(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定半径（Ｒ）の円弧が滑らかに連続するようにワーク（Ｗ）の表面に形成された円弧溝（５１）を研削するワークの加工方法であって、
前記円弧と同じ半径（Ｒ）を有してＸ軸と平行な回転軸（８０）まわりに回転する総型砥石（８１）と、
総型砥石（８１）を支持してＸ軸方向およびＸ軸に直交するＺ軸方向に移動可能な工具テーブル（７６）と、
ワーク（Ｗ）を支持して総型砥石（８１）にＺ軸方向に対向するように設けられ、Ｘ軸およびＺ軸に直交するＹ軸方向に移動可能であり、かつＺ軸と平行なＣ軸まわりにワーク（Ｗ）を回転可能な割出盤（９１）と、
を用い、
Ｃ軸まわりのワーク（Ｗ）を回転と、Ｚ軸方向の総型砥石（８１）の移動と、Ｙ軸方向のワーク（Ｗ）の移動およびＸ軸方向の総型砥石（８１）の移動の少なくとも一方とを同期して行わせることにより、総型砥石（８１）の回転面が円弧溝（５１）に前記一定半径（Ｒ）の円弧を形成するように該総型砥石（８１）を移動させることを特徴とするワークの加工方法。
【請求項２】
Ｙ軸方向のワーク（Ｗ）の移動およびＸ軸方向の総型砥石（８１）の移動のうち、Ｙ軸方向のワーク（Ｗ）の移動を行うことを特徴とする、請求項１に記載のワークの加工方法。
【請求項３】
Ｙ軸方向のワーク（Ｗ）の移動およびＸ軸方向の総型砥石（８１）の移動のうち、Ｘ軸方向の総型砥石（８１）の移動を行うことを特徴とする、請求項１に記載のワークの加工方法。
【請求項４】
Ｙ軸方向のワーク（Ｗ）の移動およびＸ軸方向の総型砥石（８１）の移動の両方を行うことを特徴とする、請求項１に記載のワークの加工方法。
【請求項５】
工具テーブル（７６）に総型砥石（８１）以外の工具（９０）を設け、その工具（９０）で割出盤（９１）に支持したワーク（Ｗ）を加工することを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のワークの加工方法。
【請求項６】
前記工具（９０）は砥石系工具、フライス系工具および旋盤系工具の何れかであることを特徴とする、請求項５に記載のワークの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークに形成された円弧溝（断面が円弧形状の溝）を研削するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークの表面に円弧溝（断面が円弧形状の溝）を形成する加工方法として、マシニングセンタによるボールエンドミル加工がある。この加工はボールエンドミルをワークの表面に沿って任意の軌跡で移動させながら円弧溝を切削加工するものである。
【０００３】
また特開平１１−９０７１３号公報には、ヘール機構を備えた総型バイトによりワークに球面を切削加工するものが記載されている。
【０００４】
また特開平１１−３０９６０２号公報には、ワークを回転自在に支持する主軸を備えた主軸テーブルを前記主軸と平行なＺ軸方向に移動させるＺ軸テーブルと、バイトを支持するターナをＺ軸に直交するＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブルとから構成されたＮＣ加工機が記載されている。このＮＣ加工機により、Ｚ軸テーブルを固定した状態で、Ｘ軸テーブルをＸ軸方向に移動させながらバイトをＺ軸方向に移動させてワークに非軸対称球面を切削加工することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ボールエンドミルによる円弧溝の加工は、ボールエンドミルの送りピッチが直線で補間されるため、円弧溝は滑らかな円弧形状にならず、前記送りピッチの深さ方向で該送りピッチに相当する加工線（段差）が生じて円弧溝の加工品質が低下してしまう。加工品質を高めようとして送りピッチを小さくすると加工時間が長くなる問題がある。
【０００６】
