JP2002018601A - 楕円包絡線切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 第３軸の軸心５７に楕円６２を描かせ、
ローラの軸心５９に楕円６３を描かせ、各軸心の距離を
以下の式に設定することで、軸心５７と軸心５９とを結
ぶ直線６４を、この直線６４上に配置した切削工具３１
が描く楕円包絡線６７の法線とする。 【数１０】 【効果】 楕円包絡線を切削工具で切削する際に、切削
工具のすくい角を常に一定に保つことができ、楕円包絡
線形状を有するワークに安定した仕上げ面を形成するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、楕円上に円の中心
を置き、この円を前記楕円上を移動させたときの円の軌
跡に外接する包絡線を楕円包絡線と呼ぶときに、この楕
円包絡線に沿って切削することのできる楕円包絡線切削
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０（ａ），（ｂ）はエンジンのシリ
ンダの比較図である。 （ａ）は真円シリンダの平面略図であり、真円シリンダ
１００の中央に点火プラグ１０１を配置し、この点火プ
ラグ１０１を囲うように４個のバルブ１０２・・・（・・・は
複数個を示す。以下同様。）を配置したシリンダであ
る。

【０００３】（ｂ）は断面が楕円包絡線の内面を有する
シリンダ（ここでは、以下「長楕円状シリンダ」と称す
る。）の平面略図であり、長楕円状シリンダ１１０は、
２個の点火プラグ１１１，１１１と、これらを囲う合計
８個のバルブ１１２・・・とを配置することのできるシリ
ンダである。

【０００４】長楕円状シリンダ１１０は、（ａ）の真円
シリンダ１００を２個並べて排気量を同一にしたものに
比較してエンジンの幅を短縮することができ、エンジン
のコンパクト化を図ることができる。しかし、長楕円状
シリンダ１１０は、真円シリンダ１００に比べ機械加工
が格段に難しくなるという短所を有する。

【０００５】図中に想像線で示した楕円シリンダ１２０
は、長径を２ａ、短径を２ｂとしたときに、ｘ²／ａ²＋
ｙ²／ｂ²＝１で一義的に決まる形状のシリンダである。
この楕円シリンダ１２０に対して、上記した長楕円状シ
リンダ１１０は、その長径を楕円シリンダ１２０と同一
の２ａ、短径を２ｃとすると、２ｃ＞２ｂとなり、より
偏平な形状になるとともに、４隅に斜線を施したエリア
ｄ（全４ヶ所）は、長楕円状シリンダ１１０に特有に含
まれ、長楕円状シリンダ１１０は、楕円シリンダ１２０
に比較してバルブレイアウト上で格段に有利となる。

【０００６】上記した長楕円状シリンダのような楕円に
近い形状に加工することのできる切削装置としては、例
えば、特開平５−８４６０２号公報「長楕円ピストンの
外面切削加工方法および装置」が知られている。

【０００７】上記公報の図４には、ピストン素材１′を
その回転軸線Ｃまわりに一定速度で回転させながら回転
軸線Ｃと直交するＸ軸に沿って移動させ、ピストン素材
１′の回転軸線Ｃと平行でかつＸ軸と直交するＺ軸まわ
りに回転する刃具１１をＺ軸に沿って一定速度で往復移
動させ、ピストン素材１′のＸ軸に沿う移動速度及び移
動量を長楕円ピストンの外面形状に応じて可変制御する
構成が記載されている。また、同公報の図７（ａ）〜
（ｄ）には、加工中のピストン素材１′と刃具１１との
位置関係の経過が記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】長楕円ピストンの外面
切削を行うには、他に、例えば、刃具１１をＺ軸回り
に回転させずに固定して、ピストン素材１′をその回転
軸線Ｃまわりに一定速度で回転させながら回転軸線Ｃと
直交するＸ軸に沿って移動させ、更に、ピストン素材
１′をＺ軸に平行に一定速度で移動させる方法、ピス
トン素材１′を固定し、刃具１１をＺ軸まわりに回転さ
せずに回転軸線Ｃまわりに周回させながらＸ軸に沿って
移動させる方法がある。

