JP2002520166A - 旋盤および旋盤上で工作物を丸削りする方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 工作物（４０）を保持するよう設計された回動可能なチャッキング装置（３８）を支持するためのフレーム（１２）を有する旋盤（１０）。フレームは、工作物を機械加工するために、少なくとも一つの旋盤バイト（４６；６４）を支持している。チャッキング装置（３８）および旋盤バイト（４６；６４）は、互いに他に対して、少なくとも一つの半径方向に変位可能である。よりコンパクトな旋盤を得るため、旋盤は、 前記フレーム（１２）に堅く取り付けられた円筒長尺ハウジング（２０）を含み、ハウジングは、長手方向の軸（２４）を中心として伸長し、かつ、ハウジングの第１の端部（２８）から伸長している長手方向の円筒内部空間（２６）を有している。円筒内部空間（２６）は、ハウジング（２０）の長手方向の軸（２４）に対して平行であるが偏心している長手方向の軸（３０）を有している。軸（３２）は、内部空間（２６）内に配設され、その中で角変位を行い、軸は、チャッキング装置（３８）を保持している。円筒長尺ハウジング（２０）の周囲を囲む回動可能な外側ケーシング（４２）が設けられている。回動可能な外側ケーシング（４２）は、少なくとも一つの旋盤バイト（４６）を保持している。回動可能な外側ケーシング（４２）の回動は、少なくとも一つの旋盤バイト（４６；６４）に、チャッキング装置（３８）に対する半径方向の変位を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 ＜技術分野＞ 本発明は、クレーム１のプリアンブルによる旋盤に、また、旋盤上で工作物を
丸削りする方法に関する。

【０００２】 ＜本発明の背景＞ 従来の旋盤は、一般に、工作物をその間に支持する主軸台と心押台を保持する
ベッドを含んでいる。工作物は、主軸台に取り付けられたチャッキング装置に保
持され、チャッキング装置を駆動する電動機により、回転される。このような旋
盤は、さらに、ベッドに沿った変位を行うために配設され、かつ、それによりバ
イトを保持して横送りする工具送り台を保持する往復台を含んでいる。機械加工
で高い精密さおよび精度を出すためには、旋盤の構成要素は、剛性が高く、かつ
、安定してなければならない。これは、旋盤は、一般に、かさばって重たいこと
を意味する。

【０００３】 旋盤は、工作物が静止して、バイトが工作物の周りを回動するものも既知であ
る。このような旋盤は、例えば、ＥＰ−Ｂ−０ ２７８ ８９８、ＤＥ−Ａ−２
６ ４２ ９６５およびＣＨ−２６０９１８で説明されている。これら旋盤のそ
れぞれに共通しているのは、工作物に対してバイトを半径方向に変位させるため
の比較的複雑なシステムの必要性である。

【０００４】 ＜本発明の要約＞ したがって、本発明の目的は、高い機械加工の精密さが得られるが、従来の旋
盤に比べて、複雑さがより少なく、かつ、かさがより少ない旋盤を提供すること
である。

【０００５】 この目的は、クレーム１による旋盤により達成される。

【０００６】 本発明のもう一つの目的は、旋盤で工作物を丸削りする方法を提供することで
あり、この方法は、高い機械加工の精密さを意味するが、比較的簡単な旋盤で実
施可能である。

【０００７】 この目的は、クレーム１３による方法で達成される。

【０００８】 本発明による旋盤および方法の好適な実施例は、各従属クレームで詳述されて
いる。

【０００９】 以下、例のみによって、また、付図に示した実施例を参照して、本発明をより
詳細に説明する。

【００１０】 ＜好適な実施例の詳細な説明＞ 図において、引用番号１０は、一般に本発明による旋盤を表す。旋盤１０は、
ベース部１４およびベース部１４に対して一般に垂直に伸びる支持部１６を有す
るフレーム１２を組み込んでいる。支持部１６は、環状ハウジング１８を有して
おり、該環状ハウジング内には、静止円筒長尺ハウジングが、フレーム１２内の
くぼみ２２に堅く固定されることにより、中心に配設されている。

