(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸又は類似製品のディープローリング用の工具機構において、
ａ）環状開口を形成する側部を有するハウジングと、
ｂ）前記ハウジングの一端に形成されたケージと、
ｃ）前記ケージ内に操作可能に取付けられ、かつ前記クランク軸のフィレットと物理的に接触するように操作可能に外方へ傾斜した作業ロールと、
ｄ）前記ハウジングに前記環状開口のところで固定された少なくとも１つの環状カバー板とを備え、このカバー板が複数の開口を有することを特徴とする、ディープローリング用の工具機構。
【請求項２】
前記ハウジングが、前記環状開口と反対側の側部に、第２の複数開口を形成することを特徴とする請求項１に記載された工具機構。
【請求項３】
前記複数の第１及び第２の開口により、前記ハウジング及びカバー板の中心から外方へ放射状に位置する分離された同心円が、それぞれ形成されていることを特徴とする請求項２に記載された工具機構。
【請求項４】
前記ハウジング及びカバー板が、４１４０予熱アーマクラッド被覆鋼製であることを特徴とする請求項１に記載された工具機構。
【請求項５】
クランク軸又は類似製品のディープローリング用の工具機構において、
ａ）２つの受容ロールと、
ｂ）前記受容ロールを回転可能に支持する１対の間隔をおいたハブと、
ｃ）Ｌ字形部材を実質的に形成する主ボディとが備えられており、前記Ｌ字形部材が、横方向に間隔をおいた２つの側部を支持し、各側部が、互いに対称的に整列され、各側部が１対の間隔をおいた隆起部を形成し、これらの隆起部が前記ハブを支持することを特徴とする、ディープローリング用の工具機構。
【請求項６】
前記主ボディと隆起部とに、複数の開口が形成されていることを特徴とする請求項５に記載された工具機構。
【請求項７】
前記主ボディが、４１４０予熱アーマクラッド被覆鋼製であることを特徴とする請求項５に記載された工具機構。
【請求項８】
クランク軸又は類似製品のディープローリング用の工具機構において、
ａ）環状開口を形成する側部を備えたハウジングと、
ｂ）前記ハウジングの一端に形成されたケージと、
ｃ）前記ケージ内に操作可能に取付けられ、かつ前記クランク軸のフィレットと物理的に接触するように操作可能に外方へ傾斜した作業ロールと、
ｄ）前記ハウジングに前記環状開口のところで固定された少なくとも１つの環状カバー板とが備えられ、このカバー板が複数の開口を有しており、更に、
ｅ）２つの受容ロールと、
ｆ）前記受容ロールを回転可能に支持する１対の間隔をおいたハブと、
ｇ）Ｌ字形部材を実質的に形成する主ボディとが備えられ、前記Ｌ字形部材が、横方向に間隔をおいた２つの側部を支持し、各側部が、互いに対称的に整列され、各側部が１対の間隔をおいた隆起部を形成し、これらの隆起部が前記ハブを支持しており、前記受容ロールが、ディープローリング工程中に、前記作業ロールによる前記接触側とは反対側の前記クランク軸のフィレットと接触することを特徴とする、ディープローリング用の工具機構。
【請求項９】
前記ハウジングに、前記環状開口とは反対側に、第２の複数開口が形成されていることを特徴とする請求項８に記載された工具機構。
【請求項１０】
前記第１及び第２の複数開口が、前記ハウジング及びカバー板の中心から外方へ放射状に位置する分離された同心円を、それぞれ形成していることを特徴とする請求項９に記載された工具機構。
【請求項１１】
前記主ボディと隆起部とに、複数開口が形成されていることを特徴とする請求項８に記載された工具機構。
【請求項１２】
前記主ボディとハウジングとが、４１４０予熱アーマクラッド被覆鋼製であることを特徴とする請求項８に記載された工具機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くは、エンジンのクランク軸フィレット又は高い応力負荷を受ける金属工作物の環状区域のディープローリング（深部までの転動鍛圧）に関するものである。より具体的には、この発明は、クランク軸又は類似の工作物のディープローリングに使用するディープローリング機のための新規な工具機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術は、以下の引用文献により明らかである。ゴットシャルクのアメリカ合衆国特許第５４９５７３８号、ゴットシャルクほかのアメリカ合衆国特許第５４４５００３号、ボーンのアメリカ合衆国特許第５４９３７６１号、ウィンケンズのアメリカ合衆国特許第５１３８８５９号、バーステインのアメリカ合衆国特許第４５６１２７６号、オスタタグのアメリカ合衆国特許第４９４７６６８号の各明細書。
【０００３】
