JP2590593Y2 - 工作機械のワーク振れ止め装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は旋削加工等を行う工作機
械において、ワークの振れ止めを行うための装置に関
し、詳細にはワーク支持部材をワーク側に押圧するため
の構造，及び後退側への移動を阻止するための構造の改
善に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に長尺の軸状ワークを旋盤で加工す
ると、ワークの自重による撓みや工具の押圧力による撓
みが発生したり、切削による振動が発生したりし易い。
そこでこの種の工作機械では、従来から、上記撓み，及
び振動の発生を防止するために、主軸及び心押し軸間に
支持されたワークの長手方向中間部を回転可能に支持す
るワーク振れ止め装置を備えている。

【０００３】このようなワーク振れ止め装置として、例
えば、実開昭６３−１７２５３３号公報に開示されたも
のがあり、これは以下の構成を有している。ベッド上に
主軸軸線方向に移動可能にかつ所望位置で固定可能に設
けられたベースと、該ベース上にワーク径方向に往復可
能に設けられた可動台と、該可動台に該可動台の移動に
よりワークの反工具側を当接支持するワーク支持部材
（振れ止めローラ）とを備える。

【０００４】また別のワーク振れ止め装置として実開昭
６３−１５１２３５号公報に開示されたものがあり、こ
れは以下の構成を有している。ワーク径方向に一定の空
気圧で付勢されてワークを支持し、かつ所望位置に固定
可能に設けたられたワーク支持部材と、上記ワークをワ
ーク支持部材側に押圧するクランプ部材とを備え、ワー
クの直径が変化してもワーク支持部材により自動的に一
定圧でワークを支持し、かつクランプ部材によりワーク
をワーク支持部材側に押圧してクランプする。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のワーク振れ止め装置では、ワーク支持部材をワークに
当接させた位置にてクランプする構造を採用しているこ
とから、加工中における支持位置の軸方向移動、及び加
工に伴うワーク径の変化には対応できない。

【０００６】一方、上記ワーク径の変化に対応するため
に、ワーク支持部材をクランプすることなく支持するよ
うにした場合は、切削力に抗し得る大きな押圧力でワー
クを工具側に押圧しなければならない。しかしこのよう
な大きな押圧力でワークを押圧支持するように構成する
と、切削力が押圧力より小さいときには上記押圧力によ
ってワークが撓んで高精度加工ができない。また切削力
が押圧力より大きいときには加工時にびびりが生じるの
で、これを回避するために切削負荷が小さくなるように
切削条件（例えば送り速度等）を下げて加工せねばなら
ず、効率的な加工ができない等の不都合が生じる。

【０００７】本考案は、以上のような従来の問題点を解
決するためになされたものであり、加工中にワーク径が
変わっても常にワークを一定の力で押圧付勢して当接保
持でき、また切削負荷が変化した場合にもワークを撓ま
せることがないとともにワーク径方向支持位置を維持し
て加工精度を高めることのできる工作機械のワーク振れ
止め装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の考案は、軸心
回りに回転可能に支持され、外周面に工具により切削加
工が施される軸状ワークの上記工具と反対側部分に当接
して該ワークを回転可能に支持する工作機械のワーク振
れ止め装置において、上記ワークの反工具側に当接して
該ワークを回転自在に支持するワーク支持部材と、該ワ
ーク支持部材に接続され上記ワークに対して径方向に近
接離反するよう進退自在に支持された作用軸と、上記ワ
ーク支持部材が上記ワークに当接するよう上記作用軸を
押圧付勢する押圧駆動手段と、上記作用軸の押圧方向の
移動は妨げることなく後退方向の移動は阻止するクラン
プ手段とを備えたことを特徴としている。

