JP3522142B2 - ポイントバニッシング工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バニッシング仕上
げに使用するポイントバニッシング工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】工作物表面の小さい凸部を潰し凹部を埋
めて表面を平滑にするためにバニッシング仕上げが行わ
れる。このバニッシング仕上げには、工作物表面と所定
圧で圧接してスライドするダイヤモンドなどの高硬度先
端部を有する軸状の押圧部材が用いられ、高硬度先端部
で工作物表面をわずかに塑性変形させて平滑にする。

【０００３】例えば、浸炭焼入れ後のギヤ端面を旋削加
工後にバニッシング仕上げする場合、先端部にダイヤモ
ンドを埋め込んだ軸状の押圧部材を具えた工具を用いて
トラバース工法にて仕上げ加工される。かかるバニッシ
ング仕上げをするポイントバニッシング工具の従来例
を、図４乃至図６を参照して説明する。

【０００４】図４のポイントバニッシング工具は、工作
物１に接してバニッシング仕上げする軸状の押圧部材２
と、押圧部材２の外周に嵌挿されて押圧部材２を軸方向
に移動可能に保持するキャップ状の保持部材４と、保持
部材４に螺装されて連結される連結部材５と、押圧部材
２と連結部材５との間に圧縮挿入された弾性部材７と、
保持部材４を止めねじ１４で脱着可能に支持する筒状の
工具本体１１を備える。工具本体１１が旋盤のタレット
２０にねじ止め等で脱着可能に固定される。図４の鎖線
で示す工作物１は例えばギヤで、その端面が押圧部材２
の先端部に埋め込んだダイヤモンド３で押圧されてポイ
ントバニッシング仕上げされる。

【０００５】押圧部材２の後端部は円筒状で、この後端
部内に弾性部材７が挿通される。押圧部材２の略中央の
外周に鍔面状の凸段面ｍが形成される。弾性部材７は、
例えば複数の皿バネを直列に連結したもので、各皿バネ
を圧縮した状態で押圧部材２と連結部材５との間に設置
されて、後述するように押圧部材２に与圧を与え、バニ
ッシング仕上げ時に予圧以上に圧縮されて押圧部材２に
所定の押付圧を与える。

【０００６】保持部材４は、押圧部材２の外周が軸方向
に移動可能に嵌挿される内周の一部に凹段面ｎを有す
る。押圧部材２が保持部材４の内周に保持部材４の後端
側から挿通されると、この押圧部材２の挿通は押圧部材
２の凸段面ｍが凹段面ｎに当接する位置で停止する。ま
た、保持部材４は円錐状の中央部４ａと円筒状の後端部
４ｂを有し、後端部４ｂの外周に雄ねじ４ｃが形成さ
れ、中央部４ａの外周に与圧微調整用目盛り４ｄが形成
される。

【０００７】連結部材５は先端開口後端閉塞の円筒体で
あって、内周に形成された雌ねじ５ｃに保持部材４の後
端部４ｂの雄ねじ４ｃが螺装されて、連結部材５が保持
部材４に連結される。連結部材５の外周一部に与圧調整
用ピン６が植設される。ピン６は、工具本体１１の一部
に形成した長穴１２に遊嵌される。長穴１２は、図５に
示すように工具本体１１の軸方向に長くした貫通穴で、
この長穴１２の幅とほぼ同一の直径の円柱状ピン６が長
穴１２に工具本体１１の軸方向だけに移動可能に挿通さ
れる。長穴１２の近くの工具本体１１の外周面に与圧調
整用目盛り１３が形成される。

【０００８】以上のバニッシング工具は、次のように組
み立てられる。工具本体１１の長穴１２に連結部材５の
ピン６を挿通して工具本体１１内に連結部材５を設置し
た状態で、連結部材５に弾性部材７と押圧部材２を挿通
し保持した保持部材４を螺装する。この螺装は、保持部
材４を連結部材５に押し付けて保持部材４を時計回り方
向に回転させることで行われ、このときの連結部材５は
ピン６が長穴１２に係止しているため回転せず、保持部
材４だけが回転する。また、保持部材４の中央部４ａの
裏面を工具本体１１の先端面に接触させた状態で、保持
部材４を回転させて連結部材５に螺装する。

