JPH05277909A - 内面研削加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工主軸に係る煩雑な動作制御を要すること
なく、ワークの孔の内周面における所定の部位に研削加
工を施すことの可能な内面研削加工機を提供することを
目的とする。 【構成】 ワークＷの孔Ｗａの中心軸線を加工主軸１１
の回転軸線と同一方向に延在させる態様でワークＷの装
着されるワーク取付け手段３０を設けるとともに、この
ワーク取付け手段３０に装着されたワークＷを、加工主
軸１１の中心軸線に並行して延びる軸線を中心に、所定
の角度範囲に亘って揺動させるワーク揺動手段６０を設
けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、円柱状を成す孔を有す
るワークにおける、上記孔の内周面の所定の部位に研削
加工を施すための内面研削加工機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図１０（ａ）および（ｂ）に示
す自動二輪車用エンジンのシリンダコンポーネントＡで
は、そのシリンダスリーブＢの内周面におけるエキゾー
スト部の中央リブＣを含んだ範囲Ｄを、内面研削加工機
を用いて研削することによって、上記中央リブＣが膨脹
した際に、シリンダボア内に張り出すことによりピスト
ンリングとの当りが強くなる不都合を防いでいる。上記
シリンダスリーブＢの内周面は、内面研削加工機の加工
主軸（図示せず）に取り付けられた、回転工具としての
砥石Ｅにより研削されるのであるが、上記被加工範囲Ｄ
は研削深さが浅い反面、シリンダスリーブＢの周方向に
おける加工幅が広いため、従来の内面研削加工機では固
定されたワーク（シリンダコンポーネントＡ）に対して
砥石Ｅ、言い換えれば加工主軸を円弧補完しつつ３軸方
向に移動させることにより、上記シリンダスリーブＢの
内周面における所定の部位の研削加工を実施している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の内面
研削加工機では、上述した如くワークの内周面における
所定の部位に研削加工を施す際、加工主軸を円弧補完し
つつ３軸方向に移動させているために、上記加工主軸の
動作制御が極めて煩雑なものとなる不都合があった。本
発明は、上記実状に鑑みて、上記加工主軸に係る煩雑な
動作制御を要することなく、ワークの内周面における所
定の部位に研削加工を施すことの可能な内面研削加工機
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、孔の
中心軸線を加工主軸の回転軸線と同一方向に延在させる
態様でワークを支持するワーク取付け手段を設けるとと
もに、このワーク取付け手段に装着されたワークを、加
工主軸の中心軸線に並行して延びる軸線を中心として、
所定の角度範囲に亘って揺動させるワーク揺動手段を設
けることによって上記目的を達成している。

【０００５】

【作用】上記構成によれば、回転工具すなわち加工主軸
をワークにおける孔の周方向に移動させることなく、上
記孔の内周面における所定範囲の研削加工を実施するこ
とができる。

【０００６】

【実施例】以下、一実施例を示す図面に基づいて、本発
明を詳細に説明する。図１ないし図７は、自動二輪車用
エンジンのシリンダコンポーネントにおけるシリンダス
リーブの内周面を、エキゾースト部の中央リブを含んだ
範囲に亘って研削するための内面研削加工機として、本
発明に関わる内面研削加工機を構成した例を示してい
る。なお、ワークとしてのシリンダコンポーネントの構
成は、図１０に示したシリンダコンポーネントＡと基本
的に同一である。

【０００７】図１に明示するように、上記内面研削加工
機１はスピンドルユニット１０とワーク支持装置２０と
を備えており、ベースフレーム２上にはワーク搬送用の
コンベア３、４が配設されている。

【０００８】上記スピンドルユニット１０は、加工主軸
１１と駆動モータ１２とを備えており、上記加工主軸１
１の先端部（図中左端部）には、回転工具としての砥石
１３が取り付けられている。また、上記加工主軸１１
は、その回転中心軸線が水平方向（図中の左右方向）に
沿って延びる態様で設置されているとともに、フィード
装置によって上記回転中心軸線に沿ったＺ軸（図中の左
右方向）と、該Ｚ軸に直交するＹ軸（図中上下方向）と
の２軸方向において移動するよう構成されている。

