JP2019514702A - ローラ・バニシング・ツール - Google Patents
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Abstract
本発明は、前進方向（Ｖ）に突出するローラ支持部（１２）を有し、そのローラ支持部上に、円周方向に、工作物の表面を加工する少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）が、ローラ軸（Ａ）周りに回転可能に設けられ、少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）が、工作物と接触する接触面を有する、ローラ・バニシング・ツール（１０）に関する。本発明によれば、少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）が、円筒形の基本形状を有し、少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）が、半径方向（Ｒ）に移動可能に装着されている。【選択図】図１
Description
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のローラ・バニシング・ツールに関する。さらに、本発明は、ローラ・ケージ、ローラ・ケージ半体、インナ・ローラ、インナ・ローラ・セット、およびそのようなローラ・バニシング・ツールの組立に関する。
そのようなローラ・バニシング・ツールが知られており（たとえば、特許文献１参照）、バニシング・ローラの形態の円錐形に設計されたローラ本体によって、粗い面を研削せずに平滑にするように働く。ローラ・バニシング・ツールは、旋盤加工、フライス加工、研削などの粗加工工程後、通常、表層構造または粗さを有する金属面を平滑にするために使用される。この場合、バニシング・ローラを担持するローラ・バニシング・ツールのローラ支持部が、円周方向に回転しながら加工する工作物の表面に沿って送り方向に移動し、バニシング・ローラが加工面に接触する。工作物の表層は、バニシング・ローラによる圧力に起因する塑性変形によって平滑化される。このため、走行面に垂直に向けられた力（バニシング力）が、バニシング加工の間、バニシング・ローラに加えられる。したがって、平滑作用に加え、工作物への強化作用が、さらに達成される。
平滑化される工作物は、たとえば、アルミニウムなどの軟質材料から製作され、バニシング・ローラは、鋼鉄、硬質合金、ソリッド・カーバイドなどの、平滑化される工作物に対して硬い材料から製作される。硬質合金は、焼結カーバイド硬質合金（超硬合金）と理解される。硬質合金は、主として９０〜９４％のタングステン・カーバイド、チタン・カーバイド、タンタル・カーバイド、クロム・カーバイド、またはバナジウム・カーバイド（強化相）と、６〜１０％のコバルト（固着料、結合材、靭性成分）および場合によっては炭素とから構成される。タングステン・カーバイドの結晶粒は、平均約０．５〜１μｍの大きさである。コバルトは、間隙を埋める。
従来のローラ・バニシング・ツールでは平滑化作用が主ではあるが、ローラ・バニシング・ツールの強化および変形作用もまた、さらに利用することができる。それにより、たとえば、加工面に作られている、畔部をそれらの間に有する複数の溝を、ローラ・バニシング・ツールの力を借りてアンダーカットを生じるように変形させることができることが分かる。加えられる転動力が、畔部の頂頭部分をバニシング加工および平坦化する間、畔部を上方から圧縮する一方で、溝の床は実質的に変化を受けない。この作用は、アンダーカットを有する溝を従来の切削方法を用いて作るのは複雑であり時間が掛かるので、特に有益である。そして、コーティング材を、アンダーカットを有する溝に導入することができ、このコーティング材を溝のアンダーカット部分に係合させることができ、それによって、コーティング材が溝内に極めて強固に定着される。そのような方法が、たとえば、特許文献２によって知られている。
しかし、円錐形の設計に起因して、特許文献１によるバニシング・ローラは、その回転軸内に延在する長手方向軸に沿って異なる周速を有し、したがって、加工する表面上で部分的にしか望み通りの転動をせず、しかしながら、他の部分では、バニシング・ローラは、加工する面上を望ましくない態様で摺動し、それによって、ローラ・バニシング・ツールの摩耗が増加し、したがってその耐用寿命が減少することが明らかになった。
