JP2018004042A

JP2018004042A - リング状部品の製造方法及び製造装置

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Abstract

【課題】リング状部品を短時間に供給し、多品種少量生産に好適なリング状部品の製造方法を提供する。【解決手段】第１の切削刃を、回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心に当てた状態から、径方向Ｄ４に往復移動させ、軸方向Ｄ１に他端９１ｂの側に移動させて、半円弧の軌跡を形成しながら円筒状素材９１の内周Ｒ１側を切削する内側切削工程と、内側切削工程の前、後又は同時に、第２の切削刃を、回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心に当てた状態から、径方向Ｄ４に往復移動させて、軸方向Ｄ１に他端９１ｂの側に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら円筒状素材９１の外周Ｒ２側を切削する外側切削工程と、内側切削工程及び外側切削工程の後に、内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削された円筒状素材９１の部分９２を円筒状素材９１の残部９３から切断して、略円状断面を有するリング状部品９４を得る分離工程と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、リング状部品の製造方法及び製造装置に関する。

Ｏリングは密封（シール）用として広く使用されている。Ｏリングは、押しつぶされたときに生じる圧力によって密封するため、弾力性のある材料で製造される。Ｏリングの材料として一般的なものはゴムである。下記特許文献１には、シリコーンゴム製のＯリングを製造する方法が開示されている。

特許文献１に開示されている製造方法は、金型を使用したプレス成形によってＯリングを製造する方法である。プレス成形においては、金型を加熱して行われるため、プレス成形する際に金型キャビティー内のシリコーンゴムが膨張してバリが発生しやすい。

この対策として、製品となるＯリングの体積分以外の余分なシリコーンゴムや熱により膨張したシリコーンゴムをバリ吸収部に吸収させ、その後バリ吸収部を切除している。しかし、製品部分だけを綺麗に残して切除することは難しく、不良が発生しやすい。そこで、特許文献１の技術では、Ｏリングの金型キャビティーを有する固定側金型と押し金型との間に、厚さが２５μｍ程度のフィルムを挟んでプレス成形を行っている。

特開平１０−３２３８４５号公報

しかし、プレス成形でＯリングを製造する場合には、金型が必要であり、金型そのものの製作期間が必要である。また、Ｏリングの形状毎に異なる金型が必要であるため、多品種少量生産に適していない。

したがって、本発明は、リング状部品を短時間に供給することができると共に、多品種少量生産に好適な、リング状部品の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

本発明のリング状部品の製造方法は、樹脂製の円筒状素材をその軸方向を中心に回転させる回転工程と、第１の切削刃を、前記回転工程において回転している前記円筒状素材の一端の厚さ中心に当てた状態から、前記円筒状素材の径方向に往復移動させると共に、軸方向に前記円筒状素材の他端の側に相対的に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら前記円筒状素材の内周側を切削する内側切削工程と、前記内側切削工程の前、後又は同時に、第２の切削刃を、回転している前記円筒状素材の前記一端の厚さ中心に当てた状態から、前記円筒状素材の径方向に往復移動させると共に、軸方向に前記円筒状素材の前記他端の側に相対的に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら前記円筒状素材の外周側を切削する外側切削工程と、前記内側切削工程及び前記外側切削工程の後に、内周側及び外周側を切削された前記円筒状素材の部分を、前記円筒状素材の残部から切断して分離させて、略円状断面を有するリング状部品を得る分離工程と、を備える、リング状部品の製造方法に関する。

また、前記分離工程は、回転しており且つ内周側及び外周側を切削された前記円筒状素材の部分における前記他端の側に第３の切削刃を当てて、前記円筒状素材の部分を前記円筒状素材の残部から切断して分離させてもよい。

また、前記内側切削工程、前記外側切削工程及び前記分離工程において、前記第１の切削刃、前記第２の切削刃及び前記第３の切削刃を、同時に把持して軸方向及び軸方向に垂直な横方向に移動する刃物移動機構部を有する加工装置を用いて、前記円筒状素材への加工を行ってもよい。

