JPH07229503A - 負荷圧感応流量調整弁およびホーニング盤の砥石拡張装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アクチュエータに作用する負荷圧に感応して
作動油の流量調整が機械的に行われる構造を備えた負荷
圧感応流量調整弁とこの調整弁を備えるホーニング盤の
油圧式砥石拡張装置を提供する。 【構成】 流量調整スプール２０が、出口ポート３３側
の作動油によるパイロット圧と圧力設定ばね２１のばね
圧とが平衡する軸方向位置に制御されて、その可変絞り
５５の開口面積が調整される構造とすることにより、機
械的にかつ自動で、出口ポート３３側の油圧が圧力設定
ばね２１により設定された圧力に維持されるとともに、
作動油の流量が設定流量に調整される。この負荷圧感応
流量調整弁を用いたホーニング盤の砥石拡張装置におい
ては、上記パイロット圧として、コーンロッドを軸方向
へ移動させる油圧シリンダの圧力室内の油圧を適用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は負荷圧感応流量調整弁
およびホーニング盤の砥石拡張装置に関し、さらに詳細
には、アクチュエータに作用する負荷圧に感応して作動
油の流量調整を可能とする技術およびこの技術を採用し
たホーニング盤の油圧式砥石拡張装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作物（以下、ワークと称する）の内径
面を精密に仕上げる加工法の一つとしてホーニング加工
がある。ホーニング加工においては、ホーニングツール
とワークを相対的に浮動の状態におき、ホーニングツー
ルに回転と往復運動を与えるとともに、ホーニングツー
ルの砥石を例えばコーンロッドのコーンにより拡張させ
ながら、ワーク内径面に精密仕上げを行う。

【０００３】また、上記砥石を拡張させる砥石拡張装置
としては種々の構造が提案されているが、硬い材料から
なるワークを能率的にホーニング加工するのに適したも
のとして油圧式の砥石拡張装置がある。

【０００４】この種の砥石拡張装置においては、油圧シ
リンダのピストンロッドの先端に、上記コーンロッドが
同軸状に連結されてなり、例えば、上記ピストンロッド
の突出動作により、コーンロッドが突出して、複数の砥
石がワーク内径面に対して外方へ拡張される（張り出さ
れる）。

【０００５】ところで、上記コーンロッドに圧力をかけ
る場合に、いきなり高い圧力をかけると、砥石がワーク
の内径面に急激に衝突して食いつき現象を生じて、砥石
先端を破損してしまったり、ワーク内径面を傷付けた
り、あるいはホーニング加工性の低下を招く等の悪影響
がある。

【０００６】この点に関して従来は、上記砥石拡張装置
の油圧回路に低圧用と高圧用の二つの圧力調整弁が配置
されて、これら両者が方向制御弁により電気的に切換操
作される構成とされていた。つまり、砥石拡張の初期の
段階においては、低圧用の圧力調整弁に切り替えられ
て、砥石を比較的緩い圧力をもってワーク内径面に当て
てやり、続いて、高圧用の圧力調整弁に切り替えられ
て、高圧で砥石によるホーニング加工を行う構成とされ
ていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置構成では、油圧回路を構成する油圧機器
の点数が多くかつ複雑であり、また、これら油圧機器を
動作するための電気制御装置の構成も複雑であり、装置
自体の大型化とともに装置コストの増大を招いていた。

【０００８】また、従来のような低圧と高圧の２段階に
圧力を切り換える方法では、その切換えタイミングをと
ることは、ワーク内径面の内径寸法のバラツキなどに起
因して必ずしも容易ではない。このため一般には、砥石
がワーク内径面に当たった後一定の時間を置いてから、
高圧用の圧力調整弁への切替えが行われるように構成さ
れているが、この切替え操作のためのタイムラグが自動
ホーニング等における加工サイクルタイムの短縮化を妨
げていた。

【０００９】さらに、低圧から高圧への切替時には加工
圧が大きく変化するため、この点においてもホーニング
加工性の低下を招くおそれがあった。

【００１０】本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、アクチュ
エータに作用する負荷圧に感応して作動油の流量調整が
機械的に自動で行われる構造を備えた負荷圧感応流量調
整弁を提供することにある。

【００１１】また、本発明のもう一つの目的は、駆動手
段としての油圧シリンダが上記負荷圧感応流量調整弁に
より駆動制御されて、加工すべきワーク内径面に要求さ
れる加工精度および加工能率に精密に応えた砥石拡張圧
が得られるとともに、構造が小型かつ簡単で安価なホー
ニング盤の砥石拡張装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の負荷圧感応流量調整弁は、圧油供給路の開
口面積を調整する可変絞り手段と、この可変絞り手段を
開口面積拡大側へ付勢する圧力設定手段と、上記可変絞
り手段に圧油供給路の下流側の作動油を導いて、可変絞
り手段を開口面積縮小側へ付勢するパイロット圧供給手
段とを備えてなり、このパイロット圧供給手段により与
えられるパイロット圧に応じて、上記圧油供給路の開口
面積が制御されるように構成されていることを特徴とす
る。

