JPH1110520A - 非真円内面用ホーニングヘッド装置およびホーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非真円内面を高い精度をもってホーニング加
工することができるホーニング技術を提供する。 【解決手段】 支持アーム７がワーク内径面Ｗａの軸線
に垂直な方向へ揺動可能に支持されるとともに、この支
持アーム７の先端部に砥石４が取り付けられてなり、こ
の砥石４の揺動方向は、ホーニング加工時に砥石４に作
用するワーク内径面Ｗａの反力の作用方向に対応して設
定されている。支持アーム７の円滑な揺動により、ワー
ク内径面Ｗａに対する砥石４の良好な追従性が確保され
て、ワーク内径面Ｗａの径寸法変化の大小にかかわら
ず、高精度のホーニング加工を実現し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、非真円内面用ホ
ーニングヘッド装置およびホーニング装置に関し、さら
に詳細には、ベーンポンプの内径面等の非円筒内面また
は非真円内面を高精度をもってホーニング加工するホー
ニング技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホーニング加工は、例えば、精密中ぐ
り、研削などによって仕上げられた工作物（以下ワーク
と称する）の内径面をさらに平滑にするとともに、この
内径面の加工精度も向上させる目的で、角形棒状の細粒
砥石をワーク内径面に面接触させて軽く研削する仕上げ
方法であって、ラップ仕上および超仕上とともに最もす
ぐれたワーク表面を造ることができる精密仕上の一つで
ある。

【０００３】そして、ホーニング仕上は、他の精密仕上
と比較して、工作機械の精度に直接頼ることなく高精度
の加工が可能であること、および真円度に加えて真直度
も改善する能力を有することなどのすぐれた長所を有し
ており、特に、内燃機関のシリンダや砲身等の内径面の
仕上方法として一般に採用されている。

【０００４】このホーニング仕上を行う専用工作機械と
してホーニング盤がある。ホーニング盤は、ワーク別に
個々の専用機があるが、その一般的な基本構造は、数個
の細粒砥石を保持するホーニングヘッドを備えてなり、
このホーニングヘッドとワークとの間に相対的な回転運
動と往復運動とを行わせるとともに、上記砥石に所定の
圧力を加えて、同時に多量の工作液を注ぎながら、ワー
クの表面の工作を行うようにされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近時の技術
の進歩に伴って、ワークの内径面の形状も多種多様化し
ており、例えばベーンポンプの内径面のように、非真円
形状断面を有するワークの内径面についてもホーニング
加工が要求されるようになってきた。

【０００６】しかしながら、上記のような一般的なホー
ニング盤では、構造上、上記細粒砥石が非真円形状断面
のワークの内径面に忠実に倣うことができず、この種の
内径面の仕上加工には構造上適用することができなかっ
た。

【０００７】この点に関して、本出願人は、実開平４−
１０９８６４号公報に開示される非真円内面用のホーニ
ング装置を既に提案している。

【０００８】この装置は、図８に示すように、ホーニン
グ盤等の工作機械の主軸ａに着脱可能に取り付けられる
ホーニングヘッドｂを備えてなり、このホーニングヘッ
ドｂは、複数の砥石ホルダｃ，ｃ，…が、ホーン本体ｄ
に放射方向つまり径方向へ突出退入可能に設けられると
ともに、各砥石ホルダｃの外端には角形棒状の細粒砥石
ｅが取り付けられている。各砥石ホルダｃは、その基端
面が、図外の加圧媒体供給源から加圧媒体通路ｆおよび
加圧媒体溜り室ｇを介して供給される流体圧、例えば空
気圧を受ける受圧面とされるとともに、作動スプリング
ｈにより砥石退入方向へ常時付勢されている。

【０００９】そして、上記加圧媒体供給源から空気圧が
供給されると、この空気圧により、砥石ホルダｃ，ｃ，
…が作動スプリングｈ，ｈ…の弾発力に抗して放射方向
外方へ突出し、各砥石ホルダｃの砥石ｅがワークＷの非
真円形状断面を有する内径面Ｗａに所定の一定圧力をも
って当接するとともに、上記主軸ａが回転しながらワー
クＷの軸線方向へ往復運動する。これにより、各砥石ホ
ルダｃの砥石ｅは、上記内径面Ｗａに忠実に倣って、つ
まりホーン本体ｃから放射方向への突出退入を繰り返し
ながら、この内径面Ｗａを研削する。

【００１０】この装置構成は、径寸法変化の小さな非真
円内面のホーニング加工においては、砥石ｅのワーク内
径面Ｗａに対する追従性も良く、高い加工精度が得られ
て、所期の目的を達成し得るものであるが、一方、径寸
法変化の大きな非真円内面に対しては、まだ砥石ｅの追
従性が十分でなく、さらなる改良が要望されていた。

【００１１】すなわち、図８のような構成においては、
砥石ホルダｃが、ホーニングヘッドｂに対して放射方向
に直線状に案内移動される構成とされている。したがっ
て、ワーク内径面Ｗａの径寸法変化は、そのまま砥石ｅ
つまり砥石ホルダｃの移動距離となるとともに、ホーニ
ング加工時に各砥石ｅに作用する工作物内径面Ｗａの反
力は、砥石ｅとワークＷの相対的な回転運動により砥石
ｅの移動方向に角度をもっている。

