JP2007061959A - 旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】 切粉除去用として供給される加圧流体の前方に向かう圧力の低下を防止し、且つ、製品の後方への飛び出しを防止することが可能な旋盤を提供すること。
【解決手段】 上記主軸に対して対向・配置された背面主軸と、上記背面主軸に設けられ背面主軸内を通して移送される加工済みの製品を後方に排出する製品排出ガイドパイプと、切粉を除去するための加圧流体を上記背面主軸に供給する加圧流体供給手段と、上記背面主軸内であって上記製品排出ガイドパイプの外側に設置されガイドパイプとの間に上記加圧流体供給手段より供給される加圧流体の流路を提供する加圧流体ガイドパイプと、を具備したもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は旋盤に係り、特に、製品排出用ガイドパイプの外側に加圧流体用ガイドパイプを設置し、これら製品排出用ガイドパイプと加圧流体用ガイドパイプとの間に加圧流体用流路を構成して製品排出路と加圧流体用流路を別々に提供するようにし、それによって、加圧流体の後方への流出や製品の飛び出しを防止することができるように工夫したものに関する。

従来の旋盤の背面主軸及びその近傍の構成の一例を図５に示す。まず、ハウジング２０１があり、このハウジング２０１内には軸受部材２０３、２０３を介してスピンドル２０５が回転可能な状態で内装されている。上記スピンドル２０５の内周側には、先端側スリーブ２０７と後端側スリーブ２０９が連接された状態で内装されている。又、上記先端側スリーブ２０７の内側にはチャック部材２１１が内装されている。このチャック部材２１１の外周側には保持部材２１３が外装されている。

上記後端側スリーブ２０９の図５中右側にはスリーブ駆動手段２１５が設置されている。このスリープ駆動手段２１５は、駆動レバ２１７、爪２１９、２２１、スリーブ２２３等から構成されている。上記駆動レバ２１７を介して上記スリーブ２２３を移動させることにより、上記爪２１９、２２１を矢印ａ方向に適宜回動させる。上記爪２１９、２２１の回動によって後端側スリーブ２０９と先端側スリーブ２０７を移動させる。それによって、チャック部材２１１を開閉させることにより製品２２５を選択的に把持するものである。

ところで、上記製品２２５はチャック部材２１１に把持された状態でバック加工を施される。バック加工が施行された後はチャック部材２１１を開放する。そして、次の製品２２５が背面主軸側に移送されてくることにより加工が施工された製品２２５は後方に順次移送される。上記後端側スリーブ２０９の内周側には製品排出用ガイドパイプ２２７が内装されている。この製品排出用ガイドパイプ２２７は、ハウジング２０１の後端を貫通して後方に所定量だけ延長・配置されている。そして、製品２２５はこの製品排出用ガイドパイプ２２７内を通って、図中右端より押し出されることにより順次排出されるものである。

ところで、上記背面主軸の後方にはエアーブロー装置２２９が設けられている。これは、スピンドル２０５内に内装された先端側スリーブ２０７の内側のチャック部材２１１内に侵入した切粉等を加圧空気によって外部に吹き飛ばして除去するためのものである。上記エアーブロー装置２２９は、噴出ノズル２３１を備えていて、この噴出ノズル２３１には、エアー配管２３３を介して加圧空気が供給される。又、上記噴出ノズル２３１は、背面主軸の先端側に向かって傾斜した状態で取付けられている。

そして、上記エアーブロー装置２２９より供給された加圧空気は、製品排出用ガイドパイプ２２７内に形成された加圧空気導入孔２３５を介して製品排出用ガイドパイプ２２７内に導入される。製品排出用ガイドパイプ２２７内に導入された加圧空気は、後端側スリーブ２０９、先端側スリーブ２０７内を通ってチャック部材２１１内に供給され、それによって、チャック部材２１１内に侵入した切粉等を加圧空気によって外部に吹き飛ばして除去するものである。

又、既に説明したスピンドル２０５は、駆動モータ２３７、プーリ２３９、ベルト２４１、プーリ２４３からなる回転駆動手段によって回転駆動されるように構成されている。
又、既に説明したチャック部材２１１は三割り状に形成されていて常時は自身のバネ力によって開放状態にある。これに対して、前述したように、スリーブ駆動手段２１５によって、後端側スリーブ２０９と先端側スリーブ２０７をコイルスプリング２４５のスプリング力に抗して前方に移動させることにより、チャック部材２１１を閉成させるものであり、それによって、ワーク２２５を把持するものである。
尚、上記コイルスプリング２４５は先端側スリーブ２０７内であってチャック部材２１１と端栓２４７との間に介挿されている。

