(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径穴及び該大径穴の底面に該大径穴の中心に対して偏心した位置に形成された小径穴を有するワークの、前記大径穴を加工する際に、
回転自在に設けられた工具スピンドルに切削刃を、その刃先を前記工具スピンドルの回転中心に対して該工具スピンドルの半径方向に移動位置決め自在に設けておき、
前記大径穴の側面の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心を、前記大径穴の中心に位置決めさせると共に、前記切削刃の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離を前記大径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記切削刃により前記大径穴の側面の加工を行い、
前記大径穴の底面の加工に際しては、前記工具スピンドルを回転させた状態で前記切削刃を前記工具スピンドルの回転中心に対して半径方向に移動させながら、かつ前記切削刃を前記大径穴の側面側から、前記小径穴の中心に向けて移動させながら前記底面の加工を行うようにし、かつ前記切削刃を前記大径穴の側面側から、前記小径穴の中心に向けて移動させる際に、前記工具スピンドルの回転中心を、大径穴の中心から小径穴の中心に移動させながら前記底面の加工を行うように構成した切削加工方法。
【請求項２】
大径穴及び該大径穴の底面に該大径穴の中心に対して偏心した位置に形成された小径穴を有するワークの、前記大径穴及び小径穴を加工する際に、
回転自在に設けられた工具スピンドルに切削刃を、その刃先を前記工具スピンドルの回転中心に対して、該工具スピンドルの半径方向に移動位置決め自在に設けておき、
前記大径穴の側面の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心を、前記大径穴の中心に位置決めさせると共に、前記切削刃の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離を前記大径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記切削刃により前記大径穴の側面の加工を行い、
前記大径穴の底面の加工に際しては、前記工具スピンドルを回転させた状態で前記切削刃を前記工具スピンドルの回転中心に対して半径方向に移動させながら、かつ前記切削刃を前記大径穴の側面側から、前記小径穴の中心に向けて移動させながら前記底面の加工を行うようにし、かつ前記切削刃を前記大径穴の側面側から、前記小径穴の中心に向けて移動させる際に、前記工具スピンドルの回転中心を、大径穴の中心から小径穴の中心に移動させながら行うようにし、
前記小径穴の側面の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心を、前記小径穴の中心に位置決めさせると共に、前記切削刃の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離を前記小径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記切削刃により前記小径穴の側面の加工を行うようにして構成した切削加工方法。
【請求項３】
大径穴及び該大径穴の底面に該大径穴の中心に対して偏心した位置に形成された小径穴を有するワークの、前記大径穴及び小径穴を加工する際に、
回転自在に設けられた工具スピンドルに第１の切削刃と第２の切削刃を、その刃先を前記工具スピンドルの回転中心に対して、該工具スピンドルの半径方向に移動位置決め自在に設けておき、
前記大径穴の側面の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心を、前記大径穴の中心に位置決めさせると共に、前記第１の切削刃の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離を前記大径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記第１の切削刃により前記大径穴の側面の加工を行い、
