(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げ目標のエルボの内側側面に沿って、素材の第１の端面から第２の端面に向かう方向に、切削工具の略球形状の切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削する第１の切削ステップと、
前記仕上げ目標のエルボの内側側面に沿って、前記素材の第２の端面から第１の端面に向かう方向に、前記切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削する第２の切削ステップと、
を含むことを特徴とするエルボの製造方法。
【請求項２】
前記第１の切削ステップ及び第２の切削ステップは、前記第１の端面の前記エルボの内側側面の円周に沿って前記素材を切削するように、前記素材に対し前記切削工具を相対的に移動させつつ行う、
ことを特徴とする請求項１記載のエルボの製造方法。
【請求項３】
前記第１の切削ステップ及び前記第２の切削ステップは、前記切削工具の軸を移動させることにより、前記素材に対し前記切削工具を相対的に移動させつつ行う、ことを特徴とする請求項２記載のエルボの製造方法。
【請求項４】
前記第１の切削ステップ及び前記第２の切削ステップは、更に、前記素材を固定したテーブルを移動させることにより、前記素材に対し前記切削工具を移動させつつ行う、ことを特徴とする請求項２記載のエルボの製造方法。
【請求項５】
前記第１の切削ステップ及び第２の切削ステップは複数回行われ、前記複数回の一部を前記素材の第１の端面側から行った後、前記複数回の他の一部を前記素材の第２の端面側から行うことを特徴とする請求項１記載のエルボの製造方法。
【請求項６】
前記切削部の直径は、前記仕上げ目標のエルボの内径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のエルボの製造方法。
【請求項７】
前記切削部の直径は、前記仕上げ目標のエルボの内径の半分以上４分の３以下であることを特徴とする請求項１記載のエルボの製造方法。
【請求項８】
前記エルボは曲がり角が略９０°であることを特徴とする請求項１記載のエルボの製造方法。
【請求項９】
前記エルボは曲がり角が略１８０°であることを特徴とする請求項１記載のエルボの製造方法。
【請求項１０】
仕上げ目標のエルボの内側側面に沿って、矩形形状の素材の第１の端面から第２の端面に向かう方向に、切削工具の略球形状の切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削する第１の切削ステップと、
前記仕上げ目標のエルボの内側側面に沿って、前記素材の第２の端面から第１の端面に向かう方向に、前記切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削する第２の切削ステップと、を含み、
前記切削部の直径は、前記仕上げ目標のエルボの内径と同径であることを特徴とする請求項１記載のエルボの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エルボの製造方法、切削工具、及び、エルボに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、素材を削り出して形成するいわゆる削り出しエルボが知られている。しかしながら、当該削り出しエルボの製造過程において、より高度な加工を行うことができるいわゆる５軸の加工機等を用いたとしても、目標のエルボの内側側面に削り残しができる場合がある。そこで、例えば、下記特許文献１には、素材を粗加工して下穴をあけた後、円弧上の切れ刃を外周に有するサイドカッタを、目標のエルボの内側側面に沿って公転させ、螺旋状に移動させて切削することにより、削り残しのない削り出しエルボの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４９１５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、上記特許文献１においては、サイドカッタを螺旋状に移動させて切削することにより、目標のエルボの内側側面を形成することから、加工に時間を要する。
【０００５】
上記課題に鑑みて、本発明は、削り残しがなく、かつ、より高速でより高精度のエルボの製造方法、エルボ、当該エルボの製造に用いる切削工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明のエルボの製造方法は、仕上げ目標のエルボの中心線に沿って、粗形成されたエルボの第１の端面から第２の端面に向かう方向に、切削工具に含まれる略球形状の少なくとも一部で形成された切削部を相対的に移動させて、前記粗形成されたエルボを切削して前記仕上げ目標のエルボの内側側面を形成する切削ステップと、前記仕上げ目標のエルボの中心線に沿って、前記粗形成されたエルボの第２の端面から第１の端面に向かう方向に、前記切削部を相対的に移動させる移動ステップと、を含み、前記切削部の直径は、前記仕上げ目標のエルボの内径と略同一である、ことを特徴とする。
【０００７】
（２）上記（１）に記載のエルボの製造方法において、前記仕上げ目標のエルボの曲がり角は、略９０度であることを特徴とする。
【０００８】
（３）上記（２）に記載のエルボの製造方法において、前記第１の切削ステップにおいて、前記切削部は、前記切削部から延伸する軸部に沿った方向に対して略２０°の角度で、前記第１の端面への進入を開始することを特徴とする。
【０００９】
（４）上記（１）に記載のエルボの製造方法は、更に、前記粗形成されたエルボをテーブルに固定するステップを含み、前記切削ステップ及び前記移動ステップは、前記テーブルを回転させることにより行われることを特徴とする。
【００１０】
（５）上記（２）に記載のエルボの製造方法において、前記切削工具は、前記切削部から延伸する軸部を含み、前記軸部の直径は、前記略球形状の直径の５分の１乃至５分の２であることを特徴とする。
【００１１】
（６）上記（１）に記載のエルボの製造方法において、前記切削工具は、前記切削部から延伸する軸部を含み、前記切削部は、前記軸部に沿った方向に互いにずれて配置する複数の切れ刃を有することを特徴とする。
【００１２】
（７）上記（１）に記載のエルボの製造方法は、更に、前記粗形成されたエルボの外側側面の外周に沿って、相対的に加工用チップを回転させて切削するとともに、前記第１の端面から前記第２の端面に向かう方向に前記粗形成されたエルボを移動させることにより、前記仕上げ目標のエルボの外側側面を形成する外側側面形成ステップを含む、ことを特徴とする。
【００１３】
（８）上記（７）に記載のエルボの製造方法は、更に、前記粗形成されたエルボを回転テーブルに固定するステップを含み、前記外側側面形成ステップにおける前記粗形成されたエルボの移動は、前記回転テーブルを回転させることにより、行われることを特徴とする。
【００１４】
（９）本発明の切削工具は、略球形状の少なくとも一部で形成されるとともに、複数の切れ刃を含む切削部と、前記切削部から延伸する軸部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
（１０）上記（９）に記載の切削工具において、前記切削部は、それぞれ、前記切削部の一端から延伸するように前記切削部の表面に沿ってリッジ状に形成されるとともに、側面に前記複数の切れ刃を含む、複数のリッジ部を有する、ことを特徴とする。
【００１６】
（１１）上記（９）に記載の切削工具において、前記軸部の直径は、前記略球形状の直径の５分の１乃至５分の２であることを特徴とする。
【００１７】
（１２）上記（９）に記載の切削工具において、前記切削部は、前記略球形状から、前記軸部と軸部と反対側に位置する部分を切り取られた形状を有することを特徴とする。
【００１８】
（１３）上記（１２）に記載の切削工具において、前記切削部は、更に、前記軸部と略垂直な方向に切り取られた形状を有することを特徴とする。
【００１９】
（１４）上記（９）に記載の切削工具は、更に、前記軸部と接続される第１のベベルギアと、一端に前記第１のベベルギアと噛み合う第２のベベルギアを含む第１のシャフト部と、を含み、前記軸部と、前記第１のシャフトは所定の角度を有することを特徴とする。
