(57)【要約】【課題】加工の精度が優れたウォータジェットトカッター装置を提供する。【解決手段】カッターユニット３に取付けられ、噴射ノズル３２がワーク９に対してウォータージェットを噴射する際において、３軸のジャイロと３方向の加速度計によって、噴射ノズル３２の３次元の角速度と加速度を検知する上、検知結果をリアルタイムでコントローラに出力する慣性計測ユニット３３と、を備え、コントローラは、慣性計測ユニット３３からの検知結果に基づいて第１の駆動手段２２及び第２の駆動手段２５を駆動して噴射ノズルが前記ワークに対してウォータージェットを噴射する角度を調整する。【選択図】図２
2018202600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース座と、
前記ベース座に設置される第１の駆動手段と、
前記第１の駆動手段の駆動により、前記ベース座に対して所定の第１の軸線を中心として回転する第１の回転座と、
前記第１の回転座に設置されて該第１の回転座と共に回転する第２の駆動手段と、
前記第２の駆動手段の駆動により、前記第１の軸線と異なる第２の軸線を中心として回転する第２の回転座と、
を有するホルダーユニットと、
前記ホルダーユニットの前記第２の回転座に保持されて該第２の回転座と共に回転し、切削対象であるワークに対してウォータージェットを噴射する噴射ノズルを有するカッターユニットと、
前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段を駆動して前記噴射ノズルが前記ワークに対してウォータージェットを噴射する角度を制御するコントローラと、
前記カッターユニットに取付けられ、前記噴射ノズルが前記ワークに対してウォータージェットを噴射する際において、３軸のジャイロと３方向の加速度計によって、前記噴射ノズルの３次元の角速度と加速度を検知する上、この検知結果をリアルタイムで前記コントローラに出力する慣性計測ユニットと、を備え、
前記コントローラは、前記慣性計測ユニットからの検知結果に基づいて前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段を駆動して前記噴射ノズルが前記ワークに対してウォータージェットを噴射する角度を調整するように構成される
ことを特徴とするウォータージェットカッター装置。
【請求項２】
前記ホルダーユニットの前記第１の回転座には、前記第１の軸線に沿って貫通する第１の軸孔が開けられており、
前記カッターユニットは、前記噴射ノズルに接続される空気作動弁を更に有しており、
前記ウォータージェットカッター装置は、
前記第１の回転座にある前記第１の軸孔を経由して前記噴射ノズルまで延伸する給水管と、
前記第１の軸孔を経由して前記空気作動弁まで延伸する気送管と、
前記第１の軸孔を経由して前記噴射ノズルまで延伸するスラリー配管と、
前記第１の軸線における所定の第１の軸点を中心として搖動可能且つ回転可能に前記第１の軸孔に設置される第１のボールソケットジョイントと、を更に備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載のウォータージェットカッター装置。
【請求項３】
前記第１のボールソケットジョイントとしては、前記第１の回転座にある前記第１の軸孔内に嵌め込まれると共に、内周面が前記第１の軸点を中心とする凹球面に形成された第１の外輪部材と、
外周面が前記第１の外輪部材の前記凹球面に対応して球面接触する凸球面に形成されると共に、前記給水管及び前記気送管及び前記スラリー配管を囲む第１の内輪部材と、を有する自動調心軸受が使用されたこと
を特徴とする請求項２に記載のウォータージェットカッター装置。
【請求項４】
前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段としては、いずれも波動歯車装置が使用されている
ことを特徴とする請求項３に記載のウォータージェットカッター装置。
【請求項５】
前記ホルダーユニットの前記第２の回転座には、前記第２の軸線に沿って貫通する第２の軸孔が開けられており、
前記給水管は、前記第１の軸線に沿って前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔とを経由してから湾曲して延伸し、更に前記第２の軸線に沿って前記第２の駆動手段の内部と前記第２の回転座の前記第２の軸孔を経由して前記カッターユニットの前記噴射ノズルまで延伸するよう形成されており、
前記ウォータージェットカッター装置は、前記第２の軸線における所定の第２の軸点を中心として搖動可能且つ回転可能に前記第２の回転座にある前記第２の軸孔に設置される第２のボールソケットジョイントを更に備えている、
