JPH02106267A - ホーニングヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被加工物の孔内面を精密に研磨仕上げするホ
ーニング加工に用いられる工具であるホニングヘッドに
関する。

（従来の技術） 従来のホーニング加工は、−ａ的に、３個以上の細長い
形状の砥石をヘッド本体の放射状をなす保持具にそれぞ
れ取付けた所謂ホーン（ｈｏｎｅ）と称される工具をホ
ーニング盤の主軸に取付け、被加工物の孔内面に上記砥
石が面接触する状態で該工具に回転運動と軸方向往復運
動を与えることにより、上記孔内面を微小切削または研
磨仕上げしている。

しかして、このようなホーニング加工においては、研磨
による発熱を冷却すると共に研摩屑や砥石破砕屑を流去
して加工の円滑化を図るために、ノズル等を用いて適当
な冷却液（クーラント）を研磨部分に連続的に吹き付け
るのが普通である。

また、砥石を被加工物の孔の内面に押し付ける手段とし
て、通常ではテーパ部を有する押し棒を軸方向に移動さ
せ、各保持具を半径方向に押し出すことによって、全砥
石を一様に半径方向に張出させる構造が採用されている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来のホーニング加工では、冷却液の吹
き付けを前記ノズル等のホーニングヘット　（ホーン）
とは別体の装置によって行うため、冷却液を研磨部分に
均等に効率よく供給することが困難であり、また加工部
分の装置構成が複雑になるという問題があった。一方、
ホーニングヘットにおいても、放射状に配置した各保持
具をそれぞれ砥石の装着可能なものとする必要があり、
このために砥石保持部の構造が複雑になって製作コスト
が高くつくと共に、砥石の取付は操作に多大の手間と時
間を要するという欠点があった。

従って、本発明は、上述した従来の課題を解決すべくな
されたもので、冷却液を研磨部分に効率よく均等に供給
できると共に砥石の取付けを容易に行え、かつ構造的に
も簡単なホーニングヘッドを提供することを目的として
いる。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明のホーニングヘッド
は、基端側に工作機域の回転主軸に対する連結部を有す
ると共に、先端側に櫛歯状に軸方向へ突出してかつ環形
配置した複数本の保持杆からなる砥石保持部を備えたヘ
ッド本体と、該砥石保持部の内側に配置する拡径可能な
環形部の外周に、隣接する上記保持杆の間より外方へ突
出する帯形凸部が放射状に突設された砥石と、該砥石の
環形部の内側に軸方向移動自在に装填された押圧軸体と
、上記砥石保持部の端面に固着されて砥石および押圧軸
体の抜出を阻止する端板と、該押圧軸体をヘッド基端側
方向へ弾圧するスプリングとを具６ｉ！　シ、上記押圧
軸体は基端側に受圧部を有すると共に砥石内側位置の外
周面に先端側ほど軸心に近づくテーパ部を有し、かつ該
受圧部より上記外周面に至る冷却液通路が形成され、上
記砥石は環形部の内周面に押圧軸体のテーパ部と常時密
接するテーパ部を有し、かつ押圧軸体の冷却液通路に連
通ずる内面側より外面側の保持杆との隙間に至る冷却液
導出路が形成され、ヘッド本体には外部より供給される
冷却液を押圧軸体の受圧部へ導入する冷却液導入路が形
成され、ホーニング時に冷却液が該冷却液導入路より冷
却液通路および冷却液導出路を通って研磨部へ放出され
ると同時に、該冷却液の供給圧力による押圧軸体のヘッ
ド先端側方向への移動に伴う上記テーパ面相互の摺接に
よって砥石が拡径するように構成されたものである。

また、本発明では、上記ホーニングヘッドにおいて、端
面より交互に切込む軸方向の複数の割り溝を有する一体
の筒体にて形成され、該割り溝の拡がりによって環形部
が拡径する砥石を用いる構成、軸方向に沿って分割され
、それぞれを環形に配置した複数の分割部材と、これら
の分割部材を環形に維持すると共に拡径可能に支持する
リングばね等の弾性リング部材とからなる砥石を用いる
構成、頭部を端板内面に当接するストッパーとするアジ
ャストスクリューが螺着され、該スクリューの螺入量調
整により軸方向移動が規制される押圧軸体を用いる構成
、端板中央部にその内外を連通ずる非円形孔を有するダ
イヤルとその回転度合を外部に表示する目盛とが形成さ
れ、かつアジャストスクリューの頭部に上記非円形孔と
同形で同軸線上に位置する螺入量調整孔が形成されてな
る構成、をそれぞれ好適Ｂ様としている。

