JP7121254B2

JP7121254B2 - 旋盤

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Publication number: JP7121254B2
Application number: JP2018004801A
Authority: JP
Inventors: 則夫賀来
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2022-08-18
Anticipated expiration: 2038-01-16
Also published as: KR102361977B1; TWI788438B; WO2019142600A1; TW201932217A; US20200290128A1; EP3715027A4; CN111448022A; EP3715027A1; CN111448022B; JP2019123038A; US11491555B2; KR20200081494A

Description

本発明は、ワークの把持部材を開閉するためのシフター機構を有する旋盤に関する。

工作機械として、ワークの把持部材を開閉するためのシフター機構を有する旋盤が知られている。特許文献１に開示された素材把持装置は、筒状本体の軸線方向へ移動することによりチャックの把持部を開閉動作させる作動部材、推力により作動部材を軸線方向へ移動させるリニアモータ、及び、リニアモータの推力を増大させて作動部材に伝達する推力伝達装置を具備している。該推力伝達装置は、リニアモータの駆動により軸線方向へ移動する直動部材、及び、直動部材の軸線方向移動に連動して支軸旋回するとともに梃子の作用により推力を作動部材に伝達するレバー部材を備えている。該レバー部材は、直動部材に係合する第１端と作動部材に係合する第２端とを有している。前記直動部材の係合面は、レバー部材の第１端が筒状本体の軸線から遠ざかる順に、直動部材の内周面に対し約２５°の角度を成している第４領域、内周面に対し約１０°の角度を成している第３領域、内周面に対し約５°の角度を成している第２領域、及び、内周面に対し略平行の第１領域を有している。

特開２００２－３３７０８２号公報（特に段落００３１）

上述した直動部材の係合面は段階的に角度が変わっているため、係合面の角度が変わる箇所でレバー部材の旋回加速度が急変する。筒状本体の軸線と直交する径方向に着目すると、この径方向において、係合面の角度が変わる箇所でレバー部材の第１端の加速度が急変する。特に、レバー部材の第１端が軸線から離れる向きに直動部材が移動する場合、最初に約２５°の角度の第４領域がレバー部材の第１端に接触する。このため、径方向において、レバー部材の第１端の加速度は、いきなり大きくなる。レバー部材の第１端の加速度が急変すると、その分、ワークを把持する際に大きな衝撃が生じるうえ、直動部材とレバー部材との間に大きな面圧が加わる。この面圧が大きい分、レバー部材及び直動部材（シフター機構）が摩耗したり損耗したりし、シフター機構の寿命が短くなる。
尚、上述のような問題は、種々の旋盤に存在する。

本発明は、シフター機構の寿命を延ばすことが可能な旋盤を開示するものである。

本発明の旋盤は、主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、
前記主軸に取り付けられてワークを把持する閉状態と前記ワークを解放する開状態とを有する把持部材と、
該把持部材に接触した第一接触部、及び、前記主軸中心線方向において前記第一接触部とは反対側の第二接触部を有し、前記主軸中心線方向へ移動することにより前記把持部材を開閉させる動力伝達部と、
前記主軸の外側において前記主軸中心線方向へ移動可能なシフターと、
該シフターの外周面に接触する第一縁部、及び、前記第二接触部に接触した第二縁部を有し、前記主軸中心線から前記第一縁部までの距離が変わる向きに傾動可能な爪部材と、
前記シフターを前記主軸中心線方向へ移動させることにより前記爪部材を傾動させて前記動力伝達部を前記主軸中心線方向へ移動させる駆動部と、を備え、
前記主軸中心線と直交する方向を径方向として、
前記主軸中心線を含む縦断面において、前記シフターの外周面と前記第一縁部とが接触する範囲における前記シフターの外周面及び前記第一縁部の形状は、前記シフターが前記主軸中心線方向へ一定速度で移動する場合の移動距離に対する前記第一縁部の前記径方向への加速度が正の範囲において連続し、且つ、負の範囲において連続する形状であって、前記加速度が正の範囲から負の範囲に不連続に変化する場合には前記加速度が正の範囲における前記加速度の最大値の１／２倍以下から負の範囲における前記加速度の最小値の１／２倍以上に変化する形状である、態様を有する。

また、本発明の旋盤は、主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、
前記主軸に取り付けられてワークを把持する閉状態と前記ワークを解放する開状態とを有する把持部材と、
該把持部材に接触した第一接触部、及び、前記主軸中心線方向において前記第一接触部とは反対側の第二接触部を有し、前記主軸中心線方向へ移動することにより前記把持部材を開閉させる動力伝達部と、
前記主軸の外側において前記主軸中心線方向へ移動可能なシフターと、
該シフターの外周面に接触する第一縁部、及び、前記第二接触部に接触した第二縁部を有し、前記主軸中心線から前記第一縁部までの距離が変わる向きに傾動可能な爪部材と、
前記シフターを前記主軸中心線方向へ移動させることにより前記爪部材を傾動させて前記動力伝達部を前記主軸中心線方向へ移動させる駆動部と、を備え、
前記主軸中心線を含む縦断面において、前記シフターの外周面と前記第一縁部とが接触する範囲のうち前記シフターが前記第一縁部を前記主軸中心線から遠ざける向きにおいて前記主軸中心線方向へ移動する場合の前半部分における前記シフターの外周面の形状は、前記主軸中心線に沿った向きから始まり折れ曲がっている箇所が無い曲線形状であり、
前記主軸中心線を含む縦断面において、前記シフターの外周面と前記第一縁部とが接触する前記前半部分における前記シフターの外周面のうち凹んでいる部分の曲率半径は、前記第一縁部の曲率半径以上である、態様を有する。

本発明によれば、シフター機構の寿命を延ばすことが可能となる。

旋盤の構成例を模式的に示す図である。主軸台の例を示す縦断面図である。図３Ａは前進位置にあるシフターと爪部材とを抜き出して模式的に例示する斜視図であり、図３Ｂは後退位置にあるシフターと爪部材とを抜き出して模式的に例示する斜視図である。図４Ａは前進位置にあるシフターと爪部材とを抜き出して模式的に例示する正面図であり、図４Ｂは後退位置にあるシフターと爪部材とを抜き出して模式的に例示する正面図である。図５Ａはシフターの移動距離に対する爪部材の第一縁部の径方向における位置の例を模式的に示す図であり、図５Ｂはシフターの移動距離に対する爪部材の第一縁部の径方向における速度の例を模式的に示す図であり、図５Ｃはシフターの移動距離に対する爪部材の第一縁部の径方向における加速度の例を模式的に示す図である。図６Ａは図２のＡ１の位置における主軸台の横断面の例を模式的に示す断面図であり、図６Ｂは爪部材の外観の例を模式的に示す斜視図である。図２のＡ１の位置における主軸台の横断面の別の例を模式的に示す断面図である。シフターの外周面及び爪部材の第一縁部の要部を模式的に例示する図である。シフターの移動距離に対する爪部材の第一縁部の径方向における加速度の別の例を示す図である。比較例においてシフターの外周面及び爪部材の第一縁部の要部を模式的に例示する図である。比較例においてシフターの移動距離に対する爪部材の第一縁部の径方向における加速度を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１～１１に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図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。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
また、本願において、数値範囲「Min～Max」は、最小値Min以上、且つ、最大値Max以下を意味する。

