JP6720077B2 - 振れ止め装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械の主軸内に挿着した案内管を備えた振れ止め装置に関するものである。

従来、振れ止め装置として、棒材加工装置の中空管の中間部に設けられたオイル注入口からオイルが中空管の棒材通路の中に供給され、棒材が中空管の棒材通路の中に収容された状態で棒材が高速回転し、棒材の周面がオイルを連れ回って、棒材と棒材通路を構成する内壁面との間の隙間に油膜が形成され、棒材全体が中空管の中心軸線に向かって持ち上げられるものが知られている（例えば、特許文献１）。

また、振れ止め装置として、自動旋盤の主軸内に嵌装されたチャック開閉管およびチャック開閉駆動管の内部に配設された円筒状の振れ止め治具を有し、振れ止め治具が、外周面に形成されて主軸の回転によって潤滑油を主軸の前方方向に送る外径油溝と、内周面に形成されて主軸の回転によって潤滑油を主軸の後方方向に送る内径油溝とを備えている棒材振れ止め装置が知られている（例えば、特許文献２）。

特許３７１３３９７号公報（特に、図１、図７参照） 特開平７−２９９６０４号公報（特に、図１、図２参照）

しかしながら、上述した特許文献１に記載された棒材加工装置では、中空管の両端が開放された構造であったため、棒材と棒材通路の内壁面との間に満たされたオイルが中空管の両端からそのまま流出して先端側である主軸先端部で飛散してしまうという問題があった。
また、上述した特許文献２に記載された棒材振れ止め装置では、複数の円筒状の振れ止め治具のそれぞれに外径油溝および内径油溝を形成して潤滑油の流れを制御する構造であったため、構造が複雑になってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、簡単な構造で案内管内のオイルを飛散させずに回収することができる振れ止め装置を提供することである。

本請求項１に係る発明は、工作機械で加工される材料が挿通される材料の案内管を備え、該案内管内にオイルが流通され、前記材料を前記案内管に貫通して前記工作機械に供給することによって、前記材料の振れを抑制する振れ止め装置において、前記案内管が、軸線方向に沿って延設した外管と、該外管内に所定の間隙を介して支持される内管とを備え、前記内管内に材料が挿入され、前記外管と内管との間隙によってオイル還流路が形成され、前記内管内に導入されるオイルが前記オイル還流路を介して排出されるように構成され、前記外管と内管との間隙に、前記外管に対して内管を支持して前記外管に内接する断面形状を有すると共に、該断面形状において前記外管に離間して対向する部位が前記外管との接点の相互間を結ぶ線分により形成される内管支持体を配設し、該内管支持体と前記外管との間にオイルを流通自在に流動させるオイル流通部を設けたことにより、前述した課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された振れ止め装置の構成に加えて、前記内管の端部側に、前記内管内のオイルをオイル還流路側に案内する案内部を設けたことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項３に係る発明は、請求項２に記載された振れ止め装置の構成に加えて、前記案内部に、前記材料の通過を案内する漏斗状のテーパ面を設けたことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載された振れ止め装置の構成に加えて、前記案内管が、前記工作機械の主軸内に挿入されて配置されたことにより、前述した課題をさらに解決するものである。

本発明の振れ止め装置は、工作機械で加工される材料が挿通される材料の案内管を備え、案内管内にオイルが流通され、材料を案内管に貫通して工作機械に供給することにより、回転時の材料の振れを抑制することができるばかりでなく、以下のような特有の効果を奏することができる。

本請求項１に係る発明の振れ止め装置によれば、外管と内管との間隙によってオイル還流路が形成され、内管内に導入されるオイルがオイル還流路を介して排出されるため、オイルの飛散を防止してオイルを円滑に回収できる。

本請求項２に係る発明の振れ止め装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、オイル還流路におけるオイルの流れを妨げることなく外管に対して内管が安定して支持されるため、内管の振動を防止してより確実に材料の振動を防止することができる。

本請求項３に係る発明の振れ止め装置によれば、請求項１または請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、内管内を端部側へ流れたオイルを、円滑にオイル還流路に案内することができる。

本請求項４に係る発明の振れ止め装置によれば、請求項３に係る発明が奏する効果に加えて、材料先端が通過する際に材料先端がテーパ面によって誘導案内されるため、材料の主軸への供給を円滑に行うことができる。

本請求項５に係る発明の振れ止め装置によれば、請求項１乃至請求項４のいずれかに係る発明が奏する効果に加えて、工作機械の主軸内に挿通された案内管の外管と内管との間隙によってオイル還流路が形成されるため、主軸内においてオイルの飛散を防止してオイルを円滑に回収できる。