また特開平１１−９０７１３号公報に記載されたものは、総型バイトによる球面の加工精度は良くなるものの、切削加工であるためにバイトが摩耗してくると加工品質が低下する。高硬度の材料はバイトでの切削加工が困難であり、その材料の切削に支障がでるという問題がある。
【０００７】
また特開平１１−３０９６０２号公報に記載されたものも、バイトによる切削加工であるためにバイトの摩耗に伴う上記問題が発生する。
【０００８】
いずれにしても、ワークに円弧溝を切削加工した場合、その切削面の面粗度を高めるには砥石による研削加工を行う必要がある。
【０００９】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ワークに形成された種々の形状の円弧溝を精度良く研削加工することができる加工装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、一定半径の円弧が滑らかに連続するようにワークの表面に形成された円弧溝を研削するワークの加工方法であって、前記円弧と同じ半径を有してＸ軸と平行な回転軸まわりに回転する総型砥石と、総型砥石を支持してＸ軸方向およびＸ軸に直交するＺ軸方向に移動可能な工具テーブルと、ワークを支持して総型砥石にＺ軸方向に対向するように設けられ、Ｘ軸およびＺ軸に直交するＹ軸方向に移動可能であり、かつＺ軸と平行なＣ軸まわりにワークを回転可能な割出盤とを用い、Ｃ軸まわりのワークを回転と、Ｚ軸方向の総型砥石の移動と、Ｙ軸方向のワークの移動およびＸ軸方向の総型砥石の移動の少なくとも一方とを同期して行わせることにより、総型砥石の回転面が円弧溝に前記一定半径の円弧を形成するように該総型砥石を移動させることを特徴とするワークの加工方法が提案される。
【００１１】
上記構成によれば、Ｃ軸まわりのワークを回転と、Ｚ軸方向の総型砥石の移動と、Ｙ軸方向のワークの移動およびＸ軸方向の総型砥石の移動の少なくとも一方とを同期して行わせることにより、総型砥石の回転面が円弧溝に一定半径の円弧を形成するように該総型砥石を移動させて研削を行うので、円弧溝を高い精度で研削することができるだけでなく、種々の形状の円弧溝に対応することが可能になって汎用性が向上する。
【００１２】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、Ｙ軸方向のワークの移動およびＸ軸方向の総型砥石の移動のうち、Ｙ軸方向のワークの移動を行うことを特徴とするワークの加工方法が提案される。
【００１３】
上記構成によれば、Ｙ軸方向のワークの移動を行うことにより、円弧溝の接線方向に直交する断面を正しい円弧に維持しながら種々の形状の円弧溝の研削に対応することができる。
【００１４】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、Ｙ軸方向のワークの移動およびＸ軸方向の総型砥石の移動のうち、Ｘ軸方向の総型砥石の移動を行うことを特徴とするワークの加工方法が提案される。
【００１５】
上記構成によれば、Ｘ軸方向のワークの移動を行うことにより、円弧溝の接線方向に直交する断面に対して総型砥石の回転面を任意に変化させて楕円断面の円弧溝の研削に対応することができる。
【００１６】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、Ｙ軸方向のワークの移動およびＸ軸方向の総型砥石の移動の両方を行うことを特徴とするワークの加工方法が提案される。
【００１７】
上記構成によれば、Ｙ軸方向のワークの移動およびＸ軸方向の総型砥石の移動の両方を行うので、円弧溝の接線方向に直交する断面を正しい円弧に維持しながら種々の形状の円弧溝の研削に対応することができ、しかも円弧溝の接線方向に直交する断面に対して総型砥石の回転面を任意に変化させて楕円断面の円弧溝の研削に対応することができる。
【００１８】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項１〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、工具テーブルに総型砥石以外の工具を設け、その工具で割出盤に支持したワークを加工することを特徴とするワークの加工方法が提案される。
