ガイドブッシュ装置および旋盤
【課題】簡単な構造により低コスト化を図り易いうえ、素材の把持と主軸との同期回転とを一動作で行うことができるとともに、素材をより安定的に把持すること。
【解決手段】スリーブ２２に固定された第１連結筒体２４と、金属線材７（素材）を把持可能なダイヤフラムチャック３０と、一方側および他方側に移動可能とされたピストン部材４０と、を備え、ダイヤフラムチャック３０は、弾性復元変形してピストン部材４０を他方側に移動させるダイヤフラム部３２と、ダイヤフラム部３２の弾性変形に伴って金属線材７を把持するチャック部３５と、を備え、ピストン部材４０は、第１連結筒体２４に連結される第２連結筒体４４を備え、第１連結筒体２４は、第２連結筒体４４との連結時に主軸１２に外嵌されることを特徴としている。
【解決手段】スリーブ２２に固定された第１連結筒体２４と、金属線材７（素材）を把持可能なダイヤフラムチャック３０と、一方側および他方側に移動可能とされたピストン部材４０と、を備え、ダイヤフラムチャック３０は、弾性復元変形してピストン部材４０を他方側に移動させるダイヤフラム部３２と、ダイヤフラム部３２の弾性変形に伴って金属線材７を把持するチャック部３５と、を備え、ピストン部材４０は、第１連結筒体２４に連結される第２連結筒体４４を備え、第１連結筒体２４は、第２連結筒体４４との連結時に主軸１２に外嵌されることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガイドブッシュ装置およびこのガイドブッシュ装置を備えた旋盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガイドブッシュ装置を備えた旋盤において、主軸の前方に配置されたガイドブッシュ装置を回転可能とし、主軸とガイドブッシュ装置とを同期させて回転させるようにした自動旋盤が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤は、主軸台の前進によって主軸をガイドブッシュ装置に係合させ、該主軸の回転をガイドブッシュ装置に伝達する駆動力伝達手段と、ガイドブッシュ装置のガイドブッシュ体を開閉させて素材を把持させる把持手段と、を備えている。
【０００４】
具体的な駆動力伝達手段の構成としては、主軸の前端に設けられたキャップナットの先端のクラッチ部が、ガイドブッシュスリーブの後端のクラッチ部と係脱可能とされている。そのため、主軸に前進によって上記両クラッチ部が係合し、主軸の回転力がガイドブッシュスリーブ側に伝達され、ガイドブッシュスリーブおよびこれに内嵌されたガイドブッシュ体が主軸と同期回転するように構成されている。
【０００５】
また、具体的な把持手段の構成としては、上記両クラッチ部の係合時に、キャップナットによって揺動させられるレバー部がガイドブッシュスリーブに設けられ、このレバー部を揺動させることでガイドブッシュ体を径方向内側に変位させて素材を把持させる構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のガイドブッシュ装置では、把持手段と駆動力伝達手段とがそれぞれ別の機構により構成されているので、ガイドブッシュ装置全体の構造が複雑化し易いうえ、部品点数も多く高コストになり易い。しかも、素材を把持するためには、レバー部を他部品との位置関係を考慮しながら高精度に組み付ける必要があるので、この点においても構成が複雑化し易く高コストに繋がり易かった。
【０００８】
そこで本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、簡単な構造により低コスト化を図り易いうえ、素材の把持と主軸との同期回転とを一動作で行うことができるとともに、素材をより安定的に把持し易いガイドブッシュ装置およびこのガイドブッシュ装置を用いた旋盤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明のガイドブッシュ装置は、棒状の素材を把持して回転する主軸の一方側に配設され、前記素材の回転をガイドするガイドブッシュ装置であって、前記主軸の前記一方側に該主軸と同軸上に配設された状態で軸支され、前記主軸よりも外方に延在すると共に前記素材を挿通させる筒状のスリーブと、該スリーブの他方側と前記主軸との間に配設され、該スリーブに固定された第１連結筒体と、前記スリーブの一方側に前記主軸と同軸上に配設された状態で固定され、前記素材を把持可能なダイヤフラムチャックと、前記素材を挿通させた状態で前記スリーブ内に配設されると共に、前記素材の軸方向に沿って前記スリーブの前記一方側および前記他方側に移動可能とされた筒状のピストン部材と、を備え、前記ダイヤフラムチャックは、前記素材の前記軸方向に弾性変形可能とされると共に該素材を挿通させる挿通孔が形成され、弾性復元力により前記スリーブ側に弾性復元変形して前記ピストン部材を前記他方側に移動させるダイヤフラム部と、前記素材を径方向外側から囲繞した状態で前記ダイヤフラム部に取り付けられると共に、該ダイヤフラム部の前記弾性変形に伴って前記素材の径方向に移動可能とされ、前記弾性復元変形時に径方向内側に移動させられて前記素材を把持するチャック部と、を備え、前記ピストン部材は、前記ダイヤフラム部によって前記他方側に移動させられると共に、前記一方側に移動させられた時に前記ダイヤフラム部を前記スリーブから離間する方向に弾性変形させるピストン本体筒と、該ピストン本体筒の他方側に固定され、該ピストン本体筒が他方側に移動させられた時に、前記第１連結筒体に連結される第２連結筒体と、を備え、前記第１連結筒体は、前記第２連結筒体との連結時に前記主軸に外嵌されることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、ダイヤフラム部の弾性復元変形によって、チャック部を径方向内側に移動させることができ、素材を把持することができる。またこれと同時に、ピストン部材をスリーブの他方側に移動させることで第１連結筒体と第２連結筒体とを連結させることができ、第１連結筒体を主軸に外嵌させることができる。したがって、主軸の回転力をピストン部材、スリーブおよびダイヤフラムチャックに同じタイミングで伝達させることができ、これらを主軸と同期回転させることができる。つまり、ダイヤフラム部を弾性復元変形させるという一動作で、素材の把持と主軸との回転同期とを同時に行うことができ、回転する素材に極力余計な負荷をかけることなく把持することができる。
特にダイヤフラム部の弾性復元変形によって、素材を径方向外側から囲繞しているチャック部を径方向内側に瞬時に移動させて、素材を略全周にわたって均等な力で把持できるので、素材を安定的に把持してその回転をガイドし易い。そのため、素材の加工精度の向上化に繋げることができる。
また、上記したようにダイヤフラム部を弾性復元変形させるという一動作で、素材の把持と主軸との回転同期とを同時に行うことができるので、部品点数を削減し易いうえ、構成の簡略化を図り易く、これにより低コスト化を図ることができる。
【００１１】
また、前記第１連結筒体は、外周面が一方側から他方側に向かうにしたがって漸次拡径する第１テーパ面とされたコレットチャックとされ、前記第２連結筒体は、内周面が前記第１テーパ面に対応して、一方側から他方側に向かうにしたがって漸次拡径する第２テーパ面とされていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、ピストン本体筒の他方側への移動に伴って、第１連結筒体の第１テーパ面と第２連結筒体の第２テーパ面とを互いに圧接させることができると同時に、第１連結筒体を径方向内側に変位させて主軸に外嵌させることができる。このように、主軸とダイヤフラムチャックとを簡単な構造により確実に連結させ、主軸とダイヤフラムチャックとを同期回転させることができる。また、第１連結筒体の第１テーパ面と第２連結筒体の第２テーパ面とを単に圧接させてピストン部材と主軸とを連結しているので、ピストン部材と主軸との間で摩擦熱や異音等が発生しにくい。したがって、例えばタイミングプーリとタイミングベルトとを用いた従来技術よりも損失が少なく、回転効率に優れたガイドブッシュ装置とすることができる。
【００１３】
また、前記ピストン部材を前記スリーブの前記一方側に移動させ、前記ダイヤフラム部を前記スリーブから離間する方向に弾性変形させる移動機構を備えていることを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、ピストン部材を一方側に移動させると、ダイヤフラム部がスリーブから離間する方向に弾性変形させられるので、チャック部を素材の径方向外側に移動させることができ、素材を開放することができる。また、これと同時に、第１連結筒体と第２連結筒体とを切り離して両者の連結を解除できるので、主軸からピストン部材への回転力の伝達を切断できる。つまり、移動機構によりピストン部材を一方側に移動させるという一動作で、素材の開放と主軸とピストン部材との切り離しとを同時に行うことができる。また、チャック部の上記移動により、素材とチャック部との間に所定の隙間を形成できるので、ダイヤフラムチャックを素材の回転振れ止めガイドとして機能させることができ、素材の加工精度の向上化に繋げることができる。
また、上記したように移動機構によりピストン部材を一方側に移動させるという一動作で、素材の開放とダイヤフラムチャックと主軸との切り離しとを同時に行うことができるので、部品点数を削減し易いうえ、構成の簡略化を図り易く、これにより低コスト化を図ることができる。
【００１５】
また、前記ピストン本体筒と前記ダイヤフラム部との間に、前記ダイヤフラム部を前記素材の前記軸方向に弾性変形させて、前記チャック部の移動量を調整する調整機構が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、ダイヤフラム部の軸方向の位置を調整可能とすることで、チャック部の移動量を調整できるので、素材に対するチャック部の把持力や、素材の開放時におけるチャック部と素材との隙間を調整できる。これにより、例えば線径の異なる素材を加工するときや、ダイヤフラムチャックの挿通孔が磨耗したときに、容易に対応できる。
【００１７】
また、本発明の旋盤は、上述のガイドブッシュ装置を備えたことを特徴としている。
【００１８】
本発明によれば、上記したガイドブッシュ装置を備えているので、旋盤全体の低コスト化を図り易いうえ、素材を高精度に旋盤加工することができ、加工品の品質を向上させることができる。特に細径の素材に有効である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡単な構造により低コスト化を図り易いうえ、素材の把持と主軸との同期回転とを一動作で行うことができるとともに、素材をより安定的に把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のガイドブッシュ装置を備えた旋盤の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図２におけるガイドブッシュ装置の拡大図である。