前記小径穴の側面の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心を、前記小径穴の中心に位置決めさせると共に、前記第２の切削刃の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離を前記小径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記第２の切削刃により前記小径穴の側面の加工を行うようにして構成した切削加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大径の穴の底面に、該大径穴の中心に対して偏心した小径の穴が形成されたワークにおいて、当該大径穴の側面及び底面を、単一のスピンドルに装着された工具で高精度に切削加工することの出来る、切削加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、この種のワークとしては、オイルポンプボデイがある。オイルポンプボデイには、大径穴としてギヤが収納されるギヤ室があり、更に該ギヤ室８１に偏心した形で接続される小径の穴としてのブシュがある。オイルポンプボデイのギヤ室は、オイル漏れの防止など観点から高い加工精度が要求される。従来、ギヤ室はその側面及び底面の加工をそれぞれ別の工具を用いて加工していた。
【発明が解決しようとする課題】
こうした方法では加工工数が掛かるばかりか、工具毎の位置決め誤差が累積する欠点があり、加工精度に問題があった。従って、ギヤ室はその側面及び底面の加工を単一の工具スピンドルを使用して行うことが、上記した位置決め誤差の影響を排除することが出来て望ましい。また、その際においても、ギヤ室の中心に対してブッシュの穴の中心が偏心した形で底面に形成されているので、ギヤ室底面をギヤ室の中心を中心に工具を旋回させつつ加工すると、ブッシュ穴近傍のギヤ室底面の加工が、ギヤ室底面とブッシュの芯ずれから一部にエアカットが生じ断続切削となり、加工精度が悪化する不都合がある。
【０００３】
また、可能ならば、大径穴であるギヤ室と共に、偏心した小径穴、即ちブッシュについても単一の工具スピンドルを使用して加工を行うことが出来れば、複数の工具スピンドルを用いて加工する場合のような、工具スピンドル間の熱変位の影響を受けず済むので高精度の加工が可能となるばかりか、工具スピンドルが１個で済む分、工作機械自体もコンパクトな構成とすることが出来る。
【０００４】
本発明は、上記した事情に鑑み、大径穴の側面及び底面を、単一のスピンドルに装着された工具で高精度に切削加工することが出来る、切削加工方法を提供することを第１の目的とし、更に、大径穴と共に、該大径穴の底面に接続する偏心した小径穴についても単一の工具スピンドルを使用して加工を行うことが出来る、切削加工方法を提供することを第２の目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、大径穴（８１）及び該大径穴の底面に該大径穴の中心に対して偏心した位置に形成された小径穴（Ｂ）を有するワーク（Ｗ）の、前記大径穴を加工する際に、
回転自在に設けられた工具スピンドル（２）に切削刃（４、４ａ、４ｂ）を、その刃先を前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）に対して該工具スピンドルの半径方向に移動位置決め自在に設けておき、
前記大径穴の側面（Ｆｉ）の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）を、前記大径穴の中心（Ｏｇ）に位置決めさせると共に、前記切削刃の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離（Ｌ５、Ｌ４）を前記大径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記切削刃により前記大径穴の側面（Ｆｉ）の加工を行い、
