JP5391244B2 - 流体圧式送り速度制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体圧式送り速度制御装置に係り、特に、微速送りから速い送り速度に変換し、その後再び微速送りに変換する流体圧式送り速度制御装置に関する。

ドリルやタップ、リーマ、ミル等の回転工具を回転および往復動させて、ワークを加工するドリルユニット等の送り速度を制御する流体圧式送り速度制御装置において、速い送りと微速送りの２段階の速度調節が可能な制御装置がある。これは、回転工具でワークを切削する際には速い送り速度で送り、回転工具がワークを貫通する抜け際には微速送りに変換するものである（例えば、特許文献１，２）。

特開２０１１−６６６号公報 実公昭６１−７８６０号公報

しかしながら、従来の装置においては、切削時に速い送り速度で送って切削時間を短縮しドリルの抜け際に速い送り速度から遅い送り速度に変換するものであり、回転工具がワークに当接して切削を開始する際にも切削時と同じ速い送り速度で送るため、この切削開始における回転工具の食い付き時にバリや加工穴の位置ずれが発生しやすくなるという問題があった。

また、微速送りにおける流量調整では微小な流量調整が必要になるため、特に、油圧を利用した速度制御装置は、長く使用していると作動油の流量を調節して速度制御を行う弁や溝部分にゲル状になった作動油が詰まってしまい、微小な速度制御に影響を及ぼすという問題があった。

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、精度よく微速送りから速い送り速度に変換し、その後再び微速送りに変換することができる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、該ボディに内設されたシリンダと、該シリンダ内に往復動可能に配置されたピストンと、該ピストンに連結され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およ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およ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絞り弁および第２絞り弁を備えて構成され、前記ピストンは、一体に移動して前記第２絞り弁を開閉させる第２ピストンを有し、前記第２ピストンは、前記第２絞り弁に嵌合して閉塞する外周部と、この外周部の前部と後部の間に形成された凹部と、当該第２ピストンの内周部に形成された流通孔と、前記外周部の後部と前記流通孔とを連通する後部逃げ孔、および前記凹部と前記流通孔とを連通する凹部逃げ孔と、を備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、請求項１に記載の流体圧式送り速度制御装置は、前記流体圧室から前記流路へ流れる流量を調整する第１絞り弁と第２絞り弁を備えたことで、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絞り弁および第２絞り弁を通過する際に、第１絞り弁と第２絞り弁によりそれぞれ流体の流量を規制することができるので、ピストンの移動速度を適切に調節することができる。

また、前記第２ピストンは、前記第２絞り弁に嵌合して閉塞する外周部の前部と後部の間に形成された凹部を備えたことで、前記第２ピストンの前部が前記第２絞り弁を閉塞して閉弁した状態では、第１絞り弁のみを開弁させてピストンの移動速度を遅く設定することができる（微速送り）。

そして、この第２絞り弁を閉弁した状態から、第２ピストンが前記ピストンロッドによって押圧されてさらに移動し、前記流体圧室から前記後部逃げ孔、前記流通孔、および前記凹部逃げ孔を介して前記流体圧室から前記第２絞り弁までが連通した状態では、前記第２絞り弁を開放して開弁することができる。
このため、第１絞り弁に加えて第２絞り弁も開弁した状態では、流体の流量が増加するのでピストンの移動速度を速く設定することができる（増速送り）。

さらにこの位置から、第２ピストンを前記ピストンロッドによって押圧して移動し、前記第２ピストンの後部が前記第２絞り弁を閉塞して閉弁した状態では、第１絞り弁のみが開弁しているためピストンの移動速度を遅く設定することができる（微速送り）。

したがって、請求項１に記載の流体圧式送り速度制御装置は、例えば、穴あけを行うドリルユニットに適用することで、切削開始時におけるドリルがワークに当接して食い付く際にはピストンの移動速度を遅く設定し（食い付き時の微速送り）、切削中は前記増速送りである速い送り速度に変換し（穴あけ時の切削送り）、そしてドリルがワークから抜ける際には再び微速送り（抜け際の微速送り）に変換して加工条件に合わせたきめ細かな送り速度を設定することができる。

