JP6561020B2 - 偏向可能なツールヘッドを有したスピンドル - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の序部分に記載されたような、偏向可能なツールヘッドを有したスピンドルに関するものである。

中央の連結軸体を介して機械シャンクとツールシャンクとが連結されているツールヘッドは、特許文献１，２により公知である。その場合、ツールシャンクは、剛直なコアと、ツール付きのヘッドと、を備えている。ヘッドは、パラレルスプリング構成によって支持されていて、弾性的に変位することができる。ヘッドからは、いくつかのリムが延出されている。それらリムは、パラレルスプリング構成を形成する。それらリムの少なくとも１つは、コアに対してあるいは機械シャンクに対して固定されている。コアに対してのヘッドの径方向変位のための装置は、位置決めデバイスを有している。位置決めデバイスは、円錐形状部分を有しており、コア内を案内される。そのような円錐形状部分は、使用時には、プレテンションでもって、パラレルスプリング構成のコンタクト部分上に載置される。その場合、コアは、パラレルスプリング構成に対して一体的に形成される。

周縁ドリルヘッドが、特許文献３により公知である。周縁ドリルヘッドは、ドリルスピンドルとツールホルダとを備えており、回転軸線に対して横方向に微調整可能とされている。周縁ドリルヘッドは、さらに、ドリルスピンドル内において高さ調節可能な態様で案内される楔支持体を有している。楔支持体は、回転軸線に対してツールホルダを横方向に変位させる。周縁ドリルヘッドは、さらに、楔支持体の楔の傾斜部分に対して相互作用するスライドボディを有している。その場合、その場合、ツールホルダの重心は、回転軸線に対してオフセットして配置される。これにより、ドリルヘッドの回転時に発生する遠心力が、ツールホルダをスライドボディに対して押圧する。

とりわけ微小なドリルヘッドという態様とされたツールヘッドは、特許文献４に開示されている。そのツールヘッドは、ベースボディと、パラレルスプリング構成によって付帯されたヘッド部分と、を有している。ヘッド部分は、ベースボディに対して弾性的に偏向可能とされている。さらに、ベースボディに対してのヘッド部分の径方向調節のための装置が設けられている。そのような装置は、ベースボディ内に、回転可能に取り付けられたレバーと、円錐形状の内表面を有したスリーブと、を有している。スリーブは、ベースボディ内のガイド内の調節ドライブによって、軸線方向に移動可能である。レバーの一端は、スリーブの円錐形状の内表面上に載置され、レバーの他端は、力を伝達する態様で、ヘッド部分に対して連結される。スリーブは、並進調節移動を実行し得るよう、実質的に回転不可能とされている。

ツールホルダが、特許文献５により公知である。ツールホルダは、一端においてシャンクに対して固定され、他端には、ハウジングを有している。回転力変換機構は、回転力を単一方向における直線移動へと変換することにより、径方向におけるツールの位置を変換することができる。

上述した様々な手法は、構成が比較的に複雑なものであって、機械加工ツールの偏向に関して、信頼性のある重量補償を行うことができない。よって、望ましくない振動や偏心が発生してしまい、機械加工の結果に対して悪影響を及ぼしてしまう。

穿孔ツールが、特許文献６により公知である。特許文献６においては、釣り合い錘が設けられている。釣り合い錘は、カッター部分の調節部分に対して、径方向に移動可能に配置される。これにより、重量分布の対称性が維持されることが保証されることが意図されている。この目的のために、径方向に調節可能なピンが設けられる。よって、径方向において大きなスペースが必要とされ、径方向の調節可能性に問題点をもたらす。さらに、機械加工プロセス時における径方向の調節手段が設けられていない。

ツールホルダを有した回転ドリルヘッドが、特許文献７に開示されている。この回転ドリルヘッドは、回転軸線に対して横方向に、わずかの調整量の分だけ、流体によって調節可能とされている。回転ドリルヘッドは、湾曲した軌跡上において回転可能とされた穿孔バーを有している。そして、カッティングビットと、不平衡補償部材と、を有している。不平衡補償部材は、逆向きの動きによって、ツールホルダの偏向時に発生した不平衡を少なくとも部分的に補償する。この目的のために、ツールホルダおよび不平衡補償部材は、スプリングヒンジ付き膨脹レバーギアを介して互いに連結されている。４つのスプリングヒンジと、２つの脚部材と、１つの中央部材と、が設けられている。ここで、中央部材は、スプリングヒンジを介して、脚部材のそれぞれに対して連結されている。一方の脚部材は、ツールホルダに対して連結されており、他方の脚部材は、不平衡補償部材に対して連結されている。脚部材は、駆動部材によって中央部材を介して押圧され、不平衡補償部材は、湾曲部分に対して連結されており、ツールホルダは、さらなる湾曲部分に対して連結されている。この手法では、ワークピースの機械加工時におけるツールおよび補償部材の動的な調節を行うことができない。

