KR20140148442A

KR20140148442A - 태핑 디바이스 및 사용 방법

Info

Publication number: KR20140148442A
Application number: KR1020147029922A
Authority: KR
Inventors: 조슈아 휘틀리
Original assignee: 스피드탭 인더스트리즈 아이엔씨.
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2013-03-01
Publication date: 2014-12-31
Also published as: CA2866393A1; CN104271298A; AU2013239276A1; WO2013142985A1; JP2015521112A; EP2830801A1; US20150023749A1; HK1205978A1; EP2830801A4; IN2014DN08881A

Abstract

본 발명은 다양한 표준 드라이버들과 함께 사용하기 위한 태핑 디바이스에 관한 것이다. 태핑 디바이스는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는 연장된 바디를 갖는다. 나사선 절단 부분은 제1 단부쪽으로 제공되고, 구동 툴에 설치하기 위한 단부 섹션은 제2 단부에 제공되고, 생크(shank) 부분은 절단 부분과 단부 섹션 사이에 배치된다. 플레어형 멈춤부(flared stop)는 단부 섹션에 인접한 생크 상에 제공된다. 단부 섹션은 충격 렌치들 또는 전형적인 소켓들 및 렌치들과 같은 표준 구동 툴을 통해 동작되는 육각형 헤드이다.

Description

태핑 디바이스 및 사용 방법{A TAPPING DEVICE AND METHOD OF USE}

본 발명은 나사산 태핑 디바이스들, 및 나사산 태핑 디바이스의 이용 방법에 관한 것이다.

탭(tap)은 구멍의 내부 표면 상의 나사산을 절단하는데 사용된다. 탭을 이용한 나사산들의 절단 프로세스는 태핑이라 불린다. 일반적으로, 수동 동작 핸드 탭들은 생성된 나사산 형성된(threaded) 보어들(bores)에 사용되었다.

탭을 이용하기 위해, 탭은 사전 드릴링된(predrilled) 구멍에 위치되고, 회전된다. 탭이 회전할 때, 탭은 구멍의 내부에 나사산들을 절단한다. 탭이 회전할 때, 칩들(chips)로 불리는 금속의 작은 입자들을 절단한다. 탭은 여러 개의 플루트들(flutes)을 구비하고, 이들 플루트들은 절단된 칩들이 구멍으로부터 빠져나가도록 한다. 플루트들이 칩들로 막히게 되면, 탭은 뭉쳐지게 될 것이고, 파손될 수 있다. 파손을 야기할 수 있는 막힘(clogging) 또는 "크라우딩(crowding)"을 방지하기 위해 절단 프로세스 동안 형성된 칩을 부수기 위해 주기적으로 역회전할 필요가 있다.

그 결과, 핸드 탭들을 사용할 때 핸드 탭들의 파손을 피하기 위해 상당한 기술이 필요하다. 이것은 특히 더 작은 크기들의 경우에 그러하다. 탭이 구멍에서 파손되면, 파손된 부품을 제거하는 것은 매우 어렵거나 심지어 불가능할 수 있다.

더욱이, 종래의 핸드 구동 탭들은 탭이 파손되도록 할 수 있는 불규칙한 속도들로 구멍 주위에서 회전된다.

그 결과, 종래의 핸드 탭들의 이용은 시간이 소비되고, 숙련된 기술을 요구한다.

미국 특허 번호 7,565,935에 의해 지시된 것과 같은 동력형 탭 디바이스들이 알려져 있지만, 이들 동력형 탭 디바이스들은 특수하고 고가이다. 또한 드릴 프레스 또는 수직 밀(mill)을 이용하는 것이 알려져 있지만, 이들 방법들도 또한 비용이 많이 들고, 쉽게 운송가능하지 않고, 특정한 프로젝트들에 사용하기에 성가실 수 있다.

태핑 프로세스의 속도를 크게 증가시키기 위해 렌치들, 래칫 소켓들 및 충격 드라이버들과 같은 임의의 다양한 구동 툴들로 작용하는 태핑 디바이스 및 방법이 필요하다.

