JP7025642B2

JP7025642B2 - 旋盤

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Publication number: JP7025642B2
Application number: JP2018081771A
Authority: JP
Inventors: 真敏出野; 大亮鈴木
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2022-02-25
Anticipated expiration: 2038-04-20
Also published as: US20210008641A1; US11919095B2; EP3769883A4; TW201943477A; EP3769883B1; WO2019202780A1; EP3769883A1; CN111587159A; TWI790373B; CN111587159B; JP2019188502A

Description

本発明は、主軸の前端部にコレットが取り付けられた旋盤に関する。

旋盤の主軸台は、主軸中心線を中心とした外側において軸受を介して主軸を支持する主軸支持部を有している。前記軸受の内輪の前側は、主軸と螺合した内輪締め付けナットにより保持されている。前記軸受の外輪の前側は、主軸支持部に取り付けられた外輪押さえにより保持されている。
主軸の前端部には、ワークを把持するためのコレットがコレットキャップにより取り付けられている。コレットキャップは、主軸に螺合し、主軸中心線を中心としたコレットの外側に配置されている。コレットはワークの大きさに応じて用意されているので、使用するコレットを交換する場合には主軸からコレットキャップを取り外す必要がある。

主軸の前方にガイドブッシュを配置する場合、ガイドブッシュ支持台の貫通穴にガイドブッシュが装着される。ガイドブッシュを使用しない場合、ガイドブッシュ支持台の貫通穴に合わせるため主軸の前端部の外周部を覆うコレットキャップカバーを主軸支持部に取り付けている。特許文献１には、ガイドブッシュ支持台に固定されたシール部材を主軸カバーの外周面に接触させることが示されている。

ガイドブッシュを使用しない場合、主軸の前端部にワークの切削粉や切削油がかかる。切削粉や切削油が軸受に入らないようにするため、内輪締め付けナットと外輪押さえとの境界部に溝構造のエアパージ部を配置している。ここで、エアパージとは、切削粉や切削油が軸受に入らないようにするため、エアパージ部にエアを供給することを指す。エアパージ部は、エアの流入経路に繋がっている溝と、エアの流出経路に繋がっている溝と、が主軸中心線方向へ並べられた構造を有する。

特開２０１５－６６６４８号公報

主軸の前端部にかかる切削粉や切削油が軸受に入らないようにするためには、主軸中心線方向において主軸の前端部から軸受までの距離を遠くする、もしくはエアパージ部を複数段にする、等の必要がある。内輪締め付けナットと外輪押さえとの境界部に複数段のエアパージ部を設けると、内輪締め付けナットと外輪押さえとの境界部が主軸中心線方向において長くなり、その分、主軸が長くなる。
特許文献１に記載の加工装置は、カバー部材の外周面に接触するシール部材があるものの、カバー部材の内周側にエアパージ部が無い。この場合、主軸中心線方向において主軸の前端から軸受までの距離を長くする必要がある。

本発明は、主軸を短くさせることが可能な旋盤を開示するものである。

本発明の旋盤は、主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、
前記主軸中心線を中心とした前記主軸の外側において軸受を介して前記主軸を支持する主軸支持部と、
前記主軸の前端部に配置されたコレットと、
前記主軸に設けられ、前記軸受の内輪の前側を保持する内輪保持部と、
前記主軸支持部に設けられ、前記主軸中心線を中心とした前記内輪保持部の外側において前記軸受の外輪の前側を保持する外輪保持部と、
前記内輪保持部の前側において前記主軸に螺合し、前記主軸中心線を中心とした前記コレットの外側に配置されたキャップ部材と、
該キャップ部材の外周面に対向する内周面を有し、前記主軸支持部側に着脱可能に設けられるカバー部材と、を備え、
前記カバー部材の内周面と前記キャップ部材の外周面との間にエアパージ用のエアが供給される第一エアパージ部を有する、態様を有する。

本発明によれば、主軸を短くさせる旋盤を提供することができる。

ガイドブッシュ使用時の旋盤の構成例を模式的に示す図である。ガイドブッシュ不使用時の旋盤の要部を模式的に例示する縦断面図である。キャップ部材及びカバー部材の例を模式的に示す分解図である。エアの流入側におけるエアパージ部及びその周辺の例を模式的に示す縦断面図である。エアの流出側におけるエアパージ部及びその周辺の例を模式的に示す縦断面図である。複数の部品を組み合わせたカバー部材の例を模式的に示す分解斜視図である。ガイドブッシュ使用時の旋盤の要部を模式的に例示する縦断面図である。主軸が短くなる例を模式的に説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。

（１）本発明に含まれる技術の概要：
まず、図１～８に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、本願の図は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。

［態様１］
本技術の一態様に係る旋盤１は、主軸１２、主軸支持部１１、コレット２５、内輪保持部（例えば内輪締め付け部材４０）、外輪保持部（例えば外輪押さえ５０）、キャップ部材（例えばコレットキャップ６０）、及び、カバー部材（例えばコレットキャップカバー７０）を備える。前記主軸１２は、主軸中心線ＡＸ０を中心として回転可能である。前記主軸支持部１１は、前記主軸中心線ＡＸ０を中心とした前記主軸１２の外側Ｓ４において軸受Ｂ０を介して前記主軸１２を支持する。前記コレット２５は、前記主軸１２の前端部１３に配置されている。前記内輪保持部（４０）は、前記主軸１２に設けられ、前記軸受Ｂ０の内輪Ｂ１の前側を保持する。前記外輪保持部（５０）は、前記主軸支持部１１に設けられ、前記主軸中心線ＡＸ０を中心とした前記内輪保持部（４０）の外側において前記軸受Ｂ０の外輪Ｂ２の前側を保持する。前記キャップ部材（６０）は、前記内輪保持部（４０）の前側において前記主軸１２に螺合し、前記主軸中心線ＡＸ０を中心とした前記コレット２５の外側Ｓ４に配置されている。前記カバー部材（７０）は、前記キャップ部材（６０）の外周面６２に対向する内周面７１を有し、前記主軸支持部１１側に着脱可能に設けられる。本旋盤１は、前記カバー部材（７０）の内周面７１と前記キャップ部材（６０）の外周面６２との間にエアパージ用のエア１００が供給される第一エアパージ部Ｐ１を有する。

