KR20220025106A - 호닝 툴 및 호닝 가공 방법 - Google Patents

호닝 툴 및 호닝 가공 방법 Download PDF

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KR20220025106A
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후미오 오가키
카즈타카 오기
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가부시키가이샤 닛신세이사쿠쇼
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Abstract

호닝 툴(1)은, 연삭부(13)와, 제1 부위(121)와 연삭부(13)가 삽입 통과되는 창부(122a)가 마련된 제2 부위(122)와 회전 주축에 고정되는 제3 부위(123)를 갖는 툴 본체(12)와, 길이가 긴 통형이며 툴 본체(12)의 제1 부위(121)의 외측에 끼워지는 외통(17)과, 봉상이며 툴 본체(12)의 내측에 삽입 통과되는 확장 로드(11)를 구비한다. 그리고, 툴 본체(12)는, 툴 본체(12)의 외벽과 외통(17)의 내벽과의 사이에 형성된 간극에 유입되는 연삭액을 배출하는 홈(121c, 122c)을 가진다. 외통(17)의 외경 치수는, 제2 부위(122)의 외경 치수 이하이다.

Description

호닝 툴 및 호닝 가공 방법
본 발명은, 호닝 툴 및 호닝 가공 방법에 관한 것이다.
연삭 가공에서는, 물 또는 연삭액을 사용하여, 워크의 가공 부분의 윤활성을 향상시키거나 가공 부분과 절삭 공구와의 마찰에 의해 발생하는 열을 냉각하거나 함으로써, 가공 정밀도의 향상, 연삭부의 절삭 공구의 손모의 억제 등을 도모하는 이른바 습식 가공이 많이 채용되고 있다. 호닝 가공에서도 이 습식 가공이 채용되는 경우가 많다. 다만, 워크의 가공구멍의 내벽을 연삭 가공하는 경우, 가공구멍과 호닝 툴과의 사이에 생기는 간극이 작기 때문에, 이 간극에 연삭액을 충분히 공급하는 것이 어렵다.
이에 대해, 압압 축체의 내부에 연삭액 공급로가 형성된 호닝 툴이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본공개특허 평2-106267호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 호닝 툴의 경우, 호닝 툴의 구조가 복잡해지고, 특히, 소경의 가공구멍을 가공하기 위해 호닝 툴의 외경을 작게 하는 경우, 연삭액 공급로를 만들어 넣는 것이 어려워진다. 이 때문에, 외경의 소경화가 어려웠다. 또한, 호닝 툴의 내부에 연삭액 공급로가 형성되어 있는 만큼, 호닝 툴 자체의 강도가 저하되어 버릴 우려가 있다.
본 발명은, 상기 사유를 감안하여 이루어진 것으로, 외경을 소경화할 수 있음과 아울러 호닝 툴의 강도 저하를 회피할 수 있는 호닝 툴 및 호닝 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 호닝 툴은,
호닝 가공 장치의 회전 주축의 선단부에 장착되며, 워크의 가공구멍의 내면을 호닝 가공하는 호닝 툴로서,
연삭면을 갖는 연삭부와,
길이가 긴(長尺의) 통형의 제1 부위와, 길이가 긴 통형이며 상기 제1 부위의 일단부에 연속함과 아울러 상기 연삭부가 삽입 통과되는 창부(窓部)가 마련된 제2 부위와, 길이가 긴 통형이며 상기 제1 부위의 타단부에 연속함과 아울러 상기 회전 주축의 선단부에 고정되는 제3 부위를 갖는 툴 본체와,
길이가 긴 통형이며, 상기 툴 본체의 상기 제1 부위의 외측에 끼워지는 외통과,
봉상(棒狀)이며 상기 툴 본체의 내측에 삽입 통과되는 확장 로드를 구비하고,
상기 툴 본체와 상기 외통 중 적어도 한쪽은, 상기 툴 본체의 외벽과 상기 외통의 내벽과의 사이에 형성된 간극에 유입되는 연삭액을 상기 제2 부위의 외측으로 배출하는 배출부를 가지며,
상기 외통의 외경 치수는, 상기 제2 부위의 외경 치수 이하이다.
본 발명에 의하면, 툴 본체와 외통 중 적어도 한쪽이, 툴 본체의 외벽과 외통의 내벽과의 사이에 형성된 간극에 유입되는 연삭액을 툴 본체의 제2 부위의 외측으로 배출하는 배출부를 가진다. 그리고, 툴 본체의 외통의 외경 치수가, 제2 부위의 외경 치수 이하이다. 이에 의해, 툴 본체의 외벽과 외통과의 사이에 형성되는 간극이, 연삭액을 툴 본체의 제2 부위의 외측으로 공급하는 연삭액 공급로로서 기능하기 때문에, 외경을 소형화할 수 있음과 아울러, 호닝 툴의 강도를 저하시키지 않고, 가공구멍과 호닝 툴과의 사이에 생기는 간극에 연삭액을 공급할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 호닝 가공 장치의 개략도이다.
도 2는, 실시형태에 관한 호닝 가공 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 실시형태에 관한 호닝 툴의 사시도이다.
도 4는, 실시형태에 관한 호닝 툴의 분해 사시도이다.
도 5a는, 실시형태에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5b는, 실시형태에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 6은, 실시형태에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 측면도이다.
