ピーニング工具および加工方法
【課題】ワークの表面における周方向での特定の加工部位を集中的にピーニング加工することが可能なピーニング工具を提供すると共に、ピーニング加工を行う押圧体を保持するリテーナを径方向で小型化する。
【解決手段】ピーニング工具１は、押圧体であるボール７を径方向に駆動する作用部１３を有するマンドレル１０と、ボール７を径方向に移動可能に保持するリテーナ４０を有する支持部材２０とを備え、作用部１３により駆動されたボール７が内周面４の開口縁４ａをピーニング加工する。支持部材２０は、マンドレル１０を回転可能に支持する第１，第２支持部３１，３２を有する本体２１と、マンドレル１０の回転時にリテーナ４０および本体２１の回転を防止すべく治具６０に固定される回転防止部３６とを備える。リテーナ４０は、本体２１から軸線方向に延出していると共に、ボール７を軸線方向で第１，第２支持部３１，３２から離隔した位置で保持する。
【解決手段】ピーニング工具１は、押圧体であるボール７を径方向に駆動する作用部１３を有するマンドレル１０と、ボール７を径方向に移動可能に保持するリテーナ４０を有する支持部材２０とを備え、作用部１３により駆動されたボール７が内周面４の開口縁４ａをピーニング加工する。支持部材２０は、マンドレル１０を回転可能に支持する第１，第２支持部３１，３２を有する本体２１と、マンドレル１０の回転時にリテーナ４０および本体２１の回転を防止すべく治具６０に固定される回転防止部３６とを備える。リテーナ４０は、本体２１から軸線方向に延出していると共に、ボール７を軸線方向で第１，第２支持部３１，３２から離隔した位置で保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面を間欠的に押圧して加工するピーニング工具および該ピーニング工具による加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの表面を加工する工具が、該表面を加工する押圧体（例えば転動体）を径方向に駆動する作用部（多角形部）を有するマンドレルと、前記押圧体を径方向に移動可能に保持するリテーナとを備え、回転する前記作用部により径方向に駆動された押圧体が前記表面を間欠的に押圧して加工するものは知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５９６４８号公報
【特許文献２】特開２００７−３０１６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マンドレルの回転時に押圧体を保持するリテーナが回転する工具では、ワークの表面において、周方向での特定部位のみに、間欠的に押圧する加工（以下、「ピーニング加工」という。）を集中的に行うこと、例えば、特定部位にあるバリを取るために、該特定部位のみを狙ってピーニング加工を行うことは困難である。
また、ワークが回転する場合に、前記リテーナが回転すると、ワークにおける押圧体による周方向での加工位置は、ワークおよび作用部（すなわちマンドレル）の回転速度に加えて、リテーナの回転速度の影響を受けるため、ワークおよび作用部の回転速度に基づいて設定される特定部位を集中的にピーニング加工することは困難である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ワークの表面において、周方向での特定の加工部位を集中的にピーニング加工することが可能なピーニング工具および加工方法を提供すると共に、ピーニング加工を行う押圧体を保持するリテーナを径方向で小型化することを目的とする。
そして、本発明は、さらに、押圧体による加工部位のピーニング加工時の加工部位からの反力によるマンドレルの作用部の振れを抑制することを目的とし、さらに、該作用部の振れを抑制するための振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、ワーク（３）の表面（４）における加工部位（４ａ）に当接する押圧体（７）と、前記押圧体（７）を径方向に駆動する作用部（１３）を有すると共に駆動源（２ａ）により回転駆動されて回転中心線（Ｌｍ）を中心に回転するマンドレル（１０）と、前記押圧体（７）を径方向に移動可能に保持するリテーナ（４０）を有する支持部材（２０）とを備え、回転する前記作用部（１３）により径方向に駆動された前記押圧体（７）が前記加工部位（４ａ）を間欠的に押圧加工するピーニング工具において、前記支持部材（２０）は、前記マンドレル（１０）を回転可能に支持する支持部（３１，３２）を有する本体（２１）と、前記マンドレル（１０）の回転時に前記リテーナ（４０）および前記本体（２１）の回転を防止すべく工具固定部材（６０）に固定される回転防止部（３６）とを備え、前記リテーナ（４０）は、前記本体（２１）から軸線方向に延出していると共に、前記押圧体（７）を軸線方向で前記支持部（３１，３２）から離隔した位置で保持するピーニング工具である。
【０００７】
これによれば、マンドレルの作用部により駆動されてワークの加工部位を間欠的に押圧加工（以下、「ピーニング加工」という。）する押圧体を保持するリテーナは、工具固定部材に固定される回転防止部により、マンドレルの回転時に回転しない状態に維持される。この結果、ワークが固定されている場合、その表面の特定の加工部位を集中的にピーニング加工することができる。また、ワークが回転する場合には、リテーナが回転しないため、リテーナが回転する場合に比べて、マンドレルおよびワークの回転速度の設定により、ワークの表面における周方向での特定の加工部位を精度よくピーニング加工することができる。
さらに、作用部を有するマンドレルは、支持部材が有する本体の支持部に回転可能に支持される一方、リテーナは、本体から軸線方向に延出していると共に、支持部から軸線方向で離隔した位置で押圧体を保持する。この結果、支持部と押圧体とが軸線方向で同じ位置に配置される場合に比べて、押圧体を回転中心線に近づけて配置することができるので、押圧体を保持するリテーナを径方向で小型化できる。このため、例えば、ワークの小径の穴にリテーナを挿入することが可能になって、該穴の壁面であるワークの内周面のピーニング加工ができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のピーニング工具であって、前記マンドレル（１０）は、前記駆動源（２ａ）からの回転力が入力される入力部（１１）を有し、前記支持部（３１，３２）は、軸線方向で前記作用部（１３）と前記入力部（１１）との間において前記マンドレル（１０）を支持するものである。
これによれば、マンドレルを回転可能に支持する支持部を有する支持部材の本体は、マンドレルにおいて回転力が入力される入力部と作用部との間において、回転防止部が固定される工具固定部材に固定状態で支持されるので、マンドレルの振れ、ひいてはピーニング工具の振れが工具固定部材により抑制されて、加工精度の向上が可能になる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のピーニング工具であって、前記支持部材（２０）は、前記押圧体（７）を通じて作用する前記加工部位（４ａ）からの反力による前記作用部（１３）の振れを抑制する振れ抑制体（２７）を備え、前記作用部（１３）は、前記押圧体（７）および前記振れ抑制体（２７）に対して径方向内方に配置され、前記押圧体（７）および前記振れ抑制体（２７）は、前記回転中心線（Ｌｍ）を中心とした同一の内接円（Ｃｉ）に内接する状態で前記作用部（１３）に当接し、前記振れ抑制体（２７）に外接する前記回転中心線（Ｌｍ）を中心とした外接円（Ｃｏ２）は、前記押圧体（７）に外接する前記回転中心線（Ｌｍ）を中心とした外接円（Ｃｏ１）よりも小さいものである。
これによれば、回転中心線に対する径方向での位置に関して、振れ抑制体の最大離隔位置が押圧体の最大離隔位置よりも回転中心線に近い分、ワークの表面に対する振れ抑制体の押込み量を該表面に対する押圧体の押込み量よりも小さくできるので、振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制できる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載のピーニング工具であって、前記支持部材（２０）は、前記押圧体（７）を通じて作用する前記加工部位（４ａ）からの反力による前記作用部（１３）の振れを抑制する振れ抑制体（２７）を備え、前記表面（４）は、前記回転中心線（Ｌｍ）に平行な中心軸線（Ｌｗ）を有すると共に前記中心軸線（Ｌｗ）に直交する平面での断面形状が円である内周面（４）であり、前記リテーナ（４０）は、前記回転防止部（３６）により、前記回転中心線（Ｌｍ）が前記中心軸線（Ｌｗ）に対して前記加工部位（４ａ）寄りにオフセットした位置を占めるように位置決めされるものである。
これによれば、回転中心線に対する径方向での位置に関して、振れ抑制体の最大離隔位置を押圧体の最大離隔位置よりもワークの中心軸線に近づけることができる分だけ、ワークの表面に対する振れ抑制体の押込み量の減少が可能になるので、振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制できる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載のピーニング工具であって、前記押圧体（７）は、前記押圧体（７）を通じて作用する前記加工部位（４ａ）からの反力による前記作用部（１３）の振れを発生させる形態で配置され、前記支持部材（２０）は、前記押圧体（７）を通じて作用する前記加工部位（４ａ）からの反力による前記作用部（１３）の振れを抑制する振れ抑制体（２７）を備え、前記振れ抑制体（２７）は、前記加工部位（４ａ）を押圧加工している前記押圧体（７）が当接している前記作用部（１３）に、前記押圧体（７）と前記作用部（１３）との軸線方向での当接範囲であるマンドレル側加工用当接範囲（Ｓｍ１）を含むと共に前記マンドレル側加工用当接範囲（Ｓｍ１）よりも広い軸線方向での当接範囲であるマンドレル側抑制用当接範囲（Ｓｍ２）で当接するものである。
これによれば、作用部の振れを抑制する振れ抑制体は、押圧体によるマンドレル側加工用当接範囲を含むと共に該マンドレル側加工用当接範囲よりも広いマンドレル側抑制用当接範囲で作用部に当接する。この結果、ワークの加工部位からの反力が押圧体を通じて加えられる作用部に対する振れ抑制体による支持範囲を大きくできるので、振れ抑制体による作用部の振れの抑制効果が高められて、加工精度の向上が可能になる。しかも、作用部の振れを抑制するために作用部の外径を大きくして剛性を高める場合に比べて、作用部を径方向で小型化でき、マンドレルを軽量化できる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のピーニング工具であって、前記振れ抑制体（２７）は、前記押圧体（７）と前記加工部位（４ａ）との軸線方向での当接範囲であるワーク側加工用当接範囲（Ｓｗ１）よりも広い軸線方向での当接範囲であるワーク側抑制用当接範囲（Ｓｗ２）で前記加工部位（４ａ）以外の部位で前記表面（４）に当接するものである。
これによれば、振れ抑制体は、押圧体によるワーク側加工用当接範囲よりも広いワーク側抑制用当接範囲でワークの表面における加工部位以外の部位に当接することから、ワーク側加工用当接範囲とワーク側抑制用当接範囲とが同じ場合に比べて、振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制できる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、ツール径を調整するツール径調整機構（５０）を備える請求項１から６のいずれか１項記載のピーニング工具であって、前記作用部（１３）は、径方向での前記押圧体（７）との当接位置が、軸線方向での前記リテーナ（４０）に対する前記作用部（１３）の位置に応じて変化する可変径部から構成され、前記ツール径調整機構（５０）は、前記支持部材（２０）に設けられた支持側当接部（２４）または前記マンドレル（１０）に設けられたマンドレル側当接部（５２）に当接することにより、前記リテーナ（４０）に対する前記作用部（１３）の軸線方向移動量を規定するストッパ（５１）を有し、前記ストッパ（５１）は、軸線方向での位置が調整可能であると共に、前記支持側当接部（２４）または前記マンドレル側当接部（５２）との当接状態において軸線方向での位置が固定可能であるものである。
これによれば、作用部が、リテーナに対する軸線方向での位置に応じて径方向での押圧体との当接位置を変更する可変径部で構成されることから、同種の複数のワークが加工される場合において、ワークに対して加工上最適な加工時ツール径に設定された軸線方向位置で、ストッパが支持側当接部またはマンドレル側当接部に当接するように位置調整されて固定されることにより、１つのワークに対する加工終了後に、マンドレルを軸線方向に移動させてツール径を前記加工時ツール径から変更する必要があるときに、次のワークに対しては、ストッパが支持側当接部またはマンドレル側当接部に当接する位置までマンドレルを移動させればよいので、前記加工時ツール径の設定が容易になり、加工作業の効率が向上する。
【００１４】
