JP4759076B2 - 流体圧式送り速度制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、穴あけを行うドリルユニットのドリルのように往復移動する往復運動体を有する工作機械の送り速度を制御する流体圧式送り速度制御装置に関する。

従来、ドリルユニットにおいて、油の流量を調整することによって、ドリルと一体に移動するラムを往復動させるシリンダ等の送り速度を低速から高速までの任意の送り速度に設定できる流体圧式送り速度制御装置（自動加工ユニットの送り制御装置）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

図８は、従来のドリルユニットに使用されている流体圧式送り速度制御装置を示す図であり、（ａ）はピストンロッドが後退位置にあるときの状態を示す断面図、（ｂ）はピストンロッドが前進位置にあるときの状態を示す断面図である。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、その従来の流体圧式送り速度制御装置１００は、ボディ２００に内設されたシリンダ３００と、筒状のシリンダ３００内に形成されたシリンダ室３１０内を往復動するピストン４００と、このピストン４００と一体に移動するピストンロッド４１０と、ピストン４００によって押し出されたシリンダ室３１０内の油を油路５００を介して貯油室６００に流れる流量を調整する絞り弁７００と、この絞り弁７００を形成する回転弁体８００と、回転弁体８００を回動操作するノブ９００と、を備えて構成されている。

流体圧式送り速度制御装置１００は、ピストン４００の急激な負荷変動に対しても速度変化が極めて少なく、安定した送り速度を得ることができるようになっている。その負荷がなくなった場合には、流体圧式送り速度制御装置１００に内設された圧縮コイルばねＳＰのばね力によって、ピストンロッド４１０が元の位置に復帰するようになっている。

実公昭６０−３７２１１号公報（第２図及び第３図参照） 実公昭６１−７８６０号公報（第２図〜第４図参照）

例えば、ドリルユニットで穴あけ加工をしている場合に、ワークに貫通孔が貫通される際には、ドリルを微速送りすることが必要となる。しかしながら、特許文献１，２に記載された装置や、前記流体圧式送り速度制御装置１００等の従来の装置では、ノブ９００を回動操作して絞り弁７００の開度を調整することにより、切削加工時のドリル（ラム等の往復運動体）の送り速度を調節できるものの、送り速度が全ストローク間で一定な切削送りの送り速度にしかできなかった。
このため、従来の装置では、切削加工中に、ワークに貫通孔が貫通される間際のドリルの送り速度を微速送りに調節したり、ストロークの間に低速から微速に切り換わるようにしたりすることができかなった。

従来、この問題点を解消するための手段としては、流体圧式送り速度制御装置１００の他に、穴あけの貫通時の微速送り用の流体圧式送り速度制御装置をさらに１つ増設するしかなかった。しかしながら、この場合には、流体圧式送り速度制御装置１００を２つドリルユニットに取り付けなければならないので、その２つの流体圧式送り速度制御装置１００を取り付けるための設置スペースが必要となるため、装置全体が大型化して重量が増加すると共に、コストアップするという問題点があった。

そこで、本発明は、このような問題点を解決するために創案されたものであり、１つのユニットで速い送りと微速送りの二段階の送り速度の調整が可能な流体圧式送り速度制御装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の流体圧式送り速度制御装置は、円筒状のボディと、該ボディ内に前後方向に移動可能に配置されたピストンロッドと、前記ボディに内設された円筒状のシリンダと、該シリンダ内に往復動可能に配置されて、前記ピストンロッドが押圧されることによって該ピストンロッドと一体として往復動するピストンと、該ピストンの前方に設けられて、流体が貯溜される流体圧室と、前記ピストンの後方に設けられて、前記流体が貯溜される貯溜室と、該貯溜室に連通すると共に、前記ボディと前記シリンダとの間に設けられた流路と、前記シリンダの前端部に設けられて、前記流体圧室から前記流路に流れる流体の流れを制御することによって前記ピストンの移動速度を調整する送り速度調節機構と、前記貯溜室の後方に配置されて、前記ボディの内周面及び前記ピストンロッドに摺接させつつ前後方向に移動可能に設けられた差動ピストンと、を備え、前記ピストンによって前記流体圧室の流体を、前記送り速度調節機構及び流路を経て前記貯溜室に押し出すことにより、往復運動体の送り速度を調整する流体圧式送り速度制御装置であって、前記送り速度調節機構は、前記シリンダの前端部に配置され、前記流体圧室から前記流路へ流れる流量を調整するための第１絞り弁及び第２絞り弁を備えて構成され、前記ピストンは、前記ピストンロッドによって押圧されて予め設定した所定位置まで移動した際に、該ピストンと一体に移動して前記第１絞り弁を閉弁状態にさせる第２ピストンを有することを特徴とする。

かかる構成によれば、流体圧式送り速度制御装置は、送り速度調節機構がシリンダの前端部に複数配置された第１絞り弁及び第２絞り弁からなることにより、ピストンによって流体圧室内から押し出された流体が第１絞り弁及び第２絞り弁を通過する際に、第１絞り弁と第２絞り弁とによってそれぞれ流量が規制されて、ピストンの動く速度が細かく微調整される。ピストンは、移動した際に、第１絞り弁が第２ピストンによって閉弁状態になる。このため、１つの流体圧式送り速度制御装置によって、ピストン及びピストンロッドと一体に動く切削加工中の往復運動体の送り速度を複数段階に自動的に切り換えることができると共に、ピストンのストロークエンド付近に流動する流体の流量を規制して往復運動体の送り速度を微調整することができる。その結果、装置全体を小型化することができる。

