(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が旋盤のチャックに固定された加工対象部材を回転させて、前記加工対象部材を切削することにより回転楕円体の加工物を作成する作成方法であって、
前記加工対象部材の他端部の回転中心位置に板状のバイトが備える直線状の刃先の一端部を一致させた状態で前記加工対象部材を回転させ、
回転している前記加工対象部材に前記直線状の刃先を押し当てながら、作成する前記加工物に対応する形状の倣い定規の輪郭に沿って、前記加工対象部材に当接する刃先の位置を刃先の一端部から他端部に向かって少しずつ移動させて前記加工対象部材を切削することにより、前記回転中心位置が回転楕円体の中心を通る前記加工対象部材を作成する、
ことを特徴とする作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作成方法、旋盤の倣い機構、旋盤、および刃物台に関する。
【背景技術】
【０００２】
円筒状の木枠内に多数の木の玉を投入された屋内型の遊具が知られている。この木の玉の製造方法として、例えば１辺３０〜５０ｍｍのサイコロ状の木片の角に徐々に丸みをつけ、１つ１つ形の異なる球状に加工する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】登録実用新案第３０２５７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図４は、旋盤の一例である。
【０００５】
旋盤９０は、Ｚ軸送りネジ９１と、支持部９２と、Ｚ軸スライダ９３と、倣い定規９４と、倣い定規従節９５と、切り込み用ネジ９６と、バイトホルダー９７と、円形バイト９８とを有している。
【０００６】
Ｚ軸送りネジ９１は、Ｚ軸上の位置を調整する。支持部９２は、Ｚ軸送りネジ９１を支持する。Ｚ軸スライダ９３は、Ｚ軸上を移動する。倣い定規９４は、ユーザが所望する形状に加工対象部材８０を加工するために設けられている。
【０００７】
倣い定規従節９５は、倣い定規９４の形状に応じて前後動する。この倣い定規従節９５には、倣い定規９４上を円滑に移動させるためのローラー９５ａが設けられている。また、倣い定規従節９５には、ユーザがＸ軸上の円形バイト９３の位置を操作するためのハンドル９５ｂが設けられている。また、倣い定規従節９５の下部には、バネ９５ｃが設けられている。
【０００８】
また、倣い定規従節９５には、切り込み用ネジ９６を介してバイトホルダー９７が取り付けられている。バイトホルダー９７の先端部には、加工対象部材８０を加工する円形のバイト９８が取り付けられている。この切り込み用ネジ９６は、バイト９８の加工対象部材８０に対する切り込み量を調節する。
【０００９】
この旋盤９０を用いてユーザが、Ｃ軸を中心に回転する加工対象部材８０を加工する際には、Ｚ軸送りネジ９１を用いてＺ軸方向の切削位置を調整する。そして、切り込み用ネジ９６を用いて切り込み量を調節する。そして、ユーザは、バイトを加工対象部材８０上を何度か往復させながらユーザが所望する形状に加工対象部材８０を加工する。また、ユーザは、ハンドル９５ｂを操作してＸ軸方向の切削位置を調整することもできる。図４に示す例では、倣い定規９４が半楕円形状をしているため、加工対象部材８０からある程度の楕円状をなす加工物８１ができあがる。
【００１０】
しかしながら、加工物８１を作成する際に加工対象部材８０上を何度も往復すると、加工物８１ができあがるまでの時間がかかるという問題がある。また、旋盤９０では、加工物８１の端部は突起状となる。このため、この突起を無くして楕円形にするための工程が別途発生するという問題がある。
１つの側面では、本発明は、短時間で加工精度の高い加工物を作成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、開示の作成方法が提供される。この作成方法は、加工対象部材から加工物を作成する作成方法であって、チャックに固定され回転している加工対象部材に対し、直線状のバイトの切れ刃を押し当てながら、バイトを作成する加工物に対応する輪郭を有する倣い定規の輪郭に沿って移動させる。
【発明の効果】
【００１２】