ＥＰ １３６００２４ Ｂ１ ＵＳ ６９７４２８５ Ａ１ ＤＥ ３４３３７９３ Ａ１ ＤＥ ９１０７７５９ Ｕ１ ＥＰ １０７０５６３ Ａ１ ＳＵ ４３５０７０ Ａ１ ＤＥ ４２ １８４ ９２ Ｃ２

本発明の目的は、機械加工時におけるツールの径方向調節を補償し得るようなかつ不平衡の発生を防止し得るような、偏向可能なツールヘッドを有したスピンドルを提供することである。

上記の目的は、請求項１の特徴部分によって得られる。有利な様々な実施形態は、様々な従属請求項によって得られる。

スピンドルは、回転軸線（Ｚ軸）に対して偏向可能とされたツールヘッドを具備し、ツールヘッドは、機械加工ツールを取り付け得るものとされ、機械加工プロセス時にツールの径方向調節を行うための第１手段が設けられており、このようなスピンドルにおいて、本発明においては、ツールヘッドが、釣り合い錘の態様とされた重量補償部材を有し、この重量補償部材が、不平衡の発生を防止し、釣り合い錘が、ツールの調節に関して、ツールの径方向調節のための第１手段および釣り合い錘の径方向調節のための第２手段という２つの手段によって、径方向に調節可能とされ、第１手段および第２手段が、長手方向軸線に沿って長手方向に調節可能とされた駆動ロッドによって、同時的に駆動可能とされている。駆動ロッドという態様でのただ１つの駆動部材が設けられているだけであることにより、ツールの径方向調節と、これとは逆向きの釣り合い錘の径方向調節とを、同時的に実現することができる。これにより、構成を単純化し得るとともに、ツールヘッドを、径方向において特に小さなサイズのものとすることができる。

ツールヘッドは、回転軸線まわりに駆動され得るベースボディを備え、ベースボディを通して、駆動ロッドが案内され、ベースボディ上には、ツールと釣り合い錘との双方が、径方向において互いに逆向きに偏向可能な態様で取り付けられている。

この目的のために、ベースボディには、ツールを取り付けるための少なくとも１つの径方向に偏向可能な第１固定手段が設けられ、ツールの径方向調節のための第１手段は、第１固定手段上に形成された傾斜平面という態様とされ、駆動ロッドには、傾斜平面に対応した押圧領域が形成され、長手方向軸線の方向における駆動ロッドの調節時には、駆動ロッドの押圧領域は、傾斜平面に対して作用し、これにより、第１固定手段およびこの第１固定手段上に取り付けられたツールを、径方向に偏向させる。

さらに、第１固定手段とは逆向きに径方向に偏向する少なくとも１つの第２固定手段が、ベースボディ上に設けられる。ベースボディ上には、重量補償部材が取り付けられている。釣り合い錘の径方向調節のための第２手段は、第２固定手段上に形成された案内領域という態様とされ、駆動ロッドには、案内領域に対応した駆動領域が形成され、長手方向軸線の方向における駆動ロッドの調節時には、駆動ロッドの駆動領域は、案内領域に対して作用し、これにより、第２固定手段およびこの第２固定手段上に取り付けられた釣り合い錘を、ツールの偏向の向きとは逆向きに径方向に偏向させる。

径方向に偏向可能な第１固定手段は、互いに対向した少なくとも２つのウェブによって形成され、これらウェブは、端部においては、関節結合的な態様で形成されあるいは取り付けられ、回転軸線に沿って延在している。ウェブの第１端部は、ベースボディ上において径方向に偏向可能な態様で取り付けられる。

ウェブに対して連結されているとともにツールが取り付けられるツールホルダが、ウェブの第２端部に配置されている。

さらに、１つの軸線方向に延在する軸線方向突出部分が設けられている。この軸線方向突出部分のうちの、ベースボディを向く面上には、傾斜平面が形成され、この傾斜平面に対して、駆動ロッドの押圧領域が作用している。