［態様１］
本技術の一態様に係る旋盤１は、主軸３２、把持部材６０、動力伝達部ＴＲ１、シフター１０、爪部材２０、及び、駆動部ＤＲ１を備える。前記主軸３２は、主軸中心線ＡＸ０を中心として回転可能である。前記把持部材６０は、前記主軸３２に取り付けられてワークＷ０を把持する閉状態と前記ワークＷ０を解放する開状態とを有する。前記動力伝達部ＴＲ１は、前記把持部材６０に接触した第一接触部（例えば逆テーパー部６３ａ）、及び、前記主軸中心線方向（例えばＺ軸方向）において前記第一接触部（６３ａ）とは反対側の第二接触部（例えば後端面６５ｂ）を有し、前記主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動することにより前記把持部材６０を開閉させる。前記シフター１０は、前記主軸３２の外側において前記主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動可能である。前記爪部材２０は、前記シフター１０の外周面１１に接触する第一縁部（例えば接触端２１）、及び、前記第二接触部（６５ｂ）に接触した第二縁部（例えば基部２２）を有し、前記主軸中心線ＡＸ０から前記第一縁部（２１）までの距離（例えば径方向位置Ｄ）が変わる向きに傾動可能である。前記駆動部ＤＲ１は、前記シフター１０を前記主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動させることにより前記爪部材２０を傾動させて前記動力伝達部ＴＲ１を前記主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動させる。ここで、前記主軸中心線ＡＸ０と直交する方向を径方向Ｄ４とする。前記主軸中心線ＡＸ０を含む縦断面（例えば図２に示す断面）において、前記シフター１０の外周面１１と前記第一縁部（２１）とが接触する範囲（接触範囲Ｒ１とする。）における前記シフター１０の外周面１１及び前記第一縁部（２１）の形状は、前記シフター１０が前記主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ一定速度で移動する場合の移動距離（Ｌとする。）に対する前記第一縁部（２１）の前記径方向Ｄ４への加速度（ａとする。）が正の範囲において連続し、且つ、負の範囲において連続する形状である。

移動距離Ｌに対する加速度ａが正の範囲において連続し、且つ、負の範囲において連続するような縦断面形状を上記接触範囲Ｒ１におけるシフター１０の外周面１１及び爪部材２０の第一縁部（２１）が有しているので、シフター１０が主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動する際に爪部材２０の傾動が連続的で滑らかな加減速となる。爪部材２０の第一縁部（２１）の急激な加速度変化が抑えられるため、ワークＷ０を把持する際の衝撃が抑制されるうえ、シフター１０の外周面１１と爪部材２０の第一縁部（２１）との間の面圧が下がる。これによりシフター１０及び爪部材２０（シフター機構）の摩耗や損耗が抑制される。従って、本態様は、シフター機構の寿命を延ばすことができる。

ここで、主軸は、背面主軸に限定されず、正面主軸でもよい。
把持部材には、コレットや爪等と呼ばれる種々の把持部材が含まれる。
ワークの概念には、製品も含まれるものとする。
移動距離Ｌに対する加速度ａは、縦断面において接触範囲にあるシフターの外周面及び爪部材の第一縁部の形状を表す形状データから求めることができる。例えば、シフターの移動距離Ｌに対する第一縁部の径方向における位置（Ｄとする。）を前記形状データから求め、移動距離Ｌの関数である位置Ｄを２回微分すると、移動距離Ｌに対する加速度ａが得られる。
移動距離Ｌに対する加速度ａが正の範囲で連続していることは、Ｌ－ａ平面において移動距離Ｌが増加する時に、加速度ａが０以下から正となる最初の点から、加速度ａが正から０以下となる最後の点までの間が連続した曲線で繋がっていることを意味する。
移動距離Ｌに対する加速度ａが負の範囲で連続していることは、Ｌ－ａ平面において移動距離Ｌが増加する時に、加速度ａが０以上から負となる最初の点から、加速度ａが負から０以上となる最後の点までの間が連続した曲線で繋がっていることを意味する。

むろん、上記接触範囲Ｒ１におけるシフター１０の外周面１１及び爪部材２０の第一縁部（２１）の形状は、シフター１０が主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ一定速度で移動する場合の移動距離Ｌに対する第一縁部（２１）の径方向Ｄ４への加速度ａが全範囲において連続する形状でもよい。この場合、シフター１０が主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動する際に全範囲において爪部材２０の傾動が連続的で滑らかな加減速となるので、シフター機構の寿命がさらに延びる。外周面１１及び第一縁部（２１）のより好ましい形状は、変形正弦曲線や変形台形曲線や変形等速度曲線といったカム曲線のように、連続的な速度変化や加速度変化を実現させる形状である。外周面１１及び第一縁部（２１）のさらに好ましい形状は、変形正弦曲線のように、速度および加速度が連続的であり、かつ、移動中の最大速度と最大加速度が小さくなるカム曲線である。

［態様２］
図６Ａ，６Ｂに例示するように、前記爪部材２０の前記第一縁部（２１）において前記シフター１０の外周面１１に接触する接触面２１ａは、前記主軸中心線ＡＸ０と直交する横断面（例えば図６Ａに示す断面）において前記主軸中心線ＡＸ０を中心として前記シフター１０の外周面１１の曲率半径以上の曲率半径で凹んでいてもよい。この態様は、シフター１０の外周面１１に接触する爪部材２０の接触面２１ａの面圧（ヘルツの接触応力と呼ばれる。）が下がるので、使用初期に発生するアブレシブ摩耗が減り、シフター機構の焼き入れ硬化層が多く残る。従って、本態様は、把持部材６０のクランプ力をさらに安定化させることができるうえ、シフター機構の寿命をさらに延ばすことができる。
むろん、爪部材２０の接触面２１ａの曲率半径は、シフター１０の外周面１１と同じ曲率半径でもよいし、外周面１１の曲率半径よりも大きい曲率半径でもよい。また、態様２には含まれないが、図７に例示するように接触面２１ａが平面である場合も、本技術に含まれる。

［態様３］
図８等に例示するように、前記主軸中心線ＡＸ０を含む縦断面において、前記シフター１０の外周面１１と前記第一縁部（２１）とが接触する範囲（Ｒ１）のうち前記シフター１０が前記第一縁部（２１）を前記主軸中心線ＡＸ０から遠ざける向きにおいて前記主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動する場合の前半部分Ｒ２における前記シフター１０の外周面１１の形状は、前記主軸中心線ＡＸ０に沿った向きから始まる曲線形状でもよい。シフター１０が第一縁部（２１）を主軸中心線ＡＸ０から遠ざける向きにおいて主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動する場合の前半部分Ｒ２におけるシフター１０の外周面１１が主軸中心線ＡＸ０に沿った向きから始まる曲線形状であると、シフター１０が前記向きに移動を開始する際に爪部材２０の傾動が連続的で滑らかな加減速となる。このため、ワークＷ０を把持する際の衝撃がさらに抑制されるうえ、シフター１０の外周面１１と爪部材２０の第一縁部（２１）との間の面圧がさらに下がることによりシフター機構の摩耗や損耗がさらに抑制される。従って、本態様は、シフター機構の寿命をさらに延ばすことができる。