前記大径穴の底面（Ｆｅ）の加工に際しては、前記工具スピンドル（２）を回転させた状態で前記切削刃を前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）に対して半径方向に移動させながら、かつ前記切削刃を前記大径穴の側面側（Ｆｉ）から、前記小径穴（Ｂ）の中心（Ｏｗ）に向けて移動させながら前記底面（Ｆｅ）の加工を行うようにし、かつ前記切削刃を前記大径穴の側面（Ｆｉ）側から、前記小径穴の中心（Ｏｗ）に向けて移動させる際に、前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）を、大径穴の中心（Ｏｇ）から小径穴（Ｂ）の中心（Ｏｗ）に移動させながら前記底面（Ｆｅ）の加工を行うように構成される。
【０００５】
請求項２の発明は、大径穴（８１）及び該大径穴（８１）の底面（Ｆｅ）に該大径穴の中心に対して偏心した位置に形成された小径穴（Ｂ）を有するワーク（Ｗ）の、前記大径穴及び小径穴を加工する際に、
回転自在に設けられた工具スピンドルに切削刃（４、４ａ、４ｂ）を、その刃先を前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）に対して、該工具スピンドルの半径方向（図２上下方向）に移動位置決め自在に設けておき、
前記大径穴の側面（Ｆｉ）の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）を、前記大径穴の中心（Ｏｇ）に位置決めさせると共に、前記切削刃の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離（Ｌ４、Ｌ５）を前記大径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記切削刃により前記大径穴の側面の加工を行い、
前記大径穴の底面（Ｆｅ）の加工に際しては、前記工具スピンドル（２）を回転させた状態で前記切削刃を前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）に対して半径方向に移動させながら、かつ前記切削刃を前記大径穴の側面側（Ｆｉ）から、前記小径穴（Ｂ）の中心（Ｏｗ）に向けて移動させながら前記底面（Ｆｅ）の加工を行うようにし、かつ前記切削刃を前記大径穴の側面（Ｆｉ）側から、前記小径穴の中心（Ｏｗ）に向けて移動させる際に、前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）を、大径穴の中心（Ｏｇ）から小径穴（Ｂ）の中心（Ｏｗ）に移動させながら行うようにし
前記小径穴（Ｂ）側面の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）を、前記小径穴の中心（Ｏｗ）に位置決めさせると共に、前記切削刃の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離（Ｌ３、Ｌ６）を前記小径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記切削刃により前記小径穴の側面の加工を行うようにして構成される。
【０００６】
請求項３の発明は、大径穴（８１）及び該大径穴（８１）の底面（Ｆｅ）に該大径穴の中心に対して偏心した位置に形成された小径穴（Ｂ）を有するワーク（Ｗ）の、前記大径穴及び小径穴を加工する際に、
回転自在に設けられた工具スピンドルに第１の切削刃（４ａ）と第２の切削刃（４ｂ）を、その刃先を前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）に対して、該工具スピンドルの半径方向（図２上下方向）に移動位置決め自在に設けておき、
前記大径穴の側面（Ｆｉ）の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）を、前記大径穴の中心（Ｏｇ）に位置決めさせると共に、前記第１の切削刃（４ａ）の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離（Ｌ４、Ｌ５）を前記大径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記第１の切削刃（４ａ）により前記大径穴の側面の加工を行い、
