JP6888382B2 - 工作機械 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械に関する。

特許文献１には、凸状部を有する非真円形状の工作物を旋削加工する旋盤が開示されている。特許文献１に記載の旋盤では、バイトの刃先が工作物のＸ軸方向最大外径部位に常に接触するように、Ｘ軸送りモータ及びＹ軸送りモータが主軸の回転に同期制御される。

また、特許文献２には、加工用工具の中心軸線と工作物の中心軸線とをねじれた状態にし、工作物の回転と加工用工具の回転とを同期させながら、工作物に対して加工用工具を工作物の中心軸線方向に直進させることにより、加工用工具の外周に設けられた複数の突条工具刃で工作物に歯車を創成する技術が開示されている。

特開平５−２３７７０３号公報 特開２０１７−１９０３４号公報

上記した特許文献１に記載の旋盤を用いて工作物の加工を行う際、サドルをＺ軸方向へ移動させつつ、バイトをＹ軸方向へ往復移動させてバイトの刃先を常に工作物に接触させる必要があるため、構造が複雑となる。さらに、バイトのＹ軸方向への往復移動は、加工精度を悪化させる振動の原因となる。

本発明は、構造を簡素化できると共に、振動の発生を抑制できる工作機械を提供することを目的とする。

本発明の工作機械は、工作物の回転軸線の平行線に対し傾斜した回転軸線を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記工作物と同期回転させながら前記工作物の回転軸線方向へ相対的に送り操作することにより、前記工作物を所望の外形に創成する工作機械である。前記工作物の回転軸線を中心とする円であって、加工後の前記工作物の回転軸線方向に直交する工作物断面形状に対して内接する円を工作物基準内接円と定義する。前記工作物断面形状は、前記工作物基準内接円から径方向外方へ突出する工作物凸部が周方向に１つ設けられた形状、又は、前記工作物凸部が周方向に不等間隔に設けられた形状、又は、前記工作物凸部が周方向に等間隔に設けられた正多角形状である。

前記加工用工具は、前記加工用工具の回転軸線方向の端面に、前記工作物断面形状に対応した外周線形状に形成された刃面を備える。前記加工用工具の回転軸線を中心とする円であって、前記刃面の前記外周線形状に対して外接する円を刃面基準外接円と定義する。前記刃面の前記外周線形状は、前記刃面基準外接円から径方向内方へ凹む刃面凹部が前記工作物凸部に対応する数となるように形成され、前記工作機械は、前記工作物凸部に前記刃面凹部が接触するように前記加工用工具を前記工作物に対して同期回転させる。

本発明の工作機械によれば、そして、工作機械は、工作物凸部に刃面凹部が接触するように加工用工具と工作物とを同期回転させる。その状態で、工作機械は、工作物に対して加工用工具を工作物の回転軸線方向に送る。この場合、工作機械は、加工用工具を工作物に対して一方向へ送ることにより、工作物を所望の外形に創成することができるので、工作機械の構造を簡素化できると共に、振動の発生を抑制できる。

本発明の一実施形態における工作機械の平面図である。 工作物の工作物断面形状を示す図である。 加工用工具の回転軸線方向一方側から見た加工用工具の拡大図であり、刃面の外周縁形状を示す。 加工用工具の拡大断面図である。 加工用工具により工作物を加工される状態を、工作物の回転軸線方向から見た図である。 加工用工具により工作物を加工される状態を、図４Ａに示すＩＶＣ方向から見た図である。 加工用工具により工作物を加工される状態を、図４Ａに示すＩＶＢ方向から見た図である。 第一変形例における工作物の工作物断面形状を示す図である。 第一変形例における加工用工具の刃面の外周線形状を拡大した図である。 加工用工具により工作物を加工される状態を、Ｚ方向から見た図である。 第二変形例における工作物の工作物断面形状を示す図である。 第二変形例における加工用工具の刃面の外周線形状を拡大した図である。 加工用工具により工作物を加工される状態を、Ｚ方向から見た図である。

