JP7464816B2

JP7464816B2 - 旋盤、及び、そのガイド部材取り付け方法

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Publication number: JP7464816B2
Application number: JP2019229891A
Authority: JP
Inventors: 洋平浅羽; 高之石川
Original assignee: Star Micronics Co Ltd
Current assignee: Star Micronics Co Ltd
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2024-04-10
Anticipated expiration: 2039-12-20
Also published as: WO2021124863A1; JP2021098237A; TW202128317A

Description

本発明は、ガイドブッシュを使用する加工方式とガイドブッシュを使用しない加工方式とを切り替え可能な旋盤、及び、そのガイド部材取り付け方法に関する。

旋盤として、特許文献１に示されるように、ワークを摺動可能に支持するガイドブッシュを主軸の前方において支持台に取り付けた主軸移動型旋盤が知られている。ガイドブッシュを使用するガイドブッシュ方式の場合、主軸に把持されたワークは、ガイドブッシュにより摺動可能に支持され、ガイドブッシュの前方において刃物により加工される。一方、短いワークを加工するため、支持台からガイドブッシュを取り外し、ガイドブッシュ使用時と比べて主軸台を前進させてワークを加工することがある。ガイドブッシュを使用しないノンガイドブッシュ方式の場合、主軸台の前部を主軸中心線方向へ摺動可能に支持するため、支持台に取り付けられる環状のクイル用ガイドが使用されている。クイル用ガイドは、主軸台の前部において主軸中心線を中心として主軸の外側に配置されたクイルが挿入され、支持台に取り付けられる。

旋盤のオペレーターは、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える時、支持台からガイドブッシュを取り外し、先にクイル用ガイドをクイルの外側に配置させ、主軸台を前進させてから、クイル用ガイドをねじで支持台に取り付けている。ここで、クイル用ガイドの取り付け位置が変わるとワークの加工精度に影響するので、オペレーターは、クイル用ガイドの中心線を主軸中心線に合わせる芯合わせを行っている。従って、オペレーターは、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える時に毎回、芯合わせを伴う作業を行っている。

特開２０１６－１４４８４３号公報

クイル用ガイドは、クイルを摺動可能に支持するため、クイルより大きな環状形状になり、重さがある。従って、クイルの外側に配置されたクイル用ガイドを押し上げながら支持台に取り付けるといった、芯合わせを伴うクイル用ガイドの取り付け作業は、オペレーターへの負担が大きい。

本発明は、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える作業を軽減させることが可能な旋盤、及び、そのガイド部材取り付け方法を開示するものである。

本発明の旋盤は、ワークを把持する主軸と、
主軸中心線を中心として前記主軸の外側に配置されたクイルを有し、前記主軸を回転可能に支持する主軸台と、
該主軸台を主軸中心線方向へ移動させる駆動部と、
前記主軸の前方において前記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と、
前記ガイドブッシュが取り外された前記支持台に取り付けられ、前記クイルを前記主軸中心線方向へ摺動可能に支持するガイド部材と、
前記支持台に取り付けられ、前記ガイド部材の中心線を前記主軸中心線に合わせる位置決め部材と、を備え、
前記主軸中心線と直交する断面において、前記支持台に取り付けられた前記位置決め部材と、前記支持台に取り付けられた前記ガイド部材と、が前記ガイド部材の中心とで三角形を成す２箇所の接触点で接触している、態様を有する。

また、本発明の旋盤のガイド部材取り付け方法は、
ワークを把持する主軸と、
主軸中心線を中心として前記主軸の外側に配置されたクイルを有し、前記主軸を回転可能に支持する主軸台と、
該主軸台を主軸中心線方向へ移動させる駆動部と、
前記主軸の前方において前記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と、
前記ガイドブッシュが取り外された前記支持台に取り付けられ、前記クイルを前記主軸中心線方向へ摺動可能に支持するガイド部材と、を備える旋盤のガイド部材取り付け方法であって、
前記支持台に取り付けられた位置決め部材であって前記ガイド部材の中心線を前記主軸中心線に合わせる位置決め部材に前記ガイド部材を当てる位置決め工程と、
前記位置決め部材に当てた前記ガイド部材を、前記ガイドブッシュが取り外された前記支持台に取り付ける取り付け工程と、を含み、
前記主軸中心線と直交する断面において、前記支持台に取り付けられた前記位置決め部材と、前記支持台に取り付けられた前記ガイド部材と、が前記ガイド部材の中心とで三角形を成す２箇所の接触点で接触している、態様を有する。

本発明によれば、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える作業を軽減させる旋盤を提供することができる。

旋盤の要部を一部断面視して模式的に例示する図である。図２Ａ，２Ｂはガイドブッシュ方式にした旋盤の要部を一部断面視して模式的に例示する図である。図３Ａ，３Ｂは旋盤の要部を模式的に簡略化して例示する斜視図である。図４Ａ，４Ｂはノンガイドブッシュ方式にした旋盤の要部を一部断面視して模式的に例示する図である。ノンガイドブッシュ方式にした旋盤の要部を模式的に簡略化して例示する斜視図である。主軸中心線と直交する断面において位置決め部材とガイド部材との位置関係の例を模式的に示す図である。図７Ａはガイドブッシュの支持台に位置決め部材が取り付けられていない状態でガイド部材を取り付ける様子を模式的に例示する断面図、図７Ｂは位置決め部材をガイド部材に当てて支持台に取り付ける様子を模式的に例示する断面図、図７Ｃは支持台に位置決め部材が固定された様子を模式的に例示する断面図である。図８Ａは支持台からガイドブッシュが取り外された様子を模式的に例示する断面図、図８Ｂはガイド部材を位置決め部材に当てて支持台に取り付ける様子を模式的に例示する断面図である。図９Ａ～９Ｃは主軸中心線と直交する断面においてガイド部材とともに位置決め部材の変形例を模式的に示す図である。主軸中心線と直交する断面において位置決め部材及びガイド部材の変形例を模式的に示す図である。図１１Ａは比較例においてガイドブッシュの支持台にガイド部材を取り付ける様子を模式的に示す断面図、図１１Ｂは比較例においてガイド部材の中心線が主軸中心線からずれた様子を模式的に示す断面図である。

