(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
垂直な中ぐり機の作業領域から被加工物の削り屑の制御された除去方法であって、下記のイ乃至トの工程から成る、即ち
イ．ツールで被加工物を削って被加工物の切り屑を中ぐり機から作ること、
ロ．切削流体の第１ジェット流を作業領域に指向し上記ツールを潤滑、冷却させること、
ハ．切削流体の第２ジェット流を垂直に対し角度を以て作業領域に下向きに指向して渦巻流を生成させ、削り屑を下方に運ぶに当り、前記第２ジェット流を約１３０−２００バールの圧力で推進させて加工中に生成した被加工物の削り屑に直接作用せしめると共に第２ジェット流を第１ジェット流が妨害されないよう指向させること、
ニ．切削流体回収装置に連なる垂直ダクトの上端部に位置するファンネル中で上記渦巻流を発生、案内させ、
ホ．上記垂直ダクトに沿って削り屑を掃引すること、
ヘ．切削流体回収装置内で蓄積した切削流体と削り屑とを濾別すること、
ト．濾別した切削流体を循環させること。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は中ぐり機の削り屑の制御された除去方法とその方法を利用した中ぐり機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】
本発明は中ぐり機における削り屑除去の問題点を解決しようとするものであり、削り屑が工具の作業領域に残存して、被加工物の工作品質や工具の寿命や中ぐり機の作業サイクルの自動化に関する問題の原因となることを防止することを目的とする。
【０００３】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は上記の問題点を以下のような解決思想によって解消しようとするものである。中ぐり機のチャックとこれに対応する作動棒が、該棒の軸方向移動をもたらすシリンダ・ピストン組立体の移動部分とともに軸方向中空形状を成して、チャックに取付けられた被加工物に隣接する頂部で開口するとともにフィルターを備えたコンベアと切削用流体の回収・ポンプ装置の上方の底部で開口する鉛直ダクトを形成すようにされている。チャックに取付けられた被加工物の加工中に生じる削り屑は、上記ダクトを介して、少なくとも１つの高圧流体ジェット流、例えば少なくとも１３０−２００バールの水準のものによって下方に輸送され除去される。該高圧流体ジェット流は、工具に均一に吹き付けられる通常の低圧流体ジェット流を干渉することなく、削り屑にその形成後衝突するような位置と方向を有する。削り屑を除去する１以上の高圧流体ジェット流は、工具に対して向けられる低圧流体と同様の切削用流体から成る。上記鉛直ダクトの下方端から出る削り屑と切削用流体はコンベア・フィルタ組立体によって回収され、該フィルタは削り屑を回収領域に除去し、上記流体を濾過して回収する。該流体は、２つの異なったポンプによってツールホルダ内に形成されたダクトへ供給され、そこから高圧及び低圧のジェット流が上述の各種目的のために排出される。
【０００４】
本発明の別の特徴及びそれから得られる利点は単なる例示として図面中に非制限的に示された好ましい具体例の以下の記載から明確に理解できるであろう。
【実施例】
図１において、参照数字１は中ぐり機のアーバーを示し、ステーター部分１０１（図２）で基礎構造体２に固定されている。アーバーの回転部分の先端にはチャック３が取付けられており、その顎片１０３で製作物を把持する。アーバーの上記回転部分は、ステーター１０１から下方に突出した部分で歯付きプーリー４を担持しており、該プーリーはベルトによって図示しない駆動モーターに連結され、しかも該回転部分はシリンダ・ピストン組立体５の本体を担持すると共にこれにキー止めされており、該シリンダ・ピストン組立体５は協働する回転ディストリビュータ６で固定地点から組立体５へ供給される流体圧力によって作動され、該ディストリビュータ６は基礎２又は他の固定部分の固定地点５４へ固定されている。
【０００５】
本発明によれば、シリンダ・ピストン組立体５のピストンは同軸的に中空であり、鉛直棒７（図２）の下方端で固定されている。該鉛直棒７も同軸的に中空（下記参照）であり、その上方端はチャック３の顎片１０３の開閉機構２０３に固定されている。棒７の上方端は上述の機構２０３上に突出しており、その中には入れ子式にファンネル８を十分な隙間をとって挿入している。該ファンネル８はチャック３本体の放射状空洞のクランプ９によって固定されている。該ファンネルの上方形状は製作物の形状によって変更することができ、好都合には該ファンネルは参照片１０と協働させることができる。製作物Ｐは顎片１０３によって把持される前に正しく配置されるように、最初に該参照片１０上に配置される。ファンネル８は、棒７とこれに対応して作動するシリンダ５とを貫通して削り屑を回収及び除去する鉛直ダクトＣを製作物へ可能なかぎり近くまで延在させる機能を有する。
