JP2008161988A - 旋盤 - Google Patents

Abstract

【課題】軸線が湾曲したワークであっても、ワークを変形させることなく保持してワークの外周面を高精度に加工することができる旋盤を提供する。
【解決手段】旋盤は、円管状をしたワークＷの一方端側を保持する主軸と、主軸を軸線中心に回転させる回転駆動機構と、ワークＷの他方端側を保持する保持機構２０とを備え、ワークＷの外周面を加工するように構成される。保持機構２０は、主軸の軸線と同軸となった回転中心軸回りに回転自在に設けられ、先端部がワークＷの他方端側内部に挿入される挿入部材２１と、挿入部材２１を回転中心軸回りに回転自在に支持する支持部材２８と、挿入部材２１の先端部外周に設けられ、外方に向けて突出してワークＷの内周面と当接する複数の当接部材２３と、各当接部材２３を駆動して突出させる駆動機構３０とを備え、各当接部材２３は、ワークＷの内周面に当接したときの突出量がそれぞれ異なった状態で突出可能に構成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸線中心に回転自在に設けられ、円管状をしたワークの一方端側を保持する主軸と、前記主軸をその軸線中心に回転させる回転駆動機構と、前記主軸の軸線方向に間隔を隔ててこの主軸と対向するように設けられ、前記ワークの他方端側を保持する保持機構とを備え、前記ワークの外周面を加工するように構成された旋盤に関する。

図１１に示すような、円管状且つ長尺のワークＷの外周面を加工する場合、従来、例えば、特開平９−６６４０１号公報に開示されたような旋盤を用いて行うことが提案されている。

この旋盤は、一般的なものと同様に、ベッドと、ベッド上に固設される主軸台と、軸線が水平となるように且つ軸線中心に回転自在となるように主軸台によって支持され、前記ワークの一方端側を保持する主軸と、主軸をその軸線中心に回転させる回転駆動機構と、ベッド上に主軸台と対向して配設され、主軸の軸線方向に移動自在となった心押台と、主軸の軸線と同軸となるように且つ軸線中心に回転自在となるように心押台によって支持され、前記ワークの他方端側を支持する心押軸と、主軸の軸線方向及びこれと直交する方向に移動自在にベッド上に配設され、工具を保持する刃物台などを主な構成として備えるものであり、前記主軸及び心押軸には、図１１に示すような、先端部が先細のテーパ状に形成された保持具１０１，１０２がそれぞれ取り付けられ、前記ワークＷは、その内部に前記保持具１０１，１０２の先端部がそれぞれ挿入されることで、この保持具１０１，１０２のテーパ部分により内周面と端面との交差部が保持されるようになっている。

そして、このような旋盤を用いてワークＷの外周面を加工すれば、ワークＷの内周面と各保持具１０１，１０２とが線接触であることから、ワークＷと主軸及び心押軸とが高い精度で同軸となるようにワークＷが保持され、加工後のワークＷは、例えば、真直度，真円度及び円筒度などの点で優れたものとなる。

特開平９−６６４０１号公報

ところで、前記ワークＷは、図１１に示すように、ワークＷの軸線がまっすぐになっているものばかりではなく、このような管状のワークＷを製造するときの精度上の問題などから、図１２に示すように、ワークＷの軸線が湾曲したものもある。

ところが、ワークＷの内部に各保持具１０１，１０２の先端部がそれぞれ挿入され、ワークＷの内周面と端面との交差部が保持具１０１，１０２のテーパ部分により保持されることで、ワークＷが主軸及び心押軸により支持されるように構成された上記従来の旋盤では、軸線が湾曲したワークＷを前記各保持具１０１，１０２により保持すると、ワークＷは、その軸線がまっすぐとなるように弾性変形する。このため、ワークＷが弾性変形した状態で外周面を加工することとなり、加工完了後、各保持具１０１，１０２によるワークＷの保持を解除すると、ワークＷが弾性変形前の湾曲した形状に戻ることから、真直度，真円度及び円筒度といった加工精度の点において、要求される品質を満足させることができない。