【００１３】より具体的には、弁本体内のスプール穴を
介して連通される出入口ポートと、上記スプール穴内に
移動可能に設けられた流量調整スプールと、この流量調
整スプールの外周面に設けられて、流量調整スプールの
軸方向位置に応じて開口面積が変化する可変絞りと、上
記流量調整スプールの一端側に設けられて、流量調整ス
プールを上記可変絞りの開口面積が縮小する方向へ弾発
付勢する圧力設定ばねと、上記出口ポート側から上記流
量調整スプールの他端側圧力室に連通するパイロット通
路とを備え、上記流量調整スプールは、上記出口ポート
側の作動油によるパイロット圧と上記圧力設定ばねのば
ね圧が平衡する軸方向位置に調整されることを特徴とす
る。

【００１４】本発明のホーニング盤の砥石拡張装置は、
その駆動手段としての油圧シリンダが上記負荷圧感応流
量調整弁により駆動制御される油圧式のものであって、
ホーニングツール内に軸方向へ移動可能に配されて、砥
石を押し拡げる円錐面を備えるコーンロッドと、このコ
ーンロッドを軸方向へ移動させる油圧シリンダと、この
油圧シリンダを駆動する油圧回路とを備えてなり、この
油圧回路に上記負荷圧感応流量調整弁が配され、この負
荷圧感応流量調整弁のパイロット圧として、上記油圧シ
リンダの圧力室内の油圧が適用されることを特徴とす
る。

【００１５】

【作用】本発明の負荷圧感応流量調整弁においては、可
変絞り手段としての流量調整スプールが、出口ポート側
の作動油によるパイロット圧と圧力設定ばねのばね圧と
が平衡する軸方向位置に制御されて、その可変絞りの開
口面積が調整される構造とすることにより、機械的にか
つ自動で、上記出口ポート側の油圧が圧力設定ばねによ
り設定された圧力に維持されるとともに、作動油の流量
が設定流量に調整される。

【００１６】また、この負荷圧感応流量調整弁を用いた
本発明の砥石拡張装置においては、負荷圧感応流量調整
弁のパイロット圧として、コーンロッドを軸方向へ移動
させる油圧シリンダの圧力室内の油圧を適用することに
より、一つの負荷圧感応流量調整弁により、砥石拡張初
期段階では緩い圧力で急速な砥石拡張動作が行われると
ともに、ホーニング加工時においては、加工すべきワー
ク内径面に要求される加工精度と加工能率に精密に応え
た砥石拡張圧および砥石拡張速度を得る。

【００１７】つまり、砥石拡張の初期の段階において
は、砥石がワーク内径面に当たらず自由な無負荷状態に
あり、油圧シリンダの圧力室内の油圧つまりパイロット
圧も低い。このため、流量調整スプールは、圧力設定ば
ねのばね圧により軸方向へ移動されて、その可変絞りの
開口面積は最大となり、上記油圧シリンダの圧力室には
多量の作動油が流入して、砥石は比較的緩い圧力をもっ
てワーク内径面に向けて外方へ急速に張り出される。

【００１８】砥石がワーク内径面に当たると、このワー
ク内径面からの反力により油圧シリンダの圧力室内の油
圧つまりパイロット圧が次第に上昇する。これに伴っ
て、流量調整スプールは、圧力設定ばねのばね圧に抗し
て徐々に反対軸方向へ移動されて、その可変絞りの開口
面積は次第に小さくなり、上記油圧シリンダの圧力室へ
の作動油流入量が減少するとともに、砥石拡張圧つまり
砥石加工圧が上昇し、この砥石加工圧が上記圧力設定ば
ねにより設定された圧力まで上昇したところで、以後こ
の圧力に応じた作動油流量が維持されながら、砥石は定
圧・定速で外方へ張り出されて、ホーニング加工が行わ
れる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。

【００２０】本発明に係るホーニング盤の砥石拡張装置
を図１および図２に示し、図１は砥石拡張時および図２
は砥石収縮時をそれぞれ示している。

【００２１】この砥石拡張装置は、具体的には、駆動手
段として油圧シリンダを備える油圧式のものであって、
砥石１，１，…を押し拡げるコーンロッド２、油圧シリ
ンダ３および油圧回路４を備えてなり、この油圧回路４
には、後述する単一の負荷圧感応流量調整弁５が配置さ
れている。

【００２２】上記砥石１，１，…は、図示しないホーニ
ングツール（いわゆるホーニングマンドレルないしホー
ニングヘッド）に装着されている。このホーニングツー
ルは、図示しないが、回転主軸の先端つまり下端に交換
可能に装着されるとともに、その内部に、径方向へ拡縮
可能に配された複数の砥石１，１，…と、これらを拡張
動作させるコーンロッド２と、砥石１，１，…を復帰動
作させる復帰ばね（図示省略）等を備える。上記コーン
ロッド２の先端コーン６は円錐面６ａを備え、この円錐
面６ａに、上記砥石１，１，…の砥石ホルダ７，７，…
の傾斜内面７ａ，７ａ，…が摺動可能に係合している。

【００２３】そして、上記砥石１，１，…は、上記コー
ンロッド２の下動に伴って拡張動作される一方、コーン
ロッド２の上動に伴って上記復帰ばねにより収縮動作
（復帰動作）されることとなる。

【００２４】また、上記ホーニングツールが装着される
回転主軸は、従来周知の基本構造を備え、例えば、駆動
モータ等を含む主軸回転駆動部により回転駆動されると
ともに、油圧シリンダ等を含む主軸往復駆動部により昇
降動作されて、上記ホーニングツールの砥石１，１，…
に回転運動と往復運動を与える構成とされている。

