JP6372383B2

JP6372383B2 - 工作機械

Info

Publication number: JP6372383B2
Application number: JP2015022900A
Authority: JP
Inventors: 高之石川
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2015-02-09
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2035-02-09
Also published as: EP3225336B1; WO2016129137A1; US10335860B2; KR20170110073A; TW201628761A; CN107206503A; TWI660809B; US20170274457A1; JP2016144843A; EP3225336A1; CN107206503B; EP3225336A4; KR102335713B1

Description

本発明は、主軸中心線方向へ移動可能な主軸台を備えた工作機械に関する。

工作機械として、ワークを摺動可能に支持するガイドブッシュを主軸の前方に設けた主軸移動型旋盤が知られている。ガイドブッシュを使用する場合、主軸に把持されたワークは、ガイドブッシュにより摺動可能に支持され、ガイドブッシュの前方において刃物により加工される。ワークに対して加工時に主軸中心線と直交する方向へ作用する荷重は、ガイドブッシュにより受けられる。このため、ワークが長尺で撓み易くても高精度に加工することができる。一方、短いワークを加工するためガイドブッシュを取り外した場合、主軸の前方でワークが支持されないため、ガイドブッシュ使用時と比べて主軸台を前進させる必要がある。

尚、特許文献１に開示された主軸移動型旋盤は、ガイドブッシュを使用していないが、主軸台を支持する前側の滑り軸受、及び、後側のボール軸受（転がり軸受）を有している。この旋盤は、主軸台の先端部をベッドに滑り軸受を介して主軸中心線方向へ移動可能に支持し、主軸台の基端部を主軸中心線と直交する方向へ離間した２箇所においてベッドにボール軸受を介して主軸中心線方向へ移動可能に支持している。

特開２００８−２７９５４１号公報

ガイドブッシュを使用する加工方式とガイドブッシュを使用しない加工方式とを切り替える場合、切り替え作業を軽減化することが好ましい。上記旋盤はガイドブッシュを使用することができないため、特許文献１は切り替え作業を軽減化する課題を示唆していない。

本発明は、ガイドブッシュを使用する加工方式とガイドブッシュを使用しない加工方式とを切り替える作業を軽減可能な工作機械を提供する目的を有している。

本発明の工作機械は、ワークを把持する主軸を設けた主軸台と、
主軸中心線に沿ったレールと、
前記主軸台に固定されて前記レールに案内される第一軸受と、
該第一軸受よりも前側において前記主軸台に固定されて前記レールに案内される第二軸受と、
前記主軸の前方においてワークを摺動可能に支持するガイドブッシュが着脱可能に設けられる支持台と、
前記ガイドブッシュが取り外された前記支持台に設けられ、前記主軸台を前記主軸中心線方向へ移動可能に支持するガイド部と、を備え、
前記レールは、前記主軸台が前記ガイド部に支持される場合の前記第二軸受の遊びを前記主軸台が前記ガイド部に支持されない場合と比べて大きくするように構成されている、態様を有する。

請求項１に係る発明によれば、ガイドブッシュを使用する加工方式とガイドブッシュを使用しない加工方式とを切り替える作業を軽減可能な工作機械を提供することができる。
請求項２に係る発明では、レールに対する特別な加工を不要にすることが可能な工作機械を提供することができる。
請求項３に係る発明では、レールを支持しない部位を十分に確保することができない場合に好適な工作機械を提供することができる。

旋盤の要部を一部断面視して模式的に例示する図である。主軸中心線方向から旋盤の要部を模式的に例示する図である。（ａ），（ｂ）はガイドブッシュ方式にした旋盤の要部を一部断面視して模式的に例示する図である。（ａ），（ｂ）は旋盤の要部を模式的に簡略化して例示する斜視図である。（ａ），（ｂ）はノンガイドブッシュ方式にした旋盤の要部を一部断面視して模式的に例示する図である。軸受をレールとともに一部断面視して例示する斜視図である。軸受をレールとともに例示する垂直断面図である。ガイドブッシュ方式にした旋盤の要部を一部断面視して模式的に例示する図である。軸受をレールとともに例示する垂直断面図である。（ａ），（ｂ）は比較例に係る旋盤の要部を一部断面視して模式的に例示する図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。