【０００９】保持部材４を連結部材５に螺装する際、保
持部材４が回転するにしたがって連結部材５が保持部材
４側に前進移動してピン６が長穴１２内を前方に移動す
る。この連結部材５の前進移動で連結部材５と押圧部材
２との間に圧縮挿入されている弾性部材７が更に圧縮さ
れて、押圧部材２の凸段面ｍと保持部材４の凹段面ｎの
接触圧、つまり、押圧部材２が工作物１をバニッシング
仕上げするときに予め設定される与圧が増大する。この
与圧は、圧縮状態にある弾性部材７の全長に反比例し、
また、図４で示される長さＬに反比例する。長さＬは、
弾性部材７の後端が当接する連結部材５の内壁面から凸
段面ｍ（又は凹段面ｎ）までの距離である。この長さＬ
の調整は、工具本体１１の外周の目盛り１３で長穴１２
を移動するピン６の位置を目視で読むことで行われ、ま
た、長さＬの微調整は、保持部材４の回転数を目盛り４
ｄで読むことで行われる。長さＬの調整による与圧調整
が終了すると、工具本体１１の止めねじ１４を保持部材
４に向けて締め付けて、保持部材４を工具本体１１に固
定する。

【００１０】上記バニッシング工具で工作物１をバニッ
シング仕上げする場合、まず押圧部材２の先端部を工作
物１の表面に接触させてから、弾性部材７で押圧部材２
に与えられる与圧以上の押圧力で押圧部材２を工作物１
に押圧して、弾性部材７を圧縮しながら保持部材４に対
して押圧部材２を後方に相対移動させる。このとき圧縮
される弾性部材７のバネ圧で押圧部材２による工作物１
への押付圧が決まり、この押付圧で工作物１表面の旋削
加工による送り目がつぶされて平滑化される。このよう
なバニッシング仕上げ時の保持部材４に対する押圧部材
２の後方相対移動距離と、押圧部材２の工作物１表面へ
の押付圧の関係例を図７に示す。

【００１１】尚、図７に示される直線状のグラフ２１の
傾斜角は、弾性部材７のバネ定数で決まる。グラフ２１
の始点の押付圧は、弾性部材７で押圧部材２に与えられ
る与圧であり、この与圧まで押圧部材２の後方相対移動
が無く、与圧を超えると押圧部材２の後方相対移動が開
始されて弾性部材７の圧縮が始まり、この圧縮量に比例
して押付圧が増大する。図７においては、押圧部材２が
約５ｍｍまで後方相対移動したときに押付圧が９０ｋｇ
ｆの最大値となる。かかる押付圧が工作物１表面のバニ
ッシング仕上げに必要な所定値になるように制御され
て、バニッシング仕上げが行われる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記バニッシング工具
においては、工作物１を直接にバニッシング仕上げする
押圧部材２がある程度摩耗すると新しいものに交換され
るが、この交換が作業的に難しく、また、交換の度に行
われる与圧の正確な調整が難しい。

【００１３】すなわち、押圧部材２の交換は、次の手順
で行われる。工具本体１１の止めねじ１４を緩めて、保
持部材４をスパナ等の工具で反時計回り方向に回転させ
て、保持部材４を連結部材５から外す。このとき、連結
部材５は回転せずに、保持部材４の回転に応じて後方に
移動する。この後、図６に示すように保持部材４を押圧
部材２，弾性部材７と共に工具本体１１から抜き出し
て、押圧部材２だけを新品と入れ替える。押圧部材２の
交換が終わった保持部材４を工具本体１１に挿通し、時
計回り方向に回転させて連結部材５に螺装して、押圧部
材４の与圧を調整してから、保持部材４を工具本体１１
に止めねじ１４で固定する。

