JPH05185319A - ねじ立てアタッチメントの駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動要素及びクラッチ要素内での衝撃及び摩
耗を特に高速仕様について最小にしたねじ立てアタッチ
メントの駆動装置を提供する。 【構成】 可逆式ねじ立てアタッチメントにおいて、回
転駆動源に連結できる駆動手段と、駆動手段と係合でき
る駆動力伝達手段とを有し、この駆動力伝達手段は少な
くとも一つの駆動ボール部材を有し、駆動力伝達手段
は、少なくとも一つのボール部材のための少なくとも一
つのスロットを構成し、このスロットは、駆動手段と少
なくとも一つのボール部材とが係合するとボール部材が
回転駆動源に向かう方向に押し上げられ、これによって
駆動手段と駆動力伝達手段との間の衝撃が緩衝されるよ
うに傾斜した傾斜区分を有する、可逆式ねじ立てアタッ
チメントである。タップ保持部材の半径方向に延びる部
材は、伝動手段上の接触部材の曲率半径以下の曲率半径
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可逆式ねじ立てアタッ
チメントの駆動要素に関する。これらの駆動要素は、穿
孔用タップを支持し、駆動機械のような外部駆動源で駆
動される工具である。駆動力は、ねじ立てアタッチメン
ト本体の可動本体からタップ及びタップの回転を逆転す
るための手段を有するねじ立てアタッチメントを支持す
る部材に与えられる。

【０００２】

【従来の技術】本願発明の発明者に与えられた関連した
特許は、米国特許3,397,588 号、米国特許3,472,347
号、米国特許3,717,892 号、米国特許3,946,844 号、米
国特許3,999,642 号、米国特許4,014,421 号、米国特許
4,029,429 号、米国特許4,067,424 号、及び米国特許5,
011,344 号である。これらの特許は、とりわけ、直接駆
動及び逆転駆動の両方のためのねじ立てアタッチメント
のクラッチ装置に関する。

【０００３】現在、多くの種々のねじ立てアタッチメン
トが存在し、これは、成熟した技術を構成している。し
かしながら、近年、高速ねじ立て、スロット高回転ねじ
立ての出現によりねじ立てアタッチメントに改良を施す
必要がある。高速仕様でのねじ立てアタッチメントの改
良の必要は、可逆式ねじ立てアタッチメント、即ち、タ
ップが穿孔した孔からこのタップを引き出すのを助ける
ため、タップの逆回転を行うねじ立てアタッチメントに
関して特に著しいものとなっている。

【０００４】現存する装置のねじ立てアタッチメントの
駆動部材に駆動力を与えるための一般的な装置は、ボー
ル駆動装置である。ボール駆動装置では、駆動体部材
は、駆動要素に保持された即ち駆動要素と関連した駆動
体ボールで衝撃を与え、これは、衝撃駆動の目的のドッ
グ又は同様の部材で前方又は逆方向のいずれかに主軸の
形態のタップ保持器に衝撃を与える。

【０００５】現存の保駆動装置では、特に高速仕様で
は、ボールと種々のドッグ及び駆動力を与える目的でボ
ールと係合するスプラインとの間の衝撃は、機械要素の
大きな摩耗を伴うショック及び振動を引き起こす。高性
能状態に耐えることのできるねじ立てアタッチメントの
駆動要素の必要は、コンピュータによる数値制御（ＣＮ
Ｃ）の用途に関して特に著しい。ＣＮＣ作動状態では、
タップが穿孔した孔からのタップの引き抜きを行うのに
特に重要なのは時間であり、これは、ＣＮＣ作動では、
一つのタップから別のタップに駆動力の伝達が行われ、
前に使用したタップを孔から適時取り出すのはこうした
作動で重要であるためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、ねじ立てアタ
ッチメントの駆動装置について、ボール駆動装置におい
て、駆動要素及びクラッチ要素内での衝撃及び摩耗を特
に高速仕様について最小にする必要があり、この必要は
満たされていなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、可逆式ねじ立
てアタッチメントにおいて、回転駆動源に連結できる駆
動手段と、駆動手段と係合できる駆動力伝達手段とを有
し、この駆動力伝達手段は少なくとも一つの駆動ボール
部材を有し、駆動力伝達手段は、少なくとも一つのボー
ル部材のための少なくとも一つのスロットを構成し、こ
のスロットは、駆動手段と少なくとも一つのボール部材
とが係合するとボール部材が回転駆動源に向かう方向に
押し上げられ、これによって駆動手段と駆動力伝達手段
との間の衝撃が緩衝されるように傾斜した傾斜区分を有
する、可逆式ねじ立てアタッチメントである。タップ保
持部材の半径方向に延びる部材は、伝動手段上の接触部
材の曲率半径以下の曲率半径を有する。

