JP2012161879A - 立型旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】主軸部の貫通穴を通して切粉を重力によってスムーズに排出できるようにした立型旋盤を提供する。
【解決手段】ベッド１０と、ベッドに対して鉛直軸線回りに回転可能に支持され貫通穴１２ａを備えた主軸部１２と、主軸部の上部に固定され工作物Ｗを保持する保持具１４と、保持具に保持された工作物を加工する加工工具Ｔ１と、ベッドに固定され貫通穴２０ａを備えた固定部２０と、主軸部の貫通穴と記固定部の貫通穴との間に異物が侵入するのを防止する侵入防止部２３とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主軸部の貫通穴を通して切粉を重力によって排出できるようにした立型旋盤に関するものである。

従来の立型旋盤においては、例えば、特許文献１に記載されているように、主軸台１に鉛直軸線回りに回転可能に支持された中実の主軸２上に、ワークを把持するチャック３が取付けられ、ワークの切削によって生じた切粉を収容するために、主軸台の周縁部に切粉収容部４０が設けられている。

特開平１１−１１４７６５号公報

上記した特許文献１に記載されたような立型旋盤においては、ワークの切削によって生じた切粉は、切粉の持つ遠心力によって四方に飛散し、重力の法則により主軸の周囲に堆積するため、よほど大きな切粉収容部を設けないことには、四方に飛散する切粉を切粉収容部に確実に収容することができなく、しかも、主軸台の周縁部に切粉収容部を配設すると、立型旋盤の設置スペースが大きくなる問題がある。

加えて、特許文献１に記載のものは、中実の主軸上に中実のチャックが取付けられ、このチャック上にワークが把持される構成になっているため、ワークの取付け高さが高くなる。これによって、主軸を支持するベアリングより離れたところでワークを加工することを余儀なくされ、立型旋盤の剛性が低下するとともに、ワークの加工精度を向上することが難しい問題がある。

本発明は、上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、主軸部に設けた貫通穴を通して切粉を重力によってスムーズに排出できるようにした立型旋盤を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、ベッドと、該ベッドに対して鉛直軸線回りに回転可能に支持され貫通穴を備えた主軸部と、該主軸部の上部に固定され工作物を保持する保持具と、該保持具に保持された工作物を加工する加工工具と、前記ベッドに固定され貫通穴を備えた固定部と、該主軸部の貫通穴と前記固定部の貫通穴との間に異物が侵入するのを防止する侵入防止部とを有することである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記固定部を前記主軸部の貫通穴の内部に配置したことである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記工作物を、該工作物の一部が前記主軸部の貫通穴内に配置されるように、前記保持具に保持するようにしたことである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記侵入防止部は、前記主軸部の貫通穴と前記固定部の貫通穴とを連通する部位に形成されたラビリンス構造からなることである。

請求項５に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記保持具を、手締めチャックによって構成したことである。

請求項６に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記主軸部の外周に、該主軸部を回転駆動する駆動源によって駆動される駆動部を設けたことである。

請求項７に係る発明の特徴は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記侵入防止部にエアパージを用いたことである。

請求項１に係る発明によれば、ベッドと、ベッドに対して鉛直軸線回りに回転可能に支持され貫通穴を備えた主軸部と、主軸部の上部に固定され工作物を保持する保持具と、保持具に保持された工作物を加工する加工工具と、ベッドに固定され貫通穴を備えた固定部と、主軸部の貫通穴と固定部の貫通穴との間に異物が侵入するのを防止する侵入防止部とを有している。

この構成により、工作物の加工によって生成した切粉を、重力の作用によって主軸部の貫通穴を通って落下させることができ、主軸部の下方に設けた切粉受けに切粉を簡単かつ確実に回収することができる。しかも、侵入防止部によって、主軸部の貫通穴と固定部の貫通穴との間に切粉等の異物が侵入するのを防止することができる。

請求項２に係る発明によれば、固定部を主軸部の貫通穴の内部に配置したので、遠心力によって四方に飛散する切粉が、回転している主軸部の貫通穴に付着することなく、固定部によって受け止めることができ、切粉を重力作用によってスムーズに排出することができる。

請求項３に係る発明によれば、工作物を、その一部が主軸部の貫通穴内に配置されるように保持具に保持したので、ベッドに対する工作物の加工高さ位置を低くすることができ、立型旋盤の剛性を高めることができるとともに、主軸部を支持するベアリングに近いところで工作物を加工することができ、工作物の加工精度を向上することができる。

