JPH06315805A - 穴仕上処理用の改良された微調整装置 - Google Patents
穴仕上処理用の改良された微調整装置Info
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Abstract
て、その胴体内部に作動力の半径方向成分と同じ方向に
変位可能な工具保持器に対して作動する変位装置を取付
ける。 【構成】 この変位装置には、バックラッシュ抑制シス
テムおよび運動伝達機構が設けられる。この運動伝達機
構には、微動ネジ (105)に対して同軸に取付けられた目
盛り付きドラム (104)が設けられる。微動ネジは、支持
システムによって本微調整装置 (100)の本体を基準とし
て軸方向にと半径方向に支持される。本発明に従って、
微動ネジのネジ切りされた上部延長部(105b)には、上端
部に微動ネジの縦方向軸を基準として一定の角度に保っ
た傾斜した部分 (123)又は延長部を包含する円筒形ロッ
ド (120)が取付けられる。この傾斜した延長部は、案内
路とボール(131,132)の上を変位せしめられるクロスビ
ーム (103)の孔の中に載置され、その結果、工具保持器
(101,101a)の半径方向の変位が可能となる。
Description
た微調整装置(micrometric device)に関し、具体的には
孔および/又は穴(through/blind bores)の仕上処理を
行うための高精度微調整装置の技術改良に関する。
行うため従来の数値制御工作機械と共に使用する微調整
装置が公知となっている。しかしながら、本発明に従っ
た穴仕上処理用の微調整装置は、現在の技術水準で公知
となっている装置においては認められない重要な特徴を
いくつか包含して成る。
微調整装置の目的の一つは、工具のオーバーハングを最
小とするためにかかる装置の寸法を考慮する際の構造上
の概念に対していくつかの段階を提供することである。
このような構造をとる結果として、本装置の強度は、特
に装置が速い運転速度で回転する場合増大するのであ
る。
装置と比較して構造が一層単純化されているものの、装
置で達成可能な精度にはいかなる低下をも及ぼさない、
穴仕上処理用の改良された微調整装置を提供することで
ある。
は、本発明の特性と見做される特徴を包含する。しかし
ながら、本発明それ自体は、具体的な実施態様に係わる
以下の説明を添付する図面と関連させて読めば、その構
造および操作方法に関して、他の目的や利点と併せて最
もよく理解されるであろう。
係わる穴仕上処理用の改良された微調整装置は、微動ネ
ジ (micrometric screw)を配置する内部を有する実質的
に円筒形状の胴体を包含する。この微動ネジは、回転軸
およびネジ切りした延長部(extention) を有する。
older)を変位せしめるための変位手段が設けられる。こ
の変位手段は、バックラッシュ抑制システムおよび運動
伝達手段を包含する。
に同軸に取付けられた目盛り付きドラムおよび円筒形状
の胴体を基準にして微動ネジを軸方向と半径方向に支持
するための支持手段である。円筒形のロッドは、胴体内
に微動ネジのネジ切りされた延長部の回りに配置され、
その上端部に傾斜した部分又は延長部を有する。この傾
斜した延長部は、円筒形状の胴体を基準にして一定の傾
斜角度で傾斜している。可動のクロスビームには、工具
保持器が取付けられており、円筒形のロッドの傾斜した
延長部が滑動可能に載置されるように配置される。
運動が、工具保持器を微動ネジの回転軸に対して垂直方
向に変位せしめることになる。このバックラッシュ抑制
システムは、可動クロスビームの側面に配置された水平
方向のネジ孔の中に載置されたネジ、このネジ切りされ
た孔の中に配列されたスプリングおよびやはりこの孔の
中に載置された台形の楔とから構成されて成る。このネ
ジは、スプリングに作動して、楔を傾斜した延長部の側
壁部に押しつける、その結果当該傾斜した延長部の機械
的なバックラッシュを抑制するのである。
発明に従えば、穴仕上処理用の改良された微調整装置 1
00が、工具保持器 101に直接固定された切削工具 102か
ら構成される。このような状態においては、切削工具 1
02は、大きい穴又は切削工具 102を保持するロッド延長
部の最小径に等しい小さい穴を仕上処理することが出来
る。ロッド延長部102aは第10図において、更に明確に示
すように工具保持器101aに固定される。本発明に従った
穴仕上処理用の改良された微調整装置は、孔および穴を
