(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ねじを形成するための複数のねじ切り工具が交換可能に装着された内部回転駆動本体を有する支持組立体が設けられたねじ切り装置において、
前記回転駆動本体前端面が、ねじ切りされる工作物と向かい合い、
前記回転駆動本体の中空軸部内に、前記雄ねじを形成するねじ切り工具が装着され、かつ、
前記回転駆動本体が、前記ねじ切り工具を回転駆動させる支持組立体に内蔵のステータに連結されたローターを備えている、ねじ切り装置。
【請求項２】
前記ステータが、冷却用及び潤滑用の流体を流すための円周の溝が複数設けられたスリ
ーブによって、取り囲まれていることを特徴とする請求項１記載のねじ切り装置。
【請求項３】
前記冷却用及び潤滑用の流体を通す流路が、前記支持組立体の内部に設けられ、そして
、前記支持組立体から前記流体を排出する排出口が、前記支持組立体に設けられているこ
とを特徴とする請求項２記載のねじ切り装置。
【請求項４】
前記ねじ切り装置が、前記ローター及び前記ステータに電力供給するための複数の電源
ケーブルと、ねじ切り装置に圧力をかける複数の圧力ダクトと、の両方を収容しているイ
ンターフェースを、さらに備えていることを特徴とする請求項１記載のねじ切り装置。
【請求項５】
前記インターフェースが、前記ねじ切り装置と機械加工工具との間に設けられているこ
とを特徴とする請求項４記載のねじ切り装置。
【請求項６】
前記ローター及び前記ステータが、前記駆動本体に連結されている速度センサによって
検出された速度に基づき、制御されることを特徴とする請求項４記載のねじ切り装置。
【請求項７】
前記ローター及び前記ステータが、ＭＲＡＳ（モデル規範制御システム）の制御システ
ムによって制御されることを特徴とする請求項６記載のねじ切り装置。
【請求項８】
前記冷却用及び潤滑用の流体が、さらに機械加工工具を冷やしたり、潤滑にしたりする
ために適用されることを特徴とする請求項３記載のねじ切り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、数値制御旋盤で用いられるねじ切り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野では、患者の骨格にねじ込むために、ねじ、ステム、その他医療用部品などが用いられていることが知られている。
【０００３】
現在のところ、医療・歯科分野で用いられるねじ切り部品を製造するための従来技術での最良方法として、いわゆる「回転」ねじ切り方法、または、ねじ切り旋回方法といった、詳細に設計された切断方法がある。
【０００４】
従来の方法は、可変のピッチねじ、非常に長いピッチのねじ、のこ歯ねじ、角度付きねじ、可変ののこ歯ねじなどといった、さまざまなねじ切り部分を製造することが可能である。ねじ切り部分の形状の選択は、そのねじがねじ込まれる特定の骨格によって決まることは明らかである。
【０００５】
従来の機械加工方法では、技術的問題なく数値制御旋盤で異なるねじ切りを製造することができる。しかしながら、ステンレス鋼やチタンといった非常に硬い金属では、機械加工できないことがある。
【０００６】
ねじの表面品質は、上述のねじ切り切断方法で用いられる工具を駆動させる連鎖に存在する隙間によって決まることは、従来の技術から周知である。
【０００７】
しかしながら、上述のねじを製造する従来の方法は、連続的な切断方法ではなく、フライス盤加工のような断続切削作業方法である。また、このタイプの機械加工は駆動装置にかなり圧力を加える。さらに、避けられない隙間のせいで、結果として生じるねじの表面は、機械加工による欠陥や断片で必然的に影響を受ける。
【０００８】
通常、従来の装置では、ねじ切り工具は、一連のギアを通ってモーターを動かすことにより、駆動される。その一連のギアは、適切な相互かみ合いを提供するために最小の隙間を必要とする。したがって、たとえ隙間が最小であったとしても、結果として生じるねじ表面の精度と品質に、マイナスに影響を及ぼす。
【０００９】
さらに、上述の不要の隙間を制限するために、従来のギアは、モーターによる回転で機械加工工具を駆動させるように設計されているベルト変速装置と入れ替わってきている。
【００１０】