（１）本発明に含まれる技術の概要：
まず、図面も参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。図１等では主軸移動型旋盤１を工作機械の例として示している。尚、図１〜９は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。

本技術の工作機械（１）は、ワークＷ１を把持する主軸１２を設けた主軸台１０、主軸中心線ＡＸ１に沿ったレール２００、第一軸受１１０、第二軸受１２０、ガイドブッシュ３２が着脱可能に設けられる支持台３０、ガイドブッシュ３２が取り外された支持台３０に設けられるガイド部（例えばクイル用ガイド４０）、を備える。第一軸受１１０は、主軸台１０に固定され、レール２００に案内される。第二軸受１２０は、第一軸受１１０よりも前側Ｓ１において主軸台１０に固定され、レール２００に案内される。ガイドブッシュ使用時、ガイドブッシュ３２は、支持台３０に取り付けられ、主軸１２の前方においてワークＷ１を摺動可能に支持する。ガイドブッシュ不使用時、支持台３０に設けられたガイド部（４０）は、主軸台１０を主軸中心線方向Ｄ１へ移動可能に支持する。レール２００は、主軸台１０がガイド部（４０）に支持される場合（ガイド部使用時とも呼ぶ。）の第二軸受１２０の遊びを主軸台１０がガイド部（４０）に支持されない場合（ガイド部不使用時とも呼ぶ。）と比べて大きくするように構成されている。

図１０（ａ），（ｂ）は、比較例の旋盤９０１を模式的に示している。図１０（ａ）は、ガイドブッシュを使用する加工方式（ガイドブッシュ方式とも呼ぶ。）にしたガイド部不使用時の旋盤９０１を示している。図１０（ｂ）は、ガイドブッシュを使用しない加工方式（ノンガイドブッシュ方式とも呼ぶ。）にしたガイド部使用時の旋盤９０１を示している。いずれの場合も、主軸台１０の前端位置を実線で示し、主軸台１０の後端位置を二点鎖線で示している。旋盤９０１は、ベース２、ワークＷ１を把持する主軸１２を回転可能に支持する主軸台１０、主軸中心線ＡＸ１に沿ったガイドレール２００、ボール軸受（第一軸受１１０と第二軸受１２０）、支持台３０、等を備えている。主軸台１０の前部には、主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能に主軸１２を支持する筒状のクイル１１が設けられている。主軸は、図示しない駆動手段によりＺ方向（主軸中心線方向Ｄ１）へ移動する。レール２００は、長手方向（主軸中心線方向Ｄ１）の全てにわたってベース２上に固定されて支持されている。図１０（ａ）に示すように、ガイドブッシュ方式の旋盤９０１は、後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１の第二軸受１２０がレール２００に案内されることにより主軸台１０がＺ方向（主軸中心線方向Ｄ１）へ移動する。レール２００は、主軸台１０が後端位置にある時の第一軸受１１０の位置から主軸台１０が前端位置にある時の第二軸受１２０の位置までの範囲をごく僅かに超える長さを有している。

短いワークを加工するためには、ノンガイドブッシュ方式に切り替える段取り替え作業が必要である。切替時、作業者は、まず、支持台３０からガイドブッシュ３２を取り外し、主軸台１０を後退させた状態でクイル用ガイド４０をクイル１１の周りに嵌める。次に、レール２００から第二軸受１２０が外れない範囲内で主軸台１０を前進させた状態にしてクイル用ガイド４０を支持台３０にねじＳＣ１で取り付ける。ここで、レール２００はボール軸受のボールベアリングを支持する機能を有しているため、クイル用ガイド取付時にレール２００から第二軸受１２０が外れない範囲内で主軸台１０を前進させる必要がある。その後、クイル１１とクイル用ガイド４０とのごく僅かな隙間の範囲内で主軸台１０をジャッキアップし、第二軸受１２０を取り付けているねじＳＣ１を外して第二軸受１２０を後方へスライドさせ、主軸台１０に第二軸受１２０をねじＳＣ１で取り付けている。これにより、ジャッキアップを解除して図１０（ｂ）に示すように主軸台１０を前進させた時に第二軸受１２０がレール２００から外れない。

