JPH0358871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は円筒形の孔の内面を円滑化するローラ
付の研磨ツールに関する。より詳細には、この研
磨ツールは、円筒形の孔が円滑な仕上を有するよ
うに予かじめ形成した該円筒形の孔の内面をロー
ラ研磨するためローラ枠に円周方向に間隔をおい
て配置した複数のローラを有している。この形式
のツールは、ローラが半径方向外方へ後方に傾斜
しているレース上へ配置されかつ手動調整可能な
停止部材が設けられローラが前記傾斜レース上を
後方へ向つて移動するのを制限するような場合に
利用できる。

従来の技術 この種のローラ付き研磨具を使用したツール
は、ミシガン州のヘーゲンス会社
（Hegenscheidt corp）の小冊子“コンバインド
スカイビングアンドローラフイニツシングツー
ル”（Combined Skiving and Roller Finishing
Tolls）のタイプRDSレトラツク（RETRAC）
及び米国特許第3795957号及び4133089号などに図
示してある。

上述の形式のローラ研磨ツールが円筒内に差込
まれると、傾斜したレースがプリセツト停止部に
接するまでは、ツールの前方スラストがローラを
該レースに沿つて上方に移動せしめる。このため
に全ての実用目的のために、ローラは該停止部の
位置に応じたプリセツト半径を有している。

発明が解決しようとする課題 もし円筒の内面直径がその公称直径に非常に接
近していると、ローラ研磨作業は通常非常に円滑
に行なわれるであろう。然しながらもし切断した
円筒の直径が僅かに過大寸法となつている場合に
は、この円筒の内面は十分に研磨されることはな
いであろう。もしこの直径が公称寸法より幾分小
さい場合には、切削ツールの磨耗又はその他の変
動によつてローラの有効固定直径が円筒の内面に
余分な作業をもたらし、円筒内でツールを駆動す
るのに大きな力を必要としかつしばしば円筒内で
ツールを詰まらすこととなる。そしてもしこのよ
うな詰りが生じると、ツールはしばしば完全に回
収することが出来なくなり、非常に高価な作業ツ
ールの破壊を生じることとなる。

スカイビングツール即ち削り落し工具としばし
ば組み合わされているローラ研磨ツールは、通
常、ドローチユーブを介して円筒内に差込まれ、
該ツールを円筒の円面と整合させている。このド
ローチユーブは円筒と同一又はほぼ同一の直径を
有しており、上述の如きローラ研磨ツールが該ド
ローチユーブを毎サイクルにてローラ研磨する。
結局、このドローチユーブは過大寸法となり、ド
ローチユーブの寸法は正確には円筒の寸法に一致
しなくなる。ローラ枠がプリセツト停止部に達す
ると、ローラはそれ以上の外方への運動を妨げら
れ、ドローチユーブはツールを円筒へ正確には整
合しないであろう。

上述のローラ研磨ツールは、通常、ナイロンパ
ツドを有しておりツールのローラ研磨作業を安定
化している。これらのナイロンパツドは使用と共
に磨減する傾向があり、磨減するとしばしばツー
ルの騒音発生原因となり、円筒仕上を無にする。
加えてもしナイロンパツドが磨減すると、ツール
が引出されるときにローラが円筒の内面に接触し
その内面を引かき、ツールを使用不能とする。

上述したように、これまでのローラ研磨ツール
においては、ローラが予かじめ形成した円筒形の
孔を円滑に研磨するときには、ローラは有効なプ
レセツト半径を有している。この有効プレセツト
半径は、傾斜したレース上でのローラの後方運動
を制限するための停止部材の位置に依存してい
る。もしカツトシリンダが僅かにオーバーサイズ
の場合には、円筒形孔内面は十分に研磨されるこ
とはない、もし逆にカツトシリンダが僅かに小さ
いと、内面の余分な加工のためツール駆動に大き
い動力が必要となり、しばしば詰りを発生させる
などの課題があつた。

課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するために、円筒形の
孔を介して前方方向にツールを通すことによつて
該孔の内面を研磨仕上するローラ研磨ツールを提
供する。このツールは中央に駆動軸の軸線と同じ
軸線を有しかつ半径方向外方及び軸線方向前方に
拡がつた円錐形外面を有しているローラレースを
備えている。さらにこの円錐形外面周囲には複数
の円錐形テーパ付ローラが、該ローラの小径端を
前方に向くようにして前記ローラレースの外面に
回転係合するように配置されている。これらのロ
ーラのテーパは、各ローラの最外方部分が形成す
る外面が前記中央の軸線と平行になるようになつ
ている。流体起動のピストンがローラを所定の力
で前方へ押圧し、これにより前記孔の内面に及ぼ
す力が該孔の寸法範囲全体にわたり一定となるよ
うになつている。