도 7a는, 실시형태에 관한 호닝 가공 방법을 설명하기 위한 모식도로서, 호닝 툴을 워크의 가공구멍의 내측으로 삽입하기 전의 상태를 나타내는 도면이다.
도 7b는, 실시형태에 관한 호닝 가공 방법을 설명하기 위한 모식도로서, 호닝 툴을 워크의 가공구멍의 내측으로 삽입한 상태를 나타내는 도면이다.
도 8a는, 비교예 1에 관한 호닝 가공 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 8b는, 비교예 2에 관한 호닝 가공 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 9a는, 변형예에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 9b는, 변형예에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 측면도이다.
도 10a는, 변형예에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 10b는, 변형예에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 측면도이다.
도 11a는, 변형예에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 11b는, 변형예에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 측면도이다.
도 12a는, 변형예에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 12b는, 변형예에 관한 호닝 툴의 일부를 나타내는 측면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 관한 호닝 툴에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시형태에 관한 호닝 툴은, 호닝 가공 장치의 회전 주축의 선단부에 장착되며, 워크의 가공구멍의 내면을 호닝 가공하는 것이다. 호닝 툴은, 연삭면을 갖는 연삭부와, 툴 본체와, 외통과, 확장 로드를 구비한다. 툴 본체는, 길이가 긴 통형의 제1 부위와, 길이가 긴 통형이며 제1 부위의 일단부에 연속함과 아울러 연삭부가 삽입 통과되는 창부가 마련된 제2 부위와, 길이가 긴 통형이며 제1 부위의 타단부에 연속함과 아울러 회전 주축의 선단부에 고정되는 제3 부위를 가진다. 외통은, 길이가 긴 통형이며, 툴 본체의 상기 제1 부위의 외측에 끼워진다. 확장 로드는, 봉상이며 툴 본체의 내측에 삽입 통과된다. 그리고, 툴 본체와 외통 중 적어도 한쪽은, 툴 본체의 외벽과 외통의 내벽과의 사이에 형성된 간극에 유입되는 연삭액을 툴 본체의 제2 부위의 외측으로 배출하는 배출부를 가진다. 또한, 외통의 외경 치수는, 전술한 제2 부위의 외경 치수에 비해 작다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 관한 호닝 가공 장치(100)는, 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 내벽(Wa)을 가공하는 것으로, 호닝 툴(1)과, 회전 주축(2)과, 회전 구동부(5)와, 왕복 구동부(4)와, 확장 구동부(6)와, 기체(機體)(3)와, 접속 부재(10)와, 연삭액 공급부(9)를 구비한다. 도 1에서는, 워크(W)가, 그 가공구멍(Wh)의 중심축(J10)과 회전 주축(2)의 중심축(J0)이 일치하는 자세로 배치되어 있다. 회전 주축(2)은, 기체(3)에 지지되며 중심축(J0) 둘레로 회전 가능하게 되어 있다. 회전 구동부(5)는, 회전 주축(2)을 회전시킨다. 왕복 구동부(4)는, 회전 주축(2)을 연직 방향으로 왕복 이동시킨다. 확장 구동부(6)는, 후술하는 확장 로드(11)를 통해 연삭부(13)를 확장 이동시킨다. 기체(3)는, 회전 주축(2)과 함께, 회전 구동부(5), 왕복 구동부(4) 및 확장 구동부(6)를 지지한다. 연삭액 공급부(9)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 연삭액 공급로(91a)를 가진다. 또한, 접속 부재(10)는, 연삭액 공급부(9)와 후술하는 보유지지 부재(18)를 접속하기 위한 것으로, 일부에 연삭액 공급부(9)로부터 공급되는 연삭액을 보유지지 부재(18)에 공급하기 위한 연삭액 공급로(10a)를 가진다. 그리고, 연삭액 공급부(9)는, 연삭액 공급로(91a, 10a)를 통해, 연삭액을 보유지지 부재(18)에 공급한다. 또, 도 2에서의 Z축 방향은, 후술하는 툴 본체(12)의 통축(J1) 방향 및 확장 로드(11)의 중심축(J2) 방향과 일치하는 것으로 한다.
호닝 툴(1)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 연삭부(13)와, 툴 본체(12)와, 외통(17)과, 확장 로드(11)와, 보유지지 부재(18)를 구비한다. 툴 본체(12)는, 그 상단부 측이 어댑터(도시생략)를 개재하여 회전 주축(2)에 장착되어 있다. 연삭부(13)는, 도 4 및 도 5a에 도시된 바와 같이, 2개의 길이가 긴 숫돌(131)과, 숫돌(131)이 결합된 길이가 긴 숫돌대(132)를 가진다. 숫돌(131)은, 예를 들어 미소한 다이아몬드 지립, CBN 지립 등이 결합 재료에 의해 결합된 것이다. 숫돌대(132)는, 예를 들어 알루미늄, 강 등의 금속 또는 에폭시 수지, 페놀 수지 등의 수지 재료로 형성되어 있다. 연삭부(13)는, 숫돌(131)의 일부이며 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 내벽(Wa)에 따른 연삭면(13a)과, 연삭면(13a)과는 반대측에 마련되며 연삭면(13a)에 대해 경사진 숫돌대(132)의 일부인 제1 테이퍼면(13b)과, 숫돌대(132)끼리 서로 간섭하는 것을 방지하는 오목부(13c)를 가진다.