次に、別のタイプの旋盤の背面主軸及びその近傍の構成を図６に示す。このタイプの場合には、製品２２５を後方ではなく先端側から排出するように構成されている。このタイプでは、クーラント供給装置２５１が設置されている。このクーラント供給装置２５１は、クーラント供給配管２５３と、このクーラント供給配管２５３に接続されると共に、ハウジング２０１内であって後端側スリーブ２０９の内周側に挿入・配置されたノズル２５５等から構成されている。
その他の構成は図５に示した旋盤の場合と同様であり、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。

そして、上記ノズル２５５より導入されたクーラント液は、後端側スリーブ２０９と先端側スリーブ２０７内を通ってチャック部材２１１内に供給され、それによって、チャック部材２１１内に侵入した切粉等を押し流して除去するものである。

尚、同種の構成をなす旋盤を開示するものとして、例えば、特許文献１がある。この特許文献１は本件特許出願人によるものである。

特許第３２８８０６４号公報

上記従来の構成によると次のような問題があった。
まず、図６に示したタイプの場合であるが、この場合は、製品２２５を後方ではなく前方に排出する構成である。その際、製品２２５が短尺の場合には問題ないが、製品２２５が長尺の場合には、他の構成部品との干渉等の関係で前方への排出が規制されてしまうことがある。そのため、図５に示したタイプ、すなわち、後方への製品排出のタイプの方が有利であるとされている。この場合には製品２２５を後方から排出する構成であるので、製品２２５が長尺であっても他の構成部品との干渉がないからである。
しかしながら、図５に示したタイプの場合には次のような問題があった。すなわち、エアーブロー装置２２９より供給された加圧空気の多くは前方に向かって供給されるもののその一部は後方にも噴出されることになる。そのため、前方に向かう加圧空気の圧力が低下してしまい、切粉の除去機能が低下してしまうという問題があった。
又、後方に向かって噴出される加圧空気によって製品２２５が後方に向かって飛び出してしまうという問題もあった。
これに対しては、上記特許文献１に記載されているように、製品飛出防止手段を設けることが考えられるが、それでは、構成が複雑化してしまうことになる。
尚、この問題は加圧空気の場合に限られるものではない。すなわち、図５に示した構成において、加圧空気の代わりにクーラント液を供給する構成が考えられる。これは、クーラント液の方がより高い圧力を得られることによるものである。そして、そのような場合にも、既に述べた問題と同様の問題、すなわち、前方に向かうクーラント液の圧力低下、後方に向かうクーラント液による製品２２５の後方への飛び出し、さらに後方へクーラント液が噴出してしまうという問題があるものである。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、切粉除去用として供給される加圧流体の前方に向かう圧力の低下を防止し、且つ、製品の後方への飛び出しを防止することが可能な旋盤を提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による旋盤は、主軸と、上記主軸に対向・配置された背面主軸と、上記背面主軸に設けられ背面主軸内を通して移送される加工済みの製品を後方に排出する製品排出用ガイドパイプと、切粉を除去するための加圧流体を上記背面主軸に供給する加圧流体供給手段と、上記背面主軸内であって上記製品排出用ガイドパイプの外側に設置され製品排出用ガイドパイプとの間に上記加圧流体供給手段より供給される加圧流体の流路を提供する加圧流体用ガイドパイプと、を具備したことを特徴とするものである。
又、請求項２による旋盤は、請求項１記載の旋盤において、上記加圧流体はクーラント液であることを特徴とするものである。

以上詳述したように本発明による旋盤によると、主軸と、上記主軸に対向・配置された背面主軸と、上記背面主軸に設けられ背面主軸内を通して移送される加工済みの製品を後方に排出する製品排出用ガイドパイプと、切粉を除去するための加圧流体を上記背面主軸に供給する加圧流体供給手段と、上記背面主軸内であって上記製品排出用ガイドパイプの外側に設置され製品排出用ガイドパイプとの間に上記加圧流体供給手段より供給される加圧流体の流路を提供する加圧流体用ガイドパイプと、を具備した構成になっている。
つまり、製品が排出される排出路と加圧流体が供給・流通する流路を二重管構造によって別々にしているので、製品排出路の後方から流出する加圧流体の量を極力少なくすることができ、加圧流体の後方からの流出に起因した各種問題を解消することができる。
又、製品排出用ガイドパイプ内を通して排出される製品に対して加圧流体の圧力が作用することも極力抑制されるので、製品の飛び出しを防止することができる。その際、製品の飛び出しを防止するための製品飛出防止手段を設ける必要もないので、構成の簡略化と装置のコンパクト化を図ることができる。
又、上記加圧流体をクーラント液とした場合には、切粉除去効果が向上するものである。

