(57)【要約】  本開示は、ボーリングバー上に受け入れられた切削インサートカートリッジ（２０）を、回転軸（Ａ）周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力が遠心力閾値に到達するときに切削位置に、回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力が遠心力閾値を下回るときに非切削位置に置くように構成された作動可能なボーリングバー（１０）であって、切削インサートカートリッジ（２０）をボーリングバー（１０）上に切削位置で設置することができるようにさらに構成される、ボーリングバーに関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（Ａ）周りのボーリングバー（１０）の回転によって発生した遠心力によって作動可能なボーリングバー（１０）であって、
前記ボーリングバー（１０）を前記回転軸周りで回転させるためのスピンドルに前記ボーリングバー（１０）を結合するための結合部分（１４）であって、前記ボーリングバーを流体供給回路に連結するための供給入口（４６）を備える、結合部分（１４）と、
切削位置または非切削位置に切削インサートカートリッジ（２０）を受け入れるための受け入れ部分（１８）と、
前記受け入れ部分（１８）に受け入れられた前記切削インサートカートリッジ（２０）を前記切削位置または前記非切削位置に配置するように構成された作動装置（２４）であって、作動入口（６０）および非作動入口（６２）を有し、前記作動装置（２４）は、前記切削インサートカートリッジ（２０）を：
前記作動入口（６０）に流体が供給されるときに、前記非切削位置に配置し、
前記非作動入口（６２）に流体が供給されるとき、または前記作動入口（６０）と前記非作動入口（６２）のいずれにも流体が供給されないときに、前記切削位置に配置するように構成される、作動装置（２４）と、
前記供給入口（４６）と前記作動入口（６０）または前記非作動入口（６２）との間の流体連結のための流体連結回路（２５）であって、
前記供給入口が前記作動入口（６０）と流体連結する第１の制御位置と、
前記供給入口が前記非作動入口（６２）と流体連結する第２の制御位置との間で移動可能な制御要素（４４）を備える、流体連結回路（２５）と、を備え、
前記制御要素（４４）は、前記回転軸（Ａ）周りの前記ボーリングバー（１０）の前記回転によって発生した前記遠心力が遠心力閾値に到達するときに、前記第１の制御位置から前記第２の制御位置に移動されるように構成され、前記制御要素（４４）は、前記回転軸（Ａ）周りの前記ボーリングバー（１０）の前記回転によって発生した前記遠心力が前記遠心力閾値を下回るときに、前記第２の制御位置から前記第１の制御位置に移動されるように構成される、ボーリングバー。
【請求項２】
前記流体連結回路が、さらに、前記ボーリングバー（１０）内に形成された制御チャンバ（４８）を備え、前記制御チャンバは、第１の側壁（５０）において、前記供給入口（４６）と流体連結し、前記第１の側壁の反対側の第２の側壁（５２）において、前記作動入口（６０）および前記非作動入口（６２）と流体連結し、前記制御要素（４４）は、前記制御チャンバ（４８）内に配設される、請求項１に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項３】
前記制御チャンバ（４８）が、前記ボーリングバー（１０）の前記回転軸（Ａ）に対して横断方向に延び、前記第１の側壁（５０）および前記第２の側壁（５２）は、前記制御チャンバに沿って延び、前記作動入口（６０）および前記非作動入口（６２）は、前記第２の側壁に形成され、前記非作動入口は、前記作動入口よりも前記回転軸（Ａ）からの径方向距離が大きいところで前記第２の側壁に形成され、前記制御要素の前記第２の制御位置は、前記第１の制御位置よりも前記回転軸からの径方向距離が大きいところにある、請求項２に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項４】
前記流体連結回路（２５）が、さらに、前記制御要素（４４）と前記制御チャンバの端壁との間に、前記制御チャンバ（４８）内に配設された弾性制御戻り要素（７０）を備え、前記弾性制御戻り要素は、前記制御要素を前記第１の制御位置に留めさせる戻り力を前記制御要素に及ぼすために、前記制御要素よりも前記回転軸からの径方向距離が大きいところにあり、前記弾性制御戻り要素の最大戻り力は、前記遠心力閾値より小さいものとして予め設定される、請求項３に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項５】
前記作動装置（２４）が、
前記ボーリングバー内に形成された作動チャンバ（３４）と、
前記作動チャンバ（３４）で第１と第２の端位置間を並進するように構成されたピストン（３２）であって、前記作動入口（６０）と流体連結する前記チャンバの入口部分（８２）を画定し、前記入口部分（８２）内側の圧力が圧力閾値に到達するときに前記第１の端位置から前記第２の端位置に並進させられるように構成される、ピストン（３２）と、
前記入口部分（８２）内側の圧力が前記圧力閾値を下回るときに、前記ピストンを前記第２の端位置から前記第１の端位置に並進させるための作動弾性戻り要素（８４）と、を備え、
前記作動装置（２４）は、前記切削インサートカートリッジ（２０）を：
前記ピストン（３２）が前記第２の端位置にあるときに、前記非切削位置に配置し、
前記ピストン（３２）が前記第１の端位置にあるときに、前記切削位置に配置するように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項６】
前記作動チャンバ（３４）が、前記ボーリングバーの前記回転軸（Ａ）に沿って延び、前記作動装置（２４）は、前記回転軸（Ａ）に対して横断方向に並進可能な接面要素（３６）を備え、前記接面要素（３６）は、前記切削インサートカートリッジ（２０）と接触するための第１の表面（３８）と、前記ピストン（３２）の作動表面（４２）と接触するための第２の表面（４０）とを有し、前記第２の表面（４０）および前記作動表面（４２）は、前記ピストンが前記回転軸に沿って並進されるときに前記接面要素（３６）および前記切削インサートカートリッジ（２０）が前記回転軸に対して横断方向に並進するように前記回転軸（Ａ）に対して相補的に付勢されている、請求項５に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項７】
