JP3335654B2 - 穴ぐりバイト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は穴ぐりバイトに関す
る。例えば、本発明は非常に高速で回転することがで
き、それでも超精密で切削作動を行うことができる、透
孔に仕上げ切削操作を施すための穴ぐりバイトに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この点では、超精密要件のための現在の
技術状態は構成要素のために、或いは１ミクロンを超え
たミクロメータ予備設定のための予め確立された公称寸
法に対する正または負の偏差を認めていない。

【０００３】バイトの予備設定のための幾つかの種類の
装置が知られており、広く使用されている。しかしなが
ら、一般に、これらの装置はバイト軸部に直接作用する
作動機構を有している。この機構は細密設定のための十
分な精度をもたらさないし、また一貫した予備設定の反
復性をもたらさないと言う点で満足すべきものではな
い。これらの公知装置は背隙を除去する手段が設けられ
ていない。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】在来の予備設定装置の欠陥に
より、加工片に対する切削バイトの非常に精密且つ細か
いミクロメータ設定（ミクロンの大きさ以内）を許容し
なく、また高精密の仕上げ切削操作を困難且つ遅くして
いる。

【０００５】本発明の目的はこのような不都合を減少す
る穴ぐりバイトを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、実質的
に円筒状のボディを有し、その中に第１の孔、および前
記ボディの円周面に開口し、上記第１の孔を横切る第２
の孔を有する穴ぐりバイトにおいて、上記第２の孔に移
動可能に受け入れられるバイト先端を支持、運搬するバ
イト軸部と、上記ボディにより支持、運搬され、上記第
２の孔におけるバイク軸部の位置の設定を可能とする回
転可能な操作ノブと、上記バイト軸部を移動させるため
の上記第１の孔内の移動手段とを備え、上記移動手段は
上記操作ノブに連結され、上記操作ノブの回転に応じて
上記バイト軸部を上記孔内で移動するように構成され、
さらに、上記バイト軸部の背隙を抑制するための背隙抑
制手段を備え、上記背隙抑制手段は上記バイト軸部内で
延びるバイト軸部孔に収容された弾性手段よりなり、こ
の弾性手段は上記バイト軸部孔にねじ込まれ、かつ、ば
ねによって上記ボディの円周面の内方の方向に押圧され
る第１ねじ付きスタッドよりなり、上記ばねは上記バイ
ト軸部孔に受け入れられ、上記第１ねじ付きスタッドに
作用する第１端部と、第２ねじ付きスタッドに作用する
第２端部とを有しており、上記第２ねじ付きスタッドは
上記ボディ内を延びていて上記バイト軸部孔を横切るさ
らに他の孔にねじ込まれていることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の態様】本発明の実施例では、操作ノブは
後述のように連続工程または段階の順序でバイト軸部を
間接的に作動させる。

【０００８】更に、バイト縁部は超精密サブミクロン穴
ぐりバイトの操作ノブによって超高精度で予備設定する
ことができ、それにより、最新式の穴ぐりバイト装置を
使用する場合に必要とされるような何れもの追加の予備
設定の必要を無くすことができる。

【０００９】好ましくは、回転可能なバイトのバイト縁
部の位置が予め設定され、予備設定寸法はバイト縁部上
の最も遠い箇所とバイトが旋回する中心となる幾何学的
回転軸線との間の距離である。

【００１０】実施例では、上記背隙抑制手段は上記バイ
ト軸部内に延びるバイト軸部高に収容された弾性手段よ
りなる。

【００１１】好ましくは、上記弾性手段は上記バイト軸
部の孔にねじ込まれ、かつばねによって上記ボディの円
周面の内側方向に押圧される第１のネジ付きスタッドよ
りなる。例えば、上記ばねは、上記バイト軸部の孔に受
け入れられ、上記第１のねじ付きスタッドに作用する第
１端部と、第２のねじ付きスタッドに作用する第２端部
とを有しており、上記第２のねじ付きスタッドは、上記
ボディ内に延び、かつ上記バイト軸部の孔横切るさらな
る孔にねじ込まれている。

【００１２】別の実施例では、上記背隙抑制手段は上記
バイト軸部内を概ね軸方向に延びる孔内に摺動可能に受
入れられたプランジャよりなり、このプランジャは上記
移動手段と係合する係合手段を支持している。

【００１３】好ましくは、上記移動手段は上記バイト軸
部により支持された対応する歯すなわち鋸歯と係合する
ための歯すなわち鋸歯を支持しており、それにより上記
バイト軸部は上記移動手段により移動可能であり、また
上記プランジャの上記係合手段は、上記移動手段により
支持された歯すなわち鋸歯と係合するための歯すなわち
鋸歯よりなる。例えば、ねじ付きスタッドが上記プラン
ジャと当接状態で上記バイト軸部の上記軸方向孔と係合
されて、上記軸方向孔内の上記ねじ付きスタッドの位置
の調整によりプランジャの位置を調整するようになって
いる。

【００１４】好適な実施例では、上記移動手段は上記第
１孔に沿って延びる回転可能なミクロメータを備えてお
り、上記ミクロメータねじはこれを操作ノブの回転によ
り回転させるように、その一端で或いはその一端近くで
上記操作ノブに連結されており、また上記移動手段は上
記第１孔内に位置決めされた伝達手段を備えており、上
記伝達手段は上記ミクロメータねじが通っている軸方向
孔を有しており、上記ねじはその回転により上記伝達手
段を移動させるように上記伝達手段に連結されており、
上記伝達手段は上記バイト軸部に連結されている。