前記小径穴（Ｂ）の側面の加工に際しては、前記工具スピンドルの回転中心（Ｓ）を、前記小径穴の中心（Ｏｗ）に位置決めさせると共に、前記第２の切削刃（４ｂ）の刃先と前記工具スピンドルの回転中心との間の距離（Ｌ３、Ｌ６）を前記小径穴の半径に対応する距離に設定し、
その状態で工具スピンドルを回転させて、前記第２の切削刃（４ｂ）により前記小径穴の側面の加工を行うようにして構成される。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、大径穴（８１）の側面（Ｆｉ）と底面（Ｆｅ）の加工を、工具スピンドル（２）をＺ軸方向に移動させ、更に、切削刃（４ａ）を工具スピンドルの回転中心（Ｓ）に対して移動させるだけで行うことが出来、側面加工と底面加工を工具スピンドルの横方向（図２上下方向）の移動を極力行うことなく、短時間での加工が可能となる。また、側面（Ｆｉ）と底面（Ｆｅ）を同一の切削刃で連続的に加工することが出来るので、加工精度が向上する。また、大径穴の底面の加工に際し、工具スピンドルの回転中心（Ｓ）を、大径穴の中心（Ｏｇ）から小径穴（Ｂ）の中心（Ｏｗ）に移動させることにより、大径穴（８１）底面（Ｆｅ）の、偏心した小径穴（Ｂ）付近の加工を、切削刃を小径穴の中心（Ｏｗ）を中心にして回転させることが出来、当該部分で切削刃にエアカットを生じさせることなく切削を連続的に行うことが出来、断続切削の生じない高精度な加工が可能となる。また、工具スピンドルの回転中心（Ｓ）がこれから加工する小径穴（Ｂ）の中心（Ｏｗ）に位置決めされるので、底面（Ｆｅ）の加工後、直ちに小径穴（Ｂ）の加工にはいることが出来、サイクルタイムの短縮に寄与することが出来る。
【００１３】
請求項２の発明によれば、大径穴（８１）及び大径穴（８１）の底面（Ｆｅ）に該大径穴の中心に対して偏心した位置に形成された小径穴（Ｂ）の加工を、単一の工具スピンドル（２）で行うことが出来るので、従来のように２つの工具スピンドルを用いて加工する必要がなくなり、その分サイクルタイムを短縮することが可能となるばかりか、工具スピンドルが一つで済むので、工具スピンドル間の熱変位の影響も排除することが出来、また切削加工ユニットの小型化が図れる。また、大径穴の底面の加工に際し、工具スピンドルの回転中心（Ｓ）を、大径穴の中心（Ｏｇ）から小径穴（Ｂ）の中心（Ｏｗ）に移動させることにより、大径穴（８１）底面（Ｆｅ）の、偏心した小径穴（Ｂ）付近の加工を、切削刃を小径穴の中心（Ｏｗ）を中心にして回転させることが出来、当該部分で切削刃にエアカットを生じさせることなく切削を連続的に行うことが出来、断続切削の生じない高精度な加工が可能となる。また、工具スピンドルの回転中心（Ｓ）がこれから加工する小径穴（Ｂ）の中心（Ｏｗ）に位置決めされるので、底面（Ｆｅ）の加工後、直ちに小径穴（Ｂ）の加工にはいることが出来、サイクルタイムの短縮に寄与することが出来る。
【００１４】
請求項３の発明によれば、大径穴（８１）及び大径穴（８１）の底面（Ｆｅ）に該大径穴の中心に対して偏心した位置に形成された小径穴（Ｂ）の加工を、単一の工具スピンドル（２）で行うことが出来るので、従来のように２つの工具スピンドルを用いて加工する必要がなくなり、その分サイクルタイムを短縮することが可能となるばかりか、工具スピンドルが一つで済むので、工具スピンドル間の熱変位の影響も排除することが出来、また切削加工ユニットの小型化が図れる。さらに、２種類の切削刃を使用することが出来るので、異なる材質の穴に対しても最適な切削刃で加工することが出来、加工効率の向上に寄与することが出来る。
【００２１】
なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態について説明する。先ず、本発明の切削加工ユニット（以下、軸頭という）の概略的な概念から説明する。図1は軸頭を概略的に断面図で示す。この軸頭は、中ぐり盤等の加工機をベースとして、それに取り付けて使用されるもので、基体1と、基体１に回転自在に支された工具スピンドル２と、基体１に支持され、工具スピンドル２を連続回転させるスピンドル駆動手段３と、軸心Ｕを工具スピンドル２の軸心Ｓに対し平行にかつ偏心させて工具スピンドル２に回転自在に支持され、ワークを加工する切削刃４が固定された偏心軸５と、偏心軸５を回転させる偏心軸駆動手段６とを備える。