（１．工作機械１の全体構成）
以下、本発明に係る工作機械を適用した実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、図１を参照して、本発明の一実施形態における工作機械１の全体構成を説明する。

図１に示すように、工作機械１は、相互に直交する３つの直進軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）と１つの回転軸を駆動軸として有する複合加工機である。工作機械１は、ベッド１０と、主軸台２０と、心押台３０と、トラバースベース４１と、トラバーステーブル４２と、ターンテーブル４３と、コラム５１と、サドル５２と、工具用主軸５３と、加工用工具６０と、制御装置１００と、を主に備える。

ベッド１０は、床上に配置される。主軸台２０は、ベッド１０上に固定される。主軸台２０は、Ｚ軸方向に平行な軸線回りに回転する工作物用主軸２１と、工作物用主軸２１を回転させるための駆動力を付与するモータ２２とを備える。主軸台２０は、工作物用主軸２１により、加工対象となる工作物Ｗ１の一端を回転可能に支持し、モータ２２により工作物Ｗ１を回転駆動する。心押台３０は、ベッド１０上において主軸台２０と対向する位置に設けられ、工作物Ｗ１の他端を支持する。

トラバースベース４１は、ベッド１０に対し、Ｚ軸方向へ移動可能に設けられる。ベッド１０の上面には、トラバースベース４１をＺ軸方向へ移動させるための駆動力を付与するねじ送り機構４１ａが設けられ、トラバースベース４１は、ねじ送り機構４１ａに駆動されることにより、Ｚ軸方向へ移動する。

トラバーステーブル４２は、ベッド１０及びトラバースベース４１に対し、Ｘ軸方向へ移動可能に設けられる。トラバースベース４１の上面には、トラバーステーブル４２をＸ軸方向へ移動させるための駆動力を付与するねじ送り機構４２ａが設けられ、トラバーステーブル４２は、ねじ送り機構４２ａに駆動されることにより、Ｘ軸方向へ移動する。

ターンテーブル４３は、トラバーステーブル４２に対し、Ｙ軸に平行な軸線まわりに回転可能に設けられる。トラバーステーブル４２の底面には、テーブル用モータ（図示せず）が設けられ、ターンテーブル４３は、テーブル用モータに駆動されることにより、Ｙ軸に平行な軸線まわりに回転する。

コラム５１は、ターンテーブル４３の上面に設けられ、ターンテーブル４３の回転に伴い、Ｙ軸に平行な軸線まわりに回転する。即ち、コラム５１は、ベッド１０に対してＹ軸に平行な軸線まわりに回転可能に設けられる。サドル５２は、コラム５１の側面に対し、Ｙ軸方向へ移動可能に設けられる。工具用主軸５３は、サドル５２に収容されたモータ（図示せず）により回転可能に設けられる。

加工用工具６０は、工具用主軸５３に保持されることにより、工具用主軸５３と一体的に回転する。加工用工具６０は、工作物Ｗ１に対する加工を行う刃部６１を備える。工作機械１は、加工用工具６０を回転させながら刃部６１を工作物Ｗ１の外周面に接触させることにより、工作物Ｗ１に対する加工を行う。

制御装置１００は、工作物Ｗ１及び加工用工具６０の回転に関する制御や、トラバースベース４１、トラバーステーブル４２及びサドル５２の位置、及び、ターンテーブル４３の回転角度に関する制御を行う。制御装置１００は、加工用工具６０の回転軸線Ｌ２を工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１の平行線に対して傾斜させた状態で、加工用工具６０を工作物Ｗ１と同期回転させながら工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１方向に相対的に送り操作を行うことにより、工作物Ｗ１を所望の外形に創成する。なお、制御装置１００は、加工用工具６０と工作物Ｗとの相対的な送り操作を行う動作として、加工用工具６０の送り操作を行う代わりに、工作物Ｗ１の送り操作を行ってもよい。

