(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成する方法において，
切削加工により凹状の溝を形成した後，該溝の底コーナ部を加工硬化させるフィレット加工を施すに当たり，
回転可能な円盤形状を有すると共にその外周端に上記溝の底コーナ部を押圧するための押圧面を有し，かつ，その回転軸芯を上記円筒部材の軸芯と略平行に設けてなり，上記押圧面が，円弧状に突出した突出部と，該突出部の曲率と逆方向の曲率の円弧状の基端部とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有しているフィレットツールを用い，
該フィレットツールと上記円筒部材とを相対的に回転させながら上記フィレットツールの上記押圧面を上記溝の内部に挿入して，上記底コーナ部を上記押圧面により押圧して圧縮加工することを特徴とする円筒部材の溝形成方法。
【請求項２】
円筒部材の外周面または内周面に形成したリング状の溝の底コーナ部を加工硬化させるフィレット加工装置であって，
回転可能な円盤形状を有すると共にその外周端に上記溝の底コーナ部を押圧するための押圧面を有し，かつ，その回転軸芯を上記円筒部材の軸芯と略平行に設けてなり，上記押圧面が，円弧状に突出した突出部と，該突出部の曲率と逆方向の曲率の円弧状の基端部とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有しているフィレットツールと，
上記フィレットツールと上記円筒部材とを相対的に回転させる回転手段とを有することを特徴とするフィレット加工装置。
【請求項３】
円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成する方法において，
切削加工により凹状の溝を形成するための刃先と，該刃先の逃げ面に設けられ切削加工された溝の底コーナ部を押圧して加工硬化させるための押圧面とを有するバイトを用い，
まず，上記刃先が上記円筒部材に接触するように上記バイトを位置させて，該バイトと上記円筒部材とを相対的に回転させながら上記円筒部材と上記切削刃部とを接触させて溝を切削加工し，
次いで，上記押圧面が上記溝の底コーナ部に接触するように上記バイトを位置させて，該バイトと上記円筒部材とを相対的に回転させながら上記円筒部材と上記押圧面とを接触させて溝の底コーナ部を圧縮加工することを特徴とする円筒部材の溝形成方法。
【請求項４】
円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成する装置において，
切削加工により凹状の溝を形成するための刃先と，該刃先の逃げ面に設けられ切削加工された溝の底コーナ部を押圧して加工硬化させるための押圧面とを有するバイトと，
該バイトを保持すると共に上記円筒部材との接触部位を上記刃先あるいは上記押圧面のいずれかに切替えるために上記バイトの固定位置を変更する位置変更手段と，
上記バイトと上記円筒部材とを相対的に回転させる回転手段とを有することを特徴とする円筒部材の溝形成装置。
【請求項５】
円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成する方法において，
切削加工する溝の底部の形状に対応して設けたすくい面の外周端に切刃を形成し，かつ，該すくい面の少なくとも一方の先端コーナ部のみには，上記すくい面の外周端を内方に後退させて露出させたバニッシュ部を有し，切削時には該バニッシュ部と上記すくい面との境界部に沿って切削可能であると共に切削されずに残った部分を上記バニッシュ部によって押圧可能なバイトを用い，
該バイトと上記円筒部材とを相対的に回転させながら両者を接触させて上記すくい面の外周端に沿って溝の底部の形状となるよう切削加工を施すと共に上記バニッシュ部によって溝の底コーナ部を押圧して圧縮加工することを特徴とする円筒部材の溝形成方法。
【請求項６】
円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成するバイトにおいて，
切削加工する溝の底部の形状に対応して設けたすくい面の外周端に切刃を形成し，かつ，該すくい面の少なくとも一方の先端コーナ部のみには，上記すくい面の外周端を内方に後退させて露出させたバニッシュ部を有し，切削時には該バニッシュ部と上記すくい面との境界部に沿って切削可能であると共に切削されずに残った部分を上記バニッシュ部によって押圧可能であり，該バニッシュ部により上記すくい面の外周端に沿って形成された溝の底コーナ部を押圧して圧縮加工するよう構成したことを特徴とする円筒部材の溝形成用バイト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成し，かつ，溝形成部の強度を向上させる方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
円筒状の機械部品においては，その内周面または外周面にリング状（環状）の溝を設けることがある。この溝の形成は通常切削加工により行われる。
