(57)【要約】【課題】  本発明は、丸鋸を用いた切削加工方法において、被加工物を任意の曲線状切削ラインで切削加工できる曲線切削加工方法を提供する。【解決手段】  本発明にかかる曲線切削加工方法は、略円板状の本体部２６と、本体部２６の外周に形成された刃部２１と、を有する丸鋸２０を用いて、被加工物１０を切削する加工方法である。丸鋸２０を移動して、丸鋸２０の進行方向Ｅ４前方の刃部２１Ｆがあらかじめ設定された曲線１１ａに沿って被加工物１０を切削する工程を有する。切削する工程は、丸鋸２０の進行方向Ｅ４前方の刃部２１Ｆによって切削された切削幅の範囲内で本体部２６をたわませ、かつ、丸鋸２０の進行方向Ｅ４後方の刃部２１Ｒが切削幅の範囲内を通過するように、丸鋸２０を移動する。【選択図】図８
2013212576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円板状の本体部と、該本体部の外周に形成された刃部と、を有する丸鋸を用いて、被加工物を切削する加工方法であって、
前記丸鋸を前記被加工物に対して相対的に移動して、前記丸鋸の進行方向前方の刃部があらかじめ設定された曲線に沿って前記被加工物を切削する工程を有し、
前記切削する工程は、前記丸鋸の進行方向前方の刃部によって切削された切削幅の範囲内で前記本体部をたわませ、かつ、前記丸鋸の進行方向後方の刃部が該切削幅の範囲内を通過するように、前記丸鋸を前記被加工物に対して相対的に移動する、曲線切削加工方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記曲線は、第１の曲線と、該第１の曲線と連続する第２の曲線とを有し、
前記第１の曲線上の第１の位置と、該第１の位置から微小距離隔てた前記第２の曲線上の第２の位置と、を設定し、
前記刃部は、前記刃部の幅方向の一方の端部が前記第１の曲線及び前記第２の曲線と接するように進行し、
前記端部は、前記第１の位置において、前記刃部の幅方向に直交する方向が前記第１の曲線と正接し、
前記端部は、前記第２の位置において、前記刃部の幅方向に直交する方向が前記第２の曲線と正接する、曲線切削加工方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１の曲線は、第１の曲率を有し、
前記第２の曲線は、前記第１の曲率と異なる第２の曲率を有する、曲線切削加工方法。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記第１の曲線は、第１の中心を有する第１の円弧であり、
前記第２の曲線は、前記第１の中心とは異なる位置にある第２の中心を有する第２の円弧である、曲線切削加工方法。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１項において、
前記丸鋸の移動は、前記第１の位置と前記第２の位置との間で補間動作する、曲線切削加工方法。
【請求項６】
請求項１において、
前記丸鋸が現在の位置から微小距離を隔てた次の位置へ移動する間に前記本体部のたわみを変化させる最大距離は、あさりの範囲内である、曲線切削加工方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、
前記切削する工程は、前記丸鋸の前記回転軸を傾けて、前記被加工物における前記丸鋸の回転軸側の上面と加工後の製品面とを所定の角度に切削加工する、曲線切削加工方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記回転軸は、前記丸鋸の前記本体部が前記切削幅における前記被加工物と干渉しない範囲内で傾けられる、曲線切削加工方法。
【請求項９】
請求項７または８において、
前記切削する工程は、前記回転軸を傾けると共に、前記丸鋸を前記上面に対して相対的に移動して前記丸鋸の回転中心と前記上面との間隔を変更する、曲線切削加工方法。
【請求項１０】
略円板状の本体部と、該本体部の外周に形成された刃部と、を有する丸鋸と、
前記丸鋸を回転させる回転手段と、
前記丸鋸の前記本体部の側面を回転軸に平行な方向に付勢して前記丸鋸を湾曲させる付勢手段と、
前記丸鋸を被加工物に対して相対的に移動する移動手段と、
前記回転手段と、前記付勢手段と、前記移動手段と、を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記丸鋸の進行方向前方の刃部によって切削された切削幅の範囲内で前記本体部をたわませ、かつ、前記丸鋸の進行方向後方の刃部が前記丸鋸の進行方向前方の刃部によって切削された切削幅の範囲内を通過するように前記丸鋸を前記被加工物に対して相対的に移動させ、前記丸鋸の進行方向前方の刃部があらかじめ設定された曲線に沿って前記被加工物を切削する、曲線切削加工装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記丸鋸の前記回転軸を前記被加工物に対して傾ける傾斜移動手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記傾斜移動手段によって、前記丸鋸の前記回転軸を傾けて、前記被加工物における前記丸鋸の回転軸側の上面と加工後の製品面とを所定の角度に切削加工する、曲線切削加工装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記回転軸は、前記丸鋸の前記本体部が前記切削幅における前記被加工物と干渉しない範囲内で傾ける、曲線切削加工装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記制御手段は、前記回転軸を傾けると共に、前記丸鋸を前記上面に対して相対的に移動して前記丸鋸の回転中心と前記上面との間隔を変更する、曲線切削加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、丸鋸を用いた曲線切削加工方法及び曲線切削加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から丸鋸を用いた切削加工装置が知られている。外縁部に刃を有する円板状の丸鋸を高速回転させ、丸鋸の刃と被加工物とを相対移動させることにより被加工物を切削する。被加工物としては、木材、プラスチック、金属、コンクリートなどがあり、丸鋸の刃や円板の材質・形状を被加工物に応じたものにすることにより、種々の材料を切削することができる。