(57)【要約】【課題】駆動源の駆動力を主軸に伝達させるための新規かつ適切な機構、を有する旋盤用主軸ユニット、及び、旋盤装置を実現することにある。【解決手段】ワークを保持するための保持部を有する回転可能な主軸と、該主軸を回転駆動させるための駆動源と、を備えた旋盤用主軸ユニットにおいて、  前記駆動源により回転駆動される被駆動回転軸を有し、該被駆動回転軸はカムを、前記主軸はカムフォロアを、それぞれ備え、該カム及び該カムフォロアを用いて、前記被駆動回転軸により前記主軸が回転駆動されることを特徴とする。【選択図】      図３
2005186206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持するための保持部を有する回転可能な主軸と、該主軸を回転駆動させるための駆動源と、を備えた旋盤用主軸ユニットにおいて、
前記駆動源により回転駆動される被駆動回転軸を有し、
該被駆動回転軸はカムを、前記主軸はカムフォロアを、それぞれ備え、
該カム及び該カムフォロアを用いて、前記被駆動回転軸により前記主軸が回転駆動されることを特徴とする旋盤用主軸ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の旋盤用主軸ユニットにおいて、
前記カムは、グロボイダルカムであることを特徴とする旋盤用主軸ユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の旋盤用主軸ユニットにおいて、
前記主軸を回転自在に支持する支持部を備え、
前記主軸には、その回転方向に沿って第１Ｖ字状溝が直接形成され、前記支持部は、第１Ｖ字状溝に対向する第２Ｖ字状溝を有し、
前記主軸と前記支持部との間に、前記２つのＶ字状溝と接触して転動する複数の転動体を介在させるとともに、複数の転動体のうち隣接する転動体の転動軸を互いに直交させてクロスローラ軸受を構成することを特徴とする旋盤用主軸ユニット。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の旋盤用主軸ユニットにおいて、
前記保持部は、前記主軸の回転軸方向先端部及び後端部に設けられていることを特徴とする旋盤用主軸ユニット。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の旋盤用主軸ユニットにおいて、
前記主軸は、該主軸の回転軸方向に沿った中空部を有していることを特徴とする旋盤用主軸ユニット。
【請求項６】
ワークを保持するための保持部を有する回転可能な主軸と、該主軸を回転駆動させるための駆動源と、を備えた旋盤用主軸ユニットと、
該旋盤用主軸ユニットを支持するための基台と、
前記ワークを加工するための工具と、を有する旋盤装置において、
前記旋盤用主軸ユニットは、前記駆動源により回転駆動される被駆動回転軸を有し、
該被駆動回転軸はカムを、前記主軸はカムフォロアを、それぞれ備え、
該カム及び該カムフォロアを用いて、前記被駆動回転軸により前記主軸が回転駆動されることを特徴とする旋盤装置。
【請求項７】
請求項６に記載の旋盤装置において、
前記カムは、グロボイダルカムであることを特徴とする旋盤装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の旋盤装置において、
前記旋盤用主軸ユニットは、前記主軸を回転自在に支持する支持部を備え、
前記主軸には、その回転方向に沿って第１Ｖ字状溝が直接形成され、前記支持部は、第１Ｖ字状溝に対向する第２Ｖ字状溝を有し、
前記主軸と前記支持部との間に、前記２つのＶ字状溝と接触して転動する複数の転動体を介在させるとともに、複数の転動体のうち隣接する転動体の転動軸を互いに直交させてクロスローラ軸受を構成することを特徴とする旋盤装置。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の旋盤装置において、
前記保持部は、前記主軸の回転軸方向先端部及び後端部に設けられていることを特徴とする旋盤装置。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の旋盤装置において、
前記主軸は、該主軸の回転軸方向に沿った中空部を有していることを特徴とする旋盤装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の旋盤装置において、
前記保持部により保持されている前記ワークを、前記中空部を貫通させた前記工具、で加工することを特徴とする旋盤装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の旋盤装置において、
前記中空部を貫通した状態で前記保持部により保持されている前記ワーク、を前記工具で加工することを特徴とする旋盤装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の旋盤装置において、
前記旋盤用主軸ユニットは、前記主軸の回転軸方向に沿った方向に移動可能であることを特徴とする旋盤装置。
【請求項１４】
請求項７乃至請求項１３のいずれかに記載の旋盤装置において、