１態様では、短時間で加工精度の高い加工物を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態の旋盤を示す図である。
【図２】実施の形態の旋盤に加工対象部材をセットしたときの図である。
【図３】実施の形態の旋盤の動作を説明する図である。
【図４】旋盤の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態の旋盤を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、実施の形態の旋盤を示す図である。
【００１５】
図１に示す旋盤１は、ベース２と、倣い定規３と、ハンドル部材４と、刃物台５とを有している。これらベース２、倣い定規３、ハンドル部材４、および刃物台５の構成材料としては例えば、アルミニウム等が挙げられる。
【００１６】
倣い定規３は、主として加工の際、後述するバイトの移動をガイドする目的で設けられている。この倣い定規３の形状（輪郭）により、後述する加工物の形状を定めることができる。本実施の形態の倣い定規３の形状は、楕円体の加工物を作成する目的で楕円形の半分の円弧をなしている。倣い定規の形状はこれに限らず、例えば、球の加工物を作成する場合は円形の半分の円弧にする等、作成したい加工物の形状に応じて任意に決定（変更）することができる。
【００１７】
倣い定規３には、２つの貫通孔３ａ、３ａが設けられている。この貫通孔３ａ、３ａそれぞれにはボルトＢ１、Ｂ１が挿通されている。ボルトＢ１、Ｂ１がベース２に設けられたねじ穴（図示せず）と螺合することにより、倣い定規３は、ベース２に固定されている。また、倣い定規３には、貫通孔３ｂが設けられている。この貫通孔３ｂにはハンドル回転中心ピンＰ１が埋め込まれている。このハンドル回転中心ピンＰ１は倣い定規３からハンドル部材４を貫通して、ベース２に固定されている。
【００１８】
ハンドル部材４は、ベース２上に載置されている。このハンドル部材４は、ハンドル回転中心ピンＰ１により、軸支されている。ハンドル部材４はハンドル回転中心ピンＰ１を回転軸として、例えば水平方向（ベース２の上面に水平な方向）に１８０°回転することができる（図１中矢印Ａ参照）。このハンドル部材４を回転させる動力は人力であってもよいし、電動等でもよい。
刃物台５は、固定部５ａと、調節部５ｂとを有している。
【００１９】
固定部５ａには、直線状のバイト５ｃが例えばネジ止めにより固定部５ａに固定されている。このバイト５ｃの切れ刃は、紙面上方向（鉛直方向とは逆方向）に向けて固定されている。なお、切れ刃の種類は、特に限定されないが、例えばシャープ切れ刃、角度切れ刃、丸切れ刃、複合切れ刃等が挙げられる。
【００２０】
また、固定部５ａには、バイト５ｃの切削方向から見てバイト５ｃの後段に位置する位置に立設する支持部５ａ１が設けられている。この支持部５ａ１には溝部（凹部）５ａ２が設けられている。また、固定部５ａには、開口部５ａ３が設けられている。この開口部５ａ３には、ハンドル部材４に固定されている回転力伝達ピンＰ２が挿通されている。
【００２１】
ハンドル部材４を図１中矢印Ａに示す方向に移動させると、ハンドル回転中心ピンＰ１を軸にハンドル部材４が回転し、回転力伝達ピンＰ２を介して固定部５ａに回転運動が伝達される。
【００２２】
調節部５ｂは、溝部５ａ２の形状に対応する凸部５ｂ１を備えている。調節部５ｂは、凸部５ｂ１が溝部５ａ２に嵌合することで支持部５ａ１により片持ちで支持されている。片持ちで支持することにより、後述するハンドル部材４の回転角が９０°以上になったときに固定部５ａと調整部５ｂとが、加工対象部材１０に干渉することを回避することができる。
【００２３】
調節部５ｂは、主としてバイト５ｃの加工対象部材１０に対する切り込み量の調節を行う用途で設けられている。例えば、調整部５ｂを倣い定規３に接近させる方向に移動させることにより、切り込み量を、より少なくすることができる。また、調整部５ｂを倣い定規３から離間する方向に移動させることにより、切り込み量を、より大きくすることができる。
【００２４】
倣い定規３には板バネ６ａ、６ｂが取り付けられている。具体的には、板バネ６ａ、６ｂの一端部は、倣い定規３の側面の端部に取り付けられている。板バネ６ａ、６ｂは、倣い定規３の側面に沿うように設けられており、板バネ６ａ、６ｂの他端部は、固定部５ａに取り付けられている。これにより、板バネ６ａ、６ｂは、固定部５ａを図１中矢印Ａで示す方向（ハンドル部材４の回転方向）に付勢している。