【００１９】
上記構成によれば、工具テーブルに設けた総型砥石以外の工具で割出盤に支持したワークを加工するので、割出盤に対するワークの着脱を行うことなく、総型砥石による円弧面の研削加工と他の工具による加工とを行うことが可能になって作業性が向上する。しかも円弧面の研削加工と他の工具による加工とを同じ加工基準で行うことができるので、加工精度が向上する。
【００２０】
また請求項６に記載された発明によれば、請求項５の構成に加えて、前記工具は砥石系工具、フライス系工具および旋盤系工具の何れかであることを特徴とするワークの加工方法が提案される。
【００２１】
上記構成によれば、砥石系工具、フライス系工具および旋盤系工具による加工が可能になるので、利便性が大幅に向上する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜図８は本発明の第１実施例を示すもので、図１は膨張機の縦断面図、図０は図１の２−２線矢視図、図３は図１の３−３線断面図、図４は膨張機の第２ケーシング半体の正面図、図５は図４の５−５線断面図、図６は加工装置の全体側面図、図７は図６の７方向矢視図、図８は円弧溝の研削時の作用説明図である。
【００２３】
先ず、本実施例のワークＷを構成する第１、第２ケーシング半体１２，１３が組み込まれた膨張機Ｍの全体的な構造を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２４】
膨張機Ｍのケーシング１１は金属製の第１、第２ケーシング半体１２，１３より構成される。第１、第２ケーシング半体１２，１３は、協働してロータチャンバ１４を構成する本体部１２ａ，１３ａと、それら本体部１２ａ，１３ａの外周に一体に連なる円形フランジ１２ｂ，１３ｂとよりなり、両円形フランジ１２ｂ，１３ｂが金属ガスケット１５を介して結合される。第１ケーシング半体１２の外面は深い鉢形をなす中継チャンバ外壁１６により覆われており、その外周に一体に連なる円形フランジ１６ａが第１ケーシング半体１２の円形フランジ１２ｂの左側面に重ね合わされる。第２ケーシング半体１３の外面は、膨張機Ｍの出力を外部に伝達するマグネットカップリング（図示せず）を収納する排気チャンバ外壁１７により覆われており、その外周に一体に連なる円形フランジ１７ａが第２ケーシング半体１３の円形フランジ１３ｂの右側面に重ね合わされる。そして前記４個の円形フランジ１２ａ，１３ａ，１６ａ，１７ａは、円周方向に配置された複数本のボルト１８…で共締めされる。
【００２５】
中継チャンバ外壁１６および第１ケーシング半体１２間に中継チャンバ１９が区画され、排気チャンバ外壁１７および第２ケーシング半体１３間に排気チャンバ２０が区画される。排気チャンバ外壁１７には、膨張機Ｍで仕事を終えた蒸気を排出する排出口１７ｂが設けられる。両ケーシング半体１２，１３の本体部１２ａ，１３ａは外方へ突出する中空軸受筒１２ｃ，１３ｃを有しており、それら中空軸受筒１２ｃ，１３ｃに、第１固定軸６４および第２固定軸６５の外周に相対回転自在に嵌合する中空の回転軸２１が一対の軸受部材２２，２３を介して回転可能に支持される。
【００２６】
疑似楕円状を成すロータチャンバ１４の内部に、円形を成すロータ２７が回転自在に収納される。ロータ２７は回転軸２１の外周に嵌合してピン２８で一体に結合されており、回転軸２１の軸線Ｌに対してロータ２７の軸線およびロータチャンバ１４の軸線は一致している。ロータ２７は回転軸２１の外周に固定されるロータコア３１と、ロータコア３１の周囲を覆うように固定されてロータ２７の外郭を構成する１２個のロータセグメント３２…とから構成される。ロータコア３１にセラミック製の１２本のシリンダ３３…が３０°間隔で放射状に装着される。各々のシリンダ３３の内部にはセラミック製のピストン３７が摺動自在に嵌合する。
【００２７】