前記基台は、前記旋盤用主軸ユニットを回動自在に支持することを特徴とする旋盤装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、旋盤用主軸ユニット、及び、旋盤装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
代表的な工作機械である旋盤装置は、既によく知られている。かかる旋盤装置は、ワークを保持するための保持部を有する回転可能な主軸と該主軸を回転駆動させるための駆動源とを備えた旋盤用主軸ユニットと、該旋盤用主軸ユニットを支持するための基台と、前記ワークを加工するための工具と、を有している。
【０００３】
このような旋盤装置において、駆動源の駆動力により主軸が回転駆動されると、主軸の保持部に保持されたワークが回転し、回転する当該ワークが工具により切削加工される。
【特許文献１】特開平７−１００７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した旋盤用主軸ユニットとしては、駆動源の駆動力をギヤ等により主軸に伝達させる機構を有するものが一般的である。しかしながら、当該機構を有する旋盤用主軸ユニットには、例えば、以下に示す課題があった。すなわち、ギヤに発生するバックラッシ等に起因して、所望の加工精度が得られない可能性がある。また、主軸の回転軸方向端部にプーリが設けられる構成から、主軸がその回転軸方向に長くなり、ユニットが大型化してしまう問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駆動源の駆動力を主軸に伝達させるための新規かつ適切な機構、を有する旋盤用主軸ユニット、及び、旋盤装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
主たる本発明は、ワークを保持するための保持部を有する回転可能な主軸と、該主軸を回転駆動させるための駆動源と、を備えた旋盤用主軸ユニットにおいて、前記駆動源により回転駆動される被駆動回転軸を有し、該被駆動回転軸はカムを、前記主軸はカムフォロアを、それぞれ備え、該カム及び該カムフォロアを用いて、前記被駆動回転軸により前記主軸が回転駆動されることを特徴とする旋盤用主軸ユニットである。
【０００７】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、駆動源の駆動力を主軸に伝達させるための新規かつ適切な機構、を有する旋盤用主軸ユニット、及び、旋盤装置を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
【００１０】
ワークを保持するための保持部を有する回転可能な主軸と、該主軸を回転駆動させるための駆動源と、を備えた旋盤用主軸ユニットにおいて、前記駆動源により回転駆動される被駆動回転軸を有し、該被駆動回転軸はカムを、前記主軸はカムフォロアを、それぞれ備え、該カム及び該カムフォロアを用いて、前記被駆動回転軸により前記主軸が回転駆動されることを特徴とする旋盤用主軸ユニット。  
このようにすれば、駆動源の駆動力を主軸に伝達させるための新規かつ適切な機構、を有する旋盤用主軸ユニットを実現することができる。
【００１１】
また、前記カムは、グロボイダルカムであることとしてもよい。  
このようにすれば、加工精度を高くすることが可能な、小型化された旋盤用主軸ユニットを実現することができる。
【００１２】
また、前記主軸を回転自在に支持する支持部を備え、前記主軸には、その回転方向に沿って第１Ｖ字状溝が直接形成され、前記支持部は、第１Ｖ字状溝に対向する第２Ｖ字状溝を有し、前記主軸と前記支持部との間に、前記２つのＶ字状溝と接触して転動する複数の転動体を介在させるとともに、複数の転動体のうち隣接する転動体の転動軸を互いに直交させてクロスローラ軸受を構成することとしてもよい。  
このようにすれば、加工精度を高くすることが可能な旋盤用主軸ユニットを実現することが可能となる。
【００１３】
また、前記保持部は、前記主軸の回転軸方向先端部及び後端部に設けられていることとしてもよい。  
このようにすれば、効率的にワークを加工することができる旋盤用主軸ユニットを実現することが可能となる。
【００１４】
また、前記主軸は、該主軸の回転軸方向に沿った中空部を有していることとしてもよい。  
かかる旋盤用主軸ユニットによれば、主軸に工具が接触することを回避させることができる。
【００１５】
また、ワークを保持するための保持部を有する回転可能な主軸と、該主軸を回転駆動させるための駆動源と、を備えた旋盤用主軸ユニットと、該旋盤用主軸ユニットを支持するための基台と、前記ワークを加工するための工具と、を有する旋盤装置において、前記旋盤用主軸ユニットは、前記駆動源により回転駆動される被駆動回転軸を有し、該被駆動回転軸はカムを、前記主軸はカムフォロアを、それぞれ備え、該カム及び該カムフォロアを用いて、前記被駆動回転軸により前記主軸が回転駆動されることを特徴とする旋盤装置。  
このようにすれば、駆動源の駆動力を主軸に伝達させるための新規かつ適切な機構、を有する旋盤用主軸ユニットを備えた旋盤装置を実現することができる。
【００１６】
また、前記カムは、グロボイダルカムであることとしてもよい。  
