JP2004148495A - 精密加工工具の刃の位置を調整する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】刃物台を基準として刃の位置をできるだけ正確に調整できるようにする精密加工工具用の調整装置ならびにこのような調整装置を備えた精密加工工具を提供する。
【解決手段】刃の位置をできるだけ正確に調整できるよう、刃物台ＳＴは少なくとも１つの圧力チャンバＤＫの境界を限定し、これが、刃Ｓの調整方向においてこの刃に対して食い違いに配置され、圧力発生装置を使って圧力下に置くことのできる圧力媒体で満たされている。刃Ｓと圧力チャンバＤＫの間に刃物台の壁Ｗが留まり、刃の位置調整のために圧力伝達媒体に圧力をかけたとき、この壁が弾性変形できるようになっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、精密加工工具、特にリーマの少なくとも１つの刃の位置を刃物台を基準として調整する調整装置、ならびに、対応する精密加工工具に関する。

この種の精密加工工具では、精度の点で、切刃が工具の回転軸にうまく中心を合わせられた円軌道の上を運動することが要求される。この問題を解決するについて各種のアプローチが知られている。

工具軸部、例えばドリル軸部またはフライス軸部を精確に心出しした上で固定するについては、チャック本体においてリングチャンバが半径方向内向きに伸縮ブシュによって境界を限定され、該伸縮ブシュが油圧をかけられたとき、該リングチャンバが半径方向内向きに弾性変形し、そこで、受け穴に押込まれた工具軸部を四方から動かぬように掴む油圧式伸縮チャックが知られている（例えば、独国実用新案第９４１１２６０号または独国特許出願公開第２７００９３４号参照）。この種の油圧式伸縮チャックはまた、例えばＨａｕｓｅｒ ＨＳＣ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ社の宣伝用パンフレット「より高く、より速く、より遠くへ．．．（Ｈｏｅｈｅｒ，ｓｃｈｎｅｌｌｅｒ，ｗｅｉｔｅｒ．．．）」（２００２年１月刊）からも知ることができる。

中空円筒形の構造部材を精確に心出しした上で固定するについては、他方、同じく油圧で働き、半径方向外向きに伸縮スリーブによって境界を限定される伸縮アーバも知られている。この場合は、伸縮スリーブの伸縮によって工作物は中心で固定されることになる。

そのほか、独国実用新案第２９６１４７２７号ではすでに、工具軸部を嵌め込み、その上に外側から補助的に中空円筒形の工具を嵌め合わせる油圧式伸縮チャックが示されている。ここでは、半径方向外向きに弾性変形可能な外壁と半径方向内向きに弾性変形可能な内壁を有するリング状の圧力チャンバが使用される。これは、ねじを使って油圧をかける構造で、そのねじを穴にねじ込むと、連絡チャンネルを介してリングチャンバとつながっている油圧シリンダの中のピストンがそれによって押圧される。これによってリングチャンバの内壁と外壁の伸縮が生じ、その結果、工具軸部を外側から、中空円筒を内側からそれぞれ周囲全体にわたって動かぬように締付けできることになる。

これら従来公知の固定手段はすべて、工具ないしは工作物を心出しした上で外側ないしは内側から締付ける点で共通している。

例えば大径用リーマのような精密加工工具、または、例えばシリンダのホーニング仕上げに使用されるようなホーンの場合は、例えば締付リングに締結された上でアーバに固定される刃物を具備する。この場合の刃物は、半径方向外側で、軸方向においてさほど大きな食い違いなしに固定装置に直に接している。確かにこのような仕方で、心出し誤差がドリル突出長さに沿ってドリル先端まで蓄積されてしまうことは防止される。しかし、最小の直径公差の中で作業しなければならない、すなわち、半径方向における切刃の位置を精確に調整しなければならないという問題が生じる。

これに対し、精密穴あけ工具の場合、例えばＣＮＣ座標系の原点を基準とする切刃の位置は決定的であり得る。周知の外締付型ないしは内締付型の固定装置をもってすれば、確かに高い回転精度で振動の抑えられた工具固定が達成できるが、精密加工工具にとって望ましい刃の位置の微調整をそれで実現させることはできない。
独国実用新案第９４１１２６０号明細書 独国特許出願公開第２７００９３４号公報 独国実用新案第２９６１４７２７号明細書 Ｈａｕｓｅｒ ＨＳＣ−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ社の宣伝用パンフレット「より高く、より速く、より遠くへ．．．（Ｈｏｅｈｅｒ，ｓｃｈｎｅｌｌｅｒ，ｗｅｉｔｅｒ．．．）」（２００２年１月刊）

よって、本発明の課題は、刃物台を基準として刃の位置をできるだけ精確に調整できるようにする精密加工工具用の調整装置、ならびに、このような調整装置を備えた精密加工工具を提供することである。