［態様４］
ところで、本技術の別の態様に係る旋盤１は、主軸３２、把持部材６０、動力伝達部ＴＲ１、シフター１０、爪部材２０、及び、駆動部ＤＲ１を備え、前記主軸中心線ＡＸ０を含む縦断面において、前記シフター１０の外周面１１と前記第一縁部（２１）とが接触する範囲（Ｒ１）のうち前記シフター１０が前記第一縁部（２１）を前記主軸中心線ＡＸ０から遠ざける向きにおいて前記主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動する場合の前半部分Ｒ２における前記シフター１０の外周面１１の形状は、前記主軸中心線ＡＸ０に沿った向きから始まる曲線形状である。

シフター１０が第一縁部（２１）を主軸中心線ＡＸ０から遠ざける向きにおいて主軸中心線方向（Ｚ軸方向）へ移動する場合の前半部分Ｒ２におけるシフター１０の外周面１１が主軸中心線ＡＸ０に沿った向きから始まる曲線形状であるので、シフター１０が前記向きに移動を開始する際に爪部材２０の傾動が連続的で滑らかな加減速となる。シフター１０が前記向きにおいて移動する前半の期間中に爪部材２０の第一縁部（２１）の急激な加速度変化が抑えられるため、ワークＷ０を把持する際の衝撃が抑制されるうえ、シフター１０の外周面１１と爪部材２０の第一縁部（２１）との間の面圧が下がる。これによりシフター機構の摩耗や損耗が抑制される。従って、本態様は、シフター機構の寿命を延ばすことができる。

（２）旋盤の構成の具体例：
図１は、旋盤の例として主軸移動型のＮＣ（数値制御）旋盤１の構成を模式的に例示している。図１に示す旋盤１は、ＮＣ装置８０、固定されたベース４０に設置された正面主軸台４１、固定されたベース５０に設置された背面主軸台５１、固定されたベース４５に設置された刃物台４６、等を備えている。ここで、正面主軸台４１と背面主軸台５１を主軸台３１と総称する。ＮＣ装置８０は、前述の各部４１，５１，４６等の動作を制御する。

正面主軸台４１は、主軸中心線ＡＸ１に沿ったＺ軸方向へ移動可能とされている。ＮＣ装置８０は、正面主軸台４１の駆動部（不図示）を介して正面主軸台４１のＺ軸方向における位置を制御する。正面主軸台４１に設けられた正面主軸４２は、Ｚ軸方向へ挿入された円柱状（棒状）のワークＷ１をコレット（不図示）で解放可能に把持し、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。尚、本具体例のＺ軸方向は水平方向であるが、Ｚ軸方向は水平方向に限定されない。

背面主軸台５１は、主軸中心線ＡＸ２に沿ったＺ軸方向、及び、このＺ軸方向と直交（交差）するＹ軸方向へ移動可能とされている。ＮＣ装置８０は、背面主軸台５１の駆動部（不図示）を介して背面主軸台５１のＺ軸方向及びＹ軸方向における位置を制御する。背面主軸台５１に設けられた背面主軸５２は、Ｚ軸方向へ挿入された正面加工後のワークＷ２を解放可能に把持し、主軸中心線ＡＸ２を中心としてワークＷ２を回転させる。背面主軸５２は、正面主軸と対向する意味で対向主軸と呼ばれることがある。本具体例のＹ軸方向は水平方向であるが、Ｙ軸方向は水平方向に限定されない。
尚、正面主軸４２と背面主軸５２を主軸３２と総称し、正面主軸４２の主軸中心線ＡＸ１と背面主軸５２の主軸中心線ＡＸ２を主軸中心線ＡＸ０と総称し、正面加工前のワークＷ１と正面加工後のワークＷ２をワークＷ０と総称する。

刃物台４６は、ワークＷ０を加工するための複数の工具Ｔ１が取り付けられ、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と直交（交差）するＸ軸方向へ移動可能とされている。ＮＣ装置８０は、刃物台４６の駆動部（不図示）を介して刃物台４６のＸ軸方向における位置を制御する。本具体例のＸ軸方向は鉛直方向であるが、Ｘ軸方向は鉛直方向に限定されない。刃物台には、タレット刃物台、櫛型刃物台、等を用いることができる。旋盤には、複数種類の刃物台が設置されてもよい。また、各部４１，５１，４６等の移動方向は、図１に示す方向に限定されない。
以下、主軸台３１の例として背面主軸台５１の詳細を説明する。

図２は、背面主軸台５１の主軸中心線ＡＸ２を通る縦断面を例示している。図２に示す背面主軸５２の主軸中心線ＡＸ２に沿って貫通した穴には、製品排出部材７０が配置されている。この排出部材７０は、製品を通過させるパイプ等に替えられることがある。

背面主軸５２は、背面主軸台５１にある回転しない支持部５３に対してベアリングＢＥ１を介して回転可能に取り付けられている。背面主軸５２には、排出部材用のスリーブナットＮ１が着脱可能に取り付けられたチャックスリーブ６３、及び、押しスリーブ６５がＺ軸方向（主軸中心線方向の例）へ挿入されている。これらスリーブナットＮ１、チャックスリーブ６３、及び、押しスリーブ６５は、主軸中心線ＡＸ２に沿って貫通した穴を有し、排出部材７０がＺ軸方向へ挿入されている。背面主軸５２は、排出部材７０の周りでチャックスリーブ６３及び押しスリーブ６５とともに主軸中心線ＡＸ２を中心として回転する。背面主軸５２の外周には、支持部５３側のステーター５６と背面主軸５２側のローター５７を有するビルトインモーター５５が取り付けられている。背面主軸５２は、ＮＣ装置８０の制御に従ったタイミングでモーター５５により回転駆動される。

把持部材６０は、コレット６１、及び、キャップ部材６２を備え、背面主軸５２に挿入されたワークＷ２を把持する閉状態、及び、把持していた製品（背面加工後のワークＷ２）を解放する開状態を有している。図２は、把持部材６０にワークＷ２が把持されていないものの、把持部材６０が閉状態である場合の背面主軸台５１の様子を示している。
コレット６１は、背面主軸５２の前端部に取り付けられ、正面主軸台４１から供給されるワークＷ２を解放可能に把持し、背面主軸５２とともに回転する。コレット６１の外周面には、後側となるほど細くなるテーパー部６１ａが形成されている。このテーパー部６１ａには、複数の箇所（例えば３箇所）にすりわりが形成されている。後述するチャックスリーブ６３によりテーパー部６１ａが締め付けられるとワークＷ２が把持され（閉状態）、テーパー部６１ａが緩められると自らの弾性力により拡がってワークＷ２が解放される（開状態）。キャップ部材６２は、背面主軸５２の前端部に取り付けられてコレット６１を保持し、背面主軸５２とともに回転する。