【００２５】
固定部５ａの端部５ａ４には、板バネ６ｃが取り付けられている。板バネ６ｃは、固定部５ａの側面に沿うように設けられており、板バネ６ｃの他端部は、倣い定規３に取り付けられている。
【００２６】
板バネ６ａ、６ｂに対し、板バネ６ｃは逆方向に付勢している。すなわち、ハンドル部材４が、図１に示す矢印Ａの方向に回転する場合、板バネ６ａ、６ｂはそれぞれ付勢力が開放されるように作用する。他方、板バネ６ｃは、図１に示す矢印Ａの方向とは逆方向に付勢するように作用する。
板バネ６ａ、６ｂ、６ｃを設けることにより、固定部５ａが倣い定規３に対し滑ることを抑制することができる。
【００２７】
ハンドル部材４の紙面奥側には、ハンドル部材４の側部から立設する壁部４ａが設けられている。この壁部４ａと固定部５ａとの間には圧縮バネ７が設けられている。この圧縮バネ７は、切削中の背分力を支えるために設けられている。
【００２８】
圧縮バネ７には、圧縮バネ７が倒れる（外れる）ことを抑制する圧縮バネ用ポスト７ａが挿入されている。圧縮バネ７は、ハンドル部材４に対してスライドするので滑り子７ｂによってスライドを円滑にしている。
【００２９】
図１には、加工対象部材１０が図示しないチャック（支持部）により支持されている。チャックは、モータの回転軸に取り付けられており、モータの回転に伴いチャックが回転することにより、加工対象部材１０が軸Ｃを中心に回転する。なお、図１には、加工対象部材の回転方向を矢印Ｂで示している。また、図１には、加工対象部材１０の回転中心位置Ｓ１を図示している。
【００３０】
加工対象部材１０としては特に限定されないが、例えば木材が挙げられる。また、図１では加工部材対象の形状は円柱であるが、これに限らず、四角柱（角材）であってもよい。
【００３１】
この旋盤１では、加工対象部材１０が回転している状況でハンドル部材４を矢印Ａの方向に１８０度回転させると加工物（本実施の形態では楕円形の木の玉）１個の加工が終わる。
【００３２】
図２は、実施の形態の旋盤に加工対象部材をセットしたときの図である。なお、図２では、板バネ６ａ、６ｂ、６ｃ等、一部の部品の図示を省略している。
図２（ａ）は、旋盤１を上側から見た図である。加工対象部材１０の加工を行う際には、ユーザは、加工対象部材１０の幅（図２（ａ）中、上下方向）の中心が、バイト５ｃの端部５ｃ１に当接するようにチャックに加工対象部材１０を支持させる。なお、図２（ａ）では、加工対象部材１０の幅の中心線を一点鎖線で示している。バイト５ｃが描く包絡線が加工対象部材１０から作成される加工物の形になる。図２（ａ）では、加工物の形を点線で示している。
【００３３】
図２（ｂ）は、旋盤１を側面から見た図である。
加工対象部材１０の加工を行う際には、ユーザは、加工対象部材１０の高さ（図２（ｂ）中、上下方向）の中心が、バイト５ｃの刃の上端部５ｃ２に当接するようにチャックに加工対象部材１０を支持させる。なお、図２（ｂ）では、加工対象部材１０の高さの中心線を一点鎖線で示している。
これらの処理により、図１に示すように、加工対象部材１０の回転中心位置Ｓ１がバイト５ｃの一端の刃先５ｃ３に当接する。
次に、加工対象部材から加工物を作成するときの旋盤１の動作を説明する。
まず、ユーザは、図１に示すように加工対象部材１０の回転中心位置Ｓ１がバイト５ｃの刃先５ｃ３に当接するように加工対象部材１０をセットする。
【００３４】
図３は、実施の形態の旋盤の動作を説明する図である。
次に、ユーザは、通電によりモータを回転させる。これにより、加工対象部材１０が軸Ｃを回転軸として回転する。この回転速度は例えば、３００ｒｐｍである。
次に、ユーザは、ハンドル部材４を把持して矢印Ａの方向に移動させる。例えば、ユーザは、２分間かけてハンドル部材４を１８０°移動させる。
【００３５】