【０００９】上記，のうち、刃具を固定し、ワーク
を回転させるの方法について次図で説明する。なお、
上記公報と同一の構成については符号を振り直した。図
１１（ａ）〜（ｄ）はピストン素材の外面を長楕円に加
工する方法を説明する説明図である。 （ａ）において、回転中のピストン素材１００の長軸１
０１がＸ軸１０２に一致し、長軸１０１の端部１０１ａ
を刃具１０３で切削する場合、刃具１０３のすくい角を
角度α１とする。なお、１０４はピストン素材１００の
自転の中心となる回転軸、１０５はピストン素材１００
外面の切削部分の接線である。

【００１０】（ｂ）において、ピストン素材１００がＸ
軸１０２に対して角度θ１だけ時計回りに回転するとと
もにＸ軸１０２に沿って刃具１０３側へ移動すると、刃
具１０３のすくい角は角度α１（図（ａ）参照）よりも
大きい角度α２となる。同様に、（ｃ）において、ピス
トン素材１００がＸ軸１０２に対して角度θ２（θ２＞
θ１）だけ時計回りに回転するとともにＸ軸１０２に沿
って刃具１０３側へ移動すると、刃具１０３のすくい角
は角度α２（図（ａ）参照）よりも大きい角度α３とな
る。

【００１１】この後、ピストン素材１００が時計回りに
更に回転するとともに刃具１０３側へ移動すると、刃具
１０３のすくい角は次第に小さくなり、（ｄ）におい
て、ピストン素材１００がＸ軸１０２に対して９０°だ
け時計回りに回転して、ピストン素材１００の短軸１０
６がＸ軸１０２に一致し、短軸１０６の端部１０６ａを
刃具１０３が切削するときには、刃具１０３のすくい角
は、（ａ）のときと同じ角度α１となる。

【００１２】このように、刃具１０３のすくい角は、ピ
ストン素材１００の回転角によって刻々変化するので、
切削抵抗や切削温度が変化し、安定した仕上げ面を形成
するのが難しくなる。

【００１３】そこで、本発明の目的は、楕円包絡線切削
装置において、切削工具のすくい角を常に一定に保つこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、回転系に対して非回転状態にしたベース
部と、このベース部に固定した第１軸と、この第１軸に
回転自在に取付けた第１回転筒と、この第１回転筒に、
第１軸の軸心から距離Ｒ１２だけ軸心をオフセットさせ
た状態で回転自在に取付けた第２軸と、この第２軸に回
転自在に取付けた第２回転筒と、この第２回転筒に、第
２軸の軸心から距離Ｒ２３だけ軸心をオフセットさせた
状態で回転自在に取付けた第３軸と、この第３軸に固定
した第３回転筒と、この第３回転筒に、第３軸の軸心か
ら距離Ｒ３４だけ軸心をオフセットさせた状態で回転自
在に取付けた第４軸と、この第４軸に固定した第４回転
筒と、この第４回転筒に、第４軸の軸心から距離Ｒ４５
だけ軸心をオフセットさせた状態で回転自在に取付けた
円筒部材と、この円筒部材の軸心に直交する面に円筒部
材の移動を案内するガイド手段を取付けるとともに第３
軸の軸心を中心に回転自在とした工具支持筒と、この工
具支持筒に取付けた切削工具と、第１回転筒の回転に伴
って第２軸、第３軸及び第４軸を回転させるために、第
１軸に設けた第１サンギヤ、この第１サンギヤを周回さ
せるために第２軸に設けた第１遊星ギヤ、これらの第１
サンギヤ及び第１遊星ギヤのそれぞれに噛み合う第１ア
イドルギヤ、第２軸と同心に設けた非回転の第２サンギ
ヤ、この第２サンギヤを周回させるために第３軸に設け
た第２遊星ギヤ、これらの第２サンギヤ及び第２遊星ギ
ヤのそれぞれに噛み合う第２アイドルギヤ、第３軸と同
心に設けた非回転の第３サンギヤ、この第３サンギヤを
周回させるために第４軸に設けた第３遊星ギヤ、これら
の第３サンギヤ及び第３遊星ギヤのそれぞれに噛み合う
第３アイドルギヤとからなり、Ｒ１２、Ｒ２３、Ｒ３４
及びＲ４５の関係を下記の式に設定することで、第３軸
の軸心に楕円を描かせ、この楕円上を円の中心が移動す
るときの円の軌跡に外接する楕円包絡線を切削工具で切
削する際に、切削工具のすくい角を常に一定に保つこと
ができる構成にしたことを特徴とする。