このような丸鋸を用いた切削加工装置は、比較的硬い材料でも高速に切削加工できる特徴を有している。また、近年、自動車のボディや飛行機の主翼などに炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が用いられてきている。このような自動車のボディや飛行機の主翼などに用いるために、炭素繊維強化プラスチックを複雑な曲線状の切削ラインに沿って加工することのできる曲線切削加工装置が開発された（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような曲線切削加工装置にあっては、従来、手作業による切削、エンドミル加工、ウォータージェット加工などで行われていた炭素繊維強化プラスチックの曲線切削加工が可能になると期待されている。丸鋸を用いた切削加工は、高速切削加工が可能であり、工具寿命も比較的長いという点で他の加工方法より有利である。
【０００４】
しかしながら、このような曲線切削加工装置は、丸鋸を椀状にたわませて丸鋸の横断面を湾曲させることで、その湾曲した曲率に沿って切削加工できる画期的な発明であったが、複数の曲線が組み合わされた場合には、その曲線に沿って切削加工することができないことがあった。この問題について、以下、図１３及び図１４を用いて説明する。
【０００５】
図１３及び図１４は、被加工物１０の平面図であり、切削中の丸鋸２０を横断面で示した模式図である。図１３において、丸鋸２０は、図面の左側から右側へ進行方向Ｅ１に沿って直線上を被加工物を切削しながら進行し、図面の右側に破線で示した曲線１１ａ，１１ｂへ向かって進行方向Ｅ２へと進路変更が行われようとしている。このとき、丸鋸２０の刃部２１Ｆ，２１Ｒは図面の下方向ＷＦ，ＷＲへ変形し、そして本体２６は図面の上方向ＷＰへ変形することで、図１４のように、丸鋸２０は図面の上方へ凸となるように湾曲する。しかしながら、単に丸鋸２０をたわませただけでは、図４に示すように、刃部２１Ｆ，２１Ｒが被加工物１０の加工後の製品面１２ａと接触し、加工不良となるおそれがある。具体的には、加工精度の低下、表面性状の悪化、工具の偏摩耗を招くおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１４８００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、丸鋸を用いた切削加工方法において、被加工物を任意の曲線状切削ラインで切削加工できる曲線切削加工方法及び曲線切削加工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる曲線切削加工方法は、
略円板状の本体部と、該本体部の外周に形成された刃部と、を有する丸鋸を用いて、被加工物を切削する加工方法であって、
前記丸鋸を前記被加工物に対して相対的に移動して、前記丸鋸の進行方向前方の刃部があらかじめ設定された曲線に沿って被加工物を切削する工程を有し、
前記切削する工程は、前記丸鋸の進行方向前方の刃部によって切削された切削幅の範囲内で前記本体部をたわませ、かつ、前記丸鋸の進行方向後方の刃部が該切削幅の範囲内を通過するように、前記丸鋸を前記被加工物に対して相対的に移動することを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる曲線切削加工方法において、
前記曲線は、第１の曲線と、該第１の曲線と連続する第２の曲線とを有し、
前記第１の曲線上の第１の位置と、該第１の位置から微小距離隔てた前記第２の曲線上の第２の位置と、を設定し、
前記刃部は、前記刃部の幅方向の一方の端部が前記第１の曲線及び前記第２の曲線と接するように進行し、
前記端部は、前記第１の位置において、前記刃部の幅方向に直交する方向が前記第１の曲線と正接し、
前記端部は、前記第２の位置において、前記刃部の幅方向に直交する方向が前記第２の曲線と正接することができる。
【００１０】
本発明にかかる曲線切削加工方法において、
前記第１の曲線は、第１の曲率を有し、
前記第２の曲線は、前記第１の曲率と異なる第２の曲率を有することができる。
【００１１】
本発明にかかる曲線切削加工方法において、
前記第１の曲線は、第１の中心を有する第１の円弧であり、
前記第２の曲線は、前記第１の中心とは異なる位置にある第２の中心を有する第２の円弧であることができる。
【００１２】
本発明にかかる曲線切削加工方法において、
前記丸鋸の移動は、前記第１の位置と前記第２の位置との間で補間動作することができる。
【００１３】
本発明にかかる曲線切削加工方法において、
前記丸鋸が現在の位置から微小距離を隔てた次の位置へ移動する間に前記本体部のたわみを変化させる最大距離は、あさりの範囲内であることができる。
【００１４】
本発明にかかる曲線切削加工方法において、
前記切削する工程は、前記丸鋸の前記回転軸を傾けて、前記被加工物における前記丸鋸の回転軸側の上面と加工後の製品面とを所定の角度に切削加工することができる。
【００１５】
本発明にかかる曲線切削加工方法において、
前記回転軸は、前記丸鋸の前記本体部が前記切削幅における前記被加工物と干渉しない範囲内で傾けられる、曲線切削加工方法。
【００１６】
本発明にかかる曲線切削加工方法において、
前記切削する工程は、前記回転軸を傾けると共に、前記丸鋸を前記上面に対して相対的に移動して前記丸鋸の回転中心と前記上面との間隔を変更することができる。
【００１７】
本発明にかかる曲線切削加工装置は、
略円板状の本体部と、該本体部の外周に形成された刃部と、を有する丸鋸と、
前記丸鋸を回転させる回転手段と、
前記丸鋸の前記本体部の側面を回転軸に平行な方向に付勢して前記丸鋸を湾曲させる付勢手段と、
前記丸鋸を被加工物に対して相対的に移動する移動手段と、
前記回転手段と、前記付勢手段と、前記移動手段と、を制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記丸鋸の進行方向前方の刃部によって切削された切削幅の範囲内で前記本体部をたわませ、かつ、前記丸鋸の進行方向後方の刃部が前記丸鋸の進行方向前方の刃部によって切削された切削幅の範囲内を通過するように前記丸鋸を前記被加工物に対して相対的に移動させ、前記丸鋸の進行方向前方の刃部があらかじめ設定された曲線に沿って前記被加工物を切削することを特徴とする。
【００１８】
本発明にかかる曲線切削加工装置において、
