JPH0839310A - 調節自在のカッター要素を具備する中ぐりバイト - Google Patents

調節自在のカッター要素を具備する中ぐりバイト

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JPH0839310A
JPH0839310A JP7120413A JP12041395A JPH0839310A JP H0839310 A JPH0839310 A JP H0839310A JP 7120413 A JP7120413 A JP 7120413A JP 12041395 A JP12041395 A JP 12041395A JP H0839310 A JPH0839310 A JP H0839310A
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cutter
clamp bar
actuator rod
boring tool
sliding element
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JP7120413A
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Raymond A Stephens
レイモンド・エイ・スティーブンズ
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Original Assignee
Valenite LLC
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 中ぐり加工サイクル期間中の所定ポイントで
遠隔自動操作可能なカッター要素調節手段にして、工具
を孔中に送る間及び引き続いての孔からの工具引出し中
に別々のカッター要素により２つの別個の切削加工を実
施可能なカッター要素調節手段を提供すること。 【構成】 ハウジング１０がその内部に、カッター要素
ホルダー１４をハウジングに対して釈放自在にクランプ
する一方で、カッター要素ホルダーを必要に応じてハウ
ジングから分離出来るようにするための手段を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本件出願は、現在出願中の特許出
願番号第０８／１６４，８６７号に開示される工具と類
似の機能を発揮するべく設計された中ぐりバイトに関す
るものである。２つの特許出願の工具は半径方向に調節
自在の１つ以上のカッター要素を含みそれにより、工作
物中への工具送入中に１つの加工を実施し、工作物から
の工具引出し中に別の加工を施すことが出来る。カッタ
ーの調節を、工作物中へのカッター送入限界位置で行う
ことにより、２回の加工がカッター同士の干渉を生じる
ことなく或は工作物表面に加工痕を創出することなく行
われる。
【０００２】
【従来技術】本発明は、少なくとも２つのカッター要素
を具備しこれらカッター要素が工作物孔内への工具送入
或は引出し中に別個の切削動作を行うようにしてなる中
ぐりバイトに関する。こうした構成の中ぐりバイトで
は、工作物孔中への工具送入中に一方のカッター要素が
孔表面を比較的粗く切削し、２のカッター要素が孔から
の工具引出し中に第孔表面の仕上げ切削を行う。工具が
工作物孔内での送入限界位置にある時に調節作業を行
い、第２のカッター要素を工具の回転軸から半径方向外
側に離す。かくしてこの第２のカッター要素は第１のカ
ッター要素との干渉を生じることなく、孔表面への自由
加工が可能な状態となる。工作物の孔中に工具を送入す
る間、第２のカッター要素を調節して半径方向内側に移
動させ、第１のカッター要素の切削動作との干渉が起き
ないようにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】中ぐり加工サイクル期
間中の所定ポイントで遠隔自動操作可能なカッター要素
調節手段にして、工具を孔中に送る間及び引き続いての
孔からの工具引出し中に別々のカッター要素により２つ
