JP2002283104A - 工作機械の主軸内における棒材の支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工作機械の主軸貫通孔内で、長尺の棒材を常
に一定の支持力で主軸軸線上に支持することができる支
持装置を提供する。 【解決手段】 主軸貫通孔１ａに挿入され、棒材４を挿
通させる貫通孔１４１が主軸軸線Ｃと同方向に形成され
ているとともに、主軸軸線Ｃと同方向に進退移動自在な
第一の部材１４と、この第一の部材１４を進退移動させ
る移動手段４１，４２，４３と、棒材４に向けて主軸１
の径方向に移動自在な第二の部材２１０と、第一の部材
１４及び第二の部材２１０に設けられ、第一の部材１４
が一側に移動したときに第二の部材２１０を主軸１の径
方向内側に移動させるカム機構２１２，１４５と、第二
の部材２１０が主軸１の径方向内側に移動したときに、
この第二の部材２１０とともに移動して棒材４と当接
し、棒材４を主軸軸線Ｃ上で弾発支持する弾性部材３１
〜３４とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の主軸貫
通孔を挿通させて主軸先端のチャックに把持された棒材
を、前記主軸貫通孔内で支持して、前記主軸とともに前
記棒材を回転させたときの前記棒材の振れを抑制する工
作機械の主軸内における棒材の支持装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動旋盤等の工作機械の中には、主軸の
貫通孔を通して長尺の棒材を供給し、前記棒材を所定長
さづつ送りながら連続加工を行うものがある。長尺の棒
材は、自重や回転による遠心力によって前記貫通孔の内
部でたわみやすい。そして、このたわみによって、主軸
のチャックから突出する部分に芯振れが生じ、精密な加
工が困難になるという問題がある。そこで、主軸貫通孔
内に棒材の外径寸法に近似する内径寸法を有するガイド
チューブを挿入し、このガイドチューブに棒材を挿入し
て、加工を行うようにしているのが一般的である。

【０００３】ところで、前記棒材の外径とガイドチュー
ブ内径との間のクリアランスは、狭いほど回転する棒材
の振れを抑制する効果が大きい。しかしながら、棒材と
ガイドチューブとの間に微小ながらクリアランスが存在
すると、主軸とともに棒材を回転させたときの遠心力に
よって、棒材がガイドチューブ内で撓んで振れるため、
棒材がガイドチューブに接触して振動や騒音を発生させ
てしまうことがある。

【０００４】そこで、このような問題点を解決するため
に、例えば、実開昭５６−１１００１号公報や特開２０
００−３０８９０２号公報等で、主軸内における棒材の
振れを抑制するための支持装置が提案されている。図１
１は、実開昭５６−１１００１号公報に記載された材料
支持具の概略を示す図である。この材料支持具は、長尺
の棒材４を支持するために、環状のスペーサ２を主軸１
の軸線と同方向に等間隔で複数配置している。

【０００５】この公報の記載からは材料支持具のスペー
サが何から形成されているかどうかは不明である。スペ
ーサが金属や樹脂等のような弾性の小さい部材で形成さ
れている場合には、前記棒材と前記材料支持具との間に
隙間があると、先の従来例と同様の問題が生じる。ま
た、スペーサがゴムのような弾性の大きい部材（以下、
ゴム等という）で形成され、スペーサの内径寸法を棒材
の外径寸法よりも少し大きく形成することでゴム等の弾
発力を利用し、棒材の振れを抑制しようとする場合に
は、以下のような欠点がある。 スペーサは、棒材を弾発支持することによって径方
向には圧縮され（以下、縦変形という）、主軸の軸線に
沿った前後方向には、前記スペーサの前記縦変形に伴う
膨張（以下、横変形という）を誘発する。上記公報に記
載の材料支持具では、各スペーサの位置決めを、スペー
サの間に配設した管体によって行っているが、材料を弾
発支持させたときの横変形によって管体が押され、隣接
する他のスペーサに押圧力が伝達されることになる。こ
の押圧力は、棒材の縦変形を減少させる方向、つまり、
棒材に対する弾発力（支持力）を増大させる方向に作用
するため、スペーサによる棒材の支持力が各所でばらつ
くことになり、棒材を送るときの負荷が変動する。 また、スペーサをゴム等で形成すると、材料とスペ
ーサとの摩擦抵抗が大きく、棒材を送るときに大きな負
荷が必要となるほか、摩耗によってスペーサの寿命がき
わめて短くなってしまう。

【０００６】実開昭５６−１１００１号公報に記載され
た材料支持具のこのような問題点を解決するには、ゴム
等で形成されたスペーサの内径を拡げて棒材に作用する
弾発力を小さくすることが考えられるが、これでは棒材
の振れを抑制するための効果も減少してしまう。また、
耐摩耗性を向上させたり、他のスペーサの横変形による
影響を小さくするために、金属製又は樹脂製のスペーサ
を用いることも考えられるが、金属や樹脂は弾性変形が
ゴムに比してきわめて小さく、棒材を支持させるときの
支持力の調整がきわめて困難であるという問題がある。