以上のように、本発明の請求項１に記載の流体圧式送り速度制御装置は、精度よく微速送りから速い送り速度に変換し、その後再び微速送りに変換することができる流体圧式送り速度制御装置を提供することができる。
このため、本発明の請求項１に記載の流体圧式送り速度制御装置は、特に、穴あけを行うドリルユニットの送り制御に好適に採用することができ、切削中は最適な送り速度を維持しながらドリルの食い付き時と抜け際には微速送りに変換することで、加工穴の位置ずれやバリの発生等の不具合を効果的に抑制して良好な仕上げ品質を実現することができる。

本発明の請求項２に係る流体圧式送り速度制御装置は、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絞り弁および前記第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、このノブの回動を規制する回り止め手段と、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絞り弁および第２絞り弁の開度を調整する場合は、ノブを回動操作することで、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好適に調整することができる。
また、ノブの回動を規制する回り止め手段により、ノブを回動して流量を調整した後はノブの回動を規制して不用意な操作を回避することで、調整位置を安定して保持することができる。

本発明の請求項３に係る流体圧式送り速度制御装置は、請求項１または請求項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絞り弁を通過する流体を濾過するフィルター、および前記第２絞り弁を通過する流体を濾過するフィルターのうち、少なくとも一方のフィルターを備えていることを特徴とする。

かかる構成によれば、流体を濾過するフィルターを備えたことで、第１絞り弁および第２絞り弁に流体が詰まることを抑制して、精度よく流体の流量を調節することができるため、好適に微速制御を実行することができる。

本発明に係る流体圧式送り速度制御装置は、微速送りから速い送り速度に変換し、その後再び微速送りに変換することができる。
このため、本発明に係る流体圧式送り速度制御装置は、特に、穴あけを行うドリルユニットの送り制御に好適に採用することができ、切削中は最適な送り速度を維持しながらドリルの食い付き時と抜け際には微速送りに変換することで、加工穴の位置ずれやバリの発生等の不具合を効果的に抑制して良好な仕上げ品質を実現することができる。

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構成を示す図１のＶ−Ｖ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食い付き時における微速送りの動作を説明するための図であり、（ａ）は図２の部分拡大図、（ｂ）は図１の正面図を示す。 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時における切削送りの動作を説明するための図であり、（ａ）は図２の部分拡大図、（ｂ）は図１の正面図を示す。 本発明の実施形態に係る流体圧式送り速度制御装置の抜け際における微速送りの動作を説明するための図であり、（ａ）は図２の部分拡大図、（ｂ）は図１の正面図を示す。 図２の第１絞り弁のＺ−Ｚ拡大断面図であり、（ａ）は作動油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の第２絞り弁のＹ−Ｙ拡大断面図であり、（ａ）は作動油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。

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Ｂについて詳細に説明する。説明の便宜上、図１に示すドリルユニットＡに装着した状態を想定して、流体圧式送り速度制御装置Ｂのピストンロッド５側を後側、ノブ８，９側を前側として前後方向を定める。

本発明の実施形態に係る流体圧式送り速度制御装置Ｂは、図１に示すように、ドリル、タップ、リーマ、ミル等の回転工具を回転および往復動させてワークＷ（図３参照）を加工する自動式のドリルユニットＡに好適に搭載することができる。
なお、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。

ドリルユニットＡは、回転工具であるドリルＴを把持するチャック３１０と、チャック３１０が装着される主軸３２０と、主軸３２０を進退移動させるラム３３０と、主軸３２０を回転駆動させるための電動モータＭと、ラム３３０を直線往復移動させる送り装置３００と、電動モータＭおよび送り装置３００を収納したハウジング３４０と、このハウジング３４０に対して進退可能に設けられたバー３５０と、このバー３５０に固定された板部材３６０と、この板部材３６０に固定された衝接部材３７０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３８０と、を備えている。

