JPS6125930Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 この考案は工作機械で、所要長さの切削穿孔な
どの工作を一挙に施さず、工具の複数回の往復動
により工作を複数回に分けて施すステツプフイー
ド機能をもつものにおいて、起動直後より滑らか
な運転状態に入るように改良したドリルユニツト
に関する。

従来技術 従来主軸にかゝるトルクが所定以上になつたこ
とを検出して主軸筒を復動させた後再び往動させ
るようにしたステツプフイード装置を備え、一加
工作業を終了する毎にモータが停止され、次の加
工開始に伴う主軸筒の往動時に再び回転されるド
リルユニツトにおいては、次の加工開始に伴つて
モータが回転され始めた時、特に歯車変速機構等
があると立上りトルクが大きくトルク検出手段が
直ちに作動されてトルク検出をしてしまうため、
モータが全速で回転されるまでの間主軸筒が数回
往復動され、工具が加工しないにも係わらず復動
されるという無駄な動きをしてしまう欠点があつ
た。

目 的 この考案は上記に鑑みなされたものであつて、
加工作業の開始に伴う主軸筒の往復初期において
モータが全速で回転されるまでの間のトルク検出
手段の検出を無効化するようにした、ステツプフ
イード機能を装備したドリルユニツトを提供する
を目的とする。即ち加工作業中主軸筒をエアーシ
リンダへの空気の供給の切換えによつて往復動さ
せ、この復動への切換えを主軸に加わるトルクが
設定値以上になつたとき、トルク検出手段によつ
て検出を行なわせ主軸筒をステツプフイードさせ
るドリルユニツトにおいて起動当初モータの回転
の立上りのとき主軸筒の往復を停止若しくは極低
速に規制する手段と、この手段が作動している間
前記トルク検出手段を無効化する手段を備えたド
リルユニツトである。

実施例 次にこの考案の実施態様を図面に基づき説明す
る。１は主軸１２とピストンロツド２２を平行に
配置して納めた細長いケースであつて、横断方向
の隔壁２と前端の端面板３との間を密閉できるよ
うにしてあり、外周に翼状の取付座脚４を一体に
設ける。主軸１２はケース１の後端部に装着され
たモータ２７により駆動されるもので、前端外周
にスプライン１３を設ける。１４は主軸１２を摺
動自由に包囲する主軸筒で、前記した隔壁２と端
面板３に両端を嵌めた円筒８により構成されるエ
アーシリンダ９の中心に隔壁２から緊密に通し、
前端部に円筒８の内面に接するピストン１５を形
成し、そのピストン１５より前側には前端部を端
面板３から緊密に突出する延長主軸筒１６を外嵌
めにより固定する。

主軸１２のスプライン１３の外周には主軸筒１
４及び延長主軸筒１６の中心に位置する回転体１
８を設けて、これにスプライン１３に係合する内
歯形の係合体１９を固定し、前端には延長主軸筒
１６の前端部内周のベアリング１７を貫いて支持
したテーパ軸２０を設ける。回転体１８は後端部
外周を適当な回転絶縁体２１を介して主軸筒１４
の前端に係合する。この回転体１８は主軸筒１４
及び延長主軸筒１６と共に往復移動すると同時に
回転を主軸１２から伝達されてテーパ軸２０を回
転する。ピストンロツド２２は前後の両端を端面
板３と隔壁２とに油密に貫かせて回転可能に固定
した円筒体１０により構成したシリンダ室１１に
前側を挿入する。そのピストンロツド２２はケー
ス１に設けた一方向クラツチ７１に後方部を通し
て後端をケース１の外周に突出してあり、ケース
１には隔壁２の後側と一方向クラツチ７１間の側
部を開放して取外し可能なカバー９５を取付け
る。ピストンロツド２２はパイプからなり、円筒
体１０の前端口から回転可能に密嵌した油通路構
成体５４の内輪面に設けた焼結金属板からなる濾
過板に前端を係合したばね２３を中心に通し、後
端に施したねじ栓２４によりそのばね２３の後端
を係止する。