【００１５】好ましくは、上記伝達手段は上記ミクロメ
ータねじの回転により往復移動するように構成された歯
付きセグメントよりなり、上記歯付きセグメントの歯は
上記バイト軸部の対応歯と係合する。

【００１６】バイト軸部と歯付きセグメントとの間の背
隙を抑制するための実施例では、移動減少機構が設けら
れており、この移動減少機構は、歯付きセグメントに対
して正割な平面において長さ方向に配置され、且つ歯付
きセグメントの幾何学的軸線に対して傾斜された歯すな
わち鋸歯を備えており、上記歯すなわち鋸歯はバイト軸
部の正割平面に設けられた対応歯すなわち鋸歯に無背隙
で選択的に係合可能である。

【００１７】好ましくは、上記第１孔内には、ブッシュ
が保持されており、このブッシュは上記伝達手段が係合
される雌ねじ部を有している。

【００１８】本発明の穴ぐりバイトの実施例では、協働
部品すべての接触面すべてがバイト縁部の位置を設定す
るために（達成して確立するために）金属−金属接触状
態下にある。この位置では、バイト縁部はその幾何学的
回転軸線から最も遠い箇所にある。摺動面間の金属−金
属接触により、部品の変位は常にロストモーション、背
隙および／または片寄りが無い。これは超精密予備設定
のために、且つ超精密標準内の予備設定反復の一貫した
超忠実性を確保するための必要条件である。

【００１９】〔発明の実施例〕 図面は本発明のサブミクロン穴ぐりバイトの実施例を示
しており、この穴ぐりバイトは歯が先細フランクを有す
る２つの歯付きセグメントよりなる動作減衰機構または
動作減少機構を備えている。穴ぐりバイトはバイトの予
備設定に有用であり、且つ好ましくは透孔の切削を仕上
げるのに使用されるミクロメータねじを有しいる。

【００２０】図１乃至図３に示す穴ぐりバイトは実質的
に円筒形の主ボディ１０を有しており、このボディ１０
の内部を通って第１孔１が延びている。第１孔１はボデ
ィ１０の長さに沿って段付きであり、そこに歯付きセグ
メント２０が設けられている。また、上記歯付きセグメ
ント２０と共通な幾何学的軸線上に配置されたミクロメ
ータねじ３０が上記第１孔１内に受入れられている。ミ
クロメータねじ３０には、歯付きセグメント２０の軸方
向孔を通って延びている方のその端部にうちの一方に外
側ねじ部分３１が設けられている。ミクロメータねじ３
０のねじ部分３１はブッシュ２４の内側に設けられたね
じ部２１と係合している。このブッシュ２４は中空スタ
ッド２６の延長部２５内に受入れられており、上記延長
部２５はその端部の一方が歯付きセグメント２０のねじ
部２０ａのところで歯付きセグメント２０に固定されて
いる。ブッシュ２４は中空スタッド２６およびその延長
部２５により保持されている。

【００２１】ミクロメータねじ３０はスペーサリング４
１により間隔を隔てられたリング４０、４２により支持
されている。ミクロメータねじ３０には、その他端に近
接して、且つその外側ねじ部分３１と反対側に回転操作
ノブ４３が支持されている。留めスタッド４４ａおよび
パッド４４ｂを備えたロックナット４４がミクロメータ
ねじ３０の他端に外側に設けられたねじ部３２に螺合さ
れている。円筒形ボディ１０の端部には、位置決めリン
グ１３が設けられており、この位置決めリング１３は保
護体１４により覆われている。

【００２２】図３から、円筒形ボディ１０がその円周面
に開口し、かつ第１孔を遮断する第２孔２を有している
ことがわかる。図示の実施例では、孔２は第１孔１と実
質的に直角に延びている。しかしながら、孔２を円筒形
ボディ１０の幾何学的軸線に対して傾斜させたり、或い
は斜めであったりすることが可能である。上記第２孔２
内には、バイト５１を支持し、運搬するバイト軸部５０
が受入れられている。バイト５１はクランプ５５′に作
用するねじ５５を締めつけることによって適所に保持さ
れる。

【００２３】図２に示すように、ブッシュ２４には、そ
の端部に雄テーパ部分２４ａが設けられており、この雄
テーパ部分２４ａは延長部２５および中空スタッド２６
の内側にそれぞれ設けられた対応雌テーパ部分に適合す
る。ブッシュ２５には、両端部からそのボディの長さ方
向に延びているスロット付き部分２４ｂが設けられてお
り、これらのスロット付き部分２４ｂは一端から始まっ
ているスロットがブッシュ２４の他端部まで延びないよ
うに相互に介在されている。

【００２４】ミクロメータねじ３０のねじ部とブッシュ
２４内の雌ねじ部２１との間の背隙除去は中空スタッド
２６を締めつけることによって達成される。スタッド２
６を延長部２５に設けられたスタッド２６が係合する雌
ねじ部内で廻すと、スタッド２６はブッシュ２４を雌テ
ーパ部分２５ａ、２６ａ間に押す。ブッシュの押すテー
パ部分２４ａはスロット付き部分２４ｂと協働してブッ
シュに作用して収縮をもたらし、それによりブッシュ２
４の外形の弾性的減少を引き起こす。その結果、ブッシ
ュ３０の雌ねじ部２１の直径が減少してミクロメータね
じ３０のねじ部に締まり、遂には、上記ねじ部間の背隙
を全く無くし、それでもミクロメータねじを円滑に回転
させることができる。

