱状軸部の片側を斜めに切削して成る楔状先端部９０ａの外側円弧面に研削作用部（砥石用粉粒体を電着したり、砥石を接着するなどして形成される）９２を設けるとともに、内側偏平面を拡径用被作用面９３としたものである。また、拡径用軸杆９１は、研削加工用軸杆９０と同一の軸杆の楔状先端部９１ａの内側偏平面を拡径用作用面９４としたものである。
【００２３】
図１に示すように、両側可動体６，７が第一駆動手段１０のシリンダユニット１１，１２により夫々中央可動体４に対し後退限位置まで離間している状態にあるとき、各主軸７１，７２に取り付けられた研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１とは、その楔状先端部９０ａ，９１ａがワークセット位置Ｐの左右両側に適当距離離れて位置する退避位置にある。なお、両軸杆９０，９１は、両者が接近移動したときに拡径用被作用面９３と拡径用作用面９４とが互いに当接し得る向きに主軸７１，７２に取り付けられる。
【００２４】
上記のように両軸杆９０，９１が退避位置で待機している状態において、シュート８５を利用して筒状ワークＷをワークセット位置Ｐにセットしたならば、第一駆動手段１０の両シリンダユニット１１，１２により両側可動体６，７を、図２に示すようにストッパー３４，３５及び４１，４１で制止される接近限位置まで中央可動体４に対し接近移動させる。この結果、両側可動体６，７に主軸７１，７２を介して支承されている軸杆９０，９１が図６Ａに示すように互いに接近移動し、図６Ｂに示すように楔状先端部９０ａ，９１ａが夫々筒状ワークＷの被加工孔ＷＨ内に進入して、研削加工用軸杆９０の拡径用被作用面９３と拡径用軸杆９１の拡径用作用面９４とが互いに当接または接近する作用位置に達する。
【００２５】
上記のように両軸杆９０，９１を作用位置まで接近移動させたならば、第二駆動手段１５により両側可動体６，７を介して両軸杆９０，９１を一定ストロークＳで筒状ワークＷの被加工孔ＷＨの軸芯方向に往復移動させるが、このときの往復動ストロークＳは、図６Ｃ及び図６Ｄに示すように、この往復動により研削加工用軸杆９０の研削作用部９２が筒状ワークＷの被加工孔ＷＨの全域を研削し得るように前もって調整されている。第二駆動手段１５の作動と同時に、第四駆動手段６０及び第五駆動手段７７を作動させ、主軸７１，７２を回転駆動させて両軸杆９０，９１を同一方向に同一速度で回転駆動するとともに、両側可動体６，７及び主軸７１，７２を介して両軸杆９０，９１をその移動方向に所定の振幅及び振動数で振動させる。さらに第三駆動手段２７も同時に作動させ、一方の可動体７を他方の可動体６側へねじ送りさせる。
【００２６】
この結果、図６Ｃ及び図６Ｄに示すように、両軸杆９０，９１の楔状先端部９０ａ，９１ａが拡径用被作用面９３と拡径用作用面９４とにおいて互いに当接した状態で一体に回転しながらワークＷの被加工孔ＷＨ内をその軸芯方向に振動を伴って往復移動し、同時に、拡径用被作用面９３と拡径用作用面９４との軸芯方向の相対的接近摺接運動により夫々拡径方向へ平行移動することになる。従って、図７にも示すように、研削加工用軸杆９０の研削作用部９２と拡径用軸杆９１の楔状先端部９１ａの外側円弧面とがワークＷの被加工孔ＷＨの内周面に摺接する状態で、当該研削作用部９２が被加工孔ＷＨの内周面全域を、回転と軸芯方向の振動を伴う往復移動とによって研削加工することになる。
【００２７】
第三駆動手段２７による一方の可動体７（拡径用軸杆９１）のねじ送り量が設定値に達して、研削される被加工孔ＷＨの内径が所定の仕上がり寸法に達したならば、当該第三駆動手段２７のパルスモータ３０を逆転駆動して可動体７（拡径用軸杆９１）を元の位置まで戻し、両軸杆９０，９１の先端部を縮径方向に平行移動復帰させるとともに、第二駆動手段１５による両軸杆９０，９１の往復移動と第五駆動手段７７による両軸杆の振動運動とを停止し、そして第一駆動手段１０の両シリンダユニット１１，１２により両軸杆９０，９１を作用位置から退避位置に後退復帰させることにより、一連の研削工程が終了する。この後、加工済みワークＷをワークセット位置Ｐからシュート８６を介して搬出すれば良い。
【００２８】
なお、図外の垂直上下方向のシュートなどによりシュート８５上に供給されたワークＷのワークセット位置Ｐへの供給や、ワークセット位置Ｐから加工済みワークＷのシュート８６上への排出は、シュート８５の上手側に配設されたプッシャにより行わせることができる。また、ワークセット位置Ｐにセットされる筒状ワークＷは、クランプ機構により回転不能に固定しても良いが、図８に示すように当該ワークＷの軸芯の周りに回転駆動させるようにしても良い。図８に示す例では、ワークセット位置ＰにあるワークＷを支持する遊転ローラ９５と、昇降ガイドロッド９６により昇降可能に支持され且つシリンダユニット９７により昇降駆動される昇降台９８と、この昇降台９８に軸支された一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂと、昇降台９８上に搭載されたモータ１００と、このモータ１００と一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂとを連動連結するギヤ１０１，１０２ａ，１０２ｂとから構成されている。
【００２９】
シリンダユニット９７により昇降台９８を下降させて、モータ１００により同一方向に同一速度で回転駆動される一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂを遊転ローラ９５上のワークＷに圧接することにより、当該ワークＷをその軸芯の周りで摩擦回転駆動させるのであるが、このワークＷの外周面と一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂの外周面との間の摩擦力を増大させるために、例えば一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂの外周面にダイヤモンド粉粒体などを接着させておくことができる。
【００３０】
なお、本発明装置において使用する研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１は、上記実施例のものに限定されない。例えば、図９に示すように両軸杆９０，９１の楔状先端部９０ａ，９１ａにおける拡径用被作用面９３と拡径用作用面９４の中間位置夫々に軸芯と平行な面９３ａ，９４ａを形成し、研削加工用軸杆９０の楔状先端部９０ａの外側円弧面には、軸芯と平行な面９３ａの軸芯方向両端間において研削作用部９２を形成して成るものが使用できる。
【００３１】
図１０に示す研削加工用軸杆９０は、１本の線材をその軸芯位置で２分割して得た２つの断面半円形の棒状部材１０５ａ，１０５ｂを利用したもので、各棒状部材１０５ａ，１０５ｂの先端に、夫々の内側偏平面が相対向して間に楔状空隙１０６を形成するように楔状先端部１０７ａ，１０７ｂを連設し、これら両楔状先端部１０７ａ，１０７ｂの外側円弧面を研削作用部９２に加工するとともに、両棒状部材１０５ａ，１０５ｂの内端部を取付け用軸体１０８に同心状に内嵌固着して成るものである。