前記流体連結回路（２５）が、さらに、前記制御チャンバ（４８）から前記ボーリングバー（１０）の外壁に形成された漏出出口（８８）まで延びる漏出チャネル（８６）を備え、前記漏出チャネル（８６）は、前記制御要素が前記第１の制御位置にあるときに、前記制御要素（４４）によって閉じられ、前記漏出チャネル（８６）は、前記制御要素（４４）が前記第２の制御位置にあるときに、前記作動入口（６０）と流体連結する、請求項２に記載の前記ボーリングバーと組み合わせた請求項５または６に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項８】
前記非作動入口（６２）が、前記受け入れ部分（１８）内に形成された潤滑オリフィス（７４）と流体連結して、前記切削インサートカートリッジ（２０）上に装着された切削インサート（２２）上に前記流体を放出する、請求項１から７のいずれか一項に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項９】
前記ボーリングバーが、前記回転軸（Ａ）周りに前記ボーリングバー上に分散された複数の切削インサートカートリッジ（２０）を受け入れるための少なくとも２つの受け入れ部分（１８）を備え、潤滑オリフィス（７４）が、各受け入れ部分（１８）に形成され、前記非作動入口（６２）は、各潤滑オリフィス（７４）と流体連結して前記受け入れ部分（１８）に受け入れられた各切削インサートカートリッジ（２０）上に装着された切削インサート（２２）上に前記流体を放出する、請求項１から８のいずれか一項に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項１０】
前記非作動入口（６２）が、円形溝（７２）を備え、前記作動装置（２４）は、さらに、複数の潤滑チャネル（７６）を備え、各潤滑チャネル（７６）は、前記円形溝（７２）から、受け入れ部分（１８）に形成された潤滑オリフィス（７４）まで延びる、請求項９に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項１１】
前記ボーリングバーが：
前記結合部分（１４）、前記制御要素（４４）、前記非作動入口（６２）の第１の部分、および前記作動入口（６０）の第１の部分を備える工具ホルダ（２６）と、
前記受け入れ部分（１８）、前記非作動入口（６２）の第２の部分、および前記作動入口（６０）の第２の部分を備える工具本体（２８）と、を備え、
前記工具ホルダ（２６）および前記工具本体（２８）は、一緒に組み立てられるように構成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のボーリングバー（１０）。
【請求項１２】
回転軸（Ａ）周りのボーリングバー（１０）の回転によって発生した遠心力によって作動可能な、前記ボーリングバー（１０）上に装着された切削インサートカートリッジ（２０）を切削位置または非切削位置に配置するための前記ボーリングバー（１０）を準備するための方法であって、
遠心力閾値を選択するステップと、
前記ボーリングバー（１０）を非作動位置に配置して切削インサートカートリッジ（２０）を切削位置で前記ボーリングバー（１０）上に装着することを可能にするステップと、
切削インサートカートリッジ（２０）を切削位置で前記ボーリングバー（１０）上に設置するステップと、
前記ボーリングバー（１０）の結合部分（１４）を、前記ボーリングバー（１０）を前記回転軸（Ａ）周りで回転させるように構成されたスピンドルに装着するステップと、
前記ボーリングバー（１０）に流体を供給するステップと、
前記回転軸（Ａ）周りの前記ボーリングバー（１０）の前記回転によって発生した前記遠心力が前記遠心力閾値を下回るように前記ボーリングバー（１０）を前記回転軸（Ａ）周りで回転させることによって、前記切削インサートカートリッジ（２０）を前記非切削位置に配置するように前記ボーリングバー（１０）を作動させるステップと、を含む、方法。
【請求項１３】
さらに、前方向機械加工シーケンスであって、
前記スピンドルを回転させて、前記ボーリングバー（１０）を前記回転軸（Ａ）周りで、前記遠心力閾値以上の遠心力を発生させる回転速度で回転させて、前記切削インサートカートリッジ（２０）を前記切削位置に配置するステップと、
前記ボーリングバー（１０）を、前記工作品に対して前方向に並進させて、前記ボアから材料を取り除くステップと、
前記スピンドルを回転させて、前記ボーリングバー（１０）を、前記回転軸（Ａ）周りで、前記遠心力閾値より小さい遠心力を発生させる回転速度で回転させて、前記切削インサートカートリッジ（２０）を前記非切削位置に配置するステップと、
前記ボーリングバー（１０）を、前記工作品に対して後方向に並進させて、前記ボアから前記ボーリングバー（１０）を取り除くステップと、を含む、前方向機械加工シーケンスを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
さらに、後方向機械加工シーケンスであって、
前記ボーリングバー（１０）を、前記工作品に対して前方向に、前記工作品と前記切削インサートカートリッジ（２０）上に装着された切削インサート（２２）との間の接触を有さずに並進させるステップと、
前記スピンドルを回転させて、前記ボーリングバー（１０）を、前記回転軸（Ａ）周りで、前記遠心力閾値以上の遠心力を発生させる回転速度で回転させて、前記切削インサートカートリッジ（２０）を前記切削位置に配置するステップと、
前記ボーリングバー（１０）を、前記工作品に対して後方向に並進させて、前記ボアから材料を取り除くステップと、
前記スピンドルを回転させて、前記ボーリングバー（１０）を、前記回転軸（Ａ）周りで、前記遠心力閾値より小さい遠心力を発生させる回転速度で回転させて、前記切削インサートカートリッジ（２０）を、前記非切削位置に配置するステップとを含む、後方向機械加工シーケンスを含む、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも一回の請求項１３に記載の前方向機械加工シーケンスと、少なくとも一回の請求項１４に記載の後方向機械加工シーケンスと、を含む、請求項１３および１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ボーリングバー上に受け入れられた切削インサートカートリッジを、回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力が遠心力閾値に到達するときに切削位置に、回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力が遠心力閾値を下回るときに非切削位置に配置するように構成された作動可能なボーリングバーであって、切削インサートカートリッジをボーリングバー上に切削位置で設置することができるようにさらに構成される、ボーリングバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
