JP3979722B2 - 旋盤用補助ガイド装置及び補助ガイド装置を備えた自動旋盤 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転主軸に掴持された棒材を加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤に関し、特に、ガイドブッシュ装置から送り出された棒材を回転自在に支持すべく自動旋盤に設置される旋盤用補助ガイド装置に関する。さらに本発明は、ガイドブッシュ装置と補助ガイド装置とを備えた自動旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＣ旋盤等の、自動旋削加工を実施できる旋盤（本明細書では自動旋盤と称する）において、回転主軸に掴持された被加工素材としての棒材を、回転主軸先端の前方の、工具による加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置を備えたものが知られている。ガイドブッシュ装置は、それ自体、自動旋盤の機台上の所定位置に固定的に設置され、旋削加工中の棒材をその被加工部位近傍で支持して、被加工部位に生じ得る回転による振れや撓みを抑制し、それにより、比較的細長い製品でも高い寸法精度に加工成形することを可能にする。この種のガイドブッシュ装置では、棒材外周面を支持する円筒状の支持内周面が、回転する棒材に対するすべり軸受面を構成する固定型ガイドブッシュを備えたものと、支持内周面が棒材外周面に実質的に接触した状態で棒材と共に回転する回転型ガイドブッシュを備えたものとが、適宜選択して使用されている。
【０００３】
このようなガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤は、一般に、回転主軸が棒材を掴持しつつ回転軸線方向（本明細書ではＺ軸方向と称する）に直線的に移動できるように構成される。このような構成においては、旋削加工に際し、回転主軸はその先端のチャックから棒材を十分な長さに延出させた状態で回転し、ガイドブッシュ装置が棒材先端の被加工部位近傍を支持する。そして、回転主軸をＺ軸移動させてガイドブッシュ装置から棒材を加工作業位置へ送り出すことにより、１つの製品に対する加工の進行に伴う工具と棒材とのＺ軸方向相対移動を生じさせたり、１本の長尺の棒材から多数の製品を連続的に作製したりすることができる。
【０００４】
ところで、一般に旋盤でドリル等の穴明け工具を用いて、棒材にその回転軸線に沿った穴を穿設する際には、穴明け工具の軸線と棒材の回転軸線とを合致させた状態で、棒材と穴明け工具とをそれらのいずれか一方又は双方を回転させつつＺ軸方向へ相対移動させる。このとき、ガイドブッシュ装置を備えた従来の自動旋盤では、ガイドブッシュ装置の周辺にバイト等の他の工具や製品外径計測装置といった種々の機器を設置する機械構成上の制約から、それら周辺機器と穴明け工具とを干渉させずにガイドブッシュ装置に穴明け工具を接近させることが困難となる場合がある。そのような場合に、従来は、周辺機器との干渉が生じない位置まで穴明け工具をガイドブッシュ装置から離して配置し、回転主軸をＺ軸移動させてガイドブッシュ装置から棒材を送り出しながら、ガイドブッシュ装置から離れた位置で穴明け加工を実施するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した穴明け加工作業において、穴の直進性を向上させるためには、穴明け工具の軸線と棒材の回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することが要求される。しかし、ガイドブッシュ装置を備えた従来の自動旋盤で、上記したように回転主軸をＺ軸移動させてガイドブッシュ装置から棒材を送り出しながら、ガイドブッシュ装置から離れた位置で穴明け加工を実施する場合には、棒材自体が有している曲がり等に起因して、ガイドブッシュ装置から送り出される棒材の先端の被加工部分に振れが生じる場合がある。このような振れは、穿設される穴が深いほど、つまり穴明け加工中の棒材の送り出し量が多いほど顕著に生じ、それに伴う穴明け工具の軸線と棒材の回転軸線との相対的位置ずれの結果として、穴の直進性が低下したり、場合によっては穴明け工具が損傷を受けたりする課題があった。
【０００６】
したがって本発明の目的は、ガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤で使用される補助ガイド装置において、穴明け工具とガイドブッシュ装置周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具を用いて棒材にその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することを可能にするとともに、穴明け工具の破損事故を回避することができる旋盤用補助ガイド装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、そのような補助ガイド装置を備えた自動旋盤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、回転主軸に掴持された棒材を加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置と、ガイドブッシュ装置に対向して配置でき、棒材にその回転軸線に沿った穴を穿設できる工具組立体とを備えた自動旋盤に設置される補助ガイド装置であって、ガイドブッシュ装置から工具組立体側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置と、作用位置から離れた待機位置との間で移動でき、作用位置にあるときに棒材の延出部分を受容支持する略円筒状の支持面を備え、工具組立体による棒材穴明け加工中に、支持面により、棒材の回転軸線を工具組立体の工具軸線に実質的に合致した状態に保持することを特徴とする旋盤用補助ガイド装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の旋盤用補助ガイド装置において、作用位置において、回転主軸に掴持された棒材の軸線方向送り動作に伴って、この軸線方向へ直線的に移動できるように構成された旋盤用補助ガイド装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の旋盤用補助ガイド装置において、支持面が、穴明け加工中の棒材の回転動作に伴って回転できるように構成された旋盤用補助ガイド装置を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋盤用補助ガイド装置において、支持面が超硬材料から形成される旋盤用補助ガイド装置を提供する。
【００１１】
請求項５に記載の本発明は、回転主軸に掴持された棒材を加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置と、ガイドブッシュ装置に対向して配置でき、棒材にその回転軸線に沿った穴を穿設できる工具組立体とを具備した自動旋盤において、ガイドブッシュ装置から工具組立体側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置と、作用位置から離れた待機位置との間で移動可能な補助ガイド装置を具備し、補助ガイド装置は、作用位置にあるときに棒材の延出部分を受容支持する略円筒状の支持面を備え、工具組立体による棒材穴明け加工中に、支持面により、棒材の回転軸線を工具組立体の工具軸線に実質的に合致した状態に保持することを特徴とする自動旋盤を提供する。
【００１２】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の自動旋盤において、補助ガイド装置は、作用位置において、回転主軸に掴持された棒材の軸線方向送り動作に伴って、軸線方向へ直線的に移動できるように構成された自動旋盤を提供する。
【００１３】
請求項７に記載の本発明は、請求項５又は６に記載の自動旋盤において、補助ガイド装置の支持面が、穴明け加工中の棒材の回転動作に伴って回転できるように構成された自動旋盤を提供する。
【００１４】
請求項８に記載の本発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載の自動旋盤において、補助ガイド装置の支持面が超硬材料から形成される自動旋盤を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をその実施形態に基づき詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明の第１実施形態による旋盤用補助ガイド装置１０を、自動旋盤の旋盤機台（図示せず）上に設置されたガイドブッシュ装置１２と共に示し、図２は、同補助ガイド装置１０を、自動旋盤の旋盤機台上にそれぞれ設置されたガイドブッシュ装置１２、工具組立体１４及び被加工素材としての棒材Ｗを掴持する回転主軸１６と共に示す。
【００１６】
補助ガイド装置１０は、ガイドブッシュ装置１２の近傍で旋盤機台上に設置され、ガイドブッシュ装置１２から工具組立体１４側へ送り出された棒材Ｗの延出部分を回転自在に支持する作用位置（図１及び図２に示す位置）と、作用位置から離れて、棒材Ｗに対する他の工具による加工作業や計測作業を妨害しない待機位置との間で移動できるようになっている。さらに詳しくは、補助ガイド装置１０は、旋盤機台上の直交３軸座標系において、少なくとも支持対象の棒材Ｗの回転軸線に略直交するＸ軸方向へ、図示しない駆動装置により移動可能な担持部材１８と、担持部材１８に固定され、上記作用位置で棒材Ｗの延出部分を回転自在に支持するガイド部２０とを備える。好ましくは補助ガイド装置１０の担持部材１８は、棒材Ｗの回転軸線に平行なＺ２軸方向へも移動できるように構成される。
【００１７】
補助ガイド装置１０のガイド部２０は、棒材Ｗを受容、包囲する段付き貫通孔２２を有した断面略矩形の中空ブロック体からなり、例えばボルト２４によって担持部材１８に固定的に連結される。ガイド部２０の貫通孔２２の小径部分には、補助ガイド装置１０が上記した作用位置にあるときに、棒材Ｗの延出部分を回転可能に支持する略円筒状の支持面２６が形成される。支持面２６は、工具組立体１４による棒材Ｗの穴明け加工中に、棒材Ｗの回転に伴う振れを防止し、棒材Ｗの回転軸線を工具組立体１４の工具軸線１４ａ（後述する）に略平行に保持するように作用する。支持面２６は、高速回転する棒材Ｗを接触支持できるように、好ましくは機械的強度に優れた超硬材料から形成される。
【００１８】
