(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工面を押圧して加工するローラであって、
前記被加工面を加工し曲率半径が０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である円弧形状をなした先端加工部と、
この先端加工部を両側から挟むように断面が山形形状をなしたテーパ部と、を備え、
前記テーパ部は、
前記先端加工部に繋がり前記被加工面に摺接される摺接部を含む摺接勾配部と、
前記摺接勾配部の軸側端部に繋がり前記先端加工部を両側から挟む挟み角度よりも小さい角度で形成された非摺接勾配部と、を有し、
前記摺接勾配部は、前記挟み角度が８４°以上８９°以下であること、
を特徴とするローラ。
【請求項２】
前記摺接勾配部には、前記摺接部の軸側端部に非摺接部が形成され、
前記摺接部は、前記非摺接部に繋がっていること、
を特徴とする請求項１に記載のローラ。
【請求項３】
前記非摺接部は、前記テーパ部において、前記摺接勾配部の前記非摺接勾配部寄りの部位と、前記非摺接勾配部と、で形成されていること、
を特徴とする請求項２に記載のローラ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の前記ローラで前記被加工面を押圧して加工するローラバニシング工具であって、
前記ローラを回転自在に支持するホルダと、
このホルダを支持して加工機に装着するシャンクと、を備えたこと、
を特徴とするローラバニシング工具。
【請求項５】
前記ローラは、前記シャンクの柄部本体に対して４５°の傾斜角度で配置されていること、
を特徴とする請求項４に記載のローラバニシング工具。
【請求項６】
前記シャンクと前記ホルダとの間には、前記ホルダを先端方向に付勢して加工圧を発生させる付勢手段が設けられていること、
を特徴とする請求項４または請求項５に記載のローラバニシング工具。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載のローラバニシング工具を用いて、前記被加工面に前記ローラを押圧して加工するバニシング加工方法であって、
前記被加工面に対して前記摺接部がなすバックテーパ角度が０．５°以上３°以下となるように前記ローラを配置して加工すること、
を特徴とするバニシング加工方法。
【請求項８】
前記ローラの送り速度を０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下とすること、
を特徴とする請求項７に記載のバニシング加工方法。
【請求項９】
前記摺接部の先端側が前記被加工面に摺接する摺接範囲が、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下となるように前記ローラを配置して加工すること、
を特徴とする請求項７または請求項８に記載のバニシング加工方法。
【請求項１０】
ワークは、前記被加工面と、
この被加工面に繋がり当該被加工面に直交する端面と、
この端面と前記被加工面とが繋がる角部と、を有し、
前記先端加工部によって前記被加工面と前記角部を連続して加工すること、
を特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のバニシング加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バニシング加工方法並びにローラ（「ロール」ともいう）及びローラバニシング工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、切削加工に使用される切削チップにおける先端の曲率半径の最小値は、一般的に０．２ｍｍとされている。したがって、この切削チップを使って切削して、突き当たり部（段部）を有するワークを製作すると、突き当たり部には、半径０．２ｍｍとなる角部ができる。
【０００３】
図１０は、従来のローラバニシング工具を示す拡大縦断面図である。図１１は、曲率半径が０．５ｍｍの先端加工部を有する従来のローラバニシング工具でワークの突き当たり部を加工したときの状態を示す説明図である。図１２は、曲率半径が１．５ｍｍの先端加工部を有する従来のローラバニシング工具でワークの突き当たり部を加工したときの状態を示す説明図である。
【０００４】
前記切削チップで切削されたワークＷ１００は、図１０〜図１２に示すように、切削加工面Ｗ１１０の面粗度を向上させて、鏡のように滑らかな面に鏡面仕上げ加工する場合、ローラバニシング工具１００によってバニシング加工が行われる（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００５】
