JPS6156822A

JPS6156822A - 工具保持装置

Info

Publication number: JPS6156822A
Application number: JP17898784A
Authority: JP
Inventors: Gantan Obara; 小原　元旦
Original assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Current assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Priority date: 1984-08-28
Filing date: 1984-08-28
Publication date: 1986-03-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）発明の技術分野この発明は、タッピング、ナフトランナなどに適用され
る工具保持装置に関し、特にトルク制限機構及びトルク
調整機構を備えた工具保持装置の゛　　改良に関するも
のである。

（ｆ７）従来技術と問題点従来、トルク制限機構を備えた工具保持装置、即ちタッ
プホルダとしては、実公昭５０−５１０２号公報及び特
公昭５３−２２３８号公報に示されるものが既に知られ
ている。

このようなタップホルダのトルク制限機構は、相対回転
可能に対向された駆動側クラッチ部材と従動側クラッチ
部材とを弾性部材により結合力が設定されるボール又は
互いに係合する凹凸部によ、り結合し、上記弾性部材で
設定される設定値以上の負荷トルクがタップに作用した
とき、駆動側を従動側に対し空転させ、駆動側の回転が
従動側□に伝達されないようにしてタップの折損等を防
止するものである。

しかし、上記のようなトルク制限機構の作動時において
は、ボール方式の場合、駆動側の空転に伴ってボールが
ポール保合穴を出入りし、また、凹凸部の場合は凹凸部
が互いに係脱するため、振動及び騒音が発生し、タップ
欠損あるいはタンピング後のねじ山の欠損等を生じさせ
てしまい好ましくない。

そこで、上記の問題を解決したタップ保持装置として、
実公昭５９−９７８７号公報に示すものが提案されてい
る。このタップ保持装置におけるトルク制限機構は、相
対向される駆動リングと従動リングにおいて、駆動リン
グの従動リングとの対向面に回転方向に傾斜する複数個
の放射方向の凹状溝を形成し、この各溝には鋼球を挿入
し、かつ従動リングの駆動リングとの対向面には上記！
ｌｉ’１球が嵌り込む複数個の浅い凹みを円周方向に形
成し、そしてタップに設定トルク以上の負荷が加わへ（
ったとき、鋼球は浅い凹みから押し出され、溝内を駆動
リングの中心方向へ移動させて従動リングの平坦面と接
触するようにし、これにより駆動リング側を従動リング
側に空転させるものである。

このような１−ルク制限機構を備えたタップ保持装置に
おいては、空転時の鋼球と凹みとの係脱がなくなるため
、（辰’ｆＪＪをなくすることができるが、空転時の鋼
球の転がり運動に問題がある。

即ち、鋼球が凹みから押し出されて回転方向に傾斜する
凹状溝の駆動リング中心側へ移動され、この状態で駆動
リングが従動リングに対し空転しているとき、溝内に保
持された鋼球は凹状溝内の底面及びその−側壁と、従動
リングの平坦面との３点で接触し、しかも鋼球が接触す
る溝内の一側壁面はほぼ駆動リングの回転方向を向いて
鋼球の転がり運動を規制している。このため、ばね力と
駆動及び従動リングにより挾圧状態におかれる鋼球には
ほとんど転がり運動が生ぜず、鋼球は滑り状態で従動リ
ングの平坦面と接触することになる。

このため、鋼球及びその接触面が摩耗し易く、発熱の原
因となるとともに、寿命の短いものとなってしまい、ま
た、空転時の動きが鋼球の滑りで重くなる問題があった
。

りＩ’＞発明の目的この発明は上記のような従来の問題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、空転時におけ
る鋼球及びその転動面の摩耗及び発熱をなくし、併せて
振動ＩｙＡ音の発生をなくするようにした工具保持装置
を提供するにある。