請求項４に係る発明によれば、侵入防止部は、主軸部の貫通穴と固定部の貫通穴とを連通する部位に形成されたラビリンス構造からなるので、立型旋盤であるが故に、侵入防止部にシールやメタル等を用いないラビリンス構造が採用可能であり、侵入防止部からの発熱を防止できる。

請求項５に係る発明によれば、保持具を、手締めチャックによって構成したので、保持具の本体（チャック本体）を小型化することができ、工作物の加工位置の高さを低くすることができる。

請求項６に係る発明によれば、主軸部の外周に、主軸部を回転駆動する駆動源によって駆動される駆動部を設けたので、主軸部の軸長を短くすることができ、工作物の加工位置の高さを低くすることができる。

請求項７に係る発明によれば、侵入防止部にエアパージを用いたので、非接触のエアパージによって、主軸部の貫通穴と固定部の貫通穴との間に異物が侵入するのを防止することができる。

本発明の第１の実施の形態を示す立型旋盤の断面図である。 図１の矢印２方向から見た平面図である。 図１の一部を拡大した拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示す立型旋盤の断面図である。 図４の矢印５方向から見た平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２において、１０は立型旋盤のベッドを示し、ベッド１０の上端には、ベアリング支持部材１１が固定されている。ベアリング支持部材１１には、大口径の貫通穴１２ａを有する主軸部１２が、上端部分をクロスローラベアリング１３によって鉛直軸線の回りに回転可能に支持されている。主軸部１２の上端には、工作物Ｗを保持する手締めチャックからなる保持具１４が取付けられている。保持具１４は、円筒状のチャック本体１５と、チャック本体１５上に設置され、工作物Ｗのフランジ部Ｗ１を保持する円周上複数の当金１６と、チャック本体１５に径方向に移動可能に保持され、工作物Ｗの外周をクランプする円周上複数のクランプ爪１７を有している。

工作物Ｗは、一端にフランジ部Ｗ１を有し、フランジＷ１と反対側を保持具１４のチャック本体１５内に挿通した姿勢で、フランジ部Ｗ１が当金１６上に支持され、位置決めクランプされる。そして、工作物Ｗの内径部Ｗ２が、工作物Ｗの径方向および軸線方向に移動可能な加工工具Ｔによって内径加工されるようになっている。従って、工作物Ｗの軸長（軸方向寸法）が大きな場合であっても、工作部Ｗの一部（下部）をチャック本体１５内を通して主軸部１２内に配置することができ、これによって、ベッド１０に対する工作物Ｗの加工高さ位置を低くすることができるとともに、クロスローラベアリング１３に近い位置で工作部Ｗの内径加工を可能にでき、工作物Ｗの加工精度を向上できるようにしている。

主軸部１２の貫通穴１２ａ内には、貫通穴２０ａを有する筒状の固定部２０が主軸部１２と同心的に配置され、固定部２０によって貫通穴１２ａの内面を覆うようになっている。固定部２０は、ベッド１０に一体的に形成され、貫通穴２０ａの内径はチャック本体１５の内径と略同一または大きくされている。固定部２０は、ベッド１０の外壁１０ａより回転主軸１２の径方向内方に延在する水平部１０ｂより上方に延在して構成されている。これにより、ベッド１０の外壁１０ａと、水平部１０ｂと、固定部２０とによって、ベアリング潤滑用の油を貯留する油溜まり２１を形成している。油溜まり２１に貯留された潤滑油は、図略の潤滑ポンプによって汲み上げられ、クロスローラベアリング１３に供給される。そして、クロスローラベアリング１３を潤滑した潤滑油は油溜まり２１に回収される。

図３に拡大図示するように、固定部２０の上端部２０ｂは、主軸部１２の上端近くまで延在され、上端部２０ｂの内周には、小径部２０ｃが形成されている。主軸部１２の上端には、固定部２０の上端部２０ｂならびに小径部２０ｃの外周および端部に僅かな隙間を有して対接する断面Ｌ字形のラビリンス部材２２が一体的に固定されている。かかるラビリンス部材２２と固定部２０によって、固定部２０の貫通穴２０ａより主軸部１２の貫通穴１２ａ内に切粉等の異物が侵入するのを防止するラビリンス構造からなる非接触の侵入防止部２３を構成している。

