(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒材を加工する旋盤の主軸における回転中心線の延長線上で移動可能なフィードロッドと、該フィードロッドの先端に軸受を介して回転可能に連結された支持軸と、該支持軸の先端に設けられた棒材の後端を把持するフィンガーチャックとを具備した棒材供給機のフィードパイプにおいて、上記支持軸には軸継手が設けられ、該軸継手内には、上記フィンガーチャックのその半径方向での遊動を許容する隙間が、上記旋盤の主軸の回転中心線に対する主軸チャックの中心線の偏心量に対応するように設けられたことを特徴とする棒材供給機のフィードパイプ。
【請求項２】
上記軸継手は、雄軸部と、該雄軸部に上記隙間を介して被さる雌軸部と、上記雄軸部と雌軸部との間に掛け渡される回り止めピンとを具備したことを特徴とする請求項１に記載の棒材供給機のフィードパイプ。
【請求項３】
上記軸継手は上記フィンガーチャックをその半径方向に遊動させる案内面を有していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の棒材供給機のフィードパイプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒材供給機におけるフィードパイプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
長尺の棒材を主軸移動型の旋盤により加工する場合、棒材供給機で棒材の後端側を支持する。旋盤の主軸台はその主軸チャックで棒材を把持して往復運動を行い、主軸と共に回転する棒材の先端側を旋盤の刃物台上の刃物が切削する。この旋盤による切削の間、棒材供給機におけるフィードパイプはそのフィンガーチャックで棒材の後端を掴んだまま旋盤の主軸台の動きに追従し、棒材の振れ回りを防止する。
【０００３】
従来のフィードパイプは、図６に示すように、旋盤の主軸における回転中心線の延長線上で往復運動を行うフィードロッド１と、フィードロッド１の先端にラジアル軸受２及びスラスト軸受３を介して回転可能に連結された支持軸４と、支持軸４の先端に固定された棒材（図２参照）の後端を把持するフィンガーチャック５とを具備する。棒材の先端側を主軸チャックで掴んだ主軸（図２参照）が回転するとフィンガーチャック５は棒材及び支持軸４と共にフィードロッド１に支えられつつ回転し、また主軸が往復移動すると棒材、フィンガーチャック５、支持軸４及びフィードロッド１は一体になって主軸に追従した往復移動を行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示すように、加工品の種類によっては旋盤の主軸６の回転中心線６ａに対し主軸チャック７の中心線７ａを所定の偏心量Ｅだけ偏心させた上で棒材８を切削しなければならない場合がある。その場合図７中左方向に配置された棒材供給機のフィンガーチャック５（図６参照）は主軸６の回転中心線６ａ上で棒材８の後端を把持したまま棒材８と共に回転することから、棒材８は振れ回りすることになる。このように棒材８が振れ回りすると棒材８やフィードパイプに振動が発生し、適正な加工を行うことができなくなる。
【０００５】
本発明は、棒材に対し偏心加工を行う場合においても振動の発生を防止することができるフィードパイプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、棒材（８）を加工する旋盤（９）の主軸（６）における回転中心線（６ａ）の延長線上で移動可能なフィードロッド（２０）と、該フィードロッド（２０）の先端に軸受（２１ａ，２１ｂ）を介して回転可能に連結された支持軸（２２）と、該支持軸（２２）の先端に設けられた棒材（８）の後端を把持するフィンガーチャック（２３）とを具備した棒材供給機のフィードパイプ（１９）において、上記支持軸（２２）には軸継手（３６）が設けられ、該軸継手（３６）内には、上記フィンガーチャック（２３）のその半径方向（Ｃ）での遊動を許容する隙間（３７）が、上記旋盤（９）の主軸（６）の回転中心線（６ａ）に対する主軸チャック（７）の中心線（７ａ）の偏心量（Ｅ）に対応するように設けられた棒材供給機（１０）のフィードパイプ（１９）を採用する。
【０００７】
また、請求項２に係る発明は、上記軸継手（３６）は、雄軸部（３８）と、該雄軸部（３８）に上記隙間（３７）を介して被さる雌軸部（３９）と、上記雄軸部（３８）と雌軸部（３９）との間に掛け渡される回り止めピン（４０）とを具備した請求項１に記載の棒材供給機のフィードパイプを採用する。