【００１５】

【数２】

【００１６】上記構成により、楕円包絡線を切削工具で
切削する際に、切削工具のすくい角を常に一定に保ち、
楕円包絡線形状を有するワークに安定した仕上げ面を形
成する。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る楕円包絡線切削装置の
断面図であり、ワークの内面を切削する楕円包絡線切削
装置１０（以下「切削装置１０」と記す。）は、エンジ
ンのシリンダ等の穴の内面を楕円包絡線形状に切削する
装置であり、非回転状態にしたベース部１１と、このベ
ース部１１にナット１２で固定した第１軸１３と、この
第１軸１３に回転自在に取付けた第１回転筒１４と、こ
の第１回転筒１４に回転自在に取付けた第２軸１５と、
この第２軸１５にナット１６で固定した第２回転筒１７
と、この第２回転筒１７に回転自在に取付けた第３軸１
８と、この第３軸１８にナット２１で固定した第３回転
筒２２と、この第３回転筒２２に回転自在に取付けた第
４軸２３と、この第４軸２３にナット２４で固定した第
４回転筒２５と、この第４回転筒２５に回転自在に取付
けた円筒部材としてのローラ２６と、このローラ２６を
案内するガイド手段としてのガイドレール２７を取付け
るとともに後述する第２スライドテーブルに回転自在に
取付けた工具支持筒２８と、この工具支持筒２８に工具
支持部２９を介して取付けた切削工具３１とからなる。
なお、３２は第１回転筒１４を回転させるために第１回
転筒１４とギヤで結合した駆動軸である。

【００１８】切削工具３１は、工具支持部２９に着脱自
在に取付けたボデー３１ａと、このボデー３１ａの先端
に取付けたチップ３１ｂとからなり、チップ３１ｂの刃
部を外側に向け、この刃部でシリンダ等の固定したワー
ク３３の内面を切削するものである。

【００１９】図示しないが、切削装置１０は、ワーク３
３に対してワーク３３内面の中心線の延びる方向（図の
左右方向）に切削工具３１を移動させる機構又は切削工
具３１に対して各軸の延びる方向（図の左右方向）にワ
ーク３３を移動させる機構を備える。

【００２０】図２は本発明に係る切削装置の第１要部断
面図であり、図１に示した各軸、各回転筒及びスライド
テーブルの一部を示し、細部の部品は省略した。

【００２１】切削装置１０は、第１回転筒１４の回転に
伴って第２軸１５を回転させるために、第１軸１３に設
けた第１サンギヤ３４、この第１サンギヤ３４を周回さ
せるために第２軸１５に設けた第１遊星ギヤ３５及びこ
れらの第１サンギヤ３４及び第１遊星ギヤ３５のそれぞ
れに噛み合う第１アイドルギヤ３６と、第３軸１８を回
転させるために、第２軸１５と同心に配置した第２サン
ギヤ３７、この第２サンギヤ３７を周回させるために第
３軸１８に設けた第２遊星ギヤ３８及びこれらの第２サ
ンギヤ３７及び第２遊星ギヤ３８のそれぞれに噛み合う
第２アイドルギヤ４１とを備える。

【００２２】図３は本発明に係る切削装置の第２要部断
面図であり、図１に示した各軸、各回転筒及びスライド
テーブルの一部を示し、細部の部品は省略した。切削装
置１０は、第４軸２３を回転させるために、第３軸１８
と同心に配置した第３サンギヤ４２、この第３サンギヤ
４２を周回させるために第４軸２３に一体成形した第３
遊星ギヤ４３及びこれらの第３サンギヤ４２及び第３遊
星ギヤ４３のそれぞれに噛み合う第３アイドルギヤ４４
とからなる。