請求項８記載の発明は、ツール径を調整するツール径調整機構（５０）を備える請求項１記載のピーニング工具による加工方法であって、前記リテーナ（４０）が、前記ワーク（３）に設けられると共に前記表面（４）である内周面（４）を壁面としている穴（５）に挿入される挿入工程と、前記押圧体（７）が、前記穴（５）内において径方向で前記加工部位（４ａ）と対向する位置に位置決めされる位置決め工程と、前記位置決め工程で位置決めされた前記押圧体（７）が前記加工部位（４ａ）に当接するように、前記ツール径調整機構（５０）によりツール径が調整されるツール径調整工程と、前記リテーナ（４０）および前記本体（２１）が前記回転防止部（３６）により前記工具固定部材（６０）に回転不能に固定されるリテーナ固定工程と、前記リテーナ固定工程で前記リテーナ（４０）が固定され、かつ前記ツール径調整工程によりツール径が調整された状態で、前記マンドレル（１０）が回転駆動されることにより、前記作用部（１３）により駆動される前記押圧体（７）が前記加工部位（４ａ）を間欠的に押圧加工するピーニング加工工程とを含む加工方法である。
これによれば、リテーナ固定工程において押圧体を保持するリテーナが固定されるので、ワークの内周面における加工部位をピーニング工具により集中的に、かつ精度よく加工することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ワークの表面における特定の加工部位を集中的にピーニング加工することが可能なピーニング工具および加工方法が得られる。また、ピーニング工具において、ピーニング加工を行う押圧体を保持するリテーナを径方向で小型化できる。
そして、本発明によれば、さらに、押圧体による加工部位のピーニング加工時の加工部位からの反力によるマンドレルの作用部の振れを抑制することができ、さらに、該作用部の振れを抑制するための振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態であるピーニング工具の全体図である。
【図２】図１の主にＩＩ−ＩＩ線での要部断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１のピーニング工具が治具に固定された状態を示す概略図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態であるピーニング工具を示し、図６に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図７を参照して説明する。
図１〜図６は、本発明の第１実施形態を説明する図である。
図１を参照すると、本発明の第１実施形態であるピーニング工具１は、加工機２に装着されて使用される工具である。ここで、加工機２は、例えばマシニングセンタやボール盤を利用したものでもよいし、ピーニング工具１のための専用機であってもよい。
【００１８】
ピーニング工具１は、加工機２が備える駆動源２ａにより回転駆動されて回転中心線Ｌｍを中心に回転するマンドレル１０と、ワーク３（図５，図６参照）の表面としての内周面４における加工部位である開口縁４ａに当接可能であると共に該開口縁４ａを押圧して加工する第１所定数として１以上の、ここでは１つの押圧体としてのボール７と、マンドレル１０が有する作用部１３により径方向に駆動されるボール７を径方向に移動可能にかつ転動可能に保持するリテーナ４０を有すると共にマンドレル１０を回転可能に支持する支持部材２０と、回転中心線Ｌｍに対するボール７の径方向位置を示すツール径を調整可能とするツール径調整機構５０とを備える。
【００１９】
ここで、軸線方向は回転中心線Ｌｍに平行な方向であるとし、径方向および周方向は、それぞれ回転中心線Ｌｍを中心とする径方向および周方向であるとする。また、横断面とは、特に断らない限り、回転中心線Ｌｍに直交する平面での断面であるとする。さらに、直交平面とは回転中心線Ｌｍに直交する平面であり、外接円Ｃｏおよび内接円Ｃｉ（図３参照）は、前記直交平面上における回転中心線Ｌｍを中心とする円であるとする。
【００２０】
また、図５，図６に示されるように、いずれもワーク３に設けられた穴５および横穴６に関して、開口縁４ａは、内周面４の一部であって、該内周面４を壁面として形成されている穴５に開口する別の穴としての横穴６の開口を形成している部分である。そして、この開口縁４ａには、穴５に交差するように形成される交差穴である横穴６の形成時の加工屑としてのバリ（図示されず）が存在する。そこで、ピーニング工具１は、この実施形態では、ボール７により開口縁４ａでのバリ取りを行うために使用される。
【００２１】
図１，図２を参照すると、マンドレル１０は、結合手段としてのネジ結合１０ｃにより互いの結合部１２ａ，１２ｃにおいて分離可能に結合された駆動側マンドレル部１０ａおよび作用側マンドレル部１０ｂから構成される。これにより、駆動側マンドレル部１０ａおよび作用側マンドレル部１０ｂを別々に交換することができる。
マンドレル１０は、該マンドレル１０を回転させる回転力が駆動源２ａから入力される入力部であると共に加工機２に装着されるシャンク１１と、ボール７および後記ローラ２７を径方向に移動させる作用部１３と、軸線方向でマンドレル１０の両端部であるシャンク１１および作用部１３の間に位置してシャンク１１に入力された回転力を作用部１３に伝達する中間部１２とを有する。
なお、軸線方向のうち、シャンク１１から作用部１３に向かう方向を前進方向とし、前進方向とは反対方向を後退方向という。そして、前進方向および後退方向の一方を軸線方向での一方向とするとき、前進方向および後退方向の他方は軸線方向での他方向である。
【００２２】
駆動側マンドレル部１０ａはシャンク１１と駆動側中間部１２ｂとを有し、作用側マンドレル部１０ｂは作用部１３と作用側中間部１２ｄとを有する。そして、中間部１２は、結合部１２ａを有すると共に駆動側マンドレル部１０ａにおいて作用側マンドレル部１０ｂ寄りの駆動側中間部１２ｂと、結合部１２ｃを有すると共に作用側マンドレル部１０ｂにおいて駆動側マンドレル部１０ａ寄りの作用側中間部１２ｄとから構成される。
【００２３】
作用部１３と一体成形により一体化された作用側中間部１２ｄは、支持部材２０が有する支持部３１，３２を構成する第１，第２支持部３１，３２に回転可能に支持されると共に軸線方向に平行に移動可能に案内される被支持部１２ｅ，１２ｆを有する。被支持部１２ｅ，１２ｆは、第１支持部３１に摺動可能に支持される第１被支持部１２ｅと、第２支持部３２に摺動可能に案内される第２被支持部１２ｆとから構成される。
第１被支持部１２ｅは、第２被支持部１２ｆの外径よりも大きな外径を有する大径部から構成されるので、マンドレル１０の剛性が高められて、マンドレル１０の振れ、ひいては作用部１３の振れが抑制される。第２被支持部１２ｆは、作用部１３の最大外径以上の外径の、ここでは該最大外径に等しく、かつ軸線方向に一定の外径の軸部から構成される。
【００２４】
マンドレル１０は、軸線方向で離隔している第１，第２支持部３１，３２により回転中心線Ｌｍを中心に回転可能に支持されることにより、マンドレル１０の振れ、ひいては作用部１３の振れが抑制される。
また、支持部材２０に対してマンドレル１０が前進方向に移動するにつれて、第２支持部３２と第２被支持部１２ｆとの軸線方向での摺接範囲が大きくなって、第２支持部３２による第２被支持部１２ｆの支持範囲が大きくなるので、第２支持部３２による作用部１３の振れの抑制効果が高められる。
【００２５】
図３，図４を参照すると、作用部１３の外周部１３ｂには、径方向外方に突出する複数としての３つの突出部１４と、各突出部１４よりも径方向内方に位置する複数としての３つの非突出部１５とが、周方向に等しい間隔をおいて形成される。
そして、作用部１３の外周面１３ａの横断面形状は、多角形状、この実施形態では六角形状である。ここで、このように多角形部で構成される作用部１３の前記多角形状とは、突出部１４および非突出部１５が周方向に交互に配置されて形成される形状を意味し、多角形を形成する各辺がすべて直線である必要はないものとする。
【００２６】
外周面１３ａは、突出部１４が有する突出面１４ａおよび非突出部１５が有する非突出面１５ａを有する。各突出面１４ａは、その横断面形状が回転中心線Ｌｍを中心とする共通の円上の円弧で構成され、各非突出面１５ａは、横断面形状が前記円上において周方向で隣接する円弧間の弦により構成される。なお、突出部１４および非突出部１５の横断面形状は、それぞれ円弧または弦以外の形状であってもよい。
【００２７】
ボール７およびローラ２７に対して径方向内方に配置される作用部１３は、軸線方向での位置に応じてボール７および各ローラ２７が当接する外周面１３ａの径が変化する可変径部から構成される。したがって、作用部１３においては、軸線方向での位置に応じて、ボール７および各ローラ２７と作用部１３との径方向での当接位置が変化する。
この実施形態では、外周面１３ａは、その径が前進方向に向かうにつれて減少し、ここでは一定の割合で減少する面として、テーパ面である突出面１４ａおよび傾斜平面である非突出面１５ａを有する。したがって、作用部１３は、先端（または前進方向）に向かって先細となる。
そして、軸線方向での作用部１３の形成範囲は、ツール径調整機構５０により少なくとも後記ツール径の調整が行われる範囲である。
【００２８】
図１，図２を参照すると、マンドレル１０が挿通されている支持部材２０は、マンドレル１０を回転可能に支持する支持部３１，３２を有する本体２１と、本体２１から前進方向に延出しているリテーナ４０と、マンドレル１０の回転時にリテーナ４０および本体２１の回転を防止する回転防止部３６と、開口縁４ａ（図６参照）の押圧加工の際にボール７に作用するワーク３からの反力（以下、「反力」という。）が該ボール７を通じて作用部１３に加えられることで回転中心線Ｌｍが変位してマンドレル１０の作用部１３が振れることを抑制する第２所定数として１以上の、ここでは複数としての２つの振れ抑制体としての同一形状のローラ２７とを備える。ここで、第２所定数は第１所定数以上の数である。
【００２９】
支持部材２０は、支持部材２０を通じてピーニング工具１が取り付けられて固定される工具固定部材としての治具６０（図５参照）に載置される載置部としてのフランジ３０を有するベース部材２２と、前進方向側でベース部材２２に結合される円筒状のフレーム２３と、後退方向側でベース部材２２に結合される円筒状のステム２４とが、一体に結合されて構成される。
【００３０】
本体２１は、フランジ３０のほかにボス部である結合部２２ａおよび第１支持部３１を有するベース部材２２と、フレーム２３における結合部２２ａとの結合部２３ａとから構成される。そして、本体２１は、フランジ３０から後退方向に突出している円筒状の第１支持部３１と、フレーム２３の基部としての結合部２３ａである第２支持部３２と、第１支持部３１の外周に結合手段としてのネジ結合２０ｃにより着脱可能に結合されて固定されるステム２４とを有する。
【００３１】
軸線方向で結合部２２ａおよび第２支持部３２とステム２４との間に位置するフランジ３０は、治具６０（図５参照）に軸線方向で当接した状態で載置される。
第１支持部３１は、第１被支持部１２ｅが軸線方向に移動可能に収容される横断面形状が円形の空間３３を形成し、第１被支持部１２ｅを有するマンドレル１０を回転中心線Ｌｍと同心状態で軸線方向に移動可能に案内する案内部を構成する。
【００３２】
中間部１２が挿通されているステム２４は、第１支持部３１と軸線方向で当接することにより支持部材２０に対するマンドレル１０（したがって、作用部１３）の後退方向での移動を規制して、最大後退位置（図１，図２に実線で示される。）を設定すると共に、ツール径調整機構５０のストッパ５１と軸線方向で当接することで、支持部材２０に対するマンドレル１０の前進方向での最大前進位置を設定する位置決め部である。このように、１つの部材であるステム２４によりマンドレル１０の前進方向および後退方向での最大移動位置が設定されることで、ピーニング工具１を軸線方向で小型化できる。
【００３３】
リテーナ４０および第２支持部３２（結合部２３ａ）を有する円筒状のフレーム２３は、作用部１３および第２被支持部１２ｆが軸線方向に挿通可能な挿通空間としての挿通穴３４（図３，図４も参照）を形成している。そして、フレーム２３は、結合部２３ａにおいて結合部２２ａに結合手段としての止めネジ２５により結合されることで、軸線方向で大部分が一定の外径を有する軸状のリテーナ４０が本体２１と一体化される。
空間３３に連なると共に軸線方向に平行に直線状に延びている挿通穴３４は、横断面形状が円形の円穴であり、第１被支持部１２ｅが軸線方向に移動可能に配置される空間３３よりも小径である。
【００３４】
図１〜図４を参照すると、いずれも転動体であって加工用転動体であるボール７および振れ抑制用転動体であるローラ２７を保持するリテーナ４０には、その先端寄りに、ボール７およびローラ２７がそれぞれ収容される複数としての３つの収容空間４１，４２が周方向に間隔をおいて設けられる。
径方向で突出部１４に対向可能な位置に配置された収容空間４１，４２は、ボール７が収容される１以上の第１収容空間４１と、ローラ２７が収容される複数としての２つの第２収容空間４２とから構成される。各収容空間４１，４２は、リテーナ４０を径方向に貫通する空間であり挿通穴３４に開口している。
【００３５】