従来、ローラバニシング工具１００は、図１１及び図１２に示すように、ワークＷの被加工面Ｗ１２０をバニシング加工する場合、例えば、旋盤等の加工機に取り付けて、ローラ２００，３００を回転するワークＷ１００に押し付けることによって、バニシング加工が行なわれている。突き当たり部Ｗ１３０（段部）を有するワークＷ１００をバニシング加工するのに使用されるローラ２００，３００は、多くの場合、円盤形状や、そろばん玉形状をしている。このタイプのローラバニシング工具１００のローラ２００，３００は、ワークＷ１００と接触する先端部に、アール形状の先端加工部２１０，３１０が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５２２４４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、突き当たり部Ｗ１３０を有するワークＷ１００をローラバニシング工具１００のローラ２００，３００でバニシング加工した場合には、図１１及び図１２に示すように、角部Ｗ１４０の近傍にバニシング加工をすることができない未加工部Ｗ１５０，Ｗ１６０が生じるという問題点があった。これは、ローラ２００，３００の先端加工部２１０，３１０が角部Ｗ１４０の近傍に接触することができないため、未加工部Ｗ１５０，Ｗ１６０が形成される。
【０００８】
図１１に示す先端加工部２１０の曲率半径Ｒ１００は、図１２に示す先端加工部３１０の曲率半径Ｒ２００のように大きくすると、未加工部Ｗ１６０も、未加工部Ｗ１５０よりも大きくなるという問題点があった。
【０００９】
図１１に示すローラ２００の曲率半径Ｒ１００を、図１２に示すローラ３００の曲率半径Ｒ２００よりも小さいアール形状をしたローラ２００（図１１参照）にすると、未加工部Ｗ１５０を未加工部Ｗ１６０よりも小さくすることができる。
【００１０】
しかし、突き当たり部Ｗ１３０のような段部を有するワークＷ１００に使用されるローラバニシング工具１００は、図１１に示すような、曲率半径Ｒ１００が小さいローラの場合、良好な加工面を得るにはローラバニシング工具１００の送り速度を遅くする必要があるため、加工効率が下がるという問題点があった。
【００１１】
図１３は、従来のローラの先端加工部の曲率半径と送り速度（０．０５ｍｍ／ｒｅｖ）との関係を示す図であり、（ａ）は曲率半径が０．５ｍｍの先端加工部でワークを加工したときの状態を示す説明図、（ｂ）は曲率半径が０．２ｍｍの先端加工部でワークを加工したときの状態を示す説明図である。
【００１２】
図１３（ａ）に示すローラ２００の先端加工部２１０の曲率半径Ｒ１００を、図１３（ｂ）に示すように、さらに小さい曲率半径Ｒ３００にして送り速度（例えば、送り速度：０．０５ｍｍ／ｒｅｖ）を遅くしても、ローラ４００がワークＷ１００と接触しない部分Ｗ１７０が形成されて、加工面に加工痕（ツール痕）が残ってしまうという問題点があった。
【００１３】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、突き当たり部（段部）を有するワークであっても、未加工部や加工痕が形成されるのを抑制することが可能なバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するため、本発明は、被加工面を押圧して加工するローラであって、前記被加工面を加工し曲率半径が０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である円弧形状をなした先端加工部と、この先端加工部を両側から挟むように断面が山形形状をなしたテーパ部と、を備え、前記テーパ部は、前記先端加工部に繋がり前記被加工面に摺接される摺接部を含む摺接勾配部と、前記摺接勾配部の軸側端部に繋がり前記先端加工部を両側から挟む挟み角度よりも小さい角度で形成された非摺接勾配部と、を有し、前記摺接勾配部は、前記挟み角度が８４°以上８９°以下であることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、ローラは、先端加工部の曲率半径が０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の円弧形状に形成されていることで、ワークの突き当たり部の角部近傍に未加工部が形成されるのを解消して、突き当たり部を有するワークを加工するのに適したバニシング加工を行うことができる。また、ローラは、被加工面がワークの外面、内面、端面、テーパ面、アール面であってもバニシング加工することができる。また、ローラのテーパ部は、先端加工部を両側から挟む挟み角度が８４°以上８９°以下であることにより、従来よりも曲率半径が小さいローラであっても、摺接範囲を広くすることが可能であるので、被加工面に加工痕が残らない良好な仕上げ面に加工することができる。
また、かかる構成によれば、ローラのテーパ部は、前記した摺接部を含む摺接勾配部と、先端加工部を両側から挟む挟み角度よりも小さい角度で形成された非摺接勾配部と、を備えていることで、ワークとの干渉を抑制して多様なワークに対応可能にすることができる。
また、ローラは、摺接勾配部と非摺接勾配部とを有していることによって、突き当たり部（段部）を有するワークであっても、未加工部や、加工痕が形成されない綺麗な仕上げ面にバニシング加工することができる。
