(57)【要約】      （修正有）【課題】砥石の偏摩耗及び部材の内周面形状の破壊を抑え、内周面の表面性状を改善することができるホーニング装置を提供する。【解決手段】シュー２３が油圧室２２内のオイルによって拡径方向に移動するピストン４２Ａ及び４２Ｂと接触し押圧され、複数のシュー２３が有する複数の砥石３４が内周面１００から受ける反力が均一になり且つ各砥石３４の上部及び下部が内周面１００から受ける反力が均一になるまで、シュー２３が移動及び／又は回転する。【選択図】図３
2020131304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材の自由形状の内周面をホーニング加工するホーニング装置であって、
流体が充填される油圧室と、前記油圧室の外周に沿って等間隔に形成された複数の第１貫通孔と、当該複数の第１貫通孔から軸方向に離れた複数の第２貫通孔とを有するシャフトと、
前記複数の第１貫通孔の各々に挿入されており、前記シャフトの拡径方向及び縮径方向に移動可能な第１ピストンと、
前記複数の第２貫通孔の各々に挿入されており、前記シャフトの拡径方向及び縮径方向に移動可能な第２ピストンと、
前記シャフトの外周に沿って等間隔に配置される複数のシューと、を備え、
前記複数のシューの各々は、
前記軸方向に延在する砥石と、前記シャフトの拡径方向に延びる長孔とを有し、
前記長孔にピンを差し込まれて、前記シャフトの拡径方向及び縮径方向に移動可能で且つ当該ピンを中心として回転可能に前記シャフトに装着されており、
前記流体によって前記第１ピストン及び前記第２ピストンから押圧されることを特徴とするホーニング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーニング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、楕円形横断面を有する工作物の表面（内周面）を仕上げ加工するホーニング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このホーニング装置は、当該表面（内周面）を研磨するため、回転部材に支持された複数の砥石を有している。
【０００３】
また、従来より、円筒部材の内周面をホーニング加工するホーニングヘッドを備えるホーニング装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。ホーニングヘッドは、回転軸芯と、ホーニングヘッドの外周方向に等間隔に且つ当該回転軸芯から等距離の位置に３つの砥石とを備えている。また、各砥石は、上下方向に配置された２つのばねによりホーニングヘッドに対して拡径方向に押圧支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−７６２６７号公報
【特許文献２】特開２０１８−９９７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、楕円形横断面を有する工作物の表面（内周面）を仕上げ加工するホーニング装置であるため、砥石は回転中心軸に対して平行移動するのみである。従って、工作物の内周面に鉛直方向に沿って凹凸がある場合、即ち内周面の内径が鉛直方向に沿って変化する場合に、砥石はその内周面の形状の変化に追従できずに、削りすぎが発生する。また、工作物の内周面が鉛直方向に沿って徐々にねじれている場合には、このホーニング装置は対処できない。
【０００６】
また、工作物の内周面が鉛直方向から傾いており、当該内周面に対して砥石をばねで付勢する場合、砥石の上部及び下部で内周面から受ける反力が異なるため、砥石が偏摩耗したり、内周面の削りすぎが発生し、内周面の形状が壊れてしまうことがある。
【０００７】
本発明は、上記を鑑みなされたものであって、砥石の偏摩耗及び部材の内周面形状の破壊を抑え、内周面の表面性状を改善することができるホーニング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るホーニング装置は、部材の自由形状の内周面をホーニング加工するホーニング装置であって、流体が充填される油圧室と、前記油圧室の外周に沿って等間隔に形成された複数の第１貫通孔と、当該複数の第１貫通孔から軸方向に離れた複数の第２貫通孔とを有するシャフトと、前記複数の第１貫通孔の各々に挿入されており、前記シャフトの拡径方向及び縮径方向に移動可能な第１ピストンと、前記複数の第２貫通孔の各々に挿入されており、前記シャフトの拡径方向及び縮径方向に移動可能な第２ピストンと、前記シャフトの外周に沿って等間隔に配置される複数のシューと、を備え、前記複数のシューの各々は、前記軸方向に延在する砥石と、前記シャフトの拡径方向に延びる長孔とを有し、前記長孔にピンを差し込まれて、前記シャフトの拡径方向及び縮径方向に移動可能で且つ当該ピンを中心として回転可能に前記シャフトに装着されており、前記流体によって前記第１ピストン及び前記第２ピストンから押圧されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述した本発明のホーニング装置によれば、砥石の偏摩耗及び部材の内周面形状の破壊を抑え、内周面の表面性状を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（Ａ）は本実施の形態に係るホーニング装置を示す図であり、（Ｂ）は図１（Ａ）の領域Ｘの部分拡大図である。
