JP2511368Y2 - 自動旋盤のガイドブッシュ駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、ワークをその軸線方向に送り出すと共に、
ワークとそのワークを支持するガイドブッシュとを回転
させる主軸台を備えた自動旋盤のガイドブッシュ駆動装
置に関する。

《従来の技術》 通常、自動旋盤においてはワークを支持するガイドブ
ッシュは固定されているが、ワークの外径が大きかった
り、またワーク表面にローレット目が形成されている場
合には、ワークを回転させてその周速を上げた時に、ガ
イドブッシュによりワークの表面に傷が付いたり、切削
抵抗がかけられないため、ワークの回転と同期させてガ
イドブッシュを回転させるようにしている。特に、ワー
クがアルミ系の材料であるときには周速を高速にして切
削したいのでこのようにしている。

そして、従来ガイドブッシュを回転させる方法には、
第４図に示すようないわゆるケレ回しと呼ばれる方法
と、ギヤ駆動や歯付きベルトによる方法とがある。

《本考案が解決しようとする課題》 しかし、従来のケレ回しによる方法では、第４図に示
すようにガイドブッシュ１から突出しているロッド２
と、そのロッド２と係合する主軸３側の被係合部４とが
いわゆる片持の状態でそれぞれ取付けられているためバ
ランスが悪く、特に主軸３がスライドしガイドブッシュ
１から遠ざかった時に、ロッド２と被係合部４との係合
部分が少なくなり、振動が発生したりロッド２が破損す
る恐れがあった。また、この方法の場合にはロッド２の
破損を防止するためその長さを余り長くできず、主軸３
のストローク（スライド量）を大きくできない等の問題
があった。

また、ギヤ駆動の場合にはどうしてもギヤ同士の噛み
合いによる回転の伝達になるので、振動・騒音等により
その回転数がおよそ最高7000rpm程度に制約されてお
り、また歯付きベルトによる場合であってもその回転数
が騒音等によりおよそ最高10000rpm程度に制約されてい
た。

そこで本考案は、回転時の安定性を確保しつつ主軸の
ストロークを大きくすることができ、また振動・騒音等
による回転数が制約されない自動旋盤のガイドブッシュ
駆動装置を提供することを目的とする。

《課題を解決するための手段》 上記課題を解決するため本考案はワークをその軸線方
向に送り出すと共に、ワークとそのワークを支持するガ
イドブッシュとを回転させる主軸台を備えた自動旋盤の
ガイドブッシュ駆動装置において、上記ワークの回転が
摩擦ベルトを介して伝達され、その回転力を回転および
その軸方向に移動自在に設けられたボール列を介して伝
達する第１の回転伝達手段と、上記主軸台に設けられ、
上記摩擦ベルトを押圧して引張り状態にするベルト押圧
手段と、上記第１の回転伝達手段と上記主軸台とを連結
し、その主軸台の軸線方向の移動を第１の回転伝達手段
に伝達する移動伝達手段と、上記第１の回転伝達手段の
ボール列と係合するスプラインが形成され、その回転を
摩擦ベルトを介して上記ガイドブッシュに伝達する第２
の回転伝達手段とを備え、上記移動伝達手段が、上記主
軸台に一端を固定し、他端を第１の回転伝達手段に固定
してなるロッドと、上記ロッドをスライド可能に支持す
ると共に、その支持部で上記摩擦ベルトによる第１の回
転伝達手段の引張り力を受ける固定のスリーブとからな
ることを特徴とするものである。

尚、摩擦ベルトとは、ベルト裏面に鋸状の歯や凸凹が
形成されて、その歯や凸凹により回転力を伝える歯付き
ベルトやタイミングベルトとは異なり、ベルト裏面の摩
擦力により回転力を伝達するベルトのことをいう。

《作用》 上記構成によれば、主軸台によりワークを回転させた
場合に、ワークの回転が摩擦ベルトを介して第１の回転
伝達手段に伝達され、その回転力が第１の回転伝達手段
のボール列を介して第２の回転伝達手段のスプラインに
伝達する。そして、第２の回転手段は回転し、その回転
を摩擦ベルトを介して上記ガイドブッシュに伝達し、ガ
イドブッシュを回転させる。

