JP2022148001A

JP2022148001A - 旋盤

Info

Publication number: JP2022148001A
Application number: JP2021049511A
Authority: JP
Inventors: 純也小田; Junya Oda
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2021-03-24
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2022-10-06
Also published as: CN115121817A; EP4063067A2; KR20220133093A; US11986887B2; EP4063067A3; US20220305562A1; TW202237303A

Abstract

【課題】加工精度の高い旋盤を提供する。【解決手段】ワークＷ１を把持して第１主軸中心線ＣＬ１を中心として回転可能な第１主軸３１と、第１主軸３１に把持されたワークＷ１に切り込むことでワークＷ１を加工する工具Ｔ１が装着される第１刃物台５と、第１主軸中心線ＣＬ１とは直交するＸ１軸方向に延在し、第１刃物台５をＸ１軸方向に移動させるＸ１軸ボールネジ５０２と、Ｘ１軸ボールネジ５０２の、Ｘ１軸方向における一端側部分に配置され、Ｘ１軸ボールネジ５０２のＸ１軸方向への移動を規制するＸ１軸サポート軸受５０４とを備え、第１刃物台５は、Ｘ１軸ボールネジ５０２に噛み合い、Ｘ１軸ボールネジ５０２の回転によってＸ１軸方向に沿って移動するＸ１軸ボールネジナット５１２を有するものであり、工具Ｔ１の切り込み方向は、Ｘ１軸ボールネジナット５１２がＸ１軸サポート軸受５０４に接近する方向である。【選択図】図８

Description

本発明は、主軸と刃物台とを備えた旋盤に関する。

ワークを把持して回転可能な主軸と、その主軸に把持されたワークを加工する工具が設けられた刃物台とを備えた旋盤が知られている（例えば、特許文献１等参照）。特許文献１に記載された旋盤は、工具がワークに切り込む切り込み方向に刃物台を移動させることで主軸に把持されて回転しているワークを加工している。刃物台には、被駆動部が設けられている。そして、被駆動部は、軸方向の移動が移動規制部によって規制された駆動軸に噛み合っている。駆動軸がその軸周りに回転することで、被駆動部はその軸方向に移動する。駆動軸の軸方向は、切り込み方向に向いているので、駆動軸がモータの駆動力を受けて回転すると、刃物台は回転方向に応じて切り込み方向またはその反対方向に移動する。

特表２００２―５０９４８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された旋盤は、刃物台が切り込み方向に移動して工具がワークに切り込むときに、駆動軸の移動を規制する移動規制部と刃物台の被駆動部とが大きく離間するため、熱により駆動軸がその軸方向に伸縮すると、工具の切り込み量が変化してしまい、加工精度が低下するという問題があった。

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、加工精度の高い旋盤を提供することを目的とする。

上記目的を解決する本発明の旋盤は、ワークを把持して主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、
前記主軸に把持された前記ワークに切り込むことで該ワークを加工する工具が装着される刃物台と、
前記主軸中心線とは直交する軸方向に延在し、前記刃物台を該軸方向に移動させる駆動軸と、
前記駆動軸の、前記軸方向における一端側部分に配置され、該駆動軸の該軸方向への移動を規制する移動規制部とを備え、
前記刃物台は、前記駆動軸に噛み合い、該駆動軸の回転によって前記軸方向に沿って移動する被駆動部を有するものであり、
前記工具の切り込み方向は、前記被駆動部が前記移動規制部に接近する方向であることを特徴とする。

この旋盤によれば、前記工具が切り込み方向に移動すると、前記被駆動部が前記移動規制部に接近するので、前記ワークの加工時には該移動規制部と被駆動部とが近接した位置に配置される。これにより、たとえ前記駆動軸が熱によってその軸方向に伸縮しても、前記工具の前記ワークへの切り込み量が変化しにくくなるので、該ワークの加工精度が高まる。

ここで、この旋盤は、前記主軸の前方において前記ワークを前記主軸中心線を中心として回転可能に支持するガイドブッシュを備えていてもよい。また、前記駆動軸はボールネジであってもよく、前記被駆動部はそのボールネジに噛み合ったボールネジナットであってもよい。さらに、前記移動規制部は、転がり軸受であってもよい。加えて、前記駆動軸を回転させるモータを備え、前記工具の切り込み方向は、前記被駆動部が該モータに接近する方向であってもよい。またさらに、前記モータの出力軸と前記駆動軸は、同一軸線上に配置されたものであってもよい。

この旋盤において、前記被駆動部は、前記刃物台における前記切り込み方向側部分に配置されたものであってもよい。

こうすることで、前記被駆動部が前記移動規制部に近接して配置されるので、前記駆動軸がその軸方向に伸縮しても、前記工具の前記ワークへの切り込み量が変化しにくい。このため、該ワークの加工精度がさらに高まる。

この旋盤において、前記駆動軸を回転させるモータを備え、
前記モータは、前記刃物台よりも前記切り込み方向側に配置されたものであってもよい。

前記刃物台よりも前記切り込み方向とは反対側に前記モータを配置すると、前記ワークを把持する前記主軸よりも一方側に、該刃物台および該モータなどが並んで配置されることになるためこの旋盤が大型化しやすい。上述のように配置することで、この旋盤を小型化することができる。

