JP2015521112A - タッピング装置及び使用法 - Google Patents
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Abstract
種々の標準ドライバーで使用するためのタッピング装置である。タッピング装置は、第1の端部と第2の端部を有する細長い本体を有する。ねじ切削部分が、第1の端部に対して提供され、駆動工具に嵌合するための端部セクションが、第2の端部で提供され、シャンク部分が、切削部分と端部セクションとの間に配置されている。フレア状停止部が、端部セクションに隣接するシャンク上に提供されている。六角ヘッドである端部セクションは、インパクトレンチ又は従来のソケット及びレンチなどの標準駆動工具で動作する。
Description
本発明は、ねじタッピング装置及びねじタッピング装置を使用する方法に関する。
タップは、穴の内面上にねじ山を切削するために使用される。タップを使用してねじ山を切削するプロセスがタッピングと呼ばれる。一般的には、手動式の手回しタップが、作成されたねじ付孔に使用されてきた。
タップを使用するために、タップはプレドリルした穴に配置され回転される。タップが回転するにつれて、タップは穴の内部にねじ山を切削する。タップが回転するにつれて、タップはチップと呼ばれる金属の微細粒子を切り離す。タップは、切り離されたチップが穴から逃げることを可能にする複数個の溝を伴う。溝がチップで詰まるようになると、タップは動かなくなり、破損する可能性がある。破損の原因となり得る目詰まり又は「密集状態」を防止するために、周期的に逆回転させ、切削プロセス中に形成されたチップを破壊する必要がある。
結果的に、これらの破損を回避するために手回しタップを使用する場合、相当な熟練が必要とされる。このことは、より小さな寸法の場合顕著である。タップが穴の内部で破砕する場合、破片を取り出すことは非常に難しいか、又は不可能でもあり得る。
更に、従来の手動式タップは、不規則な速度で穴の周りを回転され、これがタップを破損させ得る。
結果的に、従来の手回しタップは、時間を要し、熟練の技術を必要とする。
米国特許第7,565,935号により教示されるものなどの電動式タップ装置が既知であるが、これらは、特殊化されかつ高価である。ドリルプレス又は垂直ミルを使用することも既知であるが、これら方法もまた高価であり、容易に移動できず、特定のプロジェクトで使用するに扱いにくい可能性がある。
要求されるものは、レンチ、ラチェットソケット及びインパクトドライバーなどの各種の駆動工具で作動し、タッピング処理の速度を大幅に増大させる、タッピング装置及び方法である。
第1の端部及び第2の端部を備える細長い本体を有するタッピング装置が提供される。ねじ切削部分が、第1の端部に対して提供され、駆動工具に嵌合するための端部セクションが第2の端部で提供される。シャンク部分が、切削部分と端部セクションとの間に配置されている。ねじ切削部分は、らせん状ねじ切削エッジを含む。逃げ溝が、ねじ切削部分に沿って提供されている。端部セクションは、駆動工具を受容するよう適合された六角ヘッドである。
停止部が、端部セクションに向かうシャンク上に提供されている。フレア状停止部が、端部セクションの直径を超えて半径方向に延在している。
本発明の別の態様は、タッピング装置を使用する方法を提供し、その方法は、上記記載のタッピング装置を供給する工程と、タッピング装置の六角ヘッドの上に嵌合するよう寸法設定されたソケットを有する駆動工具を供給する工程とを含む。更なる工程は、駆動工具を起動する際に、ソケットがタッピング装置にねじり力を付与するように、六角ヘッドを駆動工具のソケットの内部に配置する工程を含む。別の工程は、タッピング装置の第1の端部を穿孔穴の内部に配置し、駆動工具をソケットがねじり力をタッピング装置に付与するように起動させ、これにより切削部分が穿孔穴の内面上にねじ山を切削する工程を含む。
本発明の他の態様は、上記記載のタッピング装置と、タッピング装置にねじり力を付与するように、タッピング装置の六角ヘッドの上に嵌合するよう寸法設定されたソケットを有する駆動工具との組み合わせを伴う。
これら及び他の特徴は、参照が添付の図面で行われる以下の説明からより明確になるであろうが、これら図面は例示の目的にすぎず、多少なりとも限定するよう意図するものではない。
一般的に参照番号10を付して示されるねじタッピング装置が、ここで図1〜6を参照して説明される。
先行技術
「先行技術」として分類された図1を参照すると、一般的に番号100で示される従来の手回しタップが図示されている。「t」式タップレンチ110を備える従来の手回しタップ100は、手動で操作される。
