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発明の名称 タッピング装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−277045(P2001−277045A)
公開日 平成13年10月9日(2001.10.9)
出願番号 特願2000−100352(P2000−100352)
出願日 平成12年4月3日(2000.4.3)
代理人 【識別番号】100086793
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅士
発明者 市川 茂治
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 プレス機械に設置される本体部材と、回転変換用ナット部を有し前記本体部材に昇降自在に設置されて前記プレス機械のラムで下降動作が与えられる昇降部材と、前記回転変換用ナット部に螺合して前記本体部材に回転自在に支持され前記昇降部材の昇降によって回転する回転ねじ軸と、前記本体部材に着脱自在に取付けられるタップホルダと、このタップホルダに設けられ回転ねじ軸から回転を受けてタップの回転および軸方向移動を与えるタップ送り機構とを備えたタッピング装置。
【請求項2】 前記タップ送り機構は、タップのリードを規制するリード規制ナット部と、このリード規制ナット部に螺合してタップを保持し、前記回転ねじ軸から回転を受けるタップ保持体とを有する請求項1記載のタッピング装置。
【請求項3】 前記タップホルダは、前記本体部材の下面に設けられたホルダ装着凹部に出し入れ自在に嵌合し、前記本体部材に対して下面から止め具で取付けられるものとした請求項1または請求項2記載のタッピング装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、パンチプレス等のプレス機械に装備されて、プレス加工用のラムの駆動でねじ切り動作を行うタッピング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、タレットパンチプレスにおいて、タレットに設置される一部のパンチ工具に代えて、タッピング装置を設置し、このタッピング装置をパンチ駆動用のラムの下降動作でねじ切り駆動させるようにしたものがある。その一例として、図6に示すものがある(特開平3−136731号公報)。
【0003】図6のタッピング装置は、本体部材51に対して、直進・回転変換用のナット52を固定し、ナット52に螺合した回転ねじ軸53の上端を、昇降部材54にスラスト軸受55を介して結合している。昇降部材54を、プレス機械(図示せず)のラムで押し下げることにより、ナット52と回転ねじ軸53との螺合により、回転ねじ軸53が回転する。回転ねじ軸53の回転は、スプライン部56およびスプライン孔形成部材58によってリード規制用ナット57に伝えられ、ナット57の回転により、このナット57に螺合したチャック部材59と共に、タップ60が螺進動作を行う。昇降部材54の上昇復帰は、本体部材51内のピストン61を収容したシリンダ室62に、流体圧付与手段63から流体圧を与えることで行われる。同図のタッピング装置は、直進・回転変換用のナット52とは別に設けたリード規制用ナット57によって、タップ60のリードを規制できるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ラムの押し下げ力を回転力に変換する機構として、ナット52を固定し、回転ねじ軸53を昇降させる構成としているため、工具本体51内で回転ねじ軸53が昇降するための空間高さが必要となる。そのため、回転ねじ軸53の下方にあるチャック部材59の設置スペースが小さくなる。プレス機械において、タッピング装置の設置スペースが十分に有る場合は、タッピング装置を大型化することで、チャック部材59の設置スペースを確保することが可能であるが、プレス機械の限られた高さ範囲にタッピング装置を設置しようとした場合、チャック部材59の設置スペースを広げることができない。そきだめ、タップ60の種類によっては装着できない場合が生じ、タップ60に一般の市販のものを使用できず、特別な仕様のものが必要となったりする。また、上記従来のタッピング装置は、リード規制用ナット57を交換するためには、タッピング装置を分解する必要あり、分解,組立に手間がかかる。そのため、プレス機械において、リードの異なるタップ加工をしたい場合、タッピング装置をリード種類毎に準備しておき、タッピング装置の全体を交換することが必要となる。そのため、コスト増となるうえ、不使用のタッピング装置の保管場所も必要となる。