内燃機関用のカム軸及びクランク軸等の金属工作物を強化仕上げするためには、種々の機械及び方法が採用されている。現在の多くの自動車では、小型車に搭載するため、エンジンが小型化している。自動車及びその構成部品の小型化が進むにつれて、重量軽減及び燃料効率の改善のため、エンジン及びクランク軸の小型化が必要になるわけである。
【０００４】
小型化されたクランク軸の疲れ強さ及び耐久性を改善するため、フィレットや他の円形継手区域のディープローリングの重要性が増してきた。クランクピンやジャーナルの疲れ強さ及び耐久性は、ピンジャーナルと隣接釣合い重り又はバランスウエブとの間のフィレットの中央へ、ディープローリングにより圧縮応力を加えることによって、有意に増すことができる。
【０００５】
工業分野では、ディープローリング加工時には、作業工具が工作物に接触している間、作業工及び工作物を潤滑及び／又は冷却する必要のある完全フラッディング法が長いこと用いられて来た。より新しい潤滑及び／又は冷却法は、霧の形態（例えば潤滑剤霧）での限定的な冷却剤供給を含むものである。これらの冷却／潤滑法の場合、いずれも、作業区域に前記工作物からの削り屑及び他の屑又は異物が発生し、それらが工作物や工具機構に付着する傾向がある。
【０００６】
屑が工具や工作物に付着することにより、工業分野には多くの問題が生じる。第１に、工具にかなりの摩耗や破断が生じ、工具寿命が明らかに短縮される。第２に、工具の寿命や性能を高めようと思えば、清浄化のための工具の取外しや、次の使用のため清浄化した工具を再組立てするのに、多くの人時が必要である。したがって、生産性が著しく低下する。なぜなら、清浄化処理の間は、ディープローリング工程は実施できないからである。第３に作業区域の周囲に集まる屑が、ディープローリング工程中に工具と工作物との間に入り込み、圧縮応力を不整合にし、ディープローリング加工の効果を事実上無効にする。したがって、当業者は、ディープローリング工程中、作業工具による加工に、特に流体霧又は潤滑剤霧が用いられる場合、工具と工作物とを屑から保護する解決策を、長いこと求めて来た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一目的は、清浄化のために工具を取外す必要のない新規な工具構成を得ることである。
本発明の別の目的は、清浄化処置が必要になれば、容易に組付け及び取外しが可能な下方工具の構成を得ることである。
本発明の更に別の目的は、取外すことなしに、従来式の超音波清浄システム内で清浄化できる新規な構成の工具を得ることである。
本発明のそのほかの目的、特徴、利点は、添付図面（同じ部材には、それぞれ同じ符号が付してある）について行う以下の説明及び各請求項から明らかとなろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、前記及び他の目的並びに利点は、ディープローリング加工で圧縮応力を加えるために使用する上方及び下方の工具の新規な構成によって達せられた。上方及び下方の工具のこの独特な構成によって、ディープローリング工程中に異物や屑が通り抜けられる複数開口を備えるようにした。
【０００９】
各工具に複数の開口を設け、ディープローリング加工の潤滑液によって、屑が開口を容易に通過するようにする構成は、工業分野において、これまで知られていなかった、もしくは使用されていなかった。工具又は工作物の周囲に屑が集まり、付着するのを防止することによって、ディープローリング工程中に、清浄化目的で工具を取外す必要は少なくなる。
【００１０】
したがって、ディープローリング加工中に工具を清浄化するさい、工具を取外す無駄な手間に、製造作業が煩わされなくなる。同様に、清浄化の頻度が低減されるため、人時が、工具の清浄化で浪費されることもなくなる。
【００１１】
加えて工作物が清浄になる利点が得られる。工作物から屑が除去できることで、製品がより清浄になり、常に顧客から歓迎される。更に、ディープローリング加工中に工具が工作物と接触する区域の周囲に屑が集まりにくくなる。その結果、より精密なディープローリング加工が可能になり、環状フィレットに極めて効果的な圧縮応力を加えることができるようになる。
【００１２】
工具の清浄化が必要な場合は、複数開口が設けてあるため、工具を完全に取外すことなく、従来の超音波清浄システム内で十分に清浄化できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１には、本発明による上方工具１０が示されている。
工具１０は、環状開口１４を形成する一方の側部を有する長方形のハウジング１２を備えている。前記環状開口１４は、ねじ固定部材１６によりハウジング１２に固定された環状カバー板１８によって閉じられている。カバー板１８は、円筒形ハブ２８の一端を受容する環状穴３２を有している。本発明のハウジング１２とカバー板１８だけの組合わせは、より完全な形で図２に示してある。
【００１４】
