(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを支持して回転自在に構成される主軸と、該主軸の周囲おいて、主軸の周方向に滑動自在に設けられたバランスウェイトと、該バランスウェイトを一定位置に保持するバランスウェイト保持手段とを備え、前記バランスウェイト保持手段により、バランスウェイトを前記周方向の一定位置に保持した状態で主軸を回転させることにより、主軸に対するバランスウェイトの位置を調節することを特徴とする旋盤。
【請求項２】
前記ワークに対して加工を行う刃物台を設け、前記バランスウェイト保持手段を前記刃物台に設けたことを特徴とする請求項１に記載の旋盤。
【請求項３】
前記主軸の周囲にバランスウェイトの周方向の滑動を案内すると共に、バランスウェイトを主軸の軸方向にも移動可能とする案内部を設け、該案内部の周方向の複数箇所に、バランスウェイトを周方向所定位置にロックするロック手段を設け、該ロック手段は、バランスウェイトに設けたウェイト側穴又はウェイト側ピンと嵌合する案内部側ピン又は案内部側穴と、ウェイト側穴又はウェイト側ピンが案内部側ピン又は案内部側穴に嵌合する方向に前記バランスウェイトを付勢する付勢手段とにより成り、前記バランスウェイト保持手段は、前記付勢手段の付勢方向と逆の方向にバランスウェイトを移動させてロック手段によるロックを解除してバランスウェイトを保持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の旋盤。
【請求項４】
前記バランスウェイトを複数設け、前記ワーク及び治具が軸中心から偏心しない状態にあるときには、各バランスウェイトを、バランスウェイト全体の重心が該軸中心と略一致するように配置することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の旋盤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主軸に設けられるワークを支持するための治具が、ワークと共に軸中心から偏心調節自在とされる旋盤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、治具に支持されるワーク形状等により、該ワークの加工部位がスピンドルの中心からずれている場合等でも、手作業によりワークの持ち替えを行ったり、専用の持替装置を設置したりすることなく、容易に旋削加工を行うことができるように、主軸に設けられるワークを支持するための治具を、ワークと共に軸中心から偏心調節自在に構成した旋盤が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の如く、治具及びワークを軸中心から偏心させて旋削加工を行う場合には、治具及びワークの重心が軸中心からずれるため、主軸に偏荷重がかかり、回転時の重量バランスが悪くなって、主軸の高速回転の妨げとなる場合があった。
そこで、本発明においては、主軸にかかる偏荷重を解消して重量バランスを向上させ、高速回転での旋削加工を可能とする旋盤を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上のような課題を解決すべく、次のような手段を用いるものである。即ち、請求項１においては、ワークを支持して回転自在に構成される主軸と、該主軸の周囲おいて、主軸の周方向に滑動自在に設けられたバランスウェイトと、該バランスウェイトを一定位置に保持するバランスウェイト保持手段とを備え、前記バランスウェイト保持手段により、バランスウェイトを前記周方向の一定位置に保持した状態で主軸を回転させることにより、主軸に対するバランスウェイトの位置を調節する。
【０００５】
また、請求項２においては、前記ワークに対して加工を行う刃物台を設け、前記バランスウェイト保持手段を前記刃物台に設けた。
【０００６】
また、請求項３においては、前記主軸の周囲にバランスウェイトの周方向の滑動を案内すると共に、バランスウェイトを主軸の軸方向にも移動可能とする案内部を設け、該案内部の周方向の複数箇所に、バランスウェイトを周方向所定位置にロックするロック手段を設け、該ロック手段は、バランスウェイトに設けたウェイト側穴又はウェイト側ピンと嵌合する案内部側ピン又は案内部側穴と、ウェイト側穴又はウェイト側ピンが案内部側ピン又は案内部側穴に嵌合する方向に前記バランスウェイトを付勢する付勢手段とにより成り、前記バランスウェイト保持手段は、前記付勢手段の付勢方向と逆の方向にバランスウェイトを移動させてロック手段によるロックを解除してバランスウェイトを保持する。
【０００７】
また、請求項４においては、前記バランスウェイトを複数設け、前記ワーク及び治具が軸中心から偏心しない状態にあるときには、各バランスウェイトを、バランスウェイト全体の重心が該軸中心と略一致するように配置する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付の図面より説明する。図１は本発明の旋盤の一実施形態であるタレット旋盤を示す概略図、図２は同じく平面図、図３はスピンドルチャックを示す正面図、図４は同じく側面断面図、図５はワーク把持治具が左右一方（右方）へ偏心移動した状態を示す図、図６はワーク把持治具が左右他方（左方）へ偏心移動した状態を示す図、図７はバランスウェイトを示す側面断面図、図８は同じく正面図、図９はバランスウェイトに作動部材を挿入して該バランスウェイトを前後方向へ移動操作した状態を示す図、図１０はバランスウェイトの位置調節を行う際の手順を示す第一の図、図１１はバランスウェイトの位置調節を行う際の手順を示す第二の図、図１２は第一ウェイトと第二ウェイトとを互いに略対向する位置に配置した状態を示す図である。