ケース１には主軸１２の後端部に対応させて歯
車室５を設けて側部に交換窓６を開口しその歯車
室の後側に摺動穴７を開口する。主軸１２の後端
には歯車室５内において被動歯車２５を嵌着す
る。

ケース１の後端面には摺動穴７の周りから突出
した数本のピン軸２６によつてモータ２７と、そ
の後方に配慮した軸支円板３５を固定し、軸支円
板３５にキヤツプ３８を固着する。前記モータ２
７は通常型式のものであつて、その回転子２８か
ら突出した出力軸２９の前端を、摺動穴７内に摺
動可能に設けたベアリングケース３１内のベアリ
ングにより軸支すると共に、その出力軸２９の前
端に歯車室５内に臨ませた主動歯車３０を固定
し、ベアリングケース３１にはケース１の後端面
に添つて側方に突出する突片３２を設ける。又回
転子２８の後端から軸子３３を突出してこれを軸
支円板３５の中心に摺動可能に摺めたベアリング
ケース６内のベアリング３７により支持し、その
軸子３３には軸支円板３５より後側においてベア
リングにより回転を絶縁した円板３４を嵌める。

キヤツプ３８には中心部後側に第３，４図に示
した摺動筒３９を取付け、これに軸方向に長い検
知孔４０を設けて目盛４１を施し、内部には基線
４４を施した突部４３を検知孔４０に嵌めて廻止
めを施した指示板４２を嵌め、その指示板４２と
前記の円板３４とにベアリングケース３１の突片
３２がケース１の後端面に接するまで回転子２８
を押す加圧ばね４５の両端を掛ける。摺動筒３９
の後端にはハンドル付送りねじ４６を回転だけ自
由にして装着し、その送りねじ４６を前記した指
示板４２の中心に螺合して通す。

４７は交換窓６の外側に固定して軸支部４８を
歯車室５内に突出した歯車支持片であつて、軸支
部４８の一側に主動歯車３０に噛合う第１伝動歯
車４９を軸支し、その軸支部４８に通して軸支し
た伝動軸５０の一端に第１伝動歯車４９に噛合う
第２伝動歯車５１を固着し、他側には主軸１２の
被動歯車２５に噛合う第３伝動歯車５２を固定す
る。

主動歯車３０・第１〜第３伝動歯車４９，５
１，５２及び被動歯車２５はすべて斜歯歯車とす
る。又、歯車支持片４７は第１〜第３伝動歯車の
歯車比をかえたものを数種用意しておいて任意の
ものと交換し、それによつて主軸１２の回転数を
変える。

円筒８と円筒体１０の外周はケース１と隔壁２
との端面板３とにより囲まれた油タンク油溜室５
３とする。円筒体１０の前端から内嵌した前記の
油通路構成体５４は一方向弁及び可変絞りの油路
によつて油タンク５３に通ずる。

又ケース１の隔壁２には主軸筒１４に平行でピ
ストン１５の側面に向う貫通孔５７が穿設され、
この孔に外周に空通路となる環状溝５８を設けた
シリワダ５９が、開口部をピストン１５側に向け
て密嵌されている。シリンダ５９にはピストン１
５側を閉じた空気通路となる盲孔６１と空気窓６
２を穿設した弁筒６０が拒装されていて、ばね６
３によつて一定位置迄突出するように常時付勢さ
れている。この弁筒６０は突出端がシリンダ１５
に接しながら規定量突出する間は前記シリンダ５
９の環状溝５８に穿設された空気窓６４を閉塞す
る弁として作動しピストン１５、即ち弁筒６０が
規定量往動したとき空気通路は開設され、環状溝
５８・空気窓６４・盲孔６１・空気窓６２・シリ
ンダ９の往動側室が主路として連通する。又前記
環状溝５８に向けて空気供給路６５及び絞り孔６
６が穿設され、この絞り孔６６に針弁６７が挿入
されて可変絞りが形成されている。又その絞り孔
６６にはそれと直交してシリンダ９の往動側室に
通じる空気通路６８が設けられており、その通路
６８と絞り弁６６とにより側路を形成している。