【００２５】延長部２５にはピン２７が半径方向に延び
るように固定されており、その自由端部はブッシュ２４
のスロット付き部分２４ｂの一方に嵌合されている。ピ
ン２７は延長部２５に対するブッシュ２４の回転を防
ぐ。円筒形ボディ１０の第１孔１は、支持リング４０、
４１およびそれらのスペーサリング４１が隙間なしに受
入れられている直径のより大きい長さ方向孔３に開口し
ている。これらのリング４０〜４２はミクロメータねじ
３０が回転するベアリング装置を構成しており、このベ
アリング装置はねじ３０を半径方向および軸方向の両方
に支持している。リング４０、４１、４２は、これらを
通って延びており、且つ孔３の長さを定めるボディ１０
の壁部にねじ込まれたねじ４５により固定されている。

【００２６】このように、リング４０、４２は中間部分
でミクロメータねじ３０用の半径方向ベアリングとして
作用する。半径方向では、この支持ベアリングはミクロ
メータねじ３０の一部３３をリング４０の孔内に隙間な
しに支持している。軸方向では、支持ベアリングは、ス
ペーサリング４１により間隔を隔てられたリング４０、
４２の隣接面が部分３３、３４間に介在されたミクロメ
ータねじ３０のカラー３５を保持すると言う点でスラス
トベアリングを構成している。かくして、ミクロメータ
ねじ３０のいずれの軸方向遊びも抑制される。

【００２７】ミクロメータねじ３０は円筒形ボディ１０
の外側のその端部にテーパ座部３６を有しており、この
座部３６の直径はミクロメータねじ３０の他端に向けて
減少している。ノブ４３はねじ３０のテーパ座部３６を
包囲し、且つテーパ座部３６にしっかり連結されてその
半径方向および軸方向位置決めを許容している。この位
置決めはスタッド４４ａおよびパッド４４ｂによってミ
クロメータねじ３０のねじ部３２にしっかり留められる
か或いは係止されるロックナット４４の締めつけにより
確保される。このパッド４４ｂはねじ部３２のフィレッ
トを損傷することなしに適切な係止を確保することがで
きるように堅さの小さい黄銅または任意の他の材料で製
造されている。

【００２８】図１に示すように、リムが円筒形ボディ１
０に隣接した回転操作ノブ４３の外周には、目盛り４３
ａが刻設されている。この目盛り４３ａは刻設された等
距離線で目盛られていて、ノブ４３を手で廻すと、バイ
ト５１の変位を示すための手段をなす。目盛られた目盛
り４３ａに隣接して基準印すなわち基準点４３ｂが保護
カバー１４に刻設されている。

【００２９】ミクロメータねじ３０とノブ４３とのテー
パ連結、すなわち、テーパ座部３６へのノブ４３の連結
により、目盛られた目盛り４３ａを選択的にゼロ設定し
たり印４３ｂに対して再設定したりして、目盛られた目
盛り４３ａのゼロが印４３ｂと一致するように円筒形ボ
ディ１０の幾何学的中心に対してバイト５１のある縁位
置を設定することができる。ゼロ設定または再設定後、
回転操作ノブ４３を一旦ミクロメータねじ３０にしっか
り連結すると、回転操作ノブ４３はロックナット４４に
よってテーパ座部３６に設定される。

【００３０】図２に戻ると、回転操作ノブ４３を手で廻
すことにより、ミクロメータねじ３０を廻すことがわか
る。ねじ３０のねじ部分３１はブッシュ２４の雌ねじ部
３１に係合し、それにより、ねじ３０の回転が円筒形ボ
ディ１０の第１孔１に沿った歯付きセグメント２０の軸
方向摺動を引き起こす。歯付きセグメント２０の移動は
ノブ４３の回転方向に応じて、選択的に矢印Ｘ、Ｙで示
す方向のいずれでもよい。

【００３１】円筒形ボディ１０に対する歯付きセグメン
ト２０の軸方向摺動に伴って、バイト軸部５０が、鋸歯
部２２によって略ラック状に構成された動作減少機構に
よって半径方向に変位される。鋸歯部２２は円筒形ボデ
ィに対して正割の平面内で歯付きセグメント２０の外側
に設けられており、また鋸歯部２２はその幾何学的軸線
に対して僅かな傾斜αで長さ方向に刻まれている。歯２
２はバイト軸部５０の円筒形ボディの正割平面に設けら
れた対応歯５２といずれの背隙から全く自由な摺動法で
噛み合う。

【００３２】図１および図２からわかるように、切目の
深さの増大を引き起こすために、すなわち、バイト軸部
５０を半径方向に変位させるために、操作ノブ４３を手
で矢印Ｉの方向に廻してねじ３０のねじ部分３１により
矢印Ｘの方向における歯付きセグメント２０の軸方向変
位を引き起こすようにする。それにより、僅かに傾斜さ
れており、且つバイト軸部５０の歯５２と接触している
セグメント２０の鋸歯部２２が矢印Ｚの方向における円
筒形ボディ１０に対するバイト軸部５０の半径方向の変
位を引き起こす。同様にして、操作ノブ４３を矢印Ｒの
方向に廻すことによってバイト軸部５０の引抜き、すな
わち、矢印Ｗの方向におけるバイト軸部５０の変位が行
われる。