図８の下部には、比較例として旋盤９０１の要部の縦断面を模式的に示している。図８では、分かり易く示すため、断面を表すハッチングを省略している。
旋盤９０１は、主軸１２、主軸支持部１１、コレット２５、内輪締め付け部材９４０、外輪押さえ９５０、コレットキャップ９６０、及び、コレットキャップカバー９７０を備えている。内輪締め付け部材９４０は、主軸１２の外周面に螺合し、軸受Ｂ０の内輪の前側を保持している。外輪押さえ９５０は、主軸支持部１１の前端部に固定され、内輪締め付け部材９４０の外側において軸受Ｂ０の外輪の前側を保持している。外輪押さえ９５０の内周面と内輪締め付け部材９４０の外周面との間には、エアパージ用のエアが供給される第一エアパージ部Ｐ９１及び第二エアパージ部Ｐ９２が形成されている。コレットキャップ９６０は、内輪締め付け部材９４０の前側において主軸１２の外周面に螺合し、主軸中心線ＡＸ０を中心としたコレット２５の外側Ｓ４に配置されている。コレットキャップカバー９７０は、コレットキャップ９６０の外周面に対向する内周面を有し、主軸支持部１１側に着脱可能に設けられる。コレットキャップカバー９７０は、ガイドブッシュ不使用時にガイドブッシュ支持台の貫通穴に挿入され、該貫通穴とコレットキャップカバー９７０の外側との間からワークの切削粉や切削油が主軸台１０の方へ侵入することを防ぐ機能を有する。

コレットキャップカバー９７０の前端部にかかる切削粉や切削油は、コレットキャップカバー９７０の内側を通って軸受Ｂ０の方へ移動する可能性がある。切削粉や切削油の量が多いため、エアパージ部が１段しかないと切削粉や切削油の侵入を防ぎきれない可能性がある。そこで、外輪押さえ９５０と内輪締め付け部材９４０との間に複数段のエアパージ部Ｐ９１，Ｐ９２が配置されている。各エアパージ部Ｐ９１，Ｐ９２は、エアの流入経路に繋がっている溝と、エアの流出経路に繋がっている溝と、が主軸中心線方向へ並べられた構造を有する。主軸中心線方向Ｄ１において、複数段のエアパージ部Ｐ９１，Ｐ９２が配置されると、保持部９４０，９５０が長くなり、その分、主軸１２が長くなる。

一方、本技術の上記態様１では、主軸１２と主軸支持部１１との間にある軸受Ｂ０の前側を保持する保持部（内輪保持部（４０）及び外輪保持部（５０））の前側においてカバー部材（７０）の内周面７１とキャップ部材（６０）の外周面６２との間にエアパージが行われる。これにより、前記軸受Ｂ０への切削粉や切削油の侵入が抑制される。図８の上部に例示するように、軸受Ｂ０の保持部（４０，５０）に対して主軸中心線方向Ｄ１において長いエアパージ部を配置する必要が無くなるので、主軸中心線方向Ｄ１において保持部（４０，５０）を短くすることができる。従って、本態様は、主軸を短くさせる旋盤を提供することができる。

ここで、内輪保持部は、主軸に対して着脱可能な別部材でもよいし、主軸と一体に形成された部位でもよい。
外輪保持部は、主軸支持部に対して着脱可能な別部材でもよいし、主軸支持部と一体に形成された部位でもよい。
主軸支持部側にカバー部材が設けられることには、主軸支持部にカバー部材が直接取り付けられること、外輪保持部にカバー部材が取り付けられること、主軸支持部に取り付けられた部材にカバー部材が取り付けられること、等が含まれる。
キャップ部材は、複数の部品の組合せでもよい。
カバー部材は、複数の部品の組合せでもよい。
尚、上述した付言は、以下の態様においても適用される。

［態様２］
図４等に例示するように、本旋盤１は、前記外輪保持部（５０）の内周面５１と前記内輪保持部（４０）の外周面４２との間にエアパージ用のエア１００が供給される第二エアパージ部Ｐ２を有してもよい。この態様は、外輪保持部（５０）の内周面５１と内輪保持部（４０）の外周面４２との間にエアパージが行われ、さらに、これらの保持部（４０，５０）の前側においてカバー部材（７０）の内周面７１とキャップ部材（６０）の外周面６２との間にエアパージが行われるので、前記軸受Ｂ０への切削粉や切削油の侵入が効果的に抑制される。従って、本態様は、主軸を短くさせる好適な旋盤を提供することができる。

［態様３］
図２等に例示するように、本旋盤１は、順に、前記主軸支持部１１、前記外輪保持部（５０）、及び、前記カバー部材（７０）を通って前記第一エアパージ部Ｐ１にエアパージ用のエア１００を供給するエア経路１１０を有してもよい。この態様は、カバー部材（７０）の外周面にエアパージ用のエア１００の供給口を用意する必要が無いので、第一エアパージ部にエアパージ用のエアを供給する好適な旋盤を提供することができる。