この課題は、調整装置に関しては請求項１の特徴によって解決され、精密加工工具に関しては請求項２２の特徴によって解決される。

本発明の有利な形態は従属請求項の対象である。

本発明による調整装置は、工具を伸縮アーバないしは伸縮チャックで内側ないしは外側から締付ける従来技術から知られている伸縮締付技術、すなわち、これまで刃物台の素材伸縮によって工具をチャック内またはアーバ上に固定してきた技術を利用する。しかし、本発明による調整装置をもってすれば、刃物台を基準として工具の刃の位置を微調整することに初めて成功する。

刃を調整方向において圧力チャンバに対して食い違いの位置にずらすことにより、圧力チャンバ内の圧力伝達媒体に圧力をかけたことから生じた圧力チャンバ外壁ないしは刃物台の伸縮が、直接、刃の位置移動につながる。そこで、圧力発生装置を適宜操作することにより、刃の位置を所望の仕方で調整することができる。

発明通りの精密加工工具を使った実験が明らかにした通り、位置移動の限界値が約１／１０ｍｍである反面、公差を１／１０００ｍｍの範囲内に厳守することが可能である。実験では、１０００ｂａｒ以下の圧力が使用された。そこでは、圧力チャンバ内の圧力が大きく上昇しても、圧力チャンバ外壁（刃物台の伸縮外壁部分）はごく小さく伸縮するだけである。発明通りの調整装置は、それに応じてレバーのように働くので、伸縮はきわめて精確に分配できることになる。

請求項２に記載の有利な実施態様では、圧力チャンバと調整すべき刃が調整方向において同一直線上に配置されている。すなわち、圧力チャンバが精確に刃の真下に位置する。調整装置によって引き起こされた壁伸縮は、そこで直接、刃に作用する。しかし、他の形状も考えられ、特に、精密加工工具に構造上他の形を許さない外形寸法が与えられている場合はそれも考えられよう。

切刃がその全長にわたって回転軸に可能な限り平行であることが肝要である工具、例えばホーニング仕上工具のホーニングエッジないしはホーニングヘッドの場合は、圧力チャンバが切刃の全長（ホーニング仕上工具の場合は軸方向長さ）にわたって刃の下を延びていると、有利である。このようにして、刃全体の平行な位置移動が保証される。

これに対し、例えばリーマ等の他の工具では、主として切刃の刃コーナー付近の領域が問題となる。この場合は、圧力チャンバを必ず刃コーナー領域の下に配置し、それで全部の力が先端付近の領域に伝達されるように制御し、それで圧力が効果的に活用されるようにするのが有利である。その上、例えば自由角度調整の場合は、ある角度を付けた上で刃を調整するのも望ましい。

伸縮固定装置の圧力チャンバ内の圧力伝達媒体として優先的に使用されるのは、（少なくとも近似的に）非圧縮性の液体、特に好ましくは油圧油である。これであれば、弾性伸縮領域において圧力発生装置で作られた力、壁伸縮力ないしは刃位置移動力を少なくともほぼ直線的に伝達する関係が確保できるからである。これに対し、液体潤滑型工具の場合は、事情如何で潤滑剤の補給ということも起こり得る。

これに対し、プラスチック製ないしはエラストマー製のスリーブないしはインサートの使用により、加温時、空気巻き込み時または漏れ発生時の伝達関数の変化を阻止することができ、その結果、所望の刃位置移動が達成される。その他、ゲルも考えられよう。

有利には、圧力発生のために、圧力チャンバと連絡しているねじ穴にねじ込むことのできるねじが設けられている。ここでの微調整は、ねじを所望のねじ込み深さにねじ込むことによって、圧力伝達媒体が占める体積の変化を介して行うことができる。

そこでは、接近し易いという意味で、また、工具外径を切刃補強部分において小さくもできるようにするために、衝圧装置は、伸縮固定装置から軸方向間隔をあけて離してあるのが有利である。漏れ損失が少ないという意味では、袋穴に入れられたねじが、油圧シリンダの中を案内される油圧ピストンを押圧するのが有利である。

あるいは代わりに、相応のポンプを介して圧力を油圧シリンダに加えることもできる。

更に、請求項９に従い、圧力発生装置の特定の値の入力量、つまり、例えばねじの場合であれば、ねじ回転角がすでに相応の値の刃位置調整量に割り当てられていると、つまり、例えば外壁伸縮部分が特定の壁厚、特定の温度を示す際に相応の伸縮がどのようになっているかが分かっていると、有利である。このような較正をもってすれば、衝圧装置の力を介して直径を微調整することができ、そこで刃を測定し直す必要がなくなる。

本発明による調整装置は、特に刃の半径方向位置の調整に適する。そこでは、特に多刃工具の場合、圧力チャンバがリング状に形作られていると、有利である。その周囲全体にわたって均一の圧力分布が生じ、それで、均一な伸縮が行われると、刃は望み通り工具の縦軸に中心を合わせられ、それで、刃は高い回転精度を得ることになる。しかし、力をできるだけ直接伝達するという意味では、特に単刃工具の場合、圧力チャンバが局部的に刃周囲領域だけに限定された作りも考えられる。

