KR102040577B1

KR102040577B1 - 모따기 툴, 툴 지지 세트 및 모따기 시스템

Info

Publication number: KR102040577B1
Application number: KR1020170136376A
Authority: KR
Inventors: 슈이치 나카타
Original assignee: 가부시키가이샤 크로이츠
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2019-11-05
Also published as: DE102017125021A1; JP2018149642A; US20180264560A1; US10213847B2; TW201832866A; TWI660801B; KR20180105042A; DE102017125021B4; JP6185205B1

Abstract

(과제)
잡고 돌리는 것이 용이한 모따기 툴과, 모따기 툴을 용이하게 잡고 돌릴 수 있는 툴 지지 세트 및 모따기 시스템을 제공한다.
(해결 수단)
본 발명의 모따기 툴(10)은 지지 샤프트(13)와, 선단측에 지지 샤프트(13)를 가지고, 지지 샤프트(13)에 대하여 편심한 베이스 샤프트(11)와, 지지 샤프트(13)의 단면 또는 지지 샤프트로부터 측방으로 돌출하는 단차돌부(20)의 단차면(20D)을 퍼올림면(23)으로 하는 날부(21)를 가지고, 날부(21)는 지지 샤프트(13)의 중심축(J2)으로부터 떨어지는 측으로 부풀어오른 만곡 형상의 날 줄기(21S)를 가지고, 날 줄기(21S)가 지지 샤프트(13)의 축방향에 대하여 경사져 있다.

Description

모따기 툴, 툴 지지 세트 및 모따기 시스템{CHAMFERING TOOL, TOOL SUPPORT SET AND CHAMFERING SYSTEM}

본 발명은 워크에 형성되는 모따기(面取) 대상 구멍의 개구 가장자리를 모따기하는 모따기 툴, 툴 지지 세트 및 모따기 시스템에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 모따기 툴로서, 고속 회전한 상태에서 사용되는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본 특개 2001-219347호 공보(도 4, 단락 [0016])

그러나 상기한 종래의 모따기 툴은 고속 회전시키기 위한 회전 구동원도 모따기 툴과 함께 지지하여 잡고 돌릴 필요가 있어 잡고 돌리는 것이 곤란했다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 잡고 돌리는 것이 용이한 모따기 툴과, 모따기 툴을 용이하게 잡고 돌릴 수 있는 툴 지지 세트 및 모따기 시스템의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서 이루어진 본 발명에 따른 모따기 툴은 워크에 형성된 모따기 대상 구멍의 개구 가장자리를 모따기하는 모따기 툴로서, 지지 샤프트와, 선단측에 상기 지지 샤프트를 가지고, 상기 지지 샤프트에 대하여 편심한 베이스 샤프트와, 상기 지지 샤프트의 단면(端面) 또는 상기 지지 샤프트로부터 측방으로 돌출하는 단차돌부의 단차면을 퍼올림면으로 하는 날부(刃部)를 가지고, 상기 날부는 상기 지지 샤프트의 중심축으로부터 떨어지는 측으로 부풀어오른 만곡 형상의 날 줄기(刃筋)를 가지고, 상기 날 줄기는 상기 지지 샤프트의 축방향에 대하여 경사진 모따기 툴이다.

본 발명에 의하면, 잡고 돌리는 것이 용이한 모따기 툴과, 모따기 툴을 용이하게 잡고 돌릴 수 있는 툴 지지 세트 및 모따기 시스템가 제공된다.

도 1A는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 모따기 툴의 사시도이다.
도 1B는 단차돌부의 확대 단면도이다.
도 1C는 단차돌부의 확대 단면도이다.
도 2는 모따기 대상 구멍의 일단부의 모따기를 행하고 있는 모따기 툴의 선단부의 사시도이다.
도 3은 도 2에 있어서의 A-A 절단면에 있어서의 모따기 툴의 평단면도이다.
도 4는 모따기 시스템의 개념도이다.
도 5는 모따기 툴의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 모따기 툴의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 7은 모따기 대상 구멍의 타단부의 모따기를 행하고 있는 모따기 툴의 선단부의 사시도이다.
도 8은 제2 실시형태의 모따기 툴의 평면도이다.
도 9는 제3 실시형태의 모따기 툴의 사시도이다.
도 10은 도 9에 있어서의 B-B 절단면에 있어서의 모따기 툴의 평단면도이다.
도 11은 모따기 툴의 선단부의 측면도이다.
도 12는 모따기 툴의 선단부의 측면도이다.
도 13은 워크 및 모따기 툴의 사시도이다.
도 14는 변형예에 따른 모따기 툴의 선단부의 평면도이다.
도 15는 변형예에 따른 모따기 툴의 선단부의 평면도이다.