【００１２】これがため、砥石ホルダｃとホーニングヘ
ッドｂの摺動面間に構造的な寸法誤差や隙間があると、
上記内径面Ｗａからの反力がこの摺動面の相対的移動に
対して偏荷重として作用して、その円滑な移動を阻害す
ることとなり、この不具合は特に径寸法変化の大きな非
真円内面の加工において顕著となる。この結果、砥石ｅ
の突出退入動作が不均一で一定せず、砥石ｅのワークＷ
の内径面Ｗａに対する接触圧つまりホーニング加工圧が
変化して一定しないばかりか、両者間に回転方向の引っ
掛かりも生じて円滑な相対回転も得られず、加工面に所
望の均一な仕上げ精度が得られない。

【００１３】この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、ベーン
ポンプの内径面等の非真円内面を高い精度をもってホー
ニング加工することができるホーニング技術を提供する
ことにある。の提供にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のホーニングヘッド装置は、ワークの非真円
内面をホーニング加工するホーニング装置に装着される
ものであって 支持アームが工作物内径面の軸線に垂直
な方向へ揺動可能に支持されるとともに、この支持アー
ムの先端部に砥石が取り付けられてなり、上記砥石の揺
動方向は、ホーニング加工時にこの砥石に作用するワー
ク内径面の反力の作用方向に対応して設定されているこ
とを特徴とする。

【００１５】好適な実施態様として、上記支持アームの
揺動中心は、ワークの軸線方向に見て、ワーク内径面の
外側で、かつ上記砥石とワーク内径面の接触位置を基準
として、ワークの砥石に対する相対的回転方向の上流側
に配されている。

【００１６】また、本発明のホーニング装置は、上記ホ
ーニングヘッド装置を備えて、ワークの非真円内径面
を、ワークとの相対的な回転および往復運動を行う砥石
によりホーニング加工するものであって、上記ホーニン
グヘッド装置を備えるヘッド部と、ワークを保持するワ
ーク保持部とを備えてなることを特徴とし、好適には、
上記ヘッド部は、上記ワーク保持部に保持されたワーク
の内径面と同軸状に配されたヘッド本体に、上記砥石を
備える支持アームと、この支持アームを砥石切込み方向
に押圧する押圧手段とを備えてなる。

【００１７】好適な実施態様として、上記砥石の加工圧
を一定に保持するための定圧保持手段を備える。

【００１８】本発明のホーニング装置においては、押圧
手段により支持アームが砥石切込み方向へ押圧揺動され
ることにより、その先端部の砥石がワークの内径面に所
定の一定圧力をもって当接され、この当接状態で、上記
砥石がワークに対して相対的に回転と往復運動を行いな
がら、ワークの内径面にホーニング加工を施す。

【００１９】この場合、ワークの内径面が非真円形状断
面を有することから、砥石は、この内径面に追従した動
きをしながら、つまり、ワーク内径面の径変化に対応し
て突出退入を繰り返しながらホーニング加工を行うこと
になるところ、この砥石の突出退入動作は支持アームの
揺動により行われるとともに、その揺動方向がワークの
内径面の反力の作用方向に対応して設定されている。

【００２０】したがって、上記内径面の反力は砥石に対
して効果的に作用する結果、支持アームの円滑な揺動を
促して、砥石の切込み方向に対する突出退入動作が常時
安定して得られ、これにより、ワーク内径面の径寸法変
化の大小にかかわらず、ワーク内径面に対する砥石の良
好な追従性が確保される。

【００２１】さらに、上記砥石の加工圧を一定に保持す
るための定圧保持手段を備えることにより、上記支持ア
ームの揺動による砥石の突出退入動作がさらに円滑に行
われる結果、ワーク内径面の径寸法変化やワーク回転速
度が特に大きい場合にも、ワーク内径面に対する砥石の
良好な追従性が確保される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００２３】実施形態１ 本発明に係るホーニング装置を図１および図２に示し、
このホーニング装置は、具体的には、ベーンポンプの内
径面のように、非真円形状断面を有するワークＷの内径
面Ｗａを仕上げ加工するためのものであって、ヘッド部
１、ワーク保持部２およびこれらを駆動制御する制御部
３を主要部として備えてなり、ワーク保持部２とヘッド
部１は、ヘッド部１の砥石４，４，…がワークＷに対し
て相対的に回転するとともに往復運動（オシレーショ
ン）を行うように構成されている。

【００２４】ヘッド部１はホーニング加工部を構成する
部位で、ヘッド本体５に、ホーニングヘッド装置６を構
成する支持アーム７，７，…と、これら各支持アーム７
を切込み動作させる押圧手段としての押圧シリンダ装置
８とが複数組（図示の形態においては４組）装着されて
なり、各支持アーム７の先端部には上記砥石４がそれぞ
れ取り付けられている。

【００２５】ヘッド本体５は円筒状のもので、図外の装
置本体に、後述するワーク保持部２、さらにはこれに保
持されるワークＷの内径面Ｗａと同軸状に垂直状態で配
されている。図示の形態においては、ヘッド本体５は、
図示しないが上記装置本体に上下方向へ昇降可能に支持
された昇降台に装着されるとともに、この昇降台は、装
置本体に取り付けられたヘッド昇降手段としての昇降シ
リンダ９に駆動連結されている。この昇降シリンダ９
は、加圧媒体として空気圧や油圧等の流体圧を利用した
流体圧シリンダが採用され、図示のものにおいては油圧
を利用する油圧シリンダが採用されている。昇降シリン
ダ９が駆動すると、ヘッド本体５さらにはホーニングヘ
ッド装置６が、上記昇降台と共に、ワークＷの内径面Ｗ
ａの軸線方向へ往復動作（オシレーション）する。