例えば，図１９（ａ）に示すごとく，円筒状部品８は，その内周面にスナップリングを配設するためのリング状の溝８０を設ける必要がある。この溝の形成は，図１９（ａ）に示すごとく，バイト９０を用いて切削加工することにより行う。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の円筒部材の溝形成方法においては，次の問題がある。
即ち，円筒部材８の内周面あるいは外周面にリング状の溝を形成した場合には，応力集中しやすい部分である溝８０の底面端部（底コーナー部）８５の強度が不足し，その底コーナ部８５において破損しやすくなる。
【０００４】
従来，この問題に対する対策としては，円筒部材の素材自体を高強度材に変更して強度を向上させる方策が採られていた。具体的には，円筒部材がアルミニウム合金製の場合には，例えばＡＤＣ１２という材質をＡＤＴ１７（高強度アルミダイカスト合金，Ｓｉ：１７％）という材質に変更するというような対策を行っていた。
【０００５】
ところが，この材質変更による対策は，溝部の強度向上を図ることはできるが，素材コストおよび加工コストの増加を来してしまう。例えば上記アルミニウム合金の場合には，素材コストが増加し，また，溝加工性が悪化して加工コストが増加する。
【０００６】
一方，金属部材の所望部分を局部的に強度アップさせる方法として，所望箇所にフィレット加工を施す方法が知られている。しかしながら，図１９（ｂ）に示すごとく，従来のフィレット加工は，溝８０の幅が狭い場合には，フィレットツール９５と溝開口端８９とが干渉し，所望部分，即ち溝の底コーナ部８５にフィレットツール９５を押し当てることさえできない場合があった。即ち，従来は，狭い幅の溝８０の底コーナ部８５を局部的に強化する有効な技術は知られていなかった。
【０００７】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，円筒部材の内周面または外周面に，底コーナー部の強度を向上させた溝を容易に形成することができる溝形成方法およびその装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成する方法において，
切削加工により凹状の溝を形成した後，該溝の底コーナ部を加工硬化させるフィレット加工を施すに当たり，
回転可能な円盤形状を有すると共にその外周端に上記溝の底コーナ部を押圧するための押圧面を有し，かつ，その回転軸芯を上記円筒部材の軸芯と略平行に設けてなり，上記押圧面が，円弧状に突出した突出部と，該突出部の曲率と逆方向の曲率の円弧状の基端部とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有しているフィレットツールを用い，
該フィレットツールと上記円筒部材とを相対的に回転させながら上記フィレットツールの上記押圧面を上記溝の内部に挿入して，上記底コーナ部を上記押圧面により押圧して圧縮加工することを特徴とする円筒部材の溝形成方法にある。
【０００９】
本発明において最も注目すべきことは，切削加工後に，回転軸芯が上記円筒部材の軸芯と略平行であるフィレットツールを用い，該フィレットツールの上記押圧面の押圧によって上記溝の底コーナ部を圧縮加工して加工硬化させることである。
【００１０】
上記フィレットツールは，上記溝の内部に挿入可能な，即ち上記溝の溝幅よりも厚みが小さい円盤形状を有する。また，上記押圧面は，その円盤形状の外周端に設ける。また，上記押圧面は，溝の底コーナ部に対応するように，外周端における厚み方向の上端または下端あるいは両端に設ける。
また，上記フィレットツールの回転軸芯は，上記のごとく，被加工物である円筒部材の軸芯と略平行に設ける。
【００１１】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明においては，切削加工により溝を形成した後，上記特殊な構造のフィレットツールを用いてフィレット加工を行う。
上記フィレットツールとしては，上記のごとく，その回転軸芯が円筒部材の軸芯と略平行である円盤状のものを用いる。これにより，円盤状のフィレットツールを上記円筒部材の内周面または外周面に対して略垂直に位置させることができる。
【００１２】
そしてそのため，上記フィレットツールは，上記溝に対して正面から真っ直ぐに挿入することができ，上記底コーナ部に対して上記フィレットツールの押圧面を容易に当接させることができる。
それ故，溝幅が狭い場合であっても，上記構造のフィレットツールを用いることにより，容易にフィレット加工を実施することができる。
【００１３】
また，上記フィレットツールを用いたフィレット加工により，溝の底コーナ部は，圧縮加工により加工硬化する。そのため，溝部の強度は従来よりも大幅に向上させることができる。それ故，従来のような材質強度アップ等を行う必要もなく，素材コストの増加や加工性悪化による加工コストの増加等を防止することができる。
【００１４】
したがって，本発明によれば，円筒部材の内周面または外周面にコーナー部の強度を向上させた溝を形成することができる溝形成方法を提供することができる。
【００１５】
次に，上記フィレットツールの上記押圧面は，円弧状に突出した突出部と，該突出部の曲率と逆方向の曲率の円弧状の基端部とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有している。この場合には，上記押圧面により圧縮加工された圧縮加工部と，圧縮加工されなかった非圧縮加工部との境界部を，バリ等のないスムーズな形状に仕上げることができる。