【００１６】
また、前記摺接勾配部には、前記摺接部の軸側端部に非摺接部が形成され、前記摺接部は、前記非摺接部に繋がっていることが好ましい。
かかる構成によれば、摺接勾配部は、摺接部の軸側端部に非摺接部が形成され、その摺接部が非摺接部に繋がっていることで、ローラでワークをバニシング加工する際に、非摺接部がワークに当接しない。
【００１７】
また、前記非摺接部は、前記テーパ部において、前記摺接勾配部の前記非摺接勾配部寄りの部位と、前記非摺接勾配部と、で形成されていることが好ましい。
かかる構成によれば、ローラは、テーパ部において、摺接勾配部と非摺接勾配部とで形成された非摺接部を有していることで、非摺接部が加工する際に、ワークに当接しないため、逃げの効果がある。
【００１８】
また、本発明に係るローラバニシング工具は、請求項１または請求項２に記載の前記ローラで前記被加工面を押圧して加工するローラバニシング工具であって、前記ローラを回転自在に支持するホルダと、このホルダを支持して加工機に装着するシャンクと、を備えていることが好ましい。
【００１９】
かかる構成によるローラバニシング工具は、ホルダでローラを回転自在に支持し、シャンクを加工機に装着してワークをバニシング加工することができる。
【００２０】
また、前記ローラは、前記シャンクの柄部本体に対して４５°の傾斜角度で配置されていることが好ましい。
【００２１】
かかる構成によれば、ローラは、シャンクの柄部本体に対して４５°の傾斜角度で配置されている場合、先端加工部を両側から挟む挟み角度θ２が８４°以上８９°以下に形成されたテーパから成る。この場合、曲率半径が小さいローラであっても、摺接範囲が広くなるため、被加工面に加工痕が残らない良好な仕上げ面に加工することができる。
【００２２】
また、ローラバニシング工具は、前記シャンクと前記ホルダとの間には、前記ホルダを先端方向に付勢して加工圧を発生させる付勢手段が設けられていることが好ましい。
【００２３】
かかる構成によれば、シャンクとホルダとの間に、ホルダを先端方向に付勢する付勢手段が設けられているので、適宜な加工圧を発生させることができる。
【００２４】
また、本発明は、請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載のローラバニシング工具を用いて、前記被加工面に前記ローラを押圧して加工するバニシング加工方法であって、前記被加工面に対して前記摺接部がなすバックテーパ角度が０．５°以上３°以下となるように前記ローラを配置して加工することを特徴とする。
【００２５】
かかる構成によれば、バックテーパ角度が０．５°以上３°以下となるようにローラを配置してバニシング加工することで、摺接部の先端側が所定の摺接範囲（０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下）で被加工面に接触する。このため、ローラは、ワークの突き当たり部（段部）の角部近傍における未加工部の形成を解消できるとともに、従来よりも良好な表面粗さを得られるバニシング加工方法を提供することができる。
【００２６】
また、前記ローラの送り速度を０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下とすることが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、バニシング加工方法は、ワークに対して先端加工部とテーパ部が接触するようになって摺接範囲が広くなったことで、所定の摺動範囲に合わせて送り速度を０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下に設定しても、ワークの被加工面を滑らかな仕上げ面に加工することが可能になった。
【００２８】
また、前記摺接部の先端側が前記被加工面に摺接する摺接範囲が、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下となるように前記ローラを配置して加工することが好ましい。
かかる構成によれば、バックテーパ角度が０．５°以上３°以下となるので、好適な摺接範囲を設定することができる。
また、摺接範囲を大きくすることにより、従来よりもアルミ等の軟らかいワークに対する加圧力の制御がしやすい。
【００２９】
また、ワークは、前記被加工面と、この被加工面に繋がり当該被加工面に直交する端面と、この端面と前記被加工面とが繋がる角部と、を有し、前記先端加工部によって前記被加工面と前記角部を連続して加工することが好ましい。
かかる構成によれば、先端加工部によってワークの被加工面から角部を連続して加工することにより、被加工面と角部を介して突き当たり部に亘って未加工部が無い状態に連続加工することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、突き当たり部（段部）を有するワークであっても、未加工部や加工痕が形成されるのを抑制することが可能なバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係るローラバニシング工具の一例を示す側面図である。