したがって、本発明の目的は、バニシング・ローラが、使用中、加工面上を望ましくない態様で摺動することのない改良されたローラ・バニシング・ツールを提供することである。
その目的は、本発明により、請求項１に示された特徴を有する、前述の形式のローラ・バニシング・ツールによって解決される。本発明の有利な実施形態が、従属請求項に詳述される。
前述の形式のローラ・バニシング・ツールを用いて、本発明により、少なくとも１つのバニシング・ローラが、円筒形の基本形状を有し、その少なくとも１つのバニシング・ローラを、半径方向に変位可能に装着することが行われる。
利点は、少なくとも１つのバニシング・ローラに異なる周速を有する部分がないため、加工面上でバニシング・ローラが１つの転動運動のみを行うことである。したがって、ローラ・バニシング・ツールは、受ける摩耗が少なくなり、面の加工は、より精密に行われる。
好ましい実施形態によれば、ローラ支持部は、ローラ軸と実質的に平行に延在する回転軸を有する。「実質的に」とは、通常の製造公差内にあることと理解される。したがって、ローラ・バニシング・ツールは、極めて単純な設計を有し、特に取り扱いが容易である。
別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのバニシング・ローラを収容するローラ・ケージが環状基本形状を有し、インナ・ローラが、ローラ・ケージに挿入され、インナ・ローラが外面を有し、その外面が、バニシング・ローラの外面と連係する。したがって、インナ・ローラは、バニシング・ローラの半径方向位置を確定させるか、またはバニシング・ローラの半径方向の変位を制約する。
別の好ましい実施形態によれば、ローラ・ケージとインナ・ローラとは隙間嵌めを有する。この場合、「隙間嵌め」とは、機械的構成要素が、装着された後、アセンブリの別の構成要素または機能ユニットに対して自由に動作可能に、ローラ・ケージとインナ・ローラとを寸法設定することであると理解される。したがって、環状ローラ・ケージの内径の最小寸法が、インナ・ローラの外径の最大寸法より必ず大きく、ボーダーラインの場合でもほんの僅かに大きい。
別の好ましい実施形態によれば、インナ・ローラが、ローラ・ケージに取外し可能に挿入される。したがって、インナ・ローラは、ローラ・ケージから取り外し、加工することによって、新たな工作状況に適合させることができ、あるいは、第１のインナ・ローラを、第１のインナ・ローラとは異なる外径を有する第２のインナ・ローラと交換し、それによって、バニシング・ローラの半径方向位置もしくはバニシング・ローラの半径方向の変位可能限界を変化させ、または適合させることができる。
別の好ましい実施形態によれば、ローラ・ケージとインナ・ローラとは、異なる材料を有する対の材料から製作される。その結果、適切な対の材料を選択することによって、ローラ・ケージとインナ・ローラとの摩擦を低減することができる。たとえば、ローラ・ケージを赤色黄銅から製作することができ、インナ・ローラを鋼鉄から製作することができる。
別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのバニシング・ローラとローラ・ケージとは、異なる材料を有する対の材料から製作される。したがって、適切な対の材料を選択することによって少なくとも１つのバニシング・ローラとローラ・ケージとの摩擦を低減することができる。たとえば、少なくとも１つのバニシング・ローラを鋼鉄、硬質合金、またはソリッド・カーバイドから製作する。
別の好ましい実施形態によれば、インナ・ローラは、液体搬送ダクトを有する。液体搬送ダクトを通して冷却剤および／または潤滑剤を、インナ・ローラおよびローラ・ケージから構成されるアセンブリに供給することができ、それによって、インナ・ローラおよびローラ・ケージを冷却および／または潤滑する。
別の好ましい実施形態によれば、インナ・ローラが駆動シャフトに連結され、それによって駆動力が伝達される。作動中、駆動シャフトによって回転させられるインナ・ローラは、駆動力を少なくとも１つのバニシング・ローラに伝達し、それにより少なくとも１つのバニシング・ローラがやはり回転させられる。そして、少なくとも１つのバニシング・ローラが、それ自体は固定されている加工面上を転動する。言い替えれば、固定された中空外側シャフトを有するプラネタリ・ギアと同様な構成が形成される。
別の好ましい実施形態によれば、交換用の様々な外径を有する複数のインナ・ローラが提供される。この場合、複数のインナ・ローラのそれぞれは、異なる外径を有する。したがって、第１のインナ・ローラを、第１のインナ・ローラとは異なる外径を有する第２のインナ・ローラと交換することで、バニシング・ローラの半径方向位置もしくはバニシング・ローラの半径方向の変位可能限界を変化させ、または適合させることができる。
