(57)【要約】【課題】小径の雌ネジ加工の仕上げ処理を高精度に且つ安定して量産できる雌ネジ加工装置を提供することを目的としている。【解決手段】タップ部４を回動自在に駆動する回動駆動部６を備え、この回動駆動部６を該回動駆動部６に装着したタップ部４の軸方向に進退自在に駆動する進退駆動部７を備え、タップ部４を前記回動駆動部６に装着し回動自在且つ進退移動自在に設け、このタップ部４が所定の回動角度だけ順回動しながら前進して所定のリード角の雌ネジ部５を形成する順回動前進移動動作と、この形成した雌ネジ部５に沿って所定の回動角度だけ逆回動しながら後退する逆回動後退移動動作とを交互に繰り返しながら徐々に前進移動するように各駆動部６,７の動作を制御するシーケンス制御部８を備えた雌ネジ加工装置。【選択図】図１
2011110626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを載置固定するワークテーブルを備え、このワークテーブル上に予め雌ネジ下孔部を形成した前記ワークを載置固定しこのワークの前記雌ネジ下孔部にタップ部を回動させながら送り移動し雌ネジ部を形成する雌ネジ加工装置において、前記タップ部を回動自在に駆動する回動駆動部を備え、この回動駆動部を該回動駆動部に装着した前記タップ部の軸方向に進退自在に駆動する進退駆動部を備え、前記タップ部を前記回動駆動部に装着し回動自在且つ進退移動自在に設け、このタップ部が所定の回動角度だけ順回動しこの順回動と同期して所定の移動量だけ前進移動して所定のリード角の雌ネジ部を形成する順回動前進移動動作と、この順回動前進移動動作時に形成した前記雌ネジ部に沿って所定の回動角度だけ逆回動しこの逆回動と同期して所定の移動量だけ後退移動する逆回動後退移動動作とを交互に繰り返しながら徐々に前進移動するように前記回動駆動部と前記進退駆動部との動作反転切替え及び回動角度並びに移動量を制御するシーケンス制御部を備え、前記タップ部が前進移動する際の順回動前進移動距離と後退移動する際の逆回動後退移動距離との差分ずつ前進しながら前記雌ネジ下孔部に雌ネジ部を形成していくように構成したことを特徴とする雌ネジ加工装置。
【請求項２】
前記シーケンス制御部は、前記順回動時の所定の回動角度を５°〜２０°の範囲内の一定値で制御することを特徴とする請求項１記載の雌ネジ加工装置。
【請求項３】
前記シーケンス制御部は、前記回動駆動部の一対の前記順回動と前記逆回動との回動回数が１秒間当りに１０回〜５０回の範囲内の一定値で制御することを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の雌ネジ加工装置。
【請求項４】
前記タップ部は、先端側に切削用の切り刃部を設け、基端側に仕上げ部を設けて、前記雌ネジ下孔部に前記雌ネジ部を形成する際の切削処理と仕上げ処理とを一貫処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のネジ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予めワークに形成しておいた下孔にタップを回動させながら送り移動し、雌ネジを形成する雌ネジ加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、雄ネジの加工技術は、かなりのレベルで発展してきており、小径の雄ネジ加工においても高精度に仕上げることが可能となっている。
【０００３】
一方、雌ネジの加工技術、特に仕上げ処理の技術においては、太径の雌ネジを形成する場合は研削機またはラップ機等が開発され高精度な仕上げ処理を量産することが可能となってきているが、直径が１６ｍｍ以下の小径の雌ネジ加工では、砥石やラップ棒による加工が困難となり、代わりに加工された雄ネジとラップ仕上げで処理を行っている。
【０００４】
また、直径２０ｍｍ程度の雌ネジ加工は研削加工が可能であるが、砥石の寿命が短くこの砥石が高額であるため、ランニングコストが高くなってしまうので、コスト低減の為には仕上げ加工を共ラップで行うことが多くなっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような小径の雌ネジ加工における仕上げ処理は、手作業によるものが多く、従って、非常に手間が掛かると共に、高精度に仕上げするには時間がかかり、そのため、量産化が困難とされている。
【０００６】
