(57)【要約】【課題】遠心力による砥石の広がりを防止することができるホーニングヘッドを提供する。【解決手段】円筒形状のヘッド本体１０と、ヘッド本体１０に対して、径方向へ移動可能に装着されるシュー２０と、シュー２０の外周面に取り付けられる砥石３０と、ヘッド本体１０の軸Ｐに挿入されシュー２０とシュー２０の内周側にテーパー接触するテーパーコーン４０と、を具備するホーニングヘッド１００であって、シュー２０には、ヘッド本体１０の軸Ｐを挟んで対向する側に配置されるおもり５０が取り付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のヘッド本体と、
前記ヘッド本体に対して、径方向へ移動可能に装着されるシューと、
前記シューの外周面に取り付けられる砥石と、
前記ヘッド本体の中心軸に挿入され前記シューと該シューの内周面でテーパー接触するテーパーコーンと、
を具備するホーニングヘッドであって、
前記シューには、前記ヘッド本体の前記中心軸を挟んで対向する側に配置されるおもりが取り付けられる、
ホーニングヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーニングヘッドの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホーニングヘッドとは、ホーニング加工に使用される工具である。ホーニング加工とは、ワークの内径を精密に研磨する機械加工である。例えばエンジンのシリンダの内径は、ホーニング加工によって精密に研磨されている。
【０００３】
ホーニングヘッドは、円筒形状のヘッド本体と、ヘッド本体に放射状に配置されてヘッド本体の軸直角方向に移動可能なシューと、シューの外周面に取り付けられる砥石と、ヘッド本体の中心軸に挿入されシューとシュー内周面でテーパー接触するテーパーコーンと、を具備し、シューは、スプリングにより径方向内側へ付勢されることでヘッド本体に拘束されている。
【０００４】
ところで、ホーニング加工の作業効率を向上する手段としては、ホーニングヘッドの加工回転数を上げることが考えられる。一方、ホーニングヘッドでは、加工回転中にシューに遠心力が作用する。
【０００５】
ここで、ホーニングヘッドの低回転領域では、スプリングの付勢力がシューの遠心力に打ち勝ち、シューのヘッド本体に対する拘束状態が維持される。しかし、ホーニングヘッドの回転数が高くなる高回転領域では、スプリングの付勢力よりもシューの遠心力が大きくなるため、スプリングのみではシューの拘束状態を維持することができなくなって、シューが外周側へ飛び出すこととなる。そのため、ホーニングヘッドの高回転領域では、ワークに砥石が当たり砥石の破損につながるおそれがある。
【０００６】
一方、ホーニングヘッドでは、高回転領域でもスプリングによるシューのヘッド本体に対する拘束状態を維持できるように、スプリングのバネ定数を大きくすることが考えられる。しかし、スプリングのバネ定数を大きくすると、ホーニングヘッドを分解する作業が困難となったり、テーパーコーンによりワークの内径の大きさに合わせて砥石を拡張する際に大きな力を要することとなったりするため、好ましくない。そのため、ホーニングヘッドでは、遠心力による砥石の広がりを防止することが課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、遠心力による砥石の広がりを防止することができるホーニングヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、円筒形状のヘッド本体と、前記ヘッド本体に対して、径方向へ移動可能に装着されるシューと、前記シューの外周面に取り付けられる砥石と、前記ヘッド本体の中心軸に挿入され前記シューと該シューの内周面でテーパー接触するテーパーコーンと、を具備するホーニングヘッドであって、前記シューには、前記ヘッド本体の前記中心軸を挟んで対向する側に配置されるおもりが取り付けられるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のホーニングヘッドによれば、遠心力による砥石の広がりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ホーニングヘッドの構成を示す模式図。