当技術分野では、遠心力によって作動可能なボーリングバーを使用してボーリングバー上に装着された切削インサートカートリッジを非切削位置または切削位置に選択的に配置することが、知られている。特に、ボーリングバーが回転されるとき、切削インサートカートリッジは、非切削位置から切削位置に移動する。その反対に、ボーリングバーが停止されたとき、切削インサートカートリッジは、切削位置から非切削位置に移動する。
【０００３】
しかし、これらの知られているボーリングバーは、切削インサートをボーリングバー上に十分な正確さで設置することはできず、それによってボーリングバーは高精度の要求事項を伴った機械加工を実行することはできない。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の態様は、上記で述べた問題を解決および／または低減するボーリングバーを提供することである。
【０００５】
したがって、本開示は、回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力によって作動可能なボーリングバーであって、
−  ボーリングバーを回転軸周りで回転させるためのスピンドルにボーリングバーを結合するための結合部分であって、ボーリングバーを流体供給回路に連結するための供給入口を備える、結合部分と、
−  切削位置または非切削位置に切削インサートカートリッジを受け入れるための受け入れ部分と、
−  受け入れ部分に受け入れられた切削インサートカートリッジを切削位置または非切削位置に配置するように構成された作動装置であって、作動入口および非作動入口を有し、作動装置は、切削インサートカートリッジを：
・作動入口に流体が供給されるときに、非切削位置に配置し、
・非作動入口に流体が供給されるとき、または作動入口と非作動入口のいずれにも流体が供給されないときに、切削位置に配置するように構成される、作動装置と、
−  供給入口と作動入口または非作動入口との間の流体連結のための流体連結回路であって：
・供給入口が作動入口と流体連結する第１の制御位置と、
・供給入口が非作動入口と流体連結する第２の制御位置との間で移動可能な制御要素を備える、流体連結回路とを備え、
制御要素は、回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力が遠心力閾値に到達するときに、第１の制御位置から第２の制御位置に移動されるように構成され、回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力が遠心力閾値を下回るときに、第２の制御位置から第１の制御位置に移動されるように構成される、ボーリングバーに関する。
【０００６】
ボーリングバーの回転によって発生した遠心力によって作動可能なボーリングバーでは、ボーリングバーの作動は、その作動がボーリングバーに供給された流体の圧力によって、またはボーリングバー外部の機械システムによって制御されるボーリングバーに関して容易にされる。実際、切削インサートカートリッジは、ボーリングバーの回転に応じて切削位置または非切削位置に選択的に自動的に配置され得る。ボーリングバーを作動させるための追加の制御装置は必要とされない。
【０００７】
さらに、ボーリングバーが流体を供給されないとき、ボーリングバーは、回転軸周りのボーリングバーの回転に関係なく、切削インサートカートリッジを切削位置に配置するように構成される。故に、切削インサートカートリッジ上に装着された切削インサートは、切削位置に直接的に設置可能であり、それにより、設置を正確に実行することができる。特に、切削インサートカートリッジが切削位置にあるときの切削インサートの設置は、切削インサートカートリッジが非切削位置にあるときに実行される設置よりも設置が正確であることを可能にする。さらに、切削インサートを切削カートリッジの切削位置で設置することにより、専用の設置装置の使用を回避できる。
【０００８】
１つの実施形態によれば、流体連結回路は、さらに、ボーリングバー内に形成された制御チャンバを備え、制御チャンバは、第１の側壁において供給入口と、第１の側壁の反対側の第２の側壁において作動入口および非作動入口と流体連結し、制御要素は、制御チャンバ内に配設される。
【０００９】
別の実施形態によれば、制御チャンバは、ボーリングバーの回転軸に対して横断方向に延び、第１および第２の側壁は、制御チャンバに沿って延び、作動入口および非作動入口は、第２の側壁に形成され、非作動入口は、作動入口よりも回転軸からの径方向距離が大きいところで第２の側壁に形成され、制御要素の第２の制御位置は、第１の制御位置よりも回転軸からの径方向距離が大きいところにある。
【００１０】
別の実施形態によれば、流体連結回路は、さらに、制御要素と制御チャンバの端壁との間に、制御チャンバ内に配設された弾性制御戻り要素を備え、弾性制御戻り要素は、制御要素を第１の制御位置に留めさせる戻り力を制御要素上に及ぼすために、制御要素よりも回転軸からの径方向距離が大きいところにあり、弾性制御戻り要素の最大戻り力は、遠心力閾値より小さいものとして予め設定される。
【００１１】
別の実施形態によれば、作動装置は：
−  ボーリングバー内に形成された作動チャンバと、
−  作動チャンバ内で第１と第２の端位置間を並進するように構成されたピストンであって、作動入口と流体連結するチャンバの入口部分を画定し、入口部分内側の圧力が圧力閾値に到達するときに第１の端位置から第２の端位置に並進されるように構成される、ピストンと、
−  入口部分内側の圧力が圧力閾値を下回るときに、ピストンを第２の端位置から第１の端位置に並進させるための作動弾性戻り要素とを備え、
作動装置は、切削インサートカートリッジを：
・ピストンが第２の端位置にあるときに非切削位置に
・ピストンが第１の端位置にあるときに切削位置に配置するように構成される。
【００１２】
別の実施形態によれば、作動チャンバは、ボーリングバーの回転軸に沿って延び、作動装置は、回転軸に対して横断方向に並進可能な接面要素を備え、接面要素は、切削インサートカートリッジと接触するための第１の表面と、ピストンの作動表面と接触するための第２の表面とを有し、第２の表面および作動表面は、回転軸に対して相補的に付勢され、それにより、ピストンが回転軸に沿って並進されるとき、接面要素および切削インサートカートリッジは、回転軸に対して横断方向に並進する。
