CN103624299B - 刀具驱动装置、刀具驱动方法及刀具进给机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种刀具驱动装置用的刀具进给机构，其能够利用更简单的构造，沿刀具轴向施加适当的进给动作。实施方式所涉及的刀具驱动装置用的刀具进给机构，具有压力缸机构、定位机构及保持机构。压力缸机构使用于保持刀具并使刀具旋转的刀具旋转驱动装置，在缸筒的外部通过活塞的动力沿刀具轴向移动。定位机构与所述压力缸机构的所述缸筒侧直接或间接地连结，进行所述压力缸机构相对于被切切材料的定位。保持机构以所述压力缸机构中的所述活塞的动力传递至所述刀具旋转驱动装置中的方式，保持所述刀具旋转驱动装置。

Description

刀具驱动装置、刀具驱动方法及刀具进给机构

技术领域

本发明的实施方式涉及一种刀具驱动装置、刀具驱动方法及刀具驱动装置用的刀具进给机构。

背景技术

当前，作为手持式工具的一种，已知一种气动式的钻头驱动装置（例如参照专利文献1）。气动式的钻头驱动装置构成为，通过空气压力向钻头施加沿刀具轴向的进给动作。能够进行上述进给动作的钻头驱动装置也被称为气动进给钻头单元。

专利文献1：日本特开2010－228049号公报

在以气动进给钻头单元为代表性的可沿刀具轴向进行进给动作的刀具驱动装置中，期望实现简单的构造并适于加工的进给控制。

发明内容

由此，本发明的目的在于，提供一种刀具驱动装置、刀具驱动方法及刀具驱动装置用的刀具进给机构，该刀具驱动装置能够利用更简单的构造，沿刀具轴向施加适当的进给动作。

本发明的实施方式所涉及的刀具驱动装置用的刀具进给机构具有压力缸机构、定位机构及保持机构。压力缸机构利用活塞的动力，使刀具旋转驱动装置在缸筒的外部沿刀具轴向移动，该刀具旋转驱动装置用于保持刀具并使刀具旋转。定位机构与所述压力缸机构的所述缸筒侧直接或间接地连结，进行所述压力缸机构相对于被切削材料的定位。保持机构保持所述刀具旋转驱动装置，以将所述压力缸机构中的所述活塞的动力传递至所述刀具旋转驱动装置。

另外，本发明的实施方式所涉及的刀具驱动装置具有所述刀具驱动装置用的刀具进给机构和所述刀具旋转驱动装置。所述刀具旋转驱动装置与所述刀具进给机构连结。

另外，在本发明的实施方式所涉及的刀具驱动方法中具有下述步骤：利用与压力缸机构的缸筒侧直接或间接连结的定位机构，进行所述压力缸机构相对于被切削材料的定位的步骤；利用刀具旋转驱动装置保持刀具，并使所保持的所述刀具旋转的步骤，其中，该刀具旋转驱动装置被保持为，传递所述压力缸机构中的活塞的动力；以及利用所述活塞的动力，使所述刀具旋转驱动装置在所述缸筒的外部沿刀具轴向移动的步骤。

发明的效果

根据本发明的实施方式所涉及的刀具驱动装置、刀具驱动方法及刀具驱动装置用的刀具进给机构，能够利用更简单的构造，沿刀具轴向施加适当的进给动作。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式所涉及的刀具驱动装置的主视图。

图2是图1所示的刀具驱动装置的俯视图。

图3是图1所示的前端组件的右视图。

图4是图1所示的板状连结件的位置A－A视图。

图5是图1所示的引导机构的位置B－B视图。

图6是示意地表示图1所示的压力缸机构的构造的纵向剖面图。

图7是利用日本工业规格（JIS Japanese Industrial Standards）的标号而表示的向图1所示的包含控制阀在内的压力缸机构供给空气的供给系统的配管回路图。

图8是本发明的第2实施方式涉及的刀具驱动装置的主视图。

图9是图8所示的刀具驱动装置的俯视图。

图10是本发明的第3实施方式涉及的刀具驱动装置的主视图。

图11是本发明的第4实施方式涉及的刀具驱动装置的主视图。

标号的说明

1、1A、1B、1C…刀具驱动装置、2…刀具旋转驱动装置、3…刀具进给机构、4…刀具旋转机构、5…空气的供给口、6…把手、7…开关、8…引导机构、9…压力缸机构、9A…缸筒、9B…活塞、9C…杆、9D…平板、9E、9F…通孔、10…旋转轴、11…线性套筒、11A…止动部、12…旋转装置保持部件、12A、12B…部件、13…连结件、14…板状连结件、15…止动螺钉、16…前端组件、17…衬圈、18…L型连结件、19…切换机构、20…控制阀、21…托架、22…供给源、23…控制阀、24…旋转驱动系统、25…减压阀、26…活塞控制器、26A…第1活塞控制器、26B…第2活塞控制器、27…检验阀、28…可调节流阀、29…防夹杆、30…弹簧、31…止动部、32…抵接板、T…刀具、AX…刀具轴向

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式所涉及的刀具驱动装置、刀具驱动方法及刀具驱动装置用的刀具进给机构进行说明。

（第1实施方式）

（结构及功能）

图1是本发明的第1实施方式所涉及的刀具驱动装置的主视图，图2是图1所示的刀具驱动装置的俯视图，图3是图1所示的前端组件的右视图，图4是图1所示的板状连结件的位置A－A视图，图5是图1所示的引导机构的位置B－B视图。

刀具驱动装置1构成为，在刀具旋转驱动装置2上设置刀具进给机构3。刀具旋转驱动装置2是手持式的装置，至少具有用于保持钻头或立铣刀等刀具T并使其旋转的构造。作为通用性及实用性较高的刀具旋转驱动装置2，可以举出通用的气动式钻头驱动装置。但是，与被切削材料即工件的加工环境相对应，作为刀具旋转驱动装置2而可以使用油压式的钻头驱动装置等具有期望构造的装置。

