JP5346651B2 - 内径研削工具の組立て方法 - 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を精密に研削する内径研削工具の組立て方法に関する。

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を内径研削する工具として、特許文献１に荒加工刃、中仕上げ加工刃及び仕上げ加工刃を軸方向に直列的且つ同軸線上に備えた工具が提案されている。

上記特許文献１に開示される工具は、工具の径方向に対し刃の突出量を調整することができないため、複数の加工部位を同時に研削しようとすると、工具本体（アーバ）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２、３などに提案されている。

特許文献２には、従来例として、ホルダの外周に長方形の複数の凹所を形成し、この凹所にブレード（砥石）を収納し、またホルダの円筒内に円錐部を有するスライダを設け、そのスライダの移動により前記ブレードの径方向寸法を調整するリーマが開示されている。

更に特許文献２には従来例を改良した例として、ブレードの長手方向の両端部の中間で外周面に近い部位にスリットを設け、このスリットを含んで直交する矩形の貫通穴を形成し、貫通穴にクサビを挿入することで、各ブレード毎に独立した径方向寸法の微調整を行える構造が開示されている。

また特許文献３には、砥石本体の円筒部の外周面に砥粒を固着して砥粒部を形成し、この砥粒部の端部に端縁に向かって小径になるように傾斜した喰付き角部と加工寸法仕上げ部を形成し、更に砥粒部の端部を軸線方向に延在する第１スリットおよび第２スリットによって千鳥状に切断して砥粒部平行拡張部を形成し、円筒部内周面に砥粒部平行拡張部の全長に亘ってテーパ穴を形成し、このテーパ穴にテーパコーン嵌合させ軸線方向に位置調整することで砥粒部平行拡張部を平行に拡張させる構造が開示されている。

特開２００７−０９０４５０号公報 特開２００３−１６５０２１号公報 特開２００５−１４１７５号公報

研削部の拡径機能を有さない工具によって、クランクジャーナル軸受けなどのような加工箇所が複数あるワークを同時に加工しようとするとワークに工具が干渉してしまう。

研削部の拡径機能を有していても、研削部の軸方向長さが長くなりまた研削部を保持するツールホルダの軸方向長さが長くなり且つツールホルダ内に挿入されるドローバーが長尺になると、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、先端部近傍ではドローバーの中心とツールホルダの中心とがずれてしまう。その結果、複数の研削部のうち特定の研削部のみでワークを研削することになり、片減りしたり、回転中にドローバーがツールホルダ内で暴れ面精度や加工精度の悪化を招く。

そこで、ツールホルダを軸方向に複数の分割ツールホルダにすれば、各分割ツールホルダごとにツールホルダの中心に合わせることは比較的容易であるが、分割ツールホルダを組み立てる際のツールホルダの内径の同軸度を正確に出すことが困難となる。

上記課題を解決するため本発明に係る内径研削工具の組立て方法は、工程１として、ドローバーにサポートブッシュを外嵌するか、筒状をなすツールホルダにオーリングを介してサポートブッシュを内嵌し、工程２として、前記サポートブッシュが外嵌されたドローバーをツールホルダに挿通するか、前記サポートブッシュが内嵌されたツールホルダにドローバーを挿通し、工程３として
前記ツールホルダの内周面とサポートブッシュの外周面との間に形成される隙間が変化しないように固定手段でツールホルダとサポートブッシュとを固定し、
工程４として、前記ツールホルダの周方向に離間して保持されている複数の研削部が同一の回転軌跡に沿って回転し、且つ当該回転軌跡の中心とドローバーの軸心とが一致するように各研削部の突出量を調整する。

加工箇所が複数あるワークを加工する場合には、前記ツールホルダを軸方向に複数の分割ツールホルダに分割することが好ましい。この場合には、各分割ツールホルダ毎にサポートブッシュを固定する。

前記固定手段としては、ドローバーをツールホルダまたは分割ツールホルダに挿通した状態で、ツールホルダまたは分割ツールホルダの内周面とサポートブッシュ外周面との間の隙に充填剤を供給して固める手段が考えられる。

別の固定手段としては、ドローバーをツールホルダまたは分割ツールホルダに挿通した状態で、ビスなどのネジ部材を用いて外側、例えば周方向の３箇所で固定する手段が考えられる。