【００１３】
別の実施形態によれば、流体連結回路は、さらに、制御チャンバから、ボーリングバーの外壁に形成された漏出出口まで延びる漏出チャネルを備え、漏出チャネルは、制御要素が第１の制御位置にあるときに制御要素によって閉じられ、制御要素が第２の制御位置にあるときに作動入口と流体連結する。
【００１４】
別の実施形態によれば、非作動入口は、受け入れ部分内に形成された潤滑オリフィスと流体連結して、切削インサートカートリッジ上に装着された切削インサート上に流体を放出する。
【００１５】
したがって、流体は、ボーリングバーの作動および切削インサートカートリッジの潤滑の両方に使用され、それにより、ボーリングバー１０は簡易化される。
【００１６】
別の実施形態によれば、ボーリングバーは、回転軸周りにボーリングバー上に分散された複数の切削インサートカートリッジを受け入れるための少なくとも２つの受け入れ部分を備え、潤滑オリフィスが、各受け入れ部分内に形成され、非作動入口は、各潤滑オリフィスと流体連結して受け入れ部分内に受け入れられた各切削インサートカートリッジ上に装着された切削インサート上に流体を放出する。
【００１７】
別の実施形態によれば、非作動入口は、円形溝を備え、作動装置は、さらに、複数の潤滑チャネルを備え、各潤滑チャネルは、円形溝から、受け入れ部分内に形成された潤滑オリフィスまで延びる。
【００１８】
別の実施形態によれば、ボーリングバーは：
−  結合部分、制御要素、非作動入口の第１の部分、および作動入口の第１の部分を備える工具ホルダと、
−  受け入れ部分、非作動入口の第２の部分、および作動入口の第２の部分を備える工具本体とを備え、
工具ホルダおよび工具本体は、一緒に組み立てられるように構成される。
【００１９】
２つの部分が一緒に組み立てられたボーリングバーを提供することにより、流体連結回路および作動装置へのアクセス性を改良することによってボーリングバーの機械加工を容易にすることが可能になる。特に、これは、作動入口および非作動入口の機械加工を容易にする。
【００２０】
本開示はまた、回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力によって作動可能な、ボーリングバー上に装着された旋削インサートカートリッジを切削位置または非切削位置に配置するためのボーリングバーを準備するための方法であって、
−  遠心力閾値を選択するステップと、
−  ボーリングバーを非作動位置に配置して切削インサートカートリッジを切削位置でボーリングバー上に装着することを可能にするステップと、
−  切削インサートカートリッジを切削位置でボーリングバー上に設置するステップと、
−  ボーリングバーの結合部分を、ボーリングバーを回転軸周りで回転させるように構成されたスピンドルに装着するステップと、
−  ボーリングバーに流体を供給するステップと、
−  回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力が遠心力閾値を下回るようにボーリングバーを回転軸周りで回転させることによって、切削インサートカートリッジを非切削位置に配置するようにボーリングバーを作動させるステップとを含む、方法に関する。
【００２１】
別の実施形態によれば、方法は、さらに、前方向機械加工シーケンスであって、
−  スピンドルを回転させてボーリングバーを回転軸周りで、遠心力閾値以上の遠心力を発生させる回転速度で回転させて切削インサートカートリッジを切削位置に配置するステップと、
−  ボーリングバーを工作品に対して前方向に並進させてボアから材料を取り除くステップと、
−  スピンドルを回転させてボーリングバーを回転軸周りで、遠心力閾値より小さい遠心力を発生させる回転速度で回転させて切削インサートカートリッジを非切削位置に配置するステップと、
−  ボーリングバーを工作品に対して後方向に並進させてボアからボーリングバーを取り除くステップとを含む、前方向機械加工シーケンスを含む。
【００２２】
別の実施形態によれば、方法は、さらに、後方向機械加工シーケンスであって、
−  ボーリングバーを工作品に対して前方向に、工作品と、切削インサートカートリッジ上に装着された切削インサートとの間の接触を有さずに並進させるステップと、
−  スピンドルを回転させてボーリングバーを回転軸周りで、遠心力閾値以上の遠心力を発生させる回転速度で回転させて切削インサートカートリッジを切削位置に配置するステップと、
−  ボーリングバーを工作品に対して後方向に並進させてボアから材料を取り除くステップと、
−  スピンドルを回転させてボーリングバーを回転軸周りで、遠心力閾値より小さい遠心力を発生させる回転速度で回転させて切削インサートカートリッジを非切削位置に配置するステップとを含む、後方向機械加工シーケンスを含む。
【００２３】
別の実施形態によれば、方法は、上記で述べたような前方向機械加工の少なくとも１回のシーケンスおよび上記で述べたような後方向機械加工の少なくとも１回のシーケンスを含む。
【００２４】
本開示のさらなる特徴および利点は、以下に挙げる添付の図を参照しながら、非限定的な例として与えられた実施形態の以下の詳細な説明から明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一緒に組み立てられた工具ホルダおよび工具本体を備えるボーリングバーの概略斜視図である。
【図２】制御要素が第１の制御位置にある工具ホルダの概略斜視図である。
【図３】制御要素が第２の制御位置にある工具ホルダの概略斜視図である。
【図４】作動装置および切削インサートカートリッジを備えた工具本体を透明化した概略側面図である。
【図５】図４に示す作動装置と切削インサートカートリッジとの間に接面要素を備えた工具本体の概略上側図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１は、組み立て接面３０において一緒に組み立てられた工具ホルダ２６および工具本体２８を備えるボーリングバー１０を示す。ボーリングバー１０は、回転軸Ａに沿って延びる。工具ホルダ２６は、ボーリングバー１０の第１の端部１２において、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転のためのスピンドル（図示せず）に結合される結合部分１４を備える。ボーリングバー１０の、第１の端部１２の反対側の第２の端部１６において、工具本体２８は、３つの受け入れ部分１８を備え、切削インサートカートリッジ２０を３つの受け入れ部分１８の各々に受け入れる。受け入れ部分１８は、回転軸Ａ周りにボーリングバー１０上に分散される。切削インサートカートリッジ２０は、機械加工されるボアから材料を取り除くための切削インサート２２を備える。