【００２０】
（１５）上記（１４）に記載の切削工具は、前記第１のシャフト部は、他端に第３のベベルギアを含み、前記切削工具は、更に、前記第３のベベルギアと噛み合う第４のベベルギアを含む第２のシャフト部と、を含み、前記第１のシャフト部と、前記第２のシャフト部は、所定の角度を有することを特徴とする。
【００２１】
（１６）上記（１４）に記載の切削工具において、前記所定の角度は、略４５°であることを特徴とする。
【００２２】
（１７）上記（１０）に記載の切削工具において、前記複数のリッジ部のうち隣接する複数のリッジ部の切れ刃は、回転方向に対して互いにずれて配置されることを特徴とする。
【００２３】
（１８）上記（１０）に記載の切削工具において、前記各リッジ部は、前記複数の切れ刃をそれぞれ着脱自在に格納する複数の格納部を有することを特徴とする。
【００２４】
（１９）本発明の他のエルボの製造方法は、仕上げ目標のエルボの内側側面に沿って、素材の第１の端面から第２の端面に向かう方向に、切削工具の略球形状の少なくとも一部で形成された切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削する第１の切削ステップと、前記仕上げ目標のエルボの内側側面に沿って、前記素材の第２の端面から第１の端面に向かう方向に、前記切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削する第２の切削ステップと、を含むことを特徴とする。
【００２５】
（２０）上記（１９）に記載のエルボの製造方法において、前記第１の切削ステップ及び第２の切削ステップは、前記第１の端面の前記エルボの内側側面の円周に沿って前記素材を切削するように、前記素材に対し前記切削工具を相対的に移動させつつ行う、ことを特徴とする。
【００２６】
（２１）上記（２０）に記載のエルボの製造方法において、前記第１の切削ステップ及び前記第２の切削ステップは、前記切削工具の軸を移動させることにより、前記素材に対し前記切削工具を相対的に移動させつつ行う、ことを特徴とする。
【００２７】
（２２）上記（２０）に記載のエルボの製造方法において、前記第１の切削ステップ及び前記第２の切削ステップは、更に、前記素材を固定したテーブルを移動させることにより、前記素材に対し前記切削工具を移動させつつ行う、ことを特徴とする。
【００２８】
（２３）上記（１９）乃至（２２）のいずれかに記載のエルボの製造方法において、前記第１の切削ステップ及び第２の切削ステップは、前記素材の第１の端面側から行った後、前記素材の第２の端面側から行うことを特徴とする。
【００２９】
（２４）上記（１９）乃至（２３）のいずれかに記載のエルボの製造方法において、前記略球形状の直径は、前記仕上げ目標のエルボの内径よりも小さいことを特徴とする。
【００３０】
（２５）上記上記（１９）乃至（２４）のいずれかに記載のエルボの製造方法において、前記切削部の直径は、前記仕上げ目標のエルボの内径の半分以上４分の３以下であることを特徴とする。
【００３１】
（２６）上記（１９）乃至（２５）のいずれかに記載のエルボの製造方法において、前記エルボは曲がり角が略９０°であることを特徴とする。
【００３２】
（２７）上記（１９）乃至（２６）のいずれかに記載のエルボの製造方法において、前記エルボは曲がり角が略１８０°であることを特徴とする。
【００３３】
（２８）上記（１９）に記載のエルボの製造方法において、前記略球形状の直径は、前記仕上げ目標のエルボの内径と同径であることを特徴とする。
【００３４】
（２９）本発明のエルボは、内側に軸心が所定の曲率で屈曲するとともに、断面が円形状の内側側面と、前記内側側面に沿って形成され、前記内側側面よりも直径が大きい外側側面と、を含み、前記内側側面は、前記曲率の内側の表面と前記曲率の外側の表面の平坦度が同一である、ことを特徴とする。
【００３５】
（３０）上記（２９）記載のエルボにおいて、前記内側側面は、表面全体の平坦度が同一であることを特徴とする。
【００３６】
（３１）上記（２９）記載のエルボにおいて、前記内側側面は、前記エルボの中心線に沿って、粗形成されたエルボの第１の端面から第２の端面に向かう方向に、切削工具に含まれる前記エルボの内径と直径が略同一である略球形状の少なくとも一部で形成された切削部を相対的に移動させて、前記粗形成されたエルボの内側側面を切削することにより形成されていることを特徴とする。
【００３７】
（３２）上記（２９）記載のエルボにおいて、前記内側側面は、前記エルボの内側側面に沿って、素材の第１の端面から第２の端面に向かう方向に、切削工具の略球形状の少なくとも一部で形成された切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削することにより、形成されていることを特徴とする。
【００３８】
（３３）上記（３２）記載のエルボにおいて、前記内側側面は、更に、前記素材の第２の端面から第１の端面に向かう方向に、前記切削部を相対的に移動させて、前記素材を切削することにより、形成されていることを特徴とする。
【００３９】
（３４）本発明の他のエルボの製造方法は、仕上げ目標のエルボの内側側面の略中央部に下穴を形成するステップと、前記仕上げ目標のエルボの内側側面に沿った方向であり、かつ、素材の第１の端面から第２の端面に向かう方向に、サイドカッタを相対的に移動させて、前記素材を切削する第１の切削ステップと、前記仕上げ目標のエルボの内側側面に沿った方向であり、かつ、前記素材の第２の端面から第１の端面に向かう方向に、前記サイドカッタを相対的に移動させて、前記素材を切削する第２の切削ステップと、を含むことを特徴とする。
【００４０】
（３５）上記（３４）に記載のエルボの製造方法において、前記第１の切削ステップ及び第２の切削ステップは、前記仕上げ目標のエルボの第１または第２の端面に形成される内側側面の円周に沿って前記素材を切削するように、前記素材に対し前記サイドカッタを相対的に移動させつつ行う、ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施形態における回転切削工具の一例を示す図である。
【図２Ａ】第１の実施形態におけるエルボの素材について説明するための図である。
【図２Ｂ】第１の実施形態におけるエルボの素材について説明するための図である。
【図３Ａ】第１の実施形態におけるエルボの製造方法について説明するための図である。
【図３Ｂ】第１の実施形態におけるエルボの製造方法について説明するための図である。
【図４】第１の実施形態におけるエルボの製造方法について説明するための図である。
【図５Ａ】第１の実施の形態におけるエルボの一例を示す図である。
【図５Ｂ】第１の実施の形態におけるエルボの一例を示す図である。
【図５Ｃ】第１の実施の形態におけるエルボの一例を示す図である。
【図６Ａ】第２の実施形態におけるエルボの製造方法について説明するための図である。
【図６Ｂ】第２の実施形態におけるエルボの製造方法について説明するための図である。
【図６Ｃ】第２の実施形態におけるエルボの製造方法について説明するための図である。
【図６Ｄ】第２の実施形態におけるエルボの製造方法について説明するための図である。
【図７Ａ】第２の実施形態におけるサイドカッタの一例を示す図である。
【図７Ｂ】第２の実施形態におけるサイドカッタの一例を示す図である。
【図８Ａ】第１または第２の実施形態におけるエルボの他の一例を示す図である。
【図８Ｂ】第１または第２の実施形態におけるエルボの他の一例を示す図である。
【図９】第１または第２の実施形態におけるエルボの他の一例を示す図である。
【図１０】第１または第２の実施形態におけるエルボの他の一例を示す図である。
【図１１】内側の断面が真円形状を確保できていないエルボや曲げパイプの内側側面の断面を真円形状にするために用いる場合について説明するための図である。
【図１２】内側の断面が真円形状を確保できていないエルボや曲げパイプの内側側面の断面を真円形状にするために用いる場合について説明するための図である。
【図１３Ａ】第３の実施形態における切削工具の一例を示す図である。