請求項２に記載の流体圧式送り速度制御装置の発明は、請求項１に記載の流体圧式送り速度制御装置であって、前記第１絞り弁及び前記第２絞り弁の少なくとも一方は、前記シリンダ内に回動自在に配置されると共に、前記シリンダに穿設され前記流路に連通する連通孔に流れ込む前記流体圧室からの流体の流量を回動することによって調整する流量調整部を有する回転弁体と、該回転弁体を回動させることが可能なノブと、を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、第１絞り弁及び第２絞り弁の開度を調整する場合は、ノブを回動操作すれば、回転弁体が回動して、シリンダの連通孔に流れ込む流体圧室からの流体の流量を回転弁体の流量調整部によって、送り速度を調整することができる。
そして、第１絞り弁は、ピストンが所定位置まで前進すると閉塞されるので、ピストンの移動によって流動する流体の流量が減少されるため、送り速度を２段階に調整することができる。

請求項３に記載の流体圧式送り速度制御装置の発明は、請求項２に記載の流体圧式送り速度制御装置であって、前記第１絞り弁の前記回転弁体は、前記流体圧室、前記流量調整部に連通する第２シリンダ室を有し、前記第２ピストンは、前記ピストンの前端部に配置された筒部材からなり、前記ピストンと一体に移動して前記第２シリンダ室に内嵌した際に、前記第１絞り弁の前記流量調整部を閉塞すると共に、前記流体圧室内の流体を前記第２シリンダ室内に送るための逃げ孔を有することを特徴とする。

かかる構成によれば、流体圧式送り速度制御装置は、ピストンが移動すると、ピストンと一体に第２ピストンが移動して第１絞り弁の回転弁体の第２シリンダ室に内嵌し、流量調整部を閉塞する。このように、ピストンが移動した場合には、第１絞り弁の流量調整部が閉弁されて、他方が開弁された状態に維持されることにより、流体圧室から流路側に流れ込む流量が減少される。このため、第１絞り弁の流量調整部が開閉されることによって、ピストン及びピストンロッドと一体に動く往復運動体の送り速度を二段階に調整することができる。この場合、片方の流量調整部のみ流体が流れるので、流れる流量が少量であるため、その流量に応じてストロークエンド付近の送り速度を微調整することができる。

請求項４に記載の流体圧式送り速度制御装置の発明は、請求項３に記載の流体圧式送り速度制御装置であって、前記第１絞り弁の前記回転弁体は、前記第２シリンダ室を形成すると共に前記第２絞り弁の前記回転弁体内に回動可能に内嵌される円筒部と、前記第２シリンダ室の内壁に形成され、前記第１絞り弁の前記流量調整部に連通する第１流入口と、前記第２シリンダ室の内壁に形成され、前記第２絞り弁の前記流量調整部に連通する第２流入口と、を有していることを特徴とする。

かかる構成によれば、第１絞り弁の回転弁体には、流体圧室に連通する第２シリンダ室の内壁に、第１絞り弁の流量調整部に連通する第１流入口と、第２絞り弁の流量調整部に連通する第２流入口とが形成されていることによって、流体圧室内の流体を第１絞り弁または第２絞り弁の流量調整部に送ることができる。

請求項５に記載の流体圧式送り速度制御装置の発明は、請求項４に記載の流体圧式送り速度制御装置であって、前記第２絞り弁の前記回転弁体は、前記第１絞り弁の前記回転弁体の円筒部に回動可能に外嵌され、前記シリンダ及び前記ボディの開口端部内に回動可能に嵌入されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、第２絞り弁の回転弁体は、第１絞り弁の回転弁体の円筒部に回動可能に外嵌されると共に、シリンダ及びボディの開口端部内に回動可能に嵌入されていることによって、流体圧室内から第２シリンダ室、第１絞り弁の回転弁体を介してボディとシリンダとの間の流路へ流れる流体の流量を調整することができる。

本発明に係る流体圧式送り速度制御装置によれば、１つのユニットで速い送りと微速送りの二段階の送り速度の調整が可能であり、取り付けスペースを削減して装置全体を小型化することができると共に、それに伴いコストダウンを図ることができる。

本発明の実施形態に係る流体圧式送り速度制御装置を搭載したドリルユニットを示す正面図である。 本発明の実施形態に係る流体圧式送り速度制御装置の切削送りの時の状態を示す図であり、図１のＶ−Ｖ拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る流体圧式送り速度制御装置の微速送りの時の状態を示す図であり、図１のＶ−Ｖ拡大断面図である。 図２のＸ部拡大図である。 図２の第１絞り弁のＺ−Ｚ拡大断面図であり、（ａ）は流体の流量が最大のときの状態を示す、（ｂ）は流体の調整範囲内における一例を示す、（ｃ）は流体の流れを遮断したときの状態を示す。 図２のＷ部拡大図である。 図２の第２絞り弁のＹ−Ｙ拡大断面図であり、（ａ）は流体の流量が最大のときの状態を示す、（ｂ）は流体の調整範囲内における一例を示す、（ｃ）は流体の流れを遮断したときの状態を示す。 従来のドリルユニットに使用されている流体圧式送り速度制御装置を示す図であり、（ａ）はピストンロッドが後退位置にあるときの状態を示す断面図、（ｂ）はピストンロッドが前進位置にあるときの状態を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る流体圧式送り速度制御装置を説明する。なお、便宜上、図面の前後側を上、下とし、図面の左右側を前、後として説明する。また、本発明の流体圧式送り速度制御装置Ｂは、油圧や空気圧等の流体圧によって作動する装置であり、以下、油圧で作動する場合を例に挙げて説明する。
本発明の流体圧式送り速度制御装置Ｂを説明するにあたって、まず始めに、この流体圧式送り速度制御装置Ｂが搭載される工作機械Ｋについて説明する。