の別個の切削加工が可能なカッター要素調節手段を提供
することである。このカッター要素調節手段は、関連す
るカッター要素の、工作物の孔表面の精密仕上を容易化
するための所定の半径方向調節を達成するべく設計され
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、１９９３年３
月１６日発行の米国特許第５，１９３，９５４号に示さ
れるような構成の工具クランプユニットを含む工具とし
て好ましく具体化される。前記米国特許には、カッター
要素ホルダーを切削装置或はスピンドルに釈放自在にク
ランプするためのクランプ機構が記載される。このクラ
ンプ機構は、カッター要素ホルダーの突出部分をそこに
受けるようになっている切頭円錐形状のソケットを具備
する支持ハウジングを含んでいる。可動の、細長チュー
ブ状のクランプバーがこの支持ハウジング内部に位置付
けられる。このクランプバーは、楔状の錠止要素列をカ
ッター要素ホルダーの突出部分の内側錠止面に当接する
状態で外側に移動させ、カッター要素ホルダーを支持ハ
ウジングにしっかりとクランプするために設けられるも
のである。このチューブ状のクランプバーを元の位置に
戻すと楔状の錠止要素がアンロックされるので、カッタ
ー要素ホルダーを支持ハウジングから取り外すことが出
来る。本発明は、カッター要素ホルダーと、支持ハウジ
ングの担持する合致用部品とを具備してなるカッター要
素調節体を含む構成とすることが出来る。細長のアクチ
ュエーターロッドがチューブ状のクランプバー内部を伸
延し、カッター要素ホルダーに位置付けた摺動要素に釈
放自在に結合する。横断方向（半径方向）ピンがカッタ
ー要素の一つと摺動要素との間を伸延し、スライド要素
の軸線方向移動をカッター要素の半径方向移動に変換す
る。本発明のカッター要素調節体は、切削装置内部の遠
隔地点から自動作動させ、切削サイクル中の所定時、例
えばカッター要素ホルダーを工作物の孔中に完全に送入
した時及び工作物からのカッター要素ホルダー引き出し
前に、カッター要素の所望の調節を自動制御手段を使用
して素早く達成する設計とされる。カッター要素を工作
物から引き出した後カッター要素調節体を作動し、カッ
ター要素を他方のカッター要素と干渉しない位置に戻
す。
【０００５】
【実施例】図１には、環状ハウジング１０を含みこの環
状のハウジング１０が長手方向軸線１２を具備してなる
中ぐりバイトが示される。ハウジング１０は図示しない
切削工具に取り付けられカッター要素ホルダー１４を支
持する。図４に最も良く示されるように、このカッター
要素ホルダーには番号１６、１８、２０、２２で示す４
つのカッター要素を取り付ける。３つのカッター要素１
６、１８、２０は長手方向軸線１２から同一の距離に切
削用チップを有する。ハウジング１０を長手方向軸線１
２を中心として廻動し、工作物、例えばエンジンのシリ
ンダーブロックの円形孔に軸線方向に送ると、これらカ
ッター要素が協動し、番号２３でその半径を示す比較的
精密な円形孔表面を形成する。工作物中にハウジング１
０を進める間、カッター要素２２を、図４に番号２５で
示すように長手方向軸線１２に向けて半径方向に引き込
むことにより、このカッター要素２２は不作動の且つ前
記３つのカッター要素１６、１８及び２０と干渉しない
状態となる。
【０００６】ハウジング１０が工作物中への送り移動限
界に達した時、調節体を作動してカッター要素２２を半
径方向外側に移動し、図４に示す位置に置く。ハウジン
グ１０を回転して工作物の孔外に引き出す間、カッター
要素２２が図４に番号２７で示す半径を有する孔表面を
加工する。この加工作業中、３つのカッター要素１６、
１８、２０は不作動であり且つカッター要素２２の切削
作動と干渉しない状態にある。
【０００７】ハウジング１０は、切削盤並びに工作物を
取り付けフィクスチャーの特性によって回転或は非回転
の部品とすることが出来る。ハウジングを回転部品とし
た場合は工作物を静止保持し、非回転部品とした場合に
は工作物を回転フィクスチャーに取り付ける。大型の工
作物は通常は固定（非回転）する。