なお、工作機械１は、横形マシニングセンタや立形マシニングセンタなどであってもよい。そして、工作機械１は、工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１又は加工用工具６０の回転軸線Ｌ２の何れかに直交する駆動軸を追加して設けることにより、工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１と加工用工具６０の回転軸線Ｌ２との相対角度を調整可能な構成としてもよい。さらに、工作機械１は、加工工程（粗加工工程、仕上げ加工工程等）に合わせて加工用工具６０を交換するための工具交換装置を備えていてもよい。

（２．工作物Ｗ１及び加工用工具６０の形状）
次に、図２を参照して、本実施形態における加工対象となる工作物Ｗ１の形状について説明する。図２に示すように、工作物Ｗ１は、径方向外方へ突出する部位（カム部）を含むカムである。また、本実施形態では、工作物Ｗ１にカム部を１つ設ける場合を例に挙げて説明するが、製品（加工後の工作物）の仕様に応じてカム部を２つ以上設ける場合においても、本発明を適用することは可能である。

ここで、工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１を中心とする仮想円であって、加工後の工作物Ｗ１の回転軸線方向に直交する工作物断面形状に対して内接する円を「工作物基準内接円Ｓ１」と定義する。この場合、工作機械１（図１参照）は、カムである工作物Ｗ１の工作物断面形状を、工作物基準内接円Ｓ１から径方向外方へ突出する工作物凸部Ｃが工作物Ｗ１の周方向に１つ設けられた形状とみなす。

続いて、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、工作物Ｗ１の加工に用いる加工用工具６０の刃部６１の形状について説明する。図３Ａに示すように、加工用工具６０の刃部６１は、加工用工具６０の回転軸線Ｌ２方向一方側を向く端面の外周縁部に形成される刃面６２を備える。刃面６２は、工作物Ｗ１（図２参照）を加工する際に工作物Ｗ１の外周面に接触する部位であり、刃面６２の外周線形状の周長は、加工後の工作物Ｗ１の工作物断面形状の周長の２倍に設定される。また、刃面６２は、工作物Ｗ１の工作物断面形状に対応した外周線形状に形成され、刃面６２の外周線形状には、工作物凸部Ｃ（図２参照）に対応する刃面凹部６３が含まれる。

ここで、加工用工具６０の回転軸線Ｌ２を中心とする仮想円であって、刃面６２を加工用工具６０の回転軸線Ｌ２方向から見た刃面６２の外周線形状に対して外接する円を「刃面基準外接円Ｓ２」と定義する。この場合、刃面凹部６３は、刃面６２の外周線形状のうち刃面基準外接円Ｓ２から径方向内方へ凹む部位である。なお、刃面６２の外周線形状の周長は、工作物Ｗ１の工作物断面形状の周長の２倍に設定されているため、刃面６２の外周線形状は、２つの刃面凹部６３（工作物凸部Ｃの２倍の刃面凹部６３）を含む形状となる。

また、図３Ｂに示すように、加工用工具６０の刃部６１の外周面は、加工用工具６０の回転軸線Ｌ２方向に平行な形状に形成される。即ち、加工用工具６０には、逃げ面が形成されていない。なお、刃部６１は、加工用工具６０の回転軸線Ｌ２方向一方側を向く端面に、すくい面が形成されていてもよい。また、すくい面は、加工用工具６０の回転軸線Ｌ２側が凹む形状であってもよく、刃面６２の外周線の一部として形成されていてもよい。

（３．加工時の動作態様）
次に、図４Ａから図４Ｃを参照しながら、加工時における工作物Ｗ１及び加工用工具６０の動作態様について説明する。なお、工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１と工作物Ｗ１の外周面上における所定の基準点Ｐ０とを通る仮想平面（ＹＺ平面）を基準面Ｉと定義する。また、加工前の工作物Ｗ１には、加工用工具６０により加工を行う部位の外周面に取り代が残されている。

図４Ａに示すように、工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１方向（Ｚ軸方向）から見た場合に、工作物Ｗ１に対する加工用工具６０の加工点Ｐは、基準点Ｐ０からオフセットされた位置に設定される。換言すると、加工点Ｐは、基準点Ｐ０を工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１まわりに所定角度（オフセット角α）だけ位相をずらした位置に設定される。