図１に示したように、ハウジング１２は、ねじ固定部材２５、２６によって調節可能に固定された１対のＬ字形作業ロール保持器２０、２１を有している。前記保持器２０、２１は、ケージ１５のための切欠きを有する端部２７、２９を備えている。前記ケージ１５は、作業ロール２２が、ほぼ上方及び外方へ浮動回転できるように支持し、これにより前記作業ロール２２の作業周部が、クランク軸ジャーナルのフィレット又は類似工作物に接触し、ディープローリングによる圧縮応力を与えることができる。上方作業工具の構成は、工業分野では、ゴットシャルクほかのアメリカ合衆国特許第５４４５００３号に開示されたものが広く知られており、ここに引用しておく。
【００１５】
しかし、引用した特許のうちには、複数開口のカバー板の提案は見られず、また複数開口を有するハウジングの提案も見られない。本発明によるカバー板１８には、前記カバー板１８の中心から外方へ放射状に位置する不連続の同心円形状の第１の複数開口２４が形成されている。加えて、環状開口１４に向かい合った、ハウジング１２の側部１３にも、この側部１３の中心から外方へ放射状に位置する不連続の同心円形状の第２の複数開口（図示せず）が設けられている。第１の複数開口２４と、第２の複数開口とは整合する位置に設けられている。
【００１６】
図４には、本発明の下方作業工具４０が側面図で示されている。この工具４０は主ボディを有し、この主ボディが、横方向に間隔をおいた両側部を一体に支持する縦軸５７を備えたほぼＬ字形の部材を形成している。これによって、図４〜図６に示したように、下方作業工具の一体の開放的な構成が可能になる。各側部は、互いに対称的に整合され、間隔をおいた１対の隆起部６２、７２及び６３、７３を有している。これら各隆起部は環状レース６４、７４、６５、７５を形成している。２つのハブ６１、７１は、両側部間に軸方向に位置し、平頭ねじ（図示せず）により前記隆起部７３、６２に固定された前記ハブと対向的に整列されたレースによって支持されている。前記平頭ねじは、それぞれテーパ状開口４２、４４を貫通して位置している。１対の受容ロール５１、５３は、針軸受５５（図４に、隆起部７２の一部を破断して示してある）により回転可能に支承されている。針軸受５５は、前記ハブ６１、７１により支持されている。
【００１７】
下方作業工具は、ディープローリング加工時には、通常、工作物の下方に位置するため、大部分の屑は工具の周囲に集まり、この結果、完全な清浄化のためには、取外しが必要となる。取外しが必要な場合には、一体の開放的構成のため、簡単に組付け及び取外しが可能である。取外しを要するのは、ハブ６１、７１とロール５１、５３のみであり、工具４０の開放端部から簡単に取外すことができる。したがって、清浄化が必要な場合、工具の清浄化には最小限の人時が必要なだけで、工具の休止時間は大幅に縮小され、生産性が著しく向上する。
【００１８】
前記下方作業工具４０の縦軸５７には、図４に示したように、２つの長方形の開口５８、５９が設けられている。開口５８、５９は、ディープローリング加工中、前記ハブの下方に位置し、十分な大きさを有しているので、潤滑液及び屑は、前記受容ロール５１、５３のところを渋滞なしに流れることができる。加えて、隆起部６２、７２、６３、７３には、複数開口７０が形成されているが、ディープローリング加工中、前記ハブ６１、７１を適切に支持するための各隆起部６のための構造物は十分に残されている。これら開口の組合わせによって、大部分の屑は、工具及び工作物のところを円滑に通過することができる。
【００１９】
以上に開示した本発明の好適実施態様は、言うまでもなく、本発明の長所、目的、利点が得られるように考慮されたものであるが、他方、本発明には、添付クレイムの範囲又は適正な意味を逸脱することなしに変更態様、変化形、改変が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、フィレットのディープローリング加工に用いる本発明の上方作業工具の側面図。
【図２】図１のハウジング部分とカバー板との側面図。
【図３】図２のハウジングの右端部の端面図。
【図４】本発明の、一方の隆起部を部分的に破断して示した下方作業工具の側面図。
【図５】図４の主ボディの左端部の端面図。
【図６】図５の主ボディの平面図である。
【符号の説明】
１０  上方作業工具
１２  ハウジング
１４  環状開口
１６；２５，２６  ねじ固定部
１８  カバー板
２０，２１  ロール保持器
２２  作業ロール
２４  開口
２８；６１，７１  ハブ
４０  下方作業工具
４２，４４  開口
５１，５３  受容ロール
５５  針軸受け
５７  縦軸
６２，７２，６３，７３  隆起部
６４，７４，６５，７５  環状レース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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