툴 본체(12)는, 길이가 긴 통형의 제1 부위(121)와, 길이가 긴 통형이며 연삭부(13)가 삽입 통과되는 슬릿 형상의 창부(122a)가 마련된 제2 부위(122)와, 길이가 긴 통형이며 회전 주축(2)의 선단부, 즉, -Z방향 측의 단부에 고정되는 제3 부위(123)를 가진다. 여기서, 제1 부위(121), 제2 부위(122) 및 제3 부위(123) 각각의 통축은, 툴 본체(12) 전체의 통축(J1)에 일치한다. 제2 부위(122)는, 제1 부위(121)의 -Z방향 측의 일단부에 연속하며, 제3 부위(123)는, 제1 부위(121)의 +Z방향 측의 타단부에 연속한다. 또한, 제1 부위(121)의 외벽에는, 제1 부위(121)의 길이 방향을 따라 연장되는 평탄부(121a)가 형성되어 있다. 제3 부위(123)의 +Z방향 측의 단부에는, 툴 본체(12)에 대해 확장 로드(11)가 회전하는 것을 방지함과 아울러 확장 로드(11)의 Z축 방향의 이동을 제한하기 위한 가이드 핀(201)이 삽입 통과되는 관통공(123a)이 마련되어 있다. 여기서, 관통공(123a)은, 제3 부위(123)의 +Z방향 측의 단부에서의 제3 부위(123)의 통축을 사이에 두고 대향하는 2개소에 마련되어 있다. 또한, 확장 로드(11)에는, Z축 방향에 직교하는 방향으로 관통하는 규제구멍(도시생략)이 마련되어 있다. 그리고, 가이드 핀(201)은, 제3 부위(123)의 2개소에 마련된 관통공(123a)의 한쪽과 확장 로드(11)의 규제구멍과 다른 쪽의 관통공(123a)을 관통하도록 마련되어 있다. 이에 의해, 확장 로드(11)의 Z축 방향의 이동 범위를 가이드 핀(201)이 규제구멍 내를 이동할 수 있는 범위로 제한한다. 나아가, 도 2에 도시된 바와 같이, 연삭부(13)가, 제1 테이퍼면(13b)이 -Z방향 측으로 향할수록 통축(J1)에 가까워지는 자세로 제1 테이퍼면(13b) 측이 툴 본체(12)의 내측에 배치되도록, 제2 부위(122)의 창부(122a)에 삽입 통과되어 있다. 또한, 툴 본체(12)의 내측에는, 확장 로드(11)의 +Z방향으로의 이동 범위를 규제하기 위한 단부(段部)(12f)가 마련되어 있어도 된다.
제1 부위(121)의 -Z방향 측의 단부에는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 세장(細長)형의 홈(121c)이 형성되어 있다. 이 홈(121c)은, 평탄부(121a)로부터 제1 부위(121)의 -Z방향 측의 끝테두리까지 연장되는 제1 홈이다. 또한, 제2 부위(122)의 제1 부위(121) 측, 즉, +Z방향 측에는, 홈(122c)이 형성되어 있다. 이 홈(122c)은, 홈(121c)과 창부(122a)에 연통하는 제2 홈이다. 또한, 제2 부위(122)의 외벽에서의 창부(122a)에 인접하는 부위에는, 제2 부위(122)의 +Z방향 측의 끝테두리로부터 -Z방향을 향하여 연장되는 홈(122d)이 형성되어 있다. 또한, 제2 부위(122)에서의 -Z방향 측의 단부는, -Z방향을 향함에 따라 직경 축소되어 있다. 이에 의해, 호닝 툴(1)을 워크(W)의 가공구멍(Wh)에 삽입할 때, 툴 본체(12)의 -Z방향 측의 단부가, 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 내측으로 안내되어, 가공구멍(Wh)에 원활하게 삽입된다.
확장 로드(11)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 길이가 긴 봉상이며, 툴 본체(12)의 내측에 삽입 통과된다. 또한, 확장 로드(11)는, -Z방향 측을 향할수록 길이 방향에 따른 중심축(J2)에 가까워지도록 경사진 제2 테이퍼면(11a)을 가진다. 확장 로드(11)는, 전술한 확장 구동부(6)에 접속되며, 확장 구동부(6)에 의해 Z축 방향을 따라 이동된다. 제2 테이퍼면(11a)은, 확장 로드(11)의 중심축(J2) 둘레에 4개 마련되어 있다. 또한, 확장 로드(11)는, 툴 본체(12)의 내측에 삽입 통과된 상태에서 확장 로드(11)의 +Z방향으로의 이동 범위를 제한하기 위한 이동 제한부(11c)를 가져도 된다. 확장 로드(11)는, 툴 본체(12)의 내측에서 이동 제한부(11c)가 툴 본체(12)의 단부(12f)보다 -Z방향 측에 위치하도록 툴 본체(12) 내에 삽입되어 있다. 그리고, 예를 들어 확장 로드(11)가 +Z방향으로 이동하여 이동 제한부(11c)의 +Z방향 측의 단부가 단부(12f)에 접촉한 상태가 되면, 확장 로드(11)의 +Z방향으로의 이동이 규제된다. 그리고, 확장 로드(11)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 테이퍼면(11a)이 연삭부(13)의 제1 테이퍼면(13b)에 면 접촉하도록 툴 본체(12)의 내측에 삽입 통과되어 있다. 여기서, 확장 로드(11)가 -Z방향으로 이동하면, 연삭부(13)가 외측으로 밀려나온다. 한편, 확장 로드(11)가 +Z방향으로 이동하면, 제1 테이퍼면(13b)과 제2 테이퍼면(11a)이 예를 들어 윤활유를 개재한 상태로 면 접촉하고 있는 것에 기인하여, 연삭부(13)가 툴 본체(12)의 내측으로 되돌아간다. 본 실시형태에서는, 제2 테이퍼면(11a)이 중심축(J2) 둘레의 둘레방향에서 등간격으로 마련한 예에 대해 설명하지만, 이에 한정하지 않고, 제2 테이퍼면(11a)이 등간격이 아니어도 된다.