【００２３】以上に述べた第１サンギヤ３４、第１遊星
ギヤ３５、第１アイドルギヤ３６、第２サンギヤ３７、
第２遊星ギヤ３８、第２アイドルギヤ４１、第３サンギ
ヤ４２、第３遊星ギヤ４３及び第３アイドルギヤ４４
は、歯数がすべて同一のものとする。

【００２４】図２に戻って、４８は第２サンギヤ３７を
備えるとともに回転はしないが第２軸１５に直交する面
上を移動することのできる第１スライドテーブル、５１
は第３サンギヤ４２を備えるとともに回転はしないが第
３軸１８に直交する面上を移動することのできる第２ス
ライドテーブルである。

【００２５】以上に述べた切削装置１０の作用として各
軸、各回転筒の自転について次に説明する。図４は本発
明に係る切削装置の作用を説明する第１作用図である。
なお、図では、各軸、各回転筒及び各ギヤの配置の理解
を容易にするために、各回転筒及び各ギヤを、第１軸〜
第４軸まで各軸毎に１段ずつ順に下げて記載し、各軸毎
にＸ軸を設け、Ｘ軸上に各軸とアイドルギヤとを配置
し、第１軸の軸心はＸＹ座標の原点に配置した。

【００２６】図２及び図３にも示したが、第２軸１５
は、第１軸１３の軸心５５から距離Ｒ１２だけ軸心５６
をオフセットさせたものであり、第３軸１８は、第２軸
１５の軸心５６から距離Ｒ２３だけ軸心５７をオフセッ
トさせたものであり、第４軸２３は、第３軸１８の軸心
５７から距離Ｒ３４だけ軸心５８をオフセットさせたも
のである。また、ローラ２６は、第４軸２３の軸心５８
から距離Ｒ４５だけ軸心５９をオフセットさせたもので
あり、切削工具３１のチップ３１ｂは、第３軸１８の軸
心５７を中心とする刃部の半径をＲ３６としたものであ
る。

【００２７】まず、第１回転筒１４が時計回りに回転し
たとすると、この第１回転筒１４に回転自在に取付けた
第２軸１５は第１回転筒１４と一体的に第１軸１３（回
転しない）を時計回りに周回するため、これに伴って第
１軸１３に取付けた第１サンギヤ３４（回転しない）に
噛み合う第１アイドルギヤ３６は時計回りに回転し、こ
の第１アイドルギヤ３６に噛み合う第１遊星ギヤ３５は
反時計回りに回転する。

【００２８】この第１遊星ギヤ３５を取付けた第２軸１
５は反時計回りに回転し、この第２軸１５に固定した第
２回転筒１７も反時計回りに回転する。第２回転筒１７
が反時計回りに回転すると、この第２回転筒１７に回転
自在に取付けた第３軸１８は第２回転筒１７と一体的に
第２軸１５を反時計回りに周回するため、非回転とした
第１スライドテーブル４８（図２参照）に取付けた第２
サンギヤ３７に第２アイドルギヤ４１を介して噛み合う
第２遊星ギヤ３８は時計回りに回転する。

【００２９】この第２遊星ギヤ３８を取付けた第３軸１
８は時計回りに回転し、この第３軸１８に固定した第３
回転筒２２も時計回りに回転する。第３回転筒２２が時
計回りに回転すると、この第３回転筒２２に回転自在に
取付けた第４軸２３は第３回転筒２２と一体的に第３軸
１８を時計回りに周回するため、非回転とした第２スラ
イドテーブル５１（図３参照）に取付けた第３サンギヤ
４２に第３アイドルギヤ４４を介して噛み合う第３遊星
ギヤ４３は反時計回りに回転する。

【００３０】この第３遊星ギヤ４３を取付けた第４軸２
３は反時計回りに回転し、この第４軸２３に固定した第
４回転筒２５も反時計回りに回転する。第４回転筒２５
が反時計回りに回転すると、この第４回転筒２５と一体
的にローラ２６が第４軸２３を反時計回りに周回するた
め、このローラ２６をガイドレール２７が案内しながら
工具支持筒２８が反時計回りに回転し、切削工具３１は
第３軸１８の軸心５７を中心にして反時計回りに回転す
る。