以下、図１乃至図４を参照して本発明の一実施の形態を説明する。まず、図１を参照して旋盤の全体の構成を概略説明する。ベース１上には主軸台３が設置されていて、この主軸台３は主軸５を回転可能に保持している。上記主軸台３は図示しないサーボモータとボールネジ・ボールナット機構によって、Ｚ１軸方向に移動可能に構成されている。

上記主軸台３の前方（図１中右側）にはガイドブッシュ７が設置されている。又、このガイドブッシュ７を挟んで上記主軸台３と反対側には背面主軸台９が設置されている。この背面主軸台９は背面主軸１１を回転可能に保持している。又、上記背面主軸台９は図示しないサーボモータとボールネジ・ボールナット機構によって、Ｚ２軸方向に移動可能に構成されている。

上記ガイドブッシュ７の近傍にはタレット型刃物台１３と櫛型刃物台１５が夫々設置されている。タレット型刃物台１３は、図示しないサーボモータとボールネジ・ボールナット機構によって、Ｚ３、Ｘ３、Ｙ３方向に移動可能に構成されている。又、タレット型刃物台１３はタレット１７を回転可能に保持していて、このタレット１７の各工具取付面１９には工具２１が取り付けられている。

上記櫛型刃物台１５は図示しないサーボモータとボールネジ・ボールナット機構によって、Ｘ１、Ｙ１方向に移動可能に構成されている。又、櫛型刃物台１５には複数個の工具２３が取り付けられている。

次に、図２を参照して背面主軸１１とその近傍の構成を説明する。まず、ハウジング１０１があり、このハウジング１０１内には軸受部材１０３、１０３を介してスピンドル１０５が回転可能な状態で内装されている。上記スピンドル１０５の内周側には、先端側スリーブ１０７と後端側スリーブ１０９が連接された状態で内装されている。又、上記先端側スリーブ１０７の内側にはチャック部材１１１が内装されている。このチャック部材１１１の外周側には保持部材１１３が外装されている。

上記後端側スリーブ１０９の図２中右側にはスリーブ駆動手段１１５が設置されている。このスリープ駆動手段１１５は、駆動レバ１１７、爪１１９、１２１、スリーブ１２３等から構成されている。上記駆動レバ１１７を介して上記スリーブ１２３を移動させることにより、上記爪１１９、１２１を矢印ａ方向に適宜回動させる。上記爪１１９、１２１の回動によって後端側スリーブ１０９と先端側スリーブ１０７を移動させる。それによって、チャック部材１１１を開閉させることにより製品１２５を選択的に把持するものである。

ところで、上記製品１２５はチャック部材１１１に把持された状態でバック加工を施される。バック加工が施行された後はチャック部材１１１を開放する。そして、次の製品１２５が背面主軸側に移送されてくることにより後方に順次移送される。上記後端側スリーブ１０９の内周側には製品排出用ガイドパイプ１２７が内装されている。この製品排出用ガイドパイプ１２７は、ハウジング１０１の後端を貫通して後方に所定量だけ延長・配置されている。そして、製品１２５はこの製品排出用ガイドパイプ１２７内を通って、図中右端より押し出されることにより順次排出されるものである。

又、上記背面主軸の後方にはクーラント液供給装置１２９が設けられている。これは、スピンドル１０５内に内装された先端側スリーブ１０７の内側のチャック部材１１１内に侵入した切粉等をクーラント液によって外部に押し流して除去するためのものである。上記クーラント液供給装置１２９は、クーラント供給ノズル１３１を備えていて、このクーラント供給ノズル１３１にはクーラント供給配管１３３を介して加圧されたクーラント液が供給されるように構成されている。