외통(17)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 길이가 긴 원통형이며, 툴 본체(12)의 제1 부위(121)의 외측에 끼워진다. 그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 툴 본체(12)의 외벽의 평탄부(121a)와 외통(17)의 내벽과의 사이에는, 연삭액 공급부(9)로부터 연삭액이 유입되는 간극(S1)이 형성되어 있다. 여기서, 툴 본체(12)의 평탄부(121a)와 외통(17)의 내벽과의 사이의 간극(S1)에 유입된 연삭액은, 홈(121c)을 통해 홈(122c)으로 유입된다. 그리고, 홈(122c)에 유입된 연삭액은, 도 5b의 화살표(AR11)로 나타내는 바와 같이, 툴 본체(12)의 제2 부위(122)의 외측으로 배출된다. 즉, 홈(121c, 122c)은, 각각, 툴 본체(12)의 평탄부(121a)와 외통(17)과의 사이의 간극(S1)에 유입된 연삭액을 툴 본체(12)의 제2 부위(122)의 외측으로 배출하는 배출부를 구성하고 있다.
또한, 외통(17)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 외통(17)의 내측으로 연삭액을 유입시키는 평면에서 볼 때 원형의 유입공(17b)을 가진다. 나아가, 외통(17)은, 외통(17)의 툴 본체(12)의 제2 부위(122) 측, 즉, -Z방향 측의 일단부에 형성된 노치부(17a)를 가진다. 그리고, 이 노치부(17a)가, 도 5b의 화살표(AR12)로 나타내는 바와 같이, 툴 본체(12)와 외통(17)과의 사이의 간극에 유입된 연삭액을 제2 부위(122) 이외의 영역으로 배출하는 배출부를 구성한다. 또, 노치부(17a)로부터 배출되는 연삭액의 일부는, 툴 본체(12)의 제2 부위(122)의 외벽에 형성된 홈(122d)을 통해 제2 부위(122)의 외측으로도 공급된다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 툴 본체(12)의 통축(J1) 방향에서 보았을 때에, 외통(17)의 외경 치수, 즉, 외통(17)의 직경(D2)은, 제2 부위(122)의 외경 치수, 즉, 제2 부위(122)의 직경(D1)에 비해 작다.
보유지지 부재(18)는, 툴 본체(12)에 착탈이 자유롭게 장착되며, 외통(17)의 제2 부위(122) 측과는 반대측, 즉, +Z방향 측의 타단부를 보유지지한다. 보유지지 부재(18)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 원통형이며, 통축 방향에서의 중앙부의 외벽에 오목부(18c)가 형성되어 있다. 또한, 보유지지 부재(18)의 오목부(18c)의 바닥부로부터 보유지지 부재(18)의 내측까지 관통하는 복수의 관통공(18a)이 마련되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 보유지지 부재(18)의 내벽에는, 복수의 관통공(18a) 전부에 연통하며 관통공(18a)으로부터 유출되는 연삭액을 받기 위한 환상의 수납 홈(18f)이 형성되어 있다. 나아가, 보유지지 부재(18)의 +Z방향 측의 단부에는, 보유지지 부재(18)를 툴 본체(12)에 고정하기 위한 나사(202)가 나사맞춤 고정되는 나사공(18b)이 마련되어 있다. 나사(202)의 선단부는, 오목부(121b)에 끼워넣어져 있다. 그리고, 보유지지 부재(18)는, 툴 본체(12) 및 외통(17)의 직경 방향에서 외통(17)의 유입공(17b)과 보유지지 부재(18)의 내측에 형성된 수납 홈(18f)이 서로 겹치는 자세로, 나사(202)에 의해 툴 본체(12)에 고정되어 있다. 또한, 보유지지 부재(18)의 내측에는, 외통(17)의 +Z방향 측의 단부가 끼워넣어지는 단부(段部; 18d)가 마련되어 있다. 그리고, 연삭액 공급부(9)는, 화살표(AR1)로 나타내는 바와 같이, 연삭액 공급로(91a)로부터 보유지지 부재(18)의 관통공(18a) 및 외통(17)의 유입공(17b)을 통해, 툴 본체(12)의 외벽과 외통(17)의 내벽과의 사이의 간극(S1)으로 연삭액을 유입시킨다.