そこで、本発明は、小径の雌ネジ加工の仕上げ処理を高精度に且つ安定して量産できる雌ネジ加工装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００８】
ワーク１を載置固定するワークテーブル２を備え、このワークテーブル２上に予め雌ネジ下孔部３を形成した前記ワーク１を載置固定しこのワーク１の前記雌ネジ下孔部３にタップ部４を回動させながら送り移動し雌ネジ部５を形成する雌ネジ加工装置において、前記タップ部４を回動自在に駆動する回動駆動部６を備え、この回動駆動部６を該回動駆動部６に装着した前記タップ部４の軸方向に進退自在に駆動する進退駆動部７を備え、前記タップ部４を前記回動駆動部６に装着し回動自在且つ進退移動自在に設け、このタップ部４が所定の回動角度だけ順回動しこの順回動と同期して所定の移動量だけ前進移動して所定のリード角の雌ネジ部５を形成する順回動前進移動動作と、この順回動前進移動動作時に形成した前記雌ネジ部５に沿って所定の回動角度だけ逆回動しこの逆回動と同期して所定の移動量だけ後退移動する逆回動後退移動動作とを交互に繰り返しながら徐々に前進移動するように前記回動駆動部６と前記進退駆動部７との動作反転切替え及び回動角度並びに移動量を制御するシーケンス制御部８を備え、前記タップ部４が前進移動する際の順回動前進移動距離Ｓｆと後退移動する際の逆回動後退移動距離Ｓｂとの差分Ｌずつ前進しながら前記雌ネジ下孔部３に雌ネジ部５を形成していくように構成したことを特徴とする雌ネジ加工装置に係るものである。
【０００９】
また、前記シーケンス制御部８は、前記順回動時の所定の回動角度を５°〜２０°の範囲内の一定値で制御することを特徴とする請求項１記載の雌ネジ加工装置に係るものである。
【００１０】
また、前記シーケンス制御部８は、前記回動駆動部６の一対の前記順回動と前記逆回動との回動回数が１秒間当りに１０回〜５０回の範囲内の一定値で制御することを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載の雌ネジ加工装置に係るものである。
【００１１】
また、前記タップ部４は、先端側に切削用の切り刃部９を設け、基端側に仕上げ部10を設けて、前記雌ネジ下孔部３に前記雌ネジ部５を形成する際の切削処理と仕上げ処理とを一貫処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のネジ加工装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は上述のように構成したから、タップ部が所定の順回動角度だけ順回動しこの順回動に同期して前進移動する動作と所定の逆回動角度だけ逆回動しこの逆回動に同期して後退移動する動作を交互に繰り返しながら徐々に前進して雌ネジ部を形成していくので、タップ部に掛かる負荷が一挙に雌ネジ部を形成する際よりも少なく、また、タップ部の刃の形状を確実に転写できるので雌ネジ部を精度良く仕上ることができる。
【００１３】
また、順回動前進移動時に切削した切削くずを逆回動後退移動時に掻き出すことができ、この切削と掻き出しの作業が交互に行われながら切削を進めていくので、切削くずが詰まるなど切削くずによる不具合が生じにくくスムーズに雌ネジ部の形成処理を行うことができ、従って、高精度に雌ネジ部を仕上げ且つ処理時のラブル発生が少ない実用性に優れた画期的な雌ネジ加工装置となる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明においては、順回動前進移動時の順回動角度が５°〜２０°の範囲内の一定値に制御され、微少な回動を繰り返すので一層タップ部への負荷が軽減されるので、タップ部の摩耗が抑制され、タップ部の寿命が延びるので交換頻度が減り、タップ交換コストの削減ができる一層優れた雌ネジ加工装置となる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明においては、回動駆動部（タップ部）の順回動と逆回動との回動回数を１秒間当り１０回〜５０回の範囲内の一定値で制御することで、雌ネジ部形成時のスループットを低下することなく、より高精度に雌ネジ部を加工・仕上げすることができる実用性に一層優れた雌ネジ加工装置となる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明においては、切削処理と仕上げ処理とを一貫処理するので、一々タップ部を交換することなく作業することができる作業性に優れた雌ネジ加工装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施例の要部を示す説明側面図である。