【図４】ダイヤフラムチャックの斜視図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態のガイドブッシュ装置およびガイドブッシュ装置を備えた旋盤につき図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のガイドブッシュ装置２０を備えた旋盤１（自動旋盤）の斜視図である。なお、本実施形態では、切削加工対象物を金属線材７（棒状の素材）として説明する。また、その金属線材７の先端側、即ち被切削加工側を前方（一方側）とし、金属線材７の供給側を後方（他方側）と定義して説明している。
また、以下の説明において、「径方向」とは、主軸１２（図２参照）の中心軸Ｏに沿って配置された金属線材７の径方向をいい、「周方向」とは前記金属線材７の周方向をいい、「軸方向」とは前記金属線材７の軸方向をいう。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の旋盤１は、主軸台座２の上面２ａに設けられた主軸装置１０と、主軸装置１０の前方において、支持台３により支持されたガイドブッシュ装置２０と、支持台３により支持され、垂直方向および水平方向（垂直方向と前後方向とに直行する方向）に移動可能に設けられた複数の切削刃４と、を備えている。
旋盤１は、中心軸Ｏを回転中心として金属線材７を回転させつつ、金属線材７の径方向外側から切削刃４を金属線材７に接触させて、金属線材７を切削加工するものである。
【００２３】
（主軸）
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、図２では、図面をわかりやすくするために、主軸台座２および支持台３の図示を省略している。
図２に示すように、旋盤１の主軸装置１０には、主軸装置１０の中心に沿って、略円筒状の主軸１２が設けられている。主軸１２は、主軸装置１０の主軸ハウジング１１に、例えばベアリング１１ａを介して、主軸１２の中心軸Ｏ回りに軸支されている。
主軸１２の前方は、主軸ハウジング１１から突出されて設けられている。主軸１２には、中心軸Ｏに沿って主軸１２の前方端面と後方端面とを貫通する主軸挿通孔１２ａが形成されており、主軸挿通孔１２ａには金属線材７が挿通される。
【００２４】
主軸挿通孔１２ａの前方は、主軸チャック機構１２ｂとなっており、主軸挿通孔１２ａを縮径させて主軸挿通孔１２ａに挿通された金属線材７を把持できるように構成されている。
主軸１２の後方には、回転駆動機構としてコイル７４とマグネット７５とからなるビルトインモータが設けられている。主軸１２および主軸１２によって把持された金属線材７は、ビルトインモータを回転駆動させることにより、中心軸Ｏ回りに回転させられる。
【００２５】
図１に示すように、主軸装置１０は、主軸ハウジング１１が主軸台座２の上面２ａに固定されて配設されている。主軸台座２の上面２ａは、不図示の駆動装置により前後方向に移動可能となっており、主軸台座２の移動に対応して主軸装置１０が中心軸Ｏに沿って前後方向に移動する。これにより、主軸装置１０の主軸１２は、ガイドブッシュ装置２０に対して中心軸Ｏに沿って前後方向に相対移動可能となっている。
【００２６】
（ガイドブッシュ装置）
図３は、図２におけるガイドブッシュ装置２０の拡大図である。
図３に示すように、主軸装置１０の前方には、金属線材７の回転をガイドするガイドブッシュ装置２０が設けられている。
ガイドブッシュ装置２０は、主軸１２の前方に延在するスリーブ２２と、スリーブ２２と主軸１２との間に配置された第１連結筒体２４と、スリーブ２２の前方に配設されたダイヤフラムチャック３０と、スリーブ２２内に配設されたピストン部材４０と、を備えている。
【００２７】
（スリーブ）
スリーブ２２は、略円筒形状をした部材であり、ガイドブッシュ装置２０内において、主軸装置１０の主軸ハウジング１１よりも前方であって、主軸１２と同軸上に設けられている。
スリーブ２２の前方および後方の径方向外側には、ベアリング２１ａおよびベアリング２１ｃが設けられている。スリーブ２２は、ベアリング２１ａおよびベアリング２１ｃを介して、スリーブハウジング２１に回転可能に軸支されている。ベアリング２１ａおよびベアリング２１ｃは、摺動抵抗を低減させるとともに、スリーブ２２とスリーブハウジング２１との軸方向および径方向の相対移動を規制している。
【００２８】
スリーブ２２の後方開口部２２ｂの内径は、主軸１２の外径よりも大径となっており、主軸１２の前方を覆うように形成されている。スリーブ２２の後方開口部２２ｂ内には、主軸１２の他に、主軸１２の径方向外側を覆うように設けられた後述の第１連結筒体２４、および後述のピストン部材４０の後方に設けられた第２連結筒体４４が配置される。
【００２９】
スリーブ２２の軸方向における略中央から前方には、後述するピストン部材４０のピストン本体筒４２が挿通されている。
また、スリーブ２２の前方開口部２２ｃは、後述するダイヤフラムチャック３０によって開口が覆われることにより、油圧調整室３７を形成している。油圧調整室３７は、スリーブ２２内に設けられた第１油路３８ａおよび第２油路３８ｂと連通されている。さらに第１油路３８ａおよび第２油路３８ｂは、スリーブ２２の外部に設けられた不図示の油圧ポンプと連通されている。油圧調整室３７には、オイルが充填されており、油圧ポンプが駆動されることで、油圧調整室３７、第１油路３８ａおよび第２油路３８ｂをオイルが流動するように構成されている。そして、スリーブ２２に形成された油圧調整室３７、第１油路３８ａ、第２油路３８ｂおよびスリーブ２２の外部の油圧ポンプにより、ピストン部材４０を前後方向に移動させる移動機構３９が構成されている。なお、移動機構３９については後述する。
【００３０】
（第１連結筒体）
スリーブ２２の後方開口部２２ｂ内には、スリーブ２２と主軸１２との間に第１連結筒体２４を備えている。
第１連結筒体２４は、略円筒形状に形成された金属からなる部材である。第１連結筒体２４の後方は、外径が拡径したフランジ部２４ｄとなっており、中心軸Ｏを含む側面断面が略Ｌ字形状に形成されている。
フランジ部２４ｄは、スリーブ２２の後端面と当接しており、不図示のボルト等によりスリーブ２２に固定されている。
【００３１】
第１連結筒体２４は、外周面２４ａが径方向に弾性変形可能に形成されている。具体的には、第１連結筒体２４は、外周面２４ａが径方向内側に弾性変形させられると内周面２４ｂが縮径し、外周面２４ａが復元すると内周面２４ｂも復元するように構成されている。すなわち、第１連結筒体２４は、いわゆるコレットチャックとなっている。
【００３２】
第１連結筒体２４には、主軸ハウジング１１の前方に形成された突出部１１ｂおよび主軸１２が挿通される。
第１連結筒体２４の内周面２４ｂにおける後方の直径は、突出部１１ｂの外径よりも若干大径に形成されている。これにより、主軸ハウジング１１の突出部１１ｂと第１連結筒体２４の内周面２４ｂとの間には隙間が形成され、第１連結筒体２４は、中心軸Ｏを回転中心として主軸ハウジング１１に対して回転可能になっている。
また、前述のとおり、フランジ部２４ｄはスリーブ２２の後端面に溶接等により固定されている。したがって、後述するように第１連結筒体２４が主軸１２に外嵌されて、主軸１２とともに同期回転したときには、スリーブ２２も同期回転可能になっている。
【００３３】
第１連結筒体２４の外周面２４ａの前方は、前方から後方に向かうにしたがって漸次拡径するように略テーパ状に形成された、第１テーパ面２４ｃとなっている。第１テーパ面２４ｃは、後述するピストン部材４０の第２連結筒体４４に形成された第２テーパ面４４ｃと当接する。
【００３４】
（ダイヤフラムチャック）
図３に示すように、スリーブ２２の前方には、ダイヤフラムチャック３０が設けられている。ダイヤフラムチャック３０は、スリーブ２２の前方端面に取り付けられるダイヤフラムベース３１と、ダイヤフラムベース３１の前方に取り付けられるダイヤフラム部３２と、ダイヤフラム部３２の前方に取り付けられるチャック部３５と、により構成されている。
【００３５】
ダイヤフラムベース３１は、略中央に中心軸Ｏに沿って前後方向に貫通する貫通孔３１ａが形成された鉄等の金属からなる略平板形状の部材であり、スリーブ２２の前方端面に不図示のボルト等によって取り付けられている。
ダイヤフラムベース３１は、スリーブ２２の前方開口部２２ｃを閉塞しており、ダイヤフラムベース３１と前方開口部２２ｃとで、後述するピストン部材４０を前後方向に移動可能とする油圧調整室３７を形成している。また、ダイヤフラムベース３１の貫通孔３１ａにはパッキン３１ｂが配置されており、ピストン部材４０とダイヤフラムベース３１とのシール性を確保している。
【００３６】
（ダイヤフラム部）
ダイヤフラムベース３１の前方に取り付けられるダイヤフラム部３２は、鉄等の金属の薄板からなる有底筒状の部材であり、切削加工やプレス等により形成される。
ダイヤフラム部３２の底部３２ａは、中心軸Ｏに沿って前後に弾性変形可能となっている。後述するチャック部３５の各チャック片３６は、ボルト等によってダイヤフラム部３２の底部３２ａに固定されており、ダイヤフラム部３２の底部３２ａが前方に弾性変形したときには、各チャック片３６を径方向外側に移動させる。また、ダイヤフラム部３２の底部３２ａが弾性復元変形したときには、ピストン部材４０の前方に配置された可動鉄心部材５１を後方に押圧して、ピストン部材４０を後方に移動させる。ダイヤフラム部３２の底部３２ａにおける略中央には、中心軸Ｏに沿って前後方向に貫通する挿通孔３２ｂが形成されており、金属線材７が挿通されている。
【００３７】
（チャック部）
図４は、チャック部３５の斜視図である。
図４に示すように、ダイヤフラム部３２の前方には、チャック部３５が、金属線材７を囲繞した状態で取り付けられている。
チャック部３５は、前方から後方に向かって拡径する略円錐台形状に形成されている。チャック部３５は、周方向に沿って分割されており、本実施形態では、６０°ピッチで等しく分割された６個のチャック片３６により構成されている。
チャック部３５の略中央には、中心軸Ｏに沿ってチャック部３５の前方面３５ｂと後方面３５ａを貫通するチャック孔３５ｃが形成されており、チャック孔３５ｃには、金属線材７が挿通される。
【００３８】
各チャック片３６は、金属線材７の径方向に移動可能に形成されている。
具体的には、ダイヤフラム部３２の底部３２ａ（図３参照）が前方に弾性変形すると、底部３２ａに固定されたチャック部３５の後方面３５ａ（図３参照）が前方に押圧されて、各チャック片３６が径方向外側に移動する。これにより、チャック孔３５ｃが拡径して、金属線材７が開放されるとともに、金属線材７と各チャック片３６との間に空間が形成される。すなわち、金属線材７と各チャック片３６との間に空間を形成し、金属線材７加工時のガイドとしてダイヤフラムチャック３０を機能させている。
また、ダイヤフラム部３２の底部３２ａ（図３参照）が弾性復元変形すると、各チャック片３６が復元して径方向内側に移動する。これにより、チャック孔３５ｃが縮径して、金属線材７が各チャック片３６により把持される。
このように、各チャック片３６が金属線材７の径方向に移動可能に形成されることで、チャック部３５は、金属線材７を開放および把持できるように構成されている。
