JPH0657363B2 - 旋回工具の精密調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、径方向に調整可能な切削工具に関し、さら
に詳しくは、径方向調整可能な回転ヘッドに搭載される
工具の切刃の微調整を行うための新たな有用な装置に関
する。

［従来の技術］ 中ぐりヘッドの回転軸に対して径方向に位置を調整でき
る切削刃によって中空の円筒面を処理しまたは切削する
中ぐりヘッドは既知である。この工具は、流体圧によっ
て操作される。この中ぐりヘッドは、切削刃を持つ旋回
工具を案内するための剛性の己高い平行ばね継手を有す
る径方向調整ヘッドを有する。剛性の高い平行ばね継手
はピストン拡張用部材によって少しづつ径方向に偏位さ
せられる。気力学的制御圧（一般的には空気圧）がより
高い流体作動圧に変換させられ、これは中ぐりヘッドに
設けられた圧力増幅器を介して調整部材に調整圧力とし
て付与される。この操作の間、もし流体装置において運
転による損失が出た場合には、貯蔵容器から圧力油が供
給される（ドイツ特許第２４２６４０９参照）。

［発明が解決しようとする課題］ 漏れ油の損失を補償するために、それぞれの処理工程の
初めに圧力増幅器のピストンが後退させられ、油圧領域
に真空を生じ、それによって逆止弁が作動して、僅かに
過圧状態にある貯蔵容器の圧油が圧力増幅器の圧力室に
流れる。

回転系は均衡を採らねばらないので、従来配置では貯蔵
容器と逆止弁とは回転軸を挟んで互いに対向して配置さ
れる。それにもかかわらず、貯まった廃油が流体圧系に
流入することにより不均衡が起き、これは振動を発生さ
せる。さらに、油のストックは慣性による過剰な力の発
生を防ぐためには少ない方がよいが、これは回転を妨げ
る。このような好ましくない影響をできるだけ減らすた
めに、装置を頻繁に停止して油を補給しなければならな
い。さらに、制御空気圧は継続的な潤滑が必要な回転シ
ール部を介して供給される必要がある。なぜならそうし
ないと、シール部材が高速回転のために破損してしまう
からである。もし、圧力増幅器と径方向調整ヘッドが構
成部品として互いに離れて構成されると、圧力油もまた
回転シール部を持つ回転継手を介して径方向調整ヘッド
に供給されなければらない。これは、これらの圧力との
関係で、回転継手の高い調整圧力及び張力のため容易で
はない。回転継手はこのため早期に破損してしまう。

［課題を解決する手段］ この発明は、上述した微調整装置のさらなる改良を提供
するもので、それにより、必要な回転継手の緊張が少な
くなり、廃油損失による不均衡が長期の操作の後も起き
ない。

この発明、旋回工具を装着した剛性の高い平行バネ継手
を流体圧により操作する調整部材を有する回転ヘッドに
おいて旋回工具の径方向の位置を精密に調整するための
装置であって、 低圧の制御空気圧を受けてその低圧の制御空気圧に比例
する中間流体圧を送出する第１の変換手段であって、流
体圧媒体貯蔵容器と、上記第１変換手段が少なくとも１
つの位置にある時にこの流体圧媒体貯蔵手段を上記中間
流体圧力に連絡する圧力媒体流路とを有し、低圧空気圧
から中間流体圧への変換が回転ヘッドの外部で行われる
ように構成されている第１の変換手段と、 上記第１の変換手段に流体的に接続されて上記中間流体
圧を受けるための第２の変換手段であって、一体に回転
するように回転ヘッドに接続されるとともに上記調整部
材に高圧の調整圧力を供給し、上記第１の変換手段から
放出される中間流体圧に流体的に接続された回転継手を
有する第２の変換手段とを設けたものである。