（作　用） 本発明のホーニングヘッドはホーニング加工に際してヘ
ッド本体の連結部を工作機械の回転主軸に連結するが、
加工前には押圧軸体がスプリングの弾圧によってヘッド
基体側方向へ押し付けられており、砥石は所定の最小口
径状態にある。しかして、加工に当たって冷却液がヘッ
ド本体の冷却液導入路に圧送されると、押圧軸体は受圧
部で受ける冷却液の圧力によってスプリングの付勢に抗
して本体先端側方向へ移動し、これに伴うテーパ面相互
の摺接によって砥石が拡径し、保持杆の間より突出する
各帯形凸部の突出量が一様に増大すると共に、受圧部を
経た冷却液が押圧軸体の冷却液通路より砥石の冷却液導
出路を通って砥石の帯形凸部頂面たる研磨部に向かって
放出される。

（実施例） 以下、本発明を図示実施例に基づいて説明する。

第１図〜第５図において、ｌは支持ノ＼ウジング２にヘ
アリング２ｂ　（第３図）を介して回転可能に支承され
たヘッド本体であり、工作機械３の主軸３ａへの取付用
部材１１ａおよびマニピュレーター用把持部１１ｂが一
端部に同心状に連設されて他端部に連結用孔１１ｃを有
する基端側部材１１と、一端側の細径部１２ａを上記連
結用孔１１ｃに嵌挿して係止ピン１３を介して基端側部
材１１に対して相対回転不能かつ同心状に連結された先
端側部材１２とより構成されている。しかして、先端側
部材Ｉ２は、他端側つまり非連結端側に、櫛歯状に軸方
向へ突出してかつ等間隔で環形に配置した多数本（図示
では８本）の保持杆１４ａ（第４図）からなる砥石保持
部１４を有すると共に、該保持部１４の内側空間１２ｂ
（第３図）に連通する摺動用孔１２ｃとこれに連通して
細径部１２ａ端面に開口する小口径の冷却液導入孔１２
ｄとが同軸線上に穿設されている。一方、支持ハウジン
グ２には位置決めピン２ｂがヘッド本体ｌと平行に取付
けられており、この位置決めピン２ｂの先端よりハウジ
ング２とヘッド本体ｌの基端側部材１１との界面に形成
された環状流路２１に至る流路２２が設けてあり、更に
基端側部材１１には環状流路２１と中心孔ｌｉｄとを結
ぶ半径方向の流路ｌｉｅが形成され、中心孔１１ｄは連
結用孔１１ｃを介して先端側部材１２の冷却液導入孔１
２ｄに連通している。

第６図、第７図をも参照して、４は鉄等からなる一体の
筒体をなす砥石であり、環形部４ａの外周に軸方向に沿
う多数本（図示では８本）の帯形凸部４ｂが放射状に等
間隔で穿設されてなり、各帯形凸部４ｂの一端側が環形
部４ａよりも軸方向外方へ突出する噛合用突起４ｃを形
成し、また各帯状凸部４ｂの頂面にはダイヤモンド粉等
の研磨粒子が電着等にて固着されて砥面４ｄを構成して
いる。環形部４ａは、その内周が噛合用突起４ｃ側の縁
部を除いて該突起４ｃ側ほど小口径となるテーパ面４０
となり、かつ両端より交互に軸方向に沿って切り込み形
成された割り溝４１を隣接する帯形凸部４ｂ、　４ｂ間
の各谷間中央位置に１本ずつ有するコレット状をなし、
該割り溝４１の拡がりによって拡径可能となされている
。なお図示しないが、前記砥石４は、必ずしもコレット
状環形体から形成する必要がなく、例えば軸方向に沿っ
て分υ１され、下面側がテーパ面に形成された角ビン状
の分割部材を、押圧軸体の外周面一定間隔に且つ軸方向
に向く嵌合溝に嵌合してこれら複数の分割部材を環形状
に維持し、リングばね等の弾性リング部材を分割部材の
各両端部に懸架し、この弾性リング部材に抗して環形秋
分Ｉ＋１部材が拡径可能に、且つ弾性リング部材に付勢
されて原位置に復帰するような構成としてもよい。また
、隣接する生形凸部４ｂ、　４ｂ間の各谷間には、第４
図に示すように複数（図示では８個）の冷却液導出孔４
２が軸方向に沿って等間隔で穿設されている。しかして
、この砥石４は、ヘッド本体ｌの保持部１４の内側に、
各細形突起４ｂが隣接する保持杆１４ａ、１４ａの間に
噛合する形で嵌装されるが、この嵌装下で各細形突起４
ｂの両側面ならびに環形部４ａの外面と保持杆１４ａと
の間に間隙ｔ（第４図）が形成されるように寸法設定さ
れている。