流体圧式送り速度制御装置Ｂは、流体である作動油の流れを制御することによって、ドリルユニットＡのドリルＴ、ラム３３０等を往復移動させる送り装置３００の送り速度を円滑に制御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、このピストン４に連結され前後方向に移動可能に配置されたピストンロッド５と、ピストン４の前端部に一体に固定された第２ピストン３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および貯溜室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、を備えている。

流体圧式送り速度制御装置Ｂは、前記衝接部材３７０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内の作動油を送り速度調節機構Ｃおよび流路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の作動油の流量を第１絞り弁１０および第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、ラム３３０の送り速度を制御する装置である。

ピストンロッド５は、円柱状の部材からなり、蓋部材１９、スプリング１５および差動ピストン１７を挿通して、前端にベロフラム１８およびピストン４が固定されている。

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１ノブ８および第２ノブ９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および止め輪２２が設けられている。

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およびベロフラム１８をばね力で前方向へ押圧している。

前記差動ピストン１７は、ボディ１の内周面１ａおよびピストンロッド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内の作動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内に流入した作動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。

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内の作動油が押し出されることより、送り速度調節機構Ｃを介して、流路１３から貯溜室１４へと作動油が流れ込むことで、その作動油の油圧によってベロフラム１８および差動ピストン１７を後退させる部位である（図３（ａ）を併せて参照）。

また、貯溜室１４は、衝接部材３７０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回転弁体６および第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４は、ピストンロッド５が衝接部材３７０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内の作動油を押し出して送り速度調節機構Ｃを介して流路１３側へその作動油を流動させる部材である。ピストン４には、中央部に軸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およびピストン流路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３は、図３（ａ）に示すように、略円筒形状の部材からなり、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に内嵌される外周部３１と、この外周部３１の前部３１ａと後部３１ｂの間に外周部３１よりも縮径して形成された凹部３２と、内周部に貫通して形成された流通孔３３と、外周部３１の後部３１ｂと流通孔３３とを連通する後部逃げ孔３４、および凹部３２と流通孔３３とを連通する凹部逃げ孔３５と、を備えている。

かかる構成により、第２ピストン３の前部３１ａが第２シリンダ室６ａに内嵌された状態では、第２絞り弁１１を閉塞して閉弁する。
また、この第２絞り弁１１を閉弁した状態から、第２ピストン３がピストンロッド５によって押圧されてさらに移動し、流体圧室１２から後部逃げ孔３４、流通孔３３、および凹部逃げ孔３５を通り、外周部３１よりも縮径して形成された凹部３２を介して流体圧室１２から第２絞り弁１１までが連通した状態では、第２絞り弁１１を開弁する。
さらに、第２ピストン３をピストンロッド５（図２参照）によって押圧して第２ピストン３の後部３１ｂが第２絞り弁１１を閉塞するまで移動すると、第２絞り弁１１を閉弁することができる。

流体圧室１２は、作動油の圧力室となるシリンダ室であり、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ている。
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および第２絞り弁１１を通過した作動油が貯溜室１４へ流れるようになっている。

送り速度調節機構Ｃは、流体圧室１２から流路１３に流れる作動油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へ流れる作動油の流量を調整するための第１絞り弁１０および第２絞り弁１１から主に構成されている。

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からの作動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６は、流体圧室１２内から流路１３へ流れる作動油の流量およびピストン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および第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、第２ピストン３に形成された流通孔３３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、流体圧室１２に開口して形成された第１流入口６ｃと、この第１流入口６ｃに装着されたフィルターＦ１と、円筒部６ｂに形成された第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６（ａ）〜（ｃ）参照）と、鍔状に形成された円盤部６ｆと、第２シリンダ室６ａを閉塞する栓２９と、第１流入口６ｃの流量を調整する第１ノブ８と、を備えている。

第２シリンダ室６ａは、第１回転弁体６の内部に形成された作動油の充填室からなり、第２ピストン３に形成された流通孔３３を介して流体圧室１２に連通している。
第１流入口６ｃは、流体圧室１２から第１流量調整部１０ａまで連通するように円盤部６ｆ（図６（ａ）参照）に形成された流路であり、微速送りの流路としての機能を奏する（図３（ａ）参照）。

