▶ ウィルソン トゥール インターナショナル インコーポレイティドの特許一覧
特表2022-503968金属加工プレス又はその他の機械と使用可能な機械加工工具又はその他の工作器具のための駆動システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-12
(54)【発明の名称】金属加工プレス又はその他の機械と使用可能な機械加工工具又はその他の工作器具のための駆動システム
(51)【国際特許分類】
B23G 3/00 20060101AFI20220104BHJP
B21D 28/36 20060101ALI20220104BHJP
B23G 1/44 20060101ALI20220104BHJP
B23G 1/46 20060101ALI20220104BHJP
F16N 7/14 20060101ALI20220104BHJP
F16N 7/36 20060101ALI20220104BHJP
F16H 37/16 20060101ALI20220104BHJP
【ＦＩ】
B23G3/00 Z
B21D28/36 Z
B23G1/44 D
B23G1/46 D
F16N7/14
F16N7/36
F16H37/16
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021517819
(86)(22)【出願日】2019-09-30
(85)【翻訳文提出日】2021-05-18
(86)【国際出願番号】 US2019053919
(87)【国際公開番号】W WO2020069537
(87)【国際公開日】2020-04-02
(31)【優先権主張番号】62/739,339
(32)【優先日】2018-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】500522149
【氏名又は名称】ウィルソン トゥール インターナショナル インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(74)【代理人】
【識別番号】100211177
【弁理士】
【氏名又は名称】赤木 啓二
(72)【発明者】
【氏名】クリストファー ジェイ．ローズ
(72)【発明者】
【氏名】ダミアン オブライエン－ジョーンズ
(72)【発明者】
【氏名】ジョン エム．シモタ
【テーマコード（参考）】
3J062
4E048
【Ｆターム（参考）】
3J062AA21
3J062AB06
3J062AB32
3J062AC07
3J062AC09
3J062CG95
4E048MA10
4E048MA11
(57)【要約】
金属加工プレス又はその他の機械と使用される工具用の駆動システムであって、システムにおいて、遊星歯車が使用され、駆動システムは、雌ネジ切り工具などの特定の工作器具と使用するように構成され、相補的システムがこのような駆動システムと使用するように構成できる。駆動システムは、従来の駆動機構に比べて強化された工具出力を可能すると同時に、意図される機械加工作業に関してシステムの可変的分解および構成を可能にする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属加工プレス又はその他の機械と使用可能な工作器具のための駆動ユニットであって、第１部分及び第２部分であって、前記第２部分が前記第１部分に対して移動可能であるように前記第１部分に作動可能に連結されており、下向きの力が前記第１部分に接触して、前記第２部分と剛性構造体との間に接触が生じた場合、結果として前記第１部分に対する前記第２部分の上向き移動が生じる、第１部分及び第２部分と、
工作用組立体と、
前記工作用組立体に作動可能に連結された歯車装置構成と、
前記第１部分又は前記第２部分の一方に前記歯車装置構成を作動可能に連結するヘリックスドライブと、
を備え、
前記第２部分の前記上向き移動の場合、結果としてこれに対応する力の転換が生じて、入力線形力が出力回転力に転換され、前記力の転換が、前記連結、及び前記第１部分又は前記第２部分の前記一方と前記ヘリックスドライブの相互に対する対応する移動から生じる、
駆動ユニット。
【請求項2】
前記ヘリックスドライブが、前記第２部分に対して回転可能であって、前記ヘリックスドライブの回転が、前記第２部分の前記上向き移動によって誘発される、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項3】
前記ヘリックスドライブが、ステムを備え、前記ステムが、前記ステムの周りにかつ前記ステムの長さに沿って上向きに湾曲する複数の溝を持つように形成された外面を持ち、前記第２部分が、各々前記第２部分に堅固に固定された複数のベアリングを備え、前記ベアリングが、前記ヘリックスドライブステムの前記溝内にそれぞれ受け入れられており、
前記ベアリングが、前記第１部分に対する前記第２部分の前記上向き移動の際、前記ヘリックスドライブステムの前記溝に沿って上向きに移動するように導かれ、前記第２部分に対する前記ヘリックスドライブステムの前記回転に対応する、
請求項２に記載の駆動ユニット。
【請求項4】
前記ヘリックスドライブの前記ステムが、前記駆動ユニットにおいて前記歯車装置構成の下方に位置する、請求項３に記載の駆動ユニット。
【請求項5】
前記第２部分が前記ヘリックスドライブステムを受け入れるサイズの凹部を持つように形成され、前記ベアリングが、前記凹部を形成する前記第２部分の対応する内面から延び、前記ベアリングが前記内面の周りで離間し、これに応じて前記ヘリックスドライブステムの前記対応する溝の中へ延びる、請求項３に記載の駆動ユニット。
【請求項6】
前記歯車装置構成が、遊星歯車装置を備え、前記遊星歯車装置の入力歯車又は輪歯車が、前記ヘリックスドライブに作動可能に連結されて、前記ヘリックスドライブの前記回転が前記入力歯車の同じ回転に対応する、請求項２に記載の駆動ユニット。
【請求項7】
前記ヘリックスドライブが、前記ヘリックスドライブから延びるケーシングを備え、前記入力歯車が前記ケーシング内部に位置し前記ケーシングに連結される、請求項６に記載の駆動ユニット。
【請求項8】
前記入力歯車の回転が、結果として前記遊星歯車装置の出力歯車のより大きい回転となり、前記出力歯車が前記工作用組立体に作動可能に連結されて、前記出力歯車の回転が前記工作用組立体の同じ回転に対応する、請求項６に記載の駆動ユニット。
【請求項9】
前記遊星歯車装置が、前記入力歯車を前記出力歯車と作動可能に連結する１組又は複数組の中間歯車又は遊星歯車を備えて、前記入力歯車の前記回転が、前記１組又は複数組の中間歯車のより多数の回転に対応し、前記１組又は複数組の中間歯車の前記回転が、前記出力歯車のより多数の回転に対応する、請求項８に記載の駆動ユニット。
【請求項10】
前記工作用組立体が、一方の端部において前記遊星歯車装置の前記出力歯車に連結するインサートを備え、前記インサートの他方の端部が工具に連結されるように構成される、請求項８に記載の駆動ユニット。
【請求項11】
更に前記工具を備え、前記工具が雌ネジ切り工具であり、前記剛性構造体が、前記雌ネジ切り工具によって機械加工される材料である、請求項１０に記載の駆動ユニット。
【請求項12】
前記第１部分が前記駆動ユニットの上部分であり、前記第２部分が前記駆動ユニットの下部分である、請求項１に記載の駆動ユニット。
【請求項13】