このようにすれば、加工精度を高くすることが可能な、小型化された旋盤用主軸ユニット、を備えた旋盤装置を実現することができる。
【００１７】
また、前記旋盤用主軸ユニットは、前記主軸を回転自在に支持する支持部を備え、前記主軸には、その回転方向に沿って第１Ｖ字状溝が直接形成され、前記支持部は、第１Ｖ字状溝に対向する第２Ｖ字状溝を有し、前記主軸と前記支持部との間に、前記２つのＶ字状溝と接触して転動する複数の転動体を介在させるとともに、複数の転動体のうち隣接する転動体の転動軸を互いに直交させてクロスローラ軸受を構成することとしてもよい。  
このようにすれば、加工精度を高くすることが可能な旋盤装置を実現することが可能となる。
【００１８】
また、前記保持部は、前記主軸の回転軸方向先端部及び後端部に設けられていることとしてもよい。  
このようにすれば、効率的にワークを加工することができる旋盤装置を実現することが可能となる。
【００１９】
また、前記主軸は、該主軸の回転軸方向に沿った中空部を有していることとしてもよい。  
かかる旋盤装置によれば、主軸に工具が接触することを回避させることができる。
【００２０】
また、前記保持部により保持されている前記ワークを、前記中空部を貫通させた前記工具、で加工することとしてもよい。  
かかる旋盤装置によれば、ワーク加工のフレキシビリティが向上する。
【００２１】
また、前記中空部を貫通した状態で前記保持部により保持されている前記ワーク、を前記工具で加工することとしてもよい。  
かかる旋盤装置によれば、ワークの長さが長い場合にも適切なワークの加工が実現される。また、ワークの、保持部により保持されている部分や中空部内の部分、も、加工することが可能となる。
【００２２】
また、前記旋盤用主軸ユニットは、前記主軸の回転軸方向に沿った方向に移動可能であることとしてもよい。  
かかる旋盤装置によれば、ワークの、保持部により保持されている部分や中空部内の部分、も、加工することが可能となる。また、同心度の悪化等により加工精度が劣化するという問題が生じにくくなり、精度の高い加工が実現される。
【００２３】
また、前記基台は、前記旋盤用主軸ユニットを回動自在に支持することとしてもよい。  
かかる旋盤装置によれば、フレキシブルなワークの加工を行うことが可能となる。
【００２４】
＝＝＝旋盤装置の構成例＝＝＝
次に、図１及び図２を用いて旋盤装置１の構成例について説明する。図１は、本実施の形態に係る旋盤装置１の概略構成図である。図２は、図１に示す旋盤装置１を図１中白矢印の方向から見た概略構成図である。なお、図１及び図２においては、矢印にて上下方向を示しており、例えば、心押し台１４は、基台１６の上部に配置されている。
【００２５】
旋盤装置１は、主軸４を有する旋盤用主軸ユニット２と、ワークＷを加工するための工具８と、刃物台１０と、心押し台１４と、基台１６等を備えている。
【００２６】
旋盤用主軸ユニット２は、回転可能な主軸４を備えたユニットである。主軸４には、ワークＷを保持するための保持部の一例としてのチャック２２が備えられており、主軸４が回転すると、これに伴ってチャック２２に保持されたワークＷが回転する。旋盤用主軸ユニット２の構成等については、後に詳述する。
【００２７】
工具８は、後述する刃物台１０により支持されており、ワークＷを切削加工する役割を果たす。この工具８は、ワークＷの適切な位置に当てられ、ワークＷが回転している状態で例えば主軸４の回転軸方向に沿った方向（図１中、記号Ａで示される方向）に送られることにより、ワークＷを切削加工する。
【００２８】
刃物台１０は、工具８を支持する役割を果たす。この刃物台１０は、後述する基台１６に対して、主軸４の回転軸方向に沿った方向（図１中、記号Ｂで示される方向）及び該方向に直交する方向（図２中、記号Ａで示される方向）に、移動可能となるように構成されている。刃物台１０が上述した方向に移動することにより、刃物台１０に支持された工具８が、ワークＷの適切な位置に当てられ、また、ワークＷの切削加工のために送られる。
【００２９】
また、当該刃物台１０は、回転部１０ａを有しており、当該回転部１０ａには複数の異なる工具８を脱着させることが可能である。当該回転部１０ａに複数の異なる工具８が装着されている場合には、回転部１０ａを回転させる（回転方向の例を、図２中の記号Ｂで示す）ことにより、ワークＷを切削させるための所望の工具８を複数の異なる工具８の中から選択することができる。
【００３０】
心押し台１４は、バー材等の長いワークＷを加工する際に心ぶれが発生すること、を防止する役割を果たす。心押し台１４には、センタ１４ａと、センタ１４ａを主軸４の回転軸方向に沿った方向（図１中、記号Ｃで示される方向）に移動させるためのハンドル１４ｂが設けられており、ハンドル１４ｂを操作することにより、センタ１４ａを前記方向に移動させて、センタ１４ａの先端部を予めワークＷの中心部に開けられたセンタ穴に差し込ませる。このことにより、ワークＷの端部のうちチャック２２により保持されている側とは反対側の端部が、センタ１４ａにより保持される。そして、ワークＷが回転する際には、当該ワークＷの回転に連動してセンタ１４ａも回転し、ワークＷを加工する際の心ぶれの発生が防止される。なお、心ぶれはワークＷが長い場合に顕著となることから、ワークＷが短い場合には、必ずしも心押し台１４のセンタ１４ａでワークＷを支持する必要はない。