背面主軸台５１は、Ｚ軸方向へ移動することにより把持部材６０を開閉させる動力伝達部ＴＲ１を有している。図２に示す動力伝達部ＴＲ１は、スリーブナットＮ１が取り付けられたチャックスリーブ６３、コレット開き用のコイルばね６４、及び、押しスリーブ６５を有している。スリーブ部材（Ｎ１，６３，６５）及びばね６４は、主軸中心線ＡＸ２と直交する径方向Ｄ４において背面主軸５２の内側に配置されている。スリーブ部材（Ｎ１，６３，６５）及びばね６４は、背面主軸５２の内側において背面主軸５２と同心に配置されている。チャックスリーブ６３の前端部の内周部には、コレット６１のテーパー部６１ａに合わせて前側となるほど主軸中心線ＡＸ２から離れる逆テーパー部６３ａが形成されている。この逆テーパー部６３ａは、把持部材６０に接触した第一接触部の例である。チャックスリーブ６３は、Ｚ軸方向へスライド可能であり、前進方向Ｄ２へ移動すると逆テーパー部６３ａによりコレット６１のテーパー部６１ａを主軸中心線ＡＸ２の方へ締め付け（閉状態）、後退方向Ｄ３へ移動するとコレット６１のテーパー部６１ａの締め付けを緩める（開状態）。ここで、前進方向Ｄ２はワークＷ２をＺ軸方向に沿って背面主軸５２の前方外部へ押し出す方向であり、後退方向Ｄ３は前進方向Ｄ２の反対方向である。ばね６４は、前進方向Ｄ２側の端部がコレット６１に掛止され、後退方向Ｄ３側の端部がチャックスリーブ６３の内周面に掛止されて、チャックスリーブ６３に後退方向Ｄ３への力を加えている。押しスリーブ６５の前端面は、チャックスリーブ６３の後端面に接触している。押しスリーブ６５の後端面６５ｂは、後述する爪部材２０の基部２２（第二縁部の例）に接触している。後端面６５ｂは、Ｚ軸方向において第一接触部とは反対側の第二接触部の例である。押しスリーブ６５は、Ｚ軸方向へスライド可能であり、爪部材２０の基部２２に押されて前進方向Ｄ２へ移動し、ばね６４からの力によりチャックスリーブ６３の後端面に押されて後退方向Ｄ３へ移動する。

径方向Ｄ４において背面主軸５２の後端部の外側には、後述する駆動部ＤＲ１のシフターレバー６８とともにＺ軸方向へ移動可能なシフター１０が配置されている。シフター１０は、主軸中心線ＡＸ２に沿って貫通した穴を有し、背面主軸５２がＺ軸方向へ挿入されている。シフター１０の内周面は、背面主軸５２の外周面に対してスライド可能に接触している。すなわち、シフター１０は、背面主軸５２と同心に配置される筒状体である。シフター１０の外周部のうち爪部材２０に接触しない前側部分には、シフターレバー６８が径方向内側へ挿入された溝１２が形成されている。シフター１０は、後述する特徴を有する外周面１１を有し、所定の移動範囲内、例えば、図４Ａ等に示す前進位置Ｐ１と図４Ｂ等に示す後退位置Ｐ２との間においてＺ軸方向へスライド可能とされている。

シフター１０の後退方向Ｄ３側には、外周面１１に接触している複数の爪部材２０が配置されている。図２には、主軸中心線ＡＸ２を中心として互いに反対側に配置された２箇所の爪部材２０が示されている。背面主軸台５１に配置される爪部材２０の数は、図２に示すように２個でもよいし、３個でもよいし、４個以上でもよい。複数の爪部材２０は、例えば、主軸中心線ＡＸ２を中心として外周面１１に沿って等間隔に配置される。図６Ｂ等にも例示するように、各爪部材２０は、シフター１０の外周面１１に接触している接触端２１（第一縁部の例）、及び、押しスリーブ６５の後端面６５ｂに接触した基部２２（第二縁部の例）を有し、軸部２３を中心として主軸中心線ＡＸ２から接触端２１までの距離が変わる向きに傾動可能である。軸部２３の中心軸は主軸中心線ＡＸ２から離れた位置にあり、軸部２３の中心軸方向はＺ軸方向から９０°ずれている。爪部材２０自体は、背面主軸５２とともに回転する。軸部２３から接触端２１までの距離は、軸部２３から基部２２までの距離よりも長い。これにより、軸部２３を支点として梃子の作用によりシフター１０から爪部材２０に加わる力よりも爪部材２０から動力伝達部ＴＲ１に加わる力を強くすることができる。接触端２１は、後述する特徴を有する形状を有している。

シフター１０をＺ軸方向へ移動させる駆動部ＤＲ１は、シフターレバー６８、及び、コレット開閉用アクチュエーター６９を有している。シフター１０の溝１２に挿入されているシフターレバー６８は、アクチュエーター６９の駆動によりシフター１０を所定の移動範囲内においてＺ軸方向へスライドさせる。アクチュエーター６９は、ＮＣ装置８０の制御に従ってシフターレバー６８を所定の移動範囲内においてＺ軸方向へ移動させる。アクチュエーター６９には、リニアモーターを含むサーボモーター、エアーシリンダー、油圧シリンダー、等を用いることができる。アクチュエーター６９は、ボールねじ機構といった減速機構等を含んでもよい。駆動部ＤＲ１は、シフター１０を所定の移動範囲内においてＺ軸方向へ移動させることにより軸部２３を中心として爪部材２０を傾動させて動力伝達部ＴＲ１をＺ軸方向へ移動させる。

以上の構成により、アクチュエーター６９がシフターレバー６８を介してシフター１０を前進位置Ｐ１から後退位置Ｐ２まで後退方向Ｄ３へスライドさせると、シフター１０が爪部材２０の接触端２１を主軸中心線ＡＸ２から遠ざける向きに爪部材２０を回転動作させる。すると、爪部材２０の基部２２が押しスリーブ６５を介してチャックスリーブ６３を前進方向Ｄ２へスライドさせ、コレット６１が締め付けられ、コレット６１によりワークＷ２が把持される。シフター１０が移動する間、外周面１１に対する接触端２１の接触状態が維持される。一方、アクチュエーター６９がシフターレバー６８を介してシフター１０を後退位置Ｐ２から前進位置Ｐ１まで前進方向Ｄ２へスライドさせると、コレット開き用ばね６４の押圧力によりチャックスリーブ６３及び押しスリーブ６５が後退する。これにより、爪部材２０の接触端２１が主軸中心線ＡＸ２に近付く向きに爪部材２０が回転動作するとともに、コレット６１が緩められ、背面加工後の製品（ワークＷ２）がコレット６１から解放される。シフター１０が移動する間、外周面１１に対する接触端２１の接触状態が維持される。