主軸部１２の外周には、円周上等角度間隔に複数のローラ２５が設けられ、このローラ２５に噛合うカム軸２６が水平軸線上に回転可能に支持されている。カム軸２６には図略の駆動モータが連結され、駆動モータによりカム軸２６およびローラ２５を介して、主軸部１２とともに保持具１４が回転駆動されるようになっている。ローラ２５は、主軸部１２を回転駆動する駆動源（駆動モータ）によって駆動される駆動部を構成しており、駆動部を主軸部１２の外周に配置することにより、主軸部１２の軸長を短くし、ベッド１０に対する工作物Ｗの加工高さ位置を低くできるようにしている。

なお、ベッド１０の固定部２０の下方位置には、切粉受け２７が取外し可能に設置されている。

次に上記した構成における動作について説明する。工作物Ｗはフランジ部Ｗ１の反対側を下方に向けた姿勢で、フランジ部Ｗ１が当金１６上に支持され、その状態で、保持具１４の複数のクランプ爪１７によって外周部をクランプされる。しかる状態で、図略の駆動モータによって、カム軸２６およびローラ２５を介して主軸部１２が回転駆動され、保持具１４とともに工作物Ｗが回転駆動される。

しかる状態で、加工工具Ｔが下降され、工作物Ｗの内径部Ｗ２を加工する。工作物Ｗの内径部Ｗ２の加工によって生成した切粉は、重力の作用によって主軸部１２内を通じて落下し、切粉受け２７に排出される。この際、切粉は切粉の持つ遠心力によって四方に飛散するが、主軸部１２の貫通穴１２ａが固定部２０によって覆われているため、回転している貫通穴１２ａに切粉が付着することがない。従って、遠心力によって四方に飛散する切粉を、固定部２０によって受け止め、重力により切粉受け２７にスムーズに落下させることができる。

しかも、主軸部１２の上端部と固定部２０の上端部２０ｂとの間には、ラビリンス構造からなる非接触の侵入防止部２３が設けられているため、固定部２０の貫通穴２０ａから主軸部１２の貫通穴１２ａと固定部２０の外周との間に切粉等の異物が侵入するのを防止することができる。これにより、異物が油溜まり２１に侵入し、ベアリング潤滑油に混入するのを回避することができる。

図４および図５は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、上記した第１の実施の形態と異なる点は、本発明を工作物Ｗの内外径を加工する立型旋盤に適用したことである。なお、以下の説明においては、主に第１の実施の形態と異なる点を説明し、第１の実施の形態と同一の構成部材については同一の参照符号を付し、説明を省略する。

図４において、工作物Ｗは、上部に第２の加工工具Ｔ２によって外径加工されるフランジ部Ｗ１を有し、フランジ部Ｗ１は、保持具１４に設けられた円周上複数の当金１６によって保持されるとともに、円周上複数のクランプ爪１７によって主軸部１２の軸心上に位置決めクランプされる。なお、図中Ｔ１は、工作物Ｗの内径部Ｗ２を内径加工する第１の加工工具である。

チャック本体１５の内径は、工作物Ｗの外径加工部（フランジ部Ｗ１）の外径より大きく、また、主軸部１２の貫通穴１２ａの内部に配置された固定部２０の貫通穴２０ａの径は、工作物Ｗの外径加工部（フランジ部Ｗ１）の外径より大きく、チャック本体１５の内径と略同一または大きくされている。このために、フランジ部Ｗ１を支持する当金１６は、チャック本体１５の内径を大きくオーバハングしてチャック本体１５の径方向内方に突出され、これによって、図５より明らかなように、チャック本体１５の内周および固定部２０の貫通穴２０ａと工作物Ｗのフランジ部Ｗ１の外周との各間に、切粉を排出するに十分な排出スペース３０を形成している。

この結果、第２の加工工具Ｔ２によるフランジ部Ｗ１の外径加工によって生成される切粉は、排出スペース３０よりチャック本体１５の内周および固定部２０の貫通穴２０ａ内に重力によって落下し、第１の実施の形態で述べたと同様に、切粉は回転する主軸部１２の貫通穴１２ａに付着することなく、切粉受け２７にスムーズに排出される。

このように、第２の実施の形態においては、第２の加工工具Ｔ２によるフランジ部Ｗ１の外径加工によって生成される切粉は、排出スペース３０よりチャック本体１５の内周および固定部２０の貫通穴２０ａ内に重力によって落下し、切粉受け２７にスムーズに排出される。また、第１の加工工具Ｔ１による工作物Ｗの内径加工によって生成される切粉は、第１の実施の形態で述べたと同様に、工作物Ｗの内周を通じて固定部２０の貫通穴２０ａ内に重力によって落下されて、切粉受け２７にスムーズに排出される。

