JP4402504B2

JP4402504B2 - 旋削装置

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Publication number: JP4402504B2
Application number: JP2004124933A
Authority: JP
Inventors: 純次郎加藤
Original assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Current assignee: Aisin Takaoka Co Ltd
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2024-04-21
Also published as: JP2005305588A

Description

本発明は、被加工物に対し旋削を施すための旋削装置であって、略円筒状のスピンドルを多重配置してなる多重スピンドル構造の旋削装置の改良に関する。特に、中心軸線を取り囲む筒状壁部及びその筒状壁部の略径方向に延びる壁部とを少なくとも具備してなる被加工物（ワーク）に対し旋削を施すのに適した旋削装置に関するものである。

中心軸線を取り囲む筒状壁部及びその筒状壁部の半径方向に延びる板状壁部を有する被加工物（ワーク）の一例としてブレーキドラムがあげられる。ブレーキドラムは、半径方向に延びる板状壁部に相当するフランジ部を有する。特許文献１は、ブレーキドラムのフランジ部の外側面及び内側面に対し同時に旋削可能な旋削装置を開示する（以下、この段落中に示す部材参照番号は特許文献１で用いられた番号である）。特許文献１の旋削装置では、略円筒状の回転体としてのスピンドル（２１）が装置フレームに回転可能に支持され、そのスピンドルの一端側には、被加工物たるブレーキドラムを把持するためのチャック機構（４０）が同期回転可能に設けられている。チャック機構によるドラムの把持位置と前記スピンドルとの間には、該スピンドル側に露出されたフランジ部外側面に対して切削を施すための第１の切削刃（５１ａ）が設けられている。また、チャック機構によるドラムの把持位置を挟んで第１の切削刃と反対側には、フランジ部内側面に対して切削を施すための第２の切削刃（５２ａ）が設けられている。そして、前記スピンドル（２１）の内部領域には、第１の切削刃（５１ａ）を径方向に切削送りするための送り機構が設けられている。なお、その送り機構は、前記スピンドル（２１）の内側に設けられた略円筒状の固定スピンドル（２２）、動力伝達用スピンドル（２３）、モータ（Ｍ１）及び動力伝達用スピンドルの回転運動を第１の切削刃の径方向切削送り運動に変換する運動変換機構（５４）から構成されている。

しかしながら、特許文献１の送り機構は第１の切削刃をドラムフランジ部の径方向（ラジアル方向）に切削送りするものに過ぎず、ドラムの軸方向（スラスト方向）に移動させるものではない。このため、被加工面としてのフランジ部外側面に対し、その回転軸寄り部分と周縁部とで軸方向に高低差を生ずるようなテーパーな傾斜面を付与する旋削加工を施すことができなかった。また、第１の切削刃はドラムの軸方向に移動不可であることから、該切削刃の破損を防止するためには、切削刃がフランジ部外側面全体を旋削し終わるまでドラムの回転を停止することができない（仮に切削刃がワークに接した状態でワークの回転を停止すると切削刃が欠ける虞れがあるから）。このため、その装置の第１の切削刃によって旋削可能な面形状は、切削刃が半径方向に通り抜け可能な平面形状に限定されていた。

特開２００４−４２２１９号公報

本発明の目的は、略円筒状のスピンドルを多重配置してなる多重スピンドル構造の旋削装置において、切削刃のスラスト方向への移動を可能とすることで、被加工物の旋削加工の自由度を従来よりも高めた旋削装置を提供することにある。

