JPS6247653B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は回転工具、例えばタツプ等を保持する
回転工具保持具に関する。

従来よりセーフトルク（安全装置）式クラツチ
機構を備えた回転工具保持具は各種開発されてい
る。例えば第１２図（第１図の−断面図に相
当する従来図）に示すように、駆動回転部材であ
る駆動環６に保持孔１６′を形成すると共にこの
保持孔１６′にクラツチボール８を挿入し、従動
側部材である従動軸４にクラツチボール８に噛み
合うクラツチ溝１７を形成して、第１図に示すよ
うなクラツチばね９及びリングコーン７等により
ボール８を付勢するようにしたクラツチ機構を備
えた回転工具保持具が開発されている。このよう
な保持具は従動軸４に大きな負荷がかかつたとき
に、クラツチが切れて駆動環６のみが回転し、従
動軸４は停止状態になる。ところがこのときクラ
ツチボール８も従動軸４の外周を公転するので、
クラツチボール８が各クラツチ溝１７部分を通過
するごとにクラツチばね９（第１図）の作用によ
り強制的にクラツチ溝１７に入り込み、断続的に
いわゆる「たたきシヨツク」が生じ、そのシヨツ
クにより抜け現象が生じるという不具合や、クラ
ツチ溝１７の端縁部の摩耗が激しくなるという不
具合が生じる。

本発明は上記不具合を解消することを目的とし
ており、その要旨とするところは、同一軸心上の
駆動側回転部材と従動側回転部材のうちいずれか
一方の部材に、クラツチ片保持孔を形成すると共
にこの保持孔内にクラツチ片を保持させ、他方の
部材にクラツチ片と噛合自在なクラツチ溝を形成
すると共に適宜の付勢手段によりクラツチ片をク
ラツチ溝に噛み合わせ、クラツチ片、保持孔及び
クラツチ溝により設定トルク値より大きい抵抗ト
ルクのときにクラツチが切れるクラツチ機構を構
成し、保持孔のうちいくつかを残りの保持孔より
円周方向に長い保持長孔に形成して、その保持長
孔内のクラツチ片をクラツチ切維持片として保持
長孔長さ方向移動可能としたことである。以上実
施例図面に基づいて本発明を説明する。

第１、第４図は第１実施例を示しており、まず
第１図において、タツプ保持具は保持具本体１
（仮想線）とタツプコレツト２とからなつてお
り、本体１はその後端側（反矢印Ｆ側）の図示し
ない柄部が、工作機械の回転主軸に接続する。タ
ツプコレツト２は保持筒３、従動軸４及び締付管
５等を備えると共に、駆動環６、リングコーン
７、クラツチボール８及びクラツチばね９等より
なる一方向回転クラツチ機構を内蔵している。

駆動環６はその後向突起６ａが本体１の凹部１
ａに係合し、常に本体１と一体的に回転するよう
になつており、保持筒３は駆動環６に固着されて
いる。保持筒３の前端部内周ねじ部にはばね調整
ナツト１０が螺合している。

従動軸４は駆動環６の内周に嵌合すると共に、
上記ボール８等を介して駆動環６からトルクが伝
達される。締付管５は従動軸４の前端部分内周面
に軸方向摺動自在に嵌合すると共に、ロツク用ば
ね１２により前方へ付勢されており、さらに半径
方向移動自在な複数個のロツクボール１３を保持
孔１５内に備えている。このロツクボール１３は
従動軸内周面に形成された環状テーパ溝１４に当
接して、いわゆるボールロツク式締付機構を構成
している。テーパ溝１４は前方へゆくに従い縮径
するように形成され、また保持孔１５は、ロツク
ボール１３を締付管５内へある程度突出させうる
が脱落しないように、例えば内方側の孔径が少し
小さくなつている。タツプＴを装着する場合に
は、締付管５をばね１２に抗して後方へ押し込ん
でおき、タツプＴを挿入後は、例えば締付管５か
ら手を離すことにより、ばね１２の弾性力で締付
管５を前方へ押し戻すと同時に、テーパ溝１４の
カム作用によりロツクボール１３を内方へ押し、
タツプＴを締め付ける。なおタツプＴの後端縁部
は断面形状４辺形に形成されており、従動軸４の
断面形状４辺形孔部４ａに係合する。

クラツチボール８及びクラツチ切維持ボール８
ａ（第２図）は駆動環６のボール保持孔１６及び
後述する保持長孔１６ａに挿入されると共に、従
動軸４の外周に形成されたクラツチ溝１７に噛み
合つている。リングコーン７はその内周カム面が
クラツチボール８等の外方側に当接すると共に、
クラツチばね９により一定の圧力で後方へ付勢さ
れ、クラツチボール８を内方へ押え付けている。