在图1及图2中示出了通过气动马达的驱动而使刀具T旋转的气动式的刀具旋转驱动装置2。由此，刀具旋转驱动装置2构成为，在用于保持刀具T并使刀具T旋转的刀具旋转机构4上设置空气的供给口5及把手6。在把手6上设有开关7。并且，构成为如果按压开关7，则从空气的供给口5供给的空气进入刀具旋转机构4内，通过使气动马达驱动而使刀具T旋转。

另一方面，刀具进给机构3是下述的装置：使包含刀具旋转驱动装置2在内的刀具驱动装置1自身及刀具T相对于工件进行定位，并且向刀具T施加沿刀具轴向AX的进给动作。刀具进给机构3能够作为刀具驱动装置1用的配件而构成。

因此，能够通过向期望的刀具旋转驱动装置2上安装刀具进给机构3而构成刀具驱动装置1。换言之，刀具旋转驱动装置2也能够与被切削材料即工件相对应地进行更换。即，如下所述构成：刀具旋转驱动装置2可拆装地与刀具供给机构3连结，在将刀具旋转驱动装置2从刀具进给机构3上拆下的状态下，能够向刀具T施加旋转动作。

刀具进给机构3能够通过将引导机构8与压力缸机构9连结而构成。引导机构8是用于进行刀具旋转驱动装置2相对于工件的定位，并且对刀具旋转驱动装置2的沿刀具轴向AX的移动进行引导的结构要素。另一方面，压力缸机构9是用于使刀具旋转驱动装置2沿刀具轴向AX移动的结构要素。

并且，刀具进给机构3如下所述构成：在由引导机构8对刀具旋转驱动装置2进行引导的状态下，利用压力缸机构9使刀具旋转驱动装置2沿刀具轴向AX移动。

引导机构8例如由下述部分构成：以刀具轴向AX为长度方向的两根轴部10、可使各轴部10插入并滑动的直线套筒11、固定于两个直线套筒11上的旋转装置保持部件12、以及将各轴部10的两端连结的连结件13。

更具体地说，如图所示，在压力缸机构9侧，两根轴部10的各一端插入至设置在板状连结件14上的两个通孔中。并且，预先在各轴部10的侧面设置与前端尖细的止动螺钉15相配合的凹部。另一方面，在板状连结件14上设置朝向轴部10且垂直于轴部10的轴线的螺纹孔。并且，各轴部10通过紧固在板状连结件14的螺纹孔中的止动螺钉15而固定在板状连结件14上。

并且，前端尖细的止动螺钉15习惯上被称为锥端紧定螺钉而在市面有售。另外，如果在各轴部10上以规定间距设置用于利用止动螺钉15固定的多个凹部，则能够可变调整轴部10向板状连结件14固定的固定位置。

另一方面，两根轴部10的刀具T前端侧的各另一端利用螺钉等任意单元固定在前端组件（nose piece）16上。由此，两根轴部10与刀具轴平行地固定。前端组件16具有能够安装在打孔夹具上的前端形状，是在中心处设有用于刀具T穿过的通孔的部件。即，前端组件16是用于将刀具驱动装置1安装在打孔夹具上并进行打孔的部件。由此，在图示的例子中，在前端组件16的前端安装有衬圈17。但是，在图3中，将衬圈17的图示省略。

因此，前端组件16起到进行刀具旋转驱动装置2相对于工件的定位的引导机构8的作用。具体地说，能够利用前端组件16进行刀具旋转驱动装置2相对于工件的朝向及垂直于刀具轴向AX的方向的定位。并且，刀具驱动装置1的前端组件16还作为用于将两根轴部10的端部连结的引导机构8的连结件13起作用。

如果两根轴部10平行地固定，则安装两根直线套筒11的旋转装置保持部件12能够沿着轴部10滑动。旋转装置保持部件12是用于保持刀具旋转驱动装置2的部件。由此，通过利用旋转装置保持部件12保持刀具旋转驱动装置2，从而能够使刀具旋转驱动装置2沿着作为轴部10的长度方向的刀具轴向AX滑动。

旋转装置保持部件12例如如图所示构成为，在外周为圆形的刀具旋转驱动装置2的刀具旋转机构4利用两个部件12A、12B夹持的状态下，利用螺钉等连结单元将两个部件12A、12B彼此连结。另外，在旋转装置保持部件12上设置两个通孔，通过向各通孔中装配或插入直线套筒11并固定，从而能够将两个直线套筒11安装在旋转装置保持部件12上。

如上所述构成的引导机构8固定在压力缸机构9上。在图示的例子中，用于将两根轴部10连结的板状连结件14利用螺钉固定在压力缸机构9上。

因此，通过利用止动螺钉15对轴部10的固定位置进行调整，从而能够调节引导机构8相对于压力缸机构9的沿刀具轴向AX的相对位置。由此，能够与刀具T和刀具旋转驱动装置2的长度相对应而调节引导机构8的沿刀具轴向AX的长度。即，能够与刀具T及刀具旋转驱动装置2两者的长度相配合而确定刀具旋转驱动装置2的可动范围。

并且，不限定于利用止动螺钉15将轴部10固定，能够利用任意的构造，构成用于对引导机构8的沿刀具轴向AX的长度进行调节的调节机构，并设置在刀具进给机构3上。

另一方面，在实用中，作为压力缸机构9也与刀具旋转驱动装置2相同地利用气动式的压力缸机构9。由此，在图1中示出了通过空气驱动的气动式的压力缸机构9，但可以与工件的加工环境相对应，使用油压式的压力缸机构9等将任意的气体或液体等流体作为介质而驱动的压力缸机构9。对于刀具旋转驱动装置2也相同。

图6是示意地表示图1所示的压力缸机构9的构造的纵向剖面图。

压力缸机构9，可以通过向一端闭口的圆筒状的缸筒9A内插入圆板状的活塞9B而构成。杆9C的一端固定在活塞9B的中心部分处。缸筒9A的开口侧的另一端由设有用于使杆9C贯穿的通孔的圆板状的平板9D闭塞。其结果，成为下述构造：如果活塞9B在缸筒9A内滑动并沿轴向移动，则从缸筒9A凸出的杆9C的长度发生变化。

