JP2003053633A - ワーク振れ止め装置及びそのワーク振れ止め装置を備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークＷの振れ止めを安定化することのでき
るワーク振れ止め装置及びそのワーク振れ止め装置を備
えた工作機械を提供する。 【解決手段】 ワーク振れ止め装置９は、軸回りに回転
されるワークＷの外周面に当接される当接部材２０と、
その当接部材２０を支持する支持部材１０とを備える。
支持部材１０に対して当接部材２０がフローティング手
段を介してフローティング支持される。フローティング
手段は、当接部材２０に設けられた凸型の球面２４Ａ
と、支持部材１０に設けられかつ凸型の球面２４Ａに摺
動可能に接触される凹型の球面１２Ａとの組合わせによ
って構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク振れ止め装
置及びそのワーク振れ止め装置を備えた工作機械に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、旋盤、研削盤等の工作機械には、
軸回りに回転される軸状の被加工物であるワークを振れ
止めするためのワーク振れ止め装置いわゆる「振れ止
め」を備えたものがある（例えば、同一出願人が先に提
案した特開平５−３０１１３５号公報参照）。そして、
この種のワーク振れ止め装置は、軸回りに回転されるワ
ークの外周面に当接される当接部材と、その当接部材を
固定状態で支持する支持部材とを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】例えば、長尺状のワー
クの場合には、ワークが撓むことにより、ワークの芯が
ずれることが多い。このような場合、従来のワーク振れ
止め装置では、当接部材が支持部材に対し固定状態で支
持されているため、ワークに対する当接部材の芯合わせ
が非常に困難であった。したがって、ワークの振れ止め
が不安定になり、工作機械の加工精度が損なわれるおそ
れがあった。

【０００４】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、ワークの振れ止めを安定化することのできるワーク
振れ止め装置及びそのワーク振れ止め装置を備えた工作
機械を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題は、特許請求の
範囲の欄に記載された構成を要旨とするワーク振れ止め
装置及びそのワーク振れ止め装置を備えた工作機械によ
り解決することができる。すなわち、特許請求の範囲の
請求項１に記載されたワーク振れ止め装置によると、軸
回りに回転されるワークの外周面に当接される当接部材
と、その当接部材を支持する支持部材とを備え、支持部
材に対して当接部材がフローティング手段を介してフロ
ーティング支持されている。このため、ワークの芯がず
れた場合には、そのワークの外周面に当接される当接部
材が、支持部材に対してフローティング手段を介して動
くことにより、ワークに倣うことができる。したがっ
て、ワークに対して当接部材が容易に芯合わせされるこ
とにより、ワークの振れ止めを安定化することができ
る。

【０００６】また、特許請求の範囲の請求項２に記載さ
れたワーク振れ止め装置によると、フローティング手段
は、当接部材と支持部材のうちの一方に設けられた凸型
の球面と、他方に設けられかつ凸型の球面に摺動可能に
接触される凹型の球面との組合わせによって構成されて
いる。このため、凸型の球面と凹型の球面との組合わせ
によって、フローティング手段を容易に構成することが
できる。

【０００７】また、特許請求の範囲の請求項３に記載さ
れた工作機械によると、ワークの振れ止めを安定化する
ことのできるワーク振れ止め装置を備えているので、ワ
ークの加工精度を向上することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面に基
づいて説明する。本実施の形態では、工作機械の一例と
して旋盤を例示する。なお、旋盤の基本的構成について
は、周知のものと同様であるから概要を述べるにとどめ
る。

【０００９】図１は旋盤の概要を示す正面図である。図
１において、旋盤１のベッド２の一端部（図１において
左端部）には主軸台３が設けられている。そのベッド２
の他端部（図１において右端部）には、心押し台４が図
１において左右方向に移動可能に設けられている。主軸
台３と心押し台４との間には、軸状の被加工物であるワ
ークＷが軸回りに回転可能に支持される。主軸台３は、
ワークＷを軸回りに回転駆動する。

【００１０】前記ベッド２には、刃物台５が図１におい
て左右方向に移動可能に設けられている。刃物台５は、
主軸台３と心押し台４との間に位置されている。刃物台
５には、図示しないが、ワークＷに対し旋削加工を行う
刃物が装備されている。さらに、ベッド２には、２基の
固定台６が固定状態で設置されている。固定台６は、主
軸台３と刃物台５、及び、刃物台５と心押し台４との間
にそれぞれ配置されている。