【０００８】
また、請求項３に係る発明は、上記軸継手（３６）は上記フィンガーチャック（２３）をその半径方向（Ｃ）に遊動させる案内面（３８ｃ，３８ｂ，４１ａ，４３ａ）を有している請求項１又は請求項２に記載の棒材供給機のフィードパイプを採用する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００１０】
図１及び図２に示すように、長尺の棒材８を加工する旋盤９には棒材８を振れ回りしないように支持するための棒材供給機１０が設けられる。
【００１１】
旋盤９としては各種のものを用いることができるが、図１及び図２に示すものは主軸移動型の旋盤である。すなわち、この旋盤９の主軸台１１は主軸６を保持してベッド１２上を矢印方向Ａへの前進と矢印方向Ｂへの後退とが可能であり、主軸６上の主軸チャック７により棒材８を把持して刃物１３の方に送ったり刃物１３から離したりする。
【００１２】
なお、図２中符号１４は主軸台１１の近傍に設けられた棒材８の停止位置を規制するストッパ用刃物を示している。棒材供給機１０は棒材８の先端部から製品が切り離されると棒材８を主軸６の方に送り込み、棒材８の先端はこのストッパ用刃物１４に当たって停止する。
【００１３】
棒材供給機１０は、旋盤９の本体とは別体のフレーム１５を有している。このフレーム１５の前方には操作パネル１６が設けられ、この操作パネル１６の一部にキーボード１７が設けられている。フレーム１５の下面にはコントロールボックス１８が配置され、このコントロールボックス１８によって棒材８の送り状態がコントロールされる。
【００１４】
棒材供給機１０はそのフレーム１５内に棒材８の後端を保持するフィードパイプ１９を備えている。図３及び図４に示すように、フィードパイプ１９はフレーム１５内で移動可能なフィードロッド２０と、フィードロッド２０の先端に軸受２１ａ，２１ｂを介して回転可能に連結された支持軸２２と、支持軸２２の先端に設けられた棒材８の後端を把持するフィンガーチャック２３とを具備しており、フィードロッド２０の軸芯と、支持軸２２及びフィンガーチャック２３の回転中心線は主軸６の回転中心線６ａ（図７参照）の延長線上に置かれる。
【００１５】
フィードロッド２０は中実丸棒であり、その先端に軸受ケーシング２４が固定されている。軸受ケーシング２４内にはラジアル軸受２１ａを介し支持軸２２が挿入されている。また、支持軸２２上には軸受ケーシング２４をその内外から挟むようにスラスト軸受２１ｂが嵌め込まれている。支持軸２２はラジアル軸受２１ａ及びスラスト軸受２１ｂを介することによりフィードロッド２０の先端で回転自在である。
【００１６】
フィードパイプ１９は無端チェーン、モータ等からなる駆動部により駆動される。即ち、図２に示すように、フィードロッド２０の後端はフレーム１５（図１参照）に沿って滑動する受け部材２５ａ，２５ｂを介して無端チェーン２６に連結される。無端チェーン２６はその前方及び後方において夫々プーリ２７，２８に巻回される。後方のプーリ２８は無端チェーン２６を介しフィードパイプ１９を矢印方向Ａに前進させるための前進用モータ２９に連結され、前方のプーリ２７はフィードパイプ１９を矢印方向Ａに前進させ、又は矢印方向Ｂに後退させるための制御モータ３０に連結される。制御モータ３０としては、パルスモータ又はサーボモータを用いることができる。
【００１７】
主軸台１１の傍らにはその移動方向に沿って無端状のタイミングベルト３１が張設される。タイミングベルト３１は主軸台１１に連結され、タイミングベルト３１を支えるプーリ３２，３３のいずれかのシャフトには主軸台１１の前進及び後退を検出するエンコーダよりなる検出器３４が連結される。検出器３４からの出力信号は制御部３５により処理され制御モータ３０に出力される。
【００１８】
制御部３５は、検出器３４からのパルス信号を処理し所定の信号として制御モータ３０に出力し制御モータ３０を作動させる。これにより、主軸台１１の前進又は後退時にはその移動に同期してフィードパイプ１９も移動することとなる。
【００１９】
旋盤９の主軸チャック７の中心線７ａが主軸６の回転中心線６ａに合致する場合は棒材８の中心軸に合致する中心軸を有した製品を加工することができるが、図７に示したように主軸チャック７の中心線７ａを主軸６の回転中心線６ａから所定の偏心量Ｅだけずらせて加工する場合は棒材８の中心軸が前後端で食い違うことになり、棒材８やフィードパイプ１９に振動が発生するおそれがある。