【０００８】

【実施例】図１に示すように、ねじ立てアタッチメント
１０は駆動機械１２の形態の回転駆動源に連結されてい
る。保持ステム１４（概略に示す）がねじ立てアタッチ
メント１０のハウジング１６の側方にあり、ねじ立てア
タッチメント１０のハウジング１６が回転しないように
する制限装置を形成するため、従来の方法で駆動機械１
２に連結できる。

【０００９】主軸部材１８がハウジング１６の外方に延
びる。主軸部材１８の上端は駆動機械１２まで延びる。
主軸部材１８の下端にはタップ２０が取付けられ、この
タップ２０には、加工片（図示せず）にねじ穴を形成す
るようにねじ山が設けられ、中央ボア（図示せず）を有
する。ハウジング１６は回転しないように静止状態に保
持されているが、ねじ立てアタッチメント１０の可動部
材２２は、以下に更に詳細に説明するようにタップ２０
に駆動力を与えるため、駆動機械１２に回転自在に連結
できる。

【００１０】次に図２乃至図５を包括的に参照すると、
ねじ立てアタッチメント１０の可動部材２２は中央ボア
２４を構成し、主軸１８がこのボア内に収容されてい
る。導管２６を収容した挿入体２９が中央ボア２４内に
収容され、導管２６の下部の周りには弾性スリーブ２７
が配置されている。挿入体２６は、タップを冷却する目
的及び加工片からの切削物の形態の屑を除去する目的で
冷却液をこの挿入体及びタップ２０に通すための導管を
形成する。弾性スリーブ２７は、以下に詳細に説明する
ように、前進と前進駆動との間でシフトが行われるとき
に可動部材２２の軸線方向移動と関連して導管２６が軸
線方向に移動できるようにする目的で設けられている。

【００１１】ハウジング１６内には、中央ボア３８を構
成する全体に環状形体の前進駆動部材３０が嵌まってい
る。前進駆動部材３０は、その半径方向内壁で少なくと
も一つの前進駆動スプライン部材３６を支持する。前進
駆動スプライン部材３６は、その軸線方向下方に（即ち
タップ２０が保持された主軸部材１８の下端に向かっ
て）配置された中立肩領域３７に連結されている。

【００１２】駆動スリーブ部材４０の形態の伝動手段が
図示の前方駆動形体の前方駆動手段３０から半径方向内
方に位置決めされている。駆動スリーブ部材４０は、中
央ボア４２を構成する全体に環状形体を有する。内側駆
動スプライン部材４４が部材４０の内周壁から半径方向
内包に延びる。駆動スリーブ部材４０の周には、駆動ボ
ール３２、３３を夫々受け入れてこれらのボールがその
中で動く少なくとも二つのスロット４６、４８が構成さ
れている。前方駆動モードでは、図示の前方駆動部材ス
プライン３６がボール部材３２と係合する。？ｃｈｅｃ
ｋｅｄスロット４６、４８の夫々は全体に長円形形体で
ある。換言すると、スロット４６、４８は、向き合った
側がほぼ平衡であるが鋭角及び鈍角を持つ頂角の代わり
に頂角のある端部が弧状形体の偏菱形であると言い換え
ることができる。第１傾斜部材５０及び第１傾斜部材５
２はスロット４６の下部分傾斜側部を構成する。スロッ
ト４６の図示の形体では、傾斜部５０を有する側部と向
き合っており且つこの傾斜部５０にほぼ平行な側部には
参照番号５４が付してある。同様に、傾斜部５２を構成
する側部と向き合っており且つこれにほぼ平行な側部に
は参照番号５６が付してある。