径方向に偏向可能な第２固定手段は、好ましくは、レバーの態様とされ、このレバーは、ベースボディ上において第１回転軸線まわりに回転可能に取り付けられ、レバーは、案内領域として形成された案内グルーブを有し、この案内グルーブ内に、駆動ロッドの駆動領域が係合する。重量補償部材は、レバーの下端において、第２回転軸線内において固定されている。

有利には、さらに、直線状ガイドが、重量補償部材すなわち釣り合い錘とベースボディとの間において、スピンドルの回転軸線に対して横方向に、形成されている。この直線状ガイドにより、回転軸線に対して横方向におけるツールホルダと釣り合い錘との相互に平行な案内が確保される。

重量補償部材は、有利には、実質的にＵ字形状で形成され、回転軸線に沿って延在する２つの側方領域を有している。ベースが、２つの側方領域の間に延在している。レバーは、第２回転軸線内において２つの側方領域の間に固定されている。レバーは、２つの側方領域の間においてベースボディに向けて上向きに延在している。ベースボディは、第１回転軸線内において回転可能に固定されている。重量補償部材のベースは、実質的に中央に位置した凹所を有している。この凹所を通して、ツールホルダの回転対称突起が通過している。この回転対称突起の自由端のところに、ツールが取り付けられている。回転対称突起は、長手方向軸線を有している。

釣り合い錘は、さらに、直線状案内領域を有している。この直線状案内領域は、回転軸線に対して横方向に形成されている。この直線状案内領域内には、ツールホルダが係合している。直線状案内領域により、回転軸線に対して横方向におけるツールホルダと釣り合い錘との相互に逆向きの移動が確保される。

重量補償部材のベース内の凹所は、ツールホルダおよび重量補償部材の調節経路へと、自身の長手方向において調節される。凹所は、ツールホルダの径方向調節経路を制限する。凹所１３の幅は、ツールホルダの回転対称突起の直径に対して実質的に調節される、あるいは、釣り合い錘に対しての無用の接触を防止し得るよう、ツールホルダの回転対称突起に対してわずかの遊びを有している。

径方向に偏向可能な第１固定手段は、互いに対向した少なくとも２つのウェブという態様とされる。ウェブの各々は、ベースボディに対しては第１固体連結ジョイントを有し、ツールホルダに対しては第２固体連結ジョイントを有している。ツールホルダは、両端部における固体連結ジョイントの結果として、回転軸線に対して横方向に、径方向に偏向可能とされている。ウェブの横断面積は、ウェブの中間領域の横断面積と比較して、より小さなものとされている。

ベースボディと、ウェブと、ツールホルダとは、好ましくは、一体的に形成されている。しかしながら、高精度の要求のために、有利には、ツールを取り付けるための回転対称領域と、傾斜平面を有した軸線方向突出部分とは、ベースボディとウェブとツールホルダと一緒に、一体的な態様で形成される。

駆動ロッドは、スピンドルのチューブ状領域を通して案内され、ツールヘッドのベースボディは、スピンドルのチューブ状領域のツール側の端部に対して相対回転不可能な態様で連結され、駆動ロッドは、ツールヘッドと一緒に回転する。

偏向していない初期位置においては、複数のウェブは、回転軸線に対して平行に延在し、ツールの長手方向軸線は、回転軸線に対して位置合わせされている。駆動ロッドが、ツールへと向かう向きに（図示においては下向きに）駆動されたときには、ツールは、径方向に偏向され、釣り合い錘は、それとは逆向きに径方向に偏向される。この場合には、ツールの長手方向軸線は、回転軸線に対して、第１径方向オフセットとされている。

駆動ロッドが、ツールから離間する向きに（図示においては上向きに）駆動されたときには、ツールは、回転軸線に向けて径方向に戻り駆動される。これにより、長手方向軸線は、再度、回転軸線に対して位置合わせされる。駆動ロッドが、ツールから離間する向きに、さらに持ち上げられた際には、ツールは、逆向きに径方向に偏向される（釣り合い錘は、逆向きに駆動される）。これにより、ツールの長手方向軸線は、回転軸線に対して、第２径方向オフセットとされる。ツールカッターの向きに応じて、外形形状と内形形状との双方を機械加工することができる。

ツールがツールカッターを有している場合、回転軸線に対してツールの長手方向軸線が第１径方向オフセット（Ｒ＋）とされたときには、ツールカッターは、回転軸線の方を向き、これにより、ワークピースの外形形状を、機械加工することができる。逆に、回転軸線に対してツールの長手方向軸線が第２径方向オフセット（Ｒ−）とされたときには、ツールカッターは、ワークピースの内形形状を、機械加工することができる。

