JP6278640B2 - ガイドブッシュ装置 - Google Patents

Description

本発明はガイドブッシュ装置に関する。

従来、材料（加工対象物）を支持するガイドブッシュ装置が公知である。
このガイドブッシュ装置は、旋盤等の加工装置に用いられる。
ガイドブッシュ装置として、ガイドブッシュスリーブ内に、前後方向に移動自在に挿入され、前記前後方向の位置に応じて開度が調節され、後方に付勢されたガイドブッシュを備えたものが提案されている（特許文献１）。
このガイドブッシュ装置によると、ガイドブッシュの開度が調節されることによって、ガイドブッシュの内径が、材料の外径に追従して変化する。

特開平９−１９８０２号公報

しかし、特許文献１のガイドブッシュ装置によれば、主軸の側から材料を前方に押し出しながら加工を行うとき、ガイドブッシュの内径が大きくなる方向に荷重が作用し、材料を適切に支持できないおそれがある。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、材料の外径のばらつきに追従するとともに、材料を適切に支持することができるガイドブッシュ装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係るガイドブッシュ装置は、ガイドブッシュスリーブ内に、前後方向に移動自在に挿入され、前記前後方向の位置に応じて開度が調節され、後方に付勢されたガイドブッシュと、前記ガイドブッシュと一体的に前記前後方向に移動するテーパと、前記前後方向に移動自在で後方に付勢され、後方に移動した状態で前記テーパ面に係合することにより前記ガイドブッシュの前方への移動を規制する固定部材と、を備えている。

本発明に係るガイドブッシュ装置によれば、材料の外径のばらつきに追従するとともに、材料を適切に支持することができる。

本発明の一実施形態に係るガイドブッシュ装置（ロータリーガイドブッシュ装置）を示す断面図である。 図１に示したガイドブッシュ装置におけるドローバーのテーパの部分と固定部材との詳細を示す図である。 固定部材とドローバーとを前方に押圧して、ドローバーの固定を解除した状態を示す、図２相当の図である。 軸に沿った方向における固定部材の球体の位置とドローバーの孔の位置とが一致した状態を示す、図２相当の図である。 図４に示したガイドブッシュ装置の、Ａ−Ａ線に沿った面による断面図である。 本発明の他の実施形態に係るガイドブッシュ装置（固定型ガイドブッシュ装置）を示す断面図である。

以下、本発明に係るガイドブッシュ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態のガイドブッシュ装置１００は、加工装置の一例である自動旋盤の主軸の前方に配置され、図１に示すように、ガイドブッシュホルダ１０と、ガイドブッシュスリーブ３０と、ガイドブッシュ４０と、テーパ５３を有するドローバー５０と、軸受け（ラジアルボールベアリング）２１と、固定部材６０と、付勢部材（ばね）７１，７２とを備えている。
主軸に把持される棒状の材料３００（加工対象物）は、ガイドブッシュ４０に挿通されて支持され、材料３００の加工時にガイドブッシュ装置１００によって案内される。

ガイドブッシュホルダ１０は、材料３００を加工する工具２２０が保持されている刃物台２１０に固定されている。
ガイドブッシュホルダ１０内にガイドブッシュスリーブ３０が挿入されている。

ガイドブッシュホルダ１０とガイドブッシュスリーブ３０との間にラジアルボールベアリング２１が配置されている。
ラジアルボールベアリング２１の外輪は、ベアリング押さえリング２５によってガイドブッシュホルダ１０側に保持されている。
ラジアルボールベアリング２１の内輪は、ガイドブッシュスリーブ３０の外周に螺合されたナット２７によって，プーリー２６を介してガイドブッシュスリーブ３０側に保持されている。
ガイドブッシュスリーブ３０は、ラジアルボールベアリング２１を介してガイドブッシュホルダ１０に対して、軸Ｚ回りに回動自在とされている。

プーリー２６は、ガイドブッシュスリーブ３０の半径方向の外側に配置されている。
プーリー２６とガイドブッシュスリーブ３０との間には、両者にそれぞれ係合するキー２８が配置されている。
プーリー２６とガイドブッシュスリーブ３０とは、キー２８を介して、軸Ｚ回りに一体的に回転可能とされている。
プーリー２６は、ナット２７によって、軸Ｚ方向の位置が固定されている。