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。
また、本願において、数値範囲「Min～Max」は、最小値Min以上、且つ、最大値Max以下を意味する。

［態様１］
本技術の一態様に係る旋盤１は、図１，５等に例示するように、ワークＷ１を把持する主軸１２、主軸台１０、駆動部２０、支持台３０、ガイド部材４０、及び、位置決め部材５０を備える。前記主軸台１０は、主軸中心線ＡＸ１を中心として前記主軸１２の外側に配置されたクイル１１を有し、前記主軸１２を回転可能に支持する。前記駆動部２０は、前記主軸台１０を主軸中心線方向Ｄ１へ移動させる。前記支持台３０には、前記主軸１２の前方において前記ワークＷ１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。前記ガイド部材４０は、前記ガイドブッシュ３２が取り外された前記支持台３０に取り付けられ、前記クイル１１を前記主軸中心線方向Ｄ１へ摺動可能に支持する。前記位置決め部材５０は、前記支持台３０に取り付けられ、前記ガイド部材４０の中心線ＡＸ２を前記主軸中心線ＡＸ１に合わせる。

図１１Ａ，１１Ｂは、位置決め部材の無い比較例の旋盤においてガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える作業を模式的に示す断面図である。図１１Ａは、ガイドブッシュが取り外された支持台９３０に環状のガイド部材９４０を取り付ける様子を示している。
主軸台９１０に設けられたクイル９１１は、ガイド部材９４０に支持される略円筒状部材であり、主軸中心線ＡＸ９１を中心として主軸９１２の外側に配置され、主軸台９１０の本体部９１０ａから前側Ｓ９１へ延出している。クイル９１１を有する主軸台９１０は、ワーク加工時に主軸中心線ＡＸ９１に沿ったＺ軸方向へ移動する。そこで、ガイド部材９４０はクイル９１１をＺ軸方向へ摺動可能に支持する必要があり、ガイド部材９４０の内周面９４１とクイル９１１の外周面９１１ａとの間に若干の隙間が設けられている。

旋盤のオペレーターは、支持台９３０にガイド部材９４０を取り付ける時に以下の芯合わせを伴う作業を行っている。
まず、オペレーターは、ガイド部材９４０の中心線ＡＸ９２を主軸中心線ＡＸ９１に合わせるため、まず、クイル９１１の外側にガイド部材９４０を配置させ、ガイド部材９４０の貫通穴９４０ａにクイル９１１が入っている状態にする。次に、オペレーターは、主軸台９１０を前進させ、支持台９３０の貫通穴９３１にクイル９１１の一部が挿入された状態にする。さらに、オペレーターは、ガイド部材９４０を手で支えながらガイド部材９４０の中心線ＡＸ９２が主軸中心線ＡＸ９１に合うようにガイド部材９４０を保持する。この状態を保ちながら、オペレーターがガイド部材９４０のねじ挿通穴９４３にねじＳＣ９１を挿入して支持台９３０のねじ穴９３３に螺合させると、支持台９３０にガイド部材９４０が固定される。オペレーターは、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える時に、前述の作業を毎回行う必要がある。

ここで、図１１Ａに示すようにガイド部材９４０の中心線ＡＸ９２が主軸中心線ＡＸ９１からずれた状態でガイド部材９４０がねじ止めされると、図１１Ｂに示すように、固定されているガイド部材９４０の内周面９４１とクイル９１１の外周面９１１ａとの間の隙間に偏りが生じる。図１１Ａ，１１Ｂでは、ガイド部材９４０の中心線ＡＸ９２が主軸中心線ＡＸ９１から下側へずれた結果、クイル９１１の下側においてガイド部材９４０の内周面９４１とクイル９１１の外周面９１１ａとの間に比較的広い隙間ＣＬ９が生じたことが示されている。ガイド部材９４０の中心線ＡＸ９２が主軸中心線ＡＸ９１からずれると、ワークの加工精度に影響する。しかし、ガイド部材９４０は、クイル９１１を摺動可能に支持するため、クイルより大きな環状形状になり、重さがある。従って、ガイド部材９４０の芯合わせを行いながら支持台９３０にガイド部材９４０を取り付ける作業は、オペレーターへの負担が大きい。また、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える時に毎回同じ作業を行う必要があるため、ガイド部材９４０の取り付け位置が若干ではあるが毎回変わり、取り付け位置の違いがワークの加工精度に影響することがある。

一方、本技術の上記態様１において、旋盤１のオペレーターは、ガイドブッシュ３２が取り外された支持台３０にガイド部材４０を取り付ける時、位置決め部材５０によりガイド部材４０の中心線ＡＸ２を主軸中心線ＡＸ１に合わせることができる。これにより、重さのあるガイド部材４０を押し上げるといった負担の大きい芯合わせを伴う作業を毎回行う必要が無くなり、先にガイド部材４０をクイル１１の外側に配置する作業を毎回行う必要も無くなる。従って、上記態様１は、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える作業を軽減させる旋盤を提供することができる。