【０００９】一方、ワーク支持装置２０は、ワーク取付
け手段３０とワーク揺動手段６０とを具備しており、上
記ワーク取付け手段３０は、図２ないし図４に示す如く
ベースプレート３１とシフトプレート３２とを有し、該
シフトプレート３２にはワークＷを支持するワーク取付
け部材としての芯金４０が取付けられている。

【００１０】上記ベースプレート３１はワーク揺動手段
６０を構成する揺動回転軸６１の端部に固定され、上記
シフトプレート３２はベースプレート３１にボルト止め
された一対のアングル部材３３，３３によって上記ベー
スプレート３１に圧接されて固定されている。

【００１１】上記芯金４０は、ワークＷの孔Ｗａに嵌挿
される貫挿部４０Ａと、ワークＷの端面（シリンダスリ
ーブにおけるスカート部の端面）Ｗｂが当接するフラン
ジ部４０Ｂとを備えている。上記貫挿部４０Ａには、図
２中の右方に解放される円柱形状の凹部４０ａが設けら
れているとともに、加工主軸１１に設けられた砥石１３
を上記凹部４０ａから臨ませるための開口部４０ｂが形
成されている。また上記芯金４０は、ワークＷを嵌合さ
せて支持した際に、該ワークＷにおける孔Ｗａの中心軸
線を、加工主軸１１の回転軸線と同一方向に延在させる
態様で設置されている。

【００１２】図２，３に示すように、上記ベースプレー
ト３１の上部に設けられたブラケットフレーム３４に
は、クランプアクチュエータ５１が固設されている。こ
のクランプアクチュエータ５１におけるロッド５１ａに
は、クランプパッド５２がフローティング結合されてお
り、上記クランプアクチュエータ５１とクランプパッド
５２とによって、ワーククランプ手段５０が構成されて
いる。

【００１３】また、図２からも明らかなように、上記ワ
ーククランプ手段５０におけるクランプアクチュエータ
５１は、芯金４０に嵌合されたワークＷのエキゾースト
側面Ｗｃをクランプパッド５２により斜め上方から押圧
するべく、その作動軸線を上記芯金４０の上方域におい
て傾斜させた態様で設置されている。

【００１４】一方、ワーク揺動手段６０は、図５に明示
するように、フレーム２１上のハウジング２２に回転自
在に支承された揺動回転軸６１を有しており、該揺動回
転軸６１における図中の右方端部には、上述したワーク
取付け手段３０（図示せず）が取り付けられている一
方、該揺動回転軸６１の左方端部には、上方に向かって
延設された大リンクアーム６２が取り付けられている。
なお、上記揺動回転軸６１は、その軸線が上記芯金４０
および加工主軸１１の軸線と同一方向に延在する態様に
て設置されている。

【００１５】図５ないし図７に示すように、上記ハウジ
ング２２に固設された支持プレート６３には、該支持プ
レート６３に固設された支軸６４を中心として、小リン
クアーム６５が揺動自在に支承されているとともに、揺
動アクチュエータ６６が支軸６７を中心として揺動自在
に支承されており、この揺動アクチュエータ６６におけ
る作動ロッド６６ａの先端部と上記小リンクアーム６５
の下方端部とは、支軸６８を介してピン結合されてい
る。

【００１６】一方、上記小リンクアーム６５の上部に
は、その長手方向に沿って長孔６５ａが形成されてお
り、この長孔６５ａにはアジャスタスクリューロッド６
９に螺合した支軸７０が設けられている。また、上記支
軸７０にはローラ７１が設けられており、このローラ７
１は上記大リンクアーム６２の上部に設けられたガイド
ブロック７２のガイド溝７２ａに遊嵌している。