請求項１の発明は、被加工物に対し旋削を施すための装置であって、固定物たる装置フレームと、前記装置フレームに回転可能に支持された略円筒状の第１スピンドルと、前記第１スピンドルの内側にラジアル軸受けを介して支持されると共に前記装置フレームに対し相対移動不能に設けられた略円筒状の第２スピンドルと、前記第２スピンドルの内側において該第２スピンドルに対し相対回転不能且つスラスト方向への相対移動可能に設けられた略円筒状の第３スピンドルと、前記第１スピンドルの一端側にて該第１スピンドルと同期回転可能に設けられると共に前記スピンドル群に共通の回転軸線に被加工物の中心軸線を一致させつつ被加工物を把持するためのチャック機構と、前記第１スピンドルに作動連結されて第１スピンドル及びチャック機構を強制回転させるための回転駆動源と、前記チャック機構による被加工物の把持位置と前記スピンドル群との間に配置されてスピンドル群側に露出された被加工物の面に対し切削を施すための第１の切削刃と、前記第３スピンドルの内側を利用して前記第１の切削刃に作動連結されると共に当該切削刃を前記スピンドル群及び被加工物のラジアル方向に切削送りするための第１切削刃送り機構と、前記第３スピンドル、第１の切削刃及び第１切削刃送り機構を一体として前記第２スピンドルに対しスラスト方向に相対移動させるためのスラスト駆動機構とを備えることを特徴とする旋削装置である。

この旋削装置によれば、装置フレームと、それに対し相対移動不能な第２スピンドルとの間に略円筒状の第１スピンドルがチャック機構と共に同期回転可能に支持され、それらが回転駆動源によって強制回転可能となっている。他方、第２スピンドルの内側には、略円筒状の第３スピンドルが第２スピンドルに対し相対回転不能且つスラスト方向への相対移動可能に設けられ、当該第３スピンドルの内側は、第１の切削刃と第１切削刃送り機構との作動連結に利用されている。そして、スラスト駆動機構により、第３スピンドル、第１の切削刃及び第１切削刃送り機構が一体となって第２スピンドルに対しスラスト方向に相対移動可能に構成されている。つまり、スピンドル群側に露出された被加工物の面に対し切削を施すための第１の切削刃には、第１切削刃送り機構によるラジアル方向への移動自由度及びスラスト駆動機構によるスラスト方向への移動自由度が確保されている。

この旋削装置の使用に際しては先ず、第１スピンドルの一端側に設けられたチャック機構によって、スピンドル群に共通の回転軸線に被加工物の中心軸線を一致させつつ被加工物を把持する。その後、回転駆動源によって第１スピンドルと共にチャック機構に把持された被加工物を同期回転させる。その際にスラスト駆動機構によって、第３スピンドル、第１の切削刃及び第１切削刃送り機構の三者を一体として第２スピンドルに対しスラスト方向に相対移動させながら、第１切削刃送り機構によって第１の切削刃をラジアル方向に切削送りすることで、当該第１の切削刃により、スピンドル群側に露出された被加工物の面（被加工面）に対して旋削が施される。旋削時に第１の切削刃がラジアル方向のみならずスラスト方向へも移動できるため、第１の切削刃によって旋削可能な面形状は、切削刃がラジアル方向に通り抜け可能な平面形状に限定されず、例えば被加工面の中心軸線寄り部分と周縁部とで軸方向（スラスト方向）に高低差を生ずるようなテーパーな傾斜面形状などの非平面的形状も形成可能となる。また旋削中に、被加工物を回転させたままの状態で第１の切削刃を被加工面からスラスト方向に離すことができるため、第１の切削刃の破損を防止しながら旋削の一時中断を図ることも可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の旋削装置において、前記第３スピンドルは、前記第２スピンドルとのスプライン結合に基づいて、第２スピンドルに対し相対回転不能且つスラスト方向への相対移動可能となっていることを特徴とする。

請求項２によれば、第２スピンドルとその内側に設けられた第３スピンドルとはスプライン結合されているため、装置フレームに対して相対移動不能な第２スピンドルに対し、第３スピンドルが相対回転不能且つスラスト方向への相対移動可能となる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の旋削装置において、前記第１切削刃送り機構は、前記第３スピンドルの内側に回転可能に支持された動力伝達軸としての第４スピンドルと、その第４スピンドルを回転駆動するモータと、前記第３スピンドルのチャック機構側端部に設けられると共に第４スピンドルの回転運動を第１の切削刃のラジアル方向への切削送り運動に変換するための運動変換機構とを少なくとも具備することを特徴とする。