尚、上記のような保持具１０１，１０２に代え、例えば、図１３に示すように、第１チャック１０３によりワークＷの一方端側外周面を、第２チャック１０４によりワークＷの他方端側内周面を保持することも可能であるが、軸線が湾曲したワークＷの場合には、第２チャック１０４の爪１０４ａの径方向における移動量が同じであることから、第２チャック１０４の一部の爪１０４ａがワークＷの内周面に当接せずに隙間を生じてワークＷを保持させることができないという問題を生じ、また、ワークＷを無理に保持すると、ワークＷが歪んだり、上記と同様にワークＷが弾性変形するという問題などを生じる。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、軸線が湾曲したワークであっても、ワークを変形させることなく保持してワークの外周面を高精度に加工することができる旋盤の提供をその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、
軸線中心に回転自在に設けられ、円管状をしたワークの一方端側を保持する主軸と、前記主軸をその軸線中心に回転させる回転駆動機構と、前記主軸の軸線方向に間隔を隔ててこの主軸と対向するように設けられ、前記ワークの他方端側を保持する保持機構とを備え、前記ワークの外周面を加工するように構成された旋盤であって、
前記保持機構は、
前記主軸の軸線と同軸となるように予め設定された回転中心軸回りに回転自在に設けられ、少なくとも先端部が前記ワークの他方端側内部に挿入可能に構成される挿入部材と、
前記挿入部材を前記回転中心軸回りに回転自在に支持する支持部材と、
前記挿入部材の先端部外周にその周方向に予め設定された間隔で設けられ、外方に向けて突出して前記ワークの内周面と当接可能に構成された複数の当接部材と、
前記各当接部材を駆動し、これら各当接部材を突出させて前記ワークの内周面に当接させる駆動機構とを備えてなり、
前記各当接部材は、前記ワークの内周面に当接したときの突出量がそれぞれ異なった状態で突出可能に構成されてなることを特徴とする旋盤に係る。

この発明によれば、主軸によりワークの一方端側を、保持機構によりワークの他方端側を保持させることで、ワークが主軸及び保持機構により保持される。ワークの他方端側を保持機構により保持させるに当たっては、まず、ワークと挿入部材とを相対移動させて両者を接近させ、挿入部材の先端部をワークの他方端側内部に挿入した後、駆動機構により各当接部材を駆動して突出させ、ワークの内周面に当接させる。

この後、回転駆動機構により主軸を軸線中心に回転させてワークを回転させ、当該ワークの外周面を加工する。このとき、挿入部材が支持部材によって回転中心軸回りに回転自在に支持されていることから、ワークが回転すると、当該ワークとともに挿入部材が回転する。

このように、本発明に係る旋盤では、ワークの内周面に当接したときの突出量がそれぞれ異なるように放射状に突出可能となった各当接部材によりワークの内周面を保持するようにしたので、ワークの軸線が湾曲しており、ワークの内周面と挿入部材の外周面との間の間隔が一定でないような場合であっても、ワークと挿入部材との間の間隔に応じて各当接部材の突出量が変化することで、突出した当接部材により、ワークを変形させることなくワークの内周面を保持することができる。これにより、軸線が湾曲したワークであっても高精度に加工することができ、例えば、真直度，真円度及び円筒度などの点において、要求される品質を十分に満足させることができる。

尚、前記各当接部材は、その突出方向の先端部に、前記ワークの内周面に当接する当接部が形成されるとともに、後端部にピストン部が形成され、前記挿入部材は、その先端部に、前記各当接部材のピストン部が前記突出方向及びこれと逆方向に移動自在にそれぞれ嵌挿される複数のシリンダ穴と、前記各シリンダ穴同士を前記ピストン部の後端側において連通させる内部空間とを備え、前記駆動機構は、前記挿入部材の内部空間に圧油を供給して前記ピストン部を前記突出方向に移動させ、前記当接部を前記ワークの内周面に当接させるように構成されていても良い。

このようにすれば、駆動機構により挿入部材の内部空間に圧油が供給されると、供給された圧油は、各シリンダ穴内に流入して各当接部材のピストン部の後端側を押圧し、これにより、各当接部材が外方に向けて突出する。各当接部材は、当接部がワークの内周面に当接するまで突出し、当接部がワークの内周面に当接した後は、ピストン部が圧油により押圧される力でワークの内周面に当接することとなる。一方、駆動機構による圧油の供給が停止されると、ピストン部の後端側が押圧されなくなり、各当接部材は、外力によって簡単に引っ込ませることが可能な状態となる。このように、油圧によって各当接部材を突出させれば、簡単に各当接部材の突出量をそれぞれ制御することができる。