【0005】この発明の目的は、タップの保持部分のスペースを十分に確保できて、装着できるタップ種類を増やすことができ、かつタップ種類の交換が簡単にできるタッピング装置を提供することである。この発明の他の目的は、種々のタップのリードに容易に対応可能とすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明のタッピング装置は、プレス機械に設置される本体部材と、回転変換用ナット部を有し前記本体部材に昇降自在に設置されて前記プレス機械のラムで下降動作が与えられる昇降部材と、前記回転変換用ナット部に螺合して前記本体部材に回転自在に支持され前記昇降部材の昇降によって回転する回転ねじ軸と、前記本体部材に着脱自在に取付けられるタップホルダと、このタップホルダに設けられ回転ねじ軸から回転を受けてタップの回転および軸方向移動を与えるタップ送り機構とを備えたものである。この構成によると、プレス機械のラムで昇降部材を下降させることにより、昇降部材のナット部と回転ねじ軸との螺合により、回転ねじ軸が回転する。この回転ねじ軸の回転により、タップ送り機構は、タップに回転および軸方向移動を与える。すなわち、タップに螺進動作を与える。この動作により、タップでねじ切り加工が行われる。この発明では、ラムの下降動作を回転動作に変換するにつき、回転ねじ軸を位置固定とし、ナット部を昇降部材に設けて上下動させるようにしたため、回転ねじ軸の上下動のための空間を本体部材内に設けることが不要となる。ナット部は上下動するが、ナット部は軸方向長さが短く、昇降部材内に収まり、上下動のための空間を特に設ける必要はない。このため、本体部材内に、タップを保持するための空間を十分に得ることができ、タップ保持空間の制限によって装着できないタップ種類が減る。また、本体部材に対して着脱自在なタップホルダを設け、このタップホルダにタップ送り機構を設けたため、タップホルダを本体部材に対して交換することで、タップをタップ送り機構ごと交換することができる。そのため、タップを異なるリードのもの等に変えたい場合にも、タップホルダを交換することで対応でき、タッピング装置の全体を交換する必要がない。そのため、タップ種類の交換が簡単に行える。また、交換部品として、タッピング装置の全体をリード種類毎に準備する必要がなく、タップホルダを複数準備するだけで済み、低いコストとなるうえ、不使用部品の保管場所も小さくて済む。なお、回転ねじ軸は、例えば本体部材に設けたスラスト軸受等の軸受により支持される。回転ねじ軸が昇降部材に支持されておらず、昇降しないので、軸受の寿命が長い。
【0007】この発明において、前記タップ送り機構は、タップのリードを規制するリード規制ナット部と、このリード規制ナット部に螺合してタップを保持し、前記回転ねじ軸から回転を受けるタップ保持体とを有するものであっても良い。この構成の場合、リード規制ナット部の雌ねじのリードによって、タップのリードが規制される。そのため、リード規制ナット部をリードの異なるものに変えたタップホルダを複数種類準備することで、種々のタップのリードに容易に対応させることができる。
【0008】この発明において、前記タップホルダは、前記本体部材の下面に設けられたホルダ装着凹部に出し入れ自在に嵌合し、前記本体部材に対して下面から止め具で取付けられるものとしても良い。この構成の場合、タップホルダの挿脱と、止め具の操作だけで、タップホルダの交換が行える。また、本体部材の下面からタップホルダを挿脱する構成であるため、挿脱によって、タップ送り機構と回転ねじ軸の連結およびその解除が行えるようにできる。これらのため、タップホルダの交換がより一層簡単になる。
【0009】