請求項３によれば、第３スピンドルの内側を利用して設けられた第４スピンドルを介して、前記モータと運動変換機構とが作動連結される。そして、モータによる第４スピンドルの回転運動が、運動変換機構によって第１の切削刃のラジアル方向への切削送り運動に変換される。この構成によれば、スラスト駆動機構により第２スピンドルに対してスラスト移動される第３スピンドルの内側を利用することで、一つの旋削装置内に第１切削刃送り機構とスラスト駆動機構とを相矛盾無く並存させることができる。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の旋削装置において、前記チャック機構による被加工物の把持位置を挟んで前記第１の切削刃とは反対側に配置され、前記スピンドル群と反対側に露出された被加工物の面に対して切削を施す第２の切削刃と、前記第１切削刃送り機構とは別個独立に設けられてなる前記第２の切削刃を所定方向に切削送りするための第２切削刃駆動機構とを更に備えることを特徴とする。

請求項４によれば、被加工物の回転時に第２切削刃駆動機構によって第２の切削刃を所定方向に切削送りすることで、チャック機構による被加工物の把持位置を挟んで第１の切削刃とは反対側に配置された第２の切削刃により、スピンドル群と反対側に露出された被加工物の面に対して切削が施される。この旋削装置によれば、チャック機構による１回のチャック状態で被加工物が有する複数の面（即ちスピンドル群側に露出された面およびスピンドル群と反対側に露出された面）を同時旋削可能となる。

尚、請求項１〜４において、被加工物が「中心軸線を取り囲む筒状壁部とその筒状壁部の略径方向に延びる壁部とを少なくとも有する被加工物」である場合において、前記「スピンドル群側に露出された被加工物の面」とは、被加工物の筒状壁部の略径方向に延びる壁部の内外側面のうちのスピンドル群側に向いている面のみならず、被加工物の筒状壁部の内外周面にあってスピンドル群側に露出されている部位をも含むものである。また、前記「スピンドル群と反対側に露出された被加工物の面」とは、被加工物の筒状壁部の略径方向に延びる壁部の内外側面のうちのスピンドル群側に向いている面と反対側の面のみならず、被加工物の筒状壁部の内外周面にあってスピンドル群と反対側に露出されている部位をも含むものである。

（付記）：請求項１〜４において、前記チャック機構は、前記スピンドル群の回転軸線を放射状に取り囲む複数のチャック爪を具備しており、各チャック爪は被加工物の外周面を中心軸線に向けて押圧可能であること。

各請求項に記載の旋削装置によれば、チャック機構による被加工物の把持位置とスピンドル群との間に配置される第１の切削刃をスラスト駆動機構によってスラスト方向へも移動可能としたので、被加工物の旋削加工の自由度が従来よりも大幅に高い。従って、第１の切削刃によって旋削可能な面形状は平面形状に限定されず、例えば被加工物の回転軸寄り部分と周縁部とで軸方向に高低差を生ずるようなテーパーな傾斜面形状や半径方向の途中に段差が存在するような段差形状などの非平面的な形状も形成可能となった。

本発明の一実施形態たる旋削装置について図面を参照して説明する。なお、以下に言及する図面では、多数の線の交錯による見づらさを回避するために、本来ハッチングを付すべき断面部位であってもハッチングを一部省略していることを予めことわっておく。

図１に示すように、旋削装置は、図示しない基台上に固定されたスピンドルボックス１１と、そのスピンドルボックス１１の内部に固設された略円筒状（横断面円環状）のスピンドルケース２０と、スピンドルボックス１１の前面（図１では左側）下部から前方に延設された大ブラケット１２とを備え、これら（１１，１２，２０）により、固定物たる装置フレームが構成されている。

大ブラケット１２の前端域にはスラスト駆動機構Ｔが設けられている。スラスト駆動機構Ｔは、大ブラケット１２の前端から更に前方に延びる第１の小ブラケット１３に支持された第１モータＭ１、カップリング１４、大ブラケット１２上に設置されたボールねじ１５、送り台たるスライド体１６および該スライド体１６上に直立支持された直立ブラケット１７を備えている。なお、直立ブラケット１７の前方側には第２の小ブラケット１８が固定され、その第２の小ブラケット１８によって第２モータＭ２が支持されている。