【００２５】油圧シリンダ３は、上記コーンロッド２を
直接上下方向へ移動させるいわゆる直動式のもので、図
示しないが上記回転主軸に下向き状態で一体的に設けら
れている。この油圧シリンダ３のピストンロッド３ａの
先端には、上記コーンロッド２が同軸状に接続されてお
り、ピストンロッド３ａの突出動作によりコーンロッド
２が下動するとともに、退入動作によりコーンロッド２
が上動する。

【００２６】油圧回路４は、アクチュエータとしての上
記油圧シリンダ３を駆動制御するメータ・イン回路で、
単一の負荷圧感応流量調整弁５および方向制御弁１０を
主要部として備えてなる。なお、図１および図２におい
て、１１は油タンク、１２は油圧ポンプ、１３はリリー
フ弁、および１４，１５は圧力計をそれぞれ示してい
る。

【００２７】負荷圧感応流量調整弁５は上記油圧シリン
ダ３への作動油流量、具体的には、上記油圧シリンダ３
の上部圧力室、つまり突出側圧力室Ａへの作動油流量を
調整するものである。この負荷圧感応流量調整弁５は、
図３〜図５に示すように、弁本体１９内に設けられた可
変絞り手段としての流量調整スプール２０、圧力設定手
段としての圧力設定ばね２１、およびパイロット圧供給
手段としてのパイロット通路２２を備えてなる。

【００２８】弁本体１９は、ほぼ直方体形状を呈するブ
ロック体からなり、その中央部分に円筒状のスプール穴
３１が貫通して設けられるとともに、このスプール穴３
１を介して、入口ポート３２と出口ポート３３が連通さ
れている。これら両ポート３２，３３は、供給側圧油管
路（圧油供給路）２５の上流側２５ａと下流側２５ｂに
それぞれ連通されており、この供給側圧油管路２５は上
記油圧シリンダ３の突出側圧力室Ａへ連通されている
（図１および図２参照）。

【００２９】また、上記出口ポート３２と平行して、弁
本体１９には連通路３４が設けられており、その出入口
ポート３５，３６は、戻り側圧油管路２６の上流側２６
ａと下流側２６ｂにそれぞれ連通されている。この戻り
側圧油管路２６は、上記油圧シリンダ３の下部圧力室、
つまり退入側圧力室Ｂと連通されている（図１および図
２参照）。１００は後述する圧力設定ばね２１を収容す
るばね収容部４７と上記連通路３４を連通するドレン通
路を示している。

【００３０】上記スプール穴３１と出入口ポート３２，
３３との境界部は、スプール穴３１よりも大径の環状連
通溝３７とされている。

【００３１】上記スプール穴３１の一端側には、後述す
るパイロット圧Ｐを導入する圧力室４０が設けられてい
る。すなわち、上記弁本体１９の一方の端面部には、上
記スプール穴３１と連通する凹部４１が形成されるとと
もに、この凹部４１を覆ってキャップ部材４２が取付け
ボルト４３，４３，…により取付け固定されており、こ
のキャップ部材４２の凹部４４と上記凹部４１により上
記圧力室４０が形成されている。４５は弁本体１９とキ
ャップ部材４２間をシールするオイルシールとしてのＯ
リング、および４６は上記圧力計１５が取り付けられる
ゲージ取付け穴をそれぞれ示している。また、上記スプ
ール穴３１の一端側には上記ばね収容部４７が設けられ
ている。

【００３２】流量調整スプール２０は、上記供給側圧油
管路２５の途中箇所の開口面積を調整するもので、上記
スプール穴３１内において、軸方向へ移動可能に設けら
れている。

【００３３】この流量調整スプール２０は円筒棒状のも
ので、上記スプール穴３１の内径面を摺動する円筒摺動
部５０，５１と、これらの間にあって、円筒摺動部５
０，５１よりも小径の連通部５２とを備えてなる。

【００３４】流量調整スプール２０の一端部２０ａは上
記圧力室４０内に臨んで設けられて、この端部２０ａの
平端面５３が圧力室４０内のパイロット圧Ｐを受ける受
圧面とされている。また、流量調整スプール２０の他端
部２０ｂは上記ばね収容部４７内に臨んで設けられ、こ
の他端部２０ｂに、ばね受け５４が取り付けられてい
る。

【００３５】また、上記流量調整スプール２０の外周面
には、流量調整スプール２０の軸方向位置に応じて開口
面積が変化する一対の可変絞り５５，５５が設けられて
いる。

【００３６】これら一対の可変絞り５５，５５は、流量
調整スプール２０の一直径線上に設けられている。各可
変絞り５５は、具体的には、上記連通部５２と一方の円
筒摺動部５１との境界部分に軸方向へ伸びて設けられた
絞り溝の形態とされている。この絞り溝５５はＶ字状断
面を有するとともに、図６に示すように、その断面積が
軸方向へ連続的に変化する形状とされている。

【００３７】図示の実施例においては、上記可変絞り溝
５５の最底部５５ａが軸方向左方へ向けて軸心方向へ傾
斜して形成され、これにより、そのＶ字状の断面積が軸
方向左方へ向けて連続的に拡大する構成とされている。

【００３８】したがって、図６(a) ，(b) に示すよう
に、流量調整スプール２０が軸方向右方へ移動するに連
れて、可変絞り５５の開口面積（厳密には可変絞り５５
とスプール穴３１内径面とにより形成される開口面積）
が拡大するとともに、これと逆に、流量調整スプール２
０が軸方向左方へ移動するに連れて、可変絞り５５の開
口面積は縮小する。