一方向クラツチ７１は第７図に詳示するように
ケース１に固定してピストンロツド２２を挿通し
たスリーブ７２の内端部に保持した数個のボール
７３と、ばね７４によりシリンダ室１１の方向に
押される基体７５とにより構成する。基体７５の
内面にはシリンダ室１１の方向に拡がつてボール
７３に接するテーパ７６が形成される。この一方
向クラツチ７１はピストンロツド２２をシリンダ
室１１の方向即ち往方向への自由移動を許容する
が、復方向には移動不能とする。しかし基体７５
をばね７４の弾力に抗して押すときはシリンダロ
ツド２２の復方向への移動が自由になる。

７７は主軸筒１４の後端に固嵌して又状部７８
のピストンロツド２２の両側に嵌め、且つ一方向
クラツチ７１の基体７５の先端面に対応させた制
御腕であつて、第１図の原位置では図示の通りに
基体７５をばね７４に抗して押して前記クラツチ
７１を無効化する手段を提供する。この制御腕７
７には押圧突部７９を設ける（第１，９図）。

８０はピストンロツド２２に嵌着して又状部８
１を主軸筒１４の両側に嵌めた係合片であつて、
前記した制御腕７７が主軸筒１４と共に往方向に
前進するとき、その係合片８０に接触してピスト
ンロツド２２を同方向に連行するようにしてあ
る。係合片８０には突腕８２を設ける（第１，９
図）。

ケース１の歯車室５の側部には第９図に示すよ
うに第１スイツチ室８３を設けてリミツトスイツ
チLs−２・Ls−３を取付ける。リミツトスイツ
チLs−２は前記したベアリングケース３１の突
片３２から第１スイツチ室８３内に突出した作動
ピン８４により押されてオンに動作している。ま
た第１スイツチ室８３には一端を制御腕７７の押
圧突部７９に対応させた摺動杆８５を突出する。
その摺動杆８５は第８図の通りにLs−３の開閉
制御片ｘに対応させたもので、前記の弁筒６０が
ピストン１５を規定量接している間には前記の押
圧突部７９により摺動杆８５が押されてリミツト
スイツチLs−３をオンに動作し続けるが、押さ
れなくなつたときはばね８６の弾力で図の左方に
移動し、リミツトスイツチLs−３をオフに動作
する。

ケース１には係合片８０の突腕８２の作動範囲
にわたつてその突腕８２を突出したドグ操作室８
７と第２スイツチ室８８とを第９・１０図の通り
に設け、その両室にわたつて動作する摺動棒８９
を設け、摺動棒８９にはドグ操作室８７内で前記
突腕８２の前後両側にその突腕８２と衝合する第
１ドグ９０と第２ドグ９１とを固着する。第１ド
グ９０はばね２３により復方向に押返えされるピ
ストンロツド２２の係合片８０に設けた突腕８２
が衝合して前記ロツド２２の後退位置を決定する
要素をなし、第２ドグ９１はテーパ軸２０にチヤ
ツク２０ａを介して取付けた工具（ドリル）９６
の最前進位置を決定するものであるから、これら
を摺動棒８９上で移動調整できるようにする。摺
動棒８９には第２スイツチ室８８内でリミツトス
イツチLs−１に対応するカム９２を固定する。
Ls−１は第１１図に示すように常閉接点ａと常
閉接点ｂとをもち、カム９２により開閉制御片ｘ
を押されたときは接点ａを開き接点ｂを閉じる。
ドグ操作室８７にはカバー９３を設け、それに長
孔９４を形成してその孔線に目盛を施す。第１・
第２ドグ９０，９１は長孔９４から移動調整を施
すことができる。