上記した実施の形態によれば、ベッド１０に対して鉛直軸線回りに回転可能に支持され貫通穴１２ａを備えた主軸部１２と、ベッド１０に固定され貫通穴２０ａを備えた固定部２０とを有するので、工作物Ｗの加工によって生成した切粉を、重力の作用によって保持具１４の排出スペース３０および主軸部１２の貫通穴１２ａを通って落下することができ、主軸部１２の下方に設けた切粉受け２７に切粉を簡単かつ確実に回収することができる。

しかも、主軸部１２の貫通穴１２ａと固定部２０の貫通穴２０ａとの間に異物が侵入するのを防止するラビリンス構造の非接触の侵入防止部２３とを有しているので、シールやメタル等を用いない侵入防止部２３によって、発熱を生ずることなく、主軸部１２の貫通穴１２ａと固定部２０の貫通穴２０ａとの間に切粉等の異物が侵入するのを防止することができる。

また、固定部２０を主軸部１２の貫通穴１２ａの内部に配置したことにより、遠心力によって四方に飛散する切粉が、回転している主軸部１２の貫通穴１２ａに付着することなく、固定部２０によって受け止めることができるので、切粉を重力作用によってスムーズに排出することができるようになる。

さらには、工作物Ｗの一部が主軸部１２の貫通穴１２ａ内に配置されるように、工作物Ｗを保持具１４に保持するようにしたので、ベッド１０に対する工作物Ｗの加工高さ位置を低くすることができ、立型旋盤の剛性を高めることができるとともに、主軸部１２を支持するベアリング１３に近いところで工作物Ｗを加工することができ、工作物Ｗの加工精度を向上することができる。

上記した実施の形態においては、工作物Ｗを手締めチャックからなる保持具１４によってクランプする例について述べたが、本発明は、手締めチャックに限定されるものではなく、円周上複数のクランプ爪をシリンダ等によって駆動する構成の自動チャックやマグネットチャック等を用いることもできる。

また、上記した実施の形態においては、主軸部１２の貫通穴１２ａを覆う固定部２０を、ベッド１０と一体成形した例について述べたが、固定部２０をベッド１０とは別部材で構成し、ベッド１０に固定する構成であってもよい。

また、上記した実施の形態においては、主軸部１２の外周に設けた駆動部を、駆動モータによって回転駆動されるカム軸２６に噛合うローラ２５によって構成した例について述べたが、駆動モータによって回転駆動されるウォームに噛合うウォームホイールによって駆動部を構成することもできる。

さらに、上記した実施の形態においては、切粉等の異物の侵入を防止する侵入防止部２３を、ラビリンス部材２２を用いたラビリンス構造とした例について述べたが、侵入防止部２３は、例えば、主軸部１２と固定部２０との隙間よりエアを噴出して切粉やクーラント等の侵入を防止するエアパージを用いたものであってもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、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、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明に係る立型旋盤は、鉛直軸線回りに回転する主軸部上に保持した工作物の切粉を、重力によって排出するものに用いるのに適している。

１０…ベッド、１２…主軸部、１２ａ…貫通穴、１３…クロスローラベアリング、１４…保持具、２０…固定部、２０ａ…貫通穴、２２…ラビリンス部材、２３…侵入防止部、２５…駆動部（ローラ）、２７…切粉受け、Ｗ…工作物。

Claims (7)

1. ベッドと、該ベッドに対して鉛直軸線回りに回転可能に支持され貫通穴を備えた主軸部と、該主軸部の上部に固定され工作物を保持する保持具と、該保持具に保持された工作物を加工する加工工具と、前記ベッドに固定され貫通穴を備えた固定部と、該主軸部の貫通穴と前記固定部の貫通穴との間に異物が侵入するのを防止する侵入防止部とを有することを特徴とする立型旋盤。
2. 請求項１において、前記固定部を前記主軸部の貫通穴の内部に配置したことを特徴とする立型旋盤。
3. 請求項１または請求項２において、前記工作物を、該工作物の一部が前記主軸部の貫通穴内に配置されるように、前記保持具に保持するようにしたことを特徴とする立型旋盤。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記侵入防止部は、前記主軸部の貫通穴と前記固定部の貫通穴とを連通する部位に形成されたラビリンス構造からなることを特徴とする立型旋盤。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記保持具を、手締めチャックによって構成したことを特徴とする立型旋盤。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記主軸部の外周に、該主軸部を回転駆動する駆動源によって駆動される駆動部を設けたことを特徴とする立型旋盤。
7. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記侵入防止部にエアパージを用いたことを特徴とする立型旋盤。

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