(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持するチャックを有する第１主軸台と、該第１主軸台に対向配置されワークを保持するチャックを有する第２主軸台とを備えた工作機械において、上記第２主軸台のチャックを、主軸に固定されたチャック本体と、該チャック本体にロック機構により着脱可能に装着された爪プレートとで構成し、該爪プレートのワーク把持爪を軸直角方向に進退駆動するワーク把持爪駆動機構を設け、上記爪プレートを取り外した状態で上記チャック本体に上記ロック機構により心押ユニットを着脱可能に装着可能とし、上記ワーク把持爪駆動機構により上記心押ユニットのクイルを軸方向に進退させるクイル駆動機構を設けたことを特徴とする工作機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１主軸台とこれに対向配置された第２主軸台とを備えた旋盤等の工作機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
第１主軸台とこれに対向配置された第２主軸台とを備えた旋盤が市販されている。この種の旋盤によれば、第１主軸台のチャックによってワークを把持してワークの前部を加工し、ワークの加工済み部分を第２主軸台のチャックで把持して残りの部分を加工する等のように旋削加工を効率よく行うことができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記第１，第２主軸台を備えた工作機械は、短尺のワークの加工を目的としており、長尺のワークの加工には適していない。長尺のワークの場合には、主軸台に対向するように配置された心押台によりワークの先端部を支持して加工することとなる。
【０００４】
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたものであり、第１，第２主軸台を備えており、また必要に応じて第２主軸台を心押台として機能させることにより短尺のワークだけでなく長尺のワークも加工可能とする工作機械を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワークを保持するチャックを有する第１主軸台と、該第１主軸台に対向配置されワークを保持するチャックを有する第２主軸台とを備えた工作機械において、上記第２主軸台のチャックを、主軸に固定されたチャック本体と、該チャック本体にロック機構により着脱可能に装着された爪プレートとで構成し、該爪プレートのワーク把持爪を軸直角方向に進退駆動するワーク把持爪駆動機構を設け、上記爪プレートを取り外した状態で上記チャック本体に上記ロック機構により心押ユニットを着脱可能に装着可能とし、上記ワーク把持爪駆動機構により上記心押ユニットのクイルを軸方向に進退させるクイル駆動機構を設けたことを特徴としている。
【０００６】
【発明の作用効果】
本発明によれば、短尺のワークを加工する場合は、該ワークの一部を第１主軸台のチャックで把持して旋回させつつ工具を切り込むことにより加工し、続いて該ワークの加工済み部分を第２主軸台のチャックで把持して残りの部分を加工する。そして長尺のワークを加工する場合は、第２主軸台の爪プレートを取り外し、チャック本体に心押ユニットをロック機構により装着し、ワーク把持爪駆動機構を作動させることによりクイル駆動機構でクイルを軸方向に進退させ、該クイルにより長尺のワークの先端を支持し、該ワークを加工する。
【０００７】
このように本発明では、第２主軸台に、必要に応じて爪プレート又は心押ユニットを装着でき、短尺のワーク及び長尺のワークの何れでも加工できる。そして爪プレートのワーク把持爪を軸直角方向に進退駆動するワーク把持爪駆動機構の動作を利用してクイルを進退させるクイル駆動機構を設けたので、爪プレートと心押ユニットの何れでも装着可能としながら構造の複雑化を抑えることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１〜図４は本発明の一実施形態による工作機械を説明するための図であり、図１は該工作機械の正面斜視図、図２は第２主軸台の一部断面側面図、図３，図４はチャック本体に爪プレートを取り付けた状態の正面図，断面側面図，図５はチャック本体に心押ユニットを取り付けた状態の断面側面図である。