【００１３】ハウジング１６内には逆駆動部材５８も配
置されている。逆駆動部材５８の上内側周囲には肩６０
の形体の中立領域が形成されている。中立領域６０には
逆駆動スプライン部材６２が連結され、この部材６２は
中立領域６０から軸線方向下方に配置されている。逆駆
動部材５８は、参照番号６４を付した中央ボアを構成
し、ほぼ環状の形体を有する。

【００１４】駆動スリーブ４０上の内側駆動スリーブス
プライン４４は全体に弧状の接触領域６６を有する。接
触領域６６には全体に弧状の中間領域６８が連結され、
この中間領域には第１接触表面６６と同じ方法で形成さ
れた第２接触表面７０が連結されている。駆動スプライ
ン４４の半径方向内方壁を備え且つ駆動主軸がこれに隣
接して配置された駆動スリーブスプライン４４は、実際
に、二つのスロット７２、７４を構成する。

【００１５】少なくとも一つの駆動ピン７８が駆動主軸
部材１８上に部材１８の軸線方向に沿って中間に支持さ
れ、この駆動ピンにはスロット７６が形成されている。
ピン７８は全体に円筒形形体を有し、ほぼ円形の断面を
有する。本発明によれば、内側駆動スプライン４４の接
触表面６６、７０の曲率半径は駆動ピン７８の曲率半径
よりも大きい。特定の用途では、接触表面６６、７０の
このような曲率半径は駆動ピン７８の曲率半径を１０％
乃至２５％越えるのがよい。

【００１６】主軸部材１８はその下端に拡大区分８０を
有する。主軸１８の下端８０にはめねじ穴８２、８４が
形成されている。ねじ穴８２、８４には端部がタップ保
持器９０（概略に示す）の側壁のソケットに嵌まったね
じ部材８６、８８がねじ込んであり、これによって、保
持器は主軸部材１８に対して所定位置に保持される。迅
速交換機構９２がタップ保持器９０の端に配置され、こ
の機構はタップの交換を容易にする。迅速交換機構９２
はコイルばね部材９６を収容したリング部材９４を有す
る。

【００１７】タップ保持器９０の端部に近い側壁には、
半径方向ピン１０２、１０４をリング部材９４で所定位
置に保持するため、向き合って配置されたボア９８、１
００が設けられている。作動では、駆動機械１２から回
転が前進駆動部材３２及び逆駆動部材５８に伝えられ、
これらの部材は、ねじ立てアタッチメント１０の従来の
手段（図示せず）で可動部材２２に連結され、更に逆駆
動部材５８は、本願発明の発明者による１９８９年３月
３０日に出願された同時継続出願０７／３３０，７５２
号及び１９９１年６月１４日に出願された関連した一部
継続出願０７／７１５，３４３号に開示されているよう
な従来の歯車装置（図示せず）を通して連結されてい
る。これらの出願を参考のため本願に組み込む。

【００１８】前方駆動では、前方駆動部材３２の前方駆
動主軸３６が図３に示すように駆動スリーブ４０のボー
ル３２、３３と係合する。このような係合が実際にはス
プライン３６とボール３２、３３との間の衝突からな
る。本発明によれば、及びスロット４６、４８の長円形
形状のため、駆動ボール３２、３３に加わる衝撃及び摩
耗は現存の装置よりも小さい。衝撃時には、駆動ボール
３２、３３は傾斜構造５０、５２を押し上げられ、これ
によって、スプライン３６とボール３２、３３との間に
緩衝された衝撃を与える。スロット４６の形体のため、
いずれかの方向への衝撃が上述の方法で吸収される。

