(57)【要約】【課題】被加工部材を切削するときに生じる被加工部材の歪みを抑制可能で、かつ、被加工部材の加工に係る工数を低減可能な切削装置を提供する。【解決手段】チャック２０は、被加工部材２を軸周りに回転可能に支持する。回転駆動部２１は、チャック２０を経由して被加工部材２を回転駆動可能である。チップ３１は、軸周りに回転する被加工部材２の外壁に接触することで被加工部材２の外壁を切削可能である。流体噴出部４１は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の内壁のうちチップ３１に対応する位置である対応位置Ｐ１に向けて流体を噴出可能である。ポンプ５０は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、流体噴出部４１から噴出される流体の圧力が被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用するよう流体噴出部４１に流体を供給可能である。【選択図】図２
2016209977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の被加工部材（２）を切削加工する切削装置（１）であって、
前記被加工部材を軸周りに回転可能に支持する支持部（２０）と、
前記支持部を経由して前記被加工部材を回転駆動可能な回転駆動部（２１）と、
軸周りに回転する前記被加工部材の外壁または内壁に接触することで前記被加工部材の外壁または内壁を切削可能な切削部（３１）と、
前記切削部により前記被加工部材を切削するとき、前記被加工部材の内壁または外壁のうち前記切削部に対応する位置である対応位置（Ｐ１、Ｐ２）に向けて流体を噴出可能な流体噴出部（４１）と、
前記切削部により前記被加工部材を切削するとき、前記流体噴出部から噴出される流体の圧力が前記対応位置に作用するよう前記流体噴出部に流体を供給可能な流体供給部（５０）と、
を備える切削装置。
【請求項２】
前記切削部により前記被加工部材を切削するとき、前記被加工部材の径方向において前記被加工部材から前記切削部に対し作用する力である切削抵抗を検出可能な切削抵抗検出部（７０、７１）と、
前記流体供給部の作動を制御可能な制御部（７０）と、をさらに備え、
前記制御部は、前記切削抵抗検出部により検出した前記切削抵抗に基づき、前記対応位置に作用させるべき圧力を算出し、算出した圧力が前記対応位置に作用するよう前記流体供給部の作動を制御可能な請求項１に記載の切削装置。
【請求項３】
前記切削部により前記被加工部材を切削するとき、前記被加工部材の径方向において前記被加工部材から前記切削部に対し作用する力である切削抵抗を検出可能な切削抵抗検出部（７０、７１）と、
前記対応位置に対する前記流体噴出部の相対位置が変化するよう前記流体噴出部、または、前記支持部および前記切削部を駆動可能な相対駆動部（６１、６２、６３）と、
前記相対駆動部の作動を制御可能な制御部（７０）と、をさらに備え、
前記制御部は、前記切削抵抗検出部により検出した前記切削抵抗に基づき、前記対応位置に作用させるべき圧力を算出し、算出した圧力が前記対応位置に作用するよう前記相対駆動部の作動を制御可能な請求項１または２に記載の切削装置。
【請求項４】
前記切削部と前記被加工部材とが前記被加工部材の径方向に相対移動するよう前記切削部または前記支持部を駆動可能な径方向駆動部（６２、６３）をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削装置。
【請求項５】
前記切削部および前記流体噴出部と前記被加工部材とが前記被加工部材の軸方向に相対移動するよう前記切削部および前記流体噴出部、または、前記支持部を駆動可能な軸方向駆動部（６１、６２、６３）をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の切削装置。
【請求項６】
円筒状の被加工部材（２）を切削し円筒部材（３）を製造する方法であって、
軸周りに回転する前記被加工部材の外壁または内壁に切削部（３１）を接触させ、前記被加工部材の外壁または内壁を切削する切削工程と、
前記切削工程で前記被加工部材を切削するとき、前記被加工部材の内壁または外壁のうち前記切削部に対応する位置である対応位置（Ｐ１、Ｐ２）に向けて流体を噴出可能な流体噴出部（４１）から流体を噴出させ、前記流体噴出部から噴出される流体の圧力が前記対応位置に作用するよう前記流体噴出部に流体を供給する流体噴出工程と、
を含む円筒部材の製造方法。
【請求項７】
前記切削工程で前記被加工部材を切削するとき、前記被加工部材の径方向において前記被加工部材から前記切削部に対し作用する力である切削抵抗を検出する切削抵抗検出工程をさらに含み、
前記流体噴出工程では、前記切削抵抗検出工程で検出した前記切削抵抗に応じた圧力を前記対応位置に作用させる請求項６に記載の円筒部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状の被加工部材を切削加工する切削装置および円筒部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円筒状の被加工部材を切削するときに生じる被加工部材の歪みを抑制可能な切削装置および円筒部材の製造方法が知られている。例えば特許文献１には、事前に被加工部材を強化した上で、被加工部材の外壁または内壁を切削し薄肉の円筒部材を製造する方法が開示されている。被加工部材を強化する方法としては、被加工部材の内壁または外壁に接するよう多数の球体を充填し、溶融した低溶融点材を被加工部材と球体との隙間に流し込んで固化する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】特開平９−１３６２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法では、被加工部材を切削する前に、多数の球体を被加工部材の内壁または外壁に接するよう充填し、溶融した低溶融点材を被加工部材と球体との隙間に流し込んで固化させる工程が必要である。また、被加工部材の切削後、低溶融点材を溶融し、被加工部材（円筒部材）から低溶融点材および球体を除去する必要がある。よって、被加工部材の加工、すなわち、円筒部材の製造に係る全体の工数が増大するおそれがある。