前記丸鋸の前記回転軸を前記被加工物に対して傾ける傾斜移動手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記傾斜移動手段によって、前記丸鋸の前記回転軸を傾けて、前記被加工物における前記丸鋸の回転軸側の上面と加工後の製品面とを所定の角度に切削加工することができる。
【００１９】
本発明にかかる曲線切削加工装置において、
前記回転軸は、前記丸鋸の前記本体部が前記切削幅における前記被加工物と干渉しない範囲内で傾けることができる。
【００２０】
本発明にかかる曲線切削加工装置において、
前記制御手段は、前記回転軸を傾けると共に、前記丸鋸を前記上面に対して相対的に移動して前記丸鋸の回転中心と前記上面との間隔を変更することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成により、丸鋸を用いた切削加工方法において、被加工物を任意の曲線状切削ラインで切削加工することができる。
【００２２】
また、本発明は上記構成により、丸鋸を用いた切削加工装置において、被加工物を任意の曲線状切削ラインで切削加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に用いることができる曲線切削加工装置の縦断面図である。
【図２】図１の曲線切削加工装置の丸鋸を湾曲させた状態を示す縦断面図である。
【図３】図１の曲線切削加工装置の丸鋸の正面図である。
【図４】図３の丸鋸ＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図４における刃部の拡大図である。
【図６】本発明にかかる曲線切削加工方法の概念を説明する模式図である。
【図７】本発明にかかる曲線切削加工方法の概念を説明する模式図である。
【図８】本発明にかかる曲線切削加工方法を説明する模式図である。
【図９】本発明にかかる曲線切削加工方法を説明する模式図である。
【図１０】本発明にかかる曲線切削加工方法を説明する模式図である。
【図１１】図８において破線で示した円Ｘの拡大図である。
【図１２】実施例の加工後の被加工面の測定結果である。
【図１３】従来技術を説明する模式図である。
【図１４】従来技術を説明する模式図である。
【図１５】被加工物の加工後の製品面の模式図である。
【図１６】本発明にかかる曲線切削加工方法の概念を説明する模式図である。
【図１７】本発明にかかる曲線切削加工方法の概念を説明する模式図である。
【図１８】本発明にかかる曲線切削加工方法の概念を説明する模式図である。
【図１９】実施例１における加工後の上面と下面の輪郭形状を測定したグラフである。
【図２０】鋸刃傾斜角度と加工可能曲率半径を計算したグラフである。
【図２１】実施例２における加工後の上面と下面の輪郭形状をシミュレートした結果を示すグラフである。
【図２２】実施例２における丸鋸の形状をシミュレートした結果を示すグラフである。
【図２３】鋸刃傾斜角度に対する鋸刃断面曲率半径を計算した結果を示すグラフである。
【図２４】鋸刃傾斜角度に対する加工可能板厚を計算した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態にかかる曲線切削加工方法について図面を用いて説明する。なお、以下に説明するものは本発明にかかる曲線切削加工方法の実施形態の一例であり、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者であれば特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇で各種の変更が可能である。本願の明細書及び特許請求の範囲において、被加工物を切削する「曲線」は、特に断らない限り無限大の曲率の「直線」を含むものとする。また、本願の明細書及び特許請求の範囲において、丸鋸の「移動」は、特に断らない限り丸鋸と被加工物との「相対的な移動」であり、丸鋸の移動に限らず、被加工物の移動による被加工物に対する丸鋸の移動を含むものである。
【００２５】
本発明の一実施形態にかかる曲線切削加工方法は、略円板状の本体部と、該本体部の外周に形成された刃部と、を有する丸鋸を用いて、被加工物を切削する加工方法であって、前記丸鋸を前記被加工物に対して相対的に移動して、前記丸鋸の進行方向前方の刃部があらかじめ設定された曲線に沿って被加工物を切削する工程を有し、前記切削する工程は、前記丸鋸の進行方向前方の刃部によって切削された切削幅の範囲内で前記本体部をたわませ、かつ、前記丸鋸の進行方向後方の刃部が該切削幅の範囲内を通過するように、前記丸鋸を前記被加工物に対して相対的に移動することを特徴とする。
【００２６】
本発明の一実施形態にかかる曲線切削加工装置は、略円板状の本体部と、該本体部の外周に形成された刃部と、を有する丸鋸と、前記丸鋸を回転させる回転手段と、前記丸鋸の前記本体部の側面を回転軸に平行な方向に付勢して前記丸鋸を湾曲させる付勢手段と、前記丸鋸を被加工物に対して相対的に移動する移動手段と、前記回転手段と、前記付勢手段と、前記移動手段と、を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記丸鋸の進行方向前方の刃部によって切削された切削幅の範囲内で前記本体部をたわませ、かつ、前記丸鋸の進行方向後方の刃部が前記丸鋸の進行方向前方の刃部によって切削された切削幅の範囲内を通過するように前記丸鋸を前記被加工物に対して相対的に移動させ、前記丸鋸の進行方向前方の刃部があらかじめ設定された曲線に沿って前記被加工物を切削することを特徴とする。
【００２７】
図１は、本実施形態にかかる曲線切削加工方法に用いることができる曲線切削加工装置１の一例を示す縦断面図であって、丸鋸２０の回転軸Ｏを含む縦断面図である。曲線切削加工装置１は、丸鋸２０と、丸鋸２０を回転させる回転手段３０と、丸鋸２０を湾曲させるために丸鋸２０の本体部２６の側面を回転軸Ｏに平行な方向に付勢する付勢手段４０と、付勢手段４０に押圧力を与える押圧手段５０と、丸鋸２０を被加工物１０に対して相対的に移動する図示しない移動手段と、回転手段３０と付勢手段４０と移動手段とを制御する制御手段と、を含み、被加工物１０を丸鋸２０により切削加工する。図１において、回転手段３０により丸鋸２０と一緒に回転する部分と被加工物１０と丸鋸２０とは、斜線でハッチングされている。被加工物１０と丸鋸２０とを除く斜線ハッチングのうち、押圧手段５０の押圧により図面左右方向に移動する部分は右上から左下への斜線ハッチング、押圧手段５０の押圧によっても図面左右方向に移動しない部分は左上から右下への斜線ハッ