【００２３】
工具スピンドル２と偏心軸５は、所定の増速ギヤ比のギヤ２１、２２と、所定のギヤ比とは逆の減速速度比のハーモニツクドライブ機構７とを介して連結され、偏心軸駆動手段６は、ハーモニツクドライブ機構７に連結され、スピンドル駆動手段３と共通の基体１に支持した連続回転駆動手段とされている。
【００２４】
更に詳述すると、基体1は、中ぐり盤等の加工機のベッドに、工具スピンドル軸心方向であるＺ軸方向への送り機構及びＺ軸方向とは直角の方向であるＸ軸方向の送り機構（必要ならば、Ｘ、Ｚ軸に直角なＹ軸方向の送り機構も介して）を介して固定するものとされ、工具スピンドル２を支持する筒状部１１と、その後端で両側に広がるギヤボックス部１２とから構成されている。
【００２５】
工具スピンドル２は、中空軸とされ、基体1に設けた軸穴に嵌挿固定されたスリーブ１３にベアリング１４とベアリング１５を介して回転自在に支持され、その後端外周にキー止めされたギヤ２０への動力伝達により連続回転駆動可能とされている。更に、工具スピンドル２の最後端外周には、ベアリング１６を介してギヤ２０と同様のピッチ径と歯数のギヤ２３が回転自在に支持されている。
【００２６】
スピンドル駆動手段３は、ギヤボックス部１２の後端に固定された全閉外扇型モータとされ、その出力軸に固定された駆動ギヤ３１を備える。出力軸と工具スピンドル２との間には、ギヤボックス部１２に支持してカウンタ軸３２が設けられ、出力軸に固定のギヤ３１と工具スピンドル２に固定のギヤ２０は、カウンタ軸３２にキー止め固定されたカウンタリダクションギヤを介して駆動連結されている。
【００２７】
偏心軸５は、工具スピンドル２に前後一対のベアリング６５，６５を介して支持され、更に、工具スピンドル２の前端に配設されたベアリング６６により軸方向（Ｚ軸方向）不動に位置決め支持されている。偏心軸５の後端外周には、ギヤボックス部１２内に位置させて外ギヤ５１が形成されており、この外ギヤ５１は、工具スピンドル２の最後端外周のギヤ２３の外端にボルト止め固定されたリングギヤ２４の内歯に噛合している。
【００２８】
偏心軸駆動手段６は、ギヤボックス部１２の後端に固定されたサーボモータとされ、その出力軸上には、同軸型の減速機構としてのハーモニツクドライブ機構７と工具スピンドル２上のギヤ２０とギヤ２３にそれぞれ噛合するギヤ２１とギヤ２２が配置され、ギヤ２１はハーモニツクドライブ機構７のフレックススプライン７１に連結され、ギヤ２２はサーキュラスプライン７２に連結され、ウェーブジェネレータ７０がサーボモータ６の出力軸にフレキシブル維手６１を介して連結されている。
【００２９】
ここで、各ギヤの歯数の関係について説明する。工具スピンドル２上の歯車については、ギヤ２０とギヤ２３はピッチ径及び歯数が同一とされ、ハーモニツクドライブ機構軸上の歯車は、ギヤ２１とギヤ２２とは、ピッチ径が同一で、歯数が異なるものとされ、この歯数比は、ハーモニツクドライブ機構７のフレックススプライン７１入力でサーキュラスプライン７２出力の際の速度比の逆数とされている。例えば、ギヤ２０とギヤ２３の歯数は共に７３、ギヤ２１とギヤ２２の歯数は５０対５１、ハーモニツクドライブ機構７のフレックススプライン７１入力でサーキュラスプライン７２出力の際の速度比は５１／５０とされ、リングギヤ２４と外歯５１の歯数比は３３／２３とされている。
【００３０】
図２に拡大して詳細を示すように、切削刃４が装着される工具ヘッド８０は、本体８０ａ及び該本体８０ａを偏心軸５に装着するためのシャンク部８ｂを有しており、本体８０ａには、偏心軸５の回転中心Ｕに対して偏心した形の円筒状の工具刃先装着部８０ｃが形成されている。工具刃先装着部８０ｃには、切削刃４を構成する第１の切削刃４ａ及び第２の切削刃４ｂが、工具刃先装着部８０ｃの円筒外周部に約１８０゜ピッチで互いに刃先を外方に向けた形、即ちその刃先が互いに背向する形で装着されており、第１の切削刃４ａは、偏心軸５の回転中心Ｕから距離Ｌ１の位置に配置されており、第２の切削刃４ｂは、偏心軸５の回転中心Ｕから距離Ｌ２の位置に配置されている。
