JP4883948B2 - クリーニング作業が可能な正送り機械加工工具 - Google Patents
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Description
−ケーシング、
−軸線に沿って延びる工具ホルダスピンドル、
−工具ホルダスピンドルを駆動するための機構を含む種類の機械加工工具であって、機構は、
スピンドルをその軸線を中心としてケーシングに対して回転駆動するための第1部材、及び
スピンドルをケーシングに対してその軸線に沿って並進駆動するための第2部材を有し、並進駆動を行うための第2駆動部材は、スピンドルが駆動部材の相対的回転速度の関数として軸線に沿って前進したり後退したりするように、スピンドルのねじ山を備えた部分と螺合した、工具に関する。
上述の種類の工具は、例えば、米国特許第5,351,797号から周知である。このような工具の駆動機構は、「正送りを持つ(having positive feed)」と呼ばれる。
スピンドルの並進及び回転駆動が機械的に連結されているため、回転毎のスピンドルの前進が一定である。かくして、モータの速度の変化は、前進速度に回転毎に影響を及ぼさない。従って、形成された切り屑の厚さは一定のままであり、このような工具によって高品質の表面及び高精度のボアを穿孔できる。
ドリルの溝に切り屑が溜まらないようにできるようにするため、軸線を中心としたドリルの回転駆動中にスピンドルを引っ込めることができる。このような移動は、実際には、正送り機械によって一般的に発生する戻し移動と対応する。
このようにして行われるクリーニング作業に要する時間は極めて長く、受け入れ難い穿孔時間となる。
本工具は、特定の実施例に従って、従属項に記載の一つ又はそれ以上の特徴を含んでいてもよい。
下文に亘り、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「下」、「上」、「頂」、及び「底」といった用語は、添付図面における工具の位置に関すると理解されるべきである。
ケーシング3、
垂直軸線Aに沿って延びる工具ホルダスピンドル5、
モータ7、例えば空気圧モータ、及び
モータ7とスピンドル5とを機械的に連結するスピンドル駆動機構9を含む。
スピンドル5の下端11に穿孔ドリルを従来の方法で取り外し自在に取り付けることができる。モータ7の出力シャフト13は第1かさば歯車15を支持しており、この第1かさば歯車は、駆動機構9に属する第2かさば歯車17と噛み合っている。図示の例では、モータ7はスピンドル5に対して実質的に直角に配置されている。しかしながら、例えばフランス国特許第FR2 829 952号に説明されているように実質的に平行であってもよい。
歯車/確動クラッチ19及び23、及び歯車21及び25の歯数は、従来と同様に、二つの歯車/確動クラッチ19及び23の形態が互いに嵌着したとき、スピンドルを前進移動で下方に並進駆動するため、以下に説明するように、歯車25が歯車21よりも僅かに速い速度で回転するようになっている。
第2歯車25は、回転確動クラッチ33によって上方に向かって延長されている。この確動クラッチ33は、例えば、第2歯車25と一体である。変形例として、確動クラッチ33を第2歯車25に固定してもよい。
駆動機構9は、図2で更に明瞭にわかるように、確動クラッチ33の上側に取り付けられた噛み合い/確動クラッチ35、及びこの噛み合い/確動クラッチ35をケーシング3に対して変位するための手段37を更に含む。
−下位置(図1及び図2参照)、即ちスピンドル5の前進方向を考えた場合の前進位置であって、噛み合い/確動クラッチ35及び確動クラッチ33の形態が互いに嵌着した位置と、
−上位置(添付図面に示さず)、即ちスピンドル5の前進方向を考えた場合の戻し位置であって、噛み合い/確動クラッチ35及び確動クラッチ33の位置が互いに自由になった位置との間で行われる。
第2歯車/確動クラッチ23が下位置にあり、モータ7に加圧空気が供給されている場合には、噛み合い/確動クラッチ35が軸線Aを中心として第1歯車21よりも僅かに速い速度で回転する。従って、駆動機構9により、
−スピンドル5を歯車/確動クラッチ19及び第1歯車21を介して回転駆動し、これと同時に、
−スピンドル5を前進し、即ち軸線Aに沿って下方に向かって並進変位する。この前進は、スピンドル5と噛み合い/確動クラッチ35との間が螺合されているためであり、噛み合い/確動クラッチ35と歯車21及び従ってスピンドル5との間の回転速度が異なるためである。
第1駆動モードにより、スピンドル5によって支持されたドリルで加工物にボアを穿孔できる。