[제1 실시형태]

이하, 본 발명의 하나의 실시형태를 도 1A~도 7에 기초하여 설명한다. 도 1A에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 모따기 툴(10)은 베이스 축부(11)(본 발명의 「베이스 샤프트」에 상당함)의 선단 동축상에 중간 샤프트(12)가 뻗고, 그 중간 샤프트(12)의 선단의 편심한 위치로부터 지지 샤프트(13)가 뻗은 구조를 이루고 있다. 베이스 축부(11), 중간 샤프트(12) 및 지지 샤프트(13)는 모두 단면 원형의 둥근봉 형상을 이루고, 베이스 축부(11), 중간 샤프트(12), 지지 샤프트(13)의 순으로 단계적으로 직경 축소되어 있다.

이하, 베이스 축부(11) 및 중간 샤프트(12)의 중심축을 「제1 중심축(J1)」이라고 하고, 지지 샤프트(13)의 중심축을 「제2 중심축(J2)」이라고 하는 것으로 한다.

지지 샤프트(13)의 선단부에는 테이퍼부(13T)가 구비되고, 선단 가까운 위치에는 단차돌부(20)가 설치되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 단차돌부(20)는 지지 샤프트(13)의 측면(13M)으로부터 단차 형상으로 돌출되어 있다.

도 1B 및 도 1C에 나타내는 바와 같이, 단차돌부(20)는 측면(20S)과, 단차면(20D, 20D)을 구비하고 있다. 단차면(20D, 20D)과, 지지 샤프트(13)의 측면(13M)과의 교차각(θ1)은 예각으로 되어 있어, 단차면(20D, 20D)은 지지 샤프트(13)의 제2 중심축(J2)에 대하여 오목 형상으로 경사져 있다. 단차돌부(20)의 측면(20S)은 제1 측면(20A) 및 한 쌍의 제2 측면(20B, 20B)으로 구성된다. 제1 측면(20A)은 지지 샤프트(13)의 축방향(즉 제2 중심축(J2)의 축방향)과 평행하게 되어 있다. 제2 측면(20B)은 제1 측면(20A)의 상하의 양단으로부터, 지지 샤프트(13)에 근접하도록 경사져 있다. 제1 측면(20A)과 제2 측면(20B)과의 교차각(θ2)은 둔각으로 되어 있다. 또한 제2 측면(20B)이 본 발명의 「경사면」에 상당한다.

본 실시형태의 모따기 툴(10)은 단차돌부(20) 중 단차면(20D, 20D)과, 제2 측면(20B, 20B)이 교차하는 능선(20R, 20R)의 일부를 날 줄기(21S, 21S)로 하는 날부(21, 21)(도 2)를 구비하고 있다. 또 단차면(20D, 20D)과, 제2 측면(20B, 20B)과의 교차각(θ3)은 둔각으로 되어 있다.

또한 이하에서는 날부(21, 21)를 구별하는 경우에는, 단차돌부(20) 중 지지 샤프트(13)의 선단측의 날부(21)를 제1 날부(21)라고 하고, 그 반대측의 날부(21)를 제2 날부(21)라고 한다. 또 도 2에 나타내는 바와 같이, 이들 제1과 제2 날부(21, 21)는 대칭 형상을 이루고 있다.

상세하게는 도 3에 나타내는 바와 같이 제1 중심축(J1)과 제2 중심축(J2)에 직교하는 선을 제1 기준선(L1)으로 하고, 그 제1 기준선(L1)에 있어서의 측면(20S)과의 교점 중 제1 중심축(J1)에 가까운 측을 제1 교점(P1), 먼 측을 제2 교점(P3)으로 한다. 제2 중심축(J2)으로부터 단차돌부(20)의 측면(20S)까지의 거리는 제1 교점(P1)에 대하여 제1 기준선(L1)보다 도 3의 좌측으로 약간 어긋난 제1 위치(P2)에서 가장 작고, 제2 교점(P3)에 대하여 제1 기준선(L1)보다 도 3의 좌측으로 약간 어긋난 제2 위치(P4)에서 가장 크게 되어 있다. 그리고 제1 위치(P2)로부터 제2 위치(P4)를 향하는 도 3의 우측의 단차돌부(20)의 측면(20S)도, 도 3의 좌측의 단차돌부(20)의 측면(20S)도, 모두 외측으로 부풀어오르고 또한 제2 위치(P4)에 근접함에 따라 제1 중심축(J1)으로부터의 거리가 커지도록 만곡하고 있다.