【図２】自由形状の断面を有するシリンダの内周面の一例を示す図である。
【図３】（Ａ）は水平方向の断面におけるシリンダの内周面とホーニングヘッドとの位置関係を示す図であり、（Ｂ）は軸方向の断面におけるシリンダの内周面とホーニングヘッドの一部との位置関係を示す図である。
【図４】従来のホーニングヘッドの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１（Ａ）は本実施の形態に係るホーニング装置を示す図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の領域Xの部分拡大図である。図２は、自由形状の断面を有するシリンダの内周面の一例を示す図である。
【００１３】
本実施の形態に係るホーニング装置１は、例えば、図２に示す自由形状の断面を有するシリンダの内周面１００をホーニング加工する装置である。ここで、自由形状とは、真円形状だけでなく、楕円や不規則な凹凸を含む形状のような非真円形状も含む。尚、図１（Ａ）及び（Ｂ）の上側がホーニング装置１の上側を示し、図１（Ａ）及び（Ｂ）の下側がホーニング装置１の下側を示すものとする。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、ホーニング装置１は、内周面１００をホーニング加工するホーニングヘッド２と、ホーニングヘッド２と連結され、回転軸Ｐを中心としてホーニングヘッド２を回転させるユニバーサルジョイント３と、ユニバーサルジョイント３を介してホーニングヘッド２を回転させると共に上下方向（即ち回転軸Ｐの軸方向）に往復移動させる駆動装置４と、ホーニングヘッド２にオイルを供給するオイル供給装置５とを備えている。
【００１５】
ホーニングヘッド２は、筒状のシャフト２１と、ホーニングヘッド２の外周に周方向に等間隔に且つホーニングヘッド２の回転軸Ｐから等距離の位置に設けられた複数のシュー２３とを備えている。
【００１６】
筒状のシャフト２１はその内部にオイルが充填される油圧室２２を備えており、シャフト２１の壁面、即ち油圧室２２の外周に沿って等間隔に複数の貫通孔４１が形成されている。各貫通孔４１には、先端が球状のピストン４２が拡径方向及び縮径方向に移動可能に挿入されている。尚、拡径方向は回転軸Ｐから放射状に径が広がる方向であり、縮径方向は回転軸Ｐに向かって径が縮む方向である。油圧室２２には、オイル供給装置５から供給されるオイルが一定圧力下で充填されており、当該オイルがピストン４２を拡径方向に押し出す。
【００１７】
図１（Ｂ）に示すように、各シュー２３の外側面２５には砥石台３３が固定されており、砥石台３３の外側面３３Ａには砥石３４が固定されている。すなわち、砥石３４は砥石台３３を介してシュー２３に固定されており、シュー２３と一体的に動作する。砥石３４は、軸方向に延在し、上部３４Ａ及び下部３４Ｂを有する。尚、図１（Ａ）では、砥石３４が固定されたシュー２３がシャフト２１の軸方向に３段分設けられているが、砥石３４の段数は３つに限定されるものではない。シャフト２１の軸方向に配置される砥石３４の段数は１つでも複数でもよい。また、ホーニングヘッド２の外周に配置される１段あたりのシュー２３及び砥石３４の個数は３つ以上であればよい。
【００１８】
図１（Ｂ）に示すように、シュー２３の中心には、拡径方向に延びる長孔２４が形成されており、シュー２３の外側面２５の上端及び下端には、戻りばね３１，３２を収容する凹部２６，２７がそれぞれ形成されている。シュー２３の長孔２４にはピン３０が差し込まれ、ピン３０はシャフト２１に固定される。これにより、シュー２３は拡径方向及び縮径方向に移動可能に且つピン３０を中心に回転可能にシャフト２１に固定される。
【００１９】