【図１３Ｂ】第３の実施形態における切削工具の他の一例を示す図である。
【図１４】エルボの固定についての治具の一例を示す図である。
【図１５Ａ】エルボのテーブルへの固定について説明するための図である。
【図１５Ｂ】エルボのテーブルへの固定について説明するための図である。
【図１６Ａ】第３の実施形態におけるエルボの製造方法を説明するための図である。
【図１６Ｂ】第３の実施形態におけるエルボの製造方法を説明するための図である。
【図１６Ｃ】第３の実施形態におけるエルボの製造方法を説明するための図である。
【図１７】第３の実施形態との比較例を示す図である。
【図１８】外形加工用工具について説明するための図である。
【図１９Ａ】エルボの外側側面の形成について説明するための図である。
【図１９Ｂ】エルボの外側側面の形成について説明するための図である。
【図１９Ｃ】エルボの外側側面の形成について説明するための図である。
【図１９Ｄ】エルボの外側側面の形成について説明するための図である。
【図２０】第４の実施形態における切削工具の概要を示す図である。
【図２１Ａ】第３の実施形態におけるエルボの製造方法を説明するための図である。
【図２１Ｂ】第３の実施形態におけるエルボの製造方法を説明するための図である。
【図２１Ｃ】第３の実施形態におけるエルボの製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面については、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４３】
［第１の実施形態］
まず、本実施の形態におけるエルボの製造方法で使用する回転切削工具の一例について説明する。図１に示すように、本実施の形態におけるボールエンドミル１００は、略球形状の切削部１０１、及び、当該切削部１０１にから延伸するように形成された軸部１０２と、を含む。
【００４４】
略球形状の切削部１０１は、切削部１０１の一端から延伸するように、略球形状の切削部１０１の表面に沿って形成されたリッジ状のリッジ部１０３を複数含む。具体的には、例えば、複数のリッジ部１０３は、図１の上面からみて、切削部１０１の表面に沿って放射状に角度を有して広がるように、配置される。
【００４５】
また、各リッジ部１０３の側面には、複数の切れ刃１０４が配置される。具体的には、例えば、各リッジ部１０３の側面には、複数の切れ刃１０４が略等間隔で並んで配置される。また、各リッジ部１０３は、例えば、側面に複数の切れ刃１０４をそれぞれ着脱自在に取り付け可能な格納部１０５を含み、切れ刃１０４は格納部１０５に取り付けられる。なお、例えば、各切れ刃１０４は、例えばボルトやネジ等を用いて、格納部１０５に取り付けられる。また、切れ刃１０４の材料としては、例えば、タングステンカーバイドを用いる。
【００４６】
また、隣接するリッジ部１０３の切れ刃１０４は、回転方向１０６に対して、互いにずれるように配置する。つまり、例えば、隣接する２のリッジ部１０３において、一方のリッジ部１０３（第１のリッジ部）の格納部１０５の位置は、他方のリッジ部１０３（第２のリッジ部）の格納部１０５の位置と軸と平行な方向からみてずれて配置する。これにより、第１のリッジ部１０３には略等間隔に切れ刃１０４が配置されていることから、第１のリッジ部１０３に取り付けられた切れ刃１０４では、素材を切削されない部分が生じるが、当該切削できない部分は、第２のリッジ部１０３の取り付けられた切れ刃１０４によって、切削される。なお、複数のリッジ部１０３や切れ刃１０４を含む切削部１０１のサイズは、目標のエルボの内径の半分以上４分の３以下であることが望ましい。
【００４７】
軸部１０２は、切削部１０１から延伸するように配置される。ここで、軸部１０２の直径は、切削部１０１の直径よりも小さい。これにより、後述するように、目標のエルボの内側側面に沿って、ボールエンドミル１００を移動させる場合において、軸部１０２とエルボの内側側面との干渉を抑制することができる。
【００４８】
なお、図１に示したボールエンドミル１００は、一例であって、切削部１０１の径や軸部１０２の直径や長さ等は、目標のエルボの曲がり角やサイズ、当該ボールエンドミル１００を用いる加工機等に応じて、調整される。また、リッジ部１０３の数、球形状の切削部１０１に対するリッジ部１０３の弧の角度等も必要に応じて変更することはいうまでもない。
【００４９】
次に、本実施の形態におけるエルボの素材について説明する。ここで、素材２０１は、例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すような、ブロック状の形状を有する。なお、図２Ａ及び図２Ｂにおいては、理解の容易化のため、素材２０１を半分に切断した断面の図を示すとともに、目標のエルボ２００を実線で示すとともに、そのエルボ２００の中央線を一点鎖線で示す。また、図２Ａ及び図２Ｂにおいては、一例として曲がり角が９０°のエルボ２００の素材２０１を示すが、その他の曲がり角のエルボ２００を製造する場合には、当該曲がり角に応じた形状の素材２０１を用いる。
【００５０】
図２Ａ及び図２Ｂからわかるように目標のエルボ２００は、素材２０１から目標のエルボ２００となる部分を切削することにより製造される。また、素材２０１の材料としては、例えば、ステンレス鋼、地帯系材料、ニッケル基耐熱合金、などのいわゆる難削材を用いる。
【００５１】
次に、当該エルボ２００の製造方法について説明する。まず、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、素材２０１を加工機のテーブル（図示なし）に対して設置する。そして、ボールエンドミル１００の軸部１０２が、素材２０１の第１の端面２０３と略垂直になるようにボールエンドミル１００を設置する。なお、図３Ａ及び図３Ｂにおいては、図１に示したリッジ部１０３については、図示を省略する。
【００５２】
次に、目標のエルボ２００の内側側面２０４に沿って、素材２０１の第１の端面２０３から第２の端面２０５に向かう方向に、ボールエンドミル１００の切削部１０１を相対的に移動させて、素材２０１を切削する（第１の切削）。具体的には、例えば、図３Ａに示した場合、矢印３０１の方向に切削部を移動させて、素材２０１を切削する。ここで、軸部１０２が素材２０１に干渉しないように、素材２０１に対するボールエンドミル１００の軸部１０２の方向を調整する。
【００５３】
ここで、当該調整は、例えば、ボールエンドミル１００を、３軸を用いて移動させるようにして行ってもよいし、当該３軸に加えてテーブルを、２軸を用いて移動させるように構成してもよい。なお、３軸とは、例えば、ｘ、ｙ、ｚ軸の３次元に相当し、２軸とは、例えば、ｘ軸、ｙ軸の２次元に相当する。
【００５４】
次に、目標のエルボ２００の内側側面２０４にそって、第２の端面２０５から第１の端面２０３に向かう方向に、ボールエンドミル１００の切削部を相対的に移動させて、素材２０１を切削する（第２の切削）。具体的には、例えば、図３Ｂに示した場合、矢印３０２の方向に切削部１０１を移動させて、素材２０１を切削する。ここで、第１の切削と同様に、軸部１０２が素材２０１に干渉しないように、素材２０１に対するボールエンドミル１００の軸部１０２の方向を調整する。つまり、第１の切削及び第２の切削は、切削部１０１を目標のエルボ２００の内側側面２０４に沿って往復させることにより行う。
【００５５】
ここで、上記第１の切削及び第２の切削は、目標のエルボ２００の第１の端面２０３または第２の端面２０５である円周に沿って素材２０１を切削するように、素材２０１に対してボールエンドミル１００を相対的に移動させつつ行う。
【００５６】
具体的には、例えば、図４に示すように、目標のエルボ２００の内側側面２０４で表される第１の端面２０３の円周４０１に沿った方向４０２に、ボールエンドミル１００を相対的に移動させつつ、第１及び第２の切削を行う。つまり、第１の切削において、ボールエンドミル１００が上記円周４０１の方向４０２に移動することから、第１の端面２０３付近においては、第１の端面２０３に垂直な方向に対して斜めに穴が形成される。また、第２の切削においては、ボールエンドミル１００が上記円周４０１方向に移動することから、第１の端面２０３付近においては、第１の端面２０３に垂直な方向に対して斜めに穴が形成される。言い換えれば、ボールエンドミル１００を上記円周方向４０２に公転させつつ、第１及び第２の切削を行う。ここで、図４に示すように、切削部１０１の自転方向４０４と、ボールエンドミル１００の回転方向４０２は、互いに逆向きであることが好ましい。