【０００６】
図２の具体例よれば、棒７は中空ロッド１０７で形成され、該ロッド１０７はその下方端でシリンダ・ピストン組立体５（下記参照）のピストンに固定されており、その上方端で管２０７へ固定されている。該管２０７上には延長管３０７が螺合されており、チャック開閉機構２０３と一体となったフランジ１１が上記２つの管の間に締め付けられている。管３０７は外方に添着されたシール１２を備え、これによって管３０７は側方がシールされた状態でチャック本体の部分３０３内を滑動する。棒７は上述のものとは異なった多数の部品、たとえば２つの部品又はたった１つの部品から構成することができることを理解しなければならない。
【０００７】
削り屑と被加工物の工作に使用された切削流体を回収し、削り屑を回収地点に排出させるとともに流体を濾過して適当なポンプ（下記参照）で採取してツールホルダへ供給する既知の型式の装置１３が、前述の鉛直ダクトＣの下方に配置されている。
【０００８】
図２において、１４は中ぐり機の直交移動スライドに固定された支持体を示し、これはツールホルダ１５の取付け部すなわちシャンク１１５を既知の迅速な取付け方法でしっかりと保持するように設計されている。ツールホルダ１５は上記支持体の下方側面に当接するフランジを備えている。フランジ２１５は通常頂部で開口した偏心孔を備えており、支持体１４に担持された参照ピン１６と相互作用して心出しを確実にすると共に、ツールホルダ１５内に形成されたダクト１７の上方端と支持体１４内に形成されたダクト１８の下方端との間の連結を確実にする。該ダクト１８は装置１３（図１）の貯槽から切削流体を引き出す低圧ポンプ１９に導かれたダクトと連接する。ダクト１７の下方端はツールホルダ１５本体中間部の傾斜面上で開口し、公知の圧力及び流れ特性にて切削流体を工具３１５に供給する。例示するとすれば、ダクト１７から出る流体の圧力は約３０バールの水準である。
【０００９】
本発明によれば、切削流体は、少なくとも１３０乃至２００バールの水準等の極めて高圧で約３０リットル／分の水準の流量で作動することが可能なポンプ２０によっても装置１３の貯槽から引き出され、この高圧の流体はダクト２１を通って支持体１４に形成されたダクト２２内に送られる。ダクト２２は支持体１４の下方面で開口してダクト２３に連接及び接続している。該ダクト２３は、フランジ２１５を貫通してこれから開口するが、その開口の位置と方向は、高圧流体のジェット流が製作物Ｐに供給されてその上部から底部へ通過し、ダクトＣとツールホルダ１５との間の隙間を通過するが、工具に向けられた低圧流体のジェット流を妨げることなく、切り屑にその形成の後に衝突してこれを回収除去装置１３へ掃き出させるようにされている。
【００１０】
ダクト２３の下方端には調節可能なノズル２４を取付けることもできる。
【００１１】
図４は、被加工物Ｐの回転方向Ｆと工具３１５の形状及び／又はその他のパラメーターから切り屑Ｔが集積しがちであることが実地試験から容易に推論できる地点に、ダクト２３から放出される高圧流体のジェット流を位置させて、これらの切り屑を該ジェット流によって迅速に排除して下方に流動させるようにすることができることを示している。工具の上方に高圧流体のジェット流を位置させることにより、降下するよりも最初に上昇する傾向のある切り屑に対して作用を及ぼすことが可能となる。
【００１２】
高圧流体のジェット流の位置は上記と異なったものとすることも可能であり、多数の高圧のジェット流を適当に間隔をおいて円上に角度をおいて分散させて配置する等、これら全体を本分野の技術者であれば理解でき簡単に適用できる方法で配置することができるものと理解すべきである。
【００１３】
高圧流体のジェット流はアーバーの軸と平行にして下方に向けてもよく、またはダクトＣ内に真の渦巻き流が形成されるように適当に角度を付けて下方に向けてもよい。
上記に対する別法として、ダクト２１をダクト１２３に連通させてもよい。このダクト１２３は、フランジ２１５とツールホルダ１５の本体内に形成されて、工具３１５の下方において上記本体の下方端から排出を行い、切り屑の除去に有用な高圧流体のジェット流の少なくとも１つを該本体の下方部から調節可能なノズル１２４等を介して排出する。