여기서 본 실시형태의 모따기 툴(10)은 능선(20R, 20R)의 일부가 베르누이 나선으로 되어 있다. 구체적으로는 능선(20R, 20R)은 능선(20R)을 제2 중심축(J2)의 축방향에서 보았을 때에, 도 3의 상기 우측 중 제1 위치(P2)로부터 제2 교점(P3)의 앞의 중간 위치(P5)까지가 베르누이 곡선으로 되어 있다. 또 능선(20R, 20R)은 제1 중심축(J1)에 가까운 위치일(즉 제1 위치(P2)에 근접할수록)수록 제1 중심축(J1)의 축방향에서 서로 떨어지고, 제1 중심축(J1)으로부터 멀어질수록(즉 제2 위치(P4)에 근접할수록), 제1 중심축(J1)의 축방향에서 서로 근접하고 있어, 제2 중심축(J2)에 대하여 경사져 뻗어 있다(도 1). 즉 능선(20R, 20R)의 일부는 베르누이 곡선이 제2 중심축(J2)에 대하여 경사져 나선 형상으로 뻗는 베르누이 나선으로 되어 있다. 또한 중간 위치(P5)로부터 제2 위치(P4)까지가 베르누이 곡선보다 제2 중심축(J2)측에 접근한 곡선이 되어 중간 위치(P5)까지의 베르누이 곡선에 연속하고 있다. 또 상기 서술한 우측의 측면(20S)과 좌측의 측면(20S)은 제2 위치(P4)에서 매끄럽게 연속되어 있다.

이들 양 능선(20R, 20R) 중 상기 서술한 도 3의 상기 우측의 부분에 있어서의 중간 위치(P6)로부터 제2 위치(P4)까지의 사이가 날부(21, 21)의 날 줄기(21S, 21S)로 되어 있다. 또 도 2에 나타내는 바와 같이, 단차면(20D) 중 날 줄기(21S)에 대응하는 부분이 각 날부(21)의 퍼올림면(23)을 이루는 한편, 측면(20S)을 구성하는 제2 측면(20B) 중 날 줄기(21S)에 대응하는 부분이 날부(21)의 릴리프면(24)으로 되어 있다. 또한 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 중간 위치(P6)는 예를 들면 제1 기준선(L1)과 제2 중심축(J2)에 직교하는 제2 기준선(L2)을 도 3에 있어서의 반시계 회전 방향으로 기울여 능선(20R)과 교차하는 위치로 되어 있다.

도 4에는 모따기 툴(10)을 구비한 모따기 시스템(41)이 일부 개념화되어 표시되어 있다. 이 모따기 시스템(41)은 본 발명에 따른 「툴 구동 기구」로서 6축 수직 다관절의 로봇(40)을 구비한다. 로봇(40)의 선단 플랜지(40F)에는 툴 지지 세트(30S)가 부착되어 있다. 툴 지지 세트(30S)는 로봇(40)의 선단 플랜지(40F)에 부착되는 홀더 지지부(33)와, 그 홀더 지지부(33)에 지지되어, 모따기 툴(10)이 끼워맞춤 고정되는 본 발명에 따른 툴 홀더(30)를 가지고 있다. 홀더 지지부(33)는 로봇(40)의 선단 플랜지(40F)에 회전 중심축(J0)을 중심으로 회전 가능하게 부착되고, 그 홀더 지지부(33)에 툴 홀더(30)가 경동(傾動) 가능하게 부착되어 있다.

툴 홀더(30)는 예를 들면 일단 바닥이 있는 원통체(31)의 일단면으로부터 연결돌편(32)이 뻗어나온 구조를 이루고 있다. 원통체(31)의 내측은 툴 끼워맞춤 구멍(31A)으로 되어 있어, 거기에 모따기 툴(10)의 베이스 축부(11)가 끼워맞춤 고정된다. 또 연결돌편(32)의 선단부는 반원 형상을 이루고, 그 반원 형상의 원호의 중심부에 핀 구멍(32A)이 관통 형성되어 있다.

홀더 지지부(33)는 예를 들면 원판 형상의 부착 플랜지(33F)의 표측면의 중앙에 직육면체 형상의 지지부 본체(33S)를 구비한다. 그리고 홀더 지지부(33)가 로봇(40)의 선단 플랜지(40F)에 부착 플랜지(33F)의 이측면이 겹쳐지고 또한 중심 내기된 상태로 부착된다.

지지부 본체(33S)에는 부착 플랜지(33F)와 반대측에 개방되는 내부 공간(33K)이 구비되어 있다. 지지부 본체(33S) 중 내부 공간(33K)을 끼우고 도 4의 지면과 직교하는 방향으로 대향하는 1쌍의 제1 측벽(33A, 33A)(도 4에는 일방의 제1 측벽(33A)이 표시되어 있음)의 간격은 상기 서술한 연결돌편(32)의 두께와 대략 동일하게 되어 있다. 한편, 내부 공간(33K)을 끼우고 도 4의 좌우 방향에서 대향하는 제2 측벽(33B, 33B)의 간격은 상기 서술한 연결돌편(32)의 횡폭보다 크게 되어 있다.