【００１６】
次に，請求項２の発明は，円筒部材の外周面または内周面に形成したリング状の溝の底コーナ部を加工硬化させるフィレット加工装置であって，
回転可能な円盤形状を有すると共にその外周端に上記溝の底コーナ部を押圧するための押圧面を有し，かつ，その回転軸芯を上記円筒部材の軸芯と略平行に設けてなり，上記押圧面が，円弧状に突出した突出部と，該突出部の曲率と逆方向の曲率の円弧状の基端部とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有しているフィレットツールと，
上記フィレットツールと上記円筒部材とを相対的に回転させる回転手段とを有することを特徴とするフィレット加工装置にある。
【００１７】
本発明のフィレット加工装置においては，上記フィレットツールを，上記回転手段によりフィレットツールと円筒部材とを相対的に回転させると共に上記溝の底コーナ部に上記押圧面を押し当てることにより，上記優れた溝形成方法を容易に実施することができる。
そして，これにより，材質強度アップ等を行うことなく，溝部の強度を従来よりも大幅に向上させることができる。
【００１８】
次に，上記フィレットツールの上記押圧面は，円弧状に突出した突出部と，該突出部の曲率と逆方向の曲率の円弧状の基端部とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有している。これにより，上記のごとく，圧縮加工部と非圧縮加工部の境界部をスムーズな形状にすることができる。
【００１９】
次に，請求項３の発明は，円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成する方法において，
切削加工により凹状の溝を形成するための刃先と，該刃先の逃げ面に設けられ切削加工された溝の底コーナ部を押圧して加工硬化させるための押圧面とを有するバイトを用い，
まず，上記刃先が上記円筒部材に接触するように上記バイトを位置させて，該バイトと上記円筒部材とを相対的に回転させながら上記円筒部材と上記切削刃部とを接触させて溝を切削加工し，
次いで，上記押圧面が上記溝の底コーナ部に接触するように上記バイトを位置させて，該バイトと上記円筒部材とを相対的に回転させながら上記円筒部材と上記押圧面とを接触させて溝の底コーナ部を圧縮加工することを特徴とする円筒部材の溝形成方法にある。
【００２０】
本発明において最も注目すべきことは，上記刃先の逃げ面に上記押圧面を設けたバイトを用い，該バイトと円筒部材との接触位置を変更することにより，上記切削加工と加工硬化とを１つのバイトを用いて行うことである。
【００２１】
上記バイトの押圧面は，円弧状に突出した突出部と，該突出部の曲率と逆方向の曲率の円弧状の基端部とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有していることが好ましい。これにより，上記と同様に，上記押圧面による圧縮加工部と非圧縮加工部の境界部をスムーズな形状にすることができる。
【００２２】
次に，本発明の作用につき説明する。
本発明においては，上記刃先の逃げ面に上記押圧面を有するバイトを用いる。そのため，溝の切削加工と溝の加工硬化とを，１つのバイトにより行うことができる。
即ち，まず，上記刃先を円筒部材に接触させた状態でバイトと円筒部材とを相対的に回転させることにより溝の切削加工を行う。次いで，バイトの位置を変更して逃げ面に設けた押圧面を溝の底コーナ部に当接させた状態でバイトと円筒部材とを相対的に回転させることにより，底コーナ部を圧縮加工により加工硬化させることができる。
【００２３】
したがって，本発明の溝形成方法によれば，溝を切削加工するだけでなく，溝を加工硬化させることができる。
それ故，材質強度アップ等を行うことなく，溝部の強度を従来よりも大幅に向上させることができる。
【００２４】
次に，請求項４の発明は，円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成する装置において，
切削加工により凹状の溝を形成するための刃先と，該刃先の逃げ面に設けられ切削加工された溝の底コーナ部を押圧して加工硬化させるための押圧面とを有するバイトと，
該バイトを保持すると共に上記円筒部材との接触部位を上記刃先あるいは上記押圧面のいずれかに切替えるために上記バイトの固定位置を変更する位置変更手段と，
上記バイトと上記円筒部材とを相対的に回転させる回転手段とを有することを特徴とする円筒部材の溝形成装置にある。
【００２５】
本発明の溝形成装置においては，上記バイトの固定位置を上記位置変更手段により変更して，上記回転手段によりバイトと円筒部材とを相対的に回転させることにより，上記優れた溝形成方法を容易に実施することができる。
【００３６】
次に，請求項５の発明は，円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成する方法において，