ここで、位置決め部材の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。この付言は、以下の態様においても適用される。

［態様２］
図６に例示するように、前記主軸中心線ＡＸ１と直交する断面ＣＳにおいて、前記支持台３０に取り付けられた前記位置決め部材５０と、前記支持台３０に取り付けられた前記ガイド部材４０と、が前記ガイド部材４０の中心Ｐ３とで三角形ＴＲを成す２箇所の接触点Ｐ１，Ｐ２で接触していてもよい。これにより、オペレーターがガイド部材４０を位置決め部材５０に押し当てると、ガイド部材４０と位置決め部材５０とが２箇所の接触点Ｐ１，Ｐ２で接触し、ガイド部材４０の中心線ＡＸ２が主軸中心線ＡＸ１に合う。従って、本態様は、ガイド部材の中心線を精度良く主軸中心線に位置決めすることができる。
ここで、ガイド部材と位置決め部材とは、主軸中心線と直交する断面において２箇所の接触点で接触すればよく、全体として線状に接触していてもよい。断面において接触点で接触することは、設計上、点状に接触することを意味し、ガイド部材や位置決め部材の形状の誤差等により線状に接触することを含む。これらの付言は、以下の態様においても適用される。

［態様３］
図６，９Ａ，９Ｂ等に例示するように、前記位置決め部材５０において前記接触点Ｐ１，Ｐ２が存在する面（例えば接触面５１）は、平面、又は、前記断面ＣＳにおいて前記ガイド部材４０の外周面４２の曲率半径よりも大きい曲率半径の凹んだ曲面でもよい。この態様は、位置決め部材５０とガイド部材４０との２箇所の接触点Ｐ１，Ｐ２を容易に実現させることができるので、容易にガイド部材の中心線を主軸中心線に位置決めすることができる。

［態様４］
図７Ａ，８Ｂに例示するように、前記ガイド部材４０は、前記支持台３０に対して裏返された状態であるか否かを判別可能な表裏判別部（例えば座繰り４３ａ）を有していてもよい。ガイド部材４０が支持台３０に対して裏返された状態で取り付けられる場合、裏返された状態におけるガイド部材４０の中心軸ＡＸ２の位置と、裏返されていない状態におけるガイド部材４０の中心軸ＡＸ２の位置と、が僅かにずれる可能性がある。裏返された状態と裏返されていない状態とで中心軸ＡＸ２の位置を一致させるためには、ガイド部材４０を極めて高精度に加工する必要がある。本態様は、表裏判別部（４３ａ）によりガイド部材４０が支持台３０に対して裏返された状態であるか否かが判るので、オペレーターは、支持台３０に対してガイド部材４０を裏返されていない状態で取り付けることができる。この場合、裏返された状態と裏返されていない状態とで中心軸ＡＸ２の位置を一致させる程の高精度は、ガイド部材４０の加工に求められない。従って、本態様は、ガイド部材のコストを低減させることができる。
ここで、表裏判別部は、座繰りに限定されず、ガイド部材の表裏を把握するためのマーク等でもよい。

［態様５］
ところで、本技術の一態様に係る旋盤１のガイド部材取り付け方法は、以下の工程（ａ），（ｂ）を含む。
（ａ）前記支持台３０に取り付けられた位置決め部材５０であって前記ガイド部材４０の中心線ＡＸ２を前記主軸中心線ＡＸ１に合わせる位置決め部材５０に前記ガイド部材４０を当てる位置決め工程ＳＴ１。
（ｂ）前記位置決め部材５０に当てた前記ガイド部材４０を、前記ガイドブッシュ３２が取り外された前記支持台３０に取り付ける取り付け工程ＳＴ２。

上記態様５において、旋盤１のオペレーターは、ガイドブッシュ３２が取り外された支持台３０に取り付けられた位置決め部材５０にガイド部材４０を当てることにより、ガイド部材４０の中心線ＡＸ２を主軸中心線ＡＸ１に合わせることができる。この状態で、オペレーターは、ガイド部材４０を支持台３０に取り付けることができる。これにより、重さのあるガイド部材４０を押し上げるといった負担の大きい芯合わせを伴う作業を毎回行う必要が無くなり、先にガイド部材４０をクイル１１の外側に配置する作業を毎回行う必要も無くなる。従って、上記態様５は、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える作業を軽減させる旋盤のガイド部材取り付け方法を提供することができる。

（２）旋盤の具体例：
図１は、ガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部を一部断面視して模式的に例示している。図２Ａは、ガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部を上から一部断面視して模式的に例示している。図２Ｂは、ガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部をＹ軸方向から一部断面視して模式的に例示している。図３Ａは、ガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部を模式的に簡略化して例示している。図３Ｂは、ノンガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部を模式的に簡略化して例示している。図４Ａは、ノンガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部を上から一部断面視して模式的に例示している。図４Ｂは、ノンガイドブッシュ方式にした旋盤１の要部をＹ軸方向から一部断面視して模式的に例示している。図２Ａ，２Ｂ及び図４Ａ，４Ｂでは、主軸台１０の前端位置を実線で示し、主軸台１０の後端位置を二点鎖線で示している。
尚、主軸中心線ＡＸ１は主軸１２の回転の中心線を示し、主軸中心線方向Ｄ１は主軸中心線ＡＸ１に沿った方向を示している。主軸中心線方向Ｄ１は、前側Ｓ１へ向かう方向と後側Ｓ２へ向かう方向の両方を含む。Ｚ軸方向は主軸中心線方向Ｄ１に沿った制御軸の向きを示し、Ｘ軸方向はＺ軸方向と直交する鉛直方向に沿った制御軸の向きを示し、Ｙ軸方向はＺ軸方向と直交する水平方向に沿った制御軸の向きを示している。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに異なる方向であればよく、移動制御のし易さの点から実質的に直交しているのが好ましいものの、直交する方向から例えば４５°以下の角度でずれた方向でもよい。