金属加工プレス又はその他の機械と使用可能な工作器具のための駆動ユニットであって、上部分及び下部分であって、前記下部分が前記上部分に対して移動可能であるように前記上部分に作動可能に連結されており、下向きの力が前記上部分に接触して、前記下部分と剛性構造物との間に接触が生じた場合、結果として前記上部分に対する前記下部分の上向き移動が生じる、上部分及び下部分と、
前記下部分に作動可能に連結された遊星歯車装置と、
前記遊星歯車装置に作動可能に連結された工作用組立体と、
を備え、
前記下部分の前記上向き移動が、前記遊星歯車装置の歯車の回転を誘発し、
前記遊星歯車装置の入力歯車又は輪歯車の回転が、前記遊星歯車装置の出力歯車又は太陽歯車のより多数の回転に対応し、かつ前記出力歯車が、前記工作用組立体に作動可能に連結されて、前記出力歯車の回転が前記工作用組立体の同じ回転に対応する、
駆動ユニット。
【請求項14】
更に、前記遊星歯車装置を前記下部分に作動可能に連結するヘリックスドライブを備え、前記ヘリックスドライブが、前記入力歯車に作動可能に連結され、前記ヘリックスドライブの回転が、前記入力歯車の同じ回転に対応する、請求項１３に記載の駆動ユニット。
【請求項15】
前記ヘリックスドライブが、前記ヘリックスドライブから延びるケーシングを備え、前記入力歯車が前記ケーシング内部に位置し前記ケーシングに連結される、請求項１４に記載の駆動ユニット。
【請求項16】
前記遊星歯車装置が、前記入力歯車を前記出力歯車と作動可能に連結する１組又は複数組の中間歯車又は遊星歯車を備え、前記入力歯車の前記回転が前記１組又は複数組の中間歯車のより多数の回転に対応し、前記１組又は複数組の中間歯車の前記回転が、前記出力歯車のより多数の回転に対応する、請求項１３に記載の駆動ユニット。
【請求項17】
各組の中間歯車が、前記入力歯車の中心にかつ前記入力歯車の周りに等間隔に配列された３つの歯車を備える、請求項１６に記載の駆動ユニット。
【請求項18】
前記１組又は複数組の中間歯車が、２組の中間歯車であり、第１組の中間歯車が、前記入力歯車を第２組の中間歯車に連結し、前記第２組の中間歯車が前記第１組の中間歯車を前記出力歯車に連結し、それにより、前記入力歯車から前記出力歯車への回転比率が、１／３回転対７回転である、請求項１６に記載の駆動ユニット。
【請求項19】
前記下部分の前記上向き移動の際、結果として対応する力の転換が生じて、入力線形力が出力回転力に転換され、前記力の転換が、前記連結及び前記下部分と前記ヘリックスドライブの相互に対する対応する移動の結果生じる、請求項１４に記載の駆動ユニット。
【請求項20】
前記ヘリックスドライブが前記下部分に対して回転可能であり、前記ヘリックスドライブの回転が、前記下部分の前記上向き移動によって誘発される、請求項１９に記載の駆動ユニット。
【請求項21】
前記工作用組立体が、一方の端部で前記遊星歯車装置の前記出力歯車に連結するインサートを備え、前記インサートの他方の端部が工具に連結されるように構成される、請求項１３に記載の駆動ユニット。
【請求項22】
更に前記工具を備え、前記工具が雌ネジ切り工具であり、前記剛性構造体が、前記雌ネジ切り工具によって機械加工される材料である、請求項２１に記載の駆動ユニット。
【請求項23】
金属加工プレス又はその他の機械と使用可能な工作器具に使用するための潤滑システムであって、機械加工プレスによる機械加工対象の材料の下方に配置されるように構成されたハウジングであって、前記ハウジングが、潤滑剤貯留槽を形成する中央の凹部を有し、前記ハウジングが押下げられたとき前記凹部から前記機械加工対象の材料への潤滑剤の上向き放射を誘発する押下げ可能上面を有する、ハウジング、
を備える、潤滑システム。
【請求項24】
前記ハウジングがダイを備え、前記ダイの上面が、工具駆動ユニットによる前記機械加工対象の材料に対する対応する力の結果として生じる前記材料による下向き接触によって誘発するために押し下げられるように構成される、請求項２３に記載の潤滑システム。
【請求項25】
前記潤滑システムが、雌ネジ切り工具のための駆動ユニットのために構成され、前記機械加工対象の材料への潤滑剤の前記上向き放射が、事前穿孔された孔の下及び上への前記潤滑剤の塗布、ならびに前記事前穿孔された孔の内部に形成されるエリアへの前記潤滑剤の塗布を含む、請求項２４に記載の潤滑システム。
【請求項26】
更に、前記潤滑剤貯留槽内に収容されるピストン及び弁を備え、前記上面の押し下げが、前記貯留槽内の前記ピストンの下向き移動に対応し、かつ、前記弁を介した前記貯留槽からの前記潤滑剤の前記上向き放射に対応する、請求項２３に記載の潤滑システム。
【請求項27】
更に、付加的潤滑剤を収容するための別の貯留槽と、前記潤滑油貯留槽を前記別の貯留槽と連結する別の弁とを備え、前記ハウジングの前記上面からの前記下向き接触が取り除されたとき、前記ピストンが、前記潤滑剤貯留槽の中で上昇し、前記貯留槽内の対応する真空が、結果として前記別の弁を介して前記貯留槽への更なる潤滑剤の付加を生じる、請求項２６に記載の潤滑システム。
【請求項28】
金属加工プレス又はその他の機械と使用可能な工具組立体であって、上部分及び下部分であって、前記上部分と下部分が作動可能に結合される、上部分及び下部分と、
前記上部分に作動可能に結合され、機械のラムストロームから接触して下向き移動するように構成された頭部分と、
ヘリックスドライブ及び前記ドライブに作動可能に結合されたトランスミッション組立体を備える駆動ユニットであって、前記頭部分が前記ヘリックスドライブに作動可能に結合される、駆動ユニットと、
前記トランスミッション組立体に作動可能に連結された工作用組立体と、
を備え、
前記機械のラムストロークからの前記頭部分の下向き線形運動が、結果として前記頭部分に対する前記ヘリックスドライブの回転運動を生じて、前記ヘリックスドライブの前記回転運動が、結果として前記トランスミッション組立体の強化された回転運動を生じ、前記トランスミッション組立体の前記強化された回転運動が、結果として前記工作用組立体の対応する回転運動を生じる、
工具組立体。
【請求項29】
前記トランスミッション組立体が遊星歯車装置で構成される、請求項２８に記載の工具組立体。
【請求項30】
前記トランスミッション組立体が、前記ヘリックスドライブから取外し可能であるモジュール式である、請求項２８に記載の工具組立体。
【請求項31】
前記ヘリックスドライブが、前記ドライブの長さと同様の傾斜する溝を持つように形成される、請求項２８に記載の工具組立体。
【請求項32】
前記頭部分が、前記ドライブの回転を増減又は維持するように前記ヘリックスドライブ溝と協働する１組又は複数組の溝を持つように形成される、請求項３１に記載の工具組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年９月３０日に提出された米国仮特許出願第６２／７３９３３９号（その教示は参照により本明細書に援用される）に対する優先権を主張する。
本出願は、２０１８年９月３０日に提出された米国仮特許出願第６２／７３９３３９号（その教示は参照により本明細書に援用される）に対する優先権を主張する。
【0002】
本発明は、概略的に、金属加工機械、及びその工作のためにこれと使用される駆動システム並びに駆動システムと使用可能なその他のシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
