【手続補正書】
【提出日】平成24年11月13日(2012.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】  本発明の請求項４による円板ワークの高速回転ジャイロ加工方法は、請求項１または３記載の高速回転ジャイロ加工方法において、薄肉円板ワークの中心孔を回転主軸（マンドレル）に固定させ、上記薄肉円板ワークの外周・側面を加工部による加工時に、薄肉円板ワークの両側面を同時に加工することで、加工時に対向して生じる加工圧を打ち消し薄肉円板ワークの側面撓み量を解消させられるから、高速回転ジャイロ加工方法がより一層的確に実行でき、薄肉円板ワークの更なる側面切削加工が極めて高精度に実行できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】  本発明の円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置は、下記のようにその主たる構成要件からなる。まず、図１と図２に示すように、円板ワーク１の高速回転ジャイロ加工装置１００は、円板ワーク１の中心孔１Ｃを基準内径仕上げに際して円板ワークの外周１Ｄを把持爪３Ａで把持する円板チャック３を備えている。円板ワーク１の中心孔１Ｃの加工後は、上記円板ワーク１を円板チャックの把持から解放し、水平配置した回転主軸（マンドレル）５の先端把持部５Ａと、これに対向する円板チャック４の回転主軸（マンドレル）６の先端の把持部６Ａで把持される。即ち、回転主軸５，６の各先端部となる支持軸駆動体１０の中間位置に装着される。上記円板チャック４を支持する回転主軸６の基部６Ｂは、基盤９上の移動台９Ａの支持体１１に回転可能に保持されている。これで、円板チャック４は、移動台９Ａの進退移動で対向する円板チャック３及び円板ワーク１に対して接近・離反する。上記回転主軸６の軸心孔Ｐの後端は、油圧ユニットＯＵに繋がれていて、ここからの圧力油Ｏで把持部６Ａが拡縮動作され、円板ワーク１の中心孔１Ｃを把持・解放する。上記支持軸駆動体１０は、駆動部ＫＵの駆動軸２に連結する円板チャック３の回転により円板チャック３，４及び円板ワーク１を回転させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】  上記円板ワーク１は、この中心孔１Ｃに回転主軸（マンドレル）５，６を嵌通して保持されているから、図１に示すように、回転出力軸（マンドレル）５，６を高速回転すると円板ワーク１の角運動量が増加してジャイロ効果が得られることが知られている。従って、円板ワーク１の側面に対する切削負荷の増加による円板ワーク１及び回転出力軸（マンドレル）５，６の傾きを抑制するには、円板ワーク１の角運動量を増加してジャイロ効果を発揮させることが必須の手段となる。尚、円板ワーク１の角運動量は、慣性モーメントＩと薄肉円板ワークの角速度ωの積であるから、円板ワーク１及び回転主軸（マンドレル）５，６の傾き変化量は、角速度ωに反比例することとなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】  続いて、上記円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置１００の機能・作用を説明する。図１〜図３に見るように、高速回転ジャイロ加工装置は、先ず、円板ワークの外周１Ｄを円板チャック３で把持し、円板ワーク１の中心孔１Ｃが基準内径仕上げされる。その後、図１と図２に示すように、円板ワーク１の中心孔１Ｃは、対向する円板チャック３の回転主軸（マンドレル）５の先端把持部５Ａと、これに対向する円板チャック４の回転主軸（マンドレル）６の先端の把持部６Ａで把持される。即ち、回転主軸（マンドレル）５，６の各先端部となる支持軸駆動体（マンドレル）１０の中間位置に装着される。そして、円板ワーク１の側面１Ａ，１Ｂが旋削加工部１５のバイトＢにより旋削加工される構成になっている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】  上記円板ワーク１が高速回転ジャイロ効果を発揮させるべく、回転主軸（マンドレル）５，６の回転制御手段２００は、図３に示すように構成されている。即ち、上記薄肉円板ワーク１の外周・側面を加工する加工部１５と、上記加工部から薄肉円板ワーク１の側面１Ｂ方向への加工圧Ｐを検出する加圧検出部ＰＤと、上記加圧検出部からの加圧信号ｅは増幅器ＡＰ１での加工圧検出値ｅ１に増幅され、比較器ＣＰに入力される。また、円板ワーク１の歪み量−Ｐは、歪みセンサＨＳで歪み信号−ｅが検出され、増幅器Ａ２Ｐでの歪み検出値−ｅ１に増幅され、比較器ＣＰに入力される。