JP4458590B2

JP4458590B2 - ガイドブッシュ

Info

Publication number: JP4458590B2
Application number: JP31992299A
Authority: JP
Inventors: 重雄長谷川
Original assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Holdings Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1999-11-10
Filing date: 1999-11-10
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2019-11-10
Also published as: JP2001138102A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋削加工中の棒材をその被加工部位近傍で支持するガイドブッシュに関する。さらに本発明は、そのようなガイドブッシュを備えた自動旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＣ旋盤等の、種々の自動旋削加工を実施できる工作機械（以下、自動旋盤と総称する）の分野において、工具による加工作業位置の近傍で旋盤機台上に設置され、回転主軸に掴持された棒状の被加工素材（以下、棒材と称する）を、その先端の被加工部位の近傍で支持する補助支持装置としてのガイドブッシュが知られている。ガイドブッシュは、旋削加工中に棒材をその被加工部位に振れが生じないように支持し、それにより比較的細長い棒材から製品を高精度に加工成形することを可能にするものである。
【０００３】
従来、この種のガイドブッシュでは、回転する棒材に対して固定的に配置される固定型のガイドブッシュと、棒材と共に回転する回転型のガイドブッシュとが、適宜選択して使用されている。固定型ガイドブッシュは、すり割り構造を有する棒材支持部を備え、棒材支持部の筒状の内周面がすべり軸受面として摺動式に棒材外周面を支持する。回転型ガイドブッシュは、同様にすり割り構造の棒材支持部を備え、棒材支持部の内周面を棒材外周面に実質的に接触させた状態で棒材と共に回転する。
【０００４】
ところで、製品となる棒材先端の加工長さ部分を加工作業位置に供給するため、及び加工途上でそのような加工長さ部分の長手方向所望位置に工具刃先を配置するために、棒材を掴持した回転主軸が軸線方向へ移動する構成を有した自動旋盤は周知である。この自動旋盤では、ガイドブッシュは、固定型及び回転型のいずれの形式においても、棒材を心出し支持（すなわち棒材軸線を回転軸線に合致させる支持）した状態で、回転主軸の軸線方向移動により軸線方向へ送られる棒材を摺動可能に支持できることが要求される。そこで従来のガイドブッシュでは、加工作業開始前に、すり割り構造の棒材支持部を弾性変形させてその内周面の径寸法を加工対象の棒材の外径寸法に合わせて微調整し、棒材の心出し支持と軸線方向摺動支持との双方を達成できるようにしている。
【０００５】
旋盤で加工される棒材として、所定径に引抜き加工された引抜き材をそのまま使用する場合と、引抜き材の外周面を研削加工して外径寸法精度を向上させた研削材を使用する場合とがある。一般に引抜き材は、そのままでは外径寸法精度が低く、１本の引抜き材における外径寸法の長手方向へのばらつきや、同一名目径の多数の引抜き材相互間の外径寸法のばらつきが大きいだけでなく、長手方向に沿ってうねりや曲がりを生じているものもある。これに対し研削材は、引抜き材に比較して高価ではあるが、このような寸法のばらつきが少なく、ガイドブッシュの棒材支持部の内径寸法を一旦調整すれば、研削材の全長に渡って高精度な心出し支持を実施できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ガイドブッシュを備えた自動旋盤では、多様な外径寸法を有する異種棒材（丸棒、角棒）を高精度加工できるように、棒材支持部の内径寸法が異なる複数種類のガイドブッシュを用意し、棒材の外径寸法の変更に対応してガイドブッシュを交換していた。また、長時間の加工作業により棒材支持部の内周面が磨耗したときにも、ガイドブッシュの交換が必要となっていた。一般にガイドブッシュは、棒材支持部のすり割り構造やその内周面の耐磨耗性構造等の構造的要因から、それ自体比較的高価なものであり、したがって、在庫として多数のガイドブッシュを保管することにより、自動旋盤における製品の製造コストの削減が妨げられる懸念があった。
【０００７】
また、ガイドブッシュを備えた自動旋盤において、棒材として前述した研削材を加工する場合、棒材の軸線方向送り時に、ガイドブッシュの棒材支持部の内周面と棒材の外周面との摺動接触に起因して、棒材の外周面にμm オーダの微小傷や曇りが生じることがある。研削材は通常、その外周面がそのまま製品の外周面として使用されるが、このような微小傷や曇りは製品の品質を劣化させるので、可及的に回避することが要求されている。