このように、本発明は孔を介してツールを前方
へ通すことによつてその円筒形の孔の内面を仕上
げるローラ研磨ツールを提供する。本発明のツー
ルは、中央軸線と半径方向外方及び軸線方向前方
に傾斜した円錐台形の外表面とを有するローラレ
ースを含んでいる。複数の円錐台形の傾斜を有す
るローラがローラレースの外表面周辺において該
ローラの小端部が前方に画するようにしてローラ
外表面にて回転係合する様配置してある。ローラ
のテーパは各ローラの最外方表面部分がローラレ
ースの中央軸線と平行になるようになつている。
ローラは所定の力によつて前方方向へ偏倚されて
おり、それによつて孔の内面に及ぼされる力は該
孔の寸法全範囲に渡つて一定になつている。本願
のツールは前方端にカツタ装置を含んでおり円筒
を同時に切削しかつローラ研磨する。

本発明装置によれば、ローラレースは前方外方
に傾斜しており公知の後方外方へ傾斜しているも
のと異なつている。その結果ツールの前方運動は
プリセツト停止部へローラを押圧することはない
がローラは所定の軸線方向力により保持されるま
で後方へ移動する。このためローラは各直径にお
いて円筒の内面へ対し等しい研磨力を付与する。
本発明のローラは加工物の直径に対して自動的に
調整され加工物を過剰に加工したり内部で詰つた
りするようなことはない。

また本発明のローラの自動調整特性はドローチ
ユーブから円筒へのツールの移動を容易化してい
る。ツールのローラ研磨部分がカツタ刃の初期作
動を安定化するためドローチユーブ内にある間
中、ローラは駆動され外方へ強制されている。ロ
ーラ自体がドローチユーブから円筒へ移動する
と、ローラは自動的に、直径のいかなる変動に対
しても、調整される。

本発明のローラ研磨ツールは、ローラによつて
生じる平衡力によつて自己安定性を有する。ナイ
ロンパツドは、ツールが円筒内で作業を行つてい
る時には、ツールの安定化のために寄与しない。
しかし、これらのナイロンパツドは、ローラが引
戻されてしまいツールが引出される場合に円筒の
内面に接するただ１つの部材として設けられてい
るのである。これらのナイロンパツドはツールが
引出される際にローラが円筒の内面に接しないよ
うにしており、こうして該面の仕上特性を損ねな
いようにしている。

作 用 上に述べたように、複数のローラが所定の力で
前方方向に押圧されている。本発明では、公知の
装置のようにローラレースが後方に向つて外方へ
拡がる代りに、前方に向つて外方へ拡がつている
のでツールの前方運動はローラを予かじめ設定し
たストツパへ対し強圧することがない。このため
ローラは所定の軸線方向力によつて制限されるま
で後方へ移動する。その結果、ローラは所定の直
径範囲にわたつてシリンダの内面へ美しい研磨力
を付与する。またローラは自動的に加工物の直径
まで調整される。ツールのローラ研磨部分が孔内
にあつてカツタブレードの初期作動を安定化する
までローラは起動されかつ外方は強制される。ロ
ーラがチユーブからシリンダまで移動するとき
に、ローラは自動的に直径を変える。

実施例 以下において、本発明の好ましい実施例につい
て図面と共に述べる。しかし下記の図面は単なる
例示であり、本発明を限定するためのものではな
い。

即ち本発明は円筒形の孔の内面を仕上げるロー
ラ研磨ツールを開示している。このツールは、中
央軸線と、半径方向外方及び軸線方向前方に傾斜
した円錐台形の外方表面と、を有するローラレー
スを含んでいる。複数の円錐台形のテーパ付ロー
ラがその小径端を前方に位置するようにしてロー
ラレース外面に回転係合するよう該外面周辺に配
置してある。ローラのテーパは各ローラの最外方
表面部分が中央軸線と平行になるようになつてい
る。ローラは所定の力で前方に偏倚され、孔の内
面に及ぼされる力はその孔の寸法全域にわたり一
定に維持されている。ツールはその前方端部にカ
ツタ装置を含んでおり研削及びローラ研磨の組合
せツールを提供している。以下実施例について述
べる。