【００３１】次に切削装置１０の作用として各軸、各回
転筒の公転について説明する。図５（ａ），（ｂ）は本
発明に係る切削装置の作用を説明する第２作用図であ
り、各軸の公転を、各軸の軸心及び各ギヤの移動で説明
する。 （ａ）において、初めに、第１軸の軸心５５をＸＹ座標
の原点にとり、第２軸の軸心５６、第３軸の軸心５７及
び第４軸の軸心５８をＸ軸上に配置して、この状態から
公転を開始させる。

【００３２】（ｂ）において、第２軸の軸心５６を第１
軸の軸心５５に対して白抜き矢印のように時計回りに角
度θだけ周回させると、各ギヤは図４で示したのと同様
に矢印の方向に回転し、これによって、第３軸の軸心５
７は第２軸の軸心に対して白抜き矢印のように反時計回
りに角度θだけ周回し、第４軸の軸心５８は第３軸の軸
心５７に対して白抜き矢印のように時計回りに角度θだ
け周回する。

【００３３】図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る切削装
置の作用を説明する第３作用図である。 （ａ）は、図５（ａ）に対応する第４回転筒２５、ロー
ラ２６、ガイドレール２７、工具支持筒２８、切削工具
３１の状態を示す。ローラ２６の軸心５９及び切削工具
３１はＸ軸上にある。

【００３４】（ｂ）は、図５（ｂ）に対応する状態であ
り、第４軸の軸心５８が第３軸の軸心５７に対して白抜
き矢印のように時計回りに角度θだけ周回すると、ロー
ラ２６の軸心５９は、第４軸の軸心５８に対して白抜き
矢印のように反時計回りに角度θだけ周回する。

【００３５】これにより、ローラ２６は、ガイドレール
２７にガイドされつつ工具支持筒２８を軸心５７を中心
に反時計回りに回転させる。これにより、切削工具３１
は、第３軸の軸心５７を中心に反時計回りに回転する。

【００３６】図７は本発明に係る切削装置の作用を説明
する第４作用図であり、図５（ｂ）、図６（ｂ）の状態
における各軸の軸心及び切削工具を抜き書きしたもので
ある。第３軸の軸心５７の座標を（ａ，ｂ）及びローラ
の軸心５９の座標を（ｃ，ｄ）とすると、第２軸の軸心
５６が第１軸を時計回りに角度θだけ周回したときに、
座標（ａ，ｂ）は以下の［数３］、座標（ｃ，ｄ）は以
下の［数４］で示す式により表すことができる。

【００３７】

【数３】

【００３８】

【数４】

【００３９】以上より、第３軸の軸心５７は、長軸の半
径が（Ｒ１２＋Ｒ２３）、短軸の半径が（−Ｒ１２＋Ｒ
２３）の楕円上を移動する。また、ローラの軸心５９
は、一方の軸の半径が（Ｒ１２＋Ｒ２３−Ｒ３４＋Ｒ４
５）、他方の軸の半径が（−Ｒ１２＋Ｒ２３＋Ｒ３４＋
Ｒ４５）の楕円上を移動する。

【００４０】図８は本発明に係る切削装置の軸心及び切
削工具の軌跡を説明する説明図であり、図７で説明した
第３軸の軸心５７が描く楕円６２及びローラの軸心５９
が描く楕円６３を示す。楕円６２は、偏平状であり、楕
円６３は、楕円６２に対して短軸の径が大きい。

【００４１】ここで、図４に示した各軸の距離Ｒ１２，
Ｒ２３，Ｒ３４，Ｒ４５の関係を、Ｒ１２＝Ｒ３４、Ｒ
２３＝Ｒ４５とすると、［数４］に示した（１０）式
は、ｃ ²＋ｄ²＝（２・Ｒ２３）²となり、ローラの軸心
５９は半径２・Ｒ２３の円を描く。

【００４２】図７に戻って、第３軸の軸心を中心に回転
する工具支持筒に取付けた切削工具３１の軌跡を求める
ために、まず、上記した第３軸の軸心５７とローラの軸
心５９とを結ぶ直線の式を求める過程を［数５］に示
す。