【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1ないし図5と共に説明する。このタッピング装置1は、プレス機械2に装着して使用されるものである。プレス機械2は、パンチプレス等からなり、工具支持体3と、ラム4とを備える。図5に示すように、工具支持体3は、複数の工具ステーションSを有し、その一部の工具ステーションSにこのタッピング装置1が設置される。残りの工具ステーションSには、パンチ工具等のプレス加工用の工具5が装着される。プレス機械2がパンチプレスである場合、図4に示すように、工具支持体3の下方に別の工具支持体3Aが設置され、下方の工具支持体3Aにはダイ工具(図示せず)が設置される。各工具支持体3,3Aは、図示の例ではタレットからなり、中心O回りに割出回転させられる。ラム4は、プレスフレーム6に昇降自在に支持され、プレス駆動装置7により昇降駆動させられる。プレス駆動装置7は、油圧シリンダ等による油圧式のものであっても、サーボモータ等の回転駆動源とその回転を直線運動に変換させる変換機構とで構成される機械式のものであっても良い。
【0010】工具支持体3の工具ステーションSは、上下に貫通した円形孔で形成され、このタッピング装置1およびパンチ工具5は、その孔内に昇降自在に嵌合させられる。このタッピング装置1は、外周形状が円柱状の本体部材8を有していて、この本体部材8が工具ステーションSに昇降自在に嵌合する。本体部材8は、復帰ばね9により、工具支持体3に所定高さ位置に保持される。なお、ラム4による工具強制引き上げ方式とする場合、復帰ばね9は省略しても良い。本体部材8と対応して、下方の工具支持体3A上には、受け部材10が設置される。受け部材10は、図1に示すように、被加工物である板材Wを受ける部材であり、タップ逃がし孔11を有している。本体部材8は、工具ステーションSとなる孔に対して、キー溝12に係合するキー13により回り止めされている。
【0011】このタッピング装置1は、上記本体部材8と、回転変換用ナット部14を有する昇降部材15と、回転ねじ軸16と、本体部材8に着脱自在に取付けられるタップホルダ17と、このタップホルダ17に設けられ回転ねじ軸16から回転を受けてタップ18の回転および軸方向移動を与えるタップ送り機構19とを備える。タップホルダ17は、タップ送り機構19と共にタップカートリッジ20を構成する。
【0012】図2に示すように、昇降部材15は、本体部材8に昇降自在に設置されてプレス機械2のラム4で下降動作が与えられる部材であり、本体部材8の上部を構成する円筒状のガイド筒部21内に下部が昇降自在に嵌合している。昇降部材15の外周面は、下部が大径となる段付き状に形成され、その段面に係合するストッパ22により、昇降部材15の上昇端位置が規制される。ストッパ22は、本体部材8の上端に固定されたリング状の部材である。ストッパ22には、ボルト等からなる回り止め具23が取付けられ、昇降部材15の外面に形成された軸方向溝24に係合して昇降部材15の回り止めを行う。昇降部材15の上端には、ラム4で強制引き上げを行うための係合頭部15aが設けられている。すなわち、昇降部材15の上端には、ラム4の下面に設けられたT字形断面の係合溝4aに側方から出入り自在な係合頭部15aが形成され、これら係合溝4aと係合頭部15との係合により、ラム4による昇降部材15の強制引き上げが可能とされている。また、昇降部材15には、回転変換用ナット部14のねじ孔に続くねじ軸遊嵌孔25が設けられている。ねじ軸遊嵌孔25は、昇降部材15の上端に開口している。
【0013】回転変換用ナット部14は、内周がねじ孔に形成されたものであり、独立した部品として設けられて昇降部材15の内部に回り止め状態に固定されている。回転変換用ナット部14は、独立部品とする代わりに、昇降部材15の内周面に直接にねじ孔を形成したものであっても良い。回転変換用ナット部14のねじ孔の中心は上下方向であり、本体部材8の中心と一致させてある。
【0014】回転ねじ軸16は、昇降部材15の回転変換用ナット部14に螺合し、昇降部材15の昇降によって回転する部品であり、下部が本体部材8に回転支持具26によって回転自在に支持されている。回転支持具26は、スラスト荷重を支持可能なものであり、回転ねじ軸16に設けられた鍔部16aに接するスラスト軸受27を有している。回転支持具26は、本体部材8のガイド筒部21の底面にボルト固定されている。回転ねじ軸16の下端には、タップホルダ17のタップ送り機構19に回転伝達するための継手部28が設けられている。継手部28は、直線状の溝28aが形成されている。
【0015】本体部材8には、昇降部材15を上昇端へ弾性的に付勢する上昇復帰手段29が設けられている。この上昇復帰手段29は、密封されたガス圧室内にピストン29aを設けたガススプリングからなる。上昇復帰手段29は、コイルばね等のばね部材であっても良い。