【００５７】
なお、図４においては、理解の容易化のため、第１の切削におけるボールエンドミル１００の素材２０１への進入位置の一例を実線４０３で示すとともに、当該第１の切削後の第２の切削におけるボールエンドミル１００の素材２０１から出てくる位置の一例を破線４０５で示す。
【００５８】
上記第１の切削及び第２の切削を第１の端面２０３側から上記円周４０１の方向４０２に沿って、第１の端面２０３側からの目標のエルボ２００の内側側面２０４が形成されるまで繰り返し行う。
【００５９】
次に、ボールエンドミル１００に軸部１０２が第２の端面２０５と略垂直になるように設置する。具体的には、例えば、テーブルを回転させて、ボールエンドミル１００の軸部１０２が第２の端面２０５と略垂直になるように設置する。次に上記と同様第１の切削及び第２の切削を、ボールエンドミル１００を上記円周方向に公転させつつ繰り返し行う。これにより、例えば、第１の端面２０３側からの切削において軸部１０２と素材２０１とが干渉等することにより切削できなかった第２の端面２０５側に生じる削り残しを切削し、エルボ２００の内側側面２０４の全体を形成することができる。
【００６０】
次に、目標のエルボ２００の外側側面２０６を形成する。これにより、目標のエルボ２００が形成される。なお、当該外側側面２０６の形成は、上記と同様に第１の切削及び第２の切削を用いて行うように構成してもよいし、後述するミーリングカッタやサイドカッタを用いて形成してもよい。
【００６１】
更に、上記においては、第１または第２の切削の両者において、上記円周方向４０２にボールエンドミル１００を公転させる場合について説明したが、第１または第２の切削においては、上記円周４０２方向の移動は行わず、第１の切削を行った後、ボールエンドミル１００を円周方向４０２に沿って移動し、その後第２の切削を行うように構成してもよい。また、第１または第２の切削の一方においてのみ、上記円周方向４０２の移動を行うように構成してもよい。
【００６２】
次に、本実施の形態におけるエルボ２００の一例について説明する。図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃは、本実施の形態における製造方法により製造されたエルボ２００の一例を示す図である。具体的には、一例として、図５Ａは、エルボの斜視図を示し、図５Ｂは、図５Ａに示したエルボの断面を示し、図５Ｃは、図５Ａに示したエルボの平面図を示す。なお、図５Ｃは、説明の簡略化のため、エルボ２００を半分に切断した場合の平面図を示す。
【００６３】
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示すように、エルボ２００は、軸心が所定の曲率で屈曲するとともに、断面が円形状の内側側面２０４、及び、前記内側側面２０４に沿って内側側面２０４から外側に所定の距離を有する外側側面２０６を有する。また、内側側面２０４は、エルボ２００の曲率の内側の表面５０１と曲率の外側の表面５０２の平坦度が異なることはなく、内側側面２０４の全表面において、略同一の平坦度を有する。
【００６４】
なお、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃにおいては、一例として、曲がり角が９０°でかつ、断面において円形状で、所定の管厚を有するエルボ２００を示しているが本実施の形態におけるエルボ２００は、これに限られず、例えば、１８０°の曲がり角を有するように構成してもよいし、異なる管厚を有するように構成してもよい。なお、本実施の形態によれば、約２００°の曲がり角を有するエルボ２００まで製造することができる。
【００６５】
本実施の形態によれば、削り残しがなく、また、より高速でより高精度のエルボの製造方法、エルボ、当該エルボの製造に用いるボールエンドミルを提供することができる。
【００６６】
例えば、上記従来技術においては、サイドカッタはカッタの側面方向を切削することから、目標のエルボの内側側面に沿って螺旋状にサイドカッタを移動させているが、本実施の形態によれば、目標の内側側面２０４に沿って直接エルボ２００の内側端面２０４に沿ってボールエンドミル１００を用いて切削することにより、より高速にエルボ２００を製造することができる。また、素材に２０１に下穴の形成を行わずに、エルボ２００の内側側面２０４を形成できることから、下穴の形成を行わない場合には、下穴の形成時間を省略することもできる。
【００６７】
また、例えば、上記従来技術においては、サイドカッタを螺旋状に移動させて目標のエルボの内側側面２０４を形成する際の螺旋移動のピッチが異なることから、エルボ２００の曲がり角に対する内側側面２０４の内側と外側とで平坦度が異なるが、本実施の形態によれば、目標の内側側面２０４に沿って第１及び第２の切削を行うことにより、エルボ２００の曲率の内側の表面と曲率の外側の表面とでその平坦度が異なることがなく、平坦度を内側側面２０４の全表面で略同一とすることができる。
【００６８】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【００６９】
例えば、上記においては第２の端面２０５側からの第１及び第２の切削を行う場合について説明したが、第１の端面２０３側からの切削により削り残しが生じない場合、つまり、エルボ２００の内側側面２０４全体を形成できる場合には、第２の端面２０５側からの第１及び第２の切削を省略することができる。具体的には、例えば、目標のエルボ２００の曲がり角が１５°の場合等、曲がり角が小さい場合には、第２の端面２０５側からの切削を省略することができる。
【００７０】
また、上記においては下穴を形成しない場合について説明したが、目標のエルボ２００の内側側面２０４の略中央に下穴をあけた後、上記第１の第１の切削及び第２の切削を行うようにしてもよい。この場合の下穴は、例えば、ボールエンドミル１００を用いて形成してもよいし、後述する通常のミーリングカッタを用いてもよい。
【００７１】
更に、上記においては、内側側面２０４を形成した後、外側側面２０６を形成する場合について説明したが、逆に、外側側面２０６を形成した後、内側側面２０４を形成してもよい。また、第１の切削及び第２の切削後に仕上げ用の異なる切削部１０１を用いて、内側側面２０４の仕上げ加工を行うように構成してもよい。
【００７２】
［第２の実施形態］
本実施の形態においては、上記ボールエンドミル１００に代えて、主に、サイドカッタを用いて上記第１の切削及び第２の切削を行う点が上記第１の実施の形態と異なる。なお、下記においては上記第１の実施形態と同様である点については説明を省略する。
【００７３】
図６Ａ乃至図６Ｄは本実施の形態におけるエルボ２００の製造方法について説明するための図である。本実施の形態においては、図６Ａに示すように、まず、素材２０１を加工機のテーブル（図示なし）に対して設置する。また、ミーリングカッタ６０１に軸部６０２が第１の端面２０３と略垂直になるように設置する。ここで、例えば、ミーリングカッタ６０１は、正面フライスであって、円弧上に切れ刃を複数有し、当該円弧に垂直な方向に切削することができるが、当該ミーリングカッタ６０１の詳細な構成については周知であることから説明を省略する。
【００７４】
次に、図６Ｂに示すように、ミーリングカッタ６０１を用いて、第１の端面２０３から下穴６０３を形成する。具体的には、ミーリングカッタ６０１の位置をかえつつ、ミーリングカッタ６０１の軸方向に移動させて下穴６０３を形成する。当該下穴６０３の外形は、後述するサイドカッタの円弧上のカッタ切削部が挿入できるように、当該サイドカッタのカッタ切削部よりも外形より大きい。なお、図６Ｂに示した下穴６０３の形状・位置は一例であって、サイドカッタの円弧上のカッタ切削部が挿入できれば異なる形状・位置であってもよい。
【００７５】
次に、同様に、例えば、図６Ｃに示すように、ミーリングカッタ６０１に軸部６０２が第２の端面２０５と略垂直になるように設置して、図６Ｄに示すように、第２の端面２０５側からも下穴６０３を形成する。