在缸筒9A上隔着活塞9B而设置用于供给或排出空气的两个通孔9E、9F。更准确地说，隔着活塞9B的可动范围而设置两个通孔9E、9F。由此，如果向与活塞9B相比靠近缸筒9A的闭口端侧的通孔9E供给空气，则缸筒9A内的闭口端侧的空气压力增大，活塞9B向使杆9C向缸筒9A的外部推出的方向移动。此时，缸筒9A内的空气从活塞9B的杆9C侧的通孔9F排出。

相反地，如果向与活塞9B相比靠近杆9C侧的通孔9F供给空气，则缸筒9A内的杆9C侧的空气压力增大，活塞9B向将杆9C拉回至缸筒9A的内部的方向移动。此时，缸筒9A内的空气从与活塞9B的杆9C相反侧的通孔9E排出。

由此，作为向压力缸机构9供给的空气的供给目标，通过选择两个通孔9E、9F中的任一者，从而能够使压力缸机构9的活塞9B向期望的方向移动。具有上述构造的压力缸机构9，以低摩擦压力缸这样的商品名称而在市场上出售及流通。

并且，压力缸机构9的杆9C侧能够直接或间接地与刀具旋转驱动装置2连结。作为压力缸机构9和刀具旋转驱动装置2，只要是刀具旋转驱动装置2与压力缸机构9的活塞9B及杆9C的移动联动而沿刀具轴向AX移动的构造即可，可以利用任意的构造连结。在图示的例子中，压力缸机构9的杆9C的前端经由L型连结件18固定在引导机构8的旋转装置保持部件12上。其结果，刀具旋转驱动装置2经由旋转装置保持部件12及L型连结件18固定在压力缸机构9的活塞9B及杆9C上。

作为其它的例子，也可以以使压力缸机构9的杆9C的轴与刀具轴成为平行的方式将压力缸机构9和刀具旋转驱动装置2连结。在该情况下，可以将多个压力缸机构9固定在引导机构8上。即，只要能够通过活塞9B的动力使刀具旋转驱动装置2在缸筒9A的外部沿刀具轴向AX移动即可，压力缸机构9的配置是任意的。在该情况下，用于使压力缸机构9中的活塞9B的动力传递至刀具旋转驱动装置2而保持刀具旋转驱动装置2的保持机构，与压力缸机构9的配置相对应地设置在刀具进给机构3上。

但是，如图示所示，如果以使压力缸机构9的杆9C的轴处于刀具轴上的方式配置压力缸机构9，则能够防止在不需要的方向上产生力。由此，在图示的例子中，引导机构8作为用于保持刀具旋转驱动装置2的保持机构起作用。

如上所述，能够通过压力缸机构9的活塞9B的驱动，使刀具旋转驱动装置2自身与刀具T一起沿刀具轴向AX移动。在该情况下，隔着活塞9B而设置的两个通孔9E、9F作为用于使活塞9B前进的空气的供给口及排出口而利用，其中，活塞9B使刀具旋转驱动装置2沿刀具轴向AX移动。

另一方面，压力缸机构9的缸筒9A侧直接或间接地与前端组件16连结。在图示的例子中，经由引导机构8的轴部10，作为压力缸机构9的非驱动部的缸筒9A侧与前端组件16间接地连结。由此，能够进行压力缸机构9的非驱动部侧相对于工件的定位。由此，前端组件16也作为定位机构起作用，用于进行压力缸机构9相对于工件的定位。

在压力缸机构9及刀具旋转驱动装置2均为气动式的情况下，优选用于使刀具旋转驱动装置2旋转驱动而供给的空气也能够利用于压力缸机构9的驱动中。另外，在通过压力缸机构9的驱动而使刀具旋转驱动装置2以规定的进给速度前进的情况下，在规定的位置且适当的定时使刀具旋转驱动装置2停止并迅速地使刀具旋转驱动装置2后退这一点很重要。

因此，在刀具驱动装置1中设置切换机构19，其作用在于，利用用于驱动刀具旋转驱动装置2的空气，对压力缸机构9中的活塞9B的前进和后退进行切换。具体地说，可以在压力缸机构9中设置切换机构19，该切换机构19将用于使活塞9B前进的空气的排出口作为用于使活塞9B后退的空气的供给口，而对空气的供给目标进行切换。

作为上述的切换机构19而能够利用操作阀20。操作阀20是通过空气压力输入信号而切换空气流路的阀。在图示的例子中，操作阀20经由L字型的托架21安装在压力缸机构9上。

图7是利用JIS符号示出图1所示的包含操作阀20在内的向压力缸机构9供给空气的供给系统的配管回路图。

如图7所示，作为主气体从空气的供给源22开始向刀具旋转驱动装置2供给的空气的配管，与控制阀23的P（Press）端口连接，其中，通过对设置在刀具旋转驱动装置2上的开关7进行按压操作，该控制阀23进行打开/关闭。如果按压控制阀23的开关7，则作为控制阀23的输入端口的P端口与A端口连接，向刀具旋转驱动装置2内的包含气动马达在内的旋转驱动系统24供给空气。由此，能够使刀具旋转驱动装置2旋转驱动。

另一方面，从空气的供给源22供给的空气的配管进行分支，与操作阀20的P端口连接。并且，可以在空气的供给源22和操作阀20之间设置减压阀25。由此，能够调节向操作阀20的P端口输入的空气的压力。

操作阀20的P端口在切换前的状态下始终与A端口连接，作为操作阀20的排出侧的E（Exhaust）端口在切换前的状态下与B端口连接。操作阀20的A端口与将压力缸机构9的活塞9B推回侧的通孔9F连接。另一方面，操作阀20的B端口与将压力缸机构9的活塞9B推出侧的通孔9E连接。

因此，在操作阀20的切换前的状态下，从空气的供给源22供给的空气的一部分通过操作阀20向用于将压力缸机构9的活塞9B推回一侧供给。另一方面，在压力缸机构9的活塞9B被推回时排出的空气，通过操作阀20从E端口排出。其结果，在操作阀20的切换前的状态下，活塞9B被推回，与杆9C连结的刀具旋转驱动装置2处于后退位置。