また、この旋盤において、前記駆動軸を回転させるモータを備え、
前記刃物台は、前記主軸中心線よりもこの旋盤の背面側に配置されたものであり、
前記モータは、前記刃物台よりもこの旋盤の正面側に配置された態様であってもよい。

前記主軸中心線よりも前記背面側に配置された前記刃物台のさらに該背面側に前記モータを配置すると、該モータや該モータの支持構造などが背面側に突出するためこの旋盤が大型化しやすい。本態様によれば前記刃物台よりも前記正面側に前記モータを配置しているので、この旋盤を小型化することができる。

また、この旋盤において、前記駆動軸を回転させるモータを備え、
前記刃物台は、前記主軸中心線よりもこの旋盤の正面側に配置されたものであり、
前記モータは、前記刃物台よりもこの旋盤の背面側に配置された態様であってもよい。

前記主軸中心線よりも前記正面側に配置された前記刃物台のさらに該正面側に前記モータを配置すると、該モータや該モータの支持構造などが正面側に突出するためこの旋盤が大型化しやすい。本態様によれば前記刃物台よりも前記背面側に前記モータを配置しているので、この旋盤を小型化することができる。

ここで、前記モータは前記主軸よりも上方に配置されていてもよい。また、前記モータはサーボモータであってもよい。

本発明によれば、加工精度の高い旋盤を提供することができる。

本実施形態にかかるＮＣ旋盤の外観を示す斜視図である。図１に示したＮＣ旋盤の外観を示す正面図である。図１に示したＮＣ旋盤の内部構成を簡易的に示す平面図である。図１に示したＮＣ旋盤の外観を示す背面図である。図４に示した配電盤室を正面側斜め上方から見た斜視図である。図１に示したＮＣ旋盤の正面側外装の一部を切り欠いて内部を示した正面図である。。図１に示したＮＣ旋盤の刃物台ベースと第１刃物台とガイドブッシュを図２における右側から見た右側面図である。（ａ）は、図１に示したＮＣ旋盤の刃物台ベースと第１刃物台の下側部分の構成を簡易的に示した平面図であり、（ｂ）は、同図（ａ）の状態から、中間ベースが－Ｘ１方向に移動した様子を示す平面図である。ＮＣ旋盤の変形例を示す図７と同様の右側面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、本発明をＮＣ（ＮｕｍｅｒｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌ）旋盤に適用した例を用いて説明する。

図１は、本実施形態にかかるＮＣ旋盤の外観を示す斜視図である。また、図２は、図１に示したＮＣ旋盤の外観を示す正面図である。

図１および図２に示すように、ＮＣ旋盤１は、土台となる脚の上に、切削室１１と、主軸台室１２と、操作パネル１５とを備えている。このＮＣ旋盤１は、旋盤の一例に相当する。また、図１では、図の左手前側がＮＣ旋盤１の正面側になり、図の右奥側がＮＣ旋盤１の背面側になる。なお、図２には、ＮＣ旋盤１によって加工が完了した製品をＮＣ旋盤１の外部まで搬送する排出コンベア９の下流端部も示されている。切削室１１は、正面側から見てＮＣ旋盤１の右側に配置されている。切削室１１の正面側には切削室１１内を視認するための窓１１１が設けられている。主軸台室１２は正面側から見てＮＣ旋盤１の左側に配置されている。切削室１１と主軸台室１２は離間しており、その間には、後述するガイドブッシュ支持台４１（図３参照）や第１刃物台５（図３参照）が配置されている。以下、この切削室１１と主軸台室１２の間の部分を中間部と称する。中間部の正面側は、刃物台正面カバー１３１で覆われている。また、中間部の上端は、刃物台天井カバー１３２で覆われている。この刃物台天井カバー１３２には、複数のルーバー１３２２が形成されている。なお、刃物台正面カバー１３１および刃物台天井カバー１３２は、中間部から切削室１１側に少し張り出している。このため、刃物台正面カバー１３１および刃物台天井カバー１３２は、切削室１１の、図２における左端部分も覆っている。操作パネル１５は、主軸台室１２の上方に配置されている。この操作パネル１５は、ＮＣ旋盤１を操作するための入力装置である。ＮＣ旋盤１の操作者は、新規加工における動作確認などで、窓１１１から切削室１１内を見て加工動作などを視認しつつ、操作パネル１５を用いてＮＣ旋盤１を操作する。その際に、切削室１１内の視認と操作パネル１５の操作を繰り返して加工動作などを調整することがある。本実施形態の刃物台正面カバー１３１は、刃物台正面カバー１３１のうち、正面側に張り出している正面部分と操作パネル１５側の側面部分との間に大きな面取形状１３１ａを形成しているので、ＮＣ旋盤１の操作者が切削室１１から操作パネル１５あるいはその逆に視線を移動する際に、刃物台正面カバー１３１が邪魔になりにくいため、視線移動が迅速に行える。また、ＮＣ旋盤１の操作者が窓１１１を見ながら操作パネル１５に手を伸ばして操作する際や、切削室１１側から操作パネル１５側に移動しつつ操作パネル１５に手を延ばす際に、刃物台正面カバー１３１によって手の動きが妨げられにくいので、ＮＣ旋盤１の操作性も向上している。