【００７６】
次に、上記第１の実施の形態と同様に、目標のエルボ２００の内側側面２０４に沿って、第１の端面２０３から第２の端面２０５に向かう方向に、サイドカッタ７００の切削部１０１を相対的に移動させて、素材２０１を切削する（第１の切削）する。
【００７７】
ここで、当該サイドカッタ７００は、例えば、図７Ａに示すように、円形状のカッタ切削部７０１の外周に切れ刃７０２を複数有する。また、当該カッタ切削部７０１には、カッタ切削部７０１が取り付けられるアーバ７０３が切削時に素材２０１と干渉しないように、所定の長さ及び直径のアーバ７０３が用いられる。なお、切れ刃７０２が交換可能に取り付けられるように構成してもよい。
【００７８】
次に、目標のエルボ２００の内側側面２０４にそって、第２の端面２０５から第１の端面２０３に向かう方向に、サイドカッタ７００の切削部１０１を相対的に移動させて、素材２０１を切削する（第２の切削）。ここで、本実施の形態においては、ボールエンドミル１００に代えて、サイドカッタ７００を用いる点が上記実施の形態と異なる。その他の点は上記実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７９】
本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様に、削り残しがなく、また、より高速でより高精度のエルボの製造方法及びエルボを提供することができる。例えば、上記従来技術においては、サイドカッタはカッタの側面方向を切削することから、目標のエルボの内側側面に沿って螺旋状にサイドカッタを移動させているが、本実施の形態によれば、目標の内側側面２０４に沿ってエルボ２００の内側端面２０４に沿って切削することにより、より高速にエルボ２００を製造することができる。
【００８０】
また、例えば、上記従来技術においては、サイドカッタを螺旋状に移動させて目標のエルボの内側側面２０４を形成する際の当該螺旋移動のピッチが異なることから、エルボ２００の曲がり角に対する内側側面２０４の内側と外側とで平坦度が異なるが、本実施の形態によれば、目標の内側側面２０４に沿って第１及び第２の切削を行うことにより、エルボ２００の曲率の内側の表面と曲率の外側の表面とでその平坦度が異なることがなく、平坦度を内側側面２０４の全表面で略同一とすることができる。
【００８１】
［第３の実施形態］
本実施の形態においては、主に、複数のリッジ部１０３や切れ刃１０４を含む切削部１０１のサイズが目標のエルボ２００の内径と同じである点が、上記第１の実施の形態と異なる。なお、下記においては、上記第１の実施形態と同様である点については説明を省略する。
【００８２】
まず、本実施の形態におけるエルボ２００の製造方法で使用する回転切削工具の一例について説明する。上記第１の実施形態と同様に、図１に示すように、本実施の形態におけるボールエンドミル１００は、略球形状の切削部１０１、及び、当該切削部１０１にから延伸するように形成された軸部１０２と、を含む。しかしながら、本実施の形態においては、複数のリッジ部１０３や切れ刃１０４を含む切削部１０１のサイズが、目標のエルボ２００の内径と同径である。なお、例えば、当該サイズの相違に基づき、リッジ部１０３の数や切れ刃１０４の数が異なるように構成してもよい。
【００８３】
次に、本実施の形態における当該エルボ２００の製造方法について説明する。本実施の形態においては、上記第１の実施形態と同様に、素材２０１を加工機のテーブル（図示なし）に対して設置する。そして、ボールエンドミル１００の軸部１０２が、素材２０１の第１の端面２０３と略垂直になるようにボールエンドミル１００を設置する。
【００８４】
次に、目標のエルボ２００の内側側面２０４に沿って、素材２０１の第１の端面２０３から第２の端面２０５に向かう方向に、ボールエンドミル１００の切削部１０１を相対的に移動させて、素材２０１を切削する（第１の切削）。次に、目標のエルボ２００の内側側面２０４に沿って、第２の端面２０５から第１の端面２０３に向かう方向に、ボールエンドミル１００の切削部を相対的に移動させて、素材２０１を切削する（第２の切削）。
【００８５】
ここで、上記第１の実施の形態においては、上記のように切削部１０１のサイズは、目標のエルボ２００の内径よりも小さいことから、内側側面２０４の一部を切削できるのみであったが、本実施の形態においては、上記のように切削部１０１のサイズは、目標のエルボの内径と同径であることから、１回の第１の切削及び第２の切削で第１の端面２０３側からの内側側面２０４の断面の全表面を切削することができる。つまり、第１及び第２の切削において、第１の端面２０３側からの内側側面２０４を仕上げることができる。
【００８６】
次に、上記第１の実施形態と同様に、ボールエンドミル１００に軸部１０２が第２の端面２０５と略垂直になるように設置し、例えば、テーブルを回転させて、ボールエンドミル１００の軸部１０２が第２の端面２０５と略垂直になるように設置する。次に上記と同様第１の切削及び第２の切削を行う。
【００８７】
ここで、上記と同様に、本実施の形態においては、切削部１０１のサイズが目標のエルボの内径と同径であることから、１回の第１の切削及び第２の切削で第２の端面２０５側からの内側側面２０４の断面の全表面を切削することができる。つまり、第１及び第２の切削において、第２の端面２０５側からの内側側面２０４を仕上げることができる。
【００８８】
次に、目標のエルボ２００の外側側面２０６を形成する。これにより、目標のエルボ２００が形成される。
【００８９】
本実施の形態によれば、１回の第１の切削及び第２の切削により、第１の端面２０３側からの内側側面２０４の全表面を切削することができるとともに、同様に、１回の第１の切削及び第２の切削により、第２の端面２０５側からの内側側面２０４の全表面を切削することができる。これにより、目標エルボ２００の製造時間を更に大幅に短縮することができる。なお、上記においては、第２の端面２０５側からの第１及び第２の切削を行う場合について説明したが、例えば、エルボ２００の曲がり角が小さい場合等、第１の端面２０３側からの切削によりエルボ２００の内側側面２０４全体を形成できる場合には、第２の端面２０５側からの第１及び第２の切削を省略することができる。この場合は、更に、製造時間を短縮できる。
【００９０】
また、上記第１の実施形態と異なり、第１の切削及び第２の切削において、ボールエンドミル１００をエルボ２００の円形状の内側側面の方向に沿って移動させる必要もないことから、ボールエンドミル１００の移動制御の複雑化及び加工機の複雑化を避けることもできる。
【００９１】
更に、上記第１及び第２の実施形態と同様に、本実施の形態によれば、削り残しがなく、また、より高速でより高精度のエルボの製造方法及びエルボを提供することができる。また、エルボ２００の曲率の内側の表面と曲率の外側の表面とでその平坦度が異なることがなく、平坦度を内側側面２０４の全表面で略同一とすることができる。
【００９２】
本発明は、上記第１乃至第３の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記第１乃至第３の実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【００９３】
例えば、上記第１乃至第３の実施の形態においては、主に曲がり角９０°のエルボについて説明したが、異なる曲がり角、例えば、１８０°であってもよい。また、例えば、上記第１乃至第３の実施形態においては、一例として、管厚が一定のエルボ２００の製造方法について説明したが、例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、エルボ２００の内側側面２０４の中心８０１を外側側面２０６の中心８０２に対して偏心させてもよい。この場合、例えば、エルボ２００の曲がり角の外側のエルボ２００の管厚を内側の管厚よりも大きくした場合、エルボ２００の曲がり角の外側の強度を内側の強度に比べて強くすることができる。
【００９４】