并且，优选在操作阀20和压力缸机构9之间设置速度控制器26。速度控制器26通过单向阀27和可调节流阀28并联连接而构成，是用于进行空气的速度控制的中继设备。

速度控制器26可以设置在将操作阀20和压力缸机构9之间连接的两个空气流路的至少一者上。在图示的例子中，在将操作阀20和压力缸机构9之间连接的两个空气流路的两者上分别设置第1及第2速度控制器26A、26B。

另外，作为用于切换操作阀20的动力，也可以使用空气。因此，在图7所示的例子中，在刀具旋转驱动装置2中作为开关7而设置的控制阀23的A端口与旋转驱动系统24之间的配管进行分支，与操作阀20的切换控制输入端口连接。即，如下所述构成：利用通过作为开关7而设置的控制阀23的空气，对操作阀20进行切换。

具体地说，如果按下开关7，则控制阀23的P端口与A端口连接，用于使旋转驱动系统24驱动的空气的一部分输入至操作阀20的切换控制输入端口。由此，操作阀20进行切换，使P端口与B端口连接，另一方面，使A端口与E端口连接。

由此，向操作阀20的P端口输入的空气，从B端口开始经由第1速度控制器26A流入用于将压力缸机构9的活塞9B推出一侧的通孔9E中。其结果，杆9C与活塞9B一起从缸筒9A推出，与杆9C一体化的刀具旋转驱动装置2前进。另外，空气从压力缸机构9的另一侧的通孔9F排出。排出的空气经由第2速度控制器26B输入至操作阀20的A端口中。并且，输入至A端口的空气从E端口排放至大气中。

并且，如果将按下的开关7松开，则向包含气动马达在内的旋转驱动系统24供给的空气被切断，刀具旋转驱动装置2的旋转驱动停止。同时地，向操作阀20的切换控制输入端口输入的空气也被切断。其结果，操作阀20恢复至切换前的状态。并且，从供给源22供给的空气再次经由操作阀20及第2速度控制器26B，向将压力缸机构9的活塞9B推回一侧供给。

其结果，活塞9B被推回，与杆9C连结的刀具旋转驱动装置2后退。另一方面，在压力缸机构9的活塞9B被推回时排出的空气，经由第1速度控制器26A，从操作阀20的B端口导入至E端口并排放至大气中。并且，如果活塞9B到达缸筒9A的端部，则刀具旋转驱动装置2在后退位置处停止，成为初始状态。

如上所述，通过利用操作阀20，能够对向压力缸机构9供给的空气的路径进行切换。即，能够将用于使活塞9B前进的空气的排出口作为用于使活塞9B后退的空气的供给口，对空气的供给目标进行切换。

另外，通过作为操作阀20而采用空气式，从而能够将用于刀具旋转驱动装置2旋转驱动的空气利用于操作阀20的打开/关闭中。即，通过使用空气操作阀，从而能够利用空气对空气的供给端进行切换。其结果，能够仅通过供给空气，使刀具T进行旋转及向进给方向移动这两种动作。

但是，也可以取代空气操作阀，利用如油压式操作阀和电磁阀等通过压缩空气以外的动力对空气的路径进行切换的阀，构成用于对向压力缸机构9供给的空气的路径及从压力缸机构9排出的空气的路径进行切换的切换机构19。在该情况下，在空气的供给路径之外，在刀具驱动装置1中设置用于供给用于对阀进行切换的油等流体或电力的路径。

另外，在作为压力缸机构9而使用油压缸等利用空气以外的液体或特殊气体等流体使其驱动的机构的情况下，能够利用用于对所对应的流体路径进行切换的阀而构成切换机构19。在该情况下，如果使用于对刀具旋转驱动装置2旋转驱动的动力和用于使切换机构19驱动的动力通用，则也能够简化刀具进给机构3的构造。

另外，通过将气压信号的配管回路等设计为，在用于使刀具旋转驱动装置2驱动的开关7被按下的情况下对操作阀20进行切换，从而能够使刀具T的旋转和前进移动联动。即，能够使刀具T仅在按下开关7而刀具T旋转期间前进。

并且，通过如图所示设置速度控制器26，从而能够调整向压力缸机构9供给的空气等流体的速度及从压力缸机构9排出的空气等流体的速度。其结果，能够对刀具旋转驱动装置2的前进速度即刀具T的进给速度进行可变控制。

具体地说，通过设置第1速度控制器26A，从而能够调整用于使活塞9B前进而向压力缸机构9的供给口供给的流体的流量。即，能够通过对第1速度控制器26A的可调节流阀28进行操作，从而调整向用于使活塞9B前进的供给口供给的流体的流量，控制刀具旋转驱动装置2的前进速度。

另一方面，通过设置第2速度控制器26B，从而能够调整用于使活塞9B前进而从压力缸机构9的排出口排出的流体的流量。即，也能够通过对第2速度控制器26B的可调节流阀28进行操作，从而调整用于使活塞9B前进的从排出口排出的流体的流量，控制刀具旋转驱动装置2的前进速度。

并且，控制流入压力缸机构9的空气等流体的速度的方式，被称为入口节流方式。相反地，控制从压力缸机构9排出的空气等流体的速度的方式，被称为出口节流方式。由此，能够利用入口节流方式及出口节流方式中的一种或两种，控制活塞9B、杆9C、刀具旋转驱动装置2及刀具T的前进速度。

另一方面，由于能够通过对开关7的操作，使活塞9B、杆9C、刀具旋转驱动装置2及刀具T的前进瞬间停止且迅速后退，因此从这一方面考虑，不必限制用于将活塞9B推回而向压力缸机构9流入/流出的空气的速度。

根据上述的理由，如图7所示，第1速度控制器26A以能够控制向压力缸机构9供给的空气的速度的朝向、即沿着入口节流方式的朝向设置。相反地，第2速度控制器26B以能够控制从压力缸机构9排出的空气的速度的朝向、即沿着出口节流方式的朝向设置。

