(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ山成形歯（１３，１４）を有する成形部（６，６ａないし６ｄ）が周方向に配分して固定されている本体（１’）を備えたねじ山成形具において、
前記ねじ山成形歯（１３，１４）を製造する際または後研削する際にプロファイル工具が前記成形部（６，６ａないし６ｄ）としか係合せず、前記本体（１’）とは係合しないような半径方向突出量で、且つねじ山成形時に前記成形部（６，６ａないし６ｄ）のみが工作物と接触し、前記本体（１’）は接触しないような前記半径方向突出量で、前記成形部（６，６ａないし６ｄ）は前記本体（１’）から突出していることを特徴とするねじ山成形具。
【請求項２】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）が前記本体（１’）の受容溝（７）内に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載のねじ山成形具。
【請求項３】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）がその縦中心面（２４）に関し対称に形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のねじ山成形具。
【請求項４】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）がその縦中心面（２４）に関し非対称に形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のねじ山成形具。
【請求項５】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）が軸線平行に配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載のねじ山成形具。
【請求項６】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）が軸面（１６）に対し角度を成していることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載のねじ山成形具。
【請求項７】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）が、側面図で見て、前記ねじ山成形具の長手軸線（１２）と角度を成していることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一つに記載のねじ山成形具。
【請求項８】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）がスパイラル状に延在していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載のねじ山成形具。
【請求項９】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）が前記本体（１’）の周方向に均等に配分して配置されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載のねじ山成形具。
【請求項１０】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）が前記本体（１’）の周方向に不均等に配分して配置されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載のねじ山成形具。
【請求項１１】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）が前記本体（１’）の軸面（１６）に関し対称に配置されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載のねじ山成形具。
【請求項１２】
前記成形部（６，６ａないし６ｄ）は、その縦中心面（２４）が前記本体（１’）の付属の前記軸面（１６）と鋭角を成すように配置されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載のねじ山成形具。
【請求項１３】