【０００９】
本発明の旋盤の一実施形態であるタレット旋盤の概略構成について説明する。図１、図２に示すタレット旋盤の本体１は、ベッド等のフレーム３上にスピンドル台４を固定設置し、工具送り台１３を介して工具支持手段５を前後左右（Ｚ方向およびＸ方向）に移動可能に設置したものである。
【００１０】
スピンドル台４には、スピンドル６が回転自在に設置され、その軸端に、ワーク把持手段であるスピンドルチャック７が設けられている。スピンドル６は、後方（図２における上方）のスピンドルモータ８で回転駆動されるものであり、回転角度の割り出し機能（「位置決め機能」ともいう）を有している。すなわち、ワーク把持手段であるスピンドルチャック７は、後述のワーク把持治具２５・２６を所定の姿勢に位置決めする機能を有している。
【００１１】
工具支持手段５は、刃物台であって、タレット式のものが用いられ、外周に複数の工具ステーションＳを有している。各工具ステーションＳに、旋削加工を行うバイト等の工具１１や、ドリル、ミリングヘッド等の回転式の工具１２（図１図示）が、工具ホルダを介して設置されている。
【００１２】
工具送り台１３は、フレーム３上に案内１４を介して左右（Ｘ方向）移動可能に設置された送り台ベース１３ａと、この送り台ベース１３ａ上に前後（Ｚ方向）移動可能に設置された上側送り台１３ｂとからなる。前記タレット式の工具支持手段５は、タレットバー１５を介し、スピンドル６の中心Ｏと平行な姿勢および同一高さ位置で、上側送り台１３ｂに割出回転可能に設置されている。
【００１３】
送り台ベース１３ａは、Ｘ軸のサーボモータ１６および送りねじ１７でＸ方向に進退駆動され、上側送り台１３ｂは、Ｚ軸のサーボモータ１８および送りねじ１９でＺ方向に進退駆動させる。タレット式の工具支持手段５の割出回転は、割出モータ２０により行われる。なお、工具送り台１３は、Ｘ方向に進退駆動される単独の台とし、タレットバー１５を割出回転及び進退自在に設置したものであっても良い。
【００１４】
ワーク把持手段であるスピンドルチャック７は、図３、図４に示すように、スピンドル中心Ｏを挟んで対向配置された２つのワーク把持基台２２・２３を前面に有している。
ワーク把持基台２２・２３はチャック本体２１に取り付けられ、該ワーク把持基台２２・２３の何れか一方かが、スピンドル中心Ｏに向かって半径方向に移動可能に構成されている。移動可能に構成されたワーク把持基台２２・２３は、チャック開閉手段により半径方向へ移動して、ワークの把持及び解除を行う。
ワーク把持基台２２・２３の対向面には、ワークＷを把持するワーク把持治具２５・２６が各々取付けられている。これらワーク把持治具２５・２６は、複数種のものが準備され、ワークＷの形状等に応じてワーク把持基台２２・２３に取り替えて設置される。
【００１５】
ワーク把持治具２５・２６は、それぞれワーク把持基台２２・２３に対してＸ方向にスライド移動可能とされている。また、該ワーク把持治具２５・２６は、その両端で一対のロツド状の治具連結材４２により、互いに接近離間方向にのみ移動自在なように連桔されている。
この治具連結材４２による連結のため、一方のワーク把持治具２５・２６のスライド移動を行うと、他方のワーク把持治具２５・２６も一体的にスライド移動される。
【００１６】
そして、ワーク把持治具２５・２６により把持されるワークが、ワークＷの如く、第一加工部位Ｗ１及び第二加工部位Ｗ２といったように複数の加工部位を有している場合には、第一加工部位Ｗ１を旋削加工する際に、該第一加工部位Ｗ１がスピンドル中心Ｏに位置するようにワーク把持治具２５・２６をスライド移動させ、第二加工部位Ｗ２を旋削加工する際に、該第二加工部位Ｗ２がスピンドル中心Ｏに位置するようにワーク把持治具２５・２６をスライド移動させて加工を行うようにしている。
尚、一体的に回転するスピンドル６、及び、チャック本体２１やワーク把持治具２５・２６等で構成されるスピンドルチャック７、等によって主軸が構成されている。
【００１７】
ここで、前記工具支持手段５（図１、図２図示）の一つの工具ステーションＳには、ワーク把持治具２５・２６のスライド移動を行わせるピン状の作動部材５２が取り付けられている。
例えば、図５に示すように、ワーク把持治具２５・２６を右方にスライド移動させた状態でワークＷの第一加工部位Ｗ１を加工し、その後第二加工部位Ｗ２を加工する場合には、前記作動部材５２の先端部をワーク把持治具２５・２６の右端面に当接させ、該作動部材５２を左方へ移動させることによりワーク把持治具２５・２６を押し、図６に示すように、第二加工部位Ｗ２がスピンドル中心Ｏに位置するまでスライド移動させるのである。
【００１８】