【０００９】
図において、１は本実施形態に係る工作機械としての旋盤であり、これはベッド２の、左端部に主軸台（第１主軸台）３を搭載し、右側に該主軸台３と対向するようにかつ図示左右に移動可能に副主軸台（第２主軸台）４を搭載し、奥側に刃物台５を左右に移動可能に搭載した概略構造を有している。上記刃物台５の手前が低くなった傾斜面５ａ上に工具主軸６が該傾斜面５ａに沿って移動可能に搭載されており、また刃物台５の右側面には多数の工具Ｔを備えた工具マガジン７が配設されている。
【００１０】
上記主軸台３は、上記ベッド２上に搭載された本体部３ａ内に主軸を回転可能に挿入配置し、該主軸の先端部にチャック３ｂを装着するとともに、該主軸を駆動モータで回転駆動するように構成されている。また上記副主軸台４は、上記ベッド２上のガイドレール２ａ上にスライド可能に搭載された本体部８内に、副主軸９を回転可能に挿入配置し、該副主軸９を回転駆動する副駆動モータ（図示せず）を設け、前端面に副チャック１０を装着した概略構造のものである。
【００１１】
上記副チャック１０は、上記副主軸９の前端部に固定されたチャック本体１１と、該チャック本体１１の前面に着脱可能に装着された爪プレート１２とを備えている。上記チャック本体１１は、概ね円筒状のもので、その後端部に凹設されたテーパ凹部１１ａが上記副主軸９の前端面に凸設されたテーパ凸部９ａに嵌合している。
【００１２】
上記爪プレート１２は、円盤状のベースプレート１２ａに３つのガイド溝１２ｂを１２０度間隔をあけてかつ半径方向に延びるように凹設し、該各ガイト溝１２ｂ内に直方体状のワーク把持爪１２ｃを摺動可能に配設した構造のものである。そして上記ベースプレート１２ａは、３本のロックロッド１３の係止頭１３ａをベースプレート１２ａの係止凹部１２ｈに係止させ、後述のシリンダ機構２２によって該ロックロッド１３を副主軸９側に引っ張ることにより上記チャック本体１１に圧着固定されている。
【００１３】
ここで、上記係止頭１３ａは、略長円状のもので、上記係止凹部１２ｈに形成された長方形状の挿通穴１２ｉと平行の位置に回動させると爪プレート１２を外方に取り外すことができ、また上記平行の位置から９０度回動させると該爪プレート１２をチャック本体１１に固定できるようになっている。なお、１３ｂは上記係止凹部１２ｈを覆うカバーである。
【００１４】
上記３つのワーク把持爪１２ｃの裏面には後述するワーク把持爪駆動機構１４の一部を構成する３つの連結部材１２ｄがボルト１２ｅで締め付け固定されている。この連結部材１２ｄはワーク把持爪１２ｃと同様の直方体状のものであり、その裏面には係合溝１２ｆが凹設されている。
【００１５】
そして上記チャック本体１１の前端（図４右端）に上記３つのワーク把持爪１２ｃを軸直角方向（半径方向）に進退させる上記ワーク把持爪駆動機構１４が配設されている。このワーク把持爪駆動機構１４は、上記３つの連結部材１２ｄの裏面に半径方向に移動可能に配置された３つの従動カム部材１５と、該各従動カム部材１５を半径方向に進退させる１つの駆動カム部材１６と、該駆動カム部材１６を軸方向に案内する１つのガイド部材１７とを備えている。
【００１６】
上記各従動カム部材１５の前面には上記各連結部材１２ｄの係合溝１２ｆに係合する係合突起１５ａが突設されている。また該各従動カム部材１５の半径方向内縁には横断面Ｔ字形状の従動カム片１５ｂが後側（図４左側）ほど軸心から離れる傾斜状をなすように形成されている。該各従動カム片１５ｂの内面，外面は内カム面１５ｃ，外カム面１５ｄとなっている。
【００１７】
上記ガイド部材１７は横断面円形のガイド面１７ａを有する円筒状のもので、副主軸９と同軸配置され、上記チャック本体１１の前端面にボルト締め固定されている。また該ガイド部材１７の前端部にはテーパ面１７ｂが形成され、該テーパ面１７ｂに上記爪プレート１２のベースプレート１２ａのテーパ面１２ｇが嵌合している。