【０００８】ハウジング１０はその内部に、カッター要
素ホルダー１４をハウジングに対して釈放自在にクラン
プする一方で、カッター要素ホルダーを必要に応じてハ
ウジングから分離（取り外し）出来るようにするための
手段を具備する。カッター要素ホルダーの取り外しは、
摩耗したカッター要素の交換或は工作物に別の切削作
業、例えば座ぐり或はフェーシングを実施するための別
のカッターユニットとの交換のために必要或は所望され
るものである。カッター要素をハウジング１０に釈放自
在にクランプするための手段は、１９９３年３月１６日
発行の米国特許第５，１９３，９５４号に示されるクラ
ンプ手段と全体的に類似の構造のものであり、その構造
の詳細は前記米国特許を参照されたい。
【０００９】ハウジング１０はカッター要素ホルダー１
４の環状突起３１をそこに受けるようにした切頭円錐形
状の空間或はソケット２９を具備する。ハウジング１０
内部にサブハウジング３３がぴったりと嵌着され、前記
ソケット２９から半径方向内側に離間する環状の軸線方
向表面を形成している。ソケット２９はサブハウジング
３３に取り巻かれ、細長管状のクランプバー３６をそこ
に受容している。クランプバー３６は軸線方向に可動で
あり、その細長の端部の平坦な側面がサブハウジング３
３の内側平坦部と協動し、このクランプバー３６の回転
を防止する。
【００１０】クランプバー３６を軸線方向に移動させる
ための内溝付きのナット３７を、ハウジング１０の図で
右側端部に廻動自在に取り付ける。クランプバー３６
は、その軸線方向運動に於ける図で右側への最大限界位
置にある状態で示されている。ナット３７を所定方向に
回転するとクランプバー３６が図示される位置から左側
方向に進む。図示されるように、クランプバー３６の平
坦な傾斜面３９が楔状の錠止要素４１の内側端部表面と
係合し、この錠止要素４１が半径方向外側に付勢され、
カッター要素ホルダー１４の環状突起３１の内側円錐表
面に当接する。楔上の錠止要素４１の各々をサブハウジ
ング３３の環状壁の長孔に摺動自在に取り付け、環状突
起３１の内面と錠止係合しまたこの錠止係合状態からの
脱係合を可能とする。錠止要素４１は所望の数だけ使用
して良い。米国特許第５，１９３，９５４号では６つの
錠止要素が使用されている。
【００１１】要約すると、クランプバー３６を軸線方向
に移動して図１に示す位置とすると、錠止要素４１がカ
ム作動によって半径方向外側に移動し、環状突起３１と
錠止係合する。クランプバー３６を図１で左側方向に移
動すると錠止要素４１は長手方向軸線１２に向って半径
方向内側に移動し、これによりカッター要素ホルダー１
４は、切頭円錐形状表面により画定されるところのソケ
ット２９から取り外し可能な状態となる。
【００１２】カッター要素ホルダー１４がハウジング１
０にクランプされる間に円周方向の滑りを生じないよう
にするために、サブハウジング３３に環状クラッチ要素
４３がねじ込み或はそうでない場合には固着される。こ
の環状クラッチ要素４３の軸線方向の歯が環状突起３１
の軸線方向歯と歯合し、カッター要素ホルダー１４の前
記滑りを防止する。
【００１３】ナット３７は環状の駆動部材４９の端部に
形成した六角形プラグ４７と合致する六角形凹所４５を
有する。図示しない可逆式のサーボモーターが駆動部材
４９と関連され、ナット３７は、クランプバー３６を軸
線方向に回転移動すると、その回転方向に基いてカッタ
ー要素ホルダー１４をクランプ或はアンクランプする。
カッター要素ホルダー１４をハウジング１０からアンク
ランプ（ソケット２９に花を座着する状態で）すると、
このカッター要素ホルダー１４を自動手段によりハウジ
ングから取り外すことが出来る。この自動手段は３本の
ピックアップフィンガーを含み、各々のピックアップフ
ィンガーはカッター要素ホルダーの、図で左側の面の軸
線方向の穴５１に挿通可能である。これらのピックアッ
プフィンガーを使用して、カッター要素ホルダー１４
を、ハウジング１０から離れた工具要素貯蔵施設に貯蔵
しまたそこから取り出すことが可能である。本発明は特
に、カッター要素ホルダー１４が図で左側の、工作物の
