JPH06226503A - 不等ピッチ螺旋溝の加工装置および加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不等ピッチの螺旋溝を良好かつ容易に成形す
ることができる不等ピッチ螺旋溝の加工装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 円筒形ワ−ク２´を軸線回りに回転駆動する
主軸台１０と、このワ−ク２´の外周面を切削する突っ
切りバイト１６と、この突っ切りバイト１６を保持する
と共に、この突っ切りバイト１６を上記ワ−ク２´と直
交する軸回りに所定角度回動させるサ−ボモ−タ１８
と、このサ−ボモ−タ１８を保持すると共にこのサ−ボ
モ−タ１８を上記ワ−ク２´の軸線方向に平行に駆動す
る往復台１１と、上記ワ−ク２´の回転角度θおよび上
記往復台１１の位置ｘを相対的に変化させ、これらに基
づいて上記回サ−ボモ−タ１６の回動角度αを制御し、
上記ワ−ク２´の外周面に不等ピッチ螺旋溝３を形成す
るＮＣ装置２０とを具備するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばヘリカルブレ
−ドコンプレッサのピストンに不等ピッチ螺旋形状のブ
レ−ドを取着するための不等ピッチ螺旋溝を形成する不
等ピッチ螺旋溝の加工装置および加工方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ヘリカルブレ−ドコンプレッサのシリン
ダ内に設けられているヘリカルブレ−ドは、図３に１で
示すように不等ピッチの螺旋形状のもので、図４に示す
円筒状のピストン２の外周面に設けられた螺旋溝３に挿
入されて設けられる。したがって、このピストン２に設
けられる螺旋溝３は、上記ヘリカルブレ−ド１の形状に
対応するように不等ピッチで形成されなければならな
い。このような不等ピッチ螺旋溝３の成形は、従来、図
５に示す旋盤で行っていた。

【０００３】すなわち、上記ピストン２の材料である円
柱形状のワ−ク２´の一端を旋盤の主軸５に保持すると
共に、往復台６には突っ切バイト７を取り付ける。そし
て、上記スピンドル５を回転させ上記突っ切りバイト７
を突出させると共に、上記往復台６のｘ方向への送り速
度あるいは上記主軸５の回転速度を時間の経過と共に変
化させる。このことで、図６に示すように、上記ワ−ク
２´に対する突っ切りバイト７の相対的移動方向（イ）
を変化させつつ溝を切削することができるので、上記ワ
−ク２´の外周面に不等ピッチの螺旋溝３を形成するこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の不等
ピッチの螺旋溝の成形には以下に説明する解決すべき課
題がある。

【０００５】すなわち、上述したように上記主軸５の回
転速度や上記刃物台６の送り速度を制御することで上記
突っ切りバイト７の上記ワ−ク２´に対する相対的移動
方向（イ）は変化させることができるが、上記突っ切り
バイト７の切れ刃の角度βは一定のままである。このた
め、形成された螺旋溝３の主軸の軸方向（ｘ方向）の幅
Ｔは一定になるが、この螺旋溝３の最小幅ｔは一定にな
らない。また、切れ刃の角度βが、相対的移動方向
（イ）と直角でない場合には、切削が良好に行えないと
いうこともある。

【０００６】したがって、不等ピッチの螺旋溝３を正確
かつ良好に切削することは困難で、正確かつ良好に切削
しようとすると、ピッチが異なる毎に異なる種類の突っ
切りバイト７を用意する必要があった。

【０００７】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、不等ピッチの螺旋溝を正確かつ良好に成形
することができる不等ピッチ螺旋溝の加工装置および加
工方法を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の手段
は、ワ−クを軸線回りに回転駆動する主軸台と、このワ
−クの外周面に溝を成形する突っ切りバイトと、この突
っ切りバイトを保持すると共に、この突っ切りバイトを
上記ワ−クと直交する軸回りに所定角度回動させる回動
手段と、この回動手段を保持すると共にこの回動手段を
上記ワ−クの軸線方向に平行に駆動する往復台と、上記
ワ−クの回転角度および上記往復台の位置を制御すると
共にこれらに基づいて上記回動手段の回動角度を制御
し、上記ワ−クの外周面に不等ピッチ螺旋溝を形成する
制御部とを具備することを特徴とするものである。

【０００９】第２の手段は、上記第１の手段において、
上記制御部は、上記突っ切りバイトの切れ刃と上記螺旋
溝の接線方向とが常に直交するように上記回動手段の回
動角度を制御するものであることを特徴とするものであ
る。