1쌍의 제1 측벽(33A, 33A)에는 내부 공간(33K)의 개구보다 안측 위치에 부착 플랜지(33F)의 중심축과 직교하는 도시하지 않는 지지 구멍이 형성되어 있다. 그리고 툴 홀더(30)의 연결돌편(32)이 내부 공간(33K)에 수용되고, 지지 구멍과 연결돌편(32)의 핀 구멍(32A)에 지지 핀(39)이 삽입통과되고, 이것에 의해 툴 홀더(30)가 홀더 지지부(33)에 경동 가능하게 지지되어 있다. 또한 각 제1 측벽(33A)에 형성된 도시하지 않는 지지 구멍과 연결돌편(32)의 핀 구멍(32A)과 지지 핀(39)에 의해, 본 발명의 「홀더 지지 기구」가 구성되어 있다.

또 일방의 제2 측벽(33B)의 내면에는 내부 공간(33K)의 개구 근방에 스토퍼 돌부(34)(본 발명의 「위치 결정부」에 상당함)가 형성되어, 연결돌편(32)이 스토퍼 돌부(34)에 맞닿음으로써, 툴 끼워맞춤 구멍(31A)의 중심축과 부착 플랜지(33F)의 중심축(즉 회전 중심축(J0))이 일치한 원점 위치에 툴 홀더(30)가 위치 결정된다.

또한 타방의 제2 측벽(33B)에는 스토퍼 돌부(34)와 대향하는 위치에 플런저 지지 구멍(35)이 형성되어, 거기에 플런저(36)가 직동 가능하게 수용되어 있다. 또 플런저 지지 구멍(35)에 있어서의 홀더 지지부(33)의 외면측 단부는 덮개체(38)에 의해 폐색되고, 덮개체(38)와 플런저(36) 사이에는 압축 코일 스프링(37)(본 발명의 「부세(付勢) 수단」에 상당함)이 수용되어 있다. 이것에 의해, 플런저(36)가 연결돌편(32)에 눌려, 툴 홀더(30)가 원점 위치에 유지되도록 부세되어 있음과 아울러, 플런저(36)측으로의 경동이 허용되어 있다.

또한 모따기 툴(10)을 툴 홀더(30)에 부착할 때는 툴 홀더(30)의 경동 중심축(즉 지지 핀(39)의 중심축)과 상기 서술한 제2 기준선(L2)을 평행하게 배치하고, 제2 중심축(J2)을 제1 중심축(J1)에 대하여 스토퍼 돌부(34)측에 배치한다.

본 실시형태의 모따기 툴(10), 툴 지지 세트(30S) 및 모따기 시스템(41)의 구성에 관한 설명은 이상이다. 이어서 모따기 시스템(41)을 사용하여, 로봇(40)의 티칭 플레이백에 의해 워크(90)에 형성된 모따기 대상 구멍(91)의 양 개구 가장자리를 모따기하는 경우에 대해서 설명한다. 또한 그 모따기 대상 구멍(91)은 워크(90)의 외면과 직교한 상태로 워크(90)를 관통하고 있다. 또 모따기 대상 구멍(91)은 그 중심축에 본 실시형태의 모따기 툴(10)의 제1 중심축(J1)을 겹친 상태로 정확히 모따기를 행할 수 있는 크기로 되어 있다.

이하의 동작을 티칭에 의해 로봇(40)에 기억시킨다. 우선 모따기 대상 구멍(91)의 중심축에 모따기 툴(10)의 제1 중심축(J1)을 겹친 상태로, 모따기 툴(10)을 제1 중심축(J1)의 축방향으로 전진시킨다. 그러면 도 5(A)에 나타내는 바와 같이, 제1 날부(21)의 중간 위치(P6)의 근방에 모따기 대상 구멍(91)의 일단측의 에지(93)가 맞닿으므로, 그곳을 초기 위치로 하여 모따기 툴(10)을 제1 중심축(J1)을 중심으로 하여 365도 회전시킴과 아울러, 제1 중심축(J1)과 평행하게 모따기 대상 구멍(91)측으로 전진시킨다. 그 때의 모따기 툴(10)의 회전 방향은 제1 날부(21)에 있어서 에지(93)에 가장 먼저 맞닿은 초기 맞닿음 위치로부터 제2 위치(P4)를 향하는 측으로 설정한다. 또 제1 중심축(J1)의 축방향의 이동량은 제1 날부(21)의 날 줄기(21S)를 따라, 초기 맞닿음 위치로부터 제2 위치(P4)까지 이동했을 때의 제1 중심축(J1)의 방향에 있어서의 거리로 설정한다.