【００１４】以上のような押圧部材交換作業は、工具本
体１１が旋盤のタレット２０に固定されて簡単には外せ
ず、また、連結部材５のピン６が工具本体１１の長穴１
２に係止されて連結部材５が工具本体１１から取り出せ
ないために行われる工数の多い手作業であり、而も、旋
盤内の狭いスペースで行われる手作業であるために、必
然的に１回の交換作業に長時間を要した。また、交換さ
れた押圧部材２の与圧調整を、保持部材４をスパナ等の
工具で回転させながら目盛り１３でピン６の位置を読
み、保持部材４の回転数を目盛り４ｄで読むことで行っ
ているが、旋盤内の狭いスペースで目盛り１３，４ｄを
目視で正確に読むことが難しくて、与圧調整の作業性が
悪く、これが交換作業時間を尚更に長くしていた。更
に、旋盤のタレット２０に対する工具本体１１の取付角
度によっては、目盛り１３が目視できないことがあり、
このような場合にはタレット２０から工具本体１１を外
して押圧部材２の交換をする必要が生じて、更に１回の
交換作業時間が長くなる不具合が生じる。

【００１５】また、図４に示すようなバニッシング工具
は、押圧部材２の交換を考慮しない汎用機が適用されて
おり、押圧部材２の与圧を調整する目盛り類が粗いのが
現状である。この現状と上記の交換作業の困難性から、
押圧部材２の高精度な与圧調整が難しくて、１回の交換
作業毎に与圧が大きく変動し、バニッシング仕上げ時に
おける押圧部材２の工作物１への押付圧の過不足が発生
して、例えば与圧不足でバニッシング仕上げの目つぶし
不足が発生し、与圧過多で押圧部材２のダイヤモンド破
損が発生することがあった。

【００１６】本発明の目的とするところは、押圧部材の
交換作業が容易であり、常に高精度な与圧調整が容易で
あるポイントバニッシング工具を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的を達成
する技術的手段は、押圧部材に与圧を与える弾性部材の
全長を高精度仕上げされたスペーサで規制することであ
る。かかる本発明の具体的構造は、工作物表面と所定圧
で圧接しつつスライドすることにより工作物表面を所望
の平滑度に塑性変形させるための高硬度先端部を有する
軸状の押圧部材と、この押圧部材の外周に嵌挿されて押
圧部材を軸方向に移動可能に保持する保持部材と、保持
部材の後端部外周に螺装されて保持部材に結合される連
結部材と、連結部材と押圧部材との間に圧縮挿入されて
押圧部材の外周に設けた凸段面を保持部材の内周に設け
た凹段面に弾圧接触させると共に、押圧部材にその先端
部が工作物表面に接してバニッシング開始するときの与
圧を与え、押圧部材先端部が工作物表面に押圧されてバ
ニッシング仕上げするときに予圧以上に圧縮されて押圧
部材による工作物表面への所定の押付圧を与える弾性部
材と、保持部材と連結部材との間に装着されて、保持部
材を連結部材に螺装したときに保持部材と連結部材で挟
持されて弾性部材が押圧部材の凸段面を保持部材の凹段
面に弾圧接触させるときの弾性部材の全長を規制して押
圧部材の与圧を一定に規制するスペーサとを備えたバニ
ッシング用ツールユニットを有することを特徴とする。

【００１８】また、本発明は、上記ツールユニットを工
具本体に止めねじで脱着可能に取り付けたことを特徴と
する。

【００１９】ここで、上記ツールユニットを構成する押
圧部材、保持部材、連結部材、弾性部材の基本構造は従
来同様でよく、これら各種部材に本発明特有のスペーサ
を加えて全体を工具本体に脱着可能に取り付けられるよ
うにユニット化する。スペーサは例えば金属リングで、
その軸方向の幅が所定値に高精度仕上げされ、幅方向両
側から保持部材と連結部材で挟持されることで、スペー
サの幅で押圧部材の与圧が常に所定値に規制される。ま
た、ツールユニットは、工具本体と関係なく離れた場所
での組立が可能であり、このような別の場所での組立時
に押圧部材の与圧が予め設定可能なことから、工具本体
側に与圧調整用目盛り等が不要になり、ツールユニット
の連結部材には与圧調整用ピンが、保持部材には与圧調
整用目盛りが不要になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を図４のポイント
バニッシング工具に適用した一実施形態を、図１乃至図
３に基づき説明する。尚、図４と同一、又は、相当部分
には同一符号を付して詳細説明は省略する。