内部に冷媒供給部（２２，２３）が設けられていることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか一つに記載のねじ山成形具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載のねじ山成形具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ねじ山成形具は、ねじ山をチップレスに成形するために用いられる。本体の自由端は、周方向に配分して配置される成形部(Formleiste)を有する作業部分を形成している。作業部分は多角形の横断面を有している。横断面隅角部の領域には、硬質で耐摩耗性の金属から成る筒状縁の形状の成形部がある。成形部は本体の溝の中に蝋付けされている。本体と使用する成形部とにねじ山成形歯を形成するために特に同時に倣い研削すると、このために使用される研削ディスクを急速に破壊させるので、問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、簡単に且つ適正コストで製造できるようにこの種のねじ山成形具を構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、この種のねじ山成形具において、本発明によれば、請求項１の特徴ある構成によって解決される。
【０００５】
本発明によるねじ山成形具では、プロファイル工具により、好ましくは研削ディスクにより、ねじ山成形歯を生成するために成形部のみが削られるように、他方プロファイル工具は本体と接触しないように、成形部は半径方向において本体から突出し、且つねじ山成形時には成形部のみが工作物と接触し、本体は接触しないように成形部は半径方向において本体から突出している。プロファイル工具は１種類の工作材のみを削ればよく、よって製造プロセスが簡潔に且つ迅速になる。従って、プロファイル工具をその加工課題を考慮して最適に選定することができる。
【０００６】
成形部は有利には本体の受容溝内に固定されている。たとえば蝋付けまたは接着により成形部を受容溝内に確実に固定することができる。成形部はその縦中心面に関し対称に形成されていてよい。しかし、成形部をその縦中心面に関し非対称に形成してもよい。
【０００７】
成形部は軸線平行に配置されていてよく、すなわちねじ山成形具の長手軸線は成形部の縦中心面内にある。このケースでは、受容溝の底部はねじ山成形具の軸面に対し平行に位置している。
【０００８】
ねじ山成形具の使用例に応じては、成形部は付属の軸面に対し角度を成していてよい。このケースでは、受容溝の底部はねじ山成形具の自由端からねじ山成形具の外面方向へ斜めに延在する。
【０００９】
成形部は、側面図で見て、ねじ山成形具の長手軸線と角度を成し、この場合成形部は直線状にもスパイラル状にも延在していてよい。
【００１０】
１実施態様では、成形部は本体の周方向に均等に配分して配置されている。
【００１１】
特に長いねじ山成形具の場合、或いは、非常に高切削速度で作業するねじ山成形具の場合には、成形部が本体の周方向に不均等に配分して配置されているのが有利である。このような不均等な配分により、ねじ山成形具の静穏な作動が生じる。
【００１２】
成形部は、その縦面が成形部の付属の軸面内に位置するように、本体の軸面に関し対称に配置されていてよい。
【００１３】
しかし、成形部を、その縦中心面が成形部を通る本体の付属の軸面と鋭角を成すように配置してもよい。
【００１４】
互いに隣接し合っている成形部の間の領域を、加工部位へ冷却潤滑剤を供給するために使用することができる。しかし、ねじ山成形具に内部の冷媒供給部を備えさせることも有利である。これにより冷媒をねじ山成形具の加工部位へ合目的に供給することができる。
【００１５】
本発明の他の構成は他の請求項、以下の説明および図面から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
次に、本発明を図面に図示した実施形態に関し詳細に説明する。
【図１】本発明によるねじ山成形具の第１実施形態の斜視図である。
【図２】図１のねじ山成形具の側面図である。
【図３】図１のねじ山成形具の拡大端面図である。
【図４】本発明によるねじ山成形具の他の実施形態の端面図である。
【図５】本発明によるねじ山成形具の他の実施形態の端面図である。
【図６】本発明によるねじ山成形具の他の実施形態の端面図である。
【図７】本発明によるねじ山成形具の他の実施形態の斜視図で、成形部は概略的に図示してある。
【図８】図７のねじ山成形具の側面図である。