そして、主軸台と第１の回転伝達手段との間が移動伝
達手段により連結されているので、主軸台の軸線方向の
移動が移動伝達手段を介して直接第１の回転伝達手段に
伝わり、第１の移動伝達手段が主軸台の動きに追従して
上記ボール列を介して第２の移動伝達手段のスプライン
上を移動する。

その際、第１の移動伝達手段に掛け渡された摩擦ベル
トはベルト押圧手段により押圧されて常に引張り状態に
あるので、その摩擦ベルトと第１の回転伝達手段との間
では滑りが発生せず、ワークの回転をそのまま第１の回
転伝達手段に伝達し、そしてガイドブッシュに伝達する
ことができる。

また、摩擦ベルトにかかる引張り力（ベルトテンショ
ン力）は移動伝達手段により受けるような構造となって
おり第１の回転伝達手段にはかからないので、第１の回
転伝達手段は上記引張り力等の外力がかからずに第２の
回転伝達手段と係合して回転を伝達することができる。

このため、本考案ではワークの回転が摩擦ベルトによ
る摩擦、ボール列を介したスプライン結合、そして摩擦
ベルトによる摩擦という接触を介して伝達されるので、
ギヤ駆動や歯付きベルト等による回転の伝達に比較して
振動・騒音等が少なく、高速回転が可能となる。

《実施例》 以下、本考案に係るガイドブッシュ駆動装置の一実施
例を図面に基づいて説明する。

第１図は本装置の構成を示す部分断面図であって、主
軸台11と、この主軸台11の前方にワークｗを切削加工す
るバイト22が装着された刃物台21とがベース10に取り付
けられて自動旋盤を構成しており、その主軸台11および
ベース10に本装置を構成するガイドブッシュ31や、その
ガイドブッシュ31にワークｗの回転を伝達する回転伝達
部41等が設けられている。

主軸台11は図上矢印で示されるＺ軸方向に摺動してワ
ークｗを送り出すと共に、そのワークｗを回転させるも
ので、挿通させたワークｗをチャックにより固定しその
ワークｗと共に回転する主軸12を有しており、その主軸
12の先端には主軸12と共に回転し、摩擦ベルトの一つで
ある平ベルト14が掛け渡されるプーリ部12aが設けられ
ている。

また、主軸台11の下側面には移動伝達手段としてのロ
ッド16の一端が固定され、そのロッド16の他端は後述す
る回転伝達部41の移動スリーブ43のベアリング軸受部45
に連結されて、その主軸台11の移動を移動スリーブ43に
伝達する一方、このロッド16は固定スリーブにより案内
かつ支持されて平ベルト14にかかるテンション力を受け
るように構成されている。

さらに、主軸台11前部のプーリ部12a下方には第２図
に示すように平ベルト14を常時、水平方向に押圧し、そ
の平ベルト14に常に引張り状態を与えるベルト押圧手段
としてのテンションプーリ17が取付けられている。

そして、本装置のガイドブッシュ31はベース10に固定
された中空のベアリング軸受部32と、そのベアリング軸
受部32内でベアリング33を介して回転自在に取付けら
れ、ワークｗを支持する回転軸受部34とから構成され、
その回転軸受部34の一端に、後述するガイドブッシュ31
側の平ベルト15が掛け渡されるプーリ部34aが形成され
ている。

さらに、回転伝達部41は主軸12の回転が平ベルト14を
介して伝達される第１の回転伝達手段としての移動スリ
ーブ43と、移動スリーブ43から伝達された主軸12の回転
力をガイドブッシュ31に伝達する第２の回転伝達手段と
してのボールスプライン軸42とを有する。

移動スリーブ43はベアリング軸受部45と回転部47とか
ら構成され、ベアリング軸受部45は主軸台11とロッド16
を介して連結、固定され、主軸台11のＺ軸方向の移動が
伝達されるように構成されている。