また、前記各当接部材は、その突出方向の先端部に、前記ワークの内周面に当接する当接部が形成されるとともに、後端部にピストン部が形成され、前記挿入部材は、その先端部に、前記各当接部材のピストン部が前記突出方向及びこれと逆方向に移動自在にそれぞれ嵌挿される複数のシリンダ穴と、前記各シリンダ穴同士を前記ピストン部の後端側において連通させる内部空間とを備え、前記駆動機構は、前記当接部材の配置位置よりも前記挿入部材の後端部側における前記内部空間に前記回転中心軸と平行な方向に移動自在に嵌挿される第１ピストンと、第１ピストンの後端側と挿入部材との間に配設され、この第１ピストンを前記挿入部材の先端部側に向けて付勢する第１ばね体と、前記各当接部材のピストン部，各シリンダ穴，内部空間及び第１ピストンによって閉塞された空間内に充填される作動油と、前記第１ピストンを第１ばね体の付勢力に抗して前記挿入部材の後端部側に向けて移動させる付勢解除機構とを備え、前記第１ばね体により前記第１ピストンが前記挿入部材の先端部側に向けて移動したときに前記作動油の圧力が高くなり、前記付勢解除機構により前記第１ピストンが前記挿入部材の後端部側に向けて移動したときに前記作動油の圧力が低くなるように構成されていても良い。

このようにすれば、第１ピストンが第１ばね体により付勢されて挿入部材の先端部側に移動すると、作動油の圧力が高くなるとともに、この作動油により各当接部材のピストン部の後端側が押圧され、これにより、各当接部材が外方に向けて突出する。各当接部材は、当接部がワークの内周面に当接するまで突出し、当接部がワークの内周面に当接した後は、ピストン部が作動油により押圧される力でワークの内周面に当接する。一方、第１ピストンが付勢解除機構により第１ばね体の付勢力に抗して挿入部材の後端部側に移動すると、作動油の圧力が低くなってピストン部の後端側が押圧される力が低くなり、各当接部材は、外力によって簡単に引っ込ませることが可能な状態となる。このようにしても、上記と同様、簡単に各当接部材の突出量をそれぞれ制御することができる。

この場合において、前記第１ピストンの内部には、圧力調整空間が形成され、前記付勢解除機構は、前記圧力調整空間に前記回転中心軸と平行な方向に移動自在に嵌挿される第２ピストンと、前記第２ピストンの先端側と第１ピストンとの間に配設され、この第２ピストンを前記第１ピストンの後端側に向けて付勢する第２ばね体とを備え、前記圧力調整空間は、前記第２ピストンの先端側が前記作動油の充填された前記閉塞空間と連通し、前記第２ピストンの後端側が外部空間と連通するように形成されていても良い。

第１ピストンが付勢解除機構により第１ばね体の付勢力に抗して挿入部材の後端部側に移動すると、閉塞空間内の作動油の圧力が低くなるが、大気圧よりも低くなった場合には、当接部材のピストン部とシリンダ穴との隙間から閉塞空間内に空気が流入する恐れがある。そこで、上記のようにすれば、第１ピストンが第１ばね体により付勢されて挿入部材の先端部側に移動するときには、第２ピストンは、その先端側が作動油により押圧されるとともに第２ばね体により付勢されることによって圧力調整空間内の第１ピストンの後端側に位置せしめられるが、第１ピストンが付勢解除機構により第１ばね体の付勢力に抗して挿入部材の後端部側に移動するときには、第２ピストンは、作動油の圧力低下に応じ、後端側が空気により押圧され第２ばね体の付勢力に抗して圧力調整空間内を第１ピストンの先端側に移動し、その結果、閉塞空間内の作動油の圧力が戻る。これにより、作動油の圧力が負圧となるのを防止して、上記のような不都合が生じるのを効果的に防止することができる。

また、前記各当接部材は、その突出方向の先端面に溝が前記回転中心軸と直交する平面と平行にそれぞれ形成され、前記保持機構は、環状又はＣ字状に形成された弾性体からなり、軸線が前記回転中心軸と平行に設けられ、前記各当接部材の溝と係合する戻し部材を更に備え、前記戻し部材は、弾性変形することによって前記各当接部材の突出を許容するとともに、形状回復作用によって前記各当接部材を引っ込めるように構成されていても良い。

このようにすれば、駆動機構により突出させた各当接部材を戻し部材によって簡単に引っ込めることができ、ワークの他方端側内部に挿入した挿入部材の先端部をワークから抜き出す際に好都合である。