図３は、図１に示したＮＣ旋盤の内部構成を簡易的に示す平面図である。

図３に示すように、ＮＣ旋盤１の内部には、ＮＣ装置２と、第１主軸台３と、ガイドブッシュ４と、第１刃物台５と、第２主軸台６と、第２主軸用刃物台７が設けられている。ＮＣ装置２には、ＮＣプログラムが保存されている。ＮＣ装置２は、そのＮＣプログラムに従って、第１主軸台３、第１刃物台５、第２主軸台６および第２主軸用刃物台７を数値制御により移動させるコンピューターである。また、第１刃物台５には、工具Ｔ１自体が回転する回転工具が取り付けられる場合があり、同様に第２主軸用刃物台７にも工具Ｔ２自体が回転する回転工具が取り付けられる場合がある。その場合には、ＮＣ装置２は、回転工具の回転も制御する。なお、ＮＣプログラムを用いた動作の他、図１に示した操作パネル１５からＮＣ装置２に直接指令を入力することによってもＮＣ旋盤１を動作させることができる。

第１主軸台３は、図１に示した主軸台室１２内に配置されている。第１主軸台３には、第１主軸３１が搭載されている。この第１主軸３１は、主軸の一例に相当する。第１主軸台３は、第１主軸３１とともにＺ１軸方向に移動可能である。Ｚ１軸方向は、水平方向であり、図３においては左右方向である。以下の説明では便宜上、図３における右側を「前」、図３における左側を「後」として説明を行う。なお、このＮＣ旋盤１においては、前方向は、＋Ｚ１方向と一致しており、後方向は－Ｚ１方向と一致している。第１主軸３１は、その前端部にコレット等の第１把持部を有している。また、第１主軸３１は、その後端から第１主軸３１の内部に挿入された棒状のワークＷ１を第１把持部によって解放可能に把持する。第１主軸３１は、ワークＷ１を把持して第１主軸中心線ＣＬ１を中心として回転可能である。この第１主軸中心線ＣＬ１は、主軸中心線の一例に相当する。第１主軸中心線ＣＬ１の方向はＺ１軸方向と一致している。第１主軸３１にはビルトインモーター等のモータが設けられている。そのモータがＮＣ装置２からの指令を受けることで、第１主軸３１は、第１主軸中心線ＣＬ１を中心として回転する。これにより、第１主軸３１によって把持されたワークＷ１は、第１主軸中心線ＣＬ１を中心にして回転する。

ガイドブッシュ４は、第１主軸３１の前方で、ガイドブッシュ支持台４１によってＮＣ旋盤１の脚に固定されている。ガイドブッシュ４は、第１主軸３１の内部を貫通したワークＷ１の前端側部分をＺ１軸方向へ摺動自在に支持する。このガイドブッシュ４の、ワークＷ１を支持している部分は、第１主軸３１と同期して第１主軸中心線ＣＬ１を中心として回転可能である。すなわち、第１主軸中心線ＣＬ１は、ガイドブッシュ４に支持されたワークＷ１の回転中心線でもある。ガイドブッシュ４により、加工時のワークＷ１の撓みが抑制されるので、特に細長いワークＷ１を高精度に加工できる。なお、ガイドブッシュ４の前面部分は、切削室１１内に露出している。

第１刃物台５は、第１主軸中心線ＣＬ１よりもＮＣ旋盤１の背面側に配置されている。この第１刃物台５は、Ｚ１軸方向と直交しかつ水平方向を向いたＸ１軸方向と、垂直方向を向いたＹ１軸方向に移動可能である。この第１刃物台５は、刃物台の一例に相当する。図３では、上下方向がＸ１軸方向であり、紙面に直交する方向がＹ１軸方向である。第１刃物台５には、ワークＷ１を加工する工具Ｔ１が装着される。図３には、第１刃物台５に工具Ｔ１が装着された様子が示されている。第１刃物台５には、外径加工用バイト、突っ切り加工用バイト等を含む複数種類の工具Ｔ１がＹ１軸方向に並んで取り付けられている。第１刃物台５に設けられた後述する第１刃物台テーブル５２（図７参照）がＹ１軸方向に移動することで、これらの複数種類の工具Ｔ１から任意の工具Ｔ１が選択される。そして、第１刃物台５が切り込み方向に移動することで、その工具Ｔ１が第１主軸３１に把持されたワークＷ１に切り込んでワークＷ１を加工する。この実施形態では、工具Ｔ１の切り込み方向はＮＣ旋盤１の正面方向であり、図３においては－Ｘ１方向として示されている。この第１刃物台５の構成については、後に詳述する。なお、前側部分を除く第１刃物台５の殆どの部分は中間部に配置されているが、前側部分と工具Ｔ１は切削室１１内に配置されている。