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のウォータージェットカッター装置。
【請求項６】
前記給水管は、
前記ホルダーユニットの前記ベース座に配置される第１の管部と、
前記第１の軸線に沿って前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔とを挿通する第２の管部と、
を有しており、
前記ウォータージェットカッター装置は、前記第２の管部が前記第１の管部に対して前記第１の軸線を中心として回転できるよう、前記第１の管部と前記第２の管部とを接続する第１の管継手を更に備えている、
ことを特徴とする請求項５に記載のウォータージェットカッター装置。
【請求項７】
前記給水管の前記第２の管部は、前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔とを経由してから前記第２の駆動手段へ湾曲して延伸すると共に、前記第１の回転座において前記第１の軸孔とは異なる箇所を挿通するように配置されており、
前記給水管は、前記第２の軸線に沿って、前記ホルダーユニットの前記第２の駆動手段の内部と前記第２の回転座の前記第２の軸孔とを経由して前記カッターユニットの前記噴射ノズルまで延伸する第３の管部を更に有しており、
前記ウォータージェットカッター装置は、
前記第１の回転座の前記箇所を挿通すると共に、前記第２の管部を囲んで該箇所に保持する軸受スリーブと、
前記第３の管部が前記第２の管部に対して前記第２の軸線を中心として回転できるよう、前記第２の管部と前記第３の管部とを接続する第２の管継手を更に備えている、
ことを特徴とする請求項６に記載のウォータージェットカッター装置。
【請求項８】
前記気送管は、前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔を経由して前記空気作動弁に接続されており、
前記スラリー配管は、前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔を経由して前記噴射ノズルに接続されている、
ことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか一項に記載のウォータージェットカッター装置。
【請求項９】
前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部を経由してから、前記第１のボールソケットジョイントに保持されるよう前記第１の回転座の前記第１の軸孔を経由して、前記慣性計測ユニットと前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段にそれぞれ電気的に接続される３つのケーブルを更に備えている、
ことを特徴とする請求項２〜請求項８のいずれか一項に記載のウォータージェットカッター装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウォータージェットカッター装置に関し、特に精度が優れたウォータージェットカッター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウォータージェットカッター装置は精密加工に用いられるものであり、加工方式と動作の自由性等に基いてウォータージェットカッター装置は複数の種類に分別することができる。図１に従来のウォータージェットカッター装置を示す。ここで、図１に示した２．５Dの５軸ウォータージェットカッター装置は、ウォータージェットカッター装置としては一般的なものである。
【０００３】
図１に示すように、ウォータージェットカッター装置１は、第１の回転座１１と、この第１の回転座１１に枢設された第２の回転座１２と、この第２の回転座１２に設けられたカッターヘッド１３を備える。
【０００４】
第１の回転座１１は、高さ方向に沿って延伸する第１の軸線Ａを回転軸として、第１のモーター１４又はその他の動力源によって回転する。第２の回転座１２についても、第２の軸線Ｂを回転軸として第２のモーター１５又は動力源によって同様に回転する。
【０００５】
第１の軸線Ａと第２の軸線Ｂが延伸する方向は相互に交差して一つの角度を形成する。第１の回転座１１と第２の回転座１２は、傾斜した面を加工する要求を満たすため、カッターヘッド１３を垂直に対して所定の角度傾斜した状態で駆動することにより、問題の解決を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公報９０６７３３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、カッターヘッド１３が切削加工を行なう場合には、モーター１４、１５との結合精度や、スラリー（研磨材料）、ウォーターカッターの条件、運動条件、ワークの材質等の事情によって影響を受けやすいため、所定の範囲まで許容されるカッターヘッド１３の傾が、短時間或いは長時間に渡って当該許容範囲から外れてしまう場合があり、加工の精度が下がることがある。