제1 단부 및 제2 단부를 갖는 연장된 바디를 갖는 태핑 디바이스가 제공된다. 나사산 절단 부분은 제1 단부쪽으로 제공되고, 구동 툴에 설치하기 위한 단부 섹션은 제2 단부에 제공된다. 생크(shank) 부분은 절단 부분과 단부 섹션 사이에 배치된다. 나사산 절단 부분은 나선형 나사산 절단 에지들을 포함한다. 양각 플루트들(relief flutes)은 나사산 절단 부분을 따라 제공된다. 단부 섹션은 구동 툴을 수용하도록 적응된 육각형 헤드이다.

멈춤부(stop)는 단부 섹션쪽으로 생크 상에 제공된다. 플레어형(flared) 멈춤부는 단부 섹션의 직경을 지나 방사상으로 연장한다.

본 발명의 다른 양상은 태핑 디바이스를 이용하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 전술한 태핑 디바이스를 제공하는 단계와, 태핑 디바이스의 육각형 헤드에 걸쳐 설치하도록 하는 크기를 갖는(dimensioned) 소켓을 갖는 구동 툴을 제공하는 단계를 포함한다. 추가 단계는, 구동 툴의 작동시, 소켓이 태핑 디바이스 상에 비틀림 힘(torsional force)을 가하도록 구동 툴의 소켓 내에 육각형 헤드를 위치시키는 단계를 포함한다. 다른 단계는 태핑 디바이스의 제1 단부를 보어 구멍에 위치시키는 단계와, 절단 부분이 보어 구멍의 내부 표면 상의 나사산들을 절단하도록 소켓이 태핑 디바이스 상에 비틀림 힘을 가하기 위해 구동 툴을 작동하는 단계를 포함한다.

본 발명의 추가 양상은 태핑 디바이스 상에 비틀림 힘을 가하도록 태핑 디바이스의 육각형 헤드에 걸쳐 설치하도록 하는 크기를 갖는 소켓을 갖는 구동 툴과 전술한 태핑 디바이스의 조합을 수반한다.

이들 및 다른 특징들은 첨부된 도면들을 참조하는 다음의 설명으로부터 더 명백해질 것이고, 도면들은 단지 예시에 불과하고, 임의의 방식으로 한정되도록 의도되지 않는다.

도 1은 종래 기술이라 기재된 도면으로서, 종래 기술의 핸드 탭 및 탭 렌치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 태핑 디바이스의 측면도.
도 3은 도 4에 도시된 태핑 디바이스의 단부를 도시한 정면도.
도 4는 구동 툴을 갖는 태핑 디바이스의 측면도.
도 5는 사용시 태핑 디바이스를 도시한 횡단면도.
도 6은 태핑 디바이스의 변경의 측부를 도시한 정면도.

일반적으로 도면 부호(10)로 식별된 나사산 태핑 디바이스는 이제 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명될 것이다.

종래 기술

"종래 기술"이라 기재된 도 1을 참조하면, 일반적으로 도면 부호(100)로 기재된 종래의 핸드 탭이 도시된다. 종래의 핸드 탭(100)은 수동 동작되는 "t" 스타일의 탭 렌치(110)를 갖는다.

부분들의 구조 및 관련:

도 2를 참조하면, 일반적으로 도면 부호(10)로 기재된 본 발명의 태핑 디바이스가 도시된다. 태핑 디바이스(10)는 제1 단부(14) 및 제2 단부(16)를 갖는 연장된 바디(12)를 갖는다. 나사산 절단 부분(18)은 제1 단부(14)쪽으로 제공된다. 도 6 에 도시된 바와 같이 구동 툴(22)에 설치하기 위한 단부 섹션(20)은 제2 단부(16)에 제공된다. 생크 부분(24, shank porion)은 절단 부분(18)과 단부 섹션(20) 사이에 배치된다.