［作用］ この発明によれば、制御空気圧から流体調整圧への変換
が直接的に（つまり径方向調整回転ヘッドの中での１つ
の段階で）行われるのではなく、１つの調整圧力室とも
う１つの調整圧力室との間にさらなる流体圧力工程が介
在させられている。このさらなる流体圧力工程を通し
て、付加的圧力過程における制御圧力から中間圧力への
変換が径方向調整ヘッドの外で行われる。中間圧力工程
での圧力流体は同様に回転シール部を介して径方向調整
ヘッドに導かれる。中間圧力は制御圧力よりも高いが、
工具の切刃を調整するための調整圧力よりも低いので、
圧力に敏感な回転継手（伝達部）にかかる張力が小さく
なる。発明によって装置の回転しない部分に貯蔵容器を
付与したことによって、及び径方向調整ヘッドに設けら
れた圧力変換器の圧力室を介して貯蔵容器からの中央接
続部を設けたことにより、回転型径方向調整ヘッドの不
均衡の発生が全て防止される。さらに、貯蔵油を再充填
することも、従来の装置のように稼動を止めることなし
に、手で行うことができる。

［実施例］ 第１図に示すように本装置は実質的に３つの構成要素か
らなり、これは第１の空気圧／油圧変換器Ｗ１、第２の
変換器Ｗ２と、これらが接続されている径方向調整ヘッ
ドＲＳである。変換器Ｗ２及び径方向調整ヘッドはいわ
ゆる中ぐりヘッドＢＫとして称される一体の構成部品を
構成している。さらに、指示装置つまり表示装置ＡＶ及
び電気的−空気的に操作される調整装置ＲＶが設けられ
ているが、それらは本発明に直接関係ないので個々に詳
しく述べない。

空気圧／油圧変換器Ｗ１は、大きな直径を有し、空気圧
室に面する大型ピストン１と、小さい直径を有し、油圧
室に面する小型ピストン２が強固に結合した二重ピスト
ン構造体を有する。大型ピストン１により制御圧室３が
形成され、これはスイッチバルブＶＴ及び接続導管Ｌ１
を経て調整装置ＲＶに連絡されている。圧力室３で制御
空気圧が０になると、ピストン構造体は重力又は図示さ
れた弱いばねＦ１により下方へ動く。調整装置ＲＶは、
中ぐりヘッドを用いて加工されるべき中空の円筒体に対
して、ここで説明しない方法で実際の値と目標値の間の
差から制御空気圧を計算するものである。

小型ピストン２は圧油で満たされた中間シリンダ５の中
を動く。ピストン構造体１，２が運動するときに、中間
圧力シリンダ５の中に中間圧力が発生する。その大きさ
はそれぞれの圧力室に作用する大型ピストン１と小型ピ
ストン２の前面つまり作動面どうしの関係に依存する。
中間圧力以下にある圧油が変換器Ｗ２に回転継手ＤＦ及
び油圧管Ｌ２を経て供給される。

変換器Ｗ２は、第２の大型ピストン６と、これに強固に
結合された第２の小型ピストン７からなる第２のピスト
ン構造体を有する。小型ピストン７は、圧油で満たさ
れ、調整ピストン９の圧力室１９に毛管２０を経て連絡
されている圧力シリンダ８の中を動く。調整ピストン９
によって図に輪郭だけを示す旋回工具ＷＳが動かされ
る。この旋回工具ＷＳは平行ばね継手ＦＧを経て径方向
調整ヘッドと強固に接続されている。

大型ピストン６は圧力室１７の中を摺動し、これは既に
述べたように回転継手ＤＦ及び導管Ｌ２を経て空気圧／
油圧変換器Ｗ１の中間圧力シリンダ５の圧力室と接続し
ている。ピストン構造体６，７の中心を貫通する流路１
５の段付き開口部には、圧力室１７の底部に固定された
作動ピン１８が突出している。ばねで付勢された逆止弁
１４がこの流路１５の段付き開口部に配置され、作動ピ
ン１８が接触することによって開かれるようになってい
る。流路１５の減径部は、小型ピストン７の前面におい
て圧力シリンダ８の圧力室に開口している。ばねＦ２
は、第１図に示された静止位置ににおいてピストン構造
体６，７を図に示すような静止位置に維持する。第１図
に示すように変換器Ｗ２は回転対称的に構成されてい
る。