【０００８】
本発明の目的は、自動旋盤に設置されるガイドブッシュにおいて、棒材支持部の内径寸法の変更や内周面の磨耗に対応すべく多数のガイドブッシュの在庫が必要な場合にも、自動旋盤における製品の製造コストへの影響を可及的に低減できるガイドブッシュを提供することにある。
本発明の他の目的は、自動旋盤に設置されるガイドブッシュにおいて、外径寸法精度の高い研削材を加工する場合に、棒材の軸線方向送りによって生じ得る棒材外周面の微小傷や曇りを可及的に削減して、高品質の製品を製造できるようにするガイドブッシュを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、そのようなガイドブッシュを備えた高性能の自動旋盤を提供することにある。
【０００９】
【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に記載の発明は、中空筒状の基部と、基部の軸線方向一端に隣接して設けられ、棒材を軸線方向送り可能に支持する中空筒状の棒材支持部とを具備するガイドブッシュにおいて、棒材支持部は、基部に一体的に連結される径方向へ弾性変形可能な外筒部分と、外筒部分の内側に着脱自在に取付けられる径方向へ弾性変形可能な内筒部材とを具備し、外筒部分は、基部から離れた前端側の開口端面と、開口端面から基部に至る範囲に周方向へ間隔を空けて形成される複数のスリットと、それらスリットを介して互いに周方向へ隣接して配置され、各々の基端で基部に一体的に連結されて基端を支点として径方向へ弾性変形できる複数の縦割片とを備え、それら縦割片の各々が、内面と、開口端面に沿って内面から径方向内方へ突出する爪とを有し、内筒部材は、外筒部分の複数の縦割片の内面に当接される外面を有して、内筒部材の全体が外筒部分に収容され、複数の縦割片の内面によって規定される外筒部分の内周面の内径寸法、複数の縦割片の爪によって規定される環状突縁の内径寸法、及び内筒部材の外面の外径寸法は、内筒部材を外筒部分の内部に押し込む間に、内筒部材の外面が複数の縦割片の爪を径方向外方へ押すことにより、複数の縦割片が全体として径方向外方へ弾性的に撓み、内筒部材の全体を外筒部分の内側に嵌入することにより、爪に負荷される径方向外方への押圧力が解除されて、複数の縦割片が弾性的に復元し、かつ、複数の縦割片の弾性復元力により、内筒部材が外筒部分の内側の所定位置に固定的に保持されるように、設定されていることを特徴とするガイドブッシュを提供する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガイドブッシュにおいて、内筒部材が、棒材を軸線方向送り可能に支持する内面と、内面から離れて放射状に形成され、外面に開口する複数のスリットとを有するガイドブッシュを提供する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のガイドブッシュにおいて、外筒部分の開口端面に隣接する内筒部材の軸線方向端面を保護する保護部材が、外筒部分の内側に着脱自在に取付けられるガイドブッシュを提供する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガイドブッシュにおいて、外筒部分に対する内筒部材の回転を阻止する回り止めを有するガイドブッシュを提供する。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガイドブッシュにおいて、外筒部分の、基部に一体的に連結される領域に、肉薄の蛇腹状連結部が設けられるガイドブッシュを提供する。
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガイドブッシュにおいて、外筒部分は、爪から軸線方向へ離れた位置で径方向内方へ延設される肩面を備え、爪と肩面との間隔が、内筒部材の外面の軸線方向全長よりも長く設定されるガイドブッシュを提供する。
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガイドブッシュを、棒材の加工作業位置近傍に設置してなる自動旋盤を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。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〜図４は、本発明の第１の実施形態によるガイドブッシュ１０を示す。ガイドブッシュ１０は、自動旋盤において、回転主軸に掴持された棒材をその先端の被加工部位の近傍で支持する中空筒状の補助支持装置として、工具による加工作業位置の近傍で旋盤機台上に設置されるものであり、回転型ガイドブッシュ及び固定型ガイドブッシュのいずれにも適用できる。
【００１４】