다시 도 2를 참조하면, 나사산 절단 부분(18)은 나선형 나사산 절단 에지들(26)을 포함한다. 양각 플루트들(28)은 나사산 절단 에지들(26)과 교차하는 절단 부분(18)을 따라 제공된다. 도시된 실시예에서, 양각 플루트들(28)은 나사산 절단 에지들(26)의 방향에 수직으로 이어지지만, 양각 플루트들(28)의 경로가 또한 오프셋되거나(offset) 굴곡질 수 있다는 것이 인식될 것이다.

도 3을 참조하면, 단부 섹션(20)은 도 4에 도시된 충격 드라이버(22) 상에 운반되는 소켓(32)에 설치하도록 하는 크기를 갖는 육각형 헤드(30)이다. 다시 도 4를 참조하면, 충격 드라이버들(22)이 또한 충격 렌치, 에어 렌치, 에어 건, 래틀 건(rattle gun), 또는 토크 건(torque gun) 중 하나일 수 있다는 것이 인식될 것이다. 또한 태핑 디바이스가 태핑 디바이스(10)의 육각형 헤드(30)를 수용하도록 적응되는 임의의 표준 렌치들, 래칫 소켓들 또는 다른 툴들과 함께 작용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 또한 소켓들(32)이 다양한 크기들로 될 때, 단부 섹션(20)이 또한 본 명세서에 설명된 다양한 크기들에서 이용가능하다는 것이 인식될 것이다.

도 2를 참조하면, 플레어형 멈춤부(34)는, 절단 부분(18)이 보어 구멍(40)의 내부 표면(44) 상의 나사산들(42)을 절단하는 동안 접선력을 한정하기 위해 단부 섹션(20)에 인접한 생크 부분(24) 상에 제공된다. 플레어형 멈춤부(34)는 고리형이고, 접선력을 감소시키고 드라이버(22)로부터 태핑 디바이스(10)로의 토크 전달을 최대화하도록 적응된다. 플레어형 멈춤부(34)는 육각형 헤드(30)의 직경을 지나 방사상 바깥쪽으로 연장하고, 드라이버(22)에 의해 운반된 소켓(32) 내에 수용되고, 플레어형 멈춤부(34)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 소켓(32)에 대해 인접한다. 플레어형 멈춤부(34)는 단부 섹션(20)에 인접할 수 있거나, 단부 섹션(20)으로부터 이격되지만(spaced), 드라이버 툴(22)로부터 힘을 흡수하기 위해 소켓(32)의 단부(31)에 대해 인접하도록 위치되어야 한다. 플레어형 멈춤부(34)는 도 5에 도시된 육각형 헤드(30)의 직경을 지나 바깥쪽으로 연속적으로 그리고 원주 방향으로 연장할 수 있거나, 상이한 구성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 플레어형 멈춤부(34)는 육각형 헤드(30)의 직경을 지나 연장하는 유일한 부분들로 중단될 수 있다. 이것은 평평할 수 있거나, 소켓(32)의 단부(31)를 수용하기 위한 그루브(groove)를 가질 수 있다.

동작:

태핑 디바이스(10)의 이용 및 동작은 이제 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명될 것이다. 전술한 태핑 디바이스(10)를 이용하기 위해, 도 2 및 도 3에 도시된 단부 섹션(20)은 도 4에 도시된 구동 툴(22)의 소켓(32)에 의해 설치되고 수용된다. 태핑 디바이스(10)의 바디(12)의 제1 단부(14)는 선택된 응용에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 테이퍼링(tapered)될 수 있거나, 도 6에 도시된 바와 같이 잘려질 수 있다. 도 6에 도시된 실시예에서, 제1 단부(14)는 잘려지거나 평평해져서, 태핑 디바이스(10)가 나사산들을 블라인드 구멍(40)의 하부에 절단하도록 한다. 도 2에 도시된 실시예에서, 단부(14)는 태핑 디바이스(10)를 태핑되지 않은 보어 구멍(40)에 정렬하고 시작하는데 도움을 주기 위해 테이퍼링된다.