ノンガイドブッシュ方式からガイドブッシュ方式に切り替える段取り替え作業時には、主軸台１０を後退させてクイル１１とクイル用ガイド４０とのごく僅かな隙間の範囲内で主軸台１０をジャッキアップし、第二軸受１２０を前方へスライドさせて図１０（ａ）に示す位置においてねじＳＣ１で取り付けることになる。その後、ジャッキアップを解除して主軸台１０をさらに後退させ、支持台３０からクイル用ガイド４０を取り外し、ガイドブッシュを支持台３０に取り付けることになる。

以上説明したように、旋盤９０１において加工方式を切り替える作業は、複雑で時間がかかる。特に、クイル１１とクイル用ガイド４０とのごく僅かな隙間の範囲内で主軸台１０をジャッキアップする作業は、クイル１１等が変形しないように慎重に行う必要がある。

一方、図１〜９に例示される本技術のレール２００は、ガイド部使用時の第二軸受１２０の遊びをガイド部不使用時と比べて大きくするように構成されている。すなわち、ガイド部不使用時には、後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１の第二軸受１２０とで主軸台１０が精度良く支持される。ガイド部使用時には、支持台３０に設けられたガイド部（４０）にも主軸台１０が支持される。後から前へ第一軸受１１０、第二軸受１２０、ガイド部（４０）の順に３箇所で主軸台１０が支持されると、これらの部分の遊びが全て少なければ主軸台１０の円滑な移動が阻害されたり局所的に摩耗したりすることがある。本技術の第二軸受１２０はガイド部使用時の遊びがガイド部不使用時と比べて大きいので、ガイド部使用時には実質的に後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１のガイド部（４０）とで主軸台１０が精度良く支持される。これにより、主軸中心線方向Ｄ１における３点支持（多点支持）が抑制され、主軸台１０の円滑な移動が阻害されたり局所的に摩耗したりすることが抑制される。このことから、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式へ切り替える際には、主軸台１０がガイド部（４０）に支持されるようにして主軸台１０を第二軸受１２０の遊びが大きくなる移動範囲へ前進させる作業をすればよい。ノンガイドブッシュ方式からガイドブッシュ方式へ切り替える際には、主軸台１０を第二軸受１２０の遊びが小さくなる移動範囲へ後退させて支持台３０にガイドブッシュ３２を取り付ける作業をすればよい。従って、本技術は、ガイドブッシュ方式とノンガイドブッシュ方式とを切り替える作業を軽減可能な工作機械を提供することができる。
ここで、第二軸受の遊びは、主軸中心線方向と直交する方向へ第二軸受が動きうる範囲を意味するものとする。従って、第二軸受の遊びには、レールとともに第二軸受が動きうる範囲と、レールに対して第二軸受が動きうる範囲と、の両方が含まれる。

ところで、本工作機械（１）は、前記レール２００を支持するベース２を備えてもよい。ガイド部使用時の第二軸受１２０の遊びをガイド部不使用時と比べて大きくするようにレール２００を構成する一例として、図１〜７に例示するように、前記レール２００は、前記主軸台１０が前記ガイド部（４０）に支持される時に前記第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２にある部分２１２が前記ベース２に支持されていなくてもよい。図１〜７には、ベース２に対してレール２００をオーバーハングさせる例を示している。ガイド部使用時の第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２にある部分２１２は、ガイド部不使用時の第二軸受１２０の移動範囲Ｒ１にある部分２１１と比べて剛性が低い。図１〜７に例示するように、ガイド部不使用時には、第二軸受１２０がレール２００のうちベース２に支持される部分に存在するので、後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１の第二軸受１２０とで主軸台１０が精度良く支持される。ガイド部使用時には、第二軸受１２０がレール２００のうちベース２に支持されない部分に存在するので、実質的に後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１のガイド部（４０）とで主軸台１０が精度良く支持される。従って、本態様は、レールに対する特別な加工を不要にすることが可能な工作機械を提供することができる。

