JPS6238091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワークの軸と平行な方向に往復移動
するバイトと、ワークを取付けた主軸台主軸を逆
転可能に回転駆動する数値制御モータと、前記取
付台をバイトの往復移動線を基準にして該移動線
と垂直な前後方向に移動するＸ数値制御モータ
と、前記取付台を前後方向と垂直な上下方向に移
動するＺ数値制御モータとを備えたルーツロータ
加工専用工作機械により、二葉〜数葉のルーツロ
ータを精密に加工するルーツロータ専用加工方法
に関するものである。

二〜数葉のルーツロータは、等角度間隔の凸円
形曲線の二〜数個のヘツドと、該ヘツド間の凹円
弧曲線をなす谷部とを、バイトにより創成し、該
ロータの数個をケーシング内に装嵌して、各ヘツ
ドをケーシング内面に対し0.02〜0.05mm程度のク
リヤランスを生じさせてほぼ接触状とし、ロータ
相互も前記した程度のクリヤランスを持たせてタ
イミングギヤにより噛合い方向に回転させるもの
で、このルーツロータを専用工作機械により創成
するには高度の精密性を要求されるが、断面形状
が非円形であるから、通常の切削手段によつて切
削することが出来ず、特殊な技法を必要とする。
本発明はかかるルーツロータに特有な専用加工方
法に係り、周面が凸円弧線からなる等角間隔のヘ
ツド３２と凹円弧線からなる谷部３３を接続した
二〜数葉型ルーツロータを創成するワークＷにつ
いて、ヘツド３２の凸円弧曲線中心ａをワークの
軸４１を結ぶ直線を半径とする凸円弧軌跡５２
と、谷部３３の凹円弧線の中心ｂとワークの軸４
１を結ぶ直線を半径とする凹円弧軌跡５３とを、
各中心ａ，ｂと軸４１を結ぶ直線及び軸４１を合
致させ、かつ両側の交点を結んで描いた弦月形軌
跡５１のプログラムによりＸ数値モータ２２及び
Ｚ数値モータの回転を制御してバイトの先端にワ
ークＷを接触し、同時に数値制御モータ２１を同
期回転し、凸円弧軌跡５２のプログラムによる切
削時と、凹円弧軌跡５３のプログラムによる切削
時とにおいて、ワークＷを交互に逆方向に回転す
ることを特徴とするものである。

本発明方法の実施に適したルーツロータ加工専
用工作機械を第１〜３図について説明する。

図中１は据付盤であつて、その後側に立設した
フレーム２にコラム３を設け、該コラムにはラム
４を設け、該ラム４に左右方向に往復移動するス
ライド５を装着し、該スライド５のバイト台６に
前面に向うバイト７を取付ける。バイト台６はｙ
方向に直線形に往復移動するもので、その移動ス
トロークを第１，２図のストローク調整用シヤフ
ト８により調整する。バイト台６のｙ軸方向の速
度はスライド５を往復駆動する回転速度可変モー
タ（図示せず）によつて決められるもので、前記
のモータの回転速度調整を調整ハンドル９の回転
により行う。

据付台１のフレーム２の前面には昇降ねじ１１
により支持され、かつフレーム２の昇降ガイド１
０により案内された昇降動する昇降台１２を設
け、該昇降台１２上には、該昇降台１２に設けた
前後方向の軌条に係合する主軸台テーブル１３を
設置し、該テーブル１３に主軸台１４と心押台１
６とを対応させて設置し、主軸台主軸のチヤツク
１５を心押台１６とにワークＷを取付ける。

２１は主軸台１４の主軸（チヤツク１５）の可
逆回転を制御する数値制御モータであつて、ワー
クＷは該モータ２１により可逆回転する。２２は
テーブル１３と主軸台１４とをｘ方向に移動する
Ｘ数値制御モータであつて、ワークＷは該モータ
２２により前後方向ｘに移動する。２３は昇降台
１２を上下に移動するＺ数値制御モータであつ
て、ワークＷを主軸台１４、テーブル１３等と共
に上下方向ｚに移動する。