【００３３】図３に示すように、弧状変位を確保するた
めに、且つ円筒形ボディ１０に対するバイト軸部５０の
安定な位置を保証するために、弾性の背隙除去装置６０
が上記バイト軸部の背隙を抑制するように設けられてい
る。この背隙抑制装置６０はバイト軸部５０に設けられ
た穴５３に設けられたばね６１を有している。ばね６１
の一端は穴５３の入口にねじ込まれたスタッド６２の内
端部に作用する。ばね６１の他端部は円筒形ボディ１０
に設けられた穴４にねじ込まれたスタッド６３の端部６
３ａに作用する。スタッド６３の端部６３ａはバイト軸
部５０の開口部５４を通って穴５３の中へ延びている。
ばね６１はスタッド６２に作用し、且つスタッド６３の
端部６３ａに再作用し、それにより矢印Ｗの方向に、す
なわち、ボディの円周面の内側に第２孔２に概ね沿った
方向およびバイト軸部の引抜き方向に付勢力をバイト軸
部５０に与える。

【００３４】上記の穴ぐりバイトを機械の主スピンドル
に直接連結してもよいし、および／または深い穴を切削
するために軸延長部７０に連結してもよく、かかる軸延
長部７０は機械スピンドルに連結される。

【００３５】図１および図２に示すように、バイトを軸
延長部７０に連結する場合、円筒形ボディ１０の連結端
部には、ねじ部分５および心出し部分６を有する凹み部
分が設けられる。

【００３６】かくして、円筒形ボディ１０はねじ部分５
を軸延長部７０の対応雌ねじ部分７１にねじ付けること
によって軸延長部７０に固定され、ねじ締めつけは円筒
形ボディ１０のこの端部に構成された面７に軸延長部７
０の末端面７２を静止することによって達成される。

【００３７】円筒形ボディ１０の幾何学的軸線と完全に
同心な心出し部分６を軸延長部７０の幾何学的軸線と完
全に同心な軸延長部７０の内部に設けられた対応孔に精
密嵌合することによって軸延長部７０に対する円筒形ボ
ディ１０の心出しおよび完全な整合が確保される。軸延
長部７０の末端面７は円筒形ボディ１０の長さ方向軸線
と直角に延びる末端面７に当接される。

【００３８】深い孔を切削する場合、および穴ぐりバイ
トを供給移動に対して不動に維持する場合、ミクロメー
タねじ３０の自由端部に同心に配置された座部により、
穴ぐりバイトを機械心押し台に静止させることが可能で
ある。これにより引出しを除去し、更に精密切削のため
の重要な条件であるバイトにおける剛性を確保する。回
りセンサを備える場合でも、心押し台７３が座部３７の
円錐部に摩擦による僅かな抵抗を引起し、かくして円筒
形ボディ１０に対するミクロメータねじ３０を回転させ
る傾向がある。予備設定距離の偶発的変化を回避するた
めに、操作ノブ４３は円筒形ボディ１０の末端面に隣接
したその面にラチェットインデント４３ｃを備えてい
る。歯４３ｃは円筒形ボディ１０の端部に摺動で受入れ
られる負荷ばね位置決めリング１３の面に設けられたラ
チェットインデント１３ａに連結されている。リング１
３は負荷ばね１５によりラチェットインデント４３ｃに
押付けられ、且つ円筒形ボディ１０に対してリング１３
の回転を防ぐピン１６により半径方向に保持されてい
る。

【００３９】操作ノブ４３を手で廻すと、ラチェットイ
ンデント４３ｃも回転される。フランクが歯頂部の方向
に先細になっている切欠き付き輪郭を有する操作ノブ４
３の歯はフランクが歯頂部の方向に先細になっている切
欠き付き輪郭を持つ歯を有しているラチェットインデン
ト１３ａに作用し、リング１３は矢印１３ｂ（図２）の
方向に変位され、それによりラチェットインデント４３
ｃ、１３ａを分離する。ラチェットインデント４３ｃ、
１３ａが目盛られた目盛り４３ａの度盛り数の二倍で
も、任意の倍数でもよい多数の歯を有する場合、ラチェ
ットインデントを次のラチェットインデントに再び連結
するとき、回転操作ノブ４３の最大の半径方向の変位が
目盛り４３ａの２つの隣接線間の読み値の半分または任
意の約数であることを確保することができる。

【００４０】作動中、極めて低い程度の振動を必要とす
る超精密切削に穴ぐりバイトを使用することができる。
更に、装置を非常に高い速度で作動してもよい。従っ
て、円筒形ボディ１０は図３に示すように回転体を釣合
わせる釣合装置を備えている。この釣合装置は、円筒形
ボディ１０の中間に設けられたスロット８に設けられ、
且つ孔２の幾何学的軸線に対して平行に延びる正割平面
に位置決めされた２つのブロック８０、８１よりなる。
これらのブロック８０、８１には、釣合わせ作動中、ス
ロット８においてブロック８０、８１を変位させ、位置
決めし、次いで留めるために留めねじ８３が受入れられ
る細長い開口部８２が設けられている。この釣合装置
は、以下に説明する図４に示される変更実施例にも設け
られる。