第２主軸台６は、ガイドブッシュ４よりも前方であって、図１に示した切削室１１内に配置されている。第２主軸台６には、第２主軸６１が搭載されている。第２主軸台６は、Ｘ２軸方向およびＺ２軸方向に第２主軸６１とともに移動可能である。このＸ２軸方向は上述したＸ１軸方向と同一の方向であり、Ｚ２軸方向は上述したＺ１軸方向と同一の方向である。第２主軸６１は、その後端部にコレット等の第２把持部を有している。第１主軸３１を用いた加工が完了したワークＷ１の先端を第２主軸６１でチャックし、第１主軸３１と第２主軸６１とを同期回転させて突っ切り加工用バイトにより切断動作を行う。又は、第１主軸３１を用いた加工が完了したワークを第２主軸６１でチャックし、第１主軸３１のチャックを開いた状態で第２主軸６１を回転させ突っ切り加工用バイトにより切断動作を行う。これにより、切断済ワークＷ２が第２主軸６１に受け渡される。第２主軸６１は、第１主軸３１から受け渡された切断済ワークＷ２を第２把持部によって解放可能に把持する。第２主軸６１は、切断済ワークＷ２を把持して第２主軸中心線ＣＬ２を中心として回転可能である。この第２主軸中心線ＣＬ２の方向はＺ２軸方向と一致している。第２主軸６１にはビルトインモーター等のモータが設けられている。そのモータがＮＣ装置２からの指令を受けることで、第２主軸６１は、第２主軸中心線ＣＬ２を中心として回転する。これにより、第２主軸６１によって把持された切断済ワークＷ２は、第２主軸中心線ＣＬ２を中心にして回転する。なお、第２主軸６１は、第１主軸３１と面対称に対向して配置されるため対向主軸と呼ばれることがある。

第２主軸用刃物台７は、ガイドブッシュ４のやや前方であって、ガイドブッシュ４および第１主軸中心線ＣＬ１に対してＮＣ旋盤１の正面側にずれた位置に配置されている。第２主軸用刃物台７は、Ｙ２軸方向へ移動可能である。このＹ２軸方向は上述したＹ１軸方向と同一の方向である。第２主軸用刃物台７には、第２主軸６１に把持された切断済ワークＷ２を加工する工具Ｔ２が装着される。図３には、第２主軸用刃物台７に工具Ｔ２が装着された様子が示されている。また、第２主軸用刃物台７には、加工が完了したワークを受け入れる不図示の受入装置も搭載されている。第２主軸用刃物台７には、ドリルやエンドミル等の複数種類の工具Ｔ２が並んで取り付けられる。なお、図３には表れていないが、工具Ｔ２はＸ２軸方向だけでなくＹ２軸方向にも並んで取り付けられている。第２主軸用刃物台７がＹ２軸方向に移動することで、これらの複数種類の工具Ｔ２から任意の工具Ｔ２が選択される。そして、第２主軸台６が－Ｚ方向に移動することで、第２主軸６１に把持された切断済ワークＷ２の後端側部分が加工される。なお、第２主軸用刃物台７は、図１に示した切削室１１内に配置されている。

図４は、図１に示したＮＣ旋盤の外観を示す背面図である。

図４に示すように、ＮＣ旋盤１背面の下側部分には、配電盤室１４が設けれられている。配電盤室１４は、通常は配電盤カバー１４１によって覆われている。図４には配電盤カバー１４１を取り外し、その配電盤カバー１４１を矢印で示すように図の右側に移動させた様子が示されている。図４において丸で囲って拡大した図に示すように、配電盤室１４内には、アンプやコントローラなどがユニット化された電装ユニット１４２が複数配置されている。これらの電装ユニット１４２は、図４における紙面手前側部分がネジ止めされており、そのネジを外すことで、図４における紙面手前側に電装ユニット１４２を抜き出すことができる。これにより、電装ユニット１４２のメンテナンスや故障時には、必要な電装ユニット１４２を配電盤室１４から取り外すことができる。また、これらの電装ユニット１４２には、ＮＣ旋盤１に設けられた各種アクチュエータや電気部品などに繋がるケーブル１４３が接続されている。なお、図４では、ケーブル１４３は、配電盤室１４近傍にある部分のみが示され残りは図示省略されている。ケーブル１４３は、配電盤室１４の左右側面に２つづつ設けられたケーブルエントリー部１４５を通って配電盤室１４内の電装ユニット１４２に接続されている。

図５は、図４に示した配電盤室を正面側斜め上方から見た斜視図である。

図５に示すように、ケーブルエントリー部１４５は、エントリー止め具１４５１と、上側保持体１４５２と、下側保持体１４５３とから構成されている。エントリー止め具１４５１、上側保持体１４５２および下側保持体１４５３は、ネジによって配電盤室１４の側面に固定されている。上側保持体１４５２と下側保持体１４５３は、上下方向に対向して配置されており、対向している部分はそれぞれスポンジ状部材で形成されている。ケーブル１４３は、上側保持体１４５２のスポンジ状部材と下側保持体１４５３のスポンジ状部材に挟まれている。また、下側保持体１４５３には、ケーブル１４３の、配電盤室１４の外に引き出されている部分を結束バンドによって固定するためのΩ形状の溝が形成された保持金具が設けられている。下側保持体１４５３は、エントリー止め具１４５１を配電盤室１４から取り外した後、ネジを外すことで、配電盤室１４から抜き出すことができる。図５では、エントリー止め具１４５１が取り外され、上側のケーブルエントリー部１４５の下側保持体１４５３が抜き出された様子が示されている。下側保持体１４５３を配電盤室１４から取り外し可能に構成することで、電装ユニット１４２（図４参照）のうち側面に近い位置にあるものを配電盤室１４内から抜き出す際に、ケーブル１４３が邪魔になってしまうことが防止される。すなわち、電装ユニット１４２を容易に配電盤室１４内から抜き出すことができるので、メンテナンス性が高まっている。