切削加工する溝の底部の形状に対応して設けたすくい面の外周端に切刃を形成し，かつ，該すくい面の少なくとも一方の先端コーナ部のみには，上記すくい面の外周端を内方に後退させて露出させたバニッシュ部を有し，切削時には該バニッシュ部と上記すくい面との境界部に沿って切削可能であると共に切削されずに残った部分を上記バニッシュ部によって押圧可能なバイトを用い，
該バイトと上記円筒部材とを相対的に回転させながら両者を接触させて上記すくい面の外周端に沿って溝の底部の形状となるよう切削加工を施すと共に上記バニッシュ部によって溝の底コーナ部を押圧して圧縮加工することを特徴とする円筒部材の溝形成方法にある。
【００３７】
本発明において最も注目すべきことは，上記すくい面の先端コーナ部に上記バニッシュ部を設けてなるバイトを用いることにより，溝の切削加工と溝の加工硬化とを同時に行うことである。
上記バニッシュ部は，上記のごとく，すくい面の先端コーナ部を内方に後退させることにより，すくい面よりも内部の部分を露出させて設けてなる。上記バニッシュ部の具体的な形成方法としては，すくい面の先端コーナ部の刃先を研磨して丸めることにより，すくい面の境界部を内方に後退させる方法がある。
【００３８】
次に，本発明の作用につき説明する。
本発明においては，上記すくい面の先端コーナ部に上記バニッシュ部を有するバイトを用いて溝の切削加工を行う。そのため，まず，切削は，上記バニッシュ部が存在する部分を残したまま，すくい面の境界部に沿って行われる。次いで，バニッシュ部の存在によって切削されずに残った部分は，上記バニッシュ部によって押圧され，圧縮加工される。そして，この圧縮加工により，溝の底コーナ部は，加工硬化される。
【００３９】
即ち，本発明においては，上記バニッシュ部を有する特殊なバイトを用いることにより，溝の切削加工と同時に溝の底コーナ部を加工硬化させることを非常に容易に行うことができる。そのため，材質強度アップ等を行うことなく，溝部の強度を従来よりも大幅に向上させることができる。
【００４０】
次に，請求項６の発明は，円筒部材の外周面または内周面にリング状の溝を形成するバイトにおいて，
切削加工する溝の底部の形状に対応して設けたすくい面の外周端に切刃を形成し，かつ，該すくい面の少なくとも一方の先端コーナ部のみには，上記すくい面の外周端を内方に後退させて露出させたバニッシュ部を有し，切削時には該バニッシュ部と上記すくい面との境界部に沿って切削可能であると共に切削されずに残った部分を上記バニッシュ部によって押圧可能であり，該バニッシュ部により上記すくい面の外周端に沿って形成された溝の底コーナ部を押圧して圧縮加工するよう構成したことを特徴とする円筒部材の溝形成用バイトにある。
【００４１】
本バイトを用いれば，上記優れた溝形成方法を容易に実施することができ，上記のごとく溝の切削加工と溝の底コーナ部を加工硬化させることを非常に容易に容易に行うことができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかる円筒部材の溝形成方法およびフィレット加工装置につき，図１〜図５を用いて説明する。
本例は，図２（ａ）（ｂ）に示すごとく，底部８９を有する円筒部材８の内周面８１にリング状の溝８０を形成する例である。この円筒部材８の外径はφ１３７ｍｍ，円筒部の肉厚は４．２ｍｍである。そして，内周面８１に設ける溝は，幅１．４ｍｍ，深さ１．５ｍｍの溝である。
【００４３】
上記円筒部材８に上記溝８０を形成するに当たっては，まず，図１（ａ）に示すごとく，溝切削用のバイト１１により切削加工して凹状の溝８０を形成する。次いで，図１（ｂ）に示すごとく，溝８０の底コーナ部８５を加工硬化させるフィレット加工を施す。
【００４４】
上記フィレット加工に用いるフィレット加工装置２は，図１（ｂ），図３に示すごとく，フィレットツール２１と，回転手段２３とよりなる。
フィレットツール２１は，図１（ｂ），図３に示すごとく，回転可能な円盤形状を有すると共にその外周端に上記溝８０の底コーナ部８５を押圧するための押圧面２１５を有し，かつ，その回転軸芯Ｃ１を円筒部材８の軸芯Ｃ２と略平行に設けてなる。
【００４５】
また，図５に示すごとく，本例においては，フィレットツール２１の押圧面２１５は，円弧状に突出した突出部２１６と，突出部２１６の曲率Ｒ１と逆方向の曲率Ｒ２の円弧状の基端部２１７とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有している。
また，この押圧面２１５は，フィレットツール２１の外周端部における厚み方向上端部のみに設けてある。そして，他端部は，６０度のテーパ形状に沿って，小径化してある。
また，フィレットツール２１は，その厚みを溝幅よりも小さい１．２ｍｍとした。
【００４６】
また，回転手段２３は，フィレットツール２１と円筒部材８とを相対的に回転させる手段である。この回転手段２３は，図３に示すごとく，主軸保持部２２０に上下動可能に保持される主軸２２と，円筒部材８をセットしてこれを左右に移動させるテーブル部２３０とよりなる。主軸２２には，回転軸芯となる軸部２２５を介してフィレットツール２１を回転可能に配設してある。そして，フィレット加工装置２は，主軸２２の上下動と，テーブル部２３０の左右移動によって，フィレットツール２１と円筒部材８との位置合わせおよび相対的な回動を行うよう構成されている。
【００４７】
