(57)【要約】【課題】曲面に案内部を有する部材を形成するための金型であって、切削加工により製作され、所望の精度を満足し、製作コスト低減と製作期間を短縮が実現可能な金型を提供する。【解決手段】本金型１は、カム溝を有するカム枠等の筒部材を形成するための内スライド入子であり、カム溝のフランク角に対応した傾斜面を有する総形エンドミル２を４軸制御のＮＣ加工機に装着し、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸に移動させながら、かつ、金型１をＮＣ加工機のＣ軸回りに回転させながら上記金型１のカム溝形成用凸部１ａが切削加工により形成される。上記凸部１ａの加工時には、上記総形エンドミル２を凸部１ａの輪郭に沿って始点Ｐ２０から点Ｐ２６を経由して終点Ｐ３０まで相対移動させる。そのときの加工送り速度は、切削加工に適した一定の送り速度に設定される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面に案内部を有する部材を形成するための金型において、
上記案内部の案内面を形成するための凸部若しくは凹部が回転刃物で切削加工されて形成されたことを特徴とする金型。
【請求項２】
上記凸部若しくは上記凹部はカム溝若しくはカム若しくはヘリコイドネジを形成するためのものであることを特徴とする請求項１の金型。
【請求項３】
上記部材に第１の案内部を形成するための第１の凸部と、上記部材に第２の案内部を形成するため、上記第１の凸部とは異なる方向の第２の凸部が上記金型上に形成され、上記第１の凸部および上記第２の凸部の頂部は、同一幅で上記金型に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項４】
上記第１の凸部、上記第２の凸部は、同一高さで形成されていることを特徴とする請求項３に記載の金型。
【請求項５】
更に、上記第１の凸部と上記第２の凸部との繋ぎ部を有し、該繋ぎ部は、第３の凸部である曲面状の凸部が上記金型に形成されたものであり、上記第１の凸部および上記第２の凸部および上記第３の凸部の頂部は、同一幅で上記金型に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の金型。
【請求項６】
上記第１の凸部および上記第２の凸部および上記第３の凸部は、同一高さで形成されていることを特徴とする請求項５の金型。
【請求項７】
上記部材に第１の案内部を形成するための第１の凹部と、上記部材に第２の案内部を形成するため、上記第１の凹部と異なる方向の第２の凹部とが上記金型上に形成され、上記第１の凹部および上記第２の凹部の底部は、同一幅で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項８】
上記第１の凹部、上記第２の凹部は同一深さで形成されていることを特徴とする請求項７に記載の金型。
【請求項９】
更に、上記第１の凹部と上記第２の凹部との繋ぎ部を有し、該繋ぎ部は、第３の凹部である曲面状の凹部で形成され、上記第１の凹部、上記第２の凹部および上記第３の凹部の底部は、同一幅で形成されていることを特徴とする請求項７に記載の金型。
【請求項１０】
上記第１の凹部、上記第２の凹部および上記第３の凹部は同一深さで形成されていることを特徴とする請求項９に記載の金型。
【請求項１１】
上記凸部若しくは上記凹部は案内方向に一定の相対速度で切削加工されることを特徴とする請求項１乃至１０に記載の金型。
【請求項１２】
曲面に案内部を有する部材を形成するための金型の加工方法において、
上記案内部の案内面を形成するための凸部若しくは凹部が回転刃物で切削加工される際、上記回転刃物と上記金型との相対送り速度は、一定であることを特徴とする金型の加工方法。
【請求項１３】
上記部材の曲面上に第１の案内部を形成するための第１の凸部を金型上に形成し、上記部材の曲面上に第２の案内部を形成するための上記第１の凸部とは異なる方向に第２の凸部を上記金型上に形成し、且つ、上記第１の凸部および上記第２の凸部の頂部を同一幅で形成し、上記第１の凸部および上記第２の凸部を回転刃物により切削加工する金型の加工方法において、
上記切削加工時における上記第１の凸部および上記第２の凸部と上記回転刃物との相対送り速度は、互いに同一であることを特徴とする金型の加工方法。
【請求項１４】
上記部材の曲面上に第１の案内部を形成するための第１の凹部を金型上に形成し、上記部材の曲面上に第２の案内部を形成するための上記第１の凹部とは異なる方向に第２の凹部を上記金型上に形成し、且つ、上記第１の凹部および上記第２の凹部の頂部を同一幅で形成し、上記第１の凹部および上記第２の凹部を回転刃物により切削加工する金型の加工方法において、
上記切削加工時における上記第１の凹部および上記第２の凹部と上記回転刃物との相対送り速度は、互いに同一であることを特徴とする金型の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、曲面上の案内部を有する部材を成形するための成形用金型、および、その金型の加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラの鏡枠部材等のカム溝を有する筒状部材を金型成形により製作する場合、図１４の断面図に示すようなスライド金型を使用し、上記筒状部材が射出成形により形成されている。上記図１４に示す金型は、３つの外スライド入子（キャビティ側）１０２，１０３，１０４と、６分割内スライド入子であるスライドコア１０５，１０６およびセンタコア１０７とを有してなる。該金型において射出成形後、スライド入子１０２，１０３，１０４を外方にスライドさせ、かつ、６つのスライドコア１０５，１０６を軸心Ｃ側にスライドさせることにより筒状部材１０１が取り出される。