仕上げ処理するのに有用である。
内部および/または外部ネジ切りされたブッシュおよび
その他の機械的なネジ要素について、その概念を考慮
し、定義するべきであろう。ネジの”能動斜面”(activ
e frank)なる用語は、別のネジの斜面の一つと相互作用
して、その結果これら二つの斜面が相互に接触するに至
るようなネジの斜面を意味する。ネジの”従動斜面”
(passive frank)なる用語は、相当する能動斜面に対向
し且つ隣接するネジの斜面を意味する。このような二つ
の従動斜面の間においては、遊び (clearance)がある。
第3図は、上記において説明した状態および構成を正確
に示すものである。
105の周囲に同軸且つ一体に取付けられた目盛り付きド
ラム 104から成る運動伝達機構、即ち運動伝達手段が設
けられる。このようにして、ドラム 104の回転が可能と
なり、その結果微動ネジ 105が回転することなる。
持される複数のリング106,106aおよび106bから成る支持
システムを介して、微調整装置 100の胴体を基準として
同軸に保持され且つ半径方向に支持される。この支持シ
ステム自体は、第2図に示すように実質的に円筒形で且
つ中空の内部胴体 108に締付ネジ 107によって一体に保
持せられる。円筒体部材 108は、内部ネジ134dを備えて
いる内部胴体を補完する外部円筒形状の胴体 134に外部
ネジ108cによって一体に保持され、且つ同軸に保持され
る。この補完円筒体 134、目盛り付きドラム 104および
円筒体 108とが、第1図、第2図および第4図に示した
ように微動ネジ 105の周囲に同軸に取付けられた単一の
組立体を構成し、形成する。
ム 104を微動ネジ 105に近接して保持するナット105aが
設けられる。微動ネジ 105の上部延長部において且つ円
筒形状の胴体 108の内部に、下部ブッシュ 121および上
部ブッシュ 122を同軸に貫通するネジ105bが設けられ
る。これらのブッシュ 121、 122には何れも、内部ネジ
および外部ネジが設けられており、これらのネジが次に
は、内部円筒形状の胴体108 の同軸孔の内部に滑動可能
に載置される円筒形ロッド 120内を同軸に貫通する。こ
の円筒形ロッド 120にも好ましくは、下部ブッシュ 121
と上部ブシュ 122双方の外部ネジと嵌合するネジ部が設
けられる。ネジ切りされた固定リング121bが設けられ
て、下部ブッシュ 121がバックラッシュゼロに調節され
た後で移動するのを防止する。
よび上部ブッシュ 122と共に、微動ネジ 105の上部、即
ち延長部の周囲に同軸に取付けられ、且つ第2図に示す
ように内部円筒形状の胴体 108の内部に配置された単一
の組立て体を形成する。円筒形ロッド120 は、その最上
端部において、幾何学的軸が微動ネジ 105の幾何学的軸
を基準として角度βで心違いの傾斜した部分又は延長部
123を包含して成る。このようにして、目盛り付きドラ
ム 104の回転運動が、微動ネジ 105に伝達され、次いで
円筒形ロッド 120の軸方向において円筒形ロッド 120の
直線運動に変換される。
よって、傾斜延長部 123が微動ネジ105の幾何学的軸に
対して垂直に配置された可動クロスビーム 103を変位さ
せその結果、工具保持器 101又は101aの半径方向の変位
が可能となるわけである。
に連結された微動ネジ 105の回転運動を、円筒形ロッド
120の直線運動に変換する過程では、微動ネジ 105の分
解能(resolution )を考慮することが極めて重要であ
る。微動ネジ 105の分解能は、円筒形ロッド 120の最小
限可能な変位に等しいものと定義されるこの変位は微動
ネジ 105のネジピッチを目盛り付きドラム 104の線(目
盛り)で割った商に等しい。
円筒形ロッド 120の傾斜延長部 123の縦方向の変位によ
って惹起される。このようなクロスビーム 103の変位を
測定することは、微動ネジ 105の動きと接線角βとの函
数である。なおここで tanβは、(可動クロスビーム 1
03の半径方向の変位)/(延長部 123の縦方向の変位)
である。
に、可動クロスビーム 103は、工具保持器 101の支持基
体として機能し、微調整装置 100の上部面を移動する。
クロスビーム 103の運動は、可動クロスビームの 103上
部外壁および微調整装置 100の上部の部分 133の上方内
部にそれぞれ設けられた水平方向の”V”字形切り込み
部即ち溝部103aおよび133aによって案内される。これら