孔中への送入限界位置にある時にカッター要素２２の位
置を調節するための新規な手段に関するものである。こ
の調節手段は、管状のクランプバー３６により形成され
る空間を貫いて伸延する細長のアクチュエーターロッド
５３を含む。クランプバー３６がこのアクチュエーター
ロッド５３のための支承体を形成する。
【００１４】アクチュエーターロッド５３はその右側端
部が、このアクチュエーターロッドを湾曲状の限定スト
ローク範囲、好ましくは長手方向軸線１２の周囲９０度
の範囲を通して回転させる設計の動力デバイスに結合さ
れる。様々な動力デバイスを使用して良く、それらには
例えば、アクチュエーターロッド５３の右側端部とラッ
クアンドピニオンにより駆動結合する流体シリンダーが
ある。
【００１５】アクチュエーターロッド５３の左側端部
は、摺動要素６１の右側端部に形成した円筒状チャンバ
ー５９に嵌入するようにした円筒状ネック５５と横断方
向ヘッド５７とを形成している。要素６１が、カッター
要素ホルダー１４内の軸線方向摺動路内部を軸線方向前
方及び後方に限定距離摺動する。要素６１は半径方向の
力を伝達する横断方向のピン６３に結合されることから
回転しない。
【００１６】円筒状チャンバー５９が、摺動要素６１の
右側末端部に形成した横断方向長孔６５と連通する。横
断方向長孔６５は、アクチュエーターロッド５３を図示
の位置から９０度廻動した場合に横断方向ヘッド５７が
前記横断方向長孔を通過出来る寸法形状とする。図示さ
れるように、横断方向ヘッド５７は横断方向長孔６５と
協動し、アクチュエーターロッド５３と摺動要素６１と
を作動結合する戻止めを構成する。アクチュエーターロ
ッド５３を図２に矢印で示す方向に９０度廻動すると横
断方向ヘッド５７が横断方向長孔６５と整列する。
【００１７】ピン６３の外側端部がカッター要素２２に
衝接する。カッター要素２２は拡開されたカッターヘッ
ド６７と弾性のアーム構造体６９とを有する。このアー
ム構造体の右側端部をカッター要素ホルダー１４に係止
し、この係止位置を中心としての揺動を可能とする。図
示の位置でカッター要素２２のカッターヘッド６７はカ
ッター要素ホルダー１４の側面７０から若干離間してい
る。ピン６３が、アーム構造６９による半径方向内側へ
の弾性力と対向する方向での偏倚力をカッター要素に行
使し、カッター要素はその切削作動位置に支持される。
【００１８】摺動要素６１が長手方向軸線１２に関し若
干角度付けされた平坦な受け板７１を担持し、摺動要素
が軸線方向に運動するとピン６３がそれに伴い半径方向
に運動する。摺動要素６１が図１で左側方向に移動する
と、ピストンがピン６３をアーム構造体６９の偏倚作用
下に半径方向内側に移動する。カッターヘッド６７がカ
ッター要素ホルダー１４の側面７０に衝接するとカッタ
ー要素２２が、不作動且つ不干渉の位置となる。アクチ
ュエーターロッド５３が、摺動要素６１を移動させるた
めの作用力を提供する。ピン７３がアクチュエーターロ
ッド５３を横断方向に貫き、クランプバー３６の２つの
湾曲長孔７５内に入る。アクチュエーターロッド５３を
４５度回転させる間、ピン７３とこれら２つの湾曲長孔
７５とは協動して、アクチュエーターロッド５３を若干
距離、図１に矢印７で示される距離移動する。
【００１９】アクチュエーターロッド５３を４５度逆転
すると図１の位置に戻る。この構成は、カッター要素２
２の作用を止め摺動要素６１とアクチュエーターロッド
５３との結合を外したい場合には摺動要素６１を図で左
側に移動する設計となっている。カッター要素２２を作
動させたい場合、例えばカッター要素ホルダー１４が工
作物の孔中への送入の限界位置にある時は摺動要素６１
を図１で右側方向に移動する。湾曲長孔７５は、カッタ
ー要素２２の作用中は横断方向ヘッド５７がその錠止位
置に維持されるような配向とされる。
【００２０】本発明は主に、カッター要素２２を作動及
び不作動状態とするための機構に関する。図示されるよ
うに、前記機構にはアクチュエーターロッド５３と、摺
動要素６１と、力を伝達するためのピン６３とが含ま