除了上述的第1速度控制器26A及第2速度控制器26B以外，如附图所示，也能够通过将减压阀25设置在流入压力缸机构9的空气等流体的路径上，从而调整向压力缸机构9供给的空气的速度及活塞9B的推力。即，能够通过对减压阀25进行操作，调整用于使活塞9B沿刀具轴向AX前进而向缸筒9A内供给的流体的流量。并且，在图示的例子中，减压阀25与操作阀20的入口侧连接，但也可以在第1速度控制器26A的前后、或取代第1控制器26A而设置减压阀25。

除了上述的结构要素以外，优选在刀具驱动装置1中设置防夹机构，其用于防止由于刀具旋转驱动装置2的前进或后退而将用户的手夹入。

在图示的例子中，在构成刀具进给机构3的引导机构8的板状连结件14上设有棒状的两根防夹杆29。防夹杆29是用于防止在刀具旋转驱动装置2后退时位于刀具旋转驱动装置2和压力缸机构9之间的手被夹入的部件。因此，在刀具旋转驱动装置2的后退位置处，以横穿压力缸机构9和旋转装置保持部件12之间的空隙的方式设有两根防夹杆29。

防夹杆29兼作用于将板状连结件14向压力缸机构9固定的安装件。因此，能够防止刀具旋转驱动装置2返回至后退位置时夹手的发生，并且将板状连结件14更加牢固地固定在压力缸机构9上。

（动作及作用）

在利用具有上述结构的刀具驱动装置1而进行工件的打孔的情况下，预先使保持有刀具T的刀具旋转驱动装置2与刀具进给机构3连结。具体地说，将保持有刀具T的刀具旋转驱动装置2保持在刀具进给机构3上，以对设置在刀具进给机构3上的压力缸机构9中的活塞9B的动作进行传递。另外，刀具旋转驱动装置2与空气的供给源22连接。另一方面，在工件上安装打孔夹具。

然后，利用与设置在刀具进给机构3上的压力缸机构9的缸筒9A侧直接或间接连结的作为定位机构的前端组件16，使包含压力缸机构9在内的刀具驱动装置1相对于工件进行定位。具体地说，在前端组件16的前端安装衬圈17，将前端组件16的前端与打孔夹具连结。

然后，从空气的供给源22向刀具旋转驱动装置2供给空气。并且，经由操作阀20及第2速度控制器26B向压力缸机构9供给空气。由此，活塞9B及刀具旋转驱动装置2处于后退位置。

然后，如果将刀具旋转驱动装置2的开关7切换至ON，则向包含气动马达在内的旋转驱动系统24供给空气。其结果，刀具旋转驱动装置2的刀具旋转机构4驱动，刀具T旋转。另一方面，操作阀20进行切换，经由第1速度控制器26A向压力缸机构9供给空气。由此，活塞9B前进。如上所述，刀具旋转驱动装置2在缸筒9A的外部，通过活塞9B的动力沿刀具轴向AX移动。此时，能够通过对第1速度控制器26A及第2速度控制器26B中的一者或两者的可调节流阀28进行操作，从而调整刀具旋转驱动装置2及刀具T的移动速度。

并且，能够以期望的进给速度，对工件进行打孔。并且，如果工件的打孔结束，将刀具旋转驱动装置2的开关7切换至OFF，则向包含气动马达在内的旋转驱动系统24供给的空气被切断。由此，刀具T的旋转停止。另外，向操作阀20输入的空气输入信号也被切断，操作阀20进行切换。其结果，经由第2速度控制器26B向压力缸机构9供给空气。因此，活塞9B后退，活塞9B及刀具旋转驱动装置2恢复至原点位置。

即，上述的刀具进给机构3及刀具驱动装置1利用引导机构8进行相对于工件的定位、刀具旋转驱动装置2的保持以及刀具旋转驱动装置2的沿刀具轴向AX的移动的引导，利用与引导机构8连结的压力缸机构9，使刀具旋转驱动装置2沿刀具轴向AX前进。

（效果）

由此，根据刀具进给机构3及刀具驱动装置1，能够利用非常简单的构造，自动地向钻头等刀具T施加沿刀具轴向AX的进给动作及返回动作。例如，即使是不具有刀具T的进给机构的通用的钻头旋转驱动装置，也能够仅通过安装刀具进给机构3，简单地向刀具T设置自动进给功能。

另一方面，当前已知下述钻头驱动装置，其通过以与刀具平行的方式安装油压式阻尼器，进行刀具的进给速度控制。然而，在使用油压式阻尼器的情况下，必须在钻头驱动装置中设置油压系统。另外，为了对油压式阻尼器进行ON/OFF控制，必须成为使油压式阻尼器与抵接板接触的构造。在此基础上，为了使油压式阻尼器与钻头驱动装置的旋转及进给动作联动而空气的配管路径变得复杂。

与此相对，刀具进给机构3及刀具驱动装置1具有切换机构19，该切换机构19使向压力缸机构9供给的流体的供给目标，在用于使活塞9B沿刀具轴向AX前进的流体的第1供给口及用于使活塞9B后退的流体的第2供给口之间进行切换。由此，即使不设置现有的油压式阻尼器，也能够通过将流体的供给端从用于使活塞9B沿刀具轴向AX前进的第1供给口切换至用于使活塞9B后退的流体的第2供给口，从而使前进中的刀具旋转驱动装置2及刀具T瞬间停止。即，能够避免处于前进中的刀具旋转驱动装置2及刀具T由于惯性而朝向工件过度前进的情况发生。

并且，在刀具进给机构3及刀具驱动装置1中，能够通过对速度控制器26的操作而控制刀具T的进给速度。即，在刀具进给机构3及刀具驱动装置1中具有可调节流阀28，其作用在于，通过调整用于使活塞9B沿刀具轴向AX前进而向缸筒9A内供给的流体的流量、以及用于使活塞9B沿刀具轴向AX前进而从缸筒9A排出的流体的流量中的至少一者，从而控制刀具旋转驱动装置2的前进速度。