別の好ましい実施形態によれば、ローラ軸に対して半径方向外側に突出する隆起を有する粗面化部分が設けられる。突出隆起は、ダイナモンド・コーティングによって形成することができる。
さらに、そのようなローラ・ケージ、少なくとも１つのそのようなローラ・ケージ半体、そのようなインナ・ローラ、そのようなインナ・ローラ・セット、およびそのようなアセンブリは、本発明に属する。
本発明は、以下に、図面を参照してさらに説明される。
本例示的実施形態によるローラ・バニシング・ツール１０は、ローラ支持部１２、ホルダ２８、第１のスペーサ・ディスク３０、第２のスペーサ・ディスク３２、およびクロス・ナット３４を有する。
ローラ支持部１２は、本例示的実施形態では環状であるローラ・ケージ２２を有し、そのローラ・ケージが、複数のバニシング・ローラ１４を回転可能に担持する。このため、本例示的実施形態におけるローラ・ケージ２２は、同じ設計による２つのローラ・ケージ半体３６ａ、３６ｂから形成され、それら半体は、合体して複数のバニシング・ローラ１４に対応する多数のバニシング・ローラ座部３８を形成する。バニシング・ローラ座部３８は、この場合、挿入されるバニシング・ローラ１４が半径方向Ｒに遊隙を有して装着されるように設計されている。
本例示的実施形態では、バニシング・ローラ１４は、実質的に円筒形の基本形状を有し、その側面が、たとえばダイヤモンド・コーティングによって形成された隆起２０をもつ部分を有する。
インナ・ローラ２４と共に、ローラ支持部１２はアセンブリ４４を形成し、本例示的実施形態のインナ・ローラ２４もまた、リング形状に設計されたローラ・ケージ２２の内側に挿入される環状基本形状を有する。ローラ支持部１２とインナ・ローラ２４との間には隙間嵌めが存在する。したがって、本例示的実施形態のローラ支持部１２の内径は、インナ・ローラ２４の外径より大きい。その結果、挿入されたインナ・ローラ２４は、バニシング・ローラ座部３８に挿入されたバニシング・ローラ１４の半径方向Ｒ、すなわち半径内向き方向の変位可能性を制約するが、バニシング・ローラ１４は、それでも、半径外向き方向に遊隙を有する。
本例示的実施形態のバニシング・ローラ座部３８は、ローラ・ケージ２２の外面に、円周方向に互いに均等に離隔して配置されている。いずれの２つのバニシング・ローラ座部３８の間にも、本例示的実施形態ではそれぞれ２つの穴がさらに形成され、それら穴には、２つローラ・ケージ半体３６ａ、３６ｂを相互に連結するために、ピンが締り嵌めで挿入される。
ローラ・ケージ２２とインナ・ローラ２４とは、異なる材料を有する対の材料から製作される。本例示的実施形態では、ローラ・ケージ２２は赤色黄銅から製作され、インナ・ローラ２４は鋼鉄から製作される。さらに、ローラ・ケージ２２と挿入されるバニシング・ローラ１４とは、やはり、異なる材料を有する対の材料から製作される。本例示的実施形態では、バニシング・ローラ１４は、ソリッド・カーバイドから製作される。
したがって、適切な対の材料を選択することによってローラ・ケージ２２とインナ・ローラ２４との間、ならびにローラ・ケージ２２とバニシング・ローラ２４との間の摩擦を低減することができる。
本例示的実施形態では、インナ・ローラ２４は、潤滑および冷却を行う本例示的実施形態では水／油エマルジョンなどの潤滑剤および／または冷却剤をローラ支持部１２に供給するための液体搬送ダクト４０をさらに有する。
本例示的実施形態では、液体搬送ダクト４０は、それぞれ、インナ・ローラ２４の軸方向両端面に、円周溝、および半径方向に延在するダクト部分を備える。
液体搬送ダクト４０は、本例示的実施形態ではホルダ２８の駆動シャフト２６の端面に配置されている出口開口４２を通して、潤滑剤および／または冷却剤を供給する。
本例示的実施形態では、第１のスペーサ・ディスク３０は、ローラ・バニシング・ツール１０の近位端に配置され、第２のスペーサ・ディスク３２およびクロス・ナット３４は、ローラ・バニシング・ツール１０の遠位端に配置される。
第１のスペーサ・ディスク３０は、第２のスペーサ・ディスク３２より大きい厚さを有し、その結果、ローラ・バニシング・ツール１０は、盲穴として形成されたシリンダの底まで容易に下すことができる。それにより、その位置のシリンダの内壁の部分を加工することができる。
図１に示されたクロス・ナット３４は、本例示的実施形態では、やはり図１に示されたホルダ２８の駆動シャフト２６とインナ・ローラ２４とを相対回転しないように連結する。