前記実施例の作用を第１１図の結線図を参照し
て説明する。第１図の通りに主軸筒１４が原点に
停止し、且つピストンロツド２２が最後退位置に
あるとき第１１図のスタートスイツチSTを押す
とリレーCR１が作動してLS−１の常閉接点ａを
介挿した保持回路と、モータ回路に接点を挿入し
たリレーCR３の回路を閉路し、同時に摺動杆８
５で押圧作動されたリミツトスイツチLs−３と
Ls−２を並列に介挿したリレーCR２と加圧空気
送給切換弁の駆動ソレノイドSOLを駆動する。
このためモータ２７が起動し、同時にエアシリン
ダ９に対しピストン１５と主軸筒１４を前進方向
に往復するように加圧空気を供給路６５より送給
する。主路は弁筒６０で閉塞されているため空気
は環状溝５８を経て絞り孔６６で絞られ通路６８
の側路よりシリンダ９に流入し、ピストン１５は
極低速で往動される。このピストンの往動につい
て、弁筒６０はばね６３の弾力により押し出され
る。この間Ls−３は摺動杆８５により開閉制御
片が押圧されてオンに動作してLs−２を無効化
しているので、モータの回転が低く歯車系統など
により立上りトルクが大きいためにトルク検出用
のリミツトスイツチLs−２がオンの動作に入る
にも拘らず。駆動ソレノイドSOLは作動を継続
しエアシリンダ９への送給は切換わらない。従つ
てピストン１５は極低速の往動を続け、弁筒６０
が規定量突出するとき初めてシリンダ５９の空気
窓６４は開かれ、空気は環状溝５８・空気窓６
４・盲孔６１・空気窓６２の主路を通つてシリン
ダ９に流入する。主軸筒１４は制御腕７７がピス
トンロツド２２の係合片８０に衝き当るまでピス
トン１５の速度で急速往動し、その衝合のあとは
シリンダ室１１に吸込まれた油が可変絞りを通つ
て油タンク５３に排出される量により制動されて
切削送りに変化する。そのころには工具９６が加
工物に接触して穿孔をはじめる。而してその切削
加工中に主軸１２の切削トルクが次第に増大し、
加圧ばね４５に設定した圧力を超えると、斜歯の
スラストカにより第１伝動歯車４９と主軸歯車３
０との間に軸方向の滑り合いを生ずる。しかし第
１伝動歯車４９は軸方向に移動不能にされている
ので主動歯車３０が出力軸２９及び回転子２８に
伴つて加圧ばね４５の弾力に抗する方向に移動す
る。このためベアリングケース３１も同じ方向に
移動し、突片３２の作動ピン８４によるLs−２
の押圧を解除してオフに動作させる。他方、主軸
筒１４及び制御腕７７が前記のように往方向に規
定量前進すると押圧突部７９による摺動杆８５の
押圧が解除されてばね８６により押し出されて、
駆動ソレノイドSOLの駆動のすぐあとでLs−３
をオフに作動しているから、前記のようにLs−
２がオフに作動すると同時にリレーCR２及び駆
動ソレノイドSOLが非駆動となり、加圧空気切
換弁に切換作動を生じてエアシリンダ９にピスト
ン１５を復方向に押戻す加圧空気の送給をする。
モータ２７はそのときにも回転したままであるの
で主軸１２及び回転体１８により工具９６が回転
しながら穿孔から抜ける方向に移動する。このた
め主軸１４のトルクは直ちに低下し、回転子２８
等の僅かな前進でLs−２がオンの動作に戻る。
しかしそのときにはリレーCR２が前記の通りに
非駆動になつているから、同リレーの接点と直列
に結線したLs−２は駆動ソレノイドSOLを駆動
しない。

