(57)【要約】【課題】駆動回転軸の先端部に複数個のローラが配設されてなるローラバニシ仕上げ工具であって、広い範囲の被加工面のバニシ仕上げ加工に適し、加工時の押圧荷重を低減できるローラバニシ仕上げ工具を提供する。【解決手段】駆動回転軸Ｄの先端部１０ｕにおいて、複数個のローラ１０ａ〜１０ｃが、駆動回転軸Ｄの回転に伴って回転可能に保持されてなり、ローラ１０ａ〜１０ｃの回転する外周面（Ｒａ〜Ｒｃ）が、被加工面１ｓに当接して押圧加工するローラバニシ仕上げ工具１０において、複数個のローラ１０ａ〜１０ｃのうち少なくとも２個のローラにおいて、被加工面１ｓを押圧加工する外周面（Ｒａ〜Ｒｃ）の形状が互いに異なるローラバニシ仕上げ工具とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動回転軸の先端部において、複数個のローラが、前記駆動回転軸の回転に伴って回転可能に保持されてなり、
前記ローラの回転する外周面が、被加工面に当接して押圧加工するローラバニシ仕上げ工具において、
前記複数個のローラのうち少なくとも２個のローラにおいて、前記被加工面を押圧加工する外周面の形状が互いに異なることを特徴とするローラバニシ仕上げ工具。
【請求項２】
前記被加工面が、被加工物である回転対称体の径が連続的に変化する部分の外周面であり、
前記２個のローラにおける外周面の形状が、各ローラの回転軸を含む断面において、互いに径を異にする円弧からなることを特徴とする請求項１に記載のローラバニシ仕上げ工具。
【請求項３】
前記被加工面が、被加工物である回転対称体の径が連続的に変化する部分の外周面であり、
前記２個のローラにおける外周面の形状が、各ローラの回転軸を含む断面において、同じ径であって、前記被加工面に当接する部分が互いに異なる円弧からなることを特徴とする請求項１に記載のローラバニシ仕上げ工具。
【請求項４】
前記被加工面が、被加工物である回転対称体の径が連続的に変化する部分の外周面であり、
前記２個のローラにおける外周面の形状が、各ローラの回転軸を含む断面において、それぞれ、直線と円弧からなることを特徴とする請求項１に記載のローラバニシ仕上げ工具。
【請求項５】
前記ローラが、前記駆動回転軸の先端部において、駆動回転軸の中心から放射状方向に互いに１２０度の角度をなして、３個保持されてなることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載のローラバニシ仕上げ工具。
【請求項６】
前記被加工面が、平面であり、
前記２個のローラにおける外周面が、同じ円錐から切り出された、互いに異なる高さ部分の円錐台の外周面からなることを特徴とする請求項１に記載のローラバニシ仕上げ工具。
【請求項７】
前記ローラが、前記駆動回転軸の先端部において、駆動回転軸の中心から放射状方向に互いに９０度の角度をなして、４個保持されてなり、
前記２個のローラが、前記各放射状方向に、交互に配置されてなることを特徴とする請求項６に記載のローラバニシ仕上げ工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ローラバニシ仕上げ工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削工具で切削加工した加工面に、ローラを転がして加工面を平滑化する、所謂ローラバニシ仕上げ加工がある。加工原理は、あたかもロードローラで道路の凸凹を均すように、切削加工で生じた加工面の小さな凸凹を、ローラで押し潰して平滑に加工するものである。加工後の表面は、鏡面に近い表面粗度と、塑性加工による硬度変化がある。また、工具摩耗が無いため、常に一定の仕上がり寸法が得られ、被加工面の寸法精度が向上する等の利点を備えており、機械加工後の仕上げ加工として多用されている。
【０００３】
このローラバニシ仕上げ加工のための工具が、例えば、実公平７−５３８９０号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示されたローラバニシ仕上げ工具は、平面の仕上げを行うバニシ仕上げ工具で、複数個の同一形状（円柱あるいは円錐）のローラが、工具の駆動回転軸に対して放射状に配設されている。当該ローラバニシ仕上げ工具の駆動回転軸を回転することにより、被加工面に押圧したローラを被加工面上で転動させて、被加工面の加工を行う。ローラの形状を円錐形状とした場合には、内周側と外周側の周長差によるすべりを防止することができ、面荒れを防止して、非常に滑らかな加工面を得ることができる。