請求項１３に従い、刃物台は、例えばＨＳＫシステムまたはＳＫシステムに合ったカップリングを備えたツールホルダ本体であり、これで、精密加工工具は普通の工作機械、特にＣＮＣ機械に合わせて使用できることになる。例えば、ここでは、他の実施態様と組み合わせても同様であるが、組替え可能なインサートまたはスローアウェイチップがツールホルダ本体にねじ留めできるようになっていてもよい。ここで特にリーマのような精密加工工具に適することが明らかとなったのは、３刃形の作りである。しかし一般的には、これの代わりに、刃を本体にはんだ付けした作りも、刃を本体に固定した作りも考えられよう。

標準化されたツールホルダ本体を利用できるようにするためには、先ず、請求項１４に記載の有利な形態による刃を刃物台本体に直接装着するのでなく、支持リングにかぶさるように固定し、それで刃支持を作られるようにする。ここではリング状の圧力チャンバが特に有利であるというのは、その形状であれば、同時に支持リングも心出しした上で固定できるからである。

圧力チャンバは、この場合、完全に刃支持リングの中に作り込んであってよい。これで、特殊なツールホルダ本体を必要としない別個に取扱いできる支持リングが出来上がる。それでも、圧力チャンバが、一方でツールホルダ本体によって境界を限定され、他方で上に嵌められた刃支持リングによって境界を限定されていれば、より単純な作りにすることができる。但し、特に圧力伝達媒体として液体を使用する場合は、刃支持リングと本体の間のギャップの漏れ止めが必要である。この場合の漏れ止めは、プレスばめによってリングを本体に固定することによって与えられていてよい。他方、漏れ止めは、同時に支持リングを本体に締結できる周方向のはんだ付けによっても得られる。また、軸シールリング、Ｏリングおよび類似のシールも考えられよう。

提案された調整装置は、特に段付き精密加工工具にも適する。これに関して、請求項１８によるツールホルダ本体は、補助工具の軸部が伸縮チャックを介して中に固定できる中心工具取付穴を有する。他のチャックも考えられたが、高い回転精度という点から、伸縮チャックが有意であることが明らかとなった。加えて、伸縮チャックであれば、発明通りの調整装置がこれと結合できるという利点も得られる。

そこで、請求項１９に記載の実施態様では、１つの圧力チャンバを伸縮チャックにも調整装置にも利用する。そうすれば、比較的単純な、コスト的に好ましい構造の工具ができる。反面しかし、圧力チャンバの内壁が中心で固定される工具に圧し付けられる一方、同じ圧力チャンバの外壁が調整装置に属する伸縮体として働き、その結果、両方の締付システムが強制的に結合させられる望ましくない事態になる点に留意しなければならない。そうなった場合、外周に沿って装着された刃はもはや、内締付型の中心工具を考慮するパラメータ範囲の中でしか調整できなくなる。

そこで、請求項２０に記載の更なる有利な実施態様では、伸縮チャック用と調整装置用に別々の圧力チャンバが工具に設けらており、両方の圧力チャンバが圧力カップリングを介して互いに連絡している。この構造はなるほど明らかにコスト高であるが、このようにすれば、少なくとも、調整装置の圧力チャンバの位置、形状および大きさは、伸縮チャックに関係なく選択可能である。それでも、両方の圧力チャンバは１つの圧力カップリングを共有するので、その内部圧力は同じ大きさのままである。

確かに、これではまだ、調整装置の圧力がチャックのそれに関係なく選択可能ということにはなっていないが、圧力チャンバの形状ないしは伸縮壁の壁厚をうまく選択することにより、圧力調節の如何に拘らず所望の範囲内で、外周に沿って装着された刃の位置を調整するのに十分なほど確実に中心工具を固定した状態に保つことが可能となる。これでも、圧力カップリングがあるために、１つの圧力発生装置を共用することができるので、圧力チャンバを圧力発生装置に別々に結合させる必要がなく、従って、コスト利点を実現させることができる。その上、リリーフ弁等を介して圧力カップリングを所望の仕方で特定の圧力範囲に制限することが、少なくとも理論的に考えられよう。

もっとコスト高であるのは、請求項２１に記載の、伸縮チャックが調整装置から完全に分離した形態である。しかしながら、ここでは、相互の影響が最小限に抑えられるので、一方で（段付き）刃の位置を調整しながら、他方で（荒削り用）中心工具を受け止める伸縮チャックの締付力を調整することができる。