【００４３】

【数５】

【００４４】即ち、切削工具３１は、傾きが上記（１
７）式で求められるｍ、切片が上記（１９）式で求めら
れるｎの直線６４上にある。次に、第３軸の軸心５７が
描く楕円６２の接線の式を求める過程を［数６］に示
す。

【００４５】

【数６】

【００４６】図８において、上記（２０）式で表される
接線６５と、上記（１１）式で表される前述の直線６４
とが直交すれば、接線６５及び直線６４のそれぞれの傾
きから［数７］に示す関係が成り立つ。

【００４７】

【数７】

【００４８】逆に、上記した（２１）式が成り立てば、
直線６４、即ち第３軸の軸心５７とローラの軸心５９と
を結ぶ直線６４は、第３軸が描く楕円６２の法線とな
る。

【００４９】直線６４の延長上にある切削工具３１は、
回転中心が第３軸の軸心５７であり、且つ楕円６２の法
線である直線６４上にあるから、切削工具３１の刃部６
６は楕円包絡線６７を描く。

【００５０】上記したように、直線６４は、楕円６２の
法線であるから、刃部６６は楕円包絡線６７上で第３軸
の軸心５７から最短距離の位置にある。このことより、
第３軸の軸心５７を中心にして楕円包絡線６７に接する
円６８を描いたときに、楕円包絡線６７上の刃部６６は
円６８上にあり、また、刃部６６の位置で円６８の接線
６９を描いたとき、接線６９は楕円包絡線６７の接線に
もなる。

【００５１】従って、直線６４は、楕円包絡線６７の法
線であり、刃部６６が楕円包絡線６７上のどの位置にあ
っても法線を維持することができる。以上より、切削工
具３１で楕円包絡線６７を加工する場合には、常に一定
のすくい角とすることができる。

【００５２】以上の図１、図４及び図８で説明したよう
に、本発明は、回転系に対して非回転状態にしたベース
部１１と、このベース部１１に固定した第１軸１３と、
この第１軸１３に回転自在に取付けた第１回転筒１４
と、この第１回転筒１４に、第１軸１３の軸心５５から
距離Ｒ１２だけ軸心５６をオフセットさせた状態で回転
自在に取付けた第２軸１５と、この第２軸１５に回転自
在に取付けた第２回転筒１７と、この第２回転筒１７
に、第２軸１５の軸心５６から距離Ｒ２３だけ軸心５７
をオフセットさせた状態で回転自在に取付けた第３軸１
８と、この第３軸１８に固定した第３回転筒２２と、こ
の第３回転筒２２に、第３軸１８の軸心５７から距離Ｒ
３４だけ軸心５８をオフセットさせた状態で回転自在に
取付けた第４軸２３と、この第４軸２３に固定した第４
回転筒２５と、この第４回転筒２５に、第４軸２３の軸
心５８から距離Ｒ４５だけ軸心５９をオフセットさせた
状態で回転自在に取付けたローラ２６と、このローラ２
６の軸心５９に直交する面にローラ２６の移動を案内す
るガイドレール２７を取付けるとともに第３軸１８の軸
心５７を中心に回転自在とした工具支持筒２８と、この
工具支持筒２８に取付けた切削工具３１と、第１回転筒
１４の回転に伴って第２軸１５、第３軸１８及び第４軸
２３を回転させるために、第１軸１３に設けた第１サン
ギヤ３４、この第１サンギヤ３４を周回させるために第
２軸１５に設けた第１遊星ギヤ３５、これらの第１サン
ギヤ３４及び第１遊星ギヤ３５のそれぞれに噛み合う第
１アイドルギヤ３６、第２軸１５と同心に設けた非回転
の第２サンギヤ３７、この第２サンギヤ３７を周回させ
るために第３軸１８に設けた第２遊星ギヤ３８、これら
の第２サンギヤ３７及び第２遊星ギヤ３８のそれぞれに
噛み合う第２アイドルギヤ４１、第３軸１８と同心に設
けた非回転の第３サンギヤ４２、この第３サンギヤ４２
を周回させるために第４軸２３に設けた第３遊星ギヤ４
３、これらの第３サンギヤ４２及び第３遊星ギヤ４３の
それぞれに噛み合う第３アイドルギヤ４４とからなり、
距離Ｒ１２、Ｒ２３、Ｒ３４及びＲ４５の関係を下記の
式に設定することで、第３軸１８の軸心５７に楕円６２
を描かせ、この楕円６２上を円の中心が移動するときの
円の軌跡に外接する楕円包絡線６７を切削工具３１で切
削する際に、切削工具３１のすくい角を常に一定に保つ
ことができる構成にしたことを特徴とする。