第４図は本発明方法により加工を施すルーツロ
ータ３１を例示したもので、図は三葉型を示す。
該ロータ３１はワークＷから創成されるもので軸
４１の周りに等しい角度間隔で三個の凸円弧曲線
をなすヘツド３２を突出し、それらのヘツド３２
の間を凹円弧曲線をなす谷部３３により接続して
なり、軸４１を中心にして画いた仮想円４２と、
ヘツド３２の中心を通る半径線４４との交点を中
心ａにして該ヘツド３２の凸円弧曲線を決定し、
仮想円４２と同心の仮想円４３と谷部３３の中心
を通る半径線４５の交点を中心ｂにして凹円弧曲
線を決定する。仮想円４２，４３はヘツドの数等
により半径値を異にするものであるが、中心ａが
ヘツド凸円弧曲線の中心であり、中心ｂが谷部３
３の凹円弧曲線の中心である原則は同じである。
凸円弧曲線の半径値Ｌと凹円弧曲線の半径値L′と
は Ｌ＝L′ の関係を示す。尤もL′を極く僅かに大きくするこ
ともある。

第４図及び第５図〜に対した数字は外径を
76.8、仮想円４３の半径を25、仮想円４３の半径
を28.5とする三葉型ルーツロータの所要の寸法で
あつて、単位はmmである。

本発明方法はバイト７を任意の高さにおいて左
右方向ｙに移動して行う。ワークＷの軸４１を中
心とする可逆回転は、主軸台主軸を数値制御モー
タ２１により施す。

ワークＷの軸４１の前記バイト７の往復移動方
向ｙに垂直な前後方向ｘの移動は主軸台１４を前
後方向ｘに移動するＸ数値モータ２２の回転によ
り施し、軸４１の前後方向ｘと垂直な上下方向ｚ
の移動は主軸台１４を上下方向ｚに移動するＺ数
値モータ２３の回転により施してルーツロータ３
１特有なプロフイルをワークＷにより創成するも
ので、本発明方法はＸ数値モータ２２及びＺ数値
モータ２３を、第６図の弦月形軌跡５１のプログ
ラムをコンピユータに記録して、その記録再生の
指令信号により施す。該弦月形軌跡５１のプログ
ラムは第４図及び第５図に示すように、ヘツド
３２の凸円弧曲線の中心ａと軸４１を結ぶ直線を
半径とする凸円弧軌跡５２と、第４図及び第５図
に示すように谷部３３の凹円弧曲線の中心ｂと
軸４１を結ぶ直線を半径とする凹円弧軌跡５３と
を、各中心ａ，ｂと軸４１を結ぶ直線及び軸４１
を合致させかつ両側の交点を結んで画いたもの
で、該弦月形軌跡５１のプログラムは、ｚ方向で
立ち上がつて凸円弧軌跡５３の中心ａと凹円弧形
の中心ｂとワークＷの軸４１とが前後方向ｘで一
直線になるようにコンピユタに記録する。その記
録においては凸円弧軌跡５２と凹円弧軌跡５３と
の上下の交点を以てバイト７の相対移動の限界と
する。バイト７に対する弦月形軌跡５１はヘツド
３２の凸円弧曲線の中心ａと、ワークＷの軸４１
と、バイト７とが第５図のように前後方向ｘで
一直線になり、又は谷部３３の凹円弧曲線の中心
ｂと、ワークＷの軸４１とバイト７の切削点とが
第５図に示すように前後方向で一直線になる機
会を持つようにして決定する。ワークＷの軸４１
は既述のように数値制御モータ２１により回転し
てヘツド３２又は谷部３３にバイト７を接触す
る。前記に述べた弦月形軌跡５１のプログラム
は、実際のルーツロータの加工切削に当り、切削
を円滑にするとか、組立を容易にするとかの立場
から少々の変更を加えることもあるが、これらは
第６図の弦月形軌跡５１を規準にして補正を加え
るものであつて、第６図に例示した弦月形軌跡５
１によりプログラムを作成して行うルーツロータ
専用加工法の原則を変更する必要はない。

前記弦月形軌跡５１のプログラムは二葉型ルー
ツロータにおいても均等である。

バイト７は第５図に示すように谷部３３の中
心の凹円弧曲線にほとんど合致する凸円弧曲線を
もたせたものである。

本実施例方法を詳細に説明するに、第４図に例
示したルーツロータ３１の削り代をもたせたワー
クＷを前記の通りに主軸台１４の主軸のチヤツク
１５と心押台１６とに取付けて中心の軸４１を割
出し、バイト７を軸４１を平行なｙ方向に往復移
動し、数値制御モータ２１、Ｘ数値制御モータ２
２、Ｚ数値制御モータ２３の駆動制御を弦月形軌
跡５１のプログラムにより施して第５図〜の
順序を繰返えさせる。数値制御モータ２１は弦月
形軌跡５１の凹円弧軌跡５３においてワークＷを
凸円弧軌跡５２の切削時と逆方向に回転させる。