ガイドブッシュスリーブ３０の内側に、ガイドブッシュ４０が挿入されている。
ガイドブッシュ４０の軸Ｚ方向の前方Ｆの部分には、軸Ｚ方向に延びた切り込みである摺割りが形成されているとともに、外周面に、後方Ｒに向かうにしたがって外径が小さくなるテーパ４５が形成されている。
ガイドブッシュ４０の外周面には軸Ｚ方向に延びた溝４１が形成されている。
ガイドブッシュスリーブ３０に形成された孔３１に通されたねじ３２が、溝４１に嵌め合わされている。
これにより、ガイドブッシュ４０とガイドブッシュスリーブ３０とは、軸Ｚ回りに一体的に回転可能とされている一方、ガイドブッシュ４０はガイドブッシュスリーブ３０に対して軸Ｚ方向（前後方向）に変位可能となっている。

ガイドブッシュスリーブ３０の軸Ｚ方向の前方Ｆの部分の内周面には、後方Ｒに向かうにしたがって内径が小さくなる、テーパ４５に対応したテーパ３５が形成されている。
ガイドブッシュ４０がガイドブッシュスリーブ３０に対して軸Ｚ方向の後方Ｒに変位することにより、テーパ４５がテーパ３５に押圧され、摺割りによって前端部の直径が縮められる方向に調節され、ガイドブッシュ４０の前方Ｆの部分の内径（開度）が変化する。

プーリー２６が軸Ｚ回りに回転駆動されると、ガイドブッシュスリーブ３０およびガイドブッシュ４０がプーリー２６とともに一体的に回転する。

ガイドブッシュ４０の後方Ｒの端部には、移動部材の一例である、中空筒状のドローバー５０が螺合していて、ガイドブッシュ４０とドローバー５０とは一体的に軸Ｚ方向に変位する。
テーパ５３は、ドローバー５０の後部の外周面５２に、軸Ｚ方向の後方Ｒに向かうにしたがって外径が大きくなるように形成されている。
ドローバー５０の内周面には、軸Ｚ回りの角度１８０［度］の間隔で、軸Ｚ方向に延びた２本の溝５５が形成されている（図５参照）。
溝５５を介して治具等により、ガイドブッシュ４０に対するドローバー５０の螺合作業を行うことができる。

ガイドブッシュスリーブ３０とドローバー５０との間であってガイドブッシュ４０に外側に、軸Ｚ方向に沿った弾性力を作用させる第１のばね７１が設けられている。
ガイドブッシュ４０とドローバー５０とは、第１のばね７１の弾性力によって、ガイドブッシュスリーブ３０に対して一体的に後方Ｒに変位するように付勢されている。

図２，３に示されるように、固定部材６０は、円筒状の枠体６１と球体６２とを備えている。
枠体６１は、ドローバー５０の後部の外側に、軸Ｚ方向に移動自在に設けられている。
球体６２は、本実施形態において３つ設けられている（図５参照）。
各球体６２は、軸Ｚ回りの角度１２０［度］の等間隔で枠体６１に形成された、径方向に貫通する孔に収容されている。
球体６２は枠体６１の厚さよりも直径が大きく形成され、枠体６１から径方向に突出して、枠体６１に対して径方向に移動自在に配置されている。
なお、球体６２は、図４に示すように、ドローバー５０の周壁に形成された、球体６２よりも大きな直径の孔５４を介して、枠体６１への挿入及び枠体６１からの取り外しを行うことができる。

枠体６１とドローバー５０との間であってドローバー５０の外側に、軸Ｚ方向に沿った弾性力を作用させる第２のばね７２が設けられている。
枠体６１は、第２のばね７２の弾性力によって、ドローバー５０に対して後方Ｒに変位するように付勢されている。
枠体６１が後方Ｒに変位することによって、枠体６１とともに球体６２が後方Ｒに変位し、球体６２がテーパ５３に乗り上げる。
球体６２がガイドブッシュスリーブ３０の内周面３３とテーパ５３との間に挟まれると、ドローバー５０は、ガイドブッシュスリーブ３０に対する、軸Ｚ方向の前方Ｆへの相対的な動きが規制され、ドローバー５０およびガイドブッシュ４０は、ガイドブッシュスリーブ３０に対して軸Ｚ方向の位置が固定される。
第２のばね７２は、球体６２をテーパ５３に乗り上げさせる位置まで枠体６１を後方に押圧できるように設定されている。