チングで表記している。移動手段は、公知の切削加工装置、例えば、複数のサーボモータを採用した同時４軸ＮＣ加工機における丸鋸の移動手段を用いることができる。
【００２８】
回転手段３０は、プーリ３１、スピンドル３２からなる。図示されていないタイミングベルトによりプーリ３１を回転させ、スピンドル３２を回転させることにより丸鋸２０を回転させる。スピンドル３２は、アンギュラベアリング３３、ボールベアリング３４、スラストベアリング３５により支持されている。
【００２９】
付勢手段４０は、丸鋸２０の本体部２６の側面に両側から接しているリング状フランジ４１，４２と、スピンドル３２の回転軸Ｏ側に配置されているドローバー４５とからなる。リング状フランジ４１，４２は、丸鋸２０の回転側面の円周方向にわたってフランジ先端部４１ａ，４２ａで接している。リング状フランジ４１，４２はスピンドル３２に対して固定されていて、万重４３により丸鋸２０を押さえつける構造になっている。ドローバー４５は、後述する押圧手段５０の押圧により図面の左右方向に摺動する構成になっている。ドローバー４５と丸鋸２０とは、ピン４４を通じて接続されている。ドローバー４５を図面の左右方向に移動させることにより、ピン４４が図面の左右方向に移動し、丸鋸２０の中心部２３（図３に示す）を図面の左右方向に押圧し、移動することができる。
【００３０】
図２は、図１の曲線切削加工装置１の丸鋸２０をたわませて図面の左側へ湾曲させた状態を示す縦断面図である。リング状フランジ４１，４２はドローバー４５の移動により曲線切削加工装置１に対して変位しないので、ドローバー４５を図面の右方向へ移動させることで丸鋸２０の中心部２３とフランジ先端部４１ａ，４２ａとの間に付勢力が生じ、丸鋸２０が図２に示すように湾曲する。また、ドローバー４５を図面の左方向へ移動させることで丸鋸２０がたわんで図２とは反対側、すなわち図面の右側へ湾曲することになる。
【００３１】
図１及び図２ではピン４４がスピンドル３２を貫通して左右に変位可能になっているが、ピン４４は円周方向の全てにわたってあるわけではなく、ピン４４が無い部分はスピンドル３２が丸鋸２０の中心部２３の孔を貫通して、リング状フランジ４１、万重４３を丸鋸２０と一緒に回転させる。スピンドル３２のうち、ピン４４が通る部分はスリットが構成されていて、ピン４４が図面の左右方向に移動可能になっている。
【００３２】
なお、図１の曲線切削加工装置１では、ドローバー４５により丸鋸２０の中心部２３側が変位する構成になっているが、中心部２３と付勢部位とが相対的に変位すれば良いので、付勢手段４０側が変位する構成にすることができる。また、付勢手段４０としてリング状フランジ４１，４２を用いているが、付勢手段４０をリング状に構成する必要はなく、円周上の複数の接触点で押圧する構造とすることができる。この場合、丸鋸２０がたわむとフランジ先端部４１ａ、４１ｂとの接触点が丸鋸半径方向に変位するので、丸鋸２０と付勢手段４０との接触部位にローラや球体などを設けておいて接触部位の変位に対応させることができる。
【００３３】
押圧手段５０は、サーボモータ５１、サーボモータ５１の回転力を伝える平歯車５２，５３、平歯車５３の回転を図面左右方向の直線運動に変換する進退機構５５、進退機構５５の進退により支点ピン５８を中心に回動するクランクバー５６とからなる。サーボモータ５１の回転によって進退機構５５が図面左方向に伸長することにより、支点ピン５８を中心にしてクランクバー５６が回動し、ドローバー４５が図面の右方向に移動する（図２）。また、進退機構５５が図面右方向に縮むことにより、支点ピン５８を中心にしてクランクバー５６が回動し、ドローバー４５が図面の左方向に移動する。このように、サーボモータ５１の回転により、ドローバー４５の移動量を制御でき、丸鋸２０の湾曲量を制御できる。なお、ベアリング５４は平歯車５３を支持している。進退機構５５は、例えばスクリューシャフトなどを用いて回転を直線運動に変換するものである。支点ピン５７は移
動自在な支点であり、進退機構５５とクランクバー５６とを接続している。
【００３４】
丸鋸２０の構成の一例について、図３に示す。丸鋸２０は円板状であり、外縁部に刃部２１が設けられていて、回転方向Ｆに回転しながら被加工物１０を切削する。刃部２１は、切刃や、砥粒チップなど公知の刃部の形態を採用することができる。被加工物１０の材質や用途に応じて適宜選択できる。図３には詳細に示さないが、刃部２１は、本体部２６に多数のチップが固定された、いわゆるチップソーを用いている。なお、図３においては、付勢手段４０や押圧手段５０は省略している。外周部にはスリット２２が等角度間隔で設けられている。このスリット２２があることにより、丸鋸２０の本体部２６の側面の一部を押圧することで、丸鋸２０を椀状にたわませることができる。図面ではスリット数は８個であるが、スリット数は丸鋸の材質やスリットの長さなどにより適宜調節することができる。丸鋸２０の中心部２３には、丸鋸２０をドローバー４５により保持する孔が設けられている。丸鋸２０は図１の曲線切削加工装置１に装着されて用いられるものであるが、装着されると付勢部位２４にリング状フランジ４１，４２のフランジ先端部４１ａ，４２ａが接触し、付勢部位２４を押圧することにより丸鋸２０を湾曲させる。丸鋸２０が湾曲することにより、刃部２１を含む外周部が曲率を有し、曲線状の切削ラインに沿った切削加工が可能になる。
【００３５】
図３において、丸鋸２０は、丸鋸２０の高さのおよそ１０％が被加工物１０を貫通して切り込むように切削加工を行っている。この丸鋸２０と被加工物１０との相対高さを変更することで、被加工物１０の高さにおける丸鋸２０の断面長さや曲率を変更することができる。
【００３６】
図４は、図３の丸鋸２０のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図４において、丸鋸２０は回転軸Ｏを中心に回転しながら進行方向Ｅに進み、被加工物１０は丸鋸２０の刃部２１によって切削される。なお、図４における回転軸Ｏは説明のため便宜的に示すものであり、実際の回転軸Ｏは図３に示すように被加工物１０の高さより高い位置にある。図面の右側にある進行方向Ｅの前方の刃部２１Ｆは被加工物１０に接して切削しており、進行方向Ｅの後方の刃部２１Ｒは切削された溝１２の中を通過する。また、丸鋸２０は、縦軸Ｐを中心に丸鋸２０は旋回方向Ｇに旋回可能である。なお、実際には、刃部２１は高速で回転しているため、前方の刃部２１Ｆは次の瞬間には回転して後方の刃部２１Ｒとなるので、便宜上、図面の状態における前方にある刃部２１の一部を前方の刃部２１Ｆとし、後方にある刃部２１の一部を後方の刃部２１Ｒとするものであって、特定の刃部２１の一部を指すものではない。