また、図３等に示すように、前記チャック本体２１の周囲には、第一ウェイト３１ａと第二ウェイト３１ｂとで構成されるバランスウェイト３１が取り付けられている。
バランスウェイト３１は、溝部２１ａの前後一側面際に、チャック本体２１の周囲における適宜位置に配置して、前記主軸の重心をスピンドル中心Ｏに略一致させて重量バランスをとるものである。
そして、該バランスウェイト３１を構成する第一ウェイト３１ａ及び第二ウェイト３１ｂは、チャック本体２１の周囲を滑動可能に構成されており、該チャック本体２１に対する配置位置を調節可能とされている。
【００１９】
図７、図８に示すように、チャック本体２１の外周部には、バランスウェイト３１の周方向への滑動を案内するための溝部２１ａが全周に渡って形成されており、該溝部２１ａには、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂへ一体的に固設される係合片３２が嵌合している。
該係合片３２は、溝部２１ａ内を周方向に滑動可能、且つ半径方向外側には抜け出ないように嵌合されている。また、該係合片３２は、溝部２１ａ内をＺ方向（前後方向）、即ち周方向とは異なる方向に移動可能とされている。
また、チャック本体２１の外周面には、係合片３２に設けられる後述のボールプランジャ３７のボール部材３７ａが当接しており、係合片３２の周方向への滑動を円滑にしている。
【００２０】
溝部２１ａの前後一側面からはロックピン３６が突出し、係合片３２における該ロックピン３６と対応する位置にはロック穴３２ａが形成されており、該ロック穴３２ａとロックピン３６とは嵌合可能とされている。
また、溝部２１ａの前後他側面には、ボール部材３７ａと該ボール部材３７ａを付勢するスプリング３７ｂとで構成されるボールプランジャ３７が設けられている。
【００２１】
ボールプランジャ３７のボール部材３７ａは前記係合片３２に当接して、該係合片３２をロックピン３６側へ付勢している。この付勢力により、係合片３２は、外部から前後方向へ力がかからない自然状態にてロックピン３６側へ移動し、ロックピン３６とロック穴３２ａとが嵌合する。
このように、ロックピン３６と係合片３２のロック穴３２ａとが嵌合したロック状態となることで、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの周方向への滑動が規制され、その配置位置を固定される。
尚、ロックピン３６は、周方向に適宜間隔を設けて複数設けられており、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂは、それぞれのロックピン３６位置で滑動位置を固定することが可能である。
【００２２】
一方、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの滑動位置がロックされる、ロックピン３６とロック穴３２ａとが嵌合した状態から、係合片３２をボールプランジャ３７の付勢力に抗して該ボールプランジャ３７側へ移動させると、ロックピン３６とロック穴３２ａとの嵌合状態が解除され、該第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂは周方向に滑動可能となる。
このように、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂは、該第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの前後位置により、周方向への滑動のロック状態を切り換えられるように構成されている。
【００２３】
また、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの外周面には操作穴３８が形成され、該操作穴３８に前記作動部材５２を挿入可能としている。
これにより、図９に示す如く、作動部材５２を操作穴３８に挿入して前方（図９における右方）に移動させることで、係合片３２のロックピン３６によるロック状態を解除して、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの周方向へ滑動させて位置調節を行うことが可能となる。
尚、前記ロックピン３６及びロック穴３２ａは、ロックピン３６を係合片３２に設けるとともに、ロック穴３２ａを溝部２１ａに形成するようにしてもよい。
【００２４】
以上の如く構成される第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂは、図５に示すように、ワーク把持治具２５・２６及びワークＷが右方に移動された場合、共にチャック本体２１外周の左方近傍に配置され、該ワーク把持治具２５・２６及びワークＷの重量と、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの重量とのバランスをとって、主軸全体の重量バランスが略スピンドル中心Ｏに位置するように調整されている。
逆に、図６に示すように、ワーク把持治具２５・２６及びワークＷが右方に移動された場合には、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂを共にチャック本体２１外周の右方近傍に配置して、同様に主軸全体の重量バランスが略スピンドル中心Ｏに位置するように調整する。