第５図はルーツロータ３１のヘツド３２の頂
部を切削する態様を示し、そのときはバイト７に
対して、ワークＷの軸４１を水平線上で最も遠ざ
かる凸円弧軌跡５２の中心点に合致するモータ制
御を施す。第５図はヘツド３２の側部を切削す
る態様を示し、そのとき軸４１は弦月形軌跡５１
の凸円弧軌跡５２上で凹円弧軌跡５３に順次に近
づく。次いで第５図の通りに軸４１が凸円弧軌
跡５２と凹円弧軌跡５３の交点に移動してヘツド
３２の切削が終り、軸４１は凹円弧軌跡５３上に
移動し数値制御モータ２１はワークＷを既述のよ
うに逆方向に回転する。第５図はバイト７によ
り谷部３３の中心を切削する状態を示し、そのと
きには軸４１がバイト７に最も近づく。かくして
谷部３３の切削が終了し、第５図のように軸４
１が凸円弧軌跡５２と凹円弧軌跡５３の交点にか
かると、ここでワークＷは数値制御モータ２１に
より再び正転し、軸４１は凸円弧軌跡５２を第５
図，，のように移動して次のヘツド３２を
バイト７により切削し、第５図から同図の通
りに一巡する切削をバイト７により続行する。

第５図とにおいてはワークＷの軸４１と、
ヘツド３２の中心ａまたは谷部３３の中心ｂと、
バイト７とが前後方向ｘにおいて水平の一直線に
なる。

本発明方法は、ワークのＷの軸４１を、バイト
７の往復移動方向ｙを基準として、Ｘ数値制御モ
ータ２２及びＺ数値制御モータ２３の弦月形軌跡
５１によるプログラムに従つて駆動し、ワークＷ
の軸４１の移動を繰返して、第４図に例示したル
ーツロータ３１を一端から他端に向かい順次に切
削成形するもので、Ｘ数値制御モータ２２とＺ数
値制御モータ２３の弦月形軌跡５１を生じさせる
プログラム制御の合成を以て、葉数がいろいろに
変化する特有構成のルーツロータの専用加工を精
密に施すことができる効果をもつ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に適応する工作機械の側
面図、第２図は同平面図、第３図は同正面図、第
４図はルーツロータを例示した斜視図、第５図
〜は本発明方法の実施を順次に従つて例示した
正面図、第６図は弦月形軌跡５１の説明線図であ
る。 ７→バイト、１５→主軸台、Ｗ→ワーク、２１
→数値制御モータ、２２→ｘ数値制御モータ、２
３→ｚ数値制御モータ、３１→ルーツロータ、３
２→ヘツド、３３→谷部、４１→軸、５１→弦月
形軌跡、５２→凸円弧軌跡、５３→凹円弧軌跡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワークＷの軸４１と平行な方向ｙに往復移動
   するバイトと、ワークＷを取付ける主軸台主軸を
   逆転可能に回転する数値制御モータ２１と、主軸
   台をバイトの移動方向ｙに基準にして該移動方向
   ｙと垂直な前後方向ｘに移動するＸ数値モータ２
   ２と、主軸台を前後方向ｘと垂直な上下方向ｚに
   移動するＺ数値制御モータ２３とを備え、 周面が凸円弧線からなる等角間隔のヘツド３２
   と凹円弧線からなる谷部３３を接続した二〜数葉
   型ルーツロータを創成するワークＷについて、ヘ
   ツド３２の凸円弧曲線中心ａとワークの軸４１を
   結ぶ直線を半径とする凸円弧軌跡５２と、谷部３
   ３の凹円弧線の中心ｂとワークの軸４１を結ぶ直
   線を半径とする凹円弧軌跡５３とを、各中心ａ，
   ｂと軸４１を結ぶ直線及び軸４１を合致させ、か
   つ両側の交点を結んで描いた弦月形軌跡５１のプ
   ログラムによりＸ数値モータ２２及びＺ数値モー
   タの回転を制御してバイトの先端にワークＷを接
   触し、同時に数値制御モータ２１を同期回転し、
   凸円弧軌跡５２のプログラムによる切削時と、凹
   円弧軌跡５３のプログラムによる切削時とにおい
   て、ワークＷを交互に逆方向に回転することを特
   徴とするルーツロータ専用加工方法。