ツールは、好ましくは、カッティングビットの態様で使用される。これにより、例えばミリングマシンといったような機械において、本発明によるスピンドルを使用することにより、外形形状と内形形状との双方を機械加工することができる。

これに代えて、ツールを使用することにより、例えばグラインディングや研磨ツールやミリングカッターといったような他の表面幾何形状の機械加工および／または他の機械加工を行うことができる。

以下においては、本発明につき、添付図面に図示された様々な実施形態を参照して、より詳細に説明する。

初期位置におけるスピンドルのツールヘッドを示す図である。 初期位置においてツールを偏向させるための構成部材を示す図である。 図２と同様の図であるものの、釣り合い錘を有したツールの第１偏向位置が図示されている。 図２と同様の図であるものの、釣り合い錘を有したツールの第２偏向位置が図示されている。 初期位置において釣り合い錘を偏向させるための構成部材を示す図である。 図５と同様の図であるものの、釣り合い錘の第１偏向位置が図示されている。 図５と同様の図であるものの、釣り合い錘の第２偏向位置が図示されている。 釣り合い錘を示す底面図である。 スピンドルを示す長手方向の部分断面図である。 スピンドルを示す斜視図である。 初期位置におけるツールの位置を示す図である。 径方向の第１最大オフセット時におけるツールの位置を示す図である。 径方向の第２最大オフセット時におけるツールの位置を示す図である。

スピンドル１は、ツールヘッド２を備えている。ツールヘッド２は、回転軸線Ａ１（Ｚ軸）まわりに回転可能である。ツールヘッド２には、ツール３がチャック止めされている。機械加工プロセス時にツール３の径方向調節を行うための第１手段Ｍ１が設けられている。ツールヘッド２は、釣り合い錘４という態様とされた重量補償部材を有している。釣り合い錘４は、不平衡の発生を防止するためのものであって、第２手段Ｍ２によって、ツール３の調節とは逆向きに、径方向において調節可能とされている。第１手段Ｍ１および第２手段Ｍ２は、駆動ロッド５によって、同時に駆動することができる。駆動ロッド５は、回転軸線Ａ１に沿って、長手方向において調節可能とされている。

ツールヘッド２は、ベースボディ６を有している。ベースボディ６は、回転軸線Ａ１まわりに回転駆動される。駆動ロッド５は、回転軸線Ａ１の方向に案内される。ツール３および釣り合い錘４は、径方向において互いに逆向きに偏向可能であるようにして、ベースボディ６上に設置されている。

この目的のために、ベースボディ６上には、互いに離間した２つの径方向に偏向可能な第１固定手段が配置されている。第１固定手段は、互いに対向した２つのウェブ７によって形成されている。これらウェブ７は、端部が関節結合された態様で形成されており、回転軸線Ａ１に沿って延在している。ウェブ７は、それぞれの一端部のところにおいては、ベースボディ６上において径方向に偏向可能な態様で、配置されている。ツールホルダ８が、ウェブ７の他端部上に配置されている。ツールホルダは、ウェブ７に対して連結されているとともに、ツール３を受領している。

ウェブ７は、ベースボディ６に向かう向きにおいて、第１固体連結ジョイント７．１を有し、ツールホルダ８に向かう向きにおいて、第２固体連結ジョイント７．２を有している。固体連結ジョイント７．１，７．２は、実質的に柱状（矩形横断面積を有している）のウェブ７の横断面積の低減化によって形成されている。これにより、固体連結ジョイント７．１，７．２は、ウェブ７の径方向偏向を可能とし、よって、ツールホルダ８およびツール３の径方向偏向を可能としている。回転対称な突起９が、ツールホルダ８の底面上に形成されている。この突起９の端部に、ツール３が取り付けられている。

ツール３は、長手方向軸線Ａ３を有している。この長手方向軸線Ａ３は、図示の初期位置においては、回転軸線Ａ１に対して位置合わせされている。

ツール３の径方向調節を起動するための第１手段Ｍ１は、回転軸線Ａ１に対して傾斜した第１傾斜平面Ｅ１と、駆動ロッド５の押圧領域と、から構成されている。駆動ロッド５の押圧領域は、傾斜平面Ｅ１に対応するものであって、第２傾斜平面Ｅ２の態様で形成されている。

第１傾斜平面Ｅ１は、ツールホルダ８のうちの、ベースボディ６を向いた面上に形成された軸線方向突出部分１０の上に、形成されている。第２傾斜平面Ｅ２は、駆動ロッド５の対応する傾斜端部によって形成されている。