【００２７】
ボーリングバー１０は、ボーリングバー１０が流体を供給されない定常状態およびボーリングバー１０が流体を供給される動作状態にあることができる。
【００２８】
ボーリングバー１０が動作状態にあるとき、ボーリングバー１０は、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力によって、切削インサートカートリッジ２０を切削位置または非切削位置に選択的に配置するように作動可能である。回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力はボーリングバー１０の回転速度の関数であるため、ボーリングバー１０の作動は、ボーリングバー１０の回転速度を変更することによって制御することができる。故に、ボーリングバー１０の作動は、その作動がボーリングバーに供給された流体の圧力によって、またはボーリングバーの外部の機械システムによって制御されるボーリングバーに関して容易にされる。
【００２９】
ボーリングバー１０が定常状態にあるとき、ボーリングバー１０は、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転に関係なく、切削インサートカートリッジを切削位置に配置するように構成される。故に、切削インサートカートリッジ２０上に装着された切削インサート２２は、切削位置に直接的に設置可能であり、それによって設置を正確に実行することができる。特に、切削インサートカートリッジ２０が切削位置にあるときの切削インサート２２の設置は、切削インサートカートリッジが非切削位置にあるときに実行される設置よりも設置を正確にすることを可能にする。さらに、切削インサート２２を切削カートリッジ２０の切削位置で設置することにより、専用の設置装置の使用を回避できる。
【００３０】
本開示によれば、「切削位置」および「非切削位置」は、ボーリングバー１０の回転軸Ａに対する切削インサートカートリッジ２０の径方向位置、すなわち回転軸Ａに垂直な制御軸Ｂに沿った位置を指す。特に、切削インサートカートリッジ２０の切削位置は、非切削位置よりも回転軸Ａからの径方向距離が大きい。「切削位置」は、切削インサートカートリッジ上に装着された切削インサートがボアの所定の寸法を得るためにボアから材料を取り除くことができる位置を指す。「非切削」位置は、ボーリングバー１０が機械加工されるボアに沿って、ボアと切削インサートカートリッジ２０上に装着された切削インサートとの間の接触を有さずに並進することができる切削インサートカートリッジ２０の位置を指す。
【００３１】
あるいは、切削位置および非切削位置は、作業位置および非作業位置と呼ばれてもよく、すなわちボーリングバー１０を用いて工作品を機械加工することを可能にするか、または可能にしない。
【００３２】
故に、ボーリングバー１０の作動状態にしたがって、すなわち作動されるかまたは作動されないかによって、材料をボアから取り除くために、または工作品と切削インサートカートリッジ２０上に装着された切削インサート２２との間の接触を有さずに、ボーリングバー１０を機械加工される穴に沿って並進させることができる。
【００３３】
図２に示すように、ボーリングバー１０は、ボーリングバー１０を外部流体供給回路（図示せず）に連結するための供給入口４６を備える。外部流体供給回路は、スピンドルと一体化されてよく、または流体をスピンドルから独立して供給するようにスピンドル外部にあってよい。ボーリングバー１０に供給される流体は、たとえば冷却剤などの液体、または空気などの気体である。流体が冷却剤であるとき、流体をボーリングバー１０の作動および切削インサートカートリッジ２０の潤滑の両方に有用に使用することができる。故に、ボーリングバー１０に供給される流体として冷却剤を使用することにより、作動機能および潤滑機能を一緒にすることによってボーリングバー１０が簡易化される。
【００３４】
ボーリングバー１０が切削インサートカートリッジ２０を切削位置または非切削位置に配置することを可能にするために、ボーリングバー１０は、作動装置２４と、作動装置２４を制御するための流体連結回路２５とを備える。流体連結回路２５は、外部流体供給回路と流体連結する。
【００３５】
ボーリングバー１０が動作状態にあるとき、ボーリングバー１０は、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力が遠心力閾値に到達するときに切削インサートカートリッジ２０を切削位置に配置するように構成される。その反対に、ボーリングバー１０はまた、ボーリングバー１０が動作状態にあるとき、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力が遠心力閾値を下回るときに切削インサートカートリッジ２０を非切削位置に配置するように構成される。
【００３６】
さらに、上記で述べたように、定常状態にあるボーリングバー１０は、ボーリングバー１０の回転に関係なく、切削インサートカートリッジ２０を切削位置に配置することを可能にする。その結果、切削インサートカートリッジ２０は、ボーリングバー１０が定常状態にあるとき、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力に関係なく切削位置のままである。
【００３７】
作動装置２４を制御するために、流体連結回路２５は、工具ホルダ２６内に形成された制御チャンバ４８と、制御チャンバ４８内で並進可能な制御要素４４とを備える。並進可能な制御要素４４はスライダと呼ばれてもよい。制御チャンバ４８は、回転軸Ａに対して径方向に延び、制御要素４４は、制御チャンバ４８に沿って並進する。制御チャンバ４８は、いずれも回転軸Ａに対して径方向に延びる第１の側壁５０および第２の側壁５２を備える。第２の側壁５２は、制御チャンバ４８の径方向延長軸Ｂに対して第１の側壁５０の反対側にある。制御チャンバ４８は、円形断面を備えた円筒状であり、それにより、第１の側壁５０および第２の側壁５２は、互いに向き合う制御チャンバ４８の２つの半円筒状の壁を指す。特に、工具ホルダ２６および工具本体２８が一緒に組み立てられたとき、第１の側壁５０は第２の端部１６を向き、第２の側壁５２はボーリングバー１０の第１の端部１２を向く。
【００３８】
