JP5289135B2 - 内径研削工具 - Google Patents

Description

本発明は、ドリルなどでワークに形成した穴の内面にホーニング加工などを行う内径研削工具に関する。

シリンダブロックとロアブロックを合わせて形成されるクランクジャーナル軸受けなどのように、複数の研削部が軸方向に沿って存在するワークを通常の内径研削工具で研削（研磨）しようとすると、工具本体（アーバー）がワークに干渉してしまう。そこで、径方向に対し刃の突出量を調整可能とした加工工具が特許文献１、２などに提案されている。

特許文献１には、円筒部材（アーバー）にスリットを形成し、このスリットに砥石を径方向に出没可能に設け、また円筒部材内にテーパ部を有するドローバーを挿通し、ドローバーを軸方向に移動させることで、ドローバーのテーパ面と摺接するテーパ面を有する砥石が拡径する構造が提案されている。

特許文献２には、ドローバーの代わりに工具の先端側からテーパコーン部を有するネジ軸を挿入し、このネジ軸を廻して軸方向に進退せしめることで砥石が拡径する構造が提案されている。

特開平１０−２４９７０６号公報 特開平８−１９２３５２号公報

特許文献１、２に開示されるような研削部の拡径機能を有する工具は、ドローバーの軸方向の動きをテーパ面を介して直接砥石に伝達する構造になっている。このような研削部の拡径機能を有する工具を用いて複数の加工箇所がある長尺ワークを同時に加工するには、ホルダ（アーバー）、研削部およびドローバーの長さを長くしなけらばならず、製作が困難である。

また製作できたとしても、工具全体の撓みの問題が生じる。つまり先端側ではドローバーとホルダとの軸芯が一致しなくなり、加工精度が低下してしまう。

そこで、長尺ホルダの軸方向の複数箇所に拡径機能を有した研削部を個々に設け、またドローバーにも研削部を拡径せしめるためのテーパ部を個々の研削部毎に形成することも考えられる。しかしながら、各研削部毎に研削部の径方向突出量を均一にするには、ドローバーのテーパ部の形状も極めて正確に加工しなければならず、また組付け誤差などによっても研削部の径方向突出量が狂ってしまう。

上記課題を解決するため本発明に係る内径研削工具は、スピンドルによって回転せしめられる筒状ツールホルダに研削部を径方向に移動可能に保持し、前記筒状ツールホルダ内には前記研削部の径方向突出量を調整するドローバーを挿通した内径研削工具において、前記ドローバーより内側の前記筒状ツールホルダ内に油圧管が挿通され、この油圧管の前記研削部に対応する箇所にはシリンダが配置され、このシリンダ内には油圧の作用で径方向外側に前記ドローバーを押圧するピストンが設けられた構成とした。

前記研削部は筒状ツールホルダの軸方向に一箇所でもよいが、クランクジャーナル軸受けなどのように加工箇所が複数あるワークを同時に加工する場合には、複数の研削部を筒状ツールホルダの軸方向に離間して設けることが好ましい。また回転バランスを考慮すると、研削部は周方向に等間隔で複数個設けることが好ましい。

尚、筒状ツールホルダを軸方向に複数に分割し、これらをボルトなどで連結して１本のツールホルダとすることも可能である。

本発明に係る内径研削工具にあっては、ドローバーの軸方向の動きを直接研削部の径方向突出量に変化させるのではなく、間にドローバーは介在するものの油圧によるピストンの径方向の動きによって研削部を拡径せしめ、この状態を維持するようにしたので、軸方向に沿って複数の研削部が設けられている場合でも、ドローバーを軸方向に移動する際にはピストンに油圧が作用しない状態とすることで、ドローバーを軸方向に移動する際の抵抗が小さく、操作をスムーズに行うことができる。

また、ドローバーを軸方向に移動する際の抵抗が小さいため、拡径機構を構成する部材に大きな力が作用しない。したがって拡径機構の構成を小型化且つ単純化することができる。

本発明に係る内径研削工具がクランクジャーナル軸受けを研削している状態の断面図 本発明に係る内径研削工具の軸方向に沿った断面図 図２のＡ−Ａ方向矢視図 ドローバーの基端部の斜視図 （ａ）は研削部をホルダ内に格納している状態の軸方向拡大断面図、（ｂ）は径方向の拡大断面図 （ａ）は研削部がホルダから径方向に突出した状態の軸方向拡大断面図、（ｂ）は径方向の拡大断面図

以下に添付図面に基づいて好適な実施例を説明する。本実施例では図１に示すようにシリンダブロックＷ１とロアブロックＷ２を合わせて形成されるクランクジャーナル軸受けを研削するために、内径研削工具は複数の研削部を有したものを示している。

