(57)【要約】【課題】  ワーク加工中の主軸のたわみを小さくして高精度の加工を行うことのできる旋盤を提供する。【解決手段】  ワーク把持のためのチャック１４を備えた主軸１１と、この主軸１１を回転自在に支持する主軸台１と、一つ又は複数の工具Ｔを装着し、主軸１１に対して相対的に移動自在な刃物台１とを有する旋盤において、工具ＴでワークＷの加工を行う加工位置Ａと主軸台１との間に配置され、刃物台１を支持する刃物台支持体２と、主軸台１から刃物台支持体２を挿通して加工位置Ａまで延出する主軸１１と、主軸台１に突出形成され、主軸１１の先端部分を支持する支持部１３と、この支持部１３の内部に設けられ、ワーク加工の際に主軸１１の先端部分を刃物支持体２と同位置又は刃物支持体２と加工位置Ａとの間で支持する軸受１２とを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端にワークを把持するためのチャックを備えた主軸と、この主軸を回転自在に支持する主軸台と、前記ワークを加工する一つ又は複数の工具を装着し、前記チャックに把持されたワークに対して相対的に移動自在な刃物台とを有する旋盤において、
前記工具で前記ワークの加工を行う加工位置と前記主軸台との間に配置され、前記刃物台を支持する刃物台支持体と、
前記主軸台から前記刃物台支持体を挿通して前記加工位置まで延出する主軸と、
前記主軸台に突出形成され、前記主軸台から延出する前記主軸の先端部分を支持する支持部と、
この支持部の内部に設けられ、ワーク加工の際に、前記主軸の先端部分を前記刃物支持体と同位置又は前記刃物支持体と前記加工位置との間で支持する軸受と、
を有することを特徴とする旋盤。
【請求項２】
先端にワークを把持するためのチャックを備えた主軸と、この主軸を回転自在に支持する主軸台と、前記ワークを加工する一つ又は複数の工具を装着し、前記チャックに把持されたワークに対して相対的に移動自在な刃物台とを有する旋盤において、
前記工具で前記ワークの加工を行う加工位置と前記主軸台との間に配置され、前記刃物台を支持する刃物台支持体と、
前記主軸台から前記刃物台支持体を挿通して前記加工位置まで延出する主軸と、
前記主軸台に突出形成され、前記主軸台から延出する前記主軸の先端部分を支持する支持部と、
前記支持部の内部に設けられ、前記主軸を回転自在に支持する軸受と、
前記ワークの加工を行う際に前記支持部から前記主軸の先端に向けて圧力流体を噴射させる圧力流体噴射手段と、
を有することを特徴とする旋盤。
【請求項３】
前記圧力流体噴射手段が、前記支持部と前記主軸との間の隙間から前記主軸先端に向けて前記圧力流体を噴射する流体流路を有することを特徴とする請求項２に記載の旋盤。
【請求項４】
前記軸受が、ワーク加工の際に、前記主軸の先端部分を前記刃物支持体と同位置又は前記刃物支持体と前記加工位置との間で支持することを特徴とする請求項２又は３に記載の旋盤。
【請求項５】
前記刃物台支持体に貫通孔が形成され、この貫通孔を挿通して前記主軸及び前記支持部が前記加工位置に向けて延出する場合において、前記貫通孔の内周面と前記支持部の外周面との間にシール部材を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の旋盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主軸先端に把持させたワークの加工を、主軸先端近傍の加工位置で行う旋盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺の棒材を軸線方向に送りながら順次加工を行う旋盤として、主軸の前方にガイドブッシュを配置し、このガイドブッシュに長尺棒材の先端を支持させて刃物台の工具で加工を行わせるものが知られている。
しかし、ガイドブッシュを利用するタイプの旋盤では、高速切削に適さない、研磨材しか使用できず引き抜き材の加工には適さない、無駄材が発生する等の欠点がある。
【０００３】
そこで、主軸台と刃物台とが干渉しないように、主軸を主軸台から延出させて、主軸先端近傍でワークの加工を行う旋盤が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の主軸移動型旋盤では、前記刃物台を支持するベッドの壁部に主軸を非接触状態で貫通させる穴を形成し、前記主軸が、前記主軸台がベッドに対して最も前進した位置となった時に、前記穴を挿通して前方に延出するようにしている。そして、前記主軸の先端が、対向櫛刃形刃物台に保持させた工具による加工位置に対して、１０ｍｍ以下に近接することができるように構成している。