【００１９】駆動スプライン３６がボール３２、３３と
上述のように係合するとき、駆動スリーブ４０が前進回
転方向に押され、その結果、内側駆動スプライン４４が
駆動主軸１８の駆動ピン７８に向かって押される。駆動
ピン７８の曲率半径でなく駆動スリーブ４０の係合表面
６６、７０の曲率半径が大きいため、内側駆動スプライ
ン４４と駆動ピン７８との６６、７０でのその接触表面
との間の衝撃は、曲率半径が同じである場合と比べて突
発的でなく且つ鋭くない。更に、表面６６、７０とピン
７８との間の接触は点接触でなく直線状であり、かくし
て衝撃を散らし、衝撃及び摩耗を減じる。従って、駆動
スリーブ４０並びに駆動ピン７８に過度の衝撃及び摩耗
が作用しないようにする。

【００２０】ねじ立て中、駆動機械１２から導管２６を
介して冷却液が与えられる。穴に選択した深さまでねじ
山を付け、タップを穴から引き出すとき、ねじ立てアタ
ッチメント１０を駆動機械１２で上昇させる。この辞典
でタップは穴に食い込んでおり、タップの回転を逆にす
ることによって取り出しは最も便利に行われる。従っ
て、ねじ立てアタッチメントが主軸１８を上昇すると
き、タップ２０は穴内に残り、前方駆動部材３２及び逆
駆動部材５８が主軸部材１８及びタップ２０に対して軸
線方向上方移動する。

【００２１】上述の軸線方向上方への移動により、ボー
ル３２、３３は逆駆動部材５８及び駆動スプライン６４
がボール３２、３３と駆動係合で係合するまで中立範囲
肩３７、６０に沿って移動し、これによって主軸１８及
びタップ２０を逆回転させ、タップ２０を穴から効率的
に引き出せるようにする。前方駆動では、スロット４
６、４８の形体、駆動ピン７８の円筒形形状、及び接触
部材６６、７０の曲率半径が駆動ピン７８の曲率半径よ
りも大きいため、駆動係合が緩衝される。

【００２２】従って、駆動部品に対する衝撃及び摩耗を
小さくし、これによって効率及び寿命を延ばす、駆動係
合を与えるボール駆動ねじ立てアタッチメントを説明し
た。以上の説明は例示の説明のためのものであって、本
発明は、本明細書に鑑みてつくられた添付の特許請求の
範囲に記載されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】駆動機械で駆動される本発明によるねじ立てア
タッチメントの幾分簡略化した側面図である。