【００１４】
本発明の好ましい具体例によれば、ダクト２３とダクト１２３の両方から、即ちツールホルダの上方部と下方部の両方から高圧流体のジェット流が供給される。
【００１５】
上述の解決手段から得られる利点は以下のように要約することができる。切り屑はその重量のために自然に落下する傾向がある。高圧流体のジェット流の１または複数によって切り屑の自然除去が促進され、従来起きていたような工具の作業領域での切り屑の集積が起きることがなくなり、工作の精度と工具の寿命の両方における利点も得られた。長期テストから、工具の寿命は、公知の型式の中ぐり機で使用されている工具の寿命と比較してほぼ２倍になることがわかった。
【００１６】
切り屑はすべて下方に向けられて除去されるため、中ぐり機のチャックは清浄に保たれ、しかも製作物と仕上がった加工物を供給・除去する自動システムに供するに最善の状態に保たれる。
【００１７】
図３を参照するに、駆動プーリー４と、既知の型式のタコメーター装置に接続されてアーバーの回転速度及び角度位置を監視するようにされたプーリー２５とが、アーバーの回転部分２０１の下方部分にキー止めされているのがわかる。プーリー２５は一対のフランジ２６−１２６の間に固定されており、後者のフランジ１２６は上記回転部分２０１に固定されており、中空棒７の部分１０７はこの構造体から同軸に突出している。シリンダ・ピストン組立体５の本体１０５は、その頂部にカバー２０５を備えるとともに外方が窄まった部分３０５まで延びており、フランジ２６へ同軸的に固定されている。該組立体５の同軸的中空桿４０７は上記部分２０５及び３０５を同軸的に側方シールを介して貫通し（シール２７及び２８参照）、これらの部分から正確な寸法だけ突出し、適当に設計されたその上方端で棒７の部分１０７へ固定されている。この固定は、たとえば螺子止めしてブッシュ２９を挿入することにより行われる。この組立体５の桿４０７はピストン４０５を一体に備えており、該ピストン４０５は側方シールされて本体１０５内を滑動し、該本体で対向する２つの圧力室３０及び３１を区画している。ピストン４０５と桿４０７が本体１０５に対して回転するの防止するために、組立体５の軸に平行なピン３２が、このピストンの偏心位置に取付けられており、ピストンの両面から突出し、本体１０５のカバー２０５と底部とに設けられた対向する案内ソケット３３および３４と相互作用できるようにされている。ピン３２の上方部分がソケット３３から出る前に、このピンの下方部分が案内ソケット３４と相互作用し始め、その逆も同様である。
【００１８】
組立体５の本体下方の窄まり部分３０５には、ベアリング３５−１３５の介在のもとに回転継ぎ手の環状ステーター６が回転可能に取付けられており、フランジ３６によって同軸的に保持されている。該フランジ３６は上記部分３０５の前方端に固着されており、その内方径にはシール３７が設けられており、このシール３７は桿４０７の外方側面とのシールを形成するように相互作用する。
【００１９】
ステーター６の内側面上には、２つの環状凹部３８及び３９が設けられており、これらの凹部は、環状シール４０−４１−４２によって相互から及び外界から隔離されており、その中でダクト４３及び４４と連通している。ダクト４３及び４４は組立体５の本体の部分３０５−１０５に形成されており、これらの他端はそれぞれ室３０及び３１に開口している。ステーター６内には少なくとも２つのオリフィス４５及び４６が存在して環状凹部３８−３９に連接すると共に油圧回路に連結され、該回路によって交互に吐出と排出の状態にされ、棒の昇降を行う。
【００２０】
ステーター６はその頂部に本体５の部分３０５上にシール４８を備えた環状室４７を有している。このステーター６はその底部にも同様の環状室４９を備え、該室４９はフランジ３６上にシール５１を備えたカバー５０によって密閉されている。シール４０−４２から不可避に浸透した油は室４７及び４９に入る。これらの室４７及び４９は孔５２によって相互に接続されており、すべての油が下方の室に回収されるようにしている。適当な放射方向間隙（図示せず）を、フランジ３６の組立体５本体の部分３０５に当接した前方面上に設けて、シール２８を通過して漏れ出た油を強制的に室４９に蓄積させるようにすることもできる。カバー５０内に形成されたダクト５３を介して、室４９は排出ポンプ（図示せず）からなる吸引手段にかけられ、前述のダクト４５及び４６に接続された油圧パワー装置の貯槽への排出が行われる。
【００２１】