本発明にかかるローラ研磨ツールの好ましい実
施例10が第１及び２図に示してある。このツール
１０はシリンダ又はその他の加工物の内面を介し
てツールを推進する駆動部材１２の前端に載置さ
れている。多くの場合本発明のツール１０は大型
の流体又は空気シリンダの内面の仕上げに使用さ
れる。

図示したツール１０の実施例はブレードホール
ダ１６内に載置された研削又は切削ブレード１４
を含んでいる。ホールダ１６へカツタブレード１
４を固定するためカツタキヤツプ１８が設けてあ
り、ばねプランジヤ２０が切削ブレード即ちカツ
タブレード１４を所定位置へ保持している。

第２図に示すように、カツタブレードホールダ
１６は駆動軸２２の前端へ溶接又はその他の方法
で固定されており、次いで該軸２２は円筒形の駆
動管２４へ溶接又はその他の方法で固定されてい
る。駆動管２４は駆動軸１２の前端へ固定されて
おり、これによりカツタブレードホールダ１６は
前記駆動管即ちシリンダ２４を介してカツタブレ
ード１４を駆動するよう駆動部材１２へ直接接続
されている。

ローラ枠２６がカツタブレードホールダ１６の
後方で駆動軸２２を取り囲んでいる。このローラ
枠２６は対応する複数のローラ３０を収容する多
数の孔２８を有している。該枠２６内の孔２８は
ローラ３０の運動を制限しており、同時にローラ
が回転しかつ後に詳述するように半径方向への限
定された多数の移動を可能としている。

ローラ枠２６の下方にてローラレース３２が駆
動軸２２を取巻いている。該レース３２は駆動軸
２２内の対応する溝３６に係合するキー３４を有
しており、これによりローラレースが駆動軸に関
して回転不能となつている。

ローラレース３２は断面が円錐台形をなす傾斜
した外面３８を有している。またこの外面３８は
前方に行くに従がつて外方へ広がつている。ロー
ラ３０はまた同様に円錐台形断面を有し、かつロ
ーラレース３２の外面にローラが整合しそれらの
ローラの外面４０が駆動軸２２の軸線と平行をな
すよう該ローラは十分なテーパを有している。

駆動軸２２の周辺をローラ押圧部材４２が取囲
み、該部材４２は更に駆動軸２２の対応する溝４
６に係合するキー４４を有しており、これにより
ローラ押圧部材４２が駆動軸に関して回転不能と
なつている。このローラ押圧部材４２はローラ３
０の後面を担持する前方伸長部４８を有し、これ
によりローラ押圧部材４２は直接ローラへ前向力
を付与出来る。更にこのローラ押圧部材４２の前
方伸長部４８はローラ枠２６のリツプ部５０へ係
合するリツプ４９を有し、これによりローラ押圧
部材の後方運動がローラ枠を後方へ引くようにな
つている。

流体（又は空気）ピストン５２が駆動管２４の
内部に配置されている。同様に駆動管２４内には
プラグ５４が位置ずけられており、プラグ５４と
ピストン５２との間には凹み５６が形成されてい
る。プラグ５４内の孔５８は流体又は空気装置６
０に連通しており、この装置６０は駆動部材１２
内の流体又は空気流体源（図示なし）へ接続して
いる。

ピン６２のような複数のドエルピンがピストン
５２の前方面から伸びている。このドエルピン６
２はローラ押圧部材４２へねじ係合しており、ま
たドエルリテーナ６４がビストン５２付近へドエ
ルピン６２の端部を固定している。コイルばね６
６がドエルリテーナ６４を後方へ偏倚しておりこ
れによりドエルピン６２がピストン５２の前面に
接するよう維持されている。

装置６０を介して流体を供給することによるピ
ストン５２の作動は、ドエルピン６２へ前方力を
付与しこの力はローラ押圧部材４２を介してロー
ラ３０へ伝達される。この力はその与えられた力
が内部加工物へ対するローラの力により平衡する
までローラ３０をローラレース３２の傾斜面３８
に沿つて上昇させる。