又、既に説明した後端側スリーブ１０９と先端側スリーブ１０７の内周側であって上記製品排出用ガイドパイプ１２７の外周側には間隔を存した状態で加圧流体用ガイドパイプ１３５が内装されている。この加圧流体用ガイドパイプ１３５の先端には、図３にも拡大して示すように、前側加圧流体用ガイドパイプ１３７が回転可能に連結されている。上記加圧流体用ガイドパイプ１３５を設置することにより、この加圧流体用ガイドパイプ１３５と製品排出用ガイドパイプ１２７との間にクーラント液流路１４３を提供するものである。つまり、製品排出路とクーラント液流路とを別々に提供するものである。

上記加圧流体用ガイドパイプ１３５の後端はハウジング１０１を貫通して延長・配置されていて、製品排出用ガイドパイプ１２７との間には封止部材１３９が設置されている。又、この封止部材１３９の図２中左側にはスリーブ１４１が内装されている。このスリーブ１４１は製品排出用ガイドパイプ１２７を固定するためのものである。又、クーラント供給ノズル１３１から供給されるクーラント液は加圧流体ガイドパイプ１３５の導入孔１３５ａを介して、加圧流体ガイドパイプ１３５と製品排出用ガイドパイプ１２７との間のクーラント液流路１４３に導入されるものである。

上記加圧流体用ガイドパイプ１３５の先端は縮径されていて縮径部１３５ｂとなっている。この縮径部１３５ｂと製品排出用ガイドパイプ１２７との間には隙間流路１４５が形成されている。

又、既に説明したスピンドル１０５は、駆動モータ１４７、プーリ１４９、ベルト１５１、プーリ１５３からなる回転駆動手段によって回転駆動されるように構成されている。
又、既に説明したチャック部材１１１は三割り状に形成されていて常時は自身のバネ力によって開放状態にある。これに対して、前述したように、スリーブ駆動手段１１５によって、後端側スリーブ１０９と先端側スリーブ１０７をコイルスプリング１５５のスプリング力に抗して前方に移動させることにより、チャック部材１１１を閉成させるものであり、それによって、ワーク１２５を把持するものである。
尚、上記コイルスプリング１５５は先端側スリーブ１０７内であってチャック部材１１１と前側加圧流体ガイドパイプ１３７との間に介挿されている。

以上の構成を基にその作用を説明する。
まず、チャック部材１１１による製品１２５の把持動作について説明する。上記駆動レバ１１７を介して上記スリーブ１２３を移動させることにより、上記爪１１９、１２１を矢印ａ方向に適宜回動させる。上記爪１１９、１２１の回動によって後端側スリーブ１０９と先端側スリーブ１０７をコイルスプリング１５５のスプリング力に抗して前方に移動させる。それによって、チャック部材１１１を閉成させることにより製品１２５を把持するものである。これに対して、スリーブ駆動手段１１５による駆動を解除すれば、後端側スリーブ１０９と先端側スリーブ１０７はコイルスプリング１５５のスプリング力によって後方に押し戻される。又、チャック部材１１１は自身のバネ力によって開放状態となる。

次に、製品１２５の排出動作について説明する。まず、主軸５側において前側加工が完了したワーク１２５は、主軸５側から背面主軸１１側に受け渡される。そして、上記チャック部材１１１によって把持された状態となる。その状態で背面側の加工が施される。所定の背面側加工が終了すると、上記チャック部材１１１による把持が解除されると共に、主軸５側より次のワーク１２５が受け渡される。その結果、背面加工が完了したワーク１２５は奥に押し込められる。以下同様の作業を繰り返すことにより、製品１２５は製品排出用ガイドパイプ１２７内を通して後方から順次外部に排出されることになる。

次に、クーラント液による切粉の除去作用について説明する。クーラント液供給装置１２９より供給されたクーラント液は、加圧流体ガイドパイプ１３５のクーラント液導入孔１３５ａを介して、製品排出用ガイドパイプ１２７と加圧流体ガイドパイプ１３５との間のクーラント液流路１４３内に導入される。クーラント液流路１４３内に導入されたクーラント液は、図２において、右側から左側に向かって流通していき、加圧流体ガイドパイプ１３５と製品排出用ガイドパイプ１２７との間の隙間流路１４５を介して前側加圧流体ガイドパイプ１３７内に流入し、この前側加圧流体ガイドパイプ１３７と先端側スリーブ１０７内を通ってチャック部材１１１内に流出する。それによって、チャック部材１１１内に侵入している切粉を押し流して除去するものである。