【００３９】圧力設定ばね２１は、油圧シリンダ３の突
出側圧力室Ａ内の油圧Ｐを設定するためのもので、具体
的には、前述したばね収容部４７内に配設されて、上記
流量調整スプール２０を可変絞り５５の開口面積が拡大
する側へ常時付勢している。

【００４０】上記ばね収容部４７は、弁本体１９の一側
部に設けられた円筒嵌合部１９ａに、ばねハウジング６
０が取付けボルト６１，６１，…により取付け固定さ
れ、このばねハウジング６０の内部空間から形成されて
いる。６２は弁本体１９とばねハウジング６０間をシー
ルするオイルシールとしてのＯリングを示している。

【００４１】上記圧力設定ばね２１は、上記流量調整ス
プール２０と同軸状に配される圧縮スプリングの形態と
されている。この圧縮スプリング２１は、その一端２１
ａが弁本体１９側固定部であるばね圧調整移動部材６５
に当接されるとともに、他端２１ｂが上記流量調整スプ
ール２０のばね受け５４のばね座５４ａに当接されてい
る。これにより、流量調整スプール２０は、上記圧力設
定ばね２１のばね力により、上記可変絞り５５の開口面
積が拡大する方向（右方向）へ弾発付勢されている。

【００４２】上記ばね圧調整移動部材６５は、後述する
調整するばね圧調整部７０の一部を構成するもので、具
体的にはその円筒外周面に雄ねじ部６５ａが形成され、
この雄ねじ部６５ａが、上記ばねハウジング６０の円筒
内径面に形成された雌ねじ部６０ａに軸方向へ螺進退可
能に螺合されている。また、ばね圧調整移動部材６５の
中央部には、連通孔６５ｂが設けられるとともに、その
周囲部６５ｃが上記圧力設定ばね２１の一端２１ａを受
けるばね座とされている。

【００４３】ばね圧調整部７０は、圧力設定ばね２１の
ばね圧を調整するもので、上記ばね圧調整移動部材６５
と回転操作部材６６から構成されている。

【００４４】回転操作部材６６は、操作ダイヤル７１と
伝動部材７２からなる。この伝動部材７２は、上記ばね
ハウジング６０の円筒軸受孔６０ｂに回転可能に軸支さ
れるとともに、その連結キー７２ａが上記ばね圧調整移
動部材６５のキー溝６５ｄにキー嵌合されている。これ
により、伝動部材７２は、ばね圧調整移動部材６５に対
して軸方向へ相対移動可能とされるとともに、回転方向
へは一体回転するようにされている。

【００４５】操作ダイヤル７１は、上記ばねハウジング
６０の外部において、上記伝動部材７２の外周部に固定
ねじ７３により固定されており、この操作ダイヤル７１
を外部から回転操作することにより、伝動部材７２を介
して、内部のばね圧調整移動部材６５が螺進退操作され
る。

【００４６】なお、上記操作ダイヤル７１と伝動部材７
２には、それぞれ鍔部７１ａおよび７２ｂが設けられて
おり、これら鍔部７１ａ，７２ｂが上記ばねハウジング
６０のボス部６０ｃを両側から挟んで、伝動部材７２の
抜止め作用をなしている。また、操作ダイヤル７１の鍔
部７１ａの外周部は実質的な操作部として機能する。７
４は、ばねハウジング６０と伝動部材７２間をシールす
るオイルシールとしてのＯリングを示している。

【００４７】パイロット通路２２は、前述した圧力室４
０にパイロット圧Ｐを導入するもので、具体的には、上
記油圧シリンダ３の突出側圧力室Ａ内の油圧がパイロッ
ト圧Ｐとして適用される。この目的のため、上記パイロ
ット通路２２は、上記出口ポート３３から上記圧力室４
０に連通されて、この圧力室４０内に上記供給側圧油管
路２５の下流側の作動油が導かれている。

【００４８】そして、上記流量調整スプール２０の受圧
面５３には、供給側圧油管路２５の下流側つまり突出側
圧力室Ａ内の油圧がパイロット圧Ｐとして作用し、流量
調整スプール２０をその可変絞り５５の開口面積が縮小
する側（軸方向左方側）へ常時付勢している。

【００４９】したがって、流量調整スプール２０は、こ
のパイロット圧Ｐと前述した圧力設定ばね２１のばね圧
Ｐ₀ が平衡する軸方向位置に制御されて、上記可変絞り
５５の開口面積が上記パイロット圧Ｐに応じて調整さ
れ、最終的には、上記油圧シリンダ３の突出側圧力室Ａ
内の油圧（＝パイロット圧）Ｐが上記ばね圧Ｐ₀ に調整
維持されることとなる。この場合の作動油流量は、パイ
ロット圧（加工圧）Ｐが大きいと少なく、逆に小さいと
多くなる。

【００５０】なお、この圧力設定ばね２１のばね圧Ｐ₀
は、ホーニング加工すべきワークＷの内径面Ｗａの仕上
がり面粗度を含む加工精度および加工能率に対応して設
定される。