ガイドブッシュ装置１２は、回転主軸１６の軸線方向前方（図で左方）で、旋盤機台上に立設されたコラム２８に固定的に設置され、回転主軸１６に掴持された棒材Ｗを工具（例えば穴明け工具）による加工作業位置近傍で回転自在に支持する。ガイドブッシュ装置１２は、棒材Ｗを受容、包囲する段付き円筒状の内周面３０を有した中空筒状のガイドブッシュ３２を備える。ガイドブッシュ３２は、中心軸線３２ａを有し、その軸線方向前端（図で左端）領域には、内周面３０の小径部分である棒材支持面３０ａを有したすり割り部３４が設けられる。ガイドブッシュ３２は、すり割り部３４に径方向内方へ加える外力を調節することによって、すり割り部３４の棒材支持面３０ａの内径寸法を調節することができる。すり割り部３４の外周面には、径方向内方への外力を受けるためのテーパ面３６が設けられる。
【００１９】
ガイドブッシュ３２は、スリーブ部材３８、軸受装置４０及びフランジ部材４２を介して、コラム２８に対し回転可能に設置される。ガイドブッシュ３２は、スリーブ部材３８の軸線方向前端領域に軸方向へ摺動可能にかつ回転方向へ固定して収納される。スリーブ部材３８の内周面前端には、ガイドブッシュ３２のテーパ面３６に当接可能な対応テーパ面４４が形成される。スリーブ部材３８の軸線方向後端領域には、ガイドブッシュ３２に螺合するねじ部を有した調節ナット４６が、軸線方向へ固定して回転可能に収納される。したがって、調節ナット４６が回転すると、ガイドブッシュ３２がスリーブ部材３８内で軸線方向へ移動し、テーパ面３６と対応テーパ面４４との相互当接圧力に応じて、すり割り部３４の棒材支持面３０ａの内径寸法が、支持対象の棒材Ｗの外形寸法に対応して調節される。
【００２０】
スリーブ部材３８は、軸受装置４０によってフランジ部材４２の中心穴４２ａに回転可能に支持される。スリーブ部材３８の外周面の後端領域には、被動プーリ４８が連結される。被動プーリ４８は、図示しない動力伝達機構を介して図示しないガイドブッシュ駆動源に連結され、ガイドブッシュ駆動源により、回転主軸１６の回転速度と同一の回転速度で回転駆動される。その結果、被動プーリ４８、調節ナット４６、スリーブ部材３８及びガイドブッシュ３２が、フランジ部材４２に対し、回転主軸１６の回転速度と同一の回転速度で一体的に回転する。旋削加工中の棒材Ｗは、同一速度で回転するガイドブッシュ３２の棒材支持面３０ａに接触支持される。したがって一般に、旋削加工中の棒材Ｗの回転軸線は、ガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａによって規定される。フランジ部材４２は、例えばボルト５０によりコラム２８に固定される。このように、ガイドブッシュ３２、スリーブ部材３８、軸受装置４０、フランジ部材４２、調節ナット４６及び被動プーリ４８は、予め組立てたガイドブッシュ装置１２として、自動旋盤のコラム２８の所定位置に着脱可能に取付けられる。
【００２１】
工具組立体１４は、工具保持部材５２と、工具保持部材５２に脱着可能に装着されるチャック部材５４と、チャック部材５４に掴持されるドリル等の穴明け工具５６とから構成される。穴明け工具５６は、工具軸線１４ａを有して工具保持部材５２に固定的に設置される。また工具保持部材５２は、例えば旋盤機台上に設置される刃物台（図示せず）として構成される。工具組立体１４は、旋盤機台上の直交３軸座標系において、工具軸線１４ａ及び前述したＺ２軸に平行なＺ３軸方向へ移動可能となっている。
【００２２】
回転主軸１６は、旋削加工すべき棒材Ｗを掴持して、図示しない主軸モータにより回転駆動されるとともに、旋盤機台上の直交３軸座標系においてそれ自体の回転軸線及び前述したＺ２軸及びＺ３軸に平行なＺ１軸方向へ、図示しない送りモータによって移動するように構成される。回転主軸１６の回転軸線は、ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａに合致されている。
【００２３】
回転主軸１６は中空筒状の構造を有し、その前端領域に、棒材を掴持可能な開閉式のチャック５８が収容される。チャック５８は、先端にすり割り部を有したいわゆるコレットチャックであり、すり割り部に径方向内方への外力が加わることにより、先端の略円筒状の棒材掴持面６０が縮径してチャック５８が閉じ、棒材を固定的に掴持するようになっている。すり割り部への径方向外力が解除されると、すり割り部が復元して棒材掴持面６０が拡径し、チャック５８が開いて棒材を解放する。チャック５８のすり割り部外周には、径方向内方への外力を受けるためのテーパ面６２が設けられる。
【００２４】
回転主軸１６にはさらに、中空筒状の押圧部材６４が軸方向へ移動可能に収容される。押圧部材６４はその前端領域にチャック５８を収容し、チャック５８のテーパ面６２に当接可能な対応テーパ面６６を前端に備える。図示しないチャック駆動源により、押圧部材６４を軸線方向前方へ移動することによって、対応テーパ面６６がチャック５８のテーパ面６２に当接され、テーパ面６２を介してチャック５８のすり割り部に径方向内方への押圧力が加わり、チャック５８が閉じられる。この状態で、チャック５８が棒材を強固に掴持する。その状態から、押圧部材６４を軸線方向後方へ移動すれば、対応テーパ面６６がチャック５８のテーパ面６２から脱離して、チャック５８が開かれる。
【００２５】
上記構成を有する自動旋盤において、穴明け工具５６により棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を穿設する際には、まず図２に示すように、旋盤機台上で工具組立体１４を移動してガイドブッシュ装置１２に対向配置し、工具組立体１４の工具軸線１４ａとガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａとを正確に合致させる。このとき穴明け工具５６は、ガイドブッシュ３２から軸線方向へ離れた位置に配置される。
【００２６】
他方、補助ガイド装置１０は、担持部材１８のＸ軸方向移動により、ガイドブッシュ装置１２に近接した図示の作用位置に置かれる。補助ガイド装置１０は作用位置で、ガイド部２０の貫通孔２２における支持面２６の中心軸線を、ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａに正確に合致させている。このような工具組立体１４及び補助ガイド装置１０の位置決め動作は、例えば自動旋盤のＮＣ装置の制御下で遂行される。
【００２７】
この状態で、回転主軸１６のチャック５８に掴持した棒材Ｗを、回転主軸１６のＺ１軸方向送り動作により、ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２に挿入し、ガイドブッシュ３２の棒材支持面３０ａに支持させるとともに、ガイドブッシュ３２から工具組立体１４側へ所望長さだけ送り出す。ガイドブッシュ３２から送り出された棒材Ｗの延出部分は、補助ガイド装置１０のガイド部２０の貫通孔２２に円滑に挿入され、支持面２６によって回転可能に支持される。棒材Ｗの延出部分の軸線方向端面が補助ガイド装置１０のガイド部２０の軸線方向端面から僅かに突出した位置で、回転主軸１６の棒材送り動作を止める。その位置で、棒材Ｗの延出部分の軸線方向端面は、工具組立体１４の穴明け工具５６の先端に近接して配置される。このようにして、上記自動旋盤の各構成要素が図２に示す穴明け加工開始位置に置かれる。
【００２８】
図２の穴明け加工開始位置から、回転主軸１６を回転駆動するとともに、工具組立体１４をガイドブッシュ装置１２に接近するＺ３軸方向へ連続的に移動させる。それにより穴明け工具５６が、棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を穿設する。このとき、補助ガイド装置１０がガイド部２０の支持面２６により棒材Ｗの延出部分を支持しているので、棒材Ｗの回転に伴う振れが抑制される。つまり、棒材Ｗの回転軸線がガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａに一致し、かつ穴明け工具５６の軸線（すなわち工具組立体１４の工具軸線１４ａ）と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態が、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持される。これにより、高度な直進性を有する穴が棒材Ｗに正確に穿設される。
【００２９】
棒材Ｗに所望深さの穴が穿設された位置で、工具組立体１４の送り動作を止める。図３は、上記自動旋盤の各構成要素をそのような穴明け加工完了位置で示す。ここで、棒材Ｗに所望深さの穴を正確に穿設するためには、図３の穴明け加工完了位置においても、工具組立体１４の工具保持部材５２やチャック部材５４が、ガイドブッシュ装置１２の周辺に配置されたバイト等の他の工具や製品外径計測装置等の周辺機器と干渉しないことが肝要である。図示実施形態では、工具組立体１４のＺ３軸方向への送り距離は、穿設しようとする穴の深さに対応するので、穴明け加工完了位置でもそのような干渉が生じないように、穴明け加工開始時の工具組立体１４のガイドブッシュ装置１２に対する位置、及び棒材Ｗのガイドブッシュ装置１２からの延出長さを設定すればよい。
【００３０】
或いは、補助ガイド装置１０の担持部材１８がＺ２軸方向へも移動できる構成を有する場合は、図２の穴明け加工開始位置から、回転主軸１６を回転駆動するとともにＺ１軸方向へ連続的に移動させて、棒材Ｗをガイドブッシュ装置１２から送り出しながら穴明け加工を実施することが可能となる。この場合、工具組立体１４は図２の穴明け加工開始位置に停止したままに置かれる。他方、補助ガイド装置１０は、図２の穴明け加工開始位置から、回転主軸１６のＺ１軸送り動作に同期してかつ同一速度で、工具組立体１４に接近するＺ２軸方向へ連続的に移動させられる。それにより穴明け工具５６が、棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を穿設する。この場合も補助ガイド装置１０は、穴明け加工の開始から完了まで、ガイド部２０の支持面２６により棒材Ｗの延出部分の先端近傍を支持し続けて、棒材Ｗの回転に伴う振れを抑制する。その結果、棒材Ｗにその回転軸線に沿った高度な直進性を有する穴が正確に穿設される。
【００３１】
棒材Ｗに所望深さの穴が穿設された位置で、回転主軸１６のＺ１軸送り動作を止め、同時に補助ガイド装置１０のＺ２軸移動を停止させる。図４は、上記自動旋盤の各構成要素をそのような穴明け加工完了位置で示す。このような作業手順によれば、棒材Ｗに穿設される穴の深さに関わらず、穴明け加工開始時の工具組立体１４のガイドブッシュ装置１２に対する位置のみを、ガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉が生じないように設定しておけばよいので、好都合である。或いはまた、回転主軸１６のＺ１軸送り及び補助ガイド装置１０のＺ２軸移動と同時に、工具組立体１４をＺ３軸移動させることもできる。この場合、棒材Ｗの加工時間を短縮することが可能となる。