【０００７】さらに、棒材を送る際には棒材の支持を解
除し、棒材を加工する際には弾性部材で棒材を支持する
ことが考えられる。このようにすれば、弾性部材の寿命
を向上させ、かつ、棒材を送る際にも過大な負荷が棒材
に加わることはない。例えば、実開平３−４４４０５号
公報や特公昭６０−４０３２２号公報には、それぞれ板
ばね又はコレットチャックを利用し、前記板ばね又はコ
レットチャックの端部を縮径方向に移動させて主軸貫通
孔内で棒材を把持し、主軸回転中における棒材の振れを
抑制する振れ止め装置が開示されている。

【０００８】しかしながら、これら公報に記載の振れ止
め装置は、振れ止め装置の主要部が板ばね又はコレット
で、撓み変形によって縮径するものであるため、主軸軸
線と同方向にある程度の長さを必要とする。そのため、
一定長さ範囲内で設けることができる棒材を支持するた
めの支持点の数に限度があるという問題がある。そのた
め、特に小径の棒材を加工する際には、前記棒材が支持
点と支持点との間で撓んで、高精度な加工を行うことが
困難になるという問題がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
にかんがみてなされたもので、自動旋盤等の工作機械の
主軸貫通孔内で、長尺の棒材を常に均等な支持力で主軸
軸線上に支持することができ、特に、主軸貫通孔内の限
られた長さ範囲内で小径の棒材を多数の支持点で支持す
ることができるようにし、当該小径の棒材の高精度な加
工を可能にする工作機械の主軸内における棒材の支持装
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】上記の課題解決のため
に、請求項１に記載の発明は、工作機械の主軸貫通孔を
挿通させて主軸先端の把持手段に把持された棒材を、前
記主軸貫通孔内で支持して、前記主軸とともに前記棒材
を回転させたときの前記棒材の振れを抑制する棒材の支
持装置において、前記主軸貫通孔に挿入され、前記棒材
を挿通させる貫通孔が主軸軸線と同方向に形成されてい
るとともに、前記主軸軸線と同方向に進退移動自在な第
一の部材と、この第一の部材を進退移動させる移動手段
と、前記棒材の周りから前記棒材に向けて前記主軸の径
方向に移動自在な第二の部材と、前記第一の部材及び第
二の部材に設けられ、前記第一の部材が一側に移動した
ときに前記第二の部材を主軸の径方向内側に移動させる
カム機構と、前記第二の部材が前記主軸の径方向内側に
移動したときに、この第二の部材とともに移動して前記
棒材と当接し、前記棒材を前記主軸軸線上で弾発支持す
る弾性部材とを有する構成としてある。

【００１１】この構成によれば、第一の部材が主軸軸線
と同方向に移動すると、第二の部材が主軸の径方向内側
に移動する。これによって、弾性部材が棒材に押し付け
られて、弾性部材の弾発力によって、棒材を主軸軸線上
で支持する。したがって、主軸とともに棒材が回転して
も、その振れが最小に抑制されるので、高精度な加工を
行うことが可能になる。また、棒材を送るときには、弾
性部材が棒材と接触しない位置に退避しているので、弾
性部材の寿命を永く維持することができるほか、送りの
際の負荷も小さくすることができる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、少なくとも前記
第二の部材を前記主軸の径方向外側に付勢して、前記第
二の部材及び前記弾性部材を前記棒材から離間させるた
めの付勢手段を設けた構成としてある。この構成によれ
ば、付勢手段が強制的に第二の部材を主軸の径方向外側
に押し戻し、弾性部材による棒材の弾発支持を強制的に
解除する。したがって、弾性部材の弾発力だけでは第二
の部材の復帰が困難であるような場合、例えば、小径の
棒材の加工を行うような場合に有利である。

【００１３】請求項３に記載の発明は、前記第二の部材
の一端を突き当て、前記第二の部材を前記主軸に対して
位置決めするための位置決め部と、前記第二の部材を前
記位置決め部に向けて付勢する付勢手段とを有する構成
としてある。この構成によれば、第二の部材を主軸に対
して位置決めすることができる。すなわち、第一の部材
が主軸に対して移動しても、第二の部材が移動すること
がないので、棒材を支持させる際に、第二の部材が棒材
を移動させたり、棒材を撓ませたりするという不都合が
生じない。

