JP2002160143A - 楕円包絡線割り出し装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 ワーク１０ａを固定した第２スライドテ
ーブルを第３軸の軸心５６が楕円６６を描くように縦横
に移動させるとともに、第２スライドテーブルをロータ
リテーブルと共に回転させ、静止させた切削工具１０ｂ
でワーク１０ａを、楕円６６上を円７３の中心が移動す
るときの円７３の軌跡に外接する楕円包絡線７５の形状
に切削する際に、切削工具１０ｂのすくい角を常に一定
に保つことができる構成にした。 【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ために工作物の割り出しを行
うことのできる楕円包絡線割り出し装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１（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加工装置としては、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、の方法について次図
で説明する。即ち、刃具は固定し、ワークを回転させ
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１２（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１３０の長軸１３１が
Ｘ軸１３２に一致し、長軸１３１の端部１３１ａを刃具
１３３で切削する場合、刃具１３３のすくい角を角度α
１とする。なお、１３４はピストン素材１３０の自転の
中心となる回転軸、１３５はピストン素材１３０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１３０がＸ
軸１３２に対して角度θ１だけ時計回りに回転するとと
もにＸ軸１３２に沿って刃具１３３側へ移動すると、刃
具１３３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１３０がＸ軸１３２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１３２に沿
って刃具１３３側へ移動すると、刃具１３３のすくい角
は角度α２（図（ｂ）参照）よりも大きい角度α３とな
る。

【００１１】この後、ピストン素材１３０が時計回りに
更に回転するとともに刃具１３３側へ移動すると、刃具
１３３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１３０がＸ軸１３２に対して９０°だ
け時計回りに回転して、ピストン素材１３０の短軸１３
６がＸ軸１３２に一致し、短軸１３６の端部１３６ａを
刃具１３３が切削するときには、刃具１３３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１３３のすくい角は、ピ
ストン素材１３０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、楕円包絡線割り
出し装置において、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、このベース部に対して回転自在に配置した第１回
転筒と、この第１回転筒に固定した第１軸と、この第１
軸に回転自在に取付けたロータリテーブル及び第２回転
筒と、この第２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固定した第２軸と、
この第２軸に回転自在に取付けた第３回転筒と、この第
３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軸に固定するとともにロータリテーブル上を縦横
に滑り且つロータリテーブルの回転に伴って第１軸の軸
心を中心に回転するスライドテーブルと、第１回転筒
に、第１軸の軸心から距離Ｒ１４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、この円筒部材を案内するため
にベース部に取付けたガイド手段と、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軸と同軸に設けた非回転とした第
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軸に設けた
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１軸と同軸に且つロータリテーブルに設けた第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、Ｒ１４及びＲ４５の関係を下
記の式に設定することで、工作物を固定したスライドテ
ーブルを第３軸の軸心が楕円を描くように縦横に移動さ
せるとともに、スライドテーブルをロータリテーブルと
共に回転させ、静止させた切削工具で工作物を、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
絡線形状に切削する際に、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つこ
とができる。

【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割り出し装
置を示す断面図であり、楕円包絡線割り出し装置１０
（以下「割り出し装置１０」と記す。）は、エンジンの
ピストン（以下「ワーク１０ａ」と記す。）等の外面を
切削工具１０ｂで楕円包絡線形状に切削するために、固
定した切削工具１０ｂに対して工作物としてのワーク１
０ａの位置、角度を設定する装置であり、非回転状態に
した有底筒状のベース部１１と、このベース部１１に回
転自在に取付けたロータリテーブル１２と、このロータ
リテーブル１２の回転中心と同軸になるようにロータリ
テーブル１２に回転自在に取付けた第１軸１３と、この
第１軸１３の一端部にナット１４で取付けた第１回転筒
１５と、この第１回転筒１５に回転力を伝えるためにベ
ース部１１に回転自在に取付けた駆動側シャフト１６
と、上記第１軸１３の他端部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にナット１８で固定
した第２軸２１と、この第２軸２１に回転自在に取付け
た第１スライドテーブル２２及び第３回転筒２３と、こ
の第３回転筒２３に回転自在に取付けた第３軸２４と、
この第３軸２４にナット２５で固定した第２スライドテ
ーブル２６と、この第２スライドテーブル２６に設けた
ワーク取付部２７と、第１回転筒１５に回転自在に取付
けた第４軸２８と、この第４軸２８にナット３１で固定
した第４回転筒３２と、この第４回転筒３２に回転自在
に取付けた円筒部材としてのローラ３３と、このローラ
３３を案内するためにベース部１１に取付けたガイド手
段としてのガイドレール３４とからなる。なお、３６は
第１回転筒１５に取付けたリングギヤ、３７は駆動側シ
ャフト１６に設けたギヤである。