図６は、図１に示したＮＣ旋盤の正面側外装の一部を切り欠いて内部を示した正面図である。

図６に示すように、第１刃物台５の上端部は、刃物台天井カバー１３２によって覆われている。また、切削室１１と中間部の間には、中間壁１３３が形成されている。切削室１１内では、円滑に加工を行う目的および加工に伴う熱を冷却する目的で大量のクーラント液を主に加工部位に向かって吐出している。切削室１１内に吐出されたクーラント液は、回収されてＮＣ旋盤１内で循環利用される。中間部と切削室１１とは、中間壁１３３と第１刃物台５の前面によって仕切られている。従って、クーラント液が中間部や主軸台室１２側に流入してしまうことは基本的に防止されている。しかし、第１刃物台５の上端部分にある隙間を通って刃物台天井カバー１３２内に液状またはミスト状のクーラント液が侵入してしまうことがある。上述したように、刃物台天井カバー１３２には、ＮＣ旋盤１内部の空気を排気する為の複数のルーバー１３２２が形成されている。このため、刃物台天井カバー１３２内にクーラント液が侵入すると、そのクーラント液がＮＣ旋盤１の外部に流出してしまう虞があり、ＮＣ旋盤１が配置された周囲における臭いやべとつきの原因になってしまうことがある。また、中間部を経由して主軸台室１２内にクーラント液が入り込む恐れもある。主軸台室１２内にクーラント液が入り込むと、図３に示した第１主軸台３や第１主軸３１の寿命を低下させてしまう可能性がある上に、これらがべとついてメンテナンスがしにくくなってしまう虞もある。この実施形態では、刃物台天井カバー１３２のＺ１軸方向における中央近傍に、その天面から垂れ下がった仕切板１３２１を形成し、その仕切板１３２１よりも後（－Ｚ１方向）側部分にのみルーバー１３２２を形成している。こうすることで、たとえ刃物台天井カバー１３２内にクーラント液が侵入しても、仕切板１３２１によって遮られて、仕切板１３２１よりも後側にそのクーラント液が入り込みにくい。その結果、ＮＣ旋盤１の外部にクーラント液が流出してしまうことや主軸台室１２側にクーラント液が入り込んでしまうことが抑制されている。

図７は、図１に示したＮＣ旋盤の刃物台ベースと第１刃物台とガイドブッシュを図２における右側から見た右側面図である。なお、この図７には、ＮＣ旋盤１の外形を表す線が破線で示されている。

図７に示すように、第１刃物台５は、刃物台ベース５０の上に配置されている。第１刃物台５は、Ｘ１軸方向に移動可能な第１中間ベース５１と、第１中間ベース５１に搭載されてＹ１軸方向に移動可能な第１刃物台テーブル５２とを有している。第１刃物台テーブル５２は、第１中間ベース５１よりも前側に配置されている。図７では、紙面に直交する方向がＺ１軸方向になり、紙面手前側が前側になる。第１刃物台５の第１中間ベース５１は中間部に配置され、第１刃物台テーブル５２の前側部分は切削室１１内に配置されている。刃物台ベース５０は、土台である不図示の脚の上に固定されている。第１中間ベース５１は、Ｘ１軸方向に移動可能に刃物台ベース５０に取り付けられている。第１刃物台テーブル５２は、Ｙ１軸方向に移動可能に第１中間ベース５１に取り付けられている。第１刃物台テーブル５２には、不図示のＹ１軸ボールネジナットが固定されている。不図示のＹ１軸モータの出力軸には不図示のＹ１軸ボールネジが連結されている。Ｙ１軸ボールネジは、外周に螺旋状の溝が形成されている。Ｙ１軸ボールネジナットは、内部にボールが循環しており、そのボールはＹ１軸ボールネジに設けられた溝に噛み合って（螺合して）いる。そして、不図示のＹ１軸モータを駆動することによって、Ｙ１軸ボールネジが回転し、第１刃物台テーブル５２は、Ｙ１軸方向に移動する。図７では、第１刃物台テーブル５２がＹ１軸方向における原点位置に位置している様子が示されている。なお、刃物台ベース５０とガイドブッシュ支持台４１を一体的に構成してもよい。