【０００９】請求項２の考案は、請求項１において、上
記クランプ手段が、楔作用をなす第１傾斜面を有し、上
記作用軸と平行な面内に配設されて軸心方向に移動自在
に支持されたクランプ軸と、該クランプ軸を往復駆動す
るクランプ軸駆動手段と、上記クランプ軸及び上記作用
軸と交差する方向に移動自在に支持され、一端に上記ク
ランプ軸の第１傾斜面と摺接する第１楔傾斜面を、他端
に上記作用軸に形成され楔作用をなす第２傾斜面と摺接
する第２楔傾斜面をそれぞれ有する楔軸とを備えている
ことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本考案に係る工作機械のワーク振れ止め装置で
は、ワークがセットされると押圧駆動手段が作用軸を押
圧方向に移動付勢し、ワーク支持部材がワークをこれに
一定の押圧力を作用させて支持する。またクランプ手段
が作用軸の押圧方向への移動は妨げることなく後退方向
への移動は阻止する。

【００１１】そしてワーク支持位置が軸方向に移動した
り、加工が進行したりすることによってワーク径が小さ
くなった場合は、押圧駆動手段の付勢力により作用軸ひ
いてはワーク支持部材が押圧方向に移動し、ワーク径の
変化に対応できる。また押圧駆動手段による付勢力は所
定値に設定してあり、切削負荷が小さくなった場合でも
ワークを撓ませることはない。

【００１２】また切削負荷が大きくなってワーク支持部
材ひいては作用軸に後退側の力が作用した場合にも、該
作用軸はクランプ手段によって後退動作が阻止されてワ
ーク支持位置に保持される。従って切削負荷の変動によ
ってワークが撓むことはなく、高精度加工が行われる。

【００１３】請求項２の考案によれば、クランプ手段
を、クランプ軸の楔作用をなす第１傾斜面を楔軸の第１
楔傾斜面に摺接させ、該楔軸の第２楔傾斜面を作用軸の
楔作用をなす第２傾斜面に摺接させたので、作用軸から
楔軸に伝達される力を低減できるとともに、クランプ軸
から楔軸に伝達される力を増大することができる。その
ためクランプ軸駆動手段による小さな力を、楔軸ひいて
は作用軸に大きな保持力として作用させることができ、
従って瞬時の大きな切削力がワークを介してワーク支持
部材に作用した場合でも、作用軸はその位置に安定保持
される。

【００１４】

【実施例】以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１ないし図４は本考案の一実施例による工
作機械のワーク振れ止め装置を説明するための図であ
り、図１は本実施例ワーク振れ止め装置の縦断面正面
図、図２は図１のII-II 線断面図、図３は本実施例のワ
ーク振れ止め装置を備えたＮＣ旋盤の平面図、図４は図
３のIV-IV 線断面図である。

【００１５】まず、全体構成を示す図３及び図４におい
て、３０はＮＣ旋盤であり、これはオペータ側（図３下
側）に向けて傾斜したスラントべッド３１と、該ベッド
３１上の左端部オペレータ側に載置固定された主軸台３
３と、上記スラントベッド３１上の右端部オペレータ側
に、上記主軸台３３と対向し、かつ主軸軸線方向に移動
可能に配設された心押し台３６と、上記スラントベッド
３１上の中央部反オペレータ側に、主軸軸線と平行に移
動可能に配設された刃物台３８とを備えている。

【００１６】上記主軸３３は、複数の軸受により主軸３
２を回転可能に支持しており、該主軸３２の先端にはチ
ャック３４が装着されている。また上記心押し台３６
は、心押し軸３５を主軸軸線と同軸をなすように進退可
能かつ回転可能に軸支しており、該心押し軸３５の先端
にはセンタ３７が嵌着されている。上記刃物台３８に
は、タレット３９が主軸軸線と直交する平面内で旋回割
り出し可能に配設されている。該タレット３９の外周に
は複数の工具取付ステーションが設けられており、該各
ステーションに取付られた任意の工具Ｔを切削位置に割
り出し可能になっている。

【００１７】上記チャック３４と上記センタ３７との間
にワークＷが支持され、主軸３２を回転駆動することに
よりワークＷが回転し、このワークＷの外周面に上記割
り出された工具Ｔを切り込むことによって旋削加工が行
われる。