ガイドブッシュ１０は、中空筒状の基部１２と、基部１２の軸線方向一端に隣接して設けられ、自動旋盤で加工される棒材を軸線方向送り可能に支持する中空筒状の棒材支持部１４とを備える。基部１２は、棒材支持部１４から離れた後端側に、自動旋盤の旋盤機台上で回転主軸から送出された棒材を導入する開口端面１２ａを有し、開口端面１２ａに隣接して、棒材を非接触に受容する円筒状の内周面１６と、外周面の雄ねじ部１８とが形成される。
【００１５】
棒材支持部１４は、基部１２に一体的に連結される径方向へ弾性変形可能な外筒部分２０と、外筒部分２０の内側に着脱自在に取付けられる径方向へ弾性変形可能な内筒部材２２とを備えて構成される。図５及び図６に示すように、外筒部分２０は、各々の基端２４ａで基部１２に一体的に連結される複数（図示実施形態では６個）の縦割片２４を有する。それら縦割片２４は、外筒部分２０の周方向へ等間隔に設けられる複数（図示実施形態では６個）のスリット２６を介して、互いに周方向へ隣接して配置される。それらスリット２６は、基部１２から離れた前端側の外筒部分２０の開口端面２０ａから基部１２に至る範囲で、棒材支持部１４の中心軸線１４ａに平行に、かつ中心軸線１４ａに関して放射状に形成される。それにより各縦割片２４は、基端２４ａを支点として、外筒部分２０の径方向へ板ばね状に弾性変形できるようになっている。
【００１６】
外筒部分２０を構成する６個の縦割片２４は、弓形に湾曲する内面２８をそれぞれに有し、それら内面２８が互いに協働して、外筒部分２０の実質的円筒状の内周面を構成する。全ての縦割片２４が弾性変形していない状態で、それらの内面２８によって規定される実質的円筒状の内周面は、内筒部材２２の外径寸法よりも好ましくは僅かに小さい内径寸法を呈する。
【００１７】
図７及び図８に示すように、内筒部材２２は、外筒部分２０の６個の縦割片２４の内面２８に当接される実質的円筒状の外面３０と、棒材を軸線方向送り可能に支持する円筒状の内面３２とを、その中心軸線２２ａに関して同心に有する円筒状部材である。内筒部材２２はさらに、その外面３０に沿って、周方向へ等間隔に設けられる複数（図示実施形態では６個）のスリット３４を備える。それらスリット３４は、内筒部材２２の軸線方向全長に渡って外面３０に開口するとともに、内面３２から離れて（すなわち内面３２に開口することなく）中心軸線２２ａに平行に、かつ中心軸線２２ａに関して放射状に形成される。その結果、内筒部材２２には、複数（図示実施形態では６個）の扇形壁部分３６と、それら扇形壁部分３６をそれぞれの径方向内端で周方向へ一体的に相互連結する複数（図示実施形態では６個）の肉薄連結部分３８とが形成される。
【００１８】
このような構成を有する内筒部材２２では、その外面３０に径方向内方への押圧力が負荷されたときに、６個の肉薄連結部分３８に応力が集中して、それら肉薄連結部分３８がそれぞれ多様に弾性変形する。それに伴い、６個の扇形壁部分３６は、隣合う扇形壁部分３６が互いに接触するまでの範囲で、径方向内方へ僅かに変位する。それにより、内筒部材２２の内面３２は本来の円筒形状から歪みを生じ、結果として内筒部材２２の実質的内径寸法が僅かに減少する。
【００１９】
なお、内筒部材２２の６個の扇形壁部分３６は、内筒部材２２の外面３０に隣接して、中心軸線２２ａに略直交して延びる環状の軸線方向後端面４０を規定し、各扇形壁部分３６に、後端面４０から内面３２までテーパ状に延びる案内面４２が形成される。それら案内面４２は互いに協働して、ガイドブッシュ１０の基部１２に受容された棒材を、内筒部材２２の内面３２の内側に円滑に導入するように作用する。また、６個の扇形壁部分３６によって規定される内筒部材２２の環状の軸線方向前端面４４は、外面３０及び内面３２の双方に隣接して、中心軸線２２ａに略直交して延びる。
【００２０】
内筒部材２２は、外筒部分２０の６個の縦割片２４の弾性を利用して、外筒部分２０の内側の所定位置に固定的に保持される。詳述すれば、図５及び図６に示すように、外筒部分２０の各縦割片２４には、開口端面２０ａに沿って内面２８から径方向内方へ僅かに突出する爪４６が形成される。それら爪４６は、互いに協働して実質的環状の突縁を形成する。６個の縦割片２４が弾性変形していない状態で、それらの爪４６によって規定される実質的環状の突縁は、内筒部材２２の外面３０の外径寸法よりも僅かに小さい内径寸法を呈する。
【００２１】
外筒部分２０の各縦割片２４にはさらに、基端２４ａの近傍で内面２８から径方向内方へ直立状に延設される肩面４８が形成される。それら肩面４８は、互いに協働して実質的環状面を形成する。６個の縦割片２４が弾性変形していない状態で、それらの肩面４８によって規定される実質的環状面は、内筒部材２２の外面３０の外径寸法よりも小さい内径寸法を呈し、それにより、内筒部材２２が基部１２内へ移動することを阻止する。各縦割片２４の爪４６と肩面４８との間隔は、内筒部材２２の外面３０の軸線方向全長よりも僅かに長く設定される。
【００２２】