【００１８】第１スライドテーブル２２は、回転はしな
いが第２軸２１に直交する面に沿って移動することので
きる部材であり、第２スライドテーブル２６は、ロータ
リテーブル１２上を縦横に滑り、且つロータリテーブル
１２の回転に伴って第１軸１３の軸心を中心に回転する
ことのできる部材である。

【００１９】図示しないが、割り出し装置１０は、静止
させた切削工具１０ｂに対してワーク１０ａをワーク１
０ａの軸心の延びる方向（図の上下方向）に移動させ
る、又はワーク１０ａに対して切削工具１０ｂをワーク
１０ａの軸心の延びる方向（図の上下方向）に移動させ
る機構を備え、ワーク１０ａの外周面全体を加工するこ
とができるようにしたものである。なお、割り出し装置
１０にシリンダ等のワークを取付ければ、切削工具１０
ｂでワークの内面を楕円包絡線形状に切削することがで
きる。

【００２０】図２は本発明に係る割り出し装置の第１要
部拡大図であり、図１に示した細部の部品は省略した。
割り出し装置１０は、第１回転筒１５及び第１軸１３の
回転に伴って第２軸２１を回転させるために、第１軸１
３に設けた第１サンギヤ４１、この第１サンギヤ４１を
周回させるために第２軸２１と同軸に且つ第１スライド
テーブル２２に設けた第１遊星ギヤ４２、これらの第１
サンギヤ４１及び第１遊星ギヤ４２のそれぞれに噛み合
う第１アイドルギヤ４３とを備える。

【００２１】図３は本発明に係る割り出し装置の第２要
部拡大図であり、図１に示した細部の部品は省略した。
割り出し装置１０は、第２軸２１の回転に伴って第３軸
２４を回転させるために、第２軸２１に設けた第２サン
ギヤ４５、この第２サンギヤ４５を周回させるために第
３軸２４に設けた第２遊星ギヤ４６、これらの第２サン
ギヤ４５及び第２遊星ギヤ４６のそれぞれに噛み合う第
２アイドルギヤ４７とを備える。

【００２２】図２に戻って、割り出し装置１０は、第１
回転筒１５の回転に伴って第４軸２８を回転させるため
に、第１軸１３と同軸に且つロータリテーブル１２に設
けた第３サンギヤ５１、この第３サンギヤ５１を周回さ
せるために第４軸２８に設けた第３遊星ギヤ５２、これ
らの第３サンギヤ５１及び第３遊星ギヤ５２のそれぞれ
に噛み合う第３アイドルギヤ５３とを備える。

【００２３】以上の図２及び図３に述べた第１サンギヤ
４１、第１遊星ギヤ４２、第１アイドルギヤ４３、第２
サンギヤ４５、第２遊星ギヤ４６、第２アイドルギヤ４
７、第３サンギヤ５１、第３遊星ギヤ５２及び第３アイ
ドルギヤ５３は、歯数がすべて同一のものとする。

【００２４】以上に述べた割り出し装置１０の作用を以
降で説明する。図４（ａ）〜（ｋ）は本発明に係る割り
出し装置の作用を説明する第１作用図であり、ワーク１
０ａの動作を把握するための図である。なお、長楕円状
のワーク１０ａ及び切削工具１０ｂを模式的に描いた。
（ａ）はワーク１０ａの長軸を水平にし、この長軸の端
に切削工具１０ｂを当ててワーク１０ａの切削加工を開
始する状態を示す。