【０００３】
上記スライドコア１０５には、筒状部材の内周面に設けられるカム溝１０１ａ、あるいは、ヘリコイド１０１ｂを成形するための凹部、または、凸部が設けられる。上記凹部，凸部には、離型するに必要な任意の傾斜角度（カム溝のフランク角に対応）が与えられている。上記スライドコア１０５の凹部、または、凸部の加工は、従来では、一般的に放電加工により行われていた。すなわち、図１５の凸部放電加工状態断面図に示すように曲面の電極面１０８ａに形成された凹部１０８ｂを有する放電電極１０８を適用し、金型素材１０５Ａを放電加工により加工し、上記凹部１０８ｂを転写することにより所望とする凸部１０５ａを有するスライドコア１０５の金型が製作されていた。
【０００４】
一方、上記放電加工による金型製作方法に代えて、金型の凸部，凹部を機械加工（切削加工）により加工する方法もある。金型の凹部を切削加工する場合、切削加工状態断面図である図１６に示すように金型素材１０５Ａの凹部１０５ｂを溝形状と同等形状の総形エンドミル１１０を用いて上記凹部１０５ｂの加工が行われる。金型の場合、金型素材１０５Ａに焼き入れ材など高硬度材を使用することが多く、一度では加工することが困難なため、図１６のようにＺ軸方向から何度かに分けて切り込み加工することになる。なお、上記切削加工において、荒加工をボールエンドミル（不図示）で行い、仕上げ加工のみ総形エンドミル１１０を使用することもある。
【０００５】
上記金型を切削する加工機は、例えば、４軸ＮＣ切削加工機が使用される。この場合、ＮＣプログラム制御に従った主軸であるＣ軸まわりの回転駆動と、工具であるエンドミルのＺ軸方向（上下方向，回転軸Ｃに垂直方向）と、Ｚ軸に直交するＸ軸（回転軸Ｃと平行方向）およびＹ軸方向（回転軸Ｃに垂直方向）への駆動により金型が切削加工される。図１７は、上記凹部１０５ｂの切削加工済みの金型１０５の部分斜視図である。上記図１７に示す凹部１０５ｂの加工は、金型素材１０５の回転軸ＣとＸ軸の２軸補間送りにより行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように金型（ワーク）を放電加工で行った場合、放電加工の電極部は複数に分割して加工する必要があり、電極の加工精度および放電の加工精度などの影響により上記分割部に僅かな段差が生じる。成型される筒状部材がカメラのカム枠等であった場合、上記電極の分割部の段差は、筒状部材の動作上支障となり、機能上好ましくない。
【０００７】
また、放電加工時には、放電ギャップのある状態で加工されるので上記筒状部材の凸部，凹部形状に対して上記放電ギャップを考慮して電極を加工する必要があり、電極の加工が難しい。
【０００８】
一方、金型加工を切削加工で行う場合、総型エンドミルを用い、凹部を溝中心に沿って加工した場合、溝の屈曲角度によっては、その金型上の溝幅が異なる可能性があった。このように金型の溝幅が異なってくるとその金型で成型された筒状部材がカム枠などである場合は、スムーズな進退駆動が行えないといった問題が生じる。
【０００９】
例えば、図１８は、上記図１７に示した機械加工金型の凹部をＺ方向から見たときの展開図であり、図１９は、図１８のＱ部拡大図である。図１８に示すように凹部１０５ａの加工を凹部の溝中心軌跡に沿ってエンドミル１１０を相対移動させて加工した場合、Ｑ部の屈曲部分で溝幅がエンドミル１１０の直径ｄ０  よりδ０  だけ広く加工される（図１９）。例えば、上記溝が直交方向に屈曲する場合には、上記δ０  は、およそ上記直径ｄ０  の０．２倍となる。総型エンドミル１１０により溝中心に加工する場合にはこのような問題が生じる。また、この場合は、凹部両側面を同時に切削するために両側面の切削方向、すなわち、結果として切削速度を同じにすることができず、所定の面粗度を保つことができなかった。
【００１０】
また、金型の切削加工を行う場合には、上述した凹部両側面の切削方向差の問題とは別に工具と金型との相対速度である相対送り速度（以下、送り速度と記載する）は、加工工程中、加工面の粗さと加工精度を一定に維持するために所定の最適な値に設定する必要がある。従来の複数軸制御によるＮＣ加工機においては、例えば、Ｃ軸とＸ軸とを駆動して上記金型の凹部を加工する場合、Ｘ＝０ｍｍ，Ｃ＝０°の点Ｇ０  からＸ＝Ｘ０  ｍｍ，Ｃ＝θ０  °の点Ｇ１  の間を送り速度Ｆ＝Ｆ０  ｍｍ／ｍｉｎで加工するためには、それらの値を所定の送り速度設定様式にしたがって、例えば、
送り速度設定  Ｘ（Ｘ０  ）：Ｃ（θ０  ）：Ｆ（Ｆ０  ）  …（１）
と指定する。
【００１１】
この場合、上記点Ｇ０  と点Ｇ１  の間を加工する時間Ｔ０  は、上記従来のＮＣ加工機においては、Ｘ軸移動距離のＸ０  と、Ｃ軸の回転角θ０  の角度値に対応する周方向距離との合成距離成分に対する加工時間は、