【００１０】第３の手段は、ワ−クを軸線回りに回転さ
せると共に、突っ切りバイトを保持した往復台をこのワ
−クの軸線方向に移動させることで、この突っ切バイト
でワ−クの外周面に不等ピッチの螺旋溝を形成する不等
ピッチ螺旋溝の加工方法において、上記ワ−クの回転と
上記往復台の移動とを相対的に変化させると共に、上記
ワ−クの回転角度と上記往復台の位置とに基づき上記突
っ切りバイトの切れ刃と不等ピッチ螺旋溝の接線方向と
が常に直交するようにこの突っ切りバイトを回動制御す
ることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】このような構成によれば、不等ピッチの螺旋溝
を成形する場合に、成形する螺旋溝の方向に対応するよ
うに突っ切りバイトの角度を制御することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。なお、従来例と同一の構成要素には同一符号
を付してその説明は省略する。図１に示すのは、この発
明の不等ピッチ螺旋溝の加工装置としての旋盤である。

【００１３】この旋盤は、主軸台１０、往復台１１およ
び図示しない芯押し台を備える。上記主軸台１０は、回
転駆動モ−タにより回転駆動される主軸１２を具備し、
この主軸１２の端面（主軸端）にはワ−ク２´の一端を
固定する３方締めチャック１４が設けられている。ま
た、図示しない芯押し台は、上記主軸１２に保持された
ワ−ク２´の他端面の中心を支える機能を有する。

【００１４】また、上記往復台１１は、上記主軸１２の
軸方向（ｘ方向）に移動自在に設けられている。さら
に、この往復台１１は、この往復台１１の送り方向と直
交する方向（ｙ方向）に送り機能をもつ刃物台１５を具
備する。この刃物台１５の上面には、突っ切りバイト１
６を保持しかつ回転駆動するバイト駆動手段１７が設け
られている。

【００１５】このバイト駆動手段１７は、駆動軸の軸線
を上記主軸１２の軸線と直角にして上記刃物台１５上に
固定されたサ−ボモ−タ１８を具備する。このサ−ボモ
−タ１８の駆動軸には、上記突っ切りバイト１６が切れ
刃１６ａを上記主軸１２の軸線（ｘ方向）と平行になる
ようにして取り付けられている。

【００１６】したがって、このサ−ボモ−タ１８は作動
することで、切れ刃１６ａを上記ワ−ク２´の外周面と
平行に保ちつつ、この突っ切りバイト１６を所定角度回
動駆動させることができる。

【００１７】なお、上記主軸１２をθ方向に回転駆動す
る図示しない回転駆動モ−タ、上記往復台をｘ方向に駆
動する図示しない駆動装置、上記突っ切りバイト１６を
α方向に回動駆動するサ−ボモ−タ１８は、それぞれＮ
Ｃ制御装置２０に接続され、このＮＣ制御装置２０から
の命令によって作動するようになっている。以下、上記
ワ−ク２´に不等ピッチの螺旋溝３を成形する工程につ
いて図２を参照して説明する。

【００１８】まず、ＮＣプログラムを作成する。不等ピ
ッチの螺旋溝３上の任意の点Ａを、上記往復台１１の移
動距離ｘおよび上記主軸１２の回転角度θで表すとしＡ
（ｘ、θ）とすると、このｘとθの関係は例えば（１）
式のように表せる。 ｘ＝ａθ^b …………………………………………………………（１） なお、ここでａ、ｂは任意に定める定数である。

【００１９】この点Ａでの螺旋溝３の傾き角度βすなわ
ち上記突っ切りバイト１６の相対的移動方向（イ）は、
（１）式をθで微分することにより得ることができるか
ら、（２）式で与えられる。 β＝ｘ´＝ａ・ｂ・θ^b-1 …………………………………………（２）

【００２０】で与えられる。ここで、上記螺旋溝３の幅
ｔ（最小幅）を常に一定にするには、この螺旋溝３の傾
きβと上記突っ切りバイト１６の切れ刃１６ａの傾き角
度αの位相差が９０°（＝π／２）であることが必要が
あるから、αは（３）式で表される。 α＝（π／２）−β＝（π／２）−ａ・ｂ・θ^b-1 ………………（３）

【００２１】したがって、切削においては、ａ、ｂを定
めることで、任意の位置Ａ（ｘ、θ）における上記突っ
切りバイト１６（切れ刃１６ａ）の傾き角度αを得るこ
とができる。上記ＮＣ制御装置２０は、このようにして
定められるｘ、θ、αにしたがって、上記主軸１２の回
転角度θ、往復台１１の送り量ｘ、サ−ボモ−タ１８の
回動角度αを制御する。なお、上記切れ刃１６ａは、図
２（ａ）に示すように、位置ｘおよび傾き角度αによら
ず、常に上記ワ−ク２´の表面と平行になるようになっ
ている。

【００２２】このように、切削動作を３軸（ｘ、θ、
α）で制御することにより、上記切れ刃１６ａは切削方
向（イ）に対して常に直角になるので、成形される螺旋
溝３の状態は良好であると共に、溝幅ｔも常に一定のも
のとなる。このような構成によれば、不等ピッチの螺旋
溝３を正確かつ良好に成形することができる効果があ
る。なお、この発明は、上記一実施例に限定されるもの
ではなく、発明の要旨を変更しない範囲で種々変形可能
である。