また、別の一例として、図８，９に例示するように、前記レール２００は、前記主軸台１０が前記ガイド部（４０）に支持されない時に前記第二軸受１２０の移動範囲Ｒ１にある部分２１１よりも、前記主軸台１０が前記ガイド部（４０）に支持される時に前記第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２にある部分２１２が細くてもよい。ガイド部不使用時には、第二軸受１２０がレール２００のうち比較的太い部分に存在するので、後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１の第二軸受１２０とで主軸台１０が精度良く支持される。ガイド部使用時には、第二軸受１２０がレール２００のうち比較的細い部分に存在するので、レール２００に対する第二軸受１２０の遊びが大きく、実質的に後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１のガイド部（４０）とで主軸台１０が精度良く支持される。従って、本態様は、レールを十分にオーバーハングさせる場所が無い等、レールに支持しない部位を十分に確保することができない場合に好適な工作機械を提供することができる。

（２）工作機械の第一具体例：
図１は、ガイドブッシュ方式にした主軸移動型旋盤（工作機械）１の要部を一部断面視して模式的に例示している。図２は、ガイドブッシュ使用時に支持台３０を省略して旋盤１を前側Ｓ１から見た様子を模式的に例示している。図３（ａ）は、ガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部を上から一部断面視して模式的に例示している。図３（ｂ）は、ガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部をＹ方向から一部断面視して模式的に例示している。図４（ａ）は、ガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部を模式的に簡略化して例示している。図４（ｂ）は、ノンガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部を模式的に簡略化して例示している。図５（ａ）は、ノンガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部を上から一部断面視して模式的に例示している。図５（ｂ）は、ノンガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部をＹ方向から一部断面視して模式的に例示している。図３（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）では、主軸台１０の前端位置を実線で示し、主軸台１０の後端位置を二点鎖線で示している。
尚、Ｚ方向は主軸中心線方向Ｄ１を示し、Ｘ方向はＺ方向と直交する鉛直方向を示し、Ｙ方向はＺ方向と直交する水平方向を示している。Ｘ方向とＹ方向とＺ方向は、互いに異なる方向であればよく、移動制御のし易さの点から実質的に直交しているのが好ましいものの、直交する方向から例えば４５°以下の角度でずれた方向でもよい。

図１〜５に示す旋盤１は、ベース２、制御部８、主軸台１０、駆動手段２０、支持台３０、刃物台６０、ガイドレール２００、第一軸受１１０、第二軸受１２０、等を備えている。ベース２は、ベッド又はテーブル等とも呼ばれ、駆動手段２０、支持台３０、レール２００、等を支持する土台部分を構成する。制御部８は、各部１０，２０，６０等の動作を制御する。
主軸台１０に設けられた主軸１２は、Ｚ方向へ挿入された円柱状（棒状）のワークＷ１を解放可能に把持し、ワークＷ１の長手方向に沿う主軸中心線ＡＸ１を中心としてワークＷ１を回転させる。主軸台１０は、主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能に主軸１２を支持し、Ｚ方向へ移動可能とされている。主軸台１０の前部には、主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能に主軸１２を支持する筒状のクイル１１が設けられている。図４（ａ），（ｂ）等に示すように、クイル１１の外形は、断面円形とされている。

駆動手段２０は、数値制御可能なサーボモータ２１、及び、主軸中心線ＡＸ１に沿った送り機構２２を有し、主軸台１０をＺ方向へ移動させる。送り機構２２は、主軸中心線ＡＸ１に沿ったボールねじ２３、及び、このボールねじ２３に螺合しているナット２４を有している。ボールねじ２３は、主軸中心線ＡＸ１に沿った回転軸を中心としてモータ２１により回転駆動される。ナット２４は、主軸台１０に固定され、ボールねじ２３の回転に応じてＺ方向へ移動する。

支持台３０に取り付けられたガイドブッシュ３２は、主軸１２の前方に配置され、主軸１２を貫通した棒状のワークＷ１をＺ方向へ摺動可能に支持し、主軸１２と同期して主軸中心線ＡＸ１を中心として回転駆動される。ガイドブッシュ３２は、支持台３０に対して着脱可能に設けられる。切削等の加工による負荷を受けるガイドブッシュがあることにより、細長いワークの撓みが抑制されて高精度の加工が行われる。図３（ａ），（ｂ）等に示すようにガイドブッシュ３２が支持台３０に取り付けられている場合、主軸１２がガイドブッシュ３２よりも後側Ｓ２の範囲内でＺ方向へ移動するように主軸台１０が駆動される。一方、ガイドブッシュを使用すると、主軸からガイドブッシュまでの材料を加工することができないため、残材が長くなることになる。また、ガイドブッシュはワークの外周を支持するため、一旦加工したワークをガイドブッシュ内に後退させ再び前進させて加工することができない。そこで、図５（ａ），（ｂ）等に示すように、支持台３０からガイドブッシュ３２を取り外すことができるようにしている。この場合、主軸１２から刃物台６０までの距離を短くするため、ガイドブッシュ使用時と比べて主軸１２が前側Ｓ１となる範囲内でＺ方向へ移動するように主軸台１０が駆動される。