内筒部材２２を外筒部分２０の内側に装着する際には、内筒部材２２の後端面４０の外縁領域を、外筒部分２０の６個の縦割片２４の爪４６によって規定される実質的環状の突縁に当接し、その状態で、内筒部材２２を外筒部分２０の内部に押し込むようにする。それにより、外筒部分２０の全ての縦割片２４は、それらの爪４６が内筒部材２２の外面３０によって径方向外方へ押され、全体として径方向外方へ弾性的に撓む。その後、内筒部材２２の全体が外筒部分２０の内側に嵌入されると、各縦割片２４の爪４６に負荷される径方向外方への押圧力が解除されて、各縦割片２４が弾性的に復元するとともに、その弾性復元力により内筒部材２２が、それら縦割片２４の内面２８によって規定される実質的円筒状の内周面の内側に固定的に保持される。内筒部材２２が外筒部分２０の内側の所定位置に保持されたときに、内筒部材２２の中心軸線２２ａは、棒材支持部１４の中心軸線１４ａに合致する（図１）。
【００２３】
反対に、内筒部材２２を外筒部分２０から脱離する際には、例えば基部１２の内側から内筒部材２２の後端面４０を外筒部分２０の開口端面２０ａに接近する方向へ押圧する。それにより、外筒部分２０の全ての縦割片２４は、それらの爪４６が内筒部材２２の外面３０によって径方向外方へ押され、全体として径方向外方へ弾性的に撓む。その結果、内筒部材２２を外筒部分２０の開口端面２０ａから押し出すことができる。
【００２４】
外筒部分２０の１つの縦割片２４には、その内面２８から径方向内方へ突出する突起５０が形成される。これに対応して、内筒部材２２の１つの扇形壁部分３６には、外面３０に沿って軸線方向へ直線状に延びる溝５２が形成される。外筒部分２０に内筒部材２２を装着する際に、外筒部分２０に設けた突起５０は、内筒部材２２に設けた溝５２に軸線方向摺動可能に受容され、溝５２と協働して、外筒部分２０に対する内筒部材２２の回転を阻止する回り止めとして作用する。図示実施形態では、外筒部分２０の各スリット２６と内筒部材２２の各スリット３４とが互いに径方向へ整列する位置で、内筒部材２２が回転方向へ固定される（図３）。
【００２５】
なお本発明では、外筒部分２０の各スリット２６と内筒部材２２の各スリット３４とは、図示実施形態の配置に限らず、周方向へ互いにずれて配置されてもよい。また、外筒部分２０と内筒部材２２とが所望の弾性変形を生じ得ることを前提条件として、外筒部分２０のスリット２６の個数と内筒部材２２のスリット３４の個数とは、互いに異なっていてもよく、また６個以外の様々な個数とすることもできる。
【００２６】
内筒部材２２を外筒部分２０の内側の所定位置に保持した状態で、外筒部分２０の６個の縦割片２４に径方向内方への外力を加えると、各縦割片２４が弾性変形すると同時に、各縦割片２４の内面２８に接触する内筒部材２２の外面３０に、各縦割片２４から径方向内方への外力が負荷される。それにより前述したように、内筒部材２２の各肉薄連結部分３８が弾性変形して各扇形壁部分３６が径方向内方へ僅かに変位し、結果として内筒部材２２の実質的内径寸法が僅かに減少する。この状態から、各縦割片２４への径方向外力を弱めると、各縦割片２４が弾性復元し、それに伴い内筒部材２２の各肉薄連結部分３８が弾性復元して、内筒部材２２の実質的内径寸法が僅かに増加する。このようにガイドブッシュ１０では、棒材支持部１４に径方向内方へ負荷する外力すなわち押圧力を調節することによって、内筒部材２２すなわち棒材支持部１４の実質的内径寸法を調節することができる。なお、棒材支持部１４を構成する外筒部分２０の各縦割片２４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５４が設けられる（図５）。
【００２７】
図示実施形態では、内筒部材２２の後端面４０の外縁領域が、外筒部分２０の６個の縦割片２４の肩面４８によって規定される実質的環状面に当接された時点で、内筒部材２２の前端面４４と各縦割片２４の爪４６との間には僅かな隙間が形成される。この隙間には、内筒部材２２の前端面４４を保護する環板状の保護部材５６が着脱自在に嵌入される。図９及び図１０に示すように、保護部材５６は、その中心軸線５６ａに関して同心配置される円筒状の外周面５８及び内周面６０を有する。保護部材５６の外周面５８は、内筒部材２２の外面３０の径寸法と実質的同一の径寸法を有し、外周面５８に隣接して、外筒部分２０の６個の縦割片２４の爪４６に係合可能な切頭円錐状の外係合面６２と、外係合面６２の裏側で内筒部材２２に係合可能な切頭円錐状の内係合面６４とが形成される。また、保護部材５６の内周面６０は、内筒部材２２の内面３２の径寸法よりも僅かに大きな径寸法を有する。
【００２８】