【図９】図７のねじ山成形具の拡大端面図である。
【図１０】本発明によるねじ山成形具の他の実施形態の、図７に対応する図である。
【図１１】本発明によるねじ山成形具の他の実施形態の、図８に対応する図である。
【図１２】本発明によるねじ山成形具の他の実施形態の、図９に対応する図である。
【図１３】内部冷却型の本発明によるねじ山成形具の側面図である。
【図１４】内部冷却型の本発明によるねじ山成形具の側面図である。
【図１５】本発明によるねじ山成形具の他の実施形態の端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に説明するねじ山成形具は、ねじ山をチップレスに成形するために用いる。特に、このねじ山成形具を用いて雌ねじを製造する。図１ないし図３のねじ山成形具は本体１’を有し、本体１’は、ねじ山成形具を工具受容部に受容させるための好ましくは筒状の締め付け固定シャフト１を備えている。締め付け固定シャフト１は一端にプロファイル部分２を備え、該プロファイル部分により、回転方向における工具受容部でのねじ山成形具の形状拘束結合が達成される。
【００１８】
締め付け固定シャフト１は、短い円錐状の中間部分３を介して、好ましくは筒状の端部部分４へ移行している。端部部分４は、プロファイル部分２と中間部分３との間領域での締め付け固定シャフト１よりも小さな横断面を有している。端部部分４には頭部部分５が接続し、該頭部部分には以下に説明する成形部６が固定されている。図示した実施形態とは異なり、本体１’はその長さ方向に他の適当な横断面構成を有していてよい。
【００１９】
プロファイル部分２と中間部分３と端部部分４と頭部部分５とを備えた締め付け固定シャフト１は一体に形成されており、耐久性のある材料、たとえば高速度鋼から成っている。頭部部分５は円錐状に先細りになった端部を有している。
【００２０】
頭部部分５は成形部６を受容するために複数個の受容溝７を備え、これらの受容溝は頭部部分５の端面８から軸線方向に延在している。受容溝７はたとえば頭部部分５の軸線方向長さのほぼ半分にわたって延在している。ねじ山成形具の構成に応じては、受容溝７が、よってその中に収納されている成形部６が他の長さをもっていてもよい。受容溝７は端部部分４からわずかな間隔をもって頭部部分５の外面へ張り出している。受容溝７は研削ディスクを用いて非常に簡単に適正コストで頭部部分５に形成させることができる。図３からわかるように、受容溝７は平坦な底部９を有し、底部９は互いに平行に位置している平坦な側面１０，１１を互いに結合させている。受容溝７の底部９は、ねじ山成形具の長手軸線１２のまわりの仮想の円に対し接線方向に位置している。成形部６は受容溝７内にたとえば蝋付け、接着、溶接、または他の慣用の結合方法によって固定されている。受容溝７内での成形部６の補助的な形状拘束結合が有利であるが、これは必ずしも必要でない。
【００２１】
図２から明らかなように、成形部６は頭部部分５から半径方向へ突出している。成形部６のこの半径方向への突出量は、ねじ山成形の際にこれら成形部６のみがそれぞれの工作物と接触し、本体１’は接触しない程度の大きさである。成形部６は硬金属、サーメット、ＣＢＮ、ダイヤモンド、または他の高硬質切削材から成っている。
【００２２】
成形部６は、その外面に、互いに直列に間隔をもって位置しているねじ山成形歯１３，１４（図２）を有し、これらの成形歯は成形部６の幅方向に延在している。孔壁に所望のねじ山を生じさせるため、ねじ山成形歯１３，１４はその長さ方向に一定のピッチを有している。平らな端面８に隣接しているねじ山成形歯１３は、これに続いているねじ山成形歯よりも小さな外径を有し、ねじ山作製の際にねじ山を歩進的に成形するために用いる。これにより、ねじ山の高さを一気に生じさせる必要はなく、まずねじ山をそのねじ山高さの一部分にわたってのみ孔壁に形成し、次のねじ山成形歯１３が初めてねじ山の全高を作製することが達成される。ねじ山成形具の構成に応じては、ねじ山成形具の切断開始領域に１個のねじ山成形歯１３のみを、または複数個のねじ山成形歯１３を設けてよい。本実施形態では、各成形部６の切断開始領域に３つのねじ山成形歯１３が設けられている。次のねじ山成形歯１４は、ねじ山を生成する際にねじ山成形具を案内するために用いる。
【００２３】