이어서 단차돌부(20)가 모따기 대상 구멍(91)의 내면으로부터 떨어지도록 모따기 툴(10)을 평행 이동시키고, 도 7에 나타내는 바와 같이, 단차돌부(20)가 모따기 대상 구멍(91)을 통과하는 위치까지 모따기 툴(10)을 전진시킨다. 그리고 모따기 대상 구멍(91)의 중심축에 모따기 툴(10)의 제1 중심축(J1)을 겹친 상태로, 모따기 툴(10)을 제1 중심축(J1)의 축방향으로 후퇴시켜, 제2 날부(21)를 모따기 대상 구멍(91)의 타단측의 에지(93)에 맞닿게 한다. 이하, 모따기 대상 구멍(91)의 일단측의 에지(93)에 대한 티칭과 마찬가지로, 모따기 툴(10)을 제1 중심축(J1)을 중심으로 하여 모따기 툴(10)을 365도 회전시키면서, 제1 중심축(J1)과 평행하게 모따기 대상 구멍(91)측으로 후퇴시킨다. 그리고 단차돌부(20)가 모따기 대상 구멍(91)의 내면으로부터 떨어지도록 모따기 툴(10)을 평행 이동시키고나서, 모따기 툴(10)을 모따기 대상 구멍(91)으로부터 이탈시킨다.

상기 서술한 바와 같이 티칭한 동작을 플레이백하면, 모따기 툴(10)이 제1 중심축(J1)의 축방향으로 이동하여 제1 날부(21)의 날 줄기(21S)가 모따기 대상 구멍(91)의 일단측의 에지(93)에 맞닿는다. 이 때, 날 줄기(21S)는 제1 중심축(J1)의 축방향에서 보아도(도 5(A) 참조) 제1 중심축(J1)과 직교하는 회전 반경 방향에서 보아도(도 2 참조) 에지(93)에 대하여 비스듬히 교차한 상태가 된다.

이 상태로 모따기 툴(10)이 제1 중심축(J1)의 축방향으로 이동함으로써, 제1 날부(21)가 모따기 대상 구멍(91)의 에지(93)에 눌려, 에지(93)가 절삭되어 간다. 이 때, 제1 날부(21) 중 제1 단차면(20D)이 퍼올림면(23)이 되고, 제2 측면(20B)이 릴리프면(24)이 되어 에지(93)가 절삭된다.

그리고 절삭된 면에 제1 날부(21)의 릴리프면(24)이 올라탐으로써, 모따기 툴(10)이 회전 반경 방향으로 경동하여 날 줄기(21S) 중 에지(93)에 잘려들어가는 부분이 옮겨감과 아울러, 에지(93) 중 제1 날부(21)가 잘려들어가는 부분도 옮겨간다. 또 이 때 모따기 툴(10)은 제1 중심축(J1)의 축방향으로 이동하면서 제1 중심축(J1) 방향으로 회전도 하므로, 이것에 의해서도 에지(93) 중 제1 날부(21)가 잘려들어간 부분이 옮겨간다.

그리고 도 5(A)~도 5(E)에 나타내는 바와 같이, 모따기 대상 구멍(91)의 전체 둘레에 걸쳐 에지(93)가 모따기되어, 최종적으로 단차돌부(20)의 측면(20S)이 모따기 대상 구멍(91)의 내측면에 접촉한 상태가 된다. 도 6에는 도 5(A)~도 5(E)가 겹쳐져서 표시되어 있다. 또한 도 5 및 도 6은 모따기 툴(10)의 움직임을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 도 1에 표시되는 제1 중심축(J1)과 제2 중심축(J2)의 거리를 크게 하고 있다.

이어서 모따기 툴(10)이 전진하여 도 7에 나타내는 바와 같이 단차돌부(20)가 모따기 대상 구멍(91)을 통과하고나서 후퇴하고, 제2 날부(21)의 날 줄기(21S)가 모따기 대상 구멍(91)의 타단측의 에지(93)에 맞닿는다. 그리고 일단측의 에지(93)를 제1 날부(21)가 모따기하는 경우와 마찬가지로 하여, 타단측의 에지(93)가 제2 날부(21)에 의해 모따기되고나서, 모따기 툴(10)이 모따기 대상 구멍(91)으로부터 이탈한다.

이와 같이 하여 본 실시형태의 모따기 툴(10), 툴 지지 세트(30S) 및 모따기 시스템(41)에 의하면, 모따기 툴(10)을 고속 회전시키는 구동원을 사용하지 않고, 모따기 대상 구멍(91)의 개구 가장자리(92)의 에지(93)를 모따기할 수 있다. 즉 모따기 툴(10)을 용이하게 잡고 돌릴 수 있어, 종래보다 적은 에너지로 모따기 대상 구멍(91)의 에지(93)의 모따기 가공을 행할 수 있다. 또 날 줄기(21S)의 형상의 대부분이 베르누이 나선으로 되어 있으므로, 그 베르누이 나선의 범위에서는 날 줄기(21S)의 어느 위치가 모따기 대상 구멍(91)의 에지(93)에 맞닿아도, 모따기 대상 구멍(91)의 에지(93)에 대한 날 줄기(21S)의 각도가 일정하게 된다. 이것에 의해, 모따기 대상 구멍(91)의 둘레 방향에 있어서의 모따기 형상의 균일화가 도모된다.