【００２６】支持アーム７は、その先端部に取り付けら
れた砥石４をワークＷの内径面Ｗａに所定の一定圧力を
もって当接させるもので、ワークＷの内径面Ｗａの円周
方向へ等間隔をもって複数配置されている。図示のもの
においては、図２に示すように、上記ヘッド本体５の下
端部に、矩形状の取付フランジ１０が一体的に設けられ
るとともに、この取付フランジ１０の四隅部の近傍位置
に、上記支持アーム７がそれぞれ設けられている。

【００２７】支持アーム７の具体的構造は図３に示され
ており、その先端部７ａに上記砥石４が取り付けられる
とともに、その基端部７ｂが、ヘッド本体５の取付フラ
ンジ１０に垂下状に設けられた支軸１１に枢支されて、
ワークＷの内径面Ｗａの軸線に垂直な方向へ揺動可能と
されている。

【００２８】図示のものにおいては、支持アーム７の基
端部７ｂが上記支軸１１に軸受１２を介して自由回転可
能に支持されて、これにより、支持アーム７は、支軸１
１を揺動中心として水平方向へ円滑な揺動が行われる構
成とされて、後述する砥石４のワークＷの内径面Ｗａに
対する良好な追従性が確保されている。

【００２９】また、これに関連して、上記支持アーム７
の基端部７ｂを支持する支軸１１は、図１に示すよう
に、上記基端部７ｂと共に後述するワーク保持部２のワ
ーク保持体２６の外周部分まで垂下して延びる長寸法に
設定されるとともに、支軸１１，１１，…の下端部分
は、支持基板１４により相互に軸支連結されている。こ
れにより、支軸１１，１１，…相互の垂直平行状態が保
持されるとともに、これに支持される支軸アーム７，
７，…の水平状態も保持されて、これら支持アーム７，
７，…の確実な水平揺動状態が安定して確保される。な
お、この支持基板１４には、後述するワーク保持部２の
ワーク保持体２６を挿通可能な挿通穴１４ａが設けられ
ており、ヘッド部１とワーク保持部２が互いに干渉しな
いようにされている。

【００３０】また、支持アーム７の基端部７ａには、作
動アーム１３が分岐して一体的に設けられており、この
作動アーム１３の先端部１３ａが、後述するように、押
圧シリンダ装置８の受圧部として機能する。

【００３１】支持アーム７の先端部７ａに対する砥石４
の取付構造は、図３に示すように、砥石４を一体的に保
持する砥石ホルダ１５が、上記先端部７ａの保持ポケッ
ト１６内に嵌着されるとともに、締付けボルト１７によ
り取外し可能に締付け固定されてなり、砥石４が砥石ホ
ルダ１５ごと交換可能な構造とされている。

【００３２】上記砥石４は内径面Ｗａに対向して、つま
り、ワークＷの内径面Ｗａの軸線方向に見て（図３にお
いては紙面に対して垂直に見て）、内径面Ｗａの径方向
外方に向けて配されている。この砥石４としては、上記
内径面Ｗａの軸線と平行に延びる凸円弧状の砥石面を備
える細粒砥石が用いられており、その砥石面の具体的形
状寸法は、対象となるワークＷの内径面Ｗａに対応した
プロフィールのものが適宜選択される。

【００３３】また、上記砥石４の揺動方向は、ホーニン
グ加工時に砥石４に作用するワークＷ内径面の反力の作
用方向に対応して設定されている。

【００３４】具体的には、上記支持アーム７の揺動中心
つまり上記支軸１１は、ワークＷの軸線方向に見て、ワ
ークＷの内径面Ｗａの外側で、かつ上記砥石４と内径面
Ｗａの接触位置Ｏを基準として、ワークＷの砥石４に対
する相対的回転方向（矢符参照）の上流側に設定配置さ
れている。

【００３５】これにより、上記砥石４は図３に一点鎖線
で示す円弧軌跡に沿って揺動することとなり、ホーニン
グ加工時に生ずるワークＷの内径面Ｗａの反力Ｐは、砥
石４の揺動方向に効果的に作用して、安定した砥石４の
揺動つまり突出退入動作が得られることとなる。ちなみ
に、この場合の反力Ｐの作用方向は、砥石４による切込
み方向力と砥石４およびワークＷの相対的回転方向力と
の合力、ならびに内径面Ｗａの形状等により決定され
る。

【００３６】押圧シリンダ装置８は、支持アーム７を砥
石４の切込み方向に押圧するもので、具体的には、加圧
媒体として空気圧や油圧等の流体圧を利用した押圧シリ
ンダ２０を備えてなり、図示のものにおいては、空気圧
を利用するエアシリンダが採用されている。

【００３７】押圧シリンダ２０は、図２に示すように、
各支持アーム７に対応して、上記ヘッド本体５の取付フ
ランジ１０の矩形輪郭の各辺１０ａの部位にそれぞれ設
けられるとともに、装置本体に備えられた加圧媒体供給
源としての空気圧回路（図示省略）に接続されている。
この場合の各押圧シリンダ２０の圧力調整は、４つの押
圧シリンダ２０，２０，…すべてに共通する圧力調整弁
等が設けられて、単一の圧力調整手段により統一して調
整される構成とするか、あるいは、各押圧シリンダ２０
毎に専用の圧力調整弁等が設けられて，個別の圧力調整
手段により相互に独立して調整される構成とされる。

【００３８】押圧シリンダ２０は、そのシリンダ本体２
０ａが、取付ブラケット２１により上記取付フランジ１
０にワークＷの回転中心方向へ向けて水平に取付固定さ
れるとともに、そのピストンロッド２０ｂが上記支持ア
ーム７に駆動連結されている。