図１，図２，図５を参照すると、フランジ３０において、マンドレル１０およびリテーナ４０に対して径方向外方に配置された回転防止部３６は、フランジ３０に固定手段としての止めネジ３７により固定されて設けられた円柱状の部材であり、治具６０（図５参照）に設けられた係止部としての係合穴６１ａに挿入されることにより、治具６０に固定され、リテーナ４０および本体２１の回転を阻止する。回転防止部３６により、リテーナ４０および本体２１を含めて、支持部材２０が治具６０に回転不能に取り付けられる。
【００３６】
図５，図６を参照すると、内周面４により形成される穴５が設けられたワーク３は、治具６０に固定される載置台６５に位置決めされて固定される。
ワーク３の内周面４は、回転中心線Ｌｍに平行な中心軸線Ｌｗを有すると共に該中心軸線Ｌｗに直交する平面での断面形状が円である。
治具６０は、載置台６５が固定される基台６１と、フランジ３０が載置される工具支持部としての支持プレート６２と、基台６１に対して支持プレート６２を支持する中間支持部としての複数の脚部６３とを有する。
載置台６５は、治具６０に対して、軸線方向、径方向および周方向でのワーク３の位置を調整可能とするワーク位置調整部（図示されず）を有する。該ワーク位置調整部は、例えば位置調整用のネジ構造を有する。そして、該ワーク位置調整部による位置調整で、治具６０に固定された状態のピーニング工具１に対して、ワーク３の開口縁４ａの位置決めを行うことができる。
【００３７】
図３を参照すると、ボール７による加工位置またはボール７の径方向位置を示すツール径は、突出部１４の外周面１４ａに接触しているボール７の、回転中心線Ｌｍから径方向で最も離れている最大離隔点７ａと回転中心線Ｌｍとの間の距離と、突出部１４の外周面１４ａに接触しているローラ２７の、回転中心線Ｌｍから径方向で最も離れている最大離隔点２７ａと回転中心線Ｌｍとの間の距離との和である。
【００３８】
図１，図２を参照すると、該ツール径を調整すべくリテーナ４０に対して作用部１３を前進方向および後退方向に移動可能とするツール径調整機構５０は、支持部材２０に設けられた支持側当接部であるステム２４に軸線方向で当接可能なストッパ５１と、リテーナ４０に対してマンドレル１０および作用部１３を軸線方向に相対移動可能に案内する案内部でもある第１支持部３１とを有する。ストッパ５１は、リテーナ４０に対する作用部１３の軸線方向移動量を規定する。なお、図３，図４には、作用部１３が前記最大後退位置から前進方向に移動した状態が、二点鎖線で示されている。
【００３９】
軸線方向でステム２４とシャンク１１との間に配置されると共に軸線方向での位置が調整可能にマンドレル１０に設けられるストッパ５１は、ステム２４に当接可能なマンドレル側当接部５２と、マンドレル１０に対する軸線方向でのマンドレル側当接部５２の位置を調整可能な調整部としての調整リング５３と、マンドレル側当接部５２に対して調整リング５３を回転可能とするための軸受５４とを有する。
【００４０】
マンドレル側当接部５２は、スラスト軸受である軸受５４を介して、回転中心線Ｌｍを中心に回転可能に調整リング５３に支持される。このため、マンドレル側当接部５２は、ステム２４と当接していない非当接状態では調整リング５３と共にマンドレル１０と一体に回転する一方、マンドレル側当接部５２がステム２４に当接した当接状態では、マンドレル側当接部５２は調整リング５３と一体に回転することなく、調整リング５３のみがマンドレル１０と一体に回転する。
【００４１】
マンドレル１０に対して軸線方向での位置が調整可能に設けられる調整リング５３は、マンドレル側当接部５２と一体に軸線方向に移動可能であると共に、駆動側中間部１２ｂの外周に設けられたネジ部５５に螺合していて、固定手段としての止めネジ５６により、マンドレル１０に対して固定および固定解除可能に設けられる。
したがって、ストッパ５１は、軸線方向での位置が調整可能であると共に、ステム２４との当接状態において軸線方向での位置が固定可能である。
【００４２】
図３，図４を参照すると、作用部１３の突出部１４のテーパ角の１／２に設定されたテーパ角を有する各ローラ２７は、ボール７に対して、最大離隔点７ａを含むと共に回転中心線Ｌｍに直交する基準直交平面Ｐと交わる位置に配置される。各ローラ２７は、開口縁４ａを押圧しているボール７が突出部１４に当接している作用部１３における別の突出部１４に当接して、ワーク３からの反力に起因する作用部１３、したがってマンドレル１０の振れを抑制する。
【００４３】
作用部１３のこの振れは、ボール７は１つであることに起因して発生する。したがって、押圧体であるボール７は、該ボール７に作用する反力（つまり、作用部１３に作用する反力）が釣り合わない形態で配置されているか、または、反力が作用部１３の振れを発生させる形態で配置されている。
なお、ピーニング工具１が複数の押圧体を備える場合、該複数の押圧体は、複数の押圧体に作用する反力（つまり、作用部１３に作用する反力）が釣り合わない形態で配置されているか、または、反力が作用部１３の振れを発生させる形態で配置されている。そして、このような形態の配置として、例えば複数の押圧体が周方向で不等間隔に配置されている場合がある。
【００４４】
また、図３を参照すると、基準直交平面Ｐ近傍で、ボール７の径はローラ２７の径よりも大きい。
そして、ボール７およびローラ２７は、突出部１４において外周面１３ａ上で同一の内接円Ｃｉに内接し、各ローラ２７に外接する外接円Ｃｏ２は、ボール７に外接する外接円Ｃｏ１よりも小さい。
図６を併せて参照すると、ボール７は、非突出部１５に当接している状態では、周方向で突出部１４に近づくとき次第に大きくなる押圧力で開口縁４ａを押圧し、突出部１４に当接している状態で最大の押圧力で開口縁４ａを押圧する。同様に、各ローラ２７は、非突出部１５に当接している状態では、周方向で突出部１４に近づくとき次第に大きくなる押圧力で、内周面４における開口縁４ａ以外の部位である非加工部位を押圧し、突出部１４に当接している状態で最大の押圧力で前記非加工部位を押圧する。
【００４５】
図４に示されるように、ローラ２７は、開口縁４ａを押圧加工しているボール７が突出部１４に当接している状態で別の各突出部１４に、ボール７と突出部１４との軸線方向での当接範囲であるマンドレル側加工用当接範囲Ｓｍ１を含むと共にマンドレル側加工用当接範囲Ｓｍ１よりも広い軸線方向での当接範囲であるマンドレル側抑制用当接範囲Ｓｍ２で当接する。
また、図５に示されるように、ローラ２７は、ボール７と開口縁４ａとの軸線方向での当接範囲であるワーク側加工用当接範囲Ｓｗ１よりも広い軸線方向での当接範囲であるワーク側抑制用当接範囲Ｓｗ２で前記非加工部位に当接する。
【００４６】
また、ボール７およびローラ２７は、耐久性向上の観点から、超硬またはセラミックスから形成される。さらに、ボール７およびローラ２７には、耐久性を向上させるための表面処理、例えばＤＬＣ（ダイヤモンド状炭素膜）、ＴｉＮ（窒化チタン）またはＴｉＣＮ（炭化窒化チタン）のコーティングが施されてもよい。
【００４７】
図１，図２，図５，図６を参照して、ピーニング工具１によるワーク３の内周面４の加工方法について説明する。
先ず、準備工程において、加工機２（図１参照）に装着されたマンドレル１０は第１被支持部１２ｅがステム２４に当接するまで後退方向に移動させられて、ステム２４とストッパ５１のマンドレル側当接部５２との軸線方向での間隔Ａが最大になり、マンドレル１０および該マンドレル１０と一体の作用部１３が支持部材２０に対して最大後退位置を占める。このため、ツール径は最小ツール径になる。
【００４８】
挿入工程において、治具６０の支持プレート６２の挿入穴６２ｂに対してリテーナ４０からピーニング工具１が挿入され、さらに載置台６５に載置されたワーク３の穴５にリテーナ４０が挿入され、支持部材２０のフランジ３０が支持プレート６２の上面に軸線方向で当接するまで、ピーニング工具１が移動させられる。
続く位置決め工程において、フランジ３０が支持プレート６２に当接した状態で、軸線方向および周方向で、ボール７が内周面４の開口縁４ａと同じ位置に位置決めされるように、載置台６５の前記ワーク位置調整部によるワーク３の位置調整が行われる。この位置決め工程により、回転中心線Ｌｍ（したがって、軸線方向）が上下方向に平行になり、回転中心線Ｌｍと中心軸線Ｌｗとが一致する。
【００４９】
続くツール径調整工程において、突出部１４に当接するボール７が横穴６の開口を塞ぐように開口縁４ａに当接すると共に、各ローラ２７が内周面４に当接する位置まで、ツール径調整機構５０によりツール径が拡大するように、マンドレル１０が第１，第２支持部３１，３２に案内されて前進方向に移動させられる。このとき、載置台６５上でのワーク３の径方向位置が調整されて、ワーク３が載置台６５に固定されて、ワーク３の位置決めが終了する。なお、図５には、最大後退位置にあるときの作用部１３、マンドレル１０およびストッパ５１が二点鎖線で示されている。
このとき、ツール径は、開口縁４ａをピーニング加工するための最適な加工用ツール径に設定される。
なお、ストッパ５１の別の使用方法として、この状態で、止めネジ５６（図２参照）が緩められて、マンドレル側当接部５２をステム２４に当接させるために、ストッパ５１が軸線方向に移動するように、マンドレル１０に対して固定解除され、ステム２４に当接したとき止めネジ５６を締め付けることでマンドレル１０に固定されてもよい。
【００５０】
その後、リテーナ４０および本体２１を含む支持部材２０のリテーナ固定工程において、ツール径が前記加工用ツール径に設定された状態で、回転防止部３６が治具６０の係止部の係合穴６１ａに挿入されて、止めネジ３７（図２参照）により回転防止部３６がフランジ３０に固定される。これにより、リテーナ４０を含む支持部材２０が、回転防止部３６により、治具６０に回転不能に固定される（図５参照）。
【００５１】
続くピーニング加工工程において、駆動源２ａによりマンドレル１０が、所定の回転速度、例えば５００〜６００ｒｐｍで、所定加工時間に亘って回転駆動されて、作用部１３により駆動されるボール７が、突出部１４および非突出部１５により交互に収容空間４１，４２内で径方向に出没して、突出部１４により径方向外方に間欠的に移動したとき、衝撃的に開口縁４ａを押圧して、開口縁４ａに対してピーニング加工が行われて、開口縁４ａのバリ取りが行われる。
【００５２】
前記所定加工時間が経過したとき開口縁４ａに対するピーニング加工を終了すべく、マンドレル１０の回転が停止される。その後、マンドレル１０が後退方向に移動させられて、ツール径調整機構５０によりツール径が縮小され、止めネジ３７が外されて回転防止部３６がフランジ３０から取り外される。次いで、ピーニング工具１が治具６０から外されて、ワーク３の加工が終了する。
次いで、同種のワーク３を加工する場合には、前記ツール径調整工程において、ストッパ５１をステム２４に当接する位置までマンドレル１０を移動させることで、前記加工用ツール径が得られる。その後、リテーナ固定工程を経て、ピーニング加工工程で該ワーク３が加工される。
【００５３】
以下、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
回転する作用部１３により径方向に駆動されたボール７が内周面４の開口縁４ａをピーニング加工するピーニング工具１において、支持部材２０は、マンドレル１０を回転可能に支持する第１，第２支持部３１，３２を有する本体２１と、マンドレル１０の回転時にリテーナ４０および本体２１の回転を防止すべく治具６０の支持プレート６２に固定される回転防止部３６とを備え、リテーナ４０は、本体２１から軸線方向に延出していると共に、ボール７を軸線方向で第１，第２支持部３１，３２から離隔した位置で保持する。
この構造により、マンドレル１０の作用部１３により駆動されてワーク３の開口縁４ａをピーニング加工するボール７を保持するリテーナ４０は、治具６０に固定される回転防止部３６により、マンドレル１０の回転時に回転しない状態に維持される。この結果、ワーク３が固定されている場合、その内周面４における周方向での特定の加工部位である開口縁４ａを集中的にピーニング加工することができる。
さらに、作用部１３を有するマンドレル１０は、支持部材２０が有する本体２１の第１，第２支持部３１，３２に回転可能に支持される一方、リテーナ４０は、本体２１から軸線方向に延出していると共に、第１，第２支持部３１，３２から軸線方向で離隔した位置でボール７を保持する。この結果、作用部の支持部と押圧体（ボール７に相当）とが軸線方向で同じ位置に配置される場合に比べて、ボール７を回転中心線Ｌｍに近づけて配置することができるので、ボール７を保持するリテーナ４０を径方向で小型化できる。このため、穴５の径が小さい場合にも、内周面４でのピーニング加工が可能になる。
【００５４】
マンドレル１０は、加工機２の駆動源２ａからの回転力が入力されるシャンク１１を有し、第１，第２支持部３１，３２は、軸線方向で作用部１３とシャンク１１との間においてマンドレル１０を支持することにより、マンドレル１０を回転可能に支持する第１，第２支持部３１，３２を有する支持部材２０の本体２１は、マンドレル１０において回転力が入力されるシャンク１１と作用部１３との間において、回転防止部３６が固定される治具６０に固定状態で支持される。この結果、マンドレル１０の振れ（したがって作用部１３の振れ）、ひいてはピーニング工具１の振れが治具６０により抑制されて、加工精度の向上が可能になる。
【００５５】