ロータ２７の隣接するロータセグメント３２…間に放射方向に延びる１２個のベーン溝４３…が形成されており、これらベーン溝４３…に板状のベーン４４…がそれぞれ摺動自在に嵌合する。各々のベーン４４から突出する一対の支軸にローラベアリング構造のローラ４５，４５が回転自在に支持される。ベーン４４の先端にはＵ字状に形成された合成樹脂製のシール部材４６が保持されており、このシール部材４６の先端はロータチャンバ１４の内面に摺接する。第１、第２ケーシング半体１２，１３により区画されるロータチャンバ１４には疑似楕円状の環状溝４９，４９が凹設されており、両環状溝４９，４９に各々のベーン４４の一対のローラ４５，４５が転動自在に係合する。これら環状溝４９，４９およびロータチャンバ１４の内周面間の距離は全周に亘り一定である。従って、ロータ２７が回転するとローラ４５，４５を環状溝４９，４９に案内されたベーン４４がベーン溝４３内を半径方向に往復動し、ベーン４４のシール部材４６が一定量だけ圧縮された状態でロータチャンバ１４の内周面に沿って摺動する。
【００２８】
第１ケーシング半体１２には、ロータチャンバ１４の短径方向を基準にしてロータ２７の回転方向Ｒの進み側１５°の位置に、放射方向に整列した複数の吸気ポート６６…が形成される。この吸気ポート６６…により、ロータチャンバ１４の内部空間が中継チャンバ１９に連通する。また第２ケーシング半体１３には、ロータチャンバ１４の短径方向を基準にしてロータ２７の回転方向Ｒの遅れ側１５°〜７５°の位置に、放射方向複数列に整列した多数の排気ポート６７…が形成される。この排気ポート６７…により、ロータチャンバ１４の内部空間が排気チャンバ２０に連通する。
【００２９】
次に、上記構成を備えた膨張機Ｍの作動について説明する。第１固定軸６４の内部に供給された高温高圧蒸気は、第１固定軸６４と回転軸２１との摺動面に形成された回転バルブを経てロータチャンバ１４の短径位置に在る２個のシリンダ３３，３３の内部に供給され、ピストン３７，３７を半径方向外側に押圧する。これらピストン３７，３７に押圧されたベーン４４，４４が半径方向外側に移動すると、ベーン４４，４４に設けた一対のローラ４５，４５と環状溝４９，４９との係合により、ピストン３７，３７の前進運動がロータ２７の回転運動に変換される。
【００３０】
ロータ２７の矢印Ｒ方向の回転に伴ってシリンダ３３，３３内の高温高圧蒸気が更に膨張を続けることによりピストン３７，３７をなおも前進させ、これによりロータ２７の回転が続行される。ベーン４４，４４がロータチャンバ１４の長径位置に達した後は、環状溝４９，４９に係合するローラ４５，４５によりピストン３７，３７がシリンダ３３，３３内に押し込まれ、シリンダ３３，３３内の蒸気は前記回転バルブを通過して第１の降温降圧蒸気となって中継チャンバ１９に供給される。第１の降温降圧蒸気の持つ熱エネルギーおよび圧力エネルギーは高温高圧蒸気に比べて低下しているが、依然としてベーン４４…を駆動するのに充分な熱エネルギーおよび圧力エネルギーを有している。
【００３１】
中継チャンバ１９内の第１の降温降圧蒸気は第１ケーシング半体１２の吸気ポート６６…からロータチャンバ１４内のベーン室５０、つまりロータチャンバ１４、ロータ２７および隣接する一対のベーン４４，４４により区画された空間に供給され、そこで更に膨張することによりロータ２７を回転させる。そして仕事を終えて更に温度および圧力が低下した第２の降温降圧蒸気は、第２ケーシング半体１３の排気ポート６７…から排気チャンバ２０に排出され、そこから排出口１７ｂを経て排出される。
【００３２】
このように、高温高圧蒸気の膨張により１２個のピストン３７…を次々に作動させてローラ４５，４５および環状溝４９，４９を介しロータ２７を回転させ、また高温高圧蒸気が降温降圧した第１の降温降圧蒸気の膨張によりベーン４４…を介しロータ２７を回転させることで回転軸２１より出力が得られる。
【００３３】
図４および図５はワークとしての第２ケーシング半体１３を示すものであり、以下第２ケーシング半体１３をワークＷと呼ぶ。尚、第１ケーシング半体１２も第２ケーシング半体１３と実質的に同一の形状であるため、第１ケーシング半体１２も本発明のワークＷを構成する。