Ｔ０  ＝｛（Ｘ０  ）２＋（θ０  ）ＥＮ２｝１／２／Ｆ０  …（２）
で与えられる。
【００１２】
しかし、加工物の径Ｄが（３６０／π）ｍｍ以外である場合には、上記（２）式に代入した送り速度Ｆ０  では加工されない。
例えば、Ｘ０  ＝１０ｍｍ，θ０  ＝４５°の間をＦ０  ＝１００ｍｍ／ｍｉｎで加工する指示を行った場合、加工時間Ｔ０  は、
Ｔ０  ＝（１０２＋４５２）１／２／１００
＝０．４６１ｍｉｎ
である。しかし、加工物の径Ｄが３０ｍｍであれば、加工距離成分が１５．５ｍｍとなるので、実送り速度ｆ０  は、３３．６ｍｍ／ｍｉｎとなってしまい、上記指示速度Ｆ０  ＝１００ｍｍ／ｍｉｎと大きく異なってくる。このように上記加工物の径Ｄによっては、実際に得られる送り速度ｆ０  が上記指定した送り速度Ｆ０  と異なってしまうという不具合があった。
【００１３】
本発明は、上述の事情に鑑み、曲面に案内部を有する部材を形成する金型において、機械加工によって製作され、所望する寸法精度を有し、製作コストの低減化と製作期間の短縮を実現可能な金型を提供することを１つの目的とし、さらに、上記金型の加工方法を提案することを他の１つの目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の金型は、曲面に案内部を有する部材を形成するための金型において、上記案内部の案内面を形成するための凸部若しくは凹部が回転刃物で切削加工されて形成される。
【００１５】
本発明の請求項２記載の金型は、請求項１の金型において、上記凸部若しくは上記凹部はカム溝若しくはカム若しくはヘリコイドネジを形成するためのものである。
【００１６】
本発明の請求項３記載の金型は、請求項１の金型において、上記部材に第１の案内部を形成するための第１の凸部と、上記部材に第２の案内部を形成するため、上記第１の凸部とは異なる方向の第２の凸部が上記金型上に形成され、上記第１の凸部および上記第２の凸部の頂部は、同一幅で上記金型に形成されている。
【００１７】
本発明の請求項４記載の金型は、請求項３の金型において、上記第１の凸部、上記第２の凸部は、同一高さで形成されている。
【００１８】
本発明の請求項５記載の金型は、請求項３の金型において、更に、上記第１の凸部と上記第２の凸部との繋ぎ部を有し、該繋ぎ部は、第３の凸部である曲面状の凸部が上記金型に形成されたものであり、上記第１の凸部および上記第２の凸部および上記第３の凸部の頂部は、同一幅で上記金型に形成されている。
【００１９】
本発明の請求項６記載の金型は、請求項５の金型において、上記第１の凸部および上記第２の凸部および上記第３の凸部は、同一高さで形成されている。
【００２０】
本発明の請求項７記載の金型は、請求項１の金型において、上記部材に第１の案内部を形成するための第１の凹部と、上記部材に第２の案内部を形成するため、上記第１の凹部と異なる方向の第２の凹部とが上記金型上に形成され、上記第１の凹部および上記第２の凹部の底部は、同一幅で形成されている。
【００２１】
本発明の請求項８記載の金型は、請求項７の金型において、上記第１の凹部、上記第２の凹部は同一深さで形成されている。
【００２２】
本発明の請求項９記載の金型は、請求項７の金型において、更に、上記第１の凹部と上記第２の凹部との繋ぎ部を有し、該繋ぎ部は、第３の凹部である曲面状の凹部で形成され、上記第１の凹部、上記第２の凹部および上記第３の凹部の底部は、同一幅で形成されている。
【００２３】
本発明の請求項１０記載の金型は、請求項９の金型において、上記第１の凹部、上記第２の凹部および上記第３の凹部は同一深さで形成されている。
【００２４】
本発明の請求項１１記載の金型は、請求項１乃至１０の金型において、上記凸部若しくは上記凹部は案内方向に一定の相対速度で切削加工される。
【００２５】
本発明の請求項１２記載の金型の加工方法は、曲面に案内部を有する部材を形成するための金型の加工方法において、上記案内部の案内面を形成するための凸部若しくは凹部が回転刃物で切削加工される際、上記回転刃物と上記金型との相対送り速度は、一定である。
【００２６】
本発明の請求項１３記載の金型の加工方法は、上記部材の曲面上に第１の案内部を形成するための第１の凸部を金型上に形成し、上記部材の曲面上に第２の案内部を形成するための上記第１の凸部とは異なる方向に第２の凸部を上記金型上に形成し、且つ、上記第１の凸部および上記第２の凸部の頂部を同一幅で形成し、上記第１の凸部および上記第２の凸部を回転刃物により切削加工する金型の加工方法において、上記切削加工時における上記第１の凸部および上記第２の凸部と上記回転刃物との相対送り速度は、互いに同一である。
【００２７】