また、回転部47はベアリング軸受部45内でベアリング
46を介して回転自在に取付けられ、その内周に後述する
ボールスプライン軸42のスプラインにボール列を介して
係合するようになっており、その回転部47に主軸12側の
平ベルト14が掛け渡されるプーリ部47aが形成されてい
る。そして、上記ボール列は第３図に示すように複数の
ボールが回転自在、かつ回転部47内でその軸方向に一巡
するように形成された通路を循環するように移動自在に
設けられている。

さらに、ボールスプライン軸42はベアリング44により
回転自在に取り付けられ、その軸方向に上記移動スリー
ブ43のボール列と係合する第２図に示すような３条のキ
ーからなるスプラインが形成されている一方、そのガイ
ドブッシュ31側にプーリ部42aが設けられており、この
プーリ部42aと上記ガイドブッシュ31のプーリ部34aとに
平ベルト15が掛け渡されている。

次に、本装置の作用を説明する。

まず、主軸12が回転するとプーリ部12aが回転し、そ
の回転が平ベルト14を介して移動スリーブ43のプーリ部
47aに伝達され、回転部47を回転させる。

その際、平ベルト14は常にテンションプーリ17により
引張り状態にあるため、平ベルト14と主軸12のプーリ部
12aおよび移動スリーブ43のプーリ部47aとの間で滑りが
発生せず、しかも平ベルト14によるので騒音や振動を発
生せずに回転部47を主軸12と連動して高速回転させるこ
とができる。

そして、移動スリーブ43の回転部47が回転すると、移
動スリーブ43の回転部47内周に設けられたボール列の各
ボールが回転しつつボールスプライン軸42のスプライン
と係合するので、そのころがり摩擦により摩擦抵抗を低
下させて回転を伝達できる。また、スプライン結合によ
り回転を伝達するので、ギヤ駆動や歯付きベルトの時の
ように歯車の噛み合いがなくなり、騒音や振動の発生を
低下させて滑らかにその回転力を伝えてボールスプライ
ン軸42を高速回転させることができる。

その時、主軸台11がZ1方向に移動してワークｗを送り
出すと、主軸台11と移動スリーブ43のベアリング軸受部
45とがロッド16を介して連結されているので、回転部47
が主軸台11の移動に追従してボールスプライン軸42のス
プライン上をZ1方向に移動する。

この場合、ロッド16が固定スリーブで案内されている
ため、平ベルト14にかかる引張り力、すなわちベルトテ
ンション力はその固定スリーブにより支持され、ボーリ
スプライン軸42のスプラインにはかからない。また、回
転部47内周のボール列はボールスプライン軸42のスプラ
インに係合して、回転しながらそのスプラインに沿って
循環して移動する。

このため、移動スリーブ43の回転部47は上記ベルトテ
ンション力等の外力を受けずに主軸12の回転に同期して
回転しながら滑らかに移動することができるとともに、
そのようなベルトテンション力等の外力で回転に障害が
生じることもない。

そして、ボールスプライン軸42の回転はそのプーリ部
42aを介して、ガイドブッシュ31側の平ベルト15により
ガイドブッシュ31のプーリ部34aに伝達するので、主軸1
2の回転を、平ベルト14による摩擦、回転および移動自
在に設けられたボール列を介したスプライン結合、平ベ
ルト15による摩擦という部材間の接触を介して伝達し
て、ガイドブッシュ31を高速回転させることができる。

実験によれば、従来のギヤ駆動や歯付きベルトの場合
にはどうしても振動や騒音等によりその回転数が、およ
そ最高7000〜10000rpm程度までしか上がらなかったが、
本実施例の平ベルトによる摩擦、およびボールを介した
スプライン結合によると、最高20000rpm程度まで振動や
騒音等を発生させずにガイドブッシュを回転させること
ができることがわかった。

従って、本実施例によれば従来のように片持ちの状態
で取付けられたロッドによるケレ回しや、ギヤ結合、歯
付きベルトにより主軸の回転を伝達するのではなく、摩
擦ベルトの一つである平ベルトによる摩擦と、回転およ
びその軸方向に移動自在に設けられたボール列を介した
スプライン結合により主軸の回転を伝達するので、ギヤ
駆動や歯付きベルト等による回転の伝達に比較して振動
・騒音等が少なく、高速回転が可能となる。