【００２１】図１に示すポイントバニッシング工具の図
４工具と相違するところは、押圧部材２、保持部材４、
連結部材５及び弾性部材７などの既存部材に、スペーサ
８を加えた構成部品でツールユニット９を構成し、この
ツールユニット９を工具本体１１内に止めねじ１４で脱
着可能に取り付けたことである。押圧部材２、保持部材
４、連結部材５及び弾性部材７の基本構造は図４工具の
ものと同様でよく、ほぼ同様のものが図示されている。
スペーサ８は、保持部材４と連結部材５との間に介在さ
れる例えば円環状の金属リングで、保持部材４を連結部
材５に螺装するときに保持部材４と連結部材５で挟持さ
れる。

【００２２】図３に示すように、スペーサ８は保持部材
４の後端部４ｂの外周に軸方向に移動可能に遊嵌され
る。スペーサ８の図３に示す軸方向の幅ｗは、後述する
ように押圧部材２の与圧を決定するもので、特に高精度
に所定値に仕上げ加工される。ツールユニット９の組立
は、スペーサ８を保持部材４の後端部４ｂに嵌挿し、保
持部材４に押圧部材２と弾性部材７を挿通しておいて、
保持部材４を連結部材５に螺装することで行われる。保
持部材４の連結部材５への螺装は、保持部材４の中央部
４ａの内側端面がスペーサ８を連結部材５の先端面に十
分強固に押し付けるまで行われる。

【００２３】以上のようにツールユニット９が組み立て
られて、スペーサ８が保持部材４と連結部材５で挟持さ
れたとき、押圧部材２に与圧を与える弾性部材７の全長
に比例する長さＬ（図４の長さＬと同一）がスペーサ８
の幅ｗで規制され、この幅ｗで押圧部材２に与えられる
与圧が一定値に規制される。したがって、スペーサ８の
幅ｗを高精度（許容誤差が±０．０３ｍｍ程度の仕上げ
精度）に設定すれば、保持部材４を連結部材５に螺装す
るときにスペーサ８を連結部材５へと締め付けるだけ
で、目盛り等を使用すること無く常に長さＬが一定とな
り、弾性部材７による押圧部材２の与圧が常に高精度で
設定される。

【００２４】また、ツールユニット９の組立は、工具本
体１１から離れた場所で行うことが可能である。つま
り、保持部材４をスペーサ８を介して連結部材５に螺装
することで押圧部材２の与圧が所定値に設定できるの
で、連結部材５に図４工具で必要であった与圧調整用ピ
ンが不要となり、連結部材５が工具本体１１に対して抜
き差し自由な独立した構造体となる。したがって、図２
に示すように、旋盤のタレット２０に固定された工具本
体１１から離れた広いスペースでツールユニット９の組
立を行い、このツールユニット９を工具本体１１に挿入
して保持部材４を工具本体１１に止めねじ１４で固定す
る。このようなツールユニット９の取付けは、押圧部材
２の与圧が予め所定値に設定されているので、与圧調整
する手間が省けて簡単迅速に行える。

【００２５】また、ツールユニット９においても、押圧
部材２が摩耗すると新品と交換するが、この交換は次の
ように行えばよい。図２に示すように、止めねじ１４を
緩めて工具本体１１からツールユニット９を取り外し、
代わりに別に用意した図示しない新しい押圧部材を有す
るツールユニットを工具本体１１に挿入して止めねじ１
４で固定する。このように同一品種のツールユニットを
複数用意して、ユニット毎に交換するようにすれば、１
回の交換作業が止めねじ１４を緩めて再び締め付けるだ
けといった工数の少ない簡単な作業となり作業時間が短
時間で済む。実際、押圧部材交換に従来では６０分近く
かかっていた作業が、本発明においては２分程度の短時
間で行えるようになった。