そして，このフィレット加工装置２を用い，図４に示すごとく，フィレットツール２１と円筒部材８とを相対的に回転させながらフィレットツール２１の押圧面２１５を溝８０の内部に挿入して，底コーナ部８５を上記押圧面により押圧して圧縮加工する。このときのフィレットツール２１の押圧は，図１（ｂ）に示すごとく，溝８０の底コーナ部８５において，Ｘ方向だけでなくＹ方向にも押圧力がかかるように行う。
【００４８】
次に，本例の作用効果につき説明する。
本例においては，切削加工により溝８０を形成した後，上記特殊な構造のフィレットツール２１を有するフィレット加工装置２を用いてフィレット加工を行う。上記フィレットツール２１は，上記のごとく，その回転軸芯Ｃ１が円筒部材の軸芯Ｃ２と略平行である。そのため，図１（ｂ）に示すごとく，フィレットツール２１を上記円筒部材の内周面または外周面に対して略垂直に位置させることができる。
【００４９】
そしてそのため，上記フィレットツール２１は，溝８０に対して正面から真っ直ぐに挿入することができ，底コーナ部８５に対して押圧面２１５を容易に当接させることができる。
それ故，本例のように溝８０の溝幅が狭い場合であっても，上記構造のフィレットツール２１を用いることにより，容易にフィレット加工を実施することができる。
【００５０】
また，上記溝８０の底コーナ部は，上記フィレット加工によって従来よりも大幅に強度アップさせることができる。それ故，従来のような材質強度アップ等を行う必要もなく，素材コストの増加や加工性悪化による加工コストの増加等を防止することができる。
【００５１】
実施形態例２
本例においては，実施形態例１のフィレットツール２１の押圧面２１５の形状による影響を観察した。
即ち，図６に示すごとく，実施形態例１と同様のフィレットツール２１と，異なる形状の押圧面２６５を有するフィレットツール２６とを準備し，これらを用いて実施形態例１と同様に溝８のフィレット加工を行った。
【００５２】
図５に示すフィレットツール２１は，上記のごとく，円弧状に突出した突出部２１６と，突出部２１６の曲率Ｒ１と逆方向の曲率Ｒ２の円弧状の基端部２１７とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有する押圧面２１５を有するものである。
一方，図６に示すフィレットツール２６は，円弧状に突出した突出部２６６を有し，曲率を逆転させることなくテーパ面２６７につないだ断面形状を有している。
【００５３】
フィレット加工後の溝８の断面形状を図７に示す。同図（ａ）は，上記フィレットツール２１によりフィレット加工したものであり，同図（ｂ）は，上記フィレットツール２６によりフィレット加工したものである。
同図より知られるごとく，上記Ｓ字形の断面形状を有する押圧面２１５を有するフィレットツール２１の場合には，実際に圧縮加工された底コーナ部８５の圧縮部とこれに隣接する非圧縮部との境界がスムーズな形状となった。
【００５４】
一方，Ｓ字形状にしていない押圧面２６５を有するフィレットツール２６の場合には，上記境界部にバリ状の突起８７が形成された。
この結果から，フィレットツールの押圧面は，上記のごとくＳ字形の断面形状とすることが好ましいということが分かる。
【００５５】
実施形態例３
本例では，実施形態例１における，溝８０の底コーナ部８５の強度アップ効果を定量的に評価した。
具体的には，実施形態例１における円筒部材８として，材質がＡＤＣ１２（高強度アルミダイカスト合金Ｓｉ：１７％）のもの（試料Ｓ１〜Ｓ３）と，材質がＡＤＴ１７（ＪＩＳ）のもの（試料Ｓ４〜Ｓ６）を準備した。そして，試料Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６には，実施形態例１と同様に溝８０にフィレット加工を施した。また，上記フィレット加工における押圧面２１５の押し込み量は，試料Ｓ２，Ｓ４に対しては０．１０ｍｍ，試料Ｓ３，Ｓ６に対しては０．１５ｍｍとした。
【００５６】
そして，フィレット加工後の溝８０の底コーナ部８５の断面における硬度を測定した。この度の測定個所は，図７（ａ）に示すＣ〜Ｅの３点である。
硬度の測定結果を図８に示す。同図は横軸にフィレットツール２１の押圧面２１５の押し込み量（ｍｍ）を，縦軸に上記Ｃ〜Ｅ点の硬度の平均値（Ｈｖ）をとったものである。
【００５７】
同図より知られるごとく，材質がＡＤＴ１７の試料Ｓ４〜Ｓ６は，ＡＤＣ１２よりなる試料Ｓ１〜Ｓ３よりも素材強度自体が高いため，いずれのフィレット押し込み量においてもＡＤＣ１２のものよりも高硬度となった。
また，いずれの材質であっても，フィレット加工を施し，押し込み量が大きいほど硬度向上効果が高くなった。
【００５８】
ここで特に注目すべきことは，試料Ｓ１と試料Ｓ４とは素材強度において約４５Ｈｖ程の差があるにもかかわらず，試料Ｓ１に０．１５ｍｍの押し込み量によるフィレット加工を施して試料Ｓ３とすることにより，試料Ｓ４と同等の硬度が得られるという点である。
【００５９】
この結果から見れば，溝８０の底コーナ部８５の強度として試料Ｓ４なみの強度が必要となった場合には，素材変更をすることなく，押し込み量０．１５ｍｍのフィレット加工を施すことにより対策できることが分かる。そして，この対策によれば，ＡＤＣ１２からＡＤＴ１７への材質変更による，素材コストの増大，および加工性低下による加工コストの増大という２つのコストアップ要因を確実に回避することができる。