の溝においては、可動クロスビーム 103の下部横方向外
縁部103bによって形成される平面案内路と改良された微
調整装置 100の上部の部分 133にある下部横方向外縁部
133bによって形成される平面案内路との間に、ボール 1
31および 132が配列される。このことは、微動ネジ 105
の幾何学的軸に対して垂直な方向で、且つ上部の部分 1
33を基準とした可動クロスビーム 103の変位は、実質的
にバックラッシュがなく而も最小の摩擦を伴うだけで実
行されるための要件となる。
内路およびボール 132を載置する平面案内路は、微動ネ
ジ 105の幾何学的軸に垂直な面の方向に平行に且つ相互
に一定の距離をおいて延び、且つその幾何学的軸を通過
する。微動ネジ 105の軸は、好ましくは微調整装置 100
の軸とは同軸である。このような案内路の配置機構が、
微動ネジ 105の幾何学的軸に対して、垂直な方向への可
動クロスビーム103 の変位を可能ならしめるのである。
その結果、工具保持器 101又は101aは微調整装置100 の
半径方向に移動せられる。
132が、頂点がボールの中心であるような実質的に台形
の周囲に保持される。このような配列機構によって、可
動クロスビーム 103の安定性が最大になり又ボールを載
置する案内路に対して垂直の平面を基準として回転しよ
うとする傾向が確実に抑えられる。
に、目盛り付きドラム 104の自由端部には、複数の歯10
4aおよび、少なくとも一対の位置決めピン104cが作動す
る隙間104bが設けられる。ピン104cのそれぞれの自由端
部は、何れか二つの歯104aの間にある隙間104b内か又は
何れかの歯104aの頂の上のいずれかで強制的に嵌合せし
められる。
び第7図の図示からスプリング104dがピン104cに作用し
て、ピン104cが作動して、目盛り付きドラム 104の位置
決め装置として効果的な機能を果たすように、弾性のあ
る押付状態が確立されることになる。
ム 104を手動で取扱い操作は、外部補完円筒形状の胴体
134に配置した横方向の開口部134aを介して行う。この
ような配列機構によって目盛り付きドラム 104を手動で
回転させることが出来る。ドラム 104の回転は、又いく
つかの手動によらない手段(ここでは示さない)によっ
て行うことが出来る。このような場合は、外部の作動手
段から運動を受けいれるに適当なドラムを使用する。
よび101aを固定することは、可動クロスビーム 103の上
面にある噛み合い(indented)部分103dを工具保持器 101
および101aの下部にそれぞれ位置する噛み合い部分と並
列させることによる。このような固定は、第9図、第10
図および第11図に示すようにネジ103fを介して行われ
る。
動ビーム 103には、微調整装置 100の幾何学的軸に対し
て垂直に配置されたネジ切りされた孔 103c'が設けられ
る。この孔 103c'は、ネジ 103a'を収容して含み、この
ネジがスプリング 103b'に圧力をかけ、スプリングが次
に楔 103e'を圧縮するのである。楔 103e'が圧縮された
結果、延長部 123の円筒形面が押さえられる。このよう
にして、円筒形ロッド120 と円筒形状の胴体 108および
/又は可動ビーム 103と延長部 123との間に存在する可
能性があるバックラッシュは何れも抑制される。
の補完外部胴体 134の円筒形壁内部には、冷却ダクト 1
35が設けられる。この冷却ダクト 135は、外部胴体 134
に対して縦方向に配置され、外部胴体 134の上部先端に
設けられた円形の室134bにおいて終了する。この円形の
室(chamber)134b は、第2図に示すように微調整装置10
0 の内部円筒体 108の周縁部に直角に設けられた円形の
凹部(recess)108bに接続された孔108aを介して可動クロ
スビーム 103に設けれた冷却ダクト103cと連通してい
る。
135、室134bとダクト108a、108bおよび103cおよび工具
保持器 101および101a(第9図および第10図において破
線で示す)上に位置するダクトは、冷却流体をこれらの
ダクトおよび室の中を貫流させることによって、切削加
工操作時に切削工具 102を効率的に冷却させるのであ
る。
ム 103の横方向の全変位よりも若干大きく、その結果切
削流体が円筒形状の胴体 108の下部と工具保持器 101お
よび101aおよび個別の切削工具 102を支持する可動ビー
ム 103との間を流れるような連通状態、即ち連結状態が
常に成立することになる。