上記のように加圧ばね４５・作動ピン８４・リ
ミツトスイツチLs−２・Ls−３等は、主軸１２
に加わる切削トルクが所定値に達する毎に主軸筒
１４を復動させ且つ復動途中で再び主軸筒１４を
往動させるステツプフイード制御手段の一例をな
すものである。

他方一方向クラツチ７１は制御腕７７が原点か
ら前記の通りに前進すると同時に基体７５の押圧
を解除されて第７図の通りにテーパ７６によりボ
ール７３を押圧するからピストンロツド２２の前
進（往動）は許すが後退（復動）を阻止する態勢
になり、前記のように工具９６と共に主軸筒１４
と制御腕７７とが後退（復動）してもピストンロ
ツド２２はばね２３の作用で後退することなく停
止して係合片８０を少し前進位置に停止させる。

主軸筒１４は原位置に戻るすぐ前側で摺動杆８
５を押し、Ls−３をオンに動作させてリレーCR
２・駆動ソレノイドSOLを駆動し、再びピスト
ンロツド、主軸筒１４等を往方向に前進させて制
御腕７７が前記の前進位置の係合片８０に衝き当
るまでピストン１５の速度で前進し、係合片８０
に衝き当つてから再び前記のようにシリンダ室１
１の油の排出速度に従う制動を受けて切削送りと
なる。その位置は工具９６が加圧ばね４５に設定
したトルクを超えて後退した穿孔の奥端に該工具
９６が再び衝き当つた位置であり、こゝで再び穿
孔をはじめ、切削トルクが設定値以上になること
を再び復方向に後退し、その後は前記の前進と後
退とを繰返して順次に穿孔を深くし、穿孔を所要
深さまで形成して主軸筒１４が往動最前進位置に
きたときにピストンロツド２２の係合片８０に設
けた突腕８２を第２ドグ９１に衝き当てて摺動棒
８９を前進方向に移動し、Ls−１の常閉接点ａ
を開いて最前進位置を探知し、リレーCR１・CR
２・駆動ソレノイドSOLの何れをも非駆動にす
る。それと同時に常開接点ｂが閉じられ、リレー
CR３の駆動をリレーCR１の接点に代つて維持し
てモータ２７の駆動を継続する。

前記の駆動ソレノイドSOLの非駆動と共にエ
アシリンダ９によりピストン１５が最終的に後退
方向に復動するが、このときにはLs−２・Ls−
３が前記に準じてオンになつても、駆動ソレノイ
ドSOLは駆動されず、主軸筒１４が原位置まで
戻り制御腕７７により一方向クラツチ７１の基体
７５を押してクラツチ作用を無効にする。このた
めピストンロツド２２がはじめてばね２３の弾力
で後退復動し、突腕８２により第１ドグ９０を突
いて摺動棒８９をカム９２が第２スイツチ室８８
の内壁に係合するまで後退させ、カム９２をLs
−１から外す。このため常閉接点ａがオンに戻
り、常閉接点ｂはオフになり、リレーCR３を非
駆動にしてモータ２７を停止し一サイクルの工程
を完了する。ピストンロツド２２は第１ドグ９０
により原点を規定される又ピストン１５の原位置
への復帰により弁筒６０は押し戻され空気の主路
は閉塞される。そのためピストン１５の復動終端
においては側路を介してエアーシリンダ９の往動
側室の空気が側路を介して排出されるので、ピス
トン１５の復動運動が緩和された後ピストン１５
は原位置に復帰される。

第１２図は前記のステツプフイード作動を図解
した線図であつて、二重線は空気主路の閉塞によ
るエアーシリンダのピストン１５の極低速送り、
細い線はエアーシリンダのピストン１５の速度に
よる早送りと早戻し、太い線はピストンロツド２
２により送りの速度を制限した切削送りを示す。
Ls−２は各段の切削送りを早戻しに転換する信
号部材、Ls−３は早戻しに転換する信号部材、
Ls−１は最後の切削送りのとき最終前進位置か
ら原位置までの早戻しに転換する信号部材であ
り、それらの作動はすでに説明した通りである。
なおこの実施例では作業開始のときの主軸筒を極
低速の往動を行なわせたが、一時停止させタイマ
或いは電流リレー等の手段により目的を達するこ
とも可能である。