【００３１】
基台１６は、前述した旋盤用主軸ユニット２を支持するための台である。また、この基台１６は、刃物台１０と心押し台１４も支持する。
【００３２】
次に、このように構成された旋盤装置１の動作について説明する。  
先ず、ワークＷが旋盤装置１にセットされる。すなわち、ワークＷがチャック２２に保持され、ワークＷが長い場合には、心押し台１４のハンドル１４ｂが操作され、センタ１４ａの先端部が予めワークＷの中心部に開けられたセンタ穴に差し込まれる。  
かかる状態で、主軸４が回転すると、これに伴ってチャック２２に保持されたワークＷが回転する。また、ワークＷがセンタ１４ａにより保持されている場合には、ワークＷの回転に連動してセンタ１４ａも回転する。  
そして、刃物台１０の回転部１０ａが回転して、ワークＷを切削させるための所望の工具８が複数の異なる工具８の中から選択され、選択された工具８が、刃物台１０の移動動作により、ワークＷの適切な位置に当てられる。ワークＷが回転している状態で、ワークＷに当てられている工具８が刃物台１０の移動動作により送られて、ワークＷの切削加工が行われる。
【００３３】
＝＝＝旋盤用主軸ユニットの構成例＝＝＝
次に、図３、及び、図４を用いて、旋盤用主軸ユニット２の構成例について説明する。図３は、本実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２の内部構造図である。図４は、図３のＸ−Ｘ断面図である。
【００３４】
旋盤用主軸ユニット２は、主軸４を回転駆動させるための駆動源の一例としてのモータ２４と、モータ２４により回転駆動される被駆動軸４４と、当該被駆動軸４４により回転駆動される主軸４と、当該主軸４を回転自在に支持する支持部２８等を備えている。
【００３５】
被駆動軸４４は、一対のボール軸受４６により、ハウジング２１に対して回転自在に支持されている。被駆動軸４４には、その軸方向一端側において、モータ２４が締結部材２６を介して締結されており、当該モータ２４の駆動力により被駆動軸４４が回転駆動される。また、被駆動軸４４にはカムが設けられている。このカムは、被駆動軸４４が回転して位相が軸方向に変位するカム面４８ａを有している。ここでは、カムとして、停止中だけでなく、割出中もバックラッシが発生しないグロボイダルカム４８を用いている。
【００３６】
主軸４は、クロスローラ軸受３０により、支持部２８に対して回転自在に支持されている。前述したとおり、主軸４には、ワークＷを保持するためのチャック２２が備えられており、主軸４が回転すると、これに伴ってチャック２２に保持されたワークＷが回転する。主軸４の、チャック２２が設けられている側とは反対側、の外周面には、周方向に沿って等間隔に配置された複数のカムフォロワ５０が設けられている。このカムフォロア５０は、前述した、グロボイダルカム４８のカム面４８ａに噛み合っており、前記被駆動軸４４の回転力が、グロボイダルカム４８及びカムフォロア５０を介して、主軸４に伝わるようになっている。すなわち、主軸４は、当該グロボイダルカム４８及びカムフォロア５０を用いて、被駆動軸４４により回転駆動される。なお、前記クロスローラ軸受３０の構成等については、後に詳述する。
【００３７】
支持部２８は、クロスローラ軸受３０を介して、主軸４を回転自在に支持している。この支持部２８は、主軸４の外周面と僅かな間隔を隔てて配置され、ボルト４０によりハウジング２１に固定されている。
【００３８】
次に、このように構成された旋盤用主軸ユニット２の動作について説明する。  
モータ２４により被駆動軸４４が駆動されると、被駆動軸４４は、ハウジング２１に対して回転する。被駆動軸４４が回転するとグロボイダルカム４８も回転し、これと噛み合っているカムフォロア５０が前記カム面４８ａに順次係合されて、回転駆動力が主軸４に伝達され、主軸４が該主軸４の回転軸を中心として回転する。そして、主軸４が回転すると、これに伴ってチャック２２に保持されたワークＷが回転する。
【００３９】
＜＜＜クロスローラ軸受の構成例＞＞＞
次に、図４乃至図６を用いて、クロスローラ軸受３０の構成例について説明する。図５は、図４に示されるクロスローラ軸受３０の拡大図である。図６は、図５に示される転動体６０に隣接する転動体６０を示した図である。
【００４０】
前述した支持部２８は、２つの環状部材５２ａ，５２ｂを有しており、これらの部材で外輪環状体５２を形成している。環状部材５２ａ，５２ｂは、主軸４側の縁部が全周に亘って４５°に面取りされている。これらの環状部材５２ａ，５２ｂは、重ね合わされるとともに僅かに間隔を隔ててボルト５４で固定され、両者の各面取り部によって、主軸４側に開放された第２Ｖ字状溝５６が形成されている。
【００４１】
また、主軸４には、第２Ｖ字状溝５６と対向する位置に、全周に亘って外輪環状体５２側に開放された第１Ｖ字状溝５８が形成されている。
【００４２】