【００３２】
また、この研削加工用軸杆９０と組み合わせられる拡径用軸杆９１は、前記楔状空隙１０６に進入して両側の楔状先端部１０７ａ，１０７ｂを拡径方向に平行移動させる対称形の楔状先端部１０９を有する。この例では、楔状先端部１０７ａ，１０７ｂの内側偏平面が拡径被作用面９３となり、楔状先端部１０９の対称両側偏平面が拡径作用面９４となる。
【００３３】
図１１に示す研削加工用軸杆９０は半割り状先端部１１０を有し、この半割り状先端部１１０の内側偏平面には軸芯方向に沿って角溝１１１が形成され、当該半割り状先端部１１０の内側に重なる若干小径の半割り状部材１１２は、軸杆９０に外嵌してピン１１３により固着された円筒体１１４の内側に挿入された基部において、直径方向に貫通するピン１１５により当該軸杆９０に半径方向に平行移動可能に取付けられ、さらにこの半割り状部材１１２の先端側内側には、内側ほど浅くなるように底面が傾斜した角溝１１６が軸芯方向に沿って形成されるとともに、この半割り状部材１１２の外側円弧面に研削作用部９２が形成されている。
【００３４】
また、この研削加工用軸杆９０と組み合わせられる拡径用軸杆９１は、互いに重なる半割り状先端部１１０と半割り状部材１１２の両角溝１１１，１１６によって形成される角形楔状空隙内に進入して、半割り状先端部１１０に対し半割り状部材１１２を半径方向外方へ平行移動させる角形楔状先端部１１７を有する。この例では、半割り状部材１１２の角溝１１６の偏平底面が拡径被作用面９３となり、角形楔状先端部１１８の片側傾斜偏平面が拡径作用面９４となる。
【００３５】
図１２に示す研削加工用軸杆９０は、その円筒状先端部１２０の周方向複数箇所（図示例では３箇所）に軸芯方向に長いスリット状開口部１２１を設け、この各開口部１２１に遊嵌した遊動片１２２の外側面に研削作用部９２を形成するとともに、当該遊動片１２２の内側に、軸杆先端より遠ざかるほど軸芯側に突出するように傾斜したナイフエッジ状の拡径用被作用面９３を形成し、各遊動片１２２の軸杆先端側の端部外側に形成した周方向の溝１２３と、軸杆９０の円筒状先端部１２０の各開口部１２１間の周面に形成した周方向の溝１２４とにわたって弾性材製のＯリング１２５を嵌合させたものである。
【００３６】
また、この研削加工用軸杆９０と組み合わせられる拡径用軸杆９１は、前記研削加工用軸杆９０の円筒状先端部１２０の中央孔１２０ａに挿入可能な円錐状先端部１２６を有し、この円錐状先端部１２６の周面が前記各遊動片１２２の拡径用被作用面９３と同一角度で傾斜する拡径用作用面９４を形成している。従って、当該円錐状先端部１２６が研削加工用軸杆９０の円筒状先端部１２０における中央孔１２０ａに進入することにより、拡径用作用面９４が各遊動片１２２の拡径用被作用面９３を外側へ押し出し、各遊動片１２２がＯリング１２５の弾性力に抗して外側へ平行移動し、各遊動片１２２の研削作用部９２の回転半径が漸増する。
【００３７】
なお、研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１との内、何れか一方には、ワークＷの被加工孔ＷＨが所定の内径に仕上がったことを検出するためのゲージを装着することができる。例えば、図１２の仮想線で示すように、ワークＷの被加工孔ＷＨに進入する研削加工用軸杆９０の円筒状先端部１２０の手前に、外径が仕上がり寸法に設定された円筒状ゲージ１３０を軸芯方向摺動可能に外嵌し、このゲージ１３０を円筒状ゲージ１３０の方へフランジ盤１３１を介して付勢するスプリング１３２を軸杆９０に遊嵌しておく。
【００３８】
ワークＷの被加工孔ＷＨが所定の内径に仕上がるまでは、軸杆９０が第二駆動手段１５によって前進移動するとき、円筒状先端部１２０はワークＷの被加工孔ＷＨ内に進入し得るが、ゲージ１３０は被加工孔ＷＨ内に進入することができないのでワークＷの手前に残り、フランジ盤１３１を介してスプリング１３２が圧縮される。被加工孔ＷＨが仕上がり寸法まで研削されると、円筒状先端部１２０とともにゲージ１３０も被加工孔ＷＨ内に進入することになる。即ち、被加工孔ＷＨが仕上がり寸法まで研削されると、フランジ盤１３１の前進限位置がワークＷ側へ移動することになる。
【００３９】
従って、このフランジ盤１３１の前進限位置の移動を、例えばフランジ盤１３１と接触して回路が閉成する電路開閉用接点などにより検出するように構成することにより、ワークＷの被加工孔ＷＨが所定の仕上がり寸法になったことを自動的に検出させることができる。この被加工孔ＷＨが所定の内径に仕上がったことを検出する機構は、先に説明した各種の研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１との組み合わせにおいても、適用実施することができる。
【００４０】
【発明の作用及び効果】
以上のように本発明のホーニング加工装置によれば、ワークセット位置（Ｐ） の両側に略同心状に配置され且つ当該ワークセット位置（Ｐ） に位置決めされたワーク（Ｗ） の被加工孔（ＷＨ）の軸芯方向に往復移動可能な一対の軸杆（９０，９１） は、第一駆動手段（１０）によって、両軸杆（９０，９１） の先端部（９０ａ，９１ａ） がワークの被加工孔（ＷＨ）から離脱する退避位置とワークの被加工孔（ＷＨ）内に進入する作用位置とに切り換えることができるので、ワーク（Ｗ） をワークセット位置（Ｐ） にセットするとき、あるいは加工済みのワーク（Ｗ） を取り外すとき、当該ワーク（Ｗ） を軸杆移動経路に対し直角方向に移動させるだけで良く、ワークのローデング及びアンローデングを容易に行えるばかりでなく、内径の非常に小さなワークであっても、当該ワークのローデングに際してワークの端面を軸杆（９０，９１） の先端に衝突させて微小径の軸杆先端を損傷させる恐れもなくなる。
【００４１】
しかも、各軸杆(90,91) の拡径用被作用面(93)と拡径用作用面(94)とを相対的に接近移動させて研削作用部(92)の回転半径を漸増させるための第三駆動手段(27)により、両軸杆(90,91) を退避位置と作用位置との間で接近離間移動させるのではなく、専用の第一駆動手段(10)を設けているので、両軸杆(90,91) を退避位置と作用位置との間で接近離間移動させるときの移動速度を高速にして、作業のサイクルタイムを早めることができる。
さらに、両軸杆 (90,91) を互いに略対称に接近離間移動させて、両軸杆 (90,91) の先端部 (90a,91a) をワークの被加工孔 (WH) から離脱した退避位置とワークの被加工孔 (WH) 内に進入した作用位置とに切り換える第一駆動手段 (10) を２つのシリンダユニット (11,12) のみで構成することができるので、装置全体を非常にシンプル且つ安価に実施することができる。