［態様４］
図３等に例示するように、前記キャップ部材（６０）は、外周面６２において取り外し工具２００を引っ掛けるための穴６５を有してもよい。この態様は、主軸支持部１１からカバー部材（７０）を取り外した状態でキャップ部材（６０）の外周面６２の穴６５に取り外し工具２００を引っ掛けることにより、主軸１２からキャップ部材（６０）を容易に取り外すことができる。従って、本態様は、キャップ部材の取り外しが容易な旋盤を提供することができる。

［態様５］
図１等に例示するように、本旋盤１は、前記主軸１２の前方においてワークＷ０を摺動可能に支持するガイドブッシュ３２が着脱可能に設けられる支持台３０をさらに備えてもよい。図２に例示するように、前記ガイドブッシュ３２が前記支持台３０から取り外されている場合、前記カバー部材（７０）は、前記主軸支持部１１に取り付けられている状態で前記支持台３０に配置されてもよい。前記ガイドブッシュ３２が前記支持台３０に取り付けられている場合、前記カバー部材（７０）は、前記主軸支持部１１から取り外し可能でもよい。

ガイドブッシュ使用時とガイドブッシュ不使用時とで主軸台１０の主軸中心線方向Ｄ1における前進位置を比較すると、ガイドブッシュ使用時の前進位置はガイドブッシュ不使用時の前進位置よりも後側Ｓ２になる。よって、ガイドブッシュ３２を使用する場合は、ワークＷ０の加工位置と軸受Ｂ０との距離が長くなる。それに加え、ガイドブッシュ３２が取り付けられた支持台３０により主軸１２への切削粉や切削油の飛散が抑制されるので、主軸支持部１１からカバー部材（７０）を取り外した状態でワークＷ０を加工することができる。これにより、キャップ部材（６０）を着脱するためにカバー部材（７０）を着脱する必要が無くなる。つまり、キャップ部材（６０）の外周面６２の穴６５が常に露出することになる。従って、本態様は、ガイドブッシュ使用時にキャップ部材を着脱する作業をし易くさせる旋盤を提供することができる。

（２）旋盤の構成の具体例：
図１は、旋盤の例として主軸移動型のＮＣ（数値制御）旋盤１の構成を模式的に示している。図１は、ガイドブッシュ使用時に主軸台１０が最も後退した状態を示しており、ガイドブッシュ使用時に主軸台１０が最も前進した状態における主軸支持部１１及び主軸１２の位置を二点鎖線で示している。図２は、ガイドブッシュ不使用時の旋盤１の要部を模式的に例示している。図１，２において、符号ＡＸ０は主軸中心線を示し、符号Ｄ１は水平方向である主軸中心線方向を示し、符号Ｓ１は主軸中心線方向Ｄ１における前側を示し、符号Ｓ２は主軸中心線方向Ｄ１における後側を示し、符号Ｄ２は主軸中心線方向Ｄ１と直交する鉛直方向を示し、符号Ｓ３は主軸中心線ＡＸ０を基準とした内側を示し、符号Ｓ４は主軸中心線ＡＸ０を基準とした外側を示している。むろん、図１，２は、本技術を説明するための例を示しているに過ぎず、本技術を限定するものではない。また、各部の位置関係の説明は、例示に過ぎない。従って、前後方向を鉛直方向又は斜め方向に変更したり、回転方向を逆方向に変更したり等することも、本技術に含まれる。また、方向や位置等の同一は、厳密な一致に限定されず、誤差により厳密な一致からずれることを含む。

図１，２に示す旋盤１は、ベッドとも呼ばれる基台２上に、コレット２５でワークＷ０を把持する主軸１２を設けた主軸台１０、ワークＷ０を切削する１以上の工具Ｔ０を保持する刃物台３５が取り付けられたガイドブッシュ支持台３０、主軸台１０を主軸中心線方向Ｄ１へ駆動する主軸台駆動部２０、刃物台３５を主軸中心線方向Ｄ１と直交する方向（例えば鉛直方向Ｄ２、及び、両方向Ｄ１，Ｄ２と直交する水平方向）へ駆動する刃物台駆動部、コレット２５を開閉するためのスリーブ駆動部２８、ＮＣ装置３、等を備えている。基台２、主軸台１０、支持台３０、刃物台３５、及び、工具Ｔ０の主要部は、例えば金属で形成することができる。支持台３０は、ガイドブッシュ３２を取り付けるための貫通穴３１を有している。ＮＣ装置３は、例えば、ＮＣプログラムが記憶されたＲＡＭ（Random Access Memory）、ＮＣプログラムを解釈して実行するための解釈実行プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、解釈実行プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）、タイマー回路、インターフェイス、等を有する。ＮＣ装置３は、ＮＣプログラムに従って、主軸台１０、刃物台３５、主軸台駆動部２０、刃物台駆動部、スリーブ駆動部２８、等の動作を制御する。

主軸台１０は、主軸中心線ＡＸ０を中心とした主軸１２の外側Ｓ４において軸受Ｂ０を介して前記主軸１２を支持する主軸支持部１１を有している。主軸支持部１１は、クイルとも呼ばれる。主軸１２は、主軸中心線方向Ｄ１へ貫通した貫通穴１２ｈを通り抜けている円柱状（棒状）のワークＷ０をコレット２５で解放可能に把持し、ワークＷ０の長手方向に沿う主軸中心線ＡＸ０を中心としてワークＷ０とともに回転可能である。
刃物台３５には、タレット刃物台、櫛型刃物台、等を用いることができる。