【００３９】
（ピストン部材）
図３に示すように、スリーブ２２内には、ピストン部材４０が配設されている。ピストン部材４０は鉄等の金属からなる略円筒状の部材であり、前方に形成されたピストン本体筒４２と、ピストン本体筒４２の後方に形成された第２連結筒体４４とにより構成されている。
【００４０】
（ピストン本体筒）
ピストン本体筒４２の中央には、中心軸Ｏに沿ってピストン本体筒４２の前方端面と後方端面とを貫通するピストン挿通孔４２ａが形成されており、ピストン挿通孔４２ａには金属線材７が挿通される。
ピストン本体筒４２の前方は、外径が拡径したピストンフランジ部４２ｂとなっている。ピストンフランジ部４２ｂは、スリーブ２２に形成された油圧調整室３７に配置されるとともに、油圧調整室３７を第１油圧調整室３７ａと第２油圧調整室３７ｂとに分割している。
【００４１】
ピストンフランジ部４２ｂの前方におけるピストン本体筒４２の周面には、前述のとおりパッキン３１ｂが配置されており、ダイヤフラムベース３１とピストン本体筒４２とのシール性を確保している。また、ピストンフランジ部４２ｂの後方におけるピストン本体筒４２の周面には、パッキン２３が配置されており、スリーブ２２とピストン本体筒４２とのシール性を確保している。すなわち、パッキン３１ｂおよびパッキン２３により、油圧調整室３７からオイルが漏洩するのを防止している。
【００４２】
（第２連結筒体）
ピストン本体筒４２の後方には、第２連結筒体４４が設けられている。第２連結筒体４４は、後方に開口を有する有底筒状に形成されており、前方に配置された第２連結筒体４４の底部４４ｄが、ピストン本体筒４２の後方端面に不図示のボルト等により固定されている。
【００４３】
第２連結筒体４４の外周面４４ａの直径は、スリーブ２２の後方開口部２２ｂの内径よりも若干小径に形成されており、第２連結筒体４４は、スリーブ２２の後方開口部２２ｂ内で前後方向に移動可能となっている。第２連結筒体４４の外周面４４ａには、前方および後方にパッキン４３が設けられている。パッキン４３は、第２連結筒体４４が回転したときの振動を抑制している。
【００４４】
第２連結筒体４４の内周面４４ｂの直径は、主軸１２の直径よりも大径に形成されている。第２連結筒体４４内には、主軸１２および第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃが配置される。
第２連結筒体４４の内周面４４ｂは、前方から後方に向かうにしたがって漸次拡径する第２テーパ面４４ｃとなっている。第２テーパ面４４ｃの傾斜角度は、第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃに対応した傾斜角度に形成される。このため、第２連結筒体４４が前方から後方に移動すると、第２テーパ面４４ｃは、第１テーパ面２４ｃを径方向内側に押圧して移動させる構造となっている。
【００４５】
（移動機構）
上述のように形成されたピストン部材４０は、移動機構３９により中心軸Ｏに沿って前方に移動可能となっている。本実施形態の移動機構３９は、スリーブ２２に形成された油圧調整室３７、第１油路３８ａ、第２油路３８ｂおよびスリーブ２２の外部の油圧ポンプにより構成されている。
【００４６】
油圧調整室３７は、ピストン部材４０のピストンフランジ部４２ｂにより２室に分割されており、ピストンフランジ部４２ｂの前方の第１油圧調整室３７ａと、ピストンフランジ部４２ｂの後方の第２油圧調整室３７ｂと、を有している。
第１油圧調整室３７ａには第１油路３８ａが連通されており、第１油路３８ａには不図示の油圧ポンプが接続されている。また、第２油圧調整室３７ｂには第２油路３８ｂが連通されており、第２油路３８ｂには不図示の油圧ポンプが接続されている。
【００４７】
油圧ポンプを作動させて、第２油路３８ｂを介して第２油圧調整室３７ｂにオイルを供給すると、第２油圧調整室３７ｂの油圧が上昇する。そして、第２油圧調整室３７ｂの油圧の上昇により、ピストンフランジ部４２ｂは前方に押圧されて、ピストン部材４０が中心軸Ｏに沿って前方に移動する。このように、ピストン部材４０は、軸方向に沿って前方に移動可能となっている。
【００４８】
（調整機構）
図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図３に示すように、ピストン本体筒４２とダイヤフラム部３２との間には、ダイヤフラム部３２を軸方向に弾性変形させて、チャック部３５の移動量を調整する調整機構５０が設けられている。
本実施形態の調整機構５０は、図３に示すように、ピストン本体筒４２の前方に配置される調整ピニオン５３と、調整ピニオン５３とダイヤフラム部３２との間に配置される可動鉄心部材５１と、図５に示すように、調整ピニオン５３を回転させるラック５５と、ラックを径方向に沿って移動させる調整ネジ５６と、により構成されている。
【００４９】
調整ピニオン５３は、有底筒状に形成されており、筒部５４の外周面５４ａには雄ネジが形成され、筒部５４の内周面５４ｂには雌ネジが形成されている。筒部５４の外周面５４ａは、ピストン本体筒４２の前方端面に螺合されている。また、調整ピニオン５３の前方端部における外周面には、ピニオンギヤ５３ａが形成されており、ダイヤフラム部３２の内部において径方向に沿うように設けられた棒状のラック５５と噛合している。
【００５０】
図５に示すように、ラック５５は、略円筒状の部材であり、径方向に沿って移動可能に支持されている。ラック５５の外周面には、調整ピニオン５３のピニオンギヤ５３ａと噛合するラックギヤ５５ａが形成されている。また、ラック５５の内周面には雌ネジが形成されており、調整ネジ５６が螺合されている。不図示のドライバ等の工具を用いて調整ネジ５６を回転させることにより、ラック５５は径方向に沿って移動させられ、調整ピニオン５３を回転させている。
【００５１】
可動鉄心部材５１は、中心軸Ｏを含む断面形状が略Ｔ字形状をしており、円柱状の本体部５１ａと、本体部５１ａよりも大径に形成された当接部５１ｂと、により形成されている。
本体部５１ａの外周面には雄ネジが形成されており、調整ピニオン５３の筒部５４の内周面５４ｂに螺合されている。
当接部５１ｂは、本体部５１ａの前方に形成されており、ダイヤフラム部３２の底部３２ａと当接している。また、当接部５１ｂには不図示の回り止めが形成されており、可動鉄心部材５１の中心軸Ｏを中心とした回転が規制されている。
【００５２】
調整機構５０による調整方法は以下のとおりである。
ドライバ等の工具で調整ネジ５６を回転させると、ラック５５が径方向に移動する。これにより、ラックギヤ５５ａと噛合している調整ピニオン５３は、中心軸Ｏを回転中心として回転する。ここで、調整ピニオン５３に螺合された可動鉄心部材５１は、調整ピニオン５３とともに回転しようとするが、回り止めによって回転が規制されている。このため、可動鉄心部材５１は、調整ピニオン５３が回転することにより軸方向に沿って前後方向に移動する。
【００５３】
具体的には、調整ピニオン５３の回転方向が、調整ピニオン５３と可動鉄心部材５１との締結が解除される方向の場合には、可動鉄心部材５１は前方に移動する。このとき、可動鉄心部材５１の当接部５１ｂにより、ダイヤフラム部３２の底部３２ａに固定されたチャック部３５の後方面３５ａが押圧されて、各チャック片３６が径方向外側に移動する。したがって、チャック孔３５ｃは拡径するように調整される。
また、調整ピニオン５３の回転方向が、調整ピニオン５３と可動鉄心部材５１とが締結される方向の場合には、可動鉄心部材５１は後方に移動する。このとき、可動鉄心部材５１の当接部５１ｂはダイヤフラム部３２の底部３２ａから離反する方向に移動し、ダイヤフラム部３２の底部３２ａに固定された各チャック片３６が径方向内側に移動する。したがって、チャック孔３５ｃは縮径するように調整される。
【００５４】
なお、可動鉄心部材５１の外周面における雄ネジのピッチを、調整ピニオン５３の外周面５４ａにおける雄ネジのピッチよりも狭く形成してもよい。これにより、調整ピニオン５３の１回転あたりにおける可動鉄心部材５１の前後方向への移動量を減少させることができるので、より細かい調整ができる。
【００５５】
（ダイヤフラム部が弾性復元変形したときの作用）
以下に、本実施形態のガイドブッシュ装置２０において、ダイヤフラム部３２が弾性復元変形したときの作用について説明する。
油圧ポンプを停止して第２油圧調整室３７ｂへのオイルの供給を停止すると、第２油圧調整室３７ｂの油圧の上昇が停止するとともに、ピストン部材４０によるダイヤフラム部３２の底部３２ａの前方への押圧が停止する。
ピストン部材４０による押圧が停止すると、前方に押圧されて弾性変形していたダイヤフラム部３２の底部３２ａが、復元力により後方に移動する。
ダイヤフラム部３２が弾性復元変形すると、ダイヤフラム部３２の底部３２ａに固定されたチャック部３５の各チャック片３６も復元して径方向内側に移動する。これにより、チャック孔３５ｃの直径が縮径して、金属線材７が各チャック片３６により把持される。
【００５６】
これと同時に、ダイヤフラム部３２の底部３２ａは、弾性復元によりピストン部材４０の前方に配置された可動鉄心部材５１を後方に押圧して、ピストン部材４０を後方に移動させる。そして、ピストン部材４０の後方に設けられた第２連結筒体４４の第２テーパ面４４ｃは、主軸１２の径方向外側に設けられた第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃに沿って移動する。
【００５７】
ここで、第１連結筒体２４は、径方向に弾性変形可能に形成されたコレットチャックである。したがって、第２連結筒体４４が後方に移動するのに伴って、第１連結筒体２４の内周面２４ｂは縮径し、第１連結筒体２４は主軸１２に外嵌されて連結される。また、第２連結筒体４４は、第２テーパ面４４ｃが第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃに当接した状態で第１連結筒体２４に外嵌されて連結される。
【００５８】
すなわち、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形により、ピストン部材４０の第２連結筒体４４、主軸１２、スリーブ２２に固定された第１連結筒体２４、およびスリーブ２２に固定されたダイヤフラムチャック３０は、それぞれ連結される。したがって、主軸１２が回転すると、主軸１２の回転力は、第１連結筒体２４を介してピストン部材４０、スリーブ２２およびダイヤフラムチャック３０に同じタイミングで伝達される。そして、ダイヤフラムチャック３０により把持された金属線材７は、主軸１２、スリーブ２２およびダイヤフラムチャック３０と同期回転する。
【００５９】
（ダイヤフラム部が弾性変形したときの作用）
続いて、本実施形態のガイドブッシュ装置２０において、ダイヤフラム部３２が前方に弾性変形したときの作用について説明する。
移動機構３９を作動させると、油圧ポンプを作動して第２油圧調整室３７ｂへのオイルの供給が開始される。そして、第２油圧調整室３７ｂの油圧が上昇すると、第１油圧調整室３７ａと第２油圧調整室３７ｂとの油圧差により、油圧調整室３７内でピストンフランジ部４２ｂが前方に移動し、ピストン部材４０全体が前方に移動する。