第２図において、矢印Ａはねじ切り前進回転方
向、即ち正回転方向を示し、６個のボール保持孔
１６，１６ａのうち、１６ａで示す３個の保持長
孔は逆回転Ｂ方向へ延びるように形成されてお
り、１６で示す残りの３個の保持孔よりも円周方
向に長い。また３個の保持孔１６がクラツチ溝１
７に対応する位置にきているときには、保持長孔
１６ａはその正回転Ａ方向側部分がクラツチ溝１
７に対応するようになつている。なおクラツチ溝
１７は円周方向に等間隔を隔てて６個形成されて
いる。また保持長孔１６ａは円周方向と平行に長
く延びていてもよいが、第５図に示すように円周
方向に対してある程度傾斜させてもよい。

短い３個の保持孔１６は第２図のように内方へ
ゆくに従い正回転方向へくるように傾斜してい
る。即ち保持孔中心線O₂は、軸中心O₁とボール
中心を結ぶ線Ｒに対して、内方側が正回転Ａ方向
側にくるように傾いている。

クラツチ最大伝達トルクの設定値は、調整ナツ
ト１０（第１図）によりクラツチばね９の圧縮量
を調整することにより行うが、正回転時にはボー
ル保持孔１６のカム作用によりボール８に外方向
きの力がかかることを考慮に入れて、クラツチば
ね９を調整し、ねじ切り前進回転時に必要な伝達
トルクを充分に確保できる値に設定する。

底付穴のねじ切り加工を行う場合、ねじ切り前
進回転時（矢印Ａ方向回転時）にはクラツチばね
９の弾性力によりクラツチ入状態、即ちクラツチ
ボール８とクラツチ溝１７の噛合状態が保たれ
る。穴底に到達した時等のように従動軸４に大き
な負荷がかかつたときには、駆動環６が従動軸４
に対して矢印Ａ方向へねじれ、保持孔１６のカム
作用によりクラツチボール８がクラツチばね９の
弾性力に抗して外方へ移動し、クラツチが切れ
る。

第３図はクラツチが切れた直後の状態、第４図
はクラツチ切後、短い保持孔１６内のクラツチボ
ール８が、次の正転Ａ方向側のクラツチ溝１７に
対応する位置まで回動したときの状態を示す。即
ち第４図は、駆動環６が従動軸４に対して第２図
の状態から正回転Ａ方向へ60゜回動した状態を示
す。つまり短い保持孔１６内のボール８は、クラ
ツチが切れた直後から、駆動環６と共に従動軸４
に対して正回転Ａ方向へ回動し始めるが、保持長
孔１６ａ内のクラツチ切維持ボール８ａは、駆動
環６が第２図の状態から第３図の状態になるまで
の間は駆動環６と共には回動せず、第３図のよう
に保持長孔１６ａの逆回転Ｂ方向側端縁に当接し
た後、駆動環６と共に回動する。即ち各クラツチ
切維持ボール８ａは、第２図の状態よりも、逆回
転Ｂ方向側のクラツチボール８に近づいた状態で
回動する。

従つて各クラツチボール８が第４図に示すよう
に次の正回転Ａ方向側のクラツチ溝１７に対応す
る位置にきても、クラツチ切維持ボール８ａはク
ラツチ溝１７に対応する位置にこないので、クラ
ツチ切維持ボール８ａによりリングコーン７（第
１図）を介してクラツチばね９を圧縮状態、即ち
クラツチボール８を押え付けない状態を保つこと
ができ、クラツチボール８がクラツチ溝１７に強
制的に押し込まれることがない。よつてクラツチ
切状態時における「たたきシヨツク現象」がな
く、そのシヨツクによる抜け現象もなくなる。

なおクラツチ切維持ボール８ａがクラツチ溝１
７に対応する位置にきたときには、残りのクラツ
チボール８がクラツチばね９の圧縮状態を保つこ
とになる。

抜取逆回転時（矢印Ｂ方向回転時）には、クラ
ツチボール８に対する保持孔１６のカム作用は、
ボール８を内方へ押し付けようとする作用になる
ので、常にクラツチ入状態が保たれ、確実に抜取
作業を行える。

第６図は正回転時におけるクラツチ分力図、第
７図は逆回転時におけるクラツチ分力図を示して
おり、これら第６、第７図において、X₁，X₂は
従動軸４のクラツチ溝１７からクラツチボール８
にかかる反力、Y₁，Y₂はそれぞれX₁，X₂の保持
孔１６と直交方向の分力、Z₁，Z₂はそれぞれX₁，
X₂の保持孔１６と平行方向の分力である。Y₁，
Y₂は駆動環６からクラツチボール８にかかる回
転力と方向が反対で大きさは同じである。Z₁，Z₂
はクラツチボール８が保持孔１６に沿つて外方へ
押し出されようとする力になる。即ちZ₁≫Z₂のよ
うな関係が生じるので、正回転時のみにクラツチ
切作用が生じうる一方向回転クラツチ機構を構成
することができる。