また、図４Ｃに示すように、工作物Ｗ１及び加工用工具６０は、基準面Ｉに直交する方向（Ｘ軸方向）から見た場合に、工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１の投影線と加工用工具６０の回転軸線Ｌ２の投影線とが平行となるように配置される。

そして、図４Ｂに示すように、工作物Ｗ１及び加工用工具６０は、工作物１の回転軸線Ｌ１に直交する方向であって基準点Ｐ０から工作物１の回転軸線Ｌ１に向かう方向（Ｙ軸方向）から見た場合に、工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１の投影線と加工用工具６０の回転軸線Ｌ２の投影線とは、刃面６２が向く側にて交差するように配置される。

制御装置１００は、工作物Ｗ１及び加工用工具６０を図４Ａから図４Ｃに図示された位置関係に配置した状態で、工作物Ｗ１及び加工用工具６０を同期回転させながら、工作物Ｗ１に対して加工用工具６０を工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１方向に送り操作を行う。

ここで、加工用工具６０の刃面６２の外周線形状は、工作物Ｗ１の工作物断面形状に対応した外周線形状に形成される。そして、工作機械１は、工作物凸部Ｃに刃面凹部６３が接触するように加工用工具６０と工作物Ｗ１とを同期回転させながら、工作物Ｗ１に対して加工用工具６０を工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１方向に送る。このように、工作機械１は、加工用工具６０を工作物Ｗ１に対して一方向へ送ることにより、加工が連続的に行われ、加工を効率的に行うことができる。さらに、工作機械１は、１つの加工用工具６０を用いて工作物Ｗ１を所望の外形に創成することができるので、工作機械１の構造を簡素化できる。またこの場合、工作機械１は、加工用工具６０を往復移動させながら工作物Ｗの加工を行う場合と比べて、振動の発生を抑制できる。

さらに、この工作機械１は、工作物Ｗ１の回転軸線Ｌ１と加工用工具６０の回転軸線Ｌ２との交差角、及び、オフセット角αに関して、工作物Ｗ１及び加工用工具６０を図４Ａから図４Ｃに示す位置関係に配置することにより、加工点Ｐにおいて、加工用工具６０の外周面と工作物Ｗ１の外周面との間に逃げ角を形成することができる。即ち、工作機械１は、刃部６１に逃げ面を形成しない場合であっても、逃げ角（逃げ面）を設けることができる。よって、工作機械１は、逃げ角を形成するための駆動軸を別に設ける必要がないので、構造を簡素化できる。

また、加工用工具６０の外周面が加工用工具６０の回転軸線Ｌ２に平行な形状に形成されるので、加工用工具６０は、刃部６１の再研磨を行った場合に、刃面６２の外周線形状に変形が生じることを防止できる。よって、工作機械１は、加工用工具６０の刃部６１に対して再研磨を行った場合であっても、工作物Ｗ１に対する加工精度を維持できる。またその結果、工作機械１は、加工用工具６０の寿命を延ばすことができる。

ここで、刃面６２に設けられる刃面凹部６３の数は、工作物Ｗ１に設けられる工作物凸部Ｃの２倍に設定されているので、加工用工具６０を回転させたときに加工用工具６０の重心が移動することを抑制できる。その結果、工作機械１は、加工時における加工用工具６０の回転振れを抑制できるので、工作物Ｗ１に対する加工精度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、工作物Ｗ１の工作物断面形状には、１つの工作物凸部Ｃが設けられ、加工用工具６０の刃面６２には、２つの刃面凹部６３が設けられる場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。即ち、刃面６２に設けられる刃面凹部６３の数は、工作物断面形状に設けられる工作物凸部Ｃの数の２倍以上の整数倍であればよい。この場合においても、工作機械１は、加工用工具６０を回転させたときに加工用工具６０の重心が移動することを抑制できるので、工作物Ｗ１に対する加工精度を向上させることができる。