第１Ｖ字状溝５８と第２Ｖ字状溝５６との間には、円筒体状に形成された複数の転動体６０が介在されている。この転動体６０は、円筒状の転動面６０ａの両端に一対の平坦な端面６０ｂを有し、主軸４の周方向に沿って等しい間隔を隔てて配列される。そしてこれら転動体６０は、内側の主軸４に設けられ第１Ｖ字状溝５８を形成する内側軌道部６２と、外側の支持部２８に設けられ第２Ｖ字状溝５６を形成する外側軌道部６４とに接触して転動されるようになっている。また転動体６０は、その転動軸心ｘ１が主軸４の回転軸心に向かうように傾斜して配置されるとともに、かつまた隣り合う転動体６０同士でそれらの転動軸心ｘ１の傾斜方向が図５および図６に示すように直交させて配置されている。
【００４３】
なお、主軸４と支持部２８側の外輪環状体５２との間には環状の隙間が設定されるとともに、この隙間にはこれに沿う薄肉円筒状の保持器６６が設けられ、この保持器６６によって転動体６０が保持されるようになっている。この保持器６６には、その周面に転動体６０の配置間隔に従って、これら転動体６０を個別に装着するための複数のポケット孔６８が形成されている。
【００４４】
上述したとおり、本実施の形態に係る旋盤装置１及び旋盤用主軸ユニット２は、モータ２４により回転駆動される被駆動回転軸４４を有し、該被駆動回転軸４４はカムを、主軸４はカムフォロア５０を、それぞれ備え、該カム及び該カムフォロア５０を用いて、前記被駆動回転軸４４により前記主軸４が回転駆動される。このことにより、モータ２４の駆動力を主軸４に伝達させるための新規かつ適切な機構、を有する旋盤用主軸ユニット２、及び、旋盤装置１が実現される。
【００４５】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る旋盤用主軸ユニット等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００４６】
上記実施の形態においては、ワークＷを保持するためのチャック２２を有する回転可能な主軸４と、該主軸４を回転駆動させるためのモータ２４と、を備えた旋盤用主軸ユニット２の、モータ２４の駆動力を主軸４に伝達させるための機構に、カム及びカムフォロア５０を用いた上述した機構を適用した例について説明した。
【００４７】
以下に本例の変形例を、図７乃至図９を用いて説明する。図７は、第一変形例に係る旋盤用主軸ユニット２を示す図である。図８は、図７のＸ−Ｘ断面図である。図９は、第二変形例に係る旋盤用主軸ユニット２を示す図である。
【００４８】
先ず、第一変形例について、図７及び図８を用いて説明する。本第一変形例では、上記実施の形態とは異なり、ハウジング２１が、主軸４側へ突出した凸部７２を、主軸４が、前記凸部７２に隙間を持って嵌合するように設けられた凹部７４を、それぞれ有している。このような旋盤用主軸ユニット２の、モータ２４の駆動力を主軸４に伝達させるための機構にも、カム及びカムフォロア５０を用いた上述した機構を適用することができる。
【００４９】
次に、第二変形例について、図９を用いて説明する。前記第一変形例と本第二変形例とでは、主軸４に設けられたカムフォロア５０が被駆動回転軸４４に設けられたカムのカム面４８ａに噛み合う位置、が異なっている。かかる第二変形例のような場合にも、モータ２４の駆動力を主軸４に伝達させるための機構に、カム及びカムフォロア５０を用いた上述した機構を適用することができる。換言すれば、主軸４に設けられたカムフォロア５０が被駆動回転軸４４に設けられたカムのカム面４８ａに噛み合う位置については、任意である。
【００５０】
また、上記実施の形態においては、前記カムは、グロボイダルカム４８であることとしたが、これに限定されるものではなく、他のカムであってもよい。  
ただし、前記カムが、グロボイダルカム４８である場合には、以下のメリットが生じる点で、上記実施の形態の方がより望ましい。すなわち、グロボイダルカム４８とカムフォロア５０とを用いて、前記被駆動回転軸４４により前記主軸４を回転駆動させる際には、バックラッシ等に起因して所望の加工精度が得られないというギヤが潜在的に有する問題、から解放される。また、グロボイダルカム４８が主軸４の外周面に設けられている複数のカムフォロア５０に噛み合う構成をとれることから、主軸４の回転軸方向端部にプーリ等の部材を設ける必要がなく、主軸４の回転軸方向における長さを短くすることができる。換言すれば、加工精度を高くすることが可能な、小型化された旋盤用主軸ユニット２及び当該旋盤用主軸ユニット２を有する旋盤装置１を実現することが可能となる。
【００５１】
また、上記実施の形態においては、前記主軸４には、その回転方向に沿って第１Ｖ字状溝５８が直接形成され、前記支持部２８は、第１Ｖ字状溝５８に対向する第２Ｖ字状溝５６を有し、前記主軸４と前記支持部２８との間に、前記２つのＶ字状溝５６、５８と接触して転動する複数の転動体６０を介在させるとともに、複数の転動体６０のうち隣接する転動体６０の転動軸を互いに直交させてクロスローラ軸受３０を構成することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、主軸に直接第１Ｖ字上溝を形成するのではなく、第１Ｖ字上溝を有する部材を、主軸に組み付けてクロスローラ軸受を構成することとしてもよい。
【００５２】
第１Ｖ字上溝を有する部材を、主軸に組み付けてクロスローラ軸受を構成する場合には、当該部材を主軸に組み付ける際等に組み付け誤差が生じうる。そして、当該組み付け誤差は、軸受構造における精度劣化の要因となる。一方、本実施の形態に係るクロスローラ軸受３０は、主軸４に直接第１Ｖ字状溝５８を形成しているため、このような問題はなく、したがって、加工精度を高くすることが可能な旋盤用主軸ユニット２及び当該旋盤用主軸ユニット２を有する旋盤装置１を実現することが可能となる点で、上記実施の形態の方が望ましい。