【０００５】
また、特許文献１に例示されているように低溶融点材としてはんだ等の低溶融金属や硬質樹脂を用いる場合、低溶融点材および球体を被加工部材（円筒部材）の表面から確実に除去するのが困難になるおそれがある。また、低溶融点材および球体を確実に除去する場合、工数をさらに要するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被加工部材を切削するときに生じる被加工部材の歪みを抑制可能で、かつ、被加工部材の加工に係る工数を低減可能な切削装置および円筒部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つは、円筒状の被加工部材を切削加工する切削装置であって、支持部、回転駆動部、切削部、流体噴出部、流体供給部を備える。
支持部は、被加工部材を軸周りに回転可能に支持する。
回転駆動部は、支持部を経由して被加工部材を回転駆動可能である。
【０００８】
切削部は、軸周りに回転する被加工部材の外壁または内壁に接触することで被加工部材の外壁または内壁を切削可能である。
流体噴出部は、切削部により被加工部材を切削するとき、被加工部材の内壁または外壁のうち切削部に対応する位置である対応位置に向けて流体を噴出可能である。
流体供給部は、切削部により被加工部材を切削するとき、流体噴出部から噴出される流体の圧力が被加工部材の対応位置に作用するよう流体噴出部に流体を供給可能である。
【０００９】
本発明では、切削部により被加工部材を切削するとき、流体噴出部から対応位置、すなわち、被加工部材の切削部とは反対側の壁面である内壁または外壁に向けて流体を噴出し、流体の圧力を被加工部材の対応位置に作用させることができる。これにより、被加工部材を切削するときに生じる被加工部材の径方向内側または径方向外側への歪みを抑制することができる。したがって、切削装置により、歪みの少ない薄肉の円筒部材を製造することができる。
【００１０】
また、本発明では、被加工部材の歪みを抑制するにあたり被加工部材の対応位置に流体を噴出させればよく、特許文献１に開示されるような「多数の球体および低溶融点材を被加工部材の内側または外側に充填する前工程」を必要としない。また、「被加工部材の切削後、低溶融点材を溶融し、低溶融点材および球体を除去するといった後工程」も必要ない。よって、被加工部材の加工に係る工数を低減することができる。
また、本発明では、被加工部材の切削後、被加工部材に流体が付着した状態になったとしても、流体の除去は容易である。よって、特許文献１の切削装置と比べ、不要物の除去まで含めた被加工部材の加工に係る工数をさらに低減することができる。
【００１１】
もう１つの発明は、円筒状の被加工部材を切削し円筒部材を製造する方法であって、切削工程、流体噴出工程を含む。
切削工程では、軸周りに回転する被加工部材の外壁または内壁に切削部を接触させ、被加工部材の外壁または内壁を切削する。
【００１２】
流体噴出工程では、切削工程で被加工部材を切削するとき、被加工部材の内壁または外壁のうち切削部に対応する位置である対応位置に向けて流体を噴出可能な流体噴出部から流体を噴出させ、流体噴出部から噴出される流体の圧力が前記対応位置に作用するよう流体噴出部に流体を供給する。これにより、被加工部材を切削するときに生じる被加工部材の径方向内側または径方向外側への歪みを抑制することができる。したがって、歪みの少ない薄肉の円筒部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による切削装置を示す図であって、被加工部材を切削加工する前の状態を示す図。
【図２】本発明の第１実施形態による切削装置を示す図であって、被加工部材を切削加工している状態を示す図。
【図３】図２の部分拡大図。
【図４】本発明の第１実施形態の切削装置により切削加工される被加工部材の加工前後の状態を示す図であって、（Ａ）は切削加工前の被加工部材を示す図、（Ｂ）は（Ａ）を矢印Ｂ方向から見た図、（Ｃ）は切削加工後の被加工部材である円筒部材を示す図、（Ｄ）は（Ｃ）を矢印Ｄ方向から見た図。
【図５】本発明の第２実施形態による切削装置を示す図であって、被加工部材を切削加工している状態を示す図。
【図６】本発明の第３実施形態による切削装置の一部を示す図であって、被加工部材を切削加工している状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の複数の実施形態による切削装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による切削装置を図１に示す。切削装置１は、例えば円筒状の部材の外壁を切削加工し、特に薄肉の円筒部材を製造するのに用いられる。
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、切削装置１の加工対象である被加工部材２は、切削装置１による切削加工前、所定の肉厚の円筒状の部材である。このとき、被加工部材２の肉厚は比較的小さい。
【００１５】
図１に示すように、切削装置１は、チャック２０、回転駆動部２１、バイト３０、サポートノズル４０、流体供給部としてのポンプ５０、第１駆動部６１、第２駆動部６２、第３駆動部６３、制御部７０、ひずみゲージ７１等を備えている。
チャック２０は、被加工部材２の一端を挟持可能である。チャック２０は、挟持した被加工部材２を軸周りに回転可能に支持する。
【００１６】
回転駆動部２１は、例えば電動モータであり、出力軸がチャック２０に接続している。回転駆動部２１は、電力が供給されると、出力軸が回転する。これにより、回転駆動部２１は、チャック２０を回転駆動可能である。そのため、回転駆動部２１は、チャック２０を経由して被加工部材２を軸周りに回転駆動可能である。
【００１７】
バイト３０は、切削部としてのチップ３１、シャンク３２を有している。チップ３１は、被加工部材２を切削するための刃先部材であり、例えば高速度鋼（ハイス）、タングステンカーバイド等の超硬合金、サーメット、セラミックス、ｃＢＮ（立方晶窒化ホウ素）焼結体、ダイヤモンド焼結体等から形成されている。