ドローバー５０が固定された状態で、枠体６１の後端面６１ａは、ガイドブッシュスリーブ３０の後端面３０ａよりも後方Ｒに突出している。
このとき、ドローバー５０の後端面５０ａは、ガイドブッシュスリーブ３０の後端面３０ａよりも後方Ｒに突出し、かつ枠体６１の後端面６１ａよりも前方Ｆに位置している。
第２のばね７２の弾性力に抗して枠体６１を前方Ｆに移動させると、枠体６１とともに球体６２が前方Ｆに移動して、球体６２がガイドブッシュスリーブ３０の内周面３３とテーパ５３との間から外れ、ガイドブッシュスリーブ３０に対するドローバー５０およびガイドブッシュ４０の固定が解除される。
ドローバー５０およびガイドブッシュ４０の固定が解除された状態で、枠体６１とドローバー５０とを一体的に軸Ｚ方向に移動させることによって、ガイドブッシュ４０はドローバー５０と一体的に、ガイドブッシュスリーブ３０に対して軸Ｚ方向に変位する。

第１のばね７１の弾性力に抗してガイドブッシュ４０が前方Ｆに移動されると、テーパ３５によるテーパ４５への押圧が緩められ、ガイドブッシュ４０の前端部の摺割りが拡がってガイドブッシュ４０の前方Ｆの部分の内径が大きくなる。
ガイドブッシュ４０は、内径が拡大した状態で、材料３００の挿通が許容される。
ただし、内径が拡大した状態では、ガイドブッシュ４０の内径と材料３００とのクリアランスが過大であり、ガイドブッシュ４０による材料３００の適切な支持、案内はできず、材料３００はガイドブッシュ４０に拘束されずに単に通された状態となる。

枠体６１の後端面６１ａは、例えば材料３００を把持する自動旋盤の主軸の前側の端面によって、前方Ｆに押圧される。
これにより、材料３００を加工する際は、まず主軸を前進させ、枠体６１を前方Ｆに押圧し、固定部材６０によるドローバー５０の固定を解除する。
主軸の前進を継続させることによって、枠体６１の後端面６１ａとドローバー５０の後端面５０ａとの軸Ｚ方向の位置が一致すると、主軸の前側の端面によって、ドローバー５０が枠体６１と一体的に前進し、材料３００が自由に通過できるようにガイドブッシュ４０の内径が拡大される。
この状態で、主軸のチャックが開いた状態から材料３００を前方Ｆに送ることによって、材料３００がガイドブッシュ４０に後方Ｒから挿入され、ガイドブッシュ４０に拘束なしに通される。

材料３００がガイドブッシュ４０に通された後、主軸のチャックが開いた状態のままで主軸を後方Ｒに移動させると、第１のばね７１で付勢されたドローバー５０および第２のばね７２で付勢された枠体６１が、主軸とともに後退する。
ドローバー５０とともにガイドブッシュ４０も後退し、ガイドブッシュ４０の内径が小さくなってガイドブッシュ４０が材料３００の外周面に接触すると、第１のばね７１の付勢力によってガイドブッシュ４０が材料３００を保持する位置でドローバー５０およびガイドブッシュ４０の後方Ｒへの変位は停止する（図２）。
つまり、ガイドブッシュ４０の内径は、材料３００の外径にばらつきがあっても、その外径に適切に追従した状態に調整される。

この状態から主軸がさらに後退すると、第２のばね７２の付勢力により、枠体６１は主軸とともに後退する。
そして、球体６２がドローバー５０のテーパ５３とガイドブッシュスリーブ３０の内周面３３との間に挟まれる位置に達すると、枠体６１および球体６２の後退が停止する。
枠体６１および球体６２の後退が停止した状態では、ドローバー５０およびガイドブッシュ４０の軸Ｚ方向の位置が固定され、ドローバー５０の前方Ｆへの変位が阻止される（図２）。

自動旋盤による加工動作が開始されると、材料３００は主軸にチャックされた状態で前方Ｆに送られる。
ガイドブッシュ装置１００は、第１のばね７１の弾性力で、材料３００の軸Ｚ方向への移動を許容するように、材料３００の外周面を拘束した状態で、ロータリーガイドブッシュ装置として、ガイドブッシュ４０が回転しながら材料３００を支持、案内する。
このとき、材料３００とガイドブッシュ４０との接触により、ガイドブッシュ４０は、材料３００とともに前方Ｆに変位されそうになる。
仮に、ガイドブッシュ４０が材料３００とともに前方Ｆに変位されると、ガイドブッシュ４０の内径が大きくなって、材料３００に対する支持が緩むおそれがある。
しかし、本実施形態のガイドブッシュ装置１００においては、ガイドブッシュ４０は、固定部材６０によって、ドローバー５０と一体的にガイドブッシュスリーブ３０に固定されているため、材料３００の前方Ｆへの移動に連られて前方Ｆへ変位することがない。
したがって、ガイドブッシュ４０による材料３００に対する支持が緩むことがなく、材料３００を安定して適切に案内することができる。