【００５３】

【数８】

【００５４】上記構成により、楕円包絡線６７を切削工
具３１で切削する際に、切削工具３１のすくい角を常に
一定に保つことができ、楕円包絡線６７形状を有するワ
ーク３３に安定した仕上げ面を形成することができる。

【００５５】図９は本発明に係る切削装置の別の実施の
形態を示す断面図であり、ワークの外面を楕円包絡線形
状に切削する切削装置を示す。なお、図１に示した実施
の形態と同一構成については同一符号を付け、詳細説明
は省略する。切削装置７０は、図１に示した切削工具１
０に対して、切削工具３１のチップ３１ｂの刃部が内側
を向くように工具支持筒２８への工具支持部２９の取付
位置のみを変更することで、固定したピストン等のワー
ク７１の外面を切削するようにしたものである。この切
削装置７０においても、切削装置１０と同様の効果を得
ることができる。

【００５６】また、更なる別の実施の形態として、図３
に示した第３軸１８の軸心５７を中心とする切削工具３
１のチップ３１ｂの刃部の半径Ｒ３６を、Ｒ３６＝０に
した切削装置では、第３軸１８の軸心５７の位置にチッ
プ３１ｂの刃部の位置が一致し、チップ３１ｂの刃部
は、［数３］の（５）式で示した楕円を描く、即ち、チ
ップ３１ｂの刃部で上記楕円を切削することができる。
このことは、図９に示した切削装置７０においても同様
である。

【００５７】尚、本発明の各ギヤは、軸又はスライドテ
ーブルに一体的に形成してもよいし、軸又はスライドテ
ーブルと別体にして、軸又はスライドテーブルに取付け
てもよい。

【００５８】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１の楕円包絡線切削装置は、回転系に対し
て非回転状態にしたベース部と、このベース部に固定し
た第１軸と、この第１軸に回転自在に取付けた第１回転
筒と、この第１回転筒に回転自在に取付けた第２軸と、
この第２軸に回転自在に取付けた第２回転筒と、この第
２回転筒に回転自在に取付けた第３軸と、この第３軸に
固定した第３回転筒と、この第３回転筒に回転自在に取
付けた第４軸と、この第４軸に固定した第４回転筒と、
この第４回転筒に回転自在に取付けた円筒部材と、この
円筒部材の軸心に直交する面に円筒部材の移動を案内す
るガイド手段を取付けるとともに第３軸の軸心を中心に
回転自在とした工具支持筒と、この工具支持筒に取付け
た切削工具と、第１回転筒の回転に伴って第２軸、第３
軸及び第４軸を回転させるために、第１軸に設けた第１
サンギヤ、この第１サンギヤを周回させるために第２軸
に設けた第１遊星ギヤ、これらの第１サンギヤ及び第１
遊星ギヤのそれぞれに噛み合う第１アイドルギヤ、第２
軸と同心に設けた非回転の第２サンギヤ、この第２サン
ギヤを周回させるために第３軸に設けた第２遊星ギヤ、
これらの第２サンギヤ及び第２遊星ギヤのそれぞれに噛
み合う第２アイドルギヤ、第３軸と同心に設けた非回転
の第３サンギヤ、この第３サンギヤを周回させるために
第４軸に設けた第３遊星ギヤ、これらの第３サンギヤ及
び第３遊星ギヤのそれぞれに噛み合う第３アイドルギヤ
とからなり、距離Ｒ１２、Ｒ２３、Ｒ３４及びＲ４５の
関係を下記の式に設定したので、楕円包絡線を切削工具
で切削する際に、切削工具のすくい角を常に一定に保つ
ことができ、楕円包絡線形状を有するワークに安定した
仕上げ面を形成することができる。