ここで、加工用工具６０による工作物Ｗの加工を行うにあたり、切り屑が発生する。この点に関し、工作機械１は、加工用工具６０の外周線形状を覆う筒状のカバー部Ｓ２（詳細は図示せず）を備えていてもよい。この場合、工作機械１は、発生した切り屑を加工用工具６０とカバー部Ｓ２との間へ誘導し、排出することができるので、切り屑による不具合の発生を防止できる。また、カバー部Ｓ２は、外径が異なる２つの筒状部材を備え、大径の円筒部材の内側に小径の円筒部材を配置したものであってもよい。この場合、加工用工具６０は、小径の円筒部材の内側に配置され、発生した切り屑は、大径の円筒部材と小径の円筒部材との間に誘導され、排出される。

また、工作機械１は、発生した切り屑を切断するためのレーザ光を照射するレーザ照射装置を備えていてもよい。この場合、工作機械１は、加工用工具６０や工作物Ｗの回転状態や切り屑の発生状態（位置や大きさ等）を非接触センサ（光センサや赤外線センサ）等により監視する。そして、工作機械１は、切り屑による不具合が発生しそうな場合に、レーザ光を切り屑に照射する。これにより、工作機械１は、切り屑を短く切断したり、切断しやすくなるような切れ目を切り屑に加えることができる。

（４．変形例）
次に、上記した実施形態における工作物Ｗ１とは異なる形状であって、工作機械１を用いて加工することができる他の工作物の外形形状について、例を挙げながら説明する。

（４−１：第一変形例）
図５Ａから図６を参照して、第一変形例について説明する。図５Ａに示すように、第一変形例における工作物Ｗ２の工作物断面形状は、非真円である。この場合、工作機械１は、工作物Ｗ２の工作物断面形状を、工作物基準内接円Ｓ１から径方向へ突出する２つの工作物凸部Ｃが工作物Ｗ２の周方向に不等間隔に設けられた形状とみなす。そして、制御装置１００は、加工用工具２６０の回転軸線Ｌ２を工作物Ｗ２の回転軸線Ｌ１の平行線に対して傾斜させた状態で、加工用工具２６０を工作物Ｗ２と同期回転させながら工作物Ｗ２の回転軸線Ｌ１方向に相対的に送り操作を行うことにより、工作物Ｗ１を所望の外形に創成する。

図５Ｂに示すように、第一変形例における加工用工具２６０の刃面２６２は、工作物Ｗ２の工作物断面形状に対応した外周線形状に形成される。また、外周線形状に外接する円を刃面基準外接円Ｓ２とする。刃面２６２の外周線形状の周長は、工作物Ｗ２の工作物断面形状の周長と同等に設定され、刃面２６２の外周線形状は、２つの刃面凹部２６３（工作物凸部Ｃと同数の刃面凹部２６３）を含む形状となる。

図６に示すように、工作機械１は、加工用工具２６０が１回転する毎に工作物Ｗ２が１回転するように加工用工具２６０と工作物Ｗ２とを同期回転させながら、工作物Ｗ２に対して加工用工具２６０を工作物Ｗ２の回転軸線Ｌ１方向に送る。これにより、工作機械１は、加工用工具２６０の刃面２６２と工作物Ｗ２の外周面とが接触した状態を維持することができ、工作物Ｗ２を所望の外形に創成することができる。よって、工作機械１は、構造を簡素化できると共に、振動の発生を抑制できる。

なお、上記した第一変形例では、加工後の工作物断面形状に、周方向に不等間隔に設けられた２つの工作物凸部Ｃを含む工作物Ｗ２を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。即ち、工作機械１は、加工後の工作物断面形状において、３つ以上の工作物凸部Ｃが不等間隔に設けられる他の工作物についても、加工を行うことができる。

（４−２：第二変形例）
続いて、図７Ａから図８を参照して、第二変形例について説明する。図７Ａに示すように、第二変形例における工作物Ｗ３の工作物断面形状は、正六角形である。この場合、工作機械１は、工作物Ｗ３の工作物断面形状を、６つの工作物凸部Ｃが工作物Ｗ３の周方向に等間隔に設けられた形状とみなす。