保護部材５６は、内筒部材２２と同様に、外筒部分２０の６個の縦割片２４の弾性を利用して、外筒部分２０の内側の所定位置に固定的に保持される。すなわち、保護部材５６の外周領域を、例えばその周方向所望部位から徐々に、内筒部材２２の前端面４４と各縦割片２４の爪４６との隙間に押し込むようにすると、各縦割片２４が径方向外方へ押されて弾性変形した後、保護部材５６の外周領域が隙間に嵌入された時点で、各縦割片２４が弾性的に復元する。このとき、図１１に拡大して示すように、保護部材５６の外係合面６２は、各縦割片２４の爪４６の内面４６ａに対面係合し、内係合面６４は、内筒部材２２の前端面４４の切頭円錐状の外縁領域４４ａに対面係合する。その結果、保護部材５６は、外筒部分２０の６個の縦割片２４の弾性復元力の下で、内筒部材２２の前端面４４と各縦割片２４の爪４６との間に固定的に保持される。それと共に、内筒部材２２は、外筒部分２０の各縦割片２４の肩面４８と保護部材５６との間に固定的に保持される。
【００２９】
なお、保護部材５６が所定位置に保持されたときに、保護部材５６の中心軸線５６ａは、棒材支持部１４の中心軸線１４ａに合致する（図１）。また、前述したように外筒部分２０の各縦割片２４を径方向内方へ弾性変形させる際に、各縦割片２４の弾性変形を保護部材５６が妨害しないように、各縦割片２４の内面２８には、保護部材５６の外周領域を受容可能な逃げ溝２８ａが、爪４６の内面４６ａに隣接して凹設される（図１１）。
【００３０】
上記構成を有するガイドブッシュ１０では、被加工素材としての棒材を軸線方向送り可能に支持する棒材支持部１４が、基部１２に一体的に連結される径方向へ弾性変形可能な外筒部分２０と、外筒部分２０の内側に着脱自在に取付けられる径方向へ弾性変形可能な内筒部材２２とから構成されるので、支持対象の棒材外径寸法に対応して棒材支持部１４の内径寸法を変更するときには、外筒部分２０から内筒部材２２を取り外して、内面３２の径寸法が異なる他の内筒部材２２に交換すればよい。したがって、ガイドブッシュ１０を搭載した自動旋盤で多様な外径寸法を有する異種棒材（丸棒、角棒）を加工する際には、それら異種棒材に対応した異なる内径寸法を有する多種類の内筒部材２２を用意し、基部１２と外筒部分２０とからなる部材をマスターガイドブッシュとして自動旋盤の旋盤機台に取付けたままで、内筒部材２２のみを適宜交換することにより、異種棒材の高精度加工を順次実施できる。また、長時間の加工作業により内筒部材２２の内面３２が磨耗したときにも、マスターガイドブッシュは交換せずに、内筒部材２２のみを適宜交換すればよい。このように、ガイドブッシュ１０によれば、基部１２と外筒部分２０とからなるマスターガイドブッシュは、共用部品として使用するのでその在庫を減らすことができ、また比較的構造の単純な多種類の内筒部材２２を在庫として保管しておけば、棒材支持部１４の内径寸法の変更や内筒部材２２の内面３２の磨耗に対応できるので、自動旋盤における製品の製造コストへの影響を可及的に低減することができる。
【００３１】
ガイドブッシュ１０で棒材を軸線方向送り可能に心出し支持するためには、通常、棒材の外周面と内筒部材２２の内面３２との間に、μm オーダの微細な隙間を形成することが要求される。したがって、内筒部材２２の内面３２の径寸法は、対応の棒材の外径寸法よりも僅かに大きく設定される。そして、棒材の加工作業開始前に、ガイドブッシュ１０の内筒部材２２に棒材を挿入し、内筒部材２２の内面３２の径寸法を棒材の外径寸法に合わせて微調整することにより、μm オーダの所望の微細隙間を得る。このときガイドブッシュ１０では、弾性変形可能な外筒部分２０の内側に弾性変形可能な内筒部材２２を取付けたので、前述したように外筒部分２０の６個の縦割片２４に径方向内方へ負荷する押圧力を調節することにより、内筒部材２２の実質的内径寸法を微調整することができる。
【００３２】
上記実施形態では、内筒部材２２の内面３２の径寸法が、外筒部分２０の内面２８の径寸法に比べてかなり小さいので、内筒部材２２の弾性変形を容易にするために、その外面３０に沿って６個のスリット３４を形成している。これに対し、図１２及び図１３に示すように、上記した内筒部材２２の内径寸法よりも大きな内径寸法を有する内筒部材２２′は、その外面３０′の径寸法（すなわち外筒部分２０の内面２８の径寸法）と内面３２′の径寸法との差が小さく、比較的肉薄の円筒壁３６′を有する構成となっているので、弾性変形を容易にするためのスリットが排除されている。このように、内筒部材２２に設けるスリット３４の個数及び寸法は、外筒部分２０の内側で所望の弾性変形態様が得られるように、内筒部材２２の材料や寸法に対応して適宜選択される。また、所望の弾性変形態様が得られることを前提に、スリット３４以外の様々な空隙部分を内筒部材２２の壁に設けることもできる。さらに、内筒部材２２の内面３２は、上記実施形態のような円筒面に限らず、棒材の外形に対応した多角柱状の内面３２を採用することもできる。
【００３３】