【００１８】
上記駆動カム部材１６は上記ガイド部材１７のガイド面１７ａにより案内される横断面円形のスライド穴１６ａを軸心に有する円盤状のものである。該駆動カム部材１６の、上記従動カム部材１５の従動カム片１５ｂに対向する部分には横断面Ｔ字形状の駆動カム溝１６ｂが前側（図４右側）ほど軸心に近づく傾斜状に形成されている。該駆動カム溝１６ｂの内面，外面は内カム面１６ｃ，外カム面１６ｄとなっている。上記従動カム部材１５の従動カム片１５ｂは上記駆動カム溝１６ｂ内にスライド可能に挿入されており、該駆動カム溝１６ｂの内カム面１６ｃ，外カム面１６ｄは、上記従動カム部材１５の内カム面１５ｃ，外カム面１５ｄに摺接している。
【００１９】
また上記駆動カム部材１６の後面には円筒状の結合ナット１８が挟持片１９，ボルト２０により固定されている。そしてこの結合ナット１８にはインナドローパイプ２１の前端部が螺挿結合されており、該インナドローパイプ２１は上記副主軸９内を後方に延び、その後端部にはシリンダ機構２２が結合されている。
【００２０】
上記シリンダ機構２２は、シリンダボディ２３内を隔壁２３ａで前，後室２３ｂ，２３ｃに画成し、該前，後室２３ｂ，２３ｃにアウタ，インナピストン２４ａ，２４ｂを配置した構造のものである。そして上記アウタ，インナピストン２４ａ，２４ｂにアウタ，インナドローパイプ２５，２１が結合されている。該アウタドローパイプ２５の前端部により図示しないクランプ機構を駆動して爪プレート１２をチャック本体１１側に引き込むことにより該爪プレート１２をチャック本体１１に固定している。また、２６ａ，２６ｂは上記前，後室２３ｂ，２３ｃに油圧を供給する油圧供給チャンバである。
【００２１】
そして本実施形態では、上記副チャック１０において爪プレート１２に代えて心押ユニット２７を着脱可能に装着できるようになっている。この心押ユニット２７は、上記爪プレート１２のベースプレート１２ａに対応するベース盤２８と、該ベース盤２８の軸心に形成されたスライド穴２８ｃにより軸方向にスライド可能に保持されたクイル２９とを備えている。
【００２２】
上記ベース盤２８は、円盤状のもので３ヵ所に凹接された係止凹部２８ａが上記ロックロッド１３によってチャック本体１１の前端面に固定されている。また該ベース盤２８の上記従動カム部材１５に対応する３箇所にはガイド溝２８ｈが半径方向に延びるように形成され、該ガイド溝２８ｈにスライド片２８ｇが摺動可能に配置されており、該スライド片２８ｇの裏面に凹設された係合溝２８ｂに上記従動カム部材１５の係合突起１５ａが係合している。そして上記各スライド片２８ｇの径方向内縁には駆動カム溝２８ｄが、横断面Ｔ字状でかつ前側（図５右側）ほど軸心に近づく傾斜状に形成されている。この駆動カム溝２８ｄは上記Ｔ字の横辺を構成する上カム面２８ｅと下カム面２８ｆとを有する。
【００２３】
上記各スライド片２８ｇの駆動カム溝２８ｄ内には上記クイル２９に１２０度間隔毎に突設された３つの従動カム片２９ａが摺接している。この従動カム片２９ａは、横断面Ｔ字状でかつ前側ほど軸心に近づく傾斜状をなし、上記駆動カム溝２８ｄの上カム面２８ｅ，下カム面２８ｆに摺接する上カム面２９ｂ，下カム面２９ｃを有している。上記駆動カム溝２８ｄのカム面２８ｅ，２８ｆと上記従動カム片２９ａのカム面２９ｂ，２９ｃとにより、上記ワーク把持爪駆動機構１４の動作によりクイル２９を進退させるクイル駆動機構３０が構成されている。
【００２４】
次に本実施形態装置における動作及び作用効果を説明する。
短尺のワークを加工する場合には、図３，図４に示すように、上記副主軸台４側ではチャック本体１１に爪プレート１２が装着される。この場合、ロックロッド１３によりベースプレート１２ａがチャック本体１１の前端面に固定されている。そして被加工ワークを装着するために、上記シリンダ機構２２の後室２３ｃのインナピストン２４ｂ後面側に油圧が供給され、インナピストン２４ｂがインナドローパイプ２１を前進させる。すると駆動カム部材１６が前進し、これの内カム面１６ｃが従動カム部材１５の内カム面１５ｃを半径方向外方に押し出し、これにより従動カム部材１５が半径方向外方に移動し、これに伴ってワーク把持爪１２ｃも外方に移動し、３つのワーク把持爪１２ｃのなす把持直径が拡大され、該把持直径内にワークが挿入される。
