JP2790762B2 - ドリルロッドの回転軸に対して直交する方向に流体によって微調節できる回転ドリルヘッド - Google Patents

ドリルロッドの回転軸に対して直交する方向に流体によって微調節できる回転ドリルヘッド

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビットが填められたビ
ットホルダ、特に流体によって微調節できる請求項１に
記載された回転ドリルヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】DE 34
33 793-A1 号明細書に開示されている、回転軸に対して
直角方向に微調節出来る工具キャリアーを有する回転ド
リルヘッドが知られている。この工具キャリアーは回転
軸に対して横に移動できるくさびキャリアーを備えてい
る。滑り部材を構成する工具キャリアーにはもう１つの
滑り部材が付属されている。工具キャリアー及び滑り部
材はくさびキャリアーによって押し分けられており、互
いに向かい合っている傾斜面を有する。工具キャリアー
及び滑り部材は、回転軸に対して発生する遠心力を平衡
にするため逆方向に対称的に外側へ移動させられる。し
かし、この様な構成は、複数の滑動する機械的な制御部
材があるため摩擦が大きいという欠点が生じる。よっ
て、この様なドリルヘッドでは、内面寸法が正確な円柱
状の周面から僅かに異なる（約５００μから１０００μ
まで）円柱状の周面を加工するために、ビットを迅速に
調節出来るようにするという要求は満たすことはできな
い。
【０００３】更に、微調節できるドリルヘッドの従車は
出張りがあり、そしてその上に乗るプレートがあるもの
が知られている。ドリルロッドの偏心の内部孔に取り付
けられたラムがそのプレートの反対の面に接触し、軸方
向へ作用する場合、偏心の内部孔によって１つの薄い内
壁と１つの厚い内壁を有するドリルロッドが薄い内壁に
沿って延ばされる。それによってドリルロッドは厚い内
壁の方へ旋回され、この際、ビットの回転軸に対してμ
領域の、軸に対しほぼ直角の切込みを強要させる（米国
特許明細書 3,007,356号参照）。このラムが偏心的にプ
レートと接触するため、プレート及びラムが、横せん断
の場合、不平衡的に複数箇所で摩擦が起きるリンク機構
である。更に、この構成ではラムが斜めに負荷をかけら
れ、それによって横に偏向される。これはラムが内部孔
の中で挟まれるよう導かれる。摩擦及びクランプ力は、
この様なドリルヘッドが摩擦の作用を越えない小さな圧
の変化に従うことを妨げ、より大きい力でもビット位置
と制御圧とは再現性のある関連を持たず、そのために、
同一の制御圧であっても、上昇或いは下降することによ
って、異なるビット位置が設定される欠点がある。
【０００４】又、余計な摩擦を避けるため、或いは機械
的な制御装置の所望の剛性を得られるようにするため、
DE 39 29 472-A1 号明細書に開示されているように、従
車及びドリルロッドを一体化して形成する方法が知られ
ている。そのためドリルヘッドが円形の断面を有するフ
ラットな回転部材を含み、偏心的な溝で２つのセグメン
トに分かれる。つまり、１つの薄いプレート及び１つの
厚いプレートが、溝の所で円形の偏心の部分でつながっ
ている部分が形成されている。溝によって形成されてい
る薄いプレートは厚いプレートに対して弾性的に取り付
けられ、同時に、堅いシャシが厚いプレートで形成され
ている圧縮機の一部である。そのため、薄いプレート
は、ドリルロッドと一体化して形成されている円柱状の
突起が反対向きの筒面状の突起にかみ合い、ネジによっ
て薄いプレートに固定されている。残りの薄いプレート
及び厚いプレートの間の部分偏心性によって、圧縮機に
供給される圧力媒体内の圧力変化が、厚いプレートに対
して薄いプレートの動力中心の移動距離に依存するμ領
域の動力移動距離が生じる。
【０００５】DE 34 33 793-A1 号明細書に開示されてい
る発明を除いて、このようなドリルヘッドは、ドリルヘ
ッドの一部をなすドリルロッドが偏向された際、不平衡
になる欠点がある。ドリルヘッドの回転が８０００回転
／分、或いはそれ以上になる場合があるために、この不
平衡は、ドリルヘッドの高い回転速度で大きい応力を発
生することがある。この応力は、ドリルのベアリングに
伝動されて作用すると、そのベアリングに過負荷がかか
る場合がある。また、このような不平衡な状態は、再現
性のあるドリルロッドの調節を妨げることがある。
【０００６】本発明は、前記の類のビットホルダを提供
することを目的とする。本発明は従来のものより実用の
為の要求を満たし、ビットの作動を生ずる機械的な部材
が摩擦無しに作動するように形成され、配置されてい