実施態様の個々の特徴は、有意と見られる限り、任意に組み合わせることができる。また、本発明は上に挙げた実施態様だけに局限されるものでなく、例えば一次元の、特に半径方向の刃位置移動のほかに、本発明の枠を離れることなく、多次元の、例えば半径方向と軸方向同時の刃位置移動も可能である。そこでは、１つの圧力チャンバの２つの壁が伸縮壁として働くが、それぞれ１つの伸縮壁を持つ複数の圧力チャンバが設けてあってもよい。

以下、本発明の好ましい実施態様を概略図面に則して詳細に説明する。

先ず、図１および２を参照する。ここに図示してあるのは、本発明による調整装置の動作原理である。刃Ｓの下に、圧力伝達媒体で満たされた圧力チャンバＤＫが配置されており、これに送り管Ｚを介して圧力がかけられる。刃Ｓのスローアウェイチップと圧力チャンバＤＫの間に、圧力チャンバＤＫの薄肉の外壁Ｗがあり、それ以外の圧力チャンバ部分は中実材によって閉じ込められている。圧力チャンバＤＫ内の矢印が指し示す通り、圧力チャンバＤＫの外壁Ｗは、外部圧力を加えられたとき、面荷重を受ける。この荷重がある一定の値を超えると、壁Ｗは方向Ｒにおいて変形させられる。圧力チャンバの長さＬ_Ｄは刃の長さＬ_Ｓに相当するので、刃の長さＬ_Ｓの大部分にわたって圧力チャンバが外向きに膨張することになる。すなわち、主として壁Ｗが外向きに変位することになる。特にエッジのところで壁Ｗは湾曲、伸縮するので、壁Ｗは、エッジから遠い部分が図２に示した通りの変位を見せることになる。しかし、これに並行して、変位方向、すなわち位置調整方向において材料の弾性据込み変形も生じる。壁Ｗの据込み変形の程度は変位と比べて僅かであるので、その影響は図２において意識的に無視された。よって、図面は、圧力チャンバＤＫの内圧のもとで外向きに押圧される壁Ｗの（無限小の）部分を理想化した形で示す。この理想化した図では、チャンバの膨張量ｄＫは刃の変位量ｄＳに相当する。

図３に示した通り、この種の調整は多次元でも行うことができる。そこでは、第１の圧力チャンバＤＫ１と第２の圧力チャンバＤＫ２が壁を介してスローアウェイチップを押圧する。ここで、第１の圧力チャンバを使って刃Ｓ１の位置が第１の方向Ｒ１において調整でき、他方、第２の圧力チャンバＤＫ２を使って刃Ｓ２の位置が第２の方向Ｒ２において調整できる。こうして、例えば段付きドリルないしは段付きリーマの段付き刃において副刃の半径方向座標と主刃の軸方向座標を調整することができる。

図４は、本発明による３刃形リーマを示す。工作機械に結合させるため、工具は、２箇所打込み溝を切った規格化された中空軸の形のＨＳＫインタフェースを有する。工具先端では、ツールホルダ本体１にスローアウェイチップ２７がガイドレール２５の中でねじ留めされている。ここで、スローアウェイチップ２７はそれぞれ、（僅かな自由角度を付けて）工具回転軸にほぼ平行に走る切刃Ｓを具備する。刃Ｓを付けたスローアウェイチップ２７の中に半径方向に位置するのが、破線で描き入れられた圧力チャンバ４で、ここでは、これが刃のコーナーないしは刃の先端の領域内に軸方向で位置する。圧力チャンバは、連絡チャンネル２０を介して止まり穴１０と連絡している。止まり穴１０にねじ込まれる六角穴付きねじを使って圧力を発生させ、適宜選択された圧力伝達媒体、例えば油圧油によって圧力チャンバの中に入れることができる。これにより、圧力チャンバとスローアウェイチップの間の壁は圧力荷重を受け、半径方向外向きに押圧される。圧力チャンバは、工具の周囲全体にわたってリング状に延びる。そこで、その周囲全体にわたって圧力が均一に分布することから、全部の刃Ｓに同じ量の半径方向変位が生じると同時に、工具刃Ｓの心出しが行われることになる。また、圧力チャンバが刃コーナーに面して配置されているので、刃の位置移動時に刃コーナーが回転軸に対して角度を付けて偏ることになる。圧力チャンバを油圧流体で泡立てずに満たし得るようにするため、更に空気抜き用の穴３３が設けられており、これが、連絡チャンネル３１を介して圧力チャンバ４と連絡している。

更なる図に示した実施態様でも、この種の空気抜きが設けられている。但し、一目で見渡せるようにするという理由から、更なる図では、この空気抜きの図示を差し控えた。同じ理由から、工具の刃に機械側の冷却剤供給源から冷却剤を供給できるようにする工具固有の冷却剤供給源の図示も差し控えた。とはいえ、自明のことながら、本発明の枠の中でこの種の自己冷却装置を設けておくことは可能である。