【００２５】
続いて上記シリンダ機構２２の後室２３ｃのインナピストン２４ｂより前面側に油圧が供給され、インナピストン２４ｂがインナドローパイプ２１を後退させる。すると駆動カム部材１６が後退し、これの外カム面１６ｄが従動カム部材１５の外カム面１５ｄを半径方向内方に押し込み、これにより従動カム部材１５が半径方向内方に移動し、これに伴ってワーク把持爪１２ｃも内方に移動し、３つのワーク把持爪１２ｃのなす把持直径が縮小し、これによりワークが挟持される。そして上記副主軸９が回転駆動されることによりワークが旋回し、工具の切り込みにより旋削加工が行われる。
【００２６】
一方、長尺のワークを加工する場合には、上記シリンダ機構２２の前室２３ｂのアウタピストン２４ａの後側に油圧が供給され、アウタドローパイプ２５が前進し、図示しないクランプ機構により上記ロックロッド１３が前進しつつ９０度回動し、該ロックロッド１３の係止頭１３ａが上記挿通穴１２ｉと平行になり、これにより爪プレート１２が取り外される。そして代わりに心押ユニット２７をチャック本体１１の前端面に配置し、ロックロッド１３により押圧固定する（図５参照）。
【００２７】
そしてシリンダ機構２２によりインナドローパイプ２１を前進させると、上記駆動カム部材１６が前進して従動カム部材１５をスライド片２８ｇと共に半径方向外方に移動させ、該スライド片２８ｇの内カム面２８ｆがクイル２９の内カム面２９ｃに上方への力を作用させ、これによりクイル２９が前進し、該クイル２９のセンタ２９ａによりワークの先端部を支持する。この状態で長尺のワークが加工される。
【００２８】
また上記ワークの先端部の支持を外す場合には、シリンダ機構２２によりインナドローパイプ２１を後退させる。すると、上記駆動カム部材１６が後退して従動カム部材１５をスライド片２８ｇと共に半径方向内方に移動させ、該スライド片２８ｇの外カム面２８ｅがクイル２９の外カム面２９ｂに下方への力を作用させ、これによりクイル２９が後退し、ワークの先端部の支持が外される。
【００２９】
なお、上記爪プレート１２，心押ユニット２７の副主軸台４部分への供給，排出はオペレータが手作業で行う場合、及びローダ機構により自動的に行う場合の何れでも良い。
【００３０】
このように本実施形態では、副主軸台４に、必要に応じて爪プレート１２又は心押ユニット２７を装着でき、短尺のワーク及び長尺のワークの何れでも加工できる。そして爪プレート１２のワーク把持爪１２ｃを軸直角方向に進退駆動するワーク把持爪駆動機構１４の動作を利用してクイル２９を進退させるクイル駆動機構３０を設けたので、爪プレート１２と心押ユニット２７の何れでも装着可能としながら構造の複雑化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による旋盤の正面斜視図である。
【図２】上記実施形態の副主軸台回りの一部断面側面図である。
【図３】上記実施形態の爪プレート部分の正面図である。
【図４】上記爪プレートを備えた副チャック部分の断面側面図である。
【図５】上記実施形態の心押ユニットを備えた副チャック部分の断面側面図である。
【符号の説明】
１  旋盤（工作機械）
３  主軸台（第１主軸台）
４  副主軸台（第２主軸台）
９  副チッャク
１１  チャック本体
１２  爪プレート
１２ｃ  ワーク把持爪
１４  ワーク把持爪駆動機構
２７  心押ユニット
２９  クイル
３０  クイル駆動機構
【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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