さらにまた、作用位置にある両軸杆 (90,91) をさらに相対的に接近移動させて、両軸杆 (90,91) の拡径用被作用面 (93) と拡径用作用面 (94) との摺接作用により一方の軸杆 (90) の研削作用部 (92) の回転半径を漸増させる第三駆動手段 (27) を、一方の可動体 (7) を受け止める可動ストッパー (40,41) と、この可動ストッパー (40,41) を軸杆移動方向に移動させるモータ駆動のねじ送り機構 (28,29) と、第一駆動手段 (10) の一方のシリンダユニット (12) とを利用して構成するのであるから、両軸杆 (90,91) を夫々接近方向にねじ送りしなければならない場合よりも、装置の構成がシンプルであり、安価に実施することができる。
【００４２】
さらに請求項２に記載の構成によれば、両軸杆(90,91) を一体に往復移動させて、両軸杆(90,91) の先端部(90a,91a) をワークの被加工孔(WH)内で一体に往復移動させる第二駆動手段(15)を、１つの中央可動体(4) を往復移動させるモータ駆動のクランク機構(17)のみで構成することができるので、装置全体を非常にシンプル且つ安価に実施することができる。
【００４４】
また、請求項３に記載の構成によれば、両側可動体(6,7) に主軸を介して支承されている各軸杆(90,91) を、当該可動体(6,7) の移動に関係なく随時確実に回転駆動することができる。さらに請求項４に記載の構成によれば、第五駆動手段(77)によって両軸杆(90,91) をその移動方向に振動させることができるので、単に第三駆動手段(27)によって両軸杆(90,91) の先端部をワークの被加工孔(WH)内で往復移動させている場合と比較して、研削加工時の抵抗が小さくなり、真円度を高めて高精度のホーニング加工が可能になる。
【００４５】
上記のように第五駆動手段(77)を併用する場合、請求項５に記載のように構成すれば、単に１つの軸受ユニット(19)を振動させる手段を使用すれば良く、装置の構成を複雑化せずに安価に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置全体を示す横断平面図である。
【図２】研削加工時の状態を示す装置要部の横断平面図である。
【図３】主として第二駆動手段を示す正面図である。
【図４】第三駆動手段のモータ部を示す一部縦断正面図である。
【図５】Ａ図は第三駆動手段のねじ送り機構を示す縦断正面図であり、Ｂ図は可動ストッパーが作用状態にあるときの要部の拡大縦断正面図である。
【図６】Ａ図〜Ｄ図はホーニング加工の手順を説明する要部の一部縦断正面図である。
【図７】ホーニング加工時のワーク内での両軸杆の状態を示す縦断側面図である。
【図８】ワークセット位置でのワーク位置決め駆動手段を示す一部縦断側面図である。
【図９】両軸杆の１番目の変形例を示す側面図である。
【図１０】両軸杆の２番目の変形例を示す側面図である。
【図１１】Ａ図は両軸杆の３番目の変形例を示す一部縦断側面図であり、Ｂ図は研削加工用軸杆の先端部の拡大正面図であり、Ｃ図は拡径用軸杆の先端部の拡大正面図である。
【図１２】Ａ図は両軸杆の４番目の変形例を示す一部縦断側面図であり、Ｂ図は研削加工用軸杆の要部の拡大縦断側面図である。
【符号の説明】
３ａ ガイドロッド
３ｂ ガイドロッド
４ 中央可動体
６ 両側可動体
７ 両側可動体
１０ 第一駆動手段
１１ シリンダユニット
１２ シリンダユニット
１５ 第二駆動手段
１６ 往復動ロッド
１７ クランク機構
１９ 軸受ユニット
２０ クランク軸
２２ クランクピン
２３ クランクロッド
２６ 第二駆動手段のモータ
２７ 第三駆動手段
２８ ねじ送り機構
２９ ねじ送り機構
３０ 第三駆動手段のパルスモータ
３４ ストッパー
３５ ストッパー
３６ 固定ロッド
３７ 固定ロッド
３８ 螺軸部
３９ 螺軸部
４０ ストッパー（可動ストッパー）
４１ ストッパー（可動ストッパー）
４２ 可動ロッド
４３ 可動ロッド
６０ 第四駆動手段
６１ 回転軸
６２ 回転伝達具
６３ 回転伝達具
６４ 第四駆動手段のモータ
６７ 受動体
６８ 受動体
７１ 軸杆駆動用主軸
７２ 軸杆駆動用主軸
７７ 第五駆動手段
７９ 第五駆動手段のモータ
８２ クランク軸
８３ クランクアーム
９０ 研削加工用軸杆
９０ａ 楔状先端部
９１ａ 楔状先端部
９２ 研削作用部
９３ 拡径用被作用面
９４ 拡径用作用面
Ｗ ワーク
ＷＨ 被加工孔
【産業上の利用分野】
本発明は、各種ノズルなどに使用される貫通孔付き部材の当該貫通孔内周面を所定の内径に研削仕上げするためのホーニング加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のホーニング加工装置として、特開平１−２５７５６２号公報に記載されているように、ワークセット位置の両側に略同心状に配置され且つ当該ワークセット位置に固定されたワークの被加工孔の軸芯方向に往復移動可能な一対の軸杆を備え、一方の軸杆には、その先端外側に研削作用部が形成されるとともに、先端内側には拡径用被作用面が形成され、他方の軸杆の先端部には、一方の軸杆に対する相対的接近摺接移動により当該一方の軸杆の拡径用被作用面に作用して当該一方の軸杆の研削作用部の回転半径を漸増させる拡径用作用面が形成されて成るホーニング加工装置が知られている。
【０００３】
さらに詳述すれば、一方の軸杆は、その先端部がワークセット位置にセットされるワークの被加工孔内に嵌合する位置に配設されており、当該一方の軸杆の先端部にワークを外嵌させるように当該ワークをワークセット位置にセットし、退避位置で待機している他方の軸杆をシリンダユニットなどによりその先端部がワークの被加工孔に内嵌する作用位置まで移動させた後、両軸杆を同一方向に同一速度で回転駆動させる回転駆動作用と、両軸杆をその軸芯方向に往復移動させる往復動作用と、両軸杆を互いに相対的接近移動させて研削作用部の回転半径を漸増させる拡径作用とを同時に行わせて、ワークの被加工孔の内周面を研削仕上げするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のホーニング加工装置では、前記のように一方の軸杆は、その先端部がワークセット位置にセットされるワークの被加工孔内に嵌合する位置に配設されているのであるから、ワークをワークセット位置にセットするとき、あるいは加工済みのワークを取り外すとき、当該ワークを軸杆移動経路の方向に移動させる動作と軸杆移動経路に対し直角方向に移動させる動作とが必要になり、ワークのローデング及びアンローデングが容易でないばかりでなく、特に内径の非常に小さなワークの場合、当該ワークのローデングに際してワークの端面を軸杆の先端に衝突させて微小径の軸杆先端を損傷させる恐れもあった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解消することのできる新しいホーニング加工装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成上の特徴を後述する実施例の参照符号