JP2015066648A - 工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】工作機械において、ガイドブッシュ装置をガイドブッシュ支持台の挿入部の周囲に当たらないようにするとともに、ガイドブッシュ装置をガイドブッシュ支持台の挿入部に対して容易に位置決めを可能とする。【解決手段】後方Ｒに向かうにしたがって外径が大きくなるテーパ部３１ａが外周面３１に形成されたガイドブッシュ装置３０と、ガイドブッシュ装置３０を着脱自在に支持する、後方Ｒに向かうにしたがって内径が大きくなるテーパ部４１ａが周面４１に形成されガイドブッシュ支持台４０とを備え、ガイドブッシュ支持台４０のテーパ部４１ａとガイドブッシュ装置３０のテーパ部３１ａとの接触により、ガイドブッシュ装置３０をガイドブッシュ支持台４０の所定位置に案内されて位置決めされる。【選択図】図２

Description

本発明は、ガイドブッシュ装置を有する工作機械に関する。

自動旋盤装置等の工作機械には、主軸の前方に配置されるガイドブッシュ装置と、ガイドブッシュ装置を着脱自在に支持するガイドブッシュ支持台と、を備え、ガイドブッシュ装置に、ガイドブッシュ装置が挿脱自在に挿入される空間からなる挿入部が形成されたものがある（特許文献１）。
この工作機械では、例えばワークの直径や工作機械による加工の内容等に応じて、ガイドブッシュ装置を使用した加工と、使用しない加工とを選択することができる。

特開平９−２２５７０３号公報

ガイドブッシュ装置をガイドブッシュ支持台に取り付ける場合、ガイドブッシュ装置は、ガイドブッシュ支持台の挿入部に挿し入れられる。
ガイドブッシュ装置の外径と挿入部の内径との間の隙間は、ガイドブッシュ装置に設けられるガイドブッシュの軸線と主軸の軸線とが一致するように、極めて小さく設定されており、ガイドブッシュ支持台に対するガイドブッシュ装置の位置決めが高精度で行われる。

ただし、上記のように嵌合誤差が極めて小さいため、ガイドブッシュ装置のガイドブッシュ支持台に対する挿脱が容易ではなく、ガイドブッシュ装置を挿入部に挿し入れる際に、ガイドブッシュ装置を挿入部の入口の周囲に当てたり、ガイドブッシュ装置を挿入部に対して傾けて挿入したりするおそれがある。
挿入部の周囲にガイドブッシュ装置が当たると、挿入部の入口部分が変形したりガイドブッシュ装置が変形したりして、両者の組み付け性が低下するおそれがある。
また、ガイドブッシュの軸線と主軸の軸線とが位置ずれして、ガイドブッシュ装置でワークを適切に支持できなくなる場合がある。
ガイドブッシュ装置が挿入部に対して傾いて挿入された場合も、ガイドブッシュ装置でワークを適切に支持できなくなる場合がある。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、ガイドブッシュ装置をガイドブッシュ支持台に対して容易に位置決めすることができる工作機械を提供することを目的とする。

本発明に係る工作機械は、主軸の前方に配置されるガイドブッシュ装置と、前記ガイドブッシュ装置を着脱自在に支持するガイドブッシュ支持台とを備え、前記ガイドブッシュ装置に、前記ガイドブッシュ装置が挿脱自在に挿入される空間からなる挿入部が形成され、前記ガイドブッシュ装置の外周面と前記挿入部の周面とのそれぞれに相対応して、前記主軸に向かうにしたがって拡径するテーパ部が形成され、両テーパ部が互いに当接した状態で、前記ガイドブッシュ装置が前記ガイドブッシュ支持台の所定位置に位置決めされるものである。

本発明に係る工作機械によれば、ガイドブッシュ装置をガイドブッシュ支持台の挿入部に対して容易に位置決めすることができる。

自動旋盤装置の主要部を示す、ガイドブッシュ装置が取り付けられている状態の要部断面図である。 図１において、ガイドブッシュ装置が取り外された状態を示す要部断面図である。 挿入孔の軸に対してガイドブッシュ装置の軸が位置ずれした状態で、ガイドブッシュ装置が挿入孔に挿入される様子を示す図である。 挿入孔の軸に対してガイドブッシュ装置の軸が傾いた状態で、ガイドブッシュ装置が挿入孔に挿入される様子を示す図である。 ガイドブッシュ装置を使用しない状態で、主軸が最後退位置にある様子を示す図である。 ガイドブッシュ装置を使用しない状態で、主軸が最前進位置にある様子を示す図である。