「先行技術」として分類された図1を参照すると、一般的に番号100で示される従来の手回しタップが図示されている。「t」式タップレンチ110を備える従来の手回しタップ100は、手動で操作される。
部品の構造及び関係
図2を参照すると、番号10で一般的に示される本発明のタッピング装置が図示されている。タッピング装置10は、第1の端部14と第2の端部16を備える細長い本体12を有する。ねじ切削部分18が、第1の端部に対して提供されている。図6に図示されるような駆動工具22に嵌合するための端部セクション20が、第2の端部16で提供されている。シャンク部分24が、切削部分18と端部セクション20との間に配置されている。
図2を参照すると、番号10で一般的に示される本発明のタッピング装置が図示されている。タッピング装置10は、第1の端部14と第2の端部16を備える細長い本体12を有する。ねじ切削部分18が、第1の端部に対して提供されている。図6に図示されるような駆動工具22に嵌合するための端部セクション20が、第2の端部16で提供されている。シャンク部分24が、切削部分18と端部セクション20との間に配置されている。
図2を再び参照すると、ねじ切削部分18は、らせん状のねじ切削エッジ26を含む。逃げ溝28が、切削部分18に沿って提供され、これはねじ切削エッジ26と交わる。図示した実施形態において、逃げ溝28は、ねじ切削エッジ26の方向に対して垂直に延びているが、逃げ溝28の経路は、オフセットされ又は曲がることもできることを理解されたい。
図3を参照すると、端部セクション20は、図4に示すインパクトドライバー22上に運ばれるソケット32に嵌合するよう寸法設定されている六角ヘッド30である。図4を再び参照すると、インパクトドライバー22は、インパクトレンチ、エアーレンチ、エアーガン、ラトルガン、又はトルクガンのうちの1つであり得ることを理解されたい。タッピング装置はまた、任意の標準レンチ、ラチェットソケット又はタッピング装置10の六角ヘッド30を受容するよう適合されているその他の工具で作動することが可能であることも理解されたい。ソケット32は大小種々の寸法があるために、端部セクション20もまた、本明細書に記載されている多様な寸法で利用可能であることも理解されたい。
図2を参照すると、切削部分18が、穿孔穴40の内面44にねじ山42を切削している間の接線力を制限するために、フレア状停止部34が、端部セクション20に隣接するシャンク部分24上に提供されている。フレア状停止部34は環状であり、接線力を低減し、ドライバー22からタッピング装置10までのトルク伝達を最大化するよう適合されている。図5及び図6に図示するように、フレア状停止部34は、六角ヘッド30の直径を超えて半径方向外側に延在し、ドライバー22によって運ばれるソケット32の内部に受け取られ、フレア状停止部34は、ソケット32に対して当接する。フレア状停止部34は、端部セクション20に隣接することも端部セクション20から離れることも可能であるが、駆動工具22のソケットからの力を吸収するために、フレア状停止部34はソケット32の端部31に対して当接するように配置されねばならない。フレア状停止部34は、図5に図示されるように、六角ヘッド30の直径を超えて、連続的かつ外周方向外側に延びることが可能であり、又はフレア状停止部は、異なる構成を有することも可能である。例えば、フレア状停止部34は、六角ヘッド30の直径を超えて延在している部分だけで遮断されることも可能である。これは平坦面であり得、又はソケット32の端部31を受容するための溝を有することも可能である。
操作
タッピング装置10の使用及び操作が、図1〜図6を参照してここで説明される。上記のタッピング装置10を使用するために、図2及び図3で図示される端部セクション20が、図4で図示される駆動工具22のソケット32に嵌合し、これに受け取られる。タッピング装置10の本体12の第1の端部14は、選択された用途に応じて、図2で図示するようにテーパ状になっていてもよく、又は図6で図示するように切頭状になっていてもよい。図6で図示する実施形態の第1の端部14は、タッピング装置10が盲穴40の底部にねじ山を切削することを可能にするために、切頭状又は平坦形である。図2で図示した実施形態において、端部14は、タッピング装置10をタップが切られていない穿孔穴40に対して整列し動き始めることを補助するためにテーパ状になっている。
タッピング装置10の使用及び操作が、図1〜図6を参照してここで説明される。上記のタッピング装置10を使用するために、図2及び図3で図示される端部セクション20が、図4で図示される駆動工具22のソケット32に嵌合し、これに受け取られる。タッピング装置10の本体12の第1の端部14は、選択された用途に応じて、図2で図示するようにテーパ状になっていてもよく、又は図6で図示するように切頭状になっていてもよい。図6で図示する実施形態の第1の端部14は、タッピング装置10が盲穴40の底部にねじ山を切削することを可能にするために、切頭状又は平坦形である。図2で図示した実施形態において、端部14は、タッピング装置10をタップが切られていない穿孔穴40に対して整列し動き始めることを補助するためにテーパ状になっている。