−スピンドル5を第1歯車/確動クラッチ19及び第1歯車21を介して回転駆動し、これと同時に、
−スピンドル5を戻し、即ち軸線Aに沿って上方に向かって並進変位させ、次いで、第2歯車/確動クラッチ23、第2歯車25、確動クラッチ33、及び噛み合い/確動クラッチ35を所定位置に固定し、軸線Aを中心としたスピンドル5の回転により、噛み合い/確動クラッチ35とスピンドル5との間の螺合により戻し移動を行う。
更に、変位手段37により、穿孔サイクル中にクリーニング作業を行うことができる。この目的のため、及びスピンドル5が第1駆動モードに従って駆動されるようにするため、ジャッキ40により噛み合い/確動クラッチ35をその戻し位置に向かって変位させることができる。
次いで、穿孔作業中に前に発生した切り屑を除去する。
クリーニング作業中に噛み合い/確動クラッチ35とスピンドル5との間に相対回転がないため、スピンドル5及び従ってこのスピンドルに設けられたドリルは、クリーニング前の位置を取り、穿孔作業を再開できる。
スピンドル5のクリーニング経路は、既に穿孔されたボアの深さで決まるということは理解されよう。
第1駆動モード即ちスピンドル5の回転駆動及びこれと同時に行われる前進、及び第2駆動モード即ちスピンドル5の回転駆動及びこれと同時に行われる戻しの関連、及びこれに次いで行われるモータ7への供給停止は、工具1を始動するためのボタンを操作した後、従来の方法で、例えば自動的に、モータ7に供給する空気圧回路によって行われる。
図3は、このような機能を実行可能にできる工具1の空気圧回路の部分59を概略に示す。この図では、参照番号61は、モータ7に供給する加圧空気源に付してあり、参照番号63は、モータ7への空気圧供給を行うため、工具1を始動するためのボタンによって制御される四方二位置弁に付してある。
パルス発生器65は、弁63の下流に供給ダクト68によって連結されている。
矩形波形の終わりに、切り換え弁67はもはや作動圧力を受け取らず、切り換え弁67は、弾性によって、その他方の位置に戻される。この他方の位置では、ジャッキ40には源61によって圧縮空気が供給され、噛み合い/確動クラッチ35をその前進位置に戻す。クリーニング作業は、かくして終了する。
この目的のため、空気圧回路の部分59は、切り換え弁67の制御側に、
−弁63の下流にダクト69によって連結された、モータ7に作用する負荷を制御するための弁73、
−逆止弁75、及び
−空気リザーバ77を連続して備えている。
ダクト69内のこの圧力が所定の調節可能な閾値を越えたとき、バルブ73により加圧空気が逆止弁75に通され、空気リザーバ77を充填し、切り換え弁67の制御側に加えられる。次いで切り換え弁67は図5の位置に移行し、この位置で源61によって圧縮空気がジャッキ40に供給され、噛み合い/確動クラッチ35をその戻し位置に置く。クリーニング作業を開始する。
空気リザーバ77が十分に空になったとき、切り換え弁67は弾性によってその第2位置に戻り、ジャッキ40に加圧空気が源61によって供給され、噛み合い/確動クラッチ35をその前進位置に変位する。
工具1の空気圧回路の部分59だけを上文中に説明した。他の部分により穿孔サイクルを自動的に行うことができ、即ち第1駆動モード、次いで第2駆動モード、そして最後に空気圧モータ7の停止を従来のように行うことができる。
空気圧工具の場合には、空気圧回路の部分59は、例えば、フォーク43とジャッキのロッド41との間に介在されたばねを含み、このばねは、所定のスラスト力を越えると、ジャッキ40に供給を行い、クリーニング作業を開始する。
図6で更に明瞭にわかるように、ケーシング3はジャッキ40のシリンダの外部分を形成する。この場合、ロッド41はチューブ状であり、スピンドル5を取り囲んでいる。次いで、ジャッキ40のピストン81をロッド41の上端とケーシング3との間で変位させる。
ピストン81をその前進位置からその戻し位置まで移動するため、加圧空気を開口部83を介して、ケーシング3の内側にピストン81の下方に画成された戻しチャンバ85に導入し、この加圧空気によりピストン81を上方にその戻し位置に至るまで押す。
ロッド41はピストン81によって軸線方向に駆動され、及び従って、その軸線方向変位でピストンに従う。
従って、ジャッキ40は比較的小型であり、例示の例におけるように、工具1に必要とされる全体空間を増大しない。
更に一般的には、変位手段37によって許容されたスピンドル5の並進をクリーニング作業の実施以外の目的に使用することができる。
Claims (13)
- −ケーシング(3)、