本発明に係る内径研削工具はスピンドルモータＭによって回転せしめられる保持体１の一端部に筒状ツールホルダ２を取り付け、この筒状ツールホルダ２の軸方向に離間して複数の研削部３を設けている。各研削部３の位置は各クランクジャーナル軸受けに対応した箇所になっており、また、各研削箇所において研削部３は周方向に１８０°離間して一対設けられている。

前記筒状ツールホルダ２内には一対のドローバー４、４が挿入され、これらドローバー４、４は前記保持体１を貫通してその基端部はリング５に固定され、このリング５は支持プレート６に取り付けられ、この支持プレート６の一部にはナット７が設けられ、このナット７にスラストモータ８によって回転せしめられるボールネジ９が螺合している。

而して、スラストモータ８を駆動してボールネジ９を回転させることで、支持プレート６に連結している一対のドローバー４、４は軸方向に移動する。尚、ドローバー４、４の各研削部３に対応する箇所には、研削部３の径方向突出量を決めるテーパ部４ａが形成されている。

また、前記研削部３はドローバー４を内側から抱持するリテーナ１０と、このリテーナ１０にボルト１１によって固着される砥石１２からなり、砥石１２の表面にはダイヤモンド砥粒やＣＢＮが電着により固着されている。尚、砥石以外の刃具を取り付けてもよい。

前記ドローバー４より内側の筒状ツールホルダ２内には油圧管１３が挿通されている。この油圧管１３の先端部は閉じられ、基端部は電磁バルブ１４を介して油圧ポンプ１５につながっている。

また、油圧管１３の各研削部３に対応する箇所にはシリンダ１６が配置されている。このシリンダ１６は油圧管１３およびリテーナ１０を径方向に貫通し、シリンダ１６内には径方向外側への油圧を受けるピストン１７が配置されている。

以上において、研削作業を行わない場合には各研削部３を筒状ツールホルダ２に収納する。この収納操作は電磁バルブ１４を閉じることで行う。即ち、電磁バルブ１４を閉じると油圧管１３内の油圧が低下し、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ピストン１７を外側へ押圧する力が低下し、研削部３は図示しないバネ部材などによって径方向内側に移動し、筒状ツールホルダ２内に収納される。

一方、各研削部３を筒状ツールホルダ２の外周面から所定量だけ径方向外側に突出せしめるには、先ず、電磁バルブ１４を閉じた状態としてピストン１７とドローバー４との接触圧を小さくしてドローバー４が軸方向に移動しやすくしておく。

次いで、スラストモータ８を駆動してドローバー４を軸方向に移動せしめる。すると、砥石１２はドローバー４のテーパ面４ａと摺接するテーパ面１２ａを有するため、砥石１２（研削部３）は拡径する。

また、上記のドローバー４を軸方向の移動とともに電磁バルブ１４を開とし、油圧ポンプ１５からの油を油圧管１３内に送り込み油圧管１３内の圧力を高める。すると、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ピストン１７が径方向外側に移動し、ドローバー４を内側から支える。このドローバー４を内側から支えることで、砥石１２（研削部３）の径方向内側への移動は阻止され、ロック状態となる。

上記の手順によって所定量だけ砥石１２を拡径せしめたならば、ワークの穴の中心と内径研削工具の軸心を一致させ、スピンドルモータＭによって筒状ツールホルダ２を高速で回転させつつ軸に沿って前進させ、ワークの穴の内径を研削する。

本発明に係る内径研削工具は、ジャーナル軸受けなどの内周面の研削を行う分野で利用することができる。

１…保持体、２…筒状ツールホルダ、３…研削部、４…ドローバー、４ａ…ドローバーのテーパ面、５…リング、６…支持プレート、７…ナット、８…スラストモータ、９…ボールネジ、１０…リテーナ、１１…ボルト、１２…砥石、１２ａ…砥石のテーパ面、１３…油圧管、１４…電磁バルブ、１５…油圧ポンプ、１６…シリンダ、１７…ピストン。
Ｗ１…シリンダブロック、Ｗ２…ロアブロック、Ｍ…スピンドルモータ。

Claims (2)

1. スピンドルによって回転せしめられる筒状ツールホルダに研削部を径方向に移動可能に保持し、前記筒状ツールホルダ内には前記研削部の径方向突出量を調整するドローバーを挿通した内径研削工具において、前記ドローバーより内側の前記筒状ツールホルダ内に油圧管が挿通され、この油圧管の前記研削部に対応する箇所にはシリンダが配置され、このシリンダ内には油圧の作用で径方向外側に前記ドローバーを押圧するピストンが設けられていることを特徴とする内径研削工具。
2. 請求項１に記載の内径研削工具において、前記研削部は筒状ツールホルダの軸方向に離間して複数個配置され、また前記シリンダは各研削部に対応して設けられていることを特徴とする内径研削工具。