【００２３】例えば、上記一実施例では、上記円筒形ワ
−ク２´を上記１２の端面に固定するのに３方締めチャ
ックを用いたが、このチャックはコレットチャックその
他油圧チャック、電圧チャックなどであっても良い。

【００２４】また、上記一実施例では、上記円筒形ワ−
ク２´は、中実であったが、中空のものであっても良
い。さらに、上記円筒形ワ−ク２´はヘリカルブレ−ド
コンプレッサのピストンに用いられるものには限定され
ず、他の用途に用いるものであっても良い。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の第１の構
成は、ワ−クを軸線回りに回転駆動する主軸台と、この
ワ−クの外周面に溝を成形する突っ切りバイトと、この
突っ切りバイトを保持すると共に、この突っ切りバイト
を上記ワ−クと直交する軸回りに所定角度回動させる回
動手段と、この回動手段を保持すると共にこの回動手段
を上記ワ−クの軸線方向に平行に駆動する往復台と、上
記ワ−クの回転角度および上記往復台の位置を制御する
と共にこれらに基づいて上記回動手段の回動角度を制御
し、上記ワ−クの外周面に不等ピッチ螺旋溝を形成する
制御部とを具備するものである。

【００２６】第２の構成は、上記第１の構成において、
上記制御部は、上記突っ切りバイトの切れ刃と上記螺旋
溝の接線方向とが常に直交するように上記回動手段の回
動角度を制御するものであることを特徴とするものであ
る。

【００２７】第３の構成は、ワ−クを軸線回りに回転さ
せると共に、突っ切りバイトを保持した往復台をこのワ
−クの軸線方向に移動させることで、この突っ切バイト
でワ−クの外周面に不等ピッチの螺旋溝を形成する不等
ピッチ螺旋溝の加工方法において、上記ワ−クの回転と
上記往復台の移動とを相対的に変化させると共に、上記
ワ−クの回転角度と上記往復台の位置とに基づき上記突
っ切りバイトの切れ刃と不等ピッチ螺旋溝の接線方向と
が常に直交するようにこの突っ切りバイトを回動制御す
るものである。

【００２８】このような構成によれば、不等ピッチの螺
旋溝を成形する場合に、成形する螺旋溝の方向に対応す
るように突っ切りバイトの角度を制御することができる
ので、不等ピッチの螺旋溝の溝幅を略一定にすることが
できると共にこの螺旋溝を良好な状態で切削できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す概略斜視図。

【図２】（ａ）は、同じく、切削工程を示す横断面図、
（ｂ）は側面図。

【図３】ヘリカルブレ−ドを示す側面図。

【図４】螺旋溝を有するピストンを示す側面図。

【図５】従来例を示す側面図。

【図６】同じく、切削工程を示す側面図。

【符号の説明】

２´…円筒形ワ−ク、１０…主軸台、１６…突っ切りバ
イト、１８…サ−ボモ−タ（回動手段）、１１…往復
台、θ…ワ−クの回転角度、ｘ…往復台の位置，α…回
動角度、２０…ＮＣ装置（制御部）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワ−クを軸線回りに回転駆動する主軸台
   と、このワ−クの外周面に溝を形成する突っ切りバイト
   と、この突っ切りバイトを保持すると共に、この突っ切
   りバイトを上記ワ−クと直交する軸回りに所定角度回動
   させる回動手段と、この回動手段を保持すると共にこの
   回動手段を上記ワ−クの軸線方向に平行に駆動する往復
   台と、上記ワ−クの回転角度および上記往復台の位置を
   制御すると共にこれらに基づいて上記回動手段の回動角
   度を制御し、上記ワ−クの外周面に不等ピッチ螺旋溝を
   形成する制御部とを具備することを特徴とする不等ピッ
   チ螺旋溝の加工装置。
2. 【請求項２】 上記制御部は、上記突っ切りバイトの切
   れ刃と上記螺旋溝の接線方向とが常に直交するように上
   記回動手段の回動角度を制御するものであることを特徴
   とする請求項１記載の不等ピッチ螺旋溝の加工装置。
3. 【請求項３】 ワ−クを軸線回りに回転させると共に、
   突っ切りバイトを保持した往復台をこのワ−クの軸線方
   向に移動させることで、この突っ切バイトでワ−クの外
   周面に不等ピッチの螺旋溝を形成する不等ピッチ螺旋溝
   の加工方法において、 上記ワ−クの回転と上記往復台の移動とを相対的に変化
   させると共に、上記ワ−クの回転角度と上記往復台の位
   置とに基づき上記突っ切りバイトの切れ刃と不等ピッチ
   螺旋溝の接線方向とが常に直交するようにこの突っ切り
   バイトを回動制御することを特徴とする不等ピッチ螺旋
   溝の加工方法。