仁）発明の構成上記目的を実現するためにこの発明の工具保持装置は駆
動側から従動側へのトルク伝達を制限する機構を備えた
工具保持装置であって、駆動側と連繋されるクラッチ部
材と従動側と連繋されるクラッチ部材とを有し、この駆
りＪ側及び従動側クラッチ部材の少なくとも一方が駆動
側もしくは従動側の回転軸線方向に移動可能になってい
るとともに、上記駆動側及び従動側クラッチ部材の相対
向する面にそれぞれ中心から外周方向に所望の角度で傾
斜する複数個の鋼球ガイド溝を形成し、この各ガイド溝
の一端側にトルク伝達用の！し１球が各別に係脱可能に
嵌り込む凹部を形成し、かつ上記各ガイド溝の他端（１
１１１には空転時に上記鋼球が転動するリング状溝を」
二記回転軸線と同心に形成し、さらに上記各鋼球をリテ
ーナにより保持するとともに、上記鋼球を」二記クラッ
チ部材で挾圧して伝達トルクを設定する弾性部材を設け
たものである。

（＋）発明の実施例以下、この発明をタップホルダに適用した場合の実施例
を第１図〜第５図について説明する。

第１図〜第３図において、１はホルダ本体で、一端開放
の円筒穴２ａを有する大径部２と、この大径部２の閉塞
側に軸線を一致して一体に設けたシャンク部３とから構
成され、上記シャンク部３は工作機械の主軸（図示せず
）に挿着されるものである。また、上記大径部２の円筒
穴２ａ内にはホルダ部材４が同心に配置されており、こ
のボルダ部材４ば上記円筒穴２ａに嵌合する径のフラン
ジ部５と、円筒穴２ａの内（蚤より十分小さい外径の円
筒部６を有し、この円筒部６内にはタップ７を把持した
タップチャック８が着脱可能に挿着されるようになって
おり、さらに上記フランジ部５の上面と上記円筒穴２ａ
の底面２ａ１間にはローラからなるスラストベアリング
９が介在されている。

１０は上記ホルダ部材４の円筒部６の外周と円筒穴２ａ
の内周間に形成される空間内に設置したトルク制限機構
で、ホルダ本体１からボルダ部材４への伝達トルクを制
限するものである。このトルク制限機構１０は、上記円
筒穴２ａ内に上下に位置して円筒部６と同心に配置した
ドーナツ盤状の従動側クラッチ部材１１及び駆動側クラ
ッチ部材１２を備え、上記従動側クラッチ部材１１は、
その上面とこれに対向する上記フランジ部５の下面間を
ローラ１３によりキー止めして回転方向に一体化されて
おり、そして上記駆動側クラッチ部材１２は、その外周
面に形成した軸方向のキー溝１４と、このキー溝１４に
係合され上記大径部２に遊嵌保持した鋼球１５とによっ
て回転方向に−１（体化されている。また、上記従動及
び駆動側クラッチ部材１１．１２の互いの対向面には、
第２図及び第３図に示す如（その中心穴１１ａ、１２ａ
から外周方向に斜め（中心穴１１ａ、１２ａの略接線方
向）に延びる複数個の浅いガイド溝１６ａ。

１６ｂが形成され、この相対向するガイド溝１６ａ、１
６ｂ間にはそれぞれ１個宛の鋼球１７が上下から挟持す
る状態に挿入されているとともに、各ガイド溝ＩＧａ、
１６ｂ中心穴側α１１１には上記鋼球１７が嵌り込んで
両クラッチ部材１１．１２間を結合するための四部１８
ａ、１８ｂ　（この凹部はガイド溝１６ａ、１６ｂより
深くなっている）が形成され、さらに上記クラッチ部材
１１．１２の相対向する面の外周縁部には、上記ガイド
溝１６ａ、１６ｂと連通し、かつ外周縁に行くにしたが
い上り勾配に傾斜するリング状の溝１９２．１９ｂがそ
れぞれ形成されており、このリング状溝１９２．１９ｂ
内には駆動側の空転時に鋼球１７が位置され転動させる
。ためのものである。また、上記クラッチ部月１１と１
２間には上記各鋼球１７を所定間隔に保持するリテーナ
２０が位置されており、このリテーナ２０により各鋼球
１７を所定間隔に保持するために上記各鋼球１７が嵌合
する長穴２１が半径方向に放射状に穿設され、この長穴
２１の幅は鋼球径より大きくなっているとともに、その
長さは凹部１８ａ、１８ｂとリング状溝１９２．１９ｂ
間に相当する長さに設定されている。