一方、材料３００の交換などの際は、ガイドブッシュ４０の内径が拡大した状態で、材料３００がガイドブッシュ４０に通された後は、第１のばね７１の付勢力によって、ガイドブッシュ４０の内径が材料３００の外径に自動的に追従して調整されるため、材料３００の交換等の都度、人手によってガイドブッシュ４０の内径の調整を行う必要がない。
したがって、外径にある程度のばらつきがある材料３００を使用した場合であっても、加工の作業効率を低下させることがないため、コストの低減を図ることができる。
なお、本実施形態のガイドブッシュ装置１００は、研磨材や引抜材等の一本の材料の中での外径のばらつきは少ないが、ロット毎には外径のばらつきが少なからず発生するような材料を使用する場合に、より効果がある。

本実施形態のガイドブッシュ装置１００は、ガイドブッシュスリーブ３０、ガイドブッシュ４０およびドローバー５０が、プーリー２６とともに軸Ｚ回りに回転するロータリーガイドブッシュ装置であるが、本発明に係るガイドブッシュ装置は、この形態のものに限定されるものではなく、ガイドブッシュスリーブ、ガイドブッシュおよびドローバーが回転しない固定型のガイドブッシュ装置であってもよい。
例えば図６に示した固定型のガイドブッシュ装置１００′は本発明に係るガイドブッシュ装置の他の実施形態であり、ガイドブッシュホルダを兼ねるガイドブッシュスリーブ３０′、材料３００を支持、案内するガイドブッシュ４０′、テーパ５３′を有するドローバー５０′、固定部材６０′および２つのばね７１′，７２′を主に備えた構成である。
ここで、ガイドブッシュスリーブ３０′、ガイドブッシュ４０′、ドローバー５０′、固定部材６０′および２つのばね７１′，７２′はそれぞれ、図１に示したガイドブッシュ装置１００におけるガイドブッシュスリーブ３０、ガイドブッシュ４０、ドローバー５０、固定部材６０およびばね７１′，７２′と同じもの、または同じ作用を奏するように対応するものである。
このように構成されたガイドブッシュ装置１００′は、図１に示したガイドブッシュ装置１００と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明のガイドブッシュ装置は、テーパ５３，５３′がガイドブッシュ４０，４０′に一体的に形成されていてもよい。

３０ ガイドブッシュスリーブ
３３ 内周面
４０ ガイドブッシュ
５０ ドローバー
５２ 外周面
５３ テーパ
６０ 固定部材
６２ 球体
７１，７２ ばね
１００ ガイドブッシュ装置
３００ 材料（加工対象物）
Ｃ 軸
Ｆ 前方
Ｒ 後方

Claims (4)

1. ガイドブッシュスリーブ内に、前後方向に移動自在に挿入され、前記前後方向の位置に応じて開度が調節され、後方に付勢された、内径の内側に加工対象物を前記前後方向に沿って移動可能な状態で支持するガイドブッシュと、
   前記ガイドブッシュと一体的に前記前後方向に移動するテーパと、
   前記前後方向に移動自在で後方に付勢され、後方に移動した状態で前記テーパに係合することにより前記ガイドブッシュの前方への移動を止める固定部材と、を備えたガイドブッシュ装置。
2. 前記固定部材が、前記ガイドブッシュスリーブの内周面と前記テーパとの間に挟まれる球体と、前記球体を収容する孔が形成された筒状の枠体と、を備えた請求項１に記載のガイドブッシュ装置。
3. 前記固定部材の後端面は、前記ガイドブッシュの前方への移動を規制している状態で、前記ガイドブッシュスリーブの後端面よりも後方に突出している請求項１または２に記載のガイドブッシュ装置。
4. 前記テーパの後方の部分の後端面は、前記固定部材が前記ガイドブッシュの前方への移動を規制している状態で、前記ガイドブッシュスリーブの後端面よりも後方に突出している請求項１から３のうちいずれか１項に記載のガイドブッシュ装置。