≪工作機械の構成≫
図１に示すように、工作機械Ｋは、加工素材であるワーク（図示省略）を切削、研削等して所定の形状に加工する加工機であり、往復移動が可能なラム３３と、ラム３３と一体のラム駆動ピストン（図示省略）を空気圧等の流体圧で往復動させるピストンシリンダ機構からなる送り装置３０と、軸方向に進退移動するラム駆動ピストンの送り速度を調整することが可能な流体圧式送り速度制御装置Ｂと、を搭載している。
つまり、工作機械Ｋは、往復動するラム３３等の往復運動体を備えた機械、または、工具やワーク等の物体を往復移動させるラム３３を搭載した機械であればよく、往復動するラム３３を何によって作動させ、どのようなものに使用するかは、特に限定されない。

以下、本発明の実施形態として、ワークに穴あけを行うドリル（図示省略）をラム３３で往復動させるドリルユニットＡを例に挙げて説明する。
工作機械Ｋは、ドリル、タップ、リーマ、ミル等の回転工具（図示省略）を回転及び往復動させてワークを加工する自動式のドリルユニットＡと、ドリルユニットＡに装着された流体圧式送り速度制御装置Ｂと、を主に備え構成されている。

≪ドリルユニットの構成≫
ドリルユニットＡは、回転工具（図示省略）を回転させながら送ることによってワークに穴あけを行う機械であり、例えば、１つの流体圧式送り速度制御装置Ｂを備えた自動単軸ドリルユニットからなる。ドリルユニットＡは、回転工具を把持するチャック３１と、チャック３１が装着される主軸３２と、主軸３２を進退移動させるラム３３と、主軸３２を回転駆動させるための電動モータＭと、ラム３３を直線往復移動させる送り装置３０と、電動モータＭ及び送り装置３０を収納したハウジング３４と、このハウジング３４に対して進退可能に設けられたバー３５と、このバー３５に固定された板部材３６と、この板部材３６に固定された衝接部材３７と、ドリルユニットＡと流体圧式送り速度制御装置Ｂとを連結するための連結部材３８と、を備えている。

図１に示すように、チャック３１は、穴あけ加工するドリル等の回転工具（図示省略）を把持した状態で主軸３２と共に軸方向に進退して回転する工具保持機器である。
主軸３２は、チャック３１に、電動モータＭの回転と、進退するラム３３の送り（往復動）と、を与える軸部材である。
ラム３３は、送り装置３０のラム駆動ピストン（図示省略）が空気圧によって往復動することにより共に移動する部材であり、ハウジング３４に進退自在に設けられている。このラム３３が往復動する速度（送り速度）は、流体圧式送り速度制御装置Ｂで制動して調節できるようになっている。

電動モータＭは、回転工具、チャック３１及び主軸３２を回転させるための回転駆動源であり、不図示の駆動スイッチを介して電源に電気的に接続されている。
送り装置３０は、ラム３３を往復動させるピストンシリンダ機構（図示省略）からなる装置であり、不図示の圧縮空気供給制御装置からの圧縮空気が送り込まれるエアシリンダ（図示省略）と、その圧縮空気によって往復動するラム駆動ピストン（図示省略）と、から構成されている。

図１に示すように、ハウジング３４は、ドリルユニットＡのアウタケースであり、円筒状の部材からなる。
バー３５は、ラム３３と一体に往復動する棒状部材であり、ハウジング３４の後端部にこのハウジング３４の軸心状を進退するように配置されている。
板部材３６は、基端部がバー３５に固定され、先端部の前側に衝接部材３７が固定された厚板状の部材であり、バー３５に対して直交する方向へ向けて設置されている。
衝接部材３７は、流体圧式送り速度制御装置Ｂのピストンロッド５の後端面５ａに対向して配置され、ラム３３、ラム駆動ピストン（図示省略）、バー３５及び板部材３６が前進してドリルによってワークに穴あけ加工する際に、それらと一体に往復動してピストンロッド５の後端面５ａを押圧する部材である。

≪流体圧式送り速度制御装置の構成≫
流体圧式送り速度制御装置Ｂは、油の流量を調整することによって、ドリルユニットＡのドリル、ラム３３等を往復移動させる送り装置３０の送り速度を低速から高速までの任意の送り速度に設定できる制御装置である。図２に示すように、この流体圧式送り速度制御装置Ｂは、円筒状のボディ１と、このボディ１内に前後方向に移動可能に配置されたピストンロッド５と、ボディ１に内設されたシリンダ２と、このシリンダ２内に往復動可能に配置されたピストン４と、ピストン４の前方に設けられた流体圧室１２と、ピストン４の後方に設けられた貯溜室１４と、シリンダ２の前端部に設けられた送り速度調節機構Ｃと、送り速度調節機構Ｃ及び貯溜室１４に連通する流路１３と、貯溜室１４の後方に配置された差動ピストン１７と、を備えて構成されている。

流体圧式送り速度制御装置Ｂは、前記衝接部材３７に押圧されたピストンロッド５が前進することによって、ピストンロッド５と一体のピストン４を前進させて、流体圧室１２内の油を、送り速度調節機構Ｃ及び流路１３を経て貯溜室１４に押し出す構造になっている。つまり、流体圧式送り速度制御装置Ｂは、ピストン４によって送り出される流体圧室１２の油の流量を第１絞り弁１０及び第２絞り弁１１で調整して、ピストン４の前進速度を制御することにより、ピストンロッド５、図１に示す送り装置３０及びラム３３の送り速度を調整する装置である。
以下、図２を主に参照しながら、流体圧式送り速度制御装置Ｂの各部の構成を後側に配置された部材から順に説明する。

≪ピストンロッドの構成≫
図２に示すピストンロッド５は、前記衝接部材３７によって後端面５ａが押圧されることにより、ピストン４を前進させるための部材であり、円柱状の部材からなる。ピストンロッド５は、蓋部材１９、スプリング１５及び差動ピストン１７を挿通して、前端にベロフラム１８及びピストン４が固定されている。