【００６０】
ピストン部材４０が前方に移動すると、ダイヤフラム部３２の底部３２ａは、ピストン部材４０の前方に配置された可動鉄心部材５１により押圧されて前方に弾性変形する。
ダイヤフラム部３２の底部３２ａが弾性変形すると、チャック部３５の各チャック片３６は径方向外側に移動する。これにより、チャック孔３５ｃの直径が拡径して、金属線材７と各チャック片３６との間に隙間が形成された状態で金属線材７が保持され、ダイヤフラムチャック３０は金属線材７のガイドとして機能する。
【００６１】
これと同時に、ピストン部材４０が前方に移動するため、第１連結筒体２４と第２連結筒体４４との連結が切り離される。したがって、主軸１２からピストン部材４０への回転力の伝達が切断される。
【００６２】
（効果）
本実施形態によれば、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形によって、チャック部３５のチャック片３６を径方向内側に移動させることができ、金属線材７を把持することができる。またこれと同時に、ピストン部材４０をスリーブ２２の後方に移動させることで第１連結筒体２４と第２連結筒体４４とを連結させることができ、第１連結筒体２４を主軸１２に外嵌させることができる。したがって、主軸１２の回転力をピストン部材４０、スリーブ２２およびダイヤフラムチャック３０に同じタイミングで伝達させることができ、これらを主軸１２と同期回転させることができる。つまり、ダイヤフラム部３２を弾性復元変形させるという一動作で、金属線材７の把持と主軸１２との回転同期とを同時に行うことができ、回転する金属線材７に極力余計な負荷をかけることなく把持することができる。
特に、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形によって、金属線材７を径方向外側から囲繞しているチャック部３５を径方向内側に瞬時に移動させて、金属線材７を略全周にわたって均等な力で把持できるので、金属線材７を安定的に把持してその回転をガイドし易い。そのため、金属線材７の加工精度の向上化に繋げることができる。
また、上記したようにダイヤフラム部３２を弾性復元変形させるという一動作で、金属線材７の把持と主軸１２との回転同期とを同時に行うことができるので、部品点数を削減し易いうえ、構成の簡略化を図り易く、これにより低コスト化を図ることができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、ピストン本体筒４２の後側への移動に伴って、第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃと第２連結筒体４４の第２テーパ面４４ｃとを互いに圧接させることができると同時に、第１連結筒体２４を径方向内側に変位させて主軸１２に外嵌させることができる。このように、主軸１２とダイヤフラムチャック３０とを簡単な構造により確実に連結させ、主軸１２とダイヤフラムチャック３０とを同期回転させることができる。また、第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃと第２連結筒体４４の第２テーパ面４４ｃとを単に圧接させてピストン部材４０と主軸１２とを連結しているので、ピストン部材４０と主軸１２との間で摩擦熱や異音等が発生しにくい。したがって、例えばタイミングプーリとタイミングベルトとを用いた従来技術よりも損失が少なく、回転効率に優れたガイドブッシュ装置２０とすることができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、ピストン部材４０を前方に移動させると、ダイヤフラム部３２がスリーブ２２から離間する方向に弾性変形させられるので、チャック部３５を金属線材７の径方向外側に移動させることができ、金属線材７を開放することができる。また、これと同時に、ピストン部材４０を前方に移動させることで、第１連結筒体２４と第２連結筒体４４とを切り離して両者の連結を解除できるので、主軸１２からピストン部材４０への回転力の伝達を切断できる。つまり、移動機構３９によりピストン部材４０を前方に移動させるという一動作で、金属線材７の開放と主軸１２とピストン部材４０との切り離しとを同時に行うことができる。また、チャック部３５の上記移動により、金属線材７とチャック部３５との間に所定の隙間を形成できるので、ダイヤフラムチャック３０を金属線材７の回転振れ止めガイドとして機能させることができ、金属線材７の加工精度の向上化に繋げることができる。
また、上記したように移動機構３９によりピストン部材４０を前方に移動させるという一動作で、金属線材７の開放とダイヤフラムチャック３０と主軸１２との切り離しとを同時に行うことができるので、部品点数を削減し易いうえ、構成の簡略化を図り易く、これにより低コスト化を図ることができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、ダイヤフラム部３２の軸方向の位置を調整可能とすることで、チャック部３５の移動量を調整できるので、金属線材７に対するチャック部３５の把持力や、金属線材７の開放時におけるチャック部３５と金属線材７との隙間を調整できる。これにより、例えば線径の異なる素材を加工するときや、ダイヤフラムチャック３０の挿通孔３２ｂが磨耗したときに、容易に対応できる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、旋盤１は上記したガイドブッシュ装置２０を備えているので、旋盤１全体の低コスト化を図り易いうえ、金属線材７を高精度に旋盤加工することができ、加工品の品質を向上させることができる。特に細径の素材に有効である。
【００６７】
なお、この発明の技術範囲は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００６８】
実施形態のピストン部材４０は、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形により、後方に移動して第１連結筒体と第２連結筒体とを連結していた。しかし、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形に加えて、例えば、移動機構３９によりピストン部材４０の後方への移動を補助してもよい。具体的には、第１油圧調整室３７ａにオイルを供給して第１油圧調整室３７ａの油圧を上昇させ、ピストンフランジ部４２ｂを後方に移動させることで、ピストン部材４０の後方への移動を補助できる。ただし、複雑な油圧制御が不要であり、低コストである点で本実施形態に優位性がある。
【００６９】
本実施形態では、移動機構３９は油圧を利用してピストン部材４０を移動させているが、油圧に限られず、例えば空気圧を利用してピストン部材４０を移動させることもできる。また、移動機構３９は本実施形態の構成に限られず、例えば電動アクチュエータを用いて構成してもよい。
【００７０】
本実施形態では、第１連結筒体２４はコレットチャックであり、第１テーパ面２４ｃと第２テーパ面４４ｃとを当接させることで第１連結筒体２４、第２連結筒体４４、および主軸１２を連結していた。しかし、連結手段は本実施形態に限られることはなく、例えば、電磁クラッチ等を用いて第１連結筒体２４、第２連結筒体４４、および主軸１２を連結してもよい。
【００７１】
本実施形態では、旋盤１に本発明のガイドブッシュ装置を用いているが、旋盤１以外にも本発明のガイドブッシュ装置を用いることができる。本発明のガイドブッシュ装置２０は、金属線材７等の細い素材を把持しつつ、素材と主軸１２とを同期回転させる装置に適用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・旋盤 ７・・・金属線材（素材） １２・・・主軸 ２０・・・ガイドブッシュ装置 ２２・・・スリーブ ２４・・・第１連結筒体 ２４ａ・・・第１連結筒体の外周面 ２４ｃ・・・第１テーパ面 ３０・・・ダイヤフラムチャック ３２・・・ダイヤフラム部 ３２ｂ・・・挿通孔 ３５・・・チャック部 ３９・・・移動機構 ４０・・・ピストン部材 ４２・・・ピストン本体筒 ４４・・・第２連結筒体 ４４ｂ・・・第２連結筒体の内周面 ４４ｃ・・・第２テーパ面 ５０・・・調整機構
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガイドブッシュ装置およびこのガイドブッシュ装置を備えた旋盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガイドブッシュ装置を備えた旋盤において、主軸の前方に配置されたガイドブッシュ装置を回転可能とし、主軸とガイドブッシュ装置とを同期させて回転させるようにした自動旋盤が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたガイドブッシュ装置を備えた自動旋盤は、主軸台の前進によって主軸をガイドブッシュ装置に係合させ、該主軸の回転をガイドブッシュ装置に伝達する駆動力伝達手段と、ガイドブッシュ装置のガイドブッシュ体を開閉させて素材を把持させる把持手段と、を備えている。
【０００４】
具体的な駆動力伝達手段の構成としては、主軸の前端に設けられたキャップナットの先端のクラッチ部が、ガイドブッシュスリーブの後端のクラッチ部と係脱可能とされている。そのため、主軸に前進によって上記両クラッチ部が係合し、主軸の回転力がガイドブッシュスリーブ側に伝達され、ガイドブッシュスリーブおよびこれに内嵌されたガイドブッシュ体が主軸と同期回転するように構成されている。
【０００５】
また、具体的な把持手段の構成としては、上記両クラッチ部の係合時に、キャップナットによって揺動させられるレバー部がガイドブッシュスリーブに設けられ、このレバー部を揺動させることでガイドブッシュ体を径方向内側に変位させて素材を把持させる構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２２８７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載のガイドブッシュ装置では、把持手段と駆動力伝達手段とがそれぞれ別の機構により構成されているので、ガイドブッシュ装置全体の構造が複雑化し易いうえ、部品点数も多く高コストになり易い。しかも、素材を把持するためには、レバー部を他部品との位置関係を考慮しながら高精度に組み付ける必要があるので、この点においても構成が複雑化し易く高コストに繋がり易かった。
【０００８】