排出部材７０は、チャックスリーブ６３及び押しスリーブ６５の内側に挿入され、Ｚ軸方向へ移動可能とされている。排出部材７０は、Ｚ軸方向へ貫通した穴７２ｃを有する略円筒状の製品排出軸７２、及び、この排出軸７２の前端部に対して着脱可能に取り付けられた排出ピン７４を有している。排出軸７２の外側には、製品（ワークＷ２）を排出するためのコイルばね７６が嵌められている。この製品排出用ばね７６は、Ｚ軸方向へ圧縮された状態において、前端部が排出軸７２の拡径部７２ｂに掛止され、後端部がフランジ部材Ｆ１に掛止されている。正面加工後のワークＷ２は、開状態のコレット６１に挿入されて閉状態に切り替わったコレット６１に把持される。背面加工後にコレット６１が緩められると、ばね７６の弾性力により製品（ワークＷ２）が前進方向Ｄ２へ排出される。排出軸７２の後端部には、ブロー用のオイル及びエアを通す配管７８が挿入されている。

図３Ａ，３Ｂは、シフター機構（シフター１０及び爪部材２０）を抜き出して模式的に例示する斜視図である。図４Ａ，４Ｂは、シフター機構を抜き出して模式的に例示する正面図である。ここで、図３Ａ，４Ａはシフター１０が前進位置Ｐ１にある場合のシフター機構を示し、図３Ｂ，４Ｂはシフター１０が後退位置Ｐ２にある場合のシフター機構を示している。尚、図３Ａ，３Ｂ，４Ａ，４Ｂには、シフター１０及び爪部材２０の曲面形状を表すための線も描かれている。

シフター１０の移動範囲（前進位置Ｐ１と後退位置Ｐ２との間）においてシフター１０の外周面１１と爪部材２０の接触端２１とが接触する接触範囲Ｒ１は、図４Ａ，４Ｂに例示されている。シフター１０の外周面１１における接触範囲Ｒ１は、シフター１０が前進位置Ｐ１にある場合に接触端２１と接触している最も後退方向Ｄ３側の位置と、シフター１０が後退位置Ｐ２にある場合に接触端２１と接触している最も前進方向Ｄ２側の位置と、の間となる。接触端２１において外周面１１と接触する位置は、シフター１０のＺ軸方向における位置に応じて変わる。従って、爪部材２０の接触端２１における接触範囲Ｒ１は、前進位置Ｐ１にあるシフター１０が後退位置Ｐ２まで移動する際に接触端２１が外周面１１に接触する範囲となる。

接触範囲Ｒ１におけるシフター１０の外周面１１及び爪部材２０の接触端２１の形状は、カム曲線形状といった連続的な加減速形状となるように創製されている。カム曲線は、シフター１０と爪部材２０との間の面圧を下げる点から変形正弦曲線のように、速度および加速度が連続的であり、かつ、移動中の最大速度と最大加速度が小さくなるカム曲線が好ましいものの、変形台形曲線や変形等速度曲線等でもよく、複数の既知の曲線を組み合わせたオリジナル曲線等でもよい。まず、図５Ａ～５Ｃを参照して、接触範囲Ｒ１におけるシフター１０の外周面１１及び爪部材２０の接触端２１の形状が変形正弦曲線である例を説明する。

図５Ａは、図２に示すような主軸中心線ＡＸ２を含む縦断面において、シフター１０の移動距離Ｌに対する爪部材２０の接触端２１の径方向Ｄ４における位置Ｄを例示している。図５Ｂは、主軸中心線ＡＸ２を含む縦断面において、シフター１０がＺ軸方向へ一定速度で移動する場合のシフター１０の移動距離Ｌに対する爪部材２０の接触端２１の径方向Ｄ４における速度ｖを例示している。図５Ｃは、主軸中心線ＡＸ２を含む縦断面において、シフター１０がＺ軸方向へ一定速度で移動する場合のシフター１０の移動距離Ｌに対する爪部材２０の接触端２１の径方向Ｄ４における加速度ａを例示している。図５Ｃに示すＬ－ａ平面状の曲線は、カム曲線の一種である変形正弦曲線であり、移動距離Ｌの全体にわたって加速度ａが曲線により繋がっている。このようなカム曲線を実現させる形状がカム曲線形状である。

シフター１０の移動距離Ｌは、図３Ａ，４Ａに示すようにシフター１０が前進位置Ｐ１にある場合を０とし、図３Ｂ，４Ｂに示すようにシフター１０が後退位置Ｐ２にある場合と１とした、相対値である。接触端２１の径方向位置Ｄは、図３Ａ，４Ａに示すようにシフター１０が前進位置Ｐ１にあって接触端２１が主軸中心線ＡＸ２に最も近い場合を０とし、図３Ｂ，４Ｂに示すようにシフター１０が後退位置Ｐ２にあって接触端２１が主軸中心線ＡＸ２から最も遠い場合を１とした、相対値である。径方向位置Ｄは、移動距離Ｌを独立変数とする関数で表される。この関数は、シフター１０の外周面１１の形状データと爪部材２０の接触端２１の形状データとを用いて移動距離Ｌの微小間隔毎に径方向位置Ｄを求めることにより得られる。

シフター１０がＺ軸方向へ一定速度で移動する場合、接触端２１の速度ｖは、径方向位置Ｄを移動距離Ｌで微分することにより得られる。速度ｖは、移動距離Ｌを独立変数とする関数で表される。例えば、移動距離Ｌの微小変化（ΔＬとする。－１＜ΔＬ＜０又は０＜ΔＬ＜１）に対する位置Ｄの微小変化をΔＤとすると、移動距離Ｌに応じてｖ＝ΔＤ／ΔＬにより速度ｖを算出することができる。
シフター１０がＺ軸方向へ一定速度で移動する場合、接触端２１の加速度ａは、速度ｖを移動距離Ｌで微分することにより得られる。加速度ａは、移動距離Ｌを独立変数とする関数で表される。例えば、移動距離Ｌの微小変化ΔＬに対する速度ｖの微小変化をΔｖとすると、移動距離Ｌに応じてａ＝Δｖ／ΔＬにより加速度ａを算出することができる。

図５Ｃに示すように、シフター１０の移動距離Ｌに対する接触端２１の加速度ａは、移動距離Ｌの全域にわたって連続している。当然ながら、加速度ａがａ＞０である正の範囲において移動距離Ｌに対する加速度ａは連続し、加速度ａがａ＜０である負の範囲においても移動距離Ｌに対する加速度ａは連続している。従って、主軸中心線ＡＸ２を含む縦断面において、接触範囲Ｒ１におけるシフター１０の外周面１１及び爪部材２０の接触端２１の形状は、シフター１０がＺ軸方向へ一定速度で移動する場合の移動距離Ｌに対する接触端２１の径方向Ｄ４への加速度ａが正の範囲において連続し、且つ、負の範囲において連続する形状である。この形状が接触端２１の急激な加速度変化を抑えるため、ワークＷ２を把持する際の衝撃が抑制され、シフター１０の外周面１１と爪部材２０の接触端２１との間の面圧が下がる。この面圧の低下により、シフター機構の摩耗や損耗が抑制され、シフター機構の寿命が長くなる。