また、エルボ２００の形状については、例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すようにエルボ２００の第１及び第２の端面２０３、２０５に、直線形状となる直線部９０１を有するように構成してもよいし、第１または第２の端面２０３、２０５の一方に当該直線部９０１を有するように構成してもよい。更に、図１０に示すようにエルボ２００の第１及び第２の端面２０３、２０５に、フランジ９０２を一体的に有するように構成してもよい。
【００９５】
更に、上記第１及び第３の実施の形態は、内側の断面が真円形状を確保できていないエルボや曲げパイプの内側側面を真円形状にするために用いることもできる。
【００９６】
例えば、図１１に示すように、上記のようなエルボ２００の内側の断面が真円形状を確保できていないエルボや曲げパイプにおいては、理想的な内側側面の寸法（仕上がり寸法１１１）に比べて削り残し部分や曲げ工程による変形による取り代部分（以下「削りのこし部分１１２」という）が存在する。
【００９７】
ここで、当該削り残し部分１１２が理想的な側面（仕上がり寸法１１１）に対し所定の厚さ以上である場合には、例えば上記のような円盤状の切削部７０１を用いた場合には、一般にその切れ刃７０２が小さいことから、切削できる範囲が限定され、当該エルボや曲げパイプの断面を真円形状にすることができない。具体的には、例えば、図１１に示したように、削り残し部分１１２が厚い場合において、削り残し部分１１２の内側からエルボの内側径よりも小さい径の当該円盤状の切削部７０１を用いて切削した場合、削り残し部分１１２の内側の一点鎖線で示した部分までは切削できるが仕上がり寸法１１１まで切削することができない。また、例えば、図１２に示すように、エルボの内側と同径の円盤状の切削部７０１を用いた場合、切れ刃７０２のサイズにより切削可能な範囲は、図１２の一点鎖線の範囲に限られる。したがって、削り残し部分１１２が当該一点鎖線よりも厚い部分を有する場合には、削り残し部分１１２を除去することができない。
【００９８】
しかしながら、上記第１または第３の実施形態のような球形状の切削部１０１を有するボールエンドミル１０１を用いれば、仕上がり寸法１１１まで切削することができる。
【００９９】
上記のように、第１及び第３の実施の形態は、上記のようにエルボの内側の断面が真円形状を確保できていないエルボや曲げパイプの内側側面を真円形状にするために用いることもできる。なお、特許請求の範囲におけるエルボは、例えば、上記エルボや曲げパイプも含む。
【０１００】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施の形態においては、切削部１０１の形状が第１の実施形態と異なる。本実施の形態においては、切削部１０１の略球形状の部分の直径が仕上げ目標のエルボの内径と同径であり、主に、粗形成されたエルボ１５０の第１の端面から第２の端面に向かう方向への切削部の相対的移動により、仕上げ目標のエルボの内側側面を形成する点が異なる。なお、下記においては、上記第１乃至第３の実施形態と同様である部分については説明を省略する。なお、本実施の形態においては、例えば、素材２０１として、粗形成されたエルボ１５０を用いる。ここで、粗形成されたエルボ１５０とは、例えば、上記エルボの内側の断面が真円形状を確保できていないエルボ等に相当する。
【０１０１】
まず、本実施の形態におけるエルボの製造方法で使用する切削工具１３１の一例について説明する。
【０１０２】
図１３Ａ及び図１３Ｂは、本実施の形態における切削工具の一例について説明するための図である。具体的には、図１３Ａ及び図１３Ｂは、曲げ角が９０°のいわゆる９０°エルボの製造方法で使用する切削工具１３１の概要の一例を示す図である。
【０１０３】
図１３Ａに示すように、本実施の形態における切削工具１３１は、軸部１３２と、切削部１３３を含む。そして、切削部１３３は、略球形状の少なくとも一部で形成されるとともに複数の切れ刃１３４を含む。
【０１０４】
具体的には、例えば、図１３Ａに示すように、切削部１３３は、軸部１３２と接続される部分と、軸部１３２と反対側に位置する部分とに略球形状の一部が切り取られた部分を有する。より具体的には、例えば、略球形状の直径と、切り取った部分の比は約５：１とする。つまり、例えば、略球形状の直径を５０とした場合、略球形状の少なくとも一部で形成される切削部１３３の軸部１３２に沿った方向の長さは４０とする。なお、図１３Ａ及び図１３Ｂにおいては、理解の容易化のため、上記略球形状を点線で示す。
【０１０５】
また、図１３Ａに示すように、切削部１３３の表面の一部には、切れ刃１３４を配置する。具体的には、例えば、図１３Ａの右側と左側に、例えば、６枚の切れ刃１３４を配置する。なお、当該切れ刃１３４の枚数や位置は一例であって、本実施の形態はこれに限定されるものではない。例えば、第１の実施形態と同様に、リッジ部１０３を設け、当該リッジ部１０３の側面に複数の切れ刃１３４を設けるように構成してもよい。
【０１０６】
軸部１３２は、図１３Ａに示すように切削部１３３の上記略球形状の切り取られた部分である平面部１３５に接続される。当該軸部１３２の直径は、例えば、略球形状の直径の約５分の１乃至５分の２である。具体的には、例えば、当該軸部１３２の断面は、例えば、略円形状であって、略球形状の直径を５０とした場合、当該略円形状の直径は、２０とする。
【０１０７】
図１３Ｂは、本実施の形態における切削工具１３１の他の一例を示す図である。図１３Ｂに示すように、例えば、当該切削部工具１３１の切削部１３３は、図１３Ｂの右側と左側にそれぞれ２の切れ刃１３４を有する。ここで、例えば、右側に配置される２の切れ刃１３４と、左側に配置される切れ刃１３４は、軸部１３２に沿った方向に対して、互いにずれて配置する。これにより、例えば、右側に配置する２の切れ刃１３４で切削されない部分を、左側に配置する２の切れ刃１３４で切削する。また、図１３Ｂに示すように、左側に配置する切れ刃１３４の軸部１３２側の端から、右側に配置する切れ刃１３４の軸部１３２と反対側の端までの距離は、例えば、切削部１３３の略球形状の直径を５０とした場合、４３．３とする。なお、図１３Ａと異なり、図１３Ｂに示すように軸部１３２と反対側には切り取られた部分を有しないように構成してもよい。
【０１０８】
なお、図１３Ｂにおいては、図１３Ｂの右側と左側にそれぞれ２の切れ刃１３４を配置する場合を示すが、当該切れ刃１３４の枚数や位置は一例にすぎない。その他の点は、図１３Ａに示した切削工具１３１と同様であるので、説明を省略する。
【０１０９】
次に、本実施の形態における曲がり角が略９０°のいわゆる９０°エルボの製造方法について説明する。まず、素材２０１として、粗形成されたエルボ１５０を、テーブル（図示なし）に固定する。ここで、例えば、図１４及び図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、治具１４０に粗形成されたエルボ１５０を固定する。そして、当該粗形成されたエルボ１５０が固定された治具１４０をテーブルに配置された当たり治具１４０に接するように配置する。これにより、粗形成されたエルボ１５０をテーブルに固定する。
【０１１０】
具体的には、例えば、図１４に示すように、治具１４０は、本体部１４１と、押え部１４２を含む。本体部１４１は、例えば、図１４に示すように、矩形形状であって、当該粗形成されたエルボ１５０の上半分の外形に沿った凹部１４３を含む。同様に、押え部１４２は、例えば、当該粗形成されたエルボ１５０の下半分の外形に沿った凹部１４３を含む。なお、例えば、当該凹部１４３は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、当該凹部１４３に当該粗形成されたエルボ１５０が配置された場合に、当該粗形成されたエルボ１５０の両端部が一部はみ出すようなサイズとする。また、当該凹部１４３は、粗形成されたエルボ１５０と同様に略９０°の曲がり角を有し、当該曲がり角の内側が、テーブルの回転の中心に向くように、治具１４０をテーブルに配置する。
【０１１１】
また、本体部１４１は、例えば、図１４に示すように上表面に複数の突起部１４４を含み、押え部１４２は当該複数の突起部１４４がそれぞれ挿入される複数の挿入部（図示なし）を含む。ここで、突起部１４４は、図１４に示すように、押え部１４２の方向に向かって順に幅が狭くなるテーパ部を含む。