そこで本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、簡単な構造により低コスト化を図り易いうえ、素材の把持と主軸との同期回転とを一動作で行うことができるとともに、素材をより安定的に把持し易いガイドブッシュ装置およびこのガイドブッシュ装置を用いた旋盤を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明のガイドブッシュ装置は、棒状の素材を把持して回転する主軸の一方側に配設され、前記素材の回転をガイドするガイドブッシュ装置であって、前記主軸の前記一方側に該主軸と同軸上に配設された状態で軸支され、前記主軸よりも外方に延在すると共に前記素材を挿通させる筒状のスリーブと、該スリーブの他方側と前記主軸との間に配設され、該スリーブに固定された第１連結筒体と、前記スリーブの一方側に前記主軸と同軸上に配設された状態で固定され、前記素材を把持可能なダイヤフラムチャックと、前記素材を挿通させた状態で前記スリーブ内に配設されると共に、前記素材の軸方向に沿って前記スリーブの前記一方側および前記他方側に移動可能とされた筒状のピストン部材と、を備え、前記ダイヤフラムチャックは、前記素材の前記軸方向に弾性変形可能とされると共に該素材を挿通させる挿通孔が形成され、弾性復元力により前記スリーブ側に弾性復元変形して前記ピストン部材を前記他方側に移動させるダイヤフラム部と、前記素材を径方向外側から囲繞した状態で前記ダイヤフラム部に取り付けられると共に、該ダイヤフラム部の前記弾性変形に伴って前記素材の径方向に移動可能とされ、前記弾性復元変形時に径方向内側に移動させられて前記素材を把持するチャック部と、を備え、前記ピストン部材は、前記ダイヤフラム部によって前記他方側に移動させられると共に、前記一方側に移動させられた時に前記ダイヤフラム部を前記スリーブから離間する方向に弾性変形させるピストン本体筒と、該ピストン本体筒の他方側に固定され、該ピストン本体筒が他方側に移動させられた時に、前記第１連結筒体に連結される第２連結筒体と、を備え、前記第１連結筒体は、前記第２連結筒体との連結時に前記主軸に外嵌されることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、ダイヤフラム部の弾性復元変形によって、チャック部を径方向内側に移動させることができ、素材を把持することができる。またこれと同時に、ピストン部材をスリーブの他方側に移動させることで第１連結筒体と第２連結筒体とを連結させることができ、第１連結筒体を主軸に外嵌させることができる。したがって、主軸の回転力をピストン部材、スリーブおよびダイヤフラムチャックに同じタイミングで伝達させることができ、これらを主軸と同期回転させることができる。つまり、ダイヤフラム部を弾性復元変形させるという一動作で、素材の把持と主軸との回転同期とを同時に行うことができ、回転する素材に極力余計な負荷をかけることなく把持することができる。
特にダイヤフラム部の弾性復元変形によって、素材を径方向外側から囲繞しているチャック部を径方向内側に瞬時に移動させて、素材を略全周にわたって均等な力で把持できるので、素材を安定的に把持してその回転をガイドし易い。そのため、素材の加工精度の向上化に繋げることができる。
また、上記したようにダイヤフラム部を弾性復元変形させるという一動作で、素材の把持と主軸との回転同期とを同時に行うことができるので、部品点数を削減し易いうえ、構成の簡略化を図り易く、これにより低コスト化を図ることができる。
【００１１】
また、前記第１連結筒体は、外周面が一方側から他方側に向かうにしたがって漸次拡径する第１テーパ面とされたコレットチャックとされ、前記第２連結筒体は、内周面が前記第１テーパ面に対応して、一方側から他方側に向かうにしたがって漸次拡径する第２テーパ面とされていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、ピストン本体筒の他方側への移動に伴って、第１連結筒体の第１テーパ面と第２連結筒体の第２テーパ面とを互いに圧接させることができると同時に、第１連結筒体を径方向内側に変位させて主軸に外嵌させることができる。このように、主軸とダイヤフラムチャックとを簡単な構造により確実に連結させ、主軸とダイヤフラムチャックとを同期回転させることができる。また、第１連結筒体の第１テーパ面と第２連結筒体の第２テーパ面とを単に圧接させてピストン部材と主軸とを連結しているので、ピストン部材と主軸との間で摩擦熱や異音等が発生しにくい。したがって、例えばタイミングプーリとタイミングベルトとを用いた従来技術よりも損失が少なく、回転効率に優れたガイドブッシュ装置とすることができる。
【００１３】
また、前記ピストン部材を前記スリーブの前記一方側に移動させ、前記ダイヤフラム部を前記スリーブから離間する方向に弾性変形させる移動機構を備えていることを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、ピストン部材を一方側に移動させると、ダイヤフラム部がスリーブから離間する方向に弾性変形させられるので、チャック部を素材の径方向外側に移動させることができ、素材を開放することができる。また、これと同時に、第１連結筒体と第２連結筒体とを切り離して両者の連結を解除できるので、主軸からピストン部材への回転力の伝達を切断できる。つまり、移動機構によりピストン部材を一方側に移動させるという一動作で、素材の開放と主軸とピストン部材との切り離しとを同時に行うことができる。また、チャック部の上記移動により、素材とチャック部との間に所定の隙間を形成できるので、ダイヤフラムチャックを素材の回転振れ止めガイドとして機能させることができ、素材の加工精度の向上化に繋げることができる。
また、上記したように移動機構によりピストン部材を一方側に移動させるという一動作で、素材の開放とダイヤフラムチャックと主軸との切り離しとを同時に行うことができるので、部品点数を削減し易いうえ、構成の簡略化を図り易く、これにより低コスト化を図ることができる。
【００１５】
また、前記ピストン本体筒と前記ダイヤフラム部との間に、前記ダイヤフラム部を前記素材の前記軸方向に弾性変形させて、前記チャック部の移動量を調整する調整機構が設けられていることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、ダイヤフラム部の軸方向の位置を調整可能とすることで、チャック部の移動量を調整できるので、素材に対するチャック部の把持力や、素材の開放時におけるチャック部と素材との隙間を調整できる。これにより、例えば線径の異なる素材を加工するときや、ダイヤフラムチャックの挿通孔が磨耗したときに、容易に対応できる。
【００１７】
また、本発明の旋盤は、上述のガイドブッシュ装置を備えたことを特徴としている。
【００１８】
本発明によれば、上記したガイドブッシュ装置を備えているので、旋盤全体の低コスト化を図り易いうえ、素材を高精度に旋盤加工することができ、加工品の品質を向上させることができる。特に細径の素材に有効である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡単な構造により低コスト化を図り易いうえ、素材の把持と主軸との同期回転とを一動作で行うことができるとともに、素材をより安定的に把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のガイドブッシュ装置を備えた旋盤の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】図２におけるガイドブッシュ装置の拡大図である。
【図４】ダイヤフラムチャックの斜視図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態のガイドブッシュ装置およびガイドブッシュ装置を備えた旋盤につき図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のガイドブッシュ装置２０を備えた旋盤１（自動旋盤）の斜視図である。なお、本実施形態では、切削加工対象物を金属線材７（棒状の素材）として説明する。また、その金属線材７の先端側、即ち被切削加工側を前方（一方側）とし、金属線材７の供給側を後方（他方側）と定義して説明している。
また、以下の説明において、「径方向」とは、主軸１２（図２参照）の中心軸Ｏに沿って配置された金属線材７の径方向をいい、「周方向」とは前記金属線材７の周方向をいい、「軸方向」とは前記金属線材７の軸方向をいう。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の旋盤１は、主軸台座２の上面２ａに設けられた主軸装置１０と、主軸装置１０の前方において、支持台３により支持されたガイドブッシュ装置２０と、支持台３により支持され、垂直方向および水平方向（垂直方向と前後方向とに直行する方向）に移動可能に設けられた複数の切削刃４と、を備えている。
旋盤１は、中心軸Ｏを回転中心として金属線材７を回転させつつ、金属線材７の径方向外側から切削刃４を金属線材７に接触させて、金属線材７を切削加工するものである。
【００２３】
（主軸）
図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、図２では、図面をわかりやすくするために、主軸台座２および支持台３の図示を省略している。
図２に示すように、旋盤１の主軸装置１０には、主軸装置１０の中心に沿って、略円筒状の主軸１２が設けられている。主軸１２は、主軸装置１０の主軸ハウジング１１に、例えばベアリング１１ａを介して、主軸１２の中心軸Ｏ回りに軸支されている。
主軸１２の前方は、主軸ハウジング１１から突出されて設けられている。主軸１２には、中心軸Ｏに沿って主軸１２の前方端面と後方端面とを貫通する主軸挿通孔１２ａが形成されており、主軸挿通孔１２ａには金属線材７が挿通される。
【００２４】
主軸挿通孔１２ａの前方は、主軸チャック機構１２ｂとなっており、主軸挿通孔１２ａを縮径させて主軸挿通孔１２ａに挿通された金属線材７を把持できるように構成されている。
主軸１２の後方には、回転駆動機構としてコイル７４とマグネット７５とからなるビルトインモータが設けられている。主軸１２および主軸１２によって把持された金属線材７は、ビルトインモータを回転駆動させることにより、中心軸Ｏ回りに回転させられる。
【００２５】
図１に示すように、主軸装置１０は、主軸ハウジング１１が主軸台座２の上面２ａに固定されて配設されている。主軸台座２の上面２ａは、不図示の駆動装置により前後方向に移動可能となっており、主軸台座２の移動に対応して主軸装置１０が中心軸Ｏに沿って前後方向に移動する。これにより、主軸装置１０の主軸１２は、ガイドブッシュ装置２０に対して中心軸Ｏに沿って前後方向に相対移動可能となっている。
【００２６】
（ガイドブッシュ装置）
図３は、図２におけるガイドブッシュ装置２０の拡大図である。
図３に示すように、主軸装置１０の前方には、金属線材７の回転をガイドするガイドブッシュ装置２０が設けられている。
ガイドブッシュ装置２０は、主軸１２の前方に延在するスリーブ２２と、スリーブ２２と主軸１２との間に配置された第１連結筒体２４と、スリーブ２２の前方に配設されたダイヤフラムチャック３０と、スリーブ２２内に配設されたピストン部材４０と、を備えている。
【００２７】
（スリーブ）
スリーブ２２は、略円筒形状をした部材であり、ガイドブッシュ装置２０内において、主軸装置１０の主軸ハウジング１１よりも前方であって、主軸１２と同軸上に設けられている。