図１に示す主軸台駆動部２０は、数値制御可能なサーボモーター２１、及び、ボールねじ２２を備えている。ボールねじ２２は、ねじ軸２３とナット２４がボール（不図示）を介して作動する機械部品である。ねじ軸２３は、主軸中心線ＡＸ０に沿った中心線を中心として回転することによりナット２４を主軸中心線方向Ｄ１へ移動させる。モーター２１は、基台２に設置され、ＮＣ装置３からの指令に従ってねじ軸２３を回転駆動する。図示していないが、主軸台駆動部２０は、基台２に対して主軸台１０を主軸中心線方向Ｄ１へ案内する構造も備えている。この構造及びボールねじ２２により、主軸台１０が主軸中心線方向Ｄ１へ移動する。
刃物台駆動部は、ガイドブッシュ支持台３０に対して刃物台３５を主軸中心線方向Ｄ１と直交する方向へ相対的に移動させる。

図１に示すように、支持台３０に取り付けられたガイドブッシュ３２は、主軸１２の前方に配置され、主軸１２を貫通した長手状のワークＷ０を主軸中心線方向Ｄ１へ摺動可能に支持し、主軸１２と同期して主軸中心線ＡＸ０を中心として回転駆動される。ガイドブッシュ３２は、支持台３０に対して着脱可能に設けられる。ガイドブッシュ３２があることにより、細長いワークＷ０の撓みが抑制されて高精度の加工が行われる。ガイドブッシュ使用時、主軸１２がガイドブッシュ３２よりも後側の範囲内で主軸中心線方向Ｄ１へ移動するように主軸台１０が駆動される。一方、ガイドブッシュ３２を使用すると、ワークＷ０の残材が長くなることになる。また、ガイドブッシュ３２はワークＷ０の外周を支持するため、一旦加工したワークＷ０をガイドブッシュ内に後退させて加工することができない。そこで、図２に示すように、ガイドブッシュ３２が取り外された支持台３０に対し、主軸中心線方向Ｄ１へ主軸台１０を移動させることで、貫通穴３１に主軸１２および主軸支持部１１を通すことにしている。その結果、ガイドブッシュ使用時と比べて主軸１２が前側Ｓ１となる範囲内で主軸中心線方向Ｄ１へ移動させてワークＷ０を加工することができる。
尚、本技術を適用可能なガイドブッシュは、本具体例のように回転可能なガイドブッシュに限定されず、回転しない固定型ガイドブッシュでもよい。

図２に示すように、旋盤１は、上述した主軸１２や主軸支持部１１や支持台３０の他、コレット２５、内輪締め付け部材４０（内輪保持部の例）、外輪押さえ５０（外輪保持部の例）、コレットキャップ６０（キャップ部材の例）、コレットキャップカバー７０（カバー部材の例）、等を備えている。

コレット２５は、主軸１２の前端部１３において主軸１２の貫通穴１２ｈに挿入され、ＮＣ装置３の制御に従ってワークＷ０を把持したり解放したりする。コレット２５の前端部近傍の外周面には、前側となるほど主軸中心線ＡＸ０から離れるテーパー面であるテーパー部２５ｔが形成されている。このテーパー部２５ｔの前端面は、主軸中心線方向Ｄ１においてコレットキャップ６０の前壁部６４に突き当たっている。従って、主軸１２に取り付けられたコレットキャップ６０によりコレット２５が主軸１２の前端部１３から前方へ脱落しないようにされている。コレット２５自体の前端面は、主軸中心線方向Ｄ１においてコレットキャップ６０の前端面の位置に合わせられている。
コレット２５によるワークＷ０の把持及び解放のため、旋盤１は、チャックスリーブ２６、押しスリーブ２７、スリーブ駆動部２８、及び、圧縮コイルばね２９を有している。スリーブ２６，２７、及び、ばね２９は、主軸１２の貫通穴１２ｈにおいて主軸１２と同心に配置されている。

チャックスリーブ２６は、コレット２５のテーパー部２５ｔに合わせて前側となるほど主軸中心線ＡＸ０から離れる逆テーパー部２６ｔを前端部の内周面に有し、主軸中心線ＡＸ０を中心としたコレット２５の外側に配置されている。チャックスリーブ２６は、主軸中心線方向Ｄ１へスライド可能であり、前側Ｓ１へ移動するとコレット２５のテーパー部２５ｔを内側Ｓ３へ締め付け（閉状態）、後側Ｓ２へ移動するとコレット２５のテーパー部２５ｔの締め付けを緩める（開状態）。押しスリーブ２７の前端部は、チャックスリーブ２６の後端部に接触している。押しスリーブ２７の後端部は、スリーブ駆動部２８に接続されている。ばね２９は、前端部がコレット２５に掛止され、後端部がチャックスリーブ２６の内周部に掛止されて、チャックスリーブ２６に後方向への力を加えている。押しスリーブ２７は、主軸中心線方向Ｄ１へスライド可能であり、スリーブ駆動部２８から前側Ｓ１へ移動させる駆動力が加わると前側Ｓ１へ移動し、スリーブ駆動部２８からの駆動力が解除されるとばね２９から後側Ｓ２へ移動させる力が加わることにより後側Ｓ２へ移動する。従って、スリーブ駆動部２８からの駆動力によりスリーブ２６，２７が前側Ｓ１へスライドするとコレット２５が閉状態となり、スリーブ駆動部２８からの駆動力が解除されることによりスリーブ２６，２７が後側Ｓ２へスライドするとコレット２５が開状態となる。