以上のように、本発明に係る旋盤によれば、軸線が湾曲したワークであっても、ワークを弾性変形させることなく保持してワークの外周面を高精度に加工することができ、例えば、真直度，真円度及び円筒度などを高精度なものとすることができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る旋盤の概略構成を示した正面図である。また、図２は、本実施形態に係る保持機構の概略構成を示した断面図であり、図３は、図２における矢示Ａ−Ａ方向の断面図であり、図４は、図２における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。

図１乃至図４に示すように、本例の旋盤１は、円管状をしたワークＷの外周面を加工するように構成されるもので、ベッド１１と、ベッド１１上に固設される主軸台１２と、軸線が水平となるように且つ軸線中心に回転自在となるように主軸台１２によって支持され、前記ワークＷの一方端側を保持する主軸１３と、主軸１３をその軸線中心に回転させる回転駆動機構（図示せず）と、ベッド１１上に主軸台１２と対向して配置されるとともに、主軸１３の軸線方向に移動自在に設けられ、前記ワークＷの他方端側を保持する保持機構２０と、主軸１３の軸線方向及びこれと直交する方向に移動自在にベッド１１上に配設され、工具Ｔを保持する刃物台１５と、保持機構２０を前記方向に移動させる第１送り機構（図示せず）と、刃物台１５を前記各方向に移動させる第２送り機構（図示せず）と、前記保持機構２０，回転駆動機構，第１送り機構及び第２送り機構の作動を制御する制御装置（図示せず）などを備える。

前記主軸１３は、内部が中空となった円筒状に形成され、両端部が主軸台１２から突き出るように設けられる。また、主軸１３の両端部には、複数の把持爪１４ａを備え、これらの把持爪１４ａによってワークＷの一方端側外周面を把持するチャック１４がそれぞれ取り付けられる。尚、このように、２つのチャック１４によってワークＷの一方端側を把持するようにしているのは、長尺のワークＷを水平に支持するためである。

前記保持機構２０は、主軸１３の軸線方向に間隔を隔ててこの主軸１３と対向するように配置され、主軸１３と対向する側の一部分（先端部）がワークＷの他方端側内部に挿入可能に構成される挿入部材２１と、挿入部材２１の先端部外周に設けられ、外方に向けて突出してワークＷの内周面と当接可能に構成された複数の当接部材２３と、径方向に拡縮自在となるように構成されたＣ字状の弾性体からなり、各当接部材２３と係合して、外方に向けて突出した各当接部材２３を引っ込めるための戻し部材２４と、主軸１３の軸線と同軸に配置され、軸中心に回転自在に設けられる回転軸２５と、挿入部材２１の後端部と回転軸２５とを連結する第１連結部材２６及び第２連結部材２７と、軸受２８ａを介して回転軸２５を軸中心に回転自在に支持する支持部材２８と、主軸１３の軸線方向に移動自在にベッド１１上に配設され、支持部材２８を支持する送り台２９と、各当接部材２３を駆動し、これら各当接部材２３を突出させてワークＷの内周面に当接させる駆動機構３０とからなる。

前記挿入部材２１は、内部が中空の筒状に形成され、先端開口部は封止部材２２によって封止されている。また、挿入部材２１は、その先端部側の横断面形状が正六角形であり、中央部側から後端部側にかけての横断面形状が円形となっており、正六角形の外心と主軸１３の軸線とが、円形の中心と主軸１３の軸線とがそれぞれ一致するように形成されている。また、挿入部材２１は、その先端部外周の平面部分に、内周面から外周面に貫通する複数のシリンダ穴２１ａを備えており、このシリンダ穴２１ａは、前記外心を中心とした配設角度が等間隔となるように形成されている。尚、前記正六角形の外心及び円形の中心は、挿入部材２１が回転するときの回転中心軸となる。

前記各当接部材２３は、前記外心と直交する方向に放射状に突出するようにそれぞれ構成されており、ワークＷの内周面に当接する当接部２３ａを前記突出方向の先端部に、前記シリンダ穴２１ａ内に前記突出方向及びこれと逆方向に移動自在に嵌挿されるピストン部２３ｃを前記突出方向の後端部に備える。また、前記当接部２３ａの先端面には、前記外心と直交する平面と長手方向が平行なスリット状の溝２３ｂが形成される。また、当接部材２３は、挿入部材２１の周方向に等間隔で複数（本例では３つ）配置されるとともに、前記外心に沿った方向の複数位置（本例では２ヶ所）において配置される。