を付して示すと、ワークセット位置（Ｐ） の両側に略同心状に配置され且つ当該ワークセット位置（Ｐ） に位置決めされたワーク（Ｗ） の被加工孔（ＷＨ）の軸芯方向に往復移動可能な一対の軸杆（９０，９１） と、第一〜第四駆動手段（１０，１５，２７，６０） とを有し、一方の軸杆（９０）は、その先端外側に研削作用部（９２）を有するとともに、先端内側には拡径用被作用面（９３）を有し、他方の軸杆（９１）は、一方の軸杆（９０）に対する相対的接近摺接移動により当該一方の軸杆（９０）の拡径用被作用面（９３）に作用して当該一方の軸杆（９０）の研削作用部（９２）の回転半径を漸増させる拡径用作用面（９４）を先端部に有し、第一駆動手段（１０）は、両軸杆（９０，９１） を互いに略対称に接近離間移動させて、両軸杆（９０，９１） の先端部（９０ａ，９１ａ） をワークの被加工孔（ＷＨ）から離脱した退避位置とワークの被加工孔（ＷＨ）内に進入した作用位置とに切り換え、第二駆動手段（１５）は、両軸杆（９０，９１） を一体に往復移動させて、両軸杆（９０，９１） の先端部（９０ａ，９１ａ） をワークの被加工孔（ＷＨ）内で一体に往復移動させ、第三駆動手段（２７）は、作用位置にある両軸杆（９０，９１） をさらに相対的に接近移動させて、両軸杆（９０，９１） の拡径用被作用面（９３）と拡径用作用面（９４）との摺接作用により一方の軸杆（９０）の研削作用部（９２）の回転半径を漸増させ、第四駆動手段（６０）は、両軸杆（９０，９１） を同一方向に同一速度で回転駆動する点に特徴を有する。
【０００７】
上記の本発明装置を実施するに際して、各軸杆（９０，９１） を回転可能に支承する一対の両側可動体（６，７） と、この両側可動体の中間で軸杆移動方向に往復移動可能な中央可動体（４） とを設け、第一駆動手段（１０）は、中央可動体（４） と両側可動体（６，７） とを各別に連結する２つのシリンダユニット（１１，１２） から構成し、第二駆動手段（１５）は、中央可動体（４） に連動連結されたモータ駆動のクランク機構（１７）から構成することができる。さらに、第三駆動手段（２７）は、両軸杆（９０，９１） が作用位置に達したときに両側可動体（６，７） の一方を受け止める可動ストッパー（４０，４１） と、この可動ストッパー（４０，４１） を軸杆移動方向に移動させるモータ駆動のねじ送り機構（２８，２９） とから構成し、可動ストッパー（４０，４１） の逃げ移動に伴い一方のシリンダユニット（１２）の付勢力で両側可動体（６，７） の一方が中央可動体（４） 側へ移動するように構成することができる。
【０００８】
また、前記のように各軸杆（９０，９１） を回転可能に支承する一対の両側可動体（６，７） を設け、第四駆動手段（６０）は、軸杆移動方向と平行なモータ駆動の１本の回転軸（６１）と、この回転軸（６１）に軸芯方向相対移動のみ可能に嵌合し且つ両側可動体（６，７） の夫々に回転のみ可能に支承された受動体（６７，６８） と、両側可動体（６，７） の夫々に回転のみ可能に支承された軸杆駆動用主軸（７１，７２） と、同一可動体に支承されている受動体（６７，６８） と主軸（７１，７２） とを互いに連動連結させる回転伝達具（６２，６３） とから構成することができる。
【０００９】
さらに、両軸杆（９０，９１） をその移動方向に振動させる第五駆動手段（７７）を併設することができる。この場合、前記のように各軸杆（９０，９１） を回転可能に支承する一対の両側可動体（６，７） と、この両側可動体の中間で軸杆移動方向に往復移動可能な中央可動体（４） とを設け、第一駆動手段（１０）は、中央可動体（４） と両側可動体（６，７） とを各別に連結する２つのシリンダユニット（１１，１２） から構成するとともに、第二駆動手段（１５）は、中央可動体（４） に連動連結されたモータ駆動のクランク機構（１７）から構成し、第五駆動手段（７７）は、前記クランク機構（１７）のクランク軸（２０）を支承する軸受ユニット（１９）を軸杆移動方向に振動させるものとすることができる。
【００１０】
【実施例】以下に本発明の好適実施例を添付図に基づいて説明すると、図１及び図２において、１はスライドガイド手段であって、一対の固定部材２ａ，２ｂと、この一対の固定部材２ａ，２ｂ間に水平で互いに平行に架設された２本のガイドロッド３ａ，３ｂとから構成されている。４は中央可動体であって、２本のガイドロッド３ａ，３ｂに摺動可能に外嵌するガイドブロック５ａ，５ｂを備えている。６，７は中央可動体４の左右両側に配置された一対の両側可動体であって、夫々２本のガイドロッド３ａ，３ｂに摺動可能に外嵌するガイドブロック８ａ，８ｂ及び９ａ，９ｂを備えている。
【００１１】
１０は第一駆動手段であって、２つのシリンダユニット１１，１２から構成されている。これら各シリンダユニット１１，１２のシリンダ本体１３ａ，１４ａは中央可動体４の左右両側に背中合わせに結合され、ピストンロッド１３ｂ，１４ｂは両側可動体６，７に結合されている。従って、両シリンダユニット１１，１２を同時に伸縮作動させて、両側可動体６，７を中央可動体４側へ接近移動させたり、逆に離間移動させることができる。図１は、両側可動体６，７を中央可動体４に対し行程限まで離間移動させた状態を示している。
【００１２】
１５は第二駆動手段であって、往復動ロッド１６を介して中央可動体４に連動連結されたクランク機構１７を有する。往復動ロッド１６は、ガイドロッド３ａ，３ｂと平行で、一方の可動体６とその外側の固定部材２ａとを貫通するとともにガイドブロック１８に支承され、内端が中央可動体４の略中央位置に結合されている。クランク機構１７は、図１及び図３に示すように、軸受ユニット１９に支承されたクランク軸２０と、このクランク軸２０の外端に取り付けられた回転体２１と、この回転体２１に半径方向位置調整可能に支持されたクランクピン２２と、このクランクピン２２と往復動ロッド１６の外端とを連結するクランクロッド２３とを有し、クランク軸２０は、プーリ２４ａ，２４ｂとベルト２５とを介してモータ２６に連動連結されている。
【００１３】
従って、モータ２６によりクランク軸２０を回転駆動し、クランクロッド２３を介して往復動ロッド１６を往復移動させることにより、中央可動体４と両側可動体６，７とを一体にガイドロッド３ａ，３ｂと平行な方向に往復移動させることができる。このときの往復動ストロークは、クランク軸２０に対するクランクピン２２の偏心量の２倍であるから、当該クランクピン２２の偏心量を変えることにより、両側可動体６，７の往復動ストロークを調整することができる。
【００１４】
２７は第三駆動手段であって、２つのねじ送り機構２８，２９と、これら両ねじ送り機構２８，２９を駆動するパルスモータ３０とを有する。各ねじ送り機構２８，２９は、図１、図２、図４及び図５に示すように、ねじ孔３１を有する部材３２，３３が内端に結合されるとともに中間位置にストッパー３４，３５を有する固定ロッド３６，３７と、前記ねじ孔３１に螺合する螺軸部３８，３９が内端に形成されるとともに中間位置にストッパー４０，４１を有する可動ロッド４２，４３とから構成されている。