上記一連の切粉除去作用において、クーラント液が製品排出用ガイドパイプ１２７内に入り込むようなことは殆どなく、よって、排出される製品１２５にクーラント液の圧力が作用することもない。この点に関して詳しく説明すると、クーラント液が製品排出用ガイドパイプ１２７内に入り込まず、又、製品１２５に対して圧力が作用しないのは、クーラント液を製品排出用ガイドパイプ１２７内を通さずにチャック部材１１１近傍まで運んでチャック部材１１１側に噴出させるようにしているからである。又、製品１２５と製品排出用ガイドパイプ１２７との間の隙間が小さく、クーラント液が入り込み難く、チャック部材１１１の割りの部分の隙間が大きくてチャック部材１１１側にクーラント液が流れ易いからである。
因みに、製品排出用ガイドパイプ１２７の後端にはクーラント排出用スリット１２７ａが設けられているので、仮にクーラント液が製品排出用ガイドパイプ１２７内に入り込んでも、上記クーラント排出用スリット１２７ａを介して機内に回収されるように構成されている。
又、加圧流体ガイドパイプ１３５と製品排出用ガイドパイプ１２７との間の後方については封止されているので、クーラント液が後方から流出することもない。

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、製品１２５が排出される排出路とクーラント液が供給・流通するクーラント液流路１４３を二重管構造によって別々にしているので、製品排出路の後方から流出するクーラント液の量を極力少なくすることができる。よって、クーラント液の後方からの流出に起因した各種問題を解消することができる。
又、製品排出用ガイドパイプ１２７内を通して排出される製品に対してクーラント液の圧力が作用することも極力抑制されるように構成されているので、製品１２５の飛び出しを防止することができる。
又、製品１２５の飛び出しを防止するための製品飛出防止手段を設ける必要もないので、構成の簡略化と装置のコンパクト化を図ることができる。
又、製品排出用ガイドパイプ１２７による製品排出装置を使用しつつ比較的高圧のクーラント液による切粉除去装置を使用することができるようになった。つまり、製品排出用ガイドパイプ１２７による製品排出装置を使用することにより製品１２５の長短に関係なく製品１２５の排出が可能になると共に、比較的高圧のクーラント液による切粉除去装置を使用することにより高い切粉除去性能を得ることができるものである。

尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
まず、前記一実施の形態の場合には加圧流体としてクーラント液を例に挙げて説明したが、それ以外にも、例えば、高圧エアーによるエアーブロー装置の適用も可能である。
その他、旋盤の構成についてはこれを特に限定するものではない。

本発明は旋盤に係り、特に、製品排出用ガイドパイプの外側に加圧流体用ガイドパイプを設置し、これら製品排出用ガイドパイプと加圧流体用ガイドパイプとの間に加圧流体用流路を構成することにより製品排出路と加圧流体用流路を別々に提供するようにし、それによって、加圧流体の後方への流出や製品の飛び出しを防止することができるように工夫したものに関し、例えば、自動旋盤に好適である。

本発明の一実施の形態を示す図で、自動旋盤の全体の概略の構成を示す平面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、背面主軸及びその近傍の構成を示す断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図２のＩＩＩ部を拡大して示す断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図３のＩＶ−ＩＶ矢視図である。 従来例を示す図で、背面主軸及びその近傍の構成を示す断面図である。 従来例を示す図で、背面主軸及びその近傍の構成を示す断面図である。

符号の説明

５ 主軸
１１ 背面主軸
１１１ チャック部材
１２５ 製品（ワーク）
１２７ 製品排出用ガイドパイプ
１２９ クーラント供給装置
１３１ クーラント供給ノズル
１３３ クーラント供給配管
１３５ 加圧流体用ガイドパイプ
１３７ 前方加圧流体用ガイドパイプ
１３９ 封止部材
１４１ スリーブ
１４３ クーラント液流路
１４５ 隙間流路

Claims (2)

1. 主軸と、
   上記主軸に対向・配置された背面主軸と、
   上記背面主軸に設けられ背面主軸内を通して移送される加工済みの製品を後方に排出する製品排出用ガイドパイプと、
   切粉を除去するための加圧流体を上記背面主軸に供給する加圧流体供給手段と、
   上記背面主軸内であって上記製品排出用ガイドパイプの外側に設置され製品排出用ガイドパイプとの間に上記加圧流体供給手段より供給される加圧流体の流路を提供する加圧流体用ガイドパイプと、
   を具備したことを特徴とする旋盤。
2. 請求項１記載の旋盤において、
   上記加圧流体はクーラント液であることを特徴とする旋盤。

Images