本発明の請求項１４記載の金型の加工方法は、部材の曲面上に第１の案内部を形成するための第１の凹部を金型上に形成し、上記部材の曲面上に第２の案内部を形成するための上記第１の凹部とは異なる方向に第２の凹部を上記金型上に形成し、且つ、上記第１の凹部および上記第２の凹部の頂部を同一幅で形成し、上記第１の凹部および上記第２の凹部を回転刃物により切削加工する金型の加工方法において、上記切削加工時における上記第１の凹部および上記第２の凹部と上記回転刃物との相対送り速度は互いに同一である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の金型である内スライド入子の案内部であるカム溝形成用凸部の展開図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図であって、上記凸部の切削加工状態を示す。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図であって、同様に上記凸部の切削加工状態を示す。図４は、上記金型の凸部切削加工状態を示し、図４（Ａ）は、荒仕上げ加工状態を示し、図４（Ｂ）は、仕上げ加工状態を示す。図５は、上記内スライド入子により形成されるカム枠のカム溝を内周側から見た展開図である。図６は、図５のＪ−Ｊ断面図であって、上記カム枠のカム溝の断面形状を示す。
【００２９】
図１に示す内スライド入子１は、曲面に案内部であるカム溝３１ａを有する筒状部材（部材）のカム枠３１（図５）を形成する６乃至８分割の内スライド入子の１つである。上記内スライド入子１には、上記入子１の外周面１ｂ上に沿ってカム溝成型用の凸部１ａが設けられている。上記カム枠３１は、例えば、カメラのレンズ鏡筒用のカム溝を有するカム枠であるが、カム枠以外のカム溝を有する筒状部材であってもよい。
【００３０】
上記カム溝形成用凸部１ａは、図１に示すように中心線Ｌ１  （カム溝筋）に沿って形成される凸部であって、Ｘ軸（軸方向Ｃと平行）に沿った凸部（第１の凸部）１ａ１と、軸方向Ｃに対して凸部１ａ１と異なる方向に斜行する凸部（第２の凸部）１ａ３と、凸部１ａ１および凸部１ａ３と異なる方向のＹ軸（周方向）に沿った凸部（第１の凸部）１ａ５と、上記凸部１ａ１と１ａ３とを連結する曲面線状の繋ぎ部（第３の凸部）１ａ２、および、上記凸部１ａ３と１ａ５とを連結する曲面状の繋ぎ部１ａ４（第３の凸部）を有してなる。そして、凸部１ａ１乃至１ａ５は、その頂部が同一幅で、且つ、溝中心における外周面１ｂに対しても同一の高さで形成される。
【００３１】
上記内スライド入子１によって部材であるカム枠３１が形成されるが、そのとき、図５の展開図と図６の断面図に示すように上記内スライド入子の凸部１ａにより上記カム枠３１のカム溝３１ａが形成される。すなわち、上記凸部１ａ１によってカム溝３１ａの（第１の案内部）カム溝３１ａ１が形成される。上記凸部１ａ３によってカム溝（第２の案内部）３１ａ３が形成される。上記凸部１ａ５によってカム溝（第１の案内部）３１ａ５が形成される。凸部１ａ２によってカム溝（第３の案内部）３１ａ２が形成される。凸部１ａ４によってカム溝（第３の案内部）３１ａ４が形成される。なお、上記凸部１ａの両側面１ａａ，１ａｂで上記カム溝３１ａの案内面である両フランク面３１ａａ，３１ａｂが形成される。
【００３２】
上記凸部１ａは、図１のＡ−Ａ断面，Ｂ−Ｂ断面である図２，３に示すようにその中心が常に内スライド入子１の軸心Ｃに向かっており、凸部１ａの両側面の形状は、後述する刃具（総形エンドミル，回転刃物）２の中心座標の移動にともなってできる刃具２のカッター面が多数連続して繋がって創生される面と考えてよい。そして、凸部１ａは、その断面形状として一定の両傾斜角（カム溝のフランク角に対応）θと、直径Ｄである外径面１ｂの接線からの一定の高さＺ０  と、外径面１ｂの接線上の一定の根元部幅（カム溝のフランク幅に対応）Ｈ０  と、外径面上での一定の根元部幅Ｈ０  ′と、一定の凸部頂部幅（カム溝のカム溝底部幅に対応）Ｈ１  を有している。
【００３３】
上記刃具２の刃部傾斜角は、凸部１ａの傾斜角θ（カム溝のフランク角に対応）に合致している。また、刃具２の刃部先端径ｄは、凸部１ａの折れ曲がり部である１ａ２，１ａ４の内側軌跡最小曲率半径Ｒ０  と同等、または、それより小さいことを前提条件とする。また、凸部１ａ加工時の刃具２のＹ方向のシフト量は、最大で、図２に示すように刃具２の先端径ｄの１／２と凸部１ａの側面が刃具２の外径面と交差する幅Ｈ０  ′の１／２とを加えた距離となる。また、刃具２のＸ方向のシフト量（最大）は、凸部１ａのＸ軸方向距離Ｘ２  と上記底部幅Ｈ０  の１／２と、刃具２の先端径ｄの１／２とを加えた距離となる。
【００３４】
上記カム溝形成用凸部１ａは、例えば、マシニングセンター等の４軸ＮＣ加工機により切削加工される。切削加工用カッターとして荒加工時には、ボールエンドミル３を用い、図４（Ａ）に示すように仕上げ代Δε１  を残して凸部１ａの側面が加工される。仕上げ加工時には、図４（Ｂ）に示すように回転刃物である総形エンドミルカッター（以下、刃具と記載する）２を用い、上記仕上げ代Δε１  を加工し、凸部１ａの側面が仕上げられる。
【００３５】
上記ＮＣ加工機の制御４軸は、ワークとしての内スライド入子１が装着されるＮＣ制御インデックス（不図示）のＣ軸と、刃具２が装着される主軸を位置制御するための３制御軸、すなわち、Ｃ軸と平行な方向の送りを行うＸ軸と、Ｘ軸と直交する方向のＹ軸と、Ｘ軸，Ｙ軸と直交するＺ軸との３軸である。上記内スライド入子１は、Ｃ軸回りに、上記刃具２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれＮＣ制御で相対移動し、上記凸部１ａの切削加工が行われる。
【００３６】