これにより、回転力伝達ピンＰ２を介して固定部５ａに回転力が伝達する。このとき、板バネ６ａ、６ｂ、６ｃおよび圧縮バネ７のはたらきにより、固定部５ａの正面下部の平面部が、倣い定規３の円弧に押し付けられながら滑ることなく転がり、バイト５ｃが加工対象部材１０を切削する。このように、バイト５ｃが半円弧、非円形形状の輪郭を創成する運動を与えることで加工対象部材１０を加工する。具体的には、加工対象部材１０のバイト５ｃが当接した部分が切削されていくため、まず、加工対象部材１０の先端側が図３に示すように球状に切削されていく。このとき、ユーザは、バイト５ｃがあまり強く加工対象部材１０に押し当てられないように、ハンドル部材４に加える力を調整するのが好ましい。
【００３６】
また、ハンドル部材４の移動時には、板バネ６ａ、６ｂ、６ｃはそれぞれ固定部５ａが、倣い定規３上を滑ることを抑制する。これにより、精度の高い切削が可能となる。
図３では、バイト５ｃの軌跡を２点鎖線で示している。以下の説明では、バイト５ｃの位置を説明するために、バイト５ｃａ、５ｃｂのように符号を付す。
【００３７】
ハンドル部材４の回転角度が９０°である場合、図３中、加工物１０ａの中心となる軸Ｄに接する位置にバイト５ｃが位置する。このときの位置をバイト５ｃａとする。
【００３８】
ところで、バイト５ｃの端面５ｃ４は面取り加工されている。これにより、回転角度が９０°より大きくなったときにバイト５ｃの端面５ｃ４と加工対象部材１０との干渉を回避することができる。従って、例えばバイト５ｃに負荷がかかることを抑制することができる。
そして、ハンドル部材４の回転角度が１８０°に達すると、加工対象部材１０から木材の一部が切り離される。この切り離された木材が加工物１０ａとなる。
【００３９】
以上述べたように、実施の形態の旋盤１によれば、チャックに固定され回転している加工対象部材１０に対し、直線状のバイト５ｃの切れ刃を押し当てながら、バイト５ｃを倣い定規３の楕円の円弧の輪郭に沿って移動させるようにした。これにより、ハンドル部材４を１８０度回転させるだけで１つの加工物１０ａの加工が終わる。従って、加工の要する時間を短縮することができる。また、ハンドル部材４を１８０度回転させるだけで１つの加工物１０ａの加工が終わるため、操作は非常にシンプルである。また、楽しみながらゲーム感覚で加工物１０ａを作成することができる。
またバイトは直線状のものを用いるため、研磨が容易である。
【００４０】
また、バイトの切削部のほぼ全面が加工対象部材に当接して切削が行われるため、バイトの一部を用いて切削を行う場合に比べてバイトの摩耗を抑制することができる。
【００４１】
また、例えば図４に示す旋盤９０に示すバイト９８のように、高速回転する切削工具を用いる場合に比べ、低速で回転させても加工物を作成することができる。これにより、比較的安全であり、加工中の音も静かであり、加工に伴い発生する木くずも少ない。
また、加工物１０ａの終端の形状は突起状にならないため、例えば加工物１０ａをさらにヤスリがけする場合、ヤスリがけが短時間で終了する。
【００４２】
以上、本発明の作成方法、旋盤の倣い機構、旋盤、および刃物台を、図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物や工程が付加されていてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  旋盤
２  ベース
３  倣い定規
４  ハンドル部材
５  刃物台
５ａ  固定部
５ａ１  支持部
５ａ２  溝部
５ａ３  開口部
５ａ４  端部
５ｂ  調整部
５ｃ  バイト
５ｃ１  端部
５ｃ２  上端部
５ｃ３  刃先
６ａ、６ｂ、６ｃ  板バネ
７  圧縮バネ
１０  加工対象部材
１０ａ  加工物
Ｐ１  ハンドル回転中心ピン
Ｐ２  回転力伝達ピン
【要約】      （修正有）【課題】旋盤による倣い加工において、短時間で加工精度の高い加工物を作成すること。【解決手段】加工対象部材１０から加工物を作成する作成方法であって、チャックに固定され回転している加工対象部材１０に対し、直線状のバイト５ｃの切れ刃を押し当てながら、作成する加工物に対応する輪郭を有する倣い定規３の輪郭に沿って滑ることなく転がる運動によって、バイト５ｃに輪郭に沿った形状を創成する運動を与えることで加工物を作成する。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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