其结果，在刀具进给机构3及刀具驱动装置1中，能够省去在现有技术中被认为是必要的用于刀具T的停止及刀具T的进给速度的控制的油压式阻尼器。由此，包含空气的配管路径在内的刀具进给机构3及刀具驱动装置1的构造形成为极其简单的构造。

在此基础上，在利用油压式阻尼器而进行刀具的速度控制的情况下，油压式阻尼器的轴和刀具轴不处于同一直线上。由此，在利用现有的油压式阻尼器的构造中，与进行进给速度的控制相伴，必然产生包含沿刀具的直径方向的成分在内的不需要的力。

与此相对，根据刀具进给机构3及刀具驱动装置1，能够以使压力缸机构9的轴和刀具轴处于同于直线上的方式配置压力缸机构9。由此，能够防止与刀具T的进给速度控制相伴的沿刀具轴向AX以外方向的不需要的力的发生。

另外，作为用于切换向压力缸机构9供给的流体的供给目标的切换机构19，利用空气操作阀等的操作阀20，从而能够抑制动力源的增加，其中，该空气操作阀等是利用与向压力缸机构9供给的流体相同种类的流体，对供给目标进行切换的阀。

并且，根据刀具供给机构3及刀具驱动装置1，通过形成为利用螺钉等可拆装的连结单元将部件连结的结构，从而能够与工件相对应，对刀具T、刀具旋转驱动装置2及压力缸机构9进行更换。

（第2实施方式）

图8是本发明的第2实施方式所涉及的刀具驱动装置的主视图，图9是图8所示的刀具驱动装置的俯视图。

图8所示的第2实施方式中的刀具驱动装置1A，与图1所示的第1实施方式中的刀具驱动装置1的不同点在于，作为用于辅助刀具旋转驱动装置2的进给控制的弹性体，在刀具进给机构3中设有弹簧30，以及没有设置L型连结件18。对于其它的结构及作用，与图1所示的刀具驱动装置1没有实质性区别，因此，对于同一结构标注相同标号，省略说明。

在刀具驱动装置1A中，以构成引导机构8的两根轴部10为轴而设置弹簧30。在图8所示的例子中，弹簧30设置在与直线套筒11相比靠近刀具T的前端侧的各轴部10上。另外，为了防止弹簧30成为自然伸长状态，在弹簧30的刀具T前端侧的各轴部10上固定环状的止动部31。另一方面，在直线套筒11的弹簧30侧也设置止动部11A。即，各弹簧30分别设置在能够将轴部10作为导轨而滑动的直线套筒11和固定在轴部10上的止动部31之间。

另外，在刀具驱动装置1A中，取代经由L型连结件18将压力缸机构9的杆9C和旋转装置保持部件12连结，而在压力缸机构9的杆9C的前端安装抵接板32。并且，抵接板32与刀具旋转驱动装置2的后端部抵接。由此，如果使压力缸机构9驱动，杆9C与活塞9B一起沿刀具轴向AX前进，则被杆9C按压的刀具旋转驱动装置2沿刀具轴向AX被压出。其结果，刀具旋转驱动装置2也前进。

如果直线套筒11与刀具旋转驱动装置2一起在轴部10上前进，则弹簧30被按压而受到反作用力。特别地，刀具旋转驱动装置2的前进距离越长，来自弹簧30的反作用力越大。其结果，能够使刀具旋转驱动装置2及刀具T的前进速度逐渐下降。

即，在刀具驱动装置1A中，在由速度控制器26控制前进速度的状态下的压力缸机构9的推力的基础上，还能够通过弹簧30的反作用力，调整刀具旋转驱动装置2的前进速度。相反地，在使刀具旋转驱动装置2后退的情况下，利用弹簧30的弹性力使刀具旋转驱动装置2移动，而不是利用压力缸机构9的推力。

因此，在刀具驱动装置1A中，在必须以使进给速度充分下降的方式进行打孔的前进移动时，即使不对速度控制器26进行操作，也能够与刀具T的前进距离的增加相伴而自动地使进给速度下降。并且，通过预先调整止动部31的固定位置，从而也能够对进给速度的减速率进行可变调整。相反地，在使刀具旋转驱动装置2及刀具T后退的情况下，能够通过弹簧30的反作用力，使刀具旋转驱动装置2及刀具T迅速地返回至初始位置。

如上所述，能够将弹簧30利用于刀具旋转驱动装置2的后退以及刀具旋转驱动装置2的前进速度的调整中。由此，只要能够辅助刀具旋转驱动装置2的后退以及刀具旋转驱动装置2的前进速度的调整，则弹簧30所安装的位置是任意的。例如，也可以在与直线套筒11相比靠近压力缸机构9侧的各轴部10上设置弹簧30。在该情况下，通过拉伸弹簧30而使弹簧30产生反作用力。

另外，也可以在引导机构8的其它部分上安装弹簧30等弹性体，或者在压力缸机构9上安装弹性体。即，能够将弹性体安装在刀具进给机构3的任意的位置上。但是，如图所示，如果利用引导机构8的轴部10设置弹簧30，则实现部件个数的减少。

并且，也能够将多个彼此具有不同弹簧常数的单一或多个弹簧30安装在刀具进给机构3上。在该情况下，能够对刀具旋转驱动装置2的前进速度非线性地进行调整。在图示的例子中，彼此具有不同弹簧常数k1、k2的两个弹簧30串联地设置在共同的轴部10上。由此，刀具旋转驱动装置2及刀具T的减速能够以阶梯状分两级地进行。

特别地，在针对碳素纤维增强塑料（CFRP：Carbon Fiber Reinforced Plastics）等复合材料加工通孔的情况下，通过在贯通之前使进给速度下降，从而能够防止层间剥离（分层）。另一方面，在针对金属加工通孔的情况下，能够防止毛刺的发生。

并且，如果同时利用速度控制器26的可调节流阀28的操作，进行刀具旋转驱动装置2的速度调整，则能够以适于通孔的打孔条件的进给速度，向刀具旋转驱动装置2施加进给动作。具体地说，能够如下所述进行刀具T的进给速度控制，即，在刀具T进入工件时，刀具T的进给速度相对缓慢，在刀具T进入工件并在非贯通的状态下进行加工期间，刀具T的进给速度相对迅速，在刀具T贯穿工件时刀具T的进给速度相对缓慢。