制御チャンバ４８を外部流体供給回路に連結するために、流体連結回路２５は、供給入口４６と制御チャンバ４８との間に形成された流体進入チャネル５４を備える。特に、流体進入チャネル５４は、第１のチャネル部分５６および第２のチャネル部分５８を備え、その各々は、制御チャンバ４８と第１の側壁５０において流体連結する。第２のチャネル部分５８は、第１のチャネル部分５６よりも回転軸Ａからの径方向距離が大きいところに形成される。故に、流体が供給入口４６に供給されたとき、第１のチャネル部分５６および第２のチャネル部分５８の両方が流体を供給される。
【００３９】
制御チャンバ４８は、第２の側壁５２上に各々形成された、作動装置２４の作動入口６０および非作動入口６２によって作動装置２４と流体連結する。制御要素４４および制御チャンバ４８は、供給入口４６と、作動入口６０または非作動入口６２を流体連結するように構成される。
【００４０】
流体を作動入口６０または非作動入口６２に供給するために、作動入口６０は、第１のチャネル部分５６を向き、非作動入口６２は第２のチャネル部分５８を向く。非作動入口６２は、したがって、第２の側壁５２内の、作動入口６０よりも回転軸Ａからの径方向距離が大きいところに形成される。さらに、制御要素４４は、供給入口４６が作動入口６０と流体連結する第１の制御位置と、供給入口４６が非作動入口６２と流体連結する第２の制御位置との間で並進可能である。制御要素４４の第２の制御位置は、第１の制御位置よりも回転軸Ａからの径方向距離が大きいところにある。
【００４１】
図２は、第１の制御位置にある制御要素４４を示し、流路は円で強調される。制御要素４４は、制御要素４４を貫通して形成された凹部６４を備える。凹部６４は、制御要素４４の外壁上に形成された溝である。流体が第１のチャネル部分５６から作動入口６０まで流れることを可能にするために、凹部６４は、流体が第１のチャネル部分５６から凹部６４を介して作動入口６０に流れることができるように、第１のチャネル部分５６および作動入口６０と同じ、回転軸Ａからの径方向距離にあるように形成される。さらに、制御要素４４は、凹部６４の上方に形成された外側部分６６を備える。用語「外側」は、外側部分６６が回転軸Ａに対して径方向に外側にあることを意味する。第１の制御位置では、外側部分６６は、第２のチャネル部分５８と非作動入口６２との間に配設されて、流体が第２のチャネル部分５８から非作動入口６２に流れることを防止する。
【００４２】
図３は、第２の制御位置にある制御要素４４を示し、流路は十字で強調される。制御要素４４の第２の制御位置では、凹部６４は、流体が第２のチャネル部分５８から凹部６４を介して非作動入口６２に流れることができるように、第２のチャネル部分５８および非作動入口６２と同じ、回転軸Ａからの径方向距離に配設される。さらに、制御要素４４は、凹部６４に対して外側部分６６の反対側の内側部分６８を備える。用語「内側」は、内側部分６８が、回転軸Ａに対して径方向内側にあることを意味する。換言すれば、内側部分６８は、外側部分６６よりも、回転軸Ａからの距離が小さいところにある。第２の制御位置では、内側部分６８は、第１のチャネル部分５６と作動入口６０との間に配設されて流体が第１のチャネル部分５６から作動入口６０に流れることを防止する。
【００４３】
制御要素４４は、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力によって、第１の制御位置から第２の制御位置に移動する。特に、制御要素４４は、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力が遠心力閾値に到達するときに第１の制御位置から第２の制御位置に移動する。回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力はボーリングバー１０の回転速度の関数であるため、ボーリングバー１０の回転速度を制御することによって、制御要素４４を第２の制御位置に選択的に移動させることができる。
【００４４】
第２のチャネル部分５８および非作動入口６２または第１のチャネル部分５６および作動入口６０を閉じるために、制御要素４４の外側部分６６および内側部分６８は、制御チャンバ４８のような円形断面を備えた円筒状である。このようにして、内側部分６８および外側部分６６は、封止部分として機能する。第２のチャネル部分５８および非作動入口６２または第１のチャネル部分５６および作動入口６０の閉鎖を改良するために、外側部分６６および内側部分６８はまた、外側部分６６および内側部分６８の外壁に配設された追加の封止部材を備えることもできる。この場合、各追加の封止部材は、制御要素４４が第１または第２の制御位置にあるとき、第２のチャネル部分５８、非作動入口６２、第１のチャネル部分５６、および作動入口６０の中の１つを向くように配設される。封止部材はゴムから作製されてよい。
【００４５】
制御要素４４が第２の制御位置から第１の制御位置に戻るのを制御するために、流体連結回路２５は、さらに、制御要素４４と制御チャンバ４８の端壁との間の制御チャンバ４８内に配設された弾性制御戻り要素７０を備える。弾性制御戻り要素７０は、制御要素４４上に戻り力を及ぼして制御要素４４を第１の制御位置に留めさせるために、制御要素４４からよりも回転軸Ａからの径方向距離が大きいところに配設される。制御要素４４の効率的な戻りを確実にするために、弾性制御戻り要素７０の最大戻り力は、遠心力閾値よりも低いものとして予め決定される。弾性制御戻り要素７０は、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力が遠心力閾値を下回るときに制御要素４４が第１の制御位置に戻ることを確実にする。
【００４６】
遠心力閾値は、弾性制御戻り要素７０および制御要素４４の材料および寸法、ボーリングバー１０の作業速度回転、切削インサート２２および工作品の材料、ボーリングバー１０の直径などの作業パラメータに応じて設定される。遠心力閾値の管理を容易にするために、遠心力閾値は、ボーリングバー回転速度閾値に関して設定され得る。実際、ボーリングバー回転速度は、ボーリング動作中にすでに制御されているパラメータである。一例として、ボーリングバー回転速度閾値は、窒化ホウ素製の切削インサート２２、直径８０ｍｍのボーリングバー１０、３０００ｒｐｍのボーリングバー作業回転速度の場合、１０００ｒｐｍとなり得る。故に、この例では、ボーリングバー１０が外部流体供給回路からの流体を供給されたとき、旋削インサートカートリッジ２０は、ボーリングバー１０が１０００ｒｐｍまたはそれ以上の回転速度で回転するときに切削位置に配置され、ボーリングバー１０が１０００ｒｐｍを下回る回転速度で回転するときに非切削位置に配置される。さらに、遠心力に対する制御要素４４の反応性を増大させるために、制御要素４４の重量が設定され得る。実際、制御要素４４が重いほど、制御要素４４はよく反応する。より好ましくは、制御要素４４の材料は、高密度にして同じ重量に対する制御要素４４の寸法を低減する。制御要素４４は、たとえばタングステンカーバイドのものである。
