JPH106105A - ワークドライブセンタのドライブ爪喰い込み時の軸受負荷軽減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 旋盤で主軸と心押台との両センタ間でワーク
を支持してドライブ爪をワーク端面に喰い込ませる際の
軸受にかかるスラスト荷重を軽減する装置の提供。 【解決手段】 主軸台１の後側に油圧シリンダ２２を主
軸３と同心に設け、心押台２の心押スリーブ７の後端に
油圧シリンダ１４を設け、主軸先端のワークドライブセ
ンタ１９のセンタ１９ａと心押センタ１７との間にワー
クＷを支持した状態で、心押台後端の油圧シリンダ８に
よりワークＷにドライブ爪１９ｃを喰い込ませる際に、
主軸台側の油圧シリンダ２２と心押台内蔵の油圧シリン
ダ１４とにより主軸３と心押軸１１とに喰い込み時の軸
受にかかるスラスト荷重を相殺する方向の推力を付与し
て軸受寿命の低下や破損を防止し、喰い込みが終わった
あと相殺推力を解除し心押スリーブの推力を低くして切
削加工に入る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は両センタ間にワーク
を支持してワーク端面にドライブ爪を喰い込ませた状態
で旋削加工を行う工作機械の、ドライブ爪をワークに喰
い込ませる際に軸受にかかるスラスト荷重を相殺する方
向の推力を主軸又は主軸と心押軸とに付加する装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、旋削加工を行う工作機械（旋盤）
の主軸の軸受機構は、図２に示すように高速回転に対応
するためアンギュラ玉軸受１０１でスラスト荷重を受持
たせるのが一般的である。また、心押軸１０２の軸受機
構も主軸１０３と同様アンギュラ玉軸受１０４でスラス
ト荷重を受け持たせるのが一般的である。

【０００３】このように、アンギュラ玉軸受でスラスト
荷重を受け持たせる方法は、専用のスラスト軸受を使用
する方法に較べて高精度であるが大きなスライスト荷重
には耐えられないという性質を有している。このため、
通常のチャックワークやセンタワークでは問題ないが、
ワークドライブセンタを使用する場合には、ワーク装着
時にワーク端面にドライブ爪を喰い込ませるために大き
な推力を与えねばならないが、アンギュラ玉軸受のスラ
スト荷重許容値を上回らないようドライブ爪に喰い込み
時の推力を制限している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたド
ライブ爪喰い込み時の推力をアンギュラ玉軸受のスラス
ト荷重許容値を上回らないよう制限する方法は、機械能
力いっぱい切削条件を上げることが出来ず、加工時間が
長くなって不経済であるという問題を有している。本発
明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的するところは、最も大きなスラ
スト荷重が軸受にかかるドライブ爪をワーク端面に喰い
込ませるとき、これを相殺する推力を付加して、アンギ
ュラ玉軸受の損傷を防ぎ、機械能力に見合った切削条件
を満足するドライブ能力が得られるドライブ爪の喰い込
みが可能なワークドライブセンタのドライブ爪喰い込み
時の軸受負荷軽減装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のワークドライブセンタのドライブ爪喰い込み
時の軸受負荷軽減装置は、主軸と心押台との両センタ間
にワークを支持してワーク端面にドライブ爪を喰い込ま
せた状態で旋削加工を行う工作機械において、ワークド
ライブセンタの前記ドライブ爪をワーク端面に喰い込ま
せる際に軸受にかかるスラスト荷重を相殺する方向の推
力を主軸又は主軸と心押軸とに付加する推力発生手段を
設け、該推力発生手段を前記ドライブ爪に喰い込ませる
ときに駆動する手段を設けたものである。また、推力発
生手段は油圧シリンダ部材としたものである。

【０００６】上述のように構成されているワークドライ
ブセンタのドライブ爪喰い込み時の軸受負荷軽減装置に
よれば、ワークを両センタ間に支持した状態でドライブ
爪にワーク端面を押圧して喰い込ませる際に、主軸又は
主軸と心押軸とに軸受にかかるスラスト荷重を相殺する
方向の推力を付加し、軸受にかかるスラスト荷重を軽減
するようにしたので、軸受のスラスト荷重許容値以上の
推力でドライブ爪をワーク端面に深く喰い込ませること
が可能になり、切削条件を機械能力いっぱいまで上げる
ことにより生産能力を向上させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
もとづき説明する。図１は本発明のワークドライブセン
タのドライブ爪の喰い込み時の軸受負荷軽減装置の説明
図である。１は旋盤の主軸台で、２はこれと対向する心
押台である。主軸台１には主軸３が前軸受４と後軸受５
とにより回転可能に軸承されていて、主軸３は図示しな
い主軸モータによりプーリ６を介して駆動され、前軸受
４にはラジアル荷重を受け持つコロ軸受４ｂをスラスト
荷重とを受け持つアンギュラ玉軸受４ａが含まれてい
る。