シャンク３２は、例えば金属により棒状に形成されている。チップ３１は、シャンク３２の一方の端部に取り付けられる。
本実施形態では、チップ３１は、先端部が、軸周りに回転する被加工部材２の外壁に接触することで被加工部材２の外壁を切削可能である（図２参照）。
【００１８】
本実施形態では、バイト３０は、チャック２０に支持された状態の被加工部材２の内壁を軸方向に沿って円筒状に延びる仮想円筒面Ｃ１の径方向外側に位置するよう設けられている（図１参照）。なお、被加工部材２の外壁に接触可能なチップ３１の先端部は、チャック２０に支持された状態の被加工部材２の外壁を軸方向に沿って円筒状に延びる仮想円筒面Ｃ２の径方向内側に位置する（図１参照）。すなわち、チップ３１の先端部は、仮想円筒面Ｃ１と仮想円筒面Ｃ２との間に位置している。
サポートノズル４０は、流体噴出部４１、流体通路部４２を有している。流体噴出部４１は、バイト３０のチップ３１の近傍に設けられる。
本実施形態では、サポートノズル４０は、仮想円筒面Ｃ１の内側に位置するよう設けられている（図１参照）。
【００１９】
また、流体噴出部４１は、チップ３１により被加工部材２の外壁を切削するとき、被加工部材２の内壁のうちチップ３１に対応する位置である対応位置Ｐ１から所定距離離れた位置に配置される（図２参照）。より詳細に説明すると、対応位置Ｐ１は、被加工部材２の内壁のうち、被加工部材２の外壁に接触するチップ３１の先端部に対し径方向内側に位置する内壁面の特定の位置のことである。
【００２０】
流体噴出部４１は、開口部４３を有している。開口部４３は、チップ３１により被加工部材２の外壁を切削するとき、対応位置Ｐ１に対向するよう形成されている。開口部４３からは、流体が噴出される。これにより、流体噴出部４１は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、対応位置Ｐ１に向けて流体を噴出可能である。
本実施形態では、流体噴出部４１から噴出する流体として、例えば鉱物油または水溶性流体等、比較的粘度の低いものを用いる。
【００２１】
流体通路部４２は、筒状に形成され、一端に流体噴出部４１が接続されている。流体通路部４２の内側には、流体が流通可能な通路４４が形成されている。通路４４は、流体噴出部４１の開口部４３に連通している。本実施形態では、流体噴出部４１と流体通路部４２とは、一体に形成されている。図１では、便宜上、流体噴出部４１と流体通路部４２との境界を二点鎖線で示している。
ポンプ５０は、例えば電動ポンプであり、吸入口から流体を吸入し、流体を加圧して吐出口から吐出可能である。ポンプ５０の吸入口は、タンク５１の内部空間に連通している。ポンプ５０の吐出口は、流体通路部４２の通路４４に連通している。
【００２２】
タンク５１には、流体としての鉱物油または水溶性流体が貯留されている。ポンプ５０は、電力が供給されると、流体をタンク５１から吸入し、加圧し、流体通路部４２側に吐出する。これにより、流体噴出部４１の開口部４３から流体が噴出される。
ポンプ５０は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、流体噴出部４１から噴出される流体の圧力が被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用するよう流体噴出部４１に流体を供給可能である。
【００２３】
ここで、以降の説明のために、被加工部材２の軸方向に対し平行な方向をｘ方向、被加工部材２の径方向に対し平行な方向をｚ方向として、図１、２に示す。なお、ｘ方向は鉛直方向に直交する方向、ｚ方向は鉛直方向に対し平行な方向である。
【００２４】
第１駆動部６１は、流体通路部４２の流体噴出部４１とは反対側の部位を支持するよう設けられている。第１駆動部６１は、電力が供給されると、サポートノズル４０の流体噴出部４１がｘ方向またはｚ方向に移動するようサポートノズル４０を駆動可能である。すなわち、第１駆動部６１は、流体噴出部４１をｘ方向またはｚ方向に駆動可能である。
【００２５】
第２駆動部６２は、シャンク３２のチップ３１とは反対側の部位を支持するよう設けられている。第２駆動部６２は、電力が供給されると、バイト３０のチップ３１がｘ方向またはｚ方向に移動するようバイト３０を駆動可能である。すなわち、第２駆動部６２は、チップ３１をｘ方向またはｚ方向に駆動可能である。
【００２６】
第３駆動部６３は、回転駆動部２１のチャック２０とは反対側の部位を支持するよう設けられている。第３駆動部６３は、電力が供給されると、チャック２０がｘ方向またはｚ方向に移動するよう回転駆動部２１を駆動可能である。すなわち、第３駆動部６３は、チャック２０をｘ方向またはｚ方向に駆動可能である。
【００２７】
第１駆動部６１、第２駆動部６２、第３駆動部６３は、対応位置Ｐ１に対する流体噴出部４１の相対位置が変化するよう流体噴出部４１、または、チャック２０およびチップ３１を駆動可能である。ここで、第１駆動部６１、第２駆動部６２、第３駆動部６３は、特許請求の範囲における「相対駆動部」に対応する。
【００２８】
また、第２駆動部６２、第３駆動部６３は、チップ３１と被加工部材２とが被加工部材２の径方向に相対移動するようチップ３１またはチャック２０を駆動可能である。ここで、第２駆動部６２、第３駆動部６３は、特許請求の範囲における「径方向駆動部」に対応する。
【００２９】
また、第１駆動部６１、第２駆動部６２、第３駆動部６３は、チップ３１および流体噴出部４１と被加工部材２とが被加工部材２の軸方向に相対移動するようチップ３１および流体噴出部４１、または、チャック２０を駆動可能である。ここで、第１駆動部６１、第２駆動部６２、第３駆動部６３は、特許請求の範囲における「軸方向駆動部」に対応する。
【００３０】
制御部７０は、演算部としてのＣＰＵ、記憶手部としてのＲＯＭおよびＲＡＭ、入出力部等を有するコンピュータである。制御部７０は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い種々の処理を実行することで、接続された種々の機器および装置等の作動を制御する。
【００３１】
本実施形態では、制御部７０は、回転駆動部２１に供給する電力を制御することで、回転駆動部２１の出力軸の回転を制御可能である。よって、制御部７０は、回転駆動部２１の作動を制御することで、チャック２０に支持された被加工部材２の回転を制御可能である。