成形部６は有利には長方形の横断面を有している。成形部６の、横断面にて長辺側１５（図３）は、受容溝７の底部９に対向し、好ましくはこれに固定されている。成形部６はもちろん他の横断面形状を有していてよく、たとえば円形または楕円形の横断面を有していてよい。図３が示すように、ねじ山成形歯１３，１４は、図３の平面図で見て、半分の長さに相当する位置でねじ山成形具の長手軸線１２から最大間隔をもつように、ねじ山成形具の周方向に湾曲している。ねじ山成形歯１３，１４は比較的長い範囲にわたって頭部部分５の周方向に延在している。たとえばねじ山成形歯１３，１４はほぼ３０゜と６０゜の間の角度範囲、好ましくはほぼ４５゜以上の角度範囲にわたって延在している。図１ないし図３の実施形態では、成形部６はねじ山成形具の軸面１６に関し対称に配置されている。
【００２４】
成形部６は頭部部分５の周方向に互いに９０゜の角度間隔を有している。隣接し合っている成形部６の間には中間空間１７が形成され、ねじ山を形成している間にこれらの中間空間１７を介して加工部位に冷却潤滑剤を供給することができる。
【００２５】
ねじ山成形歯１３，１４は成形部６にだけ設けられているので、ねじ山成形歯１３，１４を形成する際、または、それを後研削する際には、研削ディスクは１種類の工作物材料のみを研削するだけでよく、これによって製造プロセスが簡潔且つ迅速になる。
【００２６】
受容溝７の底部９は、ねじ山成形具の軸面１６に対し平行に延在していてよい。成形部６は、その横断面の厚さがねじ山成形具の端面８から軸線方向に連続的に増大するように形成されている。この場合、成形部６は頭部部分５に軸線平行に配置されている。しかし、成形部６を頭部部分５の長手軸線１２に対し円錐形に固定してもよい。この場合には、成形部６は頭部部分５の端面８を起点として斜め外側へ延在する。
【００２７】
図４ないし図６を用いて、成形部６が頭部部分５の周方向に不規則に配置され、且つ付属の軸面に対し角度を成して配置されている実施形態について説明する。
【００２８】
図４は、互いに対向し合っている成形部６ａ，６ｃと６ｂ，６ｄが互いにわずかな角度でずれている実施形態を示している。すべての成形部６ａないし６ｄは、その付属の軸面１６またはその縦中心面２４に関し対称に形成されている。互いに対向し合っている成形部６ａ，６ｃと６ｂ，６ｄはそれぞれ１８０゜とはわずかに異なる角度を互いに成している。頭部部分５の周方向に沿った成形部６ａないし６ｄの配置は、成形部６ａと６ｂ並びに６ｄと６ｃが成形部６ａと６ｄまたは６ｄと６ｄよりも互いに小さな間隔をもつように選定されている。このように成形部を頭部部分５の周方向に不規則に配分することにより、ねじ山生成時のねじ山成形具の静かな作動が達成される。とりわけ、成形部６ａないし６ｄのこのような不規則な配分は特にねじ山成形具が長い場合に有利に作用する。非常に高い切断速度で作動するねじ山成形具の場合も、頭部部分５の周方向に不規則に配分された成形部６ａないし６ｄはねじ山成形具の作動を静かにさせる。
【００２９】
図４のねじ山成形具は、たとえば成形部６ａ，６ｃが互いに対角線方向に対向し、他方成形部６ｂ，６ｄは周方向に互いにずれているように構成されていてもよい。これによっても成形部の不規則な配分を達成できる。
【００３０】
図５は、成形部６を頭部部分５の周方向に規則的に配分して配置した実施形態を示している。しかし、前記実施形態と異なっているのは、成形部６の長手軸線２４が、成形部の半径方向外側の側面においてその中心１８を通っている軸面１６に対し角度を成すように、成形部６がねじ山成形具に固定されていることである。さらに、成形部６は互いに軸線が平行になるように頭部部分５に配置されておらず、頭部部分５の長手方向に勾配をもって延在している。互いに対向し合っている成形部は、成形部の半径方向外側領域にある前記中心１８がそれぞれ１つの共通の軸面１６上にあるように配置されている。このように形成された、成形部６の２つの軸面１６は、互いに直角である。成形部６は同一に構成されており、同一方向に傾斜して頭部部分５に配置されている。他の点では成形部６は前記実施形態の場合と同一に構成されている。
【００３１】
図６は、前記実施形態とは異なり、成形部６が非対称な横断面を有している実施形態を示している。成形部６自体は互いに対角線方向に対向するように前述した態様で頭部部分５に固定されている。さらに、成形部６は頭部部分５の周方向に均等に配分して配置されている。非対称な横断面構成であるので、各成形部６の、最も外側にある部分１８は、成形部の幅の半分の位置にない。成形部のこの最も外側の点１８を通るように延在しているねじ山成形具の軸面１６は、受容溝７の底部９または成形部６の横断面辺１５に対し９０゜とは異なる角度を成している。成形部６自体は軸線平行であり、図１ないし図３の実施形態の場合と同様に、その横断面辺１５がそれぞれの軸面１６に対し平行であるように位置している。しかし軸面と鋭角を成してもよい。