≪ボディの構成≫
ボディ１は、流体圧式送り速度制御装置Ｂのアウタケースであり、ドリルユニットＡの外周部に固定された円筒体からなる。ボディ１の前側には、第２ノブ９及び第１ノブ８が配置され、後側には、ピストンロッド５が配置されている。このボディ１の内周面１ａ内には、後側から前側へ順に、止め輪２１、蓋部材１９、スプリング１５、差動ピストン１７、ベロフラム１８、スペーサ２０、シリンダ２、流路１３、第２回転弁体７及び止め輪２２が設けられている。

≪蓋部材及びスプリングの構成≫
図２に示すように、蓋部材１９は、ピストンロッド５を進退自在に支持すると共に、ボディ１の後側開口端を閉塞する部材である。蓋部材１９は、シール部材２３を介在してボディ１に内嵌されて、止め輪２１によってボディ１に固定されている。
スプリング１５は、ボディ１内の蓋部材１９と差動ピストン１７との間に圧縮した状態に介在された圧縮コイルばねであり、差動ピストン１７及びベロフラム１８をばね力で前方向へ押圧している。

≪差動ピストン及びベロフラムの構成≫
前記差動ピストン１７は、ボディ１の内周面１ａ及びピストンロッド５の外周面に摺接させつつ前後方向に移動可能に装着された略円筒状の部材からなる。差動ピストン１７は、貯溜室１４の後方の位置に、ベロフラム１８が介在されて、スプリング１５のばね力に抗して貯溜室１４内の油の油圧によって移動するようになっている。
ベロフラム１８は、貯溜室１４と差動ピストン１７との間を隔離して、貯溜室１４内の油が差動ピストン１７側に漏れるのを阻止すると共に、貯溜室１４内に流入した油の流量に応じた油圧で差動ピストン１７を進退させる筒状弾性部材であり、隔膜状の薄いゴム製部材からなる。ベロフラム１８は、内周縁１８ａがピストンロッド５とピストン４との間に密着され、外周縁１８ｂがボディ１の内周面１ａとスペーサ２０とに密着されている。

≪貯溜室の構成≫
貯溜室１４は、ピストンロッド５が押圧された際に、ピストン４によって流体圧室１２内の油が押し出されることより、図３に示すように、流体圧室１２、第２シリンダ室６ａ、送り速度調節機構Ｃ、流路１３へと流動した油が流れ込んで貯溜されて、その油の油圧によってベロフラム１８及び差動ピストン１７を後退させる部位である。また、貯溜室１４は、衝接部材３７が後退してピストンロッド５への前方向への押圧力が開放され、スプリング１５のばね力で差動ピストン１７が前進したときに、貯溜室１４内の油が逆止弁１６の弁ばね１６ｂに抗して弁体１６ａを開弁させて、戻り流路４ａから逆止弁１６内を通って流体圧室１２内に流れ込むようになっている。貯溜室１４は、ピストン４の外周面と、スペーサ２０の内周面と、ベロフラム１８とによって形成されている。

≪スペーサの構成≫
スペーサ２０は、ピストン４が軸方向に移動自在に挿入されると共に、ボディ１の内周面１ａにシール材２４を介在して固定された略円筒状の部材からなる。このスペーサ２０は、ピストン４のストッパーの機能も果たす。

≪シリンダの構成≫
シリンダ２は、流体圧室１２の内側側壁を形成する円筒状の部材であり、ボディ１の内周面１ａに流路１３を介して内嵌されている。シリンダ２内の後側寄りには、ピストン４が往復動自在に嵌入され、シリンダ２内の前側寄りには、第１絞り弁１０の回転弁体である第１回転弁体６、及び、第２絞り弁１１の回転弁体である第２回転弁体７が回動可能に内嵌されている。シリンダ２の前側寄りには、第１絞り弁１０の第１流量調整部１０ａに合致した位置に穿設された第１連通孔２ａと、第２絞り弁１１の第２流量調整部１１ａに合致した位置に穿設された第２連通孔２ｂと、が設けられている。

≪ピストンの構成≫
図２に示すように、ピストン４は、ピストンロッド５が衝接部材３７に押圧されているときに、ピストンロッド５と一体に往復動して、流体圧室１２内の油を押し出して送り速度調節機構Ｃを介して流路１３側へその油を流動させる部材である。ピストン４には、中央部に径方向に穿設された戻り流路４ａと、流体圧室１２側に略筒状に形成されたピストン流路４ｂと、貯溜室１４側に円柱状に形成された棒状部４ｃと、を有している。ピストン４は、シール材２５を介在してシリンダ２内に往復動自在に挿入されている。
戻り流路４ａは、貯溜室１４、流路１３及びピストン流路４ｂに連通している。ピストン流路４ｂには、逆止弁１６と、第２ピストン３を介して止め輪２８が内設されている。

≪逆止弁の構成≫
逆止弁１６は、ピストン４が前進する際に、流体圧室１２内の油が第２ピストン３内、ピストン流路４ｂ、戻り流路４ａを通って流路１３側へ流れるのを阻止するバルブである。逆止弁１６は、ピストン流路４ｂの内底に形成された弁座と、この弁座を閉塞する弁体１６ａと、この弁体１６ａを押圧する弁ばね１６ｂと、から構成されている。
弁体１６ａは、スチールボールにより形成されている。弁ばね１６ｂは、前端が第２ピストン３を前側へ押圧し、後端が弁体１６ａを後側へ押圧する圧縮コイルばねからなる。