도 5를 참조하면, 구동 툴(22)은 이후 작동되고, 태핑 디바이스(10)의 제1 단부(14)는 절단 부분(18)보다 직경이 더 작은 보어 구멍(40)에 삽입된다. 도 5를 참조하면, 사용시, 구동 툴(22)은 태핑 디바이스(10) 상에 비틀림 힘을 가하여, 절단 부분(18)은 보어 구멍(40)에 박혀, 보어 구멍(40)의 내부 표면(44) 상에 나사산들(42)을 절단한다. 단부 섹션(20)에 인접한 생크 부분(24) 상에 제공된 플레어형 멈춤부(34)는 토크(torque)를 태핑 디바이스(10)에 직접 분배하여, 보어 구멍(40)의 내부 표면(44) 상에 나사산들(42)을 절단할 때 태핑 디바이스(10)의 유효성을 증가시킨다. 절단 부분(18)이 보어 구멍(40)에 박힐 때, 절단 부분(18)을 따라 제공되는 양각 플루트들(28)은 과도하게 절단된 물질 또는 칩들이 사용할 동안 태핑 디바이스(10)로부터 제거되도록 한다.

도 5를 참조하면, 태핑 디바이스(10)가 구동 툴(22)에 의해 일정한 속도로 구멍을 통해 박힐 때, 파손은 감소되고, 태핑 속도는 극적으로 증가된다. 비교시, 도 1에 도시된 것과 같은 종래의 핸드 구동 탭(100)은 불규칙한 속도들로 보어 구멍(40) 주위에 회전되어, 탭(100) 상에 토크 요구들을 증가시키고, 파손에 기여한다.

태핑 디바이스(10)는, 육각형 헤드(30)가 표준 크기의 볼트들의 육각형 헤드들에 대한 크기 및 치수에 있어서 대응하도록 다수의 크기들로 제조될 수 있다. 표준 크기들의 예들은 1/4", 5/16", 3/8" 및 1/2" 크기들을 포함할 수 있다. 그 결과, 사용자들은 순차적으로 보어 구멍(40)에 나사산 연결될 볼트(미도시)의 육각형 헤드의 크기 및 치수에 매칭하는 육각형 헤드(30)를 갖는 태핑 디바이스(10)를 선택할 수 있다. 그 결과, 동일한 드라이버(22)가 태핑 디바이스(10) 및 볼트 모두에 사용될 수 있어서, 사용자 운영자는 자신들의 손에 드라이버(22)를 쥘 수 있고, 볼트를 위한 태핑 디바이스(10)를 간단히 교체할 수 있으며, 보어 구멍(40)에 볼트의 설치를 계속할 수 있다. 이것은 툴들을 교체하는 단계의 불편함을 제거하고, 효율을 증가시킨다.

도 2에 도시된 태핑 디바이스(10)는 태핑 작업 흐름을 극적으로 상승시키도록 설계된다. 사용자의 기술 및 태핑되는 물질의 유형에 따라, 대략 70 내지 100개의 구멍들은 충격 드라이버와 같은 동력형 구동 툴(22)을 이용하여 15분 내에 나사산 형성될 수 있다. 이것은 하나의 탭 디바이스(10)의 수명에 비해 대략 추정된 100분의 노동이 절감된다는 것을 나타낸다. 이와 대조적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 "t" 스타일의 탭 렌치(110)를 갖는 종래의 핸드 탭(100)을 이용하는 것은 구멍을 나사산 형성하기 위해 5 내지 7분이 걸릴 수 있다.