本発明に係る内径研削工具にあっては、ツールホルダはサポートブッシュを介してドローバーに対して、固定された位置関係となっているので、この固定された位置関係に基づいて個別に研削部（砥石）の径方向の突出量を調整することで、仮にツールホルダの中心とドローバーの中心とがずれていても複数の研削部の回転中心をドローバーの中心に一致させれば、ツールホルダの中心とドローバーの中心とのずれをキャンセルすることができる。

したがって、複数の研削部のホルダを軸方向に連設した場合であっても、各ツールホルダ毎にドローバーの中心とのずれがキャンセルされているので、同時に複数個所の内径研削を正確に且つ効率よく行うことができる。

本発明に係る方法で組み立てられた内径研削工具の全体断面図 図１の要部拡大図 ツールホルダとドローバーの偏心量を誇張して示した図２と同様の図 図２のＡ−Ａ方向断面図 ツールホルダとドローバーの偏心量を誇張して示した図４と同様の図 別実施例を示す図５と同様の断面図 （ａ）及び（ｂ）は従来の工具の問題点を説明した図

以下に添付図面に基づいて好適な実施例を説明する。図１は本発明に係る方法で組み立てられた内径研削工具の全体断面図、図２は図１の要部拡大図、図３はツールホルダとドローバーの偏心量を誇張して示した図２と同様の図、図４は図２のＡ−Ａ方向断面図、図５はツールホルダとドローバーの偏心量を誇張して示した図４と同様の図である。

内径研削工具はスピンドルによって回転せしめられる主軸１に、ドローバー２が挿通されるツールホルダ３の一端が取り付けられている。前記ドローバー２はシリンダユニット或いはモータなどによって軸方向に進退動可能とされ、また前記ツールホルダ３は複数の分割ツールホルダ３ａからなる。各分割ツールホルダ３ａは両端をフランジ部４とし、このフランジ部４同士を付き合わせてボルト５によって結合されている。

前記各分割ツールホルダ３ａは周方向に等間隔離間した３個の金属製のアーム６を備えている。このアーム６は分割ツールホルダ３ａの周方向の一部を抱持する形状をなし、先端に研削部としての砥石７が交換可能に取り付けられ、砥石７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。また砥石以外の刃具を取り付けてもよい。

前記アーム６の基端寄りの部分には幅方向に溝部８が形成されている。この溝部８はアーム６を分割ツールホルダ３ａに取り付けた状態で、分割ツールホルダ３ａの軸と平行になっており、外部から力が作用することでアーム６は弾性ヒンジとして作用し、拡径または縮径するとともに、常に一定の力でワークに形成した被研削面に当接する。

また、分割ツールホルダ３ａには径方向に貫通穴９が形成され、この貫通穴９内にはピン１０が収納され、このピン１０の内側端は前記ドローバー２のテーパ部１１に当接している。尚、ドローバー２のテーパ部１１は各分割ツールホルダ３ａに対応して形成されている。

一方、前記アーム６の先端寄りの部分には厚み方向にネジ穴１２が貫通して形成され、このネジ穴１２内に調整ビス１３が設けられ、この調整ビス１３の内側端は前記ピン１０の外側端に当接している。

前記調整ビス１３を廻してピン１０とアーム６との距離を調整することでアーム６は溝部８を中心として回動するので、個々の砥石７の径方向の突出量を調整することができる。ここで、調整ビス１３は工具の外周面に露出しているので、調整作業は簡単に行える。

一方、各分割ツールホルダ３ａの内周面にはドローバー２の外周面（テーパ部１１以外の部分）に摺接するサポートブッシュ１４が固定されている。このサポートブッシュ１４外周面と分割ツールホルダ３ａの内周面との間には微細な隙間が存在するが、この隙間には樹脂等の充填剤１５が充填され、分割ツールホルダ３ａに対しサポートブッシュ１４が固定されている。

尚、樹脂等の充填剤１５を前記隙間に供給するための注入孔１６及び注入の際の空気を抜くための空気抜き孔１７が分割ツールホルダ３ａに形成されている。 また、分割ツールホルダ３ａには軸方向に冷却液の供給路１８と冷却液の噴出穴１９が形成されている。