【００２５】
次に、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの移動手順、例えば、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂを図５に示す位置から図６に示す位置まで移動させる場合の手順について説明する。
まず、作動部材５２の先端をチャック本体２１の外周面まで移動させ、該作動部材５２の先端部と第一ウェイト３１ａの操作穴３８との位置が合うように、スピンドル６の回転駆動によりチャック本体２１を略１８０度回転させる。
【００２６】
作動部材５２の先端部と第一ウェイト３１ａの操作穴３８との位置を合わせた後、図１０（ａ）の如く、作動部材５２をチャック本体２１側へ移動させて操作穴３８へ挿入する。
挿入した作動部材５２を前方へ移動させて、第一ウェイト３１ａの位置固定のロック状態を解除し、図１０（ｂ）に示すようにチャック本体２１を反時計回りに回転させると、第一ウェイト３１ａは回転開始前の位置に保持されたまま、チャック本体２１側のみが回転して、チャック本体２１及びワーク把持治具２５・２６に対する第一ウェイト３１ａの位置が調節される。
そして、図１０（ｃ）の如く、第一ウェイト３１ａとワーク把持治具２５・２６等との位置関係が所定の関係となったところで回転を停止し、作動部材５２を第一ウェイト３１ａから抜脱する。
【００２７】
次に、図１１（ａ）に示すように、作動部材５２と第二ウェイト３１ｂとの位置が合うようにチャック本体２１を回転させて、該作動部材５２を第二ウェイト３１ｂの操作穴３８へ挿入する。
挿入した作動部材５２を前方へ移動させて、第二ウェイト３１ｂの位置固定のロック状態を解除し、図１１（ｂ）のようにチャック本体２１を反時計回りに回転させると、第二ウェイト３１ｂは回転開始前の位置に保持されたまま、チャック本体２１側のみが回転して、チャック本体２１及びワーク把持治具２５・２６に対する第二ウェイト３１ｂの位置が調節される。
そして、図１１（ｃ）の如く、第二ウェイト３１ｂとワーク把持治具２５・２６等との位置関係が所定の関係となったところで回転を停止し、作動部材５２を第二ウェイト３１ｂから抜脱する。
【００２８】
その後、ワーク把持治具２５・２６の姿勢を整え、作動部材５２を該ワーク把持治具２５・２６に対応する位置まで移動させて、該作動部材５２によりワーク把持治具２５・２６を左方へ押して移動させると、図６に示す状態となる。
【００２９】
また、ワーク把持治具２５・２６がスピンドル中心Ｏから偏心しない位置、即ちワーク把持治具２５・２６及びワークＷの重心がスピンドル中心Ｏと略一致するように配置されている場合には、バランスウェイト３１全体の重心もスピンドル中心Ｏと略一致するように、図１２に示す如く、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂを互いに略対向する位置に配置し、主軸全体の重心がスピンドル中心Ｏと略一致するようにしている。
これにより、ワーク把持治具２５・２６がスピンドル中心Ｏから偏心しない位置された場合に、バランスウェイト３１を設けたが故に主軸全体の重心がスピンドル中心Ｏから偏心することを防止することができ、このような場合でも高速回転を行うことが可能となる。
尚、本例ではバランスウェイト３１として二つの第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂを設けているが、該バランスウェイト３１として二つよりも多くのウェイト部材を設けることも可能である。
【００３０】
以上の如く、スピンドル中心Ｏから左右に偏心可能なワーク把持治具２５・２６を支持するチャック本体２１の外周に、周方向に滑動可能な第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂを設け、該第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂを作動部材５２により一定位置に保持した状態で、チャック本体２１を回転可能とすることにより、ワーク把持治具２５・２６をスピンドル中心Ｏから偏心させた場合でも、該ワーク把持治具２５・２６の偏心位置に応じて、該第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの位置を容易に調節して、主軸全体の重心を略スピンドル中心Ｏに一致させることができ、主軸を高速回転させることが可能となる。
また、形状が異なるワーク把持治具２５・２６を装着したり、ワークＷを把持したりして重心が変化した場合にも、同様に第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの位置調節をすることで、主軸全体の重心を略スピンドル中心Ｏに一致させることが可能となる。
【００３１】