変換器Ｗ２において、大型ピストン６及び小型ピストン
７の作動シリンダ面との関係に応じて調整圧力が発生す
る。これは圧力室１９の中で径方向調整ヘッドの調整ピ
ストンに作用する。これにより、ドリルを把持する旋回
工具の位置を圧力調整器ＲＶの制御信号に応じたごく僅
かな量だけ調整する。

上述したように調整器ＲＶの各制御圧力に対し、記載さ
れた装置の内部の不可避な摩擦に起因する限界の範囲で
一定の調整圧力がが割り当てられる。第１図に輪郭だけ
示したシール部材ＯＲを通してこの装置が圧力媒体を失
うと、空気圧−油圧変換器Ｗ１のピストン構造体１，２
は中間圧力及び制御圧力の間の平衡を生じるまで上方に
動く。

変換器Ｗ２の調整圧力室において圧油が失われると、圧
変換器Ｗ２のピストン構造体６，７は左方向へこの喪失
した油が補償されるまで動く。

回転対称的に構成された中間圧力変換器Ｗ２が軸方向に
動くので、油を後から追加することによって不均衡を生
じないことはすぐに理解される。

大量の圧力媒体が失われるときに、貯蔵容器からの圧油
を補給できるのは有用なことである。この目的のため
に、空気圧／油圧変換器Ｗ１に圧油収容貯蔵容器が設け
られ、失われた油を補う圧油を供給するようになってい
る。この貯蔵容器１０は圧シリンダ５に対して同心的に
配置されている。

貯蔵容器１０の中の貯蔵油にフロートスイッチ１１の形
態のセンサが設けられ、表示装置ＡＶと接続されてお
り、油のレベルが最小限度を下回ったときに油のレベル
の表示と信号の送達がなされる。

容器１０の底部には管路１３が設けられ、管路１３の最
終端には開口部２２が形成されている。小型ピストン２
の最先端のピストン中心部の内部にあＨ流路２３が形成
され、小型ピストン２の円筒表面には開口部４が形成さ
れている。管路１３の開口部２２は、空気圧／油圧変換
器Ｗ１のピストン構造体１，２が第１図に示された静止
位置にあるとき、小型ピストン２の管路２３の開口部４
と一致してこれらの管路１３，２３を連絡し、それによ
って圧力リンダ５内の油と貯蔵容器１０の油を合流させ
る。この部分は油シールＯＲによって密封されている。
貯蔵油の最小レベルを下回ると、貯蔵油は装置又は機械
を停止することなく、手によって貯蔵容器１０内に充填
することができる。

第２図は、上記の理解を容易にするための透視概略図で
ある。圧油に接する小型ピストン２の円筒表面には開口
部４が形成され、この開口部４は圧油に隣接する小型ピ
ストン２の頂面に管路２３を介して連絡されている。小
型ピストン２は大型ピストン１の圧力室３の直径よりも
小さいシリンダ５の中で作動する。シリンダ５に対して
同軸に設けられた貯蔵容器１０と開口部４において連絡
する。このようにして、小型ピストン２の頂面の開口を
経由してシリンダ５の圧油の漏れを補うことができる。

本発明の装置の作用は以下の通りである。処理、切削工
程の開始において空気圧／油圧第１変換器Ｗ１のピスト
ン構造体１，２は制御空気圧の低下により下方に引かれ
る。この位置で中間圧力室は流路１３，２３、開開口部
４，２２を通して貯蔵容器と連絡状態にある。変換器Ｗ
２のピストン装置６，，７はばねＦ２の作用のもとで右
方向端部まで動かされている。この状態において、球１
４として構成された逆止弁が大型ピストン６の座から離
れる。これは、中間圧力室１７の壁に固定されたピン１
８が球を図面において左方向に動かしているからであ
る。この状態で、貯蔵容器１０から径方向調整ヘッドＲ
Ｓの調整圧力室１９までの直接的接続が形成され、圧油
は貯蔵容器から圧力室に流れる。