【００３４】
ワークＷは円形フランジ１３ｂと、円形フランジ１３ｂの半径方向内側において凹状に窪んだロータチャンバ１４を備えており、このロータチャンバ１４には、疑似楕円状の円弧溝５１と、円弧溝５１の内側に隣接する第１平坦面５２と、第１平坦面５２の内側に隣接する環状溝４９と、環状溝４９内側に隣接する第２平坦面５３と、第２平坦面５３の内側に凹部５４を介して連なる中空軸受筒１３ｃとが形成される。
【００３５】
ロータチャンバ１４は軸線Ｌを通る長軸Ｌ１および短軸Ｌ２に関して線対称形状であり、その外側部分を構成する円弧溝５１は、軸線Ｌを通る任意の平面Ｐ（図４参照）で切断した断面が９０°の中心角を有する半径Ｒの円弧となる。凹部１４を構成する円弧溝５１および第１平坦面５２のうち、円弧溝５１はベーン４４の先端に設けた１８０°の中心角を有する半径Ｒの円弧状のシール部材４６に摺接し、また第１平坦面５２はベーン４４の平坦な側端面が摺接する。このとき、ベーン４４は軸線Ｌを中心として放射状に配列されているため、ベーン４４が軸線Ｌを中心として回転するときに、ベーン４４は軸線Ｌを通る任意の平面Ｐ（図４参照）上に位置することになる。これにより、半径Ｒの円弧状のシール部材４６と、半径Ｒの円弧溝５１とは隙間なく接触することができる。
【００３６】
図６および図７に示すように、加工装置７１は固定テーブル７２の上面に設けたガイドレール７３，７３に沿ってＸ軸方向（図６の紙面に垂直な方向）に移動可能なスライドテーブル７４と、スライドテーブル７４の上面に設けたガイドレール７５，７５を介してＺ軸方向（図６の左右方向）に、つまり固定テーブル７２に対してはＸ軸方向およびＺ軸方向に移動可能な工具テーブル７６とを備えており、工具テーブル７６には複数（例えば３個）の主軸台７７，７８，７９が設けられる。工具テーブル７６はＸ軸方向の位置およびＺ軸方向の位置はそれぞれ０．００１ｍｍ単位で制御可能である。
【００３７】
Ｚ軸方向に延びる第１主軸台７７の先端にはＸ軸方向に延びる回転軸８０まわりに回転する半径Ｒの総型砥石８１が取り付けられる。総型砥石８１はＣＢＮ電着砥石よりなり、モータ８２に２本の無端ベルト８３，８４を介して接続されて回転駆動され、その回転数はインバータ制御により１８０００ｒｐｍを最大値として可変である。総型砥石８１の先端には研削油供給管８５から研削油が供給される。
【００３８】
第２主軸台７８はＺ軸方向に延びてモータ８６により回転駆動される主軸８７を備えるとともに、第３主軸台７９はＺ軸方向に延びてモータ８８により回転駆動される主軸８９を備える。第２、第３主軸台７８，７９の主軸８７，８９には、ディスク状砥石や軸砥石を含む砥石系、ドリルやエンドミルを含むフライス系、バイトを含む旋盤系の工具９０が交換可能に装着される。
【００３９】
工具テーブル７６のＺ軸方向の一側面には、Ｚ軸と平行なＣ軸まわりに割り出し可能であり、かつＹ軸方向（図６の上下方向）に移動可能な割出盤９１が設けられる。割出盤９１のチャック９２に着脱自在に支持されたワークＷは、円形フランジ１３ｂがＸ−Ｙ平面と平行になっている。つまりワークＷは、その軸線ＬがＣ軸に一致するようにチャック９２に固定される。割出盤９１のＣ軸まわりの回転位置は０．００１°単位で制御可能であり、かつＹ軸方向の位置は０．００１ｍｍ単位で制御可能である。
【００４０】
次に、加工装置７１によるワークＷの円弧溝５１の研削加工について説明する。
【００４１】
凹部１４の切削加工が済んだワークＷを、その軸線ＬがＣ軸に一致するように割出盤９１のチャック９２に固定する。そして、Ｃ軸を通るＹ−Ｚ平面内に総型砥石８１の回転面が位置するように、工具テーブル７６のＸ軸方向の位置を調整するとともに、総型砥石８１の回転中心が軸線Ｌに対して角度が４５°となる仮想線上に割出盤９１のＹ軸方向の高さを調整する。この状態で、総型砥石８１を回転させながら工具テーブル７６をＺ軸方向に所定距離前進させるときにＹ軸と同期させ、総型砥石８１の回転中心を軸線Ｌに対して角度が４５°になる仮想線上をたどらせながらワークＷの円弧溝５１に当接させる。この後に、Ｃ軸まわりにワークＷを回転させながら、それに同期して割出盤９１をＹ軸方向に２往復上下動させることにより、ワークＷの１回転で円弧溝５１の全周の研削を完了することができる。その間、総型砥石８１のＺ軸方向の位置は固定され、ワークＷのＣ軸まわりの回転角とＹ軸方向の位置とは相互に同期するように数値制御される。これらのことにより、総型砥石８１が円弧溝５１に対して常時倣うように研削することができる。