【００４７】
図４に示すように、作動装置２４は、さらに、受け入れ部分１８内に受け入れられた切削インサートカートリッジ２０上に装着された切削インサート２２を向くように受け入れ部分１８の各々に形成された３つの潤滑オリフィス７４を備える。作動装置２４は、さらに、３つの潤滑チャネル７６を備え、その各々は非作動入口６２から潤滑オリフィス７４の１つまで延び、非作動入口６２が流体を供給されたときに流体を切削インサート２２上に放出する。換言すれば、切削インサートカートリッジ２０が切削位置になるようにボーリングバー１０が回転されたとき、ボーリングバー１０に供給された流体は、切削インサート２２の潤滑に使用される。
【００４８】
非作動入口６２が３つの潤滑チャネル７６に供給することを可能にするために、非作動入口６２は、回転軸Ａ周りを延びる円形溝７２を備える。非作動入口６２の製造を容易にするために、円形溝７２は、工具本体２８と工具ホルダとの間の組み立て接面３０に形成される。円形溝７２は、工具ホルダ２６内に形成された第１の溝部分７８と、工具本体２８内に形成された第２の溝部分８０とを備える。第１の溝部分７８は、流体が制御チャンバ４８から第２の溝部分８０まで流れることを可能にする。第２の溝部分８０は、流体が第１の溝部分７８から潤滑チャネル７６に流れることを可能にする。
【００４９】
さらに、作動装置２４は、工具本体２８内で回転軸Ａに沿って延びる作動チャンバ３４と、作動チャンバ３４内で回転軸Ａに沿って並進することができるピストン３２とをさらに備える。ピストン３２はまた、切削インサートカートリッジ２０を作動させるための「引張バー」と呼ばれてもよい。ピストン３２は、第１の端位置と第２の端位置との間を並進する。
【００５０】
作動チャンバ３４は、ピストン３２と作動チャンバ３４の第１の端壁との間に画定された入口部分８２を備える。入口部分８２は、作動入口６０と流体連結する。入口部分８２の内側の圧力が圧力閾値に到達するとき、ピストン３２は、第１の端位置から第２の端位置に並進される。作動装置２４は、さらに、ピストン３２と、作動チャンバ３４の、第１の端壁とは反対の第２の端壁との間の作動チャンバ３４内に配設された作動弾性戻り要素８４を備える。作動弾性戻り要素８４は、入口部分８２内側の圧力が圧力閾値を下回るとき、ピストン３２上に戻り力を及ぼして、ピストン３２を第２の端位置から第１の端位置に戻すか、またはピストン３２を第１の端位置に維持する。換言すれば、作動弾性戻り要素８４は、圧力閾値に到達するときに入口部分８２内の流体によってピストン３２上に発生した力よりも小さいものとして予め決定された最大戻り力を有する。故に、ピストン３２は、作動入口６０が流体を供給されないとき、すなわち非作動入口６２のみに供給されるか、またはボーリングバーが流体を供給されないとき、第１の端位置にある。
【００５１】
図４に示すように、工具本体２８は、工具本体２８が工具ホルダ２６と組み立てられる近位端と遠位端との間を延びる。作動入口６０は近位端に形成され、入口部分８２は遠位端に形成される。このようにして、ピストン３２が第１の端位置から第２の端位置に並進するとき、ピストン３２は、工具本体２８の遠位端から近位端に向かう方向に並進する。
【００５２】
図５に示すように、作動装置２４は、さらに、切削インサートカートリッジ２０を回転軸Ａに対して垂直な作動軸Ｃに沿って移動させることを可能にするために接面要素３６を備える。接面要素３６は、ピストン３２と切削インサートカートリッジ２０との間に配設され、作動軸Ｃに沿って、すなわち回転軸Ａに対して横断方向に並進可能である。接面要素３６は、切削インサートカートリッジ２０と接触するための第１の表面３８と、ピストン３２の作動表面４２と接触するための第２の表面４０とを有する。第２の表面４０および作動表面４２は、回転軸Ａに対して相補的に付勢される。換言すれば、第２の表面４０および作動表面４２は、第１および第２の角度それぞれにおいて作動軸Ｃに対して傾斜され、それにより、第１および第２の角度は、補角を形成する。第２の表面４０および作動表面４２は、ピストン３２が回転軸Ａに沿って並進するとき、接面要素３６が作動軸Ｃに沿って並進することを可能にし、それによって切削インサートカートリッジ２０を変形させるか、または作動軸Ｃに沿って並進させる。接面要素３６は、たとえば、平坦な表面、すなわち第１の表面３８と、平坦な表面の反対側の付勢された表面、第２の表面４０とを備えたくさび形である。
【００５３】
切削インサートカートリッジ２０を、ピストン３２が第１の端位置にあるときに切削位置に、ピストン３２が第２の端位置にあるときに非切削位置に配置するために、作動表面４２は回転軸に対して傾斜され、それにより、作動表面４２と回転軸Ａとの間の径方向距離は、工具本体２８の遠位端から近位端に向かう方向に増大する。故に、ピストン３２が第１の端位置から第２の端位置に並進するとき、接面要素３６と回転軸Ａとの間の距離は低減し、それにより、切削インサートカートリッジ２０は、非切削位置に配置される。反対に、ピストン３２が第２の端位置から第１の端位置に並進するとき、接面要素３６と回転軸Ａとの間の距離は増大し、それにより、切削インサートカートリッジ２０は切削位置に配置される。
【００５４】
その結果、第２の表面４０および作動表面４２の遠位端から近位端のスロープにより、ピストン３２が第１の端位置にあるときに、切削インサートカートリッジ２０が切削位置にあることを可能にする。ピストン３２は、作動入口６０が流体を供給されていないときに第１の端位置にあるため、ボーリングバー１０は、切削インサートカートリッジ２０が、ボーリングバー１０が流体を供給されていないときに切削位置にあることを可能にする。したがって、切削インサートカートリッジ２０の設置を切削位置で実行することができる。
【００５５】
さらに、流体連結回路２５は、制御チャンバ４８から、ボーリングバー１０の外壁に形成された漏出出口８８まで延びる漏出チャネル８６をさらに備える。漏出チャネル８６は、制御チャンバの、弾性制御戻り要素７０と接触する端壁の反対側にある端壁内に形成された漏出入口９０において制御チャンバ４８と流体連結する。漏出オリフィス９０の位置は、制御要素４４が第１の制御位置にあるときに漏出チャネル８６を閉じることを可能にする。その反対に、制御要素４４が第２の制御位置にあるとき、漏出チャネル８６は、ピストン３２が第２の端位置から第１の端位置に並進されたときに入口部分８２内に存在する流体を放出するために、作動入口６０と流体連結する。