【００１１】 円筒長尺ハウジング２０は、第１の長手方向軸２４を中心として伸張している
。静止円筒長尺ハウジングには、ハウジング２０の第１の端部２８から伸張して
いる長手方向の円筒内部空間２６が設けられており、ハウジングの第１の端部は
、フレーム１２の支持部１６から遠いハウジングの端部である。円筒内部空間２
６は、第２の長手方向軸３０に沿って伸張しており、該長手方向軸は、円筒長尺
ハウジング２０の第１の長手方向軸２４に対して平行で、かつ、それから偏心し
ている。図において、円筒内部空間２６は、長尺ハウジング２０の全長に亘って
伸張しているが、以下の説明から明らかなように、本発明は、第１の端部からハ
ウジングを通して途中までしか伸張していない偏心円筒内部空間を有する長尺ハ
ウジングを用いても実施可能である。

【００１２】 円筒内部空間２６は、軸３２を支持するよう設計されており、軸３２は、内部
空間内で角変位できるようになっている。角変位を行うため、旋盤１０は、望ま
しくは電気トルクモータの形で、第１の変位手段３４を含んでおり、該変位手段
は、長尺ハウジング２０内の内部くぼみ３６に、有利に収容可能である。すなわ
ち、モータの固定子は、長尺ハウジングにより保持可能であり、一方、回転子は
、軸３２により保持される。内部くぼみ３６は、望ましくは、第１の端部２８か
ら遠い長尺ハウジングの端部に、円筒空間２６より大きな直径の穴を設けること
により形成される。

【００１３】 軸３２は、長尺ハウジング２０の第１の端部２８に隣接するその端部において
、内部空間２６の長手方向軸３０、したがって、軸３２を中心とするチャッキン
グ装置３８を保持している。チャッキング装置３８は、例えば、センタチャッキ
ング、マイクロセンタチャッキング、あるいは磁気チャッキング等、工作物を締
め付けるのに適したいかなる従来型のものでもよい。図において、軸３２は、軸
の全長に亘って伸張する長手方向に伸びる穴３９を有するものとして図示されて
いる。このような実施例は、工作物が棒材等の形態のものである場合に有用であ
る。比較的短い長さの工作物を加工しなければならない場合は、本発明は、チャ
ッキング装置３８を保持するための中実軸あるいは軸に沿って途中までしか伸張
していない長手方向に伸張する穴を有する軸を用いて実施してもよいことはもち
ろんである。

【００１４】 工作物が棒材の端部を構成している場合は、旋盤１０に、棒材と協動する材料
送り手段４１を設け、それにより、工作物１個の加工が終了し、次の工作物の加
工を始める時点で、棒材を進めてもよい。材料送り手段４１は、棒材を予め決ま
った距離割り出しおよび（または）進めるのに適当ないかなる既知の手段でもよ
い。

【００１５】 旋盤１０は、さらに回動可能な外側ケーシング４２を含み、該外側ケーシング
は、円筒長尺ハウジング２０の周囲を、少なくともハウジングの第１の端部２８
から伸張するハウジングの長さに沿って、囲んでいる。回動可能な外側ケーシン
グ４２は、望ましくは、円筒長尺ハウジング２０と同心の円筒スリーブの形態を
取っている。外側ケーシング４２の第１の端部４４は、円筒長尺ハウジング２０
の第１の端部２８に隣接した外側ケーシングの端部に一致しており、少なくとも
１個の旋盤バイトを保持するよう設計されている。好都合にも、外側ケーシング
４２は、長尺ハウジング２０に沿って、ある距離伸長し、したがって、ケーシン
グの第２の端部４８は、フレーム１２の環状ハウジング１８内で終了している。
この方式では、フレーム１２は、第２の変位手段５０、望ましくは、電気トルク
モータを支持可能であり、該電気トルクモータは、回動可能な外側ケーシング４
２上で動作して、その回動を行い、第２の変位手段は、環状ハウジング１８内に
収容されている。 外側ケーシング４２の回動を検出し制御するため、第１のセンサー手段５２を、
環状ハウジング内で、フレーム１２により支持してもよい。