또한 모따기 툴(10)은 날부(21)를 단차돌부(20)에 있어서의 제1 중심축(J1)의 축방향의 양측에 구비하고 있으므로, 상기 서술한 바와 같이 모따기 대상 구멍(91)의 외부로부터 지지 샤프트(13)를 모따기 대상 구멍(91)에 접근시켜 그 개구 가장자리(92)의 에지(93)를 모따기할 수도 있고, 모따기 대상 구멍(91)의 내부에 지지 샤프트(13)를 통과시켜 모따기 대상 구멍(91)의 개구 가장자리(92)의 에지(93)를 모따기할 수도 있다. 또 릴리프면(24)을 경사면으로 했으므로, 가공 후의 에지(93)에 릴리프면(24)이 올라타기 쉽게 할 수 있다.

본 실시형태의 모따기 툴(10)은 지지 샤프트(13)의 테이퍼부(13T)의 안내에 따라, 지지 샤프트(13)의 선단부를 모따기 대상 구멍(91)에 용이하게 삽입할 수 있다. 또 퍼올림면(23)과 릴리프면(24)의 교차각을 둔각으로 했으므로, 날부(21)의 강도를 확보할 수 있다. 또한 퍼올림면(23)을 오목 형상으로 경사시켰으므로, 퍼올림각의 확보가 용이하게 된다.

또한 모따기 대상 구멍(91)의 중심축에 모따기 툴(10)에 있어서의 제1 중심축(J1)을 겹친 상태로, 모따기 툴(10)을 제1 중심축(J1)의 축방향으로 직진시켰을 때에, 제1 날부(21)와 모따기 대상 구멍(91)의 에지(93)가 맞닿지 않는 경우에는, 이하와 같이 티칭하면 된다. 즉 지지 샤프트(13)의 선단부를 모따기 대상 구멍(91)에 돌입시키고나서, 모따기 툴(10)을 제1 기준선(L1)의 방향으로 이동시켜 도 5의 우상측에 나타내는 바와 같이 지지 샤프트(13)의 측면을 모따기 대상 구멍(91)의 내주면에 맞닿게 한다. 그리고 제1 중심축(J1)의 축방향으로 이동하여 제1 날부(21)를 모따기 대상 구멍(91)의 일단측의 에지(93)에 맞닿게 한다. 이 상태로 모따기 대상 구멍(91)의 중심축을 회전 중심축으로 하여 모따기 툴(10)을 회전시키면서 직진시키면 된다. 이것에 의해, 상기 서술한 경우와 마찬가지로, 모따기 대상 구멍(91)의 개구 가장자리(92)의 에지(93)를 모따기할 수 있다. 또 이와 같은 경우, 지지 샤프트(13)로부터 측방으로 돌출하는 단차돌부(20)에 날부(21)를 구비한 구조로 되어 있으므로, 지지 샤프트(13)의 측면(13M)을 모따기 대상 구멍(91)의 내측면에 맞닿게 하여, 날 줄기(21S)와 모따기 대상 구멍(91)의 에지(93)가 맞닿는 위치로 용이하게 정할 수 있다.

[제2 실시형태]

본 실시형태의 모따기 툴(10V)은 도 8에 표시되어 있고, 상기 제1 실시형태의 모따기 툴(10)에 비해 지지 샤프트(13)가 길게 되어 있어, 그 지지 샤프트(13)의 기단 위치와 선단 가까운 위치의 2개소에 단차돌부(50, 51)를 구비하고 있다. 그리고 그들 단차돌부(50, 51)의 서로의 대향 위치에 날부(21, 21)를 구비하고 있다. 본 실시형태의 모따기 툴(10V)의 구성에 의해서도 워크(90)를 관통하는 모따기 대상 구멍(91)의 양단부의 개구 가장자리(92)의 에지를 효율적으로 모따기할 수 있다.

[제3 실시형태]

본 실시형태의 모따기 툴(10W)은 도 9~도 13에 표시되어 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 모따기 툴(10W)은 베이스 축부(11)의 선단에 지지 샤프트(59)를 구비하고, 그 지지 샤프트(59)의 선단 가까운 위치로부터 단차돌부(60)가 돌출된 구조를 이루고 있다. 지지 샤프트(59)의 중심축인 제1 중심축(J3)의 축방향에서 보면, 도 10에 나타내는 바와 같이 단차돌부(60)는 제1 중심축(J3)에 대하여 오프셋한 제2 중심축(J4)을 중심으로 하는 원형 형상을 이루고 있다. 그리고 단차돌부(60)의 측면(60S)인 원에 대하여 지지 샤프트(59)의 측면(59S)인 원이 내접하고 있다.