尚、各当接部材２３は、そのピストン部２３ｃの後端面が同じ面積となるようにそれぞれ形成されている。また、当接部材２３は、前記外心に沿った方向のどの位置に配置されるかによって、設けられる平面（前記正六角形を構成する平面）が異なるようになっている。また、本例において、当接部材２３は、前記当接部２３ａなどからなる第１部材と、前記ピストン部２３ｃからなる第２部材との２つの部材から構成されている。

前記戻し部材２４は、その軸線が前記外心と同軸に設けられて各当接部材２３の当接部２３ａの溝２３ｂと係合するように設けられており、弾性変形することによって各当接部材２３の突出を許容するとともに、形状回復作用によって各当接部材２３を引っ込めるように構成される。

前記第１連結部材２６は、内部が中空となった円筒状に形成され、一方端部が挿入部材２１の後端部に接続している。前記第２連結部材２７は、環状且つ平板状に形成され、一方端面が第１連結部材２６の他方端部に接続し、他方端面が回転軸２５の先端面に接続している。尚、第１連結部材２６及び第２連結部材２７は、回転軸２５と同軸に配置されている。

前記駆動機構３０は、各当接部材２３の配置位置よりも挿入部材２１の後端部側における挿入部材２１の内部空間に主軸１３の軸線方向に移動自在に嵌挿される第１ピストン３１と、第１ピストン３１を挿入部材２１の先端部側に向けて付勢する第１ばね体３２と、各当接部材２３のピストン部２３ｃ，各シリンダ穴２１ａ，挿入部材２１の中空部及び第１ピストン３１によって閉塞された空間３３内に充填される作動油（図示せず）と、第１ピストン３１を第１ばね体３２の付勢力に抗して挿入部材２１の後端部側に向けて移動させる付勢解除機構３４とを備える。

前記第１ピストン３１は、その先端側（挿入部材２１の先端部側）の内部に形成された圧力調整空間３１ａと、先端面と圧力調整空間３１ａとに開口した第１連通孔３１ｂと、外周面と圧力調整空間３１ａとに開口した第２連通孔３１ｃと、中央部に形成された鍔部３１ｄと、後端部に形成された係合部３１ｅとを備える。前記第１ばね体３２は、前記鍔部３１ｄと、挿入部材２１の後端部に形成された環状部３２ａとの間に配設される。

前記付勢解除機構３４は、第１ピストン３１の係合部３１ｅと係合可能な係合部３５ａを先端部に有し、主軸１３の軸線方向に移動自在に配設される係合ロッド３５と、係合ロッド３５を前記方向に移動させる係合ロッド駆動機構（図示せず）と、第１ピストン３１の圧力調整空間３１ａに第１ピストン３１の移動方向と同方向に移動自在に嵌挿される第２ピストン３６と、第１ピストン３１の圧力調整空間３１ａに配置され、第２ピストン３６を第１ピストン３１の後端側に向けて付勢する第２ばね体３７とを備える。

前記第２ピストン３６は、圧力調整空間３１ａ内を、前記各連通孔３１ｂ，３１ｃを封止しない範囲で移動するように構成されており、第２ピストン３６の先端側（挿入部材２１の先端部側）と圧力調整空間３１ａとの間には、閉塞空間３３内の作動油が第１連通孔３１ｂから流入し、第２ピストン３６の後端側と圧力調整空間３１ａとの間には、第２連通孔３１ｃから空気が流入するようになっている。前記第２ばね体３７は、第２ピストン３６の先端側と第１ピストン３１との間に配設される。

尚、前記挿入部材２１の先端部には、当接部材２３が突出していないときの当接部材２３と同程度又はこれよりも大きく外側に出っ張るように且つ先細のテーパ状となるように外周面が形成された保護部材４０が取り付けられており、このような保護部材４０が設けられることで、軸線が湾曲したワークＷの内部に挿入部材２１が挿入される際に、当接部材２３がワークＷと接触して損傷するのが効果的に防止される。

また、挿入部材２１には、外周面と前記閉塞空間３３とに開口した複数のねじ穴２１ｂが形成されており、各ねじ穴２１ｂには圧力調整ボルト４１がそれぞれ螺合されている。この圧力調整ボルト４１のねじ込み量が調整されて前記閉塞空間３３の容積が調整されることで、この閉塞空間３３内に充填された作動油の圧力が調整される。

また、挿入部材２１の外周面には、当接部材２３のピストン部２３ｃに当接して、当接部材２３が突出方向に移動するのを規制する板状のストッパ４２が取り付けられている。また、前記第１送り機構は、前記送り台２９を前記方向に移動させ、前記制御装置は、前記付勢解除機構３４の係合ロッド駆動機構の作動を制御する。