【００３９】上記ピストンロッド２０ｂと支持アーム７
との接続構造は、図３に示すように、作動アーム１３を
介して、上記支持アーム７を往復揺動させるように構成
されている。

【００４０】具体的には、上記ピストンロッド２０ｂの
先端面は図示のごとく円弧断面を有し、この先端面が上
記作動アーム１３の受圧部（押圧作用点）１３ａに相対
的に揺動可能な状態で接触係合して、支持アーム７を砥
石４の切込み方向へ押圧する構成とされている。

【００４１】また、このピストンロッド２０ｂの先端部
には、ほぼコ字形状を有する鉤の形態された後退係合部
２２が取り付けられており、この後退係合部は、上記作
動アーム１３の先端部に抱持状に係合して、上記ピスト
ンロッド２０ｂの先端面と作動アーム１３の受圧部１３
ａとの係合状態を保持するとともに、上記支持アーム７
を砥石４の切込み後退方向へ引張係合可能な構成とされ
ている。

【００４２】これにより、上記押圧シリンダ２０のピス
トンロッド２０ｂの突出動作により、支持アーム７の砥
石４は、切込方向へつまりワークＷの内径面Ｗａに対し
て所定の一定圧力をもって常時付勢される（切込み力を
与えられる）とともに、上記ピストンロッド２０ｂの退
入動作により、砥石４は上記切込方向と逆の後退方向へ
移動されることとなる。

【００４３】なお、砥石４に与えられる上記切込方向へ
の一定圧力（押圧力）は、上記加圧媒体供給源としての
空気圧回路の設定圧を、上述した単一のまたは個別の圧
力調整手段により調整することにより、対象となるワー
クＷの内径面Ｗａの形状寸法、砥石４の砥石面形状寸
法、これら両者の相対的な回転速度やオシレーション速
度、あるいは求められる内径面Ｗａの仕上寸法精度など
を考慮して適宜設定される。

【００４４】また、これに関連して、上記支持アーム７
の支軸１１の中心つまり揺動中心から上記砥石４の先端
砥石面（Ｑ点位置）までの距離寸法、つまり支持アーム
長さＬと、上記揺動中心から上記押圧シリンダ８のピス
トンロッド８ａが接続される受圧部１３ａの押圧作用点
Ｒまでの距離寸法、つまり作動アーム長さｌとの比は、
加工目的に対応して設定されている。

【００４５】図示の実施形態においては、砥石４がワー
クＷの内径面Ｗａの前加工形状を崩すことなく忠実に倣
うように、上記支持アーム長さＬは上記作動アーム長さ
ｌよりも大きく設定されている。これにより、ホーニン
グ加工時において、上記押圧シリンダ８の押圧手段とし
ての感度が増す結果、押圧シリンダ２０による一定の切
込み力が砥石４に常時安定して与えられる一方、砥石４
は、支持アーム７による揺動構成との相乗効果により、
ワークＷの内径面Ｗａの径寸法変化により生ずる内径面
Ｗａの反力Ｐの変化に精度良く対応した突出退入動作が
得られ、内径面Ｗａに対する砥石４の良好な追従性が確
保される。

【００４６】ワーク保持部２は、上記ヘッド部１に対応
して上記ワークＷを保持回転するもので、図１に示すよ
うに、回転台２５上にワーク保持体２６が固定的に設け
られてなる。

【００４７】回転台２５は、その回転軸２５ａが軸受２
７を介して装置本体（図示省略）に水平回転可能に支持
されるとともに、上記ヘッド部１のヘッド本体５と同軸
状に配されている。また、この回転軸２５ａは、伝動プ
ーリ２８ａ、伝動ベルト２８ｂおよび駆動プーリ２８ｃ
からなる伝動手段２８を介して、回転駆動源である駆動
モータ２９の駆動軸２９ａに駆動連結されている。

【００４８】ワーク保持体２６は、ワークＷの下部外周
部分を取外し可能に保持する保持部２６ａを有し、この
保持部２６ａにワークＷが保持された状態において、ワ
ークＷの内径面Ｗａが、上記回転台２５の回転中心つま
り回転軸２５ａ同軸状になるように構成されている。

【００４９】これにより、上記駆動モータ２９が回転駆
動すると、ワークＷは、その内径面Ｗａが上記ヘッド本
体５に配された砥石４，４，…の配設中心と同軸状に水
平回転される。

【００５０】制御部３は、上記駆動モータ２９、昇降シ
リンダ９、押圧シリンダ２０およびワークＷの内径面Ｗ
ａの形状寸法を検出するセンサを備えた自動定寸装置
（図示省略）の駆動源などを自動制御するもので、ＣＰ
Ｕ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびＩ／Ｏポートなどからなるマ
イクロコンピュータで構成されている。この制御部３に
は、後述する一連のホーニング加工工程を実行させるた
めの制御プログラム等が組み込まれてなるとともに、上
記各駆動源の駆動に必要な種々の個別的制御情報が、Ｎ
Ｃ（数値制御）データとして予めまたは図示しない操作
盤のキーボード等により適宜入力設定されている。

【００５１】しかして、以上のように構成されたホーニ
ング装置において、ホーニングヘッド装置６は、上記制
御部３の制御プログラムに従って、以下のようにワーク
Ｗの内径面Ｗａに対するホーニング加工を行う。

【００５２】 昇降シリンダ９の突出動作により、ヘ
ッド部１のヘッド本体５が下降して、各支持アーム７の
砥石４が、ワークＷの内径面Ｗａ内に挿入されるととも
に、内径面Ｗａに対向して位置決め配置される。