調整器ＲＶを通して制御圧が高くなると、空気圧／油圧
変換器Ｗ１のピストン装置１，２が管路１３を閉鎖する
ように上方に動く。そのために、中間圧力は相応して高
くなり、変換器Ｗ２のピストン構造体は左へ動く。僅か
の動きの後に逆止弁１４が閉じ、その結果、球が作動ピ
ン１８から外れ、径方向調整ヘッドＲＳに制御圧力が発
生する。それによってそれに対応する量だけ旋回工具の
位置が調整される。

これらの工程は各々の加工周期の始めから繰り返され
る。

油貯蔵容器１０と変換器Ｗ１の中間圧力室５の間の上述
した摺動的接続の代わりに、上述した装置の主題に関す
る発明の原理を変えることなしに、逆止弁を用いたり他
の変形を行うことも可能である。

［発明の効果］ この発明によれば、制御空気圧から流体調整圧への変換
において付加的な流体圧力工程が介在させられ、ここで
制御圧力から中間圧力への変換が径方向調整ヘッドの外
で行われる。中間圧力は工具の切刃を調整するための調
整圧力よりも低いので、従来のように調整圧力を径方向
調整ヘッドに加える場合に比べ、圧力に敏感な回転継手
にかかる張力が小さくなり、従って、この回転継手の寿
命の延長、この部分での圧力流体の漏れの防止が図れ
る。また、装置の回転しない部分である第１の変換手段
に貯蔵容器を付与したことによって、及び径方向調整ヘ
ッドに設けられた圧力変換器の圧力室を介して貯蔵容器
からの中央接続部を設けたことにより、回転型径方向調
整ヘッドの不均衡の発生が全て防止される。さらに、貯
蔵油を再充填することも、従来の装置のように稼動を止
めることなしに、手で行うことができるなどの優れた効
果を奏すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の回転型径方向調整ヘッドを有する旋
回工具の精密調整装置の実施例を説明する概略図であ
り、第２図は、小型ピストンと貯蔵容器との接続を説明
する概略図である。 １……第１の大型ピストン、２……第１の小型ピスト
ン、３，１７……圧力室、４，２２……開口部、５，８
……圧力シリンダ、６……第２の大型ピストン、７……
第２の小型ピストン、９……調整ピストン、１０……貯
蔵容器、１１……充満レベル指示器、１３……管路、１
４……逆止弁、１５……流路、１８……作動ピン、１９
……圧力室、２０……毛管、Ｗ１……第１変換器、Ｗ２
……第２変換器、ＲＳ……径方向調整ヘッド、ＶＴ……
スイッチバルブ、ＤＦ……回転継手、Ｌ１，Ｌ２……導
管、ＡＶ……表示装置、ＦＧ……平行ばね継手、ＢＫ…
…中ぐりヘッド、ＷＳ……旋回工具、ＯＲ……シール部
材、ＲＶ……調整器、Ｆ１，Ｆ２……ばね。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回工具（ＷＳ）を装着した剛性の高い平
   行バネ継手（ＦＧ）を流体圧により操作する調整部材
   (9)を有する回転ヘッド（ＲＳ）において旋回工具の径
   方向の位置を精密に調整するための装置であって、 低圧の制御空気圧を受けてその低圧の制御空気圧に比例
   する中間流体圧を送出する第１の変換手段（Ｗ１）であ
   って、流体圧媒体貯蔵容器(10)と、上記第１変換手段が
   少なくとも１つの位置にある時にこの流体圧媒体貯蔵手
   段を上記中間流体圧力に連絡する圧力媒体流路(13)とを
   有し、低圧空気圧から中間流体圧への変換が回転ヘッド
   の外部で行われるように構成されている第１の変換手段
   と、 上記第１の変換手段に流体的に接続されて上記中間流体
   圧を受けるための第２の変換手段（Ｗ２）であって、一
   体に回転するように回転ヘッドに接続されるとともに上
   記調整部材に高圧の調整圧力を供給し、上記第１の変換
   手段から放出される中間流体圧に流体的に接続された回