また、前記樹脂はフッ素樹脂であってもよい。

また、本発明のリング状部品の製造装置は、樹脂製の円筒状素材をその軸方向を中心に回転させる素材回転機構部と、第１の切削刃を移動させる第１切削刃移動機構部であって、前記第１の切削刃を、前記素材回転機構部により回転している前記円筒状素材の一端の厚さ中心に当てた状態から、前記円筒状素材の径方向に往復移動させると共に、軸方向に前記円筒状素材の他端の側に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら前記円筒状素材の内周側を切削する第１切削刃移動機構部と、第２の切削刃を移動させる第２切削刃移動機構部であって、前記第２の切削刃を、回転している前記円筒状素材の前記一端の前記厚さ中心に当てた状態から、前記円筒状素材の径方向に往復移動させると共に、軸方向に前記円筒状素材の前記他端の側に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら前記円筒状素材の外周側を切削する第２切削刃移動機構部と、第３の切削刃を移動させる第３切削刃移動機構部であって、内周側及び外周側を切削され且つ回転している前記円筒状素材の部分における前記他端の側に前記第３の切削刃を当てて、前記円筒状素材の部分を前記円筒状素材の残部から切断して分離させて、略円状断面を有するリング状部品を得る第３切削刃移動機構部と、を備える、リング状部品の製造装置に関する。

本発明によれば、リング状部品を短時間に供給することができると共に、多品種少量生産に好適な、リング状部品の製造方法及び製造装置を提供することができる。

本発明の一実施形態のリング状部品の製造装置を示す正面図である。前記製造装置の平面図である。（Ａ）は前記製造装置の第１の切削刃を示す図である。（Ｂ）は前記製造装置の第２の切削刃を示す図である。本発明により製造されるＯリングの一例を示す図で、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。本発明の一実施形態のリング状部品の製造方法における、リング状部品の内周切削工程を示す図である。本発明の一実施形態のリング状部品の製造方法における、リング状部品の外周切削工程を示す図である。本発明の一実施形態のリング状部品の製造方法における、リング状部品の分離工程を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態のリング状部品の製造装置１について説明する。本発明の一実施形態のリング状部品の製造方法は、この製造装置により実施される。図１は、本発明の一実施形態のリング状部品の製造装置を示す正面図である。図２は、前記製造装置の平面図である。図３（Ａ）は前記製造装置の第１の切削刃を示す図である。図３（Ｂ）は前記製造装置の第２の切削刃を示す図である。図４は、本発明により製造されるＯリングの一例を示す図で、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は（Ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。図５は、本発明の一実施形態のリング状部品の製造方法における、リング状部品の内周切削工程を示す図である。図６は、本発明の一実施形態のリング状部品の製造方法における、リング状部品の外周切削工程を示す図である。図７は、本発明の一実施形態のリング状部品の製造方法における、リング状部品の分離工程を示す図である。

各図面において、製造装置１の回転軸１４ａの中心軸が延びる方向を主軸方向Ｄ１といい、水平面上で主軸方向Ｄ１と直交する方向を奥行方向Ｄ２といい、主軸方向Ｄ１及び奥行方向Ｄ２と直交する方向を上下方向Ｄ３という。樹脂製の円筒状素材９１の軸方向は、主軸方向Ｄ１と一致するため、軸方向Ｄ１ともいう。また、主軸方向Ｄ１については、製造装置１のチャック１４ｂに近づく方向を第１主軸方向Ｄ１１といい、第１主軸方向Ｄ１１とは反対方向を第２主軸方向Ｄ１２という。主軸方向Ｄ１は、素材回転機構部１４（回転軸１４ａ、チャック１４ｂ）に保持された円筒状素材９１の軸方向に一致する。そのため、円筒状素材９１の軸方向を軸方向Ｄ１という。奥行方向Ｄ２については、手前に向かう方向を第１奥行方向Ｄ２１といい、第１奥行方向Ｄ２１とは反対方向を第２奥行方向Ｄ２２という。また、上下方向３については、上に向かう方向を上方向Ｄ３１、上方向Ｄ３１とは反対方向を下方向Ｄ３２という。円筒状素材９１の径方向Ｄ４のうち、中心に向かう方向を内径方向Ｄ４１といい、内径方向Ｄ４１とは反対方向を外径方向Ｄ４２という。本実施形態においては、径方向Ｄ４のうち水平面上に沿って延びる方向は、奥行方向Ｄ２に一致する。