【００５１】具体的には、例えば、実際に砥石拡張装置
を駆動させて、砥石１，１，…をワークＷの内径面Ｗａ
に当ててホーニング加工を行い、その時のパイロット圧
Ｐを圧力計１５で計測しながら、この計測値が最適値に
なるように、ばね圧調整部７０の操作ダイヤル７１を回
転操作して、上記ばね圧Ｐ₀ を決定する。この場合、本
装置が適用されるホーニング盤が荒加工用のものであれ
ば、ワークＷの下穴内径面Ｗａに要求される仕上がり面
粗度等の加工精度および加工能率が、また仕上げ加工用
のものであれば、ワークＷの最終仕上がり内径面Ｗａに
要求される仕上がり面粗度等の加工精度および加工能率
が対象となる。

【００５２】また、自動ホーニングシステムにおいて
は、上記操作ダイヤル７１を回転駆動するアクチュエー
タが設けられ、このアクチュエータにより、上記ばね圧
Ｐ₀ が自動調整される。そして、上記アクチュエータ
は、制御装置により、上記圧力計１５の計測値に対応し
てフィードバック制御されることとなる。このようなフ
ィードバック制御が行われる構成とすることにより、荒
加工用ホーニング盤と仕上加工用ホーニング盤を連続し
て自動制御したり、あるいは一台のホーニング盤でワー
クＷの荒加工と仕上げ加工を連続して行うことも可能と
なる。

【００５３】その一例として、一台のホーニング盤でワ
ークＷの下穴内径面に対する荒加工と仕上げ内径面に対
する仕上げ加工を連続して行う場合の、砥石１，１，…
の加工圧力Ｐの経時変化を示すと図７のようになる。

【００５４】また、上記ばね圧調整部７０に隣接して、
上記可変絞り５５の最終開口面積を設定する最終流量設
定部８０が設けられている。

【００５５】この最終流量設定部８０は、上記流量調整
スプール２０の軸方向移動量を規制して、可変絞り５５
の最終開口面積つまり最小開口面積を規定するもので、
調整ねじ８１とこれを回転操作する操作ダイヤル（回転
操作部）８２とからなる。

【００５６】上記調整ねじ８１は、その基端部の雄ねじ
部８１ａが上記伝動部材７２の雌ねじ部７２ｃに螺進退
可能に螺合されるとともに、この雄ねじ部８１ａから先
端へ向けて延びる位置規制部８１ｂが、挿通孔７２ｄを
介して上記圧力設定ばね２１の内部に挿通されている。
この位置規制部８１ｂは、上記流量調整スプール２０と
同軸状に配されて、その先端球面８３が流量調整スプー
ル２０の平端面８４に当接可能なストッパ面とされてい
る。したがって、上記流量調整スプール２０の平端面８
４が上記ストッパ面８３に当接した状態において、可変
絞り５５の最小開口面積が規定される（図６(b) 参
照）。

【００５７】この可変絞り５５の最小開口面積は、ホー
ニング加工すべきワークＷの内径面Ｗａに要求される加
工精度および加工能率に対応して、砥石１，１，…の最
終設定拡張速度を規定すべく設定される。

【００５８】上記操作ダイヤル８２は、上記調整ねじ８
１の基端つまり外端にキー嵌合８５されるとともに、取
付けナット８６により取付け固定されている。そして、
この操作ダイヤル８２を外部から回転操作することによ
り、内部の調整ねじ８１が螺進退操作されて、ストッパ
面８３の軸方向位置が調整される。

【００５９】なお、上記回転操作ダイヤル８２は図示の
ごとくキャップ形状とされて、上記操作ダイヤル７１の
円筒部７１ｂの外周部に被覆可能なコンパクト構造とさ
れている。

【００６０】方向制御弁１０は、以上のように構成され
た負荷圧感応流量調整弁５の流路方向を切替え操作する
もので、具体的には電磁操作式の４ポート２位置切換弁
とされている。そして、砥石拡張時においては図１に示
す位置に、また砥石収縮時においては図２に示す位置に
それぞれ切換え操作される。これらの切換えタイミング
は、手動のスイッチ操作でとられたり、あるいは、自動
ホーニングシステムにおいては、主軸部の位置等をセン
サにより検知したり、またはこれらと連動するタイマな
どによりとられる。

【００６１】しかして、以上のように構成された砥石拡
張装置を備えたホーニング盤においては、例えば次のよ
うな順序でホーニング加工が行われる。

【００６２】まず、主軸往復駆動部により、ホーニング
ツールの砥石１，１，…が、ワークＷの内径面Ｗａに対
する加工位置まで下降された後、主軸回転駆動部によ
り、ホーニングツールに回転運動が与えられる。この場
合、上記ワークＷは、図示しないホーニング治具に、例
えば３次元方向へ揺動可能なフローティング状態で保持
されている。

【００６３】続いて、上記主軸回転駆動部と主軸往復駆
動部により、上記ホーニングツールに回転運動と往復運
動が与えられながら、上記砥石拡張装置により、砥石
１，１，…が拡張されて、上記内径面Ｗａの加工域全体
をホーニング加工する。

【００６４】所要のホーニング加工が終了すると、砥石
１，１，…が砥石拡張装置により収縮された後、ホーニ
ングツールは再び上昇して、初期位置へ復帰される。

【００６５】続いて、上記砥石拡張動作と砥石収縮動作
について説明する。

【００６６】Ａ．砥石拡張動作： ホーニングツールの砥石１，１，…がワークＷの内径面
Ｗａに対する加工位置まで下降されると、油圧回路４の
方向制御弁１０が図１に示す位置に切り換えられた後、
作動油が供給側圧油管路２５を介して、油圧シリンダ３
の突出側圧力室Ａに供給される。