다음에, 본 실시형태에 관한 호닝 툴(1)을 사용한 호닝 가공 방법에 대해, 도 5b, 도 7a 및 도 7b를 참조하면서 설명한다. 우선, 도 5b의 화살표(AR11, AR12)로 나타내는 바와 같이, 툴 본체(12)의 제2 부위(122)의 홈(122c) 및 외통(17)의 노치부(17a)로부터 연삭액을 계속 배출하면서, 도 7a에 도시된 바와 같이, 호닝 툴(1)을, 워크(W)의 가공구멍(Wh)에 가깝게 하는 공정을 수행한다. 또, 도 7a 및 도 7b에서는, 홈(122c) 및 노치부(17a)의 도시를 생략하고 있다. 다음에, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2 부위(122)의 홈(122c) 및 외통(17)의 노치부(17a)로부터 연삭액이 계속 배출되고 있는 상태에서, 툴 본체(12)의 제2 부위(122) 및 외통(17)의 -Z방향 측의 일단부를, 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 내측에 배치하고, 가공구멍(Wh)의 내벽(Wa)에 연삭액을 공급하는 공정을 수행한다. 이 공정에서, 제2 부위(122)를 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 중심축 방향으로 왕복 이동시킴으로써, 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 내벽(Wa) 전체에 연삭액을 충분히 공급할 수 있다.
다음에, 본 실시형태에 관한 호닝 툴(1)의 특징에 대해, 비교예 1, 2와 비교하면서 설명한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 비교예 1에 관한 호닝 툴(8001)은, 연삭부(13)와, 툴 본체(8012)와, 확장 로드(8011)와, 툴 본체(8012)를 그 길이 방향에 따른 중심축 둘레로 회전이 자유롭게 지지하는 지지 부재(8018)를 구비한다. 지지 부재(8018)는, 연삭액 공급부(8009)의 연삭액 공급로(8091a)에 연통하는 유입공(8012a)과, 유입공(8012a)으로부터 유입되는 연삭액을 연삭부(13) 측으로 배출하는 배출로(8012b)를 가진다. 그리고, 화살표(AR81)로 나타내는 바와 같이 연삭액 공급부(8009)의 연삭액 공급로(8091a)로부터 유입공(8018a)을 통해 배출로(8018b)에 유입된 연삭액은, 화살표(AR82)로 나타내는 바와 같이, 지지 부재(8018)로부터 워크(W)를 향하여 배출된다. 이 비교예 1에 관한 호닝 툴(8001)은, 이를 길이 방향에 따른 중심축 둘레로 회전시켜 사용하는 경우, 원심력에 의해 연삭액이 비산되어 버려, 연삭액을 워크(W)의 가공구멍(Wh)에 충분히 도달시킬 수 없을 우려가 있다.
또한, 도 8b에 도시된 바와 같이, 비교예 2에 관한 호닝 툴(9001)은, 연삭부(13)와, 툴 본체(9012)와, 확장 로드(9011)와, 툴 본체(9012)를 길이 방향에 따른 중심축 둘레로 회전이 자유롭게 지지하는 지지 부재(9018)를 구비한다. 그리고, 툴 본체(9012)에는, 연삭액 공급부(9009)의 연삭액 공급로(9091a)에 연통하는 유입공(9012a)이 마련되어 있다. 그리고, 화살표(AR91)로 나타내는 바와 같이 연삭액 공급부(9009)의 연삭액 공급로(9091a)로부터 유입공(9012a)을 통해 배출로(8012b)에 유입된 연삭액은, 화살표(AR92)로 나타내는 바와 같이, 툴 본체(9012)의 내측을 지나 연삭부(13)의 연삭면 측과는 반대측의 영역으로 배출된다. 이 비교예 2에 관한 호닝 툴(9001)에서는, 연삭액을 연삭부(13) 근방까지 비산하지 않고 공급할 수 있다. 그러나, 연삭액이 연삭부(13)의 연삭면 측과는 반대측의 영역으로 공급되기 때문에, 화살표(AR93)로 나타내는 바와 같이, 연삭액의 공급 압력에 의해 연삭부(13)에 대해 툴 본체(9012)의 직경 방향으로 힘이 작용한다. 따라서, 툴 본체(9012)에 연삭부(13)가 툴 본체(9012)로부터 이탈하지 않도록 툴 본체(12)의 외측으로부터 연삭부(13)를 누르는 구조를 마련할 필요가 있어, 툴 본체(9012)의 소경화가 어려워질 우려가 있다.
이에 반해, 본 실시형태에 관한 호닝 툴(1)에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 연삭액을, 툴 본체(12)의 홈(122c)을 통해 제2 부위(122)의 외측으로 공급한다. 이에 의해, 연삭부(13)에 대해 툴 본체(12)의 직경 방향으로의 힘이 작용하는 것이 억제되어 있으므로, 툴 본체(12)의 소경화를 도모할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 호닝 툴(1)에서는, 툴 본체(12)가, 툴 본체(12)의 평탄부(121a)와 외통(17)의 내벽과의 사이에 형성된 간극(S1)에 유입되는 연삭액을 툴 본체(12)의 제2 부위(122)의 외측으로 배출하는 홈(122c)을 가진다. 그리고, 툴 본체(12)의 통축(J1) 방향에서 보았을 때에, 외통(17)의 직경(D2)이, 제2 부위(122)의 직경(D1)에 비해 작다. 이에 의해, 툴 본체(12)의 외벽과 외통(17)과의 사이에 형성되는 간극(S1)이, 연삭액을 툴 본체(12)의 제2 부위(122)의 외측으로 공급하는 연삭액 공급로로서 기능하기 때문에, 호닝 툴(1)의 외경을 소형화할 수 있음과 아울러, 호닝 툴(1)의 강도를 저하시키지 않고, 가공구멍(Wh)과 호닝 툴(1)과의 사이에 생기는 간극에 연삭액을 공급할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 호닝 툴(1)에 의하면, 툴 본체(12)의 홈(122c)으로부터 연삭액이 계속 배출되고 있는 상태에서, 툴 본체(12)의 제2 부위(122) 및 외통(17)의 -Z방향 측의 일단부를, 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 내측에 배치하여 가공구멍(Wh)의 내벽(Wa)에 연삭액을 공급할 수 있다. 따라서, 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 내측에 충분한 양의 연삭액을 공급할 수 있다. 또한, 툴 본체(12)의 제2 부위(122)를 워크(W)의 가공구멍(Wh)에 대향하는 위치 전체에 배치할 수 있으므로, 연삭부(13)를 가공구멍(Wh)의 중심축 방향에서의 전체에 접촉시킬 수 있다. 따라서, 가공구멍(Wh)의 가공 정밀도를 높일 수 있다.