【００３７】
図５は、図４の進行方向Ｅの前方の刃部２１Ｆの拡大断面図である。丸鋸２０は、本体部２６の幅（厚さ）Ａと刃部２１Ｆの幅（厚さ）Ｂとの間にあさり（歯振）Ｃ，Ｄがある。あさりＣ，Ｄは、本体部２６の両側に存在する刃部２１とのクリアランスであり、どのような丸鋸２０であっても存在する。あさりは、丸鋸２０によって切削できる曲線の曲率を決める要素の一つであり、例えば、あさりが大きいほど小さな曲率まで加工することができる。あさりは、例えば、０．１５ｍｍ〜１．５ｍｍであることができる。また、直径の違う丸鋸２０を選択することによって、切削できる曲線の曲率を変えることもでき、例えば、小さな直径の丸鋸２０を選択することでさらに曲率の小さな曲線を切削することが可能になる。丸鋸２０の大きさ・材質は被加工物等に応じて適宜選択できるが、本実施形態では、直径３０５ｍｍ、刃部２１の幅（刃厚）３．５ｍｍ、本体部２６の幅（台金厚さ）１．５ｍｍ、あさり１．０ｍｍ、本体部２６（台金）の材質ＳＫＳ５、焼入れ焼戻し（ＨＲＣ４３）のものが用いられている。
【００３８】
図６及び図７は、本発明にかかる曲線切削加工方法の概念を説明する模式図である。丸鋸２０は、丸鋸２０の進行方向Ｅの前方の刃部２１Ｆによって切削された切削幅Ｂを有す
る溝１２の範囲内で本体部２６をたわませ、かつ、丸鋸２０の進行方向Ｅの後方の刃部２１Ｒが切削幅Ｂの溝１２内を通過するように、進行方向Ｅに沿って移動する。
【００３９】
図６は、図面の左から右の直進状態から進行方向Ｅの右側に曲がるように切削する場合を示している。丸鋸２０は、曲率が無限大の円弧（すなわち直線）から中心Ｏ１・曲率半径Ｒ１の円弧へと連続する曲線を切削しながら進行する。曲率半径Ｒ１の円弧へ進行する際に、丸鋸２０を図面の上方へ湾曲させることによって、進行方向Ｅの前方のこれから切削する仮想曲線１１ａ，１１ｂに刃部２１Ｆの向きを合わせている。本体部２６は、溝１２の加工後の製品面１２ｂに接触しない範囲の曲率で湾曲する。そして、進行方向Ｅの前方の刃部２１Ｆは、進行方向Ｅの右方向に向きを変える。また、進行方向Ｅの後方の刃部２１Ｒは、溝１２の加工後の製品面１２ａ，１２ｂに接触しないように、進行方向Ｅに対して向きを変える。
【００４０】
図７は、図６とは反対の方向、すなわち、図面の左から右の直進状態から進行方向Ｅの左方向に曲がるように切削する場合を示している。丸鋸２０は、曲率が無限大の円弧（すなわち直線）から中心Ｏ２・曲率半径Ｒ２の円弧へと連続する曲線を切削しながら進行する。したがって、本体部２６は進行方向Ｅの右方向に凸となるように曲率で湾曲し、刃部２１Ｆ，２１Ｒは進行方向Ｅの左方向に向きを変える。
【００４１】
このように、丸鋸２０を湾曲させることによって進行方向Ｅを仮想曲線１１ａ，１１ｂに合うように変更し、かつ、進行方向Ｅの後方の刃部２１Ｒ及び本体部２６が溝１２の製品面１２ａ，１２ｂと干渉することなく、丸鋸２０を曲線１１ａ，１１ｂに合わせて移動させて切削加工することができる。曲線１１ａ，１１ｂの曲率半径Ｒ１は、前後の刃部２１Ｆ，２１Ｒ間の距離、刃部の幅Ｂ、あさりの距離Ｃ，Ｄ（図５参照）、及び機械的に本体部２６を湾曲させることができる曲率などによって最小値が決まるが、選択する丸鋸２０の直径によっても曲率半径Ｒ１の最小値をさらに変更することができる。
【００４２】
丸鋸２０によって切削加工するためにあらかじめ設定された曲線は、例えば、連続する複数の曲線からなることができ、少なくとも第１の曲線と、第２の曲線とを有することができる。図６においては、第１の曲線は無限大の曲率を有する直線部分であり、第２の曲線は中心Ｏ１・曲率半径Ｒ１の円弧である。例えば、第１の曲線は第１の曲率を有し、第２の曲線は第１の曲率と異なる第２の曲率を有することができる。また、例えば、第１の曲線は、第１の中心を有する第１の円弧であり、第２の曲線は、第１の中心とは異なる位置にある第２の中心を有する第２の円弧であることができる。
【００４３】
曲線切削加工装置１としては、例えば、さらに、以下のような実施態様を採用することもできる。
【００４４】
丸鋸２０は、切削する被加工物に応じて、大きさ・形状、材質、刃などを当業者が適宜選択できる。切刃については、通常の切削刃のほか、金属粒やその焼結体やダイヤモンド粒などを用いた切削チップや、これらを組み合わせたものを用いることができる。また、丸鋸にスリットを設ける場合、回転面内には等角度間隔で設けることができる。例えば、スリットが８個ある場合は、４５度間隔でスリットが設けられる。ここで「等角度間隔」とは、ちょうど等角度間隔になる場合だけではなく略等角度間隔を含むものである。スリットは、丸鋸の外縁にまで達するものが好ましいが、外縁に達していないものとすることができる。また、スリットは半径方向に沿った直線状に設けられるのが好ましいが、これに限らず、半径方向に対して傾斜していたり、曲線状とすることができる。丸鋸の本体部の厚さは均一である必要はなく、中心から外周に向かって台金厚を変化させることもできる。その場合、本体部の最も変形する部分における幅と刃部の幅とのクリアランスをあさりとすることができる。丸鋸にスリットを設けることにより湾曲可能にすることが好まし
いが、複数の扇形の部材を円周状に配置させて円形にしたセパレートタイプの丸鋸とすることができる。
【００４５】
回転手段３０は、丸鋸を回転させるものであるが、丸鋸と付勢手段が一緒に回転する場合は、付勢手段も回転手段により回転させることができる。また、付勢手段の少なくとも一部をベアリング等で回動自在に構成しておいて、丸鋸の回転に追従して回転する構成にすることができる。
【００４６】