【００１７】上記揺動アクチュエータ６６における作動
ロッド６６ａがストローク動作すると、小リンクアーム
６５が支軸６４を中心に揺動するとともに、該小リンク
アーム６５に支持されたローラ７１と上記ガイドブロッ
ク７２とを介して大リンクアーム６２が揺動し、これに
よって上記揺動回転軸６１が回動されることにより、上
記ワーク取付け手段３０が揺動回転軸６１の軸線を中心
として、所定の角度範囲に亘って揺動することとなる。

【００１８】なお、上記揺動アクチュエータ６６は、作
動ロッド６６ａを常に一定のストローク長で伸張、縮退
させるよう構成されており、上記作動ロッド６６ａが１
／２ストロークの位置に在るとき、上記大リンクアーム
６２は図中に実線で示す中立位置に占位している。ま
た、上記大リンクアーム６２にはスイッチドグ７３Ｎ、
およびスイッチドグ７３Ｌ，７３Ｒが取り付けられてい
る一方、支持プレート６３には中立検出リミットスイッ
チ７４Ｎ、および揺動検出リミットスイッチ７４Ｌ，７
４Ｒが取り付けられている。

【００１９】上記構成の内面研削加工機１により、ワー
クＷに対して研削加工を実施するには、まずワークＷを
ワーク取付け手段３０に装着させるべく、該ワーク取付
け手段３０における芯金４０に、ワークＷにおける孔Ｗ
ａを嵌合させる。

【００２０】このとき、上記ワーク取付け手段３０のシ
フトプレート３２に突設されている位置決めピン３５
（図３，４参照）を、ワークＷの位置決め孔（図示せ
ず）に嵌合させることにより、該ワークＷはエキゾース
ト側を上方に、すなわち研削加工を施すべきシリンダス
リーブの内周面における中央リブを含んだ部位を、上記
芯金４０における開口部４０ｂに臨ませる態様で該芯金
４０に支持されることとなる。

【００２１】ワークＷを上記芯金４０に装着したのち、
ワーククランプ手段５０によって上記ワークＷのエキゾ
ースト側面Ｗｃを押圧することにより、該ワークＷを上
記芯金４０に固定する。

【００２２】ここで、上記ワークＷはエキゾースト側面
Ｗｃを外方側から押圧されることにより、孔Ｗａにおけ
る研削加工の施される部位の存在する側の内周面が、上
記芯金４０における貫挿部４０Ａの外周面に圧接されて
密着し、もって上記ワークＷの孔Ｗａにおける径方向の
位置決めが精度良く行なわれることとなる。

【００２３】また、上述したようにクランプアクチュエ
ータ５１の軸線は、芯金４０の軸線に対し傾斜してお
り、ワークＷのエキゾースト側面Ｗｃを斜め上方から押
圧することにより、上述したように孔Ｗａの内周面が芯
金４０における貫挿部４０Ａの外周面に圧接されるとと
もに、ワークＷにおける端面（シリンダスリーブにおけ
るスカート部の端面）Ｗｂが、芯金４０におけるフラン
ジ部４０Ｂに圧接され、もって上記ワークＷにおける軸
方向の位置決めも同時に行なわれることとなる。ワーク
Ｗの取付け作業が完了したのち、加工主軸１１をＺ軸方
向に沿って前進させて、砥石１３を芯金４０における凹
部４０ａの内部に侵入させ、次いで上記砥石１３をワー
クＷにおける孔Ｗａの内周面に当接させるべく、加工主
軸１１をＹ軸方向に沿って上方に移動させる。

【００２４】砥石１３が孔Ｗａの内周面に当接すると、
接触検知手段（図示せず）によって接触開始時点が検出
される。なお、上記接触検知手段としては、例えばＡＥ
（アコースティク・エミッション）を利用した検知装置
などが適宜に用いられるが、その構成は既に知られてい
るので詳細な説明は省略する。