第８、第９図は第２実施例を示しており、この
第８、第９図において、クラツチボール８及びク
ラツチ切維持ボール８ａを保持する保持孔１６及
び保持長孔１６ａは従動軸４に形成され、クラツ
チボール８等に噛合自在なクラツチ溝１７は駆動
環６に形成されている。クラツチばね９は従動軸
４内に縮設され、押えボール２０を介してクラツ
チボール８等を一定の圧力で外方へ押え付けてい
る。２１はクラツチばね調整ナツトであつて、従
動軸４の後端部内周ねじ部に螺合している。上記
押えボール２０は従動軸４内に軸方向移動自在に
嵌合している。２３はロツクボルトであり、タツ
プＴを締め付ける。

保持孔１６（第９図）は内方へゆくに従い正回
転Ａ方向にくるように傾斜している。

保持長孔１６ａは保持孔１６よりも円周方向長
さが長くなつており、クラツチオフ維持ボール８
ａが保持長孔１６ａ内を内周方向へ相対的に移動
可能となつている。また保持長孔１６ａは第９図
のクラツチ入状態において、クラツチ溝１７に対
応する位置から正回転Ａ方向へ延びるように形成
されている。

第８、第９図のタツプコレツトを用いて底付穴
のねじ切り加工を行なう場合、ねじ切り前進回転
時（矢印Ａ方向回転時）には、クラツチばね９の
弾性力によりクラツチ入状態、即ちクラツチボー
ル８とクラツチ溝１７の噛合状態が保たれる。穴
底に到達してタツプＴに大きな負荷がかかると、
駆動環６が従動軸４に対し矢印Ａ方向へねじれる
ことにより、クラツチボール８が保持孔１６のカ
ム作用によつて保持孔１６に沿つて内方へ押し動
かされ、クラツチが切れる。

クラツチが切れた後のクラツチ切維持ボール８
ａ等によるクラツチ切維持作用は前述の第１実施
例と基本的に同様である。それによりクラツチ切
状態における「たたきシヨツク現象」を防止する
ことができる。

抜取逆回転時（矢印Ｂ方向回転時）には、保持
孔１６のカム作用はボール８を外方へ押し動かそ
うとする作用になるので、常にクラツチ入状態が
保たれ、確実に抜取作業を行える。

第１０、第１１図は第３実施例を示しており、
この第１０、第１１図において、従動軸４には外
方へ張り出す環状フランジ２４が一体に形成さ
れ、このフランジ２４にクラツチボール保持孔１
６及び保持長孔１６ａが形成されている。クラツ
チボール８及びクラツチ切維持ボール８ａと噛合
自在なクラツチ溝１７は駆動環６の前面に形成さ
れており、またクラツチボール８及びクラツチ切
維持ボール８ａはクラツチばね９により環状プレ
ート２６を介して後方へ付勢されている。

保持孔１６は第１１図に示すように、前方へゆ
くに従い正回転Ａ方向側にくるように傾斜してい
る。

保持長孔１６ａは第１１図のクラツチ入状態に
おいて、クラツチ溝１７に対応する位置から正回
転Ａ方向へ長く延びている。

第１０、第１１図のタツプコレツトを用いて底
付穴のねじ切り加工を行う場合、ねじ切り前進回
転時（矢印Ａ方向回転時）には、クラツチばね９
の弾性力によりクラツチボール８とクラツチ溝１
７の噛合状態を保つ。穴底に到達してタツプＴに
大きな負荷がかかると、駆動環６が従動軸４に対
し矢印Ａ方向へねじれることにより、保持孔１６
のカム作用によつてクラツチボール８が前方へ押
し動かされ、クラツチが切れる。

クラツチが切れた後のクラツチ切維持ボール８
ａ等によるクラツチ切維持作用は、前述の第１実
施例と基本的に同じであり、それによりクラツチ
切状態における「たたきシヨツク現象」を防止す
ることができる。

抜取回転時（矢印Ｂ方向回転時）には、保持孔
１６のカム作用はボール８を後方へ押し動かそう
とする作用になるので、常にクラツチ入状態が保
たれ、確実に抜取作業を行える。