支持部材２０は、ピーニング加工時の開口縁４ａからの反力による作用部１３の振れを抑制するローラ２７を備え、作用部１３は、ボール７およびローラ２７に対して径方向内方に配置され、ボール７およびローラ２７は、同一の内接円Ｃｉに内接する状態で作用部１３に当接し、ローラ２７に外接する外接円Ｃｏ２は、ボール７に外接する外接円Ｃｏ１よりも小さい。
この構造により、回転中心線Ｌｍに対する径方向での位置に関して、ローラ２７の最大離隔位置がボール７の最大離隔位置よりも回転中心線Ｌｍに近い分、ワーク３の内周面４に対するローラ２７の押込み量を該内周面４に対するボール７の押込み量よりも小さくできるので、ローラ２７によるワーク３の表面の変形を抑制できる。
【００５６】
ボール７は、開口縁４ａからの反力による作用部１３の振れを発生させる形態で配置され、ローラ２７は、開口縁４ａを押圧加工しているボール７が当接している作用部１３に、軸線方向において、マンドレル側加工用当接範囲Ｓｍ１を含むと共にマンドレル側加工用当接範囲Ｓｍ１よりも広いマンドレル側抑制用当接範囲Ｓｍ２で当接する。
これにより、ワーク３の開口縁４ａからの反力が加えられる作用部１３に対するローラ２７による支持範囲を大きくできるので、ローラ２７による作用部１３の振れの抑制効果が高められて、加工精度の向上が可能になる。
【００５７】
各ローラ２７は、ボール７によるワーク側加工用当接範囲Ｓｗ１よりも広いワーク側抑制用当接範囲Ｓｗ２で、加工部位である開口縁４ａ以外の部位である非加工部位においてワーク３の内周面４に当接するので、ワーク側加工用当接範囲Ｓｗ１とワーク側抑制用当接範囲Ｓｗ２とが同じ場合に比べて、各ローラ２７によるワーク３の内周面４の変形を抑制できる。
【００５８】
作用部１３は、径方向でのボール７との当接位置が、軸線方向でのリテーナ４０に対する作用部１３の位置に応じて変化する可変径部から構成され、ツール径調整機構５０は、マンドレル１０を軸線方向に移動可能に案内する案内部である第１支持部３１を有し、該第１支持部３１によりマンドレル１０が軸線方向に案内されるので、ツール径を調整するためのマンドレル１０の軸線方向移動が容易になり、ツール径の調整が容易になる。
【００５９】
ツール径調整機構５０は、支持部材２０に設けられたステム２４に当接することにより、リテーナ４０に対する作用部１３の軸線方向移動量を規定するストッパ５１を有し、ストッパ５１は、軸線方向での位置が調整可能であると共に、ステム２４との当接状態において軸線方向での位置が固定可能である。
この構造により、作用部１３が、リテーナ４０に対する軸線方向での位置に応じて径方向でのボール７との当接位置を変更する可変径部で構成されることから、同種の複数のワーク３が加工される場合において、ワーク３の加工上最適な加工時ツール径に設定された軸線方向位置で、ストッパ５１がステム２４に当接するように位置調整されて固定されることにより、１つのワーク３に対する加工終了後に、マンドレル１０を軸線方向に移動させてツール径を前記加工時ツール径から変更する必要があるときに、次のワーク３に対しては、ストッパ５１がステム２４に当接する位置までマンドレル１０を移動させればよいので、前記加工時ツール径の設定が容易になり、加工作業の効率が向上する。
【００６０】
ボール７が穴５内において径方向で加工部位と対向する位置に位置決めされる位置決め工程で位置決めされたボール７が開口縁４ａに当接するように、ツール径調整機構５０によりツール径が調整され、次いで、リテーナ固定工程においてリテーナ４０および本体２１が回転防止部３６により治具６０に回転不能に固定された後にマンドレル１０が回転駆動されてボール７が開口縁４ａをピーニング加工することにより、リテーナ４０固定工程においてボール７を保持するリテーナ４０が固定されるので、ワーク３の内周面４における開口縁４ａをピーニング工具１により集中的に、かつ精度よく加工することができる。
【００６１】
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、第１実施形態とは、ボール７とローラ２７との相対的外径および配置と、ワーク３に対するピーニング工具１の配置とが主に相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号を使用した。
図４に示されるように、基準直交平面Ｐ上でボール７およびローラ２７が共通の外接円を有していてもよい。この場合、基準直交平面Ｐ近傍で、ボール７の径とローラ２７の径とはほぼ等しい。そして、前記リテーナ固定工程において、穴５内に挿入されたリテーナ４０は、回転防止部３６により、回転中心線Ｌｍが中心軸線Ｌｗに対して開口縁４ａ寄りに所定量だけオフセットした位置を占めるように位置決めされる。そして、前記所定量は、開口縁４ａでの所要の加工量が得られるように設定される。
この第２実施形態によれば、前記相違点による作用効果を除いて、第１実施形態と同様の作用効果が奏されるほか、次の作用効果が奏される。
リテーナ４０は、回転防止部３６により、回転中心線Ｌｍが穴５の中心軸線Ｌｗに対して開口縁４ａ寄りにオフセットした位置を占めるように位置決めされることにより、回転中心線Ｌｍに対する径方向での位置に関して、ローラ２７の最大離隔位置をボール７の最大離隔位置よりも中心軸線Ｌｗに近づけることができる分だけ、ワーク３の内周面４に対するローラ２７の押込み量の減少が可能になるので、ローラ２７によるワーク３の内周面４の変形を抑制できる。
【００６２】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
ピーニング工具１は、バリ取り以外に、例えば、ワーク３の表面の加工部位において、表面硬度の増大や圧縮残留応力による疲労強度の向上のために使用されてもよい。ワーク３は熱交換器などの管状部材であってもよい。
ステム２４は、軸線方向での位置が調整可能に第１支持部３１に結合されていてもよく、これにより、ステム２４とストッパ５１との軸線方向間隔Ａを調整できる。
押圧体はローラであってもよい。また、１つの第２収容空間４２に、振れ抑制体として、ボールおよびローラの少なくとも一方から構成される転動体が複数個収容されてもよい。
ツール径調整機構５０において、ステム２４が、ストッパ５１と同様のストッパとして、支持部材２０に軸線方向での位置が調整可能に設けられてもよい。この場合、該ストッパは、マンドレル１０に設けられたマンドレル側当接部５２に当接することにより、リテーナ４０に対する作用部１３の軸線方向移動量を規定し、マンドレル側当接部５２との当接状態において軸線方向での位置が固定可能である。
押圧体および振れ抑制体は、ボール７やローラ２７など作用部１３の外周面１３ａに沿って転動可能な転動体以外の部材、径方向に沿う軸線を有する柱状体（例えば、径方向での両端部（それぞれワーク３および作用部１３との当接部となる部分。）が球面状の円柱）などであってもよい。
回転中心線Ｌｍを中心にワーク３が回転してもよい。この場合にも、リテーナ４０が回転しないため、リテーナ４０が回転する場合に比べて、マンドレル１０およびワーク３の回転速度の設定により、ワーク３の表面における周方向での特定の加工部位を精度よくピーニング加工することができる。
作用部１３は、進出方向に向かって拡径する形状であってもよい。
回転防止部３６は、フレーム２３またはリテーナ４０に設けられてもよい。
軸線方向におけるワークに対するピーニング工具の位置決めを調整可能とするために、治具６０が、基台６１に対する軸線方向での支持プレート６２の位置を調整可能とする治具位置調整部（図示されず）を有していてもよい。例えば位置調整用のネジ構造を有する前記治具位置調整部は、各脚部６３に、または支持プレート６２と各脚部６３との間に設けられる。そして、ピーニング工具１による加工工程のうちの位置決め工程において、軸線方向でボール７が開口縁４ａと同じ位置に位置決めされるように、前記治具用位置調整部により、軸線方向での支持プレート６２の位置調整、したがってピーニング工具１の位置調整が行われてもよい。
作用部の径方向内方にリテーナ、押圧体および振れ抑制体が配置され、リテーナ、押圧体および振れ抑制体の径方向内方にワークの表面（例えば外周面）が配置されてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１ ピーニング工具
３ ワーク
４ 内周面（表面）
４ａ 開口縁（加工部位）
５ 穴
６ 横穴
７ ボール（押圧体）
１０ マンドレル
１３ 作用部
２０ 支持部材
２１ 本体、
２７ ローラ（振れ抑制体）
３１，３２ 支持部
３６ 回転防止部
４０ リテーナ
５０ ツール径調整機構
５１ ストッパ
５２ マンドレル側当接部
６０ 治具（工具固定部材）
Ｌｍ 回転中心線
Ｌｗ 中心軸線、
Ｃｉ 内接円
Ｃｏ１，Ｃｏ２ 外接円
Ｓｍ１，Ｓｍ２ マンドレル側当接範囲
Ｓｗ１，Ｓｗ２ ワーク側当接範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの表面を間欠的に押圧して加工するピーニング工具および該ピーニング工具による加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの表面を加工する工具が、該表面を加工する押圧体（例えば転動体）を径方向に駆動する作用部（多角形部）を有するマンドレルと、前記押圧体を径方向に移動可能に保持するリテーナとを備え、回転する前記作用部により径方向に駆動された押圧体が前記表面を間欠的に押圧して加工するものは知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５９６４８号公報
【特許文献２】特開２００７−３０１６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マンドレルの回転時に押圧体を保持するリテーナが回転する工具では、ワークの表面において、周方向での特定部位のみに、間欠的に押圧する加工（以下、「ピーニング加工」という。）を集中的に行うこと、例えば、特定部位にあるバリを取るために、該特定部位のみを狙ってピーニング加工を行うことは困難である。
また、ワークが回転する場合に、前記リテーナが回転すると、ワークにおける押圧体による周方向での加工位置は、ワークおよび作用部（すなわちマンドレル）の回転速度に加えて、リテーナの回転速度の影響を受けるため、ワークおよび作用部の回転速度に基づいて設定される特定部位を集中的にピーニング加工することは困難である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ワークの表面において、周方向での特定の加工部位を集中的にピーニング加工することが可能なピーニング工具および加工方法を提供すると共に、ピーニング加工を行う押圧体を保持するリテーナを径方向で小型化することを目的とする。
そして、本発明は、さらに、押圧体による加工部位のピーニング加工時の加工部位からの反力によるマンドレルの作用部の振れを抑制することを目的とし、さらに、該作用部の振れを抑制するための振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、ワーク（３）の表面（４）における加工部位（４ａ）に当接する押圧体（７）と、前記押圧体（７）を径方向に駆動する作用部（１３）を有すると共に駆動源（２ａ）により回転駆動されて回転中心線（Ｌｍ）を中心に回転するマンドレル（１０）と、前記押圧体（７）を径方向に移動可能に保持するリテーナ（４０）を有する支持部材（２０）とを備え、回転する前記作用部（１３）により径方向に駆動された前記押圧体（７）が前記加工部位（４ａ）を間欠的に押圧加工するピーニング工具において、前記支持部材（２０）は、前記マンドレル（１０）を回転可能に支持する支持部（３１，３２）を有する本体（２１）と、前記マンドレル（１０）の回転時に前記リテーナ（４０）および前記本体（２１）の回転を防止すべく工具固定部材（６０）に固定される回転防止部（３６）とを備え、前記リテーナ（４０）は、前記本体（２１）から軸線方向に延出していると共に、前記押圧体（７）を軸線方向で前記支持部（３１，３２）から離隔した位置で保持するピーニング工具である。
【０００７】
これによれば、マンドレルの作用部により駆動されてワークの加工部位を間欠的に押圧加工（以下、「ピーニング加工」という。）する押圧体を保持するリテーナは、工具固定部材に固定される回転防止部により、マンドレルの回転時に回転しない状態に維持される。この結果、ワークが固定されている場合、その表面の特定の加工部位を集中的にピーニング加工することができる。また、ワークが回転する場合には、リテーナが回転しないため、リテーナが回転する場合に比べて、マンドレルおよびワークの回転速度の設定により、ワークの表面における周方向での特定の加工部位を精度よくピーニング加工することができる。
さらに、作用部を有するマンドレルは、支持部材が有する本体の支持部に回転可能に支持される一方、リテーナは、本体から軸線方向に延出していると共に、支持部から軸線方向で離隔した位置で押圧体を保持する。この結果、支持部と押圧体とが軸線方向で同じ位置に配置される場合に比べて、押圧体を回転中心線に近づけて配置することができるので、押圧体を保持するリテーナを径方向で小型化できる。このため、例えば、ワークの小径の穴にリテーナを挿入することが可能になって、該穴の壁面であるワークの内周面のピーニング加工ができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のピーニング工具であって、前記マンドレル（１０）は、前記駆動源（２ａ）からの回転力が入力される入力部（１１）を有し、前記支持部（３１，３２）は、軸線方向で前記作用部（１３）と前記入力部（１１）との間において前記マンドレル（１０）を支持するものである。