【００２５】ここで、５５を第１軸１３の軸心、５６を
ワーク１０ａの中心軸（即ち、第３軸２４の軸心）、５
７を切削工具１０ｂの先端、５８（太い実線）を第１軸
１３の軸心５５と切削工具１０ｂの先端５７とを結ぶ線
分とする（第１軸の軸心５５の位置は一定であり、ま
た、切削工具１０ｂは静止しているため、線分５８の長
さは常に一定である。）と、切削工具１０ｂの先端５７
を通る長楕円状のワーク１０ａの接線５９は線分５８と
直交する、即ち線分５８は長楕円状のワーク１０ａの法
線になる。

【００２６】この状態から矢印のようにワーク１０ａが
回転を開始すると、ワーク１０ａは、（ｂ）〜（ｅ）に
示すように、切削工具１０ｂの先端５７に接しながら
（切削工具１０ｂに切削されながら）回転するととも
に、ワーク１０ａの中心軸５６が第１軸の軸心５５に近
づくように移動し、（ａ）の状態から９０°回転して
（ｆ）の状態になる。（ｆ）で線分５８は長楕円状のワ
ーク１０ａの短径に一致する。

【００２７】更にワーク１０ａは、（ｇ）〜（ｊ）に示
すように、切削工具１０ｂの先端５７に接しながら（切
削工具１０ｂに切削されながら）回転するとともに、ワ
ーク１０ａの中心軸５６が第１軸１３の軸心５５から離
れるように移動し、（ａ）の状態から１８０°回転して
（ｋ）の状態になる。この後、（ａ）の状態から１８０
°を越え、３６０°までの動作は上記した（ａ）〜
（ｋ）の状態と同様になるため、説明は省略する。

【００２８】以上の（ａ）〜（ｋ）では、長楕円状のワ
ーク１０ａの法線である線分５８上に常に切削工具１０
ｂの先端５７が存在するとともに線分５８に対して常に
同じ向きに切削工具１０ｂが位置する、即ち、切削工具
１０ｂのすくい角を常に一定に保つように、割り出し装
置１０はワーク１０ａを回転及び移動させる。

【００２９】図４で説明したワーク１０ａの動作を各軸
の自転及び公転を基に図５〜図１０で詳細に説明する。
図５は本発明に係る割り出し装置の作用を説明する第２
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
ヤを各軸毎に記載し、各軸毎にｘ軸を設け、第１軸の軸
心５５をｘｙ座標の原点に配置した。

【００３０】図２及び図３にも示したが、第２軸２１
は、第１軸１３の軸心５５から距離Ｒ１２だけ軸心６１
をオフセットさせたものであり、第３軸２４は、第２軸
２１の軸心６１から距離Ｒ２３だけ軸心５６をオフセッ
トさせたものであり、第４軸２８は、第１軸１３の軸心
５５から距離Ｒ１４だけ軸心６３をオフセットさせたも
のである。また、ローラ３３は、第４軸２８の軸心６３
から距離Ｒ４５だけ軸心６４をオフセットさせたもので
ある。

【００３１】例えば、第１回転筒１５を矢印のように時
計回りに回転させると、この第１回転筒１５に固定した
第１軸１３が時計回りに回転し、この第１回転軸１３に
取付けた第１サンギヤ４１から第１アイドルギヤ４３を
介して第１遊星ギヤ４２に回転が伝わり、第１遊星ギヤ
４２を設けた第１スライドテーブル２２は回転せずに第
１軸１３を白抜き矢印のように周回する。

【００３２】これにより、第２回転筒１７とともに第２
軸２１が反時計回りに回転し、第２軸２１に取付けた第
２サンギヤ４５から第２アイドルギヤ４７を介して第２
遊星ギヤ４６に回転が伝わり、第２遊星ギヤ４６を取付
けた第３軸２４がロータリテーブル１２上では回転せず
に第２軸２１を白抜き矢印のように周回する。

【００３３】また、第１回転筒１５を矢印のように時計
回りに回転させると、第４軸２８が第１軸１３を白抜き
矢印のように周回し、これに伴って第４軸２８が時計
回りに回転するため、第４軸２８に取付けた第３遊星ギ
ヤ５２から第３アイドルギヤ５３を介して第３サンギヤ
５１に回転が伝わり、第３サンギヤ５１に一体に連結す
るロータリテーブル１２が第１軸１３と同一角度、同一
方向（時計回り）に回転する。