【図２】シュー、連結ピン及びおもりの構成を示す模式図。
【図３】シューとおもりとを連結ピンによって連結する構成を示す模式図。
【図４】ホーニングヘッドの作用を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を用いて、ホーニングヘッド１００の構成について説明する。なお、図１では、ホーニングヘッド１００の構成を一部断面視の側面視にて表している。また、図１の右側には、ホーニングヘッド１００の構成をＡＡ断面視にて表している。さらに、以下では、図１に記載される軸方向、周方向、径方向に従って説明するものとする。
【００１４】
ホーニングヘッド１００は、本発明のホーニングヘッドの実施形態である。ホーニングヘッド１００は、ホーニング加工に使用される工具である。ホーニング加工とは、ワークの内径を精密に研磨する機械加工である。本実施形態のホーニングヘッド１００は、エンジンのシリンダの内径を研磨するものである。
【００１５】
ホーニングヘッド１００は、略円柱形状に構成されている。ここで、ホーニングヘッド１００の中心軸を軸Ｐと定義する。ホーニングヘッド１００は、ヘッド本体１０と、シュー２０と、砥石３０と、テーパーコーン４０と、おもり５０と、を具備している。
【００１６】
ヘッド本体１０は、円筒形状に構成されている。ヘッド本体１０には、第一スリット１１と、第二スリット１２と、中空部１３と、が形成されている。
【００１７】
第一スリット１１は、ヘッド本体１０の外周側から中空部１３までを径方向に貫通しており、ヘッド本体１０の軸方向に沿って形成されている。また、第一スリット１１は複数形成されており、ヘッド本体１０の断面視にて放射状に配置されている。本実施形態では、５本の第一スリット１１が形成されている。第一スリット１１には、シュー２０が径方向へ摺動可能に嵌合されている。
【００１８】
第二スリット１２は、ヘッド本体１０の外周側から中空部１３までを径方向に貫通しており、ヘッド本体１０の軸方向に沿って形成されている。また、第二スリット１２は複数形成されており、ヘッド本体１０の断面視にて放射状に配置されている。第二スリット１２は、第一スリット１１の軸Ｐを挟んで対向する側に形成されている。本実施形態では、５本の第二スリット１２が形成されている。第二スリット１２には、おもり５０が径方向へ摺動可能に嵌合されている。
【００１９】
ヘッド本体１０の外周面には、ガイド部材１６が取り付けられている。ガイド部材１６は、ヘッド本体１０の外周面において軸方向に沿って配置されている。また、ガイド部材１６は、ヘッド本体１０の断面視にて放射状に配置されている。本実施形態では、５つのガイド部材１６が取り付けられている。
【００２０】
中空部１３は、ヘッド本体１０の軸方向に沿って略円柱形状に形成されている。中空部１３には、テーパーコーン４０が挿入されている。
【００２１】
テーパーコーン４０は、略円柱形状に構成されている。テーパーコーン４０の軸Ｐの方向における中途部には略円錐形状となるようにテーパー部４１・４１が形成されている。テーパー部４１・４１は、軸Ｐ方向の一側から他側へ向けて（図１における左側から右側へ向けて）拡径するテーパー形状に形成されている。本実施形態では、テーパー部４１・４１は軸Ｐ方向に沿って二箇所に形成されている。
【００２２】
シュー２０は、ヘッド本体１０に対して、径方向へ移動可能に装着されている。シュー２０は、ヘッド本体１０の第一スリット１１に嵌合されることにより、ヘッド本体１０に装着されている。シュー２０は、第一スリット１１と同じ数だけホーニングヘッド１００に備えられている。つまり、本実施形態では、５つのシュー２０が配置されている。
【００２３】
シュー２０は、略平板形状に構成されている。シュー２０の外周面には、砥石３０が取り付けられている。シュー２０の内周面における、テーパーコーン４０のテーパー部４１・４１に対応する部分には、テーパー部４１・４１の形状に対応したテーパー形状のテーパー部２１・２１が形成されている。
【００２４】
つまり、テーパー部２１・２１は、軸Ｐ方向の一側から他側へ向けて、テーパー部４１・４１と同じ角度にて拡径するテーパー形状に形成されている。シュー２０のテーパー部２１・２１は、テーパーコーン４０のテーパー部４１・４１と摺動可能に当接している。
【００２５】