図１等に示す旋盤１は、ベース２、制御部８、主軸台１０、駆動部２０、支持台３０、刃物台６０、等を備える主軸移動型旋盤である。ベース２は、ベッド又はテーブル等とも呼ばれ、駆動部２０、支持台３０、等を支持する土台部分を構成する。

制御部８は、主軸台１０、駆動部２０、刃物台６０、等の動作を制御する。制御部８には、公知の数値制御装置を用いることができる。数値制御装置は、プロセッサーであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリーであるＲＯＭ（Read Only Memory）、半導体メモリーであるＲＡＭ（Random Access Memory）、タイマー回路、インターフェイス、等を備える。ＲＯＭには、加工プログラムを解釈して実行するための制御プログラムが書き込まれている。ＲＡＭには、オペレーターにより作成された加工プログラムが書き換え可能に記憶される。ＣＰＵは、ＲＡＭをワークエリアとして使用し、ＲＯＭに記録されている制御プログラムを実行することにより、数値制御装置の機能を実現させる。むろん、前述の機能の一部又は全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）といった他の手段により実現させてもよい。

主軸台１０に設けられた主軸１２は、Ｚ軸方向へ挿入された円柱状（棒状）のワークＷ１を解放可能に把持し、ワークＷ１の長手方向に沿った主軸中心線ＡＸ１を中心としてワークＷ１を回転させる。主軸台１０は、主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能に主軸１２を支持し、Ｚ軸方向へ移動可能とされている。主軸台１０の前部には、主軸中心線ＡＸ１を中心として回転可能に主軸１２を支持する筒状のクイル１１が設けられている。主軸台１０に設けられたクイル１１は、ガイドブッシュ３２を使用しない時にガイド部材４０に支持される略円筒状部材であり、主軸中心線ＡＸ１を中心として主軸１２の外側に配置され、主軸台１０の本体部１０ａから前側Ｓ１へ延出している。図３Ａ，３Ｂ等に示すように、クイル１１の外周面１１ａは、断面円形とされている。クイル１１を有する主軸台１０は、ワーク加工時にＺ軸方向へ移動する。

駆動部２０は、ベース２に支持されているモータ２１、及び、主軸中心線ＡＸ１に沿った送り機構２２を有し、主軸台１０をＺ軸方向へ移動させる。モータ２１は、制御部８により数値制御可能なサーボモータである。図１に示す送り機構２２は、ねじ軸２３とナット２４とがボールを介して作動するボールねじである。ねじ軸２３は、主軸中心線ＡＸ１に沿って配置され、後端がカップリングを介してモータ２１に接続されている。従って、ねじ軸２３は、主軸中心線ＡＸ１に沿った回転軸を中心としてモータ２１により回転駆動される。ナット２４は、ボールを介してねじ軸２３に螺合し、主軸台１０に固定され、ねじ軸２３の回転に応じてＺ軸方向へ移動する。

ベース２に支持されている支持台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。支持台３０に取り付けられたガイドブッシュ３２は、主軸１２よりも前側Ｓ１に配置され、主軸１２を貫通した棒状のワークＷ１をＺ軸方向へ摺動可能に支持し、主軸１２と同期して主軸中心線ＡＸ１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ている。切削等の加工による負荷を受けるガイドブッシュがあることにより、細長いワークの撓みが抑制されて高精度の加工が行われる。図２Ａ，２Ｂ等に示す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Ｓ２の範囲内でＺ軸方向へ移動するように主軸台１０が駆動される。一方、ガイドブッシュを使用すると、主軸からガイドブッシュまでの材料を加工することができないため、残材が長くなることになる。また、ガイドブッシュはワークの外周を支持するため、一旦加工したワークをガイドブッシュ内に後退させ再び前進させて加工することができない。そこで、図４Ａ，４Ｂ等に示すように、支持台３０からガイドブッシュ３２を取り外すことができるようにしている。この場合、主軸１２から刃物台６０までの距離を短くするため、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Ｚ軸方向へ移動するように主軸台１０が駆動される。

ガイドブッシュ３２が取り外された支持台３０には、クイル１１をＺ軸方向へ移動可能に支持する環状のガイド部材４０が着脱可能に設けられる。図４Ａ，４Ｂ等に示すガイド部材４０は、主軸台１０のクイル１１が挿入される貫通穴４０ａを有し、支持台３０に取り付けられる。支持台３０に取り付けられたガイド部材４０は、クイル１１をＺ軸方向へ摺動可能に支持する。支持台３０には、ガイド部材４０の外周面に接触している略直方体の位置決め部材５０も取り付けられている。ガイド部材４０及び位置決め部材５０は、支持台３０における後側Ｓ２の面に取り付けられている。
尚、切削等の加工による負荷を受けるガイド部材４０には、滑り軸受を用いることが好ましいものの、転がり軸受といった種々の軸受を用いることも可能である。