上記構成を有するガイドブッシュ１０の内筒部材２２、２２′は、様々な材料から形成できる。例えば、軸受材料として「ターカイトＢ」の商品名で知られているフッ素樹脂系エンジニアリングプラスチック等の樹脂材料や、超鋼等の金属材料から、内筒部材２２、２２′を形成できる。特に、「ターカイトＢ」等の優れた自己潤滑性を有する材料から内筒部材２２、２２′を形成した場合には、ガイドブッシュ１０に支持された棒材を軸線方向へ送る際に、内筒部材２２の内面３２と棒材の外周面とが摺動接触していても、棒材の外周面にμm オーダの微小傷や曇りが生じることを効果的に防止することができる。したがって、ガイドブッシュ１０を搭載した自動旋盤で、棒材として外径寸法精度の高い研削材を加工する場合にも、棒材の軸線方向送りによって生じ得る棒材外周面の微小傷や曇りを可及的に削減して、高品質の製品を製造することが可能になる。
【００３４】
次に図１４を参照して、上記構成を有するガイドブッシュ１０を組込んで備えた自動旋盤７０の主要部分の構成を説明する。ガイドブッシュ１０は、スリーブ部材７２、軸受装置７４及びフランジ部材７６を介して、旋盤機台上に設定された工具７８による加工作業位置の近傍で、機台上のコラム８０に回転可能に設置される。ガイドブッシュ１０は、スリーブ部材７２の前端（図で左端）領域に軸線方向へ摺動可能にかつ相対回転不能に収納される。なお、ガイドブッシュの基部１２の外周面には、スリーブ部材７２に対する回転を係止するための回り止め（図示せず）を受容する溝１８ａ（図３）が設けられる。
【００３５】
スリーブ部材７２の内周面前端には、ガイドブッシュ１０の棒材支持部１４の外周面に設けた複数のテーパ面５４に接触可能な対応テーパ面８２が形成される。スリーブ部材７２の後端（図で右端）領域には、ガイドブッシュ１０の基部１２の外周面に設けた雄ねじ部１８（図１）に螺合する雌ねじ部を有した調節ナット８６が、軸線方向へ固定して回転可能に収納される。それにより、調節ナット８６が回転すると、ガイドブッシュ１０がスリーブ部材７２内で軸線方向へ移動する。
【００３６】
スリーブ部材７２の外周面の後端領域には、キー８８を介して被動歯車９０が取付けられる。被動歯車９０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、コラム８０の後方に設置される回転主軸９２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、被動歯車９０、調節ナット８６、スリーブ部材７２及びガイドブッシュ１０が、フランジ部材７６の内部で一体的に、回転主軸９２の回転速度と同一の回転速度で回転する。
【００３７】
フランジ部材７６は、例えばボルト９４によりコラム８０に固定される。このように、ガイドブッシュ１０、スリーブ部材７２、フランジ部材７６、調節ナット８６及び被動歯車９０は、予め組立てた回転型ガイドブッシュ装置として、自動旋盤７０のコラム８０の所定位置に取付けることができる。なお、ガイドブッシュ１０を固定型ガイドブッシュ装置として使用する場合は、軸受装置７４、被動歯車９０、ガイドブッシュ駆動源等が省略される。
【００３８】
回転主軸９２は、旋削加工すべき棒材Ｗを掴持して、図示しない主軸駆動源により回転駆動される。回転主軸９２は、コラム８０の後方で、ガイドブッシュ１０の回転軸線と回転主軸９２の回転軸線とが互いに一致するようにして、軸線方向移動可能に設置される。回転主軸９２の前端領域には、棒材Ｗを掴持可能な開閉式のチャック９６が収容される。チャック９６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すなわち押圧力が加わることにより、先端の棒材掴持孔９８が縮径してチャック９６が閉じ、棒材Ｗを強固に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孔９８が拡径し、チャック９６が開いて棒材Ｗを解放する。チャック９６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１００が設けられる。
【００３９】
回転主軸９２にはさらに、中空筒状の作動部材１０２が軸線方向へ移動可能に収容される。作動部材１０２はその前端領域にチャック９６を収容し、チャック９６の外周に設けたテーパ面１００に当接可能な対応テーパ面１０４を前端に備える。図示しないチャック駆動源により、作動部材１０２を軸線方向前方（図で左方）へ移動することによって、対応テーパ面１０４がチャック９６のテーパ面１００に当接され、テーパ面１００を介してチャック９６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９６が閉じられる。その状態から、作動部材１０２を軸線方向後方（図で右方）へ移動すれば、対応テーパ面１０４がチャック９６のテーパ面１００から脱離して、チャック９６が開かれる。
【００４０】
なお、回転主軸９２の構成は上記に限定されるものではない。例えばチャック９６の開閉作動機構として、チャック後端に連結した作動部材をチャックとともに軸線方向後方へ移動することにより、チャックのテーパ面に径方向内方への押圧力を加える構成を採用することもできる。
【００４１】