本発明の実施例の棒材振れ止め装置を備えた工作機械の主軸部分の概略断面図。 図１要部の拡大断面図。 図２Ａの２Ｂ−２Ｂ断面図。 図２Ａに棒材を示した図。 図２Ｂに棒材を示した図。

本発明は、工作機械で加工される材料が挿通される材料の案内管を備え、この案内管内にオイルが流通され、材料を案内管に貫通して工作機械に供給することによって、材料の振れを抑制する振れ止め装置において、案内管が、軸線方向に沿って延設した外管と、この外管内に所定の間隙を介して支持される内管とを備え、内管内に材料が挿入され、外管と内管との間隙によってオイル還流路が形成され、内管内に導入されるオイルがオイル還流路を介して排出されるように構成され、外管と内管との間隙に、外管に対して内管を支持して外管に内接する断面形状を有すると共に、この断面形状において外管に離間して対向する部位が外管との接点の相互間を結ぶ線分により形成される内管支持体を配設し、この内管支持体と外管との間にオイルを流通自在に流動させるオイル流通部を設けたことにより、オイルの飛散を防止してオイルを円滑に回収するものであれば、その具体的な実施態様は、如何なるものであっても構わない。

例えば、案内管内において内管内周側オイル流路を主軸先端部側へ流れるオイルが先端部分で内管外周側オイル流路へ移り主軸後端部側へ折り返すように流れる構成とすることができる。
案内管の材料は、回転する材料の振れを抑制するものであれば、如何なるものであってもよい。

図１に示すように、工作機械Ｍは、主軸１０と、振れ止め装置としての棒材振れ止め装置１００とを基台２０上に有している。
主軸１０は、主軸台１１に回転駆動自在に支持され、後方側から棒材振れ止め装置１００を介して材料である棒材Ｗ（図３Ａ及び図３Ｂ参照）が挿入供給され、主軸先端部のチャック１０ａで棒材Ｗを把持する。
本実施例では、主軸１０は、主軸台１１と主軸１０との間に設けられたビルトインモータ１４によって回転駆動される。

主軸台１１は、基台２０に設けられた主軸Ｚ軸レール１２上にスライド自在に支持されている。主軸台１１と基台２０との間には、主軸台１１側の可動子１３と、基台２０側の固定子２１とを備えたリニアモータが設けられている。主軸台１１は、駆動装置となるリニアモータによって軸線方向（Ｚ軸方向）で位置制御可能に構成されている。
棒材振れ止め装置１００は、先端側が主軸１０内に挿着される内挿管１１０を案内管として有している。
基台２０上には、内挿管１１０の後端側を支持する内挿管支持台１２０がブラケット２２を介して固定されている。内挿管１１０は支持ブロック１２３を介して固定ネジ１２４によって内挿管支持台１２０に固定されている。

図２Ａおよび図３Ａに示すように、内挿管１１０は、外管１１１と、内管１１２と、キャップ１１３とを備えている。
外管１１１は、軸線方向に沿って延設され、後端部分が支持ブロック１２３に挿入されて一体的に固定されている。
内管１１２は、外管１１１内に所定の間隙を介して挿入されている。内管１１２の後端は、支持ブロック１２３内に挿入され、支持ブロック１２３内で外管１１１の後方に突出して一体的に固定されている。棒材Ｗは内管１１２内に挿入され、内管１１２の内径は棒材Ｗの径に応じて、棒材Ｗを回転自在に支持するようなサイズに形成されている。
外管１１１の先端は、内管１１２の先端より前方に突出しており、キャップ１１３は、内管１１２の内管先端部１１２ａとキャップ１１３との間に間隙Ｇ３が形成されるように外管１１１の外管先端部１１１ａに嵌着されている。棒材Ｗは内管１１２から突出し、キャップ１１３を通過して内挿管１１０から突出する。キャップ１１３には、棒材Ｗが通過する棒材挿通穴１１３ａが形成されている。

内管１１２内の空間は、間隙Ｇ３を介して、内管１１２と外管１１１との間隙Ｇ１と連通している。支持ブロック１２３には内管１１２内に連通するオイル注入部１２１（図１参照）が設けられている。図示しないポンプによってオイル注入部１２１から内管１１２内にオイルが供給されると、供給されたオイルは、間隙Ｇ１をオイル還流路である内管外周側オイル流路Ｃ１として、内管１１２内から間隙Ｇ３を介して内管外周側オイル流路Ｃ１（間隙Ｇ１）に流れることができる。

支持ブロック１２３には内管外周側オイル流路Ｃ１に連通するオイル排出部１２２（図１参照）が設けられており、内管外周側オイル流路Ｃ１を流通するオイルは、オイル排出部１２２から排出される。
なお、オイル排出部１２２に、図示しない吸引ポンプを接続して設け、該吸引ポンプによってオイル排出部１２２からオイルを排出するように構成することもできる。