シートメタル及びその他の工作物は、多様な有用な製品に加工できる。通常採用される加工（即ち、製造）プロセスは、シートメタル及びその他の工作物の曲げ、折り及び穴形成を伴う。このようなプロセスに使用される設備は、タレットプレス及びその他の工業用プレス（シングルステーションプレスなど）、トルンプ型機械（Trumpf style machines）及びその他のレール型システム、プレスブレーキ、シートフィードシステム、コイルフィードシステム及びシート材料を穿孔又はプレスするためのその他のタイプの加工設備を含めて多種を含む。
【0004】
タレットプレスに関しては、回転式上部テーブル即ち複数の工具（例えば、パンチ）を支える「タレット」と、例えば複数のダイを支える回転式下部テーブル／タレットと、を含むことが知られている。上部テーブル上の特定の雄型パンチが下部テーブル上の特定の雌型ダイと整列する位置まで上部及び下部テーブルが回されると、この２つの間の工作物（例えば、シートメタル）は、パンチが工作物を変形するようにパンチを工作物と接触するように下向きに移動することによって、機械加工（穿孔、曲げなど）できる。パンチの下向きの移動は、ラムがパンチに上部に衝突したときに生じる。ダイは、通常、凹部を有し、その中へ、穿孔作業中パンチの先端が突出する。いくつかの事例において、パンチの下りストロークのとき穴が穿たれ、パンチの先端は、シートメタルをせん断できる（このプロセスにおいて、ダイの中央凹部の中まで延びることができる）。これと比較して、シングルステーションパンチは、タレットを持たず、工作物をプレスするためのシングルステーションを持つ。
【0005】
周知のように、いくつかの事例において、金属加工プレスは、機械加工に使用するために回転する必要がある工作器具（雌ネジ切り工具（tapping tools）など）と使用されるように設計できる。例えば、雌ネジ切り工具は（パンチ工具とは異なり）、工作物にスクリューネジ部を生成するためのものである。したがって、雌ネジ切り工具（又は「タップ」）は、噛み合う対のうち雌型部分をカット又は形成するために使用される（例えば、ナット）。タップを使用する場合（この場合にもパンチ工具の使用とは異なり）工作物へ向かって直線的に駆動されるときタップのラジアル又は回転運動を必要とする（プレスラムの下りストロークによって）。逆に、このようなタップと一緒にダイを使用する場合、ダイは、主に、雌ネジ切りプロセス中シートメタルの支持体として役立つ。
【0006】
引き続き従来の雌ネジ切り工具に焦点を当てると、このような工具をプレスと一緒に使用することには問題があった。例えば、プレスのためのラムストローク距離は限定される可能性がある。したがって、雌ネジ切り工具のために発生する出力（例えば回転量）も限定される可能性がある。更に、従来の工具（駆動）組立体の場合、タップは、対応する雌ネジ切り機構によって生じる回転力からかなりの量のトルク及びせん断応力を受ける可能性がある。その結果生じる機構の構成要素の回転運動は、タップに作用し、これに応じてタップを回転させる。時間を経ると、トルク及びせん断力の結果、使用される工作物材料及び機構によって発生する力の規模に応じて、機械加工時にその長さに沿ってタップは変形（又はせん断）する可能性がある。更に、その機械加工作業のために工具に発生する力の規模に対して、工具がこれに応じた力を受けることなく、この力を効果的に伝えて出力（タップの場合には回転）を最大化することが、これまでは難しかった。
【0007】
この数年間、上記の問題に対処するために多くの設計がなされてきた。例えば、特定の設計は、ラムの降下の結果として回転しこれに応じてタップを回転させるリードスクリューを使用するものであり、タップの下向きの変位は、リードスクリュー及びタップの両方がピッチ組立体とネジ式連結を持つことによって可能になる。他の設計は、電動手段（モーター）を含むこと又はプレスの自動インデクシング機能を使用することが知られている。
【0008】
但し、上述の設計は効果的ではあったが、それでもタップに大きな力が伝えられ、それに応じる出力量（少なくとも回転に関して）が限定されている。上述の問題並びに他の問題に対処するタップ駆動システムの必要性、及びその際金属加工プレスと使用可能な効果的かつ効率的なシステムを提供する必要性が、残る。但し、このような必要性に対処する際、このような解決法は、更にこのようなプレス及びその他の機械と一緒に使用される他の工作器具に並びに（おそらく）プレス及び機械の意図される他の機能に、応用可能であり拡大できることが、分かった。
【発明の概要】
【0009】
本発明の実施形態は、金属加工プレス又はその他の機械と使用される工具のための駆動システムを含み、システムには遊星歯車が使用される。実施形態のいくつかは、雌ネジ切り工具など特定の工作器具と使用するように構成される駆動システムに関する。更なる実施形態は、好ましくはこのような駆動システムと使用するように構成された相補的システムを含む。駆動システムの実施形態は、従来の駆動機構と比べて強化された工具出力を可能にする。実施形態のいくつかは、意図される機械加工作動に関して駆動システムの可変的分解及び構成も可能にする。
【0010】
下記の図面は、本発明の特定の実施形態を例示し、したがって本発明の範囲を限定しない。図面は、必ずしも縮尺通りではなく（特に明示しない限り）、下記の発明を実施するための形態の説明と一緒に使用することを意図する。本発明の実施形態は、以下で添付図面に関連して説明する。図面において同様の番号は同様の要素を指す。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
下記の詳細な説明は、本質的に代表的なものであり、本発明の範囲、適用または構成を限定するためのものではない。むしろ、下記の説明は、本発明の好ましい実施形態を実現するためのいくつかの実践的例証を示す。構成、材料、寸法及び製造プロセスの実施例が、いくつかの選択された要素のために示されるが、その他の要素は、本発明の分野の当業者には既知のものを採用する。当業者には、記載される実施例の多くが多様な適切な代替物を持つことが分かるだろう。
【0013】
図１は、本発明の特定の実施例に従った駆動ユニット１００の斜視図であり、駆動ユニット１００は、その中に装填された工具を駆動するように構成される。本明細書において更に詳述するように、このような工具は、例えば雌ネジ切り工具（「タップ」）１０１（図５及び７において最も明確に示される）である。図示するように、駆動ユニット１００は、全体ハウジング１０２を使用することによって形状は比較的コンパクトである。特定の実施形態において、ハウジング１０２は、複数の相互に結合された層で形成され、その各々が、ユニット１００の対応する構成要素を保持するために別個の外側ハウジング構造によって収容される。コンパクトな形状だと、駆動ユニット１００は、特定の実施形態において、新規でも既存でも、工具が駆動ユニット１００に装填されたとき提供できる機械加工作業を保証する多様な金属加工プレス又はその他の機械のいずれとでも使用できるように作ることができる。駆動ユニット１００で改装できそうなこの種の１つの機械はタレットプレスを含み、ユニット１００は、単にその中に（例えば、上部テーブルの穴の中に）入れれば良いが、プレスの場合、ユニットの設計は、シングルステーション、トルンプ型機械及びその他のレール型システム、プレスブレーキ、シートフィードシステム、コイルフィードシステム、並びにシート材料を穿孔又はプレスするための他のタイプの加工設備を含めて、多様な任意の工業用プレスのタイプにも使用できる。