作動中、ローラ・バニシング・ツール１０は、工作物の面としてその内面を加工するレシプロ・エンジンのシリンダ・ブロックのシリンダなどの工作物に送り方向Ｖで導入される。すなわち、シリンダ内面が、加工面である。
駆動シャフト２６は、インナ・ローラ２４を、ローラ支持部１２の回転軸Ｄの周りに回転させる。インナ・ローラ２４の回転が、バニシング・ローラ１４を、本例示的実施形態では互いに平行である、バニシング・ローラ１４それぞれのローラ軸Ａの周りに回転させる。
バニシング・ローラ１４のそれらそれぞれのローラ軸Ａ周りに回転することによって、バニシング・ローラ１４が、加工するシリンダ内面上を転動する。言い替えれば、ローラ・バニシング・ツール１０は、加工するシリンダの内面を固定された外側中空軸とするプラネタリ・ギアのような構成を形成する。
インナ・ローラ２４が、半径方向Ｒ内で半径方向内方にバニシング・ローラ１４が変位するのを防止し、その結果、バニシング・ローラ１４と加工する内面との接触が確保される。
インナ・ローラ２４とローラ・ケージ２２との間の遊隙が寄与して、環状ローラ・ケージ２２内のインナ・ローラ２４を変位させることによって個々のバニシング・ローラ１４を半径方向Ｒ内で半径外方に変位させ、それによって、バニシング・ローラ１４と加工する内面との接触を回復することができる。
バニシング・ローラ１４の変位を抑える遊隙を増加または減少させるため、インナ・ローラ２４をローラ・ケージ２４から取り外し、様々な外径を有する複数のインナ・ローラから選択された別の第２のインナ・ローラと交換することができる。あるいは、ローラ・ケージ２４から取り外されたインナ・ローラ２４を、加工してその外径を減少させ、それによって、バニシング・ローラ１４の変位を抑える遊隙を増加させることができる。これは、完全に加工された工作物の内径（シリンダの内径）が所定の閾値より大きくなる場合に有益である。
バニシング・ローラ１４の円筒形の基本形状、およびバニシング・ローラ１４と加工する内面との接触を確保するためにバニシング・ローラ１４が半径方向に変位することによって、異なる周速を有する部分がなく、その結果、加工面上でバニシング・ローラ１４が１つの転動運動のみを行う。したがって、ローラ・バニシング・ツール１０は受ける摩耗が少なくなり、加工面の加工は、より精密に行われる。
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載のローラ・バニシング・ツールに関する。
そのようなローラ・バニシング・ツールが知られており（たとえば、特許文献１参照）、バニシング・ローラの形態の円錐形に設計されたローラ本体によって、粗い面を研削せずに平滑にするように働く。ローラ・バニシング・ツールは、旋盤加工、フライス加工、研削などの粗加工工程後、通常、表層構造または粗さを有する金属面を平滑にするために使用される。この場合、バニシング・ローラを担持するローラ・バニシング・ツールのローラ支持部が、円周方向に回転しながら加工する工作物の表面に沿って送り方向に移動し、バニシング・ローラが加工面に接触する。工作物の表層は、バニシング・ローラによる圧力に起因する塑性変形によって平滑化される。このため、走行面に垂直に向けられた力（バニシング力）が、バニシング加工の間、バニシング・ローラに加えられる。したがって、平滑作用に加え、工作物への強化作用が、さらに達成される。
平滑化される工作物は、たとえば、アルミニウムなどの軟質材料から製作され、バニシング・ローラは、鋼鉄、硬質合金、ソリッド・カーバイドなどの、平滑化される工作物に対して硬い材料から製作される。硬質合金は、焼結カーバイド硬質合金（超硬合金）と理解される。硬質合金は、主として９０〜９４％のタングステン・カーバイド、チタン・カーバイド、タンタル・カーバイド、クロム・カーバイド、またはバナジウム・カーバイド（強化相）と、６〜１０％のコバルト（固着料、結合材、靭性成分）および場合によっては炭素とから構成される。タングステン・カーバイドの結晶粒は、平均約０．５〜１μｍの大きさである。コバルトは、間隙を埋める。
従来のローラ・バニシング・ツールでは平滑化作用が主ではあるが、ローラ・バニシング・ツールの強化および変形作用もまた、さらに利用することができる。それにより、たとえば、加工面に作られている、畔部をそれらの間に有する複数の溝を、ローラ・バニシング・ツールの力を借りてアンダーカットを生じるように変形させることができることが分かる。加えられる転動力が、畔部の頂頭部分をバニシング加工および平坦化する間、畔部を上方から圧縮する一方で、溝の床は実質的に変化を受けない。この作用は、アンダーカットを有する溝を従来の切削方法を用いて作るのは複雑であり時間が掛かるので、特に有益である。そして、コーティング材を、アンダーカットを有する溝に導入することができ、このコーティング材を溝のアンダーカット部分に係合させることができ、それによって、コーティング材が溝内に極めて強固に定着される。そのような方法が、たとえば、特許文献２によって知られている。