本発明に係る工作機械の一実施形態である自動旋盤装置１００について、以下、図面を参照して説明する。

自動旋盤装置１００は、図１に示すように、ワーク２００を保持する主軸１０と、刃物台２１に支持され、ワーク２００を加工する工具２０と、ガイドブッシュ支持台４０に着脱自在に支持されたガイドブッシュ装置３０とを備えている。
主軸１０は、軸線回りに回転駆動され、軸線と一致する軸（軸Ｚ）方向に沿って前進、後退する。

刃物台２１は、主軸１０の前方Ｆに設けられている。
刃物台２１は、軸Ｚ方向に直交するＸ方向に移動可能に設けられ、ワーク２００の、ガイドブッシュ装置３０から前方Ｆに突出した部分に所望の加工を施すことができる。

ガイドブッシュ支持台４０は、主軸１０と刃物台２１との間に設けられている。
ガイドブッシュ支持台４０の中心部分には、図２に示すように、ガイドブッシュ装置３０が挿脱自在に挿入される空間からなる挿入部として挿入孔４２が形成されている。

挿入孔４２の周面４１には、後側の部分に、後方Ｒに向かうにしたがって内径が大きくなるテーパ部４１ａが形成されている。
挿入孔４２の軸線は主軸１０の軸線（軸Ｚ）に一致している。
テーパ部４１ａの前端における挿入孔４２の内径はｄ１であり、後端である開口４１ｄにおける挿入孔４２の内径はｄ２（＞ｄ１）である。
周面４１のテーパ部４１ａよりも前側の部分には、前方Ｆに向けて内径が略一定のストレート部４１ｂが形成されている。
ストレート部４１ｂの内径は、テーパ部４１ａの前端の内径に等しい。
ストレート部４１ｂには、全周に亘って形成された溝に環状のシール部材４１ｃが設けられている。

ガイドブッシュ装置３０は、外装を構成するガイドブッシュホルダ３３と、ガイドブッシュホルダ３３に収容されるガイドブッシュ３４とを備える。
ガイドブッシュホルダ３３の外径が、ガイドブッシュ装置３０の外径となっている。
ガイドブッシュホルダ３４の後端部に、フランジ３２が形成されている。
ガイドブッシュ装置３０は、図１に示すように、ガイドブッシュホルダ３３が挿入孔４２に挿入され、フランジ３２が複数のボルト４５によってガイドブッシュ支持台４０に固定されることで、ガイドブッシュ支持台４０に装着固定される。
ガイドブッシュ装置３０がガイドブッシュ支持台４０に装着されると、ガイドブッシュ３４の軸線である軸Ｚ１は挿入孔４２の軸線に一致する。
したがって、ガイドブッシュ３４の軸線（軸Ｚ１）と挿入孔４２の軸線と主軸１０の軸線（軸Ｚ）とが一致する。
ガイドブッシュ３４の内径はワーク２００の外径に応じて調節されて、加工に際してガイドブッシュ３４にワーク２００が挿通され、ワーク２００はガイドブッシュ３４によってガイドされる。
ガイドブッシュ装置３０は、ボルト４５を取り外し、図２に示すように、ガイドブッシュホルダ３３を挿入孔４２から後方Ｒに引き出すことによってガイドブッシュ支持台４０から取り外すことができる。

ガイドブッシュホルダ３４の外周面３１には、後側の部分に、後方Ｒに向かうにしたがって外径が大きくなるテーパ部３１ａが形成されている。
このテーパ部３１ａの前端におけるガイドブッシュホルダ３４の外径はＤ１であり、後端におけるガイドブッシュホルダ３４の外径はＤ２（＞Ｄ１）である。

なお、テーパ部３１ａの後端からフランジ３２までの部分は、テーパ部３１ａの外径と等しいＤ２一定のストレート部３１ｃとなっている。
ガイドブッシュ装置３０をガイドブッシュ支持台４０に固定したとき、ストレート部３１ｃによって、フランジ３２と開口４１ｄにおける角部を逃げる空間を形成することができ、干渉を防止することができる。

外周面３１のテーパ部３１ａの前端よりも前側の部分には、前方Ｆに向けて内径が略一定のストレート部３１ｂが形成されている。
このストレート部３１ｂの外径は、テーパ部３１ａの前端における外径と等しいＤ１である。
テーパ部３１ａの外径Ｄ２はテーパ部４１ａの内径ｄ２よりも小さく、テーパ部３１ａの外径Ｄ１はテーパ部４１ａの内径ｄ１よりも小さい。