【００１８】また上記スラントベッド３１上の上記主軸
台３３と心押し台３６との間のオペレータ側にワーク振
れ止め装置１が配設されている。このワーク振れ止め装
置１は、上記スラントベッド３１上に主軸軸線方向に移
動可能かつ位置決め可能に配設された移動台４０と、該
移動台４０に支持部材４１を介して固着され、ワークＷ
を挟んで工具Ｔと対向するように配設された装置本体２
と、先端でワーク支持ローラ３を回転自在に支持し、上
記装置本体２にワーク径方向に進退自在に支持された作
用軸４と、該作用軸４をワーク押圧方向への移動は妨げ
ることなく後退方向への移動は阻止するクランプ機構
（クランプ手段）５とを備えている。

【００１９】上記装置本体２は図１，図２に示すよう
に、厚板ブロック状のもので、該装置本体２には断面円
形でワーク側が開口するの作用軸孔２ａと、断面円形で
ワーク側が閉塞されたクランプ軸孔２ｂとが平行に穿設
されており、さらに該両軸孔２ａ，２ｂを直角方向に連
通する断面円形の連通孔２ｃが穿設されている。また上
記装置本体２には、上記作用軸孔２ａ，クランプ軸孔２
ｂから反ワーク側に延びかつ同軸をなすようにシリンダ
ボア２ｄ，２ｅが形成されている。

【００２０】上記作用軸４は、丸軸形状の摺動軸部４ｄ
の図示下端部に傾斜角度θ２の第２傾斜面４ａを形成す
るとともに、該摺動軸部４ｄの下端面にこれより小径の
縮径部４ｂを延長形成し、上端にローラブラケット４ｃ
を形成したものであり、上記作用軸孔２ａに矢印Ａ，Ｂ
方向に摺動自在挿入されている。またこの作用軸４は上
記第２傾斜面４ａが上記連通孔２ｃに臨むようにスライ
ドキー１０で回り止めされている。なお、２ｍはキー溝
である。

【００２１】上記作用軸４の上端のローラブラケット４
ｃは先端側が開口する凹型のものであり、該ローラブラ
ケット４ｃにはワーク支持ローラ（ワーク支持部材）３
がワーク軸心ＣＴと直角方向に配置された支持ピン６を
介して回転自在に支承されている。上記ワーク支持ロー
ラ３は摺動抵抗の低い材料（例えば樹脂）によって形成
されており、外周には全周に渡ってＶ溝３ａが凹設され
ている。該ワーク振れ止め装置１の主軸軸線方向（図２
矢印Ｃ，Ｄ方向）の移動に対しては、ワーク支持ローラ
３が回転しながらワークを支持し、ワークの回転に対し
ては上記Ｖ溝３ａ内を摺動させながらワークを支持する
ようになっている。

【００２２】また上記縮径部４ｂは上記シリンダボア２
ｄ内に挿入されており、該挿入端部にはピストン１１が
同軸をなすように固着されている。このピストン１１は
上記シリンダボア２ｄに油密かつ摺動自在に挿入されて
おり、該シリンダボア２ｄの該ピストン１１で画成され
た上側，下側油圧室２ｅ，２ｆはそれぞれ装置本体２に
穿設された油路２ｇ，２ｈを介して図示しない外部油圧
発生装置に接続されている。上記上側，下側油圧室２
ｅ，２ｆに油圧を切換供給することにより作用軸４は矢
印Ｂ方向（後退方向），Ａ方向（突出方向）に移動す
る。

【００２３】ここで上記下側油圧室２ｆへの圧油の供給
により上記作用軸４が突出し、ワーク支持ローラ３がワ
ークＷに当接して該ワークＷを支持することとなるが、
このときの油圧はワークを撓ませない程度に、また切削
加工やワーク振れ止め装置１のワーク軸方向移動に伴っ
てワーク径が変化しても常時ワーク支持ローラ３がワー
クに一定の押圧力で当接するように設定されている。

【００２４】上記クランプ機構５は、上記装置本体２の
クランプ軸孔２ｂに摺動自在に挿入されたクランプ軸７
と、上記連通孔２ｃに摺動自在に挿入された楔軸９とを
備えている。上記クランプ軸７は、丸軸形状の摺動軸部
７ｃの図示上端部側面に傾斜角θ１の第１傾斜面７ａを
形成するとともに、下端面に縮径軸部７ｂを延長形成し
たものであり、上記クランプ軸孔２ｂに矢印Ａ，Ｂ方向
に摺動自在に挿入されている。