れ、アクチュエーターロッド５３の比較的長い軸線方向
ストロークを使用してカッター要素２２を半径方向に比
較的小さく調整するための設計とされている。この調節
に際してのストローク距離上の僅かな誤差による影響は
無視し得る程度のものである。カッター要素ホルダー１
４を釈放自在に取り付けるために使用する調節機構が組
み込まれる。従って、この調節機構を通常の加工サイク
ルの一部として自動的に作動させることが可能である。
【００２１】
【発明の効果】中ぐり加工サイクル期間中の所定ポイン
トで遠隔自動操作可能なカッター要素調節手段にして、
工具を孔中への送入中及び引き続く孔からの工具引出し
中に別々のカッター要素により２つの別個の切削加工を
実施可能なカッター要素調節手段が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う構成を有する中ぐりバイトの断面
図である。
【図２】図１を線２−２で切断した断面図である。
【図３】図１を線３−３で切断した断面図である。
【図４】図１の中ぐりバイトを図１の左側から見た端面
図である。
【符号の説明】
１０ ハウジング １２ 長手方向軸線 １４ カッター要素ホルダー １６、１８、２０、２２ カッター要素 ２９ ソケット ３１ 環状突起 ３３ サブハウジング ３６ クランプバー ３７ ナット ３９ 傾斜面 ４１ 錠止要素 ４３ 環状クラッチ要素 ４５ 六角形凹所 ４７ 六角形プラグ ４９ 駆動部材 ５３ アクチュエーターロッド ５５ 円筒状ネック ５７ 横断方向ヘッド ５９ 円筒状チャンバー ６１ 摺動要素 ６３ ピン ６５ 横断方向長孔 ６７ カッターヘッド ６９ アーム構造 ７１ 受け板 ７０ 側面 ７５ 湾曲長孔

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 長手方向軸線を具備するクランプバーを
    含む中ぐりバイトであって、 前記クランプバーと軸線方向に整列する状態に可動のカ
    ッター保持手段にして、前記クランプバーと軸線方向に
    整列した状態に於て前記カッター保持手段を切削位置に
    支持してなるカッター保持手段と、 工作物の孔中へのクランプバー送入中に加工作業を実施
    するための、前記カッター保持手段に支持した第１のカ
    ッター要素と、 工作物の孔からのクランプバー取り出し中に加工作業を
    実施するための、前記カッター支持手段に保持した第２
    のカッター要素にして、前記クランプバーの長手方向軸
    線に向う或は離れる方向に移動するために調節自在に取
    り付けてなる第２のカッター要素と、 クランプバーと同軸の調節手段にして、クランプバーが
    工作物の孔中への送入限界位置にある時、前記第２のカ
    ッター要素の位置を調節するための調節手段とより構成
    される中ぐりバイト。
  2. 【請求項２】 調節手段が、カッター保持手段に取り付
    けられ軸線方向に可動の摺動要素を含み、アクチュエー
    ターロッドがクランプバー内を伸延し、該アクチュエー
    ターロッドが前記摺動要素との釈放自在の結合部を有
    し、該結合部がカッター保持手段をクランプバーから分
    離可能としてなる請求項１の中ぐりバイト。
  3. 【請求項３】 調節手段が、半径方向に可動であり摺動
    要素と第２のカッター要素との間を伸延してなる力伝達
    要素を含んでなる請求項２の中ぐりバイト。
  4. 【請求項４】 摺動要素が力伝達要素とカム結合しそれ
    により、摺動要素が軸線方向に移動すると力伝達要素が
    半径方向に移動されてなる請求項３の中ぐりバイト。
  5. 【請求項５】 第２のカッター要素が、カッター保持手
    段に付設した弾性のアーム構造と、該アーム構造により
    担持されてなるカッターヘッドとを含み、前記アーム構
    造が、カッターヘッドをクランプバーの長手方向軸線に
    向けて常偏倚させ、力伝達要素が、該アーム構造の偏倚
    作用に打ち勝ち前記カッターヘッドを前記クランプバー