ガイドブッシュ装置３０がガイドブッシュ支持台４０に装着されている状態においては、図１に示すように、テーパ部３１ａとテーパ部４１ａとが略全面に亘って当接している。
この状態においては、シール部材４１ｃの内周側のリップがガイドブッシュ装置３０のストレート部３１ｂに全周に亘って接している。
ストレート部４１ｂとストレート部３１ｂとの間の隙間が全周に亘ってシール部材４１ｃによりシールされて、工具２０によって旋削されたワーク２００の切り粉や切削油などがテーパ部３１ａ，４１ａに侵入するのを防止している。

ガイドブッシュ装置３０をガイドブッシュ支持台４０に取り付けるときは、図２に示すように、ガイドブッシュ支持台４０の後方Ｒからガイドブッシュ装置３０を挿入孔４２に向けて前進させる。
このとき、ガイドブッシュ装置３０は、ストレート部３１ｂ側が前方Ｆを向く。
ストレート部３１ｂの外径は、テーパ部３１ａの最小外径Ｄ１であり、挿入孔４２の入口となる開口４１ｄの内径は、テーパ部３１ａの最大外径Ｄ２よりも大きいｄ２であるため、ストレート部３１ｂを後方Ｒから挿入孔４２に挿入する際には、両者の間には比較的大きな隙間がある。
開口４１ｄにおける両者の間の隙間の大きさΔＤは、ΔＤ＝ｄ２−Ｄ１となる。

したがって、ガイドブッシュ装置３０を挿入孔４２に挿入する際に、図３に示すように、挿入孔４２に対してガイドブッシュ装置３０が径方向にずれた状態であったり、図４に示すように、挿入孔４２に対してガイドブッシュ装置３０が傾いた状態であったりしても、ガイドブッシュ装置３０を挿入孔４２の周囲に当てずに挿入することができる。
このように、本実施形態の自動旋盤装置１００によれば、ガイドブッシュ装置３０を挿入孔４２の周囲等に接触させることなく、ガイドブッシュ支持台４０に容易に装着することができるため、挿入孔４２の入口（開口４１ｄ）部分やガイドブッシュ装置３０の変形が発生しにくくなり、両者の組み付け性が低下するのを防止することができる。
これにより、ガイドブッシュ装置３０の取り付け不良等によるガイドブッシュ３４の軸線（軸Ｚ１）と主軸１０の軸線（軸Ｚ）とが位置ずれするのを防止し、ガイドブッシュ装置３０によるワーク２００の適切な支持ができなくなるのを防止することができる。

本実施形態の自動旋盤装置１００によれば、ガイドブッシュ装置３０が挿入孔４２に挿し入れられると、挿入が進むにしたがってガイドブッシュ装置３０のテーパ部３１ａが挿入孔４２のテーパ部４１ａに接してガイドブッシュ装置３０を案内する。
これにより、ガイドブッシュ装置３０は、ガイドブッシュ３４の軸線（軸Ｚ１）が挿入孔４２の軸線（軸Ｚ）に一致した状態（図１参照）に収束される。
この状態で、図１に示すように、ボルト４５によりガイドブッシュ装置３０がガイドブッシュ支持台４０に固定されることによって、ガイドブッシュ装置３０をガイドブッシュ支持台４０に対して容易かつ高精度に位置決めすることができる。

本実施形態のガイドブッシュ装置３０は、前側の部分がストレート部３１ｂで形成されているが、本発明に係る工作機械におけるガイドブッシュ装置は、必ずしもストレート部を備える必要はない。
ただし、ガイドブッシュ装置は径に応じて長さも変わり、大径になるにしたがって全長が長くなるため、自動旋盤装置１００のようにストレート部３１ｂを備えることにより、大径のガイドブッシュ装置を使用することができる。
また、ストレート部３１ｂが無く軸Ｚ方向の全長に亘ってテーパ部３１ａに形成されているものよりも、前端部での外径を太くすることができ、ガイドブッシュ装置３０の剛性を高めることもできる。

図２に示したように、ガイドブッシュ支持台４０からガイドブッシュ装置３０を取り外した状態においては、図５，６に示すように、主軸１０の先端部分の外周面３１は主軸カバー１１によって外方から覆われる。
主軸カバー１１は、軸Ｚを中心とする円筒状であり、その外径はストレート部３１ｂの外径Ｄ１に等しい。
したがって、主軸カバー１１は、軸Ｚに沿って挿入孔４２を通過することができ、このとき、シール部材４１ｃの内周側のリップが主軸カバー１１の外周面１１ａに、全周に亘って接する。