ガイドブッシュ３２が取り外された支持台３０には、クイル１１（主軸台１０）をＺ方向へ移動可能に支持するクイル用ガイド（ガイド部）４０が着脱可能に設けられる。切削等の加工による負荷を受けるクイル用ガイド４０には、滑り軸受を用いることが好ましいものの、転がり軸受といった種々の軸受を用いることも可能である。クイル用ガイド４０に滑り軸受を用いる場合、クイル用ガイド４０によりクイル１１がＺ方向へ摺動可能に支持される。図５（ａ），（ｂ）等に示すクイル用ガイド４０は、径方向外側（主軸中心線ＡＸ１から離れる方向）へ張り出したフランジ部４１を有する円筒状に形成され、クイル１１が挿入される。クイル用ガイド４０自体は、支持台３０に形成された貫通穴３１に対してフランジ部４１を残して嵌め込まれ、フランジ部４１を通したねじＳＣ１で支持台３０に固定される。

刃物台６０は、支持台３０に支持され、複数の工具Ｔ１が取り付けられ、例えばＸ方向及びＹ方向へ移動可能とされている。工具Ｔ１には、回転不能に固定されたバイト等の固定工具、及び、回転ドリルのように回転する回転工具の両方が含まれる。
尚、Ｚ方向へ挿入された正面加工後のワークＷ１を解放可能に把持する背面主軸（対向主軸）を設けた背面主軸台（対向主軸台）がベース２に支持されてもよい。

ガイドレール２００は、直動ガイド用のレールであり、図３（ａ）等に示すように、主軸中心線ＡＸ１と直交するＹ方向における２箇所において、主軸中心線ＡＸ１に沿って配置されている。図３（ｂ）等に示すように、レール２００は、ベース２に対してオーバーハングした状態で支持されている。レール２００のオーバーハングしている箇所（ベース２に支持されていない箇所）は、図５（ｂ）に示すようにガイド部使用時の第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２を含み、図３（ｂ）に示すガイド部不使用時の第二軸受１２０の移動範囲Ｒ１を含まない。オーバーハングしている箇所のレール２００は、ベース２に支持されていないので、オーバーハングしていない箇所（ベース２に支持されている箇所）よりも剛性が低い。

第一軸受１１０及び第二軸受１２０は、主軸台１０に固定され、レール２００に案内される。第二軸受１２０は、第一軸受１１０よりも前側Ｓ１、且つ、支持台３０よりも後側Ｓ２に配置されている。図３（ａ）等に示すように、各レール２００に第一軸受１１０と第二軸受１２０の組合せが配置されている。第一軸受１１０及び第二軸受１２０には、ボール軸受（転がり軸受の一種）を用いることが好ましいものの、ローラ軸受（転がり軸受の一種）といった種々の軸受を用いることも可能である。図３（ｂ）に示すように、ガイド部不使用時、駆動手段２０による第二軸受１２０の移動範囲Ｒ１は、レール２００のベース２に接触して支持されている部分２１１となる。ガイド部不使用時の第一軸受１１０の移動範囲は、第二軸受の移動範囲Ｒ１よりも後側Ｓ２であり、レール２００のベース２に接触して支持されている部分となる。一方、図５（ｂ）に示すように、ガイド部使用時、駆動手段２０による第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２は、レール２００のベース２に支持されていない部分２１２となる。レール２００がベース２に対してオーバーハングして存在しているため、ガイドブッシュ方式とノンガイドブッシュ方式とを切り替える際に第二軸受１２０を動かす必要が無い。ガイド部使用時の第一軸受１１０の移動範囲は、第二軸受の移動範囲Ｒ２よりも後側Ｓ２であり、レール２００のベース２に接触して支持されている部分となる。
尚、上述した各部２，１０，２０，３０，４０，６０，１１０，１２０，２００等の主要部は、例えば金属で形成することができる。