刃物台ベース５０には、Ｘ１軸モータ５０１が固定されている。このＸ１軸モータ５０１は、モータの一例に相当する。Ｘ１軸モータ５０１は、第１刃物台５よりもＮＣ旋盤１の正面側に配置されている。また、Ｘ１軸モータ５０１は、ガイドブッシュ４および第１主軸３１（図３参照）よりも上方に配置されている。Ｘ１軸モータ５０１のＸ１出力軸５０１１（図８参照）には、同一軸線上に配置されたＸ１軸ボールネジ５０２が連結されている。この連結構造については後に詳述する。Ｘ１軸モータ５０１内のステータに電力を供給することでロータとともにＸ１出力軸５０１１が回転し、Ｘ１出力軸５０１１に連結されたＸ１軸ボールネジ５０２が回転する。Ｘ１軸ボールネジ５０２は、第１主軸中心線ＣＬ１と直交する方向に延在し、外周に螺旋状の溝が形成されている。具体的には、Ｘ１軸ボールネジ５０２は、Ｘ１軸方向に延在している。このＸ１軸方向は、軸方向の一例に相当し、Ｘ１軸ボールネジ５０２は、駆動軸の一例に相当する。第１中間ベース５１は、Ｘ１軸ボールネジナット５１２を有している。このＸ１軸ボールネジナット５１２は、被駆動部の一例に相当する。Ｘ１軸ボールネジナット５１２は、内部にボールが循環しており、そのボールはＸ１軸ボールネジ５０２に設けられた溝に噛み合っている。そして、Ｘ１軸モータ５０１を駆動し、Ｘ１軸ボールネジ５０２が回転することによって、第１中間ベース５１は、Ｘ１軸方向に移動する。図７では、第１中間ベース５１がＸ１軸方向における原点位置に位置している様子が示されている。

次に、第１刃物台の構成と動作について更に詳しく説明する。

図８（ａ）は、図１に示したＮＣ旋盤の刃物台ベースと第１刃物台の下側部分の構成を簡易的に示した平面図である。図８（ａ）には、図７と同様に、中間ベースがＸ１軸方向における原点位置に位置している様子が示されている。また、図８（ｂ）は、同図（ａ）の状態から、中間ベースが－Ｘ１方向に移動した様子を示す平面図である。なお、これら図８（ａ）には、ガイドブッシュ４とワークＷ１が破線で示され、図８（ｂ）には、ガイドブッシュ４と切断済ワークＷ２が破線で示されている。

図８（ａ）に示すように、第１刃物台テーブル５２は、テーブル基体５２０と、工具Ｔ１が固定される工具固定部５２１と、Ｙ１軸スライド部５２２とを有している。テーブル基体５２０は、工具固定部５２１とＹ１軸スライド部５２２が固定された、第１刃物台テーブル５２の基幹となる部材である。また、第１中間ベース５１は、上述したＹ１軸モータおよびＸ１軸ボールネジナット５１２の他に、ベース基体５１０と、Ｘ１軸スライド部５１３と、Ｙ１軸レール５１４とを有している。ベース基体５１０は、第１中間ベース５１が有している他の部材が固定された、第１中間ベース５１の基幹となる部材である。Ｙ１軸レール５１４は、図８（ａ）の紙面に直交するＹ１軸方向に延在している。このＹ１軸レール５１４に、Ｙ１軸スライド部５２２は摺動自在に取り付けられている。これにより、第１刃物台テーブル５２は、第１中間ベース５１に対してＹ１軸方向に移動自在に配置され、上述したようにＹ１軸モータの駆動によってＹ１軸方向に移動する。

また、刃物台ベース５０には、Ｘ１軸レール５０５が固定されている。Ｘ１軸レール５０５は、Ｘ１軸方向に延在している。このＸ１軸レール５０５に、Ｘ１軸スライド部５１３は摺動自在に取り付けられている。これにより、第１中間ベース５１は、刃物台ベース５０に対してＸ１軸方向に移動自在に配置されている。刃物台ベース５０内にはＸ１軸カップリング５０３が配置されている。Ｘ１軸カップリング５０３は、Ｘ１軸モータ５０１のＸ１出力軸５０１１とＸ１軸ボールネジ５０２とを連結している。また、刃物台ベース５０内にはＸ１軸サポート軸受５０４も配置されている。このＸ１軸サポート軸受５０４は、移動規制部の一例に相当する。Ｘ１軸サポート軸受５０４は、Ｘ１軸ボールネジ５０２の、軸方向における一端側部分に配置されている。Ｘ１軸サポート軸受５０４は、外輪と内綸との間に転動体を有する、いわゆる転がり軸受である。そして、Ｘ１軸サポート軸受５０４の外輪は刃物台ベース５０に固定され、内綸にはＸ１軸ボールネジ５０２が固定されている。これにより、Ｘ１軸ボールネジ５０２は、Ｘ１軸方向を中心として回転自在に刃物台ベース５０に固定されている。つまり、Ｘ１軸ボールネジ５０２は、Ｘ１軸方向を中心とした回転以外の移動が、Ｘ１軸サポート軸受５０４によって規制されている。Ｘ１軸方向の移動が規制された状態で、Ｘ１軸ボールネジ５０２が回転することで、Ｘ１軸ボールネジ５０２に噛み合っているＸ１軸ボールネジナット５１２が回転方向に応じて＋Ｘ１方向または－Ｘ１方向に移動する。これにより、第１中間ベース５１は、第１刃物台テーブル５２とともにＸ１軸ボールネジナット５１２と同じ方向に移動する。すなわち、第１刃物台５が、＋Ｘ１方向または－Ｘ１方向に移動する。