【０１１２】
また、治具１４０は、図１４に示すように、矩形形状の一部が、切り取られた形状を有する。なお、図１４においては、理解の容易化のため、当該切り取られた部分を、斜線で示す。
【０１１３】
粗形成されたエルボ１５０は、上記本体部１４１と押え部１４２に形成された凹部１４３に配置され、本体部１４１と押え部１４２の間で押圧されることにより、治具１４０に固定される。当該粗形成されたエルボ１５０が固定された治具１４０は、例えば、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、治具１４０の隣接する２の側面の角度に沿って形成された当たり治具１５１に、当該治具１４０の隣接する２の側面を配置することにより、テーブルに固定される。なお、図１５Ａ及び図１５Ｂは、テーブルの上側からみた平面図の一例を示す。
【０１１４】
次に、図１６Ａに示すように、切削部１３３から延伸する軸部１３２に沿った方向に対して、略２０°の角度で、当該粗形成されたエルボ１５０の第１の端面１６１に切削部１３３が進入を開始できるように、切削部１３３及び／またはテーブルの位置を調整する。
【０１１５】
そして、例えば、テーブルを回転させることにより、当該切削部１３３の略球形状の中心が、仕上げ目標のエルボの中心線に沿って相対的に移動するように、当該粗形成されたエルボ１５０の内側側面を切削して仕上げ目標のエルボの内側側面を形成する。
【０１１６】
より具体的には、例えば、図１６Ａに示すように、切削部１３３から延伸する軸部１３２に沿った方向に対して、略２０°の角度で、当該粗形成されたエルボ１５０の第１の端面１６１に切削部１３３が進入を開始する。そして、テーブルを回転させることにより、当該切削部１３３の略球形状の中心を、仕上げ目標のエルボの中心線に沿って相対的に移動させる。
【０１１７】
ここで、図１６Ｂは、当該切削部１３３の略球形状の中心が、粗形成されたエルボ１５０の中心線の半分にまで移動した状態の一例を示す。そして、更にテーブルを回転させることにより、仕上げ目標のエルボの内側側面を形成する。ここで、図１６Ｃは、仕上げ目標のエルボの内側側面が形成された際、つまり、切削部１３３の略球形状の中心が、第２の端面１６２に到達した際における切削部１３３と粗形成されたエルボ１５０の位置関係の一例を表す。
【０１１８】
その後、例えば、テーブルを上記と逆に回転させることにより、切削部１３３を、上記と逆、つまり、第２の端面１６２から第１の端面１６１に相対的に移動させて、内側側面が仕上げられた仕上げ目標のエルボへの切削部１３３の進入を終了させる。
【０１１９】
なお、当該第２の端面１６２から第１の端面１６１への移動速度を、上記第１の端面１６１から第２の側面への切削部１３３の移動速度よりも大きくするように構成してもよい。この場合、第２の端面１６２から第１の端面１６１へ移動する際の軸部１３２の回転速度を、第１の端面１６１から第２の端面１６２へ移動する際の軸部１３２の回転速度よりも大きくするように構成してもよい。
【０１２０】
また、上記においては、主に、テーブルが移動（回転）する場合について説明したが、切削部１３３が移動するように構成してもよいし、テーブル及び切削部１３３の両者を移動させてもよい。言い換えれば、テーブルと切削部１３３が相対的に移動すればよい。
【０１２１】
ここで、図１６Ａ乃至図１６Ｃから分かるように、仕上げ目標のエルボの内側側面の形成において、切削部１３３の一部のみが粗形成されたエルボ１５０の内側側面を切削する。より具体的には、仕上げ目標のエルボの曲がり角の中心から切削部１３３の略球形状の中心線を結んだ直線に位置する切削部１３３及びその周辺領域に配置された切れ刃１３４が、粗形成されたエルボ１５０の側面を切削することとなる。
【０１２２】
したがって、上記図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、当該切削部１３３の略球形状の一部のみに切れ刃１３４を設けた切削部１３３を用いることができる。なお、図１１及び図１２を用いて説明したように、粗形成されたエルボ１５０は、内側側面が粗形成されたエルボ１５０の製造過程における曲げ工程等に基づき取り代部分が存在するため、仕上げ目標のエルボの曲がり角の中心から切削部１３３の略球形状の中心線を結んだ直線に位置する切削部１３３の周辺領域にも切れ刃１３４を設けることが望ましい。なお、図１６Ａ乃至図１６Ｃにおいては、一例として図１３Ａに示した切削工具１３１を用いる場合について説明したが、図１３Ｂに示した切削工具１３１を用いてもよい。
【０１２３】
また、図１６Ａ乃至図１６Ｃから分かるように、本実施の形態によれば、仕上げ目標のエルボの製造工程において、上記のように略球形状の一部で形成された切削部１３３を含む切削工具１３１等を用いることにより、軸部１３２が粗形成されたエルボ１５０の内側側面と干渉することなく、仕上げ目標のエルボの内側側面を形成することができる。したがって、第１の端面１３１側からの一回の切削部１３３の進入により、仕上げ目標のエルボの内側側面を形成することができる。
【０１２４】
ここで、図１７は本実施の形態との比較例を示す図である。具体的には、図１７は、仕上げ目標のエルボの内側側面と同じ径のサイドカッタを用いた場合において、図１６Ａ乃至図１６Ｃと同様に第１の端面１６１から第２の端面１６２に当該サイドカッタを移動させる場合の様子を示す。
【０１２５】
図１７からわかるように、サイドカッタの軸部１３２をエルボの内径の１０分の１としたとしても、サイドカッタの切削部１３３が、第１の端面１６１から４５°、粗形成されたエルボ１５０に進入した時点でサイドカッタ７００の軸部１７１が粗形成されたエルボ１５０の内側側面に干渉する。つまり、当該比較例によれば、本実施の形態のように、粗形成されたエルボ１５０の内側側面と干渉せずに、一方の端面（例えば、第１の端面１６１）からの切削部１３３の進入のみによって仕上げ目標のエルボの内側側面を形成することができない。これに対し、本実施の形態によれば、上記のように、一方の端面（例えば、第１の端面１６１）からの切削部１３３の進入のみによって仕上げ目標のエルボの内側側面を形成することができる。
【０１２６】
本実施の形態によれば、内側断面が真円形状を有する９０°エルボを、より短時間で製造することができる。また、本実施の形態において図１３Ｂに示した切削部１３３を用いた場合、切れ刃１３４の数をより省略することもできる。
【０１２７】
なお、上記は一例であって、本実施の形態は上記に限られるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記においては、主に９０°エルボの製造方法に説明したが、本実施の形態は、その他の曲がり角、例えば、４５°や１８０°などの内側側面が真円形状を有するエルボの製造に用いてもよい。なお、例えば、９０°以上の曲がり角を有する上記エルボを製造する場合には、第１の端面１６１側及び第２の端面１６２側からの切削を行うように構成してもよい。
【０１２８】
また、９０°エルボの第１の端面１６１または第２の端面１６２またはその両者に、例えば、図９に示すような直線部９０１を設けてもよい。この場合、直線部９０１の形成については、例えば、第２の端面１６２側から切削することにより行う。また、この場合、例えば、図１３Ａまたは図１３Ｂに示した切削部１３３を有する切削工具１３１を用いれば、軸部１３２と直線部９０１が略平行となる方向に、切削部１３３を進入させることにより、直線部９０１を形成することできる。
【０１２９】
更に、上記においては粗形成されたエルボ１５０の内側側面のみを真円形状にするエルボの製造方法について説明したが、更に外側側面（外形）についても真円形状にするように構成してもよい。この場合の外形加工用工具について次に説明する。
【０１３０】
図１８は、外形加工用工具について説明するための図である。図１８に示すように、外形加工用工具１８０は、モータ１８１、第１のギア１８２、第２のギア１８３、及び加工用チップ１８４を含む。
【０１３１】
具体的には、例えば、モータ１８１の回転は、シャフト１８５等を介して、第１のギア１８２に伝達され、更に当該第１のギア１８２の回転は第２のギア１８３に伝達される。ここで、第２のギア１８３は、断面から見て、外周に歯を有し、内側に空隙部が形成された略円形状である。また、第２のギア１８３内周の一部に１または複数の加工用チップ１８４を有する。