スラスト駆動機構Ｔにおけるボールねじ１５は、そのねじ軸の回転運動を従動体の直線運動に換えて従動体の位置を移動させる送りねじ機構の一種であり、従動体の移動方向が後記回転軸線Ｌと平行となるように設定されている。第１モータＭ１はカップリング１４を介してボールねじ１５のねじ軸に連結され、ボールねじ１５の従動体はスライド体１６に連結されている。従って、モータＭ１による前記ねじ軸の正逆回転に伴い、前記従動体並びにそれに連結されたスライド体１６、直立ブラケット１７、第２小ブラケット１８及び第２モータＭ２が回転軸線Ｌの方向（スラスト方向）に一体移動可能となっている。

図１及び図２に示すように装置フレームの一部を構成するスピンドルケース２０の内側には、略円筒状の回転体である第１スピンドル２１が前後一対のラジアル軸受け３１，３１及びスラスト軸受け３２を介して回転可能に支持されている。この第１スピンドル２１の前端部にはプーリ２５が連結され、このプーリ２５は動力伝達ベルト２６（図１参照）を介して回転駆動源としての第３モータＭ３に駆動連結されている。つまり、第１スピンドル２１及びプーリ２５は第３モータＭ３の駆動力によって強制回転される。

第１スピンドル２１の内側には、それよりも小径な略円筒状の第２スピンドル２２が前後一対のラジアル軸受け３３，３３を介して配設されている。但し、第２スピンドル２２の前端部及び後端部はそれぞれ、前述した前後一対のラジアル軸受け３３，３３との係合関係に基づきスラスト方向への移動を規制されている。このため第２スピンドル２２は、装置フレームにおけるスピンドルケース２０と同様、スラスト移動不能となっている。なお、第１スピンドル２１と第２スピンドル２２との間に介装された前後一対のラジアル軸受け３３，３３は、第１スピンドル２１の内側に第２スピンドル２２を位置決めすると共に、第１スピンドル２１にかかるラジアル荷重を内側から支えつつ第１スピンドル２１を第２スピンドル２２に対して回動可能に支持する働きをする。

更に第２スピンドル２２の内側には、それよりも小径で且つ第１及び第２スピンドル２１，２２よりも長尺な略円筒状の第３スピンドル２３が支持されている。図３の部分横断面図に示すように、第２スピンドル２２の内部には第３スピンドル２３がスプライン結合状態で保持されている。即ち、第２スピンドル２２の内周壁には、スラスト方向に延びる複数条のキー溝２２ａ（本例では６条）が形成されると共に、第３スピンドル２３の外周壁には、それらキー溝２２ａに対応してスラスト方向に延びる複数条のキー２３ａ（本例では６条）が突設されている。そして、各キー溝２２ａに対しそれぞれ対応するキー２３ａを嵌合させながら第２スピンドル２２の内部に第３スピンドル２３が嵌入されている。このようなスプライン結合に基づき、第３スピンドル２３は第２スピンドル２２に対して相対回転不能且つスラスト方向への相対移動可能となっている。

但し、第３スピンドル２３の前端部は環状の止め具２７，２７によって前記直立ブラケット１７に連結固定されている。このため、第３スピンドル２３は回転不能な固定スピンドルとして位置付けられ、その第３スピンドル２３とスプライン結合している第２スピンドル２２も回転不能である。このように第２スピンドル２２は回転不能で且つスラスト移動不能であることから、装置フレームに対し相対移動不能となっている。

更に、第３スピンドル２３の内側には、動力伝達軸としてのシャフト状の第４スピンドル２４が前後一対のベアリング３４，３４を介して回転可能に支持されている。第４スピンドル２４の前端部は、カップリング２８を介して前記第２モータＭ２の出力軸に連結されており、第４スピンドル２４はモータＭ２の駆動力によって回転駆動される。

なお、スピンドルケース２０内において、第１、第２、第３及び第４スピンドル２１〜２４は各スピンドルの中心軸線が完全一致するように配置されていること、及び、四つのスピンドル２１〜２４に共通の中心軸線が第１及び第４スピンドル２１，２４にとっての共通の回転軸線Ｌ（図２参照）ともなっていることは言うまでもない。