【００３２】
このように、本発明の第１実施形態に係る補助ガイド装置１０は、ガイドブッシュ装置１２から所望長さ送り出された棒材Ｗの延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって補助ガイド装置１０によれば、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材Ｗ自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。
【００３３】
なお上記実施形態では、穴明け工程に際し、回転主軸１６の回転により棒材Ｗのみが回転する構成を説明したが、工具保持部材５２に回転駆動機構を装備してチャック部材５４を回転できるようにし、穴明け工程に際して穴明け工具５６を回転させる構成を採用することもできる。この場合、棒材Ｗを同時に回転させてもよいし、回転させなくてもよい。
【００３４】
図５は、本発明の第２実施形態による補助ガイド装置７０を示す。補助ガイド装置７０は、第１実施形態による補助ガイド装置１０のガイド部２０とは異なる回転可能な支持面を有したガイド部７２を備える。その他の構成については補助ガイド装置１０と実質的に同一であるので、説明を省略する。
【００３５】
補助ガイド装置７０のガイド部７２は、補助ガイド装置１０に関連して説明したガイドブッシュ装置１２に類似した構成を有する。すなわちガイド部７２は、担持部材１８に固定されるフレーム部分７４と、軸受装置７６及びスリーブ部材７８を介してフレーム部分７４に回転可能に担持されるブッシュ部材８０とを備える。ブッシュ部材８０は、ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２と実質的同一の構造を有し、その軸線方向前端（図で左端）領域にすり割り部８２が設けられるとともに、すり割り部８２の内周面が棒材Ｗを回転可能に支持する支持面８４を構成する。ブッシュ部材８０は、すり割り部８２に径方向内方へ加える外力を調節することによって、支持面８４の内径寸法を調節することができる。すり割り部８２の外周面には、径方向内方への外力を受けるためのテーパ面８６が設けられる。
【００３６】
ブッシュ部材８０は、スリーブ部材７８の軸線方向前端領域に軸方向へ摺動可能にかつ回転方向へ固定して収納される。スリーブ部材７８の内周面前端には、ブッシュ部材８０のテーパ面８６に当接可能な対応テーパ面８８が形成される。スリーブ部材７８の軸線方向後端領域には、ブッシュ部材８０の外周面後端に設けた雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有した調節ナット９０が、軸方向へ固定して回転可能に収納される。したがって、調節ナット９０が回転すると、ブッシュ部材８０がスリーブ部材７８内で軸方向へ移動し、テーパ面８６と対応テーパ面８８との相互当接圧力に応じて、支持面８４の内径寸法が、支持対象の棒材Ｗの外形寸法に対応して調節される。スリーブ部材７８は、軸受装置７６によってフレーム部分７４の中心穴７４ａに回転可能に支持され、それによりブッシュ部材８０は、スリーブ部材７８とともにフレーム部分７４内で自在に回転できるようになっている。
【００３７】
補助ガイド装置７０が前述した作用位置にあるときに、ブッシュ部材８０に形成された支持面８４は、補助ガイド装置１０における支持面２６と同様に、ガイドブッシュ装置１２から送り出された棒材Ｗの延出部分を接触支持する。支持面８４は、工具組立体１４（図２）による棒材Ｗの穴明け加工中に、それ自体が棒材Ｗに連れて回転しつつ棒材Ｗを支持し、棒材Ｗの回転に伴う振れを防止する。それにより補助ガイド装置７０は、穴明け工具５６（図１）の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。
【００３８】
上記構成において、スリーブ部材７８の外周面の後端領域に、被動プーリ９２を連結することもできる。被動プーリ９２は、図示しない動力伝達機構を介して図示しないブッシュ部材駆動源に連結され、回転主軸１６（図１）の回転速度と同一の回転速度で回転駆動されるように構成できる。この場合、前述したガイドブッシュ装置１２における回転構造と同様に、被動プーリ９２、調節ナット９０、スリーブ部材７８及びブッシュ部材８０が、フレーム部分７４及び担持部材１８に対し、回転主軸１６の回転速度と同一の回転速度で一体的に回転するようになる。
【００３９】
このように、本発明の第２実施形態に係る補助ガイド装置７０は、ガイドブッシュ装置１２から所望長さ送り出された棒材Ｗの延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって補助ガイド装置７０によっても、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材Ｗ自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。
【００４０】
図６は、本発明の第３実施形態による補助ガイド装置１００を示す。補助ガイド装置１００は、第１及び第２実施形態による補助ガイド装置１０、７０のガイド部２０、７２のいずれとも異なる静止支持面を有したガイド部１０２を備える。その他の構成については補助ガイド装置１０、７０と実質的に同一であるので、説明を省略する。
【００４１】
補助ガイド装置１００のガイド部１０２は、従来周知の固定型ガイドブッシュに類似した構成を有する。すなわちガイド部１０２は、担持部材１８に固定されるフレーム部分１０４と、取付部材１０６及びスリーブ部材１０８を介してフレーム部分１０４に回転不能に担持されるブッシュ部材１１０とを備える。ブッシュ部材１１０は、前述したガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２と実質的同一の構造を有し、その軸線方向前端（図で左端）領域にすり割り部１１２が設けられるとともに、すり割り部１１２の内周面が棒材Ｗを回転可能に支持する支持面１１４を構成する。ブッシュ部材１１０は、すり割り部１１２に径方向内方へ加える外力を調節することによって、支持面１１４の内径寸法を調節することができる。すり割り部１１２の外周面には、径方向内方への外力を受けるためのテーパ面１１６が設けられる。
【００４２】
ブッシュ部材１１０は、スリーブ部材１０８の軸線方向前端領域に軸方向へ摺動可能にかつ回転方向へ固定して収納される。スリーブ部材１０８の内周面前端には、ブッシュ部材１１０のテーパ面１１６に当接可能な対応テーパ面１１８が形成される。スリーブ部材１０８の軸線方向後端領域には、ブッシュ部材１１０の外周面後端に設けた雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有した調節ナット１２０が、軸方向へ固定して回転可能に収納される。したがって、調節ナット１２０が回転すると、ブッシュ部材１１０がスリーブ部材１０８内で軸方向へ移動し、テーパ面１１６と対応テーパ面１１８との相互当接圧力に応じて、支持面１１４の内径寸法が、支持対象の棒材Ｗの外形寸法に対応して調節される。支持面１１４は、例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の、耐摩耗性及び機械的強度に優れた超硬材料から形成される。
【００４３】
補助ガイド装置１００が前述した作用位置にあるときに、ブッシュ部材１１０に形成された支持面１１４は、補助ガイド装置１０における支持面２６と同様に、ガイドブッシュ装置１２から送り出された棒材Ｗの延出部分を接触支持する。支持面１１４は、工具組立体１４（図２）による棒材Ｗの穴明け加工中に、それ自体回転することなく棒材Ｗを摺動支持し、棒材Ｗの回転に伴う振れを防止する。それにより補助ガイド装置１００は、穴明け工具５６（図１）の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。
【００４４】
このように、本発明の第３実施形態に係る補助ガイド装置１００は、ガイドブッシュ装置１２から所望長さ送り出された棒材Ｗの延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって補助ガイド装置１００によっても、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材Ｗ自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。
【００４５】
図７は、前述した補助ガイド装置１０、ガイドブッシュ装置１２、工具組立体１４及び回転主軸１６を組込んで備えた本発明の一実施形態による自動旋盤１３０の外観構成を概略で示す。
【００４６】
図７に示すように、自動旋盤１３０は、旋盤機台１３２と、旋盤機台１３２上に立設されたコラム２８に固定的に設置されるガイドブッシュ装置１２と、旋盤機台１３２上でガイドブッシュ装置１２の前方に対向して配置できる工具組立体１４と、ガイドブッシュ装置１２の後方で旋盤機台１３２上に設置される回転主軸１６とを備える。さらに自動旋盤１３０は、ガイドブッシュ装置１２の近傍で旋盤機台１３２上に設置され、ガイドブッシュ装置１２から工具組立体１４側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置（図７に示す位置）と、作用位置から離れて、棒材に対する他の工具（例えばバイト１３４）による加工作業を妨害しない待機位置との間で移動可能な補助ガイド装置１０を備える。
【００４７】
補助ガイド装置１０は、図示実施形態では、バイト１３４等の多数の工具を装着可能な刃物台１３６に、それら工具に並置して固定される板状の担持部材１８を備える。担持部材１８の自由端には、図１に示すガイド部２０が固定的に連結される。刃物台１３６は、補助ガイド装置１０を伴って、旋盤機台１３２上で前述したＸ軸に相当するＸ１軸方向へ移動できる。さらに刃物台１３６は、Ｘ１軸及び前述したＺ１軸に直交するＹ軸方向へも移動できる。したがって補助ガイド装置１０は、刃物台１３６のＸ１軸移動により、前述した作用位置と待機位置との間を移動する。
【００４８】
ガイドブッシュ装置１２は、回転主軸１６に掴持された棒材を工具（例えば穴明け工具５６やバイト１３４）による加工作業位置近傍で回転自在に支持する。ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２は、図１に示すような回転型ガイドブッシュか、又は周知の固定型ガイドブッシュから構成できる。