【０００４】
また、主軸の先端を加工位置の近傍に位置させると、主軸と主軸台との間に切削屑やその他の固形異物（これらを称して切削屑等と記載する）が侵入し、かじりや焼き付きを生じさせるおそれがあることから、上記特許文献１に記載の主軸移動型旋盤では、主軸先端の外周を覆う主軸保護用のスリーブを設けている。
【特許文献１】実用新案登録第２５７６９５６号公報（実用新案登録請求の範囲の記載参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載の主軸移動型旋盤では、主軸を回転自在に支持するための軸受がベッドよりも後方に位置しているため、主軸の先端部分が片持ち状態となってワーク加工の際に主軸がたわみ、加工精度が低下するという問題がある。
また、上記特許文献１に記載の主軸移動型旋盤では、主軸の先端部分に主軸保護用のスリーブを設けているものの、液状のクーラントとともに微細な切削屑等が侵入する危険性は完全には排除することができない、という問題がある。
【０００６】
本発明は上記の問題点にかんがみてなされたもので、主軸先端を加工位置の近傍に位置させた状態でワークの加工を行う旋盤において、ワーク加工中の主軸のたわみを小さくして高精度の加工を行うことのできる旋盤の提供を第一の目的とする。また、切削屑等の主軸部分への侵入をほぼ確実に防止することができ、焼き付きやかじりの生じるおそれのない旋盤の提供を第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の第一の目的を達成するために、本願の第一の発明は、先端にワークを把持するためのチャックを備えた主軸と、この主軸を回転自在に支持する主軸台と、前記ワークを加工する一つ又は複数の工具を装着し、前記チャックに把持されたワークに対して相対的に移動自在な刃物台とを有する旋盤において、前記工具で前記ワークの加工を行う加工位置と前記主軸台との間に配置され、前記刃物台を支持する刃物台支持体と、前記主軸台から前記刃物台支持体を挿通して前記加工位置まで延出する主軸と、前記主軸台に突出形成され、前記主軸台から延出する前記主軸の先端部分を支持する支持部と、この支持部の内部に設けられ、ワーク加工の際に、前記主軸の先端部分を前記刃物支持体と同位置又は前記刃物支持体と前記加工位置との間で支持する軸受とを有する旋盤としてある。
この構成によれば、ガイドブッシュを用いずに加工位置の近傍に主軸先端を位置させてワークの加工を行うことができる。また、軸受は、主軸先端の近傍位置で主軸を支持しているため、ワーク加工時の主軸のたわみを抑制することができ、加工精度の低下を防止することができる。
【０００８】
上記の第二の目的を達成するために本願の第二の発明は、先端にワークを把持するためのチャックを備えた主軸と、この主軸を回転自在に支持する主軸台と、前記ワークを加工する一つ又は複数の工具を装着し、前記チャックに把持されたワークに対して相対的に移動自在な刃物台とを有する旋盤において、前記工具で前記ワークの加工を行う加工位置と前記主軸台との間に配置され、前記刃物台を支持する刃物台支持体と、前記主軸台から前記刃物台支持体を挿通して前記加工位置まで延出する主軸と、前記主軸台に突出形成され、前記主軸台から延出する前記主軸の先端部分を支持する支持部と、前記支持部の内部に設けられ、前記主軸を回転自在に支持する軸受と、前記ワークの加工を行う際に前記支持部から前記主軸の先端に向けて圧力流体を噴射させる圧力流体噴射手段とを有する旋盤としてある。
【０００９】
この構成によれば、ワーク加工の際に、圧力流体を前記支持部から前記主軸の先端に向けて噴射するので、ワーク加工の際に発生した切削屑等が前記支持部と前記主軸との間の隙間から支持部の内部に侵入するのを効果的に防止することができる。
特に、前記支持部と前記主軸との間の隙間から前記主軸先端に向けて前記圧力流体を噴射する流体流路を形成することで、支持部内部への切削屑等の侵入をほぼ確実に防止することができる。
なお、この第二の発明においても、先の第一の発明と同様に、前記軸受を、ワーク加工の際に前記主軸の先端部分を前記刃物支持体と同位置又は前記刃物支持体と前記加工位置との間に設けるとよい。第二の発明では、圧力流体噴射手段により支持部内部への切削屑等の侵入を効果的に防止できるので、より主軸先端に近い位置に軸受を設けることが可能になる。