【００３２】
また、制御部７０は、ポンプ５０に供給する電力を制御することで、ポンプ５０から吐出される流体の量を制御可能である。よって、制御部７０は、ポンプ５０の作動を制御することで、流体噴出部４１から噴出される流体の量を制御可能である。
【００３３】
また、制御部７０は、第１駆動部６１、第２駆動部６２、第３駆動部６３に供給する電力を制御することで、第１駆動部６１、第２駆動部６２、第３駆動部６３のそれぞれが駆動するサポートノズル４０、バイト３０、回転駆動部２１の移動量を制御可能である。よって、制御部７０は、第１駆動部６１、第２駆動部６２、第３駆動部６３の作動を制御することで、流体噴出部４１、チップ３１、チャック２０の位置を制御可能である。
【００３４】
ひずみゲージ７１は、バイト３０のシャンク３２の内部のチップ３１近傍に設けられている。ひずみゲージ７１は、シャンク３２のひずみを検出し、検出したひずみに対応する信号を制御部７０に出力可能である。チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の径方向において被加工部材２からチップ３１に対し力、すなわち、切削抵抗Ｆ１が作用する（図３参照）。また、同時に、チップ３１から被加工部材２に対し切削抵抗Ｆ１と同じ大きさの力Ｆ２が作用する。このとき、シャンク３２は、切削抵抗Ｆ１の大きさに応じてひずむ。制御部７０は、ひずみゲージ７１から出力された信号に基づき、チップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１を算出可能である。つまり、制御部７０は、ひずみゲージ７１により、チップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１を検出可能である。ここで、制御部７０およびひずみゲージ７１は、特許請求の範囲における「切削抵抗検出部」に対応する。
【００３５】
また、制御部７０は、検出した切削抵抗Ｆ１に基づき、被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３を算出する。そして、制御部７０は、算出した圧力Ｆ３が対応位置Ｐ１に作用するようポンプ５０の作動を制御可能である。なお、本実施形態では、「対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３」は、切削抵抗Ｆ１と同じ大きさの力である。よって、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の対応位置Ｐ１には、流体噴出部４１から噴出される流体により、「被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１」、または、「チップ３１から被加工部材２に作用する力Ｆ２」と同じ大きさの圧力Ｆ３が作用する。ここで、圧力Ｆ３は、力Ｆ２とは反対方向の力、すなわち、力Ｆ２に対抗する力である。
【００３６】
本実施形態では、「被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１」が大きくなると対応位置Ｐ１に作用する流体の圧力Ｆ３も大きくなり、「被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１」が小さくなると対応位置Ｐ１に作用する流体の圧力Ｆ３も小さくなる。すなわち、制御部７０は、チップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１をフィードバックしポンプ５０の作動を制御し、対応位置Ｐ１に作用する流体の圧力Ｆ３を変化させる。これにより、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の外壁がチップ３１により径方向内側に押されて径方向内側に歪むことが抑制される。
【００３７】
次に、本実施形態の切削装置１による被加工部材２の切削方法、すなわち、円筒部材３の製造方法について説明する。
（部材支持工程）
図１に示すように、まず、切削加工前の被加工部材２（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）を、軸がチャック２０の回転軸と一致するようチャック２０で支持する。このとき、流体噴出部４１およびチップ３１は、被加工部材２の外側にある。
（回転駆動工程）
続いて、制御部７０は、回転駆動部２１に電力を供給し、チャック２０とともに被加工部材２を軸周りに回転させる。回転駆動工程は、以降の工程においても継続する。
【００３８】
（チップ移動工程）
続いて、制御部７０は、第１駆動部６１および第２駆動部６２に電力を供給し、チップ３１および流体噴出部４１をｘ方向、すなわち、被加工部材２の軸方向に駆動する。これにより、チップ３１および流体噴出部４１は、被加工部材２に近づく。チップ移動工程は、以降の工程においても継続する。
（切削工程）
チップ３１が被加工部材２に近づき、軸周りに回転する被加工部材２の外壁にチップ３１が接触すると、被加工部材２の外壁が切削される。このとき、流体噴出部４１は被加工部材２の内側に位置する。
【００３９】
（流体噴出工程１）
制御部７０は、切削工程でチップ３１により被加工部材２の外壁を切削するとき、ポンプ５０に電力を供給し、流体噴出部４１から被加工部材２の対応位置Ｐ１に向けて流体を噴出させる。このとき、ポンプ５０は、流体噴出部４１から噴出される流体の圧力が対応位置Ｐ１に作用するよう流体噴出部４１に流体を供給する。
【００４０】
（切削抵抗検出工程）
制御部７０は、切削工程でチップ３１により被加工部材２の外壁を切削するとき、ひずみゲージ７１からの信号に基づき、被加工部材２の径方向において被加工部材２からチップ３１に対し作用する力である切削抵抗Ｆ１を検出する（図３参照）。
【００４１】
（流体噴出工程２）