工具組立体１４は、図示実施形態では、穴明け工具５６を含む複数の工具を装着可能な刃物台としての工具保持部材５２を備える。工具保持部材５２は、旋盤機台１３２上で前述したＺ３軸方向及びＺ３軸に直交するＸ２軸方向へ移動可能な送り台１３８上に設置される。
回転主軸１６は、チャック５８により旋削加工すべき棒材を掴持して、回転可能かつ前述したＺ１軸方向へ移動可能に旋盤機台１３２上に設置される。
【００４９】
上記構成を有する自動旋盤１３０において、穴明け工具５６による穴明け加工を実施する際には、まず旋盤機台１３２上で送り台１３８のＸ２軸移動により工具組立体１４をガイドブッシュ装置１２に同心状に対向配置して、穴明け工具５６を、ガイドブッシュ３２から軸線方向へ離れた位置に配置する。他方、補助ガイド装置１０は、刃物台１３６のＸ１軸方向移動により、ガイドブッシュ装置１２に近接した図示の作用位置に置かれる。この状態で、チャック５８に掴持した棒材を回転主軸１６のＺ１軸移動によりガイドブッシュ装置１２に挿入し、ガイドブッシュ３２から所望長さ送り出すとともに、補助ガイド装置１０にその延出部分を支持させる。その後、穴明け加工が、図３に関連して説明したように、工具組立体１４のＺ３軸移動の下で実施される。
【００５０】
穴明け加工中には、補助ガイド装置１０が、ガイドブッシュ装置１２から送り出された棒材の延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材の回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって自動旋盤１３０によれば、補助ガイド装置１０の作用により、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材にその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。
【００５１】
図８は、前述した補助ガイド装置１０、ガイドブッシュ装置１２、工具組立体１４及び回転主軸１６を組込んで備えた本発明の他の実施形態による自動旋盤１４０の外観構成を概略で示す。
【００５２】
図８に示すように、自動旋盤１４０は、旋盤機台１４２と、旋盤機台１４２上に立設されたコラム２８に固定的に設置されるガイドブッシュ装置１２と、旋盤機台１４２上でガイドブッシュ装置１２の前方に対向して配置できる工具組立体１４と、ガイドブッシュ装置１２の後方で旋盤機台１４２上に設置される回転主軸１６とを備える。さらに自動旋盤１４０は、ガイドブッシュ装置１２の近傍で旋盤機台１４２上に設置され、ガイドブッシュ装置１２から工具組立体１４側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置（図８に示す位置）と、作用位置から離れて、棒材に対する他の工具による加工作業を妨害しない待機位置との間で移動可能な補助ガイド装置１０を備える。
【００５３】
補助ガイド装置１０は、図示実施形態では、バイト等の多数の工具を装着可能なタレット刃物台１４４の所望の割出位置に固定される板状の担持部材１８を備える。担持部材１８の自由端には、図１に示すガイド部２０が固定的に連結される。タレット刃物台１４４は、補助ガイド装置１０を伴って、旋盤機台１４２上で前述したＺ２軸方向及びＺ２軸に直交するＸ軸方向へ移動できる。したがって補助ガイド装置１０は、タレット刃物台１４４のＸ軸移動又は割出回転により、前述した作用位置と待機位置との間を移動する。
【００５４】
ガイドブッシュ装置１２は、回転主軸１６に掴持された棒材を工具（例えば穴明け工具５６）による加工作業位置近傍で回転自在に支持する。ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２は、図１に示すような回転型ガイドブッシュか、又は周知の固定型ガイドブッシュから構成できる。
工具組立体１４は、図示実施形態では、ガイドブッシュ装置１２に対向して棒材を掴持可能な背面主軸としての工具保持部材５２を備える。背面主軸としての工具保持部材５２は、チャック部材５４に穴明け工具５６を掴持して回転することができる。また工具保持部材５２は、Ｚ２軸に平行なＺ３軸方向へ移動できるようになっている。
回転主軸１６は、チャック５８により旋削加工すべき棒材を掴持して、回転可能かつ前述したＺ１軸方向へ移動可能に旋盤機台１４２上に設置される。
【００５５】
上記構成を有する自動旋盤１４０において、穴明け工具５６による穴明け加工を実施する際には、まず旋盤機台１４２上で工具組立体１４をガイドブッシュ装置１２に同心状に対向配置し、穴明け工具５６を、ガイドブッシュ３２から軸線方向へ離れた位置に配置する。他方、補助ガイド装置１０は、タレット刃物台１４４のＸ軸方向移動により、ガイドブッシュ装置１２に近接した図示の作用位置に置かれる。この状態で、チャック５８に掴持した棒材を回転主軸１６のＺ１軸移動によりガイドブッシュ装置１２に挿入し、ガイドブッシュ３２から所望長さ送り出すとともに、補助ガイド装置１０にその延出部分を支持させる。その後、穴明け加工が、図４に関連して説明したように、回転主軸１６のＺ１軸移動及び補助ガイド装置１０のＺ２軸移動の下で実施される。なお自動旋盤１４０では、回転主軸１６のＺ１軸送り及び補助ガイド装置１０のＺ２軸移動と同時に、工具保持部材５２をＺ３軸移動させることができる。この場合、穴明け加工時には棒材Ｗと穴明け工具５６との双方を相互接近方向へ移動させ、加工終了とともにそれらを互いに逃がすようにプログラムすることにより、加工時間を短縮することができる。
【００５６】
穴明け加工中には、補助ガイド装置１０が、ガイドブッシュ装置１２から送り出された棒材の延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材の回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって自動旋盤１４０によれば、補助ガイド装置１０の作用により、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材にその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。なお、自動旋盤１４０では、背面主軸としての工具保持部材５２に穴明け工具５６を装着し、穴明け工具５６を回転できるようにしたので、棒材と穴明け工具５６との双方を回転させて穴明け加工を実施することにより、棒材に穿設された穴の直進性を一層向上させることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤で補助ガイド装置を使用することにより、穴明け工具を有した工具組立体とガイドブッシュ装置周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材自体の曲がりや回転主軸の先端領域の振れの影響を排除して、穴明け工具を用いて棒材にその回転軸線に沿った穴を高度な直進性の下に正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具の破損事故を回避することが可能となる。特に本発明は、細径の棒材や、プラスチック等の軟質材料からなる棒材に、深い穴を穿設する場合に、著しい効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による補助ガイド装置を、ガイドブッシュ装置とともに作用位置で示す部分断面図である。
【図２】図１の補助ガイド装置を、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸とともに穴明け加工開始位置で示す部分断面図である。
【図３】図１の補助ガイド装置を、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸とともに穴明け加工完了位置で示す部分断面図である。
【図４】図１の補助ガイド装置を、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸とともに他の穴明け加工完了位置で示す部分断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による補助ガイド装置を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による補助ガイド装置を示す部分断面図である。
【図７】図２の補助ガイド装置、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸を備えた本発明の一実施形態による自動旋盤の外観構成を示す概略斜視図である。
【図８】図２の補助ガイド装置、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸を備えた本発明の他の実施形態による自動旋盤の外観構成を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０、７０、１００…補助ガイド装置
１２…ガイドブッシュ装置
１４…工具組立体
１６…回転主軸
１８…担持部材
２０、７２、１０２…ガイド部
２６、８４、１１４…支持面
２８…コラム
３２…ガイドブッシュ
５６…穴明け工具
５８…チャック
８０、１１０…ブッシュ部材
１３０、１４０…自動旋盤
１３２、１４２…旋盤機台
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転主軸に掴持された棒材を加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤に関し、特に、ガイドブッシュ装置から送り出された棒材を回転自在に支持すべく自動旋盤に設置される旋盤用補助ガイド装置に関する。さらに本発明は、ガイドブッシュ装置と補助ガイド装置とを備えた自動旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＣ旋盤等の、自動旋削加工を実施できる旋盤（本明細書では自動旋盤と称する）において、回転主軸に掴持された被加工素材としての棒材を、回転主軸先端の前方の、工具による加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置を備えたものが知られている。ガイドブッシュ装置は、それ自体、自動旋盤の機台上の所定位置に固定的に設置され、旋削加工中の棒材をその被加工部位近傍で支持して、被加工部位に生じ得る回転による振れや撓みを抑制し、それにより、比較的細長い製品でも高い寸法精度に加工成形することを可能にする。この種のガイドブッシュ装置では、棒材外周面を支持する円筒状の支持内周面が、回転する棒材に対するすべり軸受面を構成する固定型ガイドブッシュを備えたものと、支持内周面が棒材外周面に実質的に接触した状態で棒材と共に回転する回転型ガイドブッシュを備えたものとが、適宜選択して使用されている。