【００５９】

【数９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る楕円包絡線切削装置の断面図

【図２】本発明に係る切削装置の第１要部断面図

【図３】本発明に係る切削装置の第２要部断面図

【図４】本発明に係る切削装置の作用を説明する第１作
用図

【図５】本発明に係る切削装置の作用を説明する第２作
用図

【図６】本発明に係る切削装置の作用を説明する第３作
用図

【図７】本発明に係る切削装置の作用を説明する第４作
用図

【図８】本発明に係る切削装置の軸心及び切削工具の軌
跡を説明する説明図

【図９】本発明に係る切削装置の別の実施の形態を示す
断面図

【図１０】エンジンのシリンダの比較図

【図１１】ピストン素材の外面を長楕円に加工する方法
を説明する説明図

【符号の説明】

１０，７０…楕円包絡線切削装置、１１…ベース部、１
３…第１軸、１４…第１回転筒、１５…第２軸、１７…
第２回転筒、１８…第３軸、２２…第３回転筒、２３…
第４軸、２５…第４回転筒、２６…円筒部材（ロー
ラ）、２７…ガイド手段（ガイドレール）、２８…工具
支持筒、３１…切削工具、３４…第１サンギヤ、３５…
第１遊星ギヤ、３６…第１アイドルギヤ、３７…第２サ
ンギヤ、３８…第２遊星ギヤ、４１…第２アイドルギ
ヤ、４２…第３サンギヤ、４３…第３遊星ギヤ、４４…
第３アイドルギヤ、５７…第３軸の軸心、６７…楕円包
絡線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転系に対して非回転状態にしたベース
   部と、このベース部に固定した第１軸と、この第１軸に
   回転自在に取付けた第１回転筒と、この第１回転筒に、
   前記第１軸の軸心から距離Ｒ１２だけ軸心をオフセット
   させた状態で回転自在に取付けた第２軸と、この第２軸
   に回転自在に取付けた第２回転筒と、この第２回転筒
   に、前記第２軸の軸心から距離Ｒ２３だけ軸心をオフセ
   ットさせた状態で回転自在に取付けた第３軸と、この第
   ３軸に固定した第３回転筒と、この第３回転筒に、前記
   第３軸の軸心から距離Ｒ３４だけ軸心をオフセットさせ
   た状態で回転自在に取付けた第４軸と、この第４軸に固
   定した第４回転筒と、この第４回転筒に、前記第４軸の
   軸心から距離Ｒ４５だけ軸心をオフセットさせた状態で
   回転自在に取付けた円筒部材と、この円筒部材の軸心に
   直交する面に前記円筒部材の移動を案内するガイド手段
   を取付けるとともに前記第３軸の軸心を中心に回転自在
   とした工具支持筒と、この工具支持筒に取付けた切削工
   具と、前記第１回転筒の回転に伴って第２軸、第３軸及
   び第４軸を回転させるために、第１軸に設けた第１サン
   ギヤ、この第１サンギヤを周回させるために第２軸に設
   けた第１遊星ギヤ、これらの第１サンギヤ及び第１遊星
   ギヤのそれぞれに噛み合う第１アイドルギヤ、第２軸と
   同心に設けた非回転の第２サンギヤ、この第２サンギヤ
   を周回させるために第３軸に設けた第２遊星ギヤ、これ
   らの第２サンギヤ及び第２遊星ギヤのそれぞれに噛み合
   う第２アイドルギヤ、第３軸と同心に設けた非回転の第
   ３サンギヤ、この第３サンギヤを周回させるために第４
   軸に設けた第３遊星ギヤ、これらの第３サンギヤ及び第
   ３遊星ギヤのそれぞれに噛み合う第３アイドルギヤとか
   らなり、 前記距離Ｒ１２、Ｒ２３、Ｒ３４及びＲ４５の関係を下
   記の式に設定することで、前記第３軸の軸心に楕円を描
   かせ、この楕円上を円の中心が移動するときの円の軌跡
   に外接する楕円包絡線を切削工具で切削する際に、切削
   工具のすくい角を常に一定に保つことができる構成にし
   たことを特徴とする楕円包絡線切削装置。 【数１】