刃物台６０は、支持台３０に支持され、複数の工具Ｔ１が取り付けられ、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動可能とされている。工具Ｔ１には、回転不能に固定されたバイト等の固定工具、及び、回転ドリルのように回転する回転工具の両方が含まれる。
尚、Ｚ軸方向へ挿入された正面加工後のワークＷ１を解放可能に把持する背面主軸（対向主軸）を設けた背面主軸台（対向主軸台）がベース２に支持されてもよい。

図２Ａ，２Ｂ等に示すように、ベース２には、２本のレール２００が設置されている。２本のレール２００は、直動ガイド用のガイドレールであり、Ｙ軸方向における２箇所において、主軸中心線ＡＸ１に沿って配置されている。各レール２００は、後側軸受１１０及び前側軸受１２０をＺ軸方向へ案内する。後側軸受１１０及び前側軸受１２０は、主軸台１０に取り付けられている。図２Ｂ等に示すレール２００は、ベース２に対してオーバーハングしていることにより若干ではあるが剛性が低くなっている低剛性部分２１２を有している。低剛性部分２１２は、図４Ｂに示すガイド部材使用時の前側軸受１２０の移動範囲Ｒ２を含み、図２Ｂに示すガイド部材不使用時の前側軸受１２０の移動範囲Ｒ１を含まない。
尚、低剛性部分２１２をベース２で支持する場合、低剛性部分２１２を細くしてもよい。

ガイドブッシュ使用時、切削等の加工による負荷はガイドブッシュ３２が受ける。ここで、図２Ｂ等に示すように、レール２００の低剛性部分２１２は前側軸受１２０の移動範囲Ｒ１に入っていない。従って、ガイドブッシュ使用時、後側軸受１１０と前側軸受１２０とで主軸台１０が精度良く支持される。

ガイドブッシュ不使用時、切削等の加工による負荷はガイド部材４０が受ける。ここで、図４Ｂ等に示すように、支持台３０に設けられたガイド部材４０にも主軸台１０のクイル１１が支持される。レール２００のうち低剛性部分２１２は、ごく僅かではあるが前側軸受１２０からの荷重により変形し易くなっている。このため、ガイド部材使用時の前側軸受１２０の遊びが大きく、前側軸受１２０は主軸台１０を支持する機能が抑制されている。従って、ガイドブッシュ不使用時には、実質的に、後側軸受１１０と、前側軸受１２０よりも前側Ｓ１にあるガイド部材４０と、で主軸台１０が精度良く支持される。

尚、ベース２、主軸台１０、駆動部２０、支持台３０、ガイドブッシュ３２、ガイド部材４０、位置決め部材５０、刃物台６０、レール２００、等の主要部は、例えば金属で形成することができる。

図５は、ノンガイドブッシュ方式にした旋盤１において、クイル１１、ガイド部材４０、及び、位置決め部材５０の位置関係を模式的に例示している。図６は、主軸中心線ＡＸ１と直交する断面ＣＳにおいて位置決め部材５０とガイド部材４０との位置関係を模式的に例示している。図７Ａ～７Ｃは、支持台３０に位置決め部材５０を取り付ける様子を模式的に例示している。

ガイド部材４０は、中心線ＡＸ２に沿った短い略円筒形状であり、中心線ＡＸ２を中心として、断面円形の内周面４１、及び、断面円形の外周面４２を有している。内周面４１の直径は、クイル１１の外周面１１ａの直径よりも若干大きくされている。これにより、ガイド部材４０は、クイル１１をＺ軸方向へ摺動可能に支持する。ガイド部材４０を支持台３０にねじ止めするため、ガイド部材４０は複数のねじ挿通穴４３を有している。ガイド部材４０に設けられるねじ挿通穴４３の数は、図５，６に示す１０に限定されず、９以下でもよいし、１１以上でもよい。図７Ａに示すように、各ねじ挿通穴４３には座繰り４３ａが形成されている。このため、ガイド部材４０が裏返された状態で支持台３０に取り付けられないようにされている。支持台３０には、各ねじ挿通穴４３に対応する位置にねじ穴３３が形成されている。各ねじ穴３３は、ねじ挿通穴４３を通ったねじＳＣ１と螺合する。
尚、座繰り４３ａは、支持台３０に対してガイド部材４０が裏返された状態であるか否かを判別可能な表裏判別部の例である。ここで、ガイド部材４０が裏返されていない状態は、図５，７Ａ等に示すように、座繰り４３ａが支持台３０とは反対側に向いている状態を意味する。ガイド部材４０が裏返された状態は、Ｚ軸方向において図７Ａ等に示す向きとは逆に向いている状態であり、座繰り４３ａが支持台３０に向いている状態を意味する。

ガイド部材４０の外周面４２は、位置決め部材５０Ａ，５０Ｂに接触している。ここで、位置決め部材５０は、位置決め部材５０Ａ，５０Ｂを総称している。以下、両位置決め部材５０Ａ，５０Ｂに共通の説明をする場合には、単に位置決め部材５０と記載することにする。位置決め部材５０は、ガイド部材４０の外周面４２に接触することによりガイド部材４０の中心線ＡＸ２を主軸中心線ＡＸ１に合わせる機能を有する。位置決め部材５０を支持台３０にねじ止めするため、位置決め部材５０は複数のねじ挿通穴５３を有している。位置決め部材５０に設けられるねじ挿通穴５３の数は、図５，６に示す２に限定されず、３以上でもよい。図７Ｂに示すように、支持台３０には、各ねじ挿通穴５３に対応する位置にねじ穴３４が形成されている。各ねじ穴３４は、ねじ挿通穴４３を通ったねじＳＣ２と螺合する。