図３は、コレットキャップ６０及びコレットキャップカバー７０を模式的に例示している。図３では、コレットキャップ６０の上半分に縦断面を示し、コレットキャップ６０の下半分に側面を示し、コレットキャップカバー７０の全体に縦断面を示している。図３には、コレットキャップ６０の取り外し工具２００を二点鎖線で示している。図４は、エア１００の流入側におけるエアパージ部Ｐ１，Ｐ２及びその周辺を模式的に例示している。図５は、エア１００の流出側におけるエアパージ部Ｐ１，Ｐ２及びその周辺を模式的に例示している。図６は、複数の部品７０ａ，７０ｂを組み合わせたカバー部材７０を模式的に分解して例示している。以下、図３～６も参照して、旋盤１の各部を説明する。

図４，５に示すように、主軸支持部１１と主軸１２との間の軸受Ｂ０には、内輪Ｂ１と外輪Ｂ２との間に複数の転動体Ｂ３が配置されている。尚、ボールベアリングには転動体Ｂ３としてボールが用いられ、ローラーベアリングには転動体Ｂ３としてローラーが用いられている。図４，５等に示す軸受Ｂ０は転動体Ｂ３としての複数のボールを有する転がり軸受であるが、軸受Ｂ０にローラーベアリング等を用いてもよい。

内輪締め付け部材４０は、主軸中心線方向Ｄ１において軸受Ｂ０の内輪Ｂ１を所定の位置に締め付けるナット部材である。内輪締め付け部材４０は、主軸１２の外側において主軸１２の外周面に螺合し、軸受Ｂ０の内輪Ｂ１の前側を保持している。外輪押さえ５０は、主軸中心線方向Ｄ１において軸受Ｂ０の外輪Ｂ２を所定の位置に押さえる部材である。外輪押さえ５０は、主軸支持部１１の前端部に例えばねじにより固定され、主軸中心線ＡＸ０を中心とした内輪締め付け部材４０の外側において軸受Ｂ０の外輪Ｂ２の前側を保持している。外輪押さえ５０の内周面５１と内輪締め付け部材４０の外周面４２との間には、エアパージ用のエア１００が供給される第二エアパージ部Ｐ２が形成されている。第二エアパージ部Ｐ２は、エア１００の流入経路（エア経路１１２）に繋がっている前側の溝Ｇ２１ｉ，Ｇ２１ｏ、及び、エア１００の流出経路（図２に示すエア経路１２１）に繋がっている後側の溝Ｇ２２ｉ，Ｇ２２ｏを有している。ここで、内輪締め付け部材４０の外周面４２に対して外周溝Ｇ２１ｏ，Ｇ２２ｏが主軸中心線方向Ｄ１へ並べられ、外輪押さえ５０の内周面５１に対して内周溝Ｇ２１ｉ，Ｇ２２ｉが主軸中心線方向Ｄ１へ並べられ、外周溝Ｇ２１ｏと内周溝Ｇ２１ｉとが合わせられ、外周溝Ｇ２２ｏと内周溝Ｇ２２ｉとが合わせられている。

コレットキャップ６０は、主軸１２の前端部１３にコレット２５を保持するためのナット部材であり、内輪締め付け部材４０の前側において主軸１２の外周面に螺合し、主軸中心線ＡＸ０を中心としたコレット２５の外側Ｓ４に配置されている。図３に示すように、コレットキャップ６０は、主軸中心線方向Ｄ１へ貫通した貫通穴６３を有し、コレット２５のテーパー部２５ｔの前端面に接触している前壁部６４を前部に有し、主軸中心線ＡＸ０を基準とした外周面６２に外周溝Ｇ１１ｏ，Ｇ１２ｏ及び取り外し用の穴６５を有している。コレットキャップ６０の貫通穴６３にはコレット２５の前端部が配置され、前側Ｓ１から見たときにコレットキャップ６０の貫通穴６３からコレットキャップ６０の前端面が見えている状態となっている。取り外し用の穴６５は、引っ掛けスパナといった取り外し工具２００を引っ掛けるため外周面６２から内側Ｓ３へ凹んだ穴であり、例えば、主軸中心線ＡＸ０を中心とした周方向において外周面６２に複数箇所設けられる。