【００１６】 図２から明らかなように、旋盤１０の図示された実施例では、第１の旋盤バイ
ト４６および突切りバイト５４が付与されている。図示の実施例では、第１の旋
盤バイトは、総形バイトであり、これは、工作物４０に対して半径方向に変位し
、それにより、バイト４６の輪郭に一致した形状を工作物の表面に付与すること
を意図したものである。本発明によれば、総形バイトの半径方向の変位は、円筒
長尺ハウジング２０の周りを回動可能な外側ケーシング４２の回動により達成さ
れる。すなわち、工作物４０は、第２の長手方向軸３０を中心として回転するよ
う拘束されており、かつ、工作機械は、第１の長手方向軸２４上に回転の中心を
有するという事実により、外側ケーシング４２のある一つの方向の回動は、旋盤
バイトを工作物に接近させ、一方、外側ケーシングの反対方向の回動は、旋盤バ
イトを工作物から遠ざけることになる。図２において、矢印５６は、旋盤バイト
４６が工作物に近づく回動方向を示し、矢印５８は、旋盤バイト４６が工作物か
ら遠ざかる回動方向を示す。

【００１７】 図２から分かるように、総形バイト４６および突切りバイト５４は、ある角度
だけ円周方向に間隔を取られており、したがって、総形バイト４６が、工作物４
０に近づくと、突切りバイト５４は、工作物から遠ざかる。反対に、総形バイト
が、工作物から遠ざかると、突切りバイトは、工作物に近づく。

【００１８】 図１および２の旋盤は、下記の方式で運転してもよい。

【００１９】 工作物４０をチャッキング装置３８に締め付けるが、その際、外側ケーシング
４２をある角度位置にして、総形バイト４６も突切りバイト５４も、工作物に当
たらないようにする。次いで、第１の変位手段３４を発動させて、軸３２、した
がって、工作物４０を回転させる。次いで、第２の変位手段５０を発動させて、
外側ケーシング４２を図２の矢印５６の方向に回動させ、総形バイト４６を工作
物４０に近づける。外側ケーシングは、工作物の当該表面の加工が、所望の深さ
に達するまで、矢印５６の方向に回動され続ける。

【００２０】 総形バイト４６による工作物の加工が完了すると、外側ケーシング４２は、総
形バイト４６が、工作物から離れるまで、矢印５８の方向に回動され続ける。次
いで、棒材は、材料送り手段４１により、図１の左に向かって、軸方向に変位す
る。これは、チャッキング装置３８が、工作物に対するその掴みを、少なくとも
一時放すことを前提としている。これは、チャッキング装置３８の開放および材
料送り手段４１の動作を統括する制御手段（図示せず）により行うことができる
。棒材は、機械加工された工作物の所望の長さに一致する距離だけ変位する。次
いで、チャッキング装置は、棒材を再び掴み、外側ケーシング４２を矢印５８の
方向に回動し、それにより、突切りバイト５４を棒材に接触させる。突切りバイ
トは、外側ケーシングの同じ方向に継続する回動により、機械加工された工作物
を棒材の残りの部分から切断する。次いで、外側ケーシング４２の矢印５６の方
向における回動により、棒材の新しく露出した端部における新しい工作物の機械
加工が、行われる。次いで、上記のサイクルが繰り返される。

【００２１】 図３に示した旋盤の実施例は、上記のそれと似ている。したがって、対応する
部品には、同じ引用番号を付してある。これら旋盤の間の第１の相違は、図３の
旋盤には、フレームによって支持され、かつ、望ましくは環状ハウジング１８内
に収容されている第３の変位手段６０が付与されていることである。第３の変位
手段６０は、望ましくは、回動可能な外側ケーシング４２に作用して、その管状
円筒ハウジング２０に沿った軸方向変位を行うリニア電動機である。外側ケーシ
ング４２の軸方向変位を検出し制御するため、第のセンサー手段６２は、フレー
ム１２により環状ハウジング１８内に支持してもよい。