【００３１】
また、第２の切削刃４ｂは、第１の切削刃４ａに対してＺ軸方向にオフセット量ＯＦＳだけマイナス方向にその刃先がセットバックしており、第１の切削刃４ａは、偏心軸５を工具ヘッド８０と共に回転中心Ｕを中心にして１８０゜回転させることにより、図２に示すように、工具スピンドル２の回転中心Ｓに対して最小距離Ｌ５から最大距離Ｌ４だけ変化することが出来る。同時に、第１の切削刃４ａが１８０゜回転すると、第２の切削刃４ｂも同様に１８０゜回転し、工具スピンドル２の回転中心Ｓに対して最大距離Ｌ３（＞Ｌ５）から最小距離Ｌ６だけ変化することが出来る。
【００３２】
このことは、偏心軸５を回転させて第１の切削刃４ａを工具スピンドル２の回転中心Ｓより距離Ｌ４の位置に保持した状態で、工具スピンドル２を回転させると、半径Ｌ４なる穴加工が可能で、逆に、第１の切削刃４ａを工具スピンドル２の回転中心Ｓより距離Ｌ５の位置に保持した状態で、工具スピンドル２を回転させると、半径Ｌ５なる穴加工が可能なことを意味する。また、第１の切削刃４ａを距離Ｌ４なる最大半径位置から距離Ｌ５なる最小半径位置にまで偏心軸５をゆっくりと回転させつつ工具スピンドル２を回転させることにより、第１の切削刃４ａにより、半径Ｌ５からＬ４なるＺ軸に直交するＸ−Ｙ面の面加工が可能となることを意味する。
【００３３】
また、第２の切削刃４ｂを、距離Ｌ３なる位置に位置に保持した状態で、工具スピンドル２を回転させると、半径Ｌ３なる穴加工が可能なことを意味する。
この場合、第１の切削刃４ａは回転中心Ｓより、距離Ｌ３より小さな距離Ｌ５の位置に退避しているので、第２の切削刃４ｂによる半径Ｌ３なる穴加工に際して第１の切削刃４ａが干渉することはない。
【００３４】
こうした構成からなる軸頭は、モータ駆動によりカウンタリダクション歯車を介した動力が歯車２０に伝達されて、工具スピンドル２が連続回転駆動される。この駆動により、ギヤ２１も駆動され、それに連結されたハーモニツクドライブ機構７のフレックススプライン７１も回転し、停止状態のサーボモータ６の出力軸に連結されたウェーブジェネレータ７０に反力支持された噛合部で噛合したままサーキュラスプライン７２も減速回転する。このサーキュラスプライン７２の回転は、ギヤ２２に伝達され、ギヤ２３との噛み合い部で上記減速回転を相殺する分だけ増速されて、この回転がそのままリングギヤ２４に伝達される。したがって、ギヤ２０が固定された工具スピンドル２と、リングギヤ２４に外ギヤ５１で噛み合う偏心軸５は、工具スピンドル２の軸心周りに同期回転する。
【００３５】
このように、サーボモータ６を停止させたまま、モータ３のみを回転させることで、工具スピンドル２と偏心軸５の一体回転状態が得られ、偏心軸５の先端に取付けられている工具ヘッド８０の第１の切削刃４ａ及び第２の切削刃４ｂは、工具スピンドル２の回転数で工具スピンドル２の回転中心Ｓを中心に回転する。したがって、この状態で基体１に所望の切込み速度に合わせたＺ軸方向の送りをかけることで第１の切削刃４ａ及び第２の切削刃４ｂは回転しながら前進し、後述する各種の加工を行うことが出来る。この場合の工具スピンドル２と偏心軸５の速度比は、ハーモニツクドライブの速度比５０／５１と、ギヤ比５１／５０により１：１となり、第１の切削刃４ａ及び第２の切削刃４ｂである切削刃４の回転数は、工具スピンドル回転数を１４００ｒｐｍとしたとき、それと同速となる。即ち、偏心軸５、従って、工具ヘッド８０の各切削刃４ａ、４ｂは工具スピンドル２に対して相対回転することはなく、偏心軸５と工具スピンドル２は中心Ｓを中心に、一体的に回転することとなる。
【００３６】
次に、モータ３を回転させたまま、サーボモータ６を回転させると、ハーモニツクドライブ機構７のフレックススプライン７１とサーキュラスプライン７２との噛み合い部はウェーブジェネレータ７０の回転に連れて移動する。これにより、それらに連結された両ギヤ２０、２３間に回転数差が生じ、工具スピンドル２に対してリングギヤ２４が微小相対回転を生じる。この結果、偏心軸５は工具ヘッド８０と共に、工具スピンドル２に対し回転中心Ｕを中心にして回転する。