本実施例では、外管１１１と内管１１２との間隙Ｇ１に、内管１１２を外管１１１に対して支持する内管支持体１１４が、軸線方向に複数設けられている。
内管支持体１１４により、間隙Ｇ１を維持して、外管１１１に対して内管１１２が安定して支持される。
なお、本実施形態では、各内管支持体１１４は、内挿管１１０の軸線方向に等間隔で配置されている。

図２Ｂおよび図３Ｂに示すように、内管支持体１１４は、軸線方向に貫通するオイル流通用切欠き部１１４ａが、オイルを軸線方向に流通自在なオイル流通部の一例として周方向に等間隔に外周を切り欠くようにして４つ形成されている。
オイル流通用切欠き部１１４ａにより、内管支持体１１４が、内管外周側オイル流路Ｃ１におけるオイルの流れを妨げることはない。
オイルは、内管外周側オイル流路Ｃ１において、オイル流通用切欠き部１１４ａを介して、キャップ１１３側とオイル排出部１２２側との間を円滑に流動することができる。
なお、本実施例では、オイル流通部としてオイル流通用切欠き部１１４ａを形成したが、軸線方向に貫通した孔を形成してオイルを流通させてもよい。
また、本実施例では、オイル流通用切欠き部１１４ａを、径方向における外管内周側に配設したが、内管外周側に配設してもよい。

本棒材振れ止め装置１００は、内挿管１１０が主軸１０内に挿入されるように配置されている。
棒材Ｗは、図示しない材料供給装置から供給され、内管１１２及びキャップ１１３を貫通して内挿管１１０から突出し、主軸１０のチャック１０ａに挿入され、チャック１０ａから所定の長さ突出した状態でチャック１０ａによって把持される。内管１１２及びキャップ１１３内に棒材Ｗが挿入された状態で、オイル注入部１２１からオイルを供給することによって、オイルは、内管１１２と棒材Ｗとの間隙Ｇ２を内管内周側オイル流路Ｃ２として、内管内周側オイル流路Ｃ２から間隙Ｇ３を介して内管外周側オイル流路Ｃ１（間隙Ｇ１）に流れ、オイル排出部１２２から排出される。
なお、内管外周側オイル流路Ｃ１および内管内周側オイル流路Ｃ２は、棒材挿通穴１１３ａと棒材Ｗとの間隙Ｇ４より広く形成されている。
この状態で主軸１０を回転駆動すると、棒材Ｗは、従来同様内挿管１１０（内管１１２）内でオイルを介して安定的に振れが抑制され、チャック１０ａから突出した部分が、刃物台に保持された加工用工具によって高精度に加工される。

なお、本実施例では、キャップ１１３の棒材挿通穴１１３ａの周縁に、主軸先端部側へ向かって漸次縮径する漏斗状のテーパ面１１３ｂが連続して形成されている。
これにより、棒材Ｗの先端は、棒材挿通穴１１３ａを通過する際に、先端がテーパ面１１３ｂによって安定して誘導案内され、キャップ１１３部分での引っ掛かり等が防止される。
また、テーパ面１１３ｂによって、内挿管１１０内において内管内周側オイル流路Ｃ２を主軸先端部側へ流れるオイルを、内管外周側オイル流路Ｃ１に向かって方向転換し易くする効果を期待することもできる。
なおオイル排出部１２２に、吸引ポンプを設けることによって、該吸引ポンプによるオイルの吸引で、内管内周側オイル流路Ｃ２のオイルを円滑に内管外周側オイル流路Ｃ１に流すことができる。

本発明の実施例である棒材振れ止め装置１００は、内挿管１１０が、軸線方向に沿って延設した外管１１１と、この外管１１１内に所定の間隙Ｇ１を介して支持される内管１１２とを備え、内管１１２内に棒材Ｗが挿入され、外管１１１と内管１１２との間隙によって内管外周側オイル流路Ｃ１が形成され、内管１１２内に導入されるオイルが内管外周側オイル流路Ｃ１を介して排出されるように構成されたことにより、簡単な構造で内挿管１１０内のオイルを飛散させずに円滑に回収することができる。

また、外管１１１と内管１１２との間隙Ｇ１に、外管１１１に対して内管１１２を支持する内管支持体１１４を配設し、この内管支持体１１４にオイルを流通自在に流動させるオイル流通部としてのオイル流通用切欠き部１１４ａを有していることにより、内管外周側オイル流路Ｃ１におけるオイルの流れを妨げることなく内管１１２の振動を防止してより確実に棒材Ｗの振動を防止することができる。
さらに、内管１１２の端部側に、内管１１２内のオイルを内管外周側オイル流路Ｃ１側に案内する案内部としてのキャップ１１３を設けたことにより、オイルの流れを円滑にすることができる。
また、キャップ１１３に、棒材Ｗの通過を案内する漏斗状のテーパ面１１３ｂを設けたことにより、新しい棒材Ｗを主軸先端部のチャック１０ａへ供給する際に棒材Ｗを円滑に供給し、オイルが内管外周側オイル流路Ｃ１へ移り主軸後端部側へ円滑に折り返すことができる。