図５も、３つの刃２７とＨＳＫインタフェース２９を備えた本発明によるリーマを示す。より良く見渡せるようにするため、ここでは、調整装置のうち観察者に面した両方の刃に属する部分だけが破線で示してある。更に、ツールホルダ本体１００にはスローアウェイチップ２７がガイドレール２５の中でねじ留めされている。しかし、図４に示した実施態様と異なり、各々の刃Ｓの下に１つずつ別個の、刃領域に局限された圧力チャンバ１０４が位置し、これが、連絡チャンネル１２０、１２１を介して止まり穴１０と連絡している。チャンバ体積が小さくなっていて、油圧流体の量が少なくなっているので、ここでは、六角穴付きねじ経由で加えられた力はより直接的に伝達されることになる。

図６に示した実施態様、３刃形リーマの場合でも、調整装置のうち観察者に面した両方の刃Ｓに割り当てられた部分だけが破線で示してある。ここでは、刃Ｓは個別に位置移動可能である。それぞれガイド２５の下に位置する圧力チャンバ２０４を介して、それぞれの刃Ｓは半径方向に位置移動可能である。圧力チャンバ２０４は各々、独自の連絡チャンネル２２０、２２１を介して別々の止まり穴２１０、２１１と連絡しており、従って、他の刃の調整に関係なく別々に圧力がかけられるようになっている。こうして、工具サスペンションの不釣合いまたは回転誤差を補正し、または、１つの刃を、例えば他の２つの刃より半径方向偏りの大きい荒削り用と限定し、それで、刃が１つだけ実際に切削している間、他の２つの刃に純然たる支持機能を割り当てることが可能となる。

本発明による調整装置は、図４〜６に示した通りのリーマに使用されるほか、ツールホルダの外周に締結された刃に加えてなお補助的にインサート型工具の工具軸部がチャックを備えた受けの中心に固定された段付き工具、特に段付きリーマにも適する。ここでは、標準チャックまたは収縮チャックを使用することができるが、特に有利であるのは、伸縮チャックの使用である。なぜなら、この種の作りの精密加工工具の場合は、調整装置に一部を同時に伸縮チャックの構成部分として利用できるからである。本発明によるこうした作りの段付きリーマを図７−ａ〜１３に示す。

図７−ａに示したＨＳＫインタフェース２９を備えた工具３００は、中に工具軸部１３が固定された２つのリング状圧力チャンバ１７を備えた油圧式伸縮チャックを具備する。この油圧式伸縮チャックの両方のリング状圧力チャンバ１７は、連絡チャンネル４５を介して相互に連絡している。更なる連絡チャンネル３２１を介して、伸縮チャックは更に止まり穴３１０に接続されている。段付き工具の段付き刃Ｓは、工具の直径拡大部分にガイド２５の中で装着されたスローアウェイチップ２７によって作られる。スローアウェイチップ２７の刃Ｓは、調整装置を介して半径方向に位置移動できるようになっており、ここで、調整装置は、刃Ｓの全部領域内にリング状圧力チャンバ３０４を具備し、これが、連絡チャンネル３２０を介してねじ穴としての止まり穴３１０と連絡している。これで、ねじ穴３１０にねじ込まれるねじを使って、伸縮チャックのリングチャンバ１７の内部圧力と刃位置調整装置のリングチャンバ３０４の内部圧力を同時に高めることができる。

そこで、例えば中心締付式のリーマ工具５０を油圧チャックの中に固定することができる。このような工具５０の１例を図７−ｂに示す。工具全体が出来上がると、中心に締付けられたリーマには、直径の小さい第１の段付き穴部分を削る機能を与えられ、他方、工具全体のうち直径拡大部分の刃Ｓによって、直径の大きい方の第２の段付き穴部分が削られる。

油圧チャックを備えた段付き精密加工工具は、特に、直径の小さい第１の穴あけ部分において相対的に深い穴の加工に好適である。この場合、穴を１つの工程で段の前と後に削り出せるようにするためには、インサート型工具５０が相対的に長い、すなわち、工具の刃５２が伸縮チャックの内締付部Ｅから相対的に遠く離れていることが前提である。この伸縮チャックをもってすれば、うまく心出しされた内締付が達成できるので、工具先端に至るまでの累積真円誤差はきわめて小さく、長い寿命と高い寸法精度が確保できることになる。同時に、従来型チャックと比べて伸縮チャックに要する超過出費は、本発明による調整装置との共働効果のおかげで限度内におさまっている。段付き刃Ｓの半径方向位置の調整は、他方、下穴をあける場合に穴直径の大きい領域においても高い寸法精度を保つのに役立つ。

図７−ａおよび８〜１３の実施態様において本発明による工具の中心油圧チャックの中に固定される、図７−ｂに示したインサート型工具５０は、その上なお自己冷却装置を見込んでいる。工具縦軸に沿った中心冷却剤チャンネル５４を介して、機械側に設けられた冷却剤供給源から冷却剤を分配チャンネル５６経由で刃５２に送ることができる。冷却剤はその後、流出口５８から出ていく。ここでは、刃冷却／切屑排出に使用された潤滑剤を、本発明による調整装置の圧力チャンバないしは伸縮チャックの潤滑にも使用することが可能である。