【特許文献１】実公平７−５３８９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１に開示されたローラバニシ仕上げ工具は、平面の仕上げに適した工具であるが、加工時にはローラ長さ×ローラ個数に比例する押圧荷重が必要である。このため、駆動回転軸の回転に伴う加工範囲を大きくしようとすると、大きな押圧荷重を発生できる設備が必要となる。また、特許文献１に開示されたローラバニシ仕上げ工具のローラ形状は、円柱あるいは円錐であり、ローラが被加工物（ワーク）と接触している加工部は、直線である。従って、当該ローラバニシ仕上げ工具を用いて加工できる被加工面は、直線の集まりで構成できる円筒内外面及び平面のみである。
【０００６】
そこで本発明は、駆動回転軸の先端部に複数個のローラが配設されてなるローラバニシ仕上げ工具であって、より広い範囲の被加工面のバニシ仕上げ加工に適し、加工時の押圧荷重を低減できるローラバニシ仕上げ工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、駆動回転軸の先端部において、複数個のローラが、前記駆動回転軸の回転に伴って回転可能に保持されてなり、前記ローラの回転する外周面が、被加工面に当接して押圧加工するローラバニシ仕上げ工具において、前記複数個のローラのうち少なくとも２個のローラにおいて、前記被加工面を押圧加工する外周面の形状が互いに異なることを特徴としている。
【０００８】
これによれば、少なくとも２個のローラにおける外周面の形状を異にして、駆動回転軸の回転に伴う加工範囲を、前記２個のローラに適宜分散させることができる。このため、全てが同じ円筒もしくは円錐形状のローラで、加工時の押圧荷重がローラ長さ×ローラ個数に比例する従来のローラバニシ仕上げ工具に較べて、押圧荷重を低減することができる。
【０００９】
請求項２〜４に記載のように、上記ローラバニシ仕上げ工具は、平面のバニシ仕上げ加工に限らず、回転対称体を被加工物とし、回転対称体の径が連続的に変化する部分（例えば、Ｒ形成部）の外周面を被加工面とするバニシ仕上げ加工に好適である。
【００１０】
上記加工に用いるローラバニシ仕上げ工具として、例えば請求項２に記載のように、前記複数個のローラのうち少なくとも２個のローラにおいて、外周面の形状が、各ローラの回転軸を含む断面において、互いに径を異にする円弧からなるようにする。これによって、上記被加工面である回転対称体の径が連続的に変化する部分の外周面に対して、２個のローラの当接位置を適宜分散させることができる。このため、全て同じ形状のローラを配設するバニシ仕上げ工具に較べて、被加工面のローラ当接残りが発生し難く、均一なバニシ仕上げ加工を施すことができる。尚、上記被加工面の全体に渡って一度に加工することができ、上記した理由で加工時の押圧荷重を低減することができることは言うまでもない。
【００１１】
また、請求項３に記載のように、前記複数個のローラのうち少なくとも２個のローラにおいて、外周面の形状が、各ローラの回転軸を含む断面において、同じ径であって、前記被加工面に当接する部分が互いに異なる円弧からなるようにしてもよい。これによっても、２個のローラの当接位置を適宜分散させることができ、上記と同様にして、被加工面の全体に渡って一度に加工することができると共に、加工時の押圧荷重を低減することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載のように、前記２個のローラにおける外周面の形状が、各ローラの回転軸を含む断面において、それぞれ、直線と円弧からなるようにしてもよい。これによれば、回転対称軸を含む断面において直線と円弧の組み合わせからなる回転対称体の径が連続的に変化する部分の外周面を、一度に加工することができる。また、全て同じ形状のローラを配設するバニシ仕上げ工具に較べて、加工時の押圧荷重を低減することができる。
【００１３】
上記回転対称体を被加工物とし、回転対称体の径が連続的に変化する部分（例えば、Ｒ形成部）の外周面を被加工面とするローラバニシ仕上げ工具においては、請求項５に記載のように、前記ローラが、前記駆動回転軸の先端部において、駆動回転軸の中心から放射状方向に互いに１２０度の角度をなして、３個保持されてなることが好ましい。