태핑 디바이스(10)는 또한 태핑 디바이스(10)의 육각형 헤드(30)를 수용하도록 적응되는 표준 렌치들, 래칫 소켓들 또는 다른 툴들과 같은 수동 동작되는 구동 툴들(22)과 함께 사용될 수 있다. 이것은, 태핑 디바이스(10)가, 동력형 구동 툴이 사용될 수 없거나 바람직하지 않은 상황들에 사용되도록 한다. 예를 들어, 더 작거나 불편한 공간들에서, 수동 툴을 이용하는 것이 바람직할 수 있다. 다시, 동일한 드라이버(22)가 태핑 디바이스(10) 및 볼트 모두에 사용될 수 있어서, 사용자 조작자가 자신들의 손에 드라이버(22)를 쥘 수 있고, 볼트를 위한 태핑 디바이스(10)를 간단히 교체할 수 있으며, 보어 구멍(40)에 볼트의 설치를 계속할 수 있다는 점에서 시간이 절감될 수 있다. 이것은 특히 작거나 불편한 공간들에서 툴들을 교체하는 단계의 불편함을 제거한다.

태핑 디바이스(10)가 HSS, 스틸(steel), 코발트 및 다른 경화된 금속들을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는 다수의 물질들로 만들어질 수 있다는 것이 인식될 것이다. 또한, 연장된 바디(12) 및 생크 부분(24)의 직경 및 길이가 원하는 대로 변할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 전체 크기의 생크 부분(24)은 소재(work piece)로부터 탭 디바이스(10)의 역전의 용이함 뿐 아니라 세기를 최대화한다.

또한, 태핑 디바이스(10)가 동력 툴(22)과 함께 사용되는 것으로 도시되지만, 또한 태핑 디바이스(10)의 육각형 헤드(30)를 수용하도록 적응되는 임의의 표준 렌치들, 래칫 소켓들 또는 다른 툴들의 이용과 함께 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다.

변경들:

도 2에 도시된 태핑 디바이스(10)의 절단 부분(18)의 나사산 절단 에지들(26)은 태핑 디바이스(10)의 수명을 연장시키기 위해 질산염 코팅을 특징으로 할 수 있다.

도 2를 참조하면, 태핑 디바이스(10)의 바디(12)의 제1 단부(14)는 더 빠른 시작들을 위해 초기의 6개의 나사산 테이퍼 장치(arrangement)(48)를 특징으로 할 수 있어서, 태핑 속도를 더 향상시킨다.

도 6에 도시된 바와 같이 구동 툴(22)에 설치하기 위한 단부 섹션(20)은 소켓들의 임의의 크기 또는 형태로 설치하도록 하는 크기를 가질 수 있다. 전형적으로, 표준 렌치들, 래칫 소켓들 또는 충격 드라이버들은 6개의 꼭짓점(육각형)의 형태를 갖는 소켓들을 이용하지만, 4개의 꼭짓점(정사각형), 12-꼭짓점(이중-육각형) 구성들, 8-꼭짓점(이중-정사각형), 및 심지어 8-꼭짓점(8각 소켓들)에 설치하도록 하는 형태 및 치수를 이용하는 것이 가능하다.

이러한 본 특허 문헌에서, "포함하는(comprising)"이라는 단어는, 단어에 후속하는 항목들이 포함되지만, 특별히 언급되지 않은 항목들이 배제되지 않는다는 것을 의미하도록 비-제한적인 관점에서 사용된다. 단수 요소의 인용은, 정황이 명백히 하나 및 요소들 중 하나만이 있는 것을 요구하지 않으면 하나 이상의 요소가 존재할 가능성을 배제하지 않는다.

다음 청구항들은 특별히 도시되고, 전술된 것, 개념적으로 동등한 것, 명백히 대체될 수 있는 것을 포함하도록 이해될 것이다. 당업자는, 설명된 실시예들의 다양한 적응들 및 변형들이 청구항들의 범위에서 벗어나지 않고도 구성될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예시된 실시예들은 단지 예들로서 설명되었고, 본 발명을 한정하는 것으로 취해져서는 안된다. 다음의 청구항들의 범주 내에서, 본 발명이 특별히 예시되고 설명된 것 이외에 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