スリーブ２２の前方および後方の径方向外側には、ベアリング２１ａおよびベアリング２１ｃが設けられている。スリーブ２２は、ベアリング２１ａおよびベアリング２１ｃを介して、スリーブハウジング２１に回転可能に軸支されている。ベアリング２１ａおよびベアリング２１ｃは、摺動抵抗を低減させるとともに、スリーブ２２とスリーブハウジング２１との軸方向および径方向の相対移動を規制している。
【００２８】
スリーブ２２の後方開口部２２ｂの内径は、主軸１２の外径よりも大径となっており、主軸１２の前方を覆うように形成されている。スリーブ２２の後方開口部２２ｂ内には、主軸１２の他に、主軸１２の径方向外側を覆うように設けられた後述の第１連結筒体２４、および後述のピストン部材４０の後方に設けられた第２連結筒体４４が配置される。
【００２９】
スリーブ２２の軸方向における略中央から前方には、後述するピストン部材４０のピストン本体筒４２が挿通されている。
また、スリーブ２２の前方開口部２２ｃは、後述するダイヤフラムチャック３０によって開口が覆われることにより、油圧調整室３７を形成している。油圧調整室３７は、スリーブ２２内に設けられた第１油路３８ａおよび第２油路３８ｂと連通されている。さらに第１油路３８ａおよび第２油路３８ｂは、スリーブ２２の外部に設けられた不図示の油圧ポンプと連通されている。油圧調整室３７には、オイルが充填されており、油圧ポンプが駆動されることで、油圧調整室３７、第１油路３８ａおよび第２油路３８ｂをオイルが流動するように構成されている。そして、スリーブ２２に形成された油圧調整室３７、第１油路３８ａ、第２油路３８ｂおよびスリーブ２２の外部の油圧ポンプにより、ピストン部材４０を前後方向に移動させる移動機構３９が構成されている。なお、移動機構３９については後述する。
【００３０】
（第１連結筒体）
スリーブ２２の後方開口部２２ｂ内には、スリーブ２２と主軸１２との間に第１連結筒体２４を備えている。
第１連結筒体２４は、略円筒形状に形成された金属からなる部材である。第１連結筒体２４の後方は、外径が拡径したフランジ部２４ｄとなっており、中心軸Ｏを含む側面断面が略Ｌ字形状に形成されている。
フランジ部２４ｄは、スリーブ２２の後端面と当接しており、不図示のボルト等によりスリーブ２２に固定されている。
【００３１】
第１連結筒体２４は、外周面２４ａが径方向に弾性変形可能に形成されている。具体的には、第１連結筒体２４は、外周面２４ａが径方向内側に弾性変形させられると内周面２４ｂが縮径し、外周面２４ａが復元すると内周面２４ｂも復元するように構成されている。すなわち、第１連結筒体２４は、いわゆるコレットチャックとなっている。
【００３２】
第１連結筒体２４には、主軸ハウジング１１の前方に形成された突出部１１ｂおよび主軸１２が挿通される。
第１連結筒体２４の内周面２４ｂにおける後方の直径は、突出部１１ｂの外径よりも若干大径に形成されている。これにより、主軸ハウジング１１の突出部１１ｂと第１連結筒体２４の内周面２４ｂとの間には隙間が形成され、第１連結筒体２４は、中心軸Ｏを回転中心として主軸ハウジング１１に対して回転可能になっている。
また、前述のとおり、フランジ部２４ｄはスリーブ２２の後端面に溶接等により固定されている。したがって、後述するように第１連結筒体２４が主軸１２に外嵌されて、主軸１２とともに同期回転したときには、スリーブ２２も同期回転可能になっている。
【００３３】
第１連結筒体２４の外周面２４ａの前方は、前方から後方に向かうにしたがって漸次拡径するように略テーパ状に形成された、第１テーパ面２４ｃとなっている。第１テーパ面２４ｃは、後述するピストン部材４０の第２連結筒体４４に形成された第２テーパ面４４ｃと当接する。
【００３４】
（ダイヤフラムチャック）
図３に示すように、スリーブ２２の前方には、ダイヤフラムチャック３０が設けられている。ダイヤフラムチャック３０は、スリーブ２２の前方端面に取り付けられるダイヤフラムベース３１と、ダイヤフラムベース３１の前方に取り付けられるダイヤフラム部３２と、ダイヤフラム部３２の前方に取り付けられるチャック部３５と、により構成されている。
【００３５】
ダイヤフラムベース３１は、略中央に中心軸Ｏに沿って前後方向に貫通する貫通孔３１ａが形成された鉄等の金属からなる略平板形状の部材であり、スリーブ２２の前方端面に不図示のボルト等によって取り付けられている。
ダイヤフラムベース３１は、スリーブ２２の前方開口部２２ｃを閉塞しており、ダイヤフラムベース３１と前方開口部２２ｃとで、後述するピストン部材４０を前後方向に移動可能とする油圧調整室３７を形成している。また、ダイヤフラムベース３１の貫通孔３１ａにはパッキン３１ｂが配置されており、ピストン部材４０とダイヤフラムベース３１とのシール性を確保している。
【００３６】
（ダイヤフラム部）
ダイヤフラムベース３１の前方に取り付けられるダイヤフラム部３２は、鉄等の金属の薄板からなる有底筒状の部材であり、切削加工やプレス等により形成される。
ダイヤフラム部３２の底部３２ａは、中心軸Ｏに沿って前後に弾性変形可能となっている。後述するチャック部３５の各チャック片３６は、ボルト等によってダイヤフラム部３２の底部３２ａに固定されており、ダイヤフラム部３２の底部３２ａが前方に弾性変形したときには、各チャック片３６を径方向外側に移動させる。また、ダイヤフラム部３２の底部３２ａが弾性復元変形したときには、ピストン部材４０の前方に配置された可動鉄心部材５１を後方に押圧して、ピストン部材４０を後方に移動させる。ダイヤフラム部３２の底部３２ａにおける略中央には、中心軸Ｏに沿って前後方向に貫通する挿通孔３２ｂが形成されており、金属線材７が挿通されている。
【００３７】
（チャック部）
図４は、チャック部３５の斜視図である。
図４に示すように、ダイヤフラム部３２の前方には、チャック部３５が、金属線材７を囲繞した状態で取り付けられている。
チャック部３５は、前方から後方に向かって拡径する略円錐台形状に形成されている。チャック部３５は、周方向に沿って分割されており、本実施形態では、６０°ピッチで等しく分割された６個のチャック片３６により構成されている。
チャック部３５の略中央には、中心軸Ｏに沿ってチャック部３５の前方面３５ｂと後方面３５ａを貫通するチャック孔３５ｃが形成されており、チャック孔３５ｃには、金属線材７が挿通される。
【００３８】
各チャック片３６は、金属線材７の径方向に移動可能に形成されている。
具体的には、ダイヤフラム部３２の底部３２ａ（図３参照）が前方に弾性変形すると、底部３２ａに固定されたチャック部３５の後方面３５ａ（図３参照）が前方に押圧されて、各チャック片３６が径方向外側に移動する。これにより、チャック孔３５ｃが拡径して、金属線材７が開放されるとともに、金属線材７と各チャック片３６との間に空間が形成される。すなわち、金属線材７と各チャック片３６との間に空間を形成し、金属線材７加工時のガイドとしてダイヤフラムチャック３０を機能させている。
また、ダイヤフラム部３２の底部３２ａ（図３参照）が弾性復元変形すると、各チャック片３６が復元して径方向内側に移動する。これにより、チャック孔３５ｃが縮径して、金属線材７が各チャック片３６により把持される。
このように、各チャック片３６が金属線材７の径方向に移動可能に形成されることで、チャック部３５は、金属線材７を開放および把持できるように構成されている。
【００３９】
（ピストン部材）
図３に示すように、スリーブ２２内には、ピストン部材４０が配設されている。ピストン部材４０は鉄等の金属からなる略円筒状の部材であり、前方に形成されたピストン本体筒４２と、ピストン本体筒４２の後方に形成された第２連結筒体４４とにより構成されている。
【００４０】
（ピストン本体筒）
ピストン本体筒４２の中央には、中心軸Ｏに沿ってピストン本体筒４２の前方端面と後方端面とを貫通するピストン挿通孔４２ａが形成されており、ピストン挿通孔４２ａには金属線材７が挿通される。
ピストン本体筒４２の前方は、外径が拡径したピストンフランジ部４２ｂとなっている。ピストンフランジ部４２ｂは、スリーブ２２に形成された油圧調整室３７に配置されるとともに、油圧調整室３７を第１油圧調整室３７ａと第２油圧調整室３７ｂとに分割している。
【００４１】
ピストンフランジ部４２ｂの前方におけるピストン本体筒４２の周面には、前述のとおりパッキン３１ｂが配置されており、ダイヤフラムベース３１とピストン本体筒４２とのシール性を確保している。また、ピストンフランジ部４２ｂの後方におけるピストン本体筒４２の周面には、パッキン２３が配置されており、スリーブ２２とピストン本体筒４２とのシール性を確保している。すなわち、パッキン３１ｂおよびパッキン２３により、油圧調整室３７からオイルが漏洩するのを防止している。
【００４２】
（第２連結筒体）
ピストン本体筒４２の後方には、第２連結筒体４４が設けられている。第２連結筒体４４は、後方に開口を有する有底筒状に形成されており、前方に配置された第２連結筒体４４の底部４４ｄが、ピストン本体筒４２の後方端面に不図示のボルト等により固定されている。
【００４３】
第２連結筒体４４の外周面４４ａの直径は、スリーブ２２の後方開口部２２ｂの内径よりも若干小径に形成されており、第２連結筒体４４は、スリーブ２２の後方開口部２２ｂ内で前後方向に移動可能となっている。第２連結筒体４４の外周面４４ａには、前方および後方にパッキン４３が設けられている。パッキン４３は、第２連結筒体４４が回転したときの振動を抑制している。
【００４４】
第２連結筒体４４の内周面４４ｂの直径は、主軸１２の直径よりも大径に形成されている。第２連結筒体４４内には、主軸１２および第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃが配置される。
第２連結筒体４４の内周面４４ｂは、前方から後方に向かうにしたがって漸次拡径する第２テーパ面４４ｃとなっている。第２テーパ面４４ｃの傾斜角度は、第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃに対応した傾斜角度に形成される。このため、第２連結筒体４４が前方から後方に移動すると、第２テーパ面４４ｃは、第１テーパ面２４ｃを径方向内側に押圧して移動させる構造となっている。
【００４５】
（移動機構）
上述のように形成されたピストン部材４０は、移動機構３９により中心軸Ｏに沿って前方に移動可能となっている。本実施形態の移動機構３９は、スリーブ２２に形成された油圧調整室３７、第１油路３８ａ、第２油路３８ｂおよびスリーブ２２の外部の油圧ポンプにより構成されている。
【００４６】
油圧調整室３７は、ピストン部材４０のピストンフランジ部４２ｂにより２室に分割されており、ピストンフランジ部４２ｂの前方の第１油圧調整室３７ａと、ピストンフランジ部４２ｂの後方の第２油圧調整室３７ｂと、を有している。
第１油圧調整室３７ａには第１油路３８ａが連通されており、第１油路３８ａには不図示の油圧ポンプが接続されている。また、第２油圧調整室３７ｂには第２油路３８ｂが連通されており、第２油路３８ｂには不図示の油圧ポンプが接続されている。
【００４７】