【００２０】
これを防止するため、図４及び図５に示すように、フィードパイプ１９の支持軸２２には任意の半径方向Ｃに遊びを有する軸継手３６が設けられている。遊びは軸継手３６内にフィンガーチャック２３のその半径方向Ｃでの遊動を許容する隙間３７が形成されることによって与えられる。隙間３７は旋盤９の主軸６の回転中心線６ａに対する主軸チャック７の中心線７ａの偏心量Ｅに対応する大きさで設けられる。この偏心量は例えば０．３ｍｍとされる。隙間３７の幅は偏心量Ｅに等しいか又は偏心量Ｅよりも大きい。
【００２１】
軸継手３６は、雄軸部３８と、雄軸部３８に上記隙間３７を介して被さる雌軸部３９と、雄軸部３８と雌軸部３９との間に掛け渡される回り止めピン４０とを具備している。
【００２２】
雄軸部３８は支持軸２２の先端に大径軸部として形成され、平滑外周面３８ａと前後の端面３８ｂ，３８ｃとを有する。
【００２３】
雌軸部３９は雄軸部３８にその後方より被さるキャップ４１と、フィンガーチャック２３をキャップ４１の前端に結合するための連結具４２とを備える。キャップ４１はその後端に雄軸部３８の後端面３８ｃに接する内端面４１ａを有し、その内周面上には雄軸部３８の円筒状の平滑外周面３８ａに対応する円筒状の平滑内周面４１ｂと連結具４２の後部ネジ軸４３が螺合する雌ネジ４１ｃとを有する。連結具４２の後部ネジ軸４３をキャップ４１の雌ネジ４１ｃに螺合させることで雄軸部３８を後部ネジ軸４３とキャップ４１の後端部とで前後から挟持することができる。連結具４２は後部ネジ軸４３と反対側に前部ネジ軸４４を有しており、前部ネジ軸４４にフィンガーチャック２３の後部が螺合している。キャップ４１の円筒状の平滑内周面４１ｂは雄軸部３８の円筒状の平滑外周面３８ａよりも大径に形成されることにより、両面４１ｂ，３８ａ間に上記隙間３７が全周に亘って設けられ、その結果フィンガーチャック２３はその任意の半径方向Ｃでの遊動を許容される。
【００２４】
回り止めピン４０はキャップ４１の平滑内周面４１ｂに対応する個所に穿設された小孔４５に挿入され、雄軸部３８の平滑外周面３８ａ上に螺合している。このため、フィンガーチャック２３は支持軸２２と共回り可能である。
【００２５】
また、上記軸継手３６はフィンガーチャック２３をその任意の半径方向Ｃに遊動させる案内面を有している。すなわち、雄軸部３８の前後端面３８ｂ，３８ｃは夫々平滑面とされ、これら前後端面３８ｂ，３８ｃに後部ネジ軸４３の平滑な後端面４３ａとキャップ４１の後端部の平滑な内端面４１ａが夫々接触している。このため、フィンガーチャック２３はその回転中心線を支持軸２２の回転中心線に平行にしたままその半径方向Ｃに遊動可能である。この遊動を円滑化するため雄軸部３８の前端面３８ｂ又は後部ネジ軸４３の後端面４３ａにはグリス等の潤滑油の貯留孔４６が形成されている。フィンガーチャック２３の遊動に伴い潤滑油が貯留孔４６内から両端面３８ｂ，４３ａ間に入り込み両端面３８ｂ，４３ａ間の摩擦を低減する。
【００２６】
次に、以上のような棒材供給機の作用について旋盤の作用と共に説明する。
【００２７】
図７に示すような偏心加工を行う場合、旋盤９の主軸チャック７はその中心線７ａが主軸６の回転中心線６ａから所定の偏心量Ｅだけずれるように主軸６に取り付けられる。この偏心加工に用いられる棒材８は例えば直径が１２ｍｍφ、長さ３ｍの丸棒であり、加工すべき偏心量は例えば０．３ｍｍである。
【００２８】
棒材供給機１０の前進用モータ２９の駆動によりフィードパイプ１９はその先に供給された棒材８の後端に当たり棒材８をストッパ用刃物１４の方へと押して行く。このとき主軸チャック７は開いている。棒材８の先端が主軸６を貫通してストッパ用刃物１４に当たると、棒材８の後端はフィンガーチャック２３内に入り込む。このフィンガーチャック２３に把持された棒材８の前部分を主軸チャック７が掴む。
【００２９】
棒材８の前部分を主軸チャック７が掴んで固定した後、前進用モータ２９の電源がＯＦＦにされ、制御モータ３０の電源がＯＮにされることで加工が開始される。加工に先立ち主軸６が回転してストッパ用刃物１４により棒材８の先端を少しばかり切り落として平滑面にする。
【００３０】
この後、主軸台１１は棒材８を回転させつつ自ら矢印方向Ａ，Ｂに往復移動して棒材８を刃物１３で切削する。主軸台１１上の主軸６の回転数は例えば４０００ｒｐｍである。主軸６が回転すると棒材８及びフィンガーチャック２３も一体で回転し、フィンガーチャック２３の回転は軸継手３６の雌軸部３９、回り止めピン４０及び雄軸部３８を通じて支持軸２２に伝達される。支持軸２２はフィードロッド２０に保持された状態で回転するので、棒材８はフィードロッド２０と主軸チャック７との間に掛け渡された状態で安定的に回転する。