【００１４】
上記３個のローラが１２０度の角度をなして被加工面に当接することで、上記被加工物である回転対称体の回転対称軸と上記ローラバニシ仕上げ工具の駆動回転軸の加工時における位置ずれを抑制することができる
上記ローラバニシ仕上げ工具は、平面のバニシ仕上げ加工にも好適で、例えば請求項６に記載のように、前記２個のローラにおける外周面が、同じ円錐から切り出された、互いに異なる高さ部分の円錐台の外周面からなるようにする。これによって、被加工面の平面におけるローラバニシ仕上げ工具の駆動回転軸の回転に伴う加工範囲に対して、２個のローラの当接位置を適宜分散させることができる。このため、全て同じ形状のローラを配設するバニシ仕上げ工具に較べて、加工時の押圧荷重を低減することができる。
【００１５】
上記平面を被加工面とするローラバニシ仕上げ工具においては、請求項７に記載のように、前記ローラが、前記駆動回転軸の先端部において、駆動回転軸の中心から放射状方向に互いに９０度の角度をなして、４個保持されてなり、前記２個のローラが、前記各放射状方向に、交互に配置されてなることことが好ましい。
【００１６】
４個のローラを上記のように配置することで、被加工面である平面に当接するローラに対して押圧荷重をバランスよく印加することができ、小さな押圧荷重で均一なバニシ仕上げ加工を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図に基づいて説明する。
【００１８】
図１（ａ），（ｂ）に、本発明のローラバニシ仕上げ工具１０を示す。図１（ａ）は、ローラバニシ仕上げ工具１０におけるローラ１０ａ〜１０ｃの被加工物１に対する当接状態を示す模式的な上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）における点線Ａ−Ｂに沿った部分的な断面図である。
【００１９】
図１（ａ），（ｂ）に示すローラバニシ仕上げ工具１０は、回転対称体１を被加工物とし、図１（ｂ）において太い点線で示した、回転対称体１の径が連続的に変化する部分（Ｒ形成部）の外周面１ｓを被加工面としている。ローラバニシ仕上げ工具１０においては、３個のローラ１０ａ〜１０ｃが、駆動回転軸Ｄの先端部に設けられたローラ受け１０ｕに、駆動回転軸Ｄの中心から放射状方向に互いに１２０度の角度をなして保持されている。３個のローラ１０ａ〜１０ｃは、駆動回転軸Ｄの回転に伴って回転可能に保持されており、太い実線で示したローラ１０ａ〜１０ｃの回転する外周面が、被加工面１ｓに当接し、被加工面１ｓを全体に渡って一度に押圧加工する。加工時には、３個のローラ１０ａ〜１０ｃが１２０度の角度をなして被加工面１ｓに当接することで、被加工物である回転対称体１の回転対称軸Ｅとローラバニシ仕上げ工具１０の駆動回転軸Ｄの加工時における位置ずれが抑制される。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示すローラバニシ仕上げ工具１０では、３個のローラ１０ａ〜１０ｃにおける被加工面１ｓを押圧加工する外周面の形状が互いに異なっており、各ローラ１０ａ〜１０ｃの回転軸を含む断面において、互いに径を異にする円弧Ｒａ〜Ｒｃからなっている。これによって、被加工面である回転対称体１の径が連続的に変化する部分の外周面１ｓに対して、３個のローラ１０ａ〜１０ｃの当接位置を適宜分散させることができる。このため、全て同じ形状のローラを配設する従来のローラバニシ仕上げ工具に較べて、被加工面のローラ当接残りが発生し難く、均一なローラバニシ仕上げ加工を施すことができる。また、例えば全て同じ形状のローラ１０ａからなるローラバニシ仕上げ工具では、加工時の押圧荷重が（Ｒａ×３）に比例するのに対し、図１（ａ），（ｂ）のローラバニシ仕上げ工具１０では、加工時の押圧荷重が（Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ）に比例する。従って、全てが同じ形状のローラからなる従来のローラバニシ仕上げ工具に較べて、押圧荷重を低減することができる。
【００２１】
図２に、図１（ａ），（ｂ）のローラバニシ仕上げ工具１０と同じ、回転対称体１を被加工物とし、回転対称体１の径が連続的に変化する部分（Ｒ形成部）の外周面１ｓを被加工面としている、別のローラバニシ仕上げ工具１１を示す。図２は、ローラバニシ仕上げ工具１１における図１（ｂ）と同様の部分的な断面図である。