【図２】本実施例のワークテーブルに載置固定状態のワークとタップ部を示す説明図である。
【図３】本実施例のタップ部の説明斜視図である。
【図４】本実施例のタップ部の詳細動作説明図である。
【図５】本実施例のタップ部の詳細動作説明図である。
【図６】本実施例の仕上げ部（ａ）と切り刃部（ｂ）を示す断面図である。
【図７】本実施例のタップ部に設けた切り刃部の動作を示す説明図である。
【図８】本実施例のタップ部が雌ネジ部を形成していく過程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００１９】
雌ネジ下孔部３に形成する雌ネジ部５のピッチ及びリード角が、この雌ネジ部５に螺合する雄ネジのピッチ及びリード角と同等になるように回動駆動部６の順回動及び逆回動の回動速度と進退駆動部７の進退移動速度及び回動駆動部の順回動と逆回動との夫々の所定の回動角度をシーケンス制御部８に設定し、本発明の雌ネジ加工装置を作動させる。
【００２０】
本発明の雌ネジ加工装置を作動させると、回動駆動部６が順回動と逆回動を交互に繰り返し、また、進退駆動部７がタップ部４の軸方向に前進と後退の進退移動を交互に繰り返す動作を行い、これらの動作によってタップ部４が順回動と逆回動を交互に繰り返しながらこのタップ部４の軸方向に沿って前進と後退の進退移動を交互に繰り返す動作を行う。
【００２１】
即ち、タップ部４は所定の回動角度だけ順回動しながらこの順回動と同期して所定の移動量だけタップ部４の軸方向に前進移動することで、実際には所定のリード角の雌ネジ部５を形成するように雌ネジ下孔部３の内周面に沿って前進移動する順回動前進移動動作と、所定の回動角度だけ逆回動しこの逆回動に同期して後退移動することで、実際には順回動前進移動動作時に形成した雌ネジ部５に沿って後退移動する逆回動後退移動動作とを交互に繰り返しながら徐々に前進移動する。
【００２２】
また、タップ部４の軸方向への前進移動量は、順回動前進移動動作時に移動する順回動前進移動距離Ｓｆと逆回動後退移動動作時に移動する逆回動後退移動距離Ｓｂとの差分Ｌだけ前進することとなり、この差分Ｌずつ雌ネジ下孔部３に雌ネジ部５を形成していくこととなり、例えば、順回動の所定の回動角度を５°〜２０°とすれば、タップ部４の順回動前進移動距離Ｓｆと逆回動後退移動距離Ｓｂとは共に微少な移動距離となり、従って、タップ部４はこの微少な回動動作を繰り返しながら少しずつ前進して行き、このように微少に前進することで確実にタップ部４の高精度な形状を雌ネジ部５に転写することができるので、雌ネジ部５を高精度に仕上げることができ、しかも、この作業を人手ではなく装置が行うことで安定した量産処理を行うことができる画期的な雌ネジ加工装置となる。
【００２３】
また、例えば、タップ部４の先端側に切削用の切り刃部９を設け、基端側に仕上げ部10を設けた場合は、雌ネジ下孔部３にタップ部４を送り移動し、最初にタップ部４の先端側に設けた切り刃部９で雌ネジ下孔部３の内周面に切削処理を施し、そのままタップ部４が前進することでこのタップ部４の基端側に設けた仕上げ部10が切削処理を施した雌ネジ下孔部３の内周面を仕上げ状態にする。
【００２４】
従って、切削処理と仕上げ処理とを一貫して行うので、一々タップ部４を交換することなく雌ネジ部５を形成することができる作業性に優れた雌ネジ加工装置となる。
【実施例】
【００２５】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００２６】
本実施例は、タップ部４を用いて、このタップ部４の微少な回動の繰り返しでワーク２に予め形成しておいた雌ネジ下孔部３の内周面に雌ネジ部５の切削加工を行い、この切削加工の後に連続処理で仕上げ処理を行い、タップ部４の高精度な形状を転写し、雌ネジ部５の加工面の面粗度を鏡面仕上げに加工する雌ネジ加工装置である。
【００２７】
また、本実施例は、ワーク１を載置固定するワークテーブル２を備え、タップ部４を回動自在に駆動する回動駆動部６を備え、この回動駆動部６を該回動駆動部６に装着したタップ部４の軸方向に進退自在に駆動する進退駆動部７に設け、タップ部４を回動駆動部６に装着し回動自在且つ進退移動自在に設け、このタップ部４が所定の順回動角度θｆだけ順回動しこの順回動に同期して前進移動する動作とこの前進移動時の軌跡に沿って所定の逆回動角度θｂだけ逆回動しこの逆回動に同期して後退移動する動作とを交互に繰り返しながら徐々に前進移動するように回動駆動部６と進退駆動部７との動作反転切替え及び回動並びに進退移動量を制御するシーケンス制御部８を備えた構成としている。