図６は、第一軸受１１０と第二軸受１２０を総称する軸受１００をレール２００とともに一部断面視して例示している。図７は、軸受１００をレール２００とともに例示する垂直断面図である。
図６，７に示す軸受１００は、直線運動用のボール軸受であり、ブロック状の軸受本体１０１、一対の端面板１０２、一対の第一ボール列１０３、一対の第二ボール列１０５、を有している。軸受本体１０１は、主軸台１０の下面に固定されている。軸受本体１０１の前端と後端とに端面板１０２が固定されている。ボール列１０３，１０５の各ボール１０３ａ，１０５ａは、軸受本体１０１と一対の端面板１０２とで形成される環状路に沿って移動可能である。レール２００には、環状路にあるボール列１０３，１０５の一部が入るガイド溝２０１が形成されている。ここで、レール２００の上面２０３のガイド溝２０１には第一ボール列１０３の一部が入り、レール２００の側面２０４のガイド溝２０１には第二ボール列１０５の一部が入る。従って、ボール１０３ａ，１０５ａが環状路から外れずに移動可能であり、レール２００に沿ったＺ方向へ軸受１００が移動可能である。尚、レール２００が無ければ、環状路からボール１０３ａ，１０５ａが外れることがある。

上述した軸受１００は、第一軸受１１０及び第二軸受１２０として計４箇所、主軸台１０にねじＳＣ１で固定されている。従って、主軸台１０は、ベース２に対してＺ方向へ移動可能に支持されていることになる。
尚、ボール軸受には、様々な種類の軸受を用いることができる。例えば、レール２００において上面２０３と側面２０４との境界部に形成されたガイド溝に第一ボール列１０３が入るような種類のボール軸受を用いると、側面２０４の方向からの荷重に対する強度が向上する。また、ボール列の数は、４本以外にも、８本等、５本以上、又は、３本以下でもよい。

次に、ガイドブッシュ方式とノンガイドブッシュ方式とを切り替える方法を説明する。
図３（ｂ）等に示すガイドブッシュ方式から図５（ｂ）等に示すノンガイドブッシュ方式に切り替える時、作業者は、まず、支持台３０からガイドブッシュ３２を取り外し、主軸台１０を後退させた状態でクイル用ガイド４０をクイル１１の周りに嵌める。次に、ガイド部不使用時の第二軸受１２０の移動範囲Ｒ１内で主軸台１０を前進させた状態にしてクイル用ガイド４０を支持台３０にねじＳＣ１で取り付ける。ここで、ガイド部使用時の第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２にもレール２００がある。このため、図５（ｂ）等に示すように第二軸受１２０が移動範囲Ｒ２となるまで主軸台１０を駆動手段２０により前進させるだけで、ノンガイドブッシュ方式でワークＷ１を加工することができる。従って、第二軸受１２０を後方へスライドさせる作業やジャッキアップする作業が不要となり、段取り替え作業が省力化され、段取り替え時間が短縮される。また、ジャッキアップ時の作業ミスによりクイル１１等が変形することを未然に防ぐことができる。

図５（ｂ）等に示すノンガイドブッシュ方式から図３（ｂ）等に示すガイドブッシュ方式に切り替える時、作業者は、主軸台１０を後退させ、支持台３０からクイル用ガイド４０を取り外し、ガイドブッシュを支持台３０に取り付ける。ここで、ガイド部使用時の第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２からガイド部不使用時の第二軸受１２０の移動範囲Ｒ１にレール２００が繋がっている。このため、図３（ｂ）等に示すように第二軸受１２０が移動範囲Ｒ１となるまで主軸台１０を駆動手段２０により後退させるだけで、ガイドブッシュ方式でワークＷ１を加工することができる。従って、第二軸受１２０を前方へスライドさせる作業やジャッキアップする作業が不要となり、段取り替え時間が短縮され、作業ミスによりクイル１１等が変形することを未然に防ぐことができる。