フィルターＦ１は、第１流入口６ｃに流入する作動油を濾過することで、第１絞り弁１０の第１流量調整溝６ｅ（図６（ａ）〜（ｃ）参照）に作動油が詰まることを抑制して、作動油の微小な流量を精度よく調節する機能を有する。

第２流入口６ｄは、流体圧室１２内の作動油を円筒部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り、切削送り時のメイン油路となる。
具体的には、第２流入口６ｄは、第２絞り弁１１の第２流量調整部１１ａに連通しているため、第２ピストン３の外周部３１に縮径して形成された凹部３２と第２流入口６ｄが対向する位置に第２ピストン３が位置する場合には、図４に示すように、流体圧室１２から後部逃げ孔３４、流通孔３３、および凹部逃げ孔３５を通った作動油が凹部３２を介して流体圧室１２から第２絞り弁１１まで連通する状態になる。

第１流量調整溝６ｅは、流体圧室１２の作動油が第１流入口６ｃに流れ込む状態のときに、その作動油が流路１３に流れる流量を調整するための溝である。
第１絞り弁のＺ−Ｚ拡大断面図である図６（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。

円盤部６ｆは、図３（ａ）に示すように、第１流量調整部１０ａ、第１流入口６ｃおよび第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、第１連通孔２ａに対する第１流量調整溝６ｅおよび第１流入口６ｃの位置を調整して、第１流入口６ｃから流路１３へ流れる作動油の流量を調整するためのボリュームである（図６（ａ）〜（ｃ）参照）。
また、第１ノブ８には、回動を規制する回り止め手段である止めねじ８１が設けられている。止めねじ８１は、第１ノブ８と第２回転弁体７を一体として固定して、第１ノブ８には、回動を規制できるようになっている。

図４（ａ）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からの作動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、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およびボディ１の開口端部内に回動可能に嵌入され、前記した第１回転弁体６と同様に、流体圧室１２内から流路１３へ流れる作動油の流量およびピストン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。

第２回転弁体７は、第２流入口６ｄ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、第２ノブ９が装着されるノブ装着部７ｅと、第２流量調整溝７ｂに流入する作動油を濾過するフィルターＦ２と、を有している。
そして、第２ノブ９を回動操作すれば、第２流量調整溝７ｂ内を流れる作動油の流量が調整できるようになっている。

弁孔７ａは、第１回転弁体６の第２流入口６ｄと流路１３との間を流れる作動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および第２流量調整溝７ｂが、シリンダ２の内壁面によって閉塞および規制されるように回動可能に内嵌される部位である。

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および弁孔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へ流れる作動油の流量を調整するためのボリュームである。
第２ノブ９には、図４に示すように、回動を規制する回り止め手段である止めねじ９１が設けられている。止めねじ９１は、第２ノブ９とボディ１を一体として固定できるようになっている。

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の作用について主として図３〜図５を参照しながら説明する。
≪ドリルユニットの本体送り工程≫
ドリルユニットＡの本体送り工程は、ドリルＴをワークＷの加工面の近傍まで送る穴あけ加工前の工程である。本体送り工程では、図１に示すように、衝接部材３７０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３００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がないので、速い送り速度でドリルＴを送ることができる。

≪食い付き時の微速送り工程≫
食い付き時の微速送り工程は、図３（ｂ）に示すように、ワークＷに対してドリルＴが穴あけ加工を始める位置の直前から、振動等が発生せずに安定して穴あけ加工が進行するまでの所定の送り位置まで実行される工程である。
所定の送り位置とは、例えば、ドリルＴの刃先部による加工では振れや振動の不具合が発生しやすくなるため、この不具合を解消できる所定の送り位置であり、加工工具の種類、加工径、回転数、およびワークの材質や形状を考慮して適宜設定する。