≪第２ピストンの構成≫
第２ピストン３は、ピストン４の前端部に配置されて一体に往復動して、後記する第２シリンダ室６ａに内嵌及び離間される略円筒形状の部材からなる。第２ピストン３は、前進した際に、第２シリンダ室６ａに挿入されて、この第２シリンダ室６ａに形成された第１流量調整部１０ａを閉塞して第１絞り弁１０を閉弁状態にし、後退した際に、第２シリンダ室６ａから離間する第１絞り弁１０の一部を構成している。図３に示すように、第２ピストン３には、この第２ピストン３が第２シリンダ室６ａに内嵌された際に、流体圧室１２内の油が第２ピストン３内に流れ込む逃げ孔３ａが穿設されている。
その逃げ孔３ａは、第２ピストン３が最前端に移動した際に、第２シリンダ室６ａの内壁によって閉塞されない後寄りの位置に穿設されている。

≪流体圧室及び流路の構成≫
図２に示すように、流体圧室１２は、油が貯溜される部位であり、シリンダ２と、ピストン４と、第２ピストン３と、第１回転弁体６等によって形成されたシリンダ室である。
流路１３は、ボディ１の内壁とシリンダ２の外壁との間に形成されて、後記する第１絞り弁１０及び第２絞り弁１１を通過した油が貯溜室１４へ流れるように形成されている。

≪送り速度調節機構の構成≫
送り速度調節機構Ｃは、流体圧室１２から流路１３に流れる油（流体）の流れを制御することによってピストン４の移動速度を調整するバルブ装置であり、シリンダ２の前端部に複数配置されている。送り速度調節機構Ｃは、流体圧室１２から流路１３へ流れる油の流量を調整するための第１絞り弁１０及び第２絞り弁１１から主に構成されている。

＜第１絞り弁の構成＞
図２に示すように、第１絞り弁１０は、流路１３に連通する第１連通孔２ａに流れ込む流体圧室１２からの油の流量を調整する第１流量調整部１０ａを有する第１回転弁体６と、この第１回転弁体６を回動させることが可能な第１ノブ８と、前記第２ピストン３と、を主に備えて構成されている。

＜第１回転弁体の構成＞
第１回転弁体６は、流体圧室１２内から流路１３へ流れる油の流量及びピストン４の移動速度を調整する調整部材としての機能を果たす部材であり、シリンダ２及び第２回転弁体７内に回動可能に配置されている。第１回転弁体６は、流体圧室１２、第１流量調整部１０ａ及び第２流量調整部１１ａに連通する第２シリンダ室６ａと、第２回転弁体７が回動可能に外嵌される円筒部６ｂと、第２シリンダ室６ａの内壁に形成された第１流入口６ｃ及び第２流入口６ｄと、第１流入口６ｃに連通する第１流量調整溝６ｅ（図４参照）と、第１流入口６ｃ及び第１流量調整溝６ｅが形成された円盤部６ｆと、第２シリンダ室６ａを閉塞する栓２９と、円筒部６ｂに外嵌されて第１回転弁体６を回動させるための第１ノブ８と、を有している。

図３に示すように、第２シリンダ室６ａは、第１回転弁体６の円筒部６ｂと、円筒部６ｂの後端側に内嵌されたり離間されたりする第２ピストン３と、円筒部６ｂの前側開口端に内嵌された栓２９と、によって形成された油の充填室からなり、流体圧室１２に連通している。第２シリンダ室６ａは、流体圧室１２内から流路１３へ流れる油の油路の一部を形成し、その内壁には、第１流入口６ｃと第２流入口６ｄが形成されている。
円筒部６ｂは、流体圧室１２内の油が流路１３へ流れるための油路（第２シリンダ室６ａ）の一部を形成すると共に、第２回転弁体７及び第１ノブ８を軸支するための軸部材である。

第１流入口６ｃは、第２ピストン３が流体圧室１２側の位置にある際に、開放状態にあって、油が第２シリンダ室６ａから流路１３側に向って流れ、第２ピストン３が前進して第２シリンダ室６ａに内嵌した際に、第２ピストン３によって閉塞される油路である。第１流入口６ｃは、第１連通孔２ａから第２シリンダ室６ａの軸心に向けて穿設されている。第１流入口６ｃは、第２シリンダ室６ａ及び第１流量調整部１０ａに連通している。

第２流入口６ｄは、第２シリンダ室６ａ内の油を、円筒部６ｂの外側にある第２絞り弁１１の第２流量調整部１１ａに送るための油路である。第２流入口６ｄは、第２シリンダ室６ａと第２流量調整部１１ａとに連通している。第２流入口６ｄは、円筒部６ｂにおいて、第２ピストン３が最前端に移動して第２シリンダ室６ａに内嵌された際に、第２ピストン３によって閉塞されない前寄りの位置に穿設されている。

図４に示すように、第１流量調整溝６ｅは、第１流入口６ｃが開放されて第２シリンダ室６ａ内の油がその第１流入口６ｃから流れ込む状態のときに、その油が流路１３に流れる流量を調整するための溝である。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１流量調整溝６ｅは、円盤部６ｆの外周面の第１流入口６ｃの付近から略半周以上（約３/４周）に亘って徐々に溝の深さが浅くなるように形成されたＶ溝からなり、この第１流量調整溝６ｅとシリンダ２の内壁とによって油路を形成している。

図５に示すように、円盤部６ｆは、第２シリンダ室６ａ、第１流入口６ｃ及び第１流量調整溝６ｅを形成する円盤状の部位であり、流体圧室１２の前側に内嵌されている。
栓２９は、第２シリンダ室６ａの前端部を密閉した状態に閉塞するために、シール材２７を介在して円筒部６ｂの先端に内嵌されている。

＜第１ノブの構成＞
第１ノブ８は、回動操作することによって第１回転弁体６を回動させて、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１連通孔２ａに対する第１流量調整溝６ｅ及び第１流入口６ｃの位置を調整して、第１流入口６ｃから流路１３へ流れる油の流量を調整するためのボリュームである。