【０００３】
このようなガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤は、一般に、回転主軸が棒材を掴持しつつ回転軸線方向（本明細書ではＺ軸方向と称する）に直線的に移動できるように構成される。このような構成においては、旋削加工に際し、回転主軸はその先端のチャックから棒材を十分な長さに延出させた状態で回転し、ガイドブッシュ装置が棒材先端の被加工部位近傍を支持する。そして、回転主軸をＺ軸移動させてガイドブッシュ装置から棒材を加工作業位置へ送り出すことにより、１つの製品に対する加工の進行に伴う工具と棒材とのＺ軸方向相対移動を生じさせたり、１本の長尺の棒材から多数の製品を連続的に作製したりすることができる。
【０００４】
ところで、一般に旋盤でドリル等の穴明け工具を用いて、棒材にその回転軸線に沿った穴を穿設する際には、穴明け工具の軸線と棒材の回転軸線とを合致させた状態で、棒材と穴明け工具とをそれらのいずれか一方又は双方を回転させつつＺ軸方向へ相対移動させる。このとき、ガイドブッシュ装置を備えた従来の自動旋盤では、ガイドブッシュ装置の周辺にバイト等の他の工具や製品外径計測装置といった種々の機器を設置する機械構成上の制約から、それら周辺機器と穴明け工具とを干渉させずにガイドブッシュ装置に穴明け工具を接近させることが困難となる場合がある。そのような場合に、従来は、周辺機器との干渉が生じない位置まで穴明け工具をガイドブッシュ装置から離して配置し、回転主軸をＺ軸移動させてガイドブッシュ装置から棒材を送り出しながら、ガイドブッシュ装置から離れた位置で穴明け加工を実施するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した穴明け加工作業において、穴の直進性を向上させるためには、穴明け工具の軸線と棒材の回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することが要求される。しかし、ガイドブッシュ装置を備えた従来の自動旋盤で、上記したように回転主軸をＺ軸移動させてガイドブッシュ装置から棒材を送り出しながら、ガイドブッシュ装置から離れた位置で穴明け加工を実施する場合には、棒材自体が有している曲がり等に起因して、ガイドブッシュ装置から送り出される棒材の先端の被加工部分に振れが生じる場合がある。このような振れは、穿設される穴が深いほど、つまり穴明け加工中の棒材の送り出し量が多いほど顕著に生じ、それに伴う穴明け工具の軸線と棒材の回転軸線との相対的位置ずれの結果として、穴の直進性が低下したり、場合によっては穴明け工具が損傷を受けたりする課題があった。
【０００６】
したがって本発明の目的は、ガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤で使用される補助ガイド装置において、穴明け工具とガイドブッシュ装置周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具を用いて棒材にその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することを可能にするとともに、穴明け工具の破損事故を回避することができる旋盤用補助ガイド装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、そのような補助ガイド装置を備えた自動旋盤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、回転主軸に掴持された棒材を加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置と、ガイドブッシュ装置に対向して配置でき、棒材にその回転軸線に沿った穴を穿設できる工具組立体とを備えた自動旋盤に設置される補助ガイド装置であって、ガイドブッシュ装置から工具組立体側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置と、作用位置から離れた待機位置との間で移動でき、作用位置にあるときに棒材の延出部分を受容支持する略円筒状の支持面を備え、工具組立体による棒材穴明け加工中に、支持面により、棒材の回転軸線を工具組立体の工具軸線に実質的に合致した状態に保持することを特徴とする旋盤用補助ガイド装置を提供する。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の旋盤用補助ガイド装置において、作用位置において、回転主軸に掴持された棒材の軸線方向送り動作に伴って、この軸線方向へ直線的に移動できるように構成された旋盤用補助ガイド装置を提供する。
【０００９】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２に記載の旋盤用補助ガイド装置において、支持面が、穴明け加工中の棒材の回転動作に伴って回転できるように構成された旋盤用補助ガイド装置を提供する。
【００１０】
請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋盤用補助ガイド装置において、支持面が超硬材料から形成される旋盤用補助ガイド装置を提供する。
【００１１】
請求項５に記載の本発明は、回転主軸に掴持された棒材を加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置と、ガイドブッシュ装置に対向して配置でき、棒材にその回転軸線に沿った穴を穿設できる工具組立体とを具備した自動旋盤において、ガイドブッシュ装置から工具組立体側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置と、作用位置から離れた待機位置との間で移動可能な補助ガイド装置を具備し、補助ガイド装置は、作用位置にあるときに棒材の延出部分を受容支持する略円筒状の支持面を備え、工具組立体による棒材穴明け加工中に、支持面により、棒材の回転軸線を工具組立体の工具軸線に実質的に合致した状態に保持することを特徴とする自動旋盤を提供する。
【００１２】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の自動旋盤において、補助ガイド装置は、作用位置において、回転主軸に掴持された棒材の軸線方向送り動作に伴って、軸線方向へ直線的に移動できるように構成された自動旋盤を提供する。
【００１３】
請求項７に記載の本発明は、請求項５又は６に記載の自動旋盤において、補助ガイド装置の支持面が、穴明け加工中の棒材の回転動作に伴って回転できるように構成された自動旋盤を提供する。
【００１４】
請求項８に記載の本発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載の自動旋盤において、補助ガイド装置の支持面が超硬材料から形成される自動旋盤を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をその実施形態に基づき詳細に説明する。各図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明の第１実施形態による旋盤用補助ガイド装置１０を、自動旋盤の旋盤機台（図示せず）上に設置されたガイドブッシュ装置１２と共に示し、図２は、同補助ガイド装置１０を、自動旋盤の旋盤機台上にそれぞれ設置されたガイドブッシュ装置１２、工具組立体１４及び被加工素材としての棒材Ｗを掴持する回転主軸１６と共に示す。
【００１６】
補助ガイド装置１０は、ガイドブッシュ装置１２の近傍で旋盤機台上に設置され、ガイドブッシュ装置１２から工具組立体１４側へ送り出された棒材Ｗの延出部分を回転自在に支持する作用位置（図１及び図２に示す位置）と、作用位置から離れて、棒材Ｗに対する他の工具による加工作業や計測作業を妨害しない待機位置との間で移動できるようになっている。さらに詳しくは、補助ガイド装置１０は、旋盤機台上の直交３軸座標系において、少なくとも支持対象の棒材Ｗの回転軸線に略直交するＸ軸方向へ、図示しない駆動装置により移動可能な担持部材１８と、担持部材１８に固定され、上記作用位置で棒材Ｗの延出部分を回転自在に支持するガイド部２０とを備える。好ましくは補助ガイド装置１０の担持部材１８は、棒材Ｗの回転軸線に平行なＺ２軸方向へも移動できるように構成される。
【００１７】
補助ガイド装置１０のガイド部２０は、棒材Ｗを受容、包囲する段付き貫通孔２２を有した断面略矩形の中空ブロック体からなり、例えばボルト２４によって担持部材１８に固定的に連結される。ガイド部２０の貫通孔２２の小径部分には、補助ガイド装置１０が上記した作用位置にあるときに、棒材Ｗの延出部分を回転可能に支持する略円筒状の支持面２６が形成される。支持面２６は、工具組立体１４による棒材Ｗの穴明け加工中に、棒材Ｗの回転に伴う振れを防止し、棒材Ｗの回転軸線を工具組立体１４の工具軸線１４ａ（後述する）に略平行に保持するように作用する。支持面２６は、高速回転する棒材Ｗを接触支持できるように、好ましくは機械的強度に優れた超硬材料から形成される。
【００１８】
ガイドブッシュ装置１２は、回転主軸１６の軸線方向前方（図で左方）で、旋盤機台上に立設されたコラム２８に固定的に設置され、回転主軸１６に掴持された棒材Ｗを工具（例えば穴明け工具）による加工作業位置近傍で回転自在に支持する。ガイドブッシュ装置１２は、棒材Ｗを受容、包囲する段付き円筒状の内周面３０を有した中空筒状のガイドブッシュ３２を備える。ガイドブッシュ３２は、中心軸線３２ａを有し、その軸線方向前端（図で左端）領域には、内周面３０の小径部分である棒材支持面３０ａを有したすり割り部３４が設けられる。ガイドブッシュ３２は、すり割り部３４に径方向内方へ加える外力を調節することによって、すり割り部３４の棒材支持面３０ａの内径寸法を調節することができる。すり割り部３４の外周面には、径方向内方への外力を受けるためのテーパ面３６が設けられる。
【００１９】
ガイドブッシュ３２は、スリーブ部材３８、軸受装置４０及びフランジ部材４２を介して、コラム２８に対し回転可能に設置される。ガイドブッシュ３２は、スリーブ部材３８の軸線方向前端領域に軸方向へ摺動可能にかつ回転方向へ固定して収納される。スリーブ部材３８の内周面前端には、ガイドブッシュ３２のテーパ面３６に当接可能な対応テーパ面４４が形成される。スリーブ部材３８の軸線方向後端領域には、ガイドブッシュ３２に螺合するねじ部を有した調節ナット４６が、軸線方向へ固定して回転可能に収納される。したがって、調節ナット４６が回転すると、ガイドブッシュ３２がスリーブ部材３８内で軸線方向へ移動し、テーパ面３６と対応テーパ面４４との相互当接圧力に応じて、すり割り部３４の棒材支持面３０ａの内径寸法が、支持対象の棒材Ｗの外形寸法に対応して調節される。