以上のように構成された本例の旋盤１によれば、例えば、以下に説明するようにしてワークＷの外周面を加工することができる。まず、ワークＷの一方端側を各チャック１４の把持爪１４ａにより把持させた後、第１送り機構により送り台２９を主軸台１２に接近する方向に移動させ、挿入部材２１の先端部をワークＷの他方端側内部に挿入する。これにより、挿入部材２１の外周面とワークＷの内周面とが間隔を隔てた状態となる。

この後、係合ロッド駆動機構により係合ロッド３５を挿入部材２１に接近する方向に移動させる。これにより、第１ピストン３１が第１ばね体３２により付勢されて挿入部材２１の先端部側に移動し、閉塞空間３３内の作動油の圧力が高くなるとともに、この作動油により各当接部材２３のピストン部２３ｃの後端側が押圧され、各当接部材２３は、戻し部材２４を弾性変形させて拡径させつつ外方に向けて突出する。各当接部材２３は、当接部２３ａがワークＷの内周面に当接するまで突出し、当接部２３ａがワークＷの内周面に当接した後は、ピストン部２３ｃが作動油により押圧される力でワークＷの内周面に当接する。

尚、ワークＷの軸線が湾曲していない場合には、図２乃至図４に示すように、各当接部材２３の突出量は同じとなるが、ワークＷの軸線が湾曲している場合には、図５乃至図７に示すように、ワークＷと挿入部材２１との間の間隔に応じて各当接部材２３の突出量が異なった状態となる。尚、図５は、本実施形態に係る保持機構の概略構成を示した断面図であって、軸線が湾曲したワークを保持するときの状態を示した図であり、図６は、図５における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図であり、図７は、図５における矢示Ｄ−Ｄ方向の断面図である。

また、このとき、第２ピストン３６は、その先端側が圧力調整空間３１ａ内の作動油によって押圧されるとともに第２ばね体３７により付勢されることによって圧力調整空間３１ａ内の第１ピストン３１の後端側に位置せしめられている。

このようにして、主軸１３（チャック１４）によりワークの一方端側外周面を、保持機構２０によりワークＷの他方端側内周面を保持させると、回転駆動機構により主軸１３を軸線中心に回転させてワークＷを回転させるとともに、第２送り機構により刃物台１５を主軸１３の軸線方向などに移動させて当該ワークＷの外周面を加工する。このとき、ワークＷの回転によって、当該ワークＷとともに挿入部材２１，第１連結部材２６，第２連結部材２７及び回転軸２５が軸中心に回転している。

そして、ワークＷの加工が終了すると、係合ロッド駆動機構により係合ロッド３５を挿入部材２１から離れる方向に移動させ、係合部３５ａと係合部３１ｅとの係合関係により第１ピストン３１を第１ばね体３２の付勢力に抗して挿入部材２１の後端部側に移動させる。これにより、閉塞空間３３及び圧力調整空間３１ａ内の作動油の圧力が低くなってピストン部２３ｃの後端側が押圧される力が低くなり、各当接部材２３は、戻し部材２４の形状回復作用によって引っ込められる。

尚、このときの状態を図８乃至図１０に示す。図８は、本実施形態に係る保持機構の概略構成を示した断面図であって、各当接部材が引っ込んだときの状態を示した図であり、図９は、図８における矢示Ｅ−Ｅ方向の断面図であり、図１０は、図８における矢示Ｆ−Ｆ方向の断面図である。

また、このとき、第２ピストン３６は、その後端側が空気により押圧されていることから、閉塞空間３３及び圧力調整空間３１ａ内の作動油の圧力低下に応じ、第２ばね体３７の付勢力に抗して圧力調整空間３１ａ内を第１ピストン３１の先端側に移動し、これにより、閉塞空間３３及び圧力調整空間３１ａ内の作動油の圧力が戻り、大気圧よりも低下するのが防止される。

この後、第１送り機構により送り台２９を主軸台１２から離れる方向に移動させ、挿入部材２１の先端部をワークＷの他方端側内部から抜き出した後、各チャック１４によるワークＷの一方端側外周面の保持を解除する。これにより、外周面加工後のワークＷが得られる。