図１に示すように、第１スピンドル２１の後端部（図１では右端部）には、略リング状のやや肉厚な面板２９が装着され、更にその面板２９の後端面上には、概して環状をなすチャック機構４０が設けられている。つまり面板２９及びチャック機構４０は第１スピンドル２１に一体化され、これら（２９，４０）は第１スピンドル２１及びプーリ２５と共に同期回転可能となっている。

図４はチャック機構４０をその軸線方向から見た状態を示す。図４に示すように、チャック機構４０は、その中心軸線（前記回転軸線Ｌに一致）を放射状に取り囲む複数のチャック爪４１を有している。これら複数のチャック爪４１は、回転軸線Ｌの周りに等角度間隔で配置されている。各チャック爪４１毎に、油圧式シリンダ及びピストンからなる油圧アクチュエータ４２が割り当てられており、この油圧アクチュエータ４２によって各チャック爪４１がチャック機構４０の径方向に出没可能となっている。

図１及び図２に示すように、チャック機構４０内の各油圧アクチュエータ４２は、面板２９、第１スピンドル２１の壁部及びプーリ２５の各々の内部に設定された油圧経路４３を介して、前記プーリ２５の前端側に隣接配置されたロータリージョイント４４に接続されている。ロータリージョイント４４は、前記油圧経路４３と、図示しない油圧発生源（例えば油圧ポンプ）との間に介在して、プーリ２５、第１スピンドル２１、面板２９及びチャック機構４０が一体回転するときも停止するときも、油圧発生源からチャック機構内部の各油圧アクチュエータ４２に油圧を供給する働きをする。複数のチャック爪４１に包囲された領域に被加工物（ワーク）Ｗを配置した状態で各油圧アクチュエータ４２に油圧力を供給することで、各チャック爪４１が回転軸線Ｌに向かって突出する。これにより、被加工物Ｗはその外周部を各チャック爪４１によって把持されると共に、被加工物Ｗの中心軸線Ｃが前記回転軸線Ｌに一致するように位置決めされる。

なお、図１及び図５に示すように、略環状をなすチャック機構４０の内周部には基準金４５が設けられている。この基準金４５は、チャック機構の複数のチャック爪４１で被加工物Ｗを把持する際に、被加工物Ｗの一部を基準金４５に当接させることで被加工物Ｗの軸方向位置決めに関与する。

図１及び図５に示すように、第３スピンドル２３の後端部は、あたかもフランジのように径方向に膨出形成されている。この第３スピンドル２３の後端部には第１の刃物台５１が径方向に沿ってスライド可能に設けられている。第１の刃物台５１上には、第１の切削刃５１ａが固着されている。第１の刃物台５１と前記第４スピンドル２４の後端部との間には、第４スピンドル２４の正逆回転運動を第１の刃物台５１及び切削刃５１ａの切削送り運動（ラジアル方向への直線的往復運動）に変換するための運動変換機構５４が介装されている。この運動変換機構５４は具体的には、第４スピンドル２４の後端部に設けられたピニオンと、そのピニオンに噛み合うラックを備えたスライド部材とから構成される。前記第１の刃物台５１はそのラック付きスライド部材に取着されることでラジアル方向スライドが可能となっている。

第１の刃物台５１及び切削刃５１ａは、チャック機構４０による被加工物Ｗの把持位置よりも前側であって、当該把持位置と前記四つのスピンドル２１〜２４群との間の領域に配設されている。本実施形態では、第２モータＭ２、カップリング２８、第４スピンドル２４及び運動変換機構５４により、旋削時に第１の刃物台５１及び切削刃５１ａを前記スピンドル群及び被加工物Ｗのラジアル方向に切削送りするための第１切削刃送り機構が構成される。このように、第３スピンドル２３の内側を利用して、第１の切削刃５１ａと第１切削刃送り機構とが作動連結されている。

そして、前記スラスト駆動機構Ｔにより、直立ブラケット１７に連結された第３スピンドル２３、第１の切削刃５１ａ及び第１切削刃送り機構が一体となって第２スピンドル２２に対しスラスト方向に相対移動可能となっている。それ故、第１の切削刃５１ａには、第１切削刃送り機構によるラジアル方向への移動自由度の他に、スラスト駆動機構Ｔによるスラスト方向への移動自由度が確保されている。