る。これにより、ビットに不平衡を与えないで、その調
節が出来るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、請求
項１に記載された特徴によって上述の課題を解決する。
本発明の他の特徴は、他の請求項に記載されている。本
発明によるドリルヘッドの機能領域を、開きリンク機構
の形でなる統合曲げ関節としての構成と、対称的な工具
キャリアー及び補正部材を回動する事によって左右対称
になるドリルロッドとしての配置とで得ることによっ
て、圧力媒体が作動するときに、圧力液体室内では、工
具キャリアーだけが微調節されてドリルヘッドの回転軸
に対して横方向へ移動させられるのではなく、補正部材
も同量の分を逆方向にドリルヘッドの回転軸に対して横
方向へ移動させられる。それによって回転軸に対して対
称的に起こる工具キャリアー及び補正部材の移動によ
り、回転軸に対して邪魔な不平衡が補正される。
【０００８】曲がり領域の厚さの比率によって、工具キ
ャリアー及び補正部材の移動角度が簡単に変えられるこ
とが別の利点である。例えば、補正部材の曲がり領域の
方が工具キャリアーの曲がり領域より厚い場合、補正部
材に相当するドリルロッドの部分が偏向する時の角度は
工具キャリアの偏向角度より小さい。これによって、多
少の不平衡を状態に合わせて甘受すれば、ドリルロッド
の偏向を広げることが出来る。また、補正部材の工具キ
ャリアーに対する偏向が無視出来るほど１つの曲がり関
節の剛性を高くすることもできる。これによって、工具
キャリアーの移動距離は倍増する。しかし、これは本発
明による不平衡の補正を放棄することになる。よって、
機能領域の構成によって、本発明により、不平衡を補正
される、或いは補正されないドリルヘッドを製造するこ
とが出来る。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して、多少図式的に示され
た回転ドリルヘッドとして形成されている、本発明によ
るはめ込み式ビットホルダの実施例に付いて説明する。
回転するドリルヘッド１０は、回転対称な主要部１１で
特徴づけられており、その端部には回転対称なドリルロ
ッド１２が設けられ、そしてその反対側端部は旋盤加工
された圧力室１３に向いている。圧力室１３内にピスト
ン１５が取り付けられたラム１６は、主要部１１に設け
られている穴１９と圧力室１３とを連結する中心孔１７
から突出する。穴１９内には開きリンク機構２０が取り
付けられ、この開きリンク機構２０は、１つの中間部材
２５及び２つの脚部材２６及び２７を互につなげ、そし
て穴１９の壁２８とつなげられるバネ関節２１，２２，
２３及び２４で構成されている。この開きリンク機構２
０はもう１つの関節点を有することで、トグル装置とは
異なる。
【００１０】穴１９の壁２８は、工具キャリアー３０と
して機能するドリルロッド１２の部分と一緒に、また穴
１９の壁２９は、調整部材として作用するドリルロッド
１２の補正部材３１と一緒に、主要部１１の１つの統合
的な機能領域を構成する。この場合、工具キャリアー３
０及び補正部材３１は幾何学的に類似形状に形成されて
いる。更に、主要部１１には、図示されていない工具交
換システムのための、貫通穴３４のある蓋３３を有する
はめ込み部材３５が設けられている。このはめ込み部材
３５によって、圧力室１３は外気に対して密封される。
圧力室１３に貫通穴３４から圧力媒体が供給される場
合、好適なパッキングを有するピストン１５は図では上
方に動き、開きリンク機構２０の中間部材２５に作用す
る。これによって、両方の脚部材２６及び２７は中間部
材２５に対して時計回り、或いは時計と逆回りに回動さ
せられるので、開きリンク機構２０の２つの外側のバネ
関節点２３及び２４間の距離が大きくなる。これで工具
キャリアー３０及び補正部材３１は、曲げ領域４２及び
４３として機能する主要部１１の穴１９の壁部分の回り
に時計回り、或いは時計と逆回りの旋回が強要される。
これらの作動は前記のドリルヘッド回転軸４４に対して
対称的に行われるため、回転軸に対する邪魔な不平衡が
補正される。
【００１１】つまり、主要部１１は、開きリンク機構２
０で構成されている第一機能領域、及び曲げ領域４２及
び４３で構成されている第二の機能領域で構成され、こ
れらは幾何学的な形状が電気浸食で形成されている。曲
げ領域４２及び４３の厚さによって、補正部材３１に対
する工具キャリアー３０の曲げ角度を変更できる。例え
ば、補正部材３１に対応する曲げ領域４３が工具キャリ
アー３０に対応する曲げ領域４２より厚い場合、供給さ
れる圧力媒体の影響の下で、ドリルロッドの左の部分つ
まり補正部材３１が、ドリルロッドの右の部分つまり工
