JPS6049526B2 - 自動ドリルユニツトの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動ドリルユニットに係り、特に内蔵空圧シ
リンダによつてドリルの前進、後退を行なう自動ドリル
ユニットの制御装置に関する。

さらに詳しくは、内蔵空圧シリンダの前進、後退を制御
するバルブとその回路の改良に関する。従来、内蔵空圧
シリンダによつてドリルの前進、後退を行なうドリルユ
ニットは、その構造上大別して２種に分類することがで
きる。その１つは、モータ、減速部等の回転動部を一体
的に構成したスピンドルと、このスピンドルに続く後段
に設けたピストン・シリンダ部で構成されるもので、他
の１つは、モータ、減速部等の回転動部を一体的に構成
したスピンドルでピストンロッドを構成し、このスピン
ドルと一体的にピストンを形成して成るものである。こ
れらの原理的断面図を第１図に示す。前者の場合は、第
１図ａに示す如く、ピストン１で仕切られた両シリンダ
室２及び３は容積をほゞ等しく構成することができる。
そのため、ピストン１の推進速度を制御するのにシ・リ
ンダ室２もしくは３へ流入する圧縮空気量またはシリン
ダ室２もしくは３から流出する圧縮空気量のいずれを調
節しても効果的にピストン１の推進速度を制御できる。
すなわち、給気絞り、排気絞りのいずれの方式を採つて
も効果的である。とフころが、スピンドル４とは別にピ
ストン１を設けるため、ピストン１の移動長さに相当す
る長さのシリンダ室２及び３を設けなければならないた
め、ドリルユニット全体の長さが長尺になるという欠点
を有している。そこで近年、第１図ｂに示５すように、
スピンドル４をピストンロッドとして構成し、このスピ
ンドル４の後端部にピストン１を一体に設けることによ
つてドリルユニットの全長を短かくしたものが多用され
るようになつてきた。ところが、スピンドル４をピスト
ンロッドとして構成しているため、シリンダ室２″の容
積がシリンダ室３″の容積に比べて極めて小さくなり、
ピストン１の推進速度を制御するために排気絞りを用い
ると、ピストン１の前進運動において、シリンダ室２″
の排気量を調節してピストン１の前進速度を制御するた
めには排気量の微調節を必要とし、それでもなお空気の
圧縮性などのために充分制御することができず、このた
め排気絞りは使用しないで給気絞りによつて制御するの
が一般的である。本発明は給気絞りによつて制御するも
ので、制御部の空気圧回路及び弁の構造を改良すること
によつて、回路の簡略化と弁の高性能化を達成したもの
である。

以下第２図の実施例により本発明を説明する。

１はピストンで、スピンドル４の後端に一体に取り付け
られている。

２″は内シリンダ５、ピストン１、スピンドル４で形成
されたシリンダ室、３″はピストン１、内シリンダ５で
形成されたシリンダ室である。

６はドリルユニットのボディ、６″はボディ６と内シリ
ンダ５との間に設けた通気路である。

７はピストン１から後方に伸長したーセンターパー、８
はセンターパー７に係止された板部材、９は板部浄８螺
着された衝接ボルトである。

１０はピストン１の運動方向を切換える２位置５方向制
御弁で、１１は方向制御弁１０のパイロット空気を切り
換える始動弁、１２は同じく方．向制御弁１０のパイロ
ット空気を切り換える手動復帰弁、１３は衝接ボルト９
との衝接によつて方向制御弁１０のパイロット空気を切
り換える自動復帰弁である。

１４，１５は方向制御弁１０への給気量を調節する可変
絞り弁、１６，１７は方向！制御弁１０のパイロット空
気の絞り弁、１８，１９は外部パイロツトロ２０，２１
のための逆止弁である。

１０１乃至１１７は通気路である。

始動弁１１．手動復帰弁１２及び自動復帰弁１３は、そ
れぞれ押ボタン２７，２８及び２９と、スプリング３０
，３１及び３２を有する。次に本発明の作用について述
べる。

