(57)【要約】【課題】  複数の加工部位の内面研削を行う際、同時に加工して加工効率の向上を図ると同時に、すべての加工部位の加工精度が保証できる工具を提供する。【解決手段】  複数の加工ユニット３を同軸上に備えた内面研削工具１において、各加工ユニット３に、減速器付きサーボモータ１２によって回転自在なオネジ部材１３と、このオネジ部材１３の回転によって進退動自在なメネジ筒１４を設け、このメネジ筒１４の上部と下部に軸方向に傾斜するスロープ溝部１６を対称位置に設ける。そしてそれぞれのスロープ溝部１６に、一対の刃具１７の係合部１８を係合させることで、メネジ筒１４の進退によって一対の刃具１７が径方向に拡縮するようにし、それぞれの減速器付きサーボモータ１２を遠隔制御により個別に駆動できるようにする。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの複数個所の内面を同時に加工するため複数の加工ユニットを備えた内面研削工具であって、前記それぞれの加工ユニットは、それぞれの拡縮機構によって、各刃具の内径が個別に拡縮自在にされることを特徴とする内面研削工具。
【請求項２】
前記拡縮機構は、オネジ部材の回転によって進退動自在なメネジ部材と、このメネジ部材のスロープ部に係合する刃具の係合部を備え、オネジ部材の回転によって刃具の内径が拡縮自在にされることを特徴とする請求項１に記載の内面研削工具。
【請求項３】
前記加工ユニットの刃具は、工具軸の円周方向に均等な角度で二刃以上設けられることを特徴とする請求項２に記載の内面研削工具。
【請求項４】
前記拡縮機構は、前記オネジ部材の回転の動力源となるモータを各加工ユニットごとに備え、それぞれのモータは、制御ユニットによって個別に制御可能にされることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の内面研削工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジンの複数のジャーナル軸受けを同時に精密加工するのに好適な内面研削工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ワークの内面を研削するにあたり、内径を拡縮させて加工径精度を高めるような技術として、例えばエンジンのシリンダボアなどの個別の加工を行うような際、砥石を拡開させるカム部材を拡張ネジ杆でネジ送り駆動することで刃具径を制御するような技術（例えば、特許文献１参照。）が知られている。
また、例えば、エンジンのクランク軸を受けるジャーナル軸受け部などを加工する際、複数の加工部を同時に加工する同時複数加工用の内面研削工具などが使用されることもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１９０７１３号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来の技術では、複数の穴を同時に加工する同時複数加工用の内面研削工具において、刃具径を個別に制御するような技術はないため、例えば一律に径を制御する場合には、ワークの剛性や、刃具の初期切れ味のバラツキ影響や、磨耗の進行度合いなどの違いによって径精度がバラつくなどの問題が発生していた。また、一般的な拡縮機構を持たない同時複数加工用でジャーナル軸受け部などを加工する際は、工具をワークの中心穴に挿入・排出するときに、仕上げ面に干渉して傷がつくのを防止するため、ワーク中心に対してアーバー中心をオフセットさせた状態で挿入・排出しているため、ジャーナル軸受け部ごとに１つの工具しか取り付けることができず、加工効率が悪いという問題もあった。
【０００５】
さらに、ジャーナル軸受け部の同時複数加工では、加工部位の全長が長くなるため、必然的にアーバーの全長も長くなり、しかも、従来の工具ではアーバーの中心軸に対して対向する位置に刃具をレイアウトすることが難しいため、バランス加工ができなかった。このため、アーバーは一方向からの加工負荷を複数同時に受けることになり、加工負荷によってアーバーが変形しやすく、狙った精度が得られにくいという問題もあった。
【０００６】
そこで本発明は、例えば多気筒エンジンのジャーナル軸受け部などの複数の加工部を加工するにあたり、これらを同時に加工して加工効率の向上を図ると同時に、すべての軸受け部の加工精度が保証できる工具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】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明は、ワークの複数個所の内面を同時に加工するため複数の加工ユニットを備えた内面研削工具において、前記複数の加工ユニットについて、それぞれの拡縮機構によって、各刃具の内径を個別に拡縮自在にした。
【０００８】
このように、各刃具の内径を個別に拡縮自在にすれば、例えばジャーナル軸受け部の加工を行うような場合に、各刃具の内径を縮めた状態にして挿入・排出するような手順を踏むことで仕上げ面を損傷させるような不具合が是正され、従来のように、アーバーの中心軸をオフセットさせて挿入・排出する必要性がなくなって一連の加工を効率良く行えるとともに、刃具の磨耗の進行度や、ワークの加工部位の剛性等に応じて各刃具の内径を個別に制御すれば、径精度のバラツキを防止することができる。