【００１４】請求項４に記載の発明は、前記位置決め部
を前記主軸軸線と同方向に位置調整可能にして、前記主
軸に対する前記第二の部材の位置を調整できるようにし
た前記主軸に対する前記第二の部材の位置を調整可能に
して構成してある。位置決め部を前記主軸軸線と同方向
に位置調整可能にすることで、この位置決め部に当接す
る第二の部材の位置を調整することができるようにな
る。このようにすることで、弾性部材による棒材の弾発
支持力の大きさを調整することができる。また、コレッ
トチャック等の把持手段による棒材の把持と、弾性部材
による棒材の弾発支持とのタイミングの調整を行うこと
が可能になる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、前記第一の部材
に開口部を形成し、前記第二の部材に設けたテーパ状の
突起を前記開口部に挿入し、前記第一の部材の進退移動
による前記開口部の周縁と前記突起との係合によって、
前記第二の部材を前記主軸の径方向内側に移動させる構
成としてある。この構成によれば、前記第一の部材が移
動すると、第一の部材の開口部の周縁に係合するテーパ
状の突起によって、第二の部材が主軸の径方向内側に移
動させられる。これによって、弾性部材が棒材に押し付
けられ、棒材を主軸軸線上で弾発支持する。

【００１６】請求項６に記載の発明は、少なくとも前記
第二の部材が前記棒材を弾発支持するときに、前記開口
部内に位置して前記第二の部材の円周方向の移動を規制
する規制部を、前記第二の部材に形成した構成としてあ
る。この構成によれば、前記第二の部材が前記棒材を弾
発支持する際に、前記規制部が前記開口部内に位置して
いるので、前記規制部と前記開口部の内周面との係合に
よって、第二の部材の円周方向の移動を規制することが
できる。前記規制部は、少なくとも棒材を弾発支持する
ときに前記開口部内に位置していればよい。したがっ
て、前記規制部は、棒材を弾発支持するために、あるい
は、弾発支持を解除するために前記第二の部材が径方向
に移動しているときに、前記開口部内に位置するように
構成されていてもよい。

【００１７】請求項７に記載の発明は、前記移動手段
が、前記棒材を把持する把持手段による前記棒材の把持
動作と連動して、前記第一の部材を移動させるように構
成してある。この場合、請求項８に記載の発明のよう
に、前記第一の部材が前記主軸の先端に設けられたチャ
ックの開閉動作を行わせるためのドローバで、前記移動
手段が前記ドローバを進退移動させる駆動機構とすると
よい。このように構成すれば、コレットチャック等によ
る棒材の把持動作に連動させて棒材を主軸貫通孔内で弾
発支持させることが可能になる。また、ドローバ等の既
存の部材に簡単な改良を施すだけで、本発明を実施する
ことが可能になる。

【００１８】請求項９に記載の発明は、前記移動手段
は、前記把持手段が前記棒材を把持すると同時又は前記
棒材を把持した直後に、前記弾性部材が前記棒材を弾発
支持するタイミングで前記第一の部材及び第二の部材を
移動させるように構成してある。このように構成すれ
ば、チャック等の把持手段が棒材を把持して棒材の位置
決めを行うと同時又は直後に主軸貫通孔内で棒材を支持
しているので、弾性部材が棒材に押し付けられたときに
棒材が移動して位置ずれが生じるということもなく、棒
材の加工を高精度に行うことが可能になる。なお、前記
タイミングの調整は、例えば請求項４に記載したよう
に、位置決め部を前記主軸軸線と同方向に位置調整可能
にすることで容易に行うことができるようになる。

【００１９】請求項１０に記載の発明は、前記第一の部
材と第二の部材にそれぞれ傾斜面を形成し、この傾斜面
を互いに摺接させることで、前記第一の部材の進退移動
によって前記第二の部材を前記主軸の径方向内側に移動
させるように構成してある。この構成によれば、第一の
部材を移動させると、傾斜面を介して第二の部材が主軸
の径方向内側に移動する。傾斜面を長くすることで、弾
性部材による棒材の弾発支持を各所でより均一にするこ
とができる。

【００２０】請求項１１に記載の発明は、前記弾性部材
を、前記主軸軸線に沿って三箇所以上に配置した構成と
してある。このように、本発明によれば、所定の区間内
に支持部を三箇所以上設けることができ、多点で棒材を
支持することにより、棒材の振れ止め抑制効果を高め
て、より高精度な加工を行うことが可能になる。したが
って、本発明は、支持点間で撓みや振れの生じやすい小
径の棒材の加工に特に適している。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態
を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発
明の第一の実施形態にかかる棒材の支持装置を備えた工
作機械の主軸の断面図、図２は、図１の棒材の支持装置
を備えた工作機械の主軸の横断面図、図３は、第一の実
施形態におけるドローバの斜視図、図４は、第一の実施
形態の支持装置を構成する保持部材の斜視図である。な
お、図１は、図２のＩ−Ｉ方向に相当する主軸の断面を
示したものである。また、以下の説明では、コレットチ
ャックを設けた主軸の先端側、つまり、図１の右側を
「前」側とし、主軸の後端側、つまり、図１の左側を
「後」側として説明する。