なお、本実施例では、案内管としての内挿管１１０を主軸１０に挿入したが、内挿管１１０を主軸１０に挿入せずに、主軸１０の後方に配置してもよい。
また、内挿管１１０の先端は、可能な限り主軸１０のチャック１０ａの近傍に位置することが望ましい。ただし、主軸１０のメンテナンス等を行う場合、主軸１０の前方に比較的大きなスペースが必要となる。このため本実施形態のように主軸１０の前方にガイドブッシュユニット３０が配置されている場合、ガイドブッシュユニット３０を支持する支持台３１と主軸１０の間に前記メンテナンス用のスペースを形成できるように構成する必要がある。

本実施例の場合、内挿管１１０の先端とチャック１０ａ側との間に、主軸１０が加工に必要なストローク分移動できる最低限のＺ軸方向の空間を確保し、主軸台１１後端と支持ブロック１２３先端との間に、所定の空間が設けられている。チャック１０ａの交換等、主軸１０のメンテナンス等を行う場合、主軸台１１を前記ストローク分後退させ、さらに固定ネジ１２４を緩めて支持ブロック１２３を内挿管支持台１２０に対して移動自在として、主軸台１１と内挿管１１０を一体的に後退させることで、前記メンテナンス用のスペースを容易に形成することができる。これにより内挿管１１０の先端をチャック１０ａに可能な限り近接させ、棒材Ｗの振れ抑制を効果的に行うことが可能となる。

１００ ・・・ 棒材振れ止め装置
１１０ ・・・ 内挿管
１１１ ・・・ 外管
１１１ａ ・・・ 外管先端部
１１２ ・・・ 内管
１１２ａ ・・・ 内管先端部
１１３ ・・・ キャップ（案内部）
１１３ａ ・・・ 棒材挿通穴
１１３ｂ ・・・ テーパ面
１１４ ・・・ 内管支持体
１１４ａ ・・・ オイル流通用切欠き部（オイル流通部）
１２０ ・・・ 内挿管支持台
１２１ ・・・ オイル注入部
１２２ ・・・ オイル排出部
１２３ ・・・ 支持ブロック
１２４ ・・・ 固定ネジ
Ｃ１ ・・・ 内管外周側オイル流路（オイル還流路）
Ｃ２ ・・・ 内管内周側オイル流路
Ｇ１ ・・・ （内管と外管との）間隙
Ｇ２ ・・・ （内管と棒材との）間隙
Ｇ３ ・・・ （内管先端部とキャップとの）間隙
Ｇ４ ・・・ （棒材挿通穴と棒材との）間隙
Ｍ ・・・ 工作機械
１０ ・・・ 主軸
１０ａ ・・・ チャック（主軸先端部）
１１ ・・・ 主軸台
１２ ・・・ 主軸Ｚ軸レール
１３ ・・・ 可動子
２０ ・・・ 基台
２１ ・・・ 固定子
Ｗ ・・・ 棒材

Claims (4)

1. 工作機械で加工される材料が挿通される材料の案内管を備え、該案内管内にオイルが流通され、前記材料を前記案内管に貫通して前記工作機械に供給することによって、前記材料の振れを抑制する振れ止め装置において、
   前記案内管が、軸線方向に沿って延設した外管と、該外管内に所定の間隙を介して支持される内管とを備え、
   前記内管内に材料が挿入され、
   前記外管と内管との間隙によってオイル還流路が形成され、前記内管内に導入されるオイルが前記オイル還流路を介して排出されるように構成され、
   前記外管と内管との間隙に、前記外管に対して内管を支持して前記外管に内接する断面形状を有すると共に、該断面形状において前記外管に離間して対向する部位が前記外管との接点の相互間を結ぶ線分により形成される内管支持体を配設し、該内管支持体と前記外管との間にオイルを流通自在に流動させるオイル流通部を設けたことを特徴とする振れ止め装置。
2. 前記内管の端部側に、前記内管内のオイルをオイル還流路側に案内する案内部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の振れ止め装置。
3. 前記案内部に、前記材料の通過を案内する漏斗状のテーパ面を設けたことを特徴とする請求項２に記載の振れ止め装置。
4. 前記案内管が、前記工作機械の主軸内に挿入されて配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の振れ止め装置。