具キャリアー３０より小さい角度で曲がる。ドリルロッ
ドの有効な偏向、要するにビット３６の偏向を広げるこ
とを目的とするのであるとすれば、多少の不平衡を甘受
をせざるを得ない。逆に、補正部材３１の工具キャリア
ー３０に対する偏向が無視出来るほど曲げ領域４３の剛
性を高くすれば、工具キャリアー３０の移動距離は倍増
する。しかし、この場合、従来の平衡化されないドリル
ヘッドの不平衡が発生する。これは、類似のビットホル
ダを製造する際、異なる目的のために、一部の形だけが
異なる、平衡化されるドリルヘッド及び平衡化されない
ドリルヘッドの、２種のドリルヘッドを製造できるよう
にする必要がある場合大事である。
【００１２】
【発明の効果】上述のように、本発明に係るドリルヘッ
ドによれば、摩擦を生じることなくビット位置を回転軸
に対して直交する方向に微少量調節でき、しかもその際
に不平衡が生じないから、ドリルロッドが高速回転して
もベアリング等に過負荷がかかることがなく、その上、
ビット位置の微調節が正確で再現性がある。又、補正部
材の曲げ領域を工具キャリアーの曲げ領域より剛性を高
くすることで、摩擦を生じることなく工具キャリアー及
び補正部材の移動角度を簡単に変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるドリルヘッドの要部縦
断面図である。
【符号の説明】
１０ ドリルヘッド １２ ドリルロッド １３ 圧力室 １５ ピストン １６ ラム １７ 中心孔 １９ 穴 ２０ 開きリンク機構 ２５ 中間部材 ２６，２７ 脚部材 ３０ 工具キャリアー ３１ 補正部材 ３４ 貫通穴 ４２，４３ 曲げ領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23B 29/034

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビットが填められるビットホルダの基部
    を有し液圧によって微調節できる回転ドリルヘッドと、
    基部に対して移動するラムと、基部及びラムの間に配置
    されていて液体を供給する圧力液体室とを有すると共
    に、ラムに付属する伝動装置が、ラムによってビットが
    回転軸に対してほぼ直角方向の曲線に沿って微少移動し
    得るよう、作動させられ、工具キャリアーの偏向の際に
    発生する不平衡を、調整部材によって、対称的で逆方向
    の作動で補正するビットホルダに於いて、 工具キャリアー（３０）及び補正部材（３１）が、バネ
    関節の開きリンク機構（２０）で互いに連結され、この
    開きリンク機構（２０）は、４つのバネ関節（２１・２
    ２・２３・２４）と、２つの脚部材（２６・２７）と、
    １つの中間部材（２５）とを有し、この中間部材（２
    ５）は、前記バネ関節のうちの一方のバネ関節（２１・
    ２２）を介して各脚部材（２６・２７）にそれぞれ連結
    され、前記脚部材のうち一方の脚部材（２６）は、工具
    キャリアー（３０）に連結されるとともに、前記脚部材
    のうち他方の脚部材（２７）は補正部材（３１）に連結
    され、前記各脚部材（２６・２７）は、前記中間部材
    （２５）を介してラム（１６）の作用を受けてなること
    を特徴とするビットホルダ。
  2. 【請求項２】 ラム（１６）、開きリンク機構（２
    ０）、工具キャリアー（３０）及び補正部材（３１）
    は、互いに連結されて摩擦を生じないように設けられて
    いることを特徴とする請求項１に記載のビットホルダ。
  3. 【請求項３】 補正部材（３１）の曲げ領域（４３）
    が、工具キャリアー（３０）の曲げ領域（４２）と同一
    の幾何学的な形状を有することを特徴とする請求項１又
    は２に記載されたビットホルダ。
  4. 【請求項４】 補正部材（３１）の曲げ領域（４３）
    は、工具キャリアー（３０）の曲げ領域（４２）と異な
    って、より剛性が高いように形成されていることを特徴
    とする請求項１又は２に記載されたビットホルダ。
  5. 【請求項５】 工具キャリアー（３０）及び補正部材
    （３１）にビット（３６）が備えられていることを特徴
    とする請求項１に記載されたビットホルダ。
  6. 【請求項６】 開きリンク機構（２０）、工具キャリア
    ー（３０）及び補正部材（３１）が電気浸食で形成され
    ている単一の部材であることを特徴とする請求項１乃至
    ５のいずれかに記載されたビットホルダ。
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