〔リング状部品の製造装置の全体構成〕
リング状部品の製造装置１は、図４〜図７に示すように、樹脂製の円筒状素材９１から略円状断面を有する樹脂製のリング状部品９４を製造する装置である。本実施形態における樹脂は、フッ素樹脂である。フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰが例示される。略円状断面は、真円形状に制限されず、円状にみなせる形状であればよい。例えば、楕円状が挙げられる。なお、樹脂は、フッ素樹脂以外の樹脂であってもよい。本実施形態におけるリング状部品９４は、Ｏリングである。なお、リング状部品は、Ｏリング以外であってもよい。

図１〜図３に示すように、リング状部品の製造装置１は、樹脂製の円筒状素材９１をその軸方向Ｄ１を中心に回転させる素材回転機構部１４（回転軸１４ａ、チャック１４ｂ）と、第１の切削刃３０を移動させる第１切削刃移動機構部１１（第１切削刃ホルダ３１、第１刃物台３２、奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）と、第２の切削刃４０を移動させる第２切削刃移動機構部１２（第２切削刃ホルダ４１、第２刃物台４２、奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）と、第３の切削刃５０を移動させる第３切削刃移動機構部１３（第３切削刃ホルダ５１、第３刃物台５２、奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）と、を備える。

第１切削刃移動機構部１１（第１切削刃ホルダ３１、第１刃物台３２、奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）は、第１切削刃把持部（第１切削刃ホルダ３１、第１刃物台３２）と刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）とを備える。第１切削刃移動機構部１１は、第１の切削刃３０を、素材回転機構部１４により回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当てた状態から、円筒状素材９１の径方向Ｄ４に往復移動させると共に、主軸方向Ｄ１に円筒状素材９１の他端９１ｂの側に（第１主軸方向Ｄ１１に）移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら円筒状素材９１の内周Ｒ１側を切削する。

第２切削刃移動機構部１２（第２切削刃ホルダ４１、第２刃物台４２、奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）は、第２切削刃把持部（第２切削刃ホルダ４１、第２刃物台４２）と刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）とを備える。第２切削刃移動機構部１２は、第２の切削刃４０を、回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当てた状態から、円筒状素材９１の径方向Ｄ４に往復移動させると共に、主軸方向Ｄ１に円筒状素材９１の他端９１ｂの側に（第１主軸方向Ｄ１１に）移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら円筒状素材９１の外周Ｒ２側を切削する。

第３切削刃移動機構部１３（第３切削刃ホルダ５１、第３刃物台５２、奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）は、第３切削刃把持部（第３切削刃ホルダ５１、第３刃物台５２）と刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）とを備える。第３切削刃移動機構部１３は、内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削され且つ回転している円筒状素材９１の部分９２における前記他端９１ｂの側に第３の切削刃５０を当てて（この当てる位置を、他端９２ｂともいう）、円筒状素材９１の部分９２を円筒状素材９１の残部９３から切断して分離させる。

〔素材回転機構部１４〕
素材回転機構部１４は、リング状部品の製造装置１の回転駆動駆体２１に設置されており、回転軸１４ａとチャック１４ｂとを備える。回転軸１４ａは、円筒状素材９１を任意の回転数で、その中心軸の周りを一定の回転数で回転させる。回転軸１４ａは、回転駆動駆体２１内の原動機（不図示）によって駆動され、回転駆動駆体２１内の制御装置（不図示）によって、起動、停止及び回転数の制御が行われる。チャック１４ｂは、回転軸１４ａの先端に設けられ、円筒状素材９１を保持する。チャック１４ｂは、円筒状素材９１が、第１の切削刃３０、第２の切削刃４０又は第３の切削刃５０による切削力によって、切削中に移動したり振れ回りしたりしないように、円筒状素材９１の回転中心とその主軸方向Ｄ１とが一致するように、放射状に設置された複数の爪（不図示）によって円筒状素材９１の外周Ｒ２側を保持する。