【0016】タップホルダ17は、本体部材8の下面に設けられたホルダ装着凹部30に出し入れ自在に嵌合し、本体部材8に対して下面から止め具31で取付けられる。タップホルダ17は、円筒状に形成されて下端に鍔部17aを有しており、鍔部17aが本体部材8の下面に当接して前記止め具31で取付けられる。止め具31はボルトからなり、本体部材8のねじ孔32に螺着される。タップホルダ17の下端開口は、タップ出入り孔を有する下面カバー42が挿脱自在に嵌合し、係止具43で係脱自在に止められている。係止具43は、ボールプランジャ等からなる。
【0017】タップ送り機構19は、タップ18のリードを規制するリード規制ナット部33と、このリード規制ナット部33に螺合してタップ18を保持し、回転ねじ軸16から回転を受けるタップ保持体34とを有する。リード規制ナット部33は、内周にねじ孔を有する部分であり、独立部品のナットとされて、タップホルダ17の上端に固定されている。リード規制ナット部33は、独立部品とする代わりに、タップホルダ17に直接にねじ孔を形成したものであっても良い。
【0018】タップ保持体34は、リード規制ナット部33に螺合したねじ筒35と、このねじ筒35内に昇降自在に嵌合したチャック部材36とに分けられ、両者35,36の間にタップ18の過剰押し付け力の吸収を行うタップ弾性支持機構48が設けられている。タップ弾性支持機構48については、後に説明する。ねじ筒35の上端には継手部37が設けられている。継手部37は、回転ねじ軸16の継手部28とで継手39を構成する部分であり、この継手39は、タップ保持体19の軸方向移動を許しながら回転ねじ軸16の回転を伝達するものとされる。継手部39は、直線状の突条37aを有し、この突条37aが回転ねじ軸16の継手28の溝28aに噛み合う。継手部37は、キャップ状の部品とされ、ねじ筒35の上端に被せられて、止めピン40によりねじ筒35に取付けられている。
【0019】チャック部材36は、タップ18の柄部を嵌合した筒状の部品であり、筒部が上記ねじ筒35内に昇降自在に嵌合すると共に、下部外周の鍔部36aがタップホルダ17の内周面に昇降自在に嵌合する。鍔部36aには半径方向に貫通して止めねじ44が螺着され、止めねじ44によりタップ18がチャック部材36に固定されている。チャック部材36の上端には、図3(D)に拡大して示すように、両側へ突出する係合ピン45が設けられ、この係合ピン45は、ねじ筒35の上端に設けられた上下方向に延びる長孔46内に嵌まっている。この長孔46内で係合ピン45が移動できる範囲で、チャック部材36のねじ筒35に対する上下動が許される。チャック部材36は、その下端の鍔部36a(図2)とねじ筒35の下端の間に介在したばね部材47により、ねじ筒35に対して下方へ付勢されている。これらばね部材47、係合ピン45、および長孔46により、上記タップ弾性支持機構48が構成される。ばね部材47は、タップ18に作用する通常の負荷では圧縮されない程度のばね剛性を有するものとされる。
【0020】上記構成の動作を説明する。図1に示すように、昇降部材15が上昇位置にある待機状態から、ラム4を押し下げると、まず本体部材8が昇降部材15と共に復帰ばね9に抗して下降する。この下降により、タップホルダ17の下端(詳しくは下面カバー42の下面)が板材Wに接すると、それ以上の本体部材8の下降ができないため、昇降部材15が本体部材8に対して下降する。昇降部材15が本体部材8に対して下降すると、回転変換用ナット部14と回転ねじ軸16の螺合により、回転ねじ軸16が回転する。回転ねじ軸16は、スラスト軸受27により、本体部材8に対して回転のみ自在に支持されていて、軸方向の移動は行わない。
【0021】回転ねじ軸16が回転すると、回転ねじ軸16に継手39で接続されたタップ保持体34が、そのねじ筒35と共に回転する。ねじ筒35は、タップホルダ17の上端のリード規制ナット部33に螺合しており、そのため回転によって軸方向移動を生じる。すなわち、ねじ筒35は螺進を行う。このねじ筒35の螺進と共に、チャック部材36およびタップ18が螺進し、板材Wの下孔Hにタップ加工を行う(図3(B))。同図の状態では、待機状態で図3(A)のように上端位置にあったねじ筒35は、タップホルダ17に対して下降している。
【0022】タップ加工中に過大な負荷がタップ18に作用した場合は、図3(C)、(D)に示すように、チャック部材36がねじ筒35に対して、ばね部材47に抗して上方へ逃げる。この逃げは、長孔46で許された範囲で行える。このようにチャック部材36が逃げることで、タップ18に無理な負荷が作用した場合のタップ18の折損が防止される。