【００２２】
ローラバニシ仕上げ工具１１における３個のローラ１１ｄ〜１１ｆの被加工物１に対する当接状態を示す上面図は、図１（ａ）と同様であり、その記載を省略した。従って、図２では、ローラ１１ｆを図示していない。図２のローラバニシ仕上げ工具１１においては、３個のローラ１１ｄ〜１１ｆが、図１（ａ）のローラ１０ａ〜１０ｃと同様に、駆動回転軸Ｄの先端部に設けられたローラ受け１１ｕに、駆動回転軸Ｄの中心から放射状方向に互いに１２０度の角度をなして保持されている。３個のローラ１１ｄ〜１１ｆは、駆動回転軸Ｄの回転に伴って回転可能に保持されており、太い実線で示したローラ１１ｄ〜１１ｆの回転する外周面が、被加工面１ｓに当接し、被加工面１ｓを全体に渡って一度に押圧加工する。
【００２３】
図２のローラバニシ仕上げ工具１１では、図１（ａ），（ｂ）のローラバニシ仕上げ工具１０と異なり、３個のローラ１１ｄ〜１１ｆは、各ローラ１１ｄ〜１１ｆの回転軸を含む断面において、同じ径であって、被加工面１ｓに当接する部分が互いに異なる円弧Ｒｄ〜Ｒｆからなっている。このローラバニシ仕上げ工具１１においても、３個のローラ１１ｄ〜１１ｆの当接位置を適宜分散させることができ、上記と同様にして、全てが同じ形状のローラからなる従来のローラバニシ仕上げ工具に較べて、押圧荷重を低減することができる。
【００２４】
図３に、別の回転対称体２を被加工物とするローラバニシ仕上げ工具１２を示す。図３は、ローラバニシ仕上げ工具１２における図１（ｂ）と同様の部分的な断面図である。図３に示すローラバニシ仕上げ工具１２は、図３において太い点線で示した、回転対称体２の径が連続的に変化する部分の外周面２ｓを被加工面としている。
【００２５】
ローラバニシ仕上げ工具１２における３個のローラ１２ｇ〜１２ｉの被加工物２に対する当接状態を示す上面図は、図１（ａ）と同様であり、その記載を省略した。従って、図３では、ローラ１２ｉを図示していない。図３のローラバニシ仕上げ工具１２においては、３個のローラ１２ｇ〜１２ｉが、図１（ａ）のローラ１０ａ〜１０ｃと同様に、駆動回転軸Ｄの先端部に設けられたローラ受け１２ｕに、駆動回転軸Ｄの中心から放射状方向に互いに１２０度の角度をなして保持されている。３個のローラ１２ｇ〜１２ｉは、駆動回転軸Ｄの回転に伴って回転可能に保持されており、太い実線で示したローラ１２ｇ〜１２ｉの回転する外周面が、被加工面２ｓに当接し、被加工面２ｓを全体に渡って一度に押圧加工する。
【００２６】
図３のローラバニシ仕上げ工具１２では、図１および図２のローラバニシ仕上げ工具１０，１１と異なり、３個のローラ１２ｇ〜１２ｉのうち、２個のローラ１２ｇ，１２ｈにおける外周面の形状が、各ローラの回転軸を含む断面において、それぞれ、直線Ｌｇと円弧Ｒｈからなっている。このローラバニシ仕上げ工具１２においても、３個のローラ１２ｇ〜１２ｉの当接位置を適宜分散させることができ、上記と同様にして、全てが同じ形状のローラからなる従来のローラバニシ仕上げ工具に較べて、押圧荷重を低減することができる。
【００２７】
以上の図１〜３に示すローラバニシ仕上げ工具１０〜１２は、いずれも回転対称体１，２を被加工物とするローラバニシ仕上げ工具である。被加工面に当接する外周面の形状が異なる複数個のローラが配設された本発明のローラバニシ仕上げ工具は、回転対称体のバニシ仕上げ加工に限らず、平面のバニシ仕上げ加工にも好適である。
【００２８】
図４（ａ），（ｂ）に、平面のバニシ仕上げ加工に用いる本発明のローラバニシ仕上げ工具２０を示す。図４（ａ）は、ローラバニシ仕上げ工具２０におけるローラ２０ａ，２０ｂの被加工物３に対する当接状態を示す模式的な上面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）における点線Ｆ−Ｇに沿った部分的な断面図である。
【００２９】