上記の第一及び第二の発明において、前記刃物台支持体に貫通孔が形成され、この貫通孔を挿通して前記主軸及び前記支持部が前記加工位置に向けて延出する場合には、前記貫通孔の内周面と前記支持部の外周面との間にシール部材を設けるとよい。このようにすることで、貫通孔の内周面と支持部との間の隙間を通って、クーラントや切削屑等が主軸台側に飛散しないようにすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本願の第一の発明の旋盤によれば、主軸先端でワークの加工を行う際に、主軸先端の近傍で主軸を回転自在に支持することができるので、ワークの加工精度を高く維持することができる。
また、本願の第二の発明の旋盤によれば、主軸と支持部との間の隙間への切削屑等の侵入を効果的に防止できる。そのため、主軸先端のさらに近傍位置に軸受を設けることが可能になり、さらに高精度な加工を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
［第一の実施形態］
図１は、本願の第一の発明の旋盤の一実施形態にかかり、主要部の構成を説明する断面図である。なお、以下の説明において「前」と記載するときには、図１の左方を指すものとして、「後」と記載するときには同右方を指すものとする。
【００１２】
主軸１１は、主軸台１に回転自在に支持され、前端にワークＷを把持するためのチャック１４を備えている。この実施形態において、主軸台１は主軸軸線Ｃと同方向（Ｚ方向）に進退移動自在で、その内部には、主軸１１を回転させるための駆動体であるモータＭが組み込まれている。
主軸１１のチャック１４に把持されたワークＷを、主軸１１の前端近傍の加工位置Ａで加工する工具Ｔは、櫛歯形の刃物台３に装着されている。この刃物台３は、加工位置Ａと主軸台１との間に配置された刃物台支持体２によって支持されている。
【００１３】
刃物台支持体２の前面には、図１の紙面に直交する方向であるＸ方向に延びるＸ方向ガイド２１と、このＸ方向ガイド２１に案内されながら進退移動するサドル２２とが設けられている。サドル２２には、図示しないＹ方向（紙面上下方向）ガイドに案内されながら進退始動する刃物台本体３１が設けられている。そして、複数の工具Ｔを櫛歯形に配列して装着する工具装着部３２が、この刃物台本体３１の前面に取り付けられている。
ワークＷの加工を行う際には、工具装着部３２が刃物台本体３１とともにＸ方向に移動して所定の工具Ｔを割り出す。そして、主軸台１のＺ方向の移動と刃物台本体３１のＹ方向の移動とによって、所定の工具ＴによるワークＷの加工が行われる。
【００１４】
刃物台支持体２には、主軸軸線Ｃと同一の軸線上に貫通孔２ａが形成されている。そして、主軸台１の前面から延出する主軸１１の前部が貫通孔２ａを挿通し、その前端が加工位置Ａの近傍まで達している。また、主軸台１の前面には、主軸台１から延出する主軸１１の前部を支持するための支持スリーブ１３が取り付けられ、刃物台支持体２の貫通孔２ａを挿通して主軸１１の前端近傍まで延びている。支持スリーブ１３の前端にはカバー１５が取り付けられ、また、支持スリーブ１３の外周面と貫通孔２ａの内周面との間は、ワークＷを加工する際にクーラントや切削屑等が主軸台１まで飛散しないようにするために、オイルシールやダストシール等のシール部材２４でシールされている。
【００１５】
主軸１１は、支持スリーブ１３の内部に設けられた軸受１２によって、支持スリーブ１３に回転自在に支持されている。なお、図において符号１６は、軸受１２の内輪を押さえる軸受押さえ、符号１７は、軸受押さえ１６を前記内輪に押し付けるために主軸１１の前端に螺入されたナットである。
軸受１２は、ワークＷの加工を行う際において刃物台支持体２と同位置になるように設けてもよいが、主軸１１の前端に近い位置に設けるほど加工時の主軸１１のたわみを抑制する効果が高くなることから、主軸１１の前端と刃物台支持体２との間に設けるのが好ましい。
この実施形態の旋盤によれば、主軸１１の前端近傍位置で軸受１２が主軸１１を支持しているので、ワーク加工中に主軸１１のたわみを抑制して、ワークＷを高精度に加工することができる。
【００１６】
［第二の実施形態］
次に、図２及び図３を参照しながら、本願の第二の発明の一実施形態について説明する。
図２は、本願の第二の発明の一実施形態にかかり、主軸前部の構成を説明する断面図、図３は、エア噴射手段の詳細を説明する主要部の拡大断面図である。
なお、この実施形態の旋盤の基本構成は、上記の実施形態の旋盤と同じであるので、同一部位，同一部材には同一の符号を付して、詳しい説明は省略する。
【００１７】
この実施形態の旋盤には、ワーク加工中に主軸１１の前端に向けて圧力流体であるエアを噴射するエア噴射手段４が設けられている。