上記大径部２の円筒穴２ａの開口には割込み２２ａを有
するトルク調整ナツト２２が螺合されており、この調整
ナツト２２の上面と上記駆動側クラッチ部材１２の下面
間には鋼球１７に、、よる両クラッチ部材１１と１２と
の結合力を付与する板ばね２３が介在されている。２４
は調整ナツト２２の割込み２２ａの部分に螺合したロッ
クねじで、このロックねじ２４により上記割込み２２ａ
の間隙を拡大することで調整ナツト２２がみだりに回転
されないようにロックするものである。なお、２５は上
記鋼球１５を大径部２から脱落しないように保持するた
めのカラーである。

次に、上記のように構成された本実施例の動作について
説明する。

正常なタフピングが行なわれている場合は、各鋼球１７
は両クラッチ部材１１．１２の凹部１８ａ、１８ｂに１
１ｘり込み、両クラッチ部材１１と１２間は板ばね２３
で設定されるばね圧により互いに結合されている。この
とき、鋼球１７とリテーナ２０の長孔２１との関係は第
４図（ａｌの状態におかれる。従って、］二作機械の主
軸からホルダ本体１に伝達される回転は、大径部２−鋼
球１５−駆動側クラッチ部＝ｔ、ｔ　１２−４Ｍ球１７
−従動側クラ・フチ部材１ｌ−＝Ｉ″１−ラ１３−フラ
ンジ部５−ホルダ部材４−タップチャック８の経路でタ
ップ７に伝達され、このタップ７が回転することで図示
しない下穴にタッピングがなされることになる。

一方、タップ７が下穴の底面に衝合するなどして、タッ
プ７にかかる負荷（切削トルク）がトルク制限機構１０
で設定された設定トルク以上になると、タップ７を含む
ホルダ部材４及び従動側クラッチ部材１１の回転が（♀
止するが、ホルダ本体１を含む駆動側クラッチ部材１２
は回転を継続しようとする。このため、駆動側クラッチ
部材１２が板ばね２３のばね圧に抗して第１図の下方に
移動し、第３図に示すように凹部１８ａ、１８ｂに嵌り
込んでいた鋼球１７が凹部１８ａ、１８ｂから溝１６ａ
、１６ｂ内に押し出されるとともに、咳鋼球１７はリテ
ーナ２０で互いの位置関係を一定に保持されながら駆動
側クラッチ部材１２の回転に伴ってガイドａ１６ａ、１
６ｂをクラッチ部材外周方向に移動され、さらにリング
状溝１９ａ。

１９ｂ内に送り出される。このリング状溝１９ａ。

１９ｂ内に移動された各鋼球１７はリテーナ２０の長穴
２１によって第４図（ｂ）及び第５図に示ず如くガイド
溝１５ａ、１６ｂの配列間隔に保持される。

そして、各鋼球１７がリング状溝１９ａ、１９ｂ内に到
達すると、該リング状溝１９ａ、１９ｂは駆動側クラッ
チ部材１２の回軸中心と同心であるため、各鋼球１７は
主軸回転遠心力によりリング状溝１９ａ、１９ｂ内に保
持されるとともに、）１　　　　　　リング状溝１９ａ
、１９ｂ内を駆動側クラ・ソチ部月１２の回転につれて
転動し、クラッチ部材１２を含むホルダ本体１は空転さ
れることになる。このとき、フリー状！Ｄにあるリテー
ナ２０はリング状溝内での・骸り１につれて回転する。

また、空転ｎ、ｒの鋼球１７とリング状溝１９ａ、１９
ｂとは転がり接触状態におかれるため、鋼球及びその転
動面に摩耗及び発熱のおそれがなく、かつ振動も発生す
ることがない。

また、タッピング後のねし穴からタップ７を抜く場合は
、主軸と一体にホルダ本体１を逆転させる。すると、リ
ング状溝１９ａ、１９ｂ内に保持されていたＧ１１１球
１７が駆動側クラッチｇｌｌ材１２の逆転動作に伴って
第４図（ｂ）の破線矢印の方向にリテーナ２０と−・体
に転動され、そして最も早（到達するガイド溝１６２，
１６ｂの位置でガイド溝１６ａ、１６ｂの開口端に嵌り
込み、リテーナ２０の長穴２１でガイドされて中心側へ
移動され、凹部１８ａ、１８ｂ内に嵌り込んで第３図の
状態となる。このため、駆動側の逆回転力は鋼球１７及
び両クラッチ部４Ｊ’ｌｌ、１２を介してホルダ部材４
に伝達され、タップ７はねじ穴から抜かれることになる
。