しかしながら、この方法には、駆動モーターから機械加工工具まで回転運動を伝える必要があるので、ベルト形状で弾力性のある要素を使用しなければならないといった欠点がある。また、駆動ベルトの使用は、連続制御される機械加工工具の回転運動で、不必要のぐらつきを発生させる。さらに、駆動ベルトは、避けられない擦り切れや、繰り返しその張力を維持するために、周期的な調整をしなければならない。
【００１１】
したがって、ねじ切り工具を回転で動かすために用いられる上述のギアの装置や、駆動ベルトを備えたねじ切り装置では、装置の全体のサイズが不必要に大きくなってしまう。
【００１２】
そして、旋回ねじを製造するために設計された“ターボねじ切り装置”と呼ばれる従来のねじ切り装置では、ねじ螺旋を行うためのヘッド／スピンドルを有する組立体の回転駆動が必ず必要である。また、さまざまな種類のねじを製造するため、ねじ切り作業中、工作物に対して衝撃を与えないように、水平面に対してねじ切りヘッドを傾けて、かつ、円錐状の内部構造を有するツールホルダスピンドルを設けることが不可欠である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記のような従来の装置の問題点をなくし、いろいろな金属断片でさまざまなピッチのねじと、最小粗度のねじ切り表面と、を提供するために、ねじ切り切断方法を向上させることである。そしてさらに、ねじ切り工具を回転操作するために用いられた従来のギア縦続接続や、ベルト駆動を省くことである。
【００１４】
本発明によれば、本発明の目的は、医療分野で用いられるように設計されているねじ切り装置によって達成される。本発明のねじ切り装置は、内部回転駆動本体を有する支持組立体で構成されている。前記回転駆動本体は、ねじ切りされる工作物と向かい合う面に設けられ、複数のねじ切り工具で構成されている。さらに、前記回転駆動本体は、前記支持組立体に組み込まれているステータに動作可能なように連結されているローターを備えている。
【００１５】
好ましくは、前記ステータが、冷却用の流体を循環させるための複数の溝を外周に有するステータであることが望ましい。
【００１６】
前記ステータは、冷却用及び潤滑用の流体を流すための円周の溝が複数設けられているスリーブによって、取り囲まれている。前記冷却用及び潤滑用の流体は、前記支持組立体の内部に設けられた流路の開口部を通って入り、前記支持組立体に設けられた排水口を通って排出する。
【００１７】
また、前記ねじ切り装置が、前記ローター及び前記ステータに電力供給するための複数の電源ケーブルと、ねじ切り装置に圧力をかける複数の圧力ダクトと、の両方を収容しているインターフェースをさらに備えていることが好ましい。
【００１８】
前記ねじ切り装置と機械加工工具との間に、インターフェースが設けられている。
【００１９】
好ましくは、モーターを制御する速度センサが、回転駆動本体に連結されて設けられていることが望ましい。
【００２０】
回転本体を駆動するモーターは、ＭＲＡＳ（モデル規範制御システム）タイプの制御装置で、都合よく制御させることが可能である。それにより、速度センサや回転センサを設ける必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１に示すように、本発明によるねじ切り装置1は、支持組立体２を備えている。その支持組立体２には、冷却用の流体や循環用の流体４を供給するために、その流体を通す開口部３が、前記支持組立体２に設けられている。
【００２３】
前記支持組立体２は、ここで図示されていない工作機械のスライドの上に取り付けられる。
【００２４】
以下で詳細に明らかにされるように、前記冷却用及び潤滑用の流体４は、開口部３から入り、ここで図示されていない支持組立体２の流路を通り、排水口５を通って排出される。
【００２５】
冷却用流体４は、前記支持組立体から排出される前に、環状のスリーブ７に設けられた複数の溝６を通る。前記スリーブ７は、駆動本体１０と一体に形成されているローター９と共に動作するステータ８を取り囲んでいる。前記駆動本体１０は、領域１１で、機械加工する棒１２のような複数の機械加工工具（図１には示されていない）を支えている。図２は、前記ローター９と一体形成されている駆動本体１０を示す断面図である。前記駆動本体１０は、前記ステータ８と前記ローター９を介して回転によって駆動する。
【００２６】
前記ステータ８は、複数の溝６を有する前記スリーブ７と動作可能なように連結される。そして、前記複数の溝６には、発生した熱を逃がすための冷却用流体が供給される。
【００２７】
図２では、棒１２の端部をねじ切りするためのねじ切り工具の配置と領域１１の配置が明らかに示されている。