【００１５】
しかして、各ねじ送り機構２８，２９の固定ロッド３６，３７は、ねじ孔付き部材３２，３３において、中央可動体４の両端近傍位置にガイドロッド３ａ，３ｂと平行に固着され、ストッパー３４，３５より外端側の部分において、一方の可動体６に取り付けられたガイドブロック４４，４５を貫通している。また、各ねじ送り機構２８，２９の可動ロッド４２，４３は、ストッパー４０，４１より外端側の部分において、他方の可動体７に取り付けられたガイドブロック４６，４７を貫通している。
【００１６】
各ねじ送り機構２８，２９の可動ロッド４２，４３側のストッパー４０，４１には、その内側に歯輪４８，４９が取り付けられ、これら両歯輪４８，４９間に掛張されたチェン５０により両可動ロッド４２，４３が互いに連動連結されている。そして一方の可動ロッド４２には、歯輪４８の内側にさらに歯輪５１が取り付けられ、当該歯輪５１とパルスモータ３０の出力軸３０ａに取り付けられた歯輪５２とにチェン５３が掛張されている。パルスモータ３０は、可動体７と一体に移動する架台５４上に搭載されている。この架台５４は、可動体７に固定されているスライドガイド９ａに結合されるとともに、ガイドロッド３ａに支持されるスライドガイド５５と、可動ロッド４２を回転可能に支承する軸受ユニット５６とを備えている。
【００１７】
図２に示すように、固定ロッド３６，３７側のストッパー３４，３５は、シリンダユニット１１によって内方へ移動せしめられる可動体６を、ガイドブロック４４，４５との当接により所定位置で停止させ、可動ロッド４２，４３側のストッパー４０，４１は、シリンダユニット１２によって内方へ移動せしめられる可動体７を、ガイドブロック４６，４７との当接により所定位置で停止させるものであるが、当該可動ロッド４２，４３側のストッパー４０，４１は、パルスモータ３０により回転駆動される可動ロッド４２，４３と一体に回転しているので、この可動ロッド４２，４３の回転を阻害しないように、図５Ｂに示すように、ガイドブロック４６，４７の内端から突出するブッシュ５７をストッパー４０，４１に内装したスラストベアリング５８により受け止めるように構成している。
【００１８】
図２に示すように、第一駆動手段１０のシリンダユニット１１，１２により両側可動体６，７をストッパー３４，３５及び４０，４１により制止される行程限まで接近移動させた状態において、第三駆動手段２７の各ねじ送り機構２８，２９の可動ロッド４２，４３をパルスモータ３０により正転駆動させることにより、中央可動体４に固定されている固定ロッド３６，３７側の雌ねじ孔３１と螺軸部３８，３９との螺嵌により可動ロッド４２，４３が中央可動体４に接近する方向に螺進し、当該可動ロッド４２，４３と一体のストッパー４０，４１にシリンダユニット１２の付勢力で当接している可動体７が、当該ストッパー４０，４１の移動に伴って中央可動体４に接近する方向に移動することになる。このときの可動体７の移動速度は、パルスモータ３０の回転速度とねじ送り機構２８，２９におけるねじ嵌合部（雌ねじ孔３１及び螺軸部３８，３９）のねじピッチによって決まる。可動体７を元の位置まで後退移動させるときは、各ねじ送り機構２８，２９の可動ロッド４２，４３をパルスモータ３０により逆転駆動すれば良い。
【００１９】
６０は第四駆動手段であって、１本の回転軸６１と２つの回転伝達具６２，６３、及びモータ６４から構成されている。回転軸６１は、スライドガイド手段１の一対の固定部材２ａ，２ｂ間にガイドロッド３ａ，３ｂと平行に支承されて、中央可動体４と両側可動体６，７とを貫通し、その一端がプーリ６５ａ，６５ｂとベルト６６を介してモータ６４に連動連結されている。両側可動体６，７には、回転軸６１に軸芯方向相対移動のみ可能に嵌合する受動体６７，６８が回転のみ可能に支承されている。回転伝達具６２，６３は、両側可動体６，７に軸受ユニット６９，７０を介してガイドロッド３ａ，３ｂと平行で且つ同心状態に支承された主軸７１，７２と同一可動体に支承されている受動体６７，６８とを連動連結させるもので、プーリ７３ａ〜７４ｂとベルト７５，７６とから構成されている。従って、モータ６４により回転軸６１を回転駆動することにより、その回転が、第一駆動手段１０、第二駆動手段１５及び第三駆動手段２７による両側可動体６，７の移動に関係なく、受動体６７，６８と回転伝達具６２，６３とを介して各主軸７１，７２に伝達される。
【００２０】
７７は第五駆動手段である。図１及び図３に示すように、第二駆動手段１５におけるクランク軸２０を支承する軸受ユニット１９は、その下側に突設された軸受部材１９ａにおいて、クランク軸２０と平行な支軸７８によりガイドロッド３ａ，３ｂと平行な方向に揺動可能に支持されている。しかして第五駆動手段７７は、モータ７９にプーリ８０ａ，８０ｂとベルト８１を介して連動連結されたクランク軸８２と、このクランク軸８２により駆動されるクランクアーム８３とから構成され、当該クランクアーム８３が前記第二駆動手段１５の軸受ユニット１９にピン結合されている。なお、クランク軸８２に対するクランクアーム８２の偏心量は調整可能である。
【００２１】
従って、クランク軸８２に対するクランクアーム８２の偏心量を僅少値とするとともに、モータ７９によりクランク軸８２を高速回転駆動させることにより、クランクアーム８３を介して第二駆動手段１５のクランク軸２０をガイドロッド３ａ，３ｂと平行な方向に振動運動させることができる。このクランク軸２０の振動運動により、第二駆動手段１５で往復移動せしめられている可動体４，６，７がその往復移動方向と同方向に振動することになる。
【００２２】
図１及び図２に示すように、両側可動体６，７の中間位置には、各主軸７１，７２と同心状態で筒状ワークＷを位置決めするワークセット位置Ｐが設定されている。８５はワークセット位置ＰへワークＷを導入するシュートであり、８６はワークセット位置Ｐから加工済みワークＷを導出するシュートである。一方、主軸７１，７２には研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１とが同心状に相対向するように取り付けられる。図６に示すように研削加工用軸杆９０は、先端円柱状軸部の片側を斜めに切削して成る楔状先端部９０ａの外側円弧面に研削作用部（砥石用粉粒体を電着したり、砥石を接着するなどして形成される）９２を設けるとともに、内側偏平面を拡径用被作用面９３としたものである。また、拡径用軸杆９１は、研削加工用軸杆９０と同一の軸杆の楔状先端部９１ａの内側偏平面を拡径用作用面９４としたものである。
【００２３】
図１に示すように、両側可動体６，７が第一駆動手段１０のシリンダユニット１１，１２により夫々中央可動体４に対し後退限位置まで離間している状態にあるとき、各主軸７１，７２に取り付けられた研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１とは、その楔状先端部９０ａ，９１ａがワークセット位置Ｐの左右両側に適当距離離れて位置する退避位置にある。なお、両軸杆９０，９１は、両者が接近移動したときに拡径用被作用面９３と拡径用作用面９４とが互いに当接し得る向きに主軸７１，７２に取り付けられる。