なお、上記実施例では、この発明をタップホルダに適用
した場合について説明したが、これに限らず、ナツトラ
ンナ、スタッドボルト植込み装置などにも利用できるこ
とは勿論である。また、上記実施例では、鋼球１７が嵌
り込むトルク伝達用の凹部１８ａ、１８ｂを両クラッチ
部材１１，１２の中心側に、空転用のリング状溝１９ａ
、１９ｂを外周側に設けた場合について説明したが、こ
れと逆に凹部１８ａ、１８ｂを外周側に、リング状溝１
９２，１９ｂを中心側に設けてもよい。この場合のガイ
ド溝１６ａ、１６ｂは上記実施例と逆の方向に傾斜した
ものとなる。

←）発明の詳細な説明したようにこの発明によれば、空転時にトルク伝
達用の鋼球を従動及び駆動側クラ・ノチ部材のトルク伝
達凹部からリング状溝がある空転位置へ完全に逃がす構
造としたので、従来のような振動及び騒音発生がなくな
り、かつ鋼球及びトルク伝達部（溝）の摩耗や損傷等の
おそれもなくすることができる。また、空転時の鋼球ば
回転方向と一致するリング状溝内を容易に転動し、確実
な転がり接触となっているため、鋼球及びリング状溝の
摩耗及び発熱がなくなり、かつ動きもスムーズになる。

さらにトルク伝達用の各鋼球はリテーナによって保持さ
れているため、鋼球が溝から外れたりすることがなく、
安定したトルク伝達及び空転を行なわせることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の工具保持装置の一例を示ず一部切欠
きの側１（４図、第２図はこの発明におけるトルク制限
機ｈ’＋を部の分）Ｗ斜視図、第３図は第１１ｆｆｌの
■部分の拡大断面図、第４図（ｉｌｌ、　（ｂｌはこの
発明における鋼球とリテーナ及びガイド溝との関係を示
す動作説明図、第５図は空転時における鋼球と溝との関
係を示す説明用断面図である。１・・・ホルダ本体、２・・・大径部、２ａ・・・円筒
穴、３・・・シャンク部、４・・・ホルダ部材、８・・
・タップチャック、１０・・・トルク制限機構、１１・
・従動側クラッチ部材、１２・・・駆動側クラッチ部材
、１６ａ、１６ｂ・・・ガイド？７＋’ｉ、］　’／　
・・−ｊｌ１球、１８ａ、　　１８ｂ・・・トルク伝辻
用凹部、１９ａ、１９ｂ・・・リング状溝、２０・・・
リテーナ、２２・・調整ナツト、２３・・・板ばね。特　許　出　１＋２＋１　　人　　　黒田精工株式会化
１、丁１・・代理人弁理士　古谷　史ｌ゛、′”′杵Ｎ　　〜　　／
’７１ｔＮ　　ＬＮ

Claims

【特許請求の範囲】

駆動側から従動側へのトルク伝達を制限する機構を備え
た工具保持装置であって、駆動側と連繋されるクラッチ
部材と従動側と連繋されるクラッチ部材とを有し、この
駆動側及び従動側クラッチ部材の少なくとも一方が駆動
側もしくは従動側の回転軸線方向に移動可能になってい
るとともに、上記駆動側及び従動側クラッチ部材の相対
向する面にそれぞれ中心から外周方向に所望の角度で傾
斜する複数個の鋼球ガイド溝を形成し、この各ガイド溝
の一端側にトルク伝達用の鋼球が各別に係脱可能に嵌り
込む凹部を形成し、かつ上記各ガイド溝の他端側には空
転時に上記鋼球が転動するリング状溝を上記回転軸線と
同心に形成し、さらに上記各鋼球をリテーナにより保持
するとともに、上記鋼球を上記クラッチ部材で挾圧して
伝達トルクを設定する弾性部材を設けたことを特徴とす
る工具保持装置。