【００５３】
また、上述したように、グロボイダルカム４８が主軸４の外周面に設けられているカムフォロア５０に噛み合う構成、をとれることから、主軸４の回転軸方向における長さが短くなる。また、カムフォロア５０が主軸４の外周面に複数設けられることから、主軸４の径方向における長さが長くなる。そして、これらの性質を利用して、上述した実施の形態（以下、第一の実施の形態とも呼ぶ）とは異なる他の実施の形態、に係る旋盤用主軸ユニット、及び、該旋盤用主軸ユニットを有する旋盤装置を構成することができる。
【００５４】
以下、当該他の実施の形態（第二の実施の形態乃至第五の実施の形態）について、図１０乃至図１８を用いて説明する。図１０は、第二の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット１０２等を説明するための説明図である。図１１乃至図１４は、第三の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２０２等を説明するための説明図である。図１５及び図１６は、第四の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット３０２等を説明するための説明図である。図１７及び図１８は、第五の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット４０２等を説明するための説明図である。
【００５５】
先ず、図１０を用いて、第二の実施の形態について説明する。第一の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２が、主軸４の一端部のみにチャック２２を有していたのに対し、当該第二の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット１０２は、主軸４の両端部にチャック１２２、１２３を有している。すなわち、旋盤用主軸ユニット１０２において、チャック１２２、１２３は、主軸４の回転軸方向先端部及び後端部のそれぞれに設けられている。主軸４の回転軸方向における長さが短いため、当該構成を容易に実現することが可能となっている。
【００５６】
かかる構成を有する旋盤用主軸ユニット１０２を備えた旋盤装置において、主軸４が回転すると、これに伴って各チャック１２２、１２３に保持されたワークＷ１，Ｗ２が回転する。そして、工具１０８、１０９が、それぞれのワークＷ１、Ｗ２に当てられ、ワークＷ１、Ｗ２の切削加工が行われる。このように、２つのワークＷ１、Ｗ２を同時に加工することが可能となるため、効率的にワークＷ１、Ｗ２を加工することができる旋盤用主軸ユニット１０２、及び、該旋盤用主軸ユニット１０２を有する旋盤装置が実現されることとなる。
【００５７】
次に、図１１乃至図１４を用いて、第三の実施の形態について説明する。第一の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２が、中実の主軸４を有していたのに対し、当該第三の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２０２は、図１１に示されるように、中空の主軸２０４を有している。すなわち、旋盤用主軸ユニット２０２において、主軸２０４は、該主軸２０４の回転軸方向に沿った中空部２０４ａを有している。主軸４の径方向における長さが長いため、当該構成を容易に実現することが可能となっている。  
このように構成された旋盤用主軸ユニット２０２を備えた旋盤装置を用いてワークＷを加工する際には、以下のメリットが生ずる。
【００５８】
先ず、図１１に示されるように、ワークＷに当てられている工具８を送って、ワークＷを切削加工する際に、仮に工具８がワークＷを突き抜けた（工具８がワークＷを突き抜けた様子を、図１１中点線で表された工具８、で示す）としても、工具８が主軸２０４に接触することを回避させることができる。すなわち、中空部２０４ａは、主軸２０４や工具８が互いに接触することにより破損すること、を防止する役割を果たす。
【００５９】
さらに、図１２に示されるように、チャック２２により保持されているワークＷを、主軸２０４の中空部２０４ａを貫通させた工具８、で加工することができる。したがって、ワーク加工のフレキシビリティが向上する。
【００６０】
さらに、図１３に示されるように、主軸２０４の中空部２０４ａを貫通した状態でチャック２２により保持されているワークＷ、を工具８で加工することができる。したがって、ワークＷの長さが長い場合にも適切なワークＷの加工が実現され、また、前述した心押し台の使用を省くこともできる。また、図１４に示されるように、バー材等の長いワークＷに対し、加工→切断及び取り出し→ワーク送り→加工→切断及び取り出し→ワーク送り、という手順を施して、ワークＷの加工を行うことができるから、ワーク加工のバリエーションを拡げることが可能となる。また、ワーク送りという手順を有することから、ワークＷの、チャック２２により保持されている部分や中空部２０４ａ内の部分、も、ワークＷを送ることにより加工することが可能となる。