103の上面に合わされ、本発明の機械要素の何れに対し
ても起こり得る損傷を一切回避するために、傾斜した延
長部123 が占める空間内に金属や流体の不純物が入るの
を防止する。
ない。本発明についてその他多くの変形が、当業者に明
白であって、前記特許請求項の範囲に包含されるものと
考える。
調整装置の平面図である。但し、工具は除いてある。
の改良された微調整装置の縦断面図であって、微動ネジ
の回転運動を円筒形ロッドの縦方向直線運動に変換する
要素を示す。なお、この円筒形ロッドの直線運動がその
次には、工具の保持器として用いられるクロスバーに対
して垂直の直線運動に変わる。
装置の拡大概略詳細図であって、回転運動を微動ネジの
幾何学的軸に対して縦方向で且つ垂直方向の直線運動に
変換する機械要素の一部を示す。
用の改良された微調整装置の断面図である。
横断面図である。
り欠きした縦方向の拡大概略図であり、本発明に従った
装置における二つの位置決めピンを示す。
見た正面図であり本発明の装置において円周面の周囲に
一様に表示され且つ一列になって中心に収束する複数の
歯を示す。
面図であって、切削工具の支持取付け部を示す。
った穴仕上処理用の改良された微調整装置の前面部の縦
断面図である。
明に従った、別のタイプの工具保持器を用いた穴仕上処
理用の改良された微調整装置の前面部の拡大縦断面図で
ある。
った穴仕上処理用の改良された微調整装置の正面図であ
る。
Claims (15)
- 【請求項1】 内部空間を有する実質的に円筒形状の
胴体(108)が、前記内部空間に配置された微動ネジ
(105)であって、回転軸およびネジ切りされた延長
部(105b)を有するもの、 切削工具(102)が配置される工具保持器(101,
101a)を変位させる変位手段(103〜105b,
120〜123)であって、バックラッシュ抑制手段
(103〜103‘e,105b,120〜122)お
よび運動伝達手段を包含して成るものとから構成される
穴仕上処理用の改良された微調整装置(100)におい
て、 前記運動伝達手段が、前記微動ネジに122に配置され
た目盛り付きドラム(104)および前記胴体を基準に
して前記微動ネジを軸方向および半径方向に支持する支
持手段(106〜106b,109)から構成され、 前記伝達手段が更に、前記胴体内に前記微動ネジの、前
記ネジ切りされた延長部の周囲に配置された円筒形ロッ
ド(120)から構成され、 前記円筒形ロッドが、その上端部に傾斜した部分又は延
長部(123)を有し、前記傾斜延長部が、前記円筒形
ロッドの軸を基準として傾斜角度で傾斜しており、前記
運動伝達手段が更には、工具保持器が取付けられる可動
クロスビーム(103)から構成され、 前記傾斜延長部が、前記可動クロスビームに滑動可能に
載置され、 かくして回転軸方向において前記微動ネジを回転する
と、該工具保持器が前記微動ネジの回転軸に対して垂直
な方向に変位せしめられる、穴仕上処理用の改良された
微調整装置。 - 【請求項2】 前記胴体(108)内において前記円
筒形ロッド(120)と前記微動ネジ(105)の前記
ネジ切りされた延長部(105b)との間に配置された
下部ブッシュ(121)および上部ブッシュ(122)
とから更に構成されるであって、前記下部および上部の
ブッシュには内部および外部ネジが設けられ、その結果
前記微動ネジの前記ネジ切りされた延長部と嵌合する、
請求項第1項に記載された装置。 - 【請求項3】 前記円筒形ロッド(120)、前記下
部ブッシュ(121)および前記上部ブッシュ(12
2)が、前記ネジ切りされた延長部(105b)の周囲
に同軸に取付けられた単一の組立体を構成し、なお前記
下部および上部ブッシュの外部ネジが、前記円筒形ロッ
ドに配置されたネジと嵌合する、請求項第1項に記載さ
れた装置。 - 【請求項4】 前記目盛り付きドラム(104)が回
転し、その結果前記下部ブッシュ(121)、前記上部
ブッシュ(122)および前記円筒形ロッド(120)
とから構成される前記組立て体が縦方向に変位せしめら
れ、前記微動ネジ(105)の分解能が前記組立体の可
能な限り最小の変位に等しく、且つ前記微動ネジの前記
ネジ切り部分(105b)におけるネジピッチを前記目
盛り付きドラムの目盛り線の数で割った商として定めら
れる、請求項第3項に記載された装置。 - 【請求項5】 前記円筒形ロッド(120)および前
記傾斜延長部(123)の変位に対する前記可動クロス
ビーム(103)の変位の比が、前記円筒形ロッドの軸
と前記傾斜延長部の幾何学的軸との間の傾斜角度ならび