【００６７】すなわち、油圧ポンプ１２により油タンク
１１から吸い上げられた作動油は、リリーフ弁１３によ
り一定圧力に制御された後、図中矢符で示されるよう
に、方向制御弁１０から負荷圧感応流量調整弁５の連通
部５２を含む可変絞り５５を介して、上記突出側圧力室
Ａに流入する。一方、油圧シリンダ３の退入側圧力室Ｂ
内の作動油は、同じく図中矢符で示されるように、戻り
側圧油管路２６を介して油タンク１１へ還流される。

【００６８】この場合、砥石１，１，…の拡張の初期段
階においては、砥石１，１，…がワークＷの内径面Ｗａ
に当たらず自由な無負荷状態にあり、油圧シリンダ３の
突出側圧力室Ａ内の油圧は低く、よって、この油圧に等
しい上記負荷圧感応流量調整弁５の圧力室４０内のパイ
ロット圧Ｐも低い状態にある。

【００６９】このため、流量調整スプール２０は、圧力
設定ばね２１のばね圧Ｐ₀ により軸方向右端に保持され
て、その連通部５２を含む可変絞り５５の開口面積は最
大の全開状態となる（図６(a) 参照）。これにより、上
記油圧シリンダ３の突出側圧力室Ａには、多量の作動油
が流入して、コーンロッド２が下動し、砥石１，１，…
は比較的緩い圧力をもってワークＷの内径面Ｗａへ向け
て外方へ急速に張り出される。

【００７０】砥石１，１，…がワークＷの内径面Ｗａに
当たると、このワーク内径面Ｗａからの反力により、油
圧シリンダ３の突出側圧力室Ａ内の油圧、つまりパイロ
ット圧Ｐが次第に上昇する。

【００７１】これに伴って、流量調整スプール２０は、
圧力設定ばね２１のばね圧Ｐ₀ に抗して徐々に軸方向左
方へ移動されて、その可変絞り５５の開口面積は次第に
小さくなる。これにより、上記油圧シリンダ３の突出側
圧力室Ａへの作動油流入量が減少するとともに、砥石
１，１，…の拡張圧、つまり砥石加工圧は上昇し、この
砥石加工圧が上記圧力設定ばね２１により設定された圧
力Ｐ₀ まで上昇したところで、以後この圧力Ｐ₀ に応じ
た作動油流量が維持されながら、砥石１，１，…は定圧
・定速で外方へ張り出されて、ワークＷの内径面Ｗａに
対するホーニング加工が行われる。

【００７２】Ｂ．砥石収縮動作： 所要のホーニング加工が終了すると、上記方向制御弁１
０が図２に示す位置に切り換えられた後、作動油が戻り
側圧油管路２６を介して、油圧シリンダ３の退入側圧力
室Ｂに供給される。

【００７３】すなわち、油圧ポンプ１２により油タンク
１１から吸い上げられた作動油は、図中矢符で示される
ように、リリーフ弁１３により一定圧力に制御された
後、方向制御弁１０から負荷圧感応流量調整弁５の連通
路３４を介して、上記退入側圧力室Ｂに流入する。一
方、油圧シリンダ３の突出側圧力室Ａ内の作動油は、同
じく図中矢符で示されるように、負荷圧感応流量調整弁
５の可変絞り５５を含む供給側圧油管路２５を介して、
油タンク１１へ還流される。

【００７４】これにより、コーンロッド２が上動し、砥
石１，１，…は復帰ばねにより収縮動作（復帰動作）さ
れる。

【００７５】なお、上述した実施例はあくまでも本発明
の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに
限定されることなく、その範囲内で種々設計変更可能で
ある。

【００７６】例えば、コーンロッド２の拡張動作が図示
の実施例のものと逆となるように、つまり、コーンロッ
ド２の上動に伴って砥石１，１，…が拡張動作される一
方、コーンロッド２の下動に伴って砥石１，１，…が収
縮動作されるように構成されてもよい。この場合は、供
給側圧油管路２５が上記油圧シリンダ３の退入側圧力室
Ｂに連通されるとともに、この圧力室Ｂ内の油圧が上記
パイロット圧Ｐとして適用される。

【００７７】また、図示の実施例のような直動型の油圧
シリンダ３に代えて、ロータリアクチュエータとしての
揺動シリンダが適用されても良く、この場合は、図示し
ないが、揺動シリンダの揺動作により、作動ねじの螺進
退を介して、上記コーンロッド２が砥石拡張動作する構
造とされる。また、上記パイロット圧Ｐとしては、上記
揺動シリンダの圧力室内の油圧が適用されることとな
る。

【００７８】さらに、本発明の負荷圧感応流量調整弁
は、図示の実施例のようなホーニング盤の砥石拡張装置
に限られず、ホーニング盤と同様な動きをする他の工作
機械はもちろんのこと、他の技術分野にも広く適用が可
能である。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の負荷圧感
応流量調整弁によれば、圧油供給路の開口面積を調整す
る可変絞り手段は、圧力設定手段により与えられる設定
圧とパイロット圧供給手段により与えられるパイロット
圧が平衡するように、上記開口面積を調整するから、作
動油の流量調整がパイロット圧つまりアクチュエータに
作用する負荷圧に感応して機械的にかつ自動で行われ、
上記アクチュエータに与えられる油圧が上記設定圧に維
持されるとともに、作動油の流量が設定流量に調整され
る。