【００３４】ロータリテーブル１２上には図１に示した
ように第２スライドテーブル２６が載っているため、ロ
ータリテーブル１２の回転に伴って、第２スライドテー
ブル２６が回転する。従って、ロータリテーブル１２が
回転すれば、第２スライドテーブル２６に取付けたワー
ク１０ａ（図１参照）が回転する。図５において、第４
軸２８が第１軸１３を周回することで、ローラ３３はガ
イドレール３４による案内で白抜き矢印のように一直
線に移動する。

【００３５】図６（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る割り出
し装置の作用を説明する第３作用図であり、図５と同様
に各軸及び各回転筒の自転及び公転を説明する。（ａ）
において、第１軸１３が時計回りに角度θだけ回転（自
転）すると、第２軸２１は第１軸１３を反時計回りに角
度θだけ周回（公転）し、第３軸２４はは第２軸２１を
時計回りに角度θだけ周回（公転）する。

【００３６】（ｂ）は（ａ）の状態を各軸の軸心５５，
６１，５６だけで表したものであり、第３軸の軸心５６
の座標をＡ１（ｘ，ｙ）とする。第３軸の軸心５６の軌
跡を求める過程を［数３］に示す。

【００３７】

【数３】

【００３８】従って、第３軸の軸心５６は、長軸の半径
が（Ｒ１２＋Ｒ２３）、短軸の半径が（Ｒ１２−Ｒ２
３）の楕円を描く。（ｃ）において、第１軸１３が時計
回りに角度θだけ回転（自転）すると、第４軸２８は第
１軸１３を時計回りに角度θだけ周回（公転）する。ま
た、ローラ３３が白抜き矢印の方向に移動するために第
４軸２８は回転角度が拘束され、第４軸２８は角度φ
（φ＜θ）だけ回転（自転）する。（ｄ）は（ｃ）の状
態を各軸の軸心５５，６３，６４だけで表したものであ
る。

【００３９】図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る割り出
し装置の作用を説明する第４作用図であり、第３軸の軸
心５６の軌跡について説明する。（ａ）は上記の［数
３］に示した（５）式で表される楕円６６をｘｙ座標上
に描いたものである。

【００４０】（ｂ）は（ａ）に示した楕円６６を移動
し、楕円６６の中心を第３軸の軸心５６、即ちワーク１
０ａの中心軸に一致させたものである。このとき、第１
軸の軸心５５は楕円６６上にある。

【００４１】ここで、角度θが変化すれば、第３軸の軸
心５６と共にワーク１０ａは、楕円６６が原点が通るよ
うに移動する。この場合、図１に示したように、ワーク
１０ａは第２スライドテーブル２６に取付けたものであ
るため、図７（ｂ）において、ワーク１０ａは回転せず
にｘｙ座標上を平行移動する。（図中の想像線は、角度
θを増減させたときに平行移動したワーク１０ａの位置
の例を示す。）

【００４２】図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る割り出
し装置の作用を説明する第５作用図であり、ワーク１０
ａの動作、特に回転について説明する。図７（ｂ）で
は、ワーク１０ａの平行移動を説明したが、図６（ｂ）
で説明したように、第１軸が角度θだけ回転したとき
に、第４軸が角度φだけ自転するため、図５で説明した
ように、第４軸の自転に伴ってロータリテーブル１２が
第４軸と同方向に回転するので、図８（ａ）に示すよう
に、各軸及びワーク１０ａはロータリテーブルの回転に
伴って第１軸１３を中心に回転する。以上より、ワーク
１０ａは、平行移動を行いながら回転する。このときの
第４軸２８の軸心６３とローラ３３の軸心６４とを結ぶ
線分６７の傾き角をφとすると、ワーク１０ａの長軸に
一致させた線分６８の傾き角は、θ＋φとなる。