【００２２】［主軸構成の簡単な説明］まず、本発明の
支持装置が適用される工作機械の主軸の一例を、図１を
参照しがら説明する。なお、本発明の支持装置は、図１
に示した構成の主軸以外の主軸を有する工作機械にも適
用が可能であり、かつ、主軸移動形、主軸固定形はもち
ろん、主軸軸線が水平な横形の工作機械に限らず、主軸
軸線が垂直な立形の工作機械にも適用が可能である。

【００２３】主軸１は、工作機械の主軸台等に、軸受１
１によって回転自在に支持されている。この主軸１に
は、主軸１の回転軸線である主軸軸線Ｃと同方向に主軸
貫通孔１ａが形成されている。この主軸貫通孔１ａの前
端には、擂り鉢状のテーパ面１ｂが形成され、このテー
パ面１ｂによって開閉されるコレットチャック１２が挿
入されている。このコレットチャック１２は、主軸貫通
孔１ａを挿通するとともに主軸貫通孔１ａ内で前後方向
に進退移動自在な筒状のドローバ１４の前端に螺着され
ている。

【００２４】ドローバ１４は、主軸１との間に設けられ
た戻しばね１４２によって、常に主軸１の前端側に付勢
されている。また、ドローバ１４の後端に形成されたね
じ部１４８には、チャック調整ナット１５が螺着されて
いるとともに、このチャック調整ナット１５の前端面に
当接するように、スライドリング１６が嵌合されてい
る。チャック調整ナット１５は、ねじ部１４８における
螺着位置を変えることで、主軸１に対するコレットチャ
ック１２の前後方向の位置関係を変更することができ、
コレットチャック１２による棒材４の把持のタイミング
や把持力の大きさを調整することができるようになって
いる。さらに、主軸１の後端には円筒状のストッパ１８
が螺着され、ストッパ１８の貫通孔内に形成された段付
状の当接面１８ａにスライドリング１６が当接すること
で、ドローバ１４の前進が規制される。

【００２５】また、ストッパ１８の一部を、主軸軸線Ｃ
と平行方向に部分的に切り欠いて、この部分に揺動自在
なカム４１が設けられている。このカム４１がスライド
リング１６に当接し、図１中矢印で示す方向に回動する
ことによって、スライドリング１６が押され、ドローバ
１４を後退させる。スライドリング１６には、図１の紙
面に直交する軸を中心に回動自在なカム４１が当接して
いる。そして、このカム４１が、図１中矢印で示す方向
に回動することによって、スライドリング１６を押し、
ドローバ１４を後退させる。カム４１の回動は、前後方
向に移動自在なアーム４３に取り付けられたボビン４２
によって行われる。アーム４３とともにボビン４２が主
軸１の後端側に移動し、ボビン４２の後端に形成された
傾斜面がカム４１に当接すると、カム４１が図１中矢印
で示す方向に回動を開始し、ドローバ１４を後退させ
る。このドローバ１４の後退によって、コレットチャッ
ク１２がテーパ面１ｂに接触した状態で引っ張られ、コ
レットチャック１２の爪が閉じて、主軸貫通孔１ａを挿
通する棒材４の前端を把持する。

【００２６】［保持部材の説明］ドローバ１４の周面に
は、外周面から内周面まで貫通する矩形状の開口部１４
５が形成されている。この開口部１４５は、主軸軸線Ｃ
と同方向に均等間隔で複数箇所に形成されている。ま
た、開口部１４５は、ドローバ１４の周面に沿って均等
角度間隔（この実施形態では１２０度間隔）で複数箇所
（この実施形態では三箇所）に設けられている。ドロー
バ貫通孔１４１に開口する開口部１４５の周縁の前後
は、後述する保持部材２１０の凸部２１２とともに保持
部材２１０を径方向に移動させるカム機構を構成するの
で、図１に示すようにテーパ面１４６として形成するの
が好ましい。

【００２７】保持部材２１０は、ドローバ貫通孔１４１
内に挿入される本体２１０ａと、この本体２１０ａの後
端に形成されたフランジ２１１と、主軸軸線Ｃに沿った
ドローバ１４の開口部１４５の位置に合わせて、保持部
材２１０の一側に形成された複数の凸部２１２と、保持
部材２１０の他側の凸部２１２に対応する位置に形成さ
れた溝２１３とから構成される。このように構成された
保持部材２１０は、主軸軸線Ｃと同方向にドローバ貫通
孔１４１内に挿入される。そして、凸部２１２の各々が
開口部１４５内に位置するように位置決めされる。