并且，作为弹性体，不限于具有固定的弹簧常数的弹簧，也能够使用具有不固定且不均匀的弹簧常数的弹簧。在该情况下，能够利用单一的弹簧进行非线性的刀具T的速度控制。

相反地，即使在使用具有固定弹簧常数的弹簧的情况下，如果用于贯穿弹簧的轴部10等的轴的长度形成为比弹簧的自然长度长，则能够进行非线性的刀具T的速度控制。即，能够仅在刀具T的前进距离达到一定距离的情况下使刀具T的前进速度下降。但是，在该情况下，为了使刀具旋转驱动装置2可靠地退回至初始位置，优选经由L型连结件18将压力缸机构9的杆9C和旋转装置保持部件12连结。

另一方面，如图示所示，即使在弹簧30的弹性力始终施加于刀具旋转驱动装置2的情况下，也可以经由L型连结件18将压力缸机构9的杆9C和旋转装置保持部件12连结。在该情况下，为了使刀具旋转驱动装置2后退，可以同时使用压力缸机构9的推力及弹簧30的弹性力这两种力。

另外，作为弹簧30，不限定于螺旋状的弹簧，也可以使用气体弹簧等具有任意构造的弹簧。除此之外，如果是具有作为弹性体的功能的构造，则也可以利用带弹簧的阻尼器。

并且，在通过弹簧30的弹性力而使刀具旋转驱动装置2后退的情况下，也能够将空气的配管路径简化。具体地说，只要如下所述构成配管路径即可，即，在用于使刀具旋转驱动装置2驱动的开关7被按下的情况下，至少向用于使活塞9B前进的压力缸机构9的供给口供给空气。由此，也能够将操作阀20等的切换机构19省略。

根据如上所述的第2实施方式中的刀具驱动装置1A，能够获得与第1实施方式中的刀具驱动装置1的效果相同的效果。并且，能够仅通过简单地设置弹簧30等的弹性体，而进行刀具T的进给速度的控制。另外，可以简化空气的配管路径，或者省略用于将压力缸机构9和旋转装置保持部件12连结的L型连结件18。

（第3实施方式）

图10是本发明的第3实施方式所涉及的刀具驱动装置的主视图。

对于图10所示的第3实施方式中的刀具驱动装置1B，其与图1所示的第1实施方式中的刀具驱动装置1的不同点在于，没有设置刀具旋转驱动装置2的引导机构8，仅利用L型连结件18将刀具旋转驱动装置2与压力缸机构9连结。对于其它的结构及作用，与图1所示的刀具驱动装置1没有实质性区别，因此对于同一结构标注相同标号，省略说明。

如图10所示，能够以刀具旋转驱动装置2的朝向沿刀具轴向AX固定的状态，利用L型连结件18等任意的固定单元，将刀具旋转驱动装置2与压力缸机构9的杆9C一体化。例如，如图所示，如果利用螺钉等固定单元，在至少两个部位处将刀具旋转驱动装置2固定，则能够将刀具旋转驱动装置2的朝向沿刀具轴向AX固定。或者，也可以通过在一个部位处以面状或线状将刀具旋转驱动装置2固定，从而将刀具旋转驱动装置2的朝向固定。

即，作为用于以将压力缸机构9中的活塞9B的动力传递至刀具旋转驱动装置2的方式保持刀具旋转驱动装置2的保持机构，能够利用L型连结件18及螺钉等简单的固定单元。

在该情况下，能够将刀具旋转驱动装置2的引导机构8省略，使刀具驱动装置1B的刀具进给机构3成为简单的结构。但是，在图10所示的例子中，作为用于将前端组件16固定在压力缸机构9的缸筒9A侧的固定材料而利用2根轴部10。并且，也可以取代轴部10而利用筒状的壳体，将压力缸机构9的缸筒9A侧和前端组件16连结。

另外，能够与第1及第2实施方式相同地，如下所述构成：刀具旋转驱动装置2与刀具进给机构3可拆装地连结，在刀具旋转驱动装置2从刀具进给机构3上拆下的状态下向刀具T施加旋转动作。即，刀具驱动装置1B的结构要素形成为，向通用的风钻装置等的刀具旋转驱动装置2中附加用于向刀具进给机构3拆装的构造。但是，也可以将专用的刀具旋转驱动装置2作为结构要素，构成刀具驱动装置1B，其中，专用的刀具旋转驱动装置2设置有用于向刀具进给机构3拆装的构造。另外，也可以将如第2实施方式所示的这种弹簧30设置在第3实施方式的刀具驱动装置1B中。

（第4实施方式）

图11是本发明的第4实施方式所涉及的刀具驱动装置的主视图。

对于图11所示的第4实施方式中的刀具驱动装置1C，其与图1所示的第1实施方式中的刀具驱动装置1的不同点在于，将刀具旋转驱动装置2与压力缸机构9一体化。对于其它的结构及作用，与图1所示的刀具驱动装置1没有实质性区别，因此对于同一结构标注相同标号，省略说明。

如图11所示，刀具旋转驱动装置2能够始终固定在压力缸机构9的杆9C上。即，除了修理等特殊的情况外，不用将刀具旋转驱动装置2从压力缸机构9上拆下。在该情况下，能够将专用的刀具旋转驱动装置2作为结构要素构成刀具驱动装置1C，而不是通用的风钻装置等。

即，作为用于以使压力缸机构9中的活塞9B的动力传递至刀具旋转驱动装置2的方式保持刀具旋转驱动装置2的保持机构，能够利用用于使杆9C和刀具旋转驱动装置2一体化的任意的固定单元。由此，不限定于与紧固相伴的固定单元和连接器等的固定单元，也能够使用焊接和钎焊等无法拆卸的固定单元。或者，通过利用铸造或成型加工将刀具旋转驱动装置2和压力缸机构9的杆9C一体化，从而形成用于保持刀具旋转驱动装置2的保持机构。