図１及び図５に示すように、チャック機構４０による被加工物Ｗの把持位置よりも後側（即ち当該把持位置を挟んで前記第１の刃物台５１とは反対側）には、第２の刃物台５２及び第３の刃物台５３が任意方向にスライド可能に設けられている。

第２の刃物台５２上には、第２の切削刃５２ａが固着されている。第２の切削刃５２ａは、スピンドル群と反対側に露出された被加工物Ｗの面に対して切削を施すためのものである。第２の刃物台５２及び切削刃５２ａに対応して設けられた第２切削刃駆動機構５５（図６参照）は、旋削時には少なくとも第２の切削刃５２ａをラジアル方向及びスラスト方向に送り駆動する。

第３の刃物台５３上には、第３の切削刃５３ａ及び第４の切削刃５３ｂが固着されている。第３の切削刃５３ａ及び第４の切削刃５３ｂも、スピンドル群と反対側に露出された被加工物Ｗの部位であって、前記第２の切削刃５２ａによって切削されない他部位に対して切削を施すためのものである。具体的には、後述のように被加工物Ｗがブレーキドラム中間製品である場合、第３の切削刃５３ａはドラム本体部の内周面６１ａの切削に供せられ、第４の切削刃５３ｂはインロー孔６３の内周縁の切削に供せられる。第３の刃物台５３及び両切削刃５３ａ，５３ｂに対応して設けられた第３及び第４切削刃駆動機構５６（図６参照）は、旋削時に第３の刃物台５３等を少なくともスラスト方向に送り駆動する。なお、第２切削刃駆動機構５５並びに第３及び第４切削刃駆動機構５６は、通常の旋盤における２サドルスライドに準じた機構として構築されている。

図６に示すように、この旋削装置の制御システムはマイクロコンピュータ類似のコントローラ５７を中心として構築されている。コントローラ５７には設定器５８が接続され、又、コントローラ５７の出力側には、前記第１〜第３モータＭ１，Ｍ２及びＭ３、第２切削刃駆動機構５５並びに第３及び第４切削刃駆動機構５６が接続されている。設定器５８は、この旋削装置を数値制御する際の制御条件等を入力したり、旋削作業の状況をモニタリングしたりするための入出力インターフェイスである。コントローラ５７は、設定器５８によって設定された各種の制御条件に基づいてアクチュエータ類（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，５５，５７等）を自動制御する。

次に、本実施形態の旋削装置を用いて、被加工物Ｗとしてのブレーキドラム中間製品に旋削を施す場合の作用及び効果について説明する。

被加工物Ｗたるブレーキドラム中間製品は、鋳鉄等の金属材料を鋳造した物であり、図５及び図７に示すように、中心軸線Ｃを取り囲む筒状壁部としてのドラム本体部６１と、その筒状壁部の径方向に延びる壁部としてのフランジ部６２とを備えている。フランジ部６２の中央にはインロー孔６３が貫通している。

旋削加工に際しては先ず、チャック機構４０の各チャック爪４１によってブレーキドラム中間製品のドラム本体部６１の外周面を把持することにより、ブレーキドラム中間製品の中心軸線Ｃを旋削装置の回転軸線Ｌ（即ちスピンドル群２１〜２４の中心軸線）に一致させつつ当該ブレーキドラム中間製品のラジアル方向位置決めを行う。ブレーキドラム中間製品のスラスト方向位置決めは、チャック時にフランジ部６２の外側面６２ａを基準金４５に当接させることで完了する。ブレーキドラム中間製品のチャッキング完了後に第３モータＭ３を始動することで、プーリ２５、第１スピンドル２１、面板２９、チャック機構４０及びそれに把持されたブレーキドラム中間製品Ｗが一体的に同期回転される。