図７Ｂに示すように、第二変形例における加工用工具３６０の刃面３６２は、工作物Ｗ３の工作物断面形状に対応した外周線形状に形成される。また、刃面３６２の外周線形状の周長は、工作物Ｗ３の工作物断面形状の周長の１／２に設定され、刃面３６２の外周線形状は、３つの刃面凹部３６３（工作物凸部Ｃの１／２の刃面凹部３６３）を含む形状となる。

図８に示すように、工作機械１は、加工用工具３６０が３回転する毎に工作物Ｗ３が１回転するように加工用工具３６０と工作物Ｗ３とを同期回転させながら、工作物Ｗ３に対して加工用工具３６０を工作物Ｗ３の回転軸線Ｌ１方向に送る。これにより、工作機械１は、加工用工具３６０の刃面３６２と工作物Ｗ３の外周面とが接触した状態を維持することができ、工作物Ｗ３を所望の外形に創成することができる。よって、工作機械１は、構造を簡素化できると共に、振動の発生を抑制できる。さらに、刃面３６２の外周線形状は、刃面凹部３６３の数が工作物凸部Ｃの数の１／２に設定されているので、工作機械１は、小型化を図ることができる。

なお、上記した第二変形例では、加工後の工作物断面形状が正六角形である場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。即ち、工作機械１は、加工後の工作物断面形状が正六角形以外の正多角形である他の工作物についても、加工を行うことができる。また、上記した第二変形例では、工作物Ｗ３の工作物断面形状には、工作物凸部Ｃが６つ設けられ、加工用工具３６０の刃面３６２には、刃面凹部２６３が３つ設けられる場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。即ち、加工後の工作物断面形状が正六角形である場合において、刃面凹部３６３の数は、工作物凸部Ｃの数の約数であればよい。そして、工作機械１は、刃面凹部３６３の数を、２以上であって、工作物凸部Ｃの数の約数となる値に設定することにより、加工時における加工用工具６０の回転振れを抑制できるので、工作物Ｗ３に対する加工精度を向上させることができる。

以上説明したように、工作機械１は、加工後の工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の工作物断面形状が、工作物凸部Ｃが１つ設けられた形状、又は、工作物凸部Ｃが周方向に不等間隔に設けられた形状、又は、工作物凸部Ｃが周方向に等間隔に設けられた正多角形状である場合に、加工を行うことができる。

また、加工用工具６０，２６０，３６０は、刃面６２，２６２，３６２の外周面形状において、刃面凹部６３，２６３，３６３が工作物凸部Ｃに対応する数となるように形成されていればよい。これにより、工作機械１は、加工用工具６０，２６０，３６０と工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３とを同期回転させながら、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対して加工用工具６０，２６０，３６０を工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１方向に送ることにより、加工用工具６０，２６０，３６０の刃面６２，２６２，３６２と工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の外周面とが接触した状態を維持することができ、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を所望の外形に創成することができる。よって、工作機械１は、構造を簡素化できると共に、振動の発生を抑制できる。

（５．その他）
以上、上記各実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記各形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。

上記した各実施形態では、加工用工具６０，２６０，３６０の外周面が、加工用工具６０，２６０，３６０の回転軸線Ｌ２方向に平行な形状に形成され、刃部６１，２６１，３６１に逃げ面を設けない場合を例に挙げて説明したが、必ずしもこれに限られたものではなく、刃部６１，２６１，３６１に逃げ面を設けてもよい。なおこの場合、工作機械１は、基準点Ｐ０を加工点Ｐに設定してもよい。また、上記各実施形態において、加工用工具６０，２６０，３６０は、工作物Ｗ１、Ｗ２，Ｗ３との交差角に基づいて、ねじれ角が設定される。

（６．効果）
以上説明したように、本発明の工作機械１は、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１の平行線に対し傾斜した回転軸線Ｌ２を有する加工用工具６０，２６０，３６０を用い、加工用工具６０，２６０，３６０を工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３と同期回転させながら工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１方向へ相対的に送り操作することにより、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を所望の外形に創成する工作機械１である。