図６に示す断面ＣＳにおいて、支持台３０に取り付けられた位置決め部材５０と、支持台３０に取り付けられたガイド部材４０と、がガイド部材４０の中心Ｐ３とで三角形ＴＲを成す２箇所の接触点Ｐ１，Ｐ２で接触している。中心Ｐ３は、ガイド部材４０の中心線ＡＸ２と断面ＣＳとの交点である。接触点Ｐ１は、位置決め部材５０Ａとガイド部材４０との接触箇所である。接触点Ｐ２は、位置決め部材５０Ｂとガイド部材４０との接触箇所である。
ここで、位置決め部材５０の内、接触点Ｐ１，Ｐ２が存在する面を接触面５１と呼ぶことにする。接触面５１は、平面である。従って、ガイド部材４０の外周面４２と位置決め部材５０の接触面５１とは、ガイド部材４０の中心線ＡＸ２に沿って線状に接している。主軸中心線ＡＸ１と直交する断面ＣＳで見ると、外周面４２と接触面５１とは点状に接触していることになる。接触面５１を平面にすることにより、接触する位置が１点に限定され、ガイド部材４０の位置を高精度で決めることができる。

中心Ｐ３と接触点Ｐ１，Ｐ２とが三角形ＴＲを成していることにより、固定されていないガイド部材４０をオペレーターが位置決め部材５０に押し当てると、ガイド部材４０と位置決め部材５０とが接触点Ｐ１，Ｐ２で接触し、ガイド部材４０の中心線ＡＸ２が主軸中心線ＡＸ１に合う。ここで、三角形ＴＲにおける中心Ｐ３の内角θは、０°よりも大きく且つ１８０°よりも小さければよく、９０°～１４０°が好ましい。内角θが９０°以上であると、ガイド部材４０を位置決め部材５０Ａ，５０Ｂの両方に安定して押し当て易い。内角θが１４０°以下であると、ガイド部材４０を位置決め部材５０Ａ，５０Ｂに押し当てた時にガイド部材４０の位置を精度良く決め易い。従って、内角θが９０°～１４０°であると、ガイド部材４０の中心線ＡＸ２をさらに精度良く主軸中心線ＡＸ１に位置決めすることができる。

また、位置決め部材５０の接触面５１が平面であることにより、位置決め部材５０とガイド部材４０との２箇所の接触点Ｐ１，Ｐ２を容易に実現させることができ、容易にガイド部材４０の中心線ＡＸ２を主軸中心線ＡＸ１に位置決めすることができる。

（３）位置決め部材を支持台に取り付ける具体例：
まず、図７Ａ～７Ｃを参照して、ガイドブッシュ３２の支持台３０に位置決め部材５０を取り付ける例を説明する。
図７Ａは、支持台３０に位置決め部材５０が取り付けられていない状態でガイド部材４０を取り付ける様子を模式的に例示している。図７Ｂは、位置決め部材５０をガイド部材４０に当てて支持台３０に取り付ける様子を模式的に例示している。図７Ｃは、支持台３０に位置決め部材５０が固定された様子を模式的に例示している。

位置決め部材５０を支持台３０に取り付ける時には、ガイド部材４０の中心線ＡＸ２が主軸中心線ＡＸ１に合う位置に固定する必要がある。従って、位置決め部材５０を支持台３０に取り付ける作業は、旋盤メーカーの熟練工等が行ってもよい。むろん、旋盤のオペレーターが位置決め部材５０を支持台３０に取り付けてもよい。以下、位置決め部材５０を支持台３０に取り付ける人を作業者と呼ぶことにする。
作業者は、まず、クイル１１の外側にガイド部材４０を配置させ、ガイド部材４０の貫通穴４０ａにクイル１１が入っている状態にする。次に、作業者は、主軸台１０を前進させ、ガイド部材４０を手で支えながらガイド部材４０の中心線ＡＸ２が主軸中心線ＡＸ１に合うようにガイド部材４０を保持する。この状態が図７Ａに示されている。作業者がガイド部材４０の各ねじ挿通穴４３にねじＳＣ１を挿入して支持台３０のねじ穴３３に螺合させると、支持台３０にガイド部材４０が固定される。

ガイド部材４０の固定後、作業者は、主軸台１０を後退させてもよい。支持台３０にガイド部材４０が固定されているので、作業者は、位置決め部材５０を指で支え、位置決め部材５０の接触面５１をガイド部材４０の外周面４２に当てた状態で位置決め部材５０を保持する。この状態が図７Ｂに示されている。この保持状態を維持したまま、作業者が位置決め部材５０の各ねじ挿通穴５３にねじＳＣ２を挿入して支持台３０のねじ穴３４に螺合させると、図７Ｃに示すように位置決め部材５０が支持台３０に固定される。

その後、旋盤１をガイドブッシュ方式にする場合でも、支持台３０から位置決め部材５０を取り外す必要が無い。以下、ガイドブッシュ方式とノンガイドブッシュ方式とを切り替える具体例を説明する。

（４）ガイドブッシュ方式とノンガイドブッシュ方式とを切り替える具体例：
図４Ｂ，７Ｃ等に示すノンガイドブッシュ方式から図２Ｂ等に示すガイドブッシュ方式に切り替える時、オペレーターは、主軸台１０を後退させ、ねじＳＣ１を外して支持台３０からガイド部材４０を取り外し、ガイドブッシュを支持台３０に取り付ける。図２Ａ，２Ｂに示すように、位置決め部材５０は主軸台１０のＺ軸方向への移動に邪魔とならない位置にあるので、ガイドブッシュ方式でも支持台３０から位置決め部材５０を取り外す必要が無い。