付勢手段４０は、丸鋸の外周部を湾曲できる押圧力を付与できるものとすることができる。なお、ここで丸鋸の外周部とは、丸鋸の外周側で被加工物に切り込まれる部分である。付勢手段としては、例えば、空気圧式、水圧式、電磁式、接触式などが用いられ得る。精度的には接触式が好ましい。また、丸鋸の外周部に曲率を設けることができれば付勢部位は丸鋸の回転面内のどこでも良いが、円周方向に等角度間隔（略等角度間隔）に複数個所設けることができる。また、付勢手段は、丸鋸回転面の片面側のみに設けることもできるし、両面側に設けることもできる。付勢手段は、丸鋸と一緒に回転するのが好ましいが、必ずしも一緒に回転しない構成とすることもできる。一緒に回転しない場合は、付勢手段を非接触式にするか、接触部位にローラ等を設けることができる。また、丸鋸と付勢手段が一緒に回転する場合は、丸鋸を円周方向にわたって安定して押圧できるように、丸鋸の回転中心から所定半径の位置を押圧できるリング状フランジを設けることができる。また、円周方向の複数点で押圧するようにすることができる。その場合、接触部位に凹部や穴などを設けておいて押圧位置を安定させることができる。さらに、丸鋸が湾曲することにより接触部位が半径方向に微妙に動くので、接触部位を摺動可能にしておくか、球体などを介在させておくことができる。付勢手段は、丸鋸の円周方向に沿って均等に押圧力を付与するのが好ましいが、切削ラインの進行方向の前後で、切削ラインの曲率変化に応じて押圧力を変えることができる。付勢手段は丸鋸回転中に押圧力を変化させられることが好ましいが、丸鋸停止中に押圧しておき丸鋸回転中は押圧力を固定しておくこともできる。付勢手段は丸鋸の外周部を湾曲できる押圧力を付与できれば良いので、丸鋸の中心軸付近を固定しておいて丸鋸の回転面内の所定半径の円周部位を押圧しても良いし、逆に、所定半径の円周部位を固定しておき中心軸付近を押圧しても良いし、その両方を組み合わせることもできる。なお、付勢手段による押圧は「回転軸に平行な方向」に行われるが、ちょうど平行な方向のみではなく、丸鋸の外周部を湾曲することが目的であるので、その目的の範囲で所定の角度範囲を有することができる。
【００４７】
制御手段は、一般的な切削加工装置に用いられる制御手段をカスタマイズすることにより用いることができる。制御手段は、回転手段３０を制御して丸鋸２０の回転速度を制御することができ、付勢手段４０を制御して丸鋸２０をたわませて本体部２６の曲率半径を制御することができ、図示しない移動手段を制御して丸鋸２０を被加工物１０に対してあらかじめ設定された曲線に沿って相対的に移動するよう制御することができる。そして、制御手段は、丸鋸２０の進行方向Ｅの前方の刃部２１Ｆによって切削された切削幅の範囲内で本体部２６をたわませ、かつ、丸鋸２０の進行方向Ｅの後方の刃部２１Ｒが丸鋸２０の進行方向Ｅの前方の刃部２１Ｆによって切削された切削幅の範囲内を通過するように丸鋸２０を被加工物１０に対して相対的に移動させ、丸鋸２０の進行方向Ｅの前方の刃部２１Ｆがあらかじめ設定された曲線に沿って被加工物１０を切削することができる。
【００４８】
丸鋸が湾曲すると回転軸と丸鋸の刃面とが垂直から傾くため、被加工物と回転手段の相対角度を可変制御できると良い。被加工物への丸鋸の切り込み開始は、丸鋸を被加工物の端から切り込んでいっても良いし、被加工物の加工面に対して垂直に切り込んでいっても良い。また、曲線切削加工装置１は、図示されていない公知の制御手段により制御することができる。例えば、曲線切削加工装置１は、５軸工作機械のような複数軸を制御可能なＣＮＣ工作機械に適用することで、効率よく加工を行うことができる。
【００４９】
以下、本実施形態にかかる曲線切削加工方法について説明する。
【００５０】
図８〜図１０は、本発明にかかる曲線切削加工方法を説明する模式図である。図１１は、図８において破線で示した円ＸＩの拡大図である。図８〜図１０において、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）などの被加工物１０を、図面の左上から右下へ向かってあらかじめ設定された仮想曲線１１ａ，１１ｂに沿って進行方向Ｅ４〜Ｅ６に丸鋸２０が移動して切削する。仮想曲線１１ａ，１１ｂは、図８〜図１０において、連続する２つの円弧からなる曲線の変曲点付近を示している。図８〜図１０において、丸鋸２０の進行方向右側の曲線は、中心Ｏ３・曲率半径Ｒ３の円弧と、中心Ｏ４・曲率半径Ｒ４の円弧とが連続している例を示している。位置Ｓ１Ｆ〜位置Ｓ５Ｆ及び位置Ｓ１Ｒ〜Ｓ５Ｒは、切削する前の被加工物１０においては例えばあらかじめＣＮＣ工作機械に入力されたプログラムの仮想曲線１１ａ上であり、切削後の被加工物１０においては加工後の溝１２の曲線状の製品面１２ａとなる。刃部２１は、刃部２１の幅方向の一方の端部（図８〜図１１では進行方向右側の端部）が曲線１１ａと接するように進行している。
【００５１】
図８において、湾曲した丸鋸２０の進行方向Ｅ４の前方の刃部２１Ｆは曲率半径Ｒ３の円弧上の位置Ｓ１Ｆ、後方の刃部２１Ｒは位置Ｓ１Ｒにあって、本体部２６及び後方の刃部２１Ｒは切削した溝１２の製品面１２ａ，１２ｂと干渉していない。図１１を用いて図８における刃部２１Ｆをさらに詳細に説明する。図１１において、進行方向Ｅ３は刃部２１Ｆが曲率半径Ｒ３の円弧上の現在の位置Ｓ１Ｆに到達するまでの刃部２１Ｆの進行方向であり、進行方向Ｅ４は刃部２１Ｆが現在の位置Ｓ１Ｆから曲率半径Ｒ４の円弧上の次の位置Ｓ２Ｆへ向かう進行方向である。図１１に示すように、前方の刃部２１Ｆは、その最大幅（図５参照）が切削幅Ｂであり、刃部２１Ｆの最大幅における進行方向Ｅ３の右側の端部が曲線１１ａの現在の位置Ｓ１Ｆで被加工物１０と接している。刃部２１Ｆの幅方向Ｗに直交する方向Ｖは、現在の位置Ｓ１Ｆにおける製品面１２ａの円弧と正接するように曲線と接している。そして、刃部２１Ｆの右側の端部が位置Ｓ１Ｆを過ぎると、微小距離隔てた次の位置Ｓ２Ｆへ向けて刃部２１Ｆの進行方向をＥ４に変更し、丸鋸２０を移動させる。
【００５２】
このように、刃部２１Ｆの方向Ｖが現在の位置Ｓ１Ｆにおける製品面１２ａの円弧と正接することにより、丸鋸の挽き曲がりや刃部２１の偏摩耗を防止することができる。
【００５３】
図９において、丸鋸２０の本体部２６の曲率は図８に比べて変化しており、前方の刃部２１Ｆの右側端部が位置Ｓ２Ｆに到達している。位置Ｓ２Ｆにおいて、刃部２１の幅方向の右側の端部は、位置Ｓ２Ｆにおける刃部２１の幅方向に直交する方向が曲率半径Ｒ４の円弧（曲線１１ａ）と正接するように曲線と接している。図８の状態から図９の状態への丸鋸２０の移動において、本体部２６は、切削した溝１２の範囲内でその曲率を変化させ、製品面１２ａ，１２ｂと干渉しない。この曲率の変化は、丸鋸２０の図８における位置Ｓ１Ｆから微小距離を隔てた次の位置である図９における位置Ｓ２Ｆへ移動する間に本体部２６のたわみを変化させる最大距離があさりの範囲内であることができる。たわみを変化させる方向は、装置の構造上、被加工物１０の高さにおける回転軸Ｏに沿った方向（図４参照）の一方である。