しかし、円錐形の設計に起因して、特許文献１によるバニシング・ローラは、その回転軸内に延在する長手方向軸に沿って異なる周速を有し、したがって、加工する表面上で部分的にしか望み通りの転動をせず、しかしながら、他の部分では、バニシング・ローラは、加工する面上を望ましくない態様で摺動し、それによって、ローラ・バニシング・ツールの摩耗が増加し、したがってその耐用寿命が減少することが明らかになった。
特許文献３は、孔表面の表面粗さを平坦化するためのローラ・ツールを開示している。このローラ・ツールは、孔に導入するための駆動シャフトと、駆動シャフトの挿入端に配置された複数のローラを有するローラ装置とを備えている。ローラ装置は、シャフトが回転するときに、ローラ装置のローラが少なくとも部分的にローラ支持部上で回転するように、ローラ支持部上に配置され、これにより、ローラ支持部が、ローラからの圧力により弾性的に変形可能なスリーブから形成される。ローラ装置は、長手軸と同軸に配置されて軸方向に延在するエッジ・バーにより形成され、その中にノッチ上に形成されたローラ座を有するローラ・ガイドを有している。全体として、ローラ・ガイドは、挿入端に一体形成されたクラウン上のデザインを有している。ローラ座は、長手軸と平行に延在しており、十分な遊びを持たせながらローラを案内する、凹状に形成された案内面を有しているので、ローラ座内でのローラの回転に加え、ローラの半径方向の移動をも可能となる。ローラ・ガイドと軸受ピンとの間で、スリーブが、ローラ装置の内側転がり半径ｒに対応する外径寸法を有する軸受ピン上の浮動軸受配置内に配置されており、ローラがスリーブの外周上を回転することができる。
特許文献３は、ローラが回転する外周上のスリーブを開示している。しかしながら、このスリーブは、ローラにより変形されるローラ支持装置としてのみ機能し、その結果、粗さのピークがロールオーバーしたときに、スリーブの弾性回復力によりローラ上で圧力が上昇し、粗さのピークが繰り返しロールオーバーして平坦化される。スリーブは、シャフトにねじ込まれた軸受ピン上で浮動的に配置される。したがって、スリーブは、駆動力を伝達するために駆動シャフトに連結されていない。
特許文献４は、内面を加工するためのツールを開示している。このツールは、シャフトと、回転自在なコアと、球体と、バニシング要素とを有している。この場合、回転自在なコアは、球体を介してシャフトにのみに接触する。したがって、回転自在なコアは、駆動力を伝達するためにシャフトに連結されていない。
特許文献５は、孔をプレス研磨するためのマンドレルを開示している。このマンドレルは、円筒状に設計され、マンドレル内に配置された中心錐上を走行するローラを有している。マンドレル自体は駆動シャフトであり、ローラ用のケージを形成している。中心錐は、駆動力を伝達するためにシマンドレルに連結されていない。むしろ、２つのボールの間に浮動状態で取り付けられている。
したがって、本発明の目的は、改良されたローラ・バニシング・ツールを提供することである。
その目的は、本発明により、請求項１に示された特徴を有する、前述の形式のローラ・バニシング・ツールによって解決される。本発明の有利な実施形態が、従属請求項に詳述される。
前述の形式のローラ・バニシング・ツールを用いて、本発明により、インナ・ローラがローラ・バニシング・ツールの駆動シャフトに連結され、それによって駆動力が伝達される。
利点は、固定された中空外側シャフトを有するプラネタリ・ギアと同様な構成が形成されることである。作動中、駆動シャフトによって回転させられるインナ・ローラは、駆動力を少なくとも１つのバニシング・ローラに伝達し、それにより少なくとも１つのバニシング・ローラがやはり回転させられる。そして、少なくとも１つのバニシング・ローラが、それ自体は固定されている加工面上を転動する。
好ましい実施形態によれば、ローラ支持部は、ローラ軸と実質的に平行に延在する回転軸を有する。「実質的に」とは、通常の製造公差内にあることと理解される。したがって、ローラ・バニシング・ツールは、極めて単純な設計を有し、特に取り扱いが容易である。