次に、図８Ａ，８Ｂ，７Ｃ等を参照して、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える具体例を説明する。
図８Ａは、支持台３０からガイドブッシュ３２が取り外された様子を模式的に例示している。図８Ｂは、ガイド部材４０を位置決め部材５０に当てて支持台３０に取り付ける様子を模式的に例示している。

図２Ｂ等に示すガイドブッシュ方式から図４Ｂ，７Ｃ等に示すノンガイドブッシュ方式に切り替える時、オペレーターは、以下の作業を行う。
まず、オペレーターは、支持台３０からガイドブッシュ３２を取り外す。この状態が図８Ａに示されている。図８Ａに示すように位置決め部材５０が支持台３０に固定されているので、オペレーターは、ガイド部材４０を手で持ち、ガイド部材４０の外周面４２を位置決め部材５０の接触面５１に当てた状態でガイド部材４０を保持する（位置決め工程ＳＴ１）。この状態が図８Ｂに示されている。図８Ｂに示す位置決め部材５０は図７Ｃに示す位置で支持台３０に取り付けられたままであるので、図８Ｂに示すガイド部材４０の位置は、図７Ａ，７Ｂに示すように中心線ＡＸ２が主軸中心線ＡＸ１に合うように支持台３０に取り付けられたガイド部材４０の位置から変わっていない。従って、ガイド部材４０の中心線ＡＸ２を主軸中心線ＡＸ１に合わせるためにガイド部材４０の貫通穴４０ａにクイル１１を挿入する必要が無い。図８Ｂに示すようにオペレーターがガイド部材４０の各ねじ挿通穴４３にねじＳＣ１を挿入して支持台３０のねじ穴３３に螺合させると、図７Ｃに示すように中心線ＡＸ２が主軸中心線ＡＸ１に合っている状態で位置決め部材５０が支持台３０に固定される（取り付け工程ＳＴ２）。

以上により、重さのあるガイド部材４０を押し上げるといった負担の大きい芯合わせを伴う作業が不要となる。また、先にガイド部材４０をクイル１１の外側に配置する作業も不要となる。すなわち、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える時に負担の大きい作業を毎回行う必要が無くなる。従って、本具体例は、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える作業を軽減させることができる。
また、ガイド部材４０が座繰り４３ａを有していることによりガイド部材４０が支持台３０に対して裏返された状態であるか否かが判るので、オペレーターは、支持台３０に対してガイド部材４０を裏返されていない状態で取り付けることができる。上述したように、ガイド部材４０が支持台３０に対して裏返された状態で取り付けられる場合、裏返された状態と裏返されていない状態とで中心軸ＡＸ２の位置を一致させるためガイド部材４０を極めて高精度に加工する必要がある。座繰り４３ａがあることにより、裏返された状態と裏返されていない状態とで中心軸ＡＸ２の位置を一致させる程の高精度は、ガイド部材４０の加工に求められない。従って、本具体例は、ガイド部材のコストを低減させることができる。

（５）変形例：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、上述した主軸台１０のクイル１１は主軸１２の前端近くまで主軸１２の外側を覆っていたが、主軸中心線方向におけるクイルと主軸との位置関係は適宜変更可能である。例えば、クイルの前端から主軸の前端までが長い場合、クイルの前端から主軸の前端近くまで主軸の外側を覆う主軸カバーをクイルの前端に取り付けてもよい。
支持台３０に位置決め部材５０を取り付けるため、位置決め部材５０をガイド部材４０の方へ押し付ける付勢手段、例えば、ばねが支持台３０に設けられてもよい。この場合、図７Ｂ，７Ｃに示すように位置決め部材５０をガイド部材４０に取り付ける時に付勢手段が位置決め部材５０をガイド部材４０に押し当てるので、作業者は位置決め部材５０を手で保持しなくても支持台３０に位置決め部材５０を取り付けることができる。

上述した位置決め部材５０は略直方体であったが、位置決め部材の形状は略直方体に限定されない。図９Ａ～９Ｃは、主軸中心線ＡＸ１と直交する断面ＣＳにおいてガイド部材４０とともに位置決め部材５０の変形例を模式的に示す図である。以下の変形例において、上述した例と同じ要素には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

図９Ａは、一つの位置決め部材５０が２箇所の接触点Ｐ１，Ｐ２を有している例を示している。図９Ａに示す位置決め部材５０は、接触点Ｐ１を有する接触面５１Ａ、及び、接触点Ｐ２を有する接触面５１Ｂを有している。二つの接触面５１Ａ，５１Ｂは、本技術の接触面５１に含まれる。接触面５１Ａ，５１Ｂが平面である場合、ガイド部材４０の外周面４２と位置決め部材５０の接触面５１とがガイド部材４０の中心線ＡＸ２に沿って線状に接する。図９Ａに示す例も、オペレーターがガイド部材４０の外周面４２を位置決め部材５０の接触面５１Ａ，５１Ｂに当てることによりガイド部材４０の中心線ＡＸ２が主軸中心線ＡＸ１に合うので、負担の大きい芯合わせを伴う作業が不要となる。

図９Ｂは、主軸中心線ＡＸ１と直交する断面ＣＳにおいて位置決め部材５０の接触面５１をガイド部材４０の外周面４２の曲率半径よりも大きい曲率半径の凹んだ曲面にしている例を示している。この場合も、ガイド部材４０の外周面４２と位置決め部材５０の接触面５１とがガイド部材４０の中心線ＡＸ２に沿って線状に接する。図９Ｂに示す例も、オペレーターがガイド部材４０の外周面４２を位置決め部材５０の接触面５１に当てることによりガイド部材４０の中心線ＡＸ２が主軸中心線ＡＸ１に合う。