【０００８】
更に、ウォーターカッター１が高速で加工を行なう場合には、加工平面の平らさや、２つの平面の垂直度が公差標準の範囲を外れてしまう場合があり、製品の加工精度が低下することがある。
【０００９】
例えば、一般的なウォータージェットカッター１の加工速度が比較的速い場合には、加工切削面を容易にテーパ（taper）状にさせてしまうため、加工面の平坦化が十分でなく、又は２つの面の間の垂直度が許容される公差標準の範囲から外れてしまう恐れがある。
【００１０】
更に、従来の図示しない給水管は、比較的高い水圧に耐え得るようにするため、多くは金属製のものが用いられる。ただし、一般にはこのような材質のものでウォータージェットカッター装置を作成すると、加工時に、給水管を構成する部品に連続的な変形や捻じれや応力が発生してしまい、応力集中や圧力が過大となることにより、給水管が破裂する恐れがある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みて、加工の精度が優れたウォータジェットカッター装置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】
【００１２】
このような問題を解決するため、本発明は以下の構成を備える。ベース座と、前記ベース座に設置される第１の駆動手段と、前記第１の駆動手段の駆動により、前記ベース座に対して所定の第１の軸線Ｃを中心として回転ができる第１の回転座と、前記第１の回転座に設置されて該第１の回転座と共に回転できる第２の駆動手段と、前記第２の駆動手段の駆動により、前記第１の軸線Ｃと異なる第２の軸線Ｅを中心として回転できる第２の回転座と、を有するホルダーユニット２と、前記ホルダーユニットの前記第２の回転座に保持されて該第２の回転座と共に回転でき、切削対象であるワークに対してウォータージェットを噴射する噴射ノズルを有するカッターユニットと、前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段を駆動して前記噴射ノズルが前記ワークに対してウォータージェットを噴射する角度を制御するコントローラと、前記カッターユニットに取付けられ、前記噴射ノズルが前記ワークに対してウォータージェットを噴射する際において、３軸のジャイロと３方向の加速度計によって、前記噴射ノズルの３次元の角速度と加速度を検知する上、検知結果をリアルタイムで前記コントローラに出力する慣性計測ユニットと、を備え、前記コントローラは、前記慣性計測ユニットからの検知結果に基づいて前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段を駆動して前記噴射ノズルが前記ワークに対してウォータージェットを噴射する角度を調整する。
【００１３】
また、前記ホルダーユニットの前記第１の回転座には、前記第１の軸線Ｃに沿って貫通する第１の軸孔が開けられており、前記カッターユニットは、前記噴射ノズルに接続される空気作動弁を更に有しており、前記ウォータージェットカッター装置は、前記第１の回転座にある前記第１の軸孔を経由して前記噴射ノズルまで延伸する給水管と、前記第１の軸孔を経由して前記空気作動弁まで延伸する気送管と、前記第１の軸孔を経由して前記噴射ノズルまで延伸するスラリー配管と、前記第１の軸線Ｃにおける所定の第１の軸点ＣＰを中心として搖動可能且つ回転可能に前記第１の軸孔に設置される第１のボールソケットジョイント２４と、を更に備える。
【００１４】
更に、前記第１のボールソケットジョイントとしては、前記第１の回転座にある前記第１の軸孔内に嵌め込まれると共に、内周面が前記第１の軸点ＣＰを中心とする凹球面に形成された第１の外輪部材と、外周面が前記第１の外輪部材の前記凹球面に対応して球面接触する凸球面に形成されると共に、前記給水管及び前記気送管及び前記スラリー配管を囲む第１の内輪部材と、を有する自動調心軸受が使用される。
【００１５】
また、前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段と前記第２の駆動手段としては、いずれも波動歯車装置が使用されている。
【００１６】