【００２８】棒材４をゴム３１で弾発支持するために、
保持部材２１０が径方向内側に移動しても、凸部２１２
は開口部１４５から抜け出ることはないので、保持部材
２１０がドローバ貫通孔１４１の内周面に沿って円周方
向に移動するということはない。この実施形態では、凸
部２１２が保持部材２１０の円周方向の移動を規制する
規制部を構成する。もちろん、保持部材２１０に主軸軸
線Ｃと同方向に延びるキーを形成し、ドローバ貫通孔１
４１にこのキーが嵌入されるキー溝を形成して、ドロー
バ貫通孔１４１の内周面に沿った保持部材２１０の円周
方向の移動を規制するとともに、主軸軸線Ｃと同方向に
は移動できるように構成してもよい。

【００２９】保持部材２１０をドローバ貫通孔１４１に
挿入した状態で、保持部材２１０の前端は、コレットチ
ャック１２の後方に位置している。また、保持部材２１
０の後端は、ドローバ貫通孔１４１から後方に突出して
いる。図２に示すように、保持部材２１０は、ドローバ
１４の内周面に沿って、均等角度間隔、この実施形態で
は１２０度間隔で３箇所に配置される。そして、各保持
部材２１０の溝２１３に嵌装された環状のゴム３１の弾
発力によって、各々がドローバ１４の内周面に押し付け
られて保持される。

【００３０】なお、弾性部材であるゴム３１の形態は図
２に示すようなものには限られない。例えば、図５
（ａ）に示すように、環状のゴム３２の内周面の保持部
材２１０に相当する部分に、棒材４と当接する凸部３２
ａを形成してもよい。図５（ａ）のように形成すること
で、ゴム３２を変形しやすくして、棒材４を三点の点接
触状態で支持することができるようになるという利点が
ある。また、図５（ｂ）に示すように、環状のゴム３３
の内周面に、棒材４と当接するひだ３３ａを形成しても
よい。図５（ｂ）のように形成することで、環状のゴム
３３がドローバ貫通孔１４１内で回転しても、常に棒材
４を点接触状態で支持することができるという利点があ
る。

【００３１】保持部材２１０の凸部２１２は、ドローバ
１４の開口部１４５の周縁とともに、ドローバ１４の後
退によって保持部材２１０を径方向に移動させるカム機
構を構成する。そのため、凸部２１２の前後はテーパ状
に形成されていて、棒材４をコレットチャック１２で把
持させるためにドローバ１４が後退したときに、開口部
１４５の周縁と係合して保持部材２１０をゴム３１の弾
発力に抗して径方向内側に移動させることができるよう
になっている。そして、保持部材２１０の径方向内側へ
の移動によって、部分的に変形したゴム３１が周囲（こ
の実施形態では三方向）から均等に棒材４に押し付けら
れ、棒材４を主軸軸線Ｃ上で支持する。

【００３２】主軸１の後端には、有底筒状の位置調整ナ
ット２１９がストッパ１８を介して螺着されている。そ
して、位置調整ナット２１９の底面２１９ａに、ドロー
バ貫通孔１４１から後方に突出する保持部材２１０の後
端のフランジ２１１が当接している。また、保持部材２
１０とコレットチャック１２との間には、付勢手段であ
るばね２１５が嵌装され、このばね２１５の付勢力によ
って、保持部材２１０が常時位置調整ナット２１９に押
し付けられている。したがって、ドローバ１４が主軸軸
線Ｃと同方向に進退移動しても、保持部材２１０がドロ
ーバ１４に追随して移動することはない。フランジ２１
１と底面２１９ａの接触面は、保持部材２１０が主軸１
の径方向内側及び外側に移動しやすいように、滑らかな
面に仕上げられているのが好ましい。

【００３３】前記した位置調整ナット２１９とばね２１
５とが、主軸１に対して保持部材２１０を位置決めして
いる。そして、位置調整ナット２１９を回転させて主軸
１に対する螺着位置を変えることで、保持部材２１０の
前後方向の位置調整を行うことができ、ゴム３１による
棒材４の弾発力の大きさを調整することができる。ま
た、保持部材２１０の前後方向の位置調整を行うこと
で、コレットチャック１２による棒材４の把持とゴム３
１による棒材４の弾発支持とのタイミングの調整を行う
ことができる。

【００３４】上記したように、この実施形態の棒材の支
持装置２１は、第一の部材であるドローバ１４と、この
ドローバ１４を後退させる移動手段としてのカム４１，
ボビン４２，アーム４３及び図示しないシリンダ等と、
第二の部材である保持部材２１０と、この保持部材２１
０及びドローバ１４に形成されたカム機構としての開口
部１４５の周縁及び凸部２１２と、保持部材２１０に保
持された弾性部材であるゴム３１とから概略構成され
る。次に、上記構成の支持装置２１の作用を、図６及び
図７を参照しながら説明する。