油圧ポンプを作動させて、第２油路３８ｂを介して第２油圧調整室３７ｂにオイルを供給すると、第２油圧調整室３７ｂの油圧が上昇する。そして、第２油圧調整室３７ｂの油圧の上昇により、ピストンフランジ部４２ｂは前方に押圧されて、ピストン部材４０が中心軸Ｏに沿って前方に移動する。このように、ピストン部材４０は、軸方向に沿って前方に移動可能となっている。
【００４８】
（調整機構）
図５は、図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図３に示すように、ピストン本体筒４２とダイヤフラム部３２との間には、ダイヤフラム部３２を軸方向に弾性変形させて、チャック部３５の移動量を調整する調整機構５０が設けられている。
本実施形態の調整機構５０は、図３に示すように、ピストン本体筒４２の前方に配置される調整ピニオン５３と、調整ピニオン５３とダイヤフラム部３２との間に配置される可動鉄心部材５１と、図５に示すように、調整ピニオン５３を回転させるラック５５と、ラックを径方向に沿って移動させる調整ネジ５６と、により構成されている。
【００４９】
調整ピニオン５３は、有底筒状に形成されており、筒部５４の外周面５４ａには雄ネジが形成され、筒部５４の内周面５４ｂには雌ネジが形成されている。筒部５４の外周面５４ａは、ピストン本体筒４２の前方端面に螺合されている。また、調整ピニオン５３の前方端部における外周面には、ピニオンギヤ５３ａが形成されており、ダイヤフラム部３２の内部において径方向に沿うように設けられた棒状のラック５５と噛合している。
【００５０】
図５に示すように、ラック５５は、略円筒状の部材であり、径方向に沿って移動可能に支持されている。ラック５５の外周面には、調整ピニオン５３のピニオンギヤ５３ａと噛合するラックギヤ５５ａが形成されている。また、ラック５５の内周面には雌ネジが形成されており、調整ネジ５６が螺合されている。不図示のドライバ等の工具を用いて調整ネジ５６を回転させることにより、ラック５５は径方向に沿って移動させられ、調整ピニオン５３を回転させている。
【００５１】
可動鉄心部材５１は、中心軸Ｏを含む断面形状が略Ｔ字形状をしており、円柱状の本体部５１ａと、本体部５１ａよりも大径に形成された当接部５１ｂと、により形成されている。
本体部５１ａの外周面には雄ネジが形成されており、調整ピニオン５３の筒部５４の内周面５４ｂに螺合されている。
当接部５１ｂは、本体部５１ａの前方に形成されており、ダイヤフラム部３２の底部３２ａと当接している。また、当接部５１ｂには不図示の回り止めが形成されており、可動鉄心部材５１の中心軸Ｏを中心とした回転が規制されている。
【００５２】
調整機構５０による調整方法は以下のとおりである。
ドライバ等の工具で調整ネジ５６を回転させると、ラック５５が径方向に移動する。これにより、ラックギヤ５５ａと噛合している調整ピニオン５３は、中心軸Ｏを回転中心として回転する。ここで、調整ピニオン５３に螺合された可動鉄心部材５１は、調整ピニオン５３とともに回転しようとするが、回り止めによって回転が規制されている。このため、可動鉄心部材５１は、調整ピニオン５３が回転することにより軸方向に沿って前後方向に移動する。
【００５３】
具体的には、調整ピニオン５３の回転方向が、調整ピニオン５３と可動鉄心部材５１との締結が解除される方向の場合には、可動鉄心部材５１は前方に移動する。このとき、可動鉄心部材５１の当接部５１ｂにより、ダイヤフラム部３２の底部３２ａに固定されたチャック部３５の後方面３５ａが押圧されて、各チャック片３６が径方向外側に移動する。したがって、チャック孔３５ｃは拡径するように調整される。
また、調整ピニオン５３の回転方向が、調整ピニオン５３と可動鉄心部材５１とが締結される方向の場合には、可動鉄心部材５１は後方に移動する。このとき、可動鉄心部材５１の当接部５１ｂはダイヤフラム部３２の底部３２ａから離反する方向に移動し、ダイヤフラム部３２の底部３２ａに固定された各チャック片３６が径方向内側に移動する。したがって、チャック孔３５ｃは縮径するように調整される。
【００５４】
なお、可動鉄心部材５１の外周面における雄ネジのピッチを、調整ピニオン５３の外周面５４ａにおける雄ネジのピッチよりも狭く形成してもよい。これにより、調整ピニオン５３の１回転あたりにおける可動鉄心部材５１の前後方向への移動量を減少させることができるので、より細かい調整ができる。
【００５５】
（ダイヤフラム部が弾性復元変形したときの作用）
以下に、本実施形態のガイドブッシュ装置２０において、ダイヤフラム部３２が弾性復元変形したときの作用について説明する。
油圧ポンプを停止して第２油圧調整室３７ｂへのオイルの供給を停止すると、第２油圧調整室３７ｂの油圧の上昇が停止するとともに、ピストン部材４０によるダイヤフラム部３２の底部３２ａの前方への押圧が停止する。
ピストン部材４０による押圧が停止すると、前方に押圧されて弾性変形していたダイヤフラム部３２の底部３２ａが、復元力により後方に移動する。
ダイヤフラム部３２が弾性復元変形すると、ダイヤフラム部３２の底部３２ａに固定されたチャック部３５の各チャック片３６も復元して径方向内側に移動する。これにより、チャック孔３５ｃの直径が縮径して、金属線材７が各チャック片３６により把持される。
【００５６】
これと同時に、ダイヤフラム部３２の底部３２ａは、弾性復元によりピストン部材４０の前方に配置された可動鉄心部材５１を後方に押圧して、ピストン部材４０を後方に移動させる。そして、ピストン部材４０の後方に設けられた第２連結筒体４４の第２テーパ面４４ｃは、主軸１２の径方向外側に設けられた第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃに沿って移動する。
【００５７】
ここで、第１連結筒体２４は、径方向に弾性変形可能に形成されたコレットチャックである。したがって、第２連結筒体４４が後方に移動するのに伴って、第１連結筒体２４の内周面２４ｂは縮径し、第１連結筒体２４は主軸１２に外嵌されて連結される。また、第２連結筒体４４は、第２テーパ面４４ｃが第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃに当接した状態で第１連結筒体２４に外嵌されて連結される。
【００５８】
すなわち、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形により、ピストン部材４０の第２連結筒体４４、主軸１２、スリーブ２２に固定された第１連結筒体２４、およびスリーブ２２に固定されたダイヤフラムチャック３０は、それぞれ連結される。したがって、主軸１２が回転すると、主軸１２の回転力は、第１連結筒体２４を介してピストン部材４０、スリーブ２２およびダイヤフラムチャック３０に同じタイミングで伝達される。そして、ダイヤフラムチャック３０により把持された金属線材７は、主軸１２、スリーブ２２およびダイヤフラムチャック３０と同期回転する。
【００５９】
（ダイヤフラム部が弾性変形したときの作用）
続いて、本実施形態のガイドブッシュ装置２０において、ダイヤフラム部３２が前方に弾性変形したときの作用について説明する。
移動機構３９を作動させると、油圧ポンプを作動して第２油圧調整室３７ｂへのオイルの供給が開始される。そして、第２油圧調整室３７ｂの油圧が上昇すると、第１油圧調整室３７ａと第２油圧調整室３７ｂとの油圧差により、油圧調整室３７内でピストンフランジ部４２ｂが前方に移動し、ピストン部材４０全体が前方に移動する。
【００６０】
ピストン部材４０が前方に移動すると、ダイヤフラム部３２の底部３２ａは、ピストン部材４０の前方に配置された可動鉄心部材５１により押圧されて前方に弾性変形する。
ダイヤフラム部３２の底部３２ａが弾性変形すると、チャック部３５の各チャック片３６は径方向外側に移動する。これにより、チャック孔３５ｃの直径が拡径して、金属線材７と各チャック片３６との間に隙間が形成された状態で金属線材７が保持され、ダイヤフラムチャック３０は金属線材７のガイドとして機能する。
【００６１】
これと同時に、ピストン部材４０が前方に移動するため、第１連結筒体２４と第２連結筒体４４との連結が切り離される。したがって、主軸１２からピストン部材４０への回転力の伝達が切断される。
【００６２】
（効果）
本実施形態によれば、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形によって、チャック部３５のチャック片３６を径方向内側に移動させることができ、金属線材７を把持することができる。またこれと同時に、ピストン部材４０をスリーブ２２の後方に移動させることで第１連結筒体２４と第２連結筒体４４とを連結させることができ、第１連結筒体２４を主軸１２に外嵌させることができる。したがって、主軸１２の回転力をピストン部材４０、スリーブ２２およびダイヤフラムチャック３０に同じタイミングで伝達させることができ、これらを主軸１２と同期回転させることができる。つまり、ダイヤフラム部３２を弾性復元変形させるという一動作で、金属線材７の把持と主軸１２との回転同期とを同時に行うことができ、回転する金属線材７に極力余計な負荷をかけることなく把持することができる。
特に、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形によって、金属線材７を径方向外側から囲繞しているチャック部３５を径方向内側に瞬時に移動させて、金属線材７を略全周にわたって均等な力で把持できるので、金属線材７を安定的に把持してその回転をガイドし易い。そのため、金属線材７の加工精度の向上化に繋げることができる。
また、上記したようにダイヤフラム部３２を弾性復元変形させるという一動作で、金属線材７の把持と主軸１２との回転同期とを同時に行うことができるので、部品点数を削減し易いうえ、構成の簡略化を図り易く、これにより低コスト化を図ることができる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、ピストン本体筒４２の後側への移動に伴って、第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃと第２連結筒体４４の第２テーパ面４４ｃとを互いに圧接させることができると同時に、第１連結筒体２４を径方向内側に変位させて主軸１２に外嵌させることができる。このように、主軸１２とダイヤフラムチャック３０とを簡単な構造により確実に連結させ、主軸１２とダイヤフラムチャック３０とを同期回転させることができる。また、第１連結筒体２４の第１テーパ面２４ｃと第２連結筒体４４の第２テーパ面４４ｃとを単に圧接させてピストン部材４０と主軸１２とを連結しているので、ピストン部材４０と主軸１２との間で摩擦熱や異音等が発生しにくい。したがって、例えばタイミングプーリとタイミングベルトとを用いた従来技術よりも損失が少なく、回転効率に優れたガイドブッシュ装置２０とすることができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、ピストン部材４０を前方に移動させると、ダイヤフラム部３２がスリーブ２２から離間する方向に弾性変形させられるので、チャック部３５を金属線材７の径方向外側に移動させることができ、金属線材７を開放することができる。また、これと同時に、ピストン部材４０を前方に移動させることで、第１連結筒体２４と第２連結筒体４４とを切り離して両者の連結を解除できるので、主軸１２からピストン部材４０への回転力の伝達を切断できる。つまり、移動機構３９によりピストン部材４０を前方に移動させるという一動作で、金属線材７の開放と主軸１２とピストン部材４０との切り離しとを同時に行うことができる。また、チャック部３５の上記移動により、金属線材７とチャック部３５との間に所定の隙間を形成できるので、ダイヤフラムチャック３０を金属線材７の回転振れ止めガイドとして機能させることができ、金属線材７の加工精度の向上化に繋げることができる。