食い付き時の微速送り工程は、衝接部材３７０がピストンロッド５に当接した位置から開始され、第２ピストン３によって第２流入口６ｄが閉塞された状態から、第２ピストン３が前進して第２流入口６ｄを開放して第２絞り弁１１を開弁状態にするまでの間に実行される。
食い付き時の微速送り工程では、図３（ａ）に示すように、第２ピストン３の前部３１ａが第２シリンダ室６ａに内嵌された状態であり、第２絞り弁１１が閉弁され、第１絞り弁１０のみが開弁されているため、ピストン４の移動速度が遅い微速送りが実行される。

具体的には、食い付き時の微速送り工程では、ピストンロッド５が前進すると、ピストン４および第２ピストン３が流体圧室１２内の油を押圧して、流体圧室１２に開口する第１流入口６ｃから第１流量調整部１０ａ、第１連通孔２ａおよび流路１３を通って貯溜室１４内に流れ込む。貯溜室１４内に流れ込んだ作動油は、ベロフラム１８および差動ピストン１７を押圧して後退させて流動抵抗による制動力を生じる。

＜食い付き時の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を調節したい場合は、作業前に予め、第１ノブ８を回動操作して、第１絞り弁１０の第１流量調整部１０ａを流れる作動油の流量を調整することによって、送り速度を調節することができる。
具体的には、図６（ａ）に示すように、第１ノブ８を矢印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へ流れる作動油の流量が最大となる。

また、図６（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へ流れる作動油の流量も減少する。
また、図６（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、作動油の流れが停止する。
このようにして、図６（ａ）に示す第１ノブ８の位置から図６（ｃ）に示す位置の間で回動角度を調整して、第１連通孔２ａへ流れる作動油の流量を調整することで、微速送り工程における送り速度を調節することができる

≪切削送り工程≫
切削送り工程は、図４（ｂ）に示すように、食い付き時の微速送り工程を終了した位置からワークＷの裏面に貫通する寸前までの送り位置である。
切削送り工程では、前記した食い付き時の微速送り工程および抜け際の微速送り工程よりも、比較的安定した切削条件が得られるため、微速送り工程よりも速い送り速度で送ることができる。切削送り工程における送り長さや送り速度は、ワークＷの材質や加工工具（ドリル）の形状等を考慮して適宜設定される。

切削送り工程では、図４（ａ）に示すように、第２ピストン３がピストンロッド５によって押圧されてさらに前進し、第２流入口６ｄが第２ピストン３の外周部３１に縮径して形成された凹部３２に臨むように対向し、流体圧室１２から後部逃げ孔３４、流通孔３３、および凹部逃げ孔３５を通り、外周部３１よりも縮径して形成された凹部３２を介して流体圧室１２から第２絞り弁１１までが連通して、第２絞り弁１１を開弁する。

切削送り工程では、流体圧室１２から押し出された作動油は、一方が、第１流入口６ｃから第１流量調整部１０ａ、第１連通孔２ａおよび流路１３を通って貯溜室１４内に流れ込み、他方が、第２流入口６ｄから第２流量調整部１１ａ、第２連通孔２ｂおよび流路１３を通って貯溜室１４内に流れ込む。

このようにして、切削送り工程では、流体圧室１２内の作動油が二つの油路から流路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およびピストンロッド５は、前進速度が速く、衝接部材３７０を制動させる制動力が小さいので、送り速度を速く設定することができる。

＜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節したい場合は、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を流れる作動油の流量を調節することによって、送り速度を調節する。

具体的には、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を流れる作動油の流量が最大となり、切削送り時の最速状態になる。
また、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し、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。
また、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（ｃ）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、作動油の流れが停止する。

このようにして、図７（ａ）に示す第２ノブ９の位置から図７（ｃ）に示す位置の間で回動角度を調整して、第２絞り弁１１の第２流量調整部１１ａを流れる作動油の流量を調整することで、切削送り工程における送り速度を調整することができる

≪抜け際の微速送り工程≫
抜け際の微速送り工程は、図５（ｂ）に示すように、ドリルＴがワークＷを貫通する寸前の所定の位置から、微速送りに切り換えてワークＷを貫通して穴あけ加工が終了するまで実行される工程である。