第３図及び第５図に示す５は押圧軸体であって、ヘッド
本体１の摺動用孔Ｉ２ｃに嵌挿する摺動軸部５ａと、保
持部１４の内側空間１２ｂに配置して外周が砥石４のテ
ーパ面４０に対応する先細りテーパ面５０をなす押圧部
５ｂとからなり、摺動軸部５ａ側の端面に受圧部５１と
なる凹所が、押圧部５ｂ側の端面にばね受は凹部５２が
それぞれ形成されている。この押圧軸体５の内部には、
受圧部５１の中心に開口した軸方向流路５３ａと、その
奥端部より半径方向に放射状に分岐した分岐流路５３ｂ
とが穿設され、更に押圧部５ｂの外周には各分岐流路５
３ｂに連通ずる軸方向の流路溝５３ｃが形成され、かつ
軸方向流路５３ａの開口端部には環形の流路絞り部材５
４が螺着されている。しかして、各流路溝５３ｃは砥石
４の冷却液導出孔４２の各配列に一致するように設定さ
れている。

第３図及び第４図に示す６はアジャストスクリューであ
り、頭部中心位置に六角孔６ａを有し、押圧軸体５のば
ね受は凹所５２の底部中心に形成されたねし孔５２ａに
螺着されている。６ｂはこの螺着状態で不用意な回転を
阻止するためにスクリュー６に埋設された合成樹脂製回
り止め体（ブレーキ）である。

７は砥石４および押圧軸体５の抜は止めを行う歯車形の
端板（第２図）であり、外周の各凹部７ａに砥石４の噛
合用突起４ｃを噛合させた状態で、外周の各凸部７ｂに
おいてヘッド大体１の各保持杆１４ａの・端面にボルト
７１を介して固着されている。

８は端板７の中心位置に回転自在に嵌装された砥石拡径
星設定ダイヤルであって、目盛り板８ｏをなす鍔部を有
する外側筒材８ａ　（第５図）と、この外側筒材８ａに
圧入された内側筒材８ｂとがらなり、内側筒材８ｂの内
周にはアジャストスクリュー６の六角孔６ａに対応する
六角孔８ｃを形成している。また内側筒材８ｂの鍔部と
端板７の内面との間には皿ばね８１（第５図参照）が介
装されており、ダイヤル８が不用意に回転するのを防止
している。

９は押圧軸体５のばね受は凹部５２と端板７との間にｕ
ｔＭされたコイルスプリングであり、その弾発力によっ
て押圧部材５を常時ヘッド基端側方向へ押圧している。

上記構成のホーニングヘッドは、ホーニング加工に際し
て、ヘッド本体ｌのシャンク部１１ａを工作機ｔＦ＆３
の回転主軸３ａに連結すると共に把持部１１ｂをマニピ
ュレーターに把持させ、かつ位置決めビン２ｂを一般の
給油式１具ホルダーと同様に工作機械の位置決め部３ｂ
　（第３図）に嵌挿させる。この位置決め部３ｂには冷
却液供給口（図示省略）が設けられている。しかして、
加工前の冷却液供給停止下では、押圧軸体５はコイルス
プリング９によって押圧されてその基端側端部が摺動用
孔＋２ｃの奥端面に当接する位置にあり、かつこの位置
においてテーパ面５０が砥石４のテーパ面４０と密接し
、砥石４は最小径状態にある。次に、ホーニングヘット
の位置を被加工物の孔に合わせ、上記供給口より冷却液
を加圧供給すると、この冷却液は、流路２２→環状流路
２１→流路１１ｃ→中心孔１１ｄ→冷却液導入孔１２ｄ
→受圧部５１→軸方向流路５３ａ−分岐流路５３ｂ→流
路溝５３ｃ→冷却液導出孔４２の経路を順次繰て、ヘッ
ド本体ｌの保持杆１４ａの両側面と砥石４の生形突部４
ｂとの各間隙りより放出される（第４図参照）。なお図
示しないが間隙りより冷却液を放出するのにかえて砥石
４の細形突起４ｂまたは保持部１４の保持杆１４ａに通
孔を貫設し、これを前記冷却液導出孔４２に連通させて
該通孔より冷却液を砥面４ｄ、即ち研磨部に向かって放
出するようにしてもよい。このとき、押圧軸体５は、受
圧部５１と軸方向流路５３ａの入口絞り部分との径差に
基づく圧力によってコイルスプリング９の付勢に抗して
ヘッド先端側方向へ移動し、これに伴って砥石４の環形
部４ａが第５図の実線で示す状態からテーパ面４０と５
０との摺接によって押し拡げられて同図仮七線の如く拡
径し、帯状凸部４ｂの頂面４ｄの突出量が増大して被加
工物の孔内面に押し付けられる。従って、この押し付は
状態でヘッド本体ｌに回転運動および軸方向往復運動を
与えることにより、冷却液が研磨部分全体に均一に供給
される状態で所要のホーニング加工が行われる。加工終
了後、冷却液の供給を停止すれば、押圧軸体５がヘッド
基端側方向に戻り、砥石は加工前の状態へ縮径する。