上記凸部１ａを刃具２で仕上げ加工する場合、ＮＣ加工機の制御４軸を制御しながら刃具２の相対中心位置を図１の展開図に示すように凸部１ａの輪郭に沿ってＰ２０からＰ３０まで順次移動させ、凸部１ａの側面が輪郭加工される。上記輪郭加工の全領域において刃具７と入子１との相対送り速度は、加工に最適な一定の送り速度が設定される。
【００３７】
上記輪郭加工工程における４軸の制御状態は、表１の通りである。但し、上記表１は、それぞれの加工領域のカッター位置Ｐａ→Ｐｂ間を加工する場合の４軸の同時制御状態のオンオフを示している。
【００３８】
【表１】
2004148660.tif 000003
【００３９】
上記凸部１ａの加工における位置データ上の加工原点のうち、Ｘ軸，Ｙ軸に関する加工原点は、凸部端部上の点Ｑ０  （図１）とする。Ｚ軸に関する加工原点は、内スライド入子１の軸心Ｃとする（図２）。
【００４０】
前述したように凸部１ａの形状として、外径面１ｂの接線上の底部幅Ｈ０  および、外径面上での一定の底部幅Ｈ０  ′と、両傾斜角θと、外径面１ｂの接線からの一定の高さＺ０  とを有しているものとし、刃具２の先端径ｄとし、さらに、内スライド入子１の外径Ｄとすると、図１のＢ−Ｂ断面部の刃具１０の中心点Ｐ２８に関する入力位置データにおいて、
Ｘ軸データは、
Ｘ＝Ｘ２  −（Ｈ０  ＋ｄ）／２
Ｙ軸データは、
Ｙ＝０
Ｚ軸データは、
Ｚ＝Ｄ／２
Ｃ軸データは、
Ｃ＝（Ｂ位置を与えるＣ軸の回転角度）°
である。
【００４１】
また、図１のＡ−Ａ断面における刃具２の中心点Ｐ２９に関する入力位置データとしては、
Ｘ軸データは、
Ｘ＝Ｘ１
Ｙ軸データは、
Ｙ＝（Ｈ０  ′＋ｄ）／２
Ｚ軸データは、
Ｚ＝（Ｄ／２）−｛（Ｄ／２）２−（Ｈ０  ′／２）２｝１／２
Ｃ軸データは、
Ｃ＝０°
である。そして、点Ｐ２８から点Ｐ２９の間の刃具２中心位置の変化は、凸部１ａ中心座標Ｑ０  の変化に応じてＸ，Ｙ，Ｚ，Ｃの４軸のデータが計算されて加工プログラムとして出力される。
【００４２】
なお、加工時における刃具２の移動方向の制限は特にない。加工に際して、ある加工点から他の加工点に刃具２を移動するとき、例えば、点Ｐ２９から点Ｐ２８に向けて加工するような場合、Ｚ軸データが増加するのでＺ軸方向に食い込みを生じる危険がある。そのときは、Ｚ軸を上側に逃がしてからＸ、Ｙ、Ｃ各軸を駆動する方法が取られる。また、曲率を有するＲ０  部分などの加工は、指示した分割が、例えば、０．０１ｍｍ分割であれば、その輪郭を０．０１ｍｍの直線の連続と見做して、Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｃ各位置を計算させる。すなわち、曲率を有する部分は、すべて細かな直線の集合と見做して制御される。
【００４３】
上記ＮＣ加工機の４軸を同時制御して凸部１ａを加工する場合、凸部１ａの加工面の粗さおよび加工精度を所定の範囲に保つため、刃具２の内スライド入子１に対する切削面上での相対送り速度（以下、送り速度と記載する）を所定の一定速度に保つ必要がある。Ｘ軸制御のみ、または、Ｙ軸制御のみの単一軸加工工程では、単一軸の所望とする所定の速度をＮＣ加工機に指示すればよい。しかし、図１における点Ｐ２２から点Ｐ２３の間の加工領域においては、上記ＮＣ加工機に対して上記加工領域を与えるＸ軸の移動距離とＣ軸の回転角度に対する適正な送り速度を指示する必要がある。
【００４４】
そこで、上記送り速度を指示する方法について説明する。
前述したように従来のＮＣ加工機における送り速度の指定方法では、実際の送り速度と異なってくることから、本実施形態においては、実際の適正な送り速度が得られるように補正送り速度を指示する必要がある。すなわち、
Ｆ：補正送り速度、すなわち、ＮＣ加工機に指示するべき送り速度
ｆ：実送り速度、すなわち、所望する実際の送り速度
Ｘ：直線軸（Ｘ軸）の主軸移動量
θ：回転軸（Ｃ軸）のインデックス回転角度
Ｃ：Ｃ軸まわりの加工距離の円周距離（円弧長）成分
Ｄ：加工径、すなわち、金型加工部分の径
として、まず、Ｘ軸上の移動距離ＸとＣ軸まわりの加工距離Ｃとの２軸の合成された距離成分を算出して実際の加工時間ｔを実送り速度ｆから算出すると、
2004148660.tif 000004
上記（３）式は、実際に加工される距離を所望の実送り速度ｆで加工したときの加工時間を示す。
【００４５】
一方、ＮＣ加工機に指示する送り速度Ｆからもとめられる加工時間ｔであって、Ｘ軸上の移動距離Ｘと、Ｃ軸の回転角θの値で示される周方向距離（円弧長）との合成距離成分に対する加工時間は、
加工時間ｔ＝｛Ｘ２＋θ２｝１／２／Ｆ  …（４）
となる。ここで、再度、述べるが上記式は、加工機が有する指示式であって、Ｘは、距離単位で、θは、無次元（度，ラジアン）であっても加工機内部でこれらの値を適宜処理するものである。
【００４６】
したがって、所望する実送り速度ｆを得るためにＮＣ加工機に指示するべき送り速度Ｆは、（３），（４）式の加工時間ｔを等しいとして求められ、
Ｆ＝ｆ｛Ｘ２＋θ２｝１／２／｛Ｘ２＋（πＤθ／３６０°）２｝１／２…（５）
となる。
【００４７】
上記加工径Ｄは、既定値であるので、
α＝３６０／πＤ
とすると、ＮＣ加工機に指示するべき送り速度Ｆは、
Ｆ＝ｆ｛Ｘ２＋θ２｝１／２／｛Ｘ２＋（θ／α）２｝１／２  …（６）
となる。
【００４８】