ガイドブッシュ使用時、切削等の加工による負荷はガイドブッシュ３２が受ける。ここで、図３（ｂ）等に示すように、レール２００のうち第二軸受１２０の移動範囲Ｒ１にある部分２１１は、ベース２に接触して支持されている。このため、ガイド部不使用時の第二軸受１２０の遊びは、小さい。尚、レール２００のうち第一軸受１１０の移動範囲にある部分も、ベース２に接触して支持されている。従って、ガイド部不使用時には、後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１の第二軸受１２０とで主軸台１０が精度良く支持される。

一方、ガイドブッシュ不使用時、切削等の加工による負荷はクイル用ガイド４０が受ける。ここで、図５（ｂ）等に示すように、支持台３０に設けられたクイル用ガイド４０にも主軸台１０が支持される。レール２００のうち第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２にある部分２１２は、ベース２に支持されていない。この部分２１２は、レール２００のうちベース２に支持されている部分と比べて剛性が低いため、ごく僅かではあるが第二軸受１２０からの荷重により変形し易くなっている。このため、ガイド部使用時の第二軸受１２０の遊びが大きく、第二軸受１２０は主軸台１０を支持する機能が抑制されている。尚、レール２００のうち第一軸受１１０の移動範囲にある部分は、ベース２に接触して支持されている。従って、ガイド部使用時には、第二軸受１２０を動かすこと無しにＺ方向における３点支持（多点支持）が実質的に解消され、実質的に後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１のクイル用ガイド４０とで主軸台１０が精度良く支持される。その結果、主軸台１０の円滑な移動が阻害されたり局所的に摩耗したりすることが抑制される。

以上説明したように、本第一具体例は、第二軸受１２０を前方へスライドさせたりジャッキアップしたりする複雑で時間のかかる作業が不要となり、ガイドブッシュ方式とノンガイドブッシュ方式とを切り替える段取り替え作業を軽減可能である。また、本第一具体例は、レールに対して特別な加工を行う必要が無い。

（３）第二具体例：
図８は、第二具体例において、ガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部をＹ方向から一部断面視して模式的に例示している。図８の上部には、レール２００の上面の要部を模式的に例示している。図９は、第二具体例において、軸受１００をレール２００とともに例示する垂直断面図である。第二具体例は、レール２００が長手方向（Ｚ方向）の全てにわたってベース２上に固定されて支持され、ガイド部不使用時に第二軸受１２０の移動範囲Ｒ１にある部分２１１よりもガイド部使用時に第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２にある部分２１２が細くなっている。その他は第一具体例と同様であるので、詳細な説明を省略する。

図８に示すレール２００の幅（Ｙ方向における長さ）は、傾斜部２１３から後側Ｓ２にある部分２１１よりも傾斜部２１３から前側Ｓ１にある部分２１２の方が狭くなっている。軸受１００を含めた後側部分２１１は、図７で示した断面形状を有している。軸受１００を含めた前側部分２１２は、図９に示す断面形状を有している。図９に示す前側部分２１２のガイド溝２０２は、ボール１０３ａ，１０５ａが外れない範囲内で後側部分２１１のガイド溝２０１と比べて深くなっている。これにより、前側部分２１２が後側部分２１１と比べて細くなっており、その分、Ｚ方向とは異なる方向への第二軸受１２０の遊びが大きくなっている。尚、前側部分２１２は、第二軸受１２０からボール１０３ａ，１０５ａが外れないようにする機能を有する。傾斜部２１３は、両部分２１１，２１２の外表面を合わせるように前側Ｓ１となるほど狭くなる傾斜を有している。これにより、第二軸受１２０がガイド部使用時の移動範囲Ｒ２からガイド部不使用時の移動範囲Ｒ１へ円滑に移動する。

尚、図８に示すレール２００は両部分２１１，２１２と傾斜部２１３が一体的に形成されているが、各部分２１１，２１２は別々に形成されて組み合わせられてもよい。例えば、比較的太い後側部分２１１と傾斜部２１３を形成する外側レールと、比較的細い前側部分２１２を形成する内側レールとを用意し、外側レールの傾斜部２１３の前側Ｓ１に内側レールの前側部分２１２の端部を接触させ、各レールを直線状に並べた状態でベース２に固定することでレール２００を構成してもよい。