【００４１】円筒形ボディ１０はその周囲において丸い
スロット９を正割位置に実質的に直角に有しており、こ
のスロット９は図１および図３に示すようにバイト先端
５１をバイト軸部５０上に締めつけるねじ５５を受入れ
るための空間をなす。図４、図５、図６および図７は透
孔の仕上げ切削用の穴ぐりバイトの変更実施例を示して
いる。この実施例では、図６に示すように、歯付きセグ
メント２０に設けられる歯２２と、バイト軸部５０Ａに
設けられる歯５２Ａとの間の背隙抑制は歯２２、５２Ａ
を強制的に互いに作用させることによって確実に達成さ
れる。この実施例では、鋸歯付きプランジャ９０が精密
に設けられており、バイト軸部５０Ａのボディに内部に
設けられた軸方向孔５３Ａ内に摺動可能である。鋸歯付
きプランジャ９０には、バイト軸部５０Ａの歯５２Ａと
同じ平面に歯即ち鋸歯９１が設けられており、これらの
鋸歯は歯付きセグメント２０の歯すなわち鋸歯に係合す
る。

【００４２】図６に概略的に示す歯間の背隙除去はスタ
ッド９２を調整することによって達成され、このスタッ
ド９２は、その調整により鋸歯付きプランジャ９０をバ
イト軸部５０Ａに対して矢印９３の方向に変位させるよ
うにバイト軸部５０Ａに設けられた雌ねじ部にねじ込ま
れている。これにより、バイト軸部５０Ａの歯５２Ａの
フランク９４が歯付きセグメント２０の歯２２のフラン
ク２２ａに当接し、同様に、鋸歯付きプランジャ９０の
歯９１のフランク９５が歯付きセグメント２０の歯２２
のフランク２２ｂに当接される。

【００４３】歯フランクが金属−金属状態で接触される
ようにスタッド９２によって調整を行ったら、構成は背
隙が全く無くなるが、それでも歯付きセグメント２０お
よびバイト軸部５０Ａの円滑な摺動を可能にする。次い
で、ロックスタッド９６を締めつけることによってスタ
ッド９２を係止すればよい。

【００４４】図４、図５および図６に示すように、また
既に説明したように、スタッド９２の回転によりスタッ
ド９２を軸部５０Ａの内部で移動させ、それにより鋸歯
付きプランジャ９０を押して矢印９３の方向に移動させ
る。それにより、バイト軸部５０Ａのボディが同時に押
されて矢印９３ａの方向、すなわち、プランジャ９０の
移動と反対の方向およびその引抜き方向に移動される。

【００４５】図６に示すように、２つの部品９０、５０
Ａの相対移動は反対方向であり、それらの歯、すなわ
ち、バイト軸部５０Ａの歯およびプランジャ９０の歯９
１は歯付きセグメント２０の歯２２のそれぞれの対向フ
ランク２２ａ、２２ｂに作用する。歯フランクの輪郭は
平行ではないが、先細フランクである。歯は三角形のプ
リズム状の形状、漸伸線形状、フランクが不等輪郭であ
る形状、または輪郭が歯の頂部で収束線に接近するにつ
れて歯の厚さが減少する任意の他の形状を有してもよ
い。それらの輪郭によれば、矢印１００で示す方向への
歯付きセグメント２０を引抜き、すなわち、引っ込め、
および矢印１０１、１０２の方向への部品９０、５０Ａ
の引抜き、すなわち、引っ込めを行うことができる。部
品９０、５０Ａの引っ込めは歯付きセグメント２０の引
っ込め方向と反対の方向であることはわかるであろう。

【００４６】図４でわかるように、部品２０、５０Ａは
円筒形ボディ１０に設けられた適切な孔に摺動可能に設
けられており、プランジャ９０もまたバイト軸部５０Ａ
の軸方向孔５３Ａに摺動可能に設けられている。引抜き
移動はすべての隙間が抑制された時に終わる。これらの
隙間は傾斜歯間であり、歯付きセグメント２０と円筒形
ボディ１０との間の一方の側であり、プランジャ９０
と、これが傾斜歯の作用により押付けられるバイト軸部
５０Ａとの間の他方の側である。抑制される隙間はバイ
ト軸部５０Ａと、これが傾斜歯により或いはバイト軸部
５０Ａに対するプランジャ９０の反動作用により押付け
られる円筒形ボディ１０との間の隙間を含む。

【００４７】歯付きセグメント２０およびバイト軸部５
０Ａの変位が隙間無し且つ干渉無しで金属−金属摺動状
態下に達すると、円筒形ボディ１０に対する歯付きセグ
メント２０の角変位を絶対に防ぐ状態が達成される。こ
の点で、外側部分における歯付きセグメント２０の歯の
両側フランク２２ａ、２２ｂの支持接触は、図７に示す
ように、ミクロメータねじ３０の中心（軸線）Ｂととも
に直角三角形ＡＢＣおよびＤＢＣを形成している。斜辺
ＡＢおよびＤＢの点Ａ、Ｄでは、歯付きセグメント２０
の歯はプランジャ９０およびバイト軸部５０Ａの対応歯
９１、５２Ａの点Ｅ、Ｆにおける金属−金属接触状態で
ある。これにより、歯付きセグメント２０のいずれの角
移動をも防ぐが、歯付きセグメント２０がボディ１０の
孔１内で摺動する場合、歯付きセグメント２０の横断面
形状および摺動軸線と直角な孔１の幾何学的形状が完全
な円に対応する。この点で、歯付きセグメント２０は、
バイト軸部５０Ａおよびプランジャ９０上の平らな平行
平面に位置する上記歯付きセグメント２０の軸線と平行
に延びている正割に切断された平らな平面を有してい
る。