【００２４】
上記のように両軸杆９０，９１が退避位置で待機している状態において、シュート８５を利用して筒状ワークＷをワークセット位置Ｐにセットしたならば、第一駆動手段１０の両シリンダユニット１１，１２により両側可動体６，７を、図２に示すようにストッパー３４，３５及び４１，４１で制止される接近限位置まで中央可動体４に対し接近移動させる。この結果、両側可動体６，７に主軸７１，７２を介して支承されている軸杆９０，９１が図６Ａに示すように互いに接近移動し、図６Ｂに示すように楔状先端部９０ａ，９１ａが夫々筒状ワークＷの被加工孔ＷＨ内に進入して、研削加工用軸杆９０の拡径用被作用面９３と拡径用軸杆９１の拡径用作用面９４とが互いに当接または接近する作用位置に達する。
【００２５】
上記のように両軸杆９０，９１を作用位置まで接近移動させたならば、第二駆動手段１５により両側可動体６，７を介して両軸杆９０，９１を一定ストロークＳで筒状ワークＷの被加工孔ＷＨの軸芯方向に往復移動させるが、このときの往復動ストロークＳは、図６Ｃ及び図６Ｄに示すように、この往復動により研削加工用軸杆９０の研削作用部９２が筒状ワークＷの被加工孔ＷＨの全域を研削し得るように前もって調整されている。第二駆動手段１５の作動と同時に、第四駆動手段６０及び第五駆動手段７７を作動させ、主軸７１，７２を回転駆動させて両軸杆９０，９１を同一方向に同一速度で回転駆動するとともに、両側可動体６，７及び主軸７１，７２を介して両軸杆９０，９１をその移動方向に所定の振幅及び振動数で振動させる。さらに第三駆動手段２７も同時に作動させ、一方の可動体７を他方の可動体６側へねじ送りさせる。
【００２６】
この結果、図６Ｃ及び図６Ｄに示すように、両軸杆９０，９１の楔状先端部９０ａ，９１ａが拡径用被作用面９３と拡径用作用面９４とにおいて互いに当接した状態で一体に回転しながらワークＷの被加工孔ＷＨ内をその軸芯方向に振動を伴って往復移動し、同時に、拡径用被作用面９３と拡径用作用面９４との軸芯方向の相対的接近摺接運動により夫々拡径方向へ平行移動することになる。従って、図７にも示すように、研削加工用軸杆９０の研削作用部９２と拡径用軸杆９１の楔状先端部９１ａの外側円弧面とがワークＷの被加工孔ＷＨの内周面に摺接する状態で、当該研削作用部９２が被加工孔ＷＨの内周面全域を、回転と軸芯方向の振動を伴う往復移動とによって研削加工することになる。
【００２７】
第三駆動手段２７による一方の可動体７（拡径用軸杆９１）のねじ送り量が設定値に達して、研削される被加工孔ＷＨの内径が所定の仕上がり寸法に達したならば、当該第三駆動手段２７のパルスモータ３０を逆転駆動して可動体７（拡径用軸杆９１）を元の位置まで戻し、両軸杆９０，９１の先端部を縮径方向に平行移動復帰させるとともに、第二駆動手段１５による両軸杆９０，９１の往復移動と第五駆動手段７７による両軸杆の振動運動とを停止し、そして第一駆動手段１０の両シリンダユニット１１，１２により両軸杆９０，９１を作用位置から退避位置に後退復帰させることにより、一連の研削工程が終了する。この後、加工済みワークＷをワークセット位置Ｐからシュート８６を介して搬出すれば良い。
【００２８】
なお、図外の垂直上下方向のシュートなどによりシュート８５上に供給されたワークＷのワークセット位置Ｐへの供給や、ワークセット位置Ｐから加工済みワークＷのシュート８６上への排出は、シュート８５の上手側に配設されたプッシャにより行わせることができる。また、ワークセット位置Ｐにセットされる筒状ワークＷは、クランプ機構により回転不能に固定しても良いが、図８に示すように当該ワークＷの軸芯の周りに回転駆動させるようにしても良い。図８に示す例では、ワークセット位置ＰにあるワークＷを支持する遊転ローラ９５と、昇降ガイドロッド９６により昇降可能に支持され且つシリンダユニット９７により昇降駆動される昇降台９８と、この昇降台９８に軸支された一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂと、昇降台９８上に搭載されたモータ１００と、このモータ１００と一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂとを連動連結するギヤ１０１，１０２ａ，１０２ｂとから構成されている。
【００２９】
シリンダユニット９７により昇降台９８を下降させて、モータ１００により同一方向に同一速度で回転駆動される一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂを遊転ローラ９５上のワークＷに圧接することにより、当該ワークＷをその軸芯の周りで摩擦回転駆動させるのであるが、このワークＷの外周面と一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂの外周面との間の摩擦力を増大させるために、例えば一対のワーク押さえ用駆動ローラ９９ａ，９９ｂの外周面にダイヤモンド粉粒体などを接着させておくことができる。
【００３０】
なお、本発明装置において使用する研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１は、上記実施例のものに限定されない。例えば、図９に示すように両軸杆９０，９１の楔状先端部９０ａ，９１ａにおける拡径用被作用面９３と拡径用作用面９４の中間位置夫々に軸芯と平行な面９３ａ，９４ａを形成し、研削加工用軸杆９０の楔状先端部９０ａの外側円弧面には、軸芯と平行な面９３ａの軸芯方向両端間において研削作用部９２を形成して成るものが使用できる。
【００３１】
図１０に示す研削加工用軸杆９０は、１本の線材をその軸芯位置で２分割して得た２つの断面半円形の棒状部材１０５ａ，１０５ｂを利用したもので、各棒状部材１０５ａ，１０５ｂの先端に、夫々の内側偏平面が相対向して間に楔状空隙１０６を形成するように楔状先端部１０７ａ，１０７ｂを連設し、これら両楔状先端部１０７ａ，１０７ｂの外側円弧面を研削作用部９２に加工するとともに、両棒状部材１０５ａ，１０５ｂの内端部を取付け用軸体１０８に同心状に内嵌固着して成るものである。
【００３２】
また、この研削加工用軸杆９０と組み合わせられる拡径用軸杆９１は、前記楔状空隙１０６に進入して両側の楔状先端部１０７ａ，１０７ｂを拡径方向に平行移動させる対称形の楔状先端部１０９を有する。この例では、楔状先端部１０７ａ，１０７ｂの内側偏平面が拡径被作用面９３となり、楔状先端部１０９の対称両側偏平面が拡径作用面９４となる。
【００３３】