【００５３】 駆動モータ２９が回転駆動して、ワー
クＷが水平回転するとともに、上記昇降シリンダ９が突
出退入動作して、各支持アーム７の砥石４が予め設定さ
れたストローク幅をもって上下方向に往復運動（オシレ
ーション）する。

【００５４】 この状態で、押圧シリンダ２０が突出
動作して、支持アーム７，７，…が砥石切込み方向へ押
圧揺動され、これにより、その先端部の砥石４，４，…
がワークＷの内径面Ｗａに所定の一定圧力をもって当接
され、この加圧状態で、砥石４，４，…は、上記内径面
Ｗａに倣いながらこの内径面Ｗａをホーニング加工す
る。

【００５５】すなわち、上記砥石４，４，…は、ワーク
Ｗに対して相対的に回転と往復運動を行いながら、上記
内径面Ｗａに沿って、揺動による放射方向への突出退入
を繰り返しながら、上記ワークＷの内径面Ｗａを仕上加
工する。

【００５６】 この内径面Ｗａを所定の内径寸法まで
加工すると、これを上記自動定寸装置により検出して、
押圧シリンダ２０が退入動作して、支持アーム７，７，
…が砥石後退方向へ引張揺動され、砥石４，４，…がワ
ークＷの内径面Ｗａから離脱するとともに、上記昇降シ
リンダ９が退入動作して、砥石４，４，…が初期位置へ
上昇復帰する。これと同時に、駆動モータ２９が駆動停
止して、ワークＷの回転が停止され、ワークＷの交換が
自動ロボットにより自動的にまたは手作業で行われる。

【００５７】 以後ないしの工程を繰り返す。な
お、上記加工工程における具体的な工程動作は目的に応
じて適宜設計され、例えばとの工程は同時に行った
り、順序を上記と逆に行うなど、適宜変更され得る。

【００５８】以上のように、ワークＷの内径面Ｗａが非
真円形状断面を有することから、砥石４は、この内径面
Ｗａに追従した動きをしながら、つまり、ワークＷの内
径面Ｗａの径変化に対応して突出退入を繰り返しながら
ホーニング加工を行うことになるところ、この砥石４の
突出退入動作は、支持アーム７の揺動により行われると
ともに、その揺動方向は、前述したように、ワークＷの
内径面Ｗａの反力Ｐの作用方向に対応して設定されてい
る。

【００５９】したがって、上記内径面Ｗａの反力Ｐが砥
石４に対して効果的に作用して、支持アーム７の円滑な
揺動を促し、これにより、砥石４の切込み方向に対する
突出退入動作が常時安定して得られる。この結果、ワー
クＷの内径面Ｗａの径寸法変化が図示のごとく大きい場
合においても、砥石４は内径面Ｗａに対して正確かつ円
滑に追従することができる。

【００６０】また、上記支持アーム７毎に組み付けられ
た押圧シリンダ２０の押圧力は、対象となるワークＷの
内径面Ｗａの形状寸法等、加工条件に応じて適宜調整可
能であるから、内径面Ｗａの形状のいかにかかわらず、
最適的な押圧力を確保して、内径面Ｗａの全周にわたっ
て均一な取代を確保することができる。

【００６１】実施形態２ 本実施形態は図４に示されており、ヘッド部１の砥石
４，４，…のワークＷに対する作動構成が改変されたも
のであり、具体的には、ワークＷが固定的に支持される
とともに、砥石４，４，…が回転と往復運動（オシレー
ション）を行う構成とされている。

【００６２】本実施形態においては、ヘッド部１のヘッ
ド本体５は、図外の装置本体に設けられた昇降台３０
に、軸受３１，３２を介して水平回転可能に支持される
とともに、その回転軸３３が、伝動プーリ３４ａ、伝動
ベルト３４ｂおよび駆動プーリ３４ｃからなる伝動手段
３４を介して、回転駆動源である駆動モータ３５の駆動
軸３５ａに駆動連結されている。

【００６３】この駆動モータ３５は、上記昇降台３０に
垂直上向きに設けられるとともに、上記制御部３に電気
的に接続されている。この駆動モータ３５の回転駆動に
より、ヘッド本体５さらにはこれに設けられた支持アー
ム７，７，…の砥石４，４，…が、ワークＷの内径面Ｗ
ａと同一中心まわりに水平回転される。

【００６４】また、上記昇降台３０が、上記装置本体に
上下方向へ昇降可能に支持されるとともに、前記昇降シ
リンダ９に駆動連結されている点は実施形態１と同様で
あり、これにより、砥石４，４，…はワークＷの内径面
Ｗａの軸線方向へオシレーションする。

【００６５】しかして、以上のように構成されたホーニ
ング装置において、各支持アーム７の砥石４は、駆動モ
ータ３５の回転駆動により水平回転するとともに、昇降
シリンダ９の突出退入動作により上下方向にオシレーシ
ョンして、ワーク保持部２のワーク保持体２６に固定的
に支持されたワークＷの内径面Ｗａに対して、所定のホ
ーニング加工を施す。その他の構成および作用は実施形
態１と同様である。

【００６６】実施形態３ 本実施形態は図５に示されており、加工対象となるワー
クＷの外形寸法が、その内径面Ｗａに比較して大きい場
合に適用され得る構成を備えるものである。

【００６７】本実施形態においては、ヘッド部１の支持
アーム１０７がほぼＬ字形状断面とされて、その基端部
１０７ａが、ほぼコ字形状断面とされた実施形態１の支
持アーム７に比較して薄肉形状とされている。また、こ
の基端部１０７ａを支持する支軸１１１も短寸法に設定
されてとり、これにより、これら支持アーム１０７の支
持構造が、ワーク保持部２のワーク保持体２６上に保持
されるワークＷと構造的に干渉しないように構成されて
いる。