【０００８】心押台２には心押スリーブ７が主軸３と同
心に軸方向移動可能に設けられていて、心押台２の後端
面に固着の油圧シリンダ８のピストン９ａと一体のピス
トンロッド９の先端が心押スリーブ７の後蓋に固着され
ている。心押スリーブ７の中心穴には心押軸１１が前軸
受１２と後軸受１３とにより回転可能に支持されてい
て、後軸受１３はラジアル荷重とスラスト荷重とを受け
持つ複数のアンギュラ玉軸受１３ａにより構成されてい
る。

【０００９】更に、心押軸１１の中心穴は後側が油圧シ
リンダ１４に形成されていて、ピストン１５ａと一体の
ピストンロッド１５の先端が油圧シリンダ１４の側板よ
り突出し、心押軸１１の後端と離接自在に当接するよう
になっていて、ピストン１５ａはばね１６により常時引
込勝手に付勢されている。

【００１０】主軸３の先端テーパ穴３ａにはテーパスリ
ーブ１８を介してワークドライブセンタ１９が着脱可能
に取着され、心押軸の先端に心押センタ１７が着脱可能
に取着されている。ワークドライブセンタ１９は本体１
９ａに軸方向移動可能かつ図示しないばねにより常時突
出勝手に付勢されるセンタ１９ｂを有し、本体１９ａの
センタ１９ｂのまわり等間隔にワークドライブ爪１９ｃ
が主軸３と平行で心押台２側を向いて植設されている公
知のものが使用されている。

【００１１】更に、主軸台１の後側には支え２１を介し
て前記油圧シリンダ１４と同径の油圧シリンダ２２が主
軸３と同心に固着されており、油圧シリンダ２２のピス
トン２３ａと一体のピストンロッド２３は、先端が油圧
シリンダ２２の側板より突出して主軸後端の盲蓋２４と
離接自在に当接可能で、ばね２５により常時主軸３から
離れる方向に引込勝手に付勢されている。

【００１２】一方、機外には図示しない油圧ポンプ装置
が設置されており、油圧ポンプ装置の一方の圧油供給源
Ｐ１から送り出される心押スリーブ駆動用の圧油は、圧
力高低切換装置２６により圧力を二段に切り換え、電磁
切換弁２７を介して油圧シリンダ８の左室８ａと右室８
ｂとに交互に供給される。油圧ポンプ装置の他方の圧油
供給源Ｐ２から送り出される軸受負荷軽減用の圧油は、
圧力調整弁２８により軸受のスラスト荷重許容値を越え
ない推力が得られるよう圧力調整され、電磁切換弁２９
により断続的に油圧シリンダ１４の右室（後室）と油圧
シリンダ２２の左室（後室）とに管路３１，３２を経て
同時に供給されるようになっている。

【００１３】続いて本実施の形態の作用を説明する。旋
削加工が終って主軸の回転が停止され、心押スリーブ７
が後退して心押センタ１７がワークＷから離れ、加工済
ワークＷの取外しが終わると、圧力高低切換装置２６が
高圧側に切り換えられる。

【００１４】次いで、新しいワークＷ（素材）を主軸３
と同心かつワークドライブセンタ１９のセンタ１９ｂに
一方のセンタ穴を臨ませ状態に保持し、心押軸前進用押
し釦を押すと、電磁弁２９のソレノイドＳＯＬ１に電圧
が印加されて弁がａ位置に切り換わり、油圧シリンダ１
４及び２２の後室にそれぞれ同時に圧油が供給される。

【００１５】そして、油圧シリンダ１４のピストンロッ
ド１５が心押軸１１の後端に当接し、アンギュラ玉軸受
１３のスラスト荷重許容値を越すことのない心押センタ
１７側への推力を付与する。同時に油圧シリンダ２２の
ピストンロッド２３が主軸３後端の盲蓋２４に当接し、
同様にアンギュラ玉軸受４ａのスラスト荷重許容値を越
すことのないワークドライブセンタ１９側への推力を付
与する。