【００２５】また上記縮径軸部７ｂは上記シリンダボア
２ｅ内に挿入されており、該挿入端部にはピストン８が
同軸をなすように固着されている。このピストン８は上
記シリンダボア２ｅに油密かつ摺動自在に挿入されてお
り、該シリンダボア２ｅの該ピストン８で画成された上
側，下側油圧室２ｉ，２ｊはそれぞれ装置本体２に穿設
された油路２ｋ，２ｌを介して図示しない外部油圧発生
装置に接続されている。上記上側，下側油圧室２ｋ，２
ｌに油圧を切換供給することにより、クランプ軸７はア
ンクランプ方向，クランプ方向に移動する。なお、上記
クランプ軸７，作用軸４の駆動方法については、油圧駆
動に限らず他の作動流体、例えば空気圧で駆動するよう
にしてもよい。

【００２６】上記楔軸９は、丸軸形状の棒体の図示右端
に上記クランプ軸７の第１傾斜面７ａに摺接する第１楔
傾斜面９ｂを、左端に上記作用軸４の第２傾斜面４ａに
摺接する第２楔傾斜面９ａをそれぞれ形成したものであ
り、上記連通孔２ｃ内に摺動自在に挿入されている。

【００２７】ここで上記第１傾斜面７ａとクランプ軸７
となす傾斜角度θ１は第１楔傾斜面９ｂと楔軸９とのな
す傾斜角度θ１′より格段に小さく設定されている。こ
れによりクランプ軸７の矢印Ａ方向の力を楔軸９左方へ
の力に増大して伝達する楔作用がなされ、逆に楔軸９か
らの力はクランプ軸７下方への力に大きく減少して伝達
される。

【００２８】また上記第２傾斜面４ａと作用軸４とのな
す傾斜角度θ２は第２楔傾斜面９ａと楔軸９とのなす傾
斜角度θ２′より格段に小さく設定されている。これに
より作用軸４は楔作用をなし、楔軸９からの力は作用軸
４上方への力に大きく減少して伝達される。

【００２９】さらにまた、上記クランプ軸７の第１傾斜
面７ａの傾斜角θ１は、作用軸４の第２傾斜面４ａの傾
斜角θ２より大きく設定されている。これにより、クラ
ンプ軸７の移動量より作用軸４の移動量の方が大きくな
る。

【００３０】次に本実施例の作用効果について説明す
る。ワーク非加工時においては、クランプ機構５はアン
クランプ状態にあり、ワーク支持ローラ３は非支持状態
にある。即ち、シリンダボア２ｅの上側油圧室２ｉに油
路２ｋを介して外部油圧供給装置より圧油が供給され、
ピストン８ひいてはクランプ軸７が図示下側のアンクラ
ンプ位置に移動し、後述する作用軸４の後退によって楔
軸９の第２楔傾斜面９ａはクランプ軸７側に移動して連
通孔２ｃ内に没入しており、作用軸４の後退方向の移動
を妨げることのないアンクランプ位置に位置している。
またシリンダボア２ｄの上側油圧室２ｅ内に油路２ｇを
介して圧油が供給され、作用軸４ひいてはワーク支持ロ
ーラ３は楔軸９に移動が妨げられることなく非支持位置
に後退している。

【００３１】次にワークが主軸３２と心押し軸３５との
間に支持されると、まずワークＷの支持動作が行われ、
続いて作用軸４つまりワーク支持ローラ３の後退方向へ
の移動を阻止するクランプ動作が行われる。ワークＷの
支持動作では、圧油がシリンダボア２ｄの下側油圧室２
ｆに油路２ｈを介して供給され、作用軸４が突出して先
端のワーク支持ローラ３のＶ溝３ａがワークＷの反工具
側部分に当接する。またワーク支持ローラ３のクランプ
動作では、圧油がシリンダボア２ｅの下側油圧室２ｊに
油路２ｌを介して供給され、ピストン８がクランプ軸７
とともに上昇し、該クランプ軸７の第１傾斜面７ａが第
１楔傾斜面９ｂを押圧して楔軸９を作用軸４側に移動さ
せ、該楔軸９の第２楔傾斜面９ａが作用軸４の第２傾斜
面４ａを押圧して作用軸４の後退移動を阻止する。