【００４２】
これを図８に基づいて更に説明する。図８（ａ）に示すように、凹部１４の長径に対応する位置から円弧溝５１の研削を開始するとする。このとき、割出盤９１のＣ軸はＹ軸方向の下限位置にある。図８（ｂ）に示すように、ワークＷを矢印方向に回転させながら割出盤９１のＣ軸を下限位置からΔＹ１だけＹ軸方向に上昇させることにより、総型砥石８１は円弧溝５１に倣うように相対移動する。そして図８（ｃ）に示すように、ワークＷが矢印方向に９０°回転したとき、割出盤９１のＣ軸は更にΔＹ２だけＹ軸方向に上昇して上限位置に達することになる。このようにして、円弧溝５１の４分の１が研削されると、ワークＷを更に９０°回転させながらＣ軸を前記上限位置から下限位置へと移動させることにより、総型砥石８１を円弧溝５１の次の４分の１に倣わせて研削することができる。円弧溝５１の残りの２分の１は、上記作用を繰り返すことにより行われる。
【００４３】
このとき、総型砥石８１の回転面はＣ軸（つまりワークＷの軸線Ｌ）を通る平面Ｐ内に在るため、円弧溝５１に対する総型砥石８１の回転面の角度は、膨張機Ｍの運転時に円弧溝５１内を摺動するベーン４４の角度（実際はベーン４４の外周部に装着されたシール部材４６の角度）と一致する。従って、研削の完了した円弧溝５１の半径Ｒの内面は、そこを摺動する半径Ｒの円弧よりなるシール部材４６の外周部に隙間無く密着し、シール部材４６の外周部からの蒸気のリークを抑えることができる。
【００４４】
またボールエンドミル等で切削加工を終えた研削加工前の円弧溝５１のツールマークは該円弧溝５１の長手方向に延びているため、そのツールマークが残ったまま膨張機Ｍを運転すると、ツールマークとシール部材４６の外周部との隙間から蒸気がリークし易くなる。しかしながら、上記総型砥石８１で研削加工を行うことによりツールマーク自体が小さくなることに加えて、総型砥石８１により形成された新たなツールマークの方向（つまり総型砥石８１の回転面の方向）がシール部材４６と平行になるため、ツールマークとシール部材４６の外周部との間に隙間ができ難くなり、シール部材４６の外周部からの蒸気のリークを効果的に防止することができる。
【００４５】
以上のようにしてワークＷの円弧溝５１の研削を終えた後、例えば第２主軸台７８あるいは第３主軸台７９の主軸８７，８９に設けたエンドミルでワークＷの円形フランジ１３ａの平坦な合わせ面、第１平坦面５２、第２平坦面５３等を切削加工し、更にディスク状砥石で前記各平坦面を研削加工することができる。またドリルで円形フランジ１３ａのボルト孔を切削加工したり、バイトで中空軸受筒１３ｃの内面を切削加工したりすることができる。
【００４６】
このように、ワークＷを割出盤９１に固定したまま円弧溝５１の研削加工以外の各種の加工を行うことができるので、ワークＷを着脱する手間が不要になって作業性が高まるだけでなく、円弧溝５１の研削加工の加工基準と同じ加工基準で他の加工が行えるため、それらの加工精度を高めることができる。
【００４７】
次に、図９に基づいて本発明の第２実施例を説明する。
【００４８】
第１実施例のワークＷ（図４参照）の円弧溝５１が軸線Ｌを通る長軸Ｌ１および短軸Ｌ２に関して線対称であるのに対し、第２実施例のワークＷの円弧溝５１は軸線Ｌを通る長軸Ｌ１および短軸Ｌ２に関して非対称形状であり、軸線Ｌに対して点対称となっている。つまり、長軸Ｌ１および短軸Ｌ２の片側に在る部分を軸線Ｌまわりに１８０°回転させると、重なり合うことになる。本第２実施例でも、ベーン４４は軸線Ｌを中心として放射状に配列されるため、ベーン４４が軸線Ｌを中心として回転するときに軸線Ｌを通る平面Ｐ上を通ることになる。従って、円弧溝５１を総型砥石８１で研削するとき、総型砥石８１の回転面を前記平面Ｐに沿って移動させることにより、ベーン４４のシール部材４６が摺接する円弧溝５１の内面を半径Ｒの正確な円弧に形成して蒸気のリークを抑えることができる。