ここで、図４Ａ，４Ｂに示すように、接触範囲Ｒ１のうちシフター１０が後退位置Ｐ２から前進位置Ｐ１まで移動する場合の前半部分Ｒ２に着目する。後退位置Ｐ２から前進位置Ｐ１へのシフター１０の移動は、シフター１０が接触端２１を主軸中心線ＡＸ２から遠ざける向きにおけるＺ軸方向へ移動である。この場合の前半部分Ｒ２は、Ｚ軸方向において、接触範囲Ｒ１の後退方向Ｄ３側の境界である開始位置Ｂ１から接触範囲Ｒ１の中間位置Ｂ２までの範囲となる。図８にも示すように、開始位置Ｂ１から中間位置Ｂ２に向かう方向において、開始位置Ｂ１における外周面１１の縦断面形状は、主軸中心線ＡＸ２に沿った向きである。従って、主軸中心線ＡＸ２を含む縦断面において、前半部分Ｒ２におけるシフター１０の外周面１１の形状は、主軸中心線ＡＸ２に沿った向きから始まる曲線形状である。シフター１０が前進方向Ｄ２へ移動する前半の期間中に接触端２１の急激な加速度変化が抑えられるため、ワークＷ２を把持する際の衝撃が抑制され、シフター１０の外周面１１と爪部材２０の接触端２１との間の面圧が下がる。この面圧の低下により、シフター機構の摩耗や損耗が抑制され、シフター機構の寿命が長くなる。

また、図６Ａ，６Ｂに示すように、主軸中心線ＡＸ２と直交する横断面において爪部材２０の接触端２１の形状に着目する。図６Ａは、図２のＡ１の位置における背面主軸台５１の横断面を模式的に例示している。図６Ａでは、背面主軸５２の内側にある排出部材７０の図示を省略している。図６Ａの右側には、外周面１１と接触面２１ａを抜き出して拡大して示している。図６Ａに示す爪部材２０の接触端２１は、シフター１０が後退位置Ｐ２にあって主軸中心線ＡＸ２から最も離れた位置にある。図６Ｂは、爪部材２０の外観を模式的に例示している。

爪部材２０の接触端２１においてシフター１０の外周面１１に接触する接触面２１ａは、いわゆるＲ形状であり、主軸中心線ＡＸ２と直交する横断面において主軸中心線ＡＸ２を中心として外周面１１の曲率半径以上の曲率半径で凹んでいる。図６Ａには、接触範囲Ｒ１の外周面１１において最大の曲率半径に接触面２１ａの曲率半径が合わせられていることが示されている。シフター１０が後退位置Ｐ２から前進位置Ｐ１に移動すると、外周面１１において接触面２１ａに接触する部分の曲率半径は、接触面２１ａの曲率半径よりも小さくなる。凹んだ接触面２１ａの曲率半径が外周面１１の曲率半径以上であることにより、外周面１１に接触する接触面２１ａの面圧が下がるので、使用初期に発生するアブレシブ摩耗が減り、結果的にシフター機構の焼き入れ硬化層が多く残る。従って、把持部材６０のクランプ力がさらに安定し、シフター機構の寿命がさらに延びる。
尚、接触面２１ａの曲率半径が接触範囲Ｒ１の外周面１１において最大の曲率半径よりも大きい場合でも、図７に例示するように接触面２１ａが平面である場合と比べて面圧が下がるので、上述した効果が得られる。

もっとも、図７に示すように接触面２１ａが平面であっても、主軸中心線ＡＸ２を含む縦断面において接触範囲Ｒ１におけるシフター１０の外周面１１及び爪部材２０の接触端２１が上述した形状を有していれば、シフター機構の摩耗や損耗を抑制してシフター機構の寿命を延ばす効果が得られる。

（３）接触範囲におけるシフターの外周面及び爪部材の接触端の形状の設計方法：
次に、図５Ａ～５Ｃ等を参照して、接触範囲Ｒ１におけるシフター１０の外周面１１及び爪部材２０の接触端２１の設計方法を説明する。

まず、図５Ｃに例示するように、主軸中心線ＡＸ０を含む縦断面において、シフター１０が前進位置Ｐ１から後退位置Ｐ２まで後退方向Ｄ３へ一定速度で移動する場合の移動距離Ｌに対する爪部材２０の接触端２１の径方向Ｄ４への加速度ａを設計する。この設計に必要な条件は、Ｌ－ａ平面において、移動距離Ｌに対する加速度ａが正の範囲であるａ＞０において連続し、且つ、負の範囲であるａ＜０において連続することである。図５Ｃの例では、ａ＞０となる移動距離Ｌは０＜Ｌ＜０．５であり、ａ＜０となる移動距離Ｌは０．５＜Ｌ＜１であるので、０＜Ｌ＜０．５の範囲において移動距離Ｌを独立変数とする加速度ａが連続し、０．５＜Ｌ＜１の範囲において移動距離Ｌを独立変数とする加速度ａが連続すればよい。好ましい条件は、Ｌ－ａ平面において、移動距離Ｌを独立変数とする加速度ａが全範囲において連続することである。別の好ましい条件は、Ｌ＝０である時にａ＝０であり、Ｌ＝１である時にａ＝０であることである。

さらに別の好ましい条件は、正の閾値をＴＨ１とし、負の閾値をＴＨ２として、ａ≧ＴＨ１において移動距離Ｌを独立変数とする加速度ａが折れ曲がらずに繋がっており、ａ≦ＴＨ２において移動距離Ｌを独立変数とする加速度ａが折れ曲がらずに繋がっていることである。ただし、閾値ＴＨ１は加速度ａの最大値よりも小さい値（好ましくは前記最大値の１／２以下、より好ましくは前記最大値の１／４以下）であり、閾値ＴＨ２は加速度ａの最小値よりも大きい値（好ましくは前記最小値の１／２以上、より好ましくは前記最小値の１／４以上）である。負の閾値ＴＨ２の絶対値は、正の閾値ＴＨ１と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。
さらに別の好ましい条件は、ａ≧ＴＨ１において移動距離Ｌに対する加速度ａが曲線で表され、ａ≦ＴＨ２において移動距離Ｌに対する加速度ａが曲線で表されることである。

移動距離Ｌに対する加速度ａが変形正弦曲線で表される場合、上述した種々の条件が満たされる。

尚、主軸中心線ＡＸ０を含む縦断面において、シフター１０が後退位置Ｐ２から前進位置Ｐ１まで前進方向Ｄ２へ一定速度で移動する場合の移動距離Ｌに対する爪部材２０の接触端２１の径方向Ｄ４への加速度ａを設計してもよい。

移動距離Ｌを独立変数とする加速度ａが決まると、図５Ｂに例示するように、移動距離Ｌを独立変数とする速度ｖを決めることができる。速度ｖは、加速度ａを移動距離Ｌで積分した値である。例えば、移動距離Ｌの微小間隔ΔＬ（０＜ΔＬ＜１）毎に加速度ａ（Ｌ）を求め、ａ（Ｌ）×ΔＬの総和を計算することにより速度ｖを算出することができる。