コレットキャップカバー７０は、ガイドブッシュ不使用時にワークＷ０の切削粉や切削油から主軸１２を保護するカバー部材である。コレットキャップカバー７０は、コレットキャップ６０の外周面６２に対向する内周面７１を有し、本具体例では外輪押さえ５０にねじにより取り外し可能に取り付けられる。図６に示すように、本具体例のコレットキャップカバー７０は、本体部品７０ａとリング部品７０ｂとが組み合わされている。本体部品７０ａは、エア経路１１３，１２２、及び、内周溝Ｇ１１ｉ，Ｇ１２ｉを有し、複数のねじＳＣ１により外輪押さえ５０に取り付けられる。リング部品７０ｂは、テーパー形状のＤカット部７８（図３参照）を有し、該Ｄカット部７８と本体部品７０ａとで排出口１２３を形成する。Ｄカット部７８は、前側Ｓ１となるほど徐々に外側Ｓ４へ広がるテーパー形状、すなわち、外側Ｓ４にある本体部品７０ａとの間の隙間が前側Ｓ１となるほど徐々に狭まるテーパー形状である。また、リング部品７０ｂは、複数のねじＳＣ２により本体部品７０ａに取り付けられる。従って、ねじＳＣ２，ＳＣ１を順に外すことにより、外輪押さえ５０からコレットキャップカバー７０を取り外すことができる。尚、リング部品７０ｂのＤカット部をテーパー形状にしているのは、本体部品７０ａのエア経路１２２への切削油等の侵入を防ぐためである。むろん、エア経路１２２への切削油等の侵入を防ぐ形状は、テーパー形状に限定されない。コレットキャップカバー７０を複数の部品７０ａ，７０ｂの組合せにすることにより、コレットキャップカバー７０を容易に形成することができる。
コレットキャップカバー７０は、主軸中心線方向Ｄ１へ貫通した貫通穴７３を有し、図２に示すように主軸支持部１１の前端部の外側に取り付けられる取付部７５を有している。コレットキャップカバー７０の貫通穴７３からは、コレットキャップ６０の前部が前側Ｓ１へ出ている。すなわち、主軸支持部１１に取り付けられたコレットキャップカバー７０の前端面は、主軸中心線方向Ｄ１においてコレットキャップ６０の前端面よりも後側Ｓ２に配置されている。コレットキャップカバー７０の取付部７５は、主軸支持部１１の前端部の外周部１１ｏとともに外輪押さえ５０の外周面５２を覆っている。これにより、主軸中心線ＡＸ０を基準とした内輪締め付け部材４０及び外輪押さえ５０の外側から切削粉や切削油が侵入することが抑制される。コレットキャップカバー７０は、ガイドブッシュ不使用時にガイドブッシュ支持台３０の貫通穴３１に挿入される。なお、貫通穴３１には外周面７２が接触するシール部材を設けてよく、また、支持台３０と外周面７２の境界面にエアパージ部を設けてもよい。これにより、支持台３０の貫通穴３１とコレットキャップカバー７０の外周面７２との間から切削粉や切削油が主軸台１０の方へ侵入することをより確実に防ぐことができる。

図２，４に示すように、コレットキャップカバー７０の内周面７１とコレットキャップ６０の外周面６２との間には、エアパージ用のエア１００が供給される第一エアパージ部Ｐ１が形成されている。第一エアパージ部Ｐ１は、エア１００の流入経路（エア経路１１３）に繋がっている前側の溝Ｇ１１ｉ，Ｇ１１ｏ、及び、エア１００の流出経路（図２に示すエア経路１２２）に繋がっている後側の溝Ｇ１２ｉ，Ｇ１２ｏを有している。ここで、コレットキャップ６０の外周面６２に対して外周溝Ｇ１１ｏ，Ｇ１２ｏが主軸中心線方向Ｄ１へ並べられ、コレットキャップカバー７０の内周面７１に対して内周溝Ｇ１１ｉ，Ｇ１２ｉが主軸中心線方向Ｄ１へ並べられ、外周溝Ｇ１１ｏと内周溝Ｇ１１ｉとが合わせられ、外周溝Ｇ１２ｏと内周溝Ｇ１２ｉとが合わせられている。

図２，４に示すように、主軸支持部１１、外輪押さえ５０、及び、コレットキャップカバー７０には、エア供給部８０からのエアパージ用のエア１００をエアパージ部Ｐ１，Ｐ２に供給するエア経路１１０が形成されている。エアパージ用のエア１００は、大気圧よりも高い気圧の圧縮空気である。エア供給部８０から送り出される加圧エア１００は、主軸支持部１１にある供給口１１４からエア経路１１１に入り、外輪押さえ５０のエア経路１１２に入って第二エアパージ部Ｐ２の前側の溝Ｇ２１ｉ，Ｇ２１ｏに供給される。溝Ｇ２１ｉ，Ｇ２１ｏに供給された加圧エア１００は、排出用のエア経路１２０に繋がっている後側の溝Ｇ２２ｉ，Ｇ２２ｏへ移動する。また、外輪押さえ５０のエア経路１１２からの加圧エア１００は、コレットキャップカバー７０のエア経路１１３に入って第一エアパージ部Ｐ１の前側の溝Ｇ１１ｉ，Ｇ１１ｏに供給される。溝Ｇ１１ｉ，Ｇ１１ｏに供給された加圧エア１００は、排出用のエア経路１２０に繋がっている後側の溝Ｇ１２ｉ，Ｇ１２ｏへ移動する。従って、エア経路１１０は、順に、主軸支持部１１、外輪押さえ５０、及び、コレットキャップカバー７０を通って第一エアパージ部Ｐ１にエアパージ用のエア１００を供給する。

外輪押さえ５０、及び、コレットキャップカバー７０には、エアパージ用のエア１００を排出するエア経路１２０が形成されている。コレットキャップカバー７０にある排出口１２３は、第一エアパージ部Ｐ１からのエア経路１２２に繋がっている。第一エアパージ部Ｐ１の後側の溝Ｇ１２ｉ，Ｇ１２ｏに入った加圧エア１００は、エア経路１２２を通って排出口１２３から排出される。外輪押さえ５０は、第二エアパージ部Ｐ２からコレットキャップカバー７０のエア経路１２２に繋がっているエア経路１２１を有している。第二エアパージ部Ｐ２の後側の溝Ｇ２２ｉ，Ｇ２２ｏに入った加圧エア１００は、順にエア経路１２１，１２２を通って排出口１２３から排出される。