【００６０】
実施形態例４
本例は，図９〜図１２に示すごとく，刃先３１の逃げ面３２に押圧面３２５を設けた特殊形状のバイト３０を用いて溝形成を行う例である。なお，本例において加工する円筒部材８０１は，図１２に示すごとく，円筒部８０２の中程に円盤状の中底８０３を設けた部材である。
本例の円筒部材の溝形成装置３は，切削加工により凹状の溝を形成するための刃先３１と，該刃先３１の逃げ面３２に設けられ切削加工された溝の底コーナ部を押圧して加工硬化させるための押圧面３２５とを有するバイト３０を有する。
【００６１】
また，溝形成装置３は，図１２に示すごとく，バイト３０を保持すると共に上記円筒部材８０１との接触部位を刃先３１あるいは押圧面３２５のいずれかに切替えるためにバイト３０の固定位置を変更する位置変更手段３４と，バイト３０と円筒部材８０１とを相対的に回転させる回転手段３５とを有する。
【００６２】
上記バイト３０は，図９（ｂ），図１０（ｂ）に示すごとく，３箇所に刃先３１を有するタイプのものであって，摩耗等により使用する刃先３１を変更できるものである。そして，各刃先３１の逃げ面３２には，上記のごとく，押圧面３２５を有する。この押圧面３２５は，図１１（ｃ）に示すごとく，円弧状に突出した突出部３２６と，該突出部３２６の曲率Ｒ１と逆方向の曲率Ｒ２の円弧状の基端部３２７とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有している。
【００６３】
上記位置変更手段３４は，図１２に示すごとく，上下左右に移行可能な刃物台３４１とこれから延設したホルダー部３４２とよりなる。ホルダー部３４２の先端には，回転軸３４３を介して固定基板３４４を回動可能に配設してある。
【００６４】
固定基板３４４には，図９（ｂ），図１０（ｂ）に示すごとく，上記バイト３０を固定してある。そして，固定基板３４４を回動させることにより，バイト３０における，円筒部材８０１との接触部位を刃先３１あるいは押圧面３２５のいずれかに切替えることができる。
上記回転手段３５は，図１２に示すごとく，回転可能な主軸３５１とその先端に設けられた円筒部材固定治具３５２とよりなる。そして，主軸３５１を回転させることにより，円筒部材８０１をその軸芯を中心に回転させることができる。
【００６５】
次に，図９に示すごとく，上記溝形成装置３を用いて円筒部材８０１の内周面にリング状の溝を形成するに当たっては，上記回転手段３５に円筒部材８０１をセットした状態でこれを回転させる。一方，上記バイト３０は，上記固定基板３４４によって，刃先３１が円筒部材８０１の内周面に接触するよう位置させて固定する。そして，上記刃物台３４１により，刃先３１の位置が所望の溝深さとなるようにバイト３０を徐々に前進させる。
これにより，円筒部材８０１の内周面には，上記バイト３０の刃先３１により切削加工されて溝８０が形成される。
【００６６】
次いで，切削加工完了後，図１０に示すごとく，上記固定基板を若干回転させ，バイト３０における上記逃げ面３２の押圧面３２５を溝８０の底コーナ部８５に接触させる。次いで，上記刃物台３４１により，バイト３０の押圧力を加えるとともに，上記のごとく，円筒部材８０１を回転させる。これにより，溝８０の底コーナ部８５は押圧面３２５により圧縮加工され，加工硬化する。
【００６７】
このように，本例では，刃先３１の逃げ面３２に押圧面３２５を有するバイト３０を用いる。そのため，溝８０の切削加工と溝の加工硬化とを，１つのバイト３０により行うことができる。
したがって，本例によっても，溝を切削加工するだけでなく，溝を加工硬化させることができる。
【００６８】
参考例１
本例は，図１３，図１４に示すごとく，複合工具４０を用いて溝形成を行う例である。なお，本例において加工する円筒部材８０１は，実施形態例４と同じである。
本例における溝形成装置４は，図１３，図１４に示すごとく，切削加工により凹状の溝を形成するための切削刃部４１と切削加工された溝の底コーナ部を押圧して加工硬化させるための押圧面を有する圧縮部４２とよりなると共にこれらを同心円上において同時に回転可能に設け，かつ，上記切削刃部４１の先端４１１の回転半径Ａと上記圧縮部４２の先端４２１の回転半径ＢとはＢ≧Ａの関係にある複合工具４０を有する。
【００６９】
上記複合工具４０は，図１３（ａ）に示すごとく，切削刃部４１と圧縮部４２とを一体的に有している。この切削刃部４１は，従来の溝切用バイトの刃先と同様の形状に設けてある。また，圧縮部４２は，図１３（ｂ）に示すごとく，円弧状に突出した突出部４２６と，該突出部４２６の曲率Ｒ１と逆方向の曲率Ｒ２の円弧状の基端部４２７とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有する押圧面４２５を有している。
【００７０】
また，図１４に示すごとく，溝形成装置４は，複合工具４０を回転させながら上記円筒部材８０１に上記切削刃部４１と上記圧縮部４２とを交互に接触させるよう複合工具４０を移行させる工具移行手段４３と，複合工具４０と円筒部材８とを相対的に回転させる回転手段４４とを有を有する。