【００１６】上述の主軸３及び心押軸１１への推力の付
与が終わると、図示しない確認センサから信号が出て、
電磁切換弁２７のソレノイドＳＯＬ２に電圧が印加され
て弁がｃ位置に切り換わり、油圧シリンダ８の右室８ｂ
に圧油が供給されて、心押スリーブ７が前進する。そし
て、心押センタ１７がワークＷの他方のセンタ穴に係合
し、油圧シリンダ８の推力でワークＷがドライブセンタ
１９のドライブ爪１９ｃに強力に押圧されて、ドライブ
爪１９ｃがワークＷの端面に喰い込む。

【００１７】このときアンギュラ玉軸受４ａ及び１３ａ
に等しいスラスト荷重がかかるが、油圧シリンダ２２及
び１４による前記スラスト荷重を相殺する方向の推力で
軽減されるので、仮に油圧シリンダ８による喰い込みに
作用する推力がアンギュラ玉軸受４ａ及び１３ａのスラ
スト荷重許容値より大きい場合でも、アンギュラ玉軸受
の寿命を縮めたり、破損させたりすることがなく機械能
力に見合ったワークドライブ能力を持たせることができ
る。

【００１８】ドライブ爪１９ｃのワーク端面への喰い込
みが終わり心押スリーブ７の前進が止まると、圧力高低
切換装置２６が低圧側に切り換えられて心押軸１１の推
力を加工に見合った推力に下げたのち、電磁切換弁２９
のソレノイドＳＯＬ１への電圧印加が切れて弁がｂ位置
に切り換わり、油圧シリンダ１４及び２２への圧油の供
給が止まり、ピストンロッド１５及び２３がばね１６及
び２５の力で後退して心押軸１１及び主軸３から離れ
て、心押軸１１及び主軸３への推力の付与が解除された
のち切削加工に入る。

【００１９】尚、油圧シリンダ１４及び２２を回転シリ
ンダに変えれば、軸受にかかるスラスト荷重を軽減する
推力を付与したままの状態、すなわち心押軸の推力を高
くしたままの状態で切削加工を行うことができる。ま
た、心押台に回転心押軸を有せず、市販の回転センタを
使用する場合には心押台側の軸受負荷軽減装置を省略す
ることができる。また、軸受負荷を軽減させるための油
圧シリンダ１４，２２は圧電素子又は電磁作用ピストン
部材に代えることもできる。

【００２０】

【発明の効果】本発明のワークドライブセンタのドライ
ブ爪喰い込み時の軸受負荷軽減装置は、上述のとおり構
成されているので、次に記載する効果を奏する。ワーク
を両センタ間で支持した状態でドライブ爪にワーク端面
を押圧して喰い込ませる際に、主軸又は主軸と心押軸と
に軸受にかかるスラスト荷重を相殺する方向の推力を付
加して、スラスト荷重を軽減するようにしたので、軸受
のスラスト荷重許容値以上の推力でドライブ爪をワーク
端面に深く喰い込ませることが可能で、軸受の寿命を縮
めたり、損傷させることなく機械能力いっぱいまで切削
条件を上げることができるようになり、生産性が大幅に
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軸受負荷軽減装置の説明図である。

【図２】従来の技術のワークドライブセンタと心押セン
タとによりワークを支持した状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 主軸台 ２ 心押台 ３ 主軸 ４ａ，１３ａ アンギュラ玉軸受 ７ 心押スリーブ ８，１４，２２ 油圧シリンダ １１ 心押軸 １７ 心押センタ １９ ワークドライブセンタ １９ｃ ドライブ爪 ２６ 圧力高低切換装置 ２７，２９ 電磁切換弁 ２８ 減圧弁 Ｗ ワーク

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸と心押台との両センタ間にワークを
   支持してワーク端面にドライブ爪を喰い込ませた状態で
   旋削加工を行う工作機械において、ワークドライブセン
   タの前記ドライブ爪をワーク端面に喰い込ませる際に軸
   受にかかるスラスト荷重を相殺する方向の推力を主軸又
   は主軸と心押軸とに付加する推力発生手段を設け、該推
   力発生手段を前記ドライブ爪を喰い込ませるときに駆動
   する手段を設けたことを特徴とするワークドライブセン
   タのドライブ爪喰い込み時の軸受負荷軽減装置。
2. 【請求項２】 推力発生手段は油圧シリンダ部材である
   請求項１に記載のワークドライブセンタのドライブ爪喰
   い込み時の軸受負荷軽減装置。