−軸線(A)に沿って延びる工具ホルダスピンドル、
−前記工具ホルダスピンドルを駆動するための機構(9)を含む形式の機械加工工具(1)であって、前記機構は、
前記スピンドル(5)をその軸線を中心として前記ケーシング(3)に対して回転駆動するための第1駆動部材(21)、及び
前記スピンドルを前記ケーシング(3)に対してその軸線に沿って並進駆動するための第2駆動部材(35)を有し、この第2駆動部材(35)は、前記スピンドル(5)が第1及び第2駆動部材(21、35)の相対的回転速度の関数として前記軸線(A)に沿って前進したり後退したりするように、前記スピンドル(5)のねじ山を備えた部分(39)と螺合した、工具において、
前記第2駆動部材(35)を前記ケーシング(3)に対して前記軸線(A)に沿って前進位置と後退位置との間で変位するための変位手段(37)を含む、ことを特徴とする工具。 - 請求項1に記載の工具において、前記第1駆動部材は前記スピンドル(5)と同軸であり且つこのスピンドルに回転するように連結された歯車(21)であり、前記スピンドルは前記第1駆動部材(21)に対してその軸線(A)に沿って摺動でき、前記駆動機構(9)は前記第1駆動部材(21)と噛み合う第1歯車/確動クラッチ(19)を含み、第2歯車/確動クラッチ(23)が前記第2駆動部材(35)にこの駆動部材を回転駆動できるように連結され、前記第2歯車/確動クラッチ(23)は、前記第1歯車/確動クラッチ(19)に形態が嵌着された前記スピンドルの前進位置と、前記第1歯車/確動クラッチ(19)と係合した状態から外れた前記スピンドルの戻し位置との間で移動できる、ことを特徴とする工具。
- 請求項2に記載の工具において、前記第2駆動部材(35)は、その戻し位置において、前記第2歯車/確動クラッチ(23)に回転連結されない、ことを特徴とする工具。
- 請求項3に記載の工具において、前記駆動機構(9)は、前記スピンドル(5)と同軸であり且つ前記第2歯車/確動クラッチ(23)と噛み合う第2歯車(25)、及び前記第2歯車(25)とともに回転するように固定された回転確動クラッチ(33)を含み、
前記第2駆動部材は、前進位置にあるときに前記確動クラッチ(33)と形態が嵌着し、戻し位置にあるときに前記確動クラッチ(33)から自由になる噛み合い/確動クラッチ(35)である、ことを特徴とする工具。 - 請求項2、3、又は4に記載の工具において、前記駆動機構(9)は、前記スピンドルの前進位置にあるとき、前記第2歯車/確動クラッチ(23)と形態が嵌着する固定確動クラッチ(27)を含む、ことを特徴とする工具。
- 請求項1乃至5のうちのいずれか一項に記載の工具において、前記スピンドル(5)の駆動モータが提供するトルクの関数として前記変位手段(37)を制御するための制御装置(59)を含む、ことを特徴とする工具。
- 請求項6に記載の工具において、前記制御装置(59)は、前記モータ(7)が提供するトルクを表す量と、越えたときにクリーニング作業が開始されなければならない所定値とを比較するための手段を含む、ことを特徴とする工具。
- 請求項1乃至7のうちのいずれか一項に記載の工具において、機械加工されるべき加工物に前記工具が及ぼすスラストの関数として前記変位手段(37)を制御するための制御装置(59)を含む、ことを特徴とする工具。
- 請求項1乃至8のうちのいずれか一項に記載の工具において、前記変位手段(37)を規則的時間間隔で制御するための制御装置(59)を含む、ことを特徴とする工具。
- 請求項9に記載の工具において、前記変位手段(37)は空気圧ジャッキ(40)を含み、前記制御装置(59)は、前記ジャッキ(40)を制御するために空気圧パルスを時間に亘って規則的に発生するための空気圧パルス発生器(65)を含む、ことを特徴とする工具。
- 請求項1乃至10のうちのいずれか一項に記載の工具において、前記変位手段は、前記工具ホルダスピンドル(5)と実質的に同軸のジャッキ(40)を含む、ことを特徴とする工具。
- 請求項1乃至11のうちのいずれか一項に記載の工具において、前記第2駆動部材(35)をその戻し位置に向かって変位しないように保持するための追加の要素(91)を含む、ことを特徴とする工具。
- 請求項1乃至12のうちのいずれか一項に記載の工具において、前進位置から戻し位置までの前記第2駆動部材(35)の変位中に前記第2駆動部材(35)の回転を前記工具ホルダスピンドル(5)に対して制動するための変位手段とピン(37、101)を含む、ことを特徴とする工具。
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