前記ホルダーユニットの前記第２の回転座には、前記第２の軸線Ｅに沿って貫通する第２の軸孔が開けられており、前記給水管は、前記第１の軸線Ｃに沿って前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔とを経由してから湾曲して延伸し、更に前記第２の軸線Ｅに沿って前記第２の駆動手段の内部と前記第２の回転座の前記第２の軸孔を経由して前記カッターユニットの前記噴射ノズルまで延伸するよう形成されており、前記ウォータージェットカッター装置は、前記第２の軸線Ｅにおける所定の第２の軸点ＥＰを中心として搖動可能且つ回転可能に前記第２の回転座２６にある前記第２の軸孔２６５に設置される第２のボールソケットジョイント２７を更に備えている。
【００１７】
更に、前記給水管は、前記ホルダーユニットの前記ベース座に配置される第１の管部と、前記第１の軸線Ｃに沿って前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔とを挿通する第２の管部と、を有しており、前記ウォータージェットカッター装置は、前記第２の管部が前記第１の管部に対して前記第１の軸線Ｃを中心として回転できるよう、前記第１の管部と前記第２の管部とを接続する第１の管継手を更に備えている。
【００１８】
前記給水管の前記第２の管部は、前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔とを経由してから前記第２の駆動手段へ湾曲して延伸すると共に、前記第１の回転座において前記第１の軸孔とは異なる箇所を挿通するように配置されており、前記給水管は、前記第２の軸線Ｅに沿って、前記ホルダーユニットの前記第２の駆動手段の内部と前記第２の回転座の前記第２の軸孔とを経由して前記カッターユニットの前記噴射ノズルまで延伸する第３の管部を更に有しており、前記ウォータージェットカッター装置は、前記第１の回転座の前記箇所を挿通すると共に、前記第２の管部を囲んで該箇所に保持する軸受スリーブと、前記第３の管部が前記第２の管部に対して前記第２の軸線Ｅを中心として回転できるよう、前記第２の管部と前記第３の管部とを接続する第２の管継手を更に備えている。
【００１９】
前記気送管は、前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔を経由して前記空気作動弁に接続されており、前記スラリー配管は、前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部と前記第１の回転座の前記第１の軸孔を経由して前記噴射ノズルに接続されている。
【００２０】
前記ホルダーユニットの前記第１の駆動手段の内部を経由してから、前記第１のボールソケットジョイントに保持されるよう前記第１の回転座の前記第１の軸孔を経由して、前記慣性計測ユニットと前記第１の駆動手段及び前記第２の駆動手段にそれぞれ電気的に接続される３つのケーブルを更に備えている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、慣性計測ユニットからの検知結果に基づいて、第１の駆動手段２２及び第２の駆動手段２５を駆動して、噴射ノズルがワークに対してウォータージェットを噴射する角度をコントローラ調整するので、加工の精度が優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来技術のウォータージェットカッター装置の側面図である。
【図２】本発明のウォータージェットカッター装置の部分断面図である。
【図３】本発明を説明するための側面図である。
【図４】本実施例における第１のボールソケットジョイントを示した斜視図である。
【図５】Water Jet Swedenの２．５Dのカッター装置の加工面を示した図である。
【図６】静止状態の位置決め精度の比較である。
【図７】動作状態の位置決め精度の比較である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図２〜図３を説明して本発明のウォータージェットカッター装置を説明する。ここで、図２は本発明のウォータージェットカッター装置の部分断面図である。図３は本発明を説明するための側面図である。
【００２４】
本発明のウォータージェットカッター装置は、図２に示すように、ホルダーユニット２と、ホルダーユニット２に設けられたカッターユニット３と、ホルダーユニット２とカッターユニット３に接続された管線ユニット４（図４には明確には示されていない）を具備する。
【００２５】
ホルダーユニット２は、その他の装置（図示せず）と接続するためのベース座２１と、このベース座２１に設けられた第１の駆動手段（第１のモーター）２２と、第１の駆動手段２２に接続されると共に、この第１の駆動手段２２によって帯同されて回転する第１の回転座２３と、この第１の回転座２３に嵌められるように設けられ第１のボールソケットジョイント２４と、第１の回転座２３に設けられる第２の駆動手段（第２のモーター）２５と、この第２の駆動手段２５に接続されると共に第２の駆動手段２５に帯同されて回転する第２の回転座２６と、この第２の回転座２６に嵌められるように設けられる第２のボールソケットジョイント２７を備える。
