JP2000176721A - 円筒部材の溝形成方法および溝形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】切削加工により凹状の溝８０を形成した
後，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。回転可能な円盤形状を有すると共にその
外周端に溝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フィレットツール２１
を用いる。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２１
５を溝８０の内部に挿入して，底コーナ部８５を押圧面
２１５により押圧して圧縮加工する。

Description

【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８
０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：１
７％）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，請求項２の発明のように，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とが
好ましい。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３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，請求項４の発明のように，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とが
好ましい。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。

【００２６】次に，請求項７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切削刃部
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
記切削刃部の先端の回転半径Ａと上記圧縮部の先端の回
転半径ＢとはＢ≧Ａの関係にある複合工具を用い，該複
合工具を回転させながら上記円筒部材に上記切削刃部と
上記圧縮部とを交互に接触させて，切削と圧縮加工とを
交互に行うことを特徴とする円筒部材の溝形成方法にあ
る。

【００２７】本発明において最も注目すべきことは，上
記切削刃部と圧縮部とを併せ持つ上記複合工具を用い，
上記溝の切削加工と圧縮加とを交互に行うことである。

【００２８】上記切削刃部としては，従来より切削加工
に用いられるバイト等を適用することができる。また，
上記圧縮部としては，上述したフィレットツールのよう
に回転可能な円盤状のものでもよいし，固定されて上記
溝と摺動するタイプのものでもよい。また，上記切削刃
部の先端の回転半径Ａと上記圧縮部の先端の回転半径Ｂ
とはＢ≧Ａの関係とする。Ｂ＜Ａの場合には，底コーナ
部を加工硬化させることが困難となる。

【００２９】また，上記圧縮部の上記押圧面は，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
有していることが好ましい。これにより，上記押圧面に
より実際に圧縮加工された部分と，圧縮加工されなかっ
た隣接部との境界部を，バリ等のないスムーズな形状に
仕上げることができる。

【００３０】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，上記切削刃部と圧縮部とを有する上
記複合工具を回転させながら上記円筒部材の内周面また
は外周面に接触させる。また，上記切削刃部と圧縮部の
回転半径の関係は，上記のごとく，Ｂ≧Ａの関係にあ
る。そのため，上記切削刃部により切削加工されて形成
された溝部の上記底コーナ部には，Ｂ−Ａの寸法分だけ
圧縮するように上記押圧面が当接する。それ故，底コー
ナ部は，押圧面により圧縮加工されて加工硬化する。

【００３１】即ち，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。

【００３２】次に，請求項８の発明のように，上記圧縮
部は上記複合工具上において回転可能に設けられている
ことが好ましい。即ち，上記圧縮部は，上記複合工具全
体の回転により公転しつつ，自己の回転により自転でき
るよう設けることが好ましい。この場合には，上記圧縮
部の押圧面と溝の底コーナ部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，スムーズに圧縮加工することがで
きる。

【００３３】次に，請求項９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切削刃部
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
記切削刃部の先端の回転半径Ａと上記圧縮部の先端の回
転半径ＢとはＢ≧Ａの関係にある複合工具と，該複合工
具を回転させながら上記円筒部材に上記切削刃部と上記
圧縮部とを交互に接触させるよう上記複合工具を移行さ
せる工具移行手段と上記複合工具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。

【００３４】本発明の溝形成装置においては，上記複合
工具を，上記工具移行手段により回転させながら移行さ
せると共に，上記回転手段により複合工具と円筒部材と
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。

【００３５】次に，請求項１０の発明のように，上記圧
縮部は上記複合工具上において回転可能に設けられてい
ることが好ましい。これにより，上記のごとく，上記圧
縮部を公転させると共に自転させることができ，上記押
圧面と溝の底コーナ部とを摺動させずにスムーズに接触
させることができる。

【００３６】次に，請求項１１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，該すくい面の先端
コーナ部の少なくとも一方には，上記すくい面の端部を
内方に後退させて露出させたバニッシュ部を有するバイ
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１２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，該すくい面の先
端コーナ部の少なくとも一方には，上記すくい面の端部
を内方に後退させて露出させたバニッシュ部を有し，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８
９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φ１３７
ｍｍ，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，６
０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２
２０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２
１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２
１６の曲率Ｒ１と逆方向の曲率Ｒ２の円弧状の基端部２
１７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Ａ
ＤＣ１２（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（ＪＩ
Ｓ）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Ｓ
２，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ＡＤＴ１
７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０．１５
ｍｍ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８０
２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３
２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３
０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３
１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８０
１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】実施形態例５ 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１
３（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８０
１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】実施形態例６ 本例は，図１５に示すごとく，実施形態例５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，実施形態例５と同様であ
る。

【００７７】本例においては，圧縮部５２を複合工具５
０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７ 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１
６，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６
２５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６４
１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，実施形態例５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６
０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６２
１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，
すくい面６２の底辺部，すくい面６２の側辺部に，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】実施形態例５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】実施形態例５における，溝形成装置の構造を
示す説明図。

【図１５】実施形態例６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７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７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７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，

フロントページの続き (72)発明者 池田 重晴 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 日高 実 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 福島 博徳 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 中永 秀隆 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 Ｆターム(参考） 3C022 AA04 AA07 AA08 AA10 EE07 EE11 EE12 EE17 FF00 GG00 JJ00

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【請求項２】 請求項１において，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とを特徴とする
   円筒部材の溝形成方法。
3. 【請求項３】 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。
4. 【請求項４】 請求項３において，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とを特徴とする
   フィレット加工装置。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【請求項７】 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切削刃部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，上記切削刃部の先端の回転半
   径Ａと上記圧縮部の先端の回転半径ＢとはＢ≧Ａの関係
   にある複合工具を用い，該複合工具を回転させながら上
   記円筒部材に上記切削刃部と上記圧縮部とを交互に接触
   させて，切削と圧縮加工とを交互に行うことを特徴とす
   る円筒部材の溝形成方法。
8. 【請求項８】 請求項７において，上記圧縮部は上記複
   合工具上において回転可能に設けられていることを特徴
   とする円筒部材の溝形成方法。
9. 【請求項９】 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切削刃部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，上記切削刃部の先端の回転半
   径Ａと上記圧縮部の先端の回転半径ＢとはＢ≧Ａの関係
   にある複合工具と，該複合工具を回転させながら上記円
   筒部材に上記切削刃部と上記圧縮部とを交互に接触させ
   るよう上記複合工具を移行させる工具移行手段と上記複
   合工具と上記円筒部材とを相対的に回転させる回転手段
   とを有を有することを特徴とする円筒部材の溝形成装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項９において，上記圧縮部は上記
    複合工具上において回転可能に設けられていることを特
    徴とする円筒部材の溝形成装置。
11. 【請求項１１】 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，該すくい面の先端コーナ部の少なくとも一
    方には，上記すくい面の端部を内方に後退させて露出さ
    せたバニッシュ部を有するバイトを用い，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。
12. 【請求項１２】 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，該すくい面の先端コーナ部の少なくとも
    一方には，上記すくい面の端部を内方に後退させて露出
    させたバニッシュ部を有し，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。