【図２】本発明の好ましい形態を含むねじ立てアタッチ
メントの幾分簡略化した断面図である。

【図３】本発明による駆動装置を示すＡ−Ａ線に沿った
断面図である。

【図４】本発明による駆動装置の詳細図である。

【図５】本発明による駆動装置の一部の側面図である。

【符号の説明】

１２ 駆動機械 １６ ハウジング １８ 主軸部材 ２２ 可動部材

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動源に連結できる駆動手段と、 前記駆動手段と係合できる駆動力伝達手段とを有し、こ
   の駆動力伝達手段は少なくとも一つの駆動ボール部材を
   有し、前記駆動力伝達手段は、前記少なくとも一つのボ
   ール部材のための少なくとも一つのスロットを構成し、
   このスロットは、前記駆動手段と前記少なくとも一つの
   ボール部材とが係合すると前記ボール部材が前記回転駆
   動源に向かう方向に押し上げられ、これによって前記駆
   動手段と前記駆動力伝達手段との間の衝撃が緩衝される
   ように傾斜した傾斜区分を有する、可逆式ねじ立てアタ
   ッチメント。
2. 【請求項２】 タップを保持するための保持手段を更に
   有し、タップを保持するための前記手段は、少なくとも
   一つのほぼ半径方向に延びる部材を前記駆動力伝達手段
   が支持する接触手段と係合するように支持する軸線方向
   に延びる部材を有する、請求項１に記載のねじ立てアタ
   ッチメント。
3. 【請求項３】 前記ほぼ半径方向に延びる部材は、少な
   くとも一部が前記駆動力伝達手段と接触するようになっ
   た少なくとも一つのピン部材を有し、前記駆動力伝達手
   段は前記タップ保持手段の前記少なくとも一つのピン部
   材と接触するための少なくとも一つのの駆動要素を有
   し、前記少なくとも一つの駆動要素と接触するようにな
   った前記少なくとも一つのピン部材の前記部分は所定の
   曲率半径を持つ弧状であり、前記駆動力伝達手段の前記
   少なくとも一つの駆動要素は前記少なくとも一つのピン
   部材の曲率半径縒りも大きい所定の曲率半径を持つ弧状
   であり、これによって前記少なくとも一つのピンと前記
   少なくとも一つの駆動要素との間で衝撃を緩衝し前記少
   なくとも一つの駆動要素及び前記少なくとも一つのピン
   部材に作用する衝撃及び摩耗を減少する、請求項２に記
   載のねじ立てアタッチメント。
4. 【請求項４】 前記駆動要素の前記曲率半径は、前記少
   なくとも一つのピン部材の曲率半径を１０％乃至２５％
   越えている、請求項３に記載のねじ立てアタッチメン
   ト。
5. 【請求項５】 前記駆動手段は前方駆動部材及び逆駆動
   部材を有し、前記駆動部材は前記駆動力伝達手段及び前
   記タップ保持手段に関して軸線方向に可動であり、これ
   によって前記タップ保持部材の回転方向を逆転する、請
   求項１に記載のねじ立てアタッチメント。
6. 【請求項６】 前記少なくとも一つのボール部材を収容
   した前記手段がほぼ長円形形状である、請求項１に記載
   のねじ立てアタッチメント。
7. 【請求項７】 回転駆動源に連結できる駆動手段と、 前記駆動手段と駆動係合するための少なくとも一つの駆
   動ボールを有する、前記駆動手段に駆動係合できる駆動
   力伝達手段と、 前記駆動力伝達手段と駆動係合できるタップ保持手段と
   を有し、前記タップ保持手段は、前記少なくとも一つの
   駆動ボール部材と駆動接触がほぼ直線状であるように駆
   動接触するための部材を有する、ボール駆動装置を使用
   したねじ立てアタッチメントにおける改良。
8. 【請求項８】 前記少なくとも一つの駆動ボール部材
   が、前記少なくとも一つのボール部材と前記駆動手段と
   の間の駆動接触が緩衝されるように形成された手段上で
   可動である、請求項７に記載のねじ立てアタッチメン
   ト。
9. 【請求項９】 前記少なくとも一つの駆動ボール部材が
   その上で可動の前記手段は、前記駆動手段と前記少なく
   とも一つの駆動ボール部材とが駆動接触するとき前記少
   なくとも一つの駆動ボール部材が傾斜に沿って推進され
   るように形成されている、請求項８に記載のねじ立てア
   タッチメント。
10. 【請求項１０】 前記駆動力伝達手段は、前記タップ保
    持手段の前記少なくとも一つの駆動ボール部材と駆動接
    触するための前記延びる手段と駆動係合するための少な
    くとも一つの接触部材を有し、前記少なくとも一つの接
    触部材は第１の曲率半径を有し、前記タップ保持手段上
    の前記部材は第２の曲率半径を有し、前記第１の曲率半
    径は前記第２の曲率半径よりも大きく、これによって、
    前記タップ保持手段上の前記部材と前記少なくとも一つ
    の接触部材との間の衝撃が緩衝される、請求項７に記載
    のねじ立てアタッチメント。
11. 【請求項１１】 前記少なくとも一つのボール部材がそ
    の上で可動の前記手段はほぼ長円形形体のスロット手段
    を有する、請求項７に記載のねじ立てアタッチメント。