なお上述の第１〜第３実施例において、クラツ
チボール８の代りにクラツチローラ等を用いるこ
ともできる。

また保持長孔１６ａの数は１個又は２個でもよ
く、さらには４個以上でもよい。

また短い保持孔１６を第１２図のように半径方
向直線Ｒに対して傾斜しないように形成し、正回
転時でも逆回転時でもクラツチ切作用が生じうる
ようにしてもよい。

以上説明したように本発明は、同一軸心上の駆
動側回転部材と従動側回転部材のうちいずれか一
方の部材に、クラツチ片保持孔を形成すると共に
この保持孔内にクラツチ片を保持させ、他方の部
材にクラツチ片と噛合自在なクラツチ溝を形成す
ると共に適宜の付勢手段によりクラツチ片をクラ
ツチ溝に噛み合わせ、クラツチ片、保持孔及びク
ラツチ溝により設定トルク値より大きい抵抗トル
クのときにクラツチが切れるクラツチ機構を構成
し、保持孔のうちいくつかを残りの保持孔より円
周方向に長い保持長孔に形成して、その保持長孔
内のクラツチ片をクラツチ切維持片として保持長
孔長さ方向移動可能としたことを特徴としている
ので、次のような利点がある。

(1) 過大負荷がタツプ等の工具にかかつてクラツ
チ切状態になつたときに、クラツチ切維持片、
例えばクラツチ切維持ボール８ａの作用によ
り、確実にクラツチ切状態を維持できるので、
従来のような「たたきシヨツク現象」が発生し
なくなり、そのシヨツクによるタツプ等の抜け
現象を防止することができる。

(2) 「たたきシヨツク現象」を防止できることに
より、タツプ立て精度が向上し、またタツプ摩
耗防止にも役立つ。さらにクラツチ溝１７の摩
耗防止効果もあるので、最大伝達トルクの設定
値が、クラツチ溝１７の摩耗が原因で低下する
心配がない。

(3) 「たたきシヨツク現象」がなくなるので、例
えば第１図の４辺形孔部４ａに係合するタツプ
後端４辺形部分に、上記シヨツクによるかえり
変形が生じることはなく、従つてタツプＴ等を
常に円滑に着脱することができる。

(4) クラツチ機構を、一方向への回転時のみクラ
ツチ切作用可能な一方向回転クラツチ機構とす
ると、例えばタツプＴを装置して底付穴のねじ
切り加工を行う場合に、クラツチ切状態になり
うる一方向の回転方向をねじ切り前進回転方向
に定めることにより、穴底到達時あるいは異常
トルク発生時には確実にクラツチが切れ、安全
性を充分確保できると共に、抜取逆回転時には
無駄にクラツチが切れる心配はなくなり、作業
能率が向上する。

勿論ドリル等の回転工具を装着しても、充分
に安全性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜第５図は本発明を適用した回転工具保持
具の第１実施例を示し、第１図は縦断側面図、第
２図はクラツチ入状態における第１図の−断
面図、第３、第４図はクラツチ切状態における第
１図の−断面相当図、第５図は第２図の矢
視展開部分図、第６、第７図は第１実施例におけ
るクラツチ分力図、第８図は第２実施例の縦断側
面図、第９図は第８図の−断面図、第１０図
は第３実施例の縦断側面図、第１１図は第１０図
のXI−XI断面部分展開図、第１２図は従来例を示
し、第２図に相当する断面図である。４……従動
軸（従動側回転部材の一例）、６……駆動環（駆
動側回転部材の一例）、８……クラツチボール
（クラツチ片の一例）、８ａ……クラツチ切維持ボ
ール（クラツチ切維持片の一例）、９……クラツ
チばね（付勢手段の一例）、１６……保持孔、１
６ａ……保持長孔、１７……クラツチ溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一軸心上の駆動回転部材と従動回転部材の
   うちいずれか一方の部材に、クラツチ片保持孔を
   形成すると共にこの保持孔内にクラツチ片を保持
   させ、他方の部材にクラツチ片と噛合自在なクラ
   ツチ溝を形成すると共に適宜の付勢手段によりク
   ラツチ片をクラツチ溝に噛み合わせ、クラツチ
   片、保持孔及びクラツチ溝により設定トルク値よ
   り大きい抵抗トルクのときにクラツチが切れるク
   ラツチ機構を構成し、保持孔のうちいくつかを残
   りの保持孔より円周方向に長い保持長孔に形成し
   て、その保持長孔内のクラツチ片をクラツチ切維
   持片として保持長孔長さ方向移動可能としたこと
   を特徴とする回転工具保持具。 ２ クラツチ機構として、保持孔の工具回転方向
   の一端面に、駆動回転部材の逆回転時にクラツチ
   片に当接してクラツチ溝へ押し込む側へと加圧す
   る傾斜面を形成し、逆回転時にクラツチが切れな
   い一方向回転クラツチとしたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の回転工具保持具。