制御部７０は、切削抵抗検出工程で検出した切削抵抗Ｆ１に基づき、「対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３」を算出する。そして、制御部７０は、算出した圧力Ｆ３が被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用するようポンプ５０の作動を制御する。つまり、制御部７０は、チップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１をフィードバックし、切削抵抗Ｆ１に応じた圧力Ｆ３が被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用するようポンプ５０の作動を制御する。本実施形態では、「対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３」は、切削抵抗Ｆ１と同じ大きさの力として算出される。
【００４２】
以降、上記「回転駆動工程」、「チップ移動工程」、「切削工程」、「流体噴出工程１」、「切削抵抗検出工程」、「流体噴出工程２」を継続し、チップ３１が被加工部材２のチャック２０側の端部まで移動すると、被加工部材２は、軸方向の一端側から他端側にかけて、切削加工前よりも肉厚が小さくなる。これにより、切削装置１による被加工部材２の切削が終了し、円筒部材３（図４（Ｃ）、（Ｄ）参照）の製造が完了する。
【００４３】
なお、本実施形態では、切削抵抗Ｆ１に応じた圧力Ｆ３を被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させながら被加工部材２を切削するため、被加工部材２の肉厚が小さい場合でも、被加工部材２の歪みを抑制することができる。
また、本実施形態では、被加工部材２の切削加工後、被加工部材２（円筒部材３）に付着した流体を除去するのは比較的容易である。
【００４４】
以上説明したように、（１）本実施形態では、チャック２０は、被加工部材２を軸周りに回転可能に支持する。
回転駆動部２１は、チャック２０を経由して被加工部材２を回転駆動可能である。
チップ３１は、軸周りに回転する被加工部材２の外壁に接触することで被加工部材２の外壁を切削可能である。
【００４５】
流体噴出部４１は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の内壁のうちチップ３１に対応する位置である対応位置Ｐ１に向けて流体を噴出可能である。
ポンプ５０は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、流体噴出部４１から噴出される流体の圧力が被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用するよう流体噴出部４１に流体を供給可能である。
【００４６】
本実施形態では、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、流体噴出部４１から対応位置Ｐ１、すなわち、被加工部材２のチップ３１とは反対側の壁面である内壁に向けて流体を噴出し、流体の圧力を被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させることができる。これにより、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の径方向内側への歪みを抑制することができる。したがって、切削装置１により、歪みの少ない薄肉の円筒部材３を製造することができる。
【００４７】
また、本実施形態では、被加工部材２の歪みを抑制するにあたり被加工部材２の対応位置Ｐ１に流体を噴出させればよく、上記特許文献１に開示されるような「多数の球体および低溶融点材を被加工部材の内側または外側に充填する前工程」を必要としない。また、「被加工部材の切削後、低溶融点材を溶融し、低溶融点材および球体を除去するといった後工程」も必要ない。よって、被加工部材２の加工に係る工数を低減することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、被加工部材２の切削後、被加工部材２に流体が付着した状態になったとしても、流体の除去は容易である。よって、特許文献１の切削装置と比べ、不要物の除去まで含めた被加工部材２の加工に係る工数をさらに低減することができる。
【００４９】
また、（２）本実施形態では、制御部７０およびひずみゲージ７１は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の径方向において被加工部材２からチップ３１に対し作用する力である切削抵抗Ｆ１を検出可能である。また、制御部７０は、ポンプ５０の作動を制御可能である。制御部７０は、検出した切削抵抗Ｆ１に基づき、被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３を算出し、算出した圧力Ｆ３が対応位置Ｐ１に作用するようポンプ５０の作動を制御可能である。すなわち、制御部７０は、チップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１をフィードバックしポンプ５０の作動を制御し、対応位置Ｐ１に作用する流体の圧力Ｆ３を変化させる。これにより、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の外壁がチップ３１により径方向内側に押されて径方向内側に歪むことが抑制される。したがって、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の歪みを確実に抑制することができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、被加工部材２を切削するとき、被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１と同じ大きさの圧力Ｆ３を被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させる。そのため、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の歪みをより確実に抑制することができる。
【００５１】
また、（５）本実施形態では、第１駆動部６１および第２駆動部６２は、チップ３１および流体噴出部４１と被加工部材２とが被加工部材２の軸方向に相対移動するようチップ３１および流体噴出部４１を駆動可能である。そのため、切削装置１により、例えば、被加工部材２の軸方向の所定の範囲において、被加工部材２の肉厚を小さくするような切削加工等が可能である。