ドリルＴがワークＷを貫通する寸前の所定の位置とは、例えば、ドリルＴが貫通する寸前（抜け際）には、ワークＷの裏面に残された薄皮が破れて貫通孔の周りにバリが発生しやすくなるため、このバリの発生を防止するためにワークＷの裏面に必要な厚さを確保することができる位置であり、加工工具の種類、加工径、回転数、およびワークＷの材質や形状を考慮して適宜設定する。

抜け際の微速送り工程は、第２ピストン３をピストンロッド５によって押圧して第２ピストン３の後部が第２絞り弁１１を閉弁する位置から開始され、この第２絞り弁１１を閉弁した状態では、第１絞り弁１０のみが開弁しているためピストン４の移動速度を遅く設定することができる。なお、抜け際の微速送り工程における動作や送り速度の調節は、食い付き時の微速送り工程と同様であるので、詳細な説明は省略する。

以上のように、本発明の実施形態に係る流体圧式送り速度制御装置Ｂは、ドリルユニットＡに搭載することによって、切削開始時におけるドリルＴがワークＷに当接して食い付く際にはピストン４の移動速度を遅く設定し（食い付き時の微速送り）、切削中は速い送り速度に変換し（穴あけ時の切削送り）、そしてドリルＴがワークＷから抜ける際には再び微速送り（抜け際の微速送り）に変換するとともに、送り速度調節機構Ｃにより、微速送りおよび切削送り時の送り速度を適切に調節して加工条件に合わせたきめ細かな送り速度を設定することができる。
このため、本発明の実施形態に係る流体圧式送り速度制御装置Ｂは、加工工具の振れや振動の発生等の不具合を効果的に抑制して良好な仕上げ品質を実現することができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、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および変更が可能である。
例えば、本発明の実施形態としては、図１に示すようなドリルユニットＡのラム３３０を送る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、微速送りから切削送りに切り換えて、さらに微速送りに切り換える３段階の送り速度で使用する場合について説明したが、凹部３２（図３）を２箇所以上設けることで、４段階以上の送り速度で使用することもできる。

さらに、第１絞り弁１０および第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流入口６ｄを軸方向にずらした位置に複数個所配置して、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Ｗの材質に適合した送り速度に設定できる。

１ ボディ
１ａ 内周面
２ シリンダ
２ａ 第１連通孔
２ｂ 第２連通孔
３ 第２ピストン
４ ピストン
５ ピストンロッド
６ 第１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
８ 第１ノブ（ノブ）
９ 第２ノブ（ノブ）
１０ 第１絞り弁
１０ａ 第１流量調整部
１１ 第２絞り弁
１１ａ 第２流量調整部
１２ 流体圧室
１３ 流路
１４ 貯溜室
１７ 差動ピストン
３１ 外周部
３１ａ 前部
３１ｂ 後部
３２ 凹部
３３ 流通孔
３４ 後部逃げ孔
３５ 凹部逃げ孔
Ｂ 流体圧式送り速度制御装置
Ｃ 送り速度調節機構
Ｆ１，Ｆ２ フィルター

Claims (3)

1. 円筒状のボディと、
   該ボディに内設されたシリンダと、
   該シリンダ内に往復動可能に配置されたピストンと、
   該ピストンに連結され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およ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およ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絞り弁および第２絞り弁を備えて構成され、
   前記ピストンは、一体に移動して前記第２絞り弁を開閉させる第２ピストンを有し、
   前記第２ピストンは、前記第２絞り弁に嵌合して閉塞する外周部と、
   この外周部の前部と後部の間に形成された凹部と、
   当該第２ピストンの内周部に形成された流通孔と、
   前記外周部の後部と前記流通孔とを連通する後部逃げ孔、および前記凹部と前記流通孔とを連通する凹部逃げ孔と、
   を備えてい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絞り弁および前記第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、
   このノブの回動を規制する回り止め手段と、
   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絞り弁を通過する流体を濾過するフィルター、および前記第２絞り弁を通過する流体を濾過するフィルターのうち、少なくとも一方のフィルターを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体圧式送り速度制御装置。
   

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