【００２６】
本実施例において、第１のボールソケットジョイント２４と第２のボールソケットジョイント２７は単列深溝玉軸受である。
【００２７】
図３に示すように、ベース座２１は、第１の駆動手段２２を部分的に伸長させて、第１の駆動手段２２を複数の接続部材２８を介して第１の回転座２３に接続するための第1のスロット２１１を有する。
【００２８】
図２に示すように、第１の回転座２３は、ベース２１に平行となり且つ第１のボールソケットジョイント２４が設けられ第１の駆動手段２２に接続される装着部２３１と、この装着部２３１から下へ延伸する箇所（延伸部）２３２と、この箇所２３２の底端から傾斜して下へ延伸し且つ第２の駆動手段２５に設けられる傾斜部２３３を備える。また、装着部２３１には第１の軸線Ｃに沿って貫通する第１の軸孔２３５が開けられていて、第１のボールソケットジョイント２４はこの第１の軸孔２３５に、第１の軸線Ｃにおける所定の第１の軸点ＣＰ（図２参照）を中心として搖動可能且つ回転可能に設けられている。
【００２９】
図３に示すように、傾斜部２３３は第２の駆動手段２５を部分的に伸張させて、第２の駆動手段２５を複数の固定部材２９を介して第２の回転座２６に接続するための第２のスロット２３４を有する。
【００３０】
図３に示すように、第1の軸線Cは高さ方向に延伸すると共に、第１の軸線Ｃは第１の駆動手段２２と第１のボールソケットジョイント２４の軸となる。図２、図４に示すように、第１のボールソケットジョイント２４は、第１の回転座２３の装着部２３１に固定される第１の外輪部材２４１と、この第１の外輪部材２４１内に設けられると共に第１の凹穴２４２を画成する第１の内輪部材２４３とを有する。より具体的には、第１の外輪部材２４１は第１の回転座２３にある第１の軸孔２３５内に嵌め込まれると共に、内周面が第１の軸点ＣＰを中心とする凹球面に形成されている。また、第１の内輪部材２４３は、外周面が第１の外輪部材２４１の前記凹球面に対応して球面接触する凸球面に形成されると共に、給水管４４、気送管４５及びスラリー配管４６を囲んでいる。この第１の内輪部材２４３は第１の外環部材２４１に対して同軸に回転し、第１の外環部材２４１に対して傾斜しても良い。そして第１のボールソケットジョイント２４は、上記のように第１の外輪部材２４１及び第１の内輪部材２４３を有することにより、自動調心軸受として構成される。
【００３１】
図２に示すように、第２の回転座２６は、第１の回転座２３の傾斜部２３３に平行となり且つ第２の駆動部材２５に接続する斜板部２６１と、この斜板部２６１に接続され且つ第１の回転座２３の装着部２３１に平行となる平板部２６２とを有する。また、斜板部２６１には下述する第２の軸線Ｅに沿って貫通する第２の軸孔２６５が開けられている。
【００３２】
図３に示すように、第１の軸線Ｃに対して、角度Ｄを規定する第２の軸線Eを定めると、交点Ｆで第１の軸線Ｃと第２の軸線Ｅが交わり、第２の軸線Ｅは、第２の駆動手段２５と第２のボールソケットジョイント２７を通過する。
【００３３】
本実施例において、角度Ｄは図３に示すように６０度である。第２のボールソケットジョイント２７は、第２の軸線Ｅにおける所定の第２の軸点ＥＰ（図２参照）を中心として搖動可能且つ回転可能に第２の回転座２６の第２の軸孔２６５に設置されている。また、第２のボールソケットジョイント２７は、傾斜部２３３の第２のスロット２３４（図３）に向いた第２の貫通穴２７１（図２）を画成する。第１の駆動手段２２と第２の駆動手段２５はそれぞれ波動歯車装置である。
【００３４】
図２に示すように、カッターユニット３は、第２の回転座２６の平板部２６２に設けられる空気作動弁３１（図３）と、平板部２６２（図２）に直交するように設けられ且つ空気作動弁３１と接続された噴射ノズル３２と、第１の駆動手段２２と第２の駆動手段２５を制御するためのコントローラ（図示せず）と、コントローラと接続されていると共に空気作動弁３１に設けられた慣性計測ユニット３３を備える。本実施例において、コントローラはＣＮＣ制御器であり、噴射ノズル３２の先端点は図３に示すように交点Ｆに位置している。
【００３５】