工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１を中心とする円であって、加工後の工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１方向に直交する工作物断面形状に対して内接する円を工作物基準内接円Ｓ１と定義する。工作物断面形状は、工作物基準内接円Ｓ１から径方向外方へ突出する工作物凸部Ｃが周方向に１つ設けられた形状、又は、工作物凸部Ｃが周方向に不等間隔に設けられた形状、又は、工作物凸部Ｃが周方向に等間隔に設けられた正多角形状である。

加工用工具６０，２６０，３６０は、加工用工具６０，２６０，３６０の回転軸線Ｌ２方向の端面に、工作物断面形状に対応した外周線形状に形成された刃面６２，２６２，３６２を備える。加工用工具６０，２６０，３６０の回転軸線Ｌ２を中心とする円であって、刃面６２，２６２，３６２の外周線形状に対して外接する円を刃面基準外接円Ｓ２と定義する。刃面６２，２６２，３６２の外周線形状は、刃面基準外接円Ｓ２から径方向内方へ凹む刃面凹部６３，２６３，３６３が工作物凸部Ｃに対応する数となるように形成さ
れ、工作機械１は、工作物凸部Ｃに刃面凹部６３，２６３，３６３が接触するように加工用工具６０，２６０，３６０を工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対して同期回転させる。

この工作機械１によれば、加工用工具６０，２６０，３６０の刃面６２，２６２，３６２は、工作物断面形状に対応した外周線形状に形成される。そして工作機械１は、工作物凸部Ｃに刃面凹部６３，２６３，３６３が接触するように加工用工具６０，２６０，３６０と工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３とを同期回転させる。その状態で、工作機械１は、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対して加工用工具６０，２６０，３６０を工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１方向に送る。この場合、工作機械１は、加工用工具６０，２６０，３６０を工作物Ｗ１、Ｗ２，Ｗ３に対して一方向へ送ることにより、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３を所望の外形に創成することができるので、工作機械１の構造を簡素化できると共に、振動の発生を抑制できる。

上記した工作機械１において、加工用工具６０，２６０，３６０の外周面は、加工用工具６０，２６０，３６０の回転軸線Ｌ２方向に平行な形状に形成される。工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１と工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の外周面上の所定の基準点Ｐ０とを通る面を基準面Ｉと定義する。基準面Ｉに直交する方向から見た場合に、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１の投影線と加工用工具６０，２６０，３６０の回転軸線Ｌ２の投影線とは、平行に配置される。工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対する加工用工具６０，２６０，３６０の加工点Ｐは、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１方向から見た場合に、基準点Ｐ０からオフセットされた位置に設定される。

工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１及び加工用工具６０，２６０，３６０の回転軸線Ｌ２を含む平面に直交する方向から見た場合に、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の回転軸線Ｌ１の投影線と加工用工具６０，２６０，３６０の回転軸線Ｌ２の投影線とは、刃面６２，２６２，３６２が向く側にて交差する。

この工作機械１によれば、加工用工具６０，２６０，３６０の外周面が加工用工具６０，２６０，３６０の回転軸線Ｌ２に平行な形状に形成されるので、加工用工具６０，２６０，３６０の再研磨を行った場合に、刃面６２，２６２，３６２の外周線形状に変形が生じることを防止できる。よって、工作機械１は、加工用工具６０，２６０，３６０に対して再研磨を行った場合であっても、工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３に対する加工精度を維持できる。

また、この工作機械１は、加工点Ｐにおいて、加工用工具６０，２６０，３６０の外周面と工作物Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３の外周面との間に逃げ角を形成することができる。この場合、工作機械１は、加工用工具６０，２６０，３６０に逃げ面を形成しない場合であっても、逃げ角を形成するための駆動軸を別に設ける必要がないので、構造を簡素化できる。

上記した工作機械１において、刃面凹部６３の数は、工作物凸部Ｃの数の２倍以上の整数倍である。この工作機械１は、加工用工具６０を回転させたときに加工用工具６０の重心が移動することを抑制できる。従って、工作機械１は、加工時における加工用工具６０の回転振れを抑制できるので、工作物Ｗ１に対する加工精度を向上させることができる。