    の長手方向軸線から引き離してなる請求項３の中ぐりバ
    イト。
  6. 【請求項６】 アクチュエーターロッドと摺動要素との
    間の釈放自在の結合部には、摺動要素に於ける横断方向
    長孔と、アクチュエーターロッドの戻止めとが含まれ、
    前記アクチュエーターロッドが回転して前記戻止めを前
    記横断方向長孔から釈放してなる請求項２の中ぐりバイ
    ト。
  7. 【請求項７】 アクチュエーターロッドがクランプバー
    とのねじ式結合部を有してなる請求項２の中ぐりバイ
    ト。
  8. 【請求項８】 アクチュエーターロッドとクランプバー
    とのねじ式結合部には、アクチュエーターロッドを横断
    方向に貫いて伸延するピンと、前記クランプバー内のら
    せん状長孔とを含んでなる請求項７の中ぐりバイト。
  9. 【請求項９】 クランプバーがチューブ状であり、アク
    チュエーターロッドが、前記クランプバー内部に廻動自
    在に嵌着する円形断面を有してなる請求項８の中ぐりバ
    イト。
  10. 【請求項１０】 らせん状長孔が、クランプバーが加工
    作業中に回転することによりアクチュエーターロッドと
    摺動要素との結合部を締め付けるように方向付けされて
    なる請求項８の中ぐりバイト。
  11. 【請求項１１】 ハウジングを含む中ぐりバイトであっ
    て、 ハウジングが、長手方向軸線と、該長手方向軸線を横断
    する端部表面と、該端部表面から軸線方向に伸延する長
    手方向空間とを具備し、 該長手方向空間に出入りするべく可動のカッター保持手
    段と、 前記ハウジングの長手方向軸線に位置付けられ、前記カ
    ッター保持手段を前記ハウジングに釈放自在にクランプ
    するための、回転するチューブ状のクランプバーと、 前記カッター保持手段に支持された第１のカッター要素
    にして、工作物の孔中への前記カッター保持手段送入中
    に加工作業を実施するための第１のカッター手段と、 前記カッター保持手段に支持され、工作物の孔からの前
    記カッター保持手段取り出し中に加工作業を実施するた
    めの第２のカッター手段にして、前記クランプバーの長
    手方向軸線に向う或は離れる方向に移動するために調節
    自在に取り付けてなる第２のカッター要素と、 クランプバーと同軸であり、クランプバーが工作物の孔
    中への送入限界位置にある時、第２のカッター要素を調
    節してクランプバーの長手方向軸線から引き離すための
    調節手段にして、前記クランプバ−内部のアクチュエー
    ターロッドフィッティングを含んでなる調節手段とより
    なる中ぐりバイト。
  12. 【請求項１２】 調節手段が、カッター保持手段に取り
    付けられ軸線方向に可動の摺動要素と、該摺動要素と第
    ２のカッター要素との間を伸延し半径方向に可動の力伝
    達要素とを含み、アクチュエーターロッドが前記摺動要
    素との釈放自在の結合部を具備し該結合部がクランプバ
    ーからカッター保持手段を分離可能としてなる請求項１
    １の中ぐりバイト。
  13. 【請求項１３】 アクチュエーターロッドの、摺動要素
    との釈放自在の結合部が、摺動要素に於ける横断方向長
    孔と、該横断方向長孔と合致するアクチュエーターロッ
    ドの戻止めとを含み、前記アクチュエーターロッドが回
    転して前記釈放自在の結合部を離合してなる請求項１２
    の中ぐりバイト。
  14. 【請求項１４】 チューブ状のクランプバーがらせん状
    長孔を内部に含み、アクチュエーターロッドが、該らせ
    ん状長孔内部に嵌入し横断方向に伸延するピンを有し、
    アクチュエーターロッドを回転することにより、アクチ
    ュエーターロッドが軸線方向に移動し摺動要素が移動し
    てなる請求項１２の中ぐりバイト。
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