移動距離Ｌを独立変数とする速度ｖが決まると、図５Ａに例示するように、移動距離Ｌを独立変数とする径方向位置Ｄを決めることができる。位置Ｄは、速度ｖを移動距離Ｌで積分した値である。例えば、移動距離Ｌの微小間隔ΔＬ（０＜ΔＬ＜１）毎に速度ｖ（Ｌ）を求め、ｖ（Ｌ）×ΔＬの総和を計算することにより径方向位置Ｄを算出することができる。

最後に、移動距離Ｌに応じた径方向位置Ｄとなるように接触範囲Ｒ１においてシフター１０の外周面１１の縦断面形状と爪部材２０の接触端２１の縦断面形状を決めると、外周面１１の縦断面形状の設計と接触端２１の縦断面形状の設計が完了する。後は、設計された縦断面形状となるようにシフター１０と爪部材２０を製造すればよい。

（４）具体例に係る旋盤の作用、及び、効果：
図１０は、比較例において前進位置Ｐ１にあるシフター９１０の外周面９１１及び爪部材９２０の接触端９２１の要部を模式的に例示している。尚、Ｚ軸方向、前進方向Ｄ２、後退方向Ｄ３、径方向Ｄ４、前進位置Ｐ１、接触範囲Ｒ１、前半部分Ｒ２、及び、開始位置Ｂ１については、上述した具体例と同じ符号を付して詳しい説明を省略する。図１０は、接触面９２１ａが開始位置Ｂ１における外周面９１１に接触している状態を示している。
主軸中心線を含む縦断面において、前半部分Ｒ２における外周面９１１には、開始位置Ｂ１から中間位置（不図示）に向かう途中に主軸中心線からの傾きが０°から３０°に急変する折曲点ＴＰ１、及び、主軸中心線からの傾きが３０°から１５°に急変する折曲点ＴＰ２が形成されている。すなわち、主軸中心線を含む縦断面において、前半部分Ｒ２における外周面９１１は折曲点ＴＰ１，ＴＰ２で折れ曲がっている。

シフター９１０が前進位置Ｐ１から後退方向Ｄ３へ移動する時、爪部材９２０の接触端９２１は、まず、折曲点ＴＰ１の近傍において傾き３０°の外周面９１１に当たり、径方向Ｄ４の外側（図１０では上方）へ急加速する。これにより、ワークを把持する際に比較的大きい衝撃が発生し、シフター９１０の外周面９１１と爪部材９２０の接触端９２１との間に比較的高い面圧が生じる。次に、傾き３０°から傾き１５°に急変する折曲点ＴＰ２を超える瞬間、径方向Ｄ４において急減速する。これにより、ワークを把持する際に比較的大きい衝撃が発生する。
むろん、シフター９１０が後退位置から前進方向Ｄ２へ移動する時も、折曲点ＴＰ２，ＴＰ１においてワークを把持する際に比較的大きい衝撃が発生し、折曲点ＴＰ１において接触端９２１の急減速により外周面９１１と接触端９２１との間に比較的高い面圧が生じる。

図１１は、比較例においてシフター９１０の移動距離Ｌに対する爪部材９２０の接触端９２１の径方向Ｄ４における加速度ａを太線により模式的に例示している。尚、図１１に示す加速度ａは、図１０に示すシフター９１０と爪部材９２０の組合せに合わせた加速度ではなく、移動距離Ｌに対して不連続となる加速度の例に過ぎない。
例えば、移動距離Ｌが約０．１である瞬間、加速度ａは急に大きくなっている。すなわち、移動距離Ｌが約０．１である瞬間の加速度ａは、不連続である。この瞬間、ワークを把持する際に比較的大きい衝撃が発生し、シフター９１０の外周面９１１と爪部材９２０の接触端９２１との間に比較的高い面圧が生じる。シフター９１０が後退位置から前進方向Ｄ２へ移動する時も、同様である。

外周面９１１と接触端９２１との間に比較的高い面圧が生じることにより、シフター機構の摩耗や損耗が生じ易く、その分、シフター機構の寿命が短くなる。

図８は、前進位置Ｐ１にあるシフター１０の外周面１１及び爪部材２０の接触端２１の要部を模式的に例示している。主軸中心線を含む縦断面において、接触範囲Ｒ１における外周面１１は、折れ曲がっている箇所が無く、曲線と直線の組合せにより繋がっている。

シフター１０が前進位置Ｐ１から後退方向Ｄ３へ移動する時、爪部材２０の接触端２１は、主軸中心線ＡＸ２に沿った向きから始まる曲線形状の外周面１１に誘導されて径方向Ｄ４の外側（図８では上方）へ緩やかに加速する。また、シフター１０の移動距離Ｌに対する接触端２１の加速度ａが正の範囲において連続し、且つ、負の範囲において連続するような縦断面形状の外周面１１に誘導されるので、径方向Ｄ４における接触端２１の急激な加速度変化が抑えられる。これにより、ワークＷ２を把持する際の衝撃が比較的小さくて済み、シフター１０の外周面１１と爪部材２０の接触端２１との間の面圧が比較的低くて済む。
シフター１０が後退位置から前進方向Ｄ２へ移動する時も、同様である。

本具体例では、外周面１１と接触端２１との間の面圧が比較的低いことにより、シフター機構の摩耗や損耗が抑制され、シフター機構の寿命が長くなる。むろん、図６Ａ，６Ｂで示したように爪部材２０の接触面２１ａが横断面において主軸中心線ＡＸ０を中心として外周面１１の曲率半径以上の曲率半径で凹んでいると、シフター機構の摩耗や損耗がさらに抑制され、シフター機構の寿命がさらに長くなる。

（５）変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、本技術を適用可能な旋盤は、主軸移動型旋盤に限定されず、主軸固定型旋盤、カム式自動旋盤、等でもよい。
本技術を適用可能な主軸台は、背面主軸台に限定されず、正面主軸台でもよい。図１に示す正面主軸台４１の場合、主軸中心線ＡＸ１を含む縦断面において、接触範囲におけるシフターの外周面及び爪部材の第一縁部の形状は、シフターがＺ軸方向へ一定速度で移動する場合の移動距離Ｌに対する第一縁部の径方向への加速度ａが正の範囲において連続し、且つ、負の範囲において連続する形状でもよい。また、主軸中心線ＡＸ０を含む縦断面において、接触範囲のうちシフターが第一縁部を主軸中心線ＡＸ１から遠ざける向きにおいてＺ軸方向へ移動する場合の前半部分におけるシフターの外周面の形状は、主軸中心線ＡＸ１に沿った向きから始まる曲線形状でもよい。