【００１１】図２は固定台の側面図を示す側面図であ
る。図２に示すように、固定台６には、ワークＷを３点
支持するために、両側部のワーク振れ止め装置７，８及
び中央のワーク振れ止め装置９が装備されている。各ワ
ーク振れ止め装置７，８，９は、ワークＷの外周面に当
接可能なヘッドピース２０と、固定台６にワークＷの径
方向に関し移動可能に設けられかつヘッドピース２０を
支持する振れ止め軸１０とを備えている。両側部のワー
ク振れ止め装置７，８においては、振れ止め軸１０に対
してヘッドピース２０が固定されている。

【００１２】しかして、中央のワーク振れ止め装置９に
おいては、以下に詳述するように、振れ止め軸１０に対
してヘッドピース２０がフローティング手段を介してフ
ローティング支持されている。

【００１３】図３は中央のワーク振れ止め装置を一部破
断して示す側面図である。図３に示すように、振れ止め
軸１０は、ほぼ円筒状に形成されている。振れ止め軸１
０は、前記固定台６のボス部６ａに対しギヤ機構等の移
動機構（図示省略）を介して軸方向（図３において上下
方向）に移動可能に支持されている。

【００１４】前記振れ止め軸１０の上端部には、球面座
金ベース１２が設置されている。図４に球面座金ベース
の平面図、図５に図４のＶ−Ｖ線断面図が示されてい
る。図４及び図５に示すように、球面座金ベース１２
は、例えば鋼材により、ほぼ円板状に形成されている。
球面座金ベース１２の下面には、ほぼ円柱状の嵌合軸部
１２ａが突出されている。嵌合軸部１２ａは、前記振れ
止め軸１０の上端部内に嵌合可能に形成されている（図
３参照）。また、球面座金ベース１２の上面の中央部に
は、凹型の球面１２Ａが形成されている。また、球面座
金ベース１２の上面の外周部には、段付面１２ｂが形成
されている。

【００１５】上記球面座金ベース１２は、図３に示すよ
うに、前記嵌合軸部１２ａを前記振れ止め軸１０の上端
部内に嵌合した状態で、振れ止め軸１０の上端面に対し
ねじ１３で締着されている。さらに、球面座金ベース１
２の段付面１２ｂには、規制リング１４が嵌合されかつ
ねじ１５で締着されている。なお、規制リング１４は、
後述するヘッドピース用座金２４の所定量以上の移動を
規制する。なお、球面座金ベース１２を設けた振れ止め
軸１０は本明細書でいう「支持部材」に相当する。

【００１６】また、図６にヘッドピースの平面図、図７
に図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図が示されている。図６
及び図７に示すように、前記ヘッドピース２０は、その
主体をなすピース本体２１と、その上面に一体成形され
たヘッド部２２とからなる。

【００１７】図７に示すように、前記ピース本体２１
は、例えばステンレス鋼材により、ほぼ四角形板状に形
成されている。このピース本体２１の下面には、ほぼ円
柱状の嵌合軸部２１ａが同一軸線上に突出されている。
また、ピース本体２１の上面の中央部には、あり溝２１
ｂが形成されている。さらに、ピース本体２１のあり溝
２１ｂの底面には、一対をなすほぼ円柱状の凹所２１ｃ
が形成されている。

【００１８】また、前記ヘッド部２２は、例えばホワイ
トメタルにより、ピース本体２１の上面に一体形成され
ている。ヘッド部２２は、ピース本体２１のあり溝２１
ｂ及び凹所２１ｃに流し込まれた状態で成形されること
によって、ピース本体２１に一体化されている。ヘッド
部２２の上面は、軸線２０Ｌに直交する平坦な当接面２
２ａとして形成されている。また、ヘッド部２２の外周
縁には、面取りされた斜面２２ｂが形成されている。

【００１９】しかして、前記ヘッドピース２０には、ピ
ース本体２１の一側面（図６において上側面）から中心
部に延びかつその先端よりヘッド部２２の当接面２２ａ
に開口する油穴２０ａか形成されている。

【００２０】図３に示すように、上記ヘッドピース２０
の下面には、ヘッドピース用座金２４が組付けられてい
る。図８にヘッドピース用座金の平面図、図９に図８の
ＩＸ−ＩＸ線断面図が示されている。図７及び図８に示
すように、ヘッドピース用座金２４は、例えば鋼材によ
り、ほぼ四角形板状に形成されている。ヘッドピース用
座金２４の上面には、ほぼ円柱状の嵌合凹部２４ａが形
成されている。嵌合凹部２４ａは、前記ヘッドピース２
０のピース本体２１の嵌合軸部２１ａ（図６及び図７参
照）を嵌合可能に形成されている。