ステーター６を中ぐり機又はそれに付随する他の固定部分の少なくとも１つの固定地点に取付けるために、適当な手段が設けられる。かかる手段は、たとえば、ダクト５３のユニオンと協働して濾過装置１３の枠体に固定されるフォーク状部材５４から構成することができる。
【００２２】
図３において、５５は桿４０７の下方端に同軸的に固定された延長ブッシュを示し、該ブッシュ５５は側方に環状鍔１５５を備えている。該環状鍔１５５は上記桿の昇降位置によって開口カバー５７の側方に固定されたセンサー５６−１５６の一方と交互に相互作用し、該センサーは上記棒の昇降状態の信号を中ぐり機を制御する電子回路へ送る。該ブッシュは該開口カバー５７を貫通し、該カバー５７は回転継ぎ手のステーター６に固定されている。
【００２３】
図５の具体例を参照するに、ツールホルダ１５の支持体の本体１４内に形成された高圧流体供給用のダクト２２が上記ピン１６又は上記支持体１４もしくは挿入部分１１４に固定された追加ピンに連接されている態様が示されている。該ピン１６には軸方向の止まり穴５８が設けられており、該止まり穴５８は該ピン１６の露出部分の側方の穴１５８から開口している。該ピン１６には穴１５８の上方に環状シール５９が設けられている。ピン１６が挿入されている基部２１５のソケット６０内の側方には穴２３が開口している。図２の解決手段とは対照的に、該穴２３は工具３１５が配置されているツールホルダの傾斜面上で開口しており、穴１７から放出して該工具に適用される低圧流体と干渉することがないようにされている。
【００２４】
ツールホルダの下方端で開口する穴１２３は穴２３から分岐している。
【００２５】
ツールホルダを自動交換用に設計する時、鍔部６１は、交換作業用グリッパ（図示せず）と協働するように設計され、基部２１５の下方に配置され、その上方に配置される従来品とはこの点で異なる。本解決手段を用いれば、上記作業用グリッパはピン１６と干渉を起こすことが防止され、図５に例示した型式のツールホルダ構造を２以上同じ支持スライド上に隣り合わせに配置する場合はなおさらである。
【００２６】
本明細書は本発明の特定の好ましい特殊でない具体例について言及したものであり、上述の、図示の、及び特許請求の範囲に記載のような本発明の指針的原理から逸脱することなく、かかる具体例に対して、特に構造上の多数の変形や変更を加えることが可能であるものと理解すべきである。特許請求の範囲において、括弧内に示した参照符号は請求項の理解を容易にするためのものに過ぎず、したがって、請求項の技術的範囲を制限するものとして解釈すべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって改良された中ぐり機のアーバーの概略的側方立面図である。
【図２】チャック、対応する作動棒、取付けられた製作物、作動状態のツールホルダとともに、本発明によって改良された中ぐり機のアーバーの上方部分の詳細を示す長手方向断面図である。
【図３】駆動プーリー、タコメータプーリー、チャックの作動棒を動かす同軸的に中空のシリンダ・ピストン組立体とともに、中ぐり機のアーバーの中間及び下方部分の詳細を示す長手方向断面図である。
【図４】図２のツールホルダの詳細を、被加工物を工作している状態で線III-IIIに添った断面で示す。
【図５】本発明によって改良された自動取り替え式のツールホルダを一部断面にして示す側面図である。
【符号の説明】
Ｃ  鉛直ダクト
Ｐ  被加工物
１  アーバー
１０  参照片
１２  側方シール手段
１３  除去濾過装置
１４  支持体
１５  ツールホルダ
１６  参照ピン
１０３  顎片
１０５  シリンダ・ピストン組立体本体
１５５  環状鍔
２０  高圧ポンプ
２３、１２３  高圧流体用のダクト
２４、１２４  ノズル
２０１  アーバー回転部分
２１５  フランジ
３  チャック
３０、３１  圧力室
３２、１３２  ピン
３３、３４  ソケット
３５、１３５  ベアリング
３０５  窄まり部分
３１５  工具
４０、４１、４２、４８、５１  シール
４７、４９、５２  排出空洞
４０５  ピストン
４０７  中空桿
５  シリンダ・ピストン組立体
５４  固定構造
５５  延長ブッシュ
５６、１５６  センサー
５７  開口カバー
５８  穴
５９  環状シール
６  環状ステーター
６０  ソケット
６１  鍔部
７  中空作動棒
８  ファンネル
９  クランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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