나아가, 본 실시형태에 관한 호닝 툴(1)은, 툴 본체(12)의 제2 부위(122)에서의 -Z방향 측의 일단부에 형성된 홈(121c)을 가지며, 홈(122c)은, 제2 부위(122)의 +Z방향 측에 형성되고, 홈(121c)과 제2 부위(122)의 창부(122a)에 연통되어 있다. 이에 의해, 툴 본체(12)의 평탄부(121a)와 외통(17)의 내벽과의 사이의 간극(S1)에 유입된 연삭액을, 홈(122c)을 통해, 홈(122c)에 효율적으로 공급할 수 있다. 따라서, 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 내측에 충분한 양의 연삭액을 공급하기 쉬워진다는 이점이 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 외통(17)은, 그 -Z방향 측의 일단부에 형성된 노치부(17a)를 가진다. 이에 의해, 도 3과 같이 숫돌(131)이 마모되어 돌출되어, 홈(122c)을 폐색한 경우이어도, 툴 본체(12)의 평탄부(121a)와 외통(17)의 내벽과의 사이의 간극(S1)에 유입된 연삭액을, 툴 본체(12)의 제2 부위(122)의 외측 이외의 영역에 공급할 수 있다. 따라서, 연삭액을, 워크(W)의 가공구멍(Wh)의 내벽(Wa)에 효율적으로 공급할 수 있다는 이점이 있다.
나아가, 본 실시형태에 관한 외통(17)은, 외통(17)의 내측에 연삭액을 유입시키는 유입공(17b)을 가진다. 이에 의해, 연삭액을 툴 본체(12)의 평탄부(121a)와 외통(17)의 내벽과의 사이의 간극(S1)에 효율적으로 유입시킬 수 있으므로, 툴 본체(12)의 홈(122c) 또는 외통(17)의 노치부(17a)로부터 충분한 양의 연삭액을 배출시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 호닝 툴(1)은, 툴 본체(12)에 착탈이 자유롭게 장착되며, 외통(17)의 +Z방향 측의 단부를 보유지지하는 보유지지 부재(18)를 구비한다. 이에 의해, 보유지지 부재(18)를 툴 본체(12)로부터 분리하는 것만으로, 외통(17)을 툴 본체(12)로부터 이탈시킬 수 있으므로, 외통(17)의 교환이 용이해진다는 이점이 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시형태의 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 연삭부(2013)가, 하나의 길이가 긴 숫돌(131)과, 숫돌(131)이 결합된 길이가 긴 숫돌대(132)를 갖는 것이어도 된다. 또, 도 9a 및 도 9b에 있어서, 실시형태에 관한 호닝 툴(1)과 마찬가지의 구성에 대해서는 도 5b 및 도 6과 동일한 부호를 부여하고 있다. 이 경우, 도 9a의 화살표(AR21)로 나타내는 바와 같이, 홈(122c)으로부터 창부(122a)로 배출되는 연삭액이, 창부(122a)의 내측에서의 툴 본체(12)의 통축(J1)에 직교하는 방향으로 이웃하는 영역에 효율적으로 공급된다. 본 구성에 의하면, 숫돌(131)의 근방 전체에 걸쳐 충분한 양의 연삭액을 공급할 수 있다.
실시형태에서는, 툴 본체(12)의 제2 부위(122)가 홈(122c)을 갖는 예에 대해 설명하였다. 단, 제2 부위(122)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같은 툴 본체(3012)와 외통(3017)을 구비하는 호닝 툴(3001)이어도 된다. 또, 도 10a 및 도 10b에 있어서, 실시형태에 관한 호닝 툴(1)과 마찬가지의 구성에 대해서는 도 5b 및 도 6과 동일한 부호를 부여하고 있다. 여기서, 제2 부위(3122)의 외벽에는, 그 +Z방향 측의 끝테두리로부터 -Z방향을 향하여 연장되는 홈(3122d)이 형성되어 있다. 그리고, 홈(3122d) 내에서의 -Z방향 측의 단부에는, 제2 부위(3122)의 +Z방향 측의 끝테두리로부터 홈(3122d)을 따라 연장되는 슬릿(3122c)이 형성되어 있다. 또한, 외통(3017)은, 그 -Z방향 측의 단부로부터 -Z방향 측으로 연장되는 연장편(3017a)을 가진다. 여기서, 외통(3017)은, 그 연장편(3017a)이 제2 부위(3122)의 슬릿(3122c)의 일부를 덮도록 배치되어 있다. 또한, 제2 부위(3122)에서의 -Z방향 측의 단부는, -Z방향을 향함에 따라 직경 축소되어 있다. 그리고, 도 10a의 화살표(AR31)로 나타내는 바와 같이, 툴 본체(3012)의 외벽과 외통(3017)의 내벽과의 사이의 간극으로부터 제2 부위(3122)의 내측으로 배출된 연삭액이, 슬릿(3122c)과 연장편(3017a)과의 사이의 간극으로부터 홈(3122d)으로 유출된다. 또, 도 10b에 도시된 바와 같이, 툴 본체(3012)의 통축(J1) 방향에서 보았을 때에, 외통(3017)의 직경(D2)은, 툴 본체(3012)의 제2 부위(3122)의 직경(D1)보다 작다.