ブレーキドラム中間製品Ｗの回転時に、スラスト駆動機構Ｔの第１モータＭ１を作動させてスライド体１６に連結された全ての部材（第２モータＭ２、第３スピンドル２３、第４スピンドル２４、運動変換機構５４、第１の刃物台５１、第１の切削刃５１ａ等）を第２スピンドル２２に対してスラスト方向に一体移動させながら、第１切削刃送り機構の第２モータＭ２を作動させて第１の刃物台５１及び切削刃５１ａをラジアル方向に切削送りする。こうして第１の切削刃５１ａをスラスト及びラジアル両方向へ同時に切削送りすることにより、フランジ部６２の外側面６２ａを、インロー孔６３の内周縁付近（即ち中心軸線Ｃ寄り部分）とフランジ部６２の外周縁部とで軸方向に高低差が生ずるような非平面的な形状に旋削することができる。例えば図７の部分拡大図に示すように、フランジ部の外側面６２ａを、中心軸線Ｃと直交する仮想鉛直面に対して外周部前方突出且つ中心部後退的な傾斜角（θ−）を有するテーパーな傾斜面に形成することができる。

また、第１の切削刃５１ａによるフランジ部外側面６２ａの旋削時に、第２切削刃駆動機構５５を作動させて第２の刃物台５２及び切削刃５２ａをスラスト及びラジアル両方向へ切削送りすることにより、フランジ部の内側面６２ｂを、インロー孔６３の内周縁付近（即ち中心軸線Ｃ寄り部分）とフランジ部６２の外周縁部とで軸方向に高低差が生ずるような非平面的な形状に旋削することができる。例えば図７の部分拡大図に示すように、フランジ部の内側面６２ｂを、中心軸線Ｃと直交する仮想鉛直面に対して外周部後方突出且つ中心部前退的な傾斜角（θ＋）を有するテーパーな傾斜面に形成することができる。

更にブレーキドラム中間製品Ｗの回転時に第３及び第４切削刃駆動機構５６を作動させて第３の刃物台５３及び第３の切削刃５３ａをスラスト方向に切削送りすることにより、ドラム本体部６１の内周面６１ａに対して旋削を施すことができる。また、ドラム本体部内周面６１ａの旋削後（又は旋削前）に、第３及び第４切削刃送り機構５６を作動させて第３の刃物台５３及び第４の切削刃５３ｂを所定方向に切削送りすることにより、インロー孔６３の内周縁に対し仕上げ旋削を施すことができる。

このように本実施形態の旋削装置によれば、チャック機構４０による１回のチャック状態でブレーキドラム中間製品Ｗが有する複数の面（６１ａ，６２ａ及び６２ｂの三面）を同時に旋削することができる。その派生的効果としては、ブレーキドラム中間製品Ｗの各面に旋削加工を施す際のチャッキングの回数を低減でき、把持精度の影響による加工精度の低下を防止できること、及び、旋削加工に必要な機械の台数を減らして設備の保守管理を容易にできること、があげられる。

旋削時には第１の切削刃５１ａがラジアル方向のみならずスラスト方向へも移動できるため、第１の切削刃５１ａによって旋削可能な面形状は単純な平面形状に限定されず、上述のように被加工面（６２ａ）の中心軸線Ｃ寄り部分と周縁部とで軸方向に高低差を生ずるようなテーパーな傾斜面を形成することができる。また旋削中に、被加工物Ｗを回転させたままの状態で第１の切削刃５１ａを被加工面（６２ａ）からスラスト方向に離すことも可能なため、第１の切削刃５１ａの破損を防止しながら旋削を一時中断することもできる。

（変更例）：上記実施形態の旋削装置における第１の切削刃５１ａは、スラスト及びラジアル両方向への移動自由度を有するため、例えば図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すような前面形状を旋削加工することができる。即ち図８（Ａ）の被加工物ＷＡにあっては、前側天板部６６の一部が前方に突出した断面ハット形状をなし、そのハット形状の段差部分６７にＲ形状が付与されている。また図８（Ｂ）の被加工物ＷＢにあっては、後側底板部６８の一部が後方に突出した形状をなし、その後方突出部の逆段差部分６９にＲ形状が付与されている。これら段差部分６７や逆段差部分６９のＲ形状等の非平面形状は、第１の切削刃５１ａがラジアル方向のみならずスラスト方向へも移動可能であることにより形成可能となったものである。