図８（ｂ）に示すように、Ｘ１軸モータ５０１を駆動して、第１刃物台５を－Ｘ方向に移動させると、工具Ｔ１がワークＷ１に切り込む。すなわち、この－Ｘ方向は、切り込み方向の一例に相当する。－Ｘ方向は、Ｘ１軸ボールネジナット５１２がＸ１軸サポート軸受５０４に接近する方向である。また、－Ｘ方向は、Ｘ１軸ボールネジナット５１２がＸ１軸モータ５０１に接近する方向でもある。工具Ｔ１として突っ切り加工用バイトを用い、その突っ切り加工用バイトの先端が、第１主軸中心線ＣＬ１に達することで、ワークＷ１は切断される。図８（ｂ）には、工具Ｔ１の刃先が第１主軸中心線ＣＬ１に達っし、ワークＷ１の前側部分が切断されて切断済ワークＷ２となった様子が示されている。なお、通常は、ワークＷ１が切断される前に、図３に示した第２主軸６１がワークＷ１の前側部分を把持してからワークＷ１が切断されることで、切断済ワークＷ２が第２主軸６１に受け渡される。そして、切断済ワークＷ２の、後側（－Ｚ側）部分を加工する場合は、その切断済ワークＷ２は、第２主軸６１に把持されて図３に示した工具Ｔ２によって後側部分の加工が行われる。

この実施形態のＮＣ旋盤１によれば、工具Ｔ１が切り込み方向に移動すると、Ｘ１軸ボールネジナット５１２がＸ１軸サポート軸受５０４に接近するので、ワークＷ１の加工時にはＸ１軸サポート軸受５０４とＸ１軸サポート軸受５０４とが近接した位置に配置される。換言すれば、この実施形態のＮＣ旋盤１では、工具Ｔ１がワークＷ１に接触して加工するときに、Ｘ１軸ボールネジナット５１２がＸ１軸サポート軸受５０４に接近している。ワークＷ１の加工時には、切削における摩擦熱などの熱が発生し、Ｘ１軸ボールネジ５０２が多少Ｘ１軸方向に伸びることがある。また、一般的に、加工開始から加工終了までに長尺のワークＷ１から多数の製品を製造するため、加工初期と加工後期では、Ｘ１軸ボールネジ５０２の長さが多少異なり、工具Ｔ１の切り込み量が変化してしまうことがある。これまで説明したＮＣ旋盤１では、たとえＸ１軸ボールネジ５０２が熱によってそのＸ１軸方向に伸縮しても、加工時にＸ１軸ボールネジナット５１２とＸ１軸サポート軸受５０４とが近接しているので、工具Ｔ１の切り込み量に変化が生じにくく、結果としてワークＷ１の加工精度を高めることができる。また、Ｘ１軸モータ５０１を第１刃物台５よりも背面側に配置すると、Ｘ１軸モータ５０１やＸ１軸モータ５０１の支持構造などが背面側に突出してＮＣ旋盤１が大型化しやすい。すなわち、第１刃物台５よりも工具Ｔ１の切り込み方向とは反対側にＸ１軸モータ５０１を配置すると、第１主軸よりも背面側に、第１刃物台５およびＸ１軸モータ５０１が並んで配置されるためＮＣ旋盤１が大型化しやすい。本実施形態のＮＣ旋盤１では、第１刃物台５を、第１主軸中心線ＣＬ１よりもＮＣ旋盤１の背面側に配置し、Ｘ１軸モータ５０１は、第１刃物台５よりもＮＣ旋盤１の正面側に配置しているので、ＮＣ旋盤１が小型化されている。換言すれば、Ｘ１軸モータ５０１を、第１刃物台５よりも工具Ｔ１の切り込み方向側に配置することで、ＮＣ旋盤１を小型化している。さらに、Ｘ１軸ボールネジナット５１２を、Ｘ１軸モータ５０１やＸ１軸サポート軸受５０４が配置されている、第１刃物台５における正面側部分（切り込み方向側部分）に配置しているので、Ｘ１軸ボールネジ５０２が短くても、第１中間ベース５１をＸ１軸方向に移動できる。加えて、Ｘ１軸ボールネジナット５１２を、第１刃物台５における正面側部分に配置しているので、Ｘ１軸ボールネジナット５１２がＸ１軸サポート軸受５０４に近接して配置され、Ｘ１軸ボールネジ５０２がその軸方向に伸縮しても、工具Ｔ１のワークＷ１への切り込み量が変化しにくい。これにより、ワークＷ１の加工精度がさらに高まる。またさらに、工具Ｔ１の刃先が、Ｘ１軸方向において、Ｘ１軸ボールネジナット５１２と重なる位置に配置されるように構成しているので、Ｘ１軸ボールネジナット５１２と工具Ｔ１の間にあるベース基体５１０や第１刃物台テーブル５２などが熱によりＸ１軸方向に伸縮しても、加工位置である工具Ｔ１の刃先では伸縮の影響を受けにくい。これによっても加工精度が高められている。なお、工具Ｔ１の刃先とＸ１軸ボールネジナット５１２とがＸ１軸方向において近い位置にあれば加工精度は高まるが、工具Ｔ１の刃先とＸ１軸ボールネジナット５１２はＸ１軸方向において重なってることで、より加工精度が高められている。