この比較器ＣＰでのコンパレーション処理に基づき、薄肉円扱ワーク１の回転数を加工圧Ｐに均等化する復元力−Ｐとなる回転数に回転主軸（マンドレル）５，６を回転制御する駆動モータＭの回転制御部ＤＤに比較器ＣＰの出力となる回転制御信号±ｅ２を入力させ、加工圧Ｐと復元力−Ｐとを均一化すべく、円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置１００の運転制御を司るＮＣ制御装置ＮＣを具備する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】  本発明の円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置１００は、上記第１の実施の形態のように構成され、以下のように作用する。先ず、図１及び図４に示すように、回転主軸（マンドレル）５，６を高速回転すると、円板ワーク１の角運動量が増加する。即ち、切削負荷による円板ワーク１の傾きを抑制すべく、回転主軸（マンドレル）５，６を高速回転させて角運動量を増加させて大きなジャイロ効果が得られる。その作用は、円板ワーク１の角運動量は、慣性モーメントＩと薄肉円板ワークの角速度ωの積であるから、円板ワーク１及び回転主軸（マンドレル）５，６の傾き変化量は、角速度ωに反比例することとなる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】  以下に、上記ジャイロ効果に基づいた円板ワークの高速回転ジャイロ加工方法の作用を、図４と図５で説明する。先ず、図４において、薄肉円板ワークの中心孔１Ｃを回転主軸（マンドレル）５，６に固定し、上記薄肉円板ワークの外周・側面を加工部による加工時において、この加工部から薄肉円板ワークの側面方向への加工圧による側面撓み量を打ち消すべく、薄肉円板ワークの慣性モーメントＩ×薄肉円板ワークの角速度ωに基づく角運動量計算式により回転主軸（マンドレル）に回転駆動される薄肉円板ワーク１を高速回転させる。即ち、回転主軸（マンドレル）５，６には、薄肉円板ワーク１の中心孔１Ｃに挿通して固定される。図５（ａ）に示すように、上記薄肉円板ワークの側面１Ａを加工部１５，６のバイトＢにより加工すべく、回転主軸（マンドレル）５の軸心方向Ｏへ切り込み加圧力Ｐすると、薄肉円板ワークは矢印方向へ歪む。そこで、図５（ｂ）に示すように、上記加工圧Ｐに均等化する復元力−Ｐを生成して側面加工すべく、薄肉円板ワークの慣性モーメントＩ×薄肉円板ワークの角速度ωに基づく角運動量計算式により回転主軸（マンドレル）に回転駆動される薄肉円板ワーク１を高速回転させて加工が行われる。これにより、薄肉円板ワークは矢印方向へ戻される。しかして、益々肉薄軽量化している薄肉円板ワークの側面切削加工が高精度に実行できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】  次に、円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置１００に備える回転主軸（マンドレル）５，６の回転制御手段２００の機能に基づいた高速回転ジャイロ効果を発揮させる作用について、図３と図５により説明する。先ず、回転主軸（マンドレル）５は、薄肉円板ワーク１の中心孔１Ｃに挿通して固定される。上記薄肉円板ワークの側面１Ａを加工部１５のバイトＢにより加工すべく、回転主軸（マンドレル）５，６の軸心方向Ｏへ切り込み加圧力Ｐすると、上記加工部１５から薄肉円板ワーク１の側面１Ａ方向への加工圧Ｐを加圧検出部ＰＤが検出する。上記加圧検出部ＰＤの加圧信号ｅは増幅器ＡＰ１で加工圧検出値ｅ１となる。この加工圧検出値ｅ１に増幅され、比較器ＣＰに入力される。また、円板ワーク１の歪み量−Ｐは、歪みセンサＨＳで歪み信号−ｅが検出され、増幅器Ａ２Ｐでの歪み検出値−ｅ１に増幅され、比較器ＣＰに入力される。この比較器ＣＰでのコンパレーション処理に基づき、薄肉円板ワーク１の回転数を加工圧Ｐに均等化する復元力−Ｐとなる回転数に回転主軸（マンドレル）５，６を回転制御する駆動モータＭの回転制御部ＤＤに比較器ＣＰの出力となる回転制御信号±ｅ２を入力し、加工圧Ｐと復元力−Ｐとを均一化すべく、回転制御部ＤＤの運転制御を司るＮＣ制御装置ＮＣにより復元回転数に回転主軸（マンドレル）５，６を回転制御して実行される。
しかして、円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置１００によると、薄肉円板ワークに発生する加工圧と復元回転数との関係が実測しながら回転主軸（マンドレル）をダイレクトに回転制御でき、非常に正確なジャイロ効果を生成させて薄肉円板ワークの側面切削加工が極めて高精度に実施させられる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】  そして、上記円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置１００による高速回転ジャイロ加工方法は、薄肉円板ワーク１の中心孔１Ｃを回転主輔（マンドレル）５，６に固定させ、上記薄肉円板ワーク１の外周１Ｄ，側面１Ａ，１Ｂを加工部１５による加工時において、加工部から薄肉円板ワーク１の側面方向への加工圧Ｐを加圧検出部ＰＤにより検出するとともに、上記加圧検出部の加工圧検出値ｅに基づき薄肉円板ワークの回転数を回転制御部ＤＤにより回転制御して加工圧Ｐに均等化する復元力−Ｐに回転主軸（マンドレル）５，６を回転制御させるから、薄肉円板ワーク１に発生する加工圧Ｐと復元回転数との関係を実測しながら回転主軸（マンドレル）がダイレクトに回転制御され、非常に正確なジャイロ効果を生成させて薄肉円板ワーク１の側面切削加工が極めて高精度に実行できる。