〔刃物移動機構部１５〕
刃物移動機構部１５は、奥行方向移動部１６と、主軸方向上部移動部１７と、主軸方向下部移動部１８、１８とを備える。刃物移動機構部１５は、第１切削刃移動機構部１１と第２切削刃移動機構部１２と第３切削刃移動機構部１３とで共用される。主軸方向下部移動部１８、１８は、奥行方向Ｄ２に離間して一対設けられており、製造装置１の基台１９、１９上を、回転駆動駆体２１の駆動機構によって主軸方向Ｄ１（第１主軸方向Ｄ１１、第２主軸方向Ｄ１２）に往復移動する。基台１９、１９は、回転軸１４ａを挟んだ奥行方向Ｄ２の両サイドで、回転駆動駆体２１から主軸方向Ｄ１に平行に、第２主軸方向Ｄ１２に延びている。

主軸方向上部移動部１７は、奥行方向Ｄ２に離間した主軸方向下部移動部１８、１８上に掛け渡されて固定されて支持されており、そのため、主軸方向下部移動部１８、１８の主軸方向Ｄ１の移動と一緒に、主軸方向Ｄ１に移動する。

主軸方向上部移動部１７は、第１の切削刃３０を、素材回転機構部１４により回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに移動させ、その後、円筒状素材９１の他端９１ｂの側に第１主軸方向Ｄ１１へ移動させる。
主軸方向上部移動部１７は、第２の切削刃４０を、回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに移動させ、その後、円筒状素材９１の他端９１ｂの側に第１主軸方向Ｄ１１へ移動させる。
主軸方向上部移動部１７は、第３の切削刃５０を、内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削され且つ回転している円筒状素材９１の他端９１ｂの側に第１主軸方向Ｄ１１へ移動させる。

奥行方向移動部１６は、主軸方向上部移動部１７に奥行方向Ｄ２にスライド移動可能に構成される。本実施形態においては、図１、図２に示すように、奥行方向移動部１６は、底面部に、奥行方向Ｄ２に延びる逆台形状（下底が上底よりも短い台形状）の２本の平行な溝を備える。この溝は、主軸方向上部移動部１７における対向する面に設けられる逆台形形状の突起に掛合している。

奥行方向移動部１６は、不図示のアクチュエータ及び回転駆動駆体２１からの信号によって、主軸方向上部移動部１７に対して相対的に、奥行方向Ｄ２（第１奥行方向Ｄ２１、第２奥行方向Ｄ２２）に移動する。一方、奥行方向移動部１６は、上下方向Ｄ３及び主軸方向Ｄ１には移動しない。なお、図２では、奥行方向移動部１６が主軸方向上部移動部１７上を第２奥行方向Ｄ２２に移動した状態を示している。

奥行方向移動部１６は、第１の切削刃３０を、奥行方向Ｄ２に移動させ、素材回転機構部１４により回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当てる。そして、奥行方向移動部１６が、厚さ中心９１ｃに当てた状態から、円筒状素材９１の径方向Ｄ４に往復移動すると共に、主軸方向上部移動部１７が、円筒状素材９１の他端９１ｂの側へ移動する。これによって、第１の切削刃３０は、半円弧の軌跡を形成して円筒状素材９１の内周Ｒ１側を切削する。

奥行方向移動部１６は、第２の切削刃４０を奥行方向Ｄ２に移動させ、回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当てる。そして、奥行方向移動部１６が、厚さ中心９１ｃに当てた状態から、円筒状素材９１の径方向Ｄ４に往復移動すると共に、主軸方向上部移動部１７が、円筒状素材９１の他端９１ｂの側へ移動する。これによって、第２の切削刃４０は、半円弧の軌跡を形成して円筒状素材９１の外周Ｒ２側を切削する。

奥行方向移動部１６は、第３の切削刃５０を、第２奥行方向Ｄ２２に移動させる。これにより、第３の切削刃は、内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削され且つ回転している円筒状素材９１の部分９２を残部９３から切断して分離する。

〔第１〜第３切削刃把持部〕
図１、図２に示すように、第１切削刃把持部は、第１切削刃ホルダ３１と第１刃物台３２とを備え、第１の切削刃３０を奥行方向移動部１６に固定する。第１の切削刃３０は、刃先３０ａが回転軸１４ａの中心軸と同一の高さ位置で、第２奥行方向Ｄ２２に向くように把持される。第１切削刃ホルダ３１は、第１の切削刃３０を保持しながら第１刃物台３２に固定される。