ガイドブッシュ装置３０を使用しない加工での主軸１０の移動範囲は、軸Ｚ方向については、図５に示した最後退位置から図６に示した最前進位置までになる。
主軸カバー１１は、この最後退位置から最前進位置の範囲の全域に亘って、外周面１１ａにシール部材４１ｃのリップ部が接するような範囲に設けられている。
これにより、ストレート部４１ｂと主軸カバー１１の外周面１１ａとの間の隙間が全周に亘ってシール部材４１ｃによってシールされて、加工時に工具２０によって旋削されたワーク２００の切り粉や切削油などがテーパ部４１ａに侵入するのを防止することができる。

本実施形態の自動旋盤装置１００は、ガイドブッシュとして固定型のガイドブッシュを適用したものである。
本発明に係る工作機械は、ガイドブッシュとして固定型のガイドブッシュを適用したものに限るものではなく、スリーブやガイドブッシュがガイドブッシュホルダに対して回転自在とされているロータリ型のガイドブッシュを適用することもできる。
本発明に係る工作機械は、自動旋盤装置に限定されるものではなく、ワークを加工する他の工作機械に適用することもできる。

１０ 主軸
３０ ガイドブッシュ装置
１１ａ，３１ 外周面
３１ａ，４１ａ テーパ部
３１ｂ，３１ｃ，４１ｂ ストレート部
３３ ガイドブッシュホルダ
３４ ガイドブッシュ
４０ ガイドブッシュ支持台
４１ 周面
４２ 挿入孔
１００ 自動旋盤装置
２００ ワーク
Ｚ，Ｚ１ 軸
Ｄ１，Ｄ２ 外径
ｄ１，ｄ２ 内径
Ｆ 前方
Ｒ 後方

自動旋盤装置等の工作機械には、主軸の前方に配置されるガイドブッシュ装置と、ガイドブッシュ装置を着脱自在に支持するガイドブッシュ支持台と、を備え、ガイドブッシュ支持台に、ガイドブッシュ装置が挿脱自在に挿入される空間からなる挿入部が形成されたものがある（特許文献１）。
この工作機械では、例えばワークの直径や工作機械による加工の内容等に応じて、ガイドブッシュ装置を使用した加工と、使用しない加工とを選択することができる。

本発明に係る工作機械は、主軸の前方に配置されるガイドブッシュ装置と、前記ガイドブッシュ装置を着脱自在に支持するガイドブッシュ支持台とを備え、前記ガイドブッシュ支持台に、前記ガイドブッシュ装置が挿脱自在に挿入される空間からなる挿入部が形成され、前記ガイドブッシュ装置の外周面と前記挿入部の周面とのそれぞれに相対応して、前記主軸に向かうにしたがって拡径するテーパ部が形成され、両テーパ部が互いに当接した状態で、前記ガイドブッシュ装置が前記ガイドブッシュ支持台の所定位置に位置決めされるものである。

Claims (4)

1. 主軸の前方に配置されるガイドブッシュ装置と、前記ガイドブッシュ装置を着脱自在に支持するガイドブッシュ支持台とを備え、
   前記ガイドブッシュ装置に、前記ガイドブッシュ装置が挿脱自在に挿入される空間からなる挿入部が形成され、
   前記ガイドブッシュ装置の外周面と前記挿入部の周面とのそれぞれに相対応して、前記主軸に向かうにしたがって拡径するテーパ部が形成され、両テーパ部が互いに当接した状態で、前記ガイドブッシュ装置が前記ガイドブッシュ支持台の所定位置に位置決めされる工作機械。
2. 前記挿入部の前記テーパ部よりも前側の部分に、内径が略一定のストレート部が形成され、
   前記ガイドブッシュ装置の外周面の前記テーパ部よりも前側の部分に、外径が略一定のストレート部が形成されている請求項１に記載の工作機械。
3. 前記挿入部の前記ストレート部と前記ガイドブッシュ装置の前記ストレート部とを全周に亘って接しさせるシール部材が備えられている請求項２に記載の工作機械。
4. 前記主軸の前端部分に、前記ガイドブッシュ装置のストレート部の外径と等しい外径の主軸カバーを、着脱自在に設けた請求項１から３のうちいずれか１項に記載の工作機械。