【００２１】図９に示すように、前記ヘッドピース用座
金２４の下面には、ほぼ円柱状の突出軸部２４ｂが形成
されている。突出軸部２４ｂの下面には、凸型の球面２
４Ａが形成されている。凸型の球面２４Ａは、前記球面
座金ベース１２の凹型の球面１２Ａとほぼ同じ曲率半径
で形成され、その球面１２Ａに摺接可能に形成されてい
る。

【００２２】上記ヘッドピース用座金２４の嵌合凹部２
４ａには、図３に示すように、前記ヘッドピース２０の
ピース本体２１の嵌合軸部２１ａが交換可能に嵌合され
ている。なお、ヘッドピース用座金２４を設けたヘッド
ピース２０は、本明細書でいう「当接部材」に相当す
る。

【００２３】そして、前記ヘッドピース用座金２４の突
出軸部２４ｂが規制リング１４内に遊嵌状に嵌合されて
いるとともに、突出軸部２４ｂの凸型の球面２４Ａが前
記球面座金ベース１２の凹型の球面１２Ａに摺動可能に
接触されている。なお、ヘッドピース用座金２４の凸型
の球面２４Ａと球面座金ベース１２の凹型の球面１２Ａ
との組合わせにより、フローティング手段が構成されて
いる。

【００２４】なお、両側部のワーク振れ止め装置７，８
（図２参照）において、振れ止め軸１０の上端部には、
ヘッドピース２０が直接的に設置されている。すなわ
ち、図示はしないが、ヘッドピース２０のピース本体２
１の嵌合軸部２１ａを振れ止め軸１０の上端部内に嵌合
した状態で、振れ止め軸１０に嵌合軸部２１ａが径方向
からのねじ止めによって締着されている。なお、図６及
び図７において、ピース本体２１の両側面には、振れ止
め軸１０に対するねじ止め用のねじ穴２１ｄが形成され
ている。

【００２５】上記した旋盤１（図１参照）において、固
定台６に装備された３基のワーク振れ止め装置７，８，
９（図２参照）は、各振れ止め軸１０を軸方向に移動調
整することによって、各ヘッドピース２０の当接面２２
ａをワークＷの外周面に当接することにより、ワークＷ
を３点支持する。なお、ワークＷは、前に述べたよう
に、主軸台３と心押し台４との間に軸回りに回転可能に
支持されている（図１参照）。

【００２６】しかして、中央のワーク振れ止め装置９に
おいて、ワークＷが撓み等によって径方向（例えば図１
０において左方）に芯がずれている場合（図１１中、実
線Ｗ参照）には、凹型の球面１２Ａに対する凸型の球面
２４Ａの摺動を介して、ヘッドピース２０が振れ止め軸
１０（詳しくは、球面座金ベース１２）に対しワークＷ
の周方向（図１０において右方）に関し動かされる（図
１０中、実線２０参照）。これとともに、ワークＷが軸
方向に関し、例えば、図１１において左下がり、右上が
りに傾斜する場合（図１１中、実線Ｗ参照）には、凹型
の球面１２Ａに対する凸型の球面２４Ａの摺動を介し
て、ヘッドピース２０が振れ止め軸１０（詳しくは、球
面座金ベース１２）に対しワークＷの傾斜方向に関して
動かされる（図１１中、実線２０参照）。なお、図１０
及び図１１には、球面座金ベース１２に対し芯が合うと
きのワークＷを二点鎖線Ｗで示し、このときのヘッドピ
ース２０を二点鎖線２０で示した。

【００２７】上記した中央のワーク振れ止め装置９によ
ると、ワークＷの芯がずれた場合には、そのワークＷの
外周面に当接されるヘッドピース２０が、振れ止め軸１
０に対して、凸型の球面２４Ａと凹型の球面１２Ａとに
よるフローティング手段を介して動くことにより、ワー
クＷに倣うことができる。したがって、ワークＷに対し
てヘッドピース２０が容易に芯合わせされることによ
り、ワークＷの振れ止めを安定化することができる。

【００２８】また、ワークＷに対しヘッドピース２０が
容易に芯合わせされることにより、その芯合わせにかか
る段取り作業が楽に行えるため、その作業時間を短縮す
ることができる。

【００２９】さらに、ワークＷに倣ったヘッドピース２
０が原状位置（振れ止め軸１０に対し同一軸線をなす位
置（図１０及び図１１中、二点鎖線２０参照））へスム
ーズに復帰することによっても、ワークＷの安定した振
れ止めを継続することができる。