別の好ましい実施形態によれば、ローラ・ケージとインナ・ローラとは隙間嵌めを有する。この場合、「隙間嵌め」とは、機械的構成要素が、装着された後、アセンブリの別の構成要素または機能ユニットに対して自由に動作可能に、ローラ・ケージとインナ・ローラとを寸法設定することであると理解される。したがって、環状ローラ・ケージの内径の最小寸法が、インナ・ローラの外径の最大寸法より必ず大きく、ボーダーラインの場合でもほんの僅かに大きい。
別の好ましい実施形態によれば、インナ・ローラが、ローラ・ケージに取外し可能に挿入される。したがって、インナ・ローラは、ローラ・ケージから取り外し、加工することによって、新たな工作状況に適合させることができ、あるいは、第１のインナ・ローラを、第１のインナ・ローラとは異なる外径を有する第２のインナ・ローラと交換し、それによって、バニシング・ローラの半径方向位置もしくはバニシング・ローラの半径方向の変位可能限界を変化させ、または適合させることができる。
別の好ましい実施形態によれば、ローラ・ケージとインナ・ローラとは、異なる材料を有する対の材料から製作される。その結果、適切な対の材料を選択することによって、ローラ・ケージとインナ・ローラとの摩擦を低減することができる。たとえば、ローラ・ケージを赤色黄銅から製作することができ、インナ・ローラを鋼鉄から製作することができる。
別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのバニシング・ローラとローラ・ケージとは、異なる材料を有する対の材料から製作される。したがって、適切な対の材料を選択することによって少なくとも１つのバニシング・ローラとローラ・ケージとの摩擦を低減することができる。たとえば、少なくとも１つのバニシング・ローラを鋼鉄、硬質合金、またはソリッド・カーバイドから製作する。
別の好ましい実施形態によれば、インナ・ローラは、液体搬送ダクトを有する。液体搬送ダクトを通して冷却剤および／または潤滑剤を、インナ・ローラおよびローラ・ケージから構成されるアセンブリに供給することができ、それによって、インナ・ローラおよびローラ・ケージを冷却および／または潤滑する。
別の好ましい実施形態によれば、交換用の様々な外径を有する複数のインナ・ローラが提供される。この場合、複数のインナ・ローラのそれぞれは、異なる外径を有する。したがって、第１のインナ・ローラを、第１のインナ・ローラとは異なる外径を有する第２のインナ・ローラと交換することで、バニシング・ローラの半径方向位置もしくはバニシング・ローラの半径方向の変位可能限界を変化させ、または適合させることができる。
別の好ましい実施形態によれば、ローラ軸に対して半径方向外側に突出する隆起を有する粗面化部分が設けられる。突出隆起は、ダイナモンド・コーティングによって形成することができる。
本発明は、以下に、図面を参照してさらに説明される。
本例示的実施形態によるローラ・バニシング・ツール１０は、ローラ支持部１２、ホルダ２８、第１のスペーサ・ディスク３０、第２のスペーサ・ディスク３２、およびクロス・ナット３４を有する。
ローラ支持部１２は、環状であるローラ・ケージ２２を有し、そのローラ・ケージが、複数のバニシング・ローラ１４を回転可能に担持する。このため、本例示的実施形態におけるローラ・ケージ２２は、同じ設計による２つのローラ・ケージ半体３６ａ、３６ｂから形成され、それら半体は、合体して複数のバニシング・ローラ１４に対応する多数のバニシング・ローラ座部３８を形成する。バニシング・ローラ座部３８は、この場合、挿入されるバニシング・ローラ１４が半径方向Ｒに遊隙を有して装着されるように設計されている。
バニシング・ローラ１４は、実質的に円筒形の基本形状を有し、その側面が、たとえばダイヤモンド・コーティングによって形成された隆起２０をもつ部分を有する。
インナ・ローラ２４と共に、ローラ支持部１２はアセンブリ４４を形成し、インナ・ローラ２４もまた、リング形状に設計されたローラ・ケージ２２の内側に挿入される環状基本形状を有する。ローラ支持部１２とインナ・ローラ２４との間には隙間嵌めが存在する。したがって、本例示的実施形態のローラ支持部１２の内径は、インナ・ローラ２４の外径より大きい。その結果、挿入されたインナ・ローラ２４は、バニシング・ローラ座部３８に挿入されたバニシング・ローラ１４の半径方向Ｒ、すなわち半径内向き方向の変位可能性を制約するが、バニシング・ローラ１４は、それでも、半径外向き方向に遊隙を有する。