【００４８】図２、図３および図６を参照すると、孔
２、１内のバイト軸部５０、５０Ａおよび歯付きセグメ
ント２０の摺動作用は背隙すなわち遊びが全く無い。同
様に、この摺動作用は歯２２、５２または２２、５２Ａ
および９１のフランク間のいずれの背隙も全く無い。ミ
クロメータねじ３０の回転は雌ねじ部２１において背隙
が全く無く、且つ軸方向背隙が全く無い。なぜなら、ス
ペーサリング４１によって間隔を隔てられたリング４
０、４２の隣接面がミクロメータねじ３０のカラー３５
を部分３３、３４間に保持して上記ミクロメータねじ３
０の軸方向の遊びを防ぐからである。しかも、図４に示
すように予備設定の半径方向の距離ＧＦ−ＥＧがミクロ
ン以内に正確に維持されるように装置の部品を係合する
ことができる。すべての移動部品の変位が無背隙である
ことを確実にするのに、バイト縁部の最も遠い箇所から
円筒形ボディ１０の幾何学的軸線までの半径方向距離Ｇ
Ｆ−ＥＧがミクロンμ以内に保証されるようにバイト５
１の縁部の位置に安定性を与えることができる。かくし
て、３６０°の旋回において、バイトの摩耗が起こるま
で、精密反復性が確実に一定に確保される。

【００４９】要約すると、透孔または盲孔のためのミク
ロメータ装置における読み細度は２つの動作減少装置に
よって生じられる２つの作用の組み合わせにより決ま
る。これらの作用のうちの第１の作用は、ノブ４３の丸
１回りから達成されるようなミクロメータねじ３０の軸
方向に沿った歯付きセグメント２０の変位である。ミク
ロメータねじ３０の結果的回転は、ミクロメータねじ３
０のミリメートル単位のねじ山ピッチとノブ４３の目盛
り４３ａ上の度盛り数すなわち線数との比であると定め
られる指数ＱＩにより数学的に表すことができる。指数
ＱＩは歯付きセグメント２０の変位の初期段階を表して
いる。この初期変位が歯付きセグメント２０に生じてい
る間、バイト軸部５０、５０Ａの最終変位が後述のよう
に歯付きセグメント２０の初期変位のほんの少しである
ようにしてバイト軸部５０、５０Ａに変位を課す。

【００５０】例えば、ミクロメータねじ３０が0.５ｍｍ
のピッチを有し、５０ケの度盛り（線）を持つ目盛り４
３ａを有するノブ４３に連結されていると仮定する。こ
れにより、歯付きセグメント２０に課せられた変位につ
いて0.０１ｍｍ、すなわち、各度盛りのミリメートルの
１００分の１での読みを可能にする。かくして、ＱＩは
0.５／５０＝0.０１ｍｍ／各線である。

【００５１】第２の作用は歯付きセグメント２０の変位
量とバイト軸部５０、５０Ａの半径方向変位量、その結
果、この変位により生じられるバイト先端部５１の半径
方向変位量との比である指数ＱＩＩにより数学的に表す
ことができる。指数ＱＩＩは角度αの関数であり、装置
の改善すなわち改良の分割比として定められる。

【００５２】例として、歯付きセグメントの変位が目盛
り４３ａの各度盛り（線）ごとに0.０１ｍｍであれば、
またバイト軸部５０、５０Ａに引き起こされた半径方向
の変位が例えば各度盛り（線）ごとに0.０００５ｍｍで
あれば、分割比は式0.０１／0.０００５＝２０または
１：２０により表される。すなわち、バイト先端部５１
の半径方向の変位は分割比と同様に歯付きセグメント２
０の変位より数倍小さい。

【００５３】これは、角度αを他のパラメータに関係さ
せる数学的比に応じて角度αを変化させることによっ
て、任意の分割比を得ることができることを意味してい
る。すなわち、歯付きセグメント２０の所定量の変位に
より、角度αの値に応じて歯付きセグメント２０の変位
より大きい或いは小さい大きさのバイト軸部５０、５０
Ａの半径方向変位を引き起こす。

【００５４】分割比は装置の分割細度を表すので、その
ように呼ばれており、すなわち、距離ＧＦ−ＥＧで得ら
れる変化と歯付きセグメント２０の変位変化との比であ
る。なお、分割細度は減少比にすぎない。

【００５５】第３／最後の作用は目盛り付きノブ４３、
従ってミクロメータねじ３０の回転の結果、バイト軸部
５０、５０Ａおよびバイト先端部５１に引き起こされる
適切な半径方向変位である。この第３の作用は２つの前
述の作用と関連しており、指数ＱＩ、ＱＩＩの比である
指数ＱＩＩＩにより数学的に表すことができる。