図5を参照すると、次いで駆動工具22が起動され、タッピング装置10の第1の端部が、切削部分18のものよりも小さい直径である穿孔穴40内に挿入される。図5を参照すると、使用時に、駆動工具22は、切削部分18が穿孔穴40に駆動し、穿孔穴40の内面44の上にねじ山42を切削するように、ねじり力をタッピング装置10に付与する。端部セクション20に隣接するシャンク部分24上に提供されたフレア状停止部34は、タッピング装置10にトルクを直接分配し、穿孔穴40の内面44にねじ山42を切削する上での効果を高める。切削部分18が、穿孔穴40に駆動するにつれて、切削部分18に沿って提供されている逃げ溝28は、過剰な破砕材料又はチップが使用中に除去されることを可能にする。
図5を参照すると、タッピング装置が駆動工具22により一定速度で穴を通って駆動されるとき、破損が低減され、タッピング速度は劇的に増大される。これと比べて、図1で図示されるものなどの従来の手動タップ100は、穿孔穴の周りを不規則な速度で回転し、これがタップ100上のトルク要求を増大させ、破損の一因となる。
タッピング装置10は、六角ヘッド30が、標準サイズのボルトの六角ヘッドとサイズ及び寸法で一致するように、多くのサイズで製造され得る。標準サイズの例として、1/4’’、5/16’’、3/8’’及び1/2’’サイズを挙げることができる。結果的に、ユーザーは、後に穿孔穴40にねじ込まれるボルトの六角ヘッド(図示せず)のサイズ及び寸法と整合する六角ヘッド30を有するタッピング装置10を選択することが可能である。その結果、ユーザー操作者が、彼らの手にドライバー22を保持し、タッピング装置10をボルトに単純に交換し、穿孔穴40内のボルトの装着を続けることができるように、同じドライバー22が、タッピング装置10とボルトの双方で使用することが可能となる。このことは、工具を交換する工程の不便さを排除し、効率を向上させる。
図2で図示したタッピング装置は、タッピング作業の流れを劇的にスピードアップするよう設計される。ユーザーの技能及びタッピングされる材料のタイプに応じて、インパクトドライバーなどの電動駆動工具22を使用して、約70〜100個の穴を15分以内にねじ切りすることが可能である。これは、1台のタップ装置10の耐用寿命にわたって節約されるおよそ概算で100分間の労働を表す。これに対し、図1で図示されるような、「t」式タップレンチ110を備える従来のハンドタップを使用することは、穴をねじ切りするために、5〜7分を要する可能性がある。
タッピング装置10は、標準レンチ、ラチェットソケット又はタッピング装置10の六角ヘッド30を受け取るよう適合されているその他の用具などの手動操作される駆動工具22と共に使用することも可能である。このことは、タッピング装置10が、電動工具を使用することができない又は電動工具が望ましくない状況で使用されることを可能にする。例えば、小さい空間又は取り扱いにくい空間においては、手動工具を用いることが好ましい場合がある。ユーザー操作者が、彼らの手にドライバー22を保持し、タッピング装置10をボルトに単純に交換し、穿孔穴40内のボルトの装着を続けることができるように同じドライバー22が、タッピング装置10及びボルトの双方で使用され得るという点では、時間短縮につながり得る。このことは、特に小さい空間又は取り扱いにくい空間において、工具を交換する工程の不便さを排除する。
タッピング装置10は、HSS、スチール、コバルト及びその他の硬化金属が挙げられるがこれらに限定されない多くの材料から形成され得ることを理解されたい。細長い本体12及びシャンク部分24の直径及び長さは、必要に応じて変更し得ることも理解されたい。フルサイズのシャンク部分24は、強度を最大化し、並びに工作物からのタップ装置10の反転を容易にする。
タッピング装置10は、電動工具22と共に使用するように図示されているが、任意の標準レンチ、ラチェットソケット又はタッピング装置10の六角ヘッド30を受け取るよう適合されているその他の用具などの手動操作される駆動用具22を用いて使用することも可能であることも更に理解されたい。
バリエーション
図2で図示されたタッピング装置10の切削部分18のねじ切削エッジ26は、タッピング装置10の耐用寿命を延ばすために、硝酸塩コーティングを特徴として有してもよい。