【００４３】この傾き角θ＋φは、第２軸２１が第１軸
１３の回りを角度θだけ公転したのに加え、ワーク１０
ａがロータリテーブルの回転によって時計回りに角度φ
だけ回転したことによるものである。図８（ｂ）は図８
（ａ）の状態におけるワーク１０ａ及び楕円６６を示
す。

【００４４】図９（ａ）〜（ｋ）は本発明に係る割り出
し装置の作用を説明する第６作用図であり、ワークの動
作を把握するために各軸及び楕円６６の動作を連続的に
示す。第１軸１３を回転させると、（ａ）〜（ｆ）で
は、第３軸２４の軸心５６及び楕円６６は次第に第１軸
１３の軸心５５に近づき、楕円６６は、第１軸１３側に
引き寄せられながら第１軸の軸心５５を中心に回転す
る。

【００４５】また、（ｇ）〜（ｋ）では、第３軸の軸心
５６は次第に第１軸の軸心５５から遠ざかり、楕円６６
は、第１軸側から離れながら第１軸の軸心５５を中心に
回転する。上記の（ａ）〜（ｋ）を通じて、楕円６６
は、常に第１軸の軸心５５を通る。

【００４６】図１０は本発明に係る割り出し装置の作用
を説明する第７作用図であり、図８（ｂ）を、線分６８
がｘ軸と一致するように回転させ、ｘｙ座標の原点に第
３軸の軸心５６を置いたものである。（なお、各軸及び
各ギヤは省略した。）ローラの軸心６４の座標をＢ
（ｘ，ｙ）とすると、軸心６４は［数４］で求めた軌跡
を描く。

【００４７】

【数４】

【００４８】従って、ローラの軸心６４は長軸の半径が
（−Ｒ１２−Ｒ２３＋Ｒ１４−Ｒ４５）、短軸の半径が
（−Ｒ１２＋Ｒ２３−Ｒ１４−Ｒ４５）の楕円を描く。
ここで、図５に示した各軸の距離Ｒ１２，Ｒ２３，Ｒ１
４，Ｒ４５の関係を、Ｒ１２＝Ｒ４５、Ｒ２３＝Ｒ１４
とすると、［数４］に示した（１０）式は、ｘ ²＋ｙ²＝
（２・Ｒ１２）²となり、ローラの軸心６４は半径２・
Ｒ１２の円を描く。次に、第１軸の軸心５５とローラの
軸心６４とを結ぶ直線７１の式を求める過程を［数５］
に示す。

【００４９】

【数５】

【００５０】従って、直線７１の式は、［数５］の（１
７）式のｍ、（１９）式のｎを満たすｙ＝ｍｘ＋ｎであ
る。次に、楕円６６の接点Ａ２（ｘ，ｙ）における接線
７２の式を求める過程を［数６］に示す。

【００５１】

【数６】

【００５２】従って、接線７２の式は、（２０）式のよ
うになる。図１０において、前述の［数５］で求めた
（１１）式の直線７１と、［数６］で求めた（２０）式
の接線７２とが直交すれば、直線７１及び接線７２のそ
れぞれの傾きから［数７］に示す関係が成り立つ。

【００５３】

【数７】

【００５４】逆に、上記した（２１）式が成り立てば、
第１軸の軸心５５とローラの軸心６４とを結ぶ直線７１
は、楕円６６の法線となる。

【００５５】ここで、ワーク１０ａの形状を、楕円６６
上に円７３の中心を置き、この円７３を楕円６６上を移
動させたときの円７３の軌跡に外接する楕円包絡線７５
とすると、直線７１は楕円６６の法線であるから、直線
７１と楕円包絡線７５との交点７６は、楕円包絡線７５
上で第１軸の軸心５５から最短距離の位置にある。この
ことより、第１軸の軸心５５を中心にして楕円包絡線７
５に接する円７３を描いたときに、楕円包絡線７５上の
交点７６は円７３上にあり、また、交点７６の位置で円
７３の接線７７を描いたとき、接線７７は楕円包絡線７
５の接線にもなる。

【００５６】従って、直線７１は、楕円包絡線７５の法
線であり、交点７６に、静止させた切削工具１０ｂの先
端５７（図４参照）を一致させれば、切削工具１０ｂの
先端５７が楕円包絡線７５上のどの位置に接しても法線
を維持することができる。以上より、楕円包絡線７５の
形状にワークを切削工具１０ｂで切削する際に、切削工
具１０ｂのすくい角を常に一定に保つことができる。