【００２０】
スリーブ部材３８は、軸受装置４０によってフランジ部材４２の中心穴４２ａに回転可能に支持される。スリーブ部材３８の外周面の後端領域には、被動プーリ４８が連結される。被動プーリ４８は、図示しない動力伝達機構を介して図示しないガイドブッシュ駆動源に連結され、ガイドブッシュ駆動源により、回転主軸１６の回転速度と同一の回転速度で回転駆動される。その結果、被動プーリ４８、調節ナット４６、スリーブ部材３８及びガイドブッシュ３２が、フランジ部材４２に対し、回転主軸１６の回転速度と同一の回転速度で一体的に回転する。旋削加工中の棒材Ｗは、同一速度で回転するガイドブッシュ３２の棒材支持面３０ａに接触支持される。したがって一般に、旋削加工中の棒材Ｗの回転軸線は、ガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａによって規定される。フランジ部材４２は、例えばボルト５０によりコラム２８に固定される。このように、ガイドブッシュ３２、スリーブ部材３８、軸受装置４０、フランジ部材４２、調節ナット４６及び被動プーリ４８は、予め組立てたガイドブッシュ装置１２として、自動旋盤のコラム２８の所定位置に着脱可能に取付けられる。
【００２１】
工具組立体１４は、工具保持部材５２と、工具保持部材５２に脱着可能に装着されるチャック部材５４と、チャック部材５４に掴持されるドリル等の穴明け工具５６とから構成される。穴明け工具５６は、工具軸線１４ａを有して工具保持部材５２に固定的に設置される。また工具保持部材５２は、例えば旋盤機台上に設置される刃物台（図示せず）として構成される。工具組立体１４は、旋盤機台上の直交３軸座標系において、工具軸線１４ａ及び前述したＺ２軸に平行なＺ３軸方向へ移動可能となっている。
【００２２】
回転主軸１６は、旋削加工すべき棒材Ｗを掴持して、図示しない主軸モータにより回転駆動されるとともに、旋盤機台上の直交３軸座標系においてそれ自体の回転軸線及び前述したＺ２軸及びＺ３軸に平行なＺ１軸方向へ、図示しない送りモータによって移動するように構成される。回転主軸１６の回転軸線は、ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａに合致されている。
【００２３】
回転主軸１６は中空筒状の構造を有し、その前端領域に、棒材を掴持可能な開閉式のチャック５８が収容される。チャック５８は、先端にすり割り部を有したいわゆるコレットチャックであり、すり割り部に径方向内方への外力が加わることにより、先端の略円筒状の棒材掴持面６０が縮径してチャック５８が閉じ、棒材を固定的に掴持するようになっている。すり割り部への径方向外力が解除されると、すり割り部が復元して棒材掴持面６０が拡径し、チャック５８が開いて棒材を解放する。チャック５８のすり割り部外周には、径方向内方への外力を受けるためのテーパ面６２が設けられる。
【００２４】
回転主軸１６にはさらに、中空筒状の押圧部材６４が軸方向へ移動可能に収容される。押圧部材６４はその前端領域にチャック５８を収容し、チャック５８のテーパ面６２に当接可能な対応テーパ面６６を前端に備える。図示しないチャック駆動源により、押圧部材６４を軸線方向前方へ移動することによって、対応テーパ面６６がチャック５８のテーパ面６２に当接され、テーパ面６２を介してチャック５８のすり割り部に径方向内方への押圧力が加わり、チャック５８が閉じられる。この状態で、チャック５８が棒材を強固に掴持する。その状態から、押圧部材６４を軸線方向後方へ移動すれば、対応テーパ面６６がチャック５８のテーパ面６２から脱離して、チャック５８が開かれる。
【００２５】
上記構成を有する自動旋盤において、穴明け工具５６により棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を穿設する際には、まず図２に示すように、旋盤機台上で工具組立体１４を移動してガイドブッシュ装置１２に対向配置し、工具組立体１４の工具軸線１４ａとガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａとを正確に合致させる。このとき穴明け工具５６は、ガイドブッシュ３２から軸線方向へ離れた位置に配置される。
【００２６】
他方、補助ガイド装置１０は、担持部材１８のＸ軸方向移動により、ガイドブッシュ装置１２に近接した図示の作用位置に置かれる。補助ガイド装置１０は作用位置で、ガイド部２０の貫通孔２２における支持面２６の中心軸線を、ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａに正確に合致させている。このような工具組立体１４及び補助ガイド装置１０の位置決め動作は、例えば自動旋盤のＮＣ装置の制御下で遂行される。
【００２７】
この状態で、回転主軸１６のチャック５８に掴持した棒材Ｗを、回転主軸１６のＺ１軸方向送り動作により、ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２に挿入し、ガイドブッシュ３２の棒材支持面３０ａに支持させるとともに、ガイドブッシュ３２から工具組立体１４側へ所望長さだけ送り出す。ガイドブッシュ３２から送り出された棒材Ｗの延出部分は、補助ガイド装置１０のガイド部２０の貫通孔２２に円滑に挿入され、支持面２６によって回転可能に支持される。棒材Ｗの延出部分の軸線方向端面が補助ガイド装置１０のガイド部２０の軸線方向端面から僅かに突出した位置で、回転主軸１６の棒材送り動作を止める。その位置で、棒材Ｗの延出部分の軸線方向端面は、工具組立体１４の穴明け工具５６の先端に近接して配置される。このようにして、上記自動旋盤の各構成要素が図２に示す穴明け加工開始位置に置かれる。
【００２８】
図２の穴明け加工開始位置から、回転主軸１６を回転駆動するとともに、工具組立体１４をガイドブッシュ装置１２に接近するＺ３軸方向へ連続的に移動させる。それにより穴明け工具５６が、棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を穿設する。このとき、補助ガイド装置１０がガイド部２０の支持面２６により棒材Ｗの延出部分を支持しているので、棒材Ｗの回転に伴う振れが抑制される。つまり、棒材Ｗの回転軸線がガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２の中心軸線３２ａに一致し、かつ穴明け工具５６の軸線（すなわち工具組立体１４の工具軸線１４ａ）と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態が、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持される。これにより、高度な直進性を有する穴が棒材Ｗに正確に穿設される。
【００２９】
棒材Ｗに所望深さの穴が穿設された位置で、工具組立体１４の送り動作を止める。図３は、上記自動旋盤の各構成要素をそのような穴明け加工完了位置で示す。ここで、棒材Ｗに所望深さの穴を正確に穿設するためには、図３の穴明け加工完了位置においても、工具組立体１４の工具保持部材５２やチャック部材５４が、ガイドブッシュ装置１２の周辺に配置されたバイト等の他の工具や製品外径計測装置等の周辺機器と干渉しないことが肝要である。図示実施形態では、工具組立体１４のＺ３軸方向への送り距離は、穿設しようとする穴の深さに対応するので、穴明け加工完了位置でもそのような干渉が生じないように、穴明け加工開始時の工具組立体１４のガイドブッシュ装置１２に対する位置、及び棒材Ｗのガイドブッシュ装置１２からの延出長さを設定すればよい。
【００３０】
或いは、補助ガイド装置１０の担持部材１８がＺ２軸方向へも移動できる構成を有する場合は、図２の穴明け加工開始位置から、回転主軸１６を回転駆動するとともにＺ１軸方向へ連続的に移動させて、棒材Ｗをガイドブッシュ装置１２から送り出しながら穴明け加工を実施することが可能となる。この場合、工具組立体１４は図２の穴明け加工開始位置に停止したままに置かれる。他方、補助ガイド装置１０は、図２の穴明け加工開始位置から、回転主軸１６のＺ１軸送り動作に同期してかつ同一速度で、工具組立体１４に接近するＺ２軸方向へ連続的に移動させられる。それにより穴明け工具５６が、棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を穿設する。この場合も補助ガイド装置１０は、穴明け加工の開始から完了まで、ガイド部２０の支持面２６により棒材Ｗの延出部分の先端近傍を支持し続けて、棒材Ｗの回転に伴う振れを抑制する。その結果、棒材Ｗにその回転軸線に沿った高度な直進性を有する穴が正確に穿設される。
【００３１】
棒材Ｗに所望深さの穴が穿設された位置で、回転主軸１６のＺ１軸送り動作を止め、同時に補助ガイド装置１０のＺ２軸移動を停止させる。図４は、上記自動旋盤の各構成要素をそのような穴明け加工完了位置で示す。このような作業手順によれば、棒材Ｗに穿設される穴の深さに関わらず、穴明け加工開始時の工具組立体１４のガイドブッシュ装置１２に対する位置のみを、ガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉が生じないように設定しておけばよいので、好都合である。或いはまた、回転主軸１６のＺ１軸送り及び補助ガイド装置１０のＺ２軸移動と同時に、工具組立体１４をＺ３軸移動させることもできる。この場合、棒材Ｗの加工時間を短縮することが可能となる。
【００３２】
このように、本発明の第１実施形態に係る補助ガイド装置１０は、ガイドブッシュ装置１２から所望長さ送り出された棒材Ｗの延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって補助ガイド装置１０によれば、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材Ｗ自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。
【００３３】
なお上記実施形態では、穴明け工程に際し、回転主軸１６の回転により棒材Ｗのみが回転する構成を説明したが、工具保持部材５２に回転駆動機構を装備してチャック部材５４を回転できるようにし、穴明け工程に際して穴明け工具５６を回転させる構成を採用することもできる。この場合、棒材Ｗを同時に回転させてもよいし、回転させなくてもよい。
【００３４】
図５は、本発明の第２実施形態による補助ガイド装置７０を示す。補助ガイド装置７０は、第１実施形態による補助ガイド装置１０のガイド部２０とは異なる回転可能な支持面を有したガイド部７２を備える。その他の構成については補助ガイド装置１０と実質的に同一であるので、説明を省略する。