ガイドブッシュ３２を使用しない場合には、ガイドブッシュ３２を使用する場合と比べて主軸台１０が前側Ｓ１に配置される。このため、ワークＷ０を加工する位置と軸受Ｂ０との距離が短くなり、ワークＷ０の切削粉や切削油が軸受Ｂ０に侵入し易い状態となっている。これに対し、図１に示すようにガイドブッシュ３２を使用する場合、主軸台１０の主軸中心線方向Ｄ１における前進位置は、ガイドブッシュ３２を取り外した時における前進位置よりも後側Ｓ２になる。よって、ガイドブッシュ３２を使用する場合は、ワークＷ０の加工位置と軸受Ｂ０との距離が長くなる。また、ガイドブッシュ３２が取り付けられた支持台３０により主軸１２への切削粉や切削油の飛散が抑制される。このため、エアパージ部Ｐ１，Ｐ２にエアパージ用のエア１００を供給しなくても、軸受Ｂ０への切削粉や切削油の侵入が抑制される。このことから、図７に示すように主軸支持部１１からコレットキャップカバー７０を取り外しても、ワークＷ０を加工することができる。尚、主軸中心線方向Ｄ１におけるコレットキャップ６０の移動範囲はガイドブッシュ３２と干渉しない範囲であるので、コレットキャップ６０から退避しているコレットキャップカバー７０はガイドブッシュ３２と干渉しない。従って、主軸支持部１１にコレットキャップカバー７０を取り付けた状態においても、ワークＷ０を加工することができる。

コレット２５はワークＷ０の大きさに応じて用意されているので、使用するコレット２５を交換する場合には主軸１２の前端部１３からコレットキャップ６０を取り外す必要がある。主軸支持部１１からコレットキャップカバー７０を取り外すと、コレットキャップ６０の外周面６２に取り外し用の穴６５が露出するので、この穴６５に取り外し工具２００を引っ掛けてコレットキャップ６０を回すことにより主軸１２の前端部１３からコレットキャップ６０を取り外すことができる。主軸１２の前端部１３からコレット２５を取り外して新たなコレット２５を主軸１２の前端部１３における貫通穴１２ｈに挿入し、主軸１２の前端部１３にコレットキャップ６０を螺合させると、コレット２５の交換が完了する。ガイドブッシュ使用時には、主軸支持部１１にコレットキャップカバー７０を取り付けないでワークＷ０を加工することができる。ガイドブッシュ不使用時には、主軸支持部１１にコレットキャップカバー７０を取り付けてガイドブッシュ支持台３０の貫通穴３１に配置すればよい。

（３）具体例に係る旋盤の作用及び効果：
上述したように、ガイドブッシュ不使用時には、ガイドブッシュ使用時と比較して主軸台１０が前側Ｓ１に配置される。この場合、ワークＷ０を加工する位置と軸受Ｂ０との距離が短くなるため、切削粉や切削粉が軸受に侵入し易い状態となっている。
本具体例のコレットキャップカバー７０は、主軸支持部１１に取り付けられた場合にコレットキャップ６０との間で第一エアパージ部Ｐ１となる内周溝Ｇ１１ｉ，Ｇ１２ｉを有している。主軸１２と主軸支持部１１との間にある軸受Ｂ０の前側を保持する保持部（内輪締め付け部材４０及び外輪押さえ５０）の前側においてコレットキャップカバー７０の内周面７１とコレットキャップ６０の外周面６２との間にエアパージが行われるので、ガイドブッシュ不使用時に軸受Ｂ０への切削粉や切削油の侵入が抑制される。これにより、図８の上部に例示するように、主軸中心線方向Ｄ１において軸受Ｂ０の保持部（４０，５０）に長いエアパージ部を配置する必要が無くなる。

図８の上部は、主軸支持部１１からコレットキャップカバー７０を取り外した状態で旋盤１の要部の縦断面を模式的に示している。上述したように、図８の下部は、比較例として旋盤９０１の要部の縦断面を模式的に示している。図８では、分かり易く示すため、断面を表すハッチングを省略している。
図８の下部に示すように、コレットキャップカバー９７０とコレットキャップ９６０との間にエアパージ部が無い場合、外輪押さえ９５０と内輪締め付け部材９４０との間に複数段のエアパージ部Ｐ９１，Ｐ９２を配置する必要がある。この場合、主軸中心線方向Ｄ１において、保持部９４０，９５０が長くなり、その分、主軸１２が長くなる。

本具体例では、図８の上部に示すようにコレットキャップカバー７０とコレットキャップ６０との間に第一エアパージ部Ｐ１があるので、外輪押さえ５０と内輪締め付け部材４０との間のエアパージ部が１段で済んでいる。主軸中心線方向Ｄ１において軸受Ｂ０の保持部（４０，５０）が短くて済むので、本具体例は、主軸を短くさせることができる。

また、図３，７で示したように、コレットキャップ６０の外周面６２に取り外し工具２００を引っ掛けるための穴６５がある。このため、主軸支持部１１からコレットキャップカバー７０を取り外すことにより、構造が複雑で面倒な作業を必要とする専用工具を使用しなくても、引っ掛けスパナのような取り外し工具２００によりコレットキャップ６０を回して主軸１２から取り外すことができる。従って、本具体例は、コレット交換時にコレットキャップ６０を容易に取り外すことができる。

さらに、ガイドブッシュ使用時には、主軸支持部１１からコレットキャップカバー７０を取り外した状態でワークＷ０を加工することができる。このため、コレットキャップ６０を着脱するためにコレットキャップカバー７０を着脱する必要が無い。つまり、コレットキャップ６０の外周面６２の穴６５が常に露出することになる。従って、本具体例は、ガイドブッシュ使用時にコレットキャップ６０を着脱する作業をし易くさせることができる。