【００３２】ここで上記楔軸９の第２楔傾斜面９ａが作
用軸４の第２傾斜面４ａに圧接することにより作用軸４
を突出側に移動させる突出作用力が発生する。しかし第
２楔傾斜面９ａの傾斜角度θ２′は第２傾斜面角度θ２
より格段に大きく設定されているので、上記突出作用力
は楔軸９の軸方向力に比較して極めて小さく、従ってワ
ーク支持ローラ３によるワーク押圧力は上記下側油圧室
２ｆに供給される圧油の圧力によってほとんど決定され
る。その結果、上記下側油圧室２ｆに供給される圧油の
圧力を適宜設定することにより、ワーク支持ローラ３に
よるワーク押圧力を適正値に調整でき、上記楔軸９から
の突出作用力によりワーク押圧力が過大になってワーク
が撓むことはない。

【００３３】切削加工が開始され、ワーク支持ローラ３
ひいては作用軸４に後退方向の力が作用すると、この作
用力は楔軸９を介してクランプ軸７に作用する。この場
合、楔軸９の第１楔傾斜面９ｂの傾斜角度θ１′は第１
傾斜面７ａの傾斜角度θ１より格段に大きいので、クラ
ンプ軸７を下端側に押圧する力は大幅に減少される。一
方、第１傾斜面７ａの傾斜角度θ１は極めて小さいの
で、クランプ軸７から楔軸９の軸方向に作用する力は楔
作用によって大きく増大される。従ってクランプ軸７側
のシリンダボア２ｅの下側油圧室２ｊへの圧油圧力によ
って楔軸９ひいては作用軸４に非常に大きな保持力を作
用させることができる。その結果、瞬時の大きな切削力
がワークを介してワーク支持ローラ３に作用しても作用
軸４はその位置で安定保持される。

【００３４】また上記クランプ機構５は作用軸４の後退
方向の移動のみを阻止するものであって、作用軸５の突
出方向の移動を妨げることはない。即ち、加工状態にお
いてワーク支持位置の軸方向移動によってワーク径が小
さくなった場合や加工によってワーク径が小さくなった
場合は、シリンダボア２ｄの下側油圧室２ｆへの圧油に
よって作用軸４が突出側に移動し、ワーク支持ローラ３
はワークＷに常時当接した状態に維持される。また切削
力によりワークＷを介して作用軸４に作用する力は作用
軸後退方向の力であるので、上述したように上記クラン
プ機構５が作用して常にワークＷを安定保持することと
なる。

【００３５】さらにまた、作用軸４の第２傾斜面４ａの
傾斜角度θ２をクランプ軸７の第１傾斜面７ａの傾斜角
度θ１より小さく設定したので、クランプ軸７の移動量
よりも作用軸４の移動量が大きくなり、その結果作用軸
４をワーク支持ローラ３によるワーク支持位置により確
実に保持できる。

【００３６】なお、上記実施例では第２傾斜面４ａの傾
斜角度θ２を第１傾斜面７ａの傾斜角度θ１より小さく
設定したが、この両傾斜面の角度θ１，θ２を同じ大き
さに設定しても構わない。

【００３７】また、上記実施例では旋削加工の場合を示
したが、ミーリング加工，フライス加工を行うこともで
きる。この場合は、工具を回転させながら刃物台をワー
ク軸方向に移動し、これに伴ってワーク振れ止め装置も
ワーク軸方向に移動し、常にワークの反工具側部分を支
持する。