また、チャック本体２１の周方向に滑動可能な第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂは、周方向とは異なる前後方向へも移動可能とされ、ボールプランジャ３７によりロック穴３２ａがロックピン３６と嵌合する方向に付勢されているので、該第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの滑動位置を、ロックピン３６が形成される適宜位置でロックして固定することができる。
また、作動部材５２を第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの操作穴３８へ挿入し、該作動部材５２を前後方向へ移動操作することで、第一・第二ウェイト３１ａ・３１ｂの滑動位置のロック状態及びロック解除状態を容易に切り換えることを可能としている。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成とすることで、次のような効果を奏する。まず、請求項１の如く、ワークを支持して回転自在に構成される主軸と、該主軸の周囲おいて、主軸の周方向に滑動自在に設けられたバランスウェイトと、該バランスウェイトを一定位置に保持するバランスウェイト保持手段とを備え、前記バランスウェイト保持手段により、バランスウェイトを前記周方向の一定位置に保持した状態で主軸を回転させることにより、主軸に対するバランスウェイトの位置を調節するので、主軸のワークを支持する部分を主軸の軸中心から偏心させた場合でも、該ワーク支持部分の偏心位置に応じて、バランスウェイトの位置を容易に調節して、主軸全体の重心を略軸中心に一致させることができ、主軸を高速回転させることが可能となる。
また、形状が異なるワーク支持部を主軸に装着したり、ワークを把持したりして重心が変化した場合にも、同様にバランスウェイトの位置調節をすることで、主軸全体の重心を略軸中心に一致させることが可能となる。
【００３３】
更に、請求項２の如く、前記ワークに対して加工を行う刃物台を設け、前記バランスウェイト保持手段を前記刃物台に設けたので、バランスウェイト保持手段によるバランスウェイトの一定位置への保持及び解除等の操作を、ワークの加工を行う工具の操作と同様に行うことが可能となるので、該バランスウェイト保持手段の操作が容易且つ簡単となる。
【００３４】
更に、請求項３の如く、前記主軸の周囲にバランスウェイトの周方向の滑動を案内すると共に、バランスウェイトを主軸の軸方向にも移動可能とする案内部を設け、該案内部の周方向の複数箇所に、バランスウェイトを周方向所定位置にロックするロック手段を設け、該ロック手段は、バランスウェイトに設けたウェイト側穴又はウェイト側ピンと嵌合する案内部側ピン又は案内部側穴と、ウェイト側穴又はウェイト側ピンが案内部側ピン又は案内部側穴に嵌合する方向に前記バランスウェイトを付勢する付勢手段とにより成り、前記バランスウェイト保持手段は、前記付勢手段の付勢方向と逆の方向にバランスウェイトを移動させてロック手段によるロックを解除してバランスウェイトを保持するので、該バランスウェイトの滑動位置を、適宜位置でロックして固定することができる。
また、例えばタレット旋盤のタレットにバランスウェイトの操作部材を設ける等することで、該操作部材によりバランスウェイトの滑動位置のロック状態及びロック解除状態を容易に切り換えることが可能となる。
【００３５】
更に、請求項４の如く、前記バランスウェイトを複数設け、前記ワーク及び治具が軸中心から偏心しない状態にあるときには、各バランスウェイトを、バランスウェイト全体の重心が該軸中心と略一致するように配置するので、治具が軸中心から偏心しない位置された場合に、バランスウェイトを設けたが故に主軸全体の重心が軸中心から偏心することを防止することができ、このような場合でも高速回転を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の旋盤の一実施形態であるタレット旋盤を示す概略図である。
【図２】同じく平面図である。
【図３】スピンドルチャックを示す正面図である。
【図４】同じく側面断面図である。
【図５】ワーク把持治具が左右一方（右方）へ偏心移動した状態を示す図である。
【図６】ワーク把持治具が左右他方（左方）へ偏心移動した状態を示す図である。
【図７】バランスウェイトを示す側面断面図である。
【図８】同じく正面図である。
【図９】バランスウェイトに作動部材を挿入して該バランスウェイトを前後方向へ移動操作した状態を示す図である。
【図１０】バランスウェイトの位置調節を行う際の手順を示す第一の図である。
【図１１】バランスウェイトの位置調節を行う際の手順を示す第二の図である。
【図１２】第一ウェイトと第二ウェイトとを互いに略対向する位置に配置した状態を示す図である。
【符号の説明】
Ｏ  スピンドル中心
Ｗ  ワーク
６  スピンドル
７  スピンドルチャック
２１  チャック本体
２５・２６  ワーク把持治具
３１  バランスウェイト
３１ａ  第一ウェイト
３１ｂ  第二ウェイト
３２ａ  ロック穴
３６  ロックピン
３７  ボールプランジャ
【図１】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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