【００２８】
支持組立体２の排水口５から排出される冷却用流体４は、図１で示すように、スリーブ７の溝６を通って、前記駆動本体１０を冷却する冷却用の流体として用いられるだけでなく、最終的に望ましい長さまで切られる棒１２の端部に、ねじ切り部分１３を形成するときのねじ切り工具を冷却するときにも用いられる。つまり、排水口５を通って支持組立体２から排出する冷却用の流体４は、自由にねじ切り工具にかけることが可能である。
【００２９】
ねじ切り作業が終了した後、前記流体４はろ過され、再び冷却するための前記溝６に送られる。
【００３０】
さらに、図２で示すように、回転駆動する駆動本体１０は、精密な軸受１４により、しっかりと前記支持組立体２で支えられている。
【００３１】
したがって、上述の駆動本体１０と一体に形成されているローター９、支持組立体２に固定して取り付けられるトロイダル状のステータ８、前記ステータ８を取り囲んでいるスリーブ７の溝６、精密な軸受１４により、一連のギア、台形の駆動ベルトなどを含む従来の駆動組立体を用いることなく、機械加工工具を非常に高い精度で直接駆動させることが可能である。
【００３２】
さらに、前記ねじ切り装置１は、確実に駆動し、前記ステータ８と前記ローター９を制御するインターフェース２０を備えている。好ましくは、前記インターフェース２０が動作可能なように数値制御装置（図示せず）に連結されていることが望ましい。
【００３３】
前記インターフェース２０は、装置に機械加工の切りくずが積もらないように、また、回転部品が消耗しないよう防止するために、加圧される。
【００３４】
ゆえに、電源ケーブルの通路と加圧される作業環境との両方を備えているインターフェースは、コンパクトで、動作可能な可撓性の装置を作ることが可能である。また、その可撓性の装置は、あとから変更の必要もなく、所望の単軸工作機械や所望の多軸工作機械のスライドによって簡単に、すばやく支えられることができる。
【００３５】
図３は、支持組立体２の駆動本体１０の断面図を示している。同図で示すように、駆動本体１０には、ステータ８と共に形成されるローター９が設けられている。また、駆動本体１０は、図示されていないねじ切り工具を支える。前記ローター９は、同期ブラシレスモーター（例えば、ジェノア社製のモーションコントロールのモーター）で形成されている。図３で明らかに示しているように、円周の溝６はスリーブ７に形成され、冷却用の流体４が流れる。例えば、ステータ８をしっかりと冷やすために、温度調整するための流体が、図示されていない中央装置の開口部３の中を通って、円周の溝６に流れる。また、排水口５（図１）を通ってねじ切り装置１の支持組立体２から排出された前記流体４は、前記ステータ８を円滑にして、冷やすために、領域１１で確実に機械加工工具に送ることができる。さらに、棒１２の端部である結果として生じるねじ切り部分１３から機械加工の切りくずを取り除くことができる。
【００３６】
図２の番号２１は、インターフェースの固定部分を示し、番号２２は、駆動本体１０の回転速度を検出するための速度センサの回転部を示す。
【００３７】
本発明の上述した実施形態によれば、さらに、装置の小型化と装置動作の可撓性を向上させるために、速度センサを削除することが可能である。つまり、モーターの動作電流を読み出すことにより回転速度を検出することができるため、速度センサを設置しなくても、モデル規範制御システム（ＭＲＡＳ）により制御されるように、確実にモーターを制御することができる。
【００３８】
したがって、非常に簡単で、コンパクトな構成のねじ切り装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係るねじ切り装置の概略部分断面図である。
【図２】図１に示されたねじ切り装置の断面図である。
【図３】支持組立体に内蔵されているステータと、そのステータに連結されているローターとを示す概略部分断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    ねじ切り装置
２    支持組立体
３    開口部
４    流体（冷却用及び潤滑の流体）
５    排水口
６    溝
７    スリーブ
８    ステータ
９    ローター
１０  駆動本体
【図１】
0005416360.tif 000002
【図２】
0005416360.tif 000003
【図３】
0005416360.tif 000004