【００３８】また上記実施例ではワーク支持手段として
Ｖ溝を有するローラを使用し、ワーク振れ止め装置の軸
方向移動に対してローラを回転させながらワークを支持
し、またワークの回転に対してローラのＶ溝内で摺動さ
せながらワークを支持するＶ溝付きローラの場合につい
て述べたが、本考案のワーク支持部材はワークを回転支
持できるものであればどのようなものでもよい。例えば
ワーク軸心と平行に支持された円筒状の２つのローラを
ワーク外周に当接させて回転支持するようにしてもよ
い。

【００３９】

【考案の効果】以上のように本考案に係る工作機械のワ
ーク振れ止め装置によれば、ワーク支持部材が接続され
た作用軸をワーク押圧方向に付勢支持し、該作用軸を押
圧方向の移動は妨げることなく後退方向の移動は阻止す
るクランプ手段を設けたので、ワークの軸方向支持位置
が移動してワークの径方向支持位置が中心側に変化した
り、ワーク径が加工により小さくなってワークの径方向
支持位置が中心側に変化した場合においてもワーク支持
部材をワークに常に当接させることができ、軸方向支持
位置，ワーク径の変化に対応できる効果がある。

【００４０】また切削負荷が大きくなって作用軸に後退
側の力が作用した場合にも、クランプ手段によって作用
軸の後退動作を阻止して作用軸をワーク支持位置に保持
でき、加工精度を向上できる効果がある。

【００４１】請求項２の考案によれば、クランプ手段
を、クランプ軸の第１傾斜面，楔軸の第１，第２楔傾斜
面、及び作用軸の第２傾斜面により構成したので、作用
軸からクランプ軸に伝達される力を低減できるととも
に、クランプ軸から楔軸に伝達される力を増大すること
ができ、従ってクランプ軸駆動手段による小さな力を、
楔軸ひいては作用軸に大きな保持力として作用させるこ
とができ、その結果大きな切削力がワークを介してワー
ク支持部材に作用した場合でも作用軸をその位置に安定
保持でき、加工精度を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による工作機械のワーク振れ
止め装置の縦断面正面図である。

【図２】図１のII-II 線断面図である。

【図３】上記実施例のワーク振れ止め装置を備えたＮＣ
旋盤の平面図である。

【図４】図３のIV-IV 線断面図である。

【符号の説明】

１ ワーク振れ止め装置 ２ｄ，１１ シリンダボア，ピストン（押圧駆動手段） ２ｊ，８ シリンダボア，ピストン（クランプ軸駆動手
段） ３ ワーク支持ローラ（ワーク支持部材） ４ 作用軸 ４ａ 第２傾斜面 ５ クランプ機構（クランプ手段） ７ クランプ軸 ７ａ 第１傾斜面 ９ 楔軸 ９ａ，９ｂ 第２，第１楔傾斜面 ３０ マシニングセンタ（工作機械） Ｔ 工具 Ｗ ワーク

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸心回りに回転可能に支持され、外周面
   に工具により切削加工が施される軸状ワークの上記工具
   と反対側部分に当接して該ワークを回転可能に支持する
   工作機械のワーク振れ止め装置において、上記ワークの
   反工具側に当接して該ワークを回転自在に支持するワー
   ク支持部材と、該ワーク支持部材に接続され上記ワーク
   に対して径方向に近接離反するよう進退自在に支持され
   た作用軸と、上記ワーク支持部材が上記ワークに当接す
   るよう上記作用軸を押圧付勢する押圧駆動手段と、上記
   作用軸の押圧方向の移動は妨げることなく後退方向の移
   動は阻止するクランプ手段とを備えたことを特徴とする
   工作機械の振れ止め装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記クランプ手段
   が、先端部に楔作用をなす第１傾斜面を有し、上記作用
   軸と平行な面内に配設されて軸心方向に移動自在に支持
   されたクランプ軸と、該クランプ軸を往復駆動するクラ
   ンプ軸駆動手段と、上記クランプ軸及び上記作用軸と交
   差する方向に移動自在に支持され、一端に上記クランプ
   軸の第１傾斜面と摺接する第１楔傾斜面を、他端に上記
   作用軸に形成され楔作用をなす第２傾斜面と摺接する第
   ２楔傾斜面をそれぞれ有する楔軸とを備えていることを
   特徴とする工作機械のワーク振れ止め装置。