これによれば、マンドレルを回転可能に支持する支持部を有する支持部材の本体は、マンドレルにおいて回転力が入力される入力部と作用部との間において、回転防止部が固定される工具固定部材に固定状態で支持されるので、マンドレルの振れ、ひいてはピーニング工具の振れが工具固定部材により抑制されて、加工精度の向上が可能になる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のピーニング工具であって、前記支持部材（２０）は、前記押圧体（７）を通じて作用する前記加工部位（４ａ）からの反力による前記作用部（１３）の振れを抑制する振れ抑制体（２７）を備え、前記作用部（１３）は、前記押圧体（７）および前記振れ抑制体（２７）に対して径方向内方に配置され、前記押圧体（７）および前記振れ抑制体（２７）は、前記回転中心線（Ｌｍ）を中心とした同一の内接円（Ｃｉ）に内接する状態で前記作用部（１３）に当接し、前記振れ抑制体（２７）に外接する前記回転中心線（Ｌｍ）を中心とした外接円（Ｃｏ２）は、前記押圧体（７）に外接する前記回転中心線（Ｌｍ）を中心とした外接円（Ｃｏ１）よりも小さいものである。
これによれば、回転中心線に対する径方向での位置に関して、振れ抑制体の最大離隔位置が押圧体の最大離隔位置よりも回転中心線に近い分、ワークの表面に対する振れ抑制体の押込み量を該表面に対する押圧体の押込み量よりも小さくできるので、振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制できる。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１または２記載のピーニング工具であって、前記支持部材（２０）は、前記押圧体（７）を通じて作用する前記加工部位（４ａ）からの反力による前記作用部（１３）の振れを抑制する振れ抑制体（２７）を備え、前記表面（４）は、前記回転中心線（Ｌｍ）に平行な中心軸線（Ｌｗ）を有すると共に前記中心軸線（Ｌｗ）に直交する平面での断面形状が円である内周面（４）であり、前記リテーナ（４０）は、前記回転防止部（３６）により、前記回転中心線（Ｌｍ）が前記中心軸線（Ｌｗ）に対して前記加工部位（４ａ）寄りにオフセットした位置を占めるように位置決めされるものである。
これによれば、回転中心線に対する径方向での位置に関して、振れ抑制体の最大離隔位置を押圧体の最大離隔位置よりもワークの中心軸線に近づけることができる分だけ、ワークの表面に対する振れ抑制体の押込み量の減少が可能になるので、振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制できる。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載のピーニング工具であって、前記押圧体（７）は、前記押圧体（７）を通じて作用する前記加工部位（４ａ）からの反力による前記作用部（１３）の振れを発生させる形態で配置され、前記支持部材（２０）は、前記押圧体（７）を通じて作用する前記加工部位（４ａ）からの反力による前記作用部（１３）の振れを抑制する振れ抑制体（２７）を備え、前記振れ抑制体（２７）は、前記加工部位（４ａ）を押圧加工している前記押圧体（７）が当接している前記作用部（１３）に、前記押圧体（７）と前記作用部（１３）との軸線方向での当接範囲であるマンドレル側加工用当接範囲（Ｓｍ１）を含むと共に前記マンドレル側加工用当接範囲（Ｓｍ１）よりも広い軸線方向での当接範囲であるマンドレル側抑制用当接範囲（Ｓｍ２）で当接するものである。
これによれば、作用部の振れを抑制する振れ抑制体は、押圧体によるマンドレル側加工用当接範囲を含むと共に該マンドレル側加工用当接範囲よりも広いマンドレル側抑制用当接範囲で作用部に当接する。この結果、ワークの加工部位からの反力が押圧体を通じて加えられる作用部に対する振れ抑制体による支持範囲を大きくできるので、振れ抑制体による作用部の振れの抑制効果が高められて、加工精度の向上が可能になる。しかも、作用部の振れを抑制するために作用部の外径を大きくして剛性を高める場合に比べて、作用部を径方向で小型化でき、マンドレルを軽量化できる。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のピーニング工具であって、前記振れ抑制体（２７）は、前記押圧体（７）と前記加工部位（４ａ）との軸線方向での当接範囲であるワーク側加工用当接範囲（Ｓｗ１）よりも広い軸線方向での当接範囲であるワーク側抑制用当接範囲（Ｓｗ２）で前記加工部位（４ａ）以外の部位で前記表面（４）に当接するものである。
これによれば、振れ抑制体は、押圧体によるワーク側加工用当接範囲よりも広いワーク側抑制用当接範囲でワークの表面における加工部位以外の部位に当接することから、ワーク側加工用当接範囲とワーク側抑制用当接範囲とが同じ場合に比べて、振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制できる。
【００１３】
請求項７記載の発明は、ツール径を調整するツール径調整機構（５０）を備える請求項１から６のいずれか１項記載のピーニング工具であって、前記作用部（１３）は、径方向での前記押圧体（７）との当接位置が、軸線方向での前記リテーナ（４０）に対する前記作用部（１３）の位置に応じて変化する可変径部から構成され、前記ツール径調整機構（５０）は、前記支持部材（２０）に設けられた支持側当接部（２４）または前記マンドレル（１０）に設けられたマンドレル側当接部（５２）に当接することにより、前記リテーナ（４０）に対する前記作用部（１３）の軸線方向移動量を規定するストッパ（５１）を有し、前記ストッパ（５１）は、軸線方向での位置が調整可能であると共に、前記支持側当接部（２４）または前記マンドレル側当接部（５２）との当接状態において軸線方向での位置が固定可能であるものである。
これによれば、作用部が、リテーナに対する軸線方向での位置に応じて径方向での押圧体との当接位置を変更する可変径部で構成されることから、同種の複数のワークが加工される場合において、ワークに対して加工上最適な加工時ツール径に設定された軸線方向位置で、ストッパが支持側当接部またはマンドレル側当接部に当接するように位置調整されて固定されることにより、１つのワークに対する加工終了後に、マンドレルを軸線方向に移動させてツール径を前記加工時ツール径から変更する必要があるときに、次のワークに対しては、ストッパが支持側当接部またはマンドレル側当接部に当接する位置までマンドレルを移動させればよいので、前記加工時ツール径の設定が容易になり、加工作業の効率が向上する。
【００１４】
請求項８記載の発明は、ツール径を調整するツール径調整機構（５０）を備える請求項１記載のピーニング工具による加工方法であって、前記リテーナ（４０）が、前記ワーク（３）に設けられると共に前記表面（４）である内周面（４）を壁面としている穴（５）に挿入される挿入工程と、前記押圧体（７）が、前記穴（５）内において径方向で前記加工部位（４ａ）と対向する位置に位置決めされる位置決め工程と、前記位置決め工程で位置決めされた前記押圧体（７）が前記加工部位（４ａ）に当接するように、前記ツール径調整機構（５０）によりツール径が調整されるツール径調整工程と、前記リテーナ（４０）および前記本体（２１）が前記回転防止部（３６）により前記工具固定部材（６０）に回転不能に固定されるリテーナ固定工程と、前記リテーナ固定工程で前記リテーナ（４０）が固定され、かつ前記ツール径調整工程によりツール径が調整された状態で、前記マンドレル（１０）が回転駆動されることにより、前記作用部（１３）により駆動される前記押圧体（７）が前記加工部位（４ａ）を間欠的に押圧加工するピーニング加工工程とを含む加工方法である。
これによれば、リテーナ固定工程において押圧体を保持するリテーナが固定されるので、ワークの内周面における加工部位をピーニング工具により集中的に、かつ精度よく加工することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ワークの表面における特定の加工部位を集中的にピーニング加工することが可能なピーニング工具および加工方法が得られる。また、ピーニング工具において、ピーニング加工を行う押圧体を保持するリテーナを径方向で小型化できる。
そして、本発明によれば、さらに、押圧体による加工部位のピーニング加工時の加工部位からの反力によるマンドレルの作用部の振れを抑制することができ、さらに、該作用部の振れを抑制するための振れ抑制体によるワークの表面の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態であるピーニング工具の全体図である。
【図２】図１の主にＩＩ−ＩＩ線での要部断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１のピーニング工具が治具に固定された状態を示す概略図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態であるピーニング工具を示し、図６に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図１〜図７を参照して説明する。
図１〜図６は、本発明の第１実施形態を説明する図である。
図１を参照すると、本発明の第１実施形態であるピーニング工具１は、加工機２に装着されて使用される工具である。ここで、加工機２は、例えばマシニングセンタやボール盤を利用したものでもよいし、ピーニング工具１のための専用機であってもよい。
【００１８】
ピーニング工具１は、加工機２が備える駆動源２ａにより回転駆動されて回転中心線Ｌｍを中心に回転するマンドレル１０と、ワーク３（図５，図６参照）の表面としての内周面４における加工部位である開口縁４ａに当接可能であると共に該開口縁４ａを押圧して加工する第１所定数として１以上の、ここでは１つの押圧体としてのボール７と、マンドレル１０が有する作用部１３により径方向に駆動されるボール７を径方向に移動可能にかつ転動可能に保持するリテーナ４０を有すると共にマンドレル１０を回転可能に支持する支持部材２０と、回転中心線Ｌｍに対するボール７の径方向位置を示すツール径を調整可能とするツール径調整機構５０とを備える。
【００１９】
ここで、軸線方向は回転中心線Ｌｍに平行な方向であるとし、径方向および周方向は、それぞれ回転中心線Ｌｍを中心とする径方向および周方向であるとする。また、横断面とは、特に断らない限り、回転中心線Ｌｍに直交する平面での断面であるとする。さらに、直交平面とは回転中心線Ｌｍに直交する平面であり、外接円Ｃｏおよび内接円Ｃｉ（図３参照）は、前記直交平面上における回転中心線Ｌｍを中心とする円であるとする。
【００２０】
また、図５，図６に示されるように、いずれもワーク３に設けられた穴５および横穴６に関して、開口縁４ａは、内周面４の一部であって、該内周面４を壁面として形成されている穴５に開口する別の穴としての横穴６の開口を形成している部分である。そして、この開口縁４ａには、穴５に交差するように形成される交差穴である横穴６の形成時の加工屑としてのバリ（図示されず）が存在する。そこで、ピーニング工具１は、この実施形態では、ボール７により開口縁４ａでのバリ取りを行うために使用される。
【００２１】
図１，図２を参照すると、マンドレル１０は、結合手段としてのネジ結合１０ｃにより互いの結合部１２ａ，１２ｃにおいて分離可能に結合された駆動側マンドレル部１０ａおよび作用側マンドレル部１０ｂから構成される。これにより、駆動側マンドレル部１０ａおよび作用側マンドレル部１０ｂを別々に交換することができる。
マンドレル１０は、該マンドレル１０を回転させる回転力が駆動源２ａから入力される入力部であると共に加工機２に装着されるシャンク１１と、ボール７および後記ローラ２７を径方向に移動させる作用部１３と、軸線方向でマンドレル１０の両端部であるシャンク１１および作用部１３の間に位置してシャンク１１に入力された回転力を作用部１３に伝達する中間部１２とを有する。
なお、軸線方向のうち、シャンク１１から作用部１３に向かう方向を前進方向とし、前進方向とは反対方向を後退方向という。そして、前進方向および後退方向の一方を軸線方向での一方向とするとき、前進方向および後退方向の他方は軸線方向での他方向である。
【００２２】
駆動側マンドレル部１０ａはシャンク１１と駆動側中間部１２ｂとを有し、作用側マンドレル部１０ｂは作用部１３と作用側中間部１２ｄとを有する。そして、中間部１２は、結合部１２ａを有すると共に駆動側マンドレル部１０ａにおいて作用側マンドレル部１０ｂ寄りの駆動側中間部１２ｂと、結合部１２ｃを有すると共に作用側マンドレル部１０ｂにおいて駆動側マンドレル部１０ａ寄りの作用側中間部１２ｄとから構成される。
【００２３】
作用部１３と一体成形により一体化された作用側中間部１２ｄは、支持部材２０が有する支持部３１，３２を構成する第１，第２支持部３１，３２に回転可能に支持されると共に軸線方向に平行に移動可能に案内される被支持部１２ｅ，１２ｆを有する。被支持部１２ｅ，１２ｆは、第１支持部３１に摺動可能に支持される第１被支持部１２ｅと、第２支持部３２に摺動可能に案内される第２被支持部１２ｆとから構成される。