【００７１】
上記工具移行手段４３は，図１４に示すごとく，上下左右に移行可能な刃物台４３１とこれから延設したホルダー部４３２とよりなる。ホルダー部４３２の先端には，回転軸４３３を介して上記複合工具４０を回転可能に配設してある。
また，上記回転手段４４は，同図に示すごとく，回転可能な主軸４４１とその先端に設けられた円筒部材固定治具４４２とよりなる。そして，主軸４４１を回転させることにより，円筒部材８０１をその軸芯を中心に回転させるよう構成してある。
【００７２】
次に，上記溝形成装置４を用いて円筒部材８０１の内周面にリング状の溝を形成するに当たっては，上記回転手段４４に円筒部材８０１をセットした状態でこれを回転させ，一方，上記複合工具４０を工具移行手段４３により回転させながら円筒部材８０１の内周面の所望位置に移行させる。
【００７３】
これにより，円筒部材８０１の内周面には，上記複合工具４０の切削刃部４１と圧縮部４２とが交互に接触する。ここで，上記のごとく，切削刃部４１と圧縮部４２の回転半径Ａ，Ｂの関係は，上記のごとく，Ｂ≧Ａの関係にある。そのため，上記複合工具４０と円筒部材８０１との接触によって，前述した図１０に示した溝８０と同様に，切削刃部４１により切削加工されて形成された溝８０の底コーナ部８５には，Ｂ−Ａの寸法分だけ圧縮するように上記押圧面４２５が当接する。それ故，底コーナ部８５は，押圧面４２５により圧縮加工されて加工硬化する。
【００７４】
従って，本例の溝形成装置４を用いた溝形成方法によれば，溝８０を切削加工するだけでなく，溝８０を加工硬化させることができる。
それ故，本例によっても，円筒部材８０１の材質強度アップ等を行うことなく，溝部の強度を従来よりも大幅に向上させることができる。
【００７５】
参考例２
本例は，図１５に示すごとく，参考例１における複合工具４０に代えて，圧縮部５２自体を回転可能に設けた複合工具５０を用いた例である。
複合工具５０は，円盤状の基板５０１と，これに配設した切削刃部５１と圧縮部５２とよりなる。
【００７６】
切削刃部５１は，溝切用切削バイトよりなる。また，圧縮部５２は，円盤状の本体の外周端に押圧面５２５を設けた構造を有している。この押圧面５２５は，図１５（ｂ）に示すごとく，円弧状に突出した突出部５２６と，該突出部５２６の曲率Ｒ１と逆方向の曲率Ｒ２の円弧状の基端部５２７とを組合わせてなるＳ字形の断面形状を有している。
また，複合工具５０においても，切削刃部５１の先端５１１の回転半径Ａと上記圧縮部５２の先端５２１の回転半径ＢとはＢ≧Ａの関係に設けた。
複合工具５０以外は，参考例１と同様である。
【００７７】
本例においては，圧縮部５２を複合工具５０上において回転可能に設けてある。そのため，圧縮部５２は，複合工具５０全体の回転により公転しつつ，自己の回転により自転できる。それ故，圧縮部５２の押圧面５２５と溝８０の底コーナ部８５とを摺動させずにスムーズに接触させることができるので，摩擦熱の発生等による不具合を防止しつつ，スムーズな圧縮加工を実行することができる。
【００７８】
なお，上記実施形態例４〜６においては，図１２又は図４に示した加工装置を用いた。この図１２又は図１４の加工装置に換えて，図３に示すフィレット加工装置を用い，フィレットツール２１に換えてバイト３０，４０又は５０を取り付けても，上記と同様に加工できる。
【００７９】
実施形態例５
本例は，図１６〜図１８に示すごとく，刃先のすくい面６２の先端コーナ部にバニッシュ部６３を設けた特殊形状のバイト６０を用いて溝形成を行う例である。
本例の円筒部材の溝形成装置６が用いるバイト６０は，図１６，図１７に示すごとく，切削加工する溝８０の底部の形状に対応して設けたすくい面６２の外周端に切刃６１を形成し，かつ，該すくい面６２の先端コーナ部の一方には，すくい面６２の端部を内方に後退させて露出させて設けたバニッシュ部６３を有している。
【００８０】
上記バニッシュ部６３は，図１６，図１７に示すごとく，すくい面６２の先端コーナ部を逃げ面６２５に向けて丸く研磨して設けてある。そのため，バニッシュ部６３の存在する部分は，すくい面６２の境界部６２１が内方に後退し，バニッシュ部６３が露出した状態となっている。
【００８１】
また，溝形成装置６は，図１８に示すごとく，上記バイト６０を固定して，円筒部材８０１との相対的な位置を調整するためのバイト移行手段６４と，円筒部材８０１をセットしてこれを回転させる回転手段（図示略）とを有する。
バイト移行手段６４は，図１８（ａ）に示すごとく，上下左右に移行可能な刃物台６４１とこれから延設したホルダー部６４２とよりなる。ホルダー部６４２の先端には，上記バイト６０を固定する。なお，上記回転手段は，参考例１と同様である。
【００８２】
次に，上記溝形成装置６を用いて円筒部材８０１の内周面にリング状の溝を形成するに当たっては，図１８（ｂ）に示すごとく，上記回転手段に円筒部材８０１をセットした状態でこれを回転させる。一方，上記バイト６０は，上記バイト移行手段６４によって，円筒部材８０１の内周面に接触させる。即ち，バイト６０として上記特殊な構造のものを用いる以外は，従来と同様にして切削加工を行う。
【００８３】