【００８０】また、この負荷圧感応流量調整弁を用いた
本発明の砥石拡張装置によれば、負荷圧感応流量調整弁
のパイロット圧として、コーンロッドを軸方向へ移動さ
せる油圧シリンダの圧力室内の油圧を適用されるから、
一つの負荷圧感応流量調整弁により、砥石拡張初期段階
では緩い圧力で急速な砥石拡張動作が行われるととも
に、ホーニング加工時においては、加工すべきワーク内
径面に要求される加工精度と加工能率に精密に応えた砥
石拡張圧および砥石拡張速度を得ることができる。

【００８１】したがって、油圧回路を構成する油圧機器
の点数の減少化と簡単化が図れるとともに、これら油圧
機器を動作するための電気制御装置の構成も簡素化で
き、装置自体の小型化と装置コストの低減化を図ること
ができる。

【００８２】また、砥石拡張の初期段階の低圧からホー
ニング加工時の高圧への圧力の切換えが連続的にかつ円
滑に行え、従来のような圧力の切換え操作のためのタイ
ムラグがなくて、加工サイクルタイムの短縮化が図れる
とともに、圧力の切換えによるホーニング加工性への悪
影響もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施態様であるホーニング盤の
砥石拡張装置を示す概略構成図で、砥石拡張時の状態が
示されている。

【図２】同じく同砥石拡張装置を示す概略構成図で、砥
石収縮時の状態が示されている。

【図３】同砥石拡張装置の負荷圧感応流量調整弁を示す
正面断面図で、パイロット圧が低い状態が示されてい
る。

【図４】同じく同砥石拡張装置の負荷圧感応流量調整弁
を示す正面断面図で、パイロット圧が高い状態が示され
ている。

【図５】同負荷圧感応流量調整弁を図３のＶ−Ｖ線に沿
って示す断面図である。

【図６】同負荷圧感応流量調整弁の流量調整スプールの
軸方向位置による可変絞りの開口面積の変化を示す断面
図で、図６(a) は可変絞りの開口面積が最大の全開状
態、および図６(b) は可変絞りの開口面積が最小の状態
が示されている。

【図７】同砥石拡張装置を備えるホーニング盤でワーク
の荒加工と仕上加工を自動で連続して行う場合の、砥石
加工圧力の経時変化を示す線図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク（工作物） Ｗａ ワーク内径面 １ 砥石 ２ コーンロッド ３ 油圧シリンダ ３ａ ピストンロッド ４ 油圧回路 ５ 負荷圧感応流量調整弁 １０ 方向制御弁 １９ 弁本体 ２０ 流量調整スプール（可変絞り手段） ２１ 圧力設定ばね（圧力設定手段） ２２ パイロット通路（パイロット圧供給
手段） Ａ 油圧シリンダの突出側圧力室 Ｂ 油圧シリンダの退入側圧力室 ２５ 供給側圧油管路（圧油供給路） ２６ 戻り側圧油管路 ３１ スプール穴 ３２ 入口ポート ３３ 出口ポート ３７ 環状連通溝 Ｐ パイロット圧 Ｐ₀ ばね圧（設定圧） ４０ 圧力室 ５０，５１ 流量調整スプールの円筒摺動部 ５２ 流量調整スプールの連通部 ５３ 流量調整スプールの受圧面 ５５ 流量調整スプールの絞り溝（可変絞
り） ６５ ばね圧調整移動部材（弁本体側固定
部） ６６ 回転操作部材 ７０ ばね圧調整部 ７１ 操作ダイヤル ７２ 伝動部材 ８０ 最終流量設定部 ８１ 調整ねじ ８２ 操作ダイヤル（回転操作部） ８３ 最終流量設定部のストッパ面