上述した本実施の形態の金型である内スライド入子１においては、円筒形状の入子上に形成されるカム溝形成凸部１ａを刃具２による連続切削加工で加工されることから、従来の放電加工により別々に製作された金型にみられた電極間における段差が少ない凸部１ａを得ることができる。したがって、内スライド入子１により形成されたカム枠を適用したレンズ鏡筒等では、スムーズな動きが得られる。
【００４９】
また、本実施形態の内スライド入子１の凸部１ａを刃具２で切削加工する場合、その送り速度が金型切削に最適な一定の速度に設定することができるので、加工精度が高く、加工面の粗さも所望の粗さに加工することができる。
【００５０】
また、上記金型製作に放電加工工程が不要であることから製作期間が短縮でき、製作コストも抑えられる。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態の金型である内スライド入子について図７〜１０を用いて説明する。
なお、図７は、上記実施形態の内スライド入子のカム形成用凹部の展開図である。図８は、上記凹部の切削加工状態を示し、図８（Ａ）は、荒仕上げ加工状態を示し、図８（Ｂ）は、仕上げ加工状態を示す。図９は、上記内スライド入子により形成されるカム枠のカムを外周側から見た展開図である。図１０は、図９のＫ−Ｋ断面図であって、上記カム枠のカムの断面形状を示す。
【００５２】
図７に示す内スライド入子５は、曲面の案内部であるカムを有する筒状部材（部材）のカム枠４１（図９）を形成する６乃至８分割の内スライド入子の１つである。上記内スライド入子１には、上記入子５の内周面５ｂ上に沿ってカム成型用の凹部５ａが設けられている。上記カム枠４１は、例えば、カムを有するカメラのレンズ鏡筒用のカム枠であるが、他のカムを有する筒状部材でもよい。
【００５３】
上記カム形成用凹部５ａは、図７に示すように中心線Ｌ２  （カム溝筋）に沿って形成される凹部（溝）であって、Ｘ軸（軸方向Ｃと平行）に沿った凹部（第１の凹部）５ａ１と、軸方向Ｃに対して凹部５ａ１と異なる方向に斜行する凹部（第２の凹部）５ａ３と、凹部５ａ１および凹部５ａ３と異なる方向のＹ軸（周方向）に沿った凹部（第１の凹部）５ａ５と、上記凹部５ａ１と５ａ３とを連結する曲面状の繋ぎ部（第３の凹部）５ａ２、および、上記凹部５ａ３と５ａ５とを連結する曲面状の繋ぎ部（第３の凹部）５ａ４を有してなる。そして、凹部５ａ１乃至５ａ５は、その底部の溝幅は、同一で、且つ、溝深さも溝幅中心における外周面から同一の深さで形成されている。
【００５４】
上記内スライド入子５によって部材であるカム枠４１が形成され、図９の展開図と図１０の断面図に示すように内スライド入子の凹部５ａにより上記カム枠４１のカム４１ａが形成される。すなわち、上記凹部５ａ１によってカム枠４１のカム（第１の案内部）４１ａ１が形成される。凹部５ａ３によってカム（第２の案内部）４１ａ３が形成される。凹部５ａ５によってカム（第１の案内部）４１ａ５が形成され、凹部５ａ２によってカム（第３の案内部）４１ａ２が形成される。凸部５ａ４によってカム（第３の案内部）４１ａ４が形成される。なお、上記凹部５ａの両側面５ａａ，５ａｂによって上記カム４１ａの案内面である両フランク面４１ａａ，４１ａｂが形成される。
【００５５】
上記カム形成用凹部５ａは、例えば、マシニングセンター等の４軸ＮＣ加工機により切削加工される。切削加工用カッターとして荒加工時には、ボールエンドミル６が適用され、図８（Ａ）に示すように仕上げ代Δε２  を残して凹部５ａの側面５ａａ′，５ａｂ′が加工される。仕上げ加工時には、図８（Ｂ）に示すように回転刃物である総形エンドミルカッター（以下、刃具と記載する）７によって側面５ａａ′，５ａｂ′が加工され、凹部５ａの側面５ａａ，５ａｂが仕上げられる。
【００５６】
上記凹部５ａは、その中心が常に内スライド入子５の軸心Ｃに向かっており、凹部５ａの両側面の形状は、刃具７の中心座標の移動にともなってできる刃具２のカッター面が多数連続して繋がって創生される面と考えてよい。そして、凹部５ａの断面形状は、一定の両傾斜角（カムのフランク角に対応）と、外径面の接線からの一定の高さと、外径面の接線上の一定の底部幅（カムのフランク幅対応）と、外径面上での一定の底部幅と、一定の凹部頂部幅（カムのカム底部幅に対応）を有している。
【００５７】
なお、図８（Ｂ）に示すように上記凹部５ａの側面５ａａを仕上げる場合、凹部５ａの底部溝幅Ｈ２  とし、刃具７の先端径ｄとすると、刃具７の中心Ｓ０  の底部溝幅Ｈ２  の中心からのシフト量Ｓは、（Ｈ２  ／２−ｄ／２）となる。また、刃具７の先端径ｄは、当然ながら底部溝幅Ｈ２  より小さい径のものを使用する必要がある。
【００５８】
上記ＮＣ加工機の制御４軸は、内スライド入５が装着されるＮＣ制御インデックス（不図示）のＣ軸と、刃具７が装着される主軸を位置制御するための３制御軸、すなわち、Ｃ軸と平行な方向の送りを行うＸ軸と、Ｘ軸と直交する方向のＹ軸と、Ｘ軸，Ｙ軸と直交するＺ軸との３軸である。上記内スライド入子５は、Ｃ軸回りに、上記刃具２は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれＮＣ制御で相対移動し、上記凹部５ａの切削加工が行われる。
【００５９】