【００５４】
このように、あさりの範囲内で丸鋸２０をたわませるのであれば、本体部２６と製品面１２ａ，１２ｂとの干渉を防止することができる。
【００５５】
図８の状態から図９の状態への丸鋸２０の移動は、進行方向Ｅ４に沿うようにしてもよいが、曲線１１ａ上に設定された隣り合う位置の間、この場合は位置Ｓ１Ｆから位置Ｓ２Ｆの微小区間で補間動作することができる。この補間動作は、直線補間あるいは曲線補間
で行なうことができる。この区間における補間動作によって、進行方向Ｅ４が位置Ｓ２Ｆにおける刃部２１Ｆの幅方向Ｗに直交する方向Ｖと平行になるように、進行方向Ｅ３から進行方向Ｅ４へ徐々に変更することができる。また、この区間における丸鋸２０の移動は、縦軸Ｐを中心とした旋回方向Ｇに半径Ｒの旋回動作を伴うことができる。
【００５６】
このような補間動作は、例えば、ＮＣ工作機械にあらかじめ設定された曲線１１ａ上の複数の指令点列データに基づいて近似曲線を得て補間を行い、曲線１１ａに沿った加工を行うことができる。この場合、この指令点列データが曲線１１ａ上の位置Ｓ１Ｆ〜Ｓ５Ｆに相当することになる。
【００５７】
同様にして、図９の状態から図１０の状態へと丸鋸２０のたわみを変化させ、必要に応じて丸鋸２０を旋回動作しながら進行方向Ｅ５に沿って移動させることができる。
【００５８】
次に、これまで説明した曲線切削加工方法及び曲線切削加工装置において、丸鋸２０の回転軸Ｏを傾ける実施の形態について説明する。
【００５９】
図１５は、被加工物の加工後の製品面の模式図である。図１６は、本発明にかかる曲線切削加工方法の概念を説明する模式図である。図１７は、本発明にかかる曲線切削加工方法の概念を説明する模式図である。図１８は、本発明にかかる曲線切削加工方法の概念を説明する模式図である。
【００６０】
まず、これまで説明してきたように、図１〜図１４を用いて説明した曲線切削加工方法及び曲線切削加工装置は、任意の曲線を切削加工できるが、図１５に示すように、この方法によって加工された被加工物１０の製品面１２ａは、わずかではあるものの被加工物１０の上面１４の端部１６から被加工物１０の下面の端部１７に向かって傾斜する。この傾斜は、例えば、製品面１２ａが曲率の内側にある場合、端部１６における上面１４に対する製品面１２ａの角度が９０度よりもわずかに大きくなるように生じる。
【００６１】
この被加工物１０の製品面１２ａの傾斜は、図１６で模式的に示すように、丸鋸２０をたわませたため、被加工物１０の上面１４の高さで丸鋸の刃部２１Ｆの切削する曲線の曲率半径Ｒ５と、被加工物１０の下面１５の高さで丸鋸の刃部２１Ｆの切削する曲線の曲率半径Ｒ６と、が異なることによって生じる。
【００６２】
そこで、図２に破線で示すように、切削する工程は、丸鋸２０の回転軸Ｏを傾けて、被加工物１０の丸鋸２０の回転軸Ｏ側の上面１４と加工後の製品面１２ａとを所定の角度に切削加工することができる。図２においては、加工後の製品面１２ａが下面１５に対して垂直の面に切削加工できるように設定している。このように丸鋸２０の回転軸Ｏを傾けると、図１７に示すように、被加工物１０の上面１４の高さにある丸鋸の刃部２１Ｆの曲率半径Ｒ５と、被加工物１０の下面１５の高さにある丸鋸の刃部２１Ｆの切削する曲率半径Ｒ６と、が同じ曲率半径とすることができる。図１７において、本体部２６ａは上面１４の高さ位置における本体部２６の断面を示し、本体部２６ｂは下面１５の高さ位置における本体部２６の断面を示している。
【００６３】
また、丸鋸２０の回転軸Ｏを被加工物１０に対して傾ける移動は、あらかじめ設定した傾斜角度に応じて制御手段の指令で図示しない傾斜移動手段、例えばサーボモータによって行うことができる。
【００６４】
このように、丸鋸２０を傾けることにより、上面１４に対する加工後の製品面１２ａを所定の角度に加工することができる。特に、丸鋸２０の傾きを調整することにより、傾斜を無くし、上面１４に対して製品面１２ａが垂直となるようにすることができる。
【００６５】
図１８に示すように、回転軸Ｏは、丸鋸２０の本体部２６が切削幅における被加工物１０と干渉しない範囲内で傾けることができる。すなわち、進行方向前方の刃部２１Ｆによって切削された幅の範囲内であって、本体部２６の側面が製品面１２ａ，１２ｂに接触しない範囲で丸鋸２０の回転軸Ｏを傾けることができる。なお、切削幅は、図１８（ａ）に示すように刃部２１Ｆの幅Ｂであり、刃部２１Ｆと本体部２６との幅のクリアランスから生じるいわゆるあさりの距離Ｃ，Ｄの範囲内で丸鋸２０を傾けることができることを意味する。
【００６６】
このようにあさりを利用することによって、被加工物１０に接触することなく丸鋸２０を所望の角度に傾けることができる。
【００６７】
回転軸Ｏを傾けることによって、被加工物１０の上面１４に対して丸鋸２０が上下方向に移動することになる。この移動は、被加工物１０と接触している部分における本体部２６の曲率半径を変化させることになる。そこで、このとき、回転軸Ｏを傾けると共に、丸鋸２０を上面１４に対して相対的に移動して丸鋸２０の回転中心と上面１４との間隔を変更することができる。
【００６８】
このように上面１４に対して丸鋸２０を移動することによって、丸鋸２０の傾斜によって生じた曲率半径の変化を補正することができる。
【００６９】
丸鋸２０もしくは被加工物１０の移動は、工作機械の公知の各種移動手段、例えば、サーボモータを用いて行うことができる。
【実施例１】
【００７０】
曲線切削加工方法で半径５０００ｍｍの２つの連続する円弧の連続切削加工試験を行った。連続切削加工試験には、直径３０５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、刃部厚さ３．５ｍｍ、スリットタイプＲ−０２の丸鋸を装着した曲線切削加工装置（４軸ＮＣ加工機）を用いた。被加工物は厚さ１０ｍｍのベニヤ板を用いた。丸鋸の回転速度は３０００ｍｉｎ−１、丸鋸の送り速度は３０００ｍｍ／ｍｉｎの加工条件であった。加工条件は、表１に示した。
【００７１】
曲線切削加工装置のＮＣプログラムは、加工する仮想曲線の変曲点付近を１０分割にした直線補間で試験を行った。
【００７２】
加工後、ベニヤ合板の一方の被加工面を三次元測定機を用いて形状測定した。測定範囲は、ベニヤ合板上面の縁部分を２５ｍｍ間隔で測定した。形状測定結果を図１２に示した。図１２に示すように、被加工面は、緩やかなＳ字曲線を描き、２つの連続する円弧を曲線切削加工することができた。