【０１３２】
そして、上記空隙部を粗形成されたエルボ１５０を通過させることにより、仕上げ目標のエルボの外側側面を形成する。具体的には、例えば、粗形成されたエルボ１５０は、後述するエルボ固定具１９０を用いてテーブルに固定され、当該テーブルを回転させて、仕上げ目標のエルボの外側側面を形成しつつ、上記空隙部を通過させる。このときの様子を図１９Ａ乃至図１９Ｄに示す。
【０１３３】
次に、エルボ固定具１９０の一例について説明する。エルボ固定部１９０は、例えば、粗形成されたエルボ１５０の内側側面に沿った形状に形成され、粗形成されたエルボ１５０が挿入されるエルボ挿入部１９１と、エルボ挿入部１９１から延伸し、エルボ挿入部１９１の径よりも径が広く、かつ、粗形成されたエルボ１５０の外側側面の径よりも狭く形成された幅広部１９２を含む。なお、当該粗形成されたエルボ１５０は、例えば、先に内側側面を形成する場合には、既に仕上げ目標のエルボの内側側面が形成されたエルボに相当する。
【０１３４】
幅広部１９２は、図１９Ａに示すように、略円柱形状であって、当該幅広部１９２は、テーブル固定部１９３を介してテーブルに固定される。また、エルボ挿入部１９１は、幅広部１９２と反対側に着脱可能な固定部１９４を有する。
【０１３５】
固定部１９４は、例えば、内周がエルボ挿入部１９１の外周に沿って形成されるとともに、粗形成されたエルボ１５０の外側側面の径よりも径が小さく形成される。また、エルボ挿入部１９１の外周及び固定部１９４の外周には互いにかみ合うネジ部（図示なし）が形成される。そして、エルボ挿入部１９１にエルボを挿入した後、固定部１９４をエルボ挿入部１９１にネジ部を介して固定することによりエルボがエルボ挿入部１９１に固定される。言い換えれば、例えば、固定部１９４とエルボ挿入部１９１は、いわば、ナットとボルトの関係に相当する。
【０１３６】
なお、上記エルボ固定部１９０は一例であって、エルボ固定部１９０の形状等は、上記に限定されるものではなく、当該粗形成されたエルボ１５０の外側側面を形成する際に、加工用チップ１８４と干渉しない限り、その他の形状等であってもよい。なお、図１９Ａ乃至図１９Ｄにおいては、図１８における第１のギア１８２、第２のギア１８３等がハウジングに格納されている様子を示す。
【０１３７】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。本実施の形態においては、主に、切削工具２２０の軸部２２１の形状が第４の実施形態と異なる。また、仕上げ目標のエルボの曲がり角が略１８０°である点が、主に、第４の実施形態と異なる。なお、下記においては、第４の実施形態等と同様である点については、説明を省略する。
【０１３８】
まず、本実施の形態におけるエルボの製造方法で使用する切削工具２２０の一例について説明する。図２０は、本実施の形態における切削工具を説明するための図である。図２０に示すように、例えば、切削工具２２０は、主に、切削部１３３と、切削部１３３から延伸する軸部２２１、第１のシャフト部２２２、第２のシャフト部２２３と、当該軸部２２１及び第１のシャフト部２２２、及び第２のシャフト部２２３を覆う管状部２３０とを含む。また、切削項具２２０は、軸部２２１を固定するチャック部２２４を有する。
【０１３９】
切削部１３３は、略球形状の部分の直径が、仕上げ目標の１８０°エルボの内径と同一である。なお、切削部１３３の詳細については上記第４の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【０１４０】
軸部２２１は、一端に当該切削部１３３を有し、他方の一端に第１のベベルギアを有する。また、第１のシャフト部２２２は、一端に当該第１のベベルギア２２５と噛み合う第２のベベルギア２２６を有し、他方の一端に当該第２のベベルギア２２６と噛み合う第３のベベルギア２２７を有する。また、第２のシャフト部２２３は、一端に当該第３のベベルギア２２７と噛み合う第４のベベルギア２２８を有する。
【０１４１】
なお、当該第２のシャフト部２２３は、例えば、複数のギア（図示なし）等を介してモータ１８１により回転させられる。なお、当該回転が上記第２のシャフト部２２３等を介して、切削部１３３に伝達されることにより、切削部１３３が回転することはいうまでもない。
【０１４２】
また、図２０に示すように、軸部２２１、第１のシャフト部２２２、第２のシャフト部２２３の外周にはそれぞれ１または複数のベアリング２２９を設ける。これにより、管状部２３０内部の所定の位置で軸部２２１、第１のシャフト部２２２、第２のシャフト部２２３が回転可能に固定される。
【０１４３】
軸部２２１及び第１のシャフト部２２２は、例えば、略４５°の角度を有し、第２のシャフト部２２３と第３のシャフト部は、略４５°の角度を有するように配置される。また、管状部２３０の径は、例えば、切削部１３３の略球形状の径に対して、５分の２以下とする。なお、図２０においては、一例として、切削部１３３の略球形状の径を５０とした場合に、管状部２３０の径が２０の場合について示す。
【０１４４】
次に、本実施の形態における曲がり角が１８０°のいわゆる１８０°エルボの製造方法について説明する。なお、下記においては、上記第４の実施形態等と同様の点については説明を省略する。
【０１４５】
まず、図２１Ａに示すように、軸部２２１が、粗形成された１８０°エルボの第１の端面１６１に垂直な方向を向くようにして、切削部１３３の進入を開始する。ここで、仕上げ目標の１８０°エルボの中心線を切削部１３３の略球形状の中心が通過するように切削部１３３の進入を開始する。
【０１４６】
次に、仕上げ目標の１８０°エルボの中心線を切削部１３３の略球形状の中心が通過するように、切削部１３３を相対的に移動させる。図２１Ｂは、当該移動途中の様子を示し、図２１Ｃは、切削部１３３の移動が第２の端面１６２に達し、仕上げ目標の１８０°エルボの内側側面が形成された際の様子を示す。その後、上記と逆の移動を行うことにより、切削部１３３の１８０°エルボへの進入を終了する。
【０１４７】
図２１Ａ乃至図２１Ｃから分かるように、切削部１３３の粗形成されたエルボ１５０に対する相対的移動の際に、管状部２３０と粗形成されたエルボ１５０の内側側面が干渉することはない。したがって、粗形成されたエルボ１５０の１の端面側（第１の端面２１１）から切削部１３３を進入させることで、仕上げ目標の１８０°エルボを形成することができる。これにより、両端面（第１の端面２１１及び第２の端面２１２）から切削部１３３を進入させて、粗形成されたエルボ１５０の内側側面を両側から形成する場合と比べて、１８０°エルボの製造時間を大幅に短縮することができる。
【０１４８】
なお、上記においては、粗形成された１８０°エルボから内側側面が真円形状を有する１８０°エルボを形成する場合について説明したが、本実施の形態は、その他の曲がり角を有する粗形成されたエルボ１５０の内側側面を真円形状にする場合に用いてもよい。その場合、例えば、粗形成されたエルボ１５０の曲がり角に応じて、上記切削工具２００のシャフト部の数や、シャフト部間の角度、管状部２３０の形状やサイズ等を適切に調整する必要があることはいうまでもない。
【０１４９】
また、上記第４の実施形態と同様に、本実施の形態は上記に限られず、種々の変形が可能である。例えば、上記第４の実施形態と同様に、外側側面（外形）についても真円形状にするように構成してもよい。
【０１５０】
なお、本発明は、上記第１乃至第５の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記第１乃至第５の実施の形態で示した構成と実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。例えば、図１３Ａ及びＢ図１６Ａ乃至Ｃ等図中に示した各部の寸法は一例であって、これらに限定されるものではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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