【0023】タップ加工が完了すると、ラム4を上昇させることにより、昇降部材15が引き上げられる。そのためタップ保持体34が逆回転し、タップ18がねじ戻されて、板材Wから抜け出す。なお、ガススプリングによる上昇復帰手段29は、非加工時の昇降部材15の上昇復帰用であり、加工時のねじ戻しは、上記のようにラム4による強制引き上げで行われる。上昇復帰手段29を復元力の強いものとすれば、ラム4による引き上げによらず、上昇復帰手段29でねじ戻すことも可能である。
【0024】このタッピング装置1は、このように、ラム4の下降動作を回転動作に変換するにつき、回転ねじ軸16を位置固定とし、ナット部14を昇降部材15に設けて上下動させるようにしたため、回転ねじ軸16の上下動のための空間を本体部材8内に設けることが不要となる。ナット部14は上下動するが、ナット部14は軸方向長さが短く、昇降部材15内に収まり、上下動のための空間を特に設ける必要はない。このため、本体部材8内に、タップ18を保持するための空間を十分に得ることができ、タップ保持空間の制限によって装着できないタップ種類を減る。また、本体部材8に対して着脱自在なタップホルダ17を設け、このタップホルダ17にタップ送り機構19を設けたため、タップホルダ17を本体部材8に対して交換することで、タップ18をタップ送り機構19ごと交換することができる。つまり、タップカートリッジ20として交換できる。そのため、タップ18を異なるリードのもの等に変えたい場合にも、タップホルダ17を交換することで対応でき、タッピング装置1の全体を交換する必要がない。そのため、タップ種類の交換が簡単に行える。また、交換部品として、タッピング装置1の全体をリード種類毎に準備する必要がなく、タップホルダ17を複数準備するだけで済み、低コストとなるうえ、不使用部品の保管場所も小さくて済む。
【0025】タップ送り機構19は、リード規制ナット部33と、このリード規制ナット部33に螺合してタップ18を保持して回転ねじ軸16から回転を受けるタップ保持体34とを有するものであるため、リード規制ナット部33の雌ねじのリードによって、タップ18のリードが規制される。そのため、リード規制ナット部33をリードの異なるものに変えたタップホルダ17を複数種類準備することで、種々のタップ18のリードに容易に対応させることができる。
【0026】タップホルダ17は、本体部材8の下面に設けられたホルダ装着凹部30に出し入れ自在に嵌合し、本体部材8に対して下面から止め具31で取付けられるため、タップホルダ17の挿脱と、止め具31の操作だけで、タップホルダ17の交換が行える。そのため、タップホルダ17の交換がより一層簡単に行える。
【0027】回転ねじ軸16とタップ保持体34との回転伝達のための接続は、一文字状の溝28aと突条37aとからなる継手39で行っているため、タップ加工時において、タップ保持体34の軸方向移動を自由に許しながら回転を伝達することができる。また、タップホルダ17を本体部材8に対して挿脱するときにも、継手39の係脱がはタップホルダ17の挿脱によって行え、作業性が良い。
【0028】
【発明の効果】この発明のタッピング装置は、プレス機械に設置される本体部材と、回転変換用ナット部を有し前記本体部材に昇降自在に設置されて前記プレス機械のラムで下降動作が与えられる昇降部材と、前記回転変換用ナット部に螺合して前記本体部材に回転自在に支持され前記昇降部材の昇降によって回転する回転ねじ軸と、前記本体部材に着脱自在に取付けられるタップホルダと、このタップホルダに設けられ回転ねじ軸から回転を受けてタップの回転および軸方向移動を与えるタップ送り機構とを備えたものであるため、タップの保持部分のスペースを十分に確保できて、装着できるタップ種類を増やすことができ、かつタップ種類の交換が簡単に行える。前記タップ送り機構を、タップのリードを規制するリード規制ナット部と、このリード規制ナット部に螺合してタップを保持し、前記回転ねじ軸から回転を受けるタップ保持体とを有するものとした場合は、種々のタップのリードに容易に対応可能することができる。前記タップホルダを、前記本体部材の下面に設けられたホルダ装着凹部に出し入れ自在に嵌合し、前記本体部材に対して下面から止め具で取付けられるものとした場合は、タップホルダの交換がより一層容易になる。




 

 


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