【００６８】これに関連して、ヘッド本体５の取付フラ
ンジ１１０の外周部分は、上記支持アーム１０７の基端
部１０７ａを上下から挟持状に支持するとともに、支軸
１１１を両持状に軸支する構造を有する。これにより、
支軸１１１の垂直状態さらには支軸アーム１０７の水平
状態が保持されて、支持アーム１０７の確実な水平揺動
状態が安定して確保される。

【００６９】以上のような構成によれば、図示のような
ワークＷのほか、大型で薄肉プレート状のワークの内径
面のホーニング加工にも適用可能である。その他の構成
および作用は実施形態１と同様である。

【００７０】実施形態４ 本実施形態は図６および図７に示されており、加工対象
となるワークＷの内径面Ｗａの非真円度が大きい場合に
適用され得る構成を備える。

【００７１】すなわち、本実施形態においては、砥石４
の加工圧を一定に保持するための定圧保持手段２００を
備えてなり、この定圧保持手段２００は、径変化検出部
２０１と流体圧調整部２０２とを主要部として構成され
ている。

【００７２】径変化検出部２０１は、ワークＷの内径面
Ｗａの径寸法変化を検出するもので、ワークＷと一体的
に設けられたカム２０３と、このカム２０３と協働する
位置検出センサ２０４とからなる。カム２０３は、図６
に示すように、回転台２５上のワーク保持体２６の外周
部に一体的に設けられてなるほぼ円板状のもので、その
外周面２０５がワークＷの内径面Ｗａの径方向変位に対
応したカム面とされている。

【００７３】上記カム面２０５は、ワーク保持体２６に
保持されるワークＷの内径面Ｗａと同心状のほぼ円筒面
とされ、より具体的には、ワークＷの内径面Ｗａと同心
状の基準円筒面２０５ａの一部に、上記内径面Ｗａにお
ける径変化の特に大きな内径面部位Ｗｂに対応した検出
面２０５ｂが設けられてなる。

【００７４】上記ワークＷの内径面部位Ｗｂは、ワーク
Ｗの回転方向（図７における矢符方向）に対して、砥石
４が駆け上がるがごとき動作（退入動作）をする径変化
の大きな傾斜面部位、換言すれば、ワークＷの内径面Ｗ
ａの基準面Ｘに対して砥石４の退入時の楊程差Ｈが大き
くなる部位である。

【００７５】これに対して、上記カム面２０５の検出面
２０５ｂは、上記ワークＷの内径面部位Ｗｂと同期する
回転位置に設けられるとともに、その基準円筒面２０５
ａに対する所定の楊程差Ｈａを有する。この楊程差Ｈａ
は、ワークＷに与えられる回転速度を考慮して、上記楊
程差Ｈに対応して設定されている。

【００７６】位置検出センサ２０４は、上記カム２０３
のカム面２０５に摺動可能に当接係合するスタイラス２
０４ａと、このスタイラス２０４ａを上記カム面２０５
に対して常時弾発的に付勢する弾発スプリング２０４ｂ
とを備えてなる。そして、上記スタイラス２０４ａが、
上記カム面２０５の基準円筒面２０５ａと検出面２０５
ｂとの楊程差Ｈａに対応した動きをすると、その動作変
位が変位信号（検出信号）として上記制御部３に送られ
る。

【００７７】流体圧調整部２０２は、上記径変化検出部
２０１の検出結果に応じて上記押圧シリンダ装置８の流
体圧つまり空気圧を調整するもので、この流体圧シリン
ダ装置８の空気圧回路に組み込まれた比例制御式減圧弁
２１０を主要部として備える。

【００７８】この比例制御式減圧弁２１０は、具体的に
はソレノイドにより動作する電磁式のものであって、押
圧シリンダ２０のシリンダ室への空気圧流路を切り換え
る方向切換弁２１１と押圧シリンダ２０との間に介装さ
れている。

【００７９】そして、上記位置検出センサ２０４の検出
信号に応じた上記制御部３からの制御信号に従って、比
例制御式減圧弁２１０の設定圧力が連続的に制御され
て、押圧シリンダ２０のピストンロッド２０ｂの押圧力
が調整される。

【００８０】すなわち、砥石４は非真円形状断面を有す
るワークＷの内径面Ｗａに追従した動きをしながら、内
径面Ｗａにホーニング加工を行うところ、砥石４がワー
クＷの内径面Ｗａの基準面上にあるときは、押圧シリン
ダ２０のピストンロッド２０ｂの押圧力は基本設定値
（基本選定圧力）に維持され、一方、砥石４がワークＷ
の内径面部位Ｗｂ上に差しかかって、ワークＷの内径面
Ｗａの反力Ｐの増大により砥石４の加工圧が上昇しよう
とすると、上記比例制御式減圧弁２１０の作用により、
上記ピストンロッド２０ｂの押圧力が上記基本設定値よ
りも低くなる。

【００８１】したがって、砥石４の加工圧はワーク内径
面Ｗａ全周にわたって予め設定された所定値に安定して
維持されることとなるとともに、上記支持アーム７の揺
動による砥石４の突出退入動作もさらに円滑に行われ
て、この結果、ワークＷの内径面Ｗａの径寸法変化（楊
程差Ｈ）やワーク回転速度が特に大きい場合にも、ワー
ク内径面Ｗａに対する砥石４の良好な追従性が確保さ
れ、ワークＷの内径面Ｗａの前加工形状を崩すことな
く、そのまま仕上げ形状として仕上げることができるこ
ととなる。