図２に示すように、管線ユニット４は、ホルダーユニット２の第１の駆動手段２２に、その第１の軸線Ｃを回転軸として回動可能に取り付けられると共に「Ｉ」の字型に第１の軸線Ｃに沿って延伸した第１の管継手４１と、フレーム等のユニット（図示せず）を介して第２の駆動手段２５に回転可能に枢設されると共に略「Ｌ」字型の第２の管継手４２と、水平方向に沿って第１の回転座２３の箇所（延伸部）２３２の延伸方向と交差するように設けられる延伸する軸受スリーブ４３と、カッターユニット３の噴射ノズル３２に接続される給水管４４と、カッターユニット３の気体進入弁に接続される気送管４５と、噴射ノズル３２に接続されたスラリー配管４６と、慣性計測ユニット３３に電気的に接続された第１のケーブル４７と、第２の駆動手段２５に電気的に接続された第２のケーブル４８と、第１の駆動手段２２、第１のケーブル４７、第２のケーブル４８に電気的に接続された第３のケーブル４９を備える。
【００３６】
なお、図面を簡潔にするため、管線ユニット４は図２にのみ記載するものとする。また、また、給水管４４を太い実線で示し、気送管４５を細い線で示し、スラリー配管４６を点線で示し、第１のケーブル４７、第２のケーブル４８、及び第３のケーブル４９を一点鎖線で示す。
【００３７】
給水管４４は図２に示すように、第１の管継手４１、第１の駆動手段２２、第１のボールソケットジョイント２４の第１の第１の凹穴２４２、軸受スリーブ４３、第２の管継手４２、第２の駆動手段２５、第２のボールソケットジョイント２７の第２の貫通穴２７１を次々と貫くように設けられ、噴射ノズル３２に接続される。給水管４４からの給水により、噴射ノズル３２は切削対象であるワーク９に対してウォータージェットを噴射する。
【００３８】
図２に示すように、気送管４５、スラリー配管４６、及び第１のケーブル４７は、順番に第１の駆動手段２２と、第１のボールソケットジョイント２４の第１の凹穴２４２を通過した後、それぞれ空気作動弁３１、噴射ノズル３２、及び慣性計測ユニット３３に接続される。
【００３９】
図２に示すように、第２のケーブル４８は、順番に第１の駆動手段２２と、第１のボールソケットジョイント２４の第１の凹穴２４２を通過するものであり、第１の回転座２３の延伸部２３２の側を通って第２の駆動手段２５に接続される。
【００４０】
図３に示すように、第１の駆動手段２２は第１の回転座２３を帯同して第１の軸線Ｃを回転軸として回転し、噴射ノズル３２を帯同して回転する。第２の駆動手段２５は、第２の回転座２６を帯同して第２の軸線Ｅを回転軸として回転し、噴射ノズル３２を、垂直の軸線に対して傾斜させた角度にさせる。即ち、第１の駆動手段２２及び第２の駆動手段２５は、上述の慣性計測ユニット３３に接続されたコントローラにより駆動されることにより、噴射ノズル３２がワーク９に対してウォータージェットを噴射する角度が制御される。
【００４１】
加工製造工程では、慣性計測ユニット３３、空気作動弁３１、及び噴射ノズル３２は、第２の回転座２６と同期して回転し揺動する。
【００４２】
本実施例において、慣性計測ユニット３３（inertial measurement unit、IMU）は３次元の角速度と加速度を検出するジャイロスコープなので、３つの軸によって、噴射ノズル３２が適切な傾斜角度を維持しているか検知することができ、更に、この検知結果をリアルタイムで上記コントローラに出力する。コントローラは、検知結果に基づいて、第１の駆動手段２２と第２の駆動手段２５を制御し、これにより噴射ノズル３２は正確な角度で切断できる。
【００４３】
また、慣性計測ユニット３３は、各条件（例えばワークの材質・形状、スラリーの材質等）によって、予め補正する角度を設定しておき、各条件に対応した最適な補正角度に噴射ノズル３２を調整できるようにすることができる。
【００４４】
更に、本実施例では、予め設定された加工切削速度と補正する角度との対応表（図６、図７を参照）を利用することにより、慣性計測ユニット３３を、制御器により加工切削速度と部品の厚さ（太さ）等のパラメータに基いて、最適な角度を割り出すと共に、波を打った状態の表面やテーパ（taper）状となってしまったものを併せて削除し、最終製品の平坦度と垂直度が公差標準を満足し、加工処理の精度が高まる。
【００４５】
図２、図３、図４を参照して説明する。本実施例の給水管４４は、比較的高い水圧に耐え得るようにするため、多くは金属製のものが用いられる。ただし、一般にはこのような材質（金属製の給水管４４）のものでウォータージェットカッター装置を作成すると、加工時に、給水管４４の特に第１の回転座２３、第２の回転座２６付近に、連続的な変形や捻じれや応力が発生してしまい、この結果、第１の回転座２３の装着部２３１において第１の外輪部材２４１が設けられている第１の軸孔２３５（図２参照）、第２の回転座２６の斜板部２６１において第２のボールソケットジョイント２７が設けられている第２の軸孔２６５（図２参照）に対して反り返る部分が少なからず生じてしまう。更に、これらの現象はいずれも給水管４４を用いた給水がスムーズに行なえない原因となり、応力集中や圧力が過大となることにより、破裂する恐れがある。