【００５２】
また、（６）本実施形態の切削装置１による円筒部材３の製造方法は、切削工程および流体噴出工程を含む。
切削工程では、軸周りに回転する被加工部材２の外壁にチップ３１を接触させ、被加工部材２の外壁を切削する。
【００５３】
流体噴出工程では、切削工程で被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の内壁のうちチップ３１に対応する位置である対応位置Ｐ１に向けて流体を噴出可能な流体噴出部４１から流体を噴出させ、流体噴出部４１から噴出される流体の圧力が対応位置Ｐ１に作用するよう流体噴出部４１に流体を供給する。これにより、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の径方向内側への歪みを抑制することができる。したがって、歪みの少ない薄肉の円筒部材３を製造することができる。
【００５４】
また、（７）本実施形態の切削装置１による円筒部材３の製造方法は、切削抵抗検出工程をさらに含む。
切削抵抗検出工程では、切削工程で被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の径方向において被加工部材２からチップ３１に対し作用する力である切削抵抗Ｆ１を検出する。
そして、流体噴出工程では、切削抵抗検出工程で検出した切削抵抗Ｆ１に応じた圧力Ｆ３を被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させる。したがって、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の歪みを確実に抑制することができ、より歪みの少ない薄肉の円筒部材３を製造することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による切削装置を図５に示す。第２実施形態は、バイト３０およびサポートノズル４０の配置が第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、切削装置は、被加工部材２の内壁を切削加工するのに用いられる。
【００５６】
第２実施形態では、チップ３１は、先端部が、軸周りに回転する被加工部材２の内壁に接触することで被加工部材２の内壁を切削可能である。
第２実施形態では、バイト３０は、チャック２０に支持された状態の被加工部材２の外壁を軸方向に沿って円筒状に延びる仮想円筒面Ｃ２の径方向内側に位置するよう設けられている（図５参照）。本実施形態では、被加工部材２の内壁に接触可能なチップ３１の先端部は、チャック２０に支持された状態の被加工部材２の内壁を軸方向に沿って円筒状に延びる仮想円筒面Ｃ１の径方向外側に位置する（図５参照）。すなわち、チップ３１の先端部は、仮想円筒面Ｃ１と仮想円筒面Ｃ２との間に位置している。
また、サポートノズル４０は、仮想円筒面Ｃ２の外側に位置するよう設けられている（図５参照）。
【００５７】
流体噴出部４１は、チップ３１により被加工部材２の内壁を切削するとき、被加工部材２の外壁のうちチップ３１に対応する位置である対応位置Ｐ２から所定距離離れた位置に配置される（図５参照）。より詳細に説明すると、対応位置Ｐ２は、被加工部材２の外壁のうち、被加工部材２の内壁に接触するチップ３１の先端部に対し径方向外側に位置する外壁面の特定の位置のことである。流体噴出部４１は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、対応位置Ｐ２に向けて流体を噴出可能である。
【００５８】
ポンプ５０は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、流体噴出部４１から噴出される流体の圧力が被加工部材２の対応位置Ｐ２に作用するよう流体噴出部４１に流体を供給可能である。
制御部７０は、ひずみゲージ７１から出力された信号に基づき、チップ３１に作用する切削抵抗を算出可能である。つまり、制御部７０は、ひずみゲージ７１により、チップ３１に作用する切削抵抗を検出可能である。
【００５９】
本実施形態では、制御部７０は、検出した切削抵抗に基づき、被加工部材２の対応位置Ｐ２に作用させるべき圧力を算出する。そして、制御部７０は、算出した圧力が対応位置Ｐ２に作用するようポンプ５０の作動を制御可能である。なお、本実施形態では、「対応位置Ｐ２に作用させるべき圧力」は、切削抵抗と同じ大きさの力である。よって、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の対応位置Ｐ２には、流体噴出部４１から噴出される流体により、「被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗」、または、「チップ３１から被加工部材２に作用する力」と同じ大きさの圧力が作用する。ここで、被加工部材２の対応位置Ｐ２に作用する圧力は、「チップ３１から被加工部材２に作用する力」とは反対方向の力、すなわち、「チップ３１から被加工部材２に作用する力」に対抗する力である。
【００６０】
本実施形態では、「被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗」が大きくなると対応位置Ｐ２に作用する流体の圧力も大きくなり、「被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗」が小さくなると対応位置Ｐ２に作用する流体の圧力も小さくなる。すなわち、制御部７０は、チップ３１に作用する切削抵抗をフィードバックしポンプ５０の作動を制御し、対応位置Ｐ２に作用する流体の圧力を変化させる。これにより、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の内壁がチップ３１により径方向外側に押されて径方向外側に歪むことが抑制される。
第２実施形態は、上述した点以外の点は、第１実施形態と同様の構成である。
【００６１】