第１刃物台３２は、奥行方向移動部１６の上面で、奥行方向移動部１６に設けられた２本の平行なダブテール形状の溝に掛合される。第１刃物台３２は、ダブテール形状の溝の上であれば、奥行方向移動部１６の任意の位置に配置されることができる。

第２切削刃把持部は、第２切削刃ホルダ４１と第２刃物台４２とを備え、第２の切削刃４０を奥行方向移動部１６に固定する。第２の切削刃４０は、刃先４０ａが回転軸１４ａの中心軸と同一の高さ位置で、第１奥行方向Ｄ２１に向くように把持される。第２切削刃ホルダ４１は、第２の切削刃４０を保持しながら第２刃物台４２に固定される。

第２刃物台４２は、奥行方向移動部１６の上面で、前述の２本の平行なダブテール形状の溝に掛合されている。第２刃物台４２は、ダブテール形状の溝の上であれば、奥行方向移動部１６の任意の位置に配置されることができる。

第３切削刃把持部は、第３切削刃ホルダ５１と第３刃物台５２とを備え、第３の切削刃５０を奥行方向移動部１６に固定する。第３の切削刃５０は、刃先５０ａが回転軸１４ａの中心軸と同一の高さ位置で、第２奥行方向Ｄ２２に向くように把持される。第３切削刃ホルダ５１は、第３の切削刃５０を保持しながら第３刃物台５２に固定される。

第３刃物台５２は、奥行方向移動部１６の上面で、前述の２本の平行なダブテール形状の溝に掛合されている。第３刃物台５２は、ダブテール形状の溝の上であれば、奥行方向移動部１６の任意の位置に配置されることができる。

つまり、図２に示されるように、第１の切削刃３０、第２の切削刃４０及び第３の切削刃５０は、同時に奥行方向移動部１６に固定される。

〔第１〜第３の切削刃〕
図３（Ａ）に示すように、第１の切削刃３０は、円筒状素材９１の内側切削工程用の切削刃であって、刃先３０ａは逆台形形状をしている。第１の切削刃３０は、その刃先３０ａを、例えば、第２奥行方向Ｄ２２に向け、刃先３０ａの近位端３０ｂと遠位端３０ｃで形成される稜線３０ｂ−３０ｃが、回転軸１４ａの軸心と並行になるように、第１切削刃ホルダ３１に保持される。

図３（Ｂ）に示すように、第２の切削刃４０は、円筒状素材９１の外側切削工程用の切削刃であって、刃先４０ａは逆台形形状をしている。第２の切削刃４０は、その刃先４０ａを、例えば、第１奥行方向Ｄ２１に向け、刃先４０ａの近位端４０ｂと遠位端４０ｃで形成される稜線４０ｂ−４０ｃが、回転軸１４ａの軸心と平行になるように、第２切削刃ホルダ４１に保持される。

第３の切削刃５０は、円筒状素材９１の分離工程用の切削刃であって、刃先５０ａは剣先形状である。第３の切削刃５０の刃先５０ａは、第２奥行方向Ｄ２２に向いている。

次に、前記製造装置１により実施される、本発明の一実施形態のリング状部品の製造方法について詳述する。
本発明の一実施形態のリング状部品の製造方法は、回転工程と内側切削工程と外側切削工程とを備える。
回転工程は、樹脂製の円筒状素材９１をその軸方向Ｄ１を中心に回転させる工程である。
内側切削工程は、第１の切削刃３０を、回転工程において回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当てた状態から、円筒状素材９１の径方向Ｄ４に往復移動させると共に、軸方向Ｄ１に円筒状素材９１の他端９１ｂの側に相対的に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら円筒状素材９１の内周Ｒ１側を切削する工程である。

外側切削工程は、内側切削工程の前、後又は同時に、第２の切削刃４０を、回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当てた状態から、円筒状素材９１の径方向Ｄ４に往復移動させると共に、軸方向Ｄ１に円筒状素材９１の他端９１ｂの側に相対的に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら円筒状素材９１の外周Ｒ２側を切削する工程である。