本発明による精密加工工具の更なる実施態様を図８〜１１に示す。

図７に示した本発明の実施態様と対照的に、ここでは、（３つの）段付き切刃を伸縮チャックの締付圧力に関係なく位置移動することができる。図７の実施態様では、調整装置の圧力チャンバは、伸縮チャックの圧力チャンバと同じねじを締めることによって圧力下に置かれる。これに対し、図８に示した実施態様では、段付き切刃の位置を調整する調整装置の圧力チャンバ４０４と油圧チャックの圧力チャンバ１８の間に圧力カップリングが存在しない。

特に図９から分かる通り、ツールホルダ本体４００には、圧力ねじを受け止める２つの別個の止まり穴４１０、４１１が設けられている。４１０で表された止まり穴は、そこで、連絡チャンネル４２０を介して圧力チャンバ４０４と連絡しており、４１１で表された方の止まり穴は、更なる連絡チャンネル４２１を介して油圧チャックの圧力チャンバ１８と連絡している。従って、ねじにかかる圧力の調節が、油圧チャックと調整装置とで別々に行われる。

ツールホルダ本体４００の上に、図１１に詳細に示したスリーブ６が嵌められている。本体４００とスリーブ６は、前記本体４００にくり抜かれたチャンネル４２１および空気抜きチャンネルを介して止まり穴４２０および空気抜き穴（図示されていない）と連絡しているリング状の圧力チャンバ４０４を包囲する。圧力チャンバ４０４は、図１１に破線で示してある。見て分かる通り、これは、刃Ｓのコーナーの高さに軸方向で位置する。刃Ｓは、ガイド２５に受け止められたスローアウェイチップ２７で形作られている。

スローアウェイチップは、伸縮スリーブ６がテーパ状に細まるショルダ４４の上に前端が突き出ている。内側では、圧力チャンバ４０４を形成する領域が工具先端に向けて同じくショルダ４６によって境界を限定されている。ここで、ショルダ４６は、スローアウェイチップ２７の軸方向切刃とほぼ同じ平面の上を走る。従って、切刃の下にスリーブ６の材質推移の中で材質的に弱い箇所４５がある。こうして、圧力チャンバ４０４の外壁は切刃の下で特に大きく変形されられ、同時に伸縮スリーブ６の前部領域（工具先端に面した）において材料は伸縮壁から剥離させられる。

スリーブ６は、スリーブ６がツール本体４００の上にぴったり嵌まるようにするため、本体４００に押し当てられる領域３０、４０において内側が高品質の表面を見せている。こうして、圧力チャンバ４０４はすでにある程度の漏れ止めがなされている。加えて、圧力チャンバ４０４の一方の側ではスリーブ６の軸方向端に、圧力チャンバ４０４の反対側では本体４００に、１つずつ周方向溝が設けられており、スリーブが嵌め込まれたとき、その溝ははんだで満たされ、それで、スリーブ６は動かぬように本体４００にはんだ付けされ、圧力チャンバ４０４は外に向けて確実に漏れ止めできることになる。

図１２は、一部変えられた実施態様として伸縮スリーブ６０６を示す。これは、図１１に示した伸縮スリーブと大部分同じ作りであるが、スリーブ材料内部にリング状の圧力チャンバ６０４が作り込まれており、この部分が、くり抜かれたチャンネル６２０を介して対応する圧力媒体供給源に接続でき、それで、同じくごく僅かながら変更されたツールホルダ本体４００にも嵌め合わせできるようになっている。

ツールホルダ本体４００においては、更に伸縮ブシュ８が中心の工具受け１２に押し込められており、これも同じく本体４００とはんだ付けされ、それで、周囲に対して漏れ止めされた上で本体４００に締結されている。伸縮ブシュ８と本体４００の間に、細幅のスリットを介して連絡した２つのリング状圧力チャンバ１８が閉じ込められている。圧力チャンバは、連絡チャンネル４２１を介して止まり穴４１１と連絡しており、これで、伸縮チャックの締付圧力は制御される。圧力チャンバ４０４の外側と圧力チャンバ１８の内側に向かって壁厚がその反対の側に向かうより小さくなっているので、ここでは、両方の油圧伸縮チャックの締付力がごく僅かしか相互に影響せず、その結果、刃Ｓの位置は油圧締付力に関係なく高い精度で調整できることになる。工具軸部に付着した汚れまたは残油を受け止めるために、内側では伸縮ブシュになお周方向溝２５が設けられている。