혹은, 예를 들어 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같은 툴 본체(4012)와 외통(4017)을 구비하는 호닝 툴(4001)이어도 된다. 또, 도 11a 및 도 11b에 있어서, 실시형태에 관한 호닝 툴(1)과 마찬가지의 구성에 대해서는, 도 5b 및 도 6과 동일한 부호를 부여하고 있다. 여기서, 제2 부위(4122)의 외벽에서의 창부(4122a)에 인접하는 부위에는, 제2 부위(4122)의 +Z방향 측의 끝테두리로부터 -Z방향을 향하여 연장되는 홈(122d)이 형성되어 있다. 또한, 제2 부위(4122)의 외벽에서의 창부(4122a)와 홈(122d)의 사이에는, 툴 본체(4012)의 통축(J1) 방향을 따라 잘라내어진 오목부(4122e)가 형성되어 있다. 또한, 제2 부위(4122)에서의 -Z방향 측의 단부는, -Z방향을 향함에 따라 직경 축소되어 있다. 도 11a의 화살표(AR41)로 나타내는 바와 같이, 툴 본체(4012)의 외벽과 외통(4017)의 내벽과의 사이의 간극에 유입된 연삭액이, 제2 부위(4122)의 홈(122d)과 외통(4017)과의 사이의 간극으로부터 홈(122d) 내로 배출된다. 그리고, 제2 부위(4122)의 홈(122d)으로 배출된 연삭액은, 화살표(AR42)로 나타내는 바와 같이, 오목부(4122e)를 통해 창부(4122a) 측으로 유출된다. 또, 도 11b에 도시된 바와 같이, 툴 본체(4012)의 통축(J1) 방향에서 보았을 때에, 외통(4017)의 직경(D2)은, 툴 본체(4012)의 제2 부위(4122)의 직경(D1)보다 작다.
또한, 예를 들어 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같은 툴 본체(5012)와 외통(4017)을 구비하는 호닝 툴(5001)이어도 된다. 또, 도 10a 및 도 10b에 있어서, 실시형태에 관한 호닝 툴(1)과 마찬가지의 구성에 대해서는, 도 5b 및 도 6과 동일한 부호를 부여하고 있다. 또한, 도 12a 및 도 12b에 있어서, 전술한 도 10a 및 도 10b를 이용하여 설명한 호닝 툴(4001)과 마찬가지의 구성에 대해서는, 도 11a 및 도 11b와 동일한 부호를 부여하고 있다. 여기서, 제2 부위(4122)의 외벽에서의 창부(4122a)에 인접하는 부위에는, 제2 부위(5122)의 길이 방향을 따라 3개의 관통공(5122f)이 관통되게 마련되어 있다. 또한, 제2 부위(5122)에서의 -Z방향 측의 단부는, -Z방향을 향함에 따라 직경 축소되어 있고, 외벽에 4개의 홈(5122g)이 형성되어 있어도 된다. 그리고, 도 12a의 화살표(AR51)로 나타내는 바와 같이, 툴 본체(4012)의 외벽과 외통(4017)의 내벽과의 사이의 간극으로부터 제2 부위(5122)의 내측으로 유입된 연삭액이, 제2 부위(5122)에 관통되게 마련된 관통공(5122f)을 통해 제2 부위(5122)의 외측으로 배출된다. 또, 도 12b에 도시된 바와 같이, 툴 본체(5012)의 통축(J1) 방향에서 보았을 때에, 외통(4017)의 직경(D2)은, 툴 본체(5012)의 제2 부위(4122)의 직경(D1)보다 작다.
이들 구성에 의하면, 숫돌(131)의 근방 전체에 걸쳐 충분한 양의 연삭액을 공급할 수 있다.
실시형태에서는, 확장 로드(11)가, 길이가 긴 봉상이며, 선단측, 즉, -Z방향 측을 향할수록 길이 방향에 따른 중심축(J2)에 가까워지도록 경사진 제2 테이퍼면(11a)을 갖는 예에 대해 설명하였다. 단, 확장 로드의 형상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 확장 로드가, 길이가 긴 봉상이며, 기단(基端)측, 즉, +Z방향 측을 향할수록 길이 방향에 따른 중심축(J2)에 가까워지도록 경사진 제2 테이퍼면을 갖는 것이어도 된다.
이상, 본 발명의 실시형태 및 변형예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 실시형태 및 변형예가 적절히 조합된 것, 이에 적절히 변경이 가해진 것을 포함한다.