【図２】ローラバニシング工具の前端部の部分拡大縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るローラの拡大斜視図である。
【図４】ローラの一部断面を有する拡大側面図である。
【図５】ローラで角部を有するワークをバニシング加工したときの状態を示す説明図である。
【図６】挟み角が８６°のローラでワークをバニシング加工した場合のローラの摺接範囲を示す要部拡大縦断面図である。
【図７】挟み角が８８°のローラでワークをバニシング加工した場合のローラの摺接範囲を示す要部拡大縦断面図である。
【図８】挟み角が８４°のローラでワークをバニシング加工した場合のローラの摺接範囲を示す要部拡大縦断面図である。
【図９】（ａ）切削チップで切削加工したワークの表面粗さを示すグラフであり、（ｂ）はローラでバニシング加工したワークの表面粗さを示すグラフである。
【図１０】従来のローラバニシング工具を示す拡大縦断面図である。
【図１１】曲率半径が０．５ｍｍの先端加工部を有する従来のローラバニシング工具でワークの突き当たり部を加工したときの状態を示す説明図である。
【図１２】曲率半径が１．５ｍｍの先端加工部を有する従来のローラバニシング工具でワークの突き当たり部を加工したときの状態を示す説明図である。
【図１３】従来のローラの先端加工部の曲率半径と送り速度（０．０５ｍｍ／ｒｅｖ）との関係を示す図であり、（ａ）は曲率半径が０．５ｍｍの先端加工部でワークを加工したときの状態を示す説明図、（ｂ）は曲率半径が０．２ｍｍの先端加工部でワークを加工したときの状態を示す説明図である。
【図１４】比較例のローラでワークをバニシング加工した場合のローラの摺接範囲を示す要部拡大縦断面図である。
【図１５】（ａ）切削チップで切削加工したワークの表面粗さを示すグラフであり、（ｂ）は比較例のローラでバニシング加工したワークの表面粗さを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図１〜図１０を主に各図を参照しながら参照しながら本発明の実施形態に係るバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具の一例を説明する。
【００３３】
本発明に係るバニシング加工方法及びローラバニシング工具は、図１に示すように、少なくとも１つのローラ６を有するものであればよく、以下、その一例としてローラバニシング工具１の先端部に１つのローラ６を備えている場合を説明する。また、本発明に係るバニシング加工方法並びにローラバニシング工具１及びローラ６は、図２に示すワークＷの被加工面Ｗａが、外面、内面、端面、テーパ面、アール面であってもバニシング加工することができるが、以下、図５に示す突き当り部Ｗｂ（段部）を有するワークＷを加工する場合を例に挙げて説明する。ローラバニシング工具１を説明する前に、ワークＷについて説明する。
【００３４】
＜ワーク＞
ワークＷは、ローラバニシング工具１によって加工される金属製の略円柱形状の部材である。図５に示すように、ワークＷは、例えば、角部Ｗｄ（突き当り部Ｗｂ）を有する段付き丸棒から成る。ワークＷは、被加工面Ｗａと、被加工面Ｗａに繋がり被加工面Ｗａに直交する端面Ｗｃと、端面Ｗｃと被加工面Ｗａとが繋がる角部Ｗｄと、を有している。ワークＷは、先端加工部６ａによって被加工面Ｗａから角部Ｗｄ、端面Ｗｃから角部Ｗｄのいずれも加工可能である。
【００３５】
＜ローラバニシング工具＞
図２に示すローラバニシング工具１は、回転するワークＷの被加工面Ｗａにローラ６を押し付けて、ローラ６で被加工面Ｗａを押し潰し、滑らかに鏡面仕上げするバニシング加工（塑性変形加工）工具で、旋盤等の加工機（図示省略）にシャンク２を装着して使用される。ローラバニシング工具１は、ローラ６と、ローラ６を回転自在に支持するホルダ３と、ローラバニシング工具１を加工機（図示省略）に装着するシャンク２と、シャンク２とホルダ３との間に介在された付勢手段ＳＰ及びワッシャＺと、ローラ６の前後両面に配置されたスラストリング４と、ローラ６の軸孔６ｇに内嵌された複数の針状のコロ５と、複数の針状のコロ５内に設けられたローラピン７と、ホルダ３をシャンク２に移動可能に支持させるためのシャフト８と、を備えている。
【００３６】
＜シャンク＞
シャンク２は、ホルダ３を支持して加工機（図示省略）に装着するための部材である。シャンク２は、角柱形状の柄本体部２ａと、柄本体部２ａの前端側に一体形成されたホルダ収容部２ｂと、を有して構成されている。
【００３７】
柄本体部２ａは、加工機（図示省略）の刃物台に取り付けられる部位である。柄本体部２ａの形状は、取り付けられる刃物台等に合わせた形状にすればよく、その形状は特に限定されない。
【００３８】