上記構成を有する自動旋盤７０において、研削材からなる棒材Ｗの加工作業を実施する際には、まず、ガイドブッシュ１０の外筒部分２０に、加工対象の棒材Ｗの外径寸法に対応する内径寸法を有した内筒部材２２を選択して取付け、コラム８０に搭載されたスリーブ部材７２に装着する。次いで、外筒部分２０に径方向内方への外力を加えない状態で、回転主軸９２に掴持した棒材Ｗを回転主軸９２の軸線方向移動により、ガイドブッシュ１０の後方から内筒部材２２に挿入する。その状態から、調節ナット８６を回してガイドブッシュ１０を軸線方向後方へ移動し、外筒部分２０のテーパ面５４をスリーブ部材７２の対応テーパ面８２に押付ける。それにより、外筒部分２０の６個の縦割片２４（図１）を弾性変形させるとともに、内筒部材２２を弾性変形させて、内筒部材２２の内面３２と棒材Ｗの外周面との間にμm オーダの所望の微小隙間を形成する。ここで、ガイドブッシュ１０の内筒部材２２が、前述した「ターカイトＢ」等の優れた自己潤滑性を有する材料から形成される場合には、棒材送り時に相互接触面間に生じる摩擦抵抗が著しく小さくなるので、内筒部材２２の内面３２と棒材Ｗの外周面との間の隙間を実質的に排除することも可能である。
【００４２】
このようにして、ガイドブッシュ１０の内筒部材２２の内面３２の径寸法を調節した後、ガイドブッシュ１０により棒材Ｗの被加工部位近傍を心出し支持しつつ、例えば工具７８により旋削加工を実施する。ここで、ガイドブッシュ１０の内筒部材２２が、前述した「ターカイトＢ」等の優れた自己潤滑性を有する材料から形成される場合には、棒材送り時に棒材外周面に生じ得る微小傷や曇りを可及的に削減して、高品質の製品を製造することが可能になる。また、ガイドブッシュ１０の前端に取付けた保護部材５６は、棒材Ｗの切削加工中に飛散する切粉から、内筒部材２２の前端面４４を効果的に保護する。なお、ガイドブッシュ１０の内筒部材２２を交換する際には、調節ナット８６を緩めてガイドブッシュ１０をスリーブ部材７２から取り外せばよい。
【００４３】
ところで、ガイドブッシュ１０では、上記した自動旋盤７０の調節ナット８６を回して外筒部分２０のテーパ面５４をスリーブ部材７２の対応テーパ面８２に押付けたときに、６個の縦割片２４は、それぞれ片持ちばねの構造を有するので、外筒部分２０の開口端面２０ａ側でより大きく撓むことになる。それに伴い、内筒部材２２の内面３２の径寸法も、前端面４４側が後端面４０側よりも大きく縮小する。その結果、内筒部材２２の内面３２が前端面４４近傍の局部的領域でのみ棒材Ｗを支持することになり、加工中の棒材Ｗの被加工部位の振れを完全には排除できない場合が生じる。
【００４４】
図１５及び図１６は、このような縦割片２４の片持ちばね構造に伴う懸念を排除できる本発明の第２の実施形態によるガイドブッシュ１１０を示す。ガイドブッシュ１１０は、外筒部分２０の、基部１２に一体的に連結される領域が、肉薄の蛇腹状構造を有する点以外は、前述した第１実施形態によるガイドブッシュ１０と実質的同一の構成を有する。したがって、対応する構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００４５】
ガイドブッシュ１１０では、外筒部分２０を構成する各縦割片２４の、基部１２に一体的に連結される基端２４ａの隣接領域に、肉薄の蛇腹状連結部１１２が設けられる。それら蛇腹状連結部１１２は、ガイドブッシュ１１０の基部１２の壁厚及び各縦割片２４の内面２８に対応する壁厚よりも肉薄であって、各々の軸線方向略中央を頂点として径方向外方へ膨出する形状を有する。したがって、ガイドブッシュ１１０に軸線方向引張力が負荷されると、６個の縦割片２４の蛇腹状連結部１１２は弾性変形して、各々の外方膨出部分が径方向内方へ変位する。ガイドブッシュ１１０への軸線方向引張力が解除されると、それら蛇腹状連結部１１２は図示形状に弾性的に復元する。
【００４６】
上記構成を有するガイドブッシュ１１０を自動旋盤７０に搭載すれば、前述した調節ナット８６を回して外筒部分２０のテーパ面５４をスリーブ部材７２の対応テーパ面８２に押付けたときに、ガイドブッシュ１１０に軸線方向引張力が負荷されるので、６個の縦割片２４の蛇腹状連結部１１２が弾性変形して、各々の外方膨出部分が径方向内方へ変位する。このとき各縦割片２４は、外筒部分２０の開口端面２０ａに隣接する部分が径方向内方へ変位すると同時に、蛇腹状連結部１１２の径方向内方への変位挙動に追従して蛇腹状連結部１１２に隣接する部分が径方向内方へ変位する。したがって各縦割片２４は、その内面２８が可及的平行に変位することになり、それにより内筒部材２２の外面３０にその軸線方向全長に渡って実質的一様に押圧力を負荷する。その結果、内筒部材２２の内面３２の径寸法も軸線方向全長に渡って実質的一様に縮小するので、棒材Ｗを内面３２全体で心出し支持することができ、以て、加工中の棒材Ｗの被加工部位の振れを可及的に排除することが可能になる。
【００４７】