ローラ３０はシリンダの内面の実際の直径に適
合し、ピストン５２に付与された力によつてその
直径の領域全体に等しい力を付与することがわか
る。更にもしシリンダの内面が小寸法の場合には
ローラは単に傾斜面３８を僅かに上昇し、ツール
が加工物内に詰るようなことはない。またドエル
ピン６２がピストン５２へ剛結していないことは
全てのローラ３０へ均等な力を与えかつこの装置
が自己安定化をなし、ナイロンパツドのような独
立した安定化機構を必要としないのである。

ツール１０の外周辺には複数のナイロンパツド
６８が設けてある。これらのナイロンパツド６８
は、ローラがみがき作業をする間中、ナイロンパ
ツドがシリンダの内面に接することがないように
ローラが作動する時には、ローラ３０より小さい
直径を有する。しかしツール１０が引戻される
と、ピストン５２が起動せず、ばね６６がピスト
ンを閉鎖位置へ偏倚しそしてローラ枠２６が後方
へ引かれローラを引戻す。この形状において、ナ
イロンパツド６８はローラ３０より大きい直径を
有しており、ツールはパツド６８にてシリンダの
内面を円滑に滑動しシリンダ内面に傷をつけるこ
とはない。

本発明の望ましい実施例を詳細に図示したが、
本発明の変形及び改良は当業者においてなしうる
ものである。しかしそのような変形及び改良は上
記特許請求の範囲に属する限り本発明の範囲に属
するものである。