本例示的実施形態のバニシング・ローラ座部３８は、ローラ・ケージ２２の外面に、円周方向に互いに均等に離隔して配置されている。いずれの２つのバニシング・ローラ座部３８の間にも、本例示的実施形態ではそれぞれ２つの穴がさらに形成され、それら穴には、２つローラ・ケージ半体３６ａ、３６ｂを相互に連結するために、ピンが締り嵌めで挿入される。
ローラ・ケージ２２とインナ・ローラ２４とは、異なる材料を有する対の材料から製作される。本例示的実施形態では、ローラ・ケージ２２は赤色黄銅から製作され、インナ・ローラ２４は鋼鉄から製作される。さらに、ローラ・ケージ２２と挿入されるバニシング・ローラ１４とは、やはり、異なる材料を有する対の材料から製作される。本例示的実施形態では、バニシング・ローラ１４は、ソリッド・カーバイドから製作される。
したがって、適切な対の材料を選択することによってローラ・ケージ２２とインナ・ローラ２４との間、ならびにローラ・ケージ２２とバニシング・ローラ２４との間の摩擦を低減することができる。
本例示的実施形態では、インナ・ローラ２４は、潤滑および冷却を行う本例示的実施形態では水／油エマルジョンなどの潤滑剤および／または冷却剤をローラ支持部１２に供給するための液体搬送ダクト４０をさらに有する。
本例示的実施形態では、液体搬送ダクト４０は、それぞれ、インナ・ローラ２４の軸方向両端面に、円周溝、および半径方向に延在するダクト部分を備える。
液体搬送ダクト４０は、本例示的実施形態ではホルダ２８の駆動シャフト２６の端面に配置されている出口開口４２を通して、潤滑剤および／または冷却剤を供給する。
本例示的実施形態では、第１のスペーサ・ディスク３０は、ローラ・バニシング・ツール１０の近位端に配置され、第２のスペーサ・ディスク３２およびクロス・ナット３４は、ローラ・バニシング・ツール１０の遠位端に配置される。
第１のスペーサ・ディスク３０は、第２のスペーサ・ディスク３２より大きい厚さを有し、その結果、ローラ・バニシング・ツール１０は、盲穴として形成されたシリンダの底まで容易に下すことができる。それにより、その位置のシリンダの内壁の部分を加工することができる。
図１に示されたクロス・ナット３４は、本例示的実施形態では、やはり図１に示されたホルダ２８の駆動シャフト２６とインナ・ローラ２４とを相対回転しないように連結する。
作動中、ローラ・バニシング・ツール１０は、工作物の面としてその内面を加工するレシプロ・エンジンのシリンダ・ブロックのシリンダなどの工作物に送り方向Ｖで導入される。すなわち、シリンダ内面が、加工面である。
駆動シャフト２６は、インナ・ローラ２４を、ローラ支持部１２の回転軸Ｄの周りに回転させる。インナ・ローラ２４の回転が、バニシング・ローラ１４を、本例示的実施形態では互いに平行である、バニシング・ローラ１４それぞれのローラ軸Ａの周りに回転させる。
バニシング・ローラ１４のそれらそれぞれのローラ軸Ａ周りに回転することによって、バニシング・ローラ１４が、加工するシリンダ内面上を転動する。言い替えれば、ローラ・バニシング・ツール１０は、加工するシリンダの内面を固定された外側中空軸とするプラネタリ・ギアのような構成を形成する。
インナ・ローラ２４が、半径方向Ｒ内で半径方向内方にバニシング・ローラ１４が変位するのを防止し、その結果、バニシング・ローラ１４と加工する内面との接触が確保される。
インナ・ローラ２４とローラ・ケージ２２との間の遊隙が寄与して、環状ローラ・ケージ２２内のインナ・ローラ２４を変位させることによって個々のバニシング・ローラ１４を半径方向Ｒ内で半径外方に変位させ、それによって、バニシング・ローラ１４と加工する内面との接触を回復することができる。
バニシング・ローラ１４の変位を抑える遊隙を増加または減少させるため、インナ・ローラ２４をローラ・ケージ２４から取り外し、様々な外径を有する複数のインナ・ローラから選択された別の第２のインナ・ローラと交換することができる。あるいは、ローラ・ケージ２４から取り外されたインナ・ローラ２４を、加工してその外径を減少させ、それによって、バニシング・ローラ１４の変位を抑える遊隙を増加させることができる。これは、完全に加工された工作物の内径（シリンダの内径）が所定の閾値より大きくなる場合に有益である。
バニシング・ローラ１４の円筒形の基本形状、およびバニシング・ローラ１４と加工する内面との接触を確保するためにバニシング・ローラ１４が半径方向に変位することによって、異なる周速を有する部分がなく、その結果、加工面上でバニシング・ローラ１４が１つの転動運動のみを行う。したがって、ローラ・バニシング・ツール１０は受ける摩耗が少なくなり、加工面の加工は、より精密に行われる。
Claims (16)