最後に図１３が示すのは、本発明による段付き精密加工工具の一実施態様で、調整装置の圧力チャンバ５０４が、半径方向にくり抜かれた連絡通路１９を介して油圧伸縮チャックの圧力チャンバ１８０と連絡している。ここで、ツール本体５００の上に嵌められた伸縮スリーブ５０６は、その後部に雌ねじ１６を付けており、これが、本体５００側の対応する雄ねじと嵌め合わせできるようになっている。前側には、圧力チャンバ５０４の漏れ止めのために更になおシール１５が設けられている。

実施態様を示すどの図にも、圧力調整のために設けられたねじは描き入れなかったが、本発明の枠の中で油圧固定装置の漏れ止めのために漏れ止め策を講じてよいことは明白である。特に、ねじが油圧流体体積を直接縮小するのでなく、うまく漏れ止めしながら油圧シリンダの中を案内されるピストンを介して縮小するように工夫してあってよい。

アレンレンチ等を使って六角穴付きねじで圧力制御を行うことのほか、上に挙げた実施態様では、更なる有意な形態として、例えばマークを付けたナーリングホイール等の工具を六角穴付きねじの上に嵌めることが考えられる。その場合、嵌めようとするナーリングホイールの周囲にツールホルダ側の目盛を当てておけば、ホイールのマークを目盛と合わせることによって切刃位置移動を直接制御することが可能である。ここで、目盛は、ツールホルダの不変的形状を基準とするほか、必然的に、調整装置の決められた操作パラメータ、例えば温度、油圧流体等を基準とする。従って、目盛として付けられた目印は、確かに、決められた条件のもとで刃位置調整の反復的操作（ねじを締める、刃位置移動量を測定する、ねじを締め直す等々）の目安にしかなり得ない。しかしそれでも、所定の操作条件から逸脱した場合、オペレータは、所望の刃位置調整を達成するためにどの程度ねじを締めるべきか、一応の目安を知ることができる。

上に述べた目盛を図１５に示す。図示した例では、２２．５°の角度区分が２／１０００ｍｍの刃位置移動量に相当する。つまり、目盛は「ねじ回転量」対「刃位置移動量」の一次伝達関数（φ／ｅ）を表す。

このような伝達関数は、定量的に図１４から求めることができる。見て分かる通り、角度区分当たりの刃位置移動量は最初、ねじ回転量に比例する増え方をせず、ある点（ｌ_０）を越えてから、ねじ回転量に比例して直線的に増えていく。両方の点ｌ_０とｌ_１の間の直線的領域（Δｌ）を目盛に写し取ると、図１５に示す通りとなる。ここで、１３５°のねじ回転量（Δφ）が２／１００ｍｍの刃位置移動量（Δｌ）に相当する。測定領域に入るアップポイントｌ_０の位置は、オペレータがある一定の値を超える力を消費しなければならない最初のねじ回転がどの程度であるかによって決められる。

自明のことながら、本発明にもとることなく、上に示した以外の態様も可能である。

特に、ピエゾメータを使って圧力チャンバの内部圧力を測定することも見込むことができよう。その場合は、圧力値を対応する位置移動量に割り当てることによって刃位置調整を行うことができる。また、自動化された刃位置調整も、このようにして実現可能となろう。

本発明による調整装置の図解的原理図 図１による調整装置の部分拡大図 本発明による調整装置の更なる実施態様の図解的原理図 本発明による精密加工工具の一実施態様の側面図 本発明による精密加工工具の更なる一実施態様の側面図 本発明による精密加工工具の更なる一実施態様の側面図 本発明による精密加工工具の更なる一実施態様の側面図 本発明による精密加工工具の更なる一実施態様の側面図 本発明による精密加工工具の更なる一実施態様の側面図 図８に示した実施態様の断面線ＩＸ−ＩＸに沿った横断面図 図８における細部Ｘの詳細図 図８〜１０に示した精密加工工具のための刃支持リングの断面図 刃支持リングの更なる一実施態様の断面図 本発明の更なる一実施態様の部分図 本発明による調整装置の伝達関数を定量的に表した線図 角度区分当たりの刃調整量を読み取ることのできる回転型調整器に付けた目盛。

Claims (23)