第１被支持部１２ｅは、第２被支持部１２ｆの外径よりも大きな外径を有する大径部から構成されるので、マンドレル１０の剛性が高められて、マンドレル１０の振れ、ひいては作用部１３の振れが抑制される。第２被支持部１２ｆは、作用部１３の最大外径以上の外径の、ここでは該最大外径に等しく、かつ軸線方向に一定の外径の軸部から構成される。
【００２４】
マンドレル１０は、軸線方向で離隔している第１，第２支持部３１，３２により回転中心線Ｌｍを中心に回転可能に支持されることにより、マンドレル１０の振れ、ひいては作用部１３の振れが抑制される。
また、支持部材２０に対してマンドレル１０が前進方向に移動するにつれて、第２支持部３２と第２被支持部１２ｆとの軸線方向での摺接範囲が大きくなって、第２支持部３２による第２被支持部１２ｆの支持範囲が大きくなるので、第２支持部３２による作用部１３の振れの抑制効果が高められる。
【００２５】
図３，図４を参照すると、作用部１３の外周部１３ｂには、径方向外方に突出する複数としての３つの突出部１４と、各突出部１４よりも径方向内方に位置する複数としての３つの非突出部１５とが、周方向に等しい間隔をおいて形成される。
そして、作用部１３の外周面１３ａの横断面形状は、多角形状、この実施形態では六角形状である。ここで、このように多角形部で構成される作用部１３の前記多角形状とは、突出部１４および非突出部１５が周方向に交互に配置されて形成される形状を意味し、多角形を形成する各辺がすべて直線である必要はないものとする。
【００２６】
外周面１３ａは、突出部１４が有する突出面１４ａおよび非突出部１５が有する非突出面１５ａを有する。各突出面１４ａは、その横断面形状が回転中心線Ｌｍを中心とする共通の円上の円弧で構成され、各非突出面１５ａは、横断面形状が前記円上において周方向で隣接する円弧間の弦により構成される。なお、突出部１４および非突出部１５の横断面形状は、それぞれ円弧または弦以外の形状であってもよい。
【００２７】
ボール７およびローラ２７に対して径方向内方に配置される作用部１３は、軸線方向での位置に応じてボール７および各ローラ２７が当接する外周面１３ａの径が変化する可変径部から構成される。したがって、作用部１３においては、軸線方向での位置に応じて、ボール７および各ローラ２７と作用部１３との径方向での当接位置が変化する。
この実施形態では、外周面１３ａは、その径が前進方向に向かうにつれて減少し、ここでは一定の割合で減少する面として、テーパ面である突出面１４ａおよび傾斜平面である非突出面１５ａを有する。したがって、作用部１３は、先端（または前進方向）に向かって先細となる。
そして、軸線方向での作用部１３の形成範囲は、ツール径調整機構５０により少なくとも後記ツール径の調整が行われる範囲である。
【００２８】
図１，図２を参照すると、マンドレル１０が挿通されている支持部材２０は、マンドレル１０を回転可能に支持する支持部３１，３２を有する本体２１と、本体２１から前進方向に延出しているリテーナ４０と、マンドレル１０の回転時にリテーナ４０および本体２１の回転を防止する回転防止部３６と、開口縁４ａ（図６参照）の押圧加工の際にボール７に作用するワーク３からの反力（以下、「反力」という。）が該ボール７を通じて作用部１３に加えられることで回転中心線Ｌｍが変位してマンドレル１０の作用部１３が振れることを抑制する第２所定数として１以上の、ここでは複数としての２つの振れ抑制体としての同一形状のローラ２７とを備える。ここで、第２所定数は第１所定数以上の数である。
【００２９】
支持部材２０は、支持部材２０を通じてピーニング工具１が取り付けられて固定される工具固定部材としての治具６０（図５参照）に載置される載置部としてのフランジ３０を有するベース部材２２と、前進方向側でベース部材２２に結合される円筒状のフレーム２３と、後退方向側でベース部材２２に結合される円筒状のステム２４とが、一体に結合されて構成される。
【００３０】
本体２１は、フランジ３０のほかにボス部である結合部２２ａおよび第１支持部３１を有するベース部材２２と、フレーム２３における結合部２２ａとの結合部２３ａとから構成される。そして、本体２１は、フランジ３０から後退方向に突出している円筒状の第１支持部３１と、フレーム２３の基部としての結合部２３ａである第２支持部３２と、第１支持部３１の外周に結合手段としてのネジ結合２０ｃにより着脱可能に結合されて固定されるステム２４とを有する。
【００３１】
軸線方向で結合部２２ａおよび第２支持部３２とステム２４との間に位置するフランジ３０は、治具６０（図５参照）に軸線方向で当接した状態で載置される。
第１支持部３１は、第１被支持部１２ｅが軸線方向に移動可能に収容される横断面形状が円形の空間３３を形成し、第１被支持部１２ｅを有するマンドレル１０を回転中心線Ｌｍと同心状態で軸線方向に移動可能に案内する案内部を構成する。
【００３２】
中間部１２が挿通されているステム２４は、第１支持部３１と軸線方向で当接することにより支持部材２０に対するマンドレル１０（したがって、作用部１３）の後退方向での移動を規制して、最大後退位置（図１，図２に実線で示される。）を設定すると共に、ツール径調整機構５０のストッパ５１と軸線方向で当接することで、支持部材２０に対するマンドレル１０の前進方向での最大前進位置を設定する位置決め部である。このように、１つの部材であるステム２４によりマンドレル１０の前進方向および後退方向での最大移動位置が設定されることで、ピーニング工具１を軸線方向で小型化できる。
【００３３】
リテーナ４０および第２支持部３２（結合部２３ａ）を有する円筒状のフレーム２３は、作用部１３および第２被支持部１２ｆが軸線方向に挿通可能な挿通空間としての挿通穴３４（図３，図４も参照）を形成している。そして、フレーム２３は、結合部２３ａにおいて結合部２２ａに結合手段としての止めネジ２５により結合されることで、軸線方向で大部分が一定の外径を有する軸状のリテーナ４０が本体２１と一体化される。
空間３３に連なると共に軸線方向に平行に直線状に延びている挿通穴３４は、横断面形状が円形の円穴であり、第１被支持部１２ｅが軸線方向に移動可能に配置される空間３３よりも小径である。
【００３４】
図１〜図４を参照すると、いずれも転動体であって加工用転動体であるボール７および振れ抑制用転動体であるローラ２７を保持するリテーナ４０には、その先端寄りに、ボール７およびローラ２７がそれぞれ収容される複数としての３つの収容空間４１，４２が周方向に間隔をおいて設けられる。
径方向で突出部１４に対向可能な位置に配置された収容空間４１，４２は、ボール７が収容される１以上の第１収容空間４１と、ローラ２７が収容される複数としての２つの第２収容空間４２とから構成される。各収容空間４１，４２は、リテーナ４０を径方向に貫通する空間であり挿通穴３４に開口している。
【００３５】
図１，図２，図５を参照すると、フランジ３０において、マンドレル１０およびリテーナ４０に対して径方向外方に配置された回転防止部３６は、フランジ３０に固定手段としての止めネジ３７により固定されて設けられた円柱状の部材であり、治具６０（図５参照）に設けられた係止部としての係合穴６１ａに挿入されることにより、治具６０に固定され、リテーナ４０および本体２１の回転を阻止する。回転防止部３６により、リテーナ４０および本体２１を含めて、支持部材２０が治具６０に回転不能に取り付けられる。
【００３６】
図５，図６を参照すると、内周面４により形成される穴５が設けられたワーク３は、治具６０に固定される載置台６５に位置決めされて固定される。
ワーク３の内周面４は、回転中心線Ｌｍに平行な中心軸線Ｌｗを有すると共に該中心軸線Ｌｗに直交する平面での断面形状が円である。
治具６０は、載置台６５が固定される基台６１と、フランジ３０が載置される工具支持部としての支持プレート６２と、基台６１に対して支持プレート６２を支持する中間支持部としての複数の脚部６３とを有する。
載置台６５は、治具６０に対して、軸線方向、径方向および周方向でのワーク３の位置を調整可能とするワーク位置調整部（図示されず）を有する。該ワーク位置調整部は、例えば位置調整用のネジ構造を有する。そして、該ワーク位置調整部による位置調整で、治具６０に固定された状態のピーニング工具１に対して、ワーク３の開口縁４ａの位置決めを行うことができる。
【００３７】
図３を参照すると、ボール７による加工位置またはボール７の径方向位置を示すツール径は、突出部１４の外周面１４ａに接触しているボール７の、回転中心線Ｌｍから径方向で最も離れている最大離隔点７ａと回転中心線Ｌｍとの間の距離と、突出部１４の外周面１４ａに接触しているローラ２７の、回転中心線Ｌｍから径方向で最も離れている最大離隔点２７ａと回転中心線Ｌｍとの間の距離との和である。
【００３８】
図１，図２を参照すると、該ツール径を調整すべくリテーナ４０に対して作用部１３を前進方向および後退方向に移動可能とするツール径調整機構５０は、支持部材２０に設けられた支持側当接部であるステム２４に軸線方向で当接可能なストッパ５１と、リテーナ４０に対してマンドレル１０および作用部１３を軸線方向に相対移動可能に案内する案内部でもある第１支持部３１とを有する。ストッパ５１は、リテーナ４０に対する作用部１３の軸線方向移動量を規定する。なお、図３，図４には、作用部１３が前記最大後退位置から前進方向に移動した状態が、二点鎖線で示されている。
【００３９】
軸線方向でステム２４とシャンク１１との間に配置されると共に軸線方向での位置が調整可能にマンドレル１０に設けられるストッパ５１は、ステム２４に当接可能なマンドレル側当接部５２と、マンドレル１０に対する軸線方向でのマンドレル側当接部５２の位置を調整可能な調整部としての調整リング５３と、マンドレル側当接部５２に対して調整リング５３を回転可能とするための軸受５４とを有する。
【００４０】
マンドレル側当接部５２は、スラスト軸受である軸受５４を介して、回転中心線Ｌｍを中心に回転可能に調整リング５３に支持される。このため、マンドレル側当接部５２は、ステム２４と当接していない非当接状態では調整リング５３と共にマンドレル１０と一体に回転する一方、マンドレル側当接部５２がステム２４に当接した当接状態では、マンドレル側当接部５２は調整リング５３と一体に回転することなく、調整リング５３のみがマンドレル１０と一体に回転する。
【００４１】
マンドレル１０に対して軸線方向での位置が調整可能に設けられる調整リング５３は、マンドレル側当接部５２と一体に軸線方向に移動可能であると共に、駆動側中間部１２ｂの外周に設けられたネジ部５５に螺合していて、固定手段としての止めネジ５６により、マンドレル１０に対して固定および固定解除可能に設けられる。
したがって、ストッパ５１は、軸線方向での位置が調整可能であると共に、ステム２４との当接状態において軸線方向での位置が固定可能である。
【００４２】
図３，図４を参照すると、作用部１３の突出部１４のテーパ角の１／２に設定されたテーパ角を有する各ローラ２７は、ボール７に対して、最大離隔点７ａを含むと共に回転中心線Ｌｍに直交する基準直交平面Ｐと交わる位置に配置される。各ローラ２７は、開口縁４ａを押圧しているボール７が突出部１４に当接している作用部１３における別の突出部１４に当接して、ワーク３からの反力に起因する作用部１３、したがってマンドレル１０の振れを抑制する。
【００４３】
作用部１３のこの振れは、ボール７は１つであることに起因して発生する。したがって、押圧体であるボール７は、該ボール７に作用する反力（つまり、作用部１３に作用する反力）が釣り合わない形態で配置されているか、または、反力が作用部１３の振れを発生させる形態で配置されている。
なお、ピーニング工具１が複数の押圧体を備える場合、該複数の押圧体は、複数の押圧体に作用する反力（つまり、作用部１３に作用する反力）が釣り合わない形態で配置されているか、または、反力が作用部１３の振れを発生させる形態で配置されている。そして、このような形態の配置として、例えば複数の押圧体が周方向で不等間隔に配置されている場合がある。
【００４４】
また、図３を参照すると、基準直交平面Ｐ近傍で、ボール７の径はローラ２７の径よりも大きい。
そして、ボール７およびローラ２７は、突出部１４において外周面１３ａ上で同一の内接円Ｃｉに内接し、各ローラ２７に外接する外接円Ｃｏ２は、ボール７に外接する外接円Ｃｏ１よりも小さい。
図６を併せて参照すると、ボール７は、非突出部１５に当接している状態では、周方向で突出部１４に近づくとき次第に大きくなる押圧力で開口縁４ａを押圧し、突出部１４に当接している状態で最大の押圧力で開口縁４ａを押圧する。同様に、各ローラ２７は、非突出部１５に当接している状態では、周方向で突出部１４に近づくとき次第に大きくなる押圧力で、内周面４における開口縁４ａ以外の部位である非加工部位を押圧し、突出部１４に当接している状態で最大の押圧力で前記非加工部位を押圧する。
【００４５】
図４に示されるように、ローラ２７は、開口縁４ａを押圧加工しているボール７が突出部１４に当接している状態で別の各突出部１４に、ボール７と突出部１４との軸線方向での当接範囲であるマンドレル側加工用当接範囲Ｓｍ１を含むと共にマンドレル側加工用当接範囲Ｓｍ１よりも広い軸線方向での当接範囲であるマンドレル側抑制用当接範囲Ｓｍ２で当接する。