さらに、第２固定手段Ｍ２は、ベースボディ６上に配置されている。第２固定手段Ｍ２は、第１固定手段Ｍ１とは逆向きに径方向に偏向可能である。第２固定手段Ｍ２上には、釣り合い錘４という態様での重量補償部材が取り付けられている。釣り合い錘４を偏向させるための径方向に偏向可能な第２固定手段Ｍ２は、レバー１１という態様で形成されている。このレバー１１は、ベースボディ６上において、第１回転軸線Ｓ１まわりに回転可能に取り付けられている。レバー１１は、案内グルーブ１２を有し、この案内グルーブ１２は、案内領域として形成されている。駆動ロッド５の駆動領域は、案内グルーブ１２内に係合している。駆動領域は、駆動ロッド５上において横方向に突出した側方突出アーム５．１という態様で形成されている。釣り合い錘４は、レバー１１の下端のところの第２回転軸線Ｓ２内に固定されている。案内グルーブ１２は、傾斜平面Ｅ１とは逆向きに傾斜しているとともに、ツールのいずれの位置においても釣り合い錘４の位置に基づいて正確な重量補償が確保されるような曲線形状で、形成されている。釣り合い錘４という態様での重量補償部材は、回転軸線に沿って形成された２つの側方領域４．１を有した実質的にＵ字形状で形成されている。図示において前方に位置した一方の側方領域４．１は、図示の簡略化のために、部分断面図で図示されている。

ベース４．２が、２つの側方領域４．１の間に形成されている。レバー１１は、第２回転軸線Ｓ２内において２つの側方領域４．１の間に固定されている。重量補償部材４には、実質的に中央に位置した凹所１３（図６〜８を参照されたい）が設けられている。この凹所１３は、図１には図示されていない。凹所１３を通過して、ツールホルダ８は、回転対称突起９へと到達する。この回転対称突起９の自由端のところに、ツール３がチャック止めされている。

釣り合い錘４は、さらに、直線状案内領域を有している。この直線状案内領域は、回転軸線Ａ１に対して横方向に形成されている。この直線状案内領域内には、ツールホルダ８が係合している。ここでは、直線状案内領域は、釣り合い錘４の２つの側方領域４．１によって形成されている。これら２つの側方領域４．１の間において、ツールホルダ８が案内される。釣り合い錘４のベース内の凹所（ここでは図示されていない）は、突起９を挿通させるものであって、追加的に、ツール３の径方向調節経路を形成している。

ベースボディ６と、ウェブ７と、ツールホルダ８と、ツール３を取り付けるための回転対称突起９と、傾斜平面を有した軸線方向突出部分とは、一体的に形成されている。それらは、１つのブロックから機械的カットによって形成したり、あるいは、３Ｄプリントによって形成したり、あるいは、ラピッドプロトタイピングによって形成したり、あるいは、他の手法で形成したり、することができる。駆動ロッド５は、スピンドル１のチューブ状領域１４を通過し、ベースボディ６を通過し、回転軸線Ａ１まわりにおいてベースボディ６と一緒に回転する。ツールヘッド２のベースボディ６は、スピンドル１のチューブ状領域１４のうちの、ツール側の端部に対して、相対回転不可能に連結されている。駆動ロッド５は、ツールヘッド２と一緒に回転する。

スピンドル１のチューブ状領域１４は、外側シリンダ１６内において、軸線方向において離間した２つのローラベアリング１５を介して、径方向において支持されている。

ツール３を偏向させるための、スピンドルの構成部材が、初期位置において、図２に図示されている。ツールヘッド２のうちの、ツールの径方向偏向のための構成部材は、ベースボディ６である。ベースボディ６からは、２つのウェブ７が、下向きに延出されている。ウェブ７は、ベースボディ６に対しては、上側の第１固体連結ジョイント７．１を介して連結されているとともに、ツールホルダ８に対しては、下側の第２固体連結ジョイント７．２を介して連結されている。ツールホルダ８は、下端に、ツール３を取り付けるための突起９を有している。ツールホルダ８の上面上には、軸線方向突出部分１０が形成されている。この軸線方向突出部分１０は、第１傾斜平面Ｅ１を有している。第２傾斜平面Ｅ２は、駆動ロッド５の下端に形成されている。第１傾斜平面Ｅ１と第２傾斜平面Ｅ２とは、第１直線状ガイド１７を介して、動作可能に連結されている。