図２に示すように、ホルダ収容部２ｂは、ホルダ３を装着するための部位である。ホルダ収容部２ｂには、ホルダ３が予め設定された所定距離だけ進退自在に挿入されるホルダ挿設部２ｃと、付勢手段ＳＰ及びワッシャＺが収容される付勢手段収容部２ｄと、シャフト８の両端部がそれぞれ軸入される軸支孔２ｅ（図１参照）と、ネジ部材Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３が螺着されるネジ孔２ｆ，２ｇと、が形成されている。ホルダ収容部２ｂは、ホルダ３が進退自在に挿設されていればよく、外観形状は特に限定されない。
【００３９】
ホルダ挿設部２ｃ、付勢手段収容部２ｄ及びネジ孔２ｇは、ホルダ収容部２ｂの先端側下端部から後側方向に向けて例えば斜め４５°の角度に連続形成されている。ホルダ挿設部２ｃは、ホルダ３が没入される角筒形状に形成された空洞から成る。ホルダ挿設部２ｃには、ホルダ収容部２ｂの左右側面に形成された軸支孔２ｅ（図１参照）と、ホルダ収容部２ｂの前側上面に形成されたネジ孔２ｆと、がそれぞれ直交して形成されている。
【００４０】
図２に示すように、付勢手段収容部２ｄは、ホルダ挿設部２ｃよりも小径の円筒形状の空洞から成る。付勢手段収容部２ｄは、ホルダ挿設部２ｃとネジ孔２ｇとにそれぞれ連通している。
軸支孔２ｅ（図１参照）は、ホルダ収容部２ｂの左側側面からホルダ挿設部２ｃの中央部を貫通してホルダ収容部２ｂの右側側面まで形成されている。
ネジ孔２ｆは、例えば、二つのネジ部材Ｎ１，Ｎ２が直線状に連続して配置されるうちのネジ部材Ｎ１が螺合された状態に配置される雌ネジ部である。
ネジ孔２ｇは、ホルダ収容部２ｂの後側上端部から前側下端部に向けて斜め下方向に形成されている。
【００４１】
＜ホルダ＞
ホルダ３は、ローラ６を回転自在に収容するための支持部材であり、略角柱形状に形成されてホルダ収容部２ｂ内に斜め上下方向に進退可能な状態に配置されている。ホルダ３は、下側前端部にローラ６及び一対のスラストリング４が配置されるローラ収容部３ａと、ローラピン７が挿入されるピン挿入孔３ｂと、シャフト８が挿入される長孔３ｃと、ネジ部材Ｎ１が螺合されるネジ孔３ｄと、ホルダ３の上端面中央に突設されてバネガイド３ｅと、が形成されている。
【００４２】
ローラ収容部３ａは、前側下端部から後側上端部に向けて例えば４５°の角度で切欠形成された空間である。
ピン挿入孔３ｂは、ホルダ３において、ローラ収容部３ａの中央部に直交するように穿設された貫通孔から成る。
長孔３ｃは、縦断面視して円形のシャフト８に対して例えば斜め４５°の下方向に、シャフト８の外径よりも所定寸法だけ長く形成されて、その所定寸法だけホルダ３及びローラ６を移動可能にしている。
ネジ孔３ｄは、螺合されたネジ部材Ｎ１の先端がシャフト８の外周面に当接するように穿設されている。ネジ孔３ｄは、バニシング加工を行っていないときに、ネジ孔２ｆの同じ中心線上に配置されるように形成されている。
バネガイド３ｅは、ホルダ３の上側後端面の中央部から突出した略円柱形状の突起であり、付勢手段ＳＰの環状の下端部が遊嵌されて支持されている。
【００４３】
＜付勢手段＞
図２に示すように、付勢手段ＳＰは、ホルダ３を介在してローラ６をワークＷの被加工面Ｗａの方向（先端方向）に押し戻して加工圧を発生させるための弾性部材である。付勢手段ＳＰは、例えば、圧縮コイルバネから成り、下端部がバネガイド３ｅに支持され、上端部がワッシャＺに当接されて支持されている。付勢手段ＳＰは、加工押圧力を調整して、ワークＷの被加工面Ｗａの表面粗さ等の前加工のばらつきを吸収して、良好な仕上げ面にすることができる機能を果す。付勢手段ＳＰは、例えば、撓み１．４ｍｍで、荷重が２３０Ｎである。
【００４４】
ワッシャＺは、下面が付勢手段ＳＰを受け止めるバネ受けの機能を果し、上面がネジ部材Ｎ３の先端に当接した状態に配置されて、ネジ部材Ｎ３を回動させることで進退して付勢手段ＳＰのバネ力（加工圧）を調整する機能を果す部材である。ワッシャＺは、例えば、円板状の部材から成り、付勢手段収容部２ｄ内の上端部に収容されている。ワッシャＺは、常に、下面が付勢手段ＳＰで押圧され、上面がネジ部材Ｎ３によって押圧された状態に配置されている。
【００４５】
前記ネジ部材Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、例えば、六角穴付止ネジから成る。
ネジ部材Ｎ１は、先端がシャフト８の外周面に当接した状態にネジ孔３ｄに螺合されて、シャフト８をホルダ３に保持させるための固定部材である。
ネジ部材Ｎ２は、先端がネジ部材Ｎ１に当接してネジ孔３ｄ内に配置されて、ホルダ３をホルダ収容部２ｂに固定させるための固定部材である。
ネジ部材Ｎ３は、先端がワッシャＺを押圧する状態にネジ孔２ｇ内に螺合されて、このネジ部材Ｎ３を回転させて進退させることによって付勢手段ＳＰを圧縮、伸長させて、ローラ６に加工圧を調整する加工圧調整部材である。
【００４６】
シャフト８は、中央部がホルダ３の長孔３ｃに挿入され、両端部がホルダ収容部２ｂの左右の軸支孔２ｅに挿入されて、ホルダ３を支持する軸棒である。