【００７３】
【表１】
2013212576.tif 000003
【実施例２】
【００７４】
曲線切削加工方法で半径５０００ｍｍの円弧の切削加工試験を行った。切削加工試験には、直径３０５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、刃部厚さ３．５ｍｍ、スリットタイプＲ−０２の丸鋸を装着した曲線切削加工装置（４軸ＮＣ加工機）を用いた。被加工物は厚さ１０ｍｍのＣＦＲＰ板を用いた。丸鋸の回転速度は３０００ｍｉｎ−１、丸鋸の送り速度は３０００ｍｍ／ｍｉｎの加工条件であった。加工条件は、表２に示した。
【００７５】
【表２】
2013212576.tif 000004
三次元測定機により加工後の被加工物の上面の端部と下面の端部の輪郭形状を測定し、図１９に示した。実線は設定した半径５０００ｍｍの円弧を示し、黒い四角で示した点は被加工物の上面の端部の輪郭形状を示し、白抜きの丸で示した点は被加工物の下面の端部の輪郭形状を示した。上面の端部の輪郭形状は設定された半径５０００ｍｍの円弧と一致していることがわかるが、下面の端部の輪郭形状はわずかではあるが設定された円弧と差
があることがわかった。そして、この差は、上面に対する加工後の製品面の傾き（９１．７９度）として現れた。
【００７６】
次に、ＦＥＭ解析を用いて、被加工物に設定された曲線の曲率半径と、製品面が上面に対して垂直になる丸鋸の回転軸の傾斜角度、すなわち上面に対して製品面の高さの範囲内で丸鋸の本体部が垂直になるときの回転軸の傾斜角度と、の関係を計算し、図２０に示した。加工条件は表２と同様であり、丸鋸の刃先は被加工物の下面から５ｍｍ突出させることを条件とした。また、傾斜角度は、進行方向前方から見て、被加工物の上面と丸鋸の回転軸とが平行であるときを０度とした。この結果に基づいて、加工する曲線の曲率半径が５０００ｍｍとするためには、丸鋸の回転軸の傾斜角度が１．７２５度とすることで加工後の製品面の傾斜を無くすことができることがわかった。
【００７７】
そこで、丸鋸の回転軸の傾斜角度を１．７２５度とした以外は表２の条件として、この円弧の中心から刃部の中心までの距離が被加工物の上面の位置と下面の位置とにおいて一致するかどうかをＦＥＭ解析した。その結果を図２１に示した。図２１において、破線が被加工物の上面位置における丸鋸の刃部が旋回する形状であり、実線が下面位置における刃部が旋回する形状である。破線と実線はほぼ一致しており、上面と下面の位置において丸鋸の刃部が同じ曲線上を旋回することがわかった。
【００７８】
さらに、同様の条件で、丸鋸の押込量を１．２３４ｍｍとし、丸鋸を傾けた時の本体部の形状がどのような形状になるかをＦＥＭ解析を用いて計算し、図２２に示した。図２２において、四角で示した点は被加工物の上面（丸鋸の回転中心からの距離が１３７．５ｍｍ）の本体部の輪郭形状を示し、破線は半径４９５１ｍｍの円弧を示し、丸で示した点は被加工物の下面（丸鋸の回転中心からの距離が１４７．５ｍｍ）の本体部の輪郭形状を示し、実線は半径５３１９ｍｍの円弧を示した。上面及び下面においても本体部の輪郭形状は円弧状であることがわかった。
【００７９】
また、同様の条件で、上面の位置において、丸鋸の中心軸の傾斜角度に対する本体部の曲率半径を計算し図２３に示した。本体部の曲率半径は、上面の位置において、本体部の断面を下面側から見た時の曲線形状の曲率半径である。丸鋸の傾斜角度が大きくなると曲率半径も大きくなることがわかった。そのため、丸鋸の傾斜角度を大きくする場合には、丸鋸の回転中心を被加工物側へ近づけるように移動する、いわゆるＺ軸制御が必要であることがわかった。
【００８０】
最後に、同じ丸鋸をあさりの範囲内（本体部の左右１ｍｍずつ）で傾斜させた場合における傾斜角度と加工可能な被加工物の板厚との関係を計算し、図２４に示した。あさりの範囲内で本体部が被加工物と干渉することなく傾斜させなければならないため、加工可能な板厚はあさりの幅によって制限され、板厚が厚ければ丸鋸の傾斜角度を大きくできないことがわかった。
【００８１】
このことから、あさりの幅、被加工物の板厚、Ｚ軸の制御などの条件を考慮しながら、丸鋸の回転軸を被加工物に対して所定角度に傾けることによって、丸鋸をたわませて曲線を加工する際に、被加工物の製品面を所定の角度に切削することができることがわかった。
【符号の説明】
【００８２】
１：曲線切削加工装置、１０：被加工物、１１，１１ａ，１１ｂ：曲線、１２：溝、１２ａ，１２ｂ：加工後の製品面、１４：上面、１５：下面、１６：上面の端部、１７：下面の端部、２０：丸鋸、２１，２１Ｆ，２１Ｒ：刃部、２２：スリット、２３：中心部、２４：付勢部位、２６：本体部、３０：回転手段、３１：プーリ、３２：スピンドル、３
３：アンギュラベアリング、３４：ボールベアリング、３５：スラストベアリング、４０：付勢手段、４１，４２：リング状フランジ、４３：万重、４４：ピン、４５：ドローバー、５０：押圧手段、５１：サーボモータ、５２，５３：平歯車、５４：ボールベアリング、５５：進退機構、５６：クランクバー、５７，５８：支点ピン、Ａ：本体部の幅、Ｂ：刃部の幅、Ｃ，Ｄ：あさり、Ｅ，Ｅ１〜Ｅ６：進行方向、Ｇ：旋回方向、Ｏ：回転軸、Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４：中心、Ｐ：縦軸、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６：曲率半径、Ｖ：直交する方向、Ｗ：刃部の幅方向
【図１】
2013212576.tif 000005
【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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【図８】
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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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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