【0014】
更に、図１を見ると、駆動ユニット１００は、金属加工機械内で使用されるときと同じ向きで示される。例えば、ユニット１００の上部分１０４は、垂直に下向きに駆動される（駆動力Ａによって、例えばラムストローク）ように構成され、ユニット１００の下部分１０６は、それに応じて垂直に下向きに駆動されて、加工対象の材料１０３（例えば、シートメタル１０３、図７）など下に在る構造体に接触する。本明細書において後に説明するように、下部分１０６は、上部分１０４に対して垂直に移動可能であるように上部分１０４に作動可能に連結される。したがって、下に在る構造体に接触すると、下部分１０６は、内部的にユニット１００から工具の突出を誘発（trigger）し、同時に工具がその機械加工機能のためにユニット１００によって回転されるように、垂直に上向きに（この場合も下部分１０４に対して）駆動される。このように、特定の実施形態において、前記下部分１０６は、上部分１０４に対する上向き線形駆動力ゆえにユニット１００の駆動部分と呼ぶことができる。また更に説明するように、駆動ユニット１００は、この線形力（例えば、元々機械加工対象の材料など下に在る構造体に対するユニット１００の下向き移動から派生する）を回転力（ユニット１００に配置された工具を回転するため）に転換する機能を果たすように構成される。
【0015】
次に、典型的に駆動ユニット１００を採用するように構成できる特定の工作器具タイプについて説明すると、タップは（上に説明するように）、雌ネジ切り機構から与えられる回転力からの非常に大きい量のトルク及びせん断応力に耐えることが従来知られている。更に本明細書において詳述するように、雌ネジ切り機構でタップが従来受けた回転力は、駆動ユニット１００と分散して、平衡化することができるので、組立体の強度を増して、タップに対する悪影響の可能性を小さくしながら、少なくとも回転に関して工具から派生する対応する出力量を増大できる。これを実現する１つの方法は、駆動ユニット１００の中に装填された工具に力を伝えるために相互接続された歯車セットを駆動ユニット１００内で使用することである。ユニット１００の内部図を示す図２を参照すると、特定の実施形態において、複数の歯車セットを含む歯車装置構成は、ユニット１００の上部分に配置され、これと一緒に使用される工具への力の伝達に関連して使用できる。特定の実施形態において、相互接続された歯車の歯車装置構成は、駆動ユニット１００に使用するための遊星歯車装置を形成する。したがって、更に下で説明するように、駆動ユニット１００の遊星歯車装置は、概略的に、駆動力Ａが加えられた後にかつユニット１００内に装填された工具の使用と同時に作動するように構成される。
【0016】
遊星歯車装置構成に関する基本について更に詳しく述べると、典型的に３組の歯車が必要とされ、この各々が異なる自由度を持つ。特に、少なくとも３つの遊星歯車は、所定の場所でスピンする中央の太陽歯車の周りで回る軸線の周りを回転するように構成され、輪歯車は、遊星歯車を外面に結合するために使用される。図２に戻ると（下で説明するように図３及び４を参照すると）、輪歯車は、１１０で示され、太陽歯車は１１２で示される。輪歯車１１０と太陽歯車１１２との間で、２グループの遊星歯車１１４及び１１６が使用される。但し、本発明は、駆動ユニット１００に関して異なる設計は１つのグループ並びに２つを超えるグループの遊星歯車を利用することができるので、前記の設計に限定されない。特に、利用する遊星歯車グループの数を増やすことの利点は、これに応じて中央の太陽歯車１１２の回転が増大することを含むが、数を増大すれば、駆動ユニット１００のためのより大きい収容容量が必要となる。
【0017】
駆動ユニット１００へのこのような遊星歯車装置の使用に関して、再び、側面の有利な点から見たユニット１００の内部図を示す図３及びその選択された構成要素に関するユニット１００の分解図を示す図４を参照する。ユニットの下部分１０６の上向きの垂直線形運動は、これに応じて輪歯車１１０の回転を誘発し、これが、第１組の遊星歯車１１４を駆動し、更に、これが第２組の遊星歯車１１６を駆動し、これが中央の太陽歯車１１２を駆動する。特定の実施形態において、輪歯車１１０に関しては、歯車１１０は、ヘリックスドライブ１２０に作動可能に固定される。図示する特定の実施形態において、輪歯車１１０は、ヘリックスドライブ１２０から延びるケーシング１１８内に位置し、それによって、歯車１１０（ヘリックスドライブ１２０に作動可能に固定されるので）は、ユニットの下部分１０６の上向きの垂直線形運動の結果として回転する。
【0018】
特定の実施形態において、ヘリックスドライブ１２０の長手長さｈに沿って、複数の上向き湾曲溝１２２が形成され、これに沿って、同数のベアリング１２４が移動するように構成される。図示する特定の実施形態において、ベアリング１２４は、下部分１０６に形成された内側凹部１２６に堅固に固定され、これから突出する。凹部１２６は、溝１２２が対応するベアリング１２４を受け入れるように、ヘリックスドライブ１２０を受け入れるサイズを持つ。下部分１０６とヘリックスドライブ１２０との間でこのように組み立てられるので、下部分１０６が上向きに線形に移動するとき（下に在る構造体例えば機械加工対象の材料に接触して）、これに応じた上向きの線形の力がベアリング１２４に加えられる。但し、ベアリング１２４は下部分１０６に堅固に固定されていること並びに下部分１０６は下に在る構造体と接触することによって概ね回転を妨げられていることを考慮すると、ベアリング１２４に対する上向きの線形力は、ヘリックスドライブ１２０の対応する溝１２２に沿った上向き移動を生じる。下部分１０６（及びベアリング１２４）は静止して保持される（回転しないように）ので、溝１２２内でのベアリング１２４の移動は、現実には、溝１２２がベアリング１２４に対して下向きにスライドすること、及び下部分１０６及びベアリング１２４に対してヘリックスドライブ１２０がこれに応じて回転することを伴う。特定の実施形態において、図示するように、ベアリング１２４は、下部分１０６の凹部１２６の周りに相互から等距離に位置する。例えば、図示する特定の実施形態において、３つのベアリング１２４が、下部分１０６に関して採用される。これらのベアリング１２４が相互に等距離に位置すると、下部分１０６の周りのベアリング１２４の間隔は１２０°である。ヘリックスドライブ１２０への輪歯車１１０の固定（ケーシング１１８が内部で輪歯車１１０に連結することによって）に基づいて、ヘリックスドライブ１２０の回転の結果、輪歯車１１０がこれに応じて回転する。
【0019】
駆動ユニット１００と使用される遊星歯車装置に戻ると、既述のように、輪歯車１１０の回転から第１組の遊星歯車１１４の対応する回転へ、第２組の遊星歯車１１６の対応する回転へ、太陽歯車１１２の回転へ、移動して、遊星歯車装置に関して順次の各歯車の回転量が増していく。遊星歯車装置のこのような属性は、より中心に近い歯車がより大きい回転量を持つように、後続の各歯車（又は歯車の組）が先行する歯車（又は歯車の組）より中央近くに配置されるものとして理解すべきである。好ましい歯車構成を使用することによって、輪歯車１１０の１／３回転（ヘリックスドライブ１２０の回転に対応する）は、太陽歯車１１２の７回転に対応する。
【0020】