Claims

태핑 디바이스로서,
제1 단부 및 제2 단부를 갖는 연장된 바디와;
상기 제1 단부쪽으로 제공된 나사산 절단 부분과;
상기 제2 단부에 제공된, 구동 툴에 설치하기 위한 단부 섹션과;
상기 절단 부분과 상기 단부 섹션 사이에 배치된 생크 부분을 포함하는, 태핑 디바이스.
청구항 1에 있어서, 상기 나사산 절단 부분은 나사산 절단 에지들을 포함하는, 태핑 디바이스.
청구항 1에 있어서, 상기 나사산 절단 부분은 양각 플루트들(relief flutes)을 포함하는, 태핑 디바이스.
청구항 2에 있어서, 상기 나사산 절단 에지들은 나선형인, 태핑 디바이스.
청구항 1에 있어서, 구동 툴에 설치하기 위한 상기 단부 섹션은 육각형 헤드인, 태핑 디바이스.
청구항 1에 있어서, 적어도 하나의 멈춤부(stop)는 상기 단부 섹션쪽으로 상기 생크 상에 제공되는, 태핑 디바이스.
청구항 6에 있어서, 상기 멈춤부는 상기 단부 섹션의 직경을 지나 방사상으로 연장하는, 태핑 디바이스.
태핑 디바이스를 이용하는 방법으로서,
제1 단부 및 제2 단부를 갖는 연장된 바디를 갖는 태핑 디바이스를 제공하는 단계로서, 나사산 절단 부분은 상기 제1 단부쪽으로 제공되고, 툴에 설치하기 위한 육각형 헤드는 상기 제2 단부에 제공되고, 생크 부분은 상기 절단 부분과 상기 육각형 헤드 사이에 배치되고, 상기 나사산 절단 부분은 나사산 절단 에지들 및 양각 플루트들(relief flutes)을 포함하는, 태핑 디바이스를 제공하는 단계와;
상기 태핑 디바이스의 상기 육각형 헤드를 수용하도록 하는 크기를 갖는 소켓을 갖는 구동 툴을 제공하는 단계와;
상기 구동 툴의 작동시, 상기 소켓이 상기 태핑 디바이스 상에 비틀림 힘을 가하도록 상기 육각형 헤드를 상기 구동 툴의 상기 소켓 내에 위치시키는 단계를 포함하는, 태핑 디바이스를 이용하는 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 태핑 디바이스의 상기 제1 단부를 구멍에 위치시키는 단계와, 상기 소켓이 상기 태핑 디바이스 상에 비틀림 힘을 가하여, 상기 절단 부분이 상기 구멍의 상기 내부 표면 상의 나사산들을 절단하도록 상기 구동 툴을 작동시키는 단계를 더 포함하는, 태핑 디바이스를 이용하는 방법.
청구항 8에 있어서, 상기 구동 툴은 렌치, 소켓 렌치 또는 충격 드라이버 중 하나인, 태핑 디바이스를 이용하는 방법.
청구항 8에 있어서, 적어도 하나의 멈춤부(stop)는, 상기 절단 부분이 나사산들을 절단하는 동안 토크 전달력을 최대화하기 위해 상기 단부 섹션에 인접한 상기 생크(shank) 상에 제공되는, 태핑 디바이스를 이용하는 방법.
조합 장치로서,
제1 단부 및 제2 단부를 갖는 연장된 바디를 갖는 태핑 디바이스로서, 나사산 절단 부분은 상기 제1 단부쪽으로 제공되고, 툴에 설치하기 위한 육각형 헤드는 상기 제2 단부에 제공되고, 생크(shank) 부분은 상기 절단 부분과 상기 육각형 헤드 사이에 배치되고, 상기 나사산 절단 부분은 나사산 절단 에지들 및 양각 플루트들(relief flutes)을 포함하는, 태핑 디바이스와;
상기 구동 툴의 작동시 상기 태핑 디바이스 상에 비틀림 힘을 가하도록 상기 태핑 디바이스의 상기 육각형 헤드를 수용하도록 하는 크기를 갖는 소켓을 갖는 구동 툴을 포함하는, 조합 장치.
청구항 12에 있어서, 상기 구동 툴은 렌치, 소켓 렌치 또는 충격 드라이버 중 하나인, 조합 장치.