（４）変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、旋盤は、主軸固定型のＮＣ旋盤等でもよい。
上述した旋盤１はガイドブッシュを使用する場合とガイドブッシュを使用しない場合とを切り替え可能であったが、常にガイドブッシュを使用しない旋盤でも主軸を短くさせる効果が得られるので、本技術を適用可能である。
上述したキャップ部材は取り外し用の穴６５を外周面６２に有していたが、これに限定されず、例えば、取り外し用の穴といった構造を前端面に有するキャップ部材を用いてもよい。この場合も、主軸を短くさせる効果が得られるので、本技術を適用可能である。
上述したカバー部材は２部品の組合せであったが、これに限定されず、カバー部材は、１部品で形成されてもよいし、３部品以上で形成されてもよい。
上述したキャップ部材は１部品で形成されているが、これに限定されず、キャップ部材は、２部品以上で形成されてもよい。

上述した旋盤１は主軸支持部１１にある供給口から第一エアパージ部Ｐ１にエアパージ用のエア１００を供給するエア経路１１０を有していたが、これに限定されず、例えば、カバー部材に供給口を設けて該供給口から第一エアパージ部にエアパージ用のエアを供給してもよい。この場合も、主軸を短くさせる効果が得られるので、本技術を適用可能である。

上述した旋盤１は主軸中心線方向Ｄ１において２段のエアパージ部を有していたが、これに限定されず、主軸中心線方向において３段以上のエアパージ部を設けてもよい。カバー部材とキャップ部材との間に主軸中心線方向において複数段のエアパージ部を設けてもよい。主軸と主軸支持部との間の軸受への切削粉や切削油の侵入が抑制される限り、内輪保持部と外輪保持部との間のエアパージ部は無くてもよい。

（５）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、主軸を短くさせることが可能な旋盤等の技術を提供することができる。むろん、独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。

１…旋盤、２…基台、
１０…主軸台、１１…主軸支持部、１１ｏ…外周部、
１２…主軸、１２ｈ…貫通穴、１３…前端部、
２５…コレット、２５ｏ…外周部、２５ｔ…テーパー部、
２６…チャックスリーブ、２７…押しスリーブ、２８…スリーブ駆動部、２９…ばね、
３０…支持台、３１…貫通穴、３２…ガイドブッシュ、
３５…刃物台、
４０…内輪締め付け部材（内輪保持部の例）、４２…外周面、
５０…外輪押さえ（外輪保持部の例）、５１…内周面、５２…外周面、
６０…コレットキャップ（キャップ部材の例）、６２…外周面、６５…穴、
７０…コレットキャップカバー（カバー部材の例）、７１…内周面、７２…外周面、
８０…エア供給部、１００…エア、
１１０～１１３，１２０～１２２…エア経路、１１４…供給口、１２３…排出口、
２００…取り外し工具、
ＡＸ０…主軸中心線、
Ｂ０…軸受、Ｂ１…内輪、Ｂ２…外輪、Ｂ３…転動体、
Ｄ１…主軸中心線方向、
Ｇ１１ｉ，Ｇ１２ｉ，Ｇ２１ｉ，Ｇ２２ｉ…内周溝、
Ｇ１１ｏ，Ｇ１２ｏ，Ｇ２１ｏ，Ｇ２２ｏ…外周溝、
Ｐ１…第一エアパージ部、Ｐ２…第二エアパージ部、
Ｓ１…前側、Ｓ２…後側、Ｓ３…内側、Ｓ４…外側。

Claims

主軸中心線を中心として回転可能な主軸と、
前記主軸中心線を中心とした前記主軸の外側において軸受を介して前記主軸を支持する主軸支持部と、
前記主軸の前端部に配置されたコレットと、
前記主軸に設けられ、前記軸受の内輪の前側を保持する内輪保持部と、
前記主軸支持部に設けられ、前記主軸中心線を中心とした前記内輪保持部の外側において前記軸受の外輪の前側を保持する外輪保持部と、
前記内輪保持部の前側において前記主軸に螺合し、前記主軸中心線を中心とした前記コレットの外側に配置されたキャップ部材と、
該キャップ部材の外周面に対向する内周面を有し、前記主軸支持部側に着脱可能に設けられるカバー部材と、を備え、
前記カバー部材の内周面と前記キャップ部材の外周面との間にエアパージ用のエアが供給される第一エアパージ部を有する、旋盤。
前記外輪保持部の内周面と前記内輪保持部の外周面との間にエアパージ用のエアが供給される第二エアパージ部を有する、請求項１に記載の旋盤。
順に、前記主軸支持部、前記外輪保持部、及び、前記カバー部材を通って前記第一エアパージ部にエアパージ用のエアを供給するエア経路を有する、請求項１又は請求項２に記載の旋盤。
前記キャップ部材は、外周面において取り外し工具を引っ掛けるための穴を有する、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の旋盤。
前記主軸の前方においてワークを摺動可能に支持するガイドブッシュが着脱可能に設けられる支持台をさらに備え、
前記ガイドブッシュが前記支持台から取り外されている場合、前記カバー部材は、前記主軸支持部に取り付けられている状態で前記支持台に配置され、
前記ガイドブッシュが前記支持台に取り付けられている場合、前記カバー部材は、前記主軸支持部から取り外し可能である、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の旋盤。