上の説明はヘリックスドライブ１２０が歯車装置構成例えば、ユニット１００のための遊星歯車装置の下方に在る駆動ユニット１００のための実施形態に焦点を当てているが、本発明はこのような実施形態に限定されるべきではない。例えば、図８に示すように、駆動ユニットは、ヘリックスドライブ１２０及び歯車装置構成の全く反対の配置を持つことができ、ヘリックスドライブ１２０は、歯車装置構成の上に位置する。上記の実施形態を基準とすれば、このような駆動ユニットの別の配置がどのように作動するかが分かるだろう。例えば、下向きの垂直力が上部分（ヘリックスドライブ１２０のステムを取り囲む）に加わると、下部分（歯車装置構成を収容する）は、表面（機械加工対象の材料）へ向けて導かれ、これに接触する。更に、下部分（歯車装置構成を持つ）は、上部分（ヘリックスドライブ１２０のステムを取り囲む）に対して垂直に上向きに導かれる。特定の実施形態において、歯車装置構成を保持する下部分の第１部分は、機械加工対象の材料に接触する下部分の第２部分に回転可能に保持される。更に、上部分は、上部分から突出する１つ又は複数の上部延長部（例えば、延長部はタレット穴の垂直スロットと整列するキーである）によって、回転をロックされる。下部分が垂直に上向きに移動すると、下部分（歯車装置構成）は、上部分（ヘリックスドライブ１２０）に対して上昇するが、下部分の第１部分（材料を機械加工しこれに接触する部分）と下部分の第２部分（歯車構成）との間の回転可能な結合、及び上部分（ヘリックスドライブ１２０のステムを取り囲む）のロック（回転に対する）に基づいて、上部分に対して下部分の上向き移動は、結果として、下部ハウジングの第２部分（歯車装置構成）を上部分に対して上昇させる。ヘリックスドライブ１２０のステムは、固定された上部分の周りを回転するように構成される（上部分のベアリング１２４がヘリックスドライブステムの湾曲溝１２２の中を下向きに移動することによって）。ヘリックスドライブ１２０のこのような回転は、既述の通り、これに応じて、歯車装置構成の歯車を回転させる。このような駆動ユニットの代替的配置の利点は、歯車装置構成がタップにより近く位置付けられることであり、それによって、太陽歯車又は出力歯車は、延長部又はインサート１３０が前記歯車を工具に接続する限り存在理由がなくなる。
【0021】
図５は、本発明の特定の実施形態に従った駆動ユニット１００’（ 駆動ユニット１００と同様であり、 雌ネジ切り工具１０１（「タップ」）を採用するように構成される）の斜視断面図である。駆動ユニット１００’は、その太陽歯車１１２がタップ１０１に作動上連結されるように構成される。したがって、太陽歯車１１２の回転は、同様に、タップ１０１に与えられる。したがって、上述のように、太陽歯車１１２が７回転すると、タップ１０１も７回転することが分かる。太陽歯車１１２は、タップ１０１に作動可能に結合される。特定の実施形態において、図示するように、このような作動可能な結合は、インサート１３０を使用することによって与えられ、インサート１３０の一端１３０ａは、太陽歯車１１２の延長部１１２ａと連結すように構成される。1つの好ましい連結構成は、インサート１３０を含むか、又は少なくともその両端１３０ａ、１３０ｂは中空とすることができる。そのために、特定の実施形態（図４に好ましいものとして示す）において、太陽歯車延長部１１２ａは、特定の形状（例えば、正方形）を持つように形成でき、インサート端部１３０ａは、太陽歯車延長部１１２ａをすっぽり受け入れるように対応する内部形状（例えば、正方形プロフィル）を持つように形成される。したがって、このような連結によって、太陽歯車１１２の回転はインサート１３０の同じ回転に対応する。同様に、特定の実施形態において、インサート１３０の反対端部１３０ｂは、タップ１０１の対応する形状（例えば正方形）の端部１０１ａをすっぽり受け入れるように、対応する内部形状（例えば、正方形プロフィル）を持つように形成できる。特定の実施形態において、前記正方形の内部プロフィルから部分的に突出して正方形のタップ端部１０１ａの外面に接触する（そしてよりすっぽり保持する）ように、１つ又は複数のボールベアリング１３０ｃをインサート端部１３０ｂ内に位置付けできる。したがって、このような連結によって、インサート１３０の回転は、タップ１０１の同じ回転に対応する。当然、インサート１３０（例えば、その両端）及び太陽歯車延長部１１２ａ（例えば、その対応する端部）及びタップ１０１の間の連結の仕方は多様にあり、このような例の１つを詳述するが、本発明はこれに限定されない。
【0022】
図６は、本発明の特定の実施形態に従った、タップ１０１を除いた駆動ユニット１００’の完全分解図である。駆動ユニット１００’は、上部分１０４から下部分１０６’まで（下部分はタップ１０１のためのインサート１３０を含むので図１及び３において前に参照した下部分１０６とは異なる参照番号である）構成要素及びハウジング構造に関して右から左まで示される。そのために、この図は、より明確に構成要素及びその構造を示す。図７は、本発明の特定の実施形態に従った、駆動ユニット１００’及びこれと使用されるダイ１４０の立面断面図（図５と同様）である。駆動ユニット１００’のタップ１０１に、特に対応する材料（例えば、シートメタル１０３）に対して雌ネジ切り作業を実施するためのユニット１００’からのタップ１０１の突出に焦点を移すと、下部分１０６は材料と接触すると垂直に上向きに移動するので、タップ１０１は、比較して上向きに移動しない。その代わりに、下部分１０６の上向き移動によって、タップ１０１は、材料に対して基本的に降下して、これに接触し、その後これに対して雌ネジ切り作業を実施し、タップ１０１は、太陽歯車１１２の回転に対応する作動のために回転する。
【0023】
図７に示すダイ１４０に関しては、雌ネジ切り作業時のタップ１０１のための潤滑システムとして役立つように構成される。駆動システム１００’の下部分１０６’が材料（例えば、シートメタル１０３）に接触したとき、これは、材料とダイ１４０の上面との間の別の接触に対応する。特定の実施形態において、このような接触は、潤滑剤（例えば、オイル）が、ダイ１４０からその上に在る材料の部分へ上向きに導かれるように誘発する。図示する特定の実施形態において、このダイ上面は、ダイ１４０の垂直に突出するパッド部分１４２を含み、それによって、パッド１４２の押し下げ（材料例えばシートメタル１０３との接触による）は、ダイ１４０内部のパッド１４２の下方に位置付けられたポンプピストン１４４を誘発して、タッピング貯留槽（tapping reservoir）１４６から潤滑剤を押し出す。そのために、特定の実施形態において、ピストン１４４は、第１弁１４８に作用して、潤滑剤が貯留槽１４６から弁を通過して、タップ１０１によって機械加工される材料のエリアへ導かれるようにする。その際、潤滑剤が材料並びに駆動ユニット１００の下方に放出されることに基づいて、潤滑剤は、事前穿孔された孔（駆動ユニット１００’のタップ１０１でネジ切りされる前に）の下方及び上方並びにその内部に画定された材料エリアを被覆することが分かる。
【0024】
引き続き図７を見ると、駆動ユニット１００’の下部分１０６’が機械加工対象の材料（例えば、シートメタル１０３）から取り除かれるとき、ピストン１４４は、これに応じて、貯留槽１４６に真空が生じて更なる潤滑剤を貯留槽に引き込むように、ダイ１４０内で上昇位置まで収縮する。特定の実施形態において、このような貯留槽１４６への潤滑剤の再充填は、一方の端部において貯留槽１４６及び弁１５０の他方の端部において更なる潤滑材の供給貯留槽１５２と流通する第２弁１５０の作用によって実施される。更に、タッピング貯留槽１４６における潤滑剤の過剰な蓄積を防止するために、貯留槽１４６の上開口部１４６ａからダイ１４０に形成された涙孔１５６へ向かって延びるように、１つ又は複数の溝１５４をダイ１４０内に形成できる。