본 출원은, 2019년 7월 26일에 출원된 일본특허출원 특원 2019-137472호에 기초한다. 본 명세서 중에 일본특허출원 특원 2019-137472호의 명세서, 특허청구범위 및 도면 전체를 참조로서 도입하는 것으로 한다.
본 발명은, 가공구멍이 비교적 소경인 워크에 대해 호닝 가공을 실시하는 호닝 가공 장치에 장착되는 호닝 툴로서 적합하다.
1, 2001, 3001, 4001, 5001: 호닝 툴, 2: 회전 주축, 3: 기체, 4: 왕복 구동부, 5: 회전 구동부, 6: 확장 구동부, 9: 연삭액 공급부, 10: 접속 부재, 10a, 91a: 연삭액 공급로, 11: 확장 로드, 11a: 제2 테이퍼면, 11c: 이동 규제부, 12, 3012, 4012, 5012: 툴 본체, 12f, 18d: 단부, 13, 2013: 연삭부, 13a: 연삭면, 13b: 제1 테이퍼면, 13c: 오목부, 17, 3017, 4017: 외통, 17a: 노치부, 17b: 유입공, 18: 보유지지 부재, 18a, 123a, 5122f: 관통공, 18b: 나사공, 18c, 4122e: 오목부, 18f: 수납 홈, 100: 호닝 가공 장치, 121: 제1 부위, 121a: 평탄부, 121b: 오목부, 121c, 122c, 122d, 3122d, 5122g: 홈, 122, 3122, 4122, 5122: 제2 부위, 122a, 4122a: 창부, 123: 제3 부위, 131: 숫돌, 132: 숫돌대, 201: 가이드 핀, 202: 나사, 3017a: 연장편, 3122c: 슬릿, J1: 통축, J0, J2, J10: 중심축, S1: 간극, W: 워크, Wa: 내벽, Wh: 가공구멍

Claims (6)

  1. 호닝 가공 장치의 회전 주축의 선단부에 장착되며, 워크의 가공구멍의 내면을 호닝 가공하는 호닝 툴로서,
    연삭면을 갖는 연삭부와,
    길이가 긴 통형의 제1 부위와, 길이가 긴 통형이며 상기 제1 부위의 일단부에 연속함과 아울러 상기 연삭부가 삽입 통과되는 창부(窓部)가 마련된 제2 부위와, 길이가 긴 통형이며 상기 제1 부위의 타단부에 연속함과 아울러 상기 회전 주축의 선단부에 고정되는 제3 부위를 갖는 툴 본체와,
    길이가 긴 통형이며, 상기 툴 본체의 상기 제1 부위의 외측에 끼워지는 외통과,
    봉상(棒狀)이며 상기 툴 본체의 내측에 삽입 통과되는 확장 로드를 구비하고,
    상기 툴 본체와 상기 외통 중 적어도 한쪽은, 상기 툴 본체의 외벽과 상기 외통의 내벽과의 사이에 형성된 간극에 유입되는 연삭액을 상기 제2 부위의 외측으로 배출하는 배출부를 가지며,
    상기 외통의 외경 치수는, 상기 제2 부위의 외경 치수 이하인, 호닝 툴.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배출부는, 상기 제1 부위에서의 상기 제2 부위 측의 일단부에 형성된 제1 홈과, 상기 제2 부위의 상기 제1 부위 측에 형성되며 상기 제1 홈과 상기 창부에 연통하는 제2 홈을 갖는, 호닝 툴.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 배출부는, 상기 외통의 상기 제2 부위 측의 일단부에 형성된 노치부를 갖는, 호닝 툴.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외통은, 상기 외통의 내측으로 상기 연삭액을 유입시키는 유입공을 갖는, 호닝 툴.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 툴 본체에 착탈이 자유롭게 장착되며, 상기 외통의 상기 제2 부위 측과는 반대측의 타단부를 보유지지하는 보유지지 부재를 더 구비하는, 호닝 툴.
  6. 연삭면을 갖는 연삭부와, 길이가 긴 통형의 제1 부위와 길이가 긴 통형이며 상기 제1 부위의 일단부에 연속함과 아울러 상기 연삭부가 삽입 통과되는 창부가 마련된 제2 부위와 길이가 긴 통형이며 상기 제1 부위의 타단부에 연속함과 아울러 호닝 가공 장치의 회전 주축의 선단부에 고정되는 제3 부위를 갖는 툴 본체와, 길이가 긴 통형이며, 상기 툴 본체의 상기 제1 부위의 외측에 끼워지는 외통과, 봉상이며 상기 툴 본체의 내측에 삽입 통과되는 확장 로드를 구비하고, 상기 툴 본체와 상기 외통 중 적어도 한쪽은, 상기 툴 본체의 외벽과 상기 외통의 내벽과의 사이에 형성된 간극에 유입되는 연삭액을 상기 제2 부위의 외측으로 배출하는 배출부를 가지며, 상기 외통의 외경 치수가, 상기 제2 부위의 외경 치수 이하인 호닝 툴을 이용한 호닝 가공 방법으로서,
    상기 배출부로부터 상기 연삭액이 계속 배출되고 있는 상태에서, 상기 제2 부위 및 상기 외통의 상기 제1 부위 측의 일단부를, 워크의 가공구멍의 내측에 배치하여 상기 가공구멍의 내벽으로 상기 연삭액을 공급하는 공정을 포함하는, 호닝 가공 방법.
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