更に、上記円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置１００と高速回転ジャイロ加工方法によると、薄肉円板ワーク１の中心孔１Ｃを回転主軸（マンドレル）５，６に固定させたものであるから、薄肉円板ワーク１の内面以外の全面がワンチャッキングで加工可能となり、高能率に切削加工できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】  本発明の円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置１００と高速回転ジャイロ加工方法は、上記第１の実施の形態における構成に限定されず、その発明の要旨内での自由な設計変更が可能である。例えば、図７に示すように、薄肉円板ワーク１の中心孔１Ｃを回転主軸（マンドレル）５，６に固定させ、上記薄肉円板ワーク１の外周１Ｄ，側面１Ａ，１Ｂを加工部１５のバイトＢによる加工時に、薄肉円板ワークの両側面１Ａ，１Ｂを同時に加工することで、加工時に対向して生じる加工圧Ｐを復元力−Ｐで打ち消し、薄肉円板ワーク１の側面撓み量を解消させられる。これにより、高速回転ジャイロ加工方法がより一層的確に実行でき、薄肉円板ワーク１の更なる側面切削加工が極めて高精度に実行できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】  以上のように、本発明の実施の形態となる円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置１００及びこの加工方法によれば、下記の効果が奏せられる。
円板ワーク１の高速回転ジャイロ加工装置１００によると、円板ワーク１の側面１Ａ，１Ｂの切削加工できる。従って、加工装置のコンパクト化が図れて、設備機械費の低減と加工能率が飛躍的に合理的に高効率に実施できる。
上記円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置において、円板ワークの側面の切削加工を無人自動化運転のもとに実行できる効果が発揮される。
また、上記円板ワークの高速回転ジャイロ加工方法は、円板ワークの側面の切削加工が無人自動化運転のもとに複合的に実施できる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】１          円板ワーク（薄肉円板ワーク）
１Ｃ        中心孔
１Ｄ        外周
１Ａ，１Ｂ  側面
２          駆動軸
３Ａ        把持爪
３          円板チャック
４          円板チャック
５          回転主軸（マンドレル）
５Ａ        先端把持部
６          回転主軸（マンドレル）
６Ａ        把持部
６Ｂ        基部
９          基盤
９Ａ        移動台
１０        支持軸駆動体
１１        支持体
１５        旋削加工部（加工部）
ＡＰ１      増幅器
Ａ２Ｐ      増幅器
Ｂ          バイト
ＣＰ        比較器
ＤＤ        回転制御部
ｅ          加圧信号
ｅ１        加工圧検出値
−ｅ        歪み信号
−ｅ１      歪み検出値
±ｅ２      回転制御信号
ＨＳ        歪みセンサ
Ｉ          慣性モーメント
ＫＵ        駆動部
ＮＣ  ＮＣ  制御装置
Ｍ          駆動モータ
Ｐ          加工圧
−Ｐ        復元力，歪み量
ＰＤ        加圧検出部
ＯＵ        油圧ユニット
Ｏ          圧力油
ω          角速度
１００      円板ワークの高速回転ジャイロ加工装置
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2011073132.tif 000001
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2011073132.tif 000002
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2011073132.tif 000003