(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの外径溝のショルダー面を加工するためのローラバニシング工具であって、ホルダー本体と、このホルダー本体に回転自在に取り付けられた回転プレートと、ホルダー本体に形成されたローラ溝の内部に回転自在に係止され、回転プレートを挟んでその両側面にそれぞれ接触する一対の工具ローラとからなり、各工具ローラの回転軸と、各工具ローラが回転プレートに接触する接線とが一平面上に配置され、各工具ローラの回転軸が回転プレートの回転軸と直角に交わることを特徴とするローラバニシング工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バニシング加工用のローラバニシング工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クランクシャフト等の外径溝のショルダー面等を鏡面仕上げする加工方法としては、ローラバニシング加工がある。このクランクシャフト等の外径溝のショルダー面等のローラバニシング加工に使用される工具としては、次に述べる構造を有する工具が一般的であった。即ち、ベアリングによって一端を片持ちに保持された２本の長尺工具ローラをその側面において線接触させて、ホルダー内に組み込む工具である。このとき、長尺工具ローラ同士が接触する接触線及び長尺工具ローラがワークと接触する接触線を含む面はショルダー面に垂直な線に対して傾いて、配置される（図４参照）。
【０００３】
バニシング加工に際して、ホルダーに工具ローラの長手方向軸線回りと同じ方向の回転を与えて、ワークとの接触線間距離を被加工物の溝幅に合わせて変化させて、ワークの外径溝の両ショルダー面を工具ローラによって同時に加工する。この工具を使用するホルダーとして実公平８−１０５１３号にて開示されたものがある。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述のローラバニシング工具では、２本の長尺工具ローラを並べて配置して、その側面で互いに線接触させてホルダーに組み込むため、工具ローラの長手方向中心軸が僅かに傾いて組み込まれた場合でも、工具としての平行度がくずれ、均一で安定した仕上がり面が得られなくなる。よって、ホルダーには厳しい製作精度が要求される。
【０００５】
また、ワークの外径溝の幅により、工具ローラ径が決定され、特に溝幅が大きい場合、外径溝の幅にほぼ比例して工具ローラ径が大きくなる。このため加工荷重が大きくなり、ホルダーの寿命が短くなる。また、加工荷重が大きくなると、薄肉のワークは加工できない。さらに、消耗部品である工具ローラが長尺で高精度を要求されるため、運転維持費用が高い。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、工具の構造が単純で安価であり、ワークの外径溝が広くても細径工具ローラが使用でき、さらに工作液の供給が容易であるローラバニシング工具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１に記載のローラバニシング工具は、ワークの外径溝のショルダー面を加工するためのローラバニシング工具であって、ホルダー本体と、このホルダー本体に回転自在に取り付けられた回転プレートと、ホルダー本体に形成されたローラ溝の内部に回転自在に係止され、回転プレートを挟んでその両側面にそれぞれ接触する一対の工具ローラとからなり、各工具ローラの回転軸と、各工具ローラが回転プレートに接触する接線とが一平面上に配置され、各工具ローラの回転軸が回転プレートの回転軸と直角に交わることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
回転プレートをホルダー本体に回転自在に取り付ける。回転プレートは厚さ一定の板状の円板とし、円板の中心を回転の中心とする。ホルダー本体に一対のローラ溝を形成し、この一対のローラ溝に一対の工具ローラを各々回転自在に係止する。工具ローラは回転プレートの両側面に回転プレートを挟むように配置され、その側面において回転プレートに接触する。各工具ローラの回転軸および工具ローラが回転プレートに接触する接触線が一平面になるよう配置される。各工具ローラの回転軸は、回転プレートの回転軸と直角に交わるように配置される。
【０００９】
ワークの外径溝にローラバニシング工具の工具ローラを配置した部分が挿入され、工具ローラの側面がワークの外径溝のショルダー面にそれぞれ接触する。工具ローラの直径の２倍に回転プレートの厚さを加えた値Ａが、ワークの外径溝の溝幅、即ちショルダー面間の距離より僅かに大きくなるようにする。ローラバニシング工具はワークの外径溝への挿入前に、ホルダー本体がねじり回転される。挿入後もほんのわずかさらにねじり回転され、工具ローラがショルダー面に押し付けられる。工具ローラのショルダー面への押し付け力がバニシング加工に適した値となるように、ホルダー本体へ付加されるねじり回転トルクの大きさが決定される。
【０００１０】
バニシング加工のためにローラバニシング工具を挿する前からワークは外径溝の中心を回転中心として回転をしている。工具ローラを外径溝のショルダー面に押し付けることにより、ワークの回転が、工具ローラに伝達されて工具ローラが回転し、この工具ローラの回転により、回転プレートが回転する。バニシング加工中、工具ローラとワークの接触面に潤滑油が適切に供給されるように、ローラバニシング工具に潤滑油の供給がなされる。
【００１１】
【実施例】
本発明の実施例について図面を参照にして説明する。
図１に示すように、一対の円柱形状の工具ローラ１が厚さ一定のディスク状の回転プレート２の両面に接触して配置されている。ホルダー本体３はディスク状のホルダーヘッド３Ａとホルダーヘッド３Ａの底面から互いに平行に垂直に張り出る２枚のホルダープレート３Ｂとからなる。