効 果 以上詳述したようにエアーシリンダへの圧力空
気の供給を、切削トルクの大きさに依存して切換
えることによりステツプフイードを行なわせるド
リルユニツトの加工作業開始当初に圧力空気を直
接シリンダに流入させずに、一旦絞りを介した側
路から流入させてピストンを極低速で往動させ、
この間暫時トルク検出手段を無効化し、その後主
路を開き早送り往動させるようになしたから、モ
ータの回転の低い起動時の立上りトルクの大きい
ことに起因するトルク検出スイツチの作動で主軸
を往復動させる振動現象を防止することが可能と
なつた。これによつて主軸筒の無駄な動きをなく
し必要な動作を正確に行ない。作業者不安を解消
するとともに信頼性を向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面はこの考案の一実施例を示し、第１図
は主軸筒１４を原位置にした状態の縦断側面図、
第２図は主軸筒１４が早送りから切削送りに変わ
る状態を示した縦断側面図。第３図は摺動筒３９
の拡大側面図、第４図は摺動筒３９等の拡大切断
平面図、第５図は弁筒６０の拡大縦断側面図。第
６図は第５図Ａ−Ａ線断面図、第７図は一方向ク
ラツチ７１の拡大縦断側面図、第８図は第１スイ
ツチ室８３の部分の側面図、第９図は第１スイツ
チ室８３とドグ操作室８７及び第２スイツチ室８
８の部分を切断した平面図、第１０図はドグ操作
室８７と第２スイツチ室８８の一部の一部切欠側
面図、第１１図は結線図、第１２図はステツプフ
イード作動線図である。 １……ケース、２……隔壁、３……端面板、９
……エアーシリンダ、１１……シリンダ室、１２
……主軸、１４……主軸筒、１５……ピストン、
１８……回転体、２２……ピストンロツド、２３
……ばね、２７……モータ、５３……油タンク、
５４……油通路構成体、５９……シリンダ、５８
……環状溝、６０……弁筒、６２，６４……空気
窓、６３……ばね、６６……絞り孔、６７……針
弁、７１……一方向クラツチ、７３……ボール、
７４……ばね、７５……基体、７６……テーパ、
７７……制御腕、８０……係合片、８２……突
腕、９６……工具。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 原動体２７より動力変速機構２５，３０，４
   ９，５１，５２を介して回転され一端に工具９６
   を有する主軸１８と、 その主軸１８を回転可能に支持する主軸筒１
   ４，１６を主軸と共に軸線方向に沿つて往復動さ
   せるためのエアーシリンダ９と、 主軸筒１４，１６が原位置より往動方向に移動
   され始めた時前記原動体２７を回転させ、主軸筒
   １４，１６が原位置に復帰した時回転を停止させ
   るように原動体２７を制御するための原動体制御
   手段と、 前記主軸に所定以上のトルクが加わつたことを
   検出するためのトルク検出手段と、 前記主軸筒１４，１６が最前進位置まで達した
   時若しく検出手段により主軸に所定以上のトルク
   が加わつたことを検出した時前記エアーシリンダ
   ９へのエアーの供給方向を切換えて主軸筒１４，
   １６を原位置方向に復帰させるための制御手段と
   を備えてなるドリルユニツトにおいて、加工の開
   始に伴う主軸筒１４，１６の往動初期に前記原動
   体２７が全速で回転するまでの間、主軸筒１４，
   １６の往復を停止若しくは極低速で往復させるた
   めの手段と、 少なくともその手段が作動されている間前記ト
   ルク検出手段の作用を無効化するための無効化手
   段とを備えてなるドリルユニツト。