シフター１０の移動距離Ｌに対する接触端２１の加速度ａを表すカム曲線は、変形正弦曲線のように移動距離Ｌの全体にわたって加速度ａが曲線により繋がっている曲線に限定されない。例えば、前記カム曲線は、変形台形曲線や変形等速度曲線のように移動距離Ｌの全体にわたって加速度ａが曲線と直線の組合せにより繋がっている曲線でもよい。ここで、変形台形曲線は、直線状の最大加速度と直線状の最小加速度とを折れ曲がらないように曲線で繋いだカム曲線である。変形等速度曲線は、途中の加速度０の直線を曲線で繋いだカム曲線である。また、加速度が比較的小さい領域において不連続であっても、ワークを把持する際の衝撃が抑制されてシフターの外周面と爪部材の第一縁部との間の面圧が下がる作用が生じる。

図９は、主軸中心線ＡＸ２を含む縦断面において、シフター１０がＺ軸方向へ一定速度で移動する場合のシフター１０の移動距離Ｌに対する爪部材２０の接触端２１の径方向Ｄ４における加速度ａの別の例を模式的に示している。図９に示すカム曲線の加速度ａは、移動距離Ｌ＝０．５のみ不連続である。ここで、正の閾値をＴＨ１とし、負の閾値をＴＨ２として、ａ≧ＴＨ１において移動距離Ｌを独立変数とする加速度ａが折れ曲がらずに繋がっており、ａ≦ＴＨ２において移動距離Ｌを独立変数とする加速度ａが折れ曲がらずに繋がっている。ただし、閾値ＴＨ１は加速度ａの最大値よりも小さい値（好ましくは前記最大値の１／２以下、より好ましくは前記最大値の１／４以下）であり、閾値ＴＨ２は加速度ａの最小値よりも大きい値（好ましくは前記最小値の１／２以上、より好ましくは前記最小値の１／４以上）である。加速度ａが不連続である領域がＴＨ２＜ａ＜ＴＨ１を満たすような比較的小さい領域であれば、ワークＷ２を把持する際の衝撃が比較的小さくて済み、シフター１０の外周面１１と爪部材２０の接触端２１との間の面圧が比較的低くて済む。外周面１１と接触端２１との間の面圧が比較的低いことにより、シフター機構の摩耗や損耗が抑制され、シフター機構の寿命が長くなる。

（６）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、シフター機構の寿命を延ばすことが可能な技術等を提供することができる。むろん、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、公知技術及び上述した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、
１０…シフター、１１…外周面、１２…溝、
２０…爪部材、２１…接触端（第一縁部の例）、２１ａ…接触面、
２２…基部（第二縁部の例）、２３…軸部、
３１…主軸台、３２…主軸、
４１…正面主軸台、４２…正面主軸、５１…背面主軸台、５２…背面主軸、
６０…把持部材、
６１…コレット、６１ａ…テーパー部、６２…キャップ部材、
６３…チャックスリーブ、６３ａ…逆テーパー部（第一接触部の例）、６４…ばね、
６５…押しスリーブ、６５ｂ…後端面（第二接触部の例）、
６８…シフターレバー、６９…アクチュエーター、
８０…ＮＣ装置、
ＡＸ０，ＡＸ１，ＡＸ２…主軸中心線、
Ｂ１…開始位置、Ｂ２…中間位置、
Ｄ２…前進方向、Ｄ３…後退方向、Ｄ４…径方向、
ＤＲ１…駆動部、
Ｎ１…スリーブナット、
Ｐ１…前進位置、Ｐ２…後退位置、
Ｒ１…接触範囲、Ｒ２…前半部分、
ＴＲ１…動力伝達部、
Ｗ０，Ｗ１，Ｗ２…ワーク。

Claims

主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、
前記主軸に取り付けられてワークを把持する閉状態と前記ワークを解放する開状態とを有する把持部材と、
該把持部材に接触した第一接触部、及び、前記主軸中心線方向において前記第一接触部とは反対側の第二接触部を有し、前記主軸中心線方向へ移動することにより前記把持部材を開閉させる動力伝達部と、
前記主軸の外側において前記主軸中心線方向へ移動可能なシフターと、
該シフターの外周面に接触する第一縁部、及び、前記第二接触部に接触した第二縁部を有し、前記主軸中心線から前記第一縁部までの距離が変わる向きに傾動可能な爪部材と、
前記シフターを前記主軸中心線方向へ移動させることにより前記爪部材を傾動させて前記動力伝達部を前記主軸中心線方向へ移動させる駆動部と、を備え、
前記主軸中心線と直交する方向を径方向として、
前記主軸中心線を含む縦断面において、前記シフターの外周面と前記第一縁部とが接触する範囲における前記シフターの外周面及び前記第一縁部の形状は、前記シフターが前記主軸中心線方向へ一定速度で移動する場合の移動距離に対する前記第一縁部の前記径方向への加速度が正の範囲において連続し、且つ、負の範囲において連続する形状であって、前記加速度が正の範囲から負の範囲に不連続に変化する場合には前記加速度が正の範囲における前記加速度の最大値の１／２倍以下から負の範囲における前記加速度の最小値の１／２倍以上に変化する形状である、旋盤。
前記爪部材の前記第一縁部において前記シフターの外周面に接触する接触面は、前記第一縁部が前記主軸中心線から最も離れた位置となる前記主軸中心線方向の位置における前記主軸中心線と直交する横断面の前記シフターの外周面の曲率半径以上の曲率半径で凹んでいる、請求項１に記載の旋盤。
前記主軸中心線を含む縦断面において、前記シフターの外周面と前記第一縁部とが接触する範囲のうち前記シフターが前記第一縁部を前記主軸中心線から遠ざける向きにおいて前記主軸中心線方向へ移動する場合の前半部分における前記シフターの外周面の形状は、前記主軸中心線に沿った向きから始まる曲線形状である、請求項１又は請求項２に記載の旋盤。
主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、
前記主軸に取り付けられてワークを把持する閉状態と前記ワークを解放する開状態とを有する把持部材と、
該把持部材に接触した第一接触部、及び、前記主軸中心線方向において前記第一接触部とは反対側の第二接触部を有し、前記主軸中心線方向へ移動することにより前記把持部材を開閉させる動力伝達部と、
前記主軸の外側において前記主軸中心線方向へ移動可能なシフターと、
該シフターの外周面に接触する第一縁部、及び、前記第二接触部に接触した第二縁部を有し、前記主軸中心線から前記第一縁部までの距離が変わる向きに傾動可能な爪部材と、
前記シフターを前記主軸中心線方向へ移動させることにより前記爪部材を傾動させて前記動力伝達部を前記主軸中心線方向へ移動させる駆動部と、を備え、
前記主軸中心線を含む縦断面において、前記シフターの外周面と前記第一縁部とが接触する範囲のうち前記シフターが前記第一縁部を前記主軸中心線から遠ざける向きにおいて前記主軸中心線方向へ移動する場合の前半部分における前記シフターの外周面の形状は、前記主軸中心線に沿った向きから始まり折れ曲がっている箇所が無い曲線形状であり、
前記主軸中心線を含む縦断面において、前記シフターの外周面と前記第一縁部とが接触する前記前半部分における前記シフターの外周面のうち凹んでいる部分の曲率半径は、前記第一縁部の曲率半径以上である、旋盤。