本発明の旋削装置による旋削対象物（被加工物）は、ブレーキドラムの類に限定されるものではなく、少なくとも切削加工時において中心軸線Ｃの周りで回転させることが可能なあらゆる形状の物を旋削対象とすることができることは言うまでもない。

旋削装置の断面図。旋削装置のスピンドルケース内を示した拡大断面図。旋削装置におけるスピンドル群の重合関係の概要を示す拡大横断面図。旋削装置におけるチャック機構の拡大側面図。旋削装置におけるチャック機構付近の拡大断面図。旋削装置の制御構成の概要を示すブロック図。被加工物たるブレーキドラムの一例を示す断面図及びその部分拡大図。（Ａ）及び（Ｂ）は旋削可能な被加工物形状の別例を示す断面図。

符号の説明

１１…スピンドルボックス、１２…大ブラケット、２０…スピンドルケース（１１，１２及び２０は装置フレームを構成する）、２１…第１スピンドル、２２…第２スピンドル、２３…第３スピンドル、２４…第４スピンドル、２８…カップリング、３３…ラジアル軸受け、４０…チャック機構、５１ａ…第１の切削刃、５２ａ…第２の切削刃、５３ａ，５３ｂ…第３及び第４の切削刃、５４…運動変換機構、５５…第２切削刃駆動機構、Ｃ…被加工物の中心軸線、Ｌ…スピンドルの回転軸線、Ｍ１…モータ、Ｍ２…モータ（２４，２８，５４及びＭ２は第１切削刃送り機構を構成する）、Ｍ３…モータ（回転駆動源）、Ｔ…スラスト駆動機構、Ｗ，ＷＡ，ＷＢ…被加工物（ワーク）。

Claims

被加工物に対し旋削を施すための装置であって、
固定物たる装置フレームと、
前記装置フレームに回転可能に支持された略円筒状の第１スピンドルと、
前記第１スピンドルの内側にラジアル軸受けを介して支持されると共に前記装置フレームに対し相対移動不能に設けられた略円筒状の第２スピンドルと、
前記第２スピンドルの内側において該第２スピンドルに対し相対回転不能且つスラスト方向への相対移動可能に設けられた略円筒状の第３スピンドルと、
前記第１スピンドルの一端側にて該第１スピンドルと同期回転可能に設けられると共に前記スピンドル群に共通の回転軸線に被加工物の中心軸線を一致させつつ被加工物を把持するためのチャック機構と、
前記第１スピンドルに作動連結されて第１スピンドル及びチャック機構を強制回転させるための回転駆動源と、
前記チャック機構による被加工物の把持位置と前記スピンドル群との間に配置されてスピンドル群側に露出された被加工物の面に対し切削を施すための第１の切削刃と、
前記第３スピンドルの内側を利用して前記第１の切削刃に作動連結されると共に当該切削刃を前記スピンドル群及び被加工物のラジアル方向に切削送りするための第１切削刃送り機構と、
前記第３スピンドル、第１の切削刃及び第１切削刃送り機構を一体として前記第２スピンドルに対しスラスト方向に相対移動させるためのスラスト駆動機構と
を備えることを特徴とする旋削装置。
前記第３スピンドルは、前記第２スピンドルとのスプライン結合に基づいて、第２スピンドルに対し相対回転不能且つスラスト方向への相対移動可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の旋削装置。
前記第１切削刃送り機構は、前記第３スピンドルの内側に回転可能に支持された動力伝達軸としての第４スピンドルと、その第４スピンドルを回転駆動するモータと、前記第３スピンドルのチャック機構側端部に設けられると共に第４スピンドルの回転運動を第１の切削刃のラジアル方向への切削送り運動に変換するための運動変換機構とを少なくとも具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の旋削装置。
前記チャック機構による被加工物の把持位置を挟んで前記第１の切削刃とは反対側に配置され、前記スピンドル群と反対側に露出された被加工物の面に対して切削を施す第２の切削刃と、
前記第１切削刃送り機構とは別個独立に設けられてなる前記第２の切削刃を所定方向に切削送りするための第２切削刃駆動機構と
を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の旋削装置。