并且，把手6、开关7、空气的供给口5等部分的结构要素也可以设置在压力缸机构9侧，而不是刀具旋转驱动装置2侧。另外，也可以取代轴部10而利用筒状的壳体将压力缸机构9的缸筒9A侧和前端组件16连结。

根据具有上述构造的第4实施方式的刀具驱动装置1C，不需要用于将刀具旋转驱动装置2从刀具进给机构3简单地拆装的构造。因此，能够减少部件个数。由此，使刀具驱动装置1C适于量产化。

并且，如在第1或第2实施方式中示例所示的用于引导刀具旋转驱动装置2沿刀具轴向AX的移动的引导机构8，也可以设置在第4实施方式的刀具驱动装置1C上。另外，如在第2实施方式中示例所示的弹簧30也可以设置在第4实施方式的刀具驱动装置1C上。

（其它实施方式）

以上，针对特定的实施方式进行了记载，但所记载的实施方式仅为一个例子，并不是对发明的范围进行限定。在此记载的新的方法及装置，能够通过各种其它的方式而具体化。另外，对于在此记载的方法及装置的方式，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、置换及变更。所附加的权利要求及其均等物包含在发明的范围及要旨中，并包含有上述的各种方式及变形例。

例如，在各图中描述了以压缩空气作为动力，使压力缸机构9及刀具旋转驱动装置2驱动的例子，但如上所述，也可以利用油压式等以由其它液体或气体构成的流体作为动力的压力缸机构或刀具旋转驱动装置而构成刀具驱动装置1、1A、1B、1C。并且，作为压力缸机构9，也可以使用内置有球形衬套的耐负荷型的压力缸机构等具有其它构造的压力缸机构。

另外，也可以将用于自动生成向压力缸机构9和操作阀20输入的空气压力信号的控制设备与刀具驱动装置1、1A、1B、1C连接。例如，通过在控制装置中生成用于在每个固定周期下对操作阀20进行切换的空气压力信号，从而能够自动地向刀具T施加阶梯状加工用的进给动作。

当然，也能够将各实施方式中的技术要素彼此组合而构成刀具进给机构及刀具驱动装置。

Claims (13)

1.一种刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，具有：

压力缸机构，其利用活塞的动力，使刀具旋转驱动装置在缸筒的外部沿刀具轴向移动，其中，该刀具旋转驱动装置是保持刀具并使该刀具旋转的手持式的装置，以使杆的轴处于所述刀具轴上的方式配置该压力缸机构；

定位机构，其通过平行于所述刀具轴的两根轴部与所述压力缸机构的所述缸筒侧直接或间接地连结，用于进行所述压力缸机构相对于被切削材料的定位，该定位机构被安装在打孔夹具上，其中，所述打孔夹具被安装在所述被切削材料上；以及

保持机构，其将所述刀具旋转驱动装置固定在所述压力缸机构的所述杆侧而用于保持所述刀具旋转驱动装置，以将所述压力缸机构中的所述活塞的动力传递至所述刀具旋转驱动装置。

2.根据权利要求1所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，

所述压力缸机构具有用于使所述活塞沿所述刀具轴向前进的流体的第1供给口、及用于使所述活塞后退的所述流体的第2供给口，

所述刀具进给机构设有切换机构，该切换机构将向所述压力缸机构供给的所述流体的供给目标，在所述第1供给口和所述第2供给口之间进行切换。

3.根据权利要求1或2所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，

设有可调节流阀，其用于对为了使所述活塞沿所述刀具轴向前进而向所述缸筒内供给的流体的流量、以及为了使所述活塞沿所述刀具轴向前进而从所述缸筒排出的流体的流量中的至少一者进行调整，从而控制所述刀具旋转驱动装置的前进速度。

4.根据权利要求1或2所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，

设有弹性体，其用于调整所述刀具旋转驱动装置的前进速度。

5.根据权利要求1或2所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，

设有单一或多个弹性体，该弹性体为了对所述刀具旋转驱动装置的前进速度非线性地进行调整，而具有彼此不同的多个弹簧常数。

6.根据权利要求1或2所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，

设有弹性体，其用于使所述刀具旋转驱动装置后退。

7.根据权利要求1或2所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，

设有引导机构，其用于对所述刀具旋转驱动装置的沿所述刀具轴向的移动进行引导。

8.根据权利要求2所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，

作为所述切换机构而使用操作阀，该操作阀利用所述流体，对所述流体的供给目标进行切换。

9.根据权利要求1或2所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，

设有减压阀，其用于调整为了使所述活塞沿所述刀具轴向前进而向所述缸筒内供给的流体的流量。

10.根据权利要求7所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构，其特征在于，

设有调节机构，其用于调节所述引导机构的沿所述刀具轴向的长度。

11.一种刀具驱动装置，其特征在于，具有：

权利要求1至10中任一项所述的刀具驱动装置用的刀具进给机构；以及

与所述刀具进给机构连结的所述刀具旋转驱动装置。

12.根据权利要求11所述的刀具驱动装置，其特征在于，

所述刀具旋转驱动装置与所述刀具进给机构可拆装地连结，能够在从所述刀具进给机构拆下的状态下向刀具施加旋转动作。

13.一种刀具驱动方法，其特征在于，具有下述步骤：

利用与以使杆的轴处于刀具轴上的方式配置的压力缸机构的缸筒侧通过平行于所述刀具轴的两根轴部直接或间接连结的定位机构，进行所述压力缸机构相对于被切削材料的定位的步骤，该定位机构被安装在打孔夹具上，其中，所述打孔夹具被安装在所述被切削材料上；

利用手持式的刀具旋转驱动装置保持刀具，并使所保持的所述刀具旋转的步骤，其中，该刀具旋转驱动装置通过固定在所述压力缸机构的所述杆侧而被保持为，传递所述压力缸机构中的活塞的动力；以及

利用所述活塞的动力，使所述刀具旋转驱动装置在所述缸筒的外部沿刀具轴向移动的步骤。