駆動ロッド５が、回転軸線Ａ１に沿ってツール３はと向かう向きに駆動されたときには、軸線方向突出部分１０は、したがって、ツール３を有したツールホルダ８は、傾斜平面Ｅ１，Ｅ２が互いにスライドすることによって、右側へと偏向する。ツール３は、図２に示す初期位置から、図３に示す位置へと、移動する。図３の位置においては、ツール３は、その回転軸線Ａ３が、第１オフセットＲ＋の分だけ、回転軸線Ａ１に対して横方向にオフセットされている。駆動ロッド５が、図２に示す初期位置から上向きに駆動されたときには、ツール３を有したツールホルダ８は、図４に示す位置へと、移動する。図４の位置においては、ツール３は、その長手方向軸線Ａ３が、第２径方向オフセットＲ−の分だけ、回転軸線Ａ１に対して横方向にオフセットされている。

図３，４においては、駆動ロッドおよび傾斜平面Ｅ１，Ｅ２は、図示されていない。そうではなく、図３，４においては、ツール３を有したツールホルダ８の偏向後の位置が、図示されているのみである。図３，４においては、さらに、ツールホルダ８とは逆向きに移動した釣り合い錘４が図示されている。釣り合い錘４のこの移動を生成するための駆動機構は、図３，４においては、図示されていない。

図３においては、ツール３は、回転軸線Ａ１に対して、第１径方向オフセットＲ＋を有して図示されている。すなわち、第１偏向位置において図示されている。この場合には、ツールカッター（詳細には図示されていない）は、回転軸線Ａ１の方を向いており、ワークピース（図示せず）の外形形状を、回転軸線Ａ１まわりにおけるツール３の回転によって、機械加工することができる。

図４においては、ツール３は、回転軸線Ａ１に対して、第２径方向オフセットＲ−を有して図示されている。すなわち、第２偏向位置において図示されている。この場合には、ツールカッター（詳細には図示されていない）は、回転軸線Ａ１とは反対側を向いており、ワークピース（図示せず）の内形形状を、回転軸線Ａ１まわりにおけるツール３の回転によって、機械加工することができる。

図５〜７は、釣り合い錘４を調節するための手段を示している。釣り合い錘４は、実質的に、Ｕ字形状で形成されている。釣り合い錘４は、互いに平行とされた２つの側方領域４．１を有している。これら２つの側方領域４．１は、回転軸線Ａ１に対して実質的に位置合わせされている。２つの側方領域４．１は、ベース４．２を介して、底面上で互いに連結されている。レバー１１は、第１回転軸線Ｓ１内においてベースボディ６上に回転可能に取り付けられている。レバー１１は、案内領域として形成された案内グルーブ１２を有している。案内グルーブ１２内には、駆動ロッド５の側方突出アーム５．１からの案内ピン１８（図６，７を参照されたい）または案内ロールが、係合している。釣り合い錘４は、レバー１１の下端において、第２回転軸線Ｓ２内に固定されている。

釣り合い錘４のベース４，２には、実質的に中央位置に凹所１３（図６〜８を参照されたい）が設けられている。凹所１３は、図５には図示されていない。凹所１３を通過して、ツールホルダ（図示せず）は、回転対称突起と係合する。

釣り合い錘４は、さらに、符号が付されていないものの、直線状案内領域を有している。この直線状案内領域は、回転軸線Ａ１に対して横方向に形成されている。直線状案内領域は、釣り合い錘４の２つの側方領域４．１によって形成されている。直線状案内領域は、ツールホルダ（図示せず）内を案内される。釣り合い錘４の直線状案内のために、第２直線状ガイド１９が、回転軸線Ａ１に対して横方向に延在しており、釣り合い錘４とベースボディ６との間に形成されている。この第２直線状ガイドは、回転軸線Ａ１に対しての横方向における釣り合い錘４の安定的な案内を確保する。

駆動ロッド５が、図５に示す初期位置から上向きに駆動されたときには（図６）、案内ピン１８は、レバー１１の案内グルーブ１２内を上向きに移動し、釣り合い錘４は、偏向する。これにより、図６の位置は、第２径方向オフセットＲ−となる。