なお、第２実施形態は、被加工部材２に対するバイト３０およびサポートノズル４０の位置が第１実施形態と異なるだけで、被加工部材２の切削方法については、第１実施形態と同様である。すなわち、第２実施形態では、制御部７０は、チップ３１に作用する切削抵抗をフィードバックし、切削抵抗に応じた圧力が被加工部材２の対応位置Ｐ２に作用するようポンプ５０の作動を制御する。
【００６２】
以上説明したように、（１）本実施形態では、チップ３１は、軸周りに回転する被加工部材３の内壁に接触することで被加工部材３の内壁を切削可能である。
流体噴出部４１は、チップ３１により被加工部材３を切削するとき、被加工部材３の外壁のうちチップ３１に対応する位置である対応位置Ｐ２に向けて流体を噴出可能である。
【００６３】
ポンプ５０は、チップ３１により被加工部材３を切削するとき、流体噴出部４１から噴出される流体の圧力が被加工部材３の対応位置Ｐ２に作用するよう流体噴出部４１に流体を供給可能である。
第２実施形態では、上記構成により、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の径方向外側への歪みを抑制することができる。したがって、切削装置により、歪みの少ない薄肉の円筒部材を製造することができる。
【００６４】
また、（２）本実施形態では、制御部７０は、検出した切削抵抗に基づき、被加工部材２の対応位置Ｐ２に作用させるべき圧力を算出し、算出した圧力が対応位置Ｐ２に作用するようポンプ５０の作動を制御可能である。すなわち、制御部７０は、チップ３１に作用する切削抵抗をフィードバックしポンプ５０の作動を制御し、対応位置Ｐ２に作用する流体の圧力を変化させる。これにより、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の内壁がチップ３１により径方向外側に押されて径方向外側に歪むことが抑制される。したがって、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の歪みを確実に抑制することができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、第１実施形態と同様、被加工部材２を切削するとき、被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗と同じ大きさの圧力を被加工部材２の対応位置Ｐ２に作用させる。そのため、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の歪みをより確実に抑制することができる。
【００６６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による切削装置の一部を図６に示す。第３実施形態は、切削装置の物理的な構成は第１実施形態と同じであるものの、切削装置の作動、すなわち、円筒部材の製造方法が第１実施形態と異なる。
【００６７】
第３実施形態では、制御部７０は、第１実施形態と同様、ひずみゲージ７１により、チップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１を検出可能である。制御部７０は、検出した切削抵抗Ｆ１に基づき、被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３を算出する。そして、第３実施形態では、制御部７０は、算出した圧力Ｆ３が対応位置Ｐ１に作用するよう第１駆動部６１（図１参照）の作動を制御可能である。ここで、ポンプ５０からの流体の吐出量は一定に保たれている。すなわち、本実施形態では、ポンプ５０からの流体の吐出量は変化させず、第１駆動部６１の作動を制御し、対応位置Ｐ１に対する流体噴出部４１の相対位置を変化させることで、対応位置Ｐ１に圧力Ｆ３を作用させる。
【００６８】
なお、本実施形態では、「対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３」は、第１実施形態と同様、切削抵抗Ｆ１と同じ大きさの力である。よって、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の対応位置Ｐ１には、流体噴出部４１から噴出される流体により、「被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１」、または、「チップ３１から被加工部材２に作用する力Ｆ２」と同じ大きさの圧力Ｆ３が作用する。
【００６９】
本実施形態では、第１実施形態と同様、「被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１」が大きくなると対応位置Ｐ１に作用する流体の圧力Ｆ３も大きくなり、「被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１」が小さくなると対応位置Ｐ１に作用する流体の圧力Ｆ３も小さくなる。すなわち、制御部７０は、チップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１をフィードバックし第１駆動部６１の作動を制御し、対応位置Ｐ１に作用する流体の圧力Ｆ３を変化させる。これにより、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の外壁がチップ３１により径方向内側に押されて径方向内側に歪むことが抑制される。
【００７０】
次に、本実施形態の切削装置による被加工部材２の切削方法、すなわち、円筒部材の製造方法について説明する。
「部材支持工程」、「回転駆動工程」、「チップ移動工程」、「切削工程」、「流体噴出工程１」、「切削抵抗検出工程」は、第１実施形態と同様のため、説明を省略する。
【００７１】
（流体噴出工程２）