また、上記したように移動機構３９によりピストン部材４０を前方に移動させるという一動作で、金属線材７の開放とダイヤフラムチャック３０と主軸１２との切り離しとを同時に行うことができるので、部品点数を削減し易いうえ、構成の簡略化を図り易く、これにより低コスト化を図ることができる。
【００６５】
また、本実施形態によれば、ダイヤフラム部３２の軸方向の位置を調整可能とすることで、チャック部３５の移動量を調整できるので、金属線材７に対するチャック部３５の把持力や、金属線材７の開放時におけるチャック部３５と金属線材７との隙間を調整できる。これにより、例えば線径の異なる素材を加工するときや、ダイヤフラムチャック３０の挿通孔３２ｂが磨耗したときに、容易に対応できる。
【００６６】
また、本実施形態によれば、旋盤１は上記したガイドブッシュ装置２０を備えているので、旋盤１全体の低コスト化を図り易いうえ、金属線材７を高精度に旋盤加工することができ、加工品の品質を向上させることができる。特に細径の素材に有効である。
【００６７】
なお、この発明の技術範囲は上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００６８】
実施形態のピストン部材４０は、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形により、後方に移動して第１連結筒体と第２連結筒体とを連結していた。しかし、ダイヤフラム部３２の弾性復元変形に加えて、例えば、移動機構３９によりピストン部材４０の後方への移動を補助してもよい。具体的には、第１油圧調整室３７ａにオイルを供給して第１油圧調整室３７ａの油圧を上昇させ、ピストンフランジ部４２ｂを後方に移動させることで、ピストン部材４０の後方への移動を補助できる。ただし、複雑な油圧制御が不要であり、低コストである点で本実施形態に優位性がある。
【００６９】
本実施形態では、移動機構３９は油圧を利用してピストン部材４０を移動させているが、油圧に限られず、例えば空気圧を利用してピストン部材４０を移動させることもできる。また、移動機構３９は本実施形態の構成に限られず、例えば電動アクチュエータを用いて構成してもよい。
【００７０】
本実施形態では、第１連結筒体２４はコレットチャックであり、第１テーパ面２４ｃと第２テーパ面４４ｃとを当接させることで第１連結筒体２４、第２連結筒体４４、および主軸１２を連結していた。しかし、連結手段は本実施形態に限られることはなく、例えば、電磁クラッチ等を用いて第１連結筒体２４、第２連結筒体４４、および主軸１２を連結してもよい。
【００７１】
本実施形態では、旋盤１に本発明のガイドブッシュ装置を用いているが、旋盤１以外にも本発明のガイドブッシュ装置を用いることができる。本発明のガイドブッシュ装置２０は、金属線材７等の細い素材を把持しつつ、素材と主軸１２とを同期回転させる装置に適用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・旋盤 ７・・・金属線材（素材） １２・・・主軸 ２０・・・ガイドブッシュ装置 ２２・・・スリーブ ２４・・・第１連結筒体 ２４ａ・・・第１連結筒体の外周面 ２４ｃ・・・第１テーパ面 ３０・・・ダイヤフラムチャック ３２・・・ダイヤフラム部 ３２ｂ・・・挿通孔 ３５・・・チャック部 ３９・・・移動機構 ４０・・・ピストン部材 ４２・・・ピストン本体筒 ４４・・・第２連結筒体 ４４ｂ・・・第２連結筒体の内周面 ４４ｃ・・・第２テーパ面 ５０・・・調整機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状の素材を把持して回転する主軸の一方側に配設され、前記素材の回転をガイドするガイドブッシュ装置であって、
前記主軸の前記一方側に該主軸と同軸上に配設された状態で軸支され、前記主軸よりも外方に延在すると共に前記素材を挿通させる筒状のスリーブと、
該スリーブの他方側と前記主軸との間に配設され、該スリーブに固定された第１連結筒体と、
前記スリーブの一方側に前記主軸と同軸上に配設された状態で固定され、前記素材を把持可能なダイヤフラムチャックと、
前記素材を挿通させた状態で前記スリーブ内に配設されると共に、前記素材の軸方向に沿って前記スリーブの前記一方側および前記他方側に移動可能とされた筒状のピストン部材と、を備え、
前記ダイヤフラムチャックは、
前記素材の前記軸方向に弾性変形可能とされると共に該素材を挿通させる挿通孔が形成され、弾性復元力により前記スリーブ側に弾性復元変形して前記ピストン部材を前記他方側に移動させるダイヤフラム部と、
前記素材を径方向外側から囲繞した状態で前記ダイヤフラム部に取り付けられると共に、該ダイヤフラム部の前記弾性変形に伴って前記素材の径方向に移動可能とされ、前記弾性復元変形時に径方向内側に移動させられて前記素材を把持するチャック部と、
を備え、
前記ピストン部材は、
前記ダイヤフラム部によって前記他方側に移動させられると共に、前記一方側に移動させられた時に前記ダイヤフラム部を前記スリーブから離間する方向に弾性変形させるピストン本体筒と、
該ピストン本体筒の他方側に固定され、該ピストン本体筒が他方側に移動させられた時に、前記第１連結筒体に連結される第２連結筒体と、
を備え、
前記第１連結筒体は、前記第２連結筒体との連結時に前記主軸に外嵌されることを特徴とするガイドブッシュ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガイドブッシュ装置であって、
前記第１連結筒体は、外周面が一方側から他方側に向かうにしたがって漸次拡径する第１テーパ面とされたコレットチャックとされ、
前記第２連結筒体は、内周面が前記第１テーパ面に対応して、一方側から他方側に向かうにしたがって漸次拡径する第２テーパ面とされていることを特徴とするガイドブッシュ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガイドブッシュ装置であって、
前記ピストン部材を前記スリーブの前記一方側に移動させ、前記ダイヤフラム部を前記スリーブから離間する方向に弾性変形させる移動機構を備えていることを特徴とするガイドブッシュ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のガイドブッシュ装置であって、
前記ピストン本体筒と前記ダイヤフラム部との間に、前記ダイヤフラム部を前記素材の前記軸方向に弾性変形させて、前記チャック部の移動量を調整する調整機構が設けられていることを特徴とするガイドブッシュ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のガイドブッシュ装置を備えたことを特徴とする旋盤。
【請求項１】
棒状の素材を把持して回転する主軸の一方側に配設され、前記素材の回転をガイドするガイドブッシュ装置であって、
前記主軸の前記一方側に該主軸と同軸上に配設された状態で軸支され、前記主軸よりも外方に延在すると共に前記素材を挿通させる筒状のスリーブと、
該スリーブの他方側と前記主軸との間に配設され、該スリーブに固定された第１連結筒体と、
前記スリーブの一方側に前記主軸と同軸上に配設された状態で固定され、前記素材を把持可能なダイヤフラムチャックと、
前記素材を挿通させた状態で前記スリーブ内に配設されると共に、前記素材の軸方向に沿って前記スリーブの前記一方側および前記他方側に移動可能とされた筒状のピストン部材と、を備え、
前記ダイヤフラムチャックは、
前記素材の前記軸方向に弾性変形可能とされると共に該素材を挿通させる挿通孔が形成され、弾性復元力により前記スリーブ側に弾性復元変形して前記ピストン部材を前記他方側に移動させるダイヤフラム部と、
前記素材を径方向外側から囲繞した状態で前記ダイヤフラム部に取り付けられると共に、該ダイヤフラム部の前記弾性変形に伴って前記素材の径方向に移動可能とされ、前記弾性復元変形時に径方向内側に移動させられて前記素材を把持するチャック部と、
を備え、
前記ピストン部材は、
前記ダイヤフラム部によって前記他方側に移動させられると共に、前記一方側に移動させられた時に前記ダイヤフラム部を前記スリーブから離間する方向に弾性変形させるピストン本体筒と、
該ピストン本体筒の他方側に固定され、該ピストン本体筒が他方側に移動させられた時に、前記第１連結筒体に連結される第２連結筒体と、
を備え、
前記第１連結筒体は、前記第２連結筒体との連結時に前記主軸に外嵌されることを特徴とするガイドブッシュ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガイドブッシュ装置であって、
前記第１連結筒体は、外周面が一方側から他方側に向かうにしたがって漸次拡径する第１テーパ面とされたコレットチャックとされ、
前記第２連結筒体は、内周面が前記第１テーパ面に対応して、一方側から他方側に向かうにしたがって漸次拡径する第２テーパ面とされていることを特徴とするガイドブッシュ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガイドブッシュ装置であって、
前記ピストン部材を前記スリーブの前記一方側に移動させ、前記ダイヤフラム部を前記スリーブから離間する方向に弾性変形させる移動機構を備えていることを特徴とするガイドブッシュ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のガイドブッシュ装置であって、
前記ピストン本体筒と前記ダイヤフラム部との間に、前記ダイヤフラム部を前記素材の前記軸方向に弾性変形させて、前記チャック部の移動量を調整する調整機構が設けられていることを特徴とするガイドブッシュ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のガイドブッシュ装置を備えたことを特徴とする旋盤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９６７２２（Ｐ２０１２−１９６７２２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０７７６（Ｐ２０１１−６０７７６）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００２３２５）セイコーインスツル株式会社 (3,629)
【Ｆターム（参考）】
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