【００３２】
前述の実施形態では、ねじ山成形歯１３，１４はそれぞれ押圧稜１９を有し、押圧稜は、図１ないし図５の実施形態では成形部の中央に研削されている。これにより、各成形部６；６ａないし６ｄの、半径方向において最も外側にある部分１８は、この押圧稜１９の長さの半分の位置にある。図６の実施形態では、押圧稜１９は成形部６に対し偏心して研削されており、その結果押圧稜１９の、半径方向において最も突出している部分１８は、押圧稜の長さの半分の位置にない。
【００３３】
図７ないし図９は、成形部６がねじ山成形具の頭部部分５の周に沿ってそれぞれ同じ勾配で配置されているねじ山成形具を示している。受容溝７はねじ山成形具の平らな端面８から端部部分４まで延在している。成形部６はそれぞれ同一に構成されており、横断面にて縦中心面２４に関し対称に形成されている。成形部６はねじ山成形歯１３，１４を有し、該ねじ山成形歯でもってねじ山が工作物に作製されるとともに、ねじ山成形具が案内される。各成形部６は、頭部部分５の平らな端面８内にある平らな端面２０を有している。端面２０には傾斜面２１が鈍角で接続している。成形部６は軸線平行に配置されていてよい。本実施形態でも、成形部６は長方形の横断面を有している。横断面辺１５でもって成形部６は受容溝７の底部９に当接している。受容溝７は、その底部９が頭部部分５の軸面に対し平行に位置するように形成されていてよい。しかし、底部９が頭部部分５の対応する軸面に対し鋭角で延在するようにしてもよい。
【００３４】
図１０ないし図１２は、成形部６のための受容溝７が同様に端部部分４にまで達しているねじ山成形具を示している。成形部６自体は、前記実施形態に対応して頭部部分５の長さの一部分にわたってのみ延在している。前記実施形態と異なるのは、受容溝７がわずかな勾配しか有しておらず、その結果対応的に成形部６もわずかな勾配しかもっていない。成形部６の押圧稜１９は、前記実施形態の場合のように成形部６の中央に研削されている。図１２から明らかなように、成形部６は互いに９０゜の角度間隔で位置している。他の点ではこのねじ山成形具は図１ないし図４の実施形態の場合と同一に構成されている。
【００３５】
ねじ山成形具は、作業領域に冷却媒体を供給するために、内側の冷媒供給部を備えていてよい。図１３は、締め付け固定部分２から頭部部分５の内部まで延在している中央の軸線方向の冷却孔２２を例示したものである。冷媒孔２２からは斜め外側へ向けて冷媒孔２３が出ており、該冷媒孔２３は頭部部分５において互いに隣接し合っている成形部６の間の領域に開口している。従って、冷却媒体はねじ山の作製の間、これらの冷媒孔２２，２３を介してねじ山成形具の作業領域に供給され、その結果最適な冷却が保証されている。
【００３６】
図１４に例示した実施形態では、ねじ山成形具の端面８に開口する中央の冷媒孔２２のみが設けられている。
【００３７】
図１５は、成形部に他の横断面形状をも備えさせることのできる可能性を例示している。前記実施形態では、成形部６は長方形の横断面を有していたが、この実施形態では、成形部６は角形横断面を有している。この実施形態では、成形部６の、受容溝７の底部９側の外面１５は、横断面にて部分円状に形成されている。受容溝７の底部９も対応する横断面形状を有している。成形部６はその湾曲した外面１５でもって受容溝７の湾曲した底部９に面で接している。成形部６の、頭部部分５から半径方向に突出している領域には、押圧稜１９を備えたねじ成形歯１３，１４が設けられている。
【００３８】
ねじ山成形具の成形部６と頭部部分５とが有利には蝋接または接着を介して互いに取り外し可能に結合されていれば、本体１’を再利用してねじ山成形具を新たに簡単に装備させることが保証される。成形部６のみを交換すればよい。成形部６を備えたねじ山成形具は、摩耗防止層または摩擦を少なくさせる層を備えていてよい。これによってねじ山成形具の長寿命が達成される。
【００３９】
以上説明し図示した実施形態では、ねじ山成形具は４つの成形部を有している。使用例および／またはサイズに応じては、ねじ山成形具は４つの成形部よりも少ないまたは多い成形部を有していてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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