여기서 지지 샤프트(59)의 측면(59S) 중 상기 내접 위치로부터 180도 떨어진 위치를 제1 기준 위치(P8)로 하면, 도 11에 나타내는 바와 같이 단차돌부(60)의 양 능선(60R, 60R)은 제1 기준 위치(P8)로부터 떨어짐에 따라 서로 떨어지고, 제1 기준 위치(P8)로부터 좌우로 각각 90도 떨어진 위치로부터는 도 12에 나타내는 바와 같이 서로 평행하게 되어 있다. 또 단차돌부(60)는 도 10에 나타내는 바와 같이 상기 내접 위치와 제1 기준 위치(P8)를 연락하는 제3 기준선(L3)에 대하여 대칭임과 아울러, 도 11에 나타내는 바와 같이 축방향에 있어서도 대칭인 형상으로 되어 있다. 그리고 능선(60R) 중 단차돌부(60)의 둘레 방향과 축방향의 양방향에서 대칭 배치된 4개의 나선 곡선 부분을 날 줄기(61S)로 하는 4개의 날부(61)가 단차돌부(60)에 구비되어 있다.

본 실시형태의 모따기 툴(10W)에 의하면, 모따기 툴(10W)을 시계 방향으로 회전시키면서 전진 또는 후퇴시키는 동작과, 모따기 툴(10W)을 반시계 방향으로 회전시키면서 전진 및 후퇴시키는 동작의 어느 하나에 의해서도 모따기를 행할 수 있다. 이것에 의해, 예를 들면 모따기 대상 구멍(91)의 축방향에 대하여 워크(90)의 외면이 경사져 있는 것 같은 경우나, 도 13에 나타내는 바와 같이 워크(90)의 각부에 걸쳐 모따기 대상 구멍(91)의 개구가 형성되어 있는 경우에도, 그들 모따기 대상 구멍(91)의 에지(93)를 용이하게 모따기할 수 있다. 그 경우, 모따기 툴(10W)을 회전 중심축 방향에서 모따기 대상 구멍(91)의 개구 가장자리(92)에 접근 및 이간시키는 동작을 반복하고 또한 이간하고 있는 사이에 모따기 툴(10W)을 회전 중심축 둘레에 회전시키는 동작을 행하여, 모따기 대상 구멍(91)의 전체 둘레의 에지(93)를 모따기하면 된다.

[다른 실시형태]

본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 이하에 설명하는 바와 같은 실시형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함되고, 또한 하기 이외에도 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

(1) 상기 실시형태의 모따기 툴(10, 10V, 10W)은 베이스 축부(11)의 제1 중심축(J1)과, 지지 샤프트(13)의 제2 중심축(J2)이 어긋나게 배치되어 있었지만, 제1 중심축(J1)과 제2 중심축(J2)이 동축상에 있어도 된다. 이 경우, 제2 중심축(J2)이 홀더 지지부(33)의 회전 중심축(J0)에 대하여 편심하도록 배치되어 있으면 되고, 예를 들면 부착 플랜지(33F)의 중심축에 대하여 툴 끼워맞춤 구멍(31A)의 중심축이 편심한 위치에 배치해도 된다.

(2) 모따기 툴(10, 10V, 10W)을 제1 중심축(J1)측을 향하여 경사 가능한 구성이면 상기 실시형태에 한정되지 않고, 다른 구성이어도 된다. 예를 들면, 일본 특허 5550187호 공보에 개시되어 있는 툴 홀더를 사용해도 된다.

(3) 상기 실시형태에서는 지지 샤프트(13)의 선단(테이퍼부(13T))의 형상은 선단측을 향함에 따라 오므라드는 테이퍼 형상으로 형성되어 있었지만, 선단의 형상이 반구 형상으로 형성되어도 되고, 지지 샤프트(13)와 동일 직경의 원기둥 형상으로 형성되어도 된다.

(4) 도 14(A)에 나타내는 바와 같이, 지지 샤프트(13X)의 선단에 테이퍼부(13T)를 설치하지 않는 구성으로 해도 된다. 또 도 14(B)에 나타내는 바와 같이, 지지 샤프트(13S)에 단차돌부(20)를 설치하지 않는 구성으로 하고, 지지 샤프트(13S)의 선단에 날 줄기(21S)가 형성되어도 된다.

(5) 상기 실시형태에서는 테이퍼부(13T)가 지지 샤프트(13)의 중심을 선단으로 하는 원추 형상으로 되어 있었지만, 도 15에 나타내는 바와 같이, 테이퍼부(13T)의 선단이 베이스 축부(11)의 중심을 선단으로 하는 편심원추 형상이어도 된다.

(6) 상기 실시형태에서는 단차돌부(20)의 제2 측면(20B)과 단차돌부(20)의 단차면(20D, 20D)의 교차각이 둔각으로 되어 있었지만, 예각이어도 된다.

(7) 상기 실시형태에서는 단차돌부(20)의 측면(20S)이 제1 측면(20A)과 제2 측면(20B, 20B)으로 구성되어 있었지만, 측면(20S)이 제2 측면(20B, 20B)을 가지지 않는 구성이어도 된다. 이 때, 제1 측면(20A)과 단차면(20D)이 교차하는 능선이 날 줄기가 된다. 또 그 때 단차돌부(20)의 제1 측면(20A)과 단차면(20D)의 교차각은 둔각이어도 되고 예각이어도 된다.