このように、本例の旋盤１では、ワークＷの内周面に当接したときの突出量がそれぞれ異なるように放射状に突出可能となった各当接部材２３によりワークＷの内周面を保持するようにしたので、ワークＷの軸線が湾曲しており、ワークＷの内周面と挿入部材２１の外周面との間の間隔が一定でないような場合であっても、ワークＷと挿入部材２１との間の間隔に応じて各当接部材２３の突出量が変化することで、突出した当接部材２３により、ワークＷを変形させることなくワークＷの内周面を保持することができる。これにより、軸線が湾曲したワークＷであっても、ワークＷを弾性変形させることなく保持してワークＷの外周面を高精度に加工することができ、例えば、真直度，真円度及び円筒度などを高精度なものとすることができる。

また、油圧によって各当接部材２３を突出させるようにしたので、各当接部材２３の当接力が同じままで各当接部材２３の突出量を簡単に異ならせることができる。

また、閉塞空間３３及び圧力調整空間３１ａ内の作動油の圧力低下に応じ、第２ピストン３６を第２ばね体３７の付勢力に抗して圧力調整空間３１ａ内を第１ピストン３１の先端側に移動させ、閉塞空間３３及び圧力調整空間３１ａ内の作動油の圧力が大気圧よりも低下するのを防止するようにしたので、閉塞空間３３内が負圧となって、各当接部材２３のピストン部２３ｃとシリンダ穴２１ａとの隙間から閉塞空間３３内に空気が流入するといった不都合が生じるのを効果的に防止することができる。

また、各当接部材２３の溝２３ｂ内に戻し部材２４を係合させるようにしたので、突出させた各当接部材２３を戻し部材２４によって簡単に引っ込めることができ、ワークＷの他方端側内部に挿入した挿入部材２１の先端部をワークＷから抜き出す際に好都合である。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

上例では、第１ピストン３１を移動させることによって閉塞空間３３内の作動油の圧力を高めたり、低くして、各当接部材２３を突出させたり、引っ込めるように構成したが、これに限られるものではない。例えば、前記駆動機構３０を、挿入部材２１の中空部内に圧油を供給する圧油供給機構から構成し、この圧油供給機構の作動を制御することによって、挿入部材２１の中空部内に圧油を供給したときに各当接部材２３を突出させ、挿入部材２１の中空部内への圧油の供給を停止したときに各当接部材２３を引っ込めるように構成しても良い。

また、当接部材２３の、ワークＷとの当接面は、本例のように平面状に形成するのではなく、半球状に形成するようにしても良い。また、挿入部材２１の先端部の横断面形状は、正六角形に限られるものではなく、正六角形以外の多角形や円形とすることもできる。また、挿入部材２１の回転中心は、必ずしも、多角形の外心や円形の中心に設定されていなくても良い。また、戻し部材２４は、Ｃ字状ではなく、環状に形成されていても良い。また、保持機構２０側にも回転駆動機構を設け、主軸１３側の回転駆動機構と、保持機構２０側の回転駆動機構とによってワークＷを回転させるようにしても良い。また、上例では、主軸１３の両端部にチャック１４をそれぞれ設け、この２つのチャック１４によりワークＷの一方端側を把持するようにしたが、主軸１３の保持機構２０側にのみチャック１３を設けるようにし、この１つのチャック１４によりワークＷの一方端側を把持するようにしても良い。

本発明の一実施形態に係る旋盤の概略構成を示した正面図である。 本実施形態に係る保持機構の概略構成を示した断面図である。 図２における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。 図２における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。 本実施形態に係る保持機構の概略構成を示した断面図であって、軸線が湾曲したワークを保持するときの状態を示した図である。 図５における矢示Ｃ−Ｃ方向の断面図である。 図５における矢示Ｄ−Ｄ方向の断面図である。 本実施形態に係る保持機構の概略構成を示した断面図であって、各当接部材が引っ込んだときの状態を示した図である。 図８における矢示Ｅ−Ｅ方向の断面図である。 図８における矢示Ｆ−Ｆ方向の断面図である。 従来例に係るワーク保持構造を説明するための説明図である。 従来例に係るワーク保持構造を説明するための説明図である。 従来例に係るワーク保持構造を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 旋盤
１１ ベッド
１２ 主軸台
１３ 主軸
１４ チャック
１５ 刃物台
２０ 保持機構
２１ 挿入部材
２３ 当接部材
２４ 戻し部材
２５ 回転軸
２６ 第１連結部材
２７ 第２連結部材
２８ 支持部材
２９ 送り台
３０ 駆動機構
３１ 第１ピストン
３２ 第１ばね体
３３ 閉塞空間
３４ 付勢解除機構
３５ 係合ロッド
３６ 第２ピストン
３７ 第２ばね体