第２図はピストン１が後退端にある状態、すなわち、ド
リルユニットの停止状態または作動開始直前の状態であ
る。先ず作動開始に当り、給気孔２４から圧縮空気が送
入されて通気路１０１から各弁に送気される。通気路１
０１から送入された圧縮空気は通気路１０２を経て始動
弁１１へ送られるが、始動弁１１はスプリング３０によ
つて常時閉塞状態に保持されているのでそれ以上は流れ
ない。また通気路１０１から通気路１０６を経て手動復
帰弁１２へ送られた圧縮空気は、手動復帰弁１２がスプ
リング３１によつて常時閉塞状態に保持されてい）るの
でそれ以上は流れない。同様に、通気路１０１から通気
路１０５を経て自動復帰弁１３へ送られた圧縮空気は、
自動復帰弁１３がスプリング３２によつて常時閉塞状態
に保持されているのでそれ以上は流れない。一方、通気
路１０１から通気・路１０４の途中に設けた可変絞り弁
１５を経て方向制御弁１０に送られた圧縮空気は、図示
の状態においてはそれ以上流れないが、通気路１０１か
ら通気路１０３の途中に設けた可変絞り弁１４を経て方
向制御弁１０に送られた圧縮空気は、方向゛制御弁１０
内を通り、通気路１１３を経て接続口２５へ導入され、
通気路６″からシリンダ室２″に送入されてピストン１
を後方に押圧する。この段階では依然として第５図に示
した状態は維持される。次に、始動弁１１の押ボタン２
７を押して始動弁１１を切り換え、通気路１０２と１１
１とを連通させると、給気口２４から導入された圧縮空
気は、通気路１０１，１０２，１１１，１１２を通つて
方向制御弁１０のパイロット空気として作用し、方向制
御弁１０を右方に押圧移動させて切り換える。

このとき、通気路１１１から送られる圧縮空気の一部は
絞り弁１６を通つて外部へ流出するが、流出量に比べて
通気路１１１から供給される空気の量が充分多いため、
方向制御弁１０を切り換えることが可能となる。一方、
通気路１１２とは反対側に設けた通気路１１５内の空気
は絞り弁１７を通つて外部へ放出される。方向制御弁１
０が切り換つた後は、始動弁１１がスプリング３０によ
つて元の状態に復帰しても、方向制御弁１０は既に切り
換つており、かつ通気路１１２及び１１５はいずれも絞
り弁１６及び１７を通して外気と連通していて圧力的に
等しくなつているため、方向制御弁１０は切り換つた状
態を持続する。方向制御弁１０が切り換わると、通気路
１０４と１１４とが連通し、通気路１０３は方向制御弁
】０で閉塞され、かつ通気路１１３は外気と連通する。
その結果、給気口２４から送入された圧縮空気は通気路
１０１、可変絞り弁１５、通気路１０牡方向制御弁１０
、通気路１１４を通り、接続口２６を経てシリンダ室３
″へ導入されてピストン１を前方に押圧する。一方、シ
リンダ室２″の空気は、通気路６″、接続口２５、通気
路１１３を経て方向制御弁１０から外気中に放出される
。このとき、ピストン１の前進速度は可変絞ソー弁１５
によつて設定される給気量によつて定められる。ピスト
ン１が前進すると同時に、スピンドル４に内蔵されたモ
ータ（図示されない）が回動し、駆動軸４″が回転しな
がらスピンドル４と一体的に前進する。