【００８２】しかして、本実施形態の装置は、加工対象
となるワークＷの内径面Ｗａの非真円度が大きく、しか
もワークＷの内径面Ｗａの前加工形状をそのまま仕上げ
形状として維持する場合に好適に使用される。その他の
構成および作用は実施形態１と同様である。

【００８３】なお、上述した実施形態１ないし４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、その範囲内において
種々設計変更可能である。例えば、以下のような改変が
可能である。

【００８４】(1) 砥石４を備える支持アーム７の配設数
は、図示の実施形態に限定されず、加工すべきワークＷ
の内径面Ｗａの最大内径寸法および最小内径寸法等に対
応して適宜増減される。

【００８５】(2) 砥石４，４，…のワークＷに対する相
対的な回転と往復運動のための、ヘッド部１とワーク保
持部２の作動構成は、図示の実施形態に限定されず、例
えば、実施形態１と逆に、ヘッド部１のヘッド体５が回
転駆動して、砥石４，４，…が回転する一方、ワークＷ
が上下方向へ往復運動する構成としたり、あるいは、実
施形態３と逆に、ヘッド部１のヘッド体５が固定的に配
置されるとともに、ワークＷが回転と往復運動を行う構
成も採用可能である。

【００８６】(3) 押圧シリンダ装置８の押圧シリンダ２
０としては、図示のようなエアシリンダのほか、油圧を
利用した油圧シリンダ等のように他の流体圧を利用した
シリンダも採用可能である。また、押圧シリンダ装置８
に代えて、他の同様の作用を行う装置、例えばラック・
ピニオン機構と回転駆動モータからなる往復駆動手段も
採用可能である。

【００８７】(4) 同様に、昇降シリンダ９も上記押圧シ
リンダ２０と同様、他の流体圧を利用したシリンダに代
えたり、あるいは、ボールねじ機構と回転駆動モータや
ラック・ピニオン機構と回転駆動モータ等からなる往復
駆動手段等の他の同様の作用を行う装置に代えることも
可能である。

【００８８】(5) 図示の実施形態においては、ワークＷ
の内径面Ｗａの前加工形状をそのまま仕上げ形状として
維持する目的から、上記支持アーム長さＬは上記作動ア
ーム長さｌよりも大きく設定されているが、ワークＷの
内径面Ｗａの前加工形状の維持よりも、むしろ大きな加
工量つまり加工能率を重視するなどの場合には、図示の
ものとは逆に、上記支持アーム長さＬを上記作動アーム
長さｌよりも小さく設定することが望ましい。

【００８９】(6) 図示の実施形態においては、支持アー
ム７が、押圧シリンダ２０により往復揺動させる構成と
されているが、このほか、押圧シリンダ２０を支持アー
ム７の砥石切込み方向への押圧手段専用とするととも
に、支持アーム７を砥石後退方向へ付勢する作動スプリ
ング等を設ける構成も採用可能である。

【００９０】(7) 図示の実施形態においては、ＮＣによ
る自動制御により各構成装置が全自動で駆動する構成と
されているが、本発明はこれに限定されず、一部に手作
業を含む半自動など、目的に応じた駆動構成を採用する
ことができることはもちろんである。

【００９１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のホーニン
グヘッド装置によれば、支持アームがワーク内径面の軸
線に垂直な方向へ揺動可能に支持されるとともに、この
支持アームの先端部に砥石が取り付けられてなり、この
砥石の揺動方向は、ホーニング加工時にこの砥石に作用
する工作物内径面の反力の作用方向に対応して設定され
ているから、支持アームの円滑な揺動により、砥石は、
非真円形状断面を有するワーク内径面つまり非真円内面
に忠実に倣ってホーニング加工を行うこととなる。この
結果、ワーク内径面の径寸法変化の大小にかかわらず、
ワーク内径面に対する砥石の良好な追従性が確保され
て、高精度のホーニング加工を実現し得る。

【００９２】また、上記ホーニングヘッド装置を備える
本発明のホーニング装置によれば、押圧手段により支持
アームが砥石切込み方向へ押圧揺動されて、その先端部
の砥石がワークの内径面に所定の一定圧力をもって当接
される一方、上記砥石がワークに対して相対的に回転と
往復運動を行いながら、ワークの内径面にホーニング加
工を施すから、クロスハッチパターンを形成する高精度
なホーニング加工を施すことができる。

【００９３】さらに、上記支持アーム毎に組み付けられ
た押圧手段の押圧力を、対象となるワークの内径面の形
状寸法等の加工条件に応じて適宜調整することにより、
内径面の形状のいかにかかわらず、その全周にわたって
均一な取代を確保することができ、この点からも高精度
のホーニング加工を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態１である非真円内面用ホ
ーニング装置の主要部を一部断面で示す概略構成図であ
る。

【図２】同ホーニング装置の主要部であるホーニングヘ
ッド装置を、図１におけるII-II 線に沿って下側から示
す構成図である。

【図３】同ホーニングヘッド装置の主要部を一部断面で
示す拡大構成図である。

【図４】本発明に係る実施形態２である非真円内面用ホ
ーニング装置の主要部を一部断面で示す図１に対応した
概略構成図である。

【図５】本発明に係る実施形態３である非真円内面用ホ
ーニング装置の主要部を一部断面で示す図１に対応した
概略構成図である。

【図６】本発明に係る実施形態４である非真円内面用ホ
ーニング装置の主要部を一部断面で示す図１に対応した
概略構成図である。

【図７】同ホーニング装置のホーニングヘッド装置の主
要部を拡大して示す概略構成図である。

【図８】従来の非真円内面用ホーニング装置を示し、図
８(a) はホーニングヘッドの一部断面で示す平面図、図
８(b) は同ホーニングヘッドの図８(a) におけるVIII-V
III 線に沿った断面図である。