【００５６】
さらに、流体連結回路２５は、回転軸Ａに対して漏出出口８８の反対側の、ボーリングバー１０の外壁に形成された追加の漏出出口８９を備える。追加の漏出出口８９は、制御チャンバ４８と流体連結する。ボーリングバー１０は、弾性制御戻り要素７０を支承するように追加の漏出出口８９内に配設されたねじ９２を備える。残留流体または空気が制御チャンバ４８内に詰まったときでも制御要素４４が第２の制御位置に到達することを可能にするために、ねじ９２は貫通穴（図示せず）を備え、これによって制御チャンバ４８内に詰まった流体または空気を制御チャンバ４８の外側に放出することができる。実際、制御チャンバ４８内に詰まった残留流体または空気は、弾性制御戻り要素７０が圧縮することを妨げ、したがって制御要素４４が第２の制御位置に到達するのを妨害し得る。
【００５７】
作動入口６０と漏出チャネル８６との間の流体連結を容易にするために、作動入口６０は、回転軸Ａに対して径方向に延び、たとえば作動入口６０は、楕円形の穴を備える。
【００５８】
本開示は、ボーリングバー１０を準備するための方法も指す。しかし、準備する方法は、回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力によって作動可能な、ボーリングバー上に装着された旋削インサートカートリッジを切削位置または非切削位置に配置するためのどのようなボーリングバーを準備することにも使用されてもよい。
【００５９】
準備する方法は、遠心力閾値を選択するステップと、ボーリングバー１０を非作動位置に配置して切削インサートカートリッジ２０を切削位置でボーリングバー１０上に装着することを可能にするステップとを含む。次いで、切削インサートカートリッジ２０は、切削位置でボーリングバー１０上に設置される。本開示では、切削インサートカートリッジ２０の設置は、切削インサートカートリッジ２０上に装着された切削インサート２２の位置を較正して切削インサートカートリッジ２０の切削位置を予め決定することにある。
【００６０】
ボーリングバー１０の結合部分１４は、次いで、ボーリングバーを回転軸Ａ周りで回転させるように構成されたスピンドル内に装着される。ボーリングバー１０は、流体を供給され、このボーリングは、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力が遠心力閾値を下回るようにボーリングバー１０を回転軸Ａ周りで回転させることによって、切削インサートカートリッジ２０を非切削位置に配置するように作動される。ボーリングバー１０の作動は、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転を停止することによって実施されてもよい。
【００６１】
準備する方法は、ボアを機械加工するようにボーリングバー１０を準備することを可能にする。特に、ボーリングバー１０が上記で説明した方法で準備されると、切削インサートカートリッジ２０は、回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力が遠心力閾値に到達するときに切削位置に、または回転軸周りのボーリングバーの回転によって発生した遠心力が遠心力閾値を下回るときに非切削位置に配置され得る。
【００６２】
さらに、ボーリングバーが準備されると、ボーリングバー１０は、前方向または後方向の機械加工シーケンスに使用され得る。
【００６３】
前方向機械加工シーケンスは、スピンドルを回転させてボーリングバー１０を回転軸Ａ周りで、遠心力閾値以上の遠心力を発生させる回転速度で回転させて切削インサートカートリッジを切削位置に配置することを含む。次いで、ボーリングバー１０は、工作品に対して前方向に並進してボアから材料を取り除く。
【００６４】
後方向機械加工シーケンスは、ボーリングバー１０を工作品に対して前方向に、工作品と、切削インサートカートリッジ２０上に装着された切削インサート２２との間の接触を有さずに並進させることを含む。次いで、スピンドルは、回転されてボーリングバー１０を回転軸Ａ周りで、遠心力閾値以上の遠心力を発生させる回転速度で回転させて切削インサートカートリッジ２０を切削位置に配置する。スピンドルは、回転されてボーリングバーを回転軸周りで、遠心力閾値以上の遠心力を発生させる回転速度で回転させて切削インサートカートリッジを切削位置に配置する。ボーリングバーは、工作品に対して後方向に並進されてボアから材料を取り除く。
【００６５】
さらに、ボーリングバー１０は、１つまたは複数の前方向機械加工シーケンスまたは１つまたは複数の後方向機械加工シーケンスを実施するために使用されてもよい。前方向および後方向の機械加工シーケンスは、同じ工作品上の同じボアまたは異なるボア上のボーリング動作のために連続的に実施されてもよい。
【００６６】
本開示は上記の精密な実施形態によって説明されてきたが、数多くの変形形態が本開示の範囲内で可能である。
【００６７】
３つの受け入れ部分１８の代わりに、工具本体２８は、切削インサートカートリッジ２０を受け入れるための１つ、２つ、４つ、５つ、またはそれ以上の分散された受け入れ部分１８を備えることもできる。さらに、受け入れ部分１８は、回転軸Ａ周りにボーリングバー１０上に等しく分散され得る。
【００６８】
さらに、遠心力閾値は、制御要素４４の第１と第２の制御位置間のボーリングバー１０の並進状態に対応する遠心力閾値範囲の形であってよい。この並進状態は、ボーリングバー１０の機能固有のものである。この場合、遠心力閾値は、下側および上側の遠心力閾値を含む。ボーリングバー１０は、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力が下側遠心力閾値を下回るとき、制御要素４４が第１の制御位置にあるように構成される。同じようにして、ボーリングバー１０はまた、回転軸Ａ周りのボーリングバー１０の回転によって発生した遠心力が上側遠心力閾値を上回るとき、制御要素４４が第２の制御位置にあるように構成される。
【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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【国際調査報告】
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