【００３５】
補助ガイド装置７０のガイド部７２は、補助ガイド装置１０に関連して説明したガイドブッシュ装置１２に類似した構成を有する。すなわちガイド部７２は、担持部材１８に固定されるフレーム部分７４と、軸受装置７６及びスリーブ部材７８を介してフレーム部分７４に回転可能に担持されるブッシュ部材８０とを備える。ブッシュ部材８０は、ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２と実質的同一の構造を有し、その軸線方向前端（図で左端）領域にすり割り部８２が設けられるとともに、すり割り部８２の内周面が棒材Ｗを回転可能に支持する支持面８４を構成する。ブッシュ部材８０は、すり割り部８２に径方向内方へ加える外力を調節することによって、支持面８４の内径寸法を調節することができる。すり割り部８２の外周面には、径方向内方への外力を受けるためのテーパ面８６が設けられる。
【００３６】
ブッシュ部材８０は、スリーブ部材７８の軸線方向前端領域に軸方向へ摺動可能にかつ回転方向へ固定して収納される。スリーブ部材７８の内周面前端には、ブッシュ部材８０のテーパ面８６に当接可能な対応テーパ面８８が形成される。スリーブ部材７８の軸線方向後端領域には、ブッシュ部材８０の外周面後端に設けた雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有した調節ナット９０が、軸方向へ固定して回転可能に収納される。したがって、調節ナット９０が回転すると、ブッシュ部材８０がスリーブ部材７８内で軸方向へ移動し、テーパ面８６と対応テーパ面８８との相互当接圧力に応じて、支持面８４の内径寸法が、支持対象の棒材Ｗの外形寸法に対応して調節される。スリーブ部材７８は、軸受装置７６によってフレーム部分７４の中心穴７４ａに回転可能に支持され、それによりブッシュ部材８０は、スリーブ部材７８とともにフレーム部分７４内で自在に回転できるようになっている。
【００３７】
補助ガイド装置７０が前述した作用位置にあるときに、ブッシュ部材８０に形成された支持面８４は、補助ガイド装置１０における支持面２６と同様に、ガイドブッシュ装置１２から送り出された棒材Ｗの延出部分を接触支持する。支持面８４は、工具組立体１４（図２）による棒材Ｗの穴明け加工中に、それ自体が棒材Ｗに連れて回転しつつ棒材Ｗを支持し、棒材Ｗの回転に伴う振れを防止する。それにより補助ガイド装置７０は、穴明け工具５６（図１）の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。
【００３８】
上記構成において、スリーブ部材７８の外周面の後端領域に、被動プーリ９２を連結することもできる。被動プーリ９２は、図示しない動力伝達機構を介して図示しないブッシュ部材駆動源に連結され、回転主軸１６（図１）の回転速度と同一の回転速度で回転駆動されるように構成できる。この場合、前述したガイドブッシュ装置１２における回転構造と同様に、被動プーリ９２、調節ナット９０、スリーブ部材７８及びブッシュ部材８０が、フレーム部分７４及び担持部材１８に対し、回転主軸１６の回転速度と同一の回転速度で一体的に回転するようになる。
【００３９】
このように、本発明の第２実施形態に係る補助ガイド装置７０は、ガイドブッシュ装置１２から所望長さ送り出された棒材Ｗの延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって補助ガイド装置７０によっても、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材Ｗ自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。
【００４０】
図６は、本発明の第３実施形態による補助ガイド装置１００を示す。補助ガイド装置１００は、第１及び第２実施形態による補助ガイド装置１０、７０のガイド部２０、７２のいずれとも異なる静止支持面を有したガイド部１０２を備える。その他の構成については補助ガイド装置１０、７０と実質的に同一であるので、説明を省略する。
【００４１】
補助ガイド装置１００のガイド部１０２は、従来周知の固定型ガイドブッシュに類似した構成を有する。すなわちガイド部１０２は、担持部材１８に固定されるフレーム部分１０４と、取付部材１０６及びスリーブ部材１０８を介してフレーム部分１０４に回転不能に担持されるブッシュ部材１１０とを備える。ブッシュ部材１１０は、前述したガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２と実質的同一の構造を有し、その軸線方向前端（図で左端）領域にすり割り部１１２が設けられるとともに、すり割り部１１２の内周面が棒材Ｗを回転可能に支持する支持面１１４を構成する。ブッシュ部材１１０は、すり割り部１１２に径方向内方へ加える外力を調節することによって、支持面１１４の内径寸法を調節することができる。すり割り部１１２の外周面には、径方向内方への外力を受けるためのテーパ面１１６が設けられる。
【００４２】
ブッシュ部材１１０は、スリーブ部材１０８の軸線方向前端領域に軸方向へ摺動可能にかつ回転方向へ固定して収納される。スリーブ部材１０８の内周面前端には、ブッシュ部材１１０のテーパ面１１６に当接可能な対応テーパ面１１８が形成される。スリーブ部材１０８の軸線方向後端領域には、ブッシュ部材１１０の外周面後端に設けた雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有した調節ナット１２０が、軸方向へ固定して回転可能に収納される。したがって、調節ナット１２０が回転すると、ブッシュ部材１１０がスリーブ部材１０８内で軸方向へ移動し、テーパ面１１６と対応テーパ面１１８との相互当接圧力に応じて、支持面１１４の内径寸法が、支持対象の棒材Ｗの外形寸法に対応して調節される。支持面１１４は、例えばＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の、耐摩耗性及び機械的強度に優れた超硬材料から形成される。
【００４３】
補助ガイド装置１００が前述した作用位置にあるときに、ブッシュ部材１１０に形成された支持面１１４は、補助ガイド装置１０における支持面２６と同様に、ガイドブッシュ装置１２から送り出された棒材Ｗの延出部分を接触支持する。支持面１１４は、工具組立体１４（図２）による棒材Ｗの穴明け加工中に、それ自体回転することなく棒材Ｗを摺動支持し、棒材Ｗの回転に伴う振れを防止する。それにより補助ガイド装置１００は、穴明け工具５６（図１）の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。
【００４４】
このように、本発明の第３実施形態に係る補助ガイド装置１００は、ガイドブッシュ装置１２から所望長さ送り出された棒材Ｗの延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材Ｗの回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって補助ガイド装置１００によっても、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材Ｗ自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材Ｗにその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。
【００４５】
図７は、前述した補助ガイド装置１０、ガイドブッシュ装置１２、工具組立体１４及び回転主軸１６を組込んで備えた本発明の一実施形態による自動旋盤１３０の外観構成を概略で示す。
【００４６】
図７に示すように、自動旋盤１３０は、旋盤機台１３２と、旋盤機台１３２上に立設されたコラム２８に固定的に設置されるガイドブッシュ装置１２と、旋盤機台１３２上でガイドブッシュ装置１２の前方に対向して配置できる工具組立体１４と、ガイドブッシュ装置１２の後方で旋盤機台１３２上に設置される回転主軸１６とを備える。さらに自動旋盤１３０は、ガイドブッシュ装置１２の近傍で旋盤機台１３２上に設置され、ガイドブッシュ装置１２から工具組立体１４側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置（図７に示す位置）と、作用位置から離れて、棒材に対する他の工具（例えばバイト１３４）による加工作業を妨害しない待機位置との間で移動可能な補助ガイド装置１０を備える。
【００４７】
補助ガイド装置１０は、図示実施形態では、バイト１３４等の多数の工具を装着可能な刃物台１３６に、それら工具に並置して固定される板状の担持部材１８を備える。担持部材１８の自由端には、図１に示すガイド部２０が固定的に連結される。刃物台１３６は、補助ガイド装置１０を伴って、旋盤機台１３２上で前述したＸ軸に相当するＸ１軸方向へ移動できる。さらに刃物台１３６は、Ｘ１軸及び前述したＺ１軸に直交するＹ軸方向へも移動できる。したがって補助ガイド装置１０は、刃物台１３６のＸ１軸移動により、前述した作用位置と待機位置との間を移動する。
【００４８】
ガイドブッシュ装置１２は、回転主軸１６に掴持された棒材を工具（例えば穴明け工具５６やバイト１３４）による加工作業位置近傍で回転自在に支持する。ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２は、図１に示すような回転型ガイドブッシュか、又は周知の固定型ガイドブッシュから構成できる。
工具組立体１４は、図示実施形態では、穴明け工具５６を含む複数の工具を装着可能な刃物台としての工具保持部材５２を備える。工具保持部材５２は、旋盤機台１３２上で前述したＺ３軸方向及びＺ３軸に直交するＸ２軸方向へ移動可能な送り台１３８上に設置される。
回転主軸１６は、チャック５８により旋削加工すべき棒材を掴持して、回転可能かつ前述したＺ１軸方向へ移動可能に旋盤機台１３２上に設置される。
【００４９】
上記構成を有する自動旋盤１３０において、穴明け工具５６による穴明け加工を実施する際には、まず旋盤機台１３２上で送り台１３８のＸ２軸移動により工具組立体１４をガイドブッシュ装置１２に同心状に対向配置して、穴明け工具５６を、ガイドブッシュ３２から軸線方向へ離れた位置に配置する。他方、補助ガイド装置１０は、刃物台１３６のＸ１軸方向移動により、ガイドブッシュ装置１２に近接した図示の作用位置に置かれる。この状態で、チャック５８に掴持した棒材を回転主軸１６のＺ１軸移動によりガイドブッシュ装置１２に挿入し、ガイドブッシュ３２から所望長さ送り出すとともに、補助ガイド装置１０にその延出部分を支持させる。その後、穴明け加工が、図３に関連して説明したように、工具組立体１４のＺ３軸移動の下で実施される。