上記した工作機械１において、工作物断面形状は、工作物凸部Ｃが周方向に等間隔に設けられた正多角形状であり、刃面凹部３６３の数は、２以上であって、且つ、工作物凸部Ｃの数の約数である。この工作機械１は、加工用工具３６０を回転させたときに加工用工具３６０の重心が移動することを抑制できる。従って、工作機械１は、加工時における加工用工具３６０の回転振れを抑制できるので、工作物Ｗ１に対する加工精度を向上させることができる。

上記した工作機械１は、加工用工具６０，２６０，３６０の外周線形状を覆うカバー部Ｓ２を備える。この工作機械１によれば、発生した切り屑を加工用工具６０とカバー部Ｓ２との間へ誘導し、排出することができるので、工作機械１は、切り屑による不具合の発生を防止できる。

１：工作機械、 ６０，２６０，３６０：加工用工具、 ６２，２６２，３６２：刃面、 ６３，２６３，３６３：刃面凹部、 Ｃ：工作物凸部、 Ｉ：基準面、 Ｌ１：工作物の回転軸線、 Ｌ２：加工用工具の回転軸線、 Ｐ：加工点、 Ｐ０：基準点、 Ｓ１：工作物基準内接円、 Ｓ２：刃面基準外接円（カバー部）、 Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３：工作物

Claims (5)

1. 工作物の回転軸線の平行線に対し傾斜した回転軸線を有する加工用工具を用い、前記加工用工具を前記工作物と同期回転させながら前記工作物の回転軸線方向へ相対的に送り操作することにより、前記工作物を所望の外形に創成する工作機械であって、
   前記工作物の回転軸線を中心とする円であって、加工後の前記工作物の回転軸線方向に直交する工作物断面形状に対して内接する円を工作物基準内接円と定義し、
   前記工作物断面形状は、前記工作物基準内接円から径方向外方へ突出する工作物凸部が周方向に１つ設けられた形状、又は、前記工作物凸部が周方向に不等間隔に設けられた形状、又は、前記工作物凸部が周方向に等間隔に設けられた正多角形状であり、
   前記加工用工具は、前記加工用工具の回転軸線方向の端面に、前記工作物断面形状に対応した外周線形状に形成された刃面を備え、
   前記加工用工具の回転軸線を中心とする円であって、前記刃面の前記外周線形状に対して外接する円を刃面基準外接円と定義し、
   前記刃面の前記外周線形状は、前記刃面基準外接円から径方向内方へ凹む刃面凹部が前記工作物凸部に対応する数となるように形成され、
   前記工作機械は、前記工作物凸部に前記刃面凹部が接触するように前記加工用工具を前記工作物に対して同期回転させる、工作機械。
2. 前記加工用工具の外周面は、前記加工用工具の回転軸線方向に平行な形状に形成され、
   前記工作物の回転軸線と前記工作物の外周面上の所定の基準点とを通る面を基準面と定義し、
   前記基準面に直交する方向から見た場合に、前記工作物の回転軸線の投影線と前記加工用工具の回転軸線の投影線とは、平行に配置され、
   前記工作物に対する前記加工用工具の加工点は、前記工作物の回転軸線方向から見た場合に、前記基準点からオフセットされた位置に設定され、
   前記工作物の回転軸線に直交する方向であって前記基準点から前記工作物の回転軸線に向かう方向から見た場合に、前記工作物の回転軸線の投影線と前記加工用工具の回転軸線の投影線とは、前記刃面が向く側にて交差する、請求項１に記載の工作機械。
3. 前記刃面凹部の数は、前記工作物凸部の数の２倍以上の整数倍である、請求項１又は２に記載の工作機械。
4. 前記工作物断面形状は、前記工作物凸部が周方向に等間隔に設けられた正多角形状であり、
   前記刃面凹部の数は、２以上であって、且つ、前記工作物凸部の数の約数である、請求項１又は２に記載の工作機械。
5. 前記工作機械は、前記加工用工具の外周線形状を覆うカバー部を備える、請求項１−４の何れか一項に記載の工作機械。
   

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