【００５７】以上の図１〜図３及び図１０で説明したよ
うに、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に対して回転自在に配置した第１
回転筒１５と、この第１回転筒１５に固定した第１軸１
３と、この第１軸１３に回転自在に取付けたロータリテ
ーブル１２及び第２回転筒１７と、この第２回転筒１７
に、第１軸１３の軸心５５から距離Ｒ１２だけ軸心６１
をオフセットさせた状態で固定した第２軸２１と、この
第２軸２１に回転自在に取付けた第３回転筒２３と、こ
の第３回転筒２３に、第２軸２１の軸心６１から距離Ｒ
２３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３軸２４と、この第３軸２４に固定するとと
もにロータリテーブル１２上を縦横に滑り且つロータリ
テーブル１２の回転に伴って第１軸１３の軸心５５を中
心に回転する第２スライドテーブル２６と、第１回転筒
１５に、第１軸１３の軸心５５から距離Ｒ１４だけ軸心
６３をオフセットさせた状態で回転自在に取付けた第４
軸２８と、この第４軸２８に固定した第４回転筒３２
と、この第４回転筒３２に、第４軸２８の軸心６３から
距離Ｒ４５だけオフセットさせた状態で回転自在に取付
けたローラ３３と、このローラ３３を案内するためにベ
ース部１１に取付けたガイドレール３４と、第１回転筒
１５の回転に伴って第２軸２１、第３軸２４及び第４軸
２８を回転させるために、第１軸１３に設けた第１サン
ギヤ４１、この第１サンギヤ４１を周回させるために第
２軸２１と同軸に設けた非回転とした第１遊星ギヤ４
２、これらの第１サンギヤ４１及び第１遊星ギヤ４２の
それぞれに噛み合う第１アイドルギヤ４３、第２軸２１
に設けた第２サンギヤ４５、この第２サンギヤ４５を周
回させるために第３軸２４に設けた第２遊星ギヤ４６、
これらの第２サンギヤ４５及び第２遊星ギヤ４６のそれ
ぞれに噛み合う第２アイドルギヤ４７、第１軸１３と同
軸に且つロータリテーブル１２に設けた第３サンギヤ５
１、この第３サンギヤ５１を周回させるために第４軸２
８に設けた第３遊星ギヤ５２、これらの第３サンギヤ５
１及び第３遊星ギヤ５２のそれぞれに噛み合う第３アイ
ドルギヤ５３とからなり、距離Ｒ１２、Ｒ２３、Ｒ１４
及びＲ４５の関係を下記の式に設定することで、ワーク
１０ａを固定した第２スライドテーブル２６を第３軸２
４の軸心５６が楕円６６を描くように縦横に移動させる
とともに、第２スライドテーブル２６をロータリテーブ
ル１２と共に回転させ、静止させた切削工具１０ｂでワ
ーク１０ａを、楕円６６上を円７３の中心が移動すると
きの円７３の軌跡に外接する楕円包絡線７５の形状に切
削する際に、切削工具１０ｂ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。

【００５８】

【数８】

【００５９】上記構成により、楕円包絡線７５を切削工
具１０ｂで切削する際に、切削工具１０ｂのすくい角を
常に一定に保つことができ、楕円包絡線７５の形状を有
するワーク１０ａに安定した仕上げ面を形成することが
できる。

【００６０】尚、本発明の割り出し装置の各ギヤは、
軸、ロータリテーブル又はスライドテーブルに一体に形
成してもよいし、軸、ロータリテーブル又はスライドテ
ーブルと別体にして、軸、ロータリテーブル又はスライ
ドテーブルに取付けてもよい。