ガイドブッシュ使用時、レール２００のうち第二軸受１２０の移動範囲Ｒ１にある部分２１１は比較的太いので、ガイド部不使用時にレール２００に対して第二軸受１２０の遊びが小さい。従って、ガイド部不使用時には、後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１の第二軸受１２０とで主軸台１０が精度良く支持される。
一方、ガイドブッシュ不使用時、レール２００のうち第二軸受１２０の移動範囲Ｒ２にある部分２１２は比較的細いので、ガイド部使用時にレール２００に対して第二軸受１２０の遊びが大きく、第二軸受１２０は主軸台１０を支持する機能が抑制されている。従って、ガイド部使用時には、第二軸受１２０を動かすこと無しにＺ方向における３点支持（多点支持）が実質的に解消され、実質的に後側Ｓ２の第一軸受１１０と前側Ｓ１のクイル用ガイド４０とで主軸台１０が精度良く支持される。その結果、主軸台１０の円滑な移動が阻害されたり局所的に摩耗したりすることが抑制される。

以上説明したように、本第二具体例も、ガイドブッシュ方式とノンガイドブッシュ方式とを切り替える段取り替え作業を軽減可能である。本第二具体例は、レールを十分にオーバーハングさせる場所が無い等、レールに支持しない部位を十分に確保することができない場合に好適である。

（４）変形例：
本技術は、種々の変形例が考えられる。
例えば、第二具体例においてレール２００をオーバーハングさせる場所を確保することができる場合、比較的細い前側部分２１２をオーバーハングさせベース２に支持されないようにしてもよい。
また、ボール保持バンドを利用し第二軸受１２０単体で全ボール１０３ａ，１０５ａが保持される場合、レール２００から前側部分２１２を無くしても、レール２００に後側部分２１１と傾斜部２１３があれば、本技術を適用可能である。この場合、第二軸受１２０がガイド部不使用時の移動範囲Ｒ１からガイド部使用時の移動範囲Ｒ２へ移動しても、第二軸受１２０からボール１０３ａ，１０５ａが脱落しない。第二軸受１２０がガイド部使用時の移動範囲Ｒ２からガイド部不使用時の移動範囲Ｒ１へ移動する際、円滑に移動する。
尚、本技術は、旋盤以外の工作機械にも適用可能である。

（５）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、ガイドブッシュを使用する加工方式とガイドブッシュを使用しない加工方式とを切り替える作業を軽減可能な技術等を提供することができる。むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。

１…旋盤（工作機械）、２…ベース、８…制御部、
１０…主軸台、１１…クイル、１２…主軸、
２０…駆動手段、２１…モータ、２２…送り機構、
３０…支持台、３２…ガイドブッシュ、４０…クイル用ガイド（ガイド部）、
１００…軸受、１１０…第一軸受、１２０…第二軸受、
２００…レール、２０１，２０２…ガイド溝、２０３…上面、２０４…側面、
２１１，２１２…第二軸受の移動範囲にある部分、２１３…傾斜部、
ＡＸ１…主軸中心線、Ｄ１…主軸中心線方向、Ｒ１，Ｒ２…第二軸受の移動範囲、
Ｓ１…前側、Ｓ２…後側、Ｔ１…工具、Ｗ１…ワーク。

Claims

ワークを把持する主軸を設けた主軸台と、
主軸中心線に沿ったレールと、
前記主軸台に固定されて前記レールに案内される第一軸受と、
該第一軸受よりも前側において前記主軸台に固定されて前記レールに案内される第二軸受と、
前記主軸の前方においてワークを摺動可能に支持するガイドブッシュが着脱可能に設けられる支持台と、
前記ガイドブッシュが取り外された前記支持台に設けられ、前記主軸台を前記主軸中心線方向へ移動可能に支持するガイド部と、を備え、
前記レールは、前記主軸台が前記ガイド部に支持される場合の前記第二軸受の遊びを前記主軸台が前記ガイド部に支持されない場合と比べて大きくするように構成されている、工作機械。
前記レールを支持するベースを備え、
前記レールは、前記主軸台が前記ガイド部に支持される時に前記第二軸受の移動範囲にある部分が前記ベースに支持されていない、請求項１に記載の工作機械。
前記レールは、前記主軸台が前記ガイド部に支持されない時に前記第二軸受の移動範囲にある部分よりも、前記主軸台が前記ガイド部に支持される時に前記第二軸受の移動範囲にある部分が細い、請求項１又は請求項２に記載の工作機械。