図2で図示されたタッピング装置10の切削部分18のねじ切削エッジ26は、タッピング装置10の耐用寿命を延ばすために、硝酸塩コーティングを特徴として有してもよい。
図2を参照すると、タッピング装置10の本体12の第1の端部14は、始動のための最初の6個のねじ切りテーパ構成48を特徴として有し、これによってタッピング速度をさらに改善することができる。
図6に図示した駆動工具22に嵌合するための端部セクション20は、いかなるサイズ又は形状のソケットにも嵌合するよう寸法設定することが可能である。通常、標準レンチ、ラチェットソケット又はインパクトドライバーは6点(六角)形状を有するソケットを利用するが、4点(正方形)、12点(二重六角)形状、8点(二重正方形)、更に8点(八角ソケット)に嵌合するために形状及び寸法を用いることも考えられる。
本特許文献において、用語「含む又は備える、comprising」は、この用語に続く項目が含まれているが、特別に言及されていない項目も除外されないことを意味するように非限定的な意味で使用されている。不定冠詞「a」を伴う要素に関しては、要素のうちの1つ又は1つのみが存在することを文脈上明確に必要としないならば、複数の要素が存在する可能性を除外するものではない。
以下の特許請求の範囲は、上記で具体的に図示され記載されたもの、概念的に等価であるもの、並びに明確に置換され得るものを含むことを理解するべきである。当業者であれば、記載された実施形態の種々の適合化及び変更が、特許請求の範囲から逸脱することなく構成され得ることを理解されるであろう。図示の実施形態は、例示としてだけ記載されてきたものであり、本発明を限定するものとしてみなされるべきではない。以下の特許請求の範囲内で、本発明は、具体的に図示されかつ記載されたもの以外で実施することが可能であることを理解するべきである。
Claims (13)
- 第1の端部と第2の端部を有する細長い本体と、
前記第1の端部に対して提供されているねじ切削部分と、
前記第2の端部で提供されている駆動工具に嵌合するための端部セクションと、
前記切削部分と前記端部セクションとの間に配置されているシャンク部分と、を備えるタッピング装置。 - 前記ねじ切削部分が、ねじ切削エッジを含む、請求項1に記載のタッピング装置。
- 前記ねじ切削部分が、逃げ溝を含む、請求項1に記載のタッピング装置。
- 前記ねじ切削エッジが、らせん状である、請求項2に記載のタッピング装置。
- 前記駆動工具に嵌合するための端部セクションが、六角ヘッドである、請求項1に記載のタッピング装置。
- 少なくとも1つの停止部が、前記端部セクションに向かう前記シャンク部分上に提供されている、請求項1に記載のタッピング装置。
- 前記停止部が、前記端部セクションの直径を超えて半径方向に延在する、請求項6に記載のタッピング装置。
- 第1の端部と第2の端部を有する細長い本体と、前記第1の端部に対して提供されているねじ切削部分と、前記第2の端部で提供される、工具に嵌合するための六角ヘッドと前記切削部分と前記六角ヘッドとの間に配置されるシャンク部分とを有し、前記ねじ切削部分がねじ切削エッジと逃げ溝とを有する前記タッピング装置を供給する工程と、
前記タッピング装置の前記六角ヘッドを受け取るよう寸法設定されたソケットを有する駆動工具を供給する工程と、
前記駆動工具を起動する際に、前記ソケットが前記タッピング装置にねじり力を付与するように、前記六角ヘッドを前記駆動工具の前記ソケット内に配置する工程と、を含む方法。 - 前記タッピング装置の前記第1の端部を穴に配置し、前記ソケットが前記タッピング装置上にねじり力を付与するように前記駆動工具を起動させることで、前記切削部分が、前記穴の内面上にねじ山を切削する前記工程を更に含む、請求項8に記載の方法。
- 前記駆動工具が、レンチ、ソケットレンチ又はインパクトドライバーのうちの1つである、請求項8に記載の方法。
- 切削部分がねじ山を切削する間に、トルク伝達力を最大化するために、少なくとも1つの停止部が、前記端部セクションに隣接する前記シャンク上に提供される、請求項8に記載の方法。
- 第1の端部と第2の端部を有する細長い本体と、前記第1の端部に対して提供されているねじ切削部分と、前記第2の端部で提供される、工具に嵌合するための六角ヘッドと前記切削部分と前記六角ヘッドとの間に配置されるシャンク部分とを有し、前記ねじ切削部分がねじ切削エッジと逃げ溝とを有するタッピング装置と、
前記タッピング装置の前記六角ヘッドを受け取るよう寸法設定されたソケットを有する駆動工具との組み合わせ。 - 前記駆動用具が、レンチ、ソケットレンチ又はインパクトドライバーのうちの1つである、請求項12に記載の組み合わせ。
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