以上において、内径研削工具を組み立てるには以下の手順による。
先ず、ドローバー２の決められた箇所にサポートブッシュ１４を外嵌するか、分割ツールホルダ３ａの決められた箇所にサポートブッシュ１４をオーリングを介して内嵌する。

次いで、複数の分割ツールホルダ３ａが直列に連結されたツールホルダ３内にドローバー２を挿通する。ここで、図３及び図５は説明を分かりやすくするため、各分割ツールホルダ３ａの軸が大きくずれた状態を誇張して示しているが、実際には見ても分からない程度のずれである。しかしながら、精密に研削する場合には当該ずれが問題になる。

分割ツールホルダ３ａ（ツールホルダ３）内にドローバー２を挿通した状態で分割ツールホルダ３ａの内周面、ドローバー２及びオーリング２０，２０にて囲まれる隙間が形成される。この隙間はドローバー２の軸芯と分割ツールホルダ３ａの軸芯とのずれによって広い部分と狭い部分がある。

この後、前記隙間に前記注入孔１６から樹脂等の充填剤１５を注入して分割ツールホルダ３ａとサポートブッシュ１４とを固定する。この固定によって、分割ツールホルダ３ａとサポートブッシュ１４とはそれぞれの軸芯がずれた状態で固定される。

そして、分割ツールホルダ３ａの周方向に離間して保持されているアーム６の調整ビス１３を廻し、ピン１０とアーム６との距離を調整することで、個々の砥石７の径方向の突出量を調整する。調整量は複数（図面では３個）の砥石７が同一の回転軌跡に沿って回転し、且つ当該回転軌跡の中心とドローバーの軸心とが一致するように調整する。

前記充填剤２１の注入は固定手段の一例であり、この他に図６に示すように、
ドローバー２を分割ツールホルダ３ａ（ツールホルダ３）に挿通した状態で、ビスなどのネジ部材２１を用いて外側から例えば３ヶ所固定するようにしてもよい。

図示例としてツールホルダが複数の分割ツールホルダからなるものを示したが、本発明には単一のツールホルダからなるものも含まれる。

本発明に係る加工工具は、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…主軸、２…ドローバー、３…ツールホルダ、３ａ…分割ツールホルダ、４ａ…フランジ部、５…ボルト、６…アーム、７…砥石、８…溝部、９…貫通穴、１０…ピン、１１…テーパ部、１２…ネジ穴、１３…調整ビス、１４…サポートブッシュ、１５…充填剤、１６…注入孔、１７…空気抜き孔、１８…冷却液の供給路、１９…冷却液の噴出穴、２０…Ｏリング、２１…ネジ部材。

Claims (4)

1. 以下の工程からなることを特徴とする、軸方向に進退動可能なドローバーによってツールホルダの周方向に備えた研削部を拡径または縮径する内径研削工具の組立て方法。
   工程１
   ドローバーにサポートブッシュを外嵌するか、筒状をなすツールホルダにオーリングを介してサポートブッシュを内嵌する。
   工程２
   前記サポートブッシュが外嵌されたドローバーをツールホルダに挿通するか、前記サポートブッシュが内嵌されたツールホルダにドローバーを挿通する。
   工程３
   前記ツールホルダの内周面とサポートブッシュの外周面との間に形成される隙間が変化しないように固定手段でツールホルダとサポートブッシュとを固定する。
   工程４
   前記ツールホルダの周方向に離間して保持されている複数の研削部が同一の回転軌跡に沿って回転し、且つ当該回転軌跡の中心とドローバーの軸心とが一致するように各研削部の突出量を調整する。
2. 請求項１に記載の内径研削工具の組立て方法において、前記ツールホルダは軸方向に複数の分割ツールホルダに分割され、各分割ツールホルダ毎にサポートブッシュが固定されていることを特徴とする内径研削工具の組立て方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の内径研削工具の組立て方法において、前記固定手段はドローバーをツールホルダまたは分割ツールホルダに挿通した状態で、ツールホルダまたは分割ツールホルダの内周面とサポートブッシュ外周面との間の隙間に充填剤を供給して固めることを特徴とする内径研削工具の組立て方法。
4. 請求項１または請求項２に記載の内径研削工具の組立て方法において、前記固定手段はドローバーをツールホルダまたは分割ツールホルダに挿通した状態で、ビスなどのネジ部材を用いて外側から固定することを特徴とする内径研削工具の組立て方法。