Claims (5)

1. 軸線中心に回転自在に設けられ、円管状をしたワークの一方端側を保持する主軸と、前記主軸をその軸線中心に回転させる回転駆動機構と、前記主軸の軸線方向に間隔を隔ててこの主軸と対向するように設けられ、前記ワークの他方端側を保持する保持機構とを備え、前記ワークの外周面を加工するように構成された旋盤であって、
   前記保持機構は、
   前記主軸の軸線と同軸となるように予め設定された回転中心軸回りに回転自在に設けられ、少なくとも先端部が前記ワークの他方端側内部に挿入可能に構成される挿入部材と、
   前記挿入部材を前記回転中心軸回りに回転自在に支持する支持部材と、
   前記挿入部材の先端部外周にその周方向に予め設定された間隔で設けられ、外方に向けて突出して前記ワークの内周面と当接可能に構成された複数の当接部材と、
   前記各当接部材を駆動し、これら各当接部材を突出させて前記ワークの内周面に当接させる駆動機構とを備えてなり、
   前記各当接部材は、前記ワークの内周面に当接したときの突出量がそれぞれ異なった状態で突出可能に構成されてなることを特徴とする旋盤。
2. 前記各当接部材は、その突出方向の先端部に、前記ワークの内周面に当接する当接部が形成されるとともに、後端部にピストン部が形成され、
   前記挿入部材は、その先端部に、前記各当接部材のピストン部が前記突出方向及びこれと逆方向に移動自在にそれぞれ嵌挿される複数のシリンダ穴と、前記各シリンダ穴同士を前記ピストン部の後端側において連通させる内部空間とを備え、
   前記駆動機構は、前記挿入部材の内部空間に圧油を供給して前記ピストン部を前記突出方向に移動させ、前記当接部を前記ワークの内周面に当接させるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の旋盤。
3. 前記各当接部材は、その突出方向の先端部に、前記ワークの内周面に当接する当接部が形成されるとともに、後端部にピストン部が形成され、
   前記挿入部材は、その先端部に、前記各当接部材のピストン部が前記突出方向及びこれと逆方向に移動自在にそれぞれ嵌挿される複数のシリンダ穴と、前記各シリンダ穴同士を前記ピストン部の後端側において連通させる内部空間とを備え、
   前記駆動機構は、前記当接部材の配置位置よりも前記挿入部材の後端部側における前記内部空間に前記回転中心軸と平行な方向に移動自在に嵌挿される第１ピストンと、第１ピストンの後端側と挿入部材との間に配設され、この第１ピストンを前記挿入部材の先端部側に向けて付勢する第１ばね体と、前記各当接部材のピストン部，各シリンダ穴，内部空間及び第１ピストンによって閉塞された空間内に充填される作動油と、前記第１ピストンを第１ばね体の付勢力に抗して前記挿入部材の後端部側に向けて移動させる付勢解除機構とを備え、前記第１ばね体により前記第１ピストンが前記挿入部材の先端部側に向けて移動したときに前記作動油の圧力が高くなり、前記付勢解除機構により前記第１ピストンが前記挿入部材の後端部側に向けて移動したときに前記作動油の圧力が低くなるように構成されてなることを特徴とする請求項１記載の旋盤。
4. 前記第１ピストンの内部には、圧力調整空間が形成され、
   前記付勢解除機構は、前記圧力調整空間に前記回転中心軸と平行な方向に移動自在に嵌挿される第２ピストンと、前記第２ピストンの先端側と第１ピストンとの間に配設され、この第２ピストンを前記第１ピストンの後端側に向けて付勢する第２ばね体とを備え、
   前記圧力調整空間は、前記第２ピストンの先端側が前記作動油の充填された前記閉塞空間と連通し、前記第２ピストンの後端側が外部空間と連通するように形成されてなることを特徴とする請求項３記載の旋盤。
5. 前記各当接部材は、その突出方向の先端面に溝が前記回転中心軸と直交する平面と平行にそれぞれ形成され、
   前記保持機構は、環状又はＣ字状に形成された弾性体からなり、軸線が前記回転中心軸と平行に設けられ、前記各当接部材の溝とそれぞれ係合する戻し部材を更に備え、
   前記戻し部材は、弾性変形することによって前記各当接部材の突出を許容するとともに、形状回復作用によって前記各当接部材を引っ込めるように構成されてなることを特徴とする請求項１乃至４記載のいずれかの旋盤。

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