【００２６】また、ツールユニット９の押圧部材２だけ
の交換も可能である。この場合、工具本体１１から取り
外したツールユニット９を分解して押圧部材２だけを新
しいものと交換して、再度組立を行ってから工具本体１
１に再度取り付けるようにする。このような交換作業に
おけるツールユニット９の分解と組立は、工具本体１１
から離れた任意の広いスペースの所で行えるので、簡単
迅速に行える。

【００２７】以上の本発明実施形態において、ツールユ
ニット９のスペーサ８を除く各部材は図４工具の既存品
を使用することが設備投資的に有利である。この既存品
使用の場合、図４工具の連結部材５からピン６を取り外
すだけでよく、また、工具本体１１においては図４工具
における長穴１２が不要となるが、長穴を残した既存品
を使用してもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、押圧部材を保持する保
持部材をスペーサを介して連結部材に螺装し、保持部材
と連結部材でスペーサを挟持させることで、保持部材と
連結部材との間に圧縮挿入されて弾性部材に与圧を与え
る弾性部材の全長をスペーサの幅で一定に規制して押圧
部材に与えられる与圧を一定に規制するようにしたの
で、押圧部材の与圧が常に高精度に、而も、簡単迅速に
設定することができて、押圧部材による工作物のバニッ
シング仕上げ時における押付圧の高精度制御が容易とな
り、バニッシング仕上げの高品質化、押圧部材の破損低
減化が図れる。

【００２９】また、押圧部材の交換作業が、工具本体か
らツールユニットを取り外して工具本体から離れた任意
の場所で行えるので、この種の交換作業が簡単迅速に行
え、ポイントバニッシング工具の稼働率改善が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るポイントバニッシング工具の一実
施形態を示す部分断面を含む側面図。

【図２】図１工具の分解側面図。

【図３】図１工具におけるツールユニットの部分断面を
含む分解側面図。

【図４】従来のポイントバニッシング工具の部分断面を
含む側面図。

【図５】図４工具の部分平面図。

【図６】図４工具の部分分解側面図。

【図７】工作物をバニッシング仕上げする押圧部材の与
圧と押付圧の関係グラフ図。

【符号の説明】

１ 工作物 ２ 押圧部材 ４ 保持部材 ５ 連結部材 ７ 弾性部材 ８ スペーサ ９ ツールユニット １１ 工具本体 １４ 止めねじ ｍ 凸段面 ｎ 凹段面

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作物表面と所定圧で圧接しつつスライ
   ドすることにより工作物表面を所望の平滑度に塑性変形
   させるための高硬度先端部を有する軸状の押圧部材と、 この押圧部材の外周に嵌挿されて押圧部材を軸方向に移
   動可能に保持する保持部材と、 保持部材の後端部外周に螺装されて保持部材に結合され
   る連結部材と、 連結部材と押圧部材との間に圧縮挿入されて押圧部材の
   外周に設けた凸段面を保持部材の内周に設けた凹段面に
   弾圧接触させると共に、押圧部材にその先端部が工作物
   表面に接してバニッシング開始するときの与圧を与え、
   押圧部材先端部が工作物表面に押圧されてバニッシング
   仕上げするときに予圧以上に圧縮されて押圧部材による
   工作物表面への所定の押付圧を与える弾性部材と、 保持部材と連結部材との間に装着されて、保持部材を連
   結部材に螺装したときに保持部材と連結部材で挟持され
   て弾性部材が押圧部材の凸段面を保持部材の凹段面に弾
   圧接触させるときの弾性部材の全長を規制して押圧部材
   の与圧を一定に規制するスペーサとを備えたバニッシン
   グ用ツールユニットを有することを特徴とするポイント
   バニッシング工具。
2. 【請求項２】 請求項１記載のツールユニットを工具本
   体に止めねじで脱着可能に取り付けたことを特徴とする
   ポイントバニッシング工具。