図１１に示す研削加工用軸杆９０は半割り状先端部１１０を有し、この半割り状先端部１１０の内側偏平面には軸芯方向に沿って角溝１１１が形成され、当該半割り状先端部１１０の内側に重なる若干小径の半割り状部材１１２は、軸杆９０に外嵌してピン１１３により固着された円筒体１１４の内側に挿入された基部において、直径方向に貫通するピン１１５により当該軸杆９０に半径方向に平行移動可能に取付けられ、さらにこの半割り状部材１１２の先端側内側には、内側ほど浅くなるように底面が傾斜した角溝１１６が軸芯方向に沿って形成されるとともに、この半割り状部材１１２の外側円弧面に研削作用部９２が形成されている。
【００３４】
また、この研削加工用軸杆９０と組み合わせられる拡径用軸杆９１は、互いに重なる半割り状先端部１１０と半割り状部材１１２の両角溝１１１，１１６によって形成される角形楔状空隙内に進入して、半割り状先端部１１０に対し半割り状部材１１２を半径方向外方へ平行移動させる角形楔状先端部１１７を有する。この例では、半割り状部材１１２の角溝１１６の偏平底面が拡径被作用面９３となり、角形楔状先端部１１８の片側傾斜偏平面が拡径作用面９４となる。
【００３５】
図１２に示す研削加工用軸杆９０は、その円筒状先端部１２０の周方向複数箇所（図示例では３箇所）に軸芯方向に長いスリット状開口部１２１を設け、この各開口部１２１に遊嵌した遊動片１２２の外側面に研削作用部９２を形成するとともに、当該遊動片１２２の内側に、軸杆先端より遠ざかるほど軸芯側に突出するように傾斜したナイフエッジ状の拡径用被作用面９３を形成し、各遊動片１２２の軸杆先端側の端部外側に形成した周方向の溝１２３と、軸杆９０の円筒状先端部１２０の各開口部１２１間の周面に形成した周方向の溝１２４とにわたって弾性材製のＯリング１２５を嵌合させたものである。
【００３６】
また、この研削加工用軸杆９０と組み合わせられる拡径用軸杆９１は、前記研削加工用軸杆９０の円筒状先端部１２０の中央孔１２０ａに挿入可能な円錐状先端部１２６を有し、この円錐状先端部１２６の周面が前記各遊動片１２２の拡径用被作用面９３と同一角度で傾斜する拡径用作用面９４を形成している。従って、当該円錐状先端部１２６が研削加工用軸杆９０の円筒状先端部１２０における中央孔１２０ａに進入することにより、拡径用作用面９４が各遊動片１２２の拡径用被作用面９３を外側へ押し出し、各遊動片１２２がＯリング１２５の弾性力に抗して外側へ平行移動し、各遊動片１２２の研削作用部９２の回転半径が漸増する。
【００３７】
なお、研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１との内、何れか一方には、ワークＷの被加工孔ＷＨが所定の内径に仕上がったことを検出するためのゲージを装着することができる。例えば、図１２の仮想線で示すように、ワークＷの被加工孔ＷＨに進入する研削加工用軸杆９０の円筒状先端部１２０の手前に、外径が仕上がり寸法に設定された円筒状ゲージ１３０を軸芯方向摺動可能に外嵌し、このゲージ１３０を円筒状ゲージ１３０の方へフランジ盤１３１を介して付勢するスプリング１３２を軸杆９０に遊嵌しておく。
【００３８】
ワークＷの被加工孔ＷＨが所定の内径に仕上がるまでは、軸杆９０が第二駆動手段１５によって前進移動するとき、円筒状先端部１２０はワークＷの被加工孔ＷＨ内に進入し得るが、ゲージ１３０は被加工孔ＷＨ内に進入することができないのでワークＷの手前に残り、フランジ盤１３１を介してスプリング１３２が圧縮される。被加工孔ＷＨが仕上がり寸法まで研削されると、円筒状先端部１２０とともにゲージ１３０も被加工孔ＷＨ内に進入することになる。即ち、被加工孔ＷＨが仕上がり寸法まで研削されると、フランジ盤１３１の前進限位置がワークＷ側へ移動することになる。
【００３９】
従って、このフランジ盤１３１の前進限位置の移動を、例えばフランジ盤１３１と接触して回路が閉成する電路開閉用接点などにより検出するように構成することにより、ワークＷの被加工孔ＷＨが所定の仕上がり寸法になったことを自動的に検出させることができる。この被加工孔ＷＨが所定の内径に仕上がったことを検出する機構は、先に説明した各種の研削加工用軸杆９０と拡径用軸杆９１との組み合わせにおいても、適用実施することができる。
【００４０】
【発明の作用及び効果】
以上のように本発明のホーニング加工装置によれば、ワークセット位置（Ｐ） の両側に略同心状に配置され且つ当該ワークセット位置（Ｐ） に位置決めされたワーク（Ｗ） の被加工孔（ＷＨ）の軸芯方向に往復移動可能な一対の軸杆（９０，９１） は、第一駆動手段（１０）によって、両軸杆（９０，９１） の先端部（９０ａ，９１ａ） がワークの被加工孔（ＷＨ）から離脱する退避位置とワークの被加工孔（ＷＨ）内に進入する作用位置とに切り換えることができるので、ワーク（Ｗ） をワークセット位置（Ｐ） にセットするとき、あるいは加工済みのワーク（Ｗ） を取り外すとき、当該ワーク（Ｗ） を軸杆移動経路に対し直角方向に移動させるだけで良く、ワークのローデング及びアンローデングを容易に行えるばかりでなく、内径の非常に小さなワークであっても、当該ワークのローデングに際してワークの端面を軸杆（９０，９１） の先端に衝突させて微小径の軸杆先端を損傷させる恐れもなくなる。
【００４１】
しかも、各軸杆(90,91) の拡径用被作用面(93)と拡径用作用面(94)とを相対的に接近移動させて研削作用部(92)の回転半径を漸増させるための第三駆動手段(27)により、両軸杆(90,91) を退避位置と作用位置との間で接近離間移動させるのではなく、専用の第一駆動手段(10)を設けているので、両軸杆(90,91) を退避位置と作用位置との間で接近離間移動させるときの移動速度を高速にして、作業のサイクルタイムを早めることができる。
さらに、両軸杆 (90,91) を互いに略対称に接近離間移動させて、両軸杆 (90,91) の先端部 (90a,91a) をワークの被加工孔 (WH) から離脱した退避位置とワークの被加工孔 (WH) 内に進入した作用位置とに切り換える第一駆動手段 (10) を２つのシリンダユニット (11,12) のみで構成することができるので、装置全体を非常にシンプル且つ安価に実施することができる。
さらにまた、作用位置にある両軸杆 (90,91) をさらに相対的に接近移動させて、両軸杆 (90,91) の拡径用被作用面 (93) と拡径用作用面 (94) との摺接作用により一方の軸杆 (90) の研削作用部 (92) の回転半径を漸増させる第三駆動手段 (27) を、一方の可動体 (7) を受け止める可動ストッパー (40,41) と、この可動ストッパー (40,41) を軸杆移動方向に移動させるモータ駆動のねじ送り機構 (28,29) と、第一駆動手段 (10) の一方のシリンダユニット (12) とを利用して構成するのであるから、両軸杆 (90,91) を夫々接近方向にねじ送りしなければならない場合よりも、装置の構成がシンプルであり、安価に実施することができる。
【００４２】
さらに請求項２に記載の構成によれば、両軸杆(90,91) を一体に往復移動させて、両軸杆(90,91) の先端部(90a,91a) をワークの被加工孔(WH)内で一体に往復移動させる第二駆動手段(15)を、１つの中央可動体(4) を往復移動させるモータ駆動のクランク機構(17)のみで構成することができるので、装置全体を非常にシンプル且つ安価に実施することができる。