【００２２】 本発明の図３に示した実施例は、比較的大きな表面に亘って機械加工を必要と
する工作物を作り出すのに有用である。すなわち、旋盤バイトは、第３の変位手
段６０により、工作物の長さ全体に亘って変位可能な先丸バイト等の外丸削りバ
イト６４でよい。切込み深さは、もちろん、外側ケーシング４２の回動により、
上記の方式で制御可能である。図３の実施例の旋盤の動作方式は、上記のそれと
ほとんど同じであるが、外側ケーシング４２の軸方向変位により、追加の自由度
が得られる点が異なる。これは、工作物の棒材からの切断線の位置が、材料送り
手段４１によって、あるいは外側ケーシング４２によって行われる突切りバイト
５４の軸方向変位によって決定されることを意味する。

【００２３】 本発明は、以上に説明し、かつ、図示した実施例に限定されない。それどころ
か、添付のクレームの範囲内のあらゆる修正および変形がカバーされると、考え
るべきである。例えば、材料送り手段４１の動作は、手動で行ってもよい。また
、材料送り手段４１は、旋盤のチャッキング装置端部における引張り装置で代替
することも考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による旋盤の第１の実施例の概略長手方向断面図である。

【図２】 図１に示した旋盤の概略端面図である。

【図３】 本発明による旋盤の第２の実施例の概略長手方向断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ 【要約の続き】 な外側ケーシング（４２）は、少なくとも一つの旋盤バ イト（４６）を保持している。回動可能な外側ケーシン グ（４２）の回動は、少なくとも一つの旋盤バイト（４ ６；６４）に、チャッキング装置（３８）に対する半径 方向の変位を行わせる。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回動可能なチャッキング装置（３８）を支持するためのフレ
   ーム（１２）を含み、前記チャッキング装置は、工作物（４０）を保持するよう
   に設計されており、前記フレームは、前記工作物を機械加工するために、さらに
   少なくとも一つの旋盤バイト（４６；６４）を支持しており、前記チャッキング
   装置（３８）および前記旋盤バイト（４６；６４）は、互いに他に対して、少な
   くとも一つの方向に変位可能である旋盤（１０）において、 前記旋盤は、さらに、 前記フレーム（１２）に堅く取り付けられた円筒長尺ハウジング（２０）であ
   って、前記ハウジングは、長手方向の軸（２４）を中心として伸長し、かつ、前
   記ハウジングの第１の端部（２８）から伸長している長手方向の円筒内部空間（
   ２６）を有しており、前記円筒内部空間（２６）は、前記ハウジング（２０）の
   長手方向の軸（２４）に対して平行であるが偏心している長手方向の軸（３０）
   を有しているハウジング； 前記内部空間（２６）内に配設され、その中で角変位を行う軸（３２）であっ
   て、前記軸は、前記チャッキング装置（３８）を保持している軸；および 前記円筒長尺ハウジング（２０）の周囲を囲む回動可能な外側ケーシング（４
   ２）であって、前記回動可能な外側ケーシング（４２）は、少なくとも一つの旋
   盤バイト（４６）を保持しており、 前記回動可能な外側ケーシング（４２）の回動は、前記少なくとも一つの旋盤
   バイト（４６；６４）に、前記チャッキング装置（３８）に対する半径方向の変
   位を行わせるケーシング を含むことを特徴とする旋盤。
2. 【請求項２】 前記外側ケーシング（４２）は、前記円筒長尺ハウジング（
   ２０）と同心であることとする請求項１に記載の旋盤。
3. 【請求項３】 前記円筒長尺ハウジング（２０）は、前記軸（３２）の前記
   角変位を行うための第１の変位手段（３４）を収容していることとする請求項１
   または２に記載の旋盤。
4. 【請求項４】 前記第１の変位手段（３４）は、前記円筒長尺ハウジング（