【０００９】
また本発明では、前記拡縮機構として、オネジ部材の回転によって進退動自在なメネジ部材と、このメネジ部材のスロープ部に係合する刃具の係合部を設け、オネジ部材の回転によって刃具の内径が拡縮自在になるようにした。
この際、加工ユニットの刃具を、工具軸の円周方向に均等な角度で二刃以上設け、また前記それぞれの拡縮機構には、前記オネジ部材の回転の動力源となるモータを加工ユニットごとに設け、それぞれのモータを、制御ユニットによって個別に制御可能にすれば好適である。
【００１０】
このような構造を採用することで、同じような構造を直列に並べることが容易で、軸方向にコンパクトに纏めることができるとともに、拡縮機構にバネや弾性体などを必要とせず、また、刃具がアーバー中心軸に対して対称に配置されるため回転バランスもよく、高速回転が可能となって加工効率が向上する。また、この結果、加工精度も向上する。
【発明の効果】
【００１１】
複数の加工ユニットを備えた内面研削工具において、それぞれの加工ユニットの拡縮機構によって、各刃具の内径を個別に拡縮自在にすることで、ワークの加工穴に挿入・排出する手順の簡素化が図れると同時に、各刃具の状態に応じて各刃具の内径が個別に制御でき、径精度のバラツキを防止することができる。
また、拡縮機構の構造として、回転自在なオネジ部材や、スロープ部を有するメネジ部材を設け、オネジ部材の回転によって刃具の内径が拡縮自在になるようにするとともに、加工ユニットの刃具を工具軸の円周方向に均等な角度で二刃以上設け、また、それぞれの拡縮機構には、オネジ部材の回転の動力源となるモータを加工ユニットごとに設ければ、同じような構造を直列に並べることが容易で、軸方向にコンパクトに且つ回転方向にバランス良く纏めることができる。その結果、回転バランスの向上を図ることが容易で、加工効率や加工精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】加工ユニットを５セット備えた内面研削工具の外観図
【図２】加工ユニットの拡縮機構を説明するための説明図
【図３】加工ユニット部位の縦断面図
【図４】拡縮機構の作用図で、（ａ）は刃具径を縮めた状態図、（ｂ）は刃具径を拡げた状態図
【図５】内面研削工具全体の作用図で（ａ）は待機時の状態図、（ｂ）は加工時の状態図
【図６】内面研削工具が装着される研削装置全体の説明図
【図７】４気筒エンジンの５箇所のジャーナル軸受け部を加工する状態の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は加工ユニットを５セット備えた内面研削工具の外観図、図２は加工ユニットの拡縮機構を説明するための説明図、図３は加工ユニット部位の縦断面図、図４は拡縮機構の作用図で、（ａ）は刃具径を縮めた状態図、（ｂ）は刃具径を拡げた状態図、図５は内面研削工具全体の作用図で（ａ）は待機時の状態図、（ｂ）は加工時の状態図、図６は内面研削工具が装着される研削装置全体の説明図、図７は４気筒エンジンの５箇所のジャーナル軸受け部を加工する状態の説明図である。
【００１４】
本発明に係る内面研削工具は、例えば多気筒エンジンのジャーナル軸受け部などの複数の加工部位をそれぞれの加工ユニットで同時に加工する際、効率良く加工することができ、しかもすべての軸受け部の加工精度が良好になるような工具として構成され、複数の加工ユニットの各刃具の拡縮が別箇に制御可能にされることを特徴としている。
【００１５】
すなわち、アーバーとしての本内面研削工具１は、図１乃至図３に示すように、筒状ケース２内に組み込まれる同軸上の５セットの加工ユニット３を備えており、例えば図７に示すようなシリンダブロックＷ１とロアブロックＷ２から構成される４気筒エンジンにおいて、シリンダブロックＷ１とロアブロックＷ２を締結した状態で、それぞれ半円の５箇所のジャーナル軸受け部ｊを同時に加工できるようにされている。
【００１６】
本内面研削工具１が適用される研削装置全体の構成の概要は、図６に示すように、研削加工において内面研削工具１を回転駆動させるためのスピンドルモータ４や、加工ユニット３の各刃具の拡縮を制御するための制御ユニット５を備えており、この制御ユニット５は、ＮＣコントローラ７や、５系統の刃具の拡張径を個別に制御する制御部６や、後述する加工ユニット３のモータ１２の駆動を個別に非接触で制御するための非接触給電ユニット８や、非接触通信ユニット９などを備えている。
【００１７】
そして、この制御ユニット５は、加工仕上げ寸法を揃える等のため個別に加工ユニット３の刃具の拡張量を調整するときは、当該加工ユニット３のモータ１２のみを制御するが、ワークへの研削工具１の挿入・排出時や切り込み加工時には、すべての加工ユニット３の全モータ１２を同時に制御するようにしている。
【００１８】