分離工程は、内側切削工程及び外側切削工程の後に、内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削された円筒状素材９１の部分９２を、円筒状素材９１の残部９３から切断して分離させて、略円状断面を有するリング状部品９４を得る工程である。詳述すると、分離工程は、回転しており且つ内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削された円筒状素材９１の部分９２における前記他端９１ｂ側に第３の切削刃５０を当てて、円筒状素材９１の部分９２を円筒状素材９１の残部９３から切断して分離させる。

また、内側切削工程、外側切削工程及び分離工程において、第１の切削刃３０、第２の切削刃４０及び第３の切削刃５０を、同時に把持して軸方向Ｄ１及び軸方向Ｄ１に垂直な横方向（奥行方向）Ｄ２に移動する刃物移動機構部１５（１６，１７，１８）を有する加工装置２２を用いて、円筒状素材９１への加工を行う。
以下に更に詳述する。

〔内側切削工程〕
図５（Ａ）に示すように、主軸方向下部移動部１８及び主軸方向上部移動部１７の第１主軸方向Ｄ１１の移動及び奥行方向移動部１６の奥行方向Ｄ２の移動により、第１の切削刃３０の刃先３０ａの近位端３０ｂは、回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当たる。

その後、図５（Ｂ）に示すように、回転駆動駆体２１に入力された切削データに基づく上記刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）の移動により、第１の切削刃３０の刃先３０ａの近位端３０ｂは、円筒状素材９１の内径方向Ｄ４１に移動すると共に、第１主軸方向Ｄ１１に移動する。これにより、第１の切削刃３０の刃先３０ａの近位端３０ｂは、半円弧の軌跡を形成しながら、円筒状素材９１の内周Ｒ１側を半円弧の５０％、つまり１／４円弧形状に切削する。

その後、図５（Ｃ）に示すように、上記刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）の移動により、第１の切削刃３０の刃先３０ａの遠位端３０ｃは、円筒状素材９１の外径方向Ｄ４２に移動すると共に、第１主軸方向Ｄ１１に移動する。これにより、第１の切削刃３０の刃先３０ａの遠位端３０ｃは、半円弧の軌跡を形成しながら、円筒状素材９１の内周Ｒ１側において半円弧の残りの５０％に相当する範囲を、約１／４円弧形状に切削する。刃先３０ａの遠位端３０ｃは、円筒状素材９１の厚さ中心９１ｃまでは移動しない。

〔外側切削工程〕
その後、上記刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）の移動により、第１の切削刃３０は円筒状素材９１から退避される。そして、図６（Ａ）に示すように、上記刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）の移動により、第２の切削刃４０の刃先４０ａの近位端４０ｂは、回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当たる。

その後、図６（Ｂ）に示すように、回転駆動駆体２１に入力された切削データに基づく上記刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）の移動により、第２の切削刃４０の刃先４０ａの近位端４０ｂは、円筒状素材９１の外径方向Ｄ４２に移動すると共に、第１主軸方向Ｄ１１に移動する。これにより、第２の切削刃４０の刃先４０ａの近位端４０ｂは、半円弧の軌跡を形成しながら、円筒状素材９１の外周Ｒ２側を半円弧の５０％、つまり１／４円弧形状に切削する。

その後、図６（Ｃ）に示すように、上記刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）に移動により、第２の切削刃４０の刃先４０ａの遠位端４０ｃは、円筒状素材９１の内径方向Ｄ４１に移動すると共に、第１主軸方向Ｄ１１に移動する。これにより、第２の切削刃４０の刃先４０ａの遠位端４０ｃは、半円弧の軌跡を形成しながら、円筒状素材９１の外周Ｒ２側において半円弧の残りの５０％に相当する範囲を、約１／４円弧形状に切削する。刃先３０ａの遠位端３０ｃは、円筒状素材９１の厚さ中心９１ｃまでは移動しない。

図６（Ｃ）に示すように、内側切削工程及び外側切削工程の完了時には、内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削された円筒状素材９１の部分９２と、円筒状素材９１の残部９３とは、依然として、繋がっており、一体的となっている。