＜第２絞り弁の構成＞
図２に示すように、第２絞り弁１１は、シリンダ２内に回動自在に配置されると共に、シリンダ２に穿設された第２連通孔２ｂに流れ込む流体圧室１２からの油の流量を調整する第２流量調整部１１ａを有する第２回転弁体７と、この第２回転弁体７を回動させることが可能な第２ノブ９と、を主に備えて構成されている。

第２回転弁体７は、前記第１回転弁体６と同様に、流体圧室１２内から流路１３へ流れる油の流量及びピストン４の移動速度を調整する調整部材としての機能を果たす。図６に示すように、第２回転弁体７は、第２流入口６ｄを介して第２シリンダ室６ａに連通する弁孔７ａと、シリンダ２の前端部に回動可能に内嵌される円筒部７ｃと、円筒部７ｃの外周面に形成された第２流量調整溝７ｂと、ボディ１内に回動可能に内嵌されたボディ閉塞部７ｄと、図２に示す第２ノブ９が装着されるノブ装着部７ｅと、を有している。つまり、第２回転弁体７は、第１回転弁体６の円筒部６ｂに回動可能に外嵌されると共に、シリンダ２及びボディ１の開口端部内に回動可能に嵌入されて、第２ノブ９を回動操作すれば回動して、第２流量調整溝７ｂ内を流れる油の流量が調整できるようになっている。

図６に示すように、弁孔７ａは、第２シリンダ室６ａの第２流入口６ｄと流路１３との間を流れる油の油路の一部を形成する部位であり、軸心側が第２流入口６ｄに連通し、外周部側が第２連通孔２ｂを介して流路１３に連通している。
円筒部７ｃは、この円筒部７ｃに形成された弁孔７ａ及び第２流量調整溝７ｂが、シリンダ２の内壁面によって閉塞及び規制されるように回動可能に内嵌される部位である。

図６に示すように、第２流量調整溝７ｂは、前記第１流量調整溝６ｅと同様に、第２流入口６ｄから流路１３に流れる油の流量を調整するための溝である。図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２流量調整溝７ｂは、円筒部７ｃの外周面の弁孔７ａの付近から略半周以上（約３/４周）に亘って徐々に溝の深さが浅くなるように形成されたＶ溝からなり、この第２流量調整溝７ｂとシリンダ２の内壁とによって油路を形成している。

図２に示すように、ボディ閉塞部７ｄは、ボディ１の前側開口端部を閉塞する部位であり、シール材２６を介在してボディ１内に回動可能に内嵌されると共に、止め輪２２によってボディ１に固定されている。
ノブ装着部７ｅは、第２ノブ９が外嵌されてねじ止めされると共に、円筒部６ｂに回動自在に外嵌される部位であり、筒状に形成されている。

＜第２ノブの構成＞
第２ノブ９は、この第２ノブ９を回動操作することにより第２回転弁体７を回動させる操作部材であり、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２連通孔２ｂに対する第２流量調整溝７ｂ及び弁孔７ａの位置を調整して、第２シリンダ室６ａの第２流入口６ｄから流路１３へ流れる油の流量を調整するためのボリュームである。

≪作用≫
次に、各図を参照しながら本発明の実施形態に係る流体圧式送り速度制御装置Ｂの作用を説明する。

≪ドリルユニットの本体送り工程≫
不図示のドリルをワークの加工面の近傍まで送る加工前のドリルユニットＡの本体送り工程では、図１に示すように、衝接部材３７がピストンロッド５と非接触状態である。このため、ドリルユニットＡの送り装置３０は、流体圧式送り速度制御装置Ｂによって制動されることなく、速い送り速度でドリルを送ることができる。穴あけ加工する場合は、ワークをテーブル（図示省略）に固定して、電動モータＭを回転させながら送り装置３０を駆動させて主軸３２及びラム３３を送り、ドリルをワークに近接させる。ドリルは、ラム３３、バー３５、板部材３６及び衝接部材３７と一体に前進し、速い送り速度で送られる。

≪切削送り工程≫
不図示のドリルがワークに近接した位置まで送られると、送り装置３０の送りは、衝接部材３７が、ピストンロッド５の後端面５ａに当接して油圧によって制動され、ピストンロッド５に抗して押圧し前進するので、やや低速の切削送り工程になる。この切削送り工程は、ワークに対してドリルが穴あけ加工を始める位置からワークに貫通孔が貫通される寸前までの送り位置である。換言すると、切削送り工程は、図２に示す衝接部材３７がピストンロッド５に当接した位置から第２ピストン３が第１流入口６ｃを閉塞して第１絞り弁１０を閉弁状態にするまでの間である。

切削送り工程では、図２に示すように、ピストンロッド５が前進すると、ピストン４及び第２ピストン３が流体圧室１２内の油を押圧しながら前進する。流体圧室１２から押し出された油は、一方が、第２シリンダ室６ａの第１流入口６ｃから第１流量調整部１０ａ、第１連通孔２ａ及び流路１３を通って貯溜室１４内に流れ込み、他方が、第２シリンダ室６ａの第２流入口６ｄから第２流量調整部１１ａ、第２連通孔２ｂ及び流路１３を通って貯溜室１４内に流れ込む。貯溜室１４内に流れ込んだ油は、ベロフラム１８及び差動ピストン１７を押圧して後退させる。

このように、送り装置３０（図１参照）によるドリルの送りが切削送りの速度の場合、流体圧室１２内の油は、二つ油路から流路１３を通って貯溜室１４へ流れるので、貯溜室１４へ流れる流量が多く、流動抵抗が小さい。このため、ピストン４及びピストンロッド５は、前進速度が速く、衝接部材３７を制動させる制動力が小さい。したがって、切削送り時の送り装置３０がドリルを送る速度は、速くなっている。