続いて、これまで説明してきたＮＣ旋盤１の変形例について、以下の説明では、これまで説明した構成要素の名称と同じ構成要素には、これまで用いた符号と同じ符号を付して重複する説明は省略することがある。

図９は、ＮＣ旋盤の変形例を示す図７と同様の右側面図である。なお、この図９には、Ｘ１軸カップリング５０３とＸ１軸サポート軸受５０４とＸ１出力軸５０１１も二点鎖線で示されている。

図９に示すように、この変形例のＮＣ旋盤１は、主に第１刃物台５とＸ１軸モータ５０１の位置関係が図７に示したＮＣ旋盤１と異なる。この変形例では、ＮＣ旋盤１の正面側に第１刃物台５が配置されている。Ｘ１軸モータ５０１は、第１刃物台５よりもＮＣ旋盤１の背面側に配置されている。また、Ｘ１軸モータ５０１は、ガイドブッシュ４および第１主軸３１（図３参照）よりも上方に配置されている。Ｘ１軸モータ５０１のＸ１出力軸５０１１には、同一軸線上に配置されたＸ１軸ボールネジ５０２が連結されている。Ｘ１軸ボールネジ５０２は、第１主軸中心線ＣＬ１と直交するＸ１軸方向に延在し、外周に螺旋状の溝が形成されている。図９では、第１中間ベース５１がＸ１軸方向における原点位置に位置している様子が示されている。

Ｘ１軸モータ５０１を駆動して、第１刃物台５を図９に示す位置から＋Ｘ方向に移動させると、工具Ｔ１がワークＷ１に切り込む。すなわち、この変形例では、＋Ｘ方向が切り込み方向の一例に相当する。＋Ｘ方向は、Ｘ１軸ボールネジナット５１２がＸ１軸サポート軸受５０４に接近する方向である。また、＋Ｘ方向は、Ｘ１軸ボールネジナット５１２がＸ１軸モータ５０１に接近する方向でもある。以上説明した変形例においても、Ｘ１軸ボールネジナット５１２は、第１刃物台５における切り込み方向側部分に配置されている。また、Ｘ１軸モータ５０１は、第１刃物台５よりも切り込み方向側に配置されている。そして、第１刃物台５は、第１主軸中心線ＣＬ１よりもＮＣ旋盤１の正面側に配置され、Ｘ１軸モータ５０１は、第１刃物台５よりもこの旋盤の背面側に配置されている。この変形例でも、先の実施形態と同様の効果を奏する。

本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことが出来る。たとえば、本実施形態では、Ｘ１軸モータ５０１のＸ１出力軸５０１１とＸ１軸ボールネジ５０２を、同一軸線上に配置し、Ｘ１軸カップリング５０３で直接連結したが、Ｘ１出力軸５０１１とＸ１軸ボールネジ５０２をずれた位置に配置し、駆動ベルトや歯車などの駆動伝達要素を用いて間接的に連結してもよい。また、Ｘ１軸方向は、水平方向に対してい傾斜していてもよく、Ｙ１軸方向も垂直方向に対して傾斜していてもよい。さらに、Ｘ１軸方向は垂直方向であってもよく、Ｙ１軸方向は水平方向であってもよい。

なお、以上説明した各変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、他の変形例に適用してもよい。

１ＮＣ旋盤
５第１刃物台（刃物台）
３１第１主軸（主軸）
５０２Ｘ１軸ボールネジ（駆動軸）
５０４Ｘ１軸サポート軸受（移動規制部）
５１２Ｘ１軸ボールネジナット（被駆動部）
ＣＬ１第１主軸中心線（主軸中心線）
Ｔ１工具
Ｗ１ワーク

Claims

ワークを把持して主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、
前記主軸に把持された前記ワークに切り込むことで該ワークを加工する工具が装着される刃物台と、
前記主軸中心線とは直交する軸方向に延在し、前記刃物台を該軸方向に移動させる駆動軸と、
前記駆動軸の、前記軸方向における一端側部分に配置され、該駆動軸の該軸方向への移動を規制する移動規制部とを備え、
前記刃物台は、前記駆動軸に噛み合い、該駆動軸の回転によって前記軸方向に沿って移動する被駆動部を有するものであり、
前記工具の切り込み方向は、前記被駆動部が前記移動規制部に接近する方向であることを特徴とする旋盤。
前記被駆動部は、前記刃物台における前記切り込み方向側部分に配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の旋盤。
前記駆動軸を回転させるモータを備え、
前記モータは、前記刃物台よりも前記切り込み方向側に配置されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の旋盤。
前記駆動軸を回転させるモータを備え、
前記刃物台は、前記主軸中心線よりもこの旋盤の背面側に配置されたものであり、
前記モータは、前記刃物台よりもこの旋盤の正面側に配置されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の旋盤。
前記駆動軸を回転させるモータを備え、
前記刃物台は、前記主軸中心線よりもこの旋盤の正面側に配置されたものであり、
前記モータは、前記刃物台よりもこの旋盤の背面側に配置されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の旋盤。