   ２０）内の内部くぼみに収容された電動機、望ましくはトルクモータを含むこと
   とする請求項３に記載の旋盤。
5. 【請求項５】 前記フレーム（１２）は、前記第２の変位手段（５０）、望
   ましくは、電気トルクモータを支持しており、前記第２の変位手段は、前記回動
   可能な外側ケーシング（４２）に作用して、その回動を行うこととする前記請求
   項のいずれか一つに記載の旋盤。
6. 【請求項６】 前記フレーム（１２）は、前記回動可能な外側ケーシング（
   ４２）の前記回動を検出し、かつ、制御するための第１のセンサー手段（５２）
   を支持していることとする請求項５に記載の旋盤。
7. 【請求項７】 前記フレーム（１２）は、第３の変位手段（６０）、望まし
   くは、リニア電動機を支持しており、前記第３の変位手段は、前記回動可能な外
   側ケーシング（４２）に作用して、前記円筒長尺ハウジング（２０）に沿ったそ
   の軸方向変位を行うこととする前記請求項のいずれか一つに記載の旋盤。
8. 【請求項８】 前記フレーム（１２）は、前記回動可能な外側ケーシング（
   ４２）の前記軸方向変位を検出し、かつ、制御するための第２のセンサー手段（
   ６２）を支持していることとする請求項７に記載の旋盤。
9. 【請求項９】 前記軸（３２）は、前記工作物（４０）の少なくとも一部を
   収容するよう設計された中心穴（３９）を有していることとする前記請求項のい
   ずれか一つに記載の旋盤。
10. 【請求項１０】 前記中心穴（３９）は、前記軸（３２）の長さ全体に亘っ
    て伸長していることとする請求項９に記載の旋盤。
11. 【請求項１１】 旋盤は、さらに、前記チャッキング装置（３８）に対して
    前記工作物（４０）を変位させるための材料送り手段（４１）を含むこととする
    前記請求項のいずれか一つに記載の旋盤。
12. 【請求項１２】 前記回動可能な外側ケーシング（４２）は、さらに、前記
    工作物の長さに切断するための突切りバイトを保持していることとする前記請求
    項のいずれか一つに記載の旋盤。
13. 【請求項１３】 旋盤（１０）で工作物（４０）を丸削りするための方法で
    あって、前記旋盤は、 回動可能なチャッキング装置（３８）を支持するためのフレーム（１２）であ
    って、前記チャッキング装置は、工作物（４０）を保持するよう設計されている
    フレーム； 前記フレーム（１２）に堅く取り付けられている円筒長尺ハウジング（２０）
    であって、前記ハウジングは、長手方向の軸（２４）を中心として伸長し、かつ
    、前記ハウジング（２０）の第１の端部（２８）から伸長している長手方向の円
    筒内部空間（２６）を有し、前記円筒内部空間は、前記ハウジングの長手方向の
    軸（２４）に対して平行であるが偏心している長手方向の軸（３０）を有してい
    るハウジング； 前記内部空間（２６）内に配設され、その中で角変位を行う軸（３２）であって
    、前記軸は、前記チャッキング装置（３８）を保持している軸；および 前記円筒長尺ハウジング（２０）の周囲を囲む回動可能な外側ケーシング（４
    ２）であって、前記回動可能な外側ケーシングは、少なくとも一つの旋盤バイト
    （４６、６４）を保持しているケーシング を含む方法において、 前記方法は、 前記チャッキング装置（３８）内で前記工作物（４０）を締め付ける工程と、 前記軸（３２）を回転させ、それにより、前記工作物（４０）を回転させる工
    程と、 前記外側ケーシング（４２）を回動させて、前記工作物（４０）に対して、少
    なくとも一つの旋盤バイト（４６、６４）の半径方向変位を行う工程と、 を含むことを特徴とする方法。
14. 【請求項１４】 前記外側ケーシング（４２）を軸方向に変位させて、前記
    工作物（４０）に対して、少なくとも一つの旋盤バイト（４６、６４）の軸方向
    変位を行うこととする請求項１３に記載の方法。