【００２８】
具体的には、基台部を備え、この基台部の上面にワーク１を載置固定するワークテーブル２をワーク載置面11が水平状態となるように設け、この基台部上面にスライド支持部12を立設し、このスライド支持部12に沿って移動するスライド移動部13を設け、このスライド移動部13に進退駆動部７を連結し、スライド移動部13がこの進退駆動部７の駆動によってスライド支持部12に沿って昇降自在（進退自在）に移動する構成としている。
【００２９】
更に、このスライド移動部13に回動駆動部６を設け、この回動駆動部６の先端部にタップ部４を垂設し、このタップ部４を回動駆動部６の駆動によって回動自在に設けている。
【００３０】
従って、タップ部４は回動駆動部６の駆動で回動自在に設けられ、且つ、進退駆動部７の駆動でスライド移動部13が昇降自在に移動することで、このタップ部４もこれに同期して昇降自在に設けられた回動自在且つ昇降自在に設けられた構成としている。
【００３１】
また、このタップ部４を回動自在且つ昇降自在に動作させる夫々の駆動部６,７は、夫々の駆動部６,７の動作制御を行うシーケンス制御部８と連結した構成としている。
【００３２】
更に詳細に説明すると、ワークテーブル２は、ワーク１を固定するワーク押さえ部とトルクセンサー部を備えた構成としている。
【００３３】
このワークテーブル２は、ワーク１を載置するワーク載置面11を水平状態に設け、このワーク載置面11の面方向に沿って前後左右方向に移動自在に設けている。
【００３４】
即ち、ワークテーブル２は、ワークテーブル２上のワーク押さえ部に載置固定したワーク１に対してタップ部４の垂直方向以外の負荷がかかって、ワーク1に対してタップ部４が偏心する状態となった場合に、このワークテーブル２が容易に負荷がかかった方向に移動し、ワーク１とタップ部４とが偏心する不具合の発生を回避する構成となっている。
【００３５】
また、トルクセンサー部は、本実施例で形成する雌ネジ径毎に最大トルク値を設定し、この最大トルク値範囲内で加工処理することでタップ部４の破損を防止する構成となっている。
【００３６】
即ち、このトルクセンサー部に設定値以上のトルクが検知された場合は、このトルクセンサー部よりシーケンス制御部８に各駆動部６,７の駆動を停止させる信号を送り、装置の稼動を停止するようになっている。
【００３７】
また、タップ部４は、前述した回動駆動部６と進退駆動部７との駆動により回動自在且つ昇降自在に設けられていて、更に、シーケンス制御部８の制御によって、回動駆動部６は順回動と逆回動とを交互に繰り返すことでタップ部４も順回動と逆回動とを交互に繰り返し、また、進退駆動部７はスライド移動部13を下降（タップ部４の先端方向に対して前進）と上昇（タップ部４の先端方に対して後退）とを交互に繰り返すことで、このスライド移動部13に設けた回動駆動部６に垂設したタップ部４も前進と後退を交互に繰り返す動作を行う。
【００３８】
また、この回動駆動部６と進退駆動部７とは互いに補完関係にあり、即ち、回動駆動部６による回動移動と進退駆動部７による下降移動（前進移動）若しくは上昇移動（後退移動）とを同期させることでタップ部４を螺旋状に移動させており、これによって、ワーク1に形成しておいた雌ネジ下孔部３の内周面に所定のリード角で雌ネジ部５を形成することができる。
【００３９】
また更に、この順回動と逆回動及び下降と上昇の移動量を夫々順回動及び下降時の移動量のほうが大きくなるようにシーケンス制御部８で制御することで、タップ部４が徐々に前進移動してワーク１に予め形成しておいた雌ネジ下孔部３に雌ネジ部５を形成していくことができる。
【００４０】
上述したタップ部４の動作状況を更に詳しく説明するために、図４及び図５を用いて以下に説明する。
【００４１】
最初に、タップ部４は、順回動方向に所定の順回動角度θｆだけ回動し、この順回動に同期して所定の前進移動量Ｚｆだけ下降移動することで順回動前進移動距離Ｓｆ分だけ順回動方向に前進する。
【００４２】
次に、タップ部４は、反転して、逆回動方向に所定の逆回動角度θｂ（順回動角度θｆ＞逆回動角度θｂ）だけ回動し、この逆回動に同期して所定の後退移動量Ｚｂだけ上昇移動することで逆回動後退移動距離Ｓｂ分だけ逆回動方向に後退する。
【００４３】
次に、タップ部４は、再度反転して、順回動方向に順回動角度θｆだけ回動し、この順回動に同期して前進移動量Ｚｆだけ下