【００５６】例として、ＱＩ＝0.５／５０＝0.０１ｍｍ
／各線、且つＱＩＩ＝0.０１／0.０００５＝２０であれ
ば、指数ＱＩＩＩはＱＩ／ＱＩＩ−0.０１／２０＝0.０
００５ｍｍ／各線である。

【００５７】以上から、幾何学的回転軸線からバイト先
端部上の最も遠い箇所により描かれる半径である距離Ｇ
Ｆ−ＥＧをたった３つの条件、すなわち、 １．幾何学的軸線の位置の変更および／または変化 ２．バルブの摩耗、および、 ３．ノブの回転により目盛り４３ａに対してオペレータ
または他の外的手段によりなされる変更、により変化さ
せることができる。

【００５８】距離ＧＦ−ＥＧを超精密標準以内で変化さ
せることができる他の条件は無い。なぜなら、ミクロメ
ータねじ３０の最大の許容された軸方向動作および上記
ねじのねじ部とそのナットのねじ部との間の最大の許容
背隙により、バイト縁部のその幾何学的回転軸線に対す
る片寄りが極僅かになるからである。

【００５９】更に、ミクロメータねじ３０のカラー３５
とそのリング４０、４１、４２との間の0.００２ｍｍの
最大背隙を、リング４０、４１、４２を製造する材料の
弾性特性を利用することによって減少させることがで
き、上記材料がねじ４５の適切な締めつけにより圧縮を
受けると、0.００２ｍｍの上記最大の背隙を漸次減少さ
せてゼロに向かう傾向がある0.０００１ｍｍ程度の微量
を変化させることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上で説明したように、ねじカラーにお
ける0.００２ｍｍの最大の許容背隙をリング４０、４
１、４２の弾性変形により減少される作用により0.００
０１ｍｍ（ミクロンの１０分の１）程度まで減少させる
ことができる。更に、ミクロメータねじ３０のねじ部と
そのブッシュ２４との間の最大の許容背隙すなわち遊び
を中空スタッド２６に作用することによって背隙抑制に
より減少させることもできる。これにより、ミクロメー
タねじ３０とブッシュ２４との間の背隙すなわち遊びを
0.０００１ｍｍ（ミクロンの１０分の１）程度まで減少
させることができる。かくして、図示し且つ説明したよ
うな穴ぐりバイトは、現在の技術状態内に受入れられて
理解されるので、超精密部類すなわち精密度の定義によ
り課せられる要件を満たす。また、リング４０、４１、
４２を提供することができる材料の固有の弾性変形によ
り減少される作用を予期され、十分に考慮し、概念（設
計）段階で理論的に分析し、次いで実験室の試験により
証明したこと、および実施した研究が予期し且つ予め考
慮したものの正当性を確実に確証したことを指摘するこ
とは重要である。

【００６１】サブミクロン穴ぐりバイトおよび予備設定
装置の特定な構成を説明し、図示したが、本願の請求項
の範囲内に示される実施例に対して構造上の変更例を行
うことができることはわかるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】透孔を仕上げするのに使用する本発明のサブミ
クロン穴ぐりバイトの長さ方向の図である。

【図２】図１の線Ａ−Ａに沿った穴ぐりバイトの長さ方
向断面図である。

【図３】図２の線Ｂ−Ｂに沿った穴ぐりバイトの横断面
図である。

【図４】穴ぐりバイトの別の実施例を示す以外は、図３
と同様な横断面図である。

【図５】図４の線Ｃ−Ｃに沿った横断面図である。

【図６】図４に示す実施例の拡大詳細図である。

【図７】調整中の部品の反動を示す、図６に示す構成の
拡大詳細図である。

【符号の説明】

１ 第１孔 ２ 第２孔 １０ 円筒形ボディ ２０ 歯付きセグメント ２４ ブッシュ ２６ 中空スタッド ２７ ピン ３０ ミクロメータねじ ４０ リング ４１ スペーサリング ４２ リング ４３ 操作ノブ ４４ ロックナット ５０ バイト軸部 ５５ ねじ ６０ 背隙抑制装置 ６１ ばね ９０ プランジャ