【００２５】上記接触検知手段によって接触開始時点が
検出されると、加工主軸１１は上記接触開始時点を原点
位置として所期の切り込み量に達するまでＹ軸に沿って
徐々に上方へ移動し、かつＺ軸に沿って所期の研削範囲
に亘り往復移動する一方、上記ワーク取付け手段に装着
されたワークＷが上述したワーク揺動手段６０によって
揺動される。

【００２６】ここで、図８（ａ）ないし（ｃ）に示すよ
うに、上記ワークＷは加工主軸１１の中心軸Ｏｔに並行
して延びる軸、すなわち揺動回転軸６１の中心軸Ｏｓを
中心として、所定の角度範囲に亘って左右に揺動されて
おり、かくして図８に示す如く、上記ワークＷにおける
孔ｗａの内周面の所定部位が、所期の形状に研削加工さ
れることとなる。

【００２７】すなわち、本発明に関わる内面研削加工機
１によれば、孔Ｗａにおける内周面の所定の部位に研削
加工を施す際、加工主軸１１に関してはＹ軸とＺ軸との
２軸方向についてのみ動作制御すればよく、加工主軸１
１の制御は極めて簡易なものとなっている。

【００２８】なお、図８における符号Ｏｗは、ワークＷ
における孔Ｗａの中心軸であり、上記ワークＷは、左右
にそれぞれ約３０°の角度範囲に亘って揺動されてい
る。また、図９（ａ）および（ｂ）は、本発明に関わる
内面研削加工機１によって研削加工されたワークＷの一
例を示しており、内径Ｒが５６mmの孔Ｗａに対して加工
幅Ｓは２７．５mm、ワークＷ上面から加工範囲の上端ま
での寸法Ｌｕは２０mm、中央までの寸法Ｌｍは３８．５
mm、下端までの寸法Ｌｌは５７mmであり、切り込み量Ｔ
は８０μないし９０μ、使用した砥石の直径は４０．２
mmである。

【００２９】ところで、上記構成の内面研削加工機１に
おいては、ワークＷの孔Ｗａの中心軸Ｏｗに対する揺動
回転軸６１の中心軸Ｏｓの位置関係により、孔Ｗａの内
周面における加工域の横断面形状が変化する。すなわ
ち、揺動回転軸６１の中心軸ＯｓとワークＷの孔Ｗａの
中心軸Ｏｗとが一致した場合、加工域における両端が砥
石１３の半径と同一の曲率となり、また揺動回転軸６１
の中心軸Ｏｓが砥石１３の中心軸Ｏｔと一致した場合に
は、加工域の全体が砥石１３の半径と同一の曲率とな
る。さらに、ワークＷの孔Ｗａの中心軸Ｏｗと砥石１３
の中心軸Ｏｔとの間において、揺動回転軸６１の中心軸
Ｏｓが砥石１３の中心軸Ｏｔに接近する程、加工域にお
ける両端の角度が浅いものとなる傾向がある。

【００３０】上記内面研削加工機１では、ワーク取付け
手段３０のアングル部材３３，３３を取付けているボル
トを緩め、シフトプレート３２とともに芯金４０を上下
に移動させることによって、揺動回転軸６１の中心軸に
対するワークＷの中心軸のオフセット量を変えることが
可能である。

【００３１】上記オフセット量を設定するには、図２に
示すようにベースプレート３１とシフトプレート３２と
に亘ってセットピン３６を差し入れ、この状態で上記シ
フトプレート３２に設けられたレバー３７に当接するダ
イヤルゲージ３８の０点を合わせたのちセットピン３６
を抜き、次いでベースプレート３１に螺着しているアジ
ャスタボルト３９を螺進させてシフトプレート３２を所
定の寸法だけ移動させたのち、アングル部材３３，３３
を締め付けて上記シフトプレート３２をベースプレート
３１に固定すればよい。