図４（ａ），（ｂ）に示すローラバニシ仕上げ工具２０は、被加工物３における図４（ｂ）において太い点線で示した平面３ｓを被加工面としている。ローラバニシ仕上げ工具２０は、被加工面３ｓを押圧加工する外周面の形状が異なる２種類のローラ２０ａ，２０ｂを有する。２種類のローラ２０ａ，２０ｂにおける外周面は、図中に細い点線で示した同じ円錐から４つの部分に切り出された、図の太い実線で示す互いに異なる高さ部分の円錐台の外周面Ｓａ２，Ｓａ４，Ｓｂ１，Ｓｂ３からなる。ローラ２０ａは、細径側から第２番目と第４番目の円錐台の外周面Ｓａ２，Ｓａ４を有し、ローラ２０ｂは、細径側から第１番目と第３番目の円錐台の外周面Ｓｂ１，Ｓｂ３を有する。２種類のローラ２０ａ，２０ｂは、駆動回転軸Ｊの先端部に設けられたローラ受け２０ｕに、駆動回転軸Ｊの中心から放射状方向に互いに９０度の角度をなして、２個ずつ交互に配置され、駆動回転軸Ｊの回転に伴って回転可能に保持されている。駆動回転軸Ｊが回転すると、ローラ２０ａ，２０ｂが転動し、図の太い実線で示した４個のローラ２０ａ，２０ｂの回転する外周面Ｓａ２，Ｓａ４，Ｓｂ１，Ｓｂ３が、被加工面３ｓであるワーク平面に当接して押圧加工する。駆動回転軸Ｊは平面３ｓ上で走査され、被加工面３ｓが全体に渡ってローラバニシ仕上げ加工される。これによって、ワーク表面に形成されている切削等のツールマークは押しつぶされ、ワーク表面が鏡面に仕上がっていく。尚、外周面の形状が異なる２種類のローラ２０ａ，２０ｂを上記のように交互に配置することで、被加工面３ｓに当接する４個のローラ２０ａ，２０ｂに対して押圧荷重をバランスよく印加することができ、均一なバニシ仕上げ加工を施すことができる。
【００３０】
図４（ａ），（ｂ）に示すローラバニシ仕上げ工具２０では、上記のように、２種類のローラ２０ａ，２０ｂにおける外周面の形状が互いに異なっている。このため、被加工面である平面３Ｓにおけるローラバニシ仕上げ工具２０の駆動回転軸Ｊの回転に伴う加工範囲に対して、ローラ２０ａ，２０ｂの当接位置を適宜分散させることができる。具体的には、図４（ａ），（ｂ）に示すローラバニシ仕上げ工具２０では、同じ円錐を略４分割し、２個ずつの円錐台からなるローラ２０ａ，２０ｂを用いている。このために、４個のローラ２０ａ，２０ｂを配置しても、ワークと接触している稜線の長さは、ローラの２個分の長さとなり、４個全て同じ円錐からなるローラの場合に較べて、押圧荷重を１／２に低減することができる。このように、外周面の形状が異なるローラ２０ａ，２０ｂを配設した図４（ａ），（ｂ）のローラバニシ仕上げ工具２０では、全て同じ円筒もしくは円錐形状の形状のローラを配設する従来のバニシ仕上げ工具に較べて、加工時の押圧荷重を低減することができる。したがって、小型の加工設備の使用が可能となり、工場スペースの節約、加工に必要な電気エネルギー等の節約が可能となる。当然のことながら、既存の設備加工する場合にはより広い面積を同時に加工することができ、加工時間の短縮が可能となる。
【００３１】
以上、図１〜図４に示したローラバニシ仕上げ工具１０〜１２，２０は、駆動回転軸の先端部において、ローラが３個または４個配設されたローラバニシ仕上げ工具であるが、本発明はこれに限らず、ローラの配設個数は２個以上の任意の個数であってよい。また、駆動回転軸の先端部に配設された複数個のローラのうち、少なくとも２個のローラにおいて、被加工面を押圧加工する外周面の形状が互いに異なっていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のローラバニシ仕上げ工具で、（ａ）はローラの被加工物に対する当接状態を示す模式的な上面図であり、（ｂ）は（ａ）における点線Ａ−Ｂに沿った部分的な断面図である。
【図２】本発明の別のローラバニシ仕上げ工具における部分的な断面図である。
【図３】本発明の別のローラバニシ仕上げ工具における部分的な断面図である。
【図４】本発明の別のローラバニシ仕上げ工具で、（ａ）はローラの被加工物に対する当接状態を示す模式的な上面図であり、（ｂ）は（ａ）における点線Ｆ−Ｇに沿った部分的な断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１〜３  被加工物
１ｓ〜３ｓ  被加工面
１０〜１２，２０  ローラバニシ仕上げ工具
１０ａ〜１０ｃ，１１ｄ〜１１ｆ，１２ｇ〜１２ｉ，２０ａ，２０ｂ  ローラ
Ｒａ〜Ｒｆ，Ｒｈ  円弧（被加工面に当接するローラの回転する外周面）
Ｌｇ  直線（被加工面に当接するローラの回転する外周面）
Ｓａ２，Ｓａ４，Ｓｂ１，Ｓｂ３  円錐台の外周面（被加工面に当接するローラの回転する外周面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006021258.tif 000005
【図４】
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