1. 精密加工工具、特にリーマの少なくとも１つの刃（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２）の位置を刃物台（ＳＴ；１；１００；２００；３００；６；５０６）を基準として調整する調整装置であって、
   刃物台（ＳＴ；１；１００；２００；３００；６；５０６；６０６）が少なくとも１つの圧力チャンバ（ＤＫ；ＤＫ１；ＤＫ２；４；１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４）の境界を限定し、これが、刃（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２）の調整方向（Ｒ；Ｒ１、Ｒ２）においてこの刃に対して食い違いに配置され、圧力発生装置を使って圧力下に置くことのできる圧力媒体で満たされており、ここで、
   刃（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２）と圧力チャンバ（ＤＫ；ＤＫ１；ＤＫ２；４；１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４）の間に刃物台の壁（Ｗ）が留まり、刃の位置調整のために圧力伝達媒体に圧力をかけたとき、この壁が弾性変形できるようになっている
   ことを特徴とする調整装置。
2. 刃（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２）と圧力チャンバ（ＤＫ；ＤＫ１；ＤＫ２；４；１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４）が調整方向（Ｒ；Ｒ１、Ｒ２）において一列に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の調整装置。
3. 圧力チャンバ（ＤＫ；ＤＫ１；ＤＫ２）の長さが、調整方向（Ｒ；Ｒ１、Ｒ２）に対して直交の方向において刃（Ｓ）の長さ（ＬＳ）にほぼ相当することを特徴とする、請求項１に記載の調整装置。
4. 圧力チャンバ（４；１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４）の長さが、調整方向（Ｒ；Ｒ１、Ｒ２）に対して直交の方向において刃コーナーの領域に局限されていることを特徴とする、請求項１に記載の調整装置。
5. 圧力チャンバ（ＤＫ）と刃（Ｓ）の間の弾性変形（ｄＫ）の大きさが刃位置移動量（ｄＳ）の範囲内にあることを特徴とする、先行請求項の一つに記載の調整装置。
6. 圧力伝達媒体が少なくとも近似的に非圧縮性の液体であることを特徴とする、先行請求項の一つに記載の調整装置。
7. 圧力伝達媒体が、圧力チャンバに嵌め込むことのできるプラスチックスリーブであることを特徴とする、請求項１〜４の一つに記載の調整装置。
8. 圧力発生装置が、止まり穴のねじ穴（１０；２１０；２１１；３１０；４１０）にねじ込むことのできるねじを包含することを特徴とする、先行請求項の一つに記載の調整装置。
9. 止まり穴のねじ穴が軸方向距離をおくことによって圧力チャンバ（４；１０４；２０４；３０４；４０４；５０４）から分離されており、連絡チャンネル（２０；１２０；２２０；２２１；３２０；４２０）を介して前記圧力チャンバと連絡していることを特徴とする、請求項７に記載の調整装置。
10. 圧力発生装置（１０；２１０；２１１；３１０；４１０）の入力量とそこから生じる刃位置移動量（ｄＳ）の間に所定の割当て関係を作る１つの特性フィールドを特徴とする、請求項７または８に記載の調整装置。
11. 刃（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２）の位置が半径方向において調整可能であることを特徴とする、先行請求項の一つに記載の調整装置。
12. 圧力チャンバ（４；３０４；４０４；５０４；６０４）がリング状に形作られていることを特徴とする、先行請求項の一つに記載の調整装置。
13. 圧力チャンバ（１０４；２０４）の周方向における広がりが局部的に刃（Ｓ）の領域だけに限定されていることを特徴とする、請求項１〜１０の一つに記載の調整装置。
14. 刃物台がツールホルダ本体（３００）であることを特徴とする、請求項１〜１２の一つに記載の調整装置。
15. 刃物台が、ツールホルダ本体（４００；５００）、特に工具固定アーバまたはアーバ／チャック複合固定具（４００；５００）の上を褶動できるリング（６；５０６；６０６）であることを特徴とする、請求項１〜１２の一つに記載の調整装置。
16. 刃支持リング（６；５０６；６０６）の締結具（１４；１６）は本体（４００；５００）に設けられる、特に周方向溝（１４）の中に詰めたはんだによって設けられることを特徴とする、請求項１４に記載の調整装置。
17. 圧力チャンバ（６０６）が完全に刃支持リング（６０６）の中に作り込んであり、ここで、圧力チャンバ（６０６）が接続チャンネル（６２０）を介して圧力伝達媒体で満たされるようになっていることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の調整装置。
18. 圧力チャンバ（６；５０６）が、本体（１；２）とこれに装着された刃支持リング（６；７）によって境界を限定されており、本体とその上に嵌められた刃支持リング（６；５０６）の間のギャップが、圧力伝達媒体を逃がさないように漏れ止め（４０、３０；１５）されていることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の調整装置。
19. ツールホルダ本体（４００；５００）が、伸縮チャック（８；１８）を割り当てられた補助の中心工具受け（１２）を具備することを特徴とする、請求項１３〜１７の一つに記載の、特に段付き精密加工工具のための調整装置。
20. 調整装置の圧力チャンバが同時に伸縮チャックの圧力チャンバとして働くことを特徴とする、請求項１８に記載の調整装置。
21. 調整装置と伸縮チャックが、圧力カップリング（３２０、３２１；１９）を共有する別個の圧力チャンバ（１７，３０４；１８、５０４）を具備することを特徴とする、請求項１８に記載の調整装置。
22. 調整装置と伸縮チャックが、互いに関係なく圧力下に置くことのできる別個の圧力チャンバ（１８、４０４）を具備することを特徴とする、請求項１８に記載の調整装置。
23. 先行請求項に記載の調整装置を特徴とする精密加工工具、特にリーマ。
    

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