【００３０】また、ヘッドピース２０を振れ止め軸１０
にフローティング支持したことにより、ワークＷの回転
時にヘッドピース２０に加わる荷重を軽減することがで
き、ヘッドピース２０及びそのヘッドピース２０を支持
する振れ止め軸１０の寿命を長く伸ばすことができる。

【００３１】また、フローティング手段は、ヘッドピー
ス２０に設けられた凸型の球面２４Ａと、他方に設けら
れかつ凸型の球面２４Ａに摺動可能に接触される凹型の
球面１２Ａとの組合わせによって構成されている。この
ため、凸型の球面２４Ａと凹型の球面１２Ａとの組合わ
せによって、フローティング手段を容易に構成すること
ができる。

【００３２】また、上記した旋盤１は、ワークＷの振れ
止めを安定化することのできるワーク振れ止め装置９を
備えているので、ワークＷの加工精度を向上することが
できる。

【００３３】さらに、ヘッドピース２０の当接面２２ａ
を形成するヘッド部２２を、例えば鋼材等よりなるワー
クＷよりも軟らかい材質、例えばホワイトメタルで形成
している。このため、ヘッドピース２０の当接面２２ａ
がワークＷの外周面を傷付けることを防止することがで
きる。

【００３４】また、ヘッドピース２０をヘッドピース用
座金２４に対し交換可能に構成してあるので、ヘッド部
２２の摩耗等よるヘッドピース２０の部品交換を容易に
行うことができる。

【００３５】また、ヘッドピース２０に油穴２０ａを設
けたことにより、該油穴２０ａを通してワークＷとヘッ
ド部２２との当接部位に潤滑油を供給することができ、
摩擦係数の低減に有効である。

【００３６】本発明は上記した実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における
変更が可能である。例えば、本発明のワーク振れ止め装
置９は、ワークＷ以外の軸物の振れ止めにも流用するこ
とが可能である。また、ワークＷは、中実軸状あっても
中空軸状であっても差し支えない。また、フローティン
グ手段は、凸型の球面２４Ａと凹型の球面１２Ａとの組
合わせにより構成されるものに限定されるものではな
く、ヘッドピース２０を振れ止め軸１０にフローティン
グ支持する構造であれば、例えば、自在継手、球関節継
手等の継手類、スプリングやゴム等の弾性手段を採用す
ることが可能である。また、凸型の球面２４Ａと凹型の
球面１２Ａとは、逆配置、すなわち、球面座金ベース１
２に凸型の球面２４Ａを形成し、ヘッドピース用座金２
４に凹型の球面１２Ａを形成してもよい。また、振れ止
め軸１０に凹型の球面１２Ａを一体に設け、球面座金ベ
ース１２を省略してもよい。また、ピース本体２１に凸
型の球面２４Ａを有する突出軸部２４ｂを一体に設け、
ヘッドピース用座金２４を省略してもよい。また、ヘッ
ドピース２０を振れ止め軸１０にフローティング支持す
る構造のワーク振れ止め装置９は、固定台６の両側部の
ワーク振れ止め装置７，８にも採用することができる。
また、旋盤１に配設される固定台６は、１基あるいは３
基以上にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかる旋盤の概要を示
す正面図である。

【図２】固定台を示す側面図である。

【図３】ワーク振れ止め装置を一部破断して示す側面図
である。

【図４】球面座金ベースを示す平面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】ヘッドピースを示す平面図である。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【図８】ヘッドピース用座金を示す平面図である。

【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

【図１０】ワーク振れ止め装置の作動説明にかかる側面
図である。

【図１１】ワーク振れ止め装置の作動説明にかかる正面
図である。

【符号の説明】

１ 旋盤（工作機械） ９ ワーク振れ止め装置 １０ 振れ止め軸（支持部材） １２ 球面座金ベース １２Ａ 凹型の球面 ２０ ヘッドピース（当接部材） ２４ ヘッドピース用座金 ２４Ａ 凸型の球面 Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C034 BB77 3C045 HA10 3C048 BB16 BB20 EE06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸回りに回転されるワークの外周面に当
   接される当接部材と、その当接部材を支持する支持部材
   とを備え、 前記支持部材に対して前記当接部材がフローティング手
   段を介してフローティング支持されていることを特徴と
   するワーク振れ止め装置。
2. 【請求項２】 前記フローティング手段は、前記当接部
   材と前記支持部材のうちの一方に設けられた凸型の球面
   と、他方に設けられかつ前記凸型の球面に摺動可能に接
   触される凹型の球面との組合わせによって構成されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載のワーク振れ止め装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載にワーク振れ止め
   装置を備えていることを特徴とする工作機械。