＜切削送り工程での送り速度の調節＞
切削送り工程での送り速度を調整したい場合は、作業前に予め、第１ノブ８及び第２ノブ９を回動操作して、第１絞り弁１０及び第２絞り弁１１の第１流量調整部１０ａ及び第２流量調整部１１ａを流れる油の流量を調節することによって、送り速度を調整できる。
例えば、第１ノブ８を回動操作して送り速度を調節する場合は、第１ノブ８を図５（ａ）に示すように、矢印ａの右方向の最右側位置まで回動操作すると、第１流入口６ｃと第１連通孔２ａとの間に配置されたＶ溝からなる第１流量調整溝６ｅの深さが最も深い位置になり、第１流入口６ｃから第１流量調整溝６ｅを介して第１連通孔２ａへ流れる油の流量が最大となる。
これと同様に、第２ノブ９を最右側まで回動操作すると、図７（ａ）に示すように、第２絞り弁１１の第２流量調整部１１ａを流れる油の流量が最大となる。
このように、第１ノブ８及び第２ノブ９を最右側まで回動操作したときが、切削送り時の最速状態になる。

図５（ｂ）に示すように、第１ノブ８（図２参照）を矢印ｂの左方向の中間位置まで回動操作すると、第１流量調整溝６ｅの深さが減少し、第１流入口６ｃから第１流量調整溝６ｅを介して第１連通孔２ａへ流れる油の流量も減少する。これと同様に、第２ノブ９（図２参照）を中間位置まで回動操作すると、図７（ｂ）に示すように、第２絞り弁１１の第２流量調整部１１ａを流れる油の流量が減少される。
このように、第１ノブ８及び第２ノブ９を中間位置まで回動操作した場合には、切削送り時の送り速度を中間速度に調節することができる。

図５（ｃ）に示すように、第１ノブ８（図２参照）を矢印ｃの左方向の最左側位置まで回動操作すると、第１連通孔２ａが第１回転弁体６によって閉塞され、油の流れが停止する。これと同様に、第２ノブ９（図２参照）を最左側位置まで回動操作すると、図７（ｂ）に示すように、第２連通孔２ｂが第２回転弁体７によって閉塞され、油の流れが停止する。
このように、第１ノブ８及び第２ノブ９を最左側位置まで回動操作すると、送り速度が０となってピストン４、ピストンロッド５及び衝接部材３７の移動と、送り装置３０（図１参照）の送りとが停止する。

≪微速送り工程≫
図３に示すように、ピストンロッド５が衝接部材３７によってさらに押圧されて、ピストン４がさらに前進して、不図示のドリルがワークの貫通孔を貫通させる寸前まで前進すると、第２ピストン３が第２シリンダ室６ａに内嵌して第１流入口６ｃ（図４参照）を閉塞する微速送り工程になる。
このため、第１絞り弁１０が閉弁され、流体圧室１２内の油が逃げ孔３ａ、第２ピストン３内、第２シリンダ室６ａ、第２流入口６ｄ、第２流量調整部１１ａ、第２連通孔２ｂ及び流路１３を通って貯溜室１４内へ流れるようになる。このように、油の流れる油路が一箇所になったことによって、油の流量が減少し、流動抵抗が増大する。このため、流体圧式送り速度制御装置Ｂは、ピストン４、ピストンロッド５及び衝接部材３７の動きが制動されて、送り速度を減速させ、微速送りにさせることができる。
このように、第１絞り弁１０を開閉させることにより、流体圧室１２内の油がピストン４によって押し出されて貯溜室１４側へ流れる流量を二段に規制して、送り速度の速い切削送りと、送り速度の遅い微速送りとの二通りにすることが可能となる。

＜微速送り工程での送り速度の調節＞
微速送り工程での送り速度の調整したい場合は、作業前に予め、第２ノブ９を回動操作して、第２絞り弁１１の第２流量調整部１１ａを流れる油の流量を微調節することによって、送り速度を調節できる。
第２ノブ９を図７（ａ）に示すように、矢印ｄの右方向の最右側まで回動操作すると、弁孔７ａと第２連通孔２ｂとの間に配置されたＶ溝からなる第２流量調整溝７ｂの深さが最も深い位置になり、弁孔７ａから第２流量調整溝７ｂを介して第２連通孔２ｂへ流れる油の流量が最大となる。このため、第２ノブ９を最右側まで回動操作したときが、微速送り時の最速状態になる。

この状態から図７（ｂ）に示すように、第２ノブ９を矢印ｅの右方向の中間位置まで回動操作すると、第２流量調整溝７ｂの深さが減少し、弁孔７ａから第２流量調整溝７ｂを介して第２連通孔２ｂへ流れる油の流量も減少する。このため、第２ノブ９を中間位置まで回動操作すると、微速送り時の送り速度が減少された状態に調節することができる。

図７（ｃ）に示すように、第２ノブ９を矢印ｆの右方向の最右側位置まで回動操作すると、第２連通孔２ｂが第２回転弁体７によって閉塞されて、油の流れが停止する。このため、第２ノブ９を最右側位置まで回動操作すると、送り速度が０となり、ピストン４、ピストンロッド５及び衝接部材３７の移動と、送り装置３０（図１参照）の送りとが停止する。

以上のように、本発明は、ドリルユニットＡに１つの流体圧式送り速度制御装置Ｂを装着することによって、穴あけ加工中の送り装置３０による送り速度を、低速な切削送り工程と微速な微速送り工程とに二段階に自動的に変えることができると共に、切削送り工程時及び微速送り工程時の送り速度を適宜な速度に可変できるようにした。これにより、本発明は、ワークの材質等に適合した切削送りと、穴あけ完了間際に微速送りをすることが可能なコンパクトな流体圧式送り速度制御装置Ｂを提供することができる。