ここで、実施例構成においては、帯状凸部４ｂの最大突
出間つまり砥石の拡径限度は、押圧軸体５のアジャスト
スクリュー６の頭部が端板７に接当する位置で設定され
る。従って該スクリュー６の螺入足調整、すなわち押圧
軸体５端面からの突出度合を調整することにより、上記
最大突出量を任意に設定できる。そして、この設定はダ
イヤル８の六角孔８Ｃより六角工具をスクリュー６の六
角孔６ａに嵌挿して該スクリュー６を捻回することによ
って行われるが、この捻回によってダイヤル８もスクリ
ュー６と同期回転するため、この回転量つまりスクリュ
ー６の回転量を目盛り板８０にて外部から読み取ること
ができる。従って、砥石４の拡径限度は端板７を取り外
すことなく容易かつ精密に調整できる。

また実施例構成では、砥石４が一体の筒体からなるため
、ヘッド本体ｌの保持部１４に対する着脱は端板７を取
り外すだけで極めて簡単に行える。

なお、上記実施例では冷却液を支持ハウジング２の位置
決めピン２ｂを通して導入するサイドスル一方式を示し
たが、ヘッド本体ｌのシャンク部１１ａに軸心方向の導
入路を設けてセンタースル一方式によって冷却液を導入
するようにしてもよい。また砥石および押圧軸体の相互
に密接するテーパ部は、例示のように面全体に形成せず
に一部分のみとしてもよい。更にダイヤルの目盛は端板
側に表示して、ダイヤルに指針表示を設けるようにして
もよい。

（発明特有の効果） 本発明によれば、ホーニングヘッド自体が冷却液の供給
機能を有し、かつこの冷却液が砥石の環形部の外周に放
射状に形成されて頂面を砥面とする生形凸部と砥石保持
部の櫛歯状の保持杆との間隙より放出されるようになさ
れているため、ホーニング加工の研磨部分に均一に冷却
液を供給することができ、冷却効率が向上し、加工部分
の冷却作用のむらによる加工精度の低下や焼き付き等に
よる加工中断を回避できると共に必要以上の冷却液消費
も防止され、また加工位置近傍の装置構造のコンパクト
化、簡素化が可能となる。しかも、本発明のホーニング
ヘッドでは、砥石が砥石保持部の櫛歯状の保持杆と押圧
軸体との間に単に挟んだ状態で装着されることから、砥
石保持部の構造が極めて簡素となり、ヘッドの製作コス
トが非常に安く付くと共に砥石の取付操作が容易になる
という利点がある。

特に本発明によれば、被加工物の孔内面に対して砥石を
押し付けるための砥石拡径作動に冷却液の供給圧力を利
用しているため、該作動用としての油圧機構等を別に組
み込む必要がなく、ヘッドおよび工作機械側の構造がよ
り簡素となる上、加工に際して冷却液を供給するだけで
自動的に必要な拡径作動が生起するから、加工における
制御操作の繁雑化が回避される。

一方、本発明において、砥石として、端面より交互に切
り込む軸方向の複数の割り溝を有する一体の筒体からな
るものを使用すれば、へンド本体の砥石保持部に対する
着脱操作が端板を取り外して嵌挿・抜出するだけで極め
て簡単に行えるという利点がある。

他方、本発明において、砥石として、軸方向に沿って分
割された分割部材を、例えばこれに接する押圧軸体の嵌
合溝に遊嵌して環形状に維持するようにした筒体を用い
れば、分割部材頂部の高価な砥面の摩耗した部材のみ交
換すればよいから補修費が安くなる。

また、本発明において、押圧軸体として、頭部を端板内
面に当接するストッパーとするアジャスタスクリューが
螺着され、該スクリューの螺入量調整によって軸方向移
動が規制される構成を採用すれば、砥石の拡径限度を上
記螺入世調整によって容易かつ精密に任意設定できる。