エア噴射手段４は、支持スリーブ１３の側壁内部に形成されたエア流路４１と、このエア流路４１と前端側で連通し、軸受押さえ１６′の外周面に全周にわたって形成された環状溝４６とから概略構成されている。エア流路４１の後端には、カプラ４２を介して、図示しないエアポンプ等のエア供給手段が接続されている。エア流路４１は、支持スリーブ１３に一つだけ設けてもよいし、支持スリーブ１３の周方向に均等間隔で複数設けてもよい。
主軸１１とともに回転する軸受押さえ１６′と主軸台１に固定された支持スリーブ１３との間には、隙間（エア流路４１と環状溝４６との連通部分よりも前方の隙間を符号４７ａで、後方の隙間を符号４７ｂで示す）が設けられているが、前方の隙間４７ａの方が後方の隙間４７ｂよりも広幅に形成されていて、エア流路４１から供給されたエアの大部分が前方の隙間４７ａに導かれるようになっている。
【００１８】
前方の隙間４７ａに導かれたエアは、図３に示すように、ナット１７とカバー１５との間の隙間を通って、カバー１５の前端と主軸１１との間の隙間から、主軸１１の前端に向けて噴射される。このエアの噴射は、主軸１１の前端外周面の全周にわたって行われるため、ワークＷの加工中にクーラントや切削屑等が支持スリーブ１３と主軸１１との間の隙間に侵入するという不都合を効果的に防止することができる。
【００１９】
なお、この実施形態においても、軸受１２は先の実施形態と同様の位置に設けるのが好ましい。ただし、この実施形態では、上記したエア噴射手段４によって、主軸１１と支持スリーブ１３との間の隙間への切削屑等の侵入を効果的に防止できることから、先の実施形態の場合よりも軸受１２をさらに主軸１１の前端側に位置させることが可能である。
このようにすることで、ワークＷの加工精度を先の実施形態の場合よりもさらに高めることができるという利点がある。
【００２０】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により何ら限定されるものではない。
例えば、上記の実施形態では、主軸台１がＺ方向に進退移動するものとして説明したが、刃物台３が刃物台支持体２とともにＺ方向に進退移動するものであってもよい。
また、上記の第二の実施形態では、主軸１１の前端に向けてエアを噴射するものとしたが、エアに限らず窒素ガス等の他の気体であってもよいし、また、水や油、クーラント等の液体であってもよい。
さらに、上記の第二の実施形態では、支持スリーブ１３の内部にエア流路４１を形成しているが、主軸１１の前端に向けてエア等の流体を供給できるのであれば他の構成としてもよい。例えば、支持スリーブ１３に沿ってエア供給管を配設するようにしてもよい。
また、上記の説明では、刃物台支持体２に形成された貫通孔２ａを挿通して主軸１１及び支持スリーブ１３が前方に延出しているものとして説明したが、このような貫通孔２ａに限らず、刃物台支持体２に形成された切欠や、複数に分割された刃物台支持体２の間を挿通して、主軸１１及び支持スリーブ１３が前方に延出するものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、主軸移動型の旋盤に限らず主軸固定型の旋盤にも適用が可能である。また、櫛歯型の刃物台を備える旋盤に限らず、タレット型の刃物台を備える旋盤にも適用が可能である。さらに、対向刃物台のように刃物台を複数有する旋盤にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願の第一の発明の一実施形態にかかり、主軸前部の構成を説明する断面図である。
【図２】本願の第二の発明の一実施形態にかかり、主軸前部の構成を説明する断面図である。
【図３】エア噴射手段の詳細を説明する主要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１：主軸台
１１：主軸
１２：軸受
１３：支持スリーブ
１４：チャック
１５：カバー
１６，１６′：軸受押さえ
１７：ナット
２：刃物台支持体
２ａ：貫通孔
２１：Ｘ方向ガイド
２２：サドル
２４：シール部材
３：刃物台
３１：刃物台本体
３２：工具装着部
４：エア噴射手段
４１：エア流路
４６：環状溝
４７ａ，４７ｂ：隙間
Ａ：加工位置
Ｍ：モータ
Ｔ：工具
Ｗ：ワーク
Ｃ：主軸軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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