〔分離工程〕
その後、上記刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）の移動により、第２の切削刃４０は円筒状素材９１から退避される。そして、図７（Ａ）に示すように、上記刃物移動機構部１５（奥行方向移動部１６、主軸方向上部移動部１７、主軸方向下部移動部１８）の移動により、第３の切削刃５０の刃先５０ａは、内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削され且つ回転している円筒状素材９１の部分９２の他端９２ｂに対して、奥行方向Ｄ２の延長線上の位置に配置される。

その後、図７（Ｂ）に示すように、奥行方向移動部１６の移動により、第３の切削刃５０の刃先５０ａは、第２奥行方向Ｄ２２（外径方向Ｄ４２）に移動し、円筒状素材９１の部分９２の他端９２ｂの側に当たる。そして、奥行方向移動部１６の更なる移動により、第３の切削刃５０の刃先５０ａは、円筒状素材９１の部分９２を円筒状素材９１の残部９３から切断して分離させる。これによって、図４に示す、略円状断面を有するリング状部品９４が得られる。

〔実施形態の効果〕
本実施形態のリング状部品の製造方法によれば、例えば、以下の効果が奏される。
本実施形態のリング状部品の製造方法は、樹脂製の円筒状素材９１をその軸方向Ｄ１を中心に回転させる回転工程と、第１の切削刃３０を、回転工程において回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当てた状態から、円筒状素材９１の径方向Ｄ４に往復移動させると共に、軸方向Ｄ１に円筒状素材９１の他端９１ｂの側に相対的に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら円筒状素材９１の内周Ｒ１側を切削する内側切削工程と、内側切削工程の前、後又は同時に、第２の切削刃４０を、回転している円筒状素材９１の一端９１ａの厚さ中心９１ｃに当てた状態から、円筒状素材９１の径方向Ｄ４に往復移動させると共に、軸方向Ｄ１に円筒状素材９１の他端９１ｂの側に相対的に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら円筒状素材９１の外周Ｒ２側を切削する外側切削工程と、内側切削工程及び外側切削工程の後に、内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削された円筒状素材９１の部分９２を、円筒状素材９１の残部９３から切断して分離させて、略円状断面を有するリング状部品９４を得る分離工程と、を備える。

そのため、本実施形態のリング状部品の製造方法及び製造装置１によれば、金型成形によるリング状部品の製造方法に比べて、高価な金型が不要となる。また、金型の製作に要する日程も不要であるため、必要なときに、多品種少量生産を行うことができる。

本実施形態のリング状部品の製造方法においては、分離工程は、回転しており且つ内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削された円筒状素材９１の部分９２における他端９１ｂの側に第３の切削刃５０を当てて、円筒状素材９１の部分９２を円筒状素材９１の残部９３から切断して分離させる。
そのため、円筒状素材９１の部分９２を切断して分離させるための専用の切削刃として、第３の切削刃５０を使用するため、第１の切削刃３０及び第２の切削刃４０を用いて円筒状素材の部分９２を切断して分離する場合と比べ、分離工程の実現が容易である。また、リング状部品９４の端面の仕上がりがきれいになる。

本実施形態のリング状部品の製造方法においては、内側切削工程、外側切削工程及び分離工程において、第１の切削刃３０、第２の切削刃４０及び第３の切削刃５０を、同時に把持して軸方向Ｄ１及び軸方向Ｄ１に垂直な横方向（奥行方向）Ｄ２に移動する刃物移動機構部１５（１６，１７，１８）を有する加工装置２２を用いて、円筒状素材９１への加工を行う。
そのため、内側切削工程、外側切削工程及び分離工程の工程変更の際に、切削刃の交換が不要である。従って、工程間のタイムラグを低減することができ、樹脂製のリング状部品９４をより効率的に生産できる。

〔変形例〕
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、外側切削工程を内側切削工程の前に行うことができ、また、外側切削工程を内側切削工程と同時に行うことができる。切削刃を軸方向に移動させずに円筒状素材を軸方向に移動させてもよく、又は、その両方を互いに軸方向に移動させてもよい。

また、第３の切削刃５０を省略し、分離工程において第１の切削刃３０又は第２の切削刃４０を用いて、回転しており且つ内周Ｒ１側及び外周Ｒ２側を切削された円筒状素材９１の部分９２を円筒状素材９１の残部９３から切断して分離させてもよい。