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧油供給路の開口面積を調整する可変絞
   り手段と、 この可変絞り手段を開口面積拡大側へ付勢する圧力設定
   手段と、 上記可変絞り手段に圧油供給路の下流側の圧油を導い
   て、可変絞り手段を開口面積縮小側へ付勢するパイロッ
   ト圧供給手段とを備えてなり、 このパイロット圧供給手段により与えられるパイロット
   圧に応じて、上記圧油供給路の開口面積が制御されるよ
   うに構成されていることを特徴とする負荷圧感応流量調
   整弁。
2. 【請求項２】 弁本体内のスプール穴を介して連通され
   る出入口ポートと、 上記スプール穴内に移動可能に設けられた流量調整スプ
   ールと、 この流量調整スプールの外周面に設けられて、流量調整
   スプールの軸方向位置に応じて開口面積が変化する可変
   絞りと、 上記流量調整スプールの一端側に設けられて、流量調整
   スプールを上記可変絞りの開口面積が縮小する方向へ弾
   発付勢する圧力設定ばねと、 上記出口ポート側から上記流量調整スプールの他端側圧
   力室に連通するパイロット通路とを備え、 上記流量調整スプールは、上記出口ポート側の作動油に
   よるパイロット圧と上記圧力設定ばねのばね圧が平衡す
   る軸方向位置に調整されることを特徴とする負荷圧感応
   流量調整弁。
3. 【請求項３】 上記圧力設定ばねのばね圧を調整するば
   ね圧調整部を備える請求項２に記載の負荷圧感応流量調
   整弁。
4. 【請求項４】 上記スプール穴の一端が上記圧力室に連
   通されるとともに、この圧力室内に上記流量調整スプー
   ルの一端部が臨んで設けられ、 この流量調整スプールの一端部の平端面が上記圧力室内
   の油圧を受ける受圧面とされている請求項２に記載の負
   荷圧感応流量調整弁。
5. 【請求項５】 上記スプール穴は円筒穴の形態とされ、 上記流量調整スプールは、この円筒穴の内径面を摺動す
   る円筒摺動部と、この円筒摺動部よりも小径の連通部と
   を備えてなり、 これら連通部と円筒摺動部との境界部分に、上記可変絞
   りを形成する絞り溝が設けられ、 この絞り溝は、上記流量調整スプールの軸方向へ延びて
   設けられるとともに、その断面積が軸方向へ連続的に変
   化する形状とされている請求項２または４に記載の負荷
   圧感応流量調整弁。
6. 【請求項６】 上記円筒穴と出入口ポートとの境界部
   は、上記円筒部よりも大径の環状連通溝とされている請
   求５に記載の負荷圧感応流量調整弁。
7. 【請求項７】 上記圧力設定ばねは、上記流量調整スプ
   ールと同軸状に配される圧縮スプリングの形態とされ、 この圧縮スプリングは、一端が上記弁本体側固定部に当
   接されるとともに、他端が上記流量調整スプールのばね
   座に当接されて、流量調整スプールを上記可変絞りの開
   口面積が拡大する方向へ弾発付勢している請求項２また
   は３に記載の負荷圧感応流量調整弁。
8. 【請求項８】 上記ばね圧調整部は、上記弁本体側に軸
   方向へ螺進退可能に螺合されて、上記弁本体側固定部を
   形成するばね圧調整移動部材と、このばね圧調整移動部
   材に対して軸方向へのみ相対移動可能に係合された回転
   操作部材とからなる請求７に記載の負荷圧感応流量調整
   弁。
9. 【請求項９】 上記可変絞りの最終開口面積を設定する
   最終流量設定部を備え、 この最終流量設定部は、上記流量調整スプールの軸方向
   移動量を規制する調整ねじの形態で、この流量調整スプ
   ールと同軸状にかつ上記弁本体側に軸方向へ螺進退可能
   に螺合されるとともに、その回転操作部が上記弁本体外
   部に臨んで設けられている請求項２に記載の負荷圧感応
   流量調整弁。
10. 【請求項１０】 ホーニングツール内に軸方向へ移動可
    能に配されて、砥石を押し拡げる円錐面を備えるコーン
    ロッドと、 このコーンロッドを軸方向へ移動させる油圧シリンダ
    と、 この油圧シリンダを駆動する油圧回路とを備えてなり、 この油圧回路に、請求項１から９のいずれか一つに記載
    の負荷圧感応流量調整弁が配され、 この負荷圧感応流量調整弁のパイロット圧として、上記
    油圧シリンダの圧力室内の油圧が適用されることを特徴
    とするホーニング盤の砥石拡張装置。
11. 【請求項１１】 上記油圧回路に単一の上記負荷圧感応
    流量調整弁と、この負荷圧感応流量調整弁を切替え操作
    する方向制御弁とを備える請求項１０に記載のホーニン
    グ盤の砥石拡張装置。
12. 【請求項１２】 上記油圧シリンダのピストンロッドの
    突出動作により、上記コーンロッドが砥石拡張動作する
    構造とされ、 上記油圧シリンダの突出側圧力室内の油圧が上記パイロ
    ット圧として適用される請求項１０または１１に記載の
    ホーニング盤の砥石拡張装置。
13. 【請求項１３】 上記油圧シリンダのピストンロッドの
    退入動作により、上記コーンロッドが砥石拡張動作する
    構造とされ、 上記油圧シリンダの退入側圧力室内の油圧が上記パイロ
    ット圧として適用される請求項１０または１１に記載の
    ホーニング盤の砥石拡張装置。
14. 【請求項１４】 上記油圧シリンダはロータリアクチュ
    エータとしての揺動シリンダの形態とされ、この揺動シ
    リンダの揺動作により、作動ねじの螺進退を介して、上
    記コーンロッドが砥石拡張動作する構造とされ、 上記揺動シリンダの圧力室内の油圧が上記パイロット圧
    として適用される請求項１０または１１に記載のホーニ
    ング盤の砥石拡張装置。
15. 【請求項１５】 上記負荷圧感応流量調整弁の圧力設定
    ばねのばね圧は、ホーニング加工すべき工作物の内径面
    に要求される加工精度および加工能率に対応して設定さ
    れる請求項１０または１１に記載のホーニング盤の砥石
    拡張装置。
16. 【請求項１６】 上記負荷圧感応流量調整弁の圧力設定
    ばねのばね圧は、自動調整可能とされている請求項１５
    に記載のホーニング盤の砥石拡張装置。
17. 【請求項１７】 上記負荷圧感応流量調整弁の可変絞り
    の最終開口面積は、ホーニング加工すべき工作物の内径
    面に要求される加工精度および加工能率に対応して設定
    される請求項１０または１１に記載のホーニング盤の砥
    石拡張装置。