また、図５に示されるように、ローラ２７は、ボール７と開口縁４ａとの軸線方向での当接範囲であるワーク側加工用当接範囲Ｓｗ１よりも広い軸線方向での当接範囲であるワーク側抑制用当接範囲Ｓｗ２で前記非加工部位に当接する。
【００４６】
また、ボール７およびローラ２７は、耐久性向上の観点から、超硬またはセラミックスから形成される。さらに、ボール７およびローラ２７には、耐久性を向上させるための表面処理、例えばＤＬＣ（ダイヤモンド状炭素膜）、ＴｉＮ（窒化チタン）またはＴｉＣＮ（炭化窒化チタン）のコーティングが施されてもよい。
【００４７】
図１，図２，図５，図６を参照して、ピーニング工具１によるワーク３の内周面４の加工方法について説明する。
先ず、準備工程において、加工機２（図１参照）に装着されたマンドレル１０は第１被支持部１２ｅがステム２４に当接するまで後退方向に移動させられて、ステム２４とストッパ５１のマンドレル側当接部５２との軸線方向での間隔Ａが最大になり、マンドレル１０および該マンドレル１０と一体の作用部１３が支持部材２０に対して最大後退位置を占める。このため、ツール径は最小ツール径になる。
【００４８】
挿入工程において、治具６０の支持プレート６２の挿入穴６２ｂに対してリテーナ４０からピーニング工具１が挿入され、さらに載置台６５に載置されたワーク３の穴５にリテーナ４０が挿入され、支持部材２０のフランジ３０が支持プレート６２の上面に軸線方向で当接するまで、ピーニング工具１が移動させられる。
続く位置決め工程において、フランジ３０が支持プレート６２に当接した状態で、軸線方向および周方向で、ボール７が内周面４の開口縁４ａと同じ位置に位置決めされるように、載置台６５の前記ワーク位置調整部によるワーク３の位置調整が行われる。この位置決め工程により、回転中心線Ｌｍ（したがって、軸線方向）が上下方向に平行になり、回転中心線Ｌｍと中心軸線Ｌｗとが一致する。
【００４９】
続くツール径調整工程において、突出部１４に当接するボール７が横穴６の開口を塞ぐように開口縁４ａに当接すると共に、各ローラ２７が内周面４に当接する位置まで、ツール径調整機構５０によりツール径が拡大するように、マンドレル１０が第１，第２支持部３１，３２に案内されて前進方向に移動させられる。このとき、載置台６５上でのワーク３の径方向位置が調整されて、ワーク３が載置台６５に固定されて、ワーク３の位置決めが終了する。なお、図５には、最大後退位置にあるときの作用部１３、マンドレル１０およびストッパ５１が二点鎖線で示されている。
このとき、ツール径は、開口縁４ａをピーニング加工するための最適な加工用ツール径に設定される。
なお、ストッパ５１の別の使用方法として、この状態で、止めネジ５６（図２参照）が緩められて、マンドレル側当接部５２をステム２４に当接させるために、ストッパ５１が軸線方向に移動するように、マンドレル１０に対して固定解除され、ステム２４に当接したとき止めネジ５６を締め付けることでマンドレル１０に固定されてもよい。
【００５０】
その後、リテーナ４０および本体２１を含む支持部材２０のリテーナ固定工程において、ツール径が前記加工用ツール径に設定された状態で、回転防止部３６が治具６０の係止部の係合穴６１ａに挿入されて、止めネジ３７（図２参照）により回転防止部３６がフランジ３０に固定される。これにより、リテーナ４０を含む支持部材２０が、回転防止部３６により、治具６０に回転不能に固定される（図５参照）。
【００５１】
続くピーニング加工工程において、駆動源２ａによりマンドレル１０が、所定の回転速度、例えば５００〜６００ｒｐｍで、所定加工時間に亘って回転駆動されて、作用部１３により駆動されるボール７が、突出部１４および非突出部１５により交互に収容空間４１，４２内で径方向に出没して、突出部１４により径方向外方に間欠的に移動したとき、衝撃的に開口縁４ａを押圧して、開口縁４ａに対してピーニング加工が行われて、開口縁４ａのバリ取りが行われる。
【００５２】
前記所定加工時間が経過したとき開口縁４ａに対するピーニング加工を終了すべく、マンドレル１０の回転が停止される。その後、マンドレル１０が後退方向に移動させられて、ツール径調整機構５０によりツール径が縮小され、止めネジ３７が外されて回転防止部３６がフランジ３０から取り外される。次いで、ピーニング工具１が治具６０から外されて、ワーク３の加工が終了する。
次いで、同種のワーク３を加工する場合には、前記ツール径調整工程において、ストッパ５１をステム２４に当接する位置までマンドレル１０を移動させることで、前記加工用ツール径が得られる。その後、リテーナ固定工程を経て、ピーニング加工工程で該ワーク３が加工される。
【００５３】
以下、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
回転する作用部１３により径方向に駆動されたボール７が内周面４の開口縁４ａをピーニング加工するピーニング工具１において、支持部材２０は、マンドレル１０を回転可能に支持する第１，第２支持部３１，３２を有する本体２１と、マンドレル１０の回転時にリテーナ４０および本体２１の回転を防止すべく治具６０の支持プレート６２に固定される回転防止部３６とを備え、リテーナ４０は、本体２１から軸線方向に延出していると共に、ボール７を軸線方向で第１，第２支持部３１，３２から離隔した位置で保持する。
この構造により、マンドレル１０の作用部１３により駆動されてワーク３の開口縁４ａをピーニング加工するボール７を保持するリテーナ４０は、治具６０に固定される回転防止部３６により、マンドレル１０の回転時に回転しない状態に維持される。この結果、ワーク３が固定されている場合、その内周面４における周方向での特定の加工部位である開口縁４ａを集中的にピーニング加工することができる。
さらに、作用部１３を有するマンドレル１０は、支持部材２０が有する本体２１の第１，第２支持部３１，３２に回転可能に支持される一方、リテーナ４０は、本体２１から軸線方向に延出していると共に、第１，第２支持部３１，３２から軸線方向で離隔した位置でボール７を保持する。この結果、作用部の支持部と押圧体（ボール７に相当）とが軸線方向で同じ位置に配置される場合に比べて、ボール７を回転中心線Ｌｍに近づけて配置することができるので、ボール７を保持するリテーナ４０を径方向で小型化できる。このため、穴５の径が小さい場合にも、内周面４でのピーニング加工が可能になる。
【００５４】
マンドレル１０は、加工機２の駆動源２ａからの回転力が入力されるシャンク１１を有し、第１，第２支持部３１，３２は、軸線方向で作用部１３とシャンク１１との間においてマンドレル１０を支持することにより、マンドレル１０を回転可能に支持する第１，第２支持部３１，３２を有する支持部材２０の本体２１は、マンドレル１０において回転力が入力されるシャンク１１と作用部１３との間において、回転防止部３６が固定される治具６０に固定状態で支持される。この結果、マンドレル１０の振れ（したがって作用部１３の振れ）、ひいてはピーニング工具１の振れが治具６０により抑制されて、加工精度の向上が可能になる。
【００５５】
支持部材２０は、ピーニング加工時の開口縁４ａからの反力による作用部１３の振れを抑制するローラ２７を備え、作用部１３は、ボール７およびローラ２７に対して径方向内方に配置され、ボール７およびローラ２７は、同一の内接円Ｃｉに内接する状態で作用部１３に当接し、ローラ２７に外接する外接円Ｃｏ２は、ボール７に外接する外接円Ｃｏ１よりも小さい。
この構造により、回転中心線Ｌｍに対する径方向での位置に関して、ローラ２７の最大離隔位置がボール７の最大離隔位置よりも回転中心線Ｌｍに近い分、ワーク３の内周面４に対するローラ２７の押込み量を該内周面４に対するボール７の押込み量よりも小さくできるので、ローラ２７によるワーク３の表面の変形を抑制できる。
【００５６】
ボール７は、開口縁４ａからの反力による作用部１３の振れを発生させる形態で配置され、ローラ２７は、開口縁４ａを押圧加工しているボール７が当接している作用部１３に、軸線方向において、マンドレル側加工用当接範囲Ｓｍ１を含むと共にマンドレル側加工用当接範囲Ｓｍ１よりも広いマンドレル側抑制用当接範囲Ｓｍ２で当接する。
これにより、ワーク３の開口縁４ａからの反力が加えられる作用部１３に対するローラ２７による支持範囲を大きくできるので、ローラ２７による作用部１３の振れの抑制効果が高められて、加工精度の向上が可能になる。
【００５７】
各ローラ２７は、ボール７によるワーク側加工用当接範囲Ｓｗ１よりも広いワーク側抑制用当接範囲Ｓｗ２で、加工部位である開口縁４ａ以外の部位である非加工部位においてワーク３の内周面４に当接するので、ワーク側加工用当接範囲Ｓｗ１とワーク側抑制用当接範囲Ｓｗ２とが同じ場合に比べて、各ローラ２７によるワーク３の内周面４の変形を抑制できる。
【００５８】
作用部１３は、径方向でのボール７との当接位置が、軸線方向でのリテーナ４０に対する作用部１３の位置に応じて変化する可変径部から構成され、ツール径調整機構５０は、マンドレル１０を軸線方向に移動可能に案内する案内部である第１支持部３１を有し、該第１支持部３１によりマンドレル１０が軸線方向に案内されるので、ツール径を調整するためのマンドレル１０の軸線方向移動が容易になり、ツール径の調整が容易になる。
【００５９】
ツール径調整機構５０は、支持部材２０に設けられたステム２４に当接することにより、リテーナ４０に対する作用部１３の軸線方向移動量を規定するストッパ５１を有し、ストッパ５１は、軸線方向での位置が調整可能であると共に、ステム２４との当接状態において軸線方向での位置が固定可能である。
この構造により、作用部１３が、リテーナ４０に対する軸線方向での位置に応じて径方向でのボール７との当接位置を変更する可変径部で構成されることから、同種の複数のワーク３が加工される場合において、ワーク３の加工上最適な加工時ツール径に設定された軸線方向位置で、ストッパ５１がステム２４に当接するように位置調整されて固定されることにより、１つのワーク３に対する加工終了後に、マンドレル１０を軸線方向に移動させてツール径を前記加工時ツール径から変更する必要があるときに、次のワーク３に対しては、ストッパ５１がステム２４に当接する位置までマンドレル１０を移動させればよいので、前記加工時ツール径の設定が容易になり、加工作業の効率が向上する。
【００６０】
ボール７が穴５内において径方向で加工部位と対向する位置に位置決めされる位置決め工程で位置決めされたボール７が開口縁４ａに当接するように、ツール径調整機構５０によりツール径が調整され、次いで、リテーナ固定工程においてリテーナ４０および本体２１が回転防止部３６により治具６０に回転不能に固定された後にマンドレル１０が回転駆動されてボール７が開口縁４ａをピーニング加工することにより、リテーナ４０固定工程においてボール７を保持するリテーナ４０が固定されるので、ワーク３の内周面４における開口縁４ａをピーニング工具１により集中的に、かつ精度よく加工することができる。
【００６１】
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。この第２実施形態は、第１実施形態とは、ボール７とローラ２７との相対的外径および配置と、ワーク３に対するピーニング工具１の配置とが主に相違し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略にし、異なる点を中心に説明する。なお、第１実施形態の部材と同一の部材または対応する部材については、必要に応じて同一の符号を使用した。
図４に示されるように、基準直交平面Ｐ上でボール７およびローラ２７が共通の外接円を有していてもよい。この場合、基準直交平面Ｐ近傍で、ボール７の径とローラ２７の径とはほぼ等しい。そして、前記リテーナ固定工程において、穴５内に挿入されたリテーナ４０は、回転防止部３６により、回転中心線Ｌｍが中心軸線Ｌｗに対して開口縁４ａ寄りに所定量だけオフセットした位置を占めるように位置決めされる。そして、前記所定量は、開口縁４ａでの所要の加工量が得られるように設定される。
この第２実施形態によれば、前記相違点による作用効果を除いて、第１実施形態と同様の作用効果が奏されるほか、次の作用効果が奏される。
リテーナ４０は、回転防止部３６により、回転中心線Ｌｍが穴５の中心軸線Ｌｗに対して開口縁４ａ寄りにオフセットした位置を占めるように位置決めされることにより、回転中心線Ｌｍに対する径方向での位置に関して、ローラ２７の最大離隔位置をボール７の最大離隔位置よりも中心軸線Ｌｗに近づけることができる分だけ、ワーク３の内周面４に対するローラ２７の押込み量の減少が可能になるので、ローラ２７によるワーク３の内周面４の変形を抑制できる。
【００６２】
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
ピーニング工具１は、バリ取り以外に、例えば、ワーク３の表面の加工部位において、表面硬度の増大や圧縮残留応力による疲労強度の向上のために使用されてもよい。ワーク３は熱交換器などの管状部材であってもよい。
ステム２４は、軸線方向での位置が調整可能に第１支持部３１に結合されていてもよく、これにより、ステム２４とストッパ５１との軸線方向間隔Ａを調整できる。
押圧体はローラであってもよい。また、１つの第２収容空間４２に、振れ抑制体として、ボールおよびローラの少なくとも一方から構成される転動体が複数個収容されてもよい。