さらにまた、上記アジャストスクリューを用いる構造に
おいて、端板中央部にその内外を連通ずる非円形孔を有
するダイヤルとその回転度合を表示する目盛とを設け、
かつ該スクリューの頭部に上記非円形孔と同形で同軸線
上に位置する螺入景調整孔を形成した構成を採用すれば
、端板を取り外すことなく外部から砥石の最大拡径量の
調整を容易かつ正確に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図は
ホーニングヘッドの側面図、第２図は同上の先端部分の
正面図、第３図は第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線の矢視断面
図、第４図は第１図のＩＶ−ＩＶ線の矢視断面図、第５
図は第２図のＶ−ｖ線の矢視断面図、第６図は砥石の一
部切欠正面図、第７図は同上の半断面側面図である。 ｌ・・・ヘッド本体、３・・・工作機械、３ａ・・・回
転主軸、４・・・砥石、４ａ・・・環形部、４ｂ・・・
帯状凸部、５・・・押圧軸体、６・・・アジャストスク
リュー、６ａ・・・六角孔（螺入量調整孔）、７・・・
端板、８・・・ダイヤル、９・・・コイルスプリング（
スプリング）、ｌｌａ・・・シャンク部（連結部）　、
ｌｉｄ・・・中心孔（冷却？ａ導入路）、１１ｅ・・・
流路（冷却液導入路）、１２ｄ・・・冷却液導入孔（冷
却液導入路）、１４・・・砥石保持部、１４ａ・・・保
持杆、２１・・・環状流路（冷却液導入路）、２２・・
・流路（冷却液導入路）、４０・・・テーパ面（テーパ
部）、４１・・・割り溝、４２・・・冷却液導出孔（冷
却液導出路）、５０・・・テーパ部（テーパ部）、５１
・・・受圧部、５３ａ・・・軸方向流路（冷却液通路）
、５３ｂ・・・分岐流路（冷却液通路）、５３ｃ・・・
流路溝（冷却液通路）、８０・・・目盛板（目盛）。 第６図 第７図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、基端側に工作機械の回転主軸に対する連結部を
   有すると共に、先端側に櫛歯状に軸方向へ突出してかつ
   環形配置した複数本の保持杆からなる砥石保持部を備え
   たヘッド本体と、該砥石保持部の内側に配置する拡径可
   能な環形部の外周に、隣接する上記保持杆の間より外方
   へ突出する帯形凸部が放射状に突設された砥石と、該砥
   石の環形部の内側に軸方向移動自在に装填された押圧軸
   体と、上記砥石保持部の端面に固着されて砥石および押
   圧軸体の抜出を阻止する端板と、該押圧軸体をヘッド基
   端側方向へ弾圧するスプリングとを具備し、上記押圧軸
   体は基端側に受圧部を有すると共に砥石内側位置の外周
   面に先端側ほど軸心に近づくテーパ部を有し、かつ該受
   圧部より上記外周面に至る冷却液通路が形成され、上記
   砥石は環形部の内周面に押圧軸体のテーパ部と常時密接
   するテーパ部を有し、かつ押圧軸体の冷却液通路に連通
   する内面側より外面側の保持杆との隙間に至る冷却液導
   出路が形成され、ヘッド本体には外部より供給される冷
   却液を押圧軸体の受圧部へ導入する冷却液導入路が形成
   され、ホーニング時に冷却液が該冷却液導入路より冷却
   液通路および冷却液導出路を通って研磨部へ放出される
   と同時に、該冷却液の供給圧力による押圧軸体のヘッド
   先端側方向への移動に伴う上記テーパ面相互の摺接によ
   って砥石が拡径するように構成されてなるホーニングヘ
   ッド。
2. （２）、砥石は、両端面より交互に切込む軸方向の複数
   の割り溝を有する一体の筒体にて形成され、該割り溝の
   拡がりによって環形部が拡径するものである請求項１記
   載のホーニングヘッド。
3. （３）、砥石は、軸方向に沿って分割され、それぞれを
   環形に配置した複数の分割部材と、これらの分割部材を
   環形に維持すると共に拡径可能に支持するリングばね等
   の弾性リング部材とからなる請求項１記載のホーニング
   ヘッド。
4. （４）、押圧軸体は、先端側に頭部を端板内面に当接す
   るストッパーとするアジャストスクリューが螺着され、
   該スクリューの螺入量調整により軸方向移動が規制され
   るものである請求項１、２または３記載のホーニングヘ
   ッド。
5. （５）、端板中央部にその内外を連通する非円形孔を有
   するダイヤルとその回転度合を外部に表示する目盛とが
   形成され、かつアジャストスクリューの頭部に上記非円
   形孔と同形で同軸線上に位置する螺入量調整孔が形成さ
   れてなる請求項４記載のホーニングヘッド。