【００４７】
＜ローラ＞
図２に示すように、ローラ６は、ワークＷの被加工面Ｗａを押圧してバニシング加工するための転圧加工部材であり、略そろばん玉形状をしている。ローラ６は、被加工面Ｗａを加工する先端加工部６ａと、先端加工部６ａを両側から挟むように断面が山形形状をなしたテーパ部６ｂと、コロ５及びローラピン７が挿入される軸孔６ｇと、スラストリング４が当接した状態に配置される平坦面６ｈと、を主に有している。ローラ６は、例えば、外径が１６ｍｍ、厚さが６ｍｍの大きさに形成されている。
【００４８】
ローラ６は、ワークＷの角部Ｗｄ（図５参照）のアール面に対してその法線方向にローラ６を配置するために、シャンク２の柄本体部２ａに対して例えば４５°の前下りの傾斜角度を設けて配置されている。ローラ６は、軸孔６ｇにコロ５を介してローラピン７を挿入し、そのローラピン７の両端部を、スラストリング４を挿通してホルダ３のピン挿入孔３ｂに軸入することによって、ホルダ３に回転自在に軸支されている。ローラ６は、軸支されたホルダ３が付勢手段ＳＰに抗して斜め上方向に没入したときに、ホルダ３と共に後側斜め方向に所定寸法だけ、弾性的に後退可能に配置されている。図５に示すローラ６の送り速度（送りピッチＰ１）は、０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下である。
【００４９】
＜先端加工部＞
図３及び図４に示すように、先端加工部６ａは、曲率半径Ｒ１が０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下の円弧形状を成した加工部位である。先端加工部６ａは、曲率半径Ｒ１を従来よりも小さくすることによって、従来発生していた未加工部Ｗ１５０，Ｗ１６０（図１１及び図１２参照）を解消している。なお、未加工部を解消するには、先端加工部６ａの曲率半径Ｒ１は、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下がよい。なお、仕上りをより滑らかにしたいときは、先端加工部６ａの曲率半径Ｒ１は０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００５０】
＜テーパ部＞
テーパ部６ｂは、先端加工部６ａにおいて、例えばローラの傾き角度が４５°の場合、先端加工部６ａを両側から挟む挟み角度θ２が８４°以上８９°以下に形成されたテーパから成る。テーパ部６ｂは、先端加工部６ａの円弧形状の一端に繋がり被加工面Ｗａに摺接される摺接部６ｃと、摺接部６ｃに繋がりワークＷに対して摺接部６ｃよりも内側に向かうように勾配を有する摺接勾配部６ｄと、先端加工部６ａの円弧形状の他端に繋がる非摺接部６ｅと、非摺接部６ｅに繋がり非摺接部６ｅよりも内側に向かうように勾配を有する非摺接勾配部６ｆと、を有して形成されている。
【００５１】
摺接部６ｃは、ローラ６でワークＷをバニシング加工した際に、ワークＷに当接してバニシング加工する断面視して直線状の部位である。図６〜図８に示すように、摺接部６ｃの先端側が被加工面Ｗａに摺接する摺接範囲Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下となるようにローラ６を配置して加工される。摺接範囲Ｌ１は、図６に示すように、挟み角度θ２が８６°で、バックテーパ角度θ１１（θ１）が２°で、先端加工部６ａの曲率半径Ｒ１が０．２ｍｍの場合、０．７ｍｍである。
図７に示すように、摺接範囲Ｌ２は、挟み角度θ２が８８°で大きく、バックテーパ角度θ１２（θ１）が１°で緩いテーパ部６ｂの場合、１．２ｍｍで長い。
図８に示すように、摺接範囲Ｌ３は、挟み角度θ２が８４°で小さく、バックテーパ角度θ１３（θ１）が３°の場合、０．５ｍｍで短い。
【００５２】
このように摺接範囲Ｌ１は、バックテーパ角度θ１によって変化する。バックテーパ角度θ１が、０．５°〜３°の場合は、摺接範囲Ｌ１が０．５〜２．５ｍｍ程度になる。つまり、バックテーパ角度θ１が小さいほど摺接範囲Ｌ１が増加する。
【００５３】
図６に示すように、摺接勾配部６ｄは、摺接部６ｃが形成されている部位の勾配である。加工時の摺接勾配部６ｄのワークＷの被加工面Ｗａに対する角度は、前記したバックテーパ角度θ１（θ１１〜θ１３）である。バックテーパ角度θ１は、ワークＷの材質等によって必要な角度が異なる場合があり、０．５°以上３°以下である。
【００５４】
非摺接部６ｅは、テーパ部６ｂにおいて、ローラ６でワークＷをバニシング加工する際に、ワークＷに当接しない部位である。つまり、非摺接部６ｅは、テーパ部６ｂにおいて、摺接勾配部６ｄの非摺接勾配部６ｆ寄りの部位と、非摺接勾配部６ｆとである。
【００５５】
非摺接勾配部６ｆは、テーパ部６ｂにおいて、ローラ６でワークＷをバニシング加工する際に、ワークＷに当接しないように拡開するように傾斜して形成された部位である。非摺接勾配部６ｆの角度θ４は、例えば、６０°で小さく形成して逃げの効果がある。