ピストン１の前進に伴つてセンターパー７、板部材８、
衝接ボルト９も一体的に前進し、所定距離前進すると、
衝接ボルト９が自動復帰弁１３の押ボタン２９に衝接し
て自動復帰弁１３を切り換え、通気路１０５と１１６と
を連通さ−せて通気路１１５にパイロット空気を送入す
ることにより、方向制御弁１０を図示の状態に切り換え
る。このとき、通気路１１６から送られる圧縮空気の一
部は絞り弁１７から外部へ流出するが、流出量に比べて
通気路１１６から供給される空気の量が充分多いため、
方向制御弁１０を切り換えることが可能となる。このよ
うにして、方向制御弁１０は図示の状態に復帰し、給気
口２４から通気路１０１、絞り弁１牡通気路１０３、方
向制御弁１０、通気路１１３を経た圧縮空気は、接続口
２５、通気路６を通つてシリンダ室２″へ導入され、ピ
ストン１を後方に押圧する。一方、シリンダ室３″の空
気は接続口２６、通気路１１４から方向制御弁１０を経
て外気中に放出される。ピストン１が後退するにつれて
センターパー７、板部材８、衝接ボルト９も後退して、
衝接ボルト９と自動復帰弁１３の押ボタン２９との衝接
が解かれ、自動復帰弁１３はスプリング３２の作用で図
示の状態に復帰する。この場合、前記した始動弁１１の
場合と同様に、自動復帰弁１３が復帰した後は通気路１
１２及び１１５は各々絞り弁１６及び１７を通して外気
と連通しており、圧力的に等しくなるため、方向制御弁
１０は図示の状態を維持する。ピストン１が後方に押圧
されて後退を続け最終的には図示の状態になるまで後退
して停止する。停止と同時にスピンドル４に内蔵された
モータ（図示されない）が停止して１サイクルの作動を
終了する。次の作動を開始するには再び始動弁１１の押
ボタン２７を押すことにつて、前記の動作を順次行なう
ものである。ここで始動弁１１を作動する代りに、外部
パイロツトロ２０へ接続した電磁弁（図示されない）そ
の他の自動弁などから圧縮空気を送入することによつて
通気路１１２へ空気を送り込み、始動弁１１を作動した
と同様の作用を成し得る。

また自動復帰弁１３を作動する代りに、手動復帰弁１２
を作動することによつて自動復帰弁１３を作動したと同
様の作用を成し得ることは回路構成から明らかである。
この手動復帰弁１２はドリルユニットのストローク調節
をする際、あるいは非常後退用として有効に使用される
ものである。更に、自動復帰弁１３及び手動復帰弁１２
の代りに、外部パイロツトロ２１へ接続した電磁弁（図
示されない）その他の自動弁などから圧縮空気を送入す
ることによつて通気路１１５へ空気を送り込み、前記両
復帰弁１２及び１３を作動したと同様の作用を成し得る
ものである。次に、方向制御弁１０の構成について説明
する。