【００４６】
これに対し、本実施例による第１の管継手４１と第２の管継手４２はそれぞれ第１の軸線Ｃ、第２の軸線Ｅを軸として回転可能なので、これが給水管４４に対するマージンとなり給水管４４の耐久性が向上する。
【００４７】
更に、第１のボールソケットジョイント２４の第１の内輪部材２４３は、第１の外輪部材２４１に対して微調整可能に揺動できるので、この揺動可能な設計により、給水管４４に加えられる応力の一部を吸収することができ、これにより、給水管４４の耐久性が向上する。また、第２のボールソケットジョイント２７についても同様にこれらの効果を達成することができる。
【００４８】
なお、給水管４４が回転する場合、気送管４５、スラリー配管４６、第１のケーブル４７、第２のケーブル４８、第３のケーブル４９等の柔らかいチューブやケーブルは、給水管４４の周りを回転可能であり、回転角度が限度まで到達した後に、制御器（図示せず）のコマンドにより逆方向に回転させ、これらを繰り返して反復動作させることもできる。
【００４９】
次に、図６と図７を参照して本実施例の位置決め精度について説明する。図６は、本実施例と他のウォータージェットカッター装置における静止状態の位置決め精度の比較を表したものである。図７は動作状態の位置決め精度の比較である。
【００５０】
図６及び図７から明らかなように、本実施形態では、第１の軸線Cと第２の軸線Eが交差する交点Fにおける静止状態の位置決め精度（Accuracy of Position）は、図６に示すように、０．０００１°〜０．１°の間である。また、最適な範囲の動作状態の位置決め精度（Transmission Accuracy）は、図７に示すように、０．００１°〜０．０５°である。
【００５１】
図５はWater Jet Swedenの２．５Dウォータージェットカッター装置がワーク９に対して加工を行なった後のワーク９の最終結果物である。ワーク９の加工面（図５において一点鎖線で囲ってある範囲）から明らかなように、良好な効果が得られている。しかし、２．５Dウォータージェットカッター装置は、角度を補正することができないので、加工面の品質を更に高めるという観点からはまだ改善の余地が残されている。
【００５２】
これに対し、本実施例は慣性計測ユニット３３を介して角度を補正するので、更に加工面の品質を高めることができる。
【００５３】
以上のように、慣性計測ユニット３３は、噴射ノズル３２の位置に対する補正と、角度に対する補正を行なうことができるので、加工精度が向上する。更に、第１のボールソケットジョイント２４により、給水管４４が微調整可能に揺動できるので、この揺動によりテンションの一部が吸収されて破裂しにくくなり、給水管４４の耐久性に優れ、本願の目的を達成し得る。
【００５４】
以上の説明は、本発明の実施例に過ぎず、これを以って特許請求の範囲を限定するものではない。また、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に簡単な付加や変化を加えたに過ぎないものについても、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲に属するものとする。
【符号の説明】
【００５５】
２    ホルダーユニット
３    カッターユニット
４    管線ユニット
９    ワーク
２１    ベース座
２２    第1の駆動手段
２３    第１の回転座
２４    第１のボールソケットジョイント
２５    駆動手段
２６    第２の回転座
２７    第２のボールソケットジョイント
２８    接続部材
２９    固定部材
３１    空気作動弁
３２    噴射ノズル
３３    慣性計測ユニット
４１    第１の管継手
４２    第２の管継手
４３    軸受スリーブ
４４    給水管
４５    気送管
４６    スラリー配管
４７    第１のケーブル
４８    第２のケーブル
４９    第３のケーブル
２１１    第１のスロット
２３１    装着部
２３２    箇所（延伸部）
２３５    第１の軸孔
２４１    第１の外輪部材
２４２    第１の凹穴
２４３    第１の内輪部材
２６１    斜板部
２６２    平板部
２６５    第２の軸孔
２７１    第２の貫通穴
４４１    第１の管部
４４２    第２の管部
４４３    第３の管部
Ｃ    第１の軸線
ＣＰ    第１の軸点
Ｅ    第２の軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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