前記加工ユニット３は、図２、図３に示すように、ケース２の内面側に固定されるモータブラケット１１に保持される減速器付きサーボモータ１２と、このモータ１２によって回転駆動されるオネジ部材１３と、このオネジ部材１３のネジ部に噛合し且つオネジ部材１３の回転によって軸方向に進退動自在なメネジ部材としてのメネジ筒１４を備え、このメネジ筒１４の左右両側面部には、前記モータブラケット１１を挿通せしめることのできる窓１５が軸方向に長く形成されるとともに、メネジ筒１４の上部と下部には、以下に述べる刃具１７の係合部１８が係合するスロープ部としてのアリ溝型のスロープ溝部１６が上下対称位置に形成されている。そして、本実施例では、このスロープ溝部の傾斜は、図４にも示すように、左方向から右方向に向けて僅かに低くなるような傾斜とされている。
【００１９】
前記刃具１７は、刃具ホルダ２０と一体に組み付けられて刃具ホルダ２０に対して上下にスライド可能にされており、また、この刃具１７の内方に一体に設けられるアリホゾ型の係合部１８は前記のようにアリ溝型のスロープ溝部１６内に嵌め込まれて係合している。また、この刃具１７の頂面には研削砥石が取り付けられるとともに、このような刃具１７がメネジ筒１４の上下のスロープ溝部１６内にそれぞれ配設されている。
なお、本実施例では、スロープ溝部１６や刃具１７について、工具軸を中心に対称位置に一対設けているが、工具軸の円周方向に均等な角度で二刃以上設けるようにしても良い。
このため、本実施例では、図４（ａ）に示すように、モータ１２の回転によってメネジ筒１４が図の左方に移動すると、傾斜の低いスロープ溝部１６に係合する係合部１８によって上下一対の刃具１７が径方向の内側に向けて縮小し、図４（ｂ）に示すように、メネジ筒１４が図の右方に移動すると、上下一対の刃具１７が径方向の外側に向けて拡張するようにされている。すなわち、オネジ部材１３やメネジ筒１４やスロープ溝部１６や係合部１８等によって拡縮機構が構成されている。
【００２０】
なお、刃具ホルダ２０と刃具１７との間には、スロープ溝部１６と係合部１８とのガタを吸収するためのスプリング２１を内装している。
【００２１】
以上のような内面研削工具１において、図７に示すような４気筒エンジンのジャーナル軸受け部を加工する際は、研削工具１の各加工ユニット３の刃具１７を全て収縮させて格納した状態（図５（ａ））で、シリンダブロックＷ１とロアブロックＷ２の締結によって形成されるジャーナル軸受け部ｊ内に挿入する。
【００２２】
そして、挿入が終えると、制御ユニット５からの信号で全ての減速器付きモータ１２を駆動して全ての加工ユニット３のオネジ部材１３を回転させ、メネジ筒１４を後退させることで全ての刃具１７を径方向の外側にスライドさせ拡張する（図５（ｂ））。なお、この際、メネジ筒１４の左右両側の窓１５は、このスライドストロークを吸収することができるに充分な軸方向長さで開放しているため、メネジ筒１４がモータブラケット１１に干渉することはない。
【００２３】
そしてスピンドルモータ４を駆動して切削加工が行われるが、各加工ユニット３では左右対称の刃具１７のためバランス加工が可能となり、内面研削工具１全体の加工負荷によるたわみなどが軽減され、また回転バランスも狂いにくいため高速回転が可能となって、結果的に加工時間の短縮が図られる。
【００２４】
また、工具磨耗や、ワークの加工部位の剛性ばらつき等によって仕上がり径が変化するような場合、個別の加工ユニット３の刃具１７の拡張量を制御できるため、例えば、個別の加工ユニット３の刃具１７を制御して拡張後の仕上がり径を計測し、個別の目標拡張径へフィードバックさせる機能と組み合わせる等によって、仕上がり径を一定に揃えることができる。
【００２５】
そして、加工が終了すると、制御ユニット５からの信号で全ての減速器付きモータ１２を駆動してオネジ部材１３を回転させ、メネジ筒１４を前進させることで各刃具１７を径方向の内側にスライドさせ収縮した状態（図５（ａ））でワークから排出する。
【００２６】
以上のような要領により、複数の加工穴の径精度のばらつきを抑えることができ、しかも、ワークへの挿入・排出作業が効率的に行われるため、加工効率が極めて良好になる。
【００２７】
なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実施的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、ワークの種類等は一例である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
ワークの複数個所の内面を複数の刃具で同時に加工する際、それぞれの刃具の拡張径を個別に制御できるため、仕上がり精度を均一にでき、しかも効率良く作業できるため、例えば、エンジンのジャーナル軸受け部の加工等に極めて有効である。
【符号の説明】
【００２９】
１…内面研削工具、３…加工ユニット、５…制御ユニット、１２…減速器付きモータ、１３…オネジ部材、１４…メネジ筒、１６…スロープ溝部、１７…刃具、１８…係合部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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