【００６１】
次に、図１５、及び、図１６を用いて、第四の実施の形態について説明する。第四の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット３０２は、図１５に示されるように、主軸３０４に中空部３０４ａを有する点で、第三の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２０２と同様であるが、旋盤用主軸ユニット３０２が旋盤装置の基台１６に対し主軸３０４の回転軸方向に沿った方向に移動可能となるように、構成されている点で、第三の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２０２と異なっている。すなわち、基台１６には、旋盤用主軸ユニット３０２を主軸３０４の回転軸方向に沿った方向に移動させるための駆動機構（不図示）が設けられており、当該駆動機構の作用により旋盤用主軸ユニット３０２が移動できるようになっている。当該駆動機構は、例えば、ボールネジ等を用いた機構により実現することができる。
【００６２】
このように構成された旋盤用主軸ユニット３０２を備えた旋盤装置を用いると、ワークＷを、以下のように加工することが可能となる。当該加工について、図１６を用いて説明する。
【００６３】
先ず、ワークＷを旋盤装置にセットする。より具体的には、ワークＷが、中空部３０４ａを貫通している状態でチャック２２及びセンタ１４ａにより保持される。  
次に、工具８が、ワークＷの長手方向一端部に当てられる。そして、ワークＷに当てられた工具８が送られて（工具８の送り方向を、図１６上図中の白矢印で示す）、回転するワークＷの切削加工が行われる（図１６上図）。  
次に、チャック２２を解放して、旋盤用主軸ユニット３０２を主軸３０４の回転軸方向に沿った方向（当該方向を、図１６上図中の黒矢印で示す）に移動させる（図１６上図→図１６下図）。旋盤用主軸ユニット３０２の移動完了後に、再度、ワークＷがチャック２２により保持される。  
そして、工具８が、ワークＷの長手方向他端部に当てられ、当該工具８が送られて（工具８の送り方向を、図１６下図中の白矢印で示す）、回転するワークＷの切削加工が行われる（図１６下図）。
【００６４】
基台１６に対し主軸３０４の回転軸方向に沿った方向に移動可能な旋盤用主軸ユニット３０２、を備えた旋盤装置を用いて、上述したようなワークＷの加工を行うことにより、以下のメリットが生ずる。すなわち、図１４に示した例と同様、ワークＷの、チャック２２により保持されている部分や中空部３０４ａ内の部分、も、旋盤用主軸ユニット３０２を移動させることにより加工することが可能となる。
【００６５】
一方、図１４に示した例とは異なり、ワークＷの長手方向への移動動作がないことから、ワークＷの中心が常に一定の位置に維持され、同心度の悪化等により加工精度が劣化するという問題が生じにくくなる。そのため、精度の高い加工が実現されることとなる。
【００６６】
次に、図１７、及び、図１８を用いて、第五の実施の形態について説明する。第五の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット４０２は、図１７に示されるように、旋盤装置の基台１６により、回動自在に支持されている。すなわち、基台１６には、旋盤用主軸ユニット４０２を回動させるための旋回機構（不図示）が設けられており、当該旋回機構の作用により旋盤用主軸ユニット３０２が回動できるようになっている。当該旋回機構は、例えば、ギヤ又はカム等を用いた機構により実現することができる。
【００６７】
このように構成された旋盤用主軸ユニット４０２を備えた旋盤装置を用いると、ワークＷを、以下のように加工することが可能となる。すなわち、図１８に示されるように、ワークＷ１とワークＷ２を旋盤装置にセットして、先ずワークＷ１の加工を行い、ワークＷ１の加工完了後、旋盤用主軸ユニット４０２を１８０度回動させて、ワークＷ２の加工を行うことができる。また、旋盤用主軸ユニット４０２を回動させた後のワークＷ２の加工と平行して、加工が完了したワークＷ１と新規のワークＷ３との入れ替えを実行することもできる。
【００６８】
上述したとおり、基台１６に対し回動可能な旋盤用主軸ユニット４０２、を備えた旋盤装置を用いれば、フレキシブルなワークＷの加工を行うことが可能となる。
【００６９】
なお、上記においては、主軸４の両端部にチャック４２２、４２３を有する旋盤用主軸ユニット４０２について説明したが、これに限定されるものではなく、主軸の一端部のみにチャックを有する回動可能な旋盤用主軸ユニットも実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施の形態に係る旋盤装置１の概略構成図である。
【図２】図１に示す旋盤装置１を図１中白矢印の方向から見た概略構成図である。
【図３】本実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２の内部構造図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ断面図である。