このように、シュー２０とテーパーコーン４０とがテーパー接触するような構成とすることで、テーパーコーン４０が軸方向に移動することによって、テーパーコーン４０のテーパー部４１・４１と、シュー２０のテーパー部２１・２１との当接箇所が変化し、シュー２０が径方向（ヘッド本体１０の軸Ｐに対する直角方向）に移動する。
【００２６】
つまり、テーパーコーン４０を軸方向に移動させて、砥石３０の径方向位置を変化させることで、研磨するワークの内径に対応した研磨内径（砥石３０によって形成される内径）とすることができる。
【００２７】
シュー２０には、軸Ｐを挟んで対向する側に位置するおもり５０が取り付けられている。シュー２０に対するおもり５０の取り付けは、シュー２０とおもり５０とを連結ピン６０によって連結することにより行われている。
【００２８】
シュー２０の外周側であって軸方向の両端側には、係合部２２が形成されている。係合部２２には、スプリング７０・７０が嵌合されている。つまり、シュー２０の外周面と軸方向両端面との角部には、スプリング７０・７０が嵌合される凹陥部である係合部２２が、周方向に沿って形成されている。
【００２９】
係合部２２・２２・・・に嵌合されたスプリング７０は、シュー２０に対して径方向の内側へ向かう付勢力を付与している。シュー２０は、スプリング７０の径方向の内側に向かう付勢力によって、ヘッド本体１０に拘束されている。なお、スプリング７０は、例えば環状のリターンスプリングにて構成することができる。
【００３０】
砥石３０は、略短冊形状に構成され、テーパー部２１の外周面に軸方向に沿って取り付けられている。
【００３１】
おもり５０は、ヘッド本体１０の各第二スリット１２に嵌合されており、ヘッド本体１０の軸Ｐ方向断面視にて放射状に配置されている。本実施形態では、５つのおもり５０が配置されている。なお、おもり５０の重量は、シュー２０及び砥石３０の合計重量よりも十分に大きいものとされている。
【００３２】
おもり５０は、略平板形状に構成されている。おもり５０は、上述したように、シュー２０の軸Ｐを挟んで対向する側に取り付けられている。おもり５０とシュー２０とは、連結ピン６０によって連結されている。
【００３３】
図２を用いて、シュー２０、おもり５０及び連結ピン６０の構成について説明する。
【００３４】
図２（Ａ）の左側では、シュー２０を正面視にて表している。また、図２（Ａ）の右側では、シュー２０を側面視にて表している。図２（Ａ）に示すように、シュー２０の正面における略中央部には、正面から背面側へ向かう穴部２６が形成されている。また、シュー２０の正面においては、穴部２６から径方向内側に向かって溝部２５が形成されている。
【００３５】
図２（Ｂ）の左側では、連結ピン６０を正面視にて表している。また、図２（Ｂ）の右側では、連結ピン６０を側面視にて表している。図２（Ｂ）に示すように、連結ピン６０は、断面視が円形状のピン部材であり、その一端が直角に屈曲されている。前記屈曲部よりも一端側が短手部６０Ｂに形成され、他端側が長手部６０Ａに形成されている。
【００３６】
つまり、連結ピン６０は、正面視にて長手部６０Ａと短手部６０Ｂとからなる略Ｌ字形状に構成されている。連結ピン６０の長手部６０Ａの先端側には、ネジ部６１が形成されている。連結ピン６０の短手部６０Ｂは、シュー２０の穴部２６に挿入可能となっており、連結ピン６０の長手部６０Ａは、シュー２０の溝部２５に嵌合可能となっている。
【００３７】
図２（Ｃ）の左側では、おもり５０を正面視にて表している。また、図２（Ａ）の右側では、おもり５０を側面視にて表している。図２（Ｃ）に示すように、おもり５０の外周側には、外周面から内周側へ向かって凹陥する凹部５１が形成されている。
【００３８】
また、おもり５０の正面側における、凹部５１の底面とおもり５０の内周面との間には、径方向に沿って係合部５２が形成されている。つまり、係合部５２は、おもり５０の正面における凹部５１の底面からおもり５０の内周面までの間に形成される溝部であり、係合部５２には連結ピン６０が嵌合可能となっている。
【００３９】
図３を用いて、シュー２０とおもり５０とを連結ピン６０によって連結する構成について説明する。なお、図３では、左側にシュー２０とおもり５０とを連結ピン６０によって連結する前の分解された状態を示し、右側にシュー２０とおもり５０とを連結ピン６０によって連結した状態を示している。