シュー２３の内側面２８は、軸方向に沿って上下に離れて配置された２つの独立したピストン４２と対向している。シュー２３と２つのピストン４２とは締結されていない。ここでは、上側に配置されているピストンを４２Ａとし、下側に配置されているピストンを４２Ｂとする。砥石３４によりシリンダの内周面１００を研削する場合には、オイル供給装置５がオイルに一定の圧力をかけて、油圧室２２内のオイルがピストン４２Ａ及び４２Ｂを拡径方向に押し出す。これにより、ピストン４２Ａ及び４２Ｂの先端がシュー２３の内側面２８に接触し、砥石３４が固定されたシュー２３は拡径方向に押し出される。一方、シリンダの内周面１００の研削を終了する場合には、オイル供給装置５がオイルにかける圧力を低下させる。これにより、戻りばね３１，３２の収縮力が、砥石３４が固定されたシュー２３を縮径方向に移動させる。
【００２０】
図３（Ａ）は、水平方向の断面におけるシリンダの内周面１００とホーニングヘッド２との位置関係を示す図であり、図３（Ｂ）は、軸方向の断面におけるシリンダの内周面１００とホーニングヘッド２の一部との位置関係を示す図である。
【００２１】
シリンダの内周面１００をホーニング加工する場合、オイル供給装置５がオイルに一定の圧力をかけて、油圧室２２内のオイルがピストン４２を拡径方向に押し出す。このとき、水平方向の断面では、図３（Ａ）に示すように、ホーニングヘッド２の外周に配置された複数の砥石３４にかかる内周面１００からの反力Ｆｃが均一になるように、オイルから一定の圧力を受けた複数のピストン４２が自動的に拡径方向に移動する。つまり、ホーニング加工する場合に、オイルから一定の圧力を受けた複数のピストン４２は、内周面１００の水平方向の断面形状の変化に追従して、複数の砥石３４にかかる内周面１００からの反力Ｆｃが均一になるように拡径方向に移動する。これにより、複数のピストン４２に押されて、複数のシュー２３も拡径方向に移動する。
【００２２】
一方、軸方向の断面では、図３（Ｂ）に示すように、各砥石３４の上部３４Ａ及び下部３４Ｂにかかる内周面１００からの反力Ｆｐが均一になるように、オイルから一定の圧力を受けたピストン４２Ａ及び４２Ｂが自動的に拡径方向に移動する。このとき、シュー２３はピストン４２Ａ及び４２Ｂに押されるため、シュー２３にはピン３０を中心とした回転力が生じ、各砥石３４の上部３４Ａ及び下部３４Ｂにかかる内周面１００からの反力Ｆｐが均一になるまでシュー２３は回転する。尚、オイルがピストン４２Ａ及び４２Ｂを押し出す力も内周面１００からの反力Ｆｐと同一になる。
【００２３】
従って、ホーニング加工する場合に、オイルから一定の圧力を受けた複数のピストン４２Ａ及び４２Ｂは、内周面１００の軸方向の断面形状の変化に追従して、各砥石３４の上部３４Ａ及び下部３４Ｂにかかる内周面１００からの反力Ｆｐが均一になるように拡径方向に移動する。これにより、複数のピストン４２Ａ及び４２Ｂに押されて、各シュー２３は回転する。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態に係るホーニング装置１では、シュー２３が油圧室２２内のオイルによって拡径方向に移動するピストン４２Ａ及び４２Ｂと接触し押圧され、複数のシュー２３が有する複数の砥石３４が内周面１００から受ける反力Ｆｃが均一になり且つ各砥石３４の上部３４Ａ及び下部３４Ｂが内周面１００から受ける反力Ｆｐが均一になるまで、シュー２３が移動及び／又は回転する。
【００２５】
特許文献２の図９では、砥石１２は、２つのばね１３によって水平方向に押圧され、鉛直方向に延びる円筒部材の内周面９０と直角に接触している。しかし、内周面９０が図４のように鉛直方向から傾いている傾斜面である場合、内周面９０の形状に従ってばね１３Ａがばね１３Ｂよりも大きく撓むため、ばね１３Ａが砥石１２を内周面９０に押し付ける力Ｆａは、ばね１３Ｂが砥石１２を内周面９０に押し付ける力Ｆｂよりも大きくなるため、砥石１２が偏摩耗する。また、ばね１３Ａ側の内周面がばね１３Ｂ側の内周面よりも研削が進んでしまい、内周面９０の形状が壊れてしまう。これに対しては、本実施の形態では、ホーニングヘッド２は、複数の砥石３４にかかる内周面１００からの反力Ｆｃを均一にし且つ各砥石３４の上部３４Ａ及び下部３４Ｂにかかる内周面１００からの反力Ｆｐを均一にした状態で、回転加工及び往復研削加工を実行できるので、砥石３４の偏摩耗及びシリンダの内周面１００の形状の破壊を抑え、内周面１００の表面性状を改善することができる。
【００２６】
尚、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  ホーニング装置、２  ホーニングヘッド、３  ユニバーサルジョイント、４  駆動装置、５  オイル供給装置、２１  シャフト、２２  油圧室、２３  シュー、２４  長孔、２６，２７  凹部、３０  ピン、３１，３２  戻りばね、３３  砥石台、３４  砥石、４１  貫通孔、４２，４２Ａ，４２Ｂ  ピストン、１００  内周面
【図１】
2020131304.tif 000003
【図２】
2020131304.tif 000004
【図３】
2020131304.tif 000005
【図４】
2020131304.tif 000006