ツール径調整機構５０において、ステム２４が、ストッパ５１と同様のストッパとして、支持部材２０に軸線方向での位置が調整可能に設けられてもよい。この場合、該ストッパは、マンドレル１０に設けられたマンドレル側当接部５２に当接することにより、リテーナ４０に対する作用部１３の軸線方向移動量を規定し、マンドレル側当接部５２との当接状態において軸線方向での位置が固定可能である。
押圧体および振れ抑制体は、ボール７やローラ２７など作用部１３の外周面１３ａに沿って転動可能な転動体以外の部材、径方向に沿う軸線を有する柱状体（例えば、径方向での両端部（それぞれワーク３および作用部１３との当接部となる部分。）が球面状の円柱）などであってもよい。
回転中心線Ｌｍを中心にワーク３が回転してもよい。この場合にも、リテーナ４０が回転しないため、リテーナ４０が回転する場合に比べて、マンドレル１０およびワーク３の回転速度の設定により、ワーク３の表面における周方向での特定の加工部位を精度よくピーニング加工することができる。
作用部１３は、進出方向に向かって拡径する形状であってもよい。
回転防止部３６は、フレーム２３またはリテーナ４０に設けられてもよい。
軸線方向におけるワークに対するピーニング工具の位置決めを調整可能とするために、治具６０が、基台６１に対する軸線方向での支持プレート６２の位置を調整可能とする治具位置調整部（図示されず）を有していてもよい。例えば位置調整用のネジ構造を有する前記治具位置調整部は、各脚部６３に、または支持プレート６２と各脚部６３との間に設けられる。そして、ピーニング工具１による加工工程のうちの位置決め工程において、軸線方向でボール７が開口縁４ａと同じ位置に位置決めされるように、前記治具用位置調整部により、軸線方向での支持プレート６２の位置調整、したがってピーニング工具１の位置調整が行われてもよい。
作用部の径方向内方にリテーナ、押圧体および振れ抑制体が配置され、リテーナ、押圧体および振れ抑制体の径方向内方にワークの表面（例えば外周面）が配置されてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１ ピーニング工具
３ ワーク
４ 内周面（表面）
４ａ 開口縁（加工部位）
５ 穴
６ 横穴
７ ボール（押圧体）
１０ マンドレル
１３ 作用部
２０ 支持部材
２１ 本体、
２７ ローラ（振れ抑制体）
３１，３２ 支持部
３６ 回転防止部
４０ リテーナ
５０ ツール径調整機構
５１ ストッパ
５２ マンドレル側当接部
６０ 治具（工具固定部材）
Ｌｍ 回転中心線
Ｌｗ 中心軸線、
Ｃｉ 内接円
Ｃｏ１，Ｃｏ２ 外接円
Ｓｍ１，Ｓｍ２ マンドレル側当接範囲
Ｓｗ１，Ｓｗ２ ワーク側当接範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面における加工部位に当接する押圧体と、前記押圧体を径方向に駆動する作用部を有すると共に駆動源により回転駆動されて回転中心線を中心に回転するマンドレルと、前記押圧体を径方向に移動可能に保持するリテーナを有する支持部材とを備え、回転する前記作用部により径方向に駆動された前記押圧体が前記加工部位を間欠的に押圧加工するピーニング工具において、
前記支持部材は、前記マンドレルを回転可能に支持する支持部を有する本体と、前記マンドレルの回転時に前記リテーナおよび前記本体の回転を防止すべく工具固定部材に固定される回転防止部とを備え、
前記リテーナは、前記本体から軸線方向に延出していると共に、前記押圧体を軸線方向で前記支持部から離隔した位置で保持することを特徴とするピーニング工具。
【請求項２】
請求項１記載のピーニング工具であって、
前記マンドレルは、前記駆動源からの回転力が入力される入力部を有し、
前記支持部は、軸線方向で前記作用部と前記入力部との間において前記マンドレルを支持することを特徴とするピーニング工具。
【請求項３】
請求項１または２記載のピーニング工具であって、
前記支持部材は、前記押圧体を通じて作用する前記加工部位からの反力による前記作用部の振れを抑制する振れ抑制体を備え、
前記作用部は、前記押圧体および前記振れ抑制体に対して径方向内方に配置され、
前記押圧体および前記振れ抑制体は、前記回転中心線を中心とした同一の内接円に内接する状態で前記作用部に当接し、
前記振れ抑制体に外接する前記回転中心線を中心とした外接円は、前記押圧体に外接する前記回転中心線を中心とした外接円よりも小さいことを特徴とするピーニング工具。
【請求項４】
請求項１または２記載のピーニング工具であって、
前記支持部材は、前記押圧体を通じて作用する前記加工部位からの反力による前記作用部の振れを抑制する振れ抑制体を備え、
前記表面は、前記回転中心線に平行な中心軸線を有すると共に前記中心軸線に直交する平面での断面形状が円である内周面であり、
前記リテーナは、前記回転防止部により、前記回転中心線が前記中心軸線に対して前記加工部位寄りにオフセットした位置を占めるように位置決めされることを特徴とするピーニング工具。
【請求項５】
請求項１または２記載のピーニング工具であって、
前記押圧体は、前記押圧体を通じて作用する前記加工部位からの反力による前記作用部の振れを発生させる形態で配置され、
前記支持部材は、前記押圧体を通じて作用する前記加工部位からの反力による前記作用部の振れを抑制する振れ抑制体を備え、
前記振れ抑制体は、前記加工部位を押圧加工している前記押圧体が当接している前記作用部に、前記押圧体と前記作用部との軸線方向での当接範囲であるマンドレル側加工用当接範囲を含むと共に前記マンドレル側加工用当接範囲よりも広い軸線方向での当接範囲であるマンドレル側抑制用当接範囲で当接することを特徴とするピーニング工具。
【請求項６】
請求項５記載のピーニング工具であって、
前記振れ抑制体は、前記押圧体と前記加工部位との軸線方向での当接範囲であるワーク側加工用当接範囲よりも広い軸線方向での当接範囲であるワーク側抑制用当接範囲で前記加工部位以外の部位で前記表面に当接することを特徴とするピーニング工具。
【請求項７】
ツール径を調整するツール径調整機構を備える請求項１から６のいずれか１項記載のピーニング工具であって、
前記作用部は、径方向での前記押圧体との当接位置が、軸線方向での前記リテーナに対する前記作用部の位置に応じて変化する可変径部から構成され、
前記ツール径調整機構は、前記支持部材に設けられた支持側当接部または前記マンドレルに設けられたマンドレル側当接部に当接することにより、前記リテーナに対する前記作用部の軸線方向移動量を規定するストッパを有し、
前記ストッパは、軸線方向での位置が調整可能であると共に、前記支持側当接部または前記マンドレル側当接部との当接状態において軸線方向での位置が固定可能であることを特徴とするピーニング工具。
【請求項８】
ツール径を調整するツール径調整機構を備える請求項１記載のピーニング工具による加工方法であって、
前記リテーナが、前記ワークに設けられると共に前記表面である内周面を壁面としている穴に挿入される挿入工程と、
前記押圧体が、前記穴内において径方向で前記加工部位と対向する位置に位置決めされる位置決め工程と、
前記位置決め工程で位置決めされた前記押圧体が前記加工部位に当接するように、前記ツール径調整機構によりツール径が調整されるツール径調整工程と、
前記リテーナおよび前記本体が前記回転防止部により前記工具固定部材に回転不能に固定されるリテーナ固定工程と、
前記リテーナ固定工程で前記リテーナが固定され、かつ前記ツール径調整工程によりツール径が調整された状態で、前記マンドレルが回転駆動されることにより、前記作用部により駆動される前記押圧体が前記加工部位を間欠的に押圧加工するピーニング加工工程とを含むことを特徴とする加工方法。
【請求項１】
ワークの表面における加工部位に当接する押圧体と、前記押圧体を径方向に駆動する作用部を有すると共に駆動源により回転駆動されて回転中心線を中心に回転するマンドレルと、前記押圧体を径方向に移動可能に保持するリテーナを有する支持部材とを備え、回転する前記作用部により径方向に駆動された前記押圧体が前記加工部位を間欠的に押圧加工するピーニング工具において、
前記支持部材は、前記マンドレルを回転可能に支持する支持部を有する本体と、前記マンドレルの回転時に前記リテーナおよび前記本体の回転を防止すべく工具固定部材に固定される回転防止部とを備え、
前記リテーナは、前記本体から軸線方向に延出していると共に、前記押圧体を軸線方向で前記支持部から離隔した位置で保持することを特徴とするピーニング工具。
【請求項２】
請求項１記載のピーニング工具であって、
前記マンドレルは、前記駆動源からの回転力が入力される入力部を有し、
前記支持部は、軸線方向で前記作用部と前記入力部との間において前記マンドレルを支持することを特徴とするピーニング工具。
【請求項３】
請求項１または２記載のピーニング工具であって、
前記支持部材は、前記押圧体を通じて作用する前記加工部位からの反力による前記作用部の振れを抑制する振れ抑制体を備え、
前記作用部は、前記押圧体および前記振れ抑制体に対して径方向内方に配置され、
前記押圧体および前記振れ抑制体は、前記回転中心線を中心とした同一の内接円に内接する状態で前記作用部に当接し、
前記振れ抑制体に外接する前記回転中心線を中心とした外接円は、前記押圧体に外接する前記回転中心線を中心とした外接円よりも小さいことを特徴とするピーニング工具。
【請求項４】
請求項１または２記載のピーニング工具であって、
前記支持部材は、前記押圧体を通じて作用する前記加工部位からの反力による前記作用部の振れを抑制する振れ抑制体を備え、
前記表面は、前記回転中心線に平行な中心軸線を有すると共に前記中心軸線に直交する平面での断面形状が円である内周面であり、
前記リテーナは、前記回転防止部により、前記回転中心線が前記中心軸線に対して前記加工部位寄りにオフセットした位置を占めるように位置決めされることを特徴とするピーニング工具。
【請求項５】
請求項１または２記載のピーニング工具であって、
前記押圧体は、前記押圧体を通じて作用する前記加工部位からの反力による前記作用部の振れを発生させる形態で配置され、
前記支持部材は、前記押圧体を通じて作用する前記加工部位からの反力による前記作用部の振れを抑制する振れ抑制体を備え、
前記振れ抑制体は、前記加工部位を押圧加工している前記押圧体が当接している前記作用部に、前記押圧体と前記作用部との軸線方向での当接範囲であるマンドレル側加工用当接範囲を含むと共に前記マンドレル側加工用当接範囲よりも広い軸線方向での当接範囲であるマンドレル側抑制用当接範囲で当接することを特徴とするピーニング工具。
【請求項６】
請求項５記載のピーニング工具であって、
前記振れ抑制体は、前記押圧体と前記加工部位との軸線方向での当接範囲であるワーク側加工用当接範囲よりも広い軸線方向での当接範囲であるワーク側抑制用当接範囲で前記加工部位以外の部位で前記表面に当接することを特徴とするピーニング工具。
【請求項７】
ツール径を調整するツール径調整機構を備える請求項１から６のいずれか１項記載のピーニング工具であって、
前記作用部は、径方向での前記押圧体との当接位置が、軸線方向での前記リテーナに対する前記作用部の位置に応じて変化する可変径部から構成され、
前記ツール径調整機構は、前記支持部材に設けられた支持側当接部または前記マンドレルに設けられたマンドレル側当接部に当接することにより、前記リテーナに対する前記作用部の軸線方向移動量を規定するストッパを有し、
前記ストッパは、軸線方向での位置が調整可能であると共に、前記支持側当接部または前記マンドレル側当接部との当接状態において軸線方向での位置が固定可能であることを特徴とするピーニング工具。
【請求項８】
ツール径を調整するツール径調整機構を備える請求項１記載のピーニング工具による加工方法であって、
前記リテーナが、前記ワークに設けられると共に前記表面である内周面を壁面としている穴に挿入される挿入工程と、
前記押圧体が、前記穴内において径方向で前記加工部位と対向する位置に位置決めされる位置決め工程と、
前記位置決め工程で位置決めされた前記押圧体が前記加工部位に当接するように、前記ツール径調整機構によりツール径が調整されるツール径調整工程と、
前記リテーナおよび前記本体が前記回転防止部により前記工具固定部材に回転不能に固定されるリテーナ固定工程と、
前記リテーナ固定工程で前記リテーナが固定され、かつ前記ツール径調整工程によりツール径が調整された状態で、前記マンドレルが回転駆動されることにより、前記作用部により駆動される前記押圧体が前記加工部位を間欠的に押圧加工するピーニング加工工程とを含むことを特徴とする加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１９４５５１（Ｐ２０１１−１９４５５１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６７２５３（Ｐ２０１０−６７２５３）
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００１３２１６１）株式会社スギノマシン (144)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（０００１３２１６１）株式会社スギノマシン (144)
【Ｆターム（参考）】
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