また、ボールスプライン軸に形成されるスプラインの
長さを長くすれば、主軸のストローク（スライド量）を
大きくすることができ、主軸がスライドしガイドブッシ
ュから遠ざかった時に、ロッドと被係合部との係合部分
が少なくなって振動が発生したり、またロッドを破損す
ることがなくなり、ガイドブッシュを安定させて回転さ
せることができる。

尚、本実施例では摩擦ベルトとして平ベルトを一例に
挙げて説明したが、本考案ではその他に切断面Ｖ形状の
Ｖベルト等の摩擦ベルトを使用するようにしてもよい。
また、本実施例では主軸12側の平ベルト14にだけ引張り
状態を与えるテンションプーリ17を設けるようにした
が、本考案ではガイドブッシュ31側の平ベルト15にも同
様なテンションプーリを設けるようにしても勿論よい。

《考案の効果》 以上説明したように本考案によれば、従来のように片
持ちの状態で取付けられたロッドによるケレ回しや、ギ
ヤ結合、歯付きベルトにより主軸の回転を伝達するので
はなく、部材間の主軸の回転の伝達を摩擦ベルトによる
摩擦と、回転およびその軸方向に移動可能なボール列を
介したスプライン結合により伝達するようにしたので、
ギヤ駆動や歯付きベルト等による回転の伝達に比較して
振動・騒音等が少なく、高速回転が可能となる。

しかも、本考案によると、第１の回転伝達手段がロッ
ドを介して主軸台に固定され、さらに当該ロッドが固定
のスリーブにより支持されるように構成したものであ
る。このためロッドのみでなく、そのロッドを支持する
固定のスリーブでも、摩擦ベルトによる第１の回転伝達
手段の引張り力を受けることから、そのような引張り力
を小さくすることができ、この種の引張り力による第１
の回転伝達手段の回転伝達障害を防止することも可能と
なる。

尚、実験によれば従来のギヤ駆動や歯付きベルトの場
合にはどうしても振動・騒音等によりその回転数が、お
よそ最高7000〜10000rpm程度までしか上がらなかった
が、本考案の摩擦ベルトと、上記ボール列を介したスプ
ライン結合によると、最高20000rpm程度までガイドブッ
シュを回転させることができ、その回転の際でも振動・
騒音等が少なく、本装置がワークの高速回転切削に好適
であることがわかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の構成を示す部分断面図、第２図は第１
図におけるII-II線断面図、第３図は移動スリーブの断
面構造を示す断面図、第４図は従来のケレ回しによりガ
イドブッシュを駆動する装置の構成を示す部分断面図で
ある。 11……主軸（スピンドル） 14,15……摩擦ベルト 16……ロッド（移動伝達手段） 17……テンションプーリ（ベルト押圧手段） 31……ガイドブッシュ 42……ボールスプライン軸（第２の回転伝達手段） 43……移動スリーブ（第１の回転伝達手段） ｗ……ワーク

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークをその軸線方向に送り出すと共に、
   ワークとそのワークを支持するガイドブッシュとを回転
   させる主軸台を備えた自動旋盤のガイドブッシュ駆動装
   置において、 上記ワークの回転が摩擦ベルトを介して伝達され、その
   回転力を回転およびその軸方向に移動自在に設けられた
   ボール列を介して伝達する第１の回転伝達手段と、 上記主軸台に設けられ、上記摩擦ベルトを押圧して引張
   り状態にするベルト押圧手段と、 上記第１の回転伝達手段と上記主軸台とを連結し、その
   主軸台の軸線方向の移動を第１の回転伝達手段に伝達す
   る移動伝達手段と、 上記第１の回転伝達手段のボール列と係合するスプライ
   ンが形成され、その回転を摩擦ベルトを介して上記ガイ
   ドブッシュに伝達する第２の回転伝達手段とを備え、 上記移動伝達手段が、 上記主軸台に一端を固定し、他端を第１の回転伝達手段
   に固定してなるロッドと、 上記ロッドをスライド可能に支持すると共に、その支持
   部で上記摩擦ベルトによる第１の回転伝達手段の引張り
   力を受ける固定のスリーブとからなる ことを特徴とする自動旋盤のガイドブッシュ駆動装置。