【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、ガイドブッシュの棒材支持部の内径寸法の変更や内周面の磨耗に対応すべく、多数のガイドブッシュの在庫が必要な場合にも、内筒部材のみを交換することができるので、自動旋盤における製品の製造コストへの影響を可及的に低減することが可能になる。また、内筒部材を自己潤滑性に優れた材料から作製すれば、棒材として外径寸法精度の高い研削材を加工する場合にも、棒材の軸線方向送りによって生じ得る棒材外周面の微小傷や曇りを可及的に削減して、高品質の製品を製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるガイドブッシュを、図２の線Ｉ−Ｉに沿った断面図で示す。
【図２】図１のガイドブッシュを矢印IIの方向から見た端面図である。
【図３】図１のガイドブッシュを矢印III の方向から見た端面図である。
【図４】図１のガイドブッシュの正面図である。
【図５】図１のガイドブッシュの基部及び外筒部分を、図６の線Ｖ−Ｖに沿った断面図で示す。
【図６】図５の基部及び外筒部分を矢印VIの方向から見た端面図である。
【図７】図１のガイドブッシュの内筒部材を、図８の線 VII−VII に沿った断面図で示す。
【図８】図７の内筒部材を矢印VIIIの方向から見た端面図である。
【図９】図１のガイドブッシュの保護部材を、図１０の線IX−IXに沿った断面図で示す。
【図１０】図９の保護部材を矢印Ｘの方向から見た端面図である。
【図１１】図１のガイドブッシュの部分拡大断面図である。
【図１２】変形例による内筒部材を、図１３の線 XII−XII に沿った断面図で示す。
【図１３】図１２の内筒部材を矢印XIIIの方向から見た端面図である。
【図１４】図１のガイドブッシュを搭載した自動旋盤の主要部を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態によるガイドブッシュの、図１に対応する断面図である。
【図１６】図１５のガイドブッシュの正面図である。
【符号の説明】
１０、１１０…ガイドブッシュ
１２…基部
１４…棒材支持部
２０…外筒部分
２２…内筒部材
２４…縦割片
２６、３４…スリット
２８、３２…内面
３０…外面
４６…爪
４８…肩面
５０…突起
５２…溝
５６…保護部材
７０…自動旋盤
９２…回転主軸
１１２…蛇腹状連結部

Claims

中空筒状の基部と、該基部の軸線方向一端に隣接して設けられ、棒材を軸線方向送り可能に支持する中空筒状の棒材支持部とを具備するガイドブッシュにおいて、
前記棒材支持部は、前記基部に一体的に連結される径方向へ弾性変形可能な外筒部分と、該外筒部分の内側に着脱自在に取付けられる径方向へ弾性変形可能な内筒部材とを具備し、
前記外筒部分は、前記基部から離れた前端側の開口端面と、該開口端面から前記基部に至る範囲に周方向へ間隔を空けて形成される複数のスリットと、それらスリットを介して互いに周方向へ隣接して配置され、各々の基端で前記基部に一体的に連結されて該基端を支点として径方向へ弾性変形できる複数の縦割片とを備え、それら縦割片の各々が、内面と、前記開口端面に沿って該内面から径方向内方へ突出する爪とを有し、
前記内筒部材は、前記外筒部分の前記複数の縦割片の前記内面に当接される外面を有して、前記内筒部材の全体が前記外筒部分に収容され、
前記複数の縦割片の前記内面によって規定される前記外筒部分の内周面の内径寸法、前記複数の縦割片の前記爪によって規定される環状突縁の内径寸法、及び前記内筒部材の前記外面の外径寸法は、
前記内筒部材を前記外筒部分の内部に押し込む間に、前記内筒部材の前記外面が前記複数の縦割片の前記爪を径方向外方へ押すことにより、前記複数の縦割片が全体として径方向外方へ弾性的に撓み、
前記内筒部材の全体を前記外筒部分の内側に嵌入することにより、前記爪に負荷される径方向外方への押圧力が解除されて、前記複数の縦割片が弾性的に復元し、かつ、
前記複数の縦割片の弾性復元力により、前記内筒部材が前記外筒部分の内側の所定位置に固定的に保持されるように、設定されていること、
を特徴とするガイドブッシュ。
前記内筒部材が、棒材を軸線方向送り可能に支持する内面と、該内面から離れて放射状に形成され、前記外面に開口する複数のスリットとを有する請求項１に記載のガイドブッシュ。
前記外筒部分の前記開口端面に隣接する前記内筒部材の軸線方向端面を保護する保護部材が、前記外筒部分の内側に着脱自在に取付けられる請求項１又は２に記載のガイドブッシュ。
前記外筒部分に対する前記内筒部材の回転を阻止する回り止めを有する請求項１〜３のいずれか１項に記載のガイドブッシュ。
前記外筒部分の、前記基部に一体的に連結される領域に、肉薄の蛇腹状連結部が設けられる請求項１〜４のいずれか１項に記載のガイドブッシュ。
前記外筒部分は、前記爪から軸線方向へ離れた位置で径方向内方へ延設される肩面を備え、前記爪と該肩面との間隔が、前記内筒部材の前記外面の軸線方向全長よりも長く設定される請求項１〜５のいずれか１項に記載のガイドブッシュ。
請求項１〜６のいずれか１項に記載のガイドブッシュを、棒材の加工作業位置近傍に設置してなる自動旋盤。