【００３５】棒材４の前端をドローバ貫通孔１４１に導
き、図示しないバーフィーダ等によって、棒材４を主軸
軸線Ｃに沿って前方に送る。そして、コレットチャック
１２から、加工に必要な長さ分だけ棒材４を突出させ、
図示しないシリンダ等の駆動体を駆動させて、アーム４
３とともにボビン４２を後退させる。これにより、図６
中矢印で示す方向にカム４１が回動しながらスライドリ
ング１６を後方に押し、ドローバ１４を後退させる。ド
ローバ１４の後退とともにコレットチャック１２が後退
し、コレットチャック１２の爪がテーパ面１ｂに沿って
閉動して、棒材４を主軸軸線Ｃ上で把持する。

【００３６】ドローバ１４の後退動作によって、ドロー
バ１４の開口部１４５の周縁が保持部材２１０の凸部２
１２のテーパ面と係合し、保持部材２１０を主軸１の径
方向内側に向けて押す。これにより、図７に示すように
保持部材２１０が径方向内側に移動してゴム３１を部分
的に変形させ、ゴム３１が棒材４に押し付けられる。こ
のゴム３１の弾発力によって、棒材４は主軸軸線Ｃ上で
支持される。ゴム３１による棒材４の弾発支持動作は、
主軸軸線Ｃに沿った複数箇所で同時に、かつ、棒材４の
周囲に沿った複数箇所（この実施形態では３箇所）で同
時に行われるので、棒材４の長手方向に沿った複数箇所
及び棒材４の周囲の複数箇所に付与されるゴム３１の弾
発力はほぼ均一である。

【００３７】この状態で、主軸１とともに棒材４を回転
させて加工を行う。ドローバ１４及び保持部材２１０は
主軸１及び棒材４とともに回転する。この回転によっ
て、主軸貫通孔１ａ内で棒材４が振れようとするが、こ
の振れの発生はゴム３１の弾発力によって抑制される。
また、ゴム３１による弾発力は、棒材４の長手方向に沿
った複数箇所及び棒材４の周囲の複数箇所でほとんどば
らつくことがなく、ほぼ均一であるので、弾発力のばら
つきによる棒材４の初期撓みや、この初期撓みに起因す
る回転中の振れの発生を防止することができる。

【００３８】このように、本発明によれば、加工中にお
ける棒材４の振れを有効に抑制して棒材４を主軸軸線Ｃ
上で正確に支持することができ、かつ、主軸貫通孔１ａ
内の多数箇所で棒材４を支持することができるので、棒
材４の回転による振れをほとんど無くすことができ、高
精度な加工が可能になる。また、棒材４の振れ止めが必
要な加工中においてのみゴム３１の弾発力で棒材４を支
持させ、棒材４の送り時にはゴム３１による支持を解除
するようにしているので、弾性部材であるゴムの寿命を
長く維持することができるうえ、棒材４の送り時におい
ても、棒材４をスムースに送ることが可能である。

【００３９】［第二の実施形態］次に、図８を参照しな
がら、本発明の第二の実施形態について説明する。図８
において、第一の実施形態と同一部位、同一部材には同
一の符号を付し、詳しい説明は省略する。この第二の実
施形態では、保持部材２２０の径方向外側への復帰を、
主軸軸線Ｃに沿って配置した複数の環状ばね２２７によ
って行うようにしている。環状ばね２２７は、保持部材
２２０の他側に形成した溝２２６に係合するように装着
される。環状ばね２２７としては、例えば、Ｃ形に形成
されたリング部材や、薄いばね板を環状に形成したもの
等が用いることができる。

【００４０】棒材４を送るために、ドローバ１４を前進
させてコレットチャック１２による棒材４の把持を解除
すると、環状ばね２２７の付勢力によって保持部材２２
０が強制的に径方向外側に押し戻される。この実施形態
の支持装置２２は、棒材４の径が小さく、この棒材４を
支持するために用いられるゴム３１等の弾発力だけでは
保持部材２２０を完全に復帰させるのが困難であるよう
な場合に特に有効である。

【００４１】［第三の実施形態］次に、図９を参照しな
がら、本発明の第三の実施形態について説明する。図９
において、図８に示した第二の実施形態と同一部位、同
一部材には同一の符号を付し、詳しい説明は省略する。
この実施形態では、ドローバ貫通孔１４１′が形成され
たドローバ１４′の内周面は、その一部が前端側から後
端側に向けて内径が拡大するテーパ面１４７′として形
成されている。一方、保持部材２３０の一側面は、テー
パ面１４７′と摺接する傾斜面２３２が形成されてい
る。

【００４２】この構成により、ドローバ１４′が棒材４
をコレットチャック１２で把持するために後退すると、
カム機構を構成するドローバ１４′のテーパ面１４７′
と保持部材２３０の傾斜面２３２との作用によって、保
持部材２３０が径方向内側に移動する。これによって、
第一及び第二の実施形態と同様にゴム３１が部分的に変
形し、棒材４を主軸軸線Ｃ上で弾発支持する。