第３図に示すものは従来多用されている方向制御弁の断
面図で、以下第２図の本発明実施例と関連して説明する
。この方向制御弁は、弁ボディ４９に穿設した嵌装孔５
１に連通しかつ通気路１１２に連通する通孔４２、通気
路１０３に連通す）る通孔４３、通気路１０４に連通す
る通孔４５、通気路１１５に連通する通孔４６、通気路
１１３に連通する通孔４７、通気路１１４に連通する通
孔４８及び外気に連通する通孔４４を穿設したもので、
スプール４１と弁ボディ４９の間の封止部７材として弁
ボディ４９にＯリング５２を嵌装したものである。この
ような構成の方向制御弁において、通孔４２からパイロ
ット空気が通気路１１２を通して送入されると、第３図
ａの状態となつて通孔４４と通孔４７、通孔４５と通孔
４８がそれクぞれ連通し、ピストン１を前進させること
ができる。すなわち、始動弁１１の押ボタン２７を押し
た状態になる。逆に通孔４６からパイロット空気が通気
路１１５を通して送入されると、第３図ｂの状態となつ
て通孔４３と通孔４７、通孔４４と通孔４８がそれぞれ
連通し、ピストン１を後退させることができる。すなわ
ち、復帰弁１２または１３の押ボタン２８または２９を
押した状態になる。ところが封止部材としてＯリング５
２を用いた場合、シールを達成するためにＯリング５２
を所定量押しつぶして装着するのが普通であり、このた
めスプール４１の動きに対してＣリング５２が抵抗とし
て作用し、スプール４１の作動不良の原因となつている
。更に、長時間作動することなく放置した後、起動しよ
うとする場合、０リング特有の現象として、０リング５
２がスプール４１に固着してしまい、スプール４１がパ
イロット空気では作動しないという固着現象が生じ易く
、スプール４１の作動不良の原因となつている。そこで
本発明においては第４図の実施例に示す如く、２位置５
方向制御弁１０の給気口に連通する通路４３及び４５を
両側に配設し、外気に連通する通孔４４をこの通路４３
と４５との中間に配設することにより、圧縮空気による
圧力の関係上、各封止部位における封止部材として所定
の１方向のみに対して作用するリップパッキン５０をス
プール４１に装着したものである。このようにリップパ
ッキン５０を装着したことによりシールが達成でき、か
つスプール４１の摺動抵抗が極めて小さくなり、しかも
長時間放置後に再起動して＝も固着現象が生じることが
無く、従つてスプール４１の作動不良を解消し、加えて
、摺動抵抗が小さいためにパイロット空気の圧力が低圧
であつても確実に作動させることが可能であり、ひいて
は方向制御弁の小形化を達成し得たものである。そ３の
作用は、第４図において、通孔４２からパイロット空気
が送入されると、第４図ａの状態となり、通孔４４と通
孔４７、通孔４５と通孔４８がそれぞれ連通して、第２
図におけるピストン１を前進させることになり、逆に通
孔４６からパイロ３ツト空気が送入されると、第４図ｂ
の状態となつて通孔４３と通孔４７、通孔４４と通孔４
８がそれぞれ連通して、第２図におけるピストン１を後
退させることになる。このように、作用は従来の構成の
ものと何ら変りなく、しかも従来は０リング５２を６個
使用して第３図に示すごとく構成していたものを、本発
明においてはリップパッキン５０を４個装着して第４図
に示すごとく構成し、その目的を効果的に達し得たもの
である。一方、回路構成について見れば、給気絞り方式
）としては第５図ａに示すごとく、方向制御弁１０から
シリンダまでの間に絞り弁を設けるのが一般的であるが
、ピストン１の速度制御を行なうために絞弁と並列に逆
止弁を設ける必要があり、回路の複雑化、部品点数の増
加を来たしている。

本発明においては第５図ｂに示す回路構成を採用するこ
とにより、回路の単純化と部品点数の減少を達成し得た
ものである。以上詳述したごとく、本発明は、従来の装
置に比べて回路が簡略となり、構成部品点数の減少と加
工コストの低減を達成することができ、更に方向制御弁
の封止部を改良することによつて、性能の安定と長寿命
化、小形化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ及びｂはドリルユニットの構成原理を示す縦断
面図、第２図は本発明に係る制御装置の実施例の回路構
成図、第３図Ａ，ｂは従来の方向制御弁を示す縦断面図
、第４図Ａ，ｂは本発明に係る方向制御弁の実施例を示
す縦断面図、第５図ａは従来の方向制御弁の回路構成図
、ｂは本発明実施例の方向制御弁の回路構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動軸、原動機、推進装置、制御装置を一体的に構
   成した自動ドリルユニットで圧縮空気による推進シリン
   ダを具えたものにおいて、推進シリンダの運動方向を制
   御するスプール方式の２位置５方向制御弁の２方を前記
   推進シリンダのシリンダ室に連結すると共に他の２方を
   給気口に連結して残る１方を排気口に連通せしめ、該方
   向制御弁を切り換えるパイロット空気の一方側を分岐せ
   しめて１方を２位置２方弁で構成する始動弁を経て給気
   口に連結し、他の１方を逆止弁を経て外部へ連通せしめ
   、別の１方を絞り弁を経て排気口に連通せしめ、残る一
   方を２位置２方弁で構成した自動復帰弁を経て給気口に
   連結して成り、前記方向制御弁の給気口に連通する２方
   を両側に配し、排気口に連通する１方を該２方の中間に
   配して成る自動ドリルユニットの制御装置。 ２ 方向制御弁のスプールにリップパッキンを嵌装して
   成る特許請求の範囲第１項記載の自動ドリルユニットの
   制御装置。