上記凹部５ａを刃具７で仕上げ加工する場合、ＮＣ加工機の制御４軸を制御しながら刃具７の相対中心位置Ｐｎを図７の展開図に示すように凹部５ａの輪郭に沿ってＰ３１からＰ４２まで順次移動させて凹部５ａの輪郭加工を行い、凹部５ａが得られる。但し、加工順序としては、逆方向にＰ４２からＰ３１へ順次移動させてもよい。上記輪郭加工の全領域において刃具７と入子１との相対送り速度は、加工に最適な一定の送り速度が設定される。
【００６０】
本実施形態の内スライド入子５の凹部５を切削加工する場合の上記送り速度の設定に関しては、前記第１の実施形態の内スライド入子１の凸部１ａの加工時と同様に適正な一定の送り速度で切削するために前記（６）式により得られる指示送り速度ＦをＮＣ加工機に対して指示する必要がある。
【００６１】
本実施形態の内スライド入子５によれば、前記第１実施形態の内スライド入子１の効果と同様の効果を奏し、特に凹部５ａの側面に沿って輪郭加工することで、側面の垂線が凹部中心線に向かっている場合、溝幅寸法を一定に加工することができる。
【００６２】
次に、本発明の第３実施形態の金型である外スライド入子について、図１１，１２を用いて説明する。
なお、図１１は、上記実施形態の外スライド入子の断面図である。図１２は、上記凸部の切削加工状態を示す断面図である。
【００６３】
本実施形態の外スライド入子１１は、カム溝またはカムを有する筒状部材であるカム枠を形成する金型であり、例えば、他の３つの外スライド入子１２，１３，１４と共に４分割の外スライド入子を構成するものである。
【００６４】
上記外スライド入子１１は、内周面に沿って筒状部材のカム溝を形成するための凸部１１ａが形成される。上記凸部１１ａを加工する場合、勿論、他の入子１２，１３，１４を外した状態で加工する。そして、荒仕上げをボールエンドミルカッターで加工し、仕上げをフラットエンドミル，総形エンドミルカッター（以下、刃具と記載する）１５で加工する。
【００６５】
上記刃具１５による凸部の加工は、前記第１、または、２の実施形態の内スライド入子の場合と同様にＮＣ加工機により４軸制御のもとで切削加工が行われる。したがって、その加工方法等は、送り速度を所定の適正な速度に設定する等、前記第１，２実施形態の場合と同様な方法を採用する。
【００６６】
本実施形態の外スライド入子１１の場合、隣り合う外スライド入子１２，１４との型合わせ部ｇを上記ＮＣ加工機により精度よく加工することができる。したがって、成形されるカム枠の型割線跡がより微小なものとなり、良好な動作状態のカム枠が得られる。このことは、前記第１，２の実施形態の内スライド入子に対しても当てはまる。
【００６７】
なお、図１２に示すように刃具１５の先端径ｄによって削り残し部ｈが生じる。したがって、上記刃具１５の先端径ｄは、限りなく０に近づける必要がある。
【００６８】
本実施形態の外スライド入子１１によると、前記第１，２実施形態の場合と同様の効果を奏する。特に分割スライド型における型合わせ面を精度よく加工し、型割線跡をより細くすることが可能である。
【００６９】
次に、本発明の第４実施形態の金型であるスライド入子について、図１３を用いて説明する。
なお、図１３は、上記実施形態のスライド入子における凸部加工状態を示す断面図である。
【００７０】
本実施形態のスライド入子２１は、カムを有する筒状部材であるカム枠を形成する金型であり、上記カムを形成するためのスライド入子２１の凸部２１ａをフラットエンドミル２２によって切削加工可能とする。
【００７１】
上記フラットエンドミル２２は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，Ｃ軸，Ｗ軸の５軸同時制御のＮＣ加工機（マシニングセンター）の主軸に装着され、スライド入子２１は、Ｗ軸に支持される傾斜円テーブルに取り付けられて加工される。なお、上記傾斜円テーブルは、Ｃ軸まわりに回転可能に装着されており、かつ、上記Ｃ軸は、Ｗ軸まわりに傾斜駆動可能に支持されている。上記主軸は、互いに直交するＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向に駆動制御されるものとする。
【００７２】
上記スライド入子２１の凸部２１ａをフラットエンドミル２２で切削加工する場合、スライド入子２１を取り付けた傾斜テーブルを図１３に示すように凸部２１ａの側面２１ａａの傾斜角θに合致した角度δだけ傾斜させる。上記傾斜状態のもとでフラットエンドミル２２により凸部２１ａの側面２１ａａを加工する。
【００７３】
また、上記切削時の送り速度を適切な所定の速度の設定する等の加工方法は、前記第１，２実施形態の場合と同様とする。
【００７４】
本実施形態の内スライド入子２１の加工方法では、凸部２１ａの傾斜角（したがって、カム枠のカムのフランク角）θが０°〜３０°の範囲で比較的小さい場合に適用可能であり、専用となる総型のエンドミルを使用することなく、一般のフラットエンドミルを切削工具として適用することが可能である。さらに、加工中であっても上記凸部の傾斜角を容易に変えることができ、機能範囲が広がる。
【００７５】
なお、前述した各実施形態においては、上記凸部、または、上記凹部は、部材に設けられるカム、または、カム溝を形成するためのものとして説明したが、上記凸部、または、上記凹部は、これに限らず、例えば、部材に設けられる雌，雄ヘリコイドを形成するためのものや、周方向に沿った凸部、あるいは、周方向に沿った溝を形成するためのものであっても、本発明の要旨を適用することができる。