   転継手（ＤＦ）を有する第２の変換手段とを具備するこ
   とを特徴とする旋回工具の精密調整装置。
2. 【請求項２】上記第１の変換手段は、制御圧力室(3)を
   構成する制御圧力シリンダ及び中間圧力室を構成する中
   間圧力シリンダ(5)と、上記制御圧力室内に摺動自在に
   搭載され、上記制御圧力室に境界を形成する円筒表面と
   を有する大型ピストン(1)と、上記中間圧力室内に摺動
   自在に搭載され、上記中間圧力室に境界を形成する円筒
   表面とを有する小型ピストン(2)とを有し、上記大型ピ
   ストンは上記小型ピストンにそれと一体に移動するよう
   に固定され、上記貯蔵容器は上記中間圧力シリンダの周
   囲に配置され、上記小型ピストンは上記小型ピストンの
   静止位置において上記貯蔵容器と連絡する開口部(23)を
   その中心部にに有するとともに、その円筒表面上に、上
   記中心部の開口部と連絡して上記貯蔵容器から上記中間
   圧力室へ媒体を供給する開口部(4)を有する請求項１に
   記載の旋回工具の精密調整装置。
3. 【請求項３】上記第２の変換手段は、受圧室(17)を構成
   する受圧シリンダと、調整圧力室を構成する調整圧力シ
   リンダ(8)と、上記受圧室内に摺動自在に搭載され、上
   記受圧室に境界を構成する円筒表面とを有する第２の大
   型ピストン(6)と、上記調整圧力室内に摺動自在に搭載
   され、上記調整圧力室に境界を構成する円筒表面とを有
   する第２の小型ピストン(7)と、これらの第２の大型ピ
   ストン及び小型ピストンを互いに強固に連結するピスト
   ンロッドであって、それを挿通して上記受圧室及び調整
   圧力室を互いに連絡する流路(15)を有するピストンロッ
   ドと、上記第２の大型ピストン及び小型ピストンの少な
   くとも１つの位置において上記流路を開くため上記流路
   に設けられた弁(14)とを有し、上記回転継手（ＤＦ）は
   上記受圧シリンダに接続されて中間流体圧力を上記受圧
   室(17)に送るようになっていることを特徴とする請求項
   ２に記載の旋回工具の精密調整装置。
4. 【請求項４】上記第２の変換手段には、上記第２の変換
   手段の上記大型ピストン(6)及び小型ピストン(7)がその
   上記少なくとも１つの位置から移動した時に、上記流路
   の上記弁を閉じて上記受圧室の中間流体圧力を上記調整
   圧力室の高調整圧力に変換する弁操作手段(18)が設けら
   れていることを特徴とする請求項３に記載の旋回工具の
   精密調整装置。
5. 【請求項５】上記弁は、上記流路にばね（Ｆ２）で付勢
   され、閉止位置に偏位させられて上記流路を閉じるボー
   ル(14)と、上記受圧室に接続され、上記第２の変換手段
   の上記大型ピストン及び小型ピストン静止位置にある時
   に上記ばね付勢ボールに係合して上記弁と流路を開き、
   それによって上記静止位置において上記第１の変換手段
   の上記貯蔵容器と上記第２の変換手段の上記受圧室及び
   調整圧力室とを連絡させる作動ピン(18)とを有すること
   を特徴とする請求項４に記載の旋回工具の精密調整装
   置。
6. 【請求項６】上記貯蔵容器の流体レベル検知手段(11)
   と、この流体レベル検知手段に接続されて上記貯蔵容器
   の流体レベルを表示する表示器（ＡＶ）とを有すること
   を特徴とする請求項１に記載の旋回工具の精密調整装
   置。
7. 【請求項７】上記第１と第２の変換手段を、上記貯蔵容
   器、中間流体圧力室及び高圧の調整圧力室との間の連絡
   が達成される静止位置に偏位させる偏位手段（Ｆ１，Ｆ
   ２）が上記第１と第２の変換手段にそれぞれ設けられて
   いることを特徴とする請求項１に記載の旋回工具の精密
   調整装置。