に前記微動ネジ(105)の動きと.よって定められ
る、請求項第4項に記載された装置。 - 【請求項6】 前記可動クロスビーム(103)と前
記微調整装置(100)の上部に配置された水平方向の
V字形案内路(103a,133a)、および、前記案
内路の間に載置された最初のボール系列(131)から
更に構成される請求項第5項に記載された装置におい
て、前記傾斜延長部(123)の傾斜角が、前記水平方
向の案内路に平行して延びる平面内にあり、前記水平方
向の案内路が前記微動ネジ(105)の幾何学的軸に対
して垂直な方向に延長する、請求項第5項に記載された
装置。 - 【請求項7】 前記水平方向の案内路が、前記可動ク
ロスビーム(103)の上部外壁および微調整装置(1
00)の前記上部の上部内壁に設けられた切り込み部又
は溝から構成され、なお前記可動クロスビームが前記水
平案内路によって案内される、請求項第6項に記載され
た装置。 - 【請求項8】 前記微調整装置(100)の前記上部
の下部内側縁部において前記可動クロスビーム(10
3)の下部外側縁部に配置された平面案内路(103
b,133b)、および、前記平面案内路の間に配置さ
れた二番目のボール系列(132)とから更に構成され
る装置において、前記最初と二番目のボール系列が、前
記微調整装置の幾何学的軸に対して同軸である前記微動
ネジ(105)の幾何学的軸に対して垂直な方向に前記
可動クロスビームを変位させる、請求項第7項に記載さ
れた装置。 - 【請求項9】 前記水平方向の案内路が、前記平面案
内路に対して平行に且つそれから一定の距離をおいて配
置され、その結果頂点が、前記最初と二番目のボール系
列(131,132)の中心線で、実質的に台形の周囲
に包含されることになる、請求項第8項に記載された装
置。 - 【請求項10】 前記円筒形状の胴体(108)には
前記目盛り付きドラム(104)が手動で操作取り扱い
可能であり且つ手動で回転可能であるように横向き開口
部(134a)が設けられる、請求項第1項に記載され
た装置。 - 【請求項11】 前記目盛り付きドラム(104)
が、外部作動手段からの動作を受けられるように構成さ
れ且つ配置される、請求項第10項に記載された装置。 - 【請求項12】 前記可動クロスビーム(103)に
は、その上面に噛み合い部が設けられ、その結果工具保
持器(101,101a)が、前記可動クロスビーム上
の前記噛み合い部(103d)を該工具保持器の下部に
設けられた噛み合い部と心合わせすることによって前記
可動クロスビームに配置され、なお該工具保持器はネジ
(103f)を用いて前記可動クロスビームに強固に固
定される、請求項第1項に記載された装置。 - 【請求項13】 前記バックラッシュ抑制システム
が、前記可動クロスビーム(103)の側面に配置され
た水平方向のネジ孔(103‘c)に載置されたネジ
(103‘a)、前記ネジ切りされた孔に配置されたス
プリング(103‘b)、および、前記ネジ切りされた
孔に配置された台形の楔(103‘e)とから構成され
る装置において、前記ネジ前記スプリングに作用し、そ
の結果前記楔を前記傾斜延長部(123)の側壁に対し
て押しつけて前記傾斜延長部の機械的バックラッシュを
一切抑制する、請求項第12項に記載された装置。 - 【請求項14】 装置が更に、前記胴体(134)の
内部の壁部に沿って縦方向に延びる一番目の冷却ダクト
(135)、前記胴体(108)は、その周端部に設け
られた円形の凹部(108b)を有するものと、前記可
動クロスビーム(103)に設けられた二番目の冷却ダ
クト(103c)から更に構成される装置において、一
番目の冷却ダクトが、前記胴体内の前記一番目の冷却ダ
クトの一端に設けられた円形の室(134b)に連通
し、前記円形の室が、前記円形の凹部の開口部(108
a)に連通し、その結果前記胴体内の一番目の冷却ダク
トが、前記可動クロスビーム内の二番目の冷却ダクトと
連結する、請求項第1項に記載された装置。 - 【請求項15】 前記円形の凹部(108b)の直径
が、前記水平方向で且つ平面案内路に沿った前記可動ク
ロスビーム(103)の最大変位長よりも僅かに大き
く、その結果冷却流体が、前記胴体内の前記一番目の冷
却ダクト(135)を貫流して、前記可動クロスビーム
内の前記二番目の冷却ダクト(103c)を往復するこ
とになる請求項第14項に記載された装置。
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