【００３１】
また、図７に示すように、棒材８を把持した主軸チャック７の中心線７ａは主軸６の回転中心線６ａから所定の偏心量Ｅだけ偏心しているので、主軸６が回転すると棒材８は主軸６と一体で回転すると同時に主軸６の回転中心線６ａの回りで半径Ｅの旋回運動をすることになる。しかし、軸継手３６における雌軸部３９と雄軸部３８との間にはフィンガーチャック２３のその半径方向Ｃでの遊動を許容する隙間３７が設けられ、この隙間３７は主軸６の回転中心線６ａに対する主軸チャック７の中心線７ａの偏心量Ｅに対応するような大きさとされていることから、フィンガーチャック２３は支持軸２２と共回りしつつ上記棒材８の旋回運動と同じ運動を行うことができる。従って、加工中にフィードパイプ１９や棒材８に振動が発生しないようにすることができる。
【００３２】
一方、加工中における主軸台１１の矢印方向Ａへの前進は検知器３４により検知され、検知器３４から制御部３５に信号が出力される。制御部３５はその出力信号を処理し、制御モータ３０を動作させ、フィードパイプ１９を主軸台１１に追従させる。また、刃物１３による加工中に主軸台１１が矢印方向Ｂに後退するときは、検知器３４がその後退を検知し、信号を出力する。制御部３５はこの信号を受けて制御モータ３０を逆転させる。このため、フィードパイプ１９は主軸台１１の後退と同期的に後退し、主軸台１１とフィードパイプ１９との間で棒材８が引張作用や圧縮作用を受けるのが防止される。
【００３３】
上記のように主軸台１１が往復動して棒材８に対する一定長さの加工が終了すると、ストッパ用刃物１４が製品部分を棒材８から切り離す。次に、主軸チャック７が開き、主軸台１１が矢印方向Ｂに後退する。その際、前進用モータ２９が駆動し、弱い前進用トルクを棒材８の方に加える。このため、主軸台１１の後退にもかかわらず棒材８はその先端がストッパ用刃物１４に当たった状態で定位置に止まり、次回加工されるべき一定長さ分だけ主軸チャック７の前方に突出する。この後、主軸チャック７が棒材８をチャッキングし、次の加工が開始される。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明によれば、フィードパイプにおける支持軸に軸継手を設け、軸継手内にフィンガーチャックのその半径方向での遊動を許容する隙間を設け、この隙間を旋盤の主軸の回転中心線に対する主軸チャックの中心線の偏心量に対応するように形成したことから、棒材に対し偏心加工を行う場合においても振動の発生を防止し、精度良く加工することができる。
【００３５】
請求項２に係る発明によれば、雄軸部と、雄軸部に隙間を介して被さる雌軸部と、雄軸部と雌軸部との間に掛け渡される回り止めピンとで軸継手を形成したので、軸継手の組み立て及び分解を簡易に行うことができる。
【００３６】
請求項３に係る発明によれば、フィンガーチャックをその半径方向に遊動させる案内面を軸継手に設けたことから、フィンガーチャックを支持軸に垂直な向きに遊動させることができる。従って、棒材の振れ回りをより適正に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィードパイプを備えた棒材供給機を旋盤と共に示す立面図である。
【図２】図１に対応する概念図である。
【図３】本発明に係るフィードパイプの平面図である。
【図４】図３に示すフィードパイプの水平断面図である。
【図５】図３に示すフィードパイプの要部の拡大図である。
【図６】従来のフィードパイプの水平断面図である。
【図７】偏心加工の説明図である。
【符号の説明】
６…主軸
６ａ…主軸の回転中心線
７…主軸チャック
７ａ…主軸チャックの中心線
８…棒材
９…旋盤、
１０…棒材供給機
１９…フィードパイプ
２０…フィードロッド
２１ａ，２１ｂ…軸受
２２…支持軸
２３…フィンガーチャック
３６…軸継手
３７…隙間
３８…雄軸部
３８ｂ…前端面
３８ｃ…後端面
３９…雌軸部
４０…回り止めピン
４１ａ…内端面
４３ａ…後端面
Ｃ…フィンガーチャックの半径方向
Ｅ…偏心量
【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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