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的に円筒状のボディを有し、その中
   に第１の孔、および前記ボディの円周面に開口し、上記
   第１の孔を横切る第２の孔を有する穴ぐりバイトにおい
   て、上記第２の孔に移動可能に受け入れられるバイト先
   端を支持、運搬するバイト軸部と、上記ボディにより支
   持、運搬され、上記第２の孔におけるバイク軸部の位置
   の設定を可能とする回転可能な操作ノブと、上記バイト
   軸部を移動させるための上記第１の孔内の移動手段とを
   備え、上記移動手段は上記操作ノブに連結され、上記操
   作ノブの回転に応じて上記バイト軸部を上記孔内で移動
   するように構成され、さらに、上記バイト軸部の背隙を
   抑制するための背隙抑制手段を備え、上記背隙抑制手段
   は上記バイト軸部内で延びるバイト軸部孔に収容された
   弾性手段よりなり、この弾性手段は上記バイト軸部孔に
   ねじ込まれ、かつ、ばねによって上記ボディの円周面の
   内方の方向に押圧される第１ねじ付きスタッドよりな
   り、上記ばねは上記バイト軸部孔に受け入れられ、上記
   第１ねじ付きスタッドに作用する第１端部と、第２ねじ
   付きスタッドに作用する第２端部とを有しており、上記
   第２ねじ付きスタッドは上記ボディ内を延びていて上記
   バイト軸部孔を横切るさらに他の孔にねじ込まれている
   ことを特徴とする穴ぐりバイト。
2. 【請求項２】 上記背隙抑制手段は上記バイト軸部内を
   概ね軸方向に延びる孔内に摺動可能に受入れられたプラ
   ンジャよりなり、上記プランジャは上記移動手段と係合
   する係合手段を支持していることを特徴とする請求項１
   に記載の孔ぐりバイト。
3. 【請求項３】 上記移動手段は上記バイト軸部により支
   持された対応する歯すなわち鋸歯と係合するための歯す
   なわち鋸歯を支持しており、それにより上記バイト軸部
   は上記移動手段により移動可能であり、また上記プラン
   ジャの上記係合手段は、上記移動手段により支持された
   歯すなわち鋸歯と係合するための歯すなわち鋸歯よりな
   ることを特徴とする請求項２に記載の穴ぐりバイト。
4. 【請求項４】 ねじ付きスタッドが上記プランジャと当
   接状態で上記バイト軸部の上記軸方向孔と係合されて、
   上記軸方向孔内の上記ねじ付きスタッドの位置の調整に
   よりプランジャの位置を調整するようになっていること
   を特徴とする請求項２または３に記載の穴ぐりバイト。
5. 【請求項５】 上記移動手段は上記第１孔に沿って延び
   る回転可能なミクロメータねじを備えており、上記ミク
   ロメータねじはこれを操作ノブの回転により回転させる
   ように、その一端であるいはその一端近くで上記操作ノ
   ブに連結されており、また上記移動手段は上記第１孔内
   に位置決めされた伝達手段を備えており、上記伝達手段
   は上記ミクロメータねじが通っている軸方向孔を有して
   おり、上記ねじはその回転により上記伝達手段を移動さ
   せるように上記伝達手段に連結されており、上記伝達手
   段は上記バイト軸部に連結されていることを特徴とする
   請求項１ないし４のうちのいずれかに記載の穴ぐりバイ
   ト。
6. 【請求項６】 上記伝達手段は上記ミクロメータねじの
   回転により往復移動するように構成された歯付きセグメ
   ントよりなり、上記歯付きセグメントの歯は上記バイト
   軸部の対応歯と係合することを特徴とする請求項５に記
   載の穴ぐりバイト。
7. 【請求項７】 バイト軸部と歯付きセグメントとの間の
   背隙を抑制するために、移動減少機構が設けられてお
   り、該移動減少機構は、歯付きセグメントに対して正割
   な平面において長さ方向に配置され、かつ歯付きセグメ
   ントの幾何学的軸線に対して傾斜された歯すなわち鋸歯
   を備えており、上記歯すなわち鋸歯はバイト軸部の正割
   平面に設けられた対応歯すなわち鋸歯に無背隙で選択的
   に係合可能であることを特徴とする請求項６に記載の穴
   ぐりバイト。
8. 【請求項８】 上記第１孔内に保持されたブッシュを更
   に備えており、上記ブッシュは上記伝達手段が係合され
   る雌ねじ部を有していることを特徴とする請求項５ない
   し７のうちのいずれかに記載の穴ぐりバイト。
9. 【請求項９】 上記ミクロメータねじは操作ノブから最
   も速いその端部にねじ部分を備えており、該ねじ部分は
   歯付きセグメントに設けられて軸方向孔を通って延びて
   おり、かつハウジングに設けられた雌ねじ部と噛み合っ
   ており、上記ブッシュは中空スタッドの延長部に受入ら
   れており、上記中空スタッドの端部は上記歯付きセグメ
   ントにねじ連結されていることを特徴とする請求項８に
   記載の穴ぐりバイト。
10. 【請求項１０】 歯付きセグメントは上記円筒形ボディ
    の上記第１孔内で軸方向に摺動可能であり、上記歯付き
    セグメントの摺動運動は操作ノブの回転およびミクロメ
    ータねじの結果的な回転により引き起こされることを特
    徴とする請求項９に記載の穴ぐりバイト。
11. 【請求項１１】 上記背隙抑制手段は、上記バイト軸部
    内に概ね軸方向に延びる孔内に摺動可能に受入れられ、
    かつ上記歯付きセグメントの対応歯すなわち鋸歯と係合
    するための歯すなわち鋸歯を支持しているプランジャよ
    りなり、上記プランジャの調整は軸方向孔によるもので
    あり、プランジャは、歯付きセグメントの歯すなわち鋸
    歯のフランクとプランジャおよびバイト軸部の両方の歯
    すなわち鋸歯のフランクとの間に金属−金属接触が起こ
    るように調整され、上記調整スタッドはロックスタッド
    により調整位置に係合可能であることを特徴とする請求
    項６ないし１０のうちのいずれかに記載の穴ぐりバイ
    ト。
12. 【請求項１２】 バイト軸部の内方の調整スタッドの移
    動は、半径方向外方のプランジャの移動および上記ボデ
    ィの円周面の概ね内方の反対方向のバイト軸部の移動を
    引き起こすことを特徴とする請求項１１に記載の穴ぐり
    バイド。