【００７６】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、部材のカム，カム溝、または、ヘリコイドを形成するための凹，凸部を金型上に加工する場合、従来の放電加工による方法を用いず、切削加工によったことから、電極の製作が不要であり、上記カムやヘリコイドの位置関係の精度が向上し、さらに、金型のコスト減や金型納期短縮が図れる。さらに、切削加工時の加工送り速度を一定に保つことから、凹凸面の面精度を向上させることができ、周面上での輪郭加工することにより、凸部，凹部の幅を一定にすることは、もちろん、途中で凸部，凹部の幅を可変とすることも可能で、型の修正が容易にできる金型を提供することができる。同時に上記金型の加工方法を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の金型である内スライド入子のカム溝形成用凸部の展開図である。
【図２】上記図１のＡ−Ａ断面図であって、上記内スライド入子の凸部の切削加工状態を示す。
【図３】上記図１のＢ−Ｂ断面図であって、同じく上記内スライド入子の凸部の切削加工状態を示す。
【図４】上記図１の内スライド入子における凸部の切削加工状態を示し、図４（Ａ）は、荒仕上げ加工状態を示し、図４（Ｂ）は、仕上げ加工状態を示す。
【図５】上記図１の内スライド入子により形成されるカム枠のカム溝を内周側から見た展開図である。
【図６】図５のＪ−Ｊ断面図であって、上記カム枠のカム溝の断面形状を示す。
【図７】本発明の第２の実施形態の金型である内スライド入子のカム形成用凹部の展開図である。
【図８】上記図７の内スライド入子の凹部の切削加工状態を示し、図８（Ａ）は、荒仕上げ加工状態を示し、図８（Ｂ）は、仕上げ加工状態を示す。
【図９】上記図７の内スライド入子により形成されるカム枠のカムを外周側から見た展開図である。
【図１０】図９のＫ−Ｋ断面図であって、上記カム枠のカムの断面形状を示す。
【図１１】本発明の第３の実施形態の金型である外スライド入子の断面図である。
【図１２】上記図１１の外スライド入子の凸部の切削加工状態を示す断面図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態の金型である外スライド入子の凸部の切削加工状態を示す断面図である。
【図１４】従来の筒部材を成形するための金型の断面図である。
【図１５】上記図１４の金型を放電加工により製作するときの放電加工状態を示す断面図である。
【図１６】上記図１４の金型を切削加工する場合の加工状態での断面図である。
【図１７】上記図１６に示す切削加工済み金型の部分斜視図である。
【図１８】上記図１７に示した切削加工済み金型の凹部をＺ方向から見たときの展開図である。
【図１９】図１８のＱ部拡大図である。
【符号の説明】
１，５…内スライド入子（金型）
１ａ１，１ａ５…凸部（第１の凸部）
１ａ２，１ａ４…凸部（第３の凸部，繋ぎ部）
１ａ３…凸部（第２の凸部）
２，７，１５…刃具，総形エンドミル（回転刃物）
５ａ１，５ａ５…凹部（第１の凹部）
５ａ２，５ａ４…凹部（第３の凹部，繋ぎ部）
５ａ３  …凹部（第２の凹部）
１１    …外スライド入子（金型）
２１    …スライド入子（金型）
２２    …フラットエンドミル（回転刃物）
３１，４１…カム枠（部材）
３１ａ  …カム溝
３１ａａ，３１ａｂ，４１ａａ，４１ａｂ…フランク面（案内面）
３１ａ１，３１ａ５…カム溝（案内部，第１の案内部）
３１ａ２，３１ａ４…カム溝（案内部，第３の案内部）
３１ａ３  …カム溝（案内部，第２の案内部）
４１ａ  …カム
４１ａ１，４１ａ５…カム（案内部，第１の案内部）
４１ａ２，４１ａ４…カム（案内部，第３の案内部）
４１ａ３  …カム（案内部，第２の案内部）
ｆ    …金型の凸部、または、凹部と回転刃物との相対送り速度
【図１】
2004148660.tif 000005
【図２】
2004148660.tif 000006
【図３】
2004148660.tif 000007
【図４】
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【図５】
2004148660.tif 000009
【図６】
2004148660.tif 000010
【図７】
2004148660.tif 000011
【図８】
2004148660.tif 000012
【図９】
2004148660.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
2004148660.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
2004148660.tif 000017
【図１４】
2004148660.tif 000018
【図１５】
2004148660.tif 000019
【図１６】
2004148660.tif 000020
【図１７】
2004148660.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
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