【００５６】
図２に示すように、軸孔６ｇは、ローラ６の中央部に穿設された円筒形状の空洞部から成る。
平坦面６ｈは、軸孔６ｇの左右開口縁に形成された環状の平らな部位である。
【００５７】
スラストリング４は、ローラ収容部３ａの内壁と、ローラ６の左右の平坦面６ｈとの間に介在される座金状の部材である。
針状のコロ５は、ローラピン７の外周面と、ローラ６の軸孔６ｇとの間に介在された複数の棒状部材から成る。なお、針状のコロ５は、針状ころ軸受でもよい。
ローラピン７は、コロ５を介してローラ６をホルダ３に回転自在に軸支するための軸支部材である。ローラピン７は、円柱状に形成されて、両端部がホルダ３の左右のピン挿入孔３ｂに挿入されている。
【００５８】
［作用］
次に、各図を参照しながら本発明の実施形態に係るバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具の作用を説明する。
【００５９】
図１及び図２に示すローラバニシング工具１でワークＷの被加工面Ｗａをバニシング加工する場合は、ワークＷを加工機（図示省略）のチャック等の回転軸に固定する。ローラバニシング工具１は、加工機の刃物台等に固定する。
【００６０】
次に、図２に示すネジ部材Ｎ３を工具等で回転操作して、ローラ６の押し込み量が０．１〜０．２ｍｍ程度で最適な表面粗さが得られるように、加圧制御用の付勢手段ＳＰの初期設定荷重を調整する。ネジ部材Ｎ３は、例えば、このネジ部材Ｎ３を右方向または左方向に１回転させることで、付勢手段ＳＰを１１５Ｎ増減させて調整することができるようになっている。例えば、ネジ部材Ｎ３をねじ込む方向に回転操作した場合は、付勢手段ＳＰが圧縮されてバネ力が強くなり、付勢手段ＳＰによるホルダ３を押し戻す方向（矢印ｂ方向）の適宜な加圧力を発生させられる。また、ネジ部材Ｎ３を離脱する方向にねじ戻す回転操作した場合は、付勢手段ＳＰが伸展されてバネ力が弱くなり、付勢手段ＳＰによるホルダ３が押し込まれる方向（矢印ａ方向）に移動する。
また、ローラ６は、図５に示すように、被加工面Ｗａに対して摺接部６ｃが成すバックテーパ角度θ１が０．５°以上３°以下となるように配置する。
【００６１】
続いて、ワークＷは、加工機を回転駆動させて、周速が２００ｍ/ｍｉｎ以下で回転させる。回転しているワークＷの被加工面Ｗａにローラ６の摺接部６ｃを、推力３０〜２３０Ｎで押し当てながらローラバニシング工具１を０．０５ｍｍ／ｒｅｖ以上０．２０ｍｍ／ｒｅｖ以下の送り速度で送って、ワークＷを転圧して先端加工部６ａで、少なくとも被加工面Ｗａから角部Ｗｄを連続してバニシング加工をする。
【００６２】
このような速い送り速度でバニシング加工しても、ワークＷに対して先端加工部６ａとテーパ部６ｂとが接触して摺接範囲Ｌ１が広く、被加工面Ｗａから角部Ｗｄを連続して加工するので、ワークＷの被加工面Ｗａを、ローラ６がワークＷと接触しない部分Ｗ１７０（図１３（ｂ）参照）が無い滑らかな仕上げ面にバニシング加工することができる。
【００６３】
ローラ６は、ワークＷに対して下方向（矢印ｃ方向）に押し込んだとき、上方向（矢印ｄ方向）の反力を受けてホルダ３が斜め上方向（矢印ａ方向）へ移動しようとする。そのとき、ローラ６は、ホルダ３の奥側に収容された付勢手段ＳＰによる押し戻す力が働く。この押し戻す力が加圧力となる。
そして、バニシング加工の終了後は、ローラバニシング工具１をワークＷから離間させて、作業を終了する。
【００６４】
次に、本発明の実施形態に係るバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具の作用効果を、比較例と比較して説明する。
図９（ａ）は、切削チップで切削加工したワークの表面粗さを示すグラフであり、図９（ｂ）は、本実施形態のローラでバニシング加工したワークの表面粗さを示すグラフである。図１４は、比較例のローラでワークをバニシング加工した場合のローラの摺接範囲を示す要部拡大縦断面図である。図１５（ａ）は、切削チップで切削加工したワークの表面粗さを示すグラフであり、図１５（ｂ）は、比較例のローラでバニシング加工したワークの表面粗さを示すグラフである。
【００６５】
＜比較例のローラ＞
図１４に示す比較例のローラ２００は、先端加工部２１０の曲率半径Ｒ１００が０．５ｍｍで、ワークＷ１００との摺接範囲Ｌ１００が０．３ｍｍで、バックテーパ角度θ１００が１５°に形成されている。
図１５（ａ）に示すように、バイトの切削チップで旋盤等によって切削加工されたワークＷは、表面の最大粗さＲｍａｘが７．４７５μｍ、表面の平均粗さＲｚが６．８８９μｍで、表面が粗い状態にある。
このワークＷ１００を図１４に示す比較例のローラ２００でバニシング加工すると、図１５（ｂ）に示すように、表面の最大粗さＲｍａｘが１．９８３μｍ、表面の平均粗さＲｚが１．１８０μｍの表面に仕上がった。
【００６６】
＜本実施形態のローラ＞