制御部７０は、切削抵抗検出工程で検出した切削抵抗Ｆ１に基づき、「対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３」を算出する。そして、制御部７０は、算出した圧力Ｆ３が被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用するよう第１駆動部６１の作動を制御する。つまり、制御部７０は、チップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１をフィードバックし、切削抵抗Ｆ１に応じた圧力Ｆ３が被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用するよう第１駆動部６１の作動を制御する。本実施形態では、「対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３」は、切削抵抗Ｆ１と同じ大きさの力として算出される。
【００７２】
以降、上記「回転駆動工程」、「チップ移動工程」、「切削工程」、「流体噴出工程１」、「切削抵抗検出工程」、「流体噴出工程２」を継続し、チップ３１が被加工部材２のチャック２０側の端部まで移動すると、被加工部材２は、軸方向の一端側から他端側にかけて、切削加工前よりも肉厚が小さくなる。これにより、切削装置による被加工部材２の切削が終了し、円筒部材の製造が完了する。
【００７３】
以上説明したように、（３）本実施形態では、制御部７０およびひずみゲージ７１は、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の径方向において被加工部材２からチップ３１に対し作用する力である切削抵抗Ｆ１を検出可能である。また、制御部７０は、第１駆動部６１の作動を制御可能である。制御部７０は、検出した切削抵抗Ｆ１に基づき、被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３を算出し、算出した圧力Ｆ３が対応位置Ｐ１に作用するよう第１駆動部６１の作動を制御可能である。すなわち、制御部７０は、チップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１をフィードバックし第１駆動部６１の作動を制御し、対応位置Ｐ１に作用する流体の圧力Ｆ３を変化させる。これにより、チップ３１により被加工部材２を切削するとき、被加工部材２の外壁がチップ３１により径方向内側に押されて径方向内側に歪むことが抑制される。したがって、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の歪みを確実に抑制することができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、第１実施形態と同様、被加工部材２を切削するとき、被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗Ｆ１と同じ大きさの圧力Ｆ３を被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させる。そのため、被加工部材２を切削するときに生じる被加工部材２の歪みをより確実に抑制することができる。
【００７５】
（他の実施形態）
上述の第３実施形態では、制御部７０が、被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用させるべき圧力Ｆ３を算出し、算出した圧力Ｆ３が対応位置Ｐ１に作用するよう第１駆動部６１の作動を制御する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、制御部７０は、算出した圧力Ｆ３が対応位置Ｐ１に作用するよう第２駆動部６２および第３駆動部６３の作動を制御することとしてもよい。すなわち、第２駆動部６２および第３駆動部６３により、流体噴出部４１に対する被加工部材２およびチップ３１の相対位置を変化させることで、被加工部材２の対応位置Ｐ１に作用する圧力Ｆ３を変化させることとしてもよい。また、制御部７０は、算出した圧力Ｆ３が対応位置Ｐ１に作用するようポンプ５０、第１駆動部６１、第２駆動部６２、および、第３駆動部６３の少なくともいずれか１つの作動を制御することとしてもよい。
【００７６】
また、上述の実施形態では、制御部７０が、ひずみゲージ７１により、被加工部材２からチップ３１に作用する切削抵抗を検出し、検出した切削抵抗に応じた圧力を被加工部材２の対応位置に作用させる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ひずみゲージ７１を備えず、被加工部材２を切削するとき、予め設定した所定の圧力が被加工部材２の対応位置に作用するようポンプ５０、第１駆動部６１、第２駆動部６２、または、第３駆動部６３の作動を制御することとしてもよい。
【００７７】
また、上述の実施形態では、被加工部材２に対するチップ３１の径方向の相対位置を固定した状態で、被加工部材２に対しチップ３１を軸方向に相対移動させることで、被加工部材２の外壁または内壁を軸方向に切削する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第２駆動部６２または第３駆動部６３により、チップ３１と被加工部材２とを被加工部材２の径方向に相対移動させながら被加工部材２を切削することとしてもよい。この場合、切削加工後、軸方向で肉厚が異なる被加工部材２（円筒部材３）を得ることができる。
【００７８】
また、上述の実施形態では、第２駆動部６２および第１駆動部６１により、被加工部材２に対しチップ３１および流体噴出部４１を軸方向に相対移動させることで、被加工部材２の外壁または内壁を軸方向に切削する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第３駆動部６３により、被加工部材２をチップ３１および流体噴出部４１に対し被加工部材２の軸方向に相対移動させながら被加工部材２を軸方向に切削することとしてもよい。
【００７９】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１  ・・・・切削装置
２  ・・・・被加工部材
２０  ・・・チャック（支持部）
２１  ・・・回転駆動部
３１  ・・・チップ（切削部）
４１  ・・・流体噴出部
５０  ・・・ポンプ（流体供給部）
Ｐ１、Ｐ２  ・・・対応位置
【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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