【００４３】［第四の実施形態］上記の実施形態では、
凸部２１２に対応する位置に溝２１３を形成し、この溝
に弾性部材であるゴム３１を嵌装させているため、棒材
４を支持する弾性部材の数が凸部２１２によって限定さ
れることになる。しかしながら、本発明では、弾性部材
は必ずしも凸部２１２に対応させて設ける必要はなく、
任意の長さにわたって任意の数の弾性部材を設けること
が可能である。さらに、図１０に示すように、チューブ
状のゴム３４を棒材４の長手方向に沿うように設け、所
定長さにわたって一様にゴム３４が当接するように構成
することも可能である。

【００４４】以下、本発明の第四の実施形態を、図１０
を参照しながら説明する。なお、図１０においては、図
８に示した第二の実施形態と同一部位、同一部材には同
一の符号を付し、詳しい説明は省略する。この実施形態
では、保持部材２４０の他側の前端から後端に向けて溝
２４３が形成され、この溝２４３にチューブ状のゴム３
４が嵌め込まれている。また、保持部材２４０の前後両
端には、復帰用の環状ばね２２７が設けられている。こ
のように構成することで、棒材４を所定長さにわたっ
て、ゴム３４によって一様に弾発支持することができる
ようになる。

【００４５】本発明の好適な実施形態について説明した
が、本発明はこの実施形態により何ら限定されるもので
はない。例えば、上記の説明では、弾性部材はゴム３１
〜３４であるとして説明したが、ある程度の弾性を有
し、棒材４を支持することができるものであれば、樹脂
やその他のものであってもよい。また、上記の説明で
は、第一の部材はドローバであるとして説明したが、主
軸貫通孔１ａ内で移動して第二の部材である保持部材２
１０〜２４０を主軸１の径方向内側に移動させることが
できるものであればよく、ガイドチューブやその他の部
材であってもよい。

【００４６】さらに、第一の部材であるドローバを移動
させる移動手段は、カム４１，ボビン４２，アーム４３
及び図示しないシリンダ等で構成されるものとして説明
したが、ドローバを主軸軸線Ｃと同方向に移動させるこ
とができるのであれば、この構成には限られない。ドロ
ーバの途中部位に形成したシリンダと、ドローバに取り
付けたピストンとで移動手段を構成するようにしてもよ
い。また、保持部材２１０の主軸１に対する前後位置
は、主軸１に螺着した位置調整ナット２１９によって調
整するものとして説明したが、保持部材２１０の主軸１
に対する前後位置を調整することができるのであれば、
上記の形態のものには限られない。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、長尺の棒材を常に一定
の支持力で、かつ安定的に、主軸軸線に沿った複数箇所
で支持させることができる。また、保持部材が径方向に
移動することで、棒材の加工中にのみ弾性部材で棒材を
支持させることができるので、ゴム等の弾性部材の寿命
を向上させ、棒材の送りの際にも弾性部材との摩擦がな
くスムースに送ることができる棒材の支持装置を提供す
ることができる。さらに、棒材の長手方向に沿って多数
箇所で棒材を支持することができるので、特に小径の棒
材の加工を行う際に、当該棒材の撓みをほとんど無くし
て高精度の加工を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態にかかる棒材の支持装
置を備えた工作機械の主軸の断面図である。

【図２】本発明の棒材の支持装置を備えた主軸の横断面
図である。

【図３】ドローバの斜視図である。

【図４】本発明の棒材の支持装置を構成する保持部材の
斜視図である。

【図５】弾性部材の他の形態を示す断面図である。

【図６】本発明の第一の実施形態にかかる棒材の支持装
置の作用を説明する断面図で、（ａ）は棒材を支持させ
る前の状態を示す断面図で、（ｂ）は棒材を支持させた
ときの状態を示す断面図である。

【図７】本発明の第一の実施形態にかかる棒材の支持装
置の作用を説明する図で、主軸の横断面図である。

【図８】本発明の第二の実施形態にかかる棒材の支持装
置を説明する断面図である。

【図９】本発明の第三の実施形態にかかる棒材の支持装
置を説明する断面図である。

【図１０】本発明の第四の実施形態にかかる棒材の支持
装置を説明する断面図である。

【図１１】本発明の従来例にかかり、実開昭５６−１１
００１号公報に記載された材料支持具の概略を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 主軸 １ａ 主軸貫通孔 ４ 棒材 １２ コレットチャック １４ ドローバ １４１ ドローバ貫通孔 １４５ 開口部 １４６ テーパ ２０ 支持装置 ２１０ 保持部材 ２１０ａ 本体 ２１１ フランジ ２１２ 凸部 ２１３ 溝 ２２６ 溝 ２１５ ばね（付勢手段） ２２７ 環状ばね（付勢手段） ２１９ 位置調整ナット ２１９ａ 底面（位置決め部） ３１〜３４ ゴム（弾性部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今関 繁雄 東京都西東京市田無町六丁目１番12号 シ チズン時計株式会社内 (72)発明者 中川 久美 東京都西東京市田無町六丁目１番12号 シ チズン時計株式会社内 Ｆターム(参考） 3C045 FC38