(8) 상기 실시형태에서는 도 1B에 나타내는 바와 같이 단차돌부(20)의 제1 측면(20A)은 지지 샤프트(13)의 제2 중심축과 평행하게 뻗어 있었지만, 단차돌부(20)의 제1 측면(20A)이 제2 중심축(J2)에 대하여 경사 또는 만곡하도록 뻗어 있어도 된다. 또한 제1 측면(20A)이 경사 또는 만곡하여 뻗는 경우에는, 제1 측면(20A)이 제2 중심축(J2)의 축방향에 있어서 단차돌부(20)의 단부에 근접할수록 지지 샤프트(13)에 근접하는 구성인 것이 바람직하다.

(9) 상기 실시형태에서는 날 줄기(21S)의 형상으로서 베르누이 나선을 예시했지만, 예를 들면 원호 나선, 아르키메데스 나선, 인볼류트 나선이어도 된다.

10, 10V, 10W…모따기 툴
13, 59…지지 샤프트
13T…테이퍼부
20, 50, 51, 60…단차돌부
20R, 60R…능선
21, 61…날부
21S, 61S…날 줄기
23…퍼올림면
24…릴리프면
30…툴 홀더
33…홀더 지지부
34…스토퍼 돌부(위치 결정부)
37…압축 코일 스프링(부세 수단)
40…로봇(툴 구동 기구)
41…모따기 시스템
90…워크
91…모따기 대상 구멍
92…개구 가장자리
93…에지

Claims

워크에 형성된 모따기 대상 구멍의 개구 가장자리를 모따기하는 모따기 툴로서,
지지 샤프트와,
선단측에 상기 지지 샤프트를 가지고, 상기 지지 샤프트에 대하여 편심한 베이스 샤프트와,
상기 지지 샤프트의 단면 또는 상기 지지 샤프트로부터 측방으로 돌출하는 단차돌부의 단차면을 퍼올림면으로 하는 날부를 가지고,
상기 날부는 상기 지지 샤프트의 중심축으로부터 떨어지는 측으로 부풀어오른 만곡 형상의 날 줄기를 가지고,
상기 날 줄기는 상기 지지 샤프트의 축방향에 대하여 경사진 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 날 줄기는 베르누이 나선인 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 날 줄기는 균일 반경의 원호 나선인 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 날 줄기는 아르키메데스 나선인 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 날부는 상기 단차돌부에 있어서의 상기 지지 샤프트의 축방향의 양측에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 단차돌부는 상기 지지 샤프트의 축방향으로 떨어진 2개소에 배치되고, 상기 날부는 1쌍의 상기 단차돌부의 서로의 대향 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 날부는 상기 단차돌부에 있어서의 상기 지지 샤프트의 둘레 방향의 2개소에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 단차돌부는 상기 지지 샤프트의 축방향의 도중 위치에 배치되고,
상기 지지 샤프트의 선단에는 테이퍼부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 샤프트의 측면 또는 상기 단차돌부의 측면과, 상기 퍼올림면을 연락하는 경사면을 가지고, 상기 경사면을 상기 날부의 릴리프면으로 하는 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 날부는 상기 퍼올림면과의 교차각이 둔각으로 되는 릴리프면을 가지는 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
제 1 항에 있어서,
상기 퍼올림면은 오목 형상으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 모따기 툴.
회전 가능하게 지지되는 홀더 지지부와,
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 모따기 툴을 유지하고 또한 상기 홀더 지지부의 회전 중심축에 대하여 상기 지지 샤프트의 상기 중심축이 오프셋한 배치가 되도록 상기 홀더 지지부에 지지되는 툴 홀더와,
상기 홀더 지지부에 대하여 상기 툴 홀더를 경동 가능 또는 이동 가능하게 지지하는 홀더 지지 기구와,
상기 지지 샤프트의 상기 중심축이 상기 홀더 지지부의 상기 회전 중심축으로부터 멀어지는 측으로 상기 툴 홀더를 부세하는 부세 수단과,
상기 홀더 지지부에 설치되고, 상기 부세 수단의 부세에 의해 상기 툴 홀더와 맞닿고, 상기 홀더 지지부의 상기 회전 중심축과 상기 지지 샤프트의 상기 중심축이 평행하게 되는 원점 위치에 상기 툴 홀더를 위치 결정하는 위치 결정부를 구비하는 툴 지지 세트.
제 12 항에 기재된 툴 지지 세트의 상기 홀더 지지부를 회전 가능하게 지지하고, 그 회전 중심축을 상기 모따기 대상 구멍의 중심축에 일치시켜, 그 회전 중심축 방향으로 모따기 툴을 직동시키는 툴 구동 기구를 구비하는 모따기 시스템.