【符号の説明】

Ｗ ワーク Ｗａ ワークの内径面 Ｗｂ ワークの内径面における径変化の特
に大きな内径面部位 Ｌ 支持アーム長さ ｌ 作動アーム長さ １ ヘッド部 ２ ワーク保持部 ４ 砥石 ５ ヘッド本体 ６ ホーニングヘッド装置 ７ 支持アーム ８ 押圧シリンダ装置 ９ 昇降シリンダ １１ 支持アームの支軸 １２ 軸受 １３ 作動アーム １３ａ 受圧部（押圧作用点） １５ 砥石ホルダ ２０ 押圧シリンダ ２０ｂ 押圧シリンダのピストンロッド ２２ 押圧シリンダの後退係合部 ２５ ワーク保持部の回転台 ２６ ワーク保持部のワーク保持体 ２８ 伝動手段 ２９ モータ ３０ 昇降台 ３４ 伝動手段 ３５ モータ １０７ 支持アーム １１１ 支持アームの支軸 ２００ 定圧保持手段 ２０１ 径変化検出部 ２０２ 流体圧調整部 ２０３ カム ２０４ 位置検出センサ ２０５ カム面 ２１０ 比例制御式減圧弁

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作物の非真円内面をホーニング加工す
   るホーニング装置に装着されるものであって、 支持アームが工作物内径面の軸線に垂直な方向へ揺動可
   能に支持されるとともに、この支持アームの先端部に砥
   石が取り付けられてなり、 この砥石の揺動方向は、ホーニング加工時にこの砥石に
   作用する工作物内径面の反力の作用方向に対応して設定
   されていることを特徴とする非真円内面用ホーニングヘ
   ッド装置。
2. 【請求項２】 前記支持アームの揺動中心は、工作物の
   軸線方向に見て、工作物内径面の外側で、かつ前記砥石
   と工作物内径面の接触位置を基準として、工作物の砥石
   に対する相対的回転方向の上流側に設定されていること
   を特徴とする請求項１に記載の非真円内面用ホーニング
   ヘッド装置。
3. 【請求項３】 前記支持アーム先端部の砥石は、工作物
   の軸線方向に見て、工作物内径面の径方向外方に向けて
   配されるとともに、工作物内径面の軸線と平行に延びる
   凸円弧状の砥石面を備えることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の非真円内面用ホーニングヘッド装置。
4. 【請求項４】 前記砥石を備える支持アームが、工作物
   内径面の円周方向へ複数配置されてなることを特徴とす
   る請求項１から３のいずれか一つに記載の非真円内面用
   ホーニングヘッド装置。
5. 【請求項５】 工作物の非真円内面を、工作物との相対
   的な回転および往復運動を行う砥石によりホーニング加
   工する装置であって、 請求項１から４のいずれか一つに記載のホーニングヘッ
   ド装置を備えるヘッド部と、工作物を保持するワーク保
   持部とを備えてなることを特徴とするホーニング装置。
6. 【請求項６】 前記ヘッド部は、前記ワーク保持部に保
   持された工作物の内径面と同軸状に配されたヘッド本体
   に、前記砥石を備える支持アームと、この支持アームを
   砥石切込み方向に押圧する押圧手段とを備えてなること
   を特徴とする請求項５に記載のホーニング装置。
7. 【請求項７】 前記押圧手段は、加圧媒体として流体圧
   を利用した流体圧シリンダ装置の形態とされ、 前記支持アームは、前記ヘッド本体に軸受を介して自由
   回転可能に支持されるとともに、この支持アームの揺動
   中心から前記砥石の先端砥石面までの距離寸法と揺動中
   心から前記流体圧シリンダ装置のピストンロッドの押圧
   作用点までの距離寸法との比が、加工目的に対応して設
   定されていることを特徴とする請求項６に記載のホーニ
   ング装置。
8. 【請求項８】 前記砥石の加工圧を一定に保持するため
   の定圧保持手段を備えることを特徴とする請求項７に記
   載のホーニング装置。
9. 【請求項９】 前記定圧保持手段は、工作物内径面の径
   寸法変化を検出する径変化検出部と、この径変化検出部
   の検出結果に応じて前記流体圧シリンダ装置の流体圧を
   調整する流体圧調整部とを備えてなることを特徴とする
   請求項８に記載のホーニング装置。
10. 【請求項１０】 前記径変化検出部は、工作物と一体的
    に設けられて、工作物の内径面の径方向変位に対応した
    カム面を有するカムと、このカムのカム面に摺動可能に
    当接係合して、工作物の内径面の砥石に対する相対的回
    転方向位置の径方向変位を検出する位置検出センサとを
    備え、 前記流体圧調整部は、前記流体圧シリンダ装置の流体圧
    回路に組み込まれて、前記位置検出センサの検出結果に
    従って制御される比例制御式減圧弁を備えることを特徴
    とする請求項９に記載のホーニング装置。
11. 【請求項１１】 前記ワーク保持部とヘッド部は、前記
    砥石が工作物に対して相対的に回転するとともに往復運
    動を行うように構成されていることを特徴とする請求項
    ５から１０のいずれか一つに記載のホーニング装置。