図９Ｃは、主軸中心線ＡＸ１と直交する断面ＣＳにおいて位置決め部材５０の接触面５１を円形にしている例を示している。位置決め部材５０が主軸中心線ＡＸ１に沿った中心軸を中心とした略円柱状である場合、ガイド部材４０の外周面４２と位置決め部材５０の接触面５１とがガイド部材４０の中心線ＡＸ２に沿って線状に接する。位置決め部材５０が略球状である場合、ガイド部材４０の外周面４２と位置決め部材５０の接触面５１とが点状に接する。これらの例も、オペレーターがガイド部材４０の外周面４２を位置決め部材５０の接触面５１に当てることによりガイド部材４０の中心線ＡＸ２が主軸中心線ＡＸ１に合う。

また、上述したガイド部材４０は内周面４１と外周面４２ともに断面円形であったが、ガイド部材の内周面や外周面は断面円形に限定されない。図１０は、主軸中心線ＡＸ１と直交する断面ＣＳにおいて内周面４１と外周面４２をともに断面非円形にしているガイド部材４０を例示している。

図１０に示すガイド部材４０の内周面４１は、中心線ＡＸ２から離れる方向へ凹んだ凹部４１ａを複数有している。この場合も、内周面４１が凹部４１ａを除いてクイル１１の外周面１１ａの直径よりも若干大きい直径を有していることにより、ガイド部材４０がクイル１１をＺ軸方向へ摺動可能に支持することができる。

図１０に示すガイド部材４０の外周面４２は、断面四角形とされている。この場合も、支持台３０に対して位置決め部材５０を適切に取り付けることにより、位置決め部材５０が中心線ＡＸ２を主軸中心線ＡＸ１に合わせる位置にガイド部材４０を位置決めすることができる。図１０には、ガイド部材４０を精度良く位置決めするため、三つの位置決め部材５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃが配置されていることが示されている。むろん、三つの位置決め部材５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは、本技術の位置決め部材５０に含まれる。

（６）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、ガイドブッシュ方式からノンガイドブッシュ方式に切り替える作業を軽減させる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、
１０…主軸台、１０ａ…本体部、１１…クイル、１１ａ…外周面、１２…主軸、
２０…駆動部、
３０…支持台、３１…貫通穴、３２…ガイドブッシュ、３３，３４…ねじ穴、
４０…ガイド部材、４０ａ…貫通穴、４１…内周面、４２…外周面、
４３…ねじ挿通穴、４３ａ…座繰り、
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…位置決め部材、
５１，５１Ａ，５１Ｂ…接触面、５３…ねじ挿通穴、
６０…刃物台、
ＡＸ１…主軸中心線、ＡＸ２…中心線、
ＣＳ…断面、
Ｄ１…主軸中心線方向、
Ｐ１，Ｐ２…接触点、Ｐ３…中心、
Ｓ１…前側、Ｓ２…後側、
ＳＣ１，ＳＣ２…ねじ、
ＳＴ１…位置決め工程、ＳＴ２…取り付け工程、
ＴＲ…三角形、
Ｗ１…ワーク。

Claims

ワークを把持する主軸と、
主軸中心線を中心として前記主軸の外側に配置されたクイルを有し、前記主軸を回転可能に支持する主軸台と、
該主軸台を主軸中心線方向へ移動させる駆動部と、
前記主軸の前方において前記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と、
前記ガイドブッシュが取り外された前記支持台に取り付けられ、前記クイルを前記主軸中心線方向へ摺動可能に支持するガイド部材と、
前記支持台に取り付けられ、前記ガイド部材の中心線を前記主軸中心線に合わせる位置決め部材と、を備え、
前記主軸中心線と直交する断面において、前記支持台に取り付けられた前記位置決め部材と、前記支持台に取り付けられた前記ガイド部材と、が前記ガイド部材の中心とで三角形を成す２箇所の接触点で接触している、旋盤。
前記位置決め部材において前記接触点が存在する面は、平面、又は、前記断面において前記ガイド部材の外周面の曲率半径よりも大きい曲率半径の凹んだ曲面である、請求項１に記載の旋盤。
前記ガイド部材は、前記支持台に対して裏返された状態であるか否かを判別可能な表裏判別部を有する、請求項１又は請求項２に記載の旋盤。
ワークを把持する主軸と、
主軸中心線を中心として前記主軸の外側に配置されたクイルを有し、前記主軸を回転可能に支持する主軸台と、
該主軸台を主軸中心線方向へ移動させる駆動部と、
前記主軸の前方において前記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と、
前記ガイドブッシュが取り外された前記支持台に取り付けられ、前記クイルを前記主軸中心線方向へ摺動可能に支持するガイド部材と、を備える旋盤のガイド部材取り付け方法であって、
前記支持台に取り付けられた位置決め部材であって前記ガイド部材の中心線を前記主軸中心線に合わせる位置決め部材に前記ガイド部材を当てる位置決め工程と、
前記位置決め部材に当てた前記ガイド部材を、前記ガイドブッシュが取り外された前記支持台に取り付ける取り付け工程と、を含み、
前記主軸中心線と直交する断面において、前記支持台に取り付けられた前記位置決め部材と、前記支持台に取り付けられた前記ガイド部材と、が前記ガイド部材の中心とで三角形を成す２箇所の接触点で接触している、旋盤のガイド部材取り付け方法。