発明の効果 本発明においては、ローラが所定の軸線方向力
によつて制限されるまで後方へ動くので、等しい
研磨力が孔の直径域全体にわたつてその内面に及
ぼされる。この自動調整は、ツールが加工片を過
剰に加工したり内部での詰りを発生することを防
止している。さらにこの自動調整機能は、ツール
が加工孔内を容易に移動できるようにしている。
カツタブレードの初期作動は、ツールのローラ研
磨部分が加工孔内にある間にローラが起動されか
つ外方へ強制されるために安定している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の研削及びローラ研磨ツールの
好ましい実施例の側面図であり、第２図は第１図
のツールの側断面図である。 符号の説明、１０：ツール、１２：駆動部材、
１４：カツタブレード、１６：ブレードホール
ダ、１８：カツタキヤツプ、２０：ばねプランジ
ヤ、２２：駆動軸、２４：駆動管、２６：ローラ
枠、２８：孔、３０：ローラ、３２：ローラレー
ス、３４：キー、３６：溝、３８：外面、４０：
外面、４２：ローラ押圧部材、４４：キー、４
６：溝、４８：前方伸長部、４９，５０：リツ
プ、５２：ピストン、５４：プラグ、５６：凹
み、５８：孔、６０：流体又は空気装置、６２：
ピン、６４：リテーナ、６６：コイルばね、６
８：ナイロンパツド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円筒形の孔内に挿入することによつて該孔の
   内面を仕上げるローラ研磨ツールであつて、 (a) 前後方向を画定している中央軸線を備えた細
   長い駆動軸と、 (b) 該駆動軸の中央軸線と同軸をなす中央軸線を
   有しかつ軸線方向前方方向において半径方向外
   方に傾斜している円錐形外表面を有しているロ
   ーラレースと、 (c) 大径端と小径端とを有し、前記ローラレース
   の外表面周りにおいて該小径端を前方に面して
   配置している複数のローラであつてローラレー
   スの中央軸線から最もはなれた各ローラの表面
   部分が前記中央軸線とほぼ平行をなしている複
   数の円錐形状のテーパー付ローラと、 (d) 複数の溝を有するローラ枠であつて、前記ロ
   ーラレースからはなれて該ローラレースを取り
   囲んでおり、該溝とローラレースとが各ローラ
   を受入れる複数の空所を形成しているローラ枠
   と、 (e) ローラ押部材であつて、(1)該押部材がローラ
   レースに関し前方に移動してローラを前方に押
   圧しかつローラ枠によつて画定された空所内で
   ローラレースのテーパー付表面に沿つてローラ
   を半径方向外方に移動するときに各ローラの後
   面に直接係合する前方伸長部と、(2)該押部材が
   ローラレースに関し後方に移動してローラを後
   方に引きかつローラを半径方向内方に移動する
   ときローラ枠に直接係合するリツプと、 を有しているローラ押部材と、 (f) 所定の力でローラ押部材を前方方向に偏倚す
   る駆動装置であつて、前記孔の内面に及ぼす力
   を該孔の全寸法範囲にわたつて一定に保持する
   駆動装置と、 (g) 軸線方向力を減じローラ枠を後方に引いたと
   きローラ押部材を後方位置まで引戻す引戻装置
   であつて、ローラを半径方向内方に移動しかつ
   ツールを加工物から引出すことが出来る引戻装
   置と、 から成る研磨ツール。 ２ 前記駆動装置が前記ローラ押部材へ作動的に
   接続された流体シリンダを含んでいる特許請求の
   範囲第１項に記載の研磨ツール。 ３ 該研磨ツールの前方から同軸上に切削ツール
   を有して成る特許請求の範囲第１項に記載の研磨
   ツール。 ４ 駆動装置が流体起動のピストンを含んでいる
   特許請求の範囲第１項に記載の研磨ツール。 ５ 引戻装置がばねを含んでいる持許請求の範囲
   等１項に記載の研磨ツール。 ６ 円筒形の孔を研磨する研磨ツールであつて、 (a) 前後方向を画定している駆動軸線を有する駆
   動軸と、 (b) 該駆動軸へ駆動可能に接続されたローラレー
   スであつて軸線方向前方において半径方向外方
   へ傾斜した円錐形外表面を有しているローラレ
   ースと、 (c) 夫々が大径端と小径端とを有している複数の
   円錐形状のテーパー付ローラと、 (d) 該ローラをローラレース表面へ対しゆるく保
   持し、該ローラをローラレース表面へ回動自在
   に係合させている枠手段であつて、ローラの大
   径端を後方に面してかつ小径端を前方に面して
   配置し、ローラレース表面から最もはなれたロ
   ーラの部分が駆動軸の軸線と同軸をなす仮想の
   円筒形表面に沿つて概ね横臥し、ローラに半径
   方向運動をもたらしている枠手段と、 (e) ローラ押部材であつて、(1)該押部材がローラ
   レースに関し前方に移動してローラを前方に押
   圧しかつローラ枠によつて画定された空所内で
   ローラレースのテーパー付表面に沿つてローラ
   を半径方向外方に移動するときに各ローラの後
   面に直接係合する前方伸長部と、(2)該押部材が
   ローラレースに関し後方に移動してローラを後
   方に引きかつローラを半径方向内方に移動する
   ときローラ枠に直接係合するリツプと、 を有しているローラ押部材と、 (f) 第１の力でローラ押部材を前方方向に偏倚し
   て該研磨ツールを前記円筒形の孔内にて前方方
   向に回転可能な状態で前進させ、ローラがロー
   ラ押部材に直接係合し円筒形の孔の直径がその
   全範囲にわたつて変動しても該ローラが該円筒
   形の孔の内面にほぼ一定の第２の力で接触する
   駆動装置であつて、流体起動ピストンと、ロー
   ラ押部材へ該ピストンを接合する複数のドエル
   ピンと、を含み、該ドエルピンがピストンへ載
   置しているが取着されておらず、これによりピ
   ストン力をローラ押部材を横切り均等に分布し
   ている駆動装置と、 (g) 軸線方向力が減じローラ枠を後方に引いたと
   きローラ押部材を後方位置まで引戻す引戻装置
   であつて、ローラを半径方向内方に移動しかつ
   ツールを加工物から引出すことが出来る引戻装
   置と、 から成る研磨ツール。 ７ 前記駆動軸から半径方向に伸長しローラが後
   方に押圧されるときに円筒形の孔内にて前記駆動
   軸を半径方向に支持する手段であつて、該円筒形
   の孔の内面に接しており、研磨ツールを該孔から
   引出すときにローラが該孔の内面を傷つけないよ
   うになつている半径方向支持手段を有している特
   許請求の範囲第６項に記載の研磨ツール。 ８ 引戻装置がばねを含んでいる特許請求の範囲
   第６項に記載の研磨ツール。 ９ 加工物からのツールの引出しを容易に行なう
   ためローラを引戻すとき円筒体の内面に係合する
   半径方向伸長パツドを有している特許請求の範囲
   第６項に記載の研磨ツール。 １０ ローラレースが駆動軸へ対し回転不能に接
   続されている特許請求の範囲第６項に記載の研磨
   ツール。 １１ ピストンが自由浮上式となつている特許請
   求の範囲第６項に記載の研磨ツール。 １２ 流体が液体である特許請求の範囲第６項に
   記載の研磨ツール。