【0025】
これまで、本明細書において説明する設計は、実現された駆動ユニットによって力の伝達の有効性及び効率を強化するための形態に焦点を置いてきた。例えば、ラムストロークから工具（例えば、タップ）の駆動へ、線形から回転力への転換は、駆動ユニットを使用することによってより良く分布／平衡化され、それによって組立体の強度は高まり、使用時の工具に対する悪影響を減少し、これに応じて少なくとも回転に関して工具から派生する出力量を増大する。引き続きこの点に重点を置いて、更なる設計について例証する。図９から始めると、工具組立体２００の分解図を示す。組立体２００は、トランスミッション組立体２０４とヘリックスドライブ２０６とで形成された駆動ユニット２０２を含む。下で更に詳しく説明するように、駆動ユニット２０２は、本明細書において例証した(力の伝達に関して)駆動ユニットと同様に機能し、トランスミッション組立体２０４は、出力を強化する(回転を増大する)ための遊星歯車装置などの歯車装置ステージ又は構成を含むトランスミッション組立体２０４と、入力線形力を回転力に転換してトランスミッション組立体２０４を作動するためのヘリックスドライブ２０６と、を備える。そのために（すでに上で述べたように）、プレスにおいて概ね利用可能なラム距離（ストローク）は限定されるので、段階的歯車装置構成（例えば、トランスミッション組立体２０４）と傾斜ヘリックス（例えばドライブ２０６）を組み合わせて使用することによって、限定されたラムストロークで機能してかつ出力回転を最大化するためのコンパクトな解決法を提供する。したがって、材料の厚み及び得ようとするスレッドピッチに関して雌ネジ切り具の応用の可能性は大きく広がる。これに対して、従来の雌ネジ切りユニットは、単一回転要素／線形ドライブを含むことが知られている。
【0026】
図９及び組立体２００の駆動ユニット２０２を続けて見ると、トランスミッション組立体２０４は、モジュール式ユニットとして形成される。特定の実施形態において、図示するように、組立体２０４は、ヘリックスドライブ２０６に作動上結合でき（例えば、ドエルピン２０８によって）、図１０（線Ｘ－Ｘに沿って組み立てられた図９の工具組立体２００の断面図を示す）を参照すると、駆動ユニット２０２は、工具組立体２００内に収容されるように構成される。図示する特定の実施形態において、工具組立体２００は、トランスミッション組立体２０４及び／又はヘリックスドライブ２０６が現場において必要に応じて又は所望の場合に工具組立体２００から改装又は交換できるように、使用者が分解できるように構成できる。更に、図１１（工具組立体２００の選択された部分の部分分解図）を参照して説明するように、トランスミッション組立体２０４はモジュール式なので、使用者が可変的に構成でき、例えば、１つのトランスミッション組立体２０４を別のものに交換できるので、工具組立体２００に使用される工作器具及び機械加工対象の材料に基づいて、駆動ユニット２０２を意図する使用／用途に最も適するように構成できる。
【0027】
上記のことから察せられるように、意図される用途に基づいて駆動ユニット２０２に関して改装／構成を可能にしこれを促すために、工具組立体２００は、現場で使用者が分解し易いように構成される。図１０（及び図９及び１１）を参照すると、工具組立体２００は、駆動ユニット２０２を含めて組立体２００の対応する構成要素を収容及び／又は支持するために同様の形状の上部及び下部ハウジング２１０、２１２を使用することによって、比較的コンパクトであり、その形状は簡素化されている。このようにコンパクトで簡素化された形状で、工具組立体２００は、特定の実施形態において、多様な金属加工プレス又はその他の機械（及び駆動及び回転のために必要なそのための工具）のいずれとも使用できる。工具組立体２００で改装し易いこの種の機械の１つは、タレットプレスであり、組立体２００は、その中に単に配置できる（例えば、その上部テーブルの穴に）。但し、プレスの場合、組立体の設計は、シングルステーション、トルンプ型機械及びその他レール型システム、プレスブレーキ、シートフィードシステム、コイルフィードシステム並びにシート材料を穿孔又はプレスするためのその他のタイプの加工設備を含めて多様な工業用プレスタイプにも利用できる。
【0028】
使用者による分解の概念に戻り、図９から始めると（及び図１０を参照して）、上部ハウジング２１０及び下部ハウジング２１２は、特定の実施形態において、その対応する端部に噛み合うネジ部を持つように構成できる。例えば、図示する工具組立体２００は、下部ハウジング２１２の上端部に、上部ハウジング２１０の下部端部の雌ネジ部２１０ａと噛み合う雄ネジ部２１２ａを持つ。但し、本発明は、このようなものに限定されるべきではなく、ハウジング２１０、２１２のために他の結合又は別のネジ式構成も使用できる。更に図示するように、キー形式の締結具を使用して、その後、ハウジング２１０、２１２を一緒にロックできる。特定の実施形態において、この締結具は、インサート１１４ａ及び／又はインサート１１４ａを保持するための対応する締結具１１４ｂの形式をとることができる。但し、キー式締結具は、更に多様な他の締結具のタイプのいずれでも良く、同様に機能できる。分解のために（例えば、ネジ式ハウジング及び相互ロックキー締結具を使用して）、締結具１１４ｂ／インサート１１４ａは、ネジを緩め／取り外して、上部ハウジング２１０は、その後下部ハウジング２１２に対して回転して、下部ハウジングとの連結を解除し、それによって駆動ユニット２０２（図１１）並びにその他の内部構成要素にアクセスできる。組立（又は再組立）に関しては、駆動ユニット２０２に関する所望の改装又は交換の後に、上部ハウジング２１０を下部ハウジング２１２にネジ式に接続し、インサート１１４ａ／締結具１１４ｂがその後付加され／ネジ入れられて、ハウジングを相互に保持しロックする。
【0029】
工具組立体２００の特徴のいくつかの紹介として上述のことは役立つが、他の特徴も本質的に好ましいものであることが分かるはずである。例えば、駆動ユニット２０２の構成は、トランスミッション組立体２０４の上に位置付けられたヘリックスドライブ２０６を含むが、上述の形態は、逆の構成を持つ工具組立体（例えば、図１の駆動ユニット１００について既に説明したことを参照して）にも応用できることが分かるはずである。例えば使用者による分解に関して工具組立体２００について上に説明した汎用性及び駆動ユニット２０２の保証された構成は、雌ネジ切り工具のための従来の駆動機構については概ね考慮されていない。これは、主に、従来の設計が本質的に非常に複雑であり、特にどのような分解も機能が悪影響を受ける危険を与えるように構成されることに由来する。したがって、従来の機構は、本明細書で述べたように、意図される用途／応用に基づいて現場でより構成するのが容易ではなく、現場での変更なしに概ね完全に交換される構造体として構成される。
【0030】