すると、第１の切削刃４ａ及び第２の切削刃４ｂが、工具スピンドル２の回転中心Ｓに対して先述のように移動する。この場合の工具スピンドル２に対する偏心軸５の回転による位相の変化、すなわち後述する第１の切削刃４ａによる端面加工における送り速度は、サーボモータ６の出力軸回転を独立して制御することにより決まるため、工具スピンドル２の回転速度とは関係なく、自由に設定可能である。
【００３７】
次に、この軸頭による具体的な切削加工方法について説明する。先ず、加工に先立つ段取りとしては、図４に示すように、主軸側の位置決め治具８に、鋳造、鍛造等で予めほぼ所定の製品形状に成形されたワークＷを固定する。この例では、ワークＷは図３に示すようなオイルポンプボデイとされ、それに嵌め込まれる図示しない環状のアウターギヤとそれに偏心状態で噛み合うインナギヤとを内蔵するギヤ室８１の内径面Ｆｉと端面Ｆｅ（図に斜線を施して面形状を示す）とを加工する場合を示す。このワークＷでは、ギヤ室８１の中心（インナギヤの中心）ＯｇはワークＷの中心（アウターギヤのシャフトを支持するブッシュＢの中心）Ｏｗに対して所定量Ｓだけ偏心している。そこで、まず、工具スピンドル２の回転中心Ｓをギヤ室８１の中心Ｏｇに一致させて、加工を開始する。
【００３８】
内径面加工時には、図４に示すように、第１の切削刃４ａを、既に述べたように、偏心軸５をその回転中心Ｕを中心に回転させ、第１の切削刃４ａを工具スピンドル２の回転中心Ｓから距離Ｌ４の位置になるようにサーボモータ６により回転位置決めする。この状態で、工具スピンドル２を回転中心Ｓを中心に所定の回転数で回転させつつ、図４（ａ）Ｚ軸＋方向に移動駆動させる。すると、ワークＷは、回転中心Ｓから距離Ｌ４の位置に位置決めされた第１の切削刃４ａによりギヤ室８１を、中心Ｏｇからワーク内径面Ｆｉを半径Ｌ４に加工する切削を行う。そして、所定量のＺ軸＋方向の送りを完了して、第１の切削刃４ａの刃先がギヤ室８１の端面Ｆｅに対応する座標位置に到達したところで、Ｚ軸＋方向の送りを止める。なお、この際、偏心軸５の回転中心Ｕを中心とした工具ヘッド８０の回転量を調整して、第１の切削刃４ａの刃先を、工具スピンドル２の回転中心Ｓからの距離をＬ４よりもやや少ない値にして、Ｚ軸＋方向に送りを掛けてワーク内周面Ｆｉの荒加工を行い、次いで、切削刃４ａの刃先を回転中心Ｓからの距離をＬ４に設定して、Ｚ軸＋方向に再度送りを掛けてワーク内周面Ｆｉの仕上げ加工を行うようにしてもよい。
【００３９】
次に、工具スピンドル２を回転させた状態で、偏心軸５を回転中心Ｕを中心にゆっくりと回転させて、第１の切削刃４ａを１８０゜回転させる。すると、第１の切削刃４ａの刃先は、工具スピンドル２の回転中心Ｓから距離Ｌ４の位置から徐々に回転中心Ｓ方向、従って、ワーク内周面Ｆｉの中心Ｏｇに向けてその距離を縮小する形で移動し、最終的には距離Ｌ５になるまで移動する。すると、工具スピンドル２が回転状態となっているので、切削刃４ａの刃先はギヤ室８１の端面Ｆｅを、回転中心Ｓから距離Ｌ４からＬ５までの範囲で切削加工する形となる。なお、第１の切削刃４ａの刃先を距離Ｌ４からＬ５まで移動させる際の、Ｚ＋軸方向の切込み量を調整することにより、数度にわたり切削刃４ａを距離Ｌ４からＬ５まで移動させて端面Ｆｅを加工し、粗加工及び仕上げ加工を行うようにしても良い。
【００４０】
また、端面Ｆｅの加工中は、第２の切削刃４ｂの刃先は、第１の切削刃４ａの刃先よりも図２に示すように、Ｚ軸−方向に所定量ＯＦＳオフセットしているので、図４（ａ）に示すように、第２の切削刃はワークＷ端面Ｆｅと離れた状態を維持し、当該切削刃４ｂがワークＷと接触して不要な加工が行われるようなことはない。
【００４１】
また、切削刃４ａを回転中心Ｓから距離Ｌ４からＬ５の位置に移動させて端面Ｆｅの加工を行いつつ、工具スピンドル２にＸ軸−方向、即ち、図４上方への送りを掛け、工具スピンドル２の回転中心Ｓをそれまでのワーク内周面Ｆｉの中心Ｏｇから、次に加工するアウターギヤのシャフトが挿嵌されるブッシュＢの中心Ｏｗへゆっくりと移動させ、切削刃４ａが距離Ｌ５の位置に到達した時点で、工具スピンドル２の回転中心ＳがブッシュＢの中心Ｏｗに到達するようにする。