【００４９】
上述したように、円弧溝５１の研削中に総型砥石８１の回転面が前記平面Ｐに常時一致することから、工具テーブル７６をＸ軸方向に移動させることなく、総型砥石８１をＣ軸を通るＹ−Ｚ面内に固定した状態で、ワークＷをＣ軸まわりに回転させながらＹ軸方向に往復移動させるだけで、図９に示す形状の円弧溝５１を研削することができる。但し、図９の第１、第３象限における円弧溝５１は軸線Ｌからの距離が小さく、第２、第４象限における円弧溝５１は軸線Ｌからの距離が大きいため、Ｃ軸まわりのワークＷの回転に対するＹ軸方向のワークＷの移動距離の関係は、第１、第３象限における円弧溝５１を研削するときと、第２、第４象限における円弧溝５１を研削するときとで異なったものとなる。
【００５０】
次に、図１０に基づいて本発明の第３実施例を説明する。
【００５１】
第３実施例は工具テーブル６７をＸ軸方向に移動させたときの作用を説明するためのものである。理解を容易にするために、総型砥石８１はＣ軸を通るＹ−Ｚ面からＸ軸方向に距離ΔＸだけ変位した位置に固定している。この状態でワークＷをＹ軸方向に固定してＣ軸まわりに回転させると、総型砥石８１はＣ軸を中心とする円形の円弧溝５１に倣うように相対移動する。このとき、円弧溝５１の断面が半径Ｒの円弧になるのは、総型砥石８１の回転面を含む平面Ｐ１上においてであり、Ｃ軸を通る平面Ｐ上での円弧溝５１の断面は、円弧ではなく楕円の一部となる。
【００５２】
しかして、総型砥石８１をＣ軸を通るＹ−Ｚ面からＸ軸方向に変位させることにより、Ｃ軸を通る平面Ｐ上での円弧溝５１の断面を円弧から楕円の一部に変化させることができる。言い換えると、円弧溝５１の断面が円弧になる平面Ｐ１の方向を、円弧溝５１の接線方向に直交する平面Ｐに対して任意の角度θだけ傾けることができる。
【００５３】
ところで、既に説明した第１、第２実施例では、ワークＷの軸線ＬをＣ軸に一致させたことにより、総型砥石８１をＣ軸を通るＹ−Ｚ面上に固定し、ワークＷをＣ軸まわりに回転させながらＹ軸方向に移動させるだけで円弧溝５１の研削を行うことができた。しかしながら、仮にワークＷをその軸線ＬがＣ軸に一致しないようにチャック９２に支持した場合には、ワークＷをＣ軸まわりに回転させながらＹ軸方向に移動させるだけでは円弧溝５１の研削を行うことができなくなる。この場合には、ワークＷのＣ軸まわりの回転およびＹ軸方向の移動に同期させて総型砥石８１をＸ軸方向に移動させることにより、始めて円弧溝５１の研削が可能になる。
【００５４】
次に、図１１に基づいて本発明の第４実施例を説明する。
【００５５】
第４実施例は工具テーブル６７をＺ軸方向に移動させたときの作用を説明するためのものである。理解を容易にするために、総型砥石８１はＣ軸を通るＹ−Ｚ面上に固定している。この状態でワークＷをＣ軸まわりに回転させると、総型砥石８１はＣ軸を中心とする円形の円弧溝５１に倣うように相対移動する。このとき、総型砥石８１をワークＷに接近するようにＺ軸方向に移動させると、円弧溝５１の深さおよび幅が大きくなり、逆に総型砥石８１をワークＷから離間するようにＺ軸方向に移動させると、円弧溝５１の深さおよび幅が小さくなる。
【００５６】
以上のことから、ワークＷのＣ軸まわりの回転と、ワークＷのＹ軸方向の移動と、総型砥石８１のＸ軸方向の移動と、総型砥石８１のＺ軸方向の移動とを適宜組み合わせることにより、種々の形状の円弧溝５１を研削することが可能になって汎用性が大幅に高められる。
【００５７】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５８】