更に引き続き従来の設計と比較すると、特定の実施形態において、工具組立体２００は、機械的（例えば、コイルバネ式）ではなく、動的付勢部材２１６（気体例えば窒素、バネなど）を持つように構成される。下で更に説明するように、特定の実施形態において、工具組立体２００は、付勢部材２１６が機械的なものに比べてより動的であるように設計される。特に、工具組立体２００のトランスミッション組立体２０４及び／又はヘリックスドライブ２０６は現場で再構成／改装するように設計されるので、必要とされる反動力／距離はそれに応じて変動する可能性があり、ガススプリングの使用によってより可変的に対処できる。例えば、特定の実施形態において、ガススプリングは、３８.１ｍｍ（１.５”）～８８.９ｍｍ（３.５”）の行程距離で反動力３６３ｋｇ（８００ポンド）を与えるように設置できる。付勢部材２１６のためにガススプリングを使用すると、反動パラメータが多様なトランスミッション組立体２０４／ヘリックスドライブ２０６の組合せに合うようにし、同時に、現場で使用者が工具組立体２００を構成する際に使用者に優しい。
【0031】
図１０に戻ると、図示する工具組立体２００は、金属加工機械内で使用される場合と同様の向きを向く。金属加工機械に使用するために選択された場合、組立体２００は、機械のラムと垂直方向に整列しこれに衝突するように移動される。組立体２００の頭部分２１８は、垂直に下向きに駆動されると（駆動力Ａ’例えばラムストロークによって）頭部分２１８とハウジング２１０は作動可能に連結されるので、上部ハウジング２１０に対して移動する。例えば、特定の実施形態において（及び、図１２及び１３から分かるように）、頭部分２１８の長手長さｈ’に沿って、複数の溝２２２が形成され、対応する数のベアリング２２４がこれらの溝に沿って移動するように構成される。図示する特定の実施形態において、ベアリング２２４は、上部ハウジング２１０に形成された内側穴２２６に強固に固定されかつこれから突出する。図１０から分かるように、上部ハウジング２１０は、溝２２２が対応するベアリング２２４を受け入れるように、頭部分２１８を受け入れるサイズを持つ内側凹部２２８を持つように形成される。上部ハウジング２１０と頭部分２１８との間にこのような連結があると（図１２及び１３）、機械ラムがぶつかったとき、工具組立体２００全体は、反対側の工具端部が加工物と接触するまで下向きに駆動され、加工物に接触した点で、頭部分２１８は、上部ハウジング２１０に対して垂直に下向きに移動し、これに対応して溝２２２はベアリング２２４の周りで下向きに移動する。
【0032】
頭部分２１８及び上部ハウジング２１０と同様、頭部分２１８及びヘリックスドライブ２０６も、作動可能に連結される。図１４を見ると（かつ引き続き図１２及び１３を参照すると）、特定の実施形態において、ヘリックスドライブ２０６の長さｈ”に沿って、複数の上向き湾曲溝２２２’が形成され、対応する数のベアリング２２４’が、これらの溝に沿って移動するように構成される。図１０及び１３を参照すると、特定の実施形態において、ベアリング２２４’は、頭部分２１８に形成された対応する内側穴２２６’に堅固に固定され、これから突出する。図１０から分かるように、上部ハウジング２１０は、溝２２２’が対応するベアリング２２４’を受け入れるように、ヘリックスドライブ２０６を受け入れるサイズを持つ内側凹部２２８’を持つように形成される。図１３から分かるように、頭部分２１８とヘリックスドライブ２０６との間のこのような連結があるので、頭部分２１８が線形に下向きに移動するとき対応する下向きの線形の力がベアリング２２４’に加えられる。但し、ベアリング２２４’が頭部分２１８に堅固に固定され、頭部分２１８が機械内（例えばタレットテーブル孔）にロックされる上部ハウジング２１０との連結によって概ね回転が防止されること（既述のように）を考慮すると、ベアリング２２４’に対する下向き線形力は、ヘリックスドライブ２０６の対応する溝２２２’に沿った下向き移動を生じる。この場合も、頭部分２１８及びしたがってそのベアリング２２４’が静止状態に保持されると（回転しないように）、溝２２２’内のベアリング２２４’の移動（及び対応する溝２２２’の底面に加えられるベアリング２２４’に対する下向きの力）は、結果としてヘリックスドライブ２０６の対応する回転となる。
【0033】
特定の実施形態において、図１５に示すように、上部ハウジング２１０のベアリング２２４及び頭部分２１８のベアリング２２４’は、その内側凹部２２６、２２６’の周りに等距離に配置される。例えば、図に示す特定の実施形態において、上部ハウジング２１０に関して３つのベアリング２２４が採用され、頭部分２１８に関して３つのベアリング２２４’が採用される。これらのベアリングセット２２４、２２４’の各々を１２０°の間隔で相互に等間隔に位置付けかつ各々頭部分２１８から又はこれまで延びるようにする際、ベアリング２２４、２２４’の各３つ組の１２０°の分布は、頭部分２１８上において相互にオフセットする。後に説明するように、頭部分２１８は、図示する特定の実施形態において、垂直向きの溝の初期セット２２２に隣接して付加的溝のセット２２２ａ、２２２ｂをその中に持つように構成できる。
【0034】
話を工具組立体２００の使用に戻して、ヘリックスドライブ２０６の回転ついて説明するために、図１０並びにトランスミッション組立体２０４の側面図及びその分解図である図１６及び１７を参照する。上述のように、工具組立体２００のための駆動ユニット２０２を形成する際、ヘリックスドライブ２０６は、例えばドエルピン２０８によって、トランスミッション組立体２０４に作動上結合できる。この結合によって、ヘリックスドライブ２０６の回転はトランスミッション組立体２０４及びその中に収容される歯車装置構成例えば遊星歯車装置への入力を形成する。本明細書において既に例証したように、遊星歯車装置は、駆動され回転される工具（例えば、タップ）の出力を強化（回転を増加）するために効果的に使用できる。輪歯車、複数組の遊星歯車及び太陽歯車を使用することによって、かつ遊星歯車のステージ数に応じて、トランスミッション組立体２０４の出力回転は、入力回転の倍数になる。特に、図１７の分解図を参照すると、カップリングステム２３０の回転は、第１組の遊星歯車２３２の対応する回転を生じ、これに、第１太陽歯車２３４によって第２組の遊星歯車２３８の対応する回転が続き、これに工具（例えば、タップ）のためのインサート２４０に作動可能に連結される第２太陽歯車２４０の対応する回転が続く。既に説明したように、より中心に近い歯車は、それに応じてより大きい回転量を持つので、工具（例えば、タップ）は、遊星歯車２３２及び２３８が中央輪歯車２３６と外回転接触することにより、それに応じて回転する。
【0035】
これまで、様々な駆動ユニット設計並びに駆動ユニット設計を備える工具組立体設計について例証した。これらの実施形態に関して、回転量に関して出力を増大するためだけでなく、出力回転力のより良い分布／平衡化を与えながらその規模を強化する（回転を増す）ために、駆動ユニット１００、２０２内で遊星歯車装置を使用することに焦点を当ててきた。更に、駆動ユニットをモジュール式構成要素（例えば、完全に又はその分離可能な部分の１つ又はそれ以上即ちトランスミッション組立体及び／又はヘリックスドライブ）として提供することによって、使用者は、例えば応用にとってより望ましいポップイントランスミッション組立体で工具組立体を改装し構成できる。同じ概念に種類分けするために、この場合にもシステムの有効性、効率及び多目的性の１つ又はそれ以上に焦点を当てて、次に更なる設計を例証する。特定の実施形態において、１つ又は複数の他の構成要素を、例えば駆動ユニットのヘリックスドライブ及び／又は工具組立体の頭部分に関して、更に変更できる。