【００３２】また、上記内面研削加工機１では、ワーク
揺動手段６０を構成する支軸７０、言い換えればローラ
７１の位置を、アジャスタスクリューロッド６９によっ
て調整することができ、上記ローラ７１の位置を調整す
ることによって、揺動アクチュエータ６６の作動ストロ
ークが一定であっても、大リンクアーム６２および揺動
回転軸６１、言い換えればワーク取付け手段３０に装着
されたワークＷにおける揺動の角度範囲を変えることが
可能となり、もって異種のワークに対しても容易に対応
することができる。

【００３３】上記ワークＷに対する所期の研削加工が完
了したのち、加工主軸１１を初期位置まで移動させると
ともにワーククランプ手段５０を解放動作させ、次いで
芯金４０からワークＷを抜き取ることによって、該ワー
クＷが内面研削加工機１から取り出される。

【００３４】なお、本発明に関わる内面研削加工機は、
実施例に示した自動二輪車用エンジンにおけるシリンダ
スリーブの内周面を研削するための内面研削加工機のみ
ならず、様々なワークの内周面を研削するための内面研
削加工機として、有効に適用され得るものであることは
言うまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明に関わる
内面研削加工機では、孔の中心軸線を加工主軸の回転軸
線と同一方向に延在させる態様でワークを支持するワー
ク取付け手段を設けるとともに、このワーク取付け手段
に装着されたワークを、加工主軸の中心軸線に並行して
延びる軸線を中心として、所定の角度範囲に亘って揺動
させるワーク揺動手段を設けたので、回転工具をワーク
における孔の周方向に移動させることなく、言い換えれ
ば加工主軸に係る煩雑な動作制御を要することなく、ワ
ークの内周面における所定の部位に対して研削加工を実
施することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関わる内面研削加工機の全体正面図。

【図２】本発明に関わる内面研削加工機のワーク取付け
手段を示す要部断面側面図。

【図３】本発明に関わる内面研削加工機のワーク取付け
手段を示す正面図。

【図４】本発明に関わる内面研削加工機のワーク取付け
手段を示す要部断面平面図。

【図５】本発明に関わる内面研削加工機のワーク揺動手
段を示す要部破断側面図。

【図６】本発明に関わる内面研削加工機のワーク揺動手
段を示す要部正面図。

【図７】本発明に関わる内面研削加工機のワーク揺動手
段を示す要部平面図。

【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明に関わる内
面研削加工機におけるワークの加工態様を示す概念図。

【図９】（ａ），（ｂ）は、本発明に関わる内面研削加
工機によって研削加工されたワークの形状を示す概念
図。

【図１０】（ａ），（ｂ）は、内面研削加工機によって
研削加工の施されるシリンダコンポーネントを示す横断
面図および縦断面図。

【符号の説明】

１…内面研削加工機、 １０…スピンドルユニット、 １１…加工主軸、 １３…砥石（回転工具）、 ２０…ワーク支持装置、 ３０…ワーク取付け手段、 ４０…芯金（ワーク取付け部材）、 ５０…ワーククランプ手段、 ５１…クランプアクチュエータ、 ５２…クランプパッド、 ６０…ワーク揺動手段、 ６１…揺動回転軸、 ６２…大リンクアーム、 ６５…小リンクアーム、 ６６…揺動アクチュエータ、 Ｗ…ワーク、 Ｗａ…孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークに設けられた円柱状を成す孔
   に、加工主軸に取り付けられた回転工具を挿入して、上
   記孔における内周面の所定の部位に研削加工を施す内面
   研削加工機であって、 上記ワークにおける孔の中心軸線を、上記加工主軸の回
   転軸線と同一方向に延在させる態様で上記ワークを支持
   するワーク取付け手段と、 上記ワーク取付け手段に装着された上記ワークを、上記
   加工主軸の中心軸線に並行して延びる軸線を中心とし
   て、所定の角度範囲に亘り揺動させるワーク揺動手段
   と、 を具備して成ること特徴とする内面研削加工機。