図９（ａ）に示すように、比較例と同様に、バイトの切削チップで旋盤等によって切削加工されたワークＷは、多少微差があるものの、表面の最大粗さＲｍａｘが７．４７０μｍ、表面の平均粗さＲｚが６．９３２μｍと、比較例と同程度の表面粗さに加工された。
このワークＷを前記実施形態で説明した曲率半径Ｒ１が０．２ｍｍのローラ６でバニシング加工すると、図９（ｂ）に示すように、表面の最大粗さＲｍａｘが０．４６０μｍ、表面の平均粗さＲｚが０．２８３μｍとなり、比較例よりも極めて滑らかな表面に仕上げることができた。
【００６７】
＜本実施形態のローラと比較例のローラとの対比＞
このように、比較例のローラ２００は、図１４に示すように、先端加工部２１０がアール面だけの単純な形状に形成されて、曲率半径Ｒ１００は０．５ｍｍと大きいが、バックテーパ角度θ１００が１５°と大きいため、摺接範囲Ｌ１００が０．３ｍｍと小さく、表面粗さが大きい。
これに対して、本実施形態のローラ６は、図６〜図８に示すように、先端加工部６ａの曲率半径Ｒ１は０．２ｍｍと小さいが、バックテーパ角度θ１が０．５°以上３°以下と小さいため、摺接範囲Ｌ１〜Ｌ３が０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下と大きく好適である。このため、ワークＷにテーパ部６ｂが摺接する擦り効果によって、送り速度が速くても、仕上げ面を密で綺麗な面に加工することができた。
【００６８】
また、ローラ６は、比較例のローラ２００と比較して、摺接範囲Ｌ１〜Ｌ３が広く成っていることによって、加工痕の発生を解消することができた。このため、ローラバニシング工具１の送り速度を速めることができるので、加工工程時間を短縮させて生産効率を向上させることができた。
【００６９】
また、ローラ６は、先端加工部６ａの曲率半径Ｒ１が０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下で小さい円弧形状に形成されていることによって、突き当たり部Ｗｂの角部Ｗｄの近傍に未加工部Ｗ１５０，Ｗ１６０（図１１及び図１２参照）が形成されるのを解消して、突き当たりＷｂを有するワークＷを加工するのに適したバニシング加工方法を提供することができる。
【００７０】
また、テーパ部６ｂは、先端加工部６ａの挟み角度θ２が８４°以上８９°以下に形成されていることによって、比較例よりも曲率半径Ｒ１が小さいローラ６であっても、摺接範囲Ｌ１〜Ｌ３が広くなるため、被加工面Ｗａに加工痕が残らない良好な仕上げ面に加工することができる。
【００７１】
以上のように、本実施形態に係るバニシング加工方法並びにローラ及びローラバニシング工具は、テーパ部６ｂに、摺接部６ｃ、摺接勾配部６ｄ、非摺接部６ｅ、及び、非摺接勾配部６ｆを有している。このため、突き当たり部Ｗｂ（段部）を有するワークＷであっても、未加工部Ｗ１５０，Ｗ１６０（図１１及び図１２参照）や、加工痕が形成されない綺麗な仕上げ面にバニシング加工することができる。
【００７２】
［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
【００７３】
前記実施形態では、ローラ６の一例として、図３及び図４に示すように、先端加工部６ａを中心として左右対称なものを例に挙げて説明したが、左右対称形状でなくてもワークＷの端面Ｗｃと、被加工面Ｗａの外周面とをバニシング加工することが可能である（図６参照）。つまり、ローラ６は、摺接部６ｃ（テーパ部６ｂ）と、被加工面Ｗａとが成すバックテーパ角度θ１があるものであればよい。
【００７４】
また、図２に示す付勢手段ＳＰは、その一例として、圧縮コイルバネを使用したが、ホルダ３をローラ６側に押圧するものであればよく、皿ばね等の他のバネ部材や、空気圧あるいは液圧等の流体圧を利用してローラ６を押圧する手段であってもよい。
【００７５】
また、前記実施形態では、ローラ６で被加工面ＷａがワークＷの外面、角部Ｗｄ、及び、突き当たり部Ｗｂの端面Ｗｃをバニシング加工する場合を例に挙げて説明したが、筒状態の内面、テーパ面、アール面等であってもバニシング加工することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１      ローラバニシング工具
２      シャンク
３      ホルダ
６      ローラ
６ａ    先端加工部
６ｂ    テーパ部
６ｃ    摺接部
６ｄ    摺接勾配部
６ｅ    非摺接部
６ｆ    非摺接勾配部
Ｌ１〜Ｌ３  摺接範囲
Ｒ１    曲率半径
Ｗ      ワーク
Ｗａ    被加工面
Ｗｄ    角部
Ｗｃ    端面
θ１    バックテーパ角度
θ２    挟み角度
【図１】
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【図２】
0006495798.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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