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工作機械の主軸貫通孔を挿通させて主軸
   先端の把持手段に把持させた棒材を、前記主軸貫通孔内
   で支持して、前記主軸とともに前記棒材を回転させたと
   きの前記棒材の振れを抑制する棒材の支持装置におい
   て、 前記主軸貫通孔に挿入され、前記棒材を挿通させる貫通
   孔が主軸軸線と同方向に形成されているとともに、前記
   主軸軸線と同方向に進退移動自在な第一の部材と、 この第一の部材を進退移動させる移動手段と、 前記棒材の周りから前記棒材に向けて前記主軸の径方向
   に移動自在な第二の部材と、 前記第一の部材及び第二の部材に設けられ、前記第一の
   部材が一側に移動したときに前記第二の部材を主軸の径
   方向内側に移動させるカム機構と、 前記第二の部材が前記主軸の径方向内側に移動したとき
   に、この第二の部材とともに移動して前記棒材と当接
   し、前記棒材を前記主軸軸線上で弾発支持する弾性部材
   と、 を有することを特徴とする工作機械の主軸内における棒
   材の支持装置。
2. 【請求項２】 少なくとも前記第二の部材を前記主軸の
   径方向外側に付勢して、前記第二の部材及び前記弾性部
   材を前記棒材から離間させるための付勢手段を設けたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の工作機械の主軸内にお
   ける棒材の支持装置。
3. 【請求項３】 前記第二の部材の一端を突き当て、前記
   第二の部材を前記主軸に対して位置決めするための位置
   決め部と、前記第二の部材を前記位置決め部に向けて付
   勢する付勢手段とを有することを特徴とする請求項１又
   は２に記載の工作機械の主軸内における棒材の支持装
   置。
4. 【請求項４】 前記位置決め部を前記主軸軸線と同方向
   に位置調整可能にして、前記主軸に対する前記第二の部
   材の位置を調整できるようにしたことを特徴とする請求
   項３に記載の工作機械の主軸内における棒材の支持装
   置。
5. 【請求項５】 前記第一の部材に開口部を形成し、前記
   第二の部材に設けたテーパ状の突起を前記開口部に挿入
   し、前記第一の部材の進退移動による前記開口部の周縁
   と前記突起との係合によって、前記第二の部材を前記主
   軸の径方向内側に移動させることを特徴とする請求項１
   〜４のいずれかに記載の工作機械の主軸内における棒材
   の支持装置。
6. 【請求項６】 少なくとも前記第二の部材が径方向内側
   に移動して前記棒材を弾発支持するときに、前記開口部
   内に位置して前記第二の部材の円周方向の移動を規制す
   る規制部を、前記第二の部材に形成したことを特徴とす
   る請求項５に記載の工作機械の主軸内における棒材の支
   持装置。
7. 【請求項７】 前記移動手段が、前記把持手段による前
   記棒材の把持動作と連動して前記第一の部材を移動させ
   ることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の工
   作機械の主軸内における棒材の支持装置。
8. 【請求項８】 前記第一の部材が前記主軸の先端に設け
   られたチャックの開閉動作を行わせるためのドローバ
   で、前記移動手段が前記ドローバを進退移動させる駆動
   機構であることを特徴とする請求項７に記載の工作機械
   の主軸内における棒材の支持装置。
9. 【請求項９】 前記移動手段は、前記把持手段が前記棒
   材を把持すると同時又は前記棒材を把持した直後に、前
   記弾性部材が前記棒材を弾発支持するタイミングで、前
   記第一の部材及び第二の部材を移動させることを特徴と
   する請求項７又は８に記載の工作機械の主軸内における
   棒材の支持装置。
10. 【請求項１０】 前記第一の部材と第二の部材にそれぞ
    れ傾斜面を形成し、この傾斜面を互いに摺接させること
    で、前記第一の部材の進退移動によって前記第二の部材
    を前記主軸の径方向内側に移動させることを特徴とする
    請求項１〜９のいずれかに記載の工作機械の主軸内にお
    ける棒材の支持装置。
11. 【請求項１１】 前記弾性部材を、前記主軸軸線に沿っ
    て三箇所以上に配置したことを特徴とする請求項１〜１
    ０のいずれかに記載の工作機械の主軸内における棒材の
    支持装置。