【００４４】
また、請求項３に記載の構成によれば、両側可動体(6,7) に主軸を介して支承されている各軸杆(90,91) を、当該可動体(6,7) の移動に関係なく随時確実に回転駆動することができる。さらに請求項４に記載の構成によれば、第五駆動手段(77)によって両軸杆(90,91) をその移動方向に振動させることができるので、単に第三駆動手段(27)によって両軸杆(90,91) の先端部をワークの被加工孔(WH)内で往復移動させている場合と比較して、研削加工時の抵抗が小さくなり、真円度を高めて高精度のホーニング加工が可能になる。
【００４５】
上記のように第五駆動手段(77)を併用する場合、請求項５に記載のように構成すれば、単に１つの軸受ユニット(19)を振動させる手段を使用すれば良く、装置の構成を複雑化せずに安価に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】装置全体を示す横断平面図である。
【図２】研削加工時の状態を示す装置要部の横断平面図である。
【図３】主として第二駆動手段を示す正面図である。
【図４】第三駆動手段のモータ部を示す一部縦断正面図である。
【図５】Ａ図は第三駆動手段のねじ送り機構を示す縦断正面図であり、Ｂ図は可動ストッパーが作用状態にあるときの要部の拡大縦断正面図である。
【図６】Ａ図〜Ｄ図はホーニング加工の手順を説明する要部の一部縦断正面図である。
【図７】ホーニング加工時のワーク内での両軸杆の状態を示す縦断側面図である。
【図８】ワークセット位置でのワーク位置決め駆動手段を示す一部縦断側面図である。
【図９】両軸杆の１番目の変形例を示す側面図である。
【図１０】両軸杆の２番目の変形例を示す側面図である。
【図１１】Ａ図は両軸杆の３番目の変形例を示す一部縦断側面図であり、Ｂ図は研削加工用軸杆の先端部の拡大正面図であり、Ｃ図は拡径用軸杆の先端部の拡大正面図である。
【図１２】Ａ図は両軸杆の４番目の変形例を示す一部縦断側面図であり、Ｂ図は研削加工用軸杆の要部の拡大縦断側面図である。
【符号の説明】
３ａ ガイドロッド
３ｂ ガイドロッド
４ 中央可動体
６ 両側可動体
７ 両側可動体
１０ 第一駆動手段
１１ シリンダユニット
１２ シリンダユニット
１５ 第二駆動手段
１６ 往復動ロッド
１７ クランク機構
１９ 軸受ユニット
２０ クランク軸
２２ クランクピン
２３ クランクロッド
２６ 第二駆動手段のモータ
２７ 第三駆動手段
２８ ねじ送り機構
２９ ねじ送り機構
３０ 第三駆動手段のパルスモータ
３４ ストッパー
３５ ストッパー
３６ 固定ロッド
３７ 固定ロッド
３８ 螺軸部
３９ 螺軸部
４０ ストッパー（可動ストッパー）
４１ ストッパー（可動ストッパー）
４２ 可動ロッド
４３ 可動ロッド
６０ 第四駆動手段
６１ 回転軸
６２ 回転伝達具
６３ 回転伝達具
６４ 第四駆動手段のモータ
６７ 受動体
６８ 受動体
７１ 軸杆駆動用主軸
７２ 軸杆駆動用主軸
７７ 第五駆動手段
７９ 第五駆動手段のモータ
８２ クランク軸
８３ クランクアーム
９０ 研削加工用軸杆
９０ａ 楔状先端部
９１ａ 楔状先端部
９２ 研削作用部
９３ 拡径用被作用面
９４ 拡径用作用面
Ｗ ワーク
ＷＨ 被加工孔
Claims (5)
- ワークセット位置(P) の両側に略同心状に配置され且つ当該ワークセット位置(P) に位置決めされたワーク(W) の被加工孔(WH)の軸芯方向に往復移動可能な一対の軸杆(90,91)
と、第一〜第四駆動手段(10,15,27,60) とを有し、
一方の軸杆(90)は、その先端外側に研削作用部(92)を有するとともに、先端内側には拡径用被作用面(93)を有し、
他方の軸杆(91)は、一方の軸杆(90)に対する相対的接近摺接移動により当該一方の軸杆(90)の拡径用被作用面(93)に作用して当該一方の軸杆(90)の研削作用部(92)の回転半径を漸増させる拡径用作用面(94)を先端部に有し、
第一駆動手段(10)は、両軸杆(90,91) を互いに略対称に接近離間移動させて、両軸杆(90,91) の先端部(90a,91a) をワークの被加工孔(WH)から離脱した退避位置とワークの被加工孔(WH)内に進入した作用位置とに切り換え、
第二駆動手段(15)は、両軸杆(90,91) を一体に往復移動させて、両軸杆(90,91) の先端部(90a,91a) をワークの被加工孔(WH)内で一体に往復移動させ、
第三駆動手段(27)は、作用位置にある両軸杆(90,91) をさらに相対的に接近移動させて、両軸杆(90,91) の拡径用被作用面(93)と拡径用作用面(94)との摺接作用により一方の軸杆(90)の研削作用部(92)の回転半径を漸増させ、
第四駆動手段(60)は、両軸杆(90,91) を同一方向に同一速度で回転駆動する
ホーニング加工装置であって、
各軸杆 (90,91) を回転可能に支承する一対の両側可動体 (6,7) と、この両側可動体の中間で軸杆移動方向に往復移動可能な中央可動体 (4) とを有し、
第一駆動手段 (10) は、中央可動体 (4) と一対の両側可動体 (6,7) とを各別に連結する２つのシリンダユニット (11,12) を有し、
第三駆動手段 (27) は、両軸杆 (90,91) が作用位置に達したときに両側可動体 (6,7) の一方を受け止める可動ストッパー (40,41) と、この可動ストッパー (40,41) を軸杆移動方向に移動させるモータ駆動のねじ送り機構 (28,29) とを有し、可動ストッパー (40,41) の逃げ移動に伴い一方のシリンダユニット (12) の付勢力で両側可動体 (6,7) の一方が中央可動体 (4) 側へ移動する
ホーニング加工装置。 - 第二駆動手段(15)は、中央可動体(4) に連動連結されたモータ駆動のクランク機構(17)を有する
請求項１に記載のホーニング加工装置。 - 第四駆動手段(60)は、軸杆移動方向と平行なモータ駆動の１本の回転軸(61)と、この回転軸(61)に軸芯方向相対移動のみ可能に嵌合し且つ両側可動体(6,7) の夫々に回転のみ可能に支承された受動体(67,68) と、両側可動体(6,7) の夫々に回転のみ可能に支承された軸杆駆動用主軸(71,72) と、同一可動体に支承されている受動体(67,68) と主軸(71,72)とを互いに連動連結させる回転伝達具(62,63) とを有する
請求項１又は２に記載のホーニング加工装置。 - 両軸杆(90,91) をその移動方向に振動させる第五駆動手段(77)を有する
請求項１〜３の何れかに記載のホーニング加工装置。 - 第五駆動手段(77)は、前記クランク機構(17)のクランク軸(20)を支承する軸受ユニット(19)を軸杆移動方向に振動させる
請求項４に記載のホーニング加工装置。
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