【００４０】
シュー２０には、ヘッド本体１０の軸Ｐを挟んで対向する側に配置されるおもり５０が取り付けられている。シュー２０とおもり５０とは、テーパーコーン４０を挟んで連結ピン６０によって連結されている。シュー２０と連結ピン６０とは、シュー２０の穴部２６に連結ピン６０の短手部６０Ｂを挿入し、シュー２０の溝部２５に連結ピン６０の長手部６０Ａを嵌合させることによって、連結されている。
【００４１】
おもり５０と連結ピン６０とは、次のように連結されている。まず、連結ピン６０の長手部６０Ａにおけるネジ部６１がおもり５０の凹部５１内に突出する状態で、連結ピン６０の長手部６０Ａをおもり５０の係合部５２に嵌合させる。次に、凹部５１内において、短冊形状のストッパー６５を連結ピン６０の長手部６０Ａを挿通するとともに、連結ピン６０のネジ部６１にストッパー６５の外周側からボルト６６を締結することにより、おもり５０と連結ピン６０とが連結される。
【００４２】
連結ピン６０の長手部６０Ａに挿通されたストッパー６５は、おもり５０の凹部５１における底面に係止可能に構成されており、ストッパー６５が凹部５１の底面に係止することで、おもり５０とシュー２０との間隔がそれ以上大きくならないように規制される。
【００４３】
なお、おもり５０とシュー２０との間隔の最大値は、ネジ部６１におけるボルト６６の締結位置により調節することが可能であり、シュー２０が最も径方向内側に位置する状態においても、おもり５０がガイド部材１６の外周面よりも外周側に突出しないように、ボルト６６の締結位置及びストッパー６５の厚みが調節される。
【００４４】
図４を用いて、ホーニングヘッド１００の作用について説明する。なお、図４では、ホーニングヘッド１００の作用を一部断面視の側面視にて表している。
【００４５】
ホーニングヘッド１００の、連結ピン６０によって連結されるシュー２０とおもり５０とにおいては、おもり５０の重量がシュー２０及び砥石３０の合計重量よりも十分に大きく構成されているため、断面視の重心位置（図４におけるＧ）が軸Ｐに対しておもり５０よりに位置している。以下では、シュー２０及びおもり５０のそれぞれに作用する遠心力について考えるため、シュー２０とおもり５０とを別の系として考える。
【００４６】
ホーニングヘッド１００が回転すると、シュー２０及びおもり５０にはそれぞれ遠心力が作用する。ここで、シュー２０に作用する遠心力を遠心力Ｆａとし、おもり５０に作用する遠心力を遠心力Ｆｂとする。シュー２０とおもり５０とは、軸Ｐを挟んで互いに対向する位置に配置されているため、遠心力Ｆａと遠心力Ｆｂとは反対方向へ作用する力となる。
【００４７】
ホーニングヘッド１００が回転すると、おもり５０の重量がシュー２０及び砥石３０の合計重量よりも十分に大きいものとされているため、おもり５０に作用する遠心力Ｆｂがシュー２０に作用する遠心力Ｆａよりも大きくなる。
【００４８】
おもり５０に作用する遠心力Ｆｂがシュー２０に作用する遠心力Ｆａよりも大きくなることによって、シュー２０に作用する遠心力Ｆａが打ち消され、シュー２０の遠心力Ｆａによる外周側への広がりが防止される。
【００４９】
ホーニングヘッド１００の効果について説明する。ホーニングヘッド１００によれば、シュー２０の遠心力Ｆａによる砥石３０の広がりを防止することができる。ひいては、ホーニングヘッド１００を高回転領域で回転させても安定してホーニング加工を行うことができる。
【００５０】
すなわち、ホーニングヘッド１００によれば、シュー２０の軸Ｐを挟んで対向する側におもり５０を取り付け、シュー２０に作用する遠心力Ｆａを打ち消すことによって、スプリング７０によるシュー２０に対する付勢力を大きくすることなく、シュー２０の遠心力Ｆａによる砥石３０の広がりを防止することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０      ヘッド本体
２０      シュー
３０      砥石
４０      テーパーコーン
５０      おもり
１００    ホーニングヘッド
【図１】
2015208794.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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