第１の切削刃３０、第２の切削刃４０及び第３の切削刃５０のいずれか一つ以上が延びる方向は、横方向、奥行方向Ｄ２に制限されず、例えば、上下方向Ｄ３であってもよい。その場合、第１の切削刃３０、第２の切削刃４０及び第３の切削刃５０のいずれか一つ以上は、上下方向に移動する。

リング状部品の製造装置１において、第１の切削刃３０、第２の切削刃４０及び第３の切削刃５０を同時に把持する代わりに、タレット等を有する自動工具交換装置を用いて切削刃を順次交換し、又は、内側切削工程、外側切削工程及び分離工程の度毎に切削刃を順次取外し交換することもできる。

１製造装置
１４素材回転機構部
１１第１切削刃移動機構部
１２第２切削刃移動機構部
１３第３切削刃移動機構部
１５刃物移動機構部
２２加工装置
３０第１の切削刃
４０第２の切削刃
５０第３の切削刃
９１円筒状素材
９１ａ一端
９１ｂ他端
９１ｃ厚さ中心
９２部分
９３残部
９４リング状部品
Ｄ１軸方向、主軸方向
Ｄ２横方向、奥行方向
Ｄ３上下方向
Ｄ４径方向
Ｒ１内周
Ｒ２外周

Claims

樹脂製の円筒状素材をその軸方向を中心に回転させる回転工程と、
第１の切削刃を、前記回転工程において回転している前記円筒状素材の一端の厚さ中心に当てた状態から、前記円筒状素材の径方向に往復移動させると共に、軸方向に前記円筒状素材の他端の側に相対的に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら前記円筒状素材の内周側を切削する内側切削工程と、
前記内側切削工程の前、後又は同時に、第２の切削刃を、回転している前記円筒状素材の前記一端の厚さ中心に当てた状態から、前記円筒状素材の径方向に往復移動させると共に、軸方向に前記円筒状素材の前記他端の側に相対的に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら前記円筒状素材の外周側を切削する外側切削工程と、
前記内側切削工程及び前記外側切削工程の後に、内周側及び外周側を切削された前記円筒状素材の部分を、前記円筒状素材の残部から切断して分離させて、略円状断面を有するリング状部品を得る分離工程と、
を備える、リング状部品の製造方法。
前記分離工程は、回転しており且つ内周側及び外周側を切削された前記円筒状素材の部分における前記他端の側に第３の切削刃を当てて、前記円筒状素材の部分を前記円筒状素材の残部から切断して分離させる、請求項１に記載のリング状部品の製造方法。
前記内側切削工程、前記外側切削工程及び前記分離工程において、前記第１の切削刃、前記第２の切削刃及び前記第３の切削刃を、同時に把持して軸方向及び軸方向に垂直な横方向に移動する刃物移動機構部を有する加工装置を用いて、前記円筒状素材への加工を行う、請求項２に記載のリング状部品の製造方法。
前記樹脂はフッ素樹脂である、請求項１〜３のいずれかに記載のリング状部品の製造方法。
樹脂製の円筒状素材をその軸方向を中心に回転させる素材回転機構部と、
第１の切削刃を移動させる第１切削刃移動機構部であって、前記第１の切削刃を、前記素材回転機構部により回転している前記円筒状素材の一端の厚さ中心に当てた状態から、前記円筒状素材の径方向に往復移動させると共に、軸方向に前記円筒状素材の他端の側に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら前記円筒状素材の内周側を切削する第１切削刃移動機構部と、
第２の切削刃を移動させる第２切削刃移動機構部であって、前記第２の切削刃を、回転している前記円筒状素材の前記一端の前記厚さ中心に当てた状態から、前記円筒状素材の径方向に往復移動させると共に、軸方向に前記円筒状素材の前記他端の側に移動させることにより、半円弧の軌跡を形成しながら前記円筒状素材の外周側を切削する第２切削刃移動機構部と、
第３の切削刃を移動させる第３切削刃移動機構部であって、内周側及び外周側を切削され且つ回転している前記円筒状素材の部分における前記他端の側に前記第３の切削刃を当てて、前記円筒状素材の部分を前記円筒状素材の残部から切断して分離させて、略円状断面を有するリング状部品を得る第３切削刃移動機構部と、
を備える、リング状部品の製造装置。