【図５】図４に示されるクロスローラ軸受３０の拡大図である。
【図６】図５に示される転動体６０に隣接する転動体６０を示した図である。
【図７】第一変形例に係る旋盤用主軸ユニット２を示す図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ断面図である。
【図９】第二変形例に係る旋盤用主軸ユニット２を示す図である。
【図１０】第二の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット１０２等を説明するための説明図である。
【図１１】第三の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２０２等を説明するための説明図である。
【図１２】第三の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２０２等を説明するための説明図である。
【図１３】第三の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２０２等を説明するための説明図である。
【図１４】第三の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット２０２等を説明するための説明図である。
【図１５】第四の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット３０２等を説明するための説明図である。
【図１６】第四の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット３０２等を説明するための説明図である。
【図１７】第五の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット４０２等を説明するための説明図である。
【図１８】第五の実施の形態に係る旋盤用主軸ユニット４０２等を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００７１】
１    旋盤装置                    ２    旋盤用主軸ユニット
４    主軸                        ８    工具
１０    刃物台                    １０ａ  回転部
１４    心押し台
１４ａ  センタ                    １４ｂ  ハンドル
１６    基台                      ２１    ハウジング
２２    チャック                  ２４    モータ
２６    締結部材                  ２８    支持部
３０    クロスローラ軸受          ４０    ボルト
４４    被駆動回転軸              ４６    ボール軸受
４８    グロボイダルカム          ４８ａ  カム面
５０    カムフォロア              ５２    外輪環状体
５２ａ  環状部材                  ５２ｂ  環状部材
５４    ボルト                    ５６    第２Ｖ字状溝
５８    第１Ｖ字状溝              ６０    転動体
６０ａ  転動面                    ６０ｂ  端面
６２    内側軌道部                ６４    外側軌道部
６６    保持器                    ６８    ポケット孔
７２    凸部                      ７４    凹部
１０２    旋盤用主軸ユニット
１０８    工具                    １０９    工具
１２２    チャック                １２３    チャック
２０２    旋盤用主軸ユニット
２０４    主軸                    ２０４ａ  中空部
３０２    旋盤用主軸ユニット
３０４    主軸                    ３０４ａ  中空部
４０２    旋盤用主軸ユニット
４２２    チャック                ４２３    チャック
Ｗ      ワーク
【図１】
2005186206.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2005186206.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005186206.tif 000013
【図１２】
2005186206.tif 000014
【図１３】
2005186206.tif 000015
【図１４】
2005186206.tif 000016
【図１５】
2005186206.tif 000017
【図１６】
2005186206.tif 000018
【図１７】
2005186206.tif 000019
【図１８】
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