ブッシュＢの素材半径は、切削刃４ａの回転中心Ｓを中心とした距離Ｌ５よりもやや大きく設定されているので、切削刃４ａの刃先は、工具スピンドル２の回転中心ＳがブッシュＢの中心Ｏｗに位置決めされた時点ではブッシュＢの穴の図４（ａ）右方に位置することとなり、工具刃先はワーク内周面Ｆｉの加工を完了した状態となる。また、これにより、ワーク内周面ＦｉのブッシュＢの穴の周辺の加工は、ブッシュＢの中心Ｏｗを中心にして同心円状に行うことが出来るので、刃先がブッシュＢの穴内に入り込んでエアカットを生じて断続切削となるようなことが防止され、端面Ｆｅは連続的に切削され、加工面荒さ、平面度共に高精度の加工面とすることが出来る。
【００４２】
こうして、ワーク端面Ｆｅの加工が完了し、工具スピンドル２の回転中心ＳがブッシュＢの中心Ｏｗに位置決めされると、第２の切削刃４ｂは、第１の切削刃４ａが工具スピンドル２の回転中心Ｓから、図２に示す距離Ｌ５の位置に位置決めされたことに伴って、図５に示すように、回転中心Ｓから距離Ｌ３の位置に位置決めされた状態となっている。そこで、この状態で工具スピンドル２を回転させながら、Ｚ軸＋方向に送りを掛けることにより、ワークＷにはブッシュＢの中心Ｏｗを中心にして半径Ｌ３なるブッシュＢの穴の側面が加工されることとなる。この際、第１の切削刃４ａの刃先は、回転中心Ｓから距離Ｌ３よりも短かく、またブッシュＢの素材穴半径よりも小さな距離Ｌ５の位置に保持されているので、第１の切削刃４ａがワークＷと接触することはなく、ブッシュＢの穴の側面の加工は、第１の切削刃４による不要な切削が生じることなく、第２の切削刃４ｂにより円滑に行われる。
【００４３】
なお、上述の実施例は、工具ヘッド８０に第１の切削刃４ａと第２の切削刃４ｂの２個の切削刃を設けた場合について述べたが、偏心軸５の回転により、切削刃の刃先と工具スピンドル２の回転中心Ｓからの距離を、ワークの加工寸法に適宜設定することが出来、かつ被削材質が共に当該切削刃に適用可能な限り、単一の切削刃を偏心軸５に設けて加工を行うようにすることも当然可能である。
【００４４】
即ち、ギヤ室８１とブッシュＢが同一の材質で構成されていた場合などにおいて、第１の切削刃４ａの刃先と工具スピンドル２の回転中心Ｓとの距離を加工すべきギヤ室８１内周面Ｆｉの径とブッシュＢの径に対応させて調整することが出来れば、それら２つの穴の加工を単一の切削刃４ａで加工することが出来る。
【００４５】
更に、切削刃位置決め機構は、切削刃の刃先を工具スピンドル２の回転中心Ｓに対して移動することが出来るかぎり、偏心軸５やサーボモータなどからなる偏心軸駆動機構６を用いるものの外に、どのような機構を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された切削加工ユニットの一例を示す断面図。
【図２】工具ヘッドの詳細を示す正面図。
【図３】加工すべきワークの一例を示す正面図。
【図４】図１の切削加工ユニットを用いて図３のワークの大径穴の加工を行っている状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】図１の切削加工ユニットを用いて図３のワークの小径穴の加工を行っている状態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
２……工具スピンドル
４、４ａ、４ｂ……切削刃
６……偏心軸回転位置決め駆動手段（偏心軸駆動手段）
５……偏心軸
２４……偏心軸回転位置決め駆動手段（リングギヤ）
５１……偏心軸回転位置決め駆動手段（外ギヤ）
８０……切削刃装着手段（工具ヘッド）
８１……大径穴
Ｂ……小径穴
Ｆｅ……底面
Ｆｉ……側面
Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６……距離
Ｏｇ、Ｏｗ……中心
Ｓ……回転中心
Ｗ……ワーク
【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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