【００５０】
穴明け加工中には、補助ガイド装置１０が、ガイドブッシュ装置１２から送り出された棒材の延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材の回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって自動旋盤１３０によれば、補助ガイド装置１０の作用により、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材にその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。
【００５１】
図８は、前述した補助ガイド装置１０、ガイドブッシュ装置１２、工具組立体１４及び回転主軸１６を組込んで備えた本発明の他の実施形態による自動旋盤１４０の外観構成を概略で示す。
【００５２】
図８に示すように、自動旋盤１４０は、旋盤機台１４２と、旋盤機台１４２上に立設されたコラム２８に固定的に設置されるガイドブッシュ装置１２と、旋盤機台１４２上でガイドブッシュ装置１２の前方に対向して配置できる工具組立体１４と、ガイドブッシュ装置１２の後方で旋盤機台１４２上に設置される回転主軸１６とを備える。さらに自動旋盤１４０は、ガイドブッシュ装置１２の近傍で旋盤機台１４２上に設置され、ガイドブッシュ装置１２から工具組立体１４側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置（図８に示す位置）と、作用位置から離れて、棒材に対する他の工具による加工作業を妨害しない待機位置との間で移動可能な補助ガイド装置１０を備える。
【００５３】
補助ガイド装置１０は、図示実施形態では、バイト等の多数の工具を装着可能なタレット刃物台１４４の所望の割出位置に固定される板状の担持部材１８を備える。担持部材１８の自由端には、図１に示すガイド部２０が固定的に連結される。タレット刃物台１４４は、補助ガイド装置１０を伴って、旋盤機台１４２上で前述したＺ２軸方向及びＺ２軸に直交するＸ軸方向へ移動できる。したがって補助ガイド装置１０は、タレット刃物台１４４のＸ軸移動又は割出回転により、前述した作用位置と待機位置との間を移動する。
【００５４】
ガイドブッシュ装置１２は、回転主軸１６に掴持された棒材を工具（例えば穴明け工具５６）による加工作業位置近傍で回転自在に支持する。ガイドブッシュ装置１２のガイドブッシュ３２は、図１に示すような回転型ガイドブッシュか、又は周知の固定型ガイドブッシュから構成できる。
工具組立体１４は、図示実施形態では、ガイドブッシュ装置１２に対向して棒材を掴持可能な背面主軸としての工具保持部材５２を備える。背面主軸としての工具保持部材５２は、チャック部材５４に穴明け工具５６を掴持して回転することができる。また工具保持部材５２は、Ｚ２軸に平行なＺ３軸方向へ移動できるようになっている。
回転主軸１６は、チャック５８により旋削加工すべき棒材を掴持して、回転可能かつ前述したＺ１軸方向へ移動可能に旋盤機台１４２上に設置される。
【００５５】
上記構成を有する自動旋盤１４０において、穴明け工具５６による穴明け加工を実施する際には、まず旋盤機台１４２上で工具組立体１４をガイドブッシュ装置１２に同心状に対向配置し、穴明け工具５６を、ガイドブッシュ３２から軸線方向へ離れた位置に配置する。他方、補助ガイド装置１０は、タレット刃物台１４４のＸ軸方向移動により、ガイドブッシュ装置１２に近接した図示の作用位置に置かれる。この状態で、チャック５８に掴持した棒材を回転主軸１６のＺ１軸移動によりガイドブッシュ装置１２に挿入し、ガイドブッシュ３２から所望長さ送り出すとともに、補助ガイド装置１０にその延出部分を支持させる。その後、穴明け加工が、図４に関連して説明したように、回転主軸１６のＺ１軸移動及び補助ガイド装置１０のＺ２軸移動の下で実施される。なお自動旋盤１４０では、回転主軸１６のＺ１軸送り及び補助ガイド装置１０のＺ２軸移動と同時に、工具保持部材５２をＺ３軸移動させることができる。この場合、穴明け加工時には棒材Ｗと穴明け工具５６との双方を相互接近方向へ移動させ、加工終了とともにそれらを互いに逃がすようにプログラムすることにより、加工時間を短縮することができる。
【００５６】
穴明け加工中には、補助ガイド装置１０が、ガイドブッシュ装置１２から送り出された棒材の延出部分に対し、穴明け工具５６の軸線と棒材の回転軸線とが正確に合致した状態を、穴明け加工の開始から完了まで可及的に維持することができる。それに伴い、工具組立体１４による穴明け作業が、ガイドブッシュ装置１２から離れた位置で実施できるようになる。したがって自動旋盤１４０によれば、補助ガイド装置１０の作用により、穴明け工具５６を有した工具組立体１４とガイドブッシュ装置１２の周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材自体の曲がり等の影響を排除して、ドリル等の穴明け工具５６により棒材にその回転軸線に沿った穴を正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具５６の破損事故を回避することが可能となる。なお、自動旋盤１４０では、背面主軸としての工具保持部材５２に穴明け工具５６を装着し、穴明け工具５６を回転できるようにしたので、棒材と穴明け工具５６との双方を回転させて穴明け加工を実施することにより、棒材に穿設された穴の直進性を一層向上させることができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤で補助ガイド装置を使用することにより、穴明け工具を有した工具組立体とガイドブッシュ装置周辺機器との干渉を生じることなく、しかも棒材自体の曲がりや回転主軸の先端領域の振れの影響を排除して、穴明け工具を用いて棒材にその回転軸線に沿った穴を高度な直進性の下に正確に穿設することが可能になるとともに、穴明け工具の破損事故を回避することが可能となる。特に本発明は、細径の棒材や、プラスチック等の軟質材料からなる棒材に、深い穴を穿設する場合に、著しい効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による補助ガイド装置を、ガイドブッシュ装置とともに作用位置で示す部分断面図である。
【図２】図１の補助ガイド装置を、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸とともに穴明け加工開始位置で示す部分断面図である。
【図３】図１の補助ガイド装置を、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸とともに穴明け加工完了位置で示す部分断面図である。
【図４】図１の補助ガイド装置を、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸とともに他の穴明け加工完了位置で示す部分断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による補助ガイド装置を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による補助ガイド装置を示す部分断面図である。
【図７】図２の補助ガイド装置、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸を備えた本発明の一実施形態による自動旋盤の外観構成を示す概略斜視図である。
【図８】図２の補助ガイド装置、ガイドブッシュ装置、工具組立体及び回転主軸を備えた本発明の他の実施形態による自動旋盤の外観構成を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０、７０、１００…補助ガイド装置
１２…ガイドブッシュ装置
１４…工具組立体
１６…回転主軸
１８…担持部材
２０、７２、１０２…ガイド部
２６、８４、１１４…支持面
２８…コラム
３２…ガイドブッシュ
５６…穴明け工具
５８…チャック
８０、１１０…ブッシュ部材
１３０、１４０…自動旋盤
１３２、１４２…旋盤機台
Claims (8)
- 回転主軸に掴持された棒材を加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置と、該ガイドブッシュ装置に対向して配置でき、棒材にその回転軸線に沿った穴を穿設できる工具組立体とを備えた自動旋盤に設置される補助ガイド装置であって、
前記ガイドブッシュ装置から前記工具組立体側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置と、該作用位置から離れた待機位置との間で移動でき、
前記作用位置にあるときに前記棒材の前記延出部分を受容支持する略円筒状の支持面を備え、前記工具組立体による棒材穴明け加工中に、該支持面により、該棒材の回転軸線を該工具組立体の工具軸線に実質的に合致した状態に保持すること、
を特徴とする旋盤用補助ガイド装置。 - 前記作用位置において、前記回転主軸に掴持された棒材の軸線方向送り動作に伴って、該軸線方向へ直線的に移動できるように構成された請求項１に記載の旋盤用補助ガイド装置。
- 前記支持面が、穴明け加工中の棒材の回転動作に伴って回転できるように構成された請求項１又は２に記載の旋盤用補助ガイド装置。
- 前記支持面が超硬材料から形成される請求項１〜３のいずれか１項に記載の旋盤用補助ガイド装置。
- 回転主軸に掴持された棒材を加工作業位置近傍で回転自在に支持するガイドブッシュ装置と、該ガイドブッシュ装置に対向して配置でき、棒材にその回転軸線に沿った穴を穿設できる工具組立体とを具備した自動旋盤において、
前記ガイドブッシュ装置から前記工具組立体側へ送り出された棒材の延出部分を回転自在に支持する作用位置と、該作用位置から離れた待機位置との間で移動可能な補助ガイド装置を具備し、
前記補助ガイド装置は、前記作用位置にあるときに前記棒材の前記延出部分を受容支持する略円筒状の支持面を備え、前記工具組立体による棒材穴明け加工中に、該支持面により、該棒材の回転軸線を該工具組立体の工具軸線に実質的に合致した状態に保持すること、
を特徴とする自動旋盤。 - 前記補助ガイド装置は、前記作用位置において、前記回転主軸に掴持された棒材の軸線方向送り動作に伴って、該軸線方向へ直線的に移動できるように構成された請求項５に記載の自動旋盤。
- 前記補助ガイド装置の前記支持面が、穴明け加工中の棒材の回転動作に伴って回転できるように構成された請求項５又は６に記載の自動旋盤。
- 前記補助ガイド装置の前記支持面が超硬材料から形成される請求項５〜７のいずれか１項に記載の自動旋盤。
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