駆動ロッド５が、図５に示す初期位置から下向きに駆動されたときには（図７）、釣り合い錘４は、ツールホルダ（図示せず）の偏向と同時的に、逆向きに偏向する。なぜなら、駆動ロッド５のアーム５．１あるいは案内ピン１８が、レバー１１の案内グルーブ１２内を下向きに移動し、これにより、レバー１１に対して取り付けられた釣り合い錘４と一緒に、レバー１１を径方向に偏向させるからである。これにより、釣り合い錘４が図７の位置となり、第１径方向オフセットＲ＋となる。釣り合い錘４の凹所１３は、図６，７に図示されている。凹所１３を通して、ツールホルダの突起（ここでは、図示されていない）が係合している。

釣り合い錘４の底面図が、図８に示されている。図８は、互いに対向した側方領域４．１が図示されている。側方領域４．１どうしの間に、ベース４，２が延在している。凹所１３は、ベース４，２内に位置している。凹所１３は、ツールホルダおよび釣り合い錘４の調節経路へと、自身の長手方向において調節される。凹所１３は、ツールホルダの径方向調節経路を制限する。凹所１３の幅は、ツールホルダの回転対称突起９の直径に対して実質的に調節される。

図９，１０においては、ケーシング２０は、ツールヘッド２を取り囲むものであって、スピンドル１の外側シリンダと連結する。ツール３は、ケーシング２０の底面において、ケーシング２０を超えて延在している。

図１１は、初期位置において、ツール３の位置を示している。

ツール３の長手方向軸線Ａ３は、回転軸線Ａ１に対して位置合わせされている。径方向外側を向いたツールカッター３．１に依存して、機械加工直径Ｄ１（ワークピースの内形形状−図示されていない）をカバーすることができる。ツールカッターは、ツール３の長手方向軸線Ａ３の第２最大径方向オフセットＲ−において回転軸線から離間している（図１２を参照されたい）。よって、ツール３が回転軸線Ａ１（Ｚ軸）まわりに回転したときには、直径Ｄ２を有したワークピースの内形形状を、機械加工することができる。ツールカッター３．１は、第１径方向オフセットＲ＋において回転軸線Ａ１に向かう向きを向いている。ツールカッター３．１は、ツール３が回転軸線Ａ１（Ｚ軸）まわりに回転したときには、ワークピースの外形形状を、最大で外径Ｄ３（図１３）にまで機械加工するために使用されている。

第１径方向オフセットＲ＋や第２径方向オフセットＲ−は、機械加工時に調節することができる。

ツールの径方向調節のための単純な構成の有用な変形例は、本発明による解決手段によって生成される。その場合、重量補償部材によって不平衡の発生が防止される。

本発明による解決手段は、例えば時計産業や電子部材等において必要とされる小さな構成部材といったような小さな構成部材の高精度の機械加工に関して、特に使用される。

単一のツールでもって複数の様々な内径および／または外径を機械加工することができる。本発明による解決手段を使用すれば、必要なツールの数を、大幅に低減することができる。

１ スピンドル
２ ツールヘッド
３ ツール
４ 釣り合い錘
４．１ 側方領域
４．２ ベース
５ 駆動ロッド
５．１ 側方突出アーム
６ ベースボディ
７ ウェブ
７．１ 第１固体連結ジョイント
７．２ 第２固体連結ジョイント
８ ツールホルダ
９ 回転対称な突起
１０ 軸線方向突出部分
１１ レバー
１２ 案内グルーブ
１３ 凹所
１４ チューブ状領域
１５ ローラベアリング
１６ 外側シリンダ
１７ 第１直線状ガイド
１８ 案内ピン
１９ 第２直線状ガイド
Ａ１ 回転軸線
Ｅ１ 第１傾斜平面
Ｅ２ 第２傾斜平面
Ｒ＋ 第１径方向オフセット
Ｒ− 第２径方向オフセット
Ｓ１ 第１回転軸線
Ｓ２ 第２回転軸線

Claims (6)