そして，本例では，バイト６０のすくい面６２の先端コーナ部に上記バニッシュ部６３を設けてある。そのため，まず，切削は，上記バニッシュ部６３が存在する部分を残したまま，すくい面６２の境界部６２１に沿って行われる。次いで，バニッシュ部６３の存在によって切削されずに残った部分は，上記バニッシュ部６３によって押圧され，圧縮加工される。そして，この圧縮加工により，溝８０の底コーナ部８５は，加工硬化される。
【００８４】
このように，本発明においては，バニッシュ部６３を有する特殊なバイト６０を用いることにより，溝の切削加工と同時に溝の底コーナ部を加工硬化させることを非常に容易に行うことができる。そのため，材質強度アップ等を行うことなく，溝部の強度を従来よりも大幅に向上させることができる。
【００８５】
なお，本例においては，上記バニッシュ部６３を上記すくい面６２の一方の先端コーナ部のみに設けた。これに代えて，すくい面６２の両端のコーナ部に，それぞれにバニッシュ部６３を設けることもできる。この場合には，バニッシュ部６３を設けた箇所に対応する溝部分を加工硬化させることができる。
【００８６】
【発明の効果】
上述のごとく，本発明によれば，円筒部材の内周面または外周面に，底コーナー部の強度を向上させた溝を容易に形成することができる溝形成方法およびその装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態例１における，（ａ）切削加工，（ｂ）フィレット加工，の加工状態を示す説明図。
【図２】  実施形態例１における，円筒部材の，（ａ）平面図，（ｂ）Ｆ−Ｆ線矢視断面図。
【図３】  実施形態例１における，フィレット加工装置の構造を示す説明図。
【図４】  実施形態例１における，フィレット加工を上方から見た説明図。
【図５】  実施形態例１における，フィレットツールの押圧面の形状を示す説明図。
【図６】  実施形態例２における，フィレットツールの押圧面の形状を示す説明図。
【図７】  実施形態例２における，押圧面の形状の溝形状への影響を示す説明図。
【図８】  実施形態例３における，フィレットの押し込み量と硬度との関係を示す説明図。
【図９】  実施形態例４における，切削加工時の溝部の，（ａ）縦断面，（ｂ）横断面からみた説明図。
【図１０】  実施形態例４における，圧縮加工時の溝部の，（ａ）縦断面，（ｂ）横断面からみた説明図。
【図１１】  実施形態例４における，（ａ）切削加工時のバイトと円筒部材との接触状態，（ｂ）圧縮加工時のバイトと円筒部材との接触状態，（ｃ）押圧面の断面形状（Ｇ−Ｇ線矢視），を示す説明図。
【図１２】  実施形態例４における，溝形成装置の構造を示す説明図。
【図１３】  参考例１における，複合工具の，（ａ）平面図，（ｂ）押圧面の断面形状（Ｈ−Ｈ線矢視），を示す説明図。
【図１４】  参考例１における，溝形成装置の構造を示す説明図。
【図１５】  参考例２における，複合工具の，（ａ）平面図，（ｂ）押圧面の断面形状（Ｊ−Ｊ線矢視），を示す説明図。
【図１６】  実施形態例５における，バイトの先端形状を示す説明図。
【図１７】  実施形態例５における，バイトの，（ａ）すくい面（Ｋ矢視），（ｂ）逃げ面（Ｌ矢視），（ｃ）側面（Ｍ矢視），（ｄ）Ｎ−Ｎ線矢視断面，を示す説明図。
【図１８】  実施形態例５における，（ａ）溝形成装置の構造を示す説明図，（ｂ）バイトによる切削加工状態を示す説明図。
【図１９】  従来例における，（ａ）切削加工，（ｂ）フィレット加工，の加工状態を示す説明図。
【符号の説明】
１１，３０，６０．．．バイト，
２．．．フィレット加工装置，
２１．．．フィレットツール，
２１５，３２５，４２５，５２５．．．押圧面，
３〜６．．．溝加工装置，
４０，５０．．．複合工具，
４１，５１．．．切削刃部，
４２，５２．．．圧縮部，
６１．．．刃先，
６２．．．すくい面，
６３．．．バニッシュ部，
８，８０１．．．円筒部材，
８０．．．溝，
８５．．．底コーナ部，
【図１】
0004110307.tif 000002
【図２】
0004110307.tif 000003
【図３】
0004110307.tif 000004
【図４】
0004110307.tif 000005
【図５】
0004110307.tif 000006
【図６】
0004110307.tif 000007
【図７】
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【図８】
0004110307.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004110307.tif 000011
【図１１】
0004110307.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004110307.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004110307.tif 000016
【図１６】
0004110307.tif 000017
【図１７】
0004110307.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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