【００１２】
工具ローラ１はホルダプレート３Ｂに形成されたローラ溝３Ｃに回転自在に係止されている。工具ローラ１の直径はホルダープレート３Ｂの厚さより大きいので、工具ローラ１はホルダープレート３Ｂより一部が突き出すことになり、突き出た一方が回転プレート２に接し、他方がワークの外径溝のショルダー面に接する。工具ローラ１はローラ溝３Ｃのワーク側ローラ溝開口３Ｄから突き出てショルダー面に接するが、このローラ溝開口３Ｄの幅は工具ローラ１の直径より小さいので、工具ローラ１はこのローラ溝開口３Ｄから脱落することなく係止されている。また、工具ローラ１はくびれ部１Ａを有し、このくびれぶ部１Ａにローラ溝３Ｃ内の突起（図示せず）が引っかかるので、工具ローラ１はローラ溝３Ｃからその長手軸方向に脱落することなく係止されている。
【００１３】
回転プレート２は２枚のホルダープレート３Ｂに挟まれて配置される。回転プレート２にはその中心部にベアリング４が備え付けられ、回転プレート２はこのベアリング４を介して軸として機能するロールピン５に取り付けられている。各ホルダープレート３Ｂにはロールピン用穴５Ｄが加工され、ロールピン５はロールピン用穴を貫通してホルダープレート３Ｂに取り付けられている。ホルダープレート３Ｂにはその側面にロールピンに垂直な方向にネジ穴が加工され、このネジ穴には六角穴付き止めネジ６がねじ込まれ、ロールピン５を固定している。ロールピンの一端面には玉入りオイルカップ７が取り付けられ、玉入りオイルカップ７からロールピン５内部に加工されたグリース供給孔（図示せず）を通じてグリースがベアリングが供給される。
【００１４】
ホルダー本体３のホルダーヘッド３Ａには、ホルダー突起部３Ｆが形成されおり、このホルダー突起部３Ｆがフランジ８に加工されたフランジ凹部８Ａにキー９を介して挿入され、ホルダー本体３がフランジ８に取り付けられている。ホルダー突起部３Ｆの上面中央には、ネジ穴が加工され、このネジ穴に六角穴付ボルト１０が、フランジ８の上面中央に加工されたボルト穴を貫通して、ねじ込まれている。フランジ８には、４ケ所のボルト穴１１が加工され、このボルト穴にボルトを通してローラバニシング工具がローラバニシング装置（図示せず）に取り付けられる。
【００１５】
図３にワークの外径溝に工具ローラ１が挿入された状態を示す。工具ローラ１の直径の２倍に回転プレート２の厚さを加えた値Ａが、ワークの外径溝のショルダー面間の距離より僅かに大きくなるように、工具ローラ１の径及び回転プレート２の厚さを選定する。ローラバニシング工具をある角度αだけ傾け、工具ローラが両ショルダー面に接して加工されるようにする。このとき、ショルダー面と回転プレート２の平面はαの角度なす。αの値は０度から１０度の範囲内になるよう、工具ローラの径、回転プレートの厚さを選定するのが望ましい。ローラバニシング工具を傾けた場合に、ホルダープレートの反回転プレート側の表面がワークの外径溝のショルダー面に接触しないように、ホルダープレートの反回転プレート側の表面が回転プレート２の表面に対してαより大きいある角度だけ傾いている。ローラバニシング加工に際して、工具ローラに潤滑油が供給される。
【００１６】
ローラバニシング工具をある角度α傾けるのはローラバニシング装置のロータリーアクチュエータ（図示せず）にて行う。回転角αの制御は、工具ローラの外径溝との接触距離が実際の溝幅より＋０．０５ｍｍから＋０．１０ｍｍだけ大きくなるように回転角αを制御する方法と、工具ローラの加工圧が所定の値となるようにロータリーアクチュエータの回転トルクを制御する方法とがある。
【発明の効果】
本発明は、従来のローラバニシング工具と比較して、構造が単純で安価である。特に、消耗部品の工具ローラは構造が単純で、運転維持費用は著しく削減される。また、回転プレートの厚みを変えることにより、ワークの外径溝の幅に対応するローラ径を一定の幅で自由に設定できる。細径ローラを使用すれば、バニシング加工荷重が低減され、ホルダーの耐摩耗性が改善される。また、薄肉ワークの加工も可能になる。
【００１７】
さらに、構造上、回転プレートがホルダーの外部に出ている箇所があるため、工作液の供給が容易である。回転プレートに工作液を供給すれば、必要箇所に工作液が充分に行き渡る。さらに、従来品では工具ローラと工具ローラの接触部において、凸面と凸面の接触になっている（図４参照）。このためこの接触部において、工具ローラの接触圧力はワークとの接触圧力より大きくなって最大となっている。一方本発明品では、工具ローラ同士は直接接触せず、工具ローラは回転プレートに接触している。よって、この接触面において凸面と平面の接触となり、工具ローラのこの部分での接触圧力はワークとの接触圧力にほぼ等しくなり、結果として本発明品の最大接触圧力は従来品のそれと比較して減少する。従って、工具ローラの寿命が延長される（Ｈｅｒｔｚの接触理論より）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のローラバニシング工具の正面図である。
【図２】同上のローラバニシング工具の平面図である。
【図３】同上のローラバニシング工具が外径溝に挿入された状態を示す底面図である。
【図４】従来の工具ローラの配置を示す説明図である。
【符号の説明】
１    工具ローラ
１Ａ  くびれ部
２    回転プレート
３    ホルダー本体
３Ａ  ホルダーヘッド
３Ｂ  ホルダープレート
３Ｃ  ローラ溝
３Ｄ  ローラ溝開口
３Ｅ  ロールピン用穴
３Ｆ  ホルダー突起部
５    ロールピン
６    六角穴付止ネジ
７    玉入りオイルカップ
８    フランジ
９    キー
１０    六角穴付ボルト
１１    ボルト穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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