1. スピンドルであって、
   回転軸線（Ｚ軸）に対して偏向可能とされたツールヘッドを具備し、前記ツールヘッドが、機械加工ツールを取り付け得るものとされ、機械加工プロセス時にツールの径方向調節を行うための第１手段が設けられている、スピンドルにおいて、
   前記ツールヘッドが、釣り合い錘の態様とされた重量補償部材を有し、
   前記重量補償部材が、不平衡の発生を防止し、
   前記釣り合い錘が、前記ツールの調節に関して、前記ツールの径方向調節のための第１手段および前記釣り合い錘の径方向調節のための第２手段という２つの手段によって、径方向に調節可能とされ、
   前記第１手段および前記第２手段が、長手方向軸線に沿って長手方向に調節可能とされた駆動ロッドによって、同時的に駆動可能とされており、
   ａ）前記ツールヘッドが、前記長手方向軸線まわりに駆動され得るベースボディを備え、前記ベースボディを通して、前記駆動ロッドが案内され、
   前記ベースボディには、前記ツールを取り付けるための少なくとも１つの径方向に偏向可能な第１固定手段が設けられ、
   前記ツールの径方向調節のための前記第１手段が、前記第１固定手段の上に形成された傾斜平面という態様とされ、
   前記駆動ロッドには、前記傾斜平面に対応した押圧領域が形成され、
   前記長手方向軸線の方向における前記駆動ロッドの調節時には、前記駆動ロッドの前記押圧領域が、前記傾斜平面に対して作用し、これにより、前記第１固定手段および前記第１固定手段の上に取り付けられた前記ツールを、径方向に偏向させ、
   ｂ）前記第１固定手段とは逆向きに径方向に偏向する少なくとも１つの第２固定手段が、前記ベースボディの上に設けられ、
   前記ベースボディの上には、前記重量補償部材が取り付けられ、
   前記釣り合い錘の径方向調節のための前記第２手段が、前記第２固定手段の上に形成された案内領域という態様とされ、
   前記駆動ロッドには、前記案内領域に対応した駆動領域が形成され、
   前記長手方向軸線の方向における前記駆動ロッドの調節時には、前記駆動ロッドの前記駆動領域が、前記案内領域に対して作用し、これにより、前記第２固定手段および前記第２固定手段の上に取り付けられた前記釣り合い錘を、前記ツールの偏向の向きとは逆向きに径方向に偏向させる、
   ことを特徴とするスピンドル。
2. 請求項１記載のスピンドルにおいて、
   径方向に偏向可能な前記第１固定手段が、互いに対向した少なくとも２つのウェブを有し、
   前記ウェブが、端部においては、関節結合的な態様で形成されあるいは取り付けられ、
   前記ウェブが、前記回転軸線に沿って延在し、
   前記ウェブの第１端部が、前記ベースボディの上において径方向に偏向可能な態様で取り付けられ、
   前記ウェブに対して連結されているとともに前記ツールが取り付けられるツールホルダが、前記ウェブの第２端部に設けられ、
   前記傾斜平面が、前記ツールホルダのうちの、前記ベースボディを向いた面上に形成され、
   前記傾斜平面に対して、前記駆動ロッドの前記押圧領域が作用している、
   ことを特徴とするスピンドル。
3. 請求項１記載のスピンドルにおいて、
   径方向に偏向可能な前記第２固定手段が、レバーの態様とされ、
   前記レバーが、前記ベースボディの上において第１回転軸線まわりに回転可能に取り付けられ、
   前記レバーが、前記案内領域として形成された案内グルーブを有し、
   前記案内グルーブの内に、前記駆動ロッドの前記駆動領域が係合し、
   前記重量補償部材が、前記レバーの下端において、第２回転軸線の内において固定されている、
   ことを特徴とするスピンドル。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のスピンドルにおいて、
   径方向に偏向可能な前記第１固定手段が、互いに対向した少なくとも２つのウェブという態様とされ、
   前記ウェブの各々が、前記ベースボディに対しては第１固体連結ジョイントを有し、ツールホルダに対しては第２固体連結ジョイントを有し、
   前記ベースボディと、前記ウェブと、前記ツールホルダと、前記ツールを取り付けるための回転対称領域と、前記傾斜平面を有した軸線方向突出部分とが、一体的に形成されている、
   ことを特徴とするスピンドル。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のスピンドルにおいて、
   前記駆動ロッドが、前記スピンドルのチューブ状領域を通して案内され、
   前記ツールヘッドの前記ベースボディが、前記スピンドルの前記チューブ状領域のツール側の端部に対して相対回転不可能な態様で連結され、
   前記駆動ロッドが、前記ツールヘッドと一緒に回転する、
   ことを特徴とするスピンドル。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のスピンドルにおいて、
   前記ツールが、ツールカッターを有し、
   前記回転軸線に対して前記ツールの前記長手方向軸線が第１径方向オフセット（Ｒ＋）とされたときには、前記ツールカッターが、前記回転軸線の方を向き、これにより、ワークピースの外形形状を、機械加工することができ、
   前記回転軸線に対して前記ツールの前記長手方向軸線が第２径方向オフセット（Ｒ−）とされたときには、前記ツールカッターが、前記回転軸線とは反対側を向き、これにより、ワークピースの内形形状を、機械加工することができる、
   ことを特徴とするスピンドル。

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