【0036】
工具組立体２００のヘリックスドライブ２０６から始めると（図１４から分かるように）、図１８のヘリックスドライブ２０６’で例証するように、他のヘリックス設計が考えられる。２つのドライブ２０６及び２０６’の間の相違について論じる前に、ヘリックスドライブは入力を線形から回転へ転換する上で重要な役割を果たすことを理解しなければならない。この転換の分析から、ヘリックスドライブの開始及び終了サイクル又は作業ピリオドは、力に関して最もストレスが大きいことが分かる。特に、開始ピリオドに関しては、ヘリックスドライブは休止から回転し、終了ピリオドでは、ヘリックスドライブは逆転するので、同様に、ドライブは停止して、逆回転方向に回転するように駆動される。特定の実施形態においては、図１８のドライブ２０６’で例示するように、溝２２２”の間のエリアは、均等からは外れる。例えば、図示する特定の実施形態において、その端部における溝２２２”の間のエリアは、狭いのに対して、このエリアは、溝２２２”がヘリックスドライブ端部へ延びると拡大する。設計のこの変化の効果は、溝の角度の減少（ドライブの長さに対する）である。特に、ヘリックスドライブが機械ラムの下向きストロークから移動するときの方向に関して小さい角度になるように溝２２２”のネジ部を傾斜させると、ヘリックスドライブの開始サイクル及び終了サイクル又は作業ピリオド関するストレスが小さくなる。
【0037】
更に、所定のラムストローク力からの総出力回転は、少なくともこの時点まで、トランスミッション組立体２０４及びヘリックスドライブ２０６の設計パラメータに依存する。例えば、特定の実施形態において、設計パラメータは、溝構成及びヘリックスドライブ２０６の角度設定並びにトランスミッション組立体２０４による回転出力比を含む。単なる一例として、特定の実施形態において、トランスミッション組立体２０４の歯車装置ステージは、２０：１の比率になるように構成され、ヘリックスドライブ２０６が０.４回転のとき、総出力は８回転になる。これは、概ねプレスＣステーションサイズに使用されるタップ駆動ユニットに必須とされるものである。又は、特定の実施形態において、その歯車ステージが２５：１の比率となるようにトランスミッション組立体２０４を変更し、更に傾斜するヘリックスドライブ２０６’を加えると、総出力はドライブ２０６’の０.５回転に対して少なくとも１２回転とすることができる。
【0038】
焦点を工具組立体２００の頭部分２１８に移して、図１９～２１を参照する。これまで説明したように、頭部分２１８に形成された溝２２２は、金属加工機械からのラムストロークの方向とほぼ同じ方向に（又はこれに概ね平行に）なるように、垂直向きであった。したがって、溝２２２は、頭部分２１８を上部ハウジング２１０に作動可能に結合するために対応するベアリング２２４と使用されるとき、主に、ラムが下向きに頭部分２１８を駆動できる長さ、したがってそれに沿ってヘリックスドライブが回転できる長さを設定してきた。図示するようにヘリックスドライブ２０６’に形成される溝２２２’のレイアウトに基づいて、ドライブ２０６’は、ラムのストロークが頭部分２１８に衝突すると、右回りに回転する。但し、図１５に関して示唆したように、特定の実施形態において、頭部分２１８は、力の伝達速度に影響を与え、それによって加速又は減速を生じるために、ラムストロームの方向に対して異なる傾斜の溝セットを更に持つように形成できる。
【0039】
例えば、図１９から始めると、他の２つの溝セット２２２ａ及び２２２ｂが、垂直向きの溝２２２の他に、頭部分２１８ａに形成される。図示するように、これらの付加的溝セット２２２ａ、２２２ｂは、各々、ヘリックスドライブ２０６’の溝２２２”に対してこれを横切るように延びる。選択された溝セット２２２ａ又は２２２ｂのいずれかに設置されたとき、ベアリング２２４は、頭部分２１８ａを右回りに回転するように頭部分２１８ａへのラムストロークを受けると溝の中で上向きに導かれる。したがって、溝２２２ａ及び２２２ｂが使用されると、頭部分２１８ａの右回りの回転がヘリックスドライブ２０６’の右回りの回転に寄与／を強化するので、ラムストロークからのヘリックスドライブ２０６’の回転速度を増す助けとなる。溝セット２２２ａより大きい傾斜を持つ溝セット２２２ｂは、それに応じてより大きい回転速度の増大をヘリックスドライブ２０６’に与えることが分かるはずである。
【0040】
逆に、図２０を見ると、他の２つの溝セット２２２ａ’及び２２２ｂ’は、ヘリックスドライブ２０６’の溝２２２’に対してより整列するように頭部分２１８ｂに形成される。選択された溝２２２ａ’又は２２２ｂ’のいずれかに設置されたとき、ベアリング２２４は、頭部分２１８ｂを左回りに回転するように頭部分２１８ｂへのラムストロークを受けると溝において上向きに導かれる。したがって、溝２２２ａ’及び２２２ｂ’が使用されると、頭部分２１８ｂの左回りの回転は、ヘリックスドライブ２０６’の右回りの回転を減じる／妨害するので、ラムストロークからのヘリックスドライブ２０６’の回転速度を減じる助けとなる。溝セット２２２ａ’より大きい傾斜を持つ溝セット２２２ｂ’は、これに応じてヘリックスドライブ２０６’により大きい回転減速を与えることが分かるはずである。
【0041】
図１９及び２０を引き続き参照すると、例えば機械加工される材料が工具に対してこのような速度で損傷を与えない限り作業全体をスピードアップするためにヘリックスドライブ２０６’の回転速度の増大が望ましい可能性があり、又、例えば、加工される材料が硬質で、それによって標準の又は速い速度は工具を損傷する場合、ドライブ２０６’の回転速度を減少することが好ましい可能性がある。図２１に移ると、頭部分２１８ｃは、溝セット２２２ａ及び２２２ａ’（上記の頭部分２１８ａ及び２１８ｂの溝セット）を持つように形成され、それによって、ラムストロークからのヘリックスドライブ回転に関して速度を増す（２２２ａ）、速度を減じる（２２２ａ’）又は速度に影響を与えない（２２２）頭部分３１８ｃを設備する。
【0042】
更に頭部分の変形に関して、特定の実施形態において、図２２及び２３に示すように、ネジ切りヘリックス２５０を組み込む（ネジ切り）ことができる。そのために、頭部分２１８ｄは、雌型ネジ部２５２を持つように形成されるので、頭部分２１８ｄに線形下向き力Ａ”（ラムストロークから）が与えられると、ネジ切りヘリックスドライブ２５０に対して並進回転力となる。即ち、雌型ネジ部２５２に沿って下向きに押される。そのために、図２２及び２３の工具組立体の頭部分２１８ｄ及び外側ハウジング２５４は、回転力がネジ切りヘリックス２５０から始まるように、回転式に固定される。更に、特定の実施形態において、ネジ切りヘリックス２５０は、ヘリックス２５０の回転運動が遊星歯車装置へ直接伝達されるように、トランスミッションシステム２０４’と作動可能に結合される。
【0043】
「金属加工プレス又はその他の機械と使用可能な機械加工工具又はその他の工作器具のための駆動システム」の実施形態を開示する。当業者は、本発明が、開示する以外の実施形態で実施できることが分かるだろう。開示する実施形態は、限定ではなく例証のために提示し、本発明は、以下の請求項によってのみ限定される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【国際調査報告】