例えば、実施例ではワークＷとして膨張機Ｍのケーシング１２，１３を例示したが、本発明は他の任意のワークＷに対して適用することができる。また研削加工中に割出盤９１の支持したワークＷはＣ軸まわりに常時回転している必要はなく、一時的にあるいは常時停止していても良い。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、Ｃ軸まわりのワークを回転と、Ｚ軸方向の総型砥石の移動と、Ｙ軸方向のワークの移動およびＸ軸方向の総型砥石の移動の少なくとも一方とを同期して行わせることにより、総型砥石の回転面が円弧溝に一定半径の円弧を形成するように該総型砥石を移動させて研削を行うので、円弧溝を高い精度で研削することができるだけでなく、種々の形状の円弧溝に対応することが可能になって汎用性が向上する。
【００６０】
また請求項２に記載された発明によれば、Ｙ軸方向のワークの移動を行うことにより、円弧溝の接線方向に直交する断面を正しい円弧に維持しながら種々の形状の円弧溝の研削に対応することができる。
【００６１】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、Ｙ軸方向のワークの移動およびＸ軸方向の総型砥石の移動のうち、Ｘ軸方向の総型砥石の移動を行うことを特徴とするワークの加工方法が提案される。
【００６２】
上記構成によれば、Ｘ軸方向のワークの移動を行うことにより、円弧溝の接線方向に直交する断面に対して総型砥石の回転面を任意に変化させて楕円断面の円弧溝の研削に対応することができる。
【００６３】
また請求項４に記載された発明によれば、Ｙ軸方向のワークの移動およびＸ軸方向の総型砥石の移動の両方を行うので、円弧溝の接線方向に直交する断面を正しい円弧に維持しながら種々の形状の円弧溝の研削に対応することができ、しかも円弧溝の接線方向に直交する断面に対して総型砥石の回転面を任意に変化させて楕円断面の円弧溝の研削に対応することができる。
【００６４】
また請求項５に記載された発明によれば、工具テーブルに設けた総型砥石以外の工具で割出盤に支持したワークを加工するので、割出盤に対するワークの着脱を行うことなく、総型砥石による円弧面の研削加工と他の工具による加工とを行うことが可能になって作業性が向上する。しかも円弧面の研削加工と他の工具による加工とを同じ加工基準で行うことができるので、加工精度が向上する。
【００６５】
また請求項６に記載された発明によれば、砥石系工具、フライス系工具および旋盤系工具による加工が可能になるので、利便性が大幅に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】膨張機の縦断面図
【図２】図１の２−２線矢視図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】膨張機の第２ケーシング半体の正面図
【図５】図４の５−５線断面図
【図６】加工装置の全体側面図
【図７】図６の７方向矢視図
【図８】円弧溝の研削時の作用説明図
【図９】第２実施例に係る膨張機の第２ケーシング半体の正面図
【図１０】総型砥石をＸ軸方向に変位させたときの作用を説明する図
【図１１】総型砥石をＺ軸方向に変位させたときの作用を説明する図
【符号の説明】
５１        円弧溝
７６        工具テーブル
８０        回転軸
８１        総型砥石
９０        工具
９１        割出盤
Ｒ          半径
Ｗ          ワーク
【図１】
0003777320.tif 000002
【図２】
0003777320.tif 000003
【図３】
0003777320.tif 000004
【図４】
0003777320.tif 000005
【図５】
0003777320.tif 000006
【図６】
0003777320.tif 000007
【図７】
0003777320.tif 000008
【図８】
0003777320.tif 000009
【図９】
0003777320.tif 000010
【図１０】
0003777320.tif 000011
【図１１】
0003777320.tif 000012