- 送り方向（Ｖ）に突出するローラ支持部（１２）を有し、前記ローラ支持部上に、円周方向に、工作物の表面を加工する少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）が、ローラ軸（Ａ）周りに回転可能に配置され、
前記少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）が、前記工作物と接触する接触面を有し、
前記少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）が、円筒形の基本形状を有し、前記少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）が、半径方向（Ｒ）に変位させられるように装着されている、ローラ・バニシング・ツール（１０）。 - 前記ローラ支持部（１２）が、前記ローラ軸（Ａ）と実質的に平行に延在する回転軸（Ｄ）を有する、請求項１に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。
- 前記少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）を収容するローラ・ケージ（２２）が、環状基本形状を有し、インナ・ローラ（２４）が、前記ローラ・ケージ（２２）に挿入され、
前記インナ・ローラ（２４）が外面を有し、
前記インナ・ローラ（２４）の前記外面が、前記バニシング・ローラ（１４）の外面と連係する、請求項１または２に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。 - 前記ローラ・ケージ（２２）と前記インナ・ローラ（２４）とが隙間嵌めを有する、請求項３に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。
- 前記インナ・ローラ（２４）が、前記ローラ・ケージ（２２）に取外し可能に挿入される、請求項３または４に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。
- 前記ローラ・ケージ（２２）と前記インナ・ローラ（２４）とが、異なる材料を有する対の材料から製作される、請求項３、４、または５に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。
- 前記ローラ・ケージ（２２）と前記少なくとも１つのバニシング・ローラ（１４）とが、異なる材料を有する対の材料から製作される、請求項３から６のいずれか一項に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。
- 前記インナ・ローラ（２４）が、液体搬送ダクト（４０）を有する、請求項３から７のいずれか一項に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。
- 前記インナ・ローラ（２４）が、前記ローラ・バニシング・ツール（１０）の駆動シャフト（２６）に連結され、それによって駆動力が伝達される、請求項３から８のいずれか一項に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。
- 交換用の様々な外径をもつ複数のインナ・ローラ（２４）を有するインナ・ローラ・セットが提供される、請求項３から９のいずれか一項に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。
- 隆起（２０）を有する粗面化部分（１８）が、前記ローラ軸（Ａ）に対して半径方向外側に突出する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）。
- 請求項１から１１のいずれか一項に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）用のローラ・ケージ（２２）。
- 請求項１２に記載のローラ・ケージ（２２）用のローラ・ケージ半体（３６ａ、３６ｂ）。
- 請求項１から１１のいずれか一項に記載のローラ・バニシング・ツール（１０）用のインナ・ローラ（２４）。
- 様々な外径を有する複数の請求項１４に記載のインナ・ローラ（２４）を有するインナ・ローラ・セット。
- 請求項１２に記載の少なくとも１つのローラ・ケージ（２２）、および請求項１４に記載のインナ・ローラ（２４）を有するアセンブリ（４４）。
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