【００６１】

【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の楕円包絡線割り出し装置は、回転系に
対して非回転状態にしたベース部と、このベース部に対
して回転自在に配置した第１回転筒と、この第１回転筒
に固定した第１軸と、この第１軸に回転自在に取付けた
ロータリテーブル及び第２回転筒と、この第２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
させた状態で固定した第２軸と、この第２軸に回転自在
に取付けた第３回転筒と、この第３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軸に固定すると
ともにロータリテーブル上を縦横に滑り且つロータリテ
ーブルの回転に伴って第１軸の軸心を中心に回転するス
ライドテーブルと、第１回転筒に、第１軸の軸心から距
離Ｒ１４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、この円筒部材を案内するためにベース部に取付けた
ガイド手段と、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
と同軸に設けた非回転とした第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軸に設けた第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１軸と同軸に且つロー
タリテーブルに設けた第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、
Ｒ１４及びＲ４５の関係を下記の式に設定することで、
工作物を固定したスライドテーブルを第３軸の軸心が楕
円を描くように縦横に移動させるとともに、スライドテ
ーブルをロータリテーブルと共に回転させ、静止させた
切削工具で工作物を、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形状に切削する際に、
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ことができ
る。

【００６２】

【数９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る楕円包絡線割り出し装置を示す断
面図

【図２】本発明に係る割り出し装置の第１要部拡大図

【図３】本発明に係る割り出し装置の第２要部拡大図

【図４】本発明に係る割り出し装置の作用を説明する第
１作用図

【図５】本発明に係る割り出し装置の作用を説明する第
２作用図

【図６】本発明に係る割り出し装置の作用を説明する第
３作用図

【図７】本発明に係る割り出し装置の作用を説明する第
４作用図

【図８】本発明に係る割り出し装置の作用を説明する第
５作用図

【図９】本発明に係る割り出し装置の作用を説明する第
６作用図

【図１０】本発明に係る割り出し装置の作用を説明する
第７作用図

【図１１】エンジンのシリンダの比較図

【図１２】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…楕円包絡線割り出し装置、１０ａ…工作物（ワー
ク）、１０ｂ…切削工具、１１…ベース部、１２…ロー
タリテーブル、１３…第１軸、１５…第１回転筒、１７
…第２回転筒、２１…第２軸、２３…第３回転筒、２６
…スライドテーブル（第２スライドテーブル）、２８…
第４軸、３２…第４回転筒、３３…円筒部材（ロー
ラ）、３４…ガイド手段（ガイドレール）、４１…第１
サンギヤ、４２…第１遊星ギヤ、４３…第１アイドルギ
ヤ、４５…第２サンギヤ、４６…第２遊星ギヤ、４７…
第２アイドルギヤ、５１…第３サンギヤ、５２…第３遊
星ギヤ、５３…第３アイドルギヤ、５５…第１軸の軸
心、５６…第３軸の軸心、６１…第２軸の軸心、６３…
第４軸の軸心、６４…ローラの軸心、６６…楕円、７３
…円、７５…楕円包絡線、Ｒ１２，Ｒ２３，Ｒ１４，Ｒ
４５…距離。

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、このベース部に対して回転自在に配置した第１回
   転筒と、この第１回転筒に固定した第１軸と、この第１
   軸に回転自在に取付けたロータリテーブル及び第２回転
   筒と、この第２回転筒に、前記第１軸の軸心から距離Ｒ
   １２だけ軸心をオフセットさせた状態で固定した第２軸
   と、この第２軸に回転自在に取付けた第３回転筒と、こ
   の第３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軸に固定するとともに前記ロータリテー
   ブル上を縦横に滑り且つロータリテーブルの回転に伴っ
   て前記第１軸の軸心を中心に回転するスライドテーブル
   と、前記第１回転筒に、前記第１軸の軸心から距離Ｒ１
   ４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、
   この円筒部材を案内するために前記ベース部に取付けた
   ガイド手段と、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軸と同軸に設けた非回転とした第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軸に設けた第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１軸と同軸に且つ
   前記ロータリテーブルに設けた第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、Ｒ１４及びＲ４５の関係を下
   記の式に設定することで、工作物を固定したスライドテ
   ーブルを前記第３軸の軸心が楕円を描くように縦横に移
   動させるとともに、スライドテーブルを前記ロータリテ
   ーブルと共に回転させ、静止させた切削工具で前記工作
   物を、前記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形状に切削する際に、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割り出し装置。 【数１】