[変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。

例えば、往復運動体を有する工作機械Ｋとしては、図１に示すようなドリルユニットＡのラム３３を送る場合を例に挙げて本発明の一実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、往復移動する往復運動体を有する機械であれば適用させることができ、その他の装置であっても構わない。

また、前記実施形態では、図３に示すように、第２ピストン３が第２シリンダ室６ａに内嵌した際に、第１流量調整部１０ａが第２ピストン３によって閉塞される場合を説明したが、第１流量調整部１０ａまたは第２流量調整部１１ａのどちらか一方が第２ピストン３によって閉塞されればよく、第２流量調整部１１ａが閉塞されるようにしてもよい。

さらに、第１絞り弁１０及び第２絞り弁１１は、それぞれ１つずつ設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第２シリンダ室６ａ内の第１流入口６ｃ及び第２流入口６ｄは、軸方向に互いずらした位置に配置して、第２ピストン３によって閉塞される流入口の位置が相違すれば、さらに、絞り弁を増設して数を増やしても構わない。このようにすれば、送り速度を細かく複数段に調整することが可能になり、さらに、穴あけ加工が行われるワークの材質に適合した送り速度に設定できる。

また、第１流入口６ｃは、送り速度を遅らせたいときに第２ピストン３またはピストン４によって閉塞される位置に設ければよく、他の適宜な位置に設けても構わない。このため、第１流入口６ｃと第２流入口６ｄとは、第２ピストン３の形状を変えれば、第１流入口６ｃと第２流入口６ｄとの位置を逆にしても構わない。

１ ボディ
１ａ 内周面
２ シリンダ
２ａ 第１連通孔（連通孔）
２ｂ 第２連通孔（連通孔）
３ 第２ピストン
３ａ 逃げ孔
４ ピストン
５ ピストンロッド
６ 第１回転弁体（第１絞り弁の回転弁体）
６ａ 第２シリンダ室
６ｂ 円筒部
６ｃ 第１流入口
６ｄ 第２流入口
７ 第２回転弁体（第２絞り弁の回転弁体）
８ 第１ノブ（ノブ）
９ 第２ノブ（ノブ）
１０ 第１絞り弁（絞り弁）
１０ａ 第１流量調整部（流量調整部）
１１ 第２絞り弁（絞り弁）
１１ａ 第２流量調整部（流量調整部）
１２ 流体圧室
１３ 流路
１４ 貯溜室
１７ 差動ピストン
Ｂ 流体圧式送り速度制御装置
Ｃ 送り速度調節機構

Claims (5)

1. 円筒状のボディと、
   該ボディ内に前後方向に移動可能に配置されたピストンロッドと、
   前記ボディに内設された円筒状のシリンダと、
   該シリンダ内に往復動可能に配置されて、前記ピストンロッドが押圧されることによって該ピストンロッドと一体として往復動するピストンと、
   該ピストンの前方に設けられて、流体が貯溜される流体圧室と、
   前記ピストンの後方に設けられて、前記流体が貯溜される貯溜室と、
   該貯溜室に連通すると共に、前記ボディと前記シリンダとの間に設けられた流路と、
   前記シリンダの前端部に設けられて、前記流体圧室から前記流路に流れる流体の流れを制御することによって前記ピストンの移動速度を調整する送り速度調節機構と、
   前記貯溜室の後方に配置されて、前記ボディの内周面及び前記ピストンロッドに摺接させつつ前後方向に移動可能に設けられた差動ピストンと、を備え、
   前記ピストンによって前記流体圧室の流体を、前記送り速度調節機構及び流路を経て前記貯溜室に押し出すことにより、往復運動体の送り速度を調整する流体圧式送り速度制御装置であって、
   前記送り速度調節機構は、前記シリンダの前端部に配置され、前記流体圧室から前記流路へ流れる流量を調整するための第１絞り弁及び第２絞り弁を備えて構成され、
   前記ピストンは、前記ピストンロッドによって押圧されて予め設定した所定位置まで移動した際に、該ピストンと一体に移動して前記第１絞り弁を閉弁状態にさせる第２ピストンを有することを特徴とする流体圧式送り速度制御装置。
2. 前記第１絞り弁及び前記第２絞り弁の少なくとも一方は、前記シリンダ内に回動自在に配置されると共に、前記シリンダに穿設され前記流路に連通する連通孔に流れ込む前記流体圧室からの流体の流量を回動することによって調整する流量調整部を有する回転弁体と、
   該回転弁体を回動させることが可能なノブと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の流体圧式送り速度制御装置。
3. 前記第１絞り弁の前記回転弁体は、前記流体圧室、前記流量調整部に連通する第２シリンダ室を有し、
   前記第２ピストンは、前記ピストンの前端部に配置された筒部材からなり、前記ピストンと一体に移動して前記第２シリンダ室に内嵌した際に、前記第１絞り弁の前記流量調整部を閉塞すると共に、前記流体圧室内の流体を前記第２シリンダ室内に送るための逃げ孔を有することを特徴とする請求項２に記載の流体圧式送り速度制御装置。
4. 前記第１絞り弁の前記回転弁体は、前記第２シリンダ室を形成すると共に前記第２絞り弁の前記回転弁体内に回動可能に内嵌される円筒部と、
   前記第２シリンダ室の内壁に形成され、前記第１絞り弁の前記流量調整部に連通する第１流入口と、
   前記第２シリンダ室の内壁に形成され、前記第２絞り弁の前記流量調整部に連通する第２流入口と、
   を有していることを特徴とする請求項３に記載の流体圧式送り速度制御装置。
5. 前記第２絞り弁の前記回転弁体は、前記第１絞り弁の前記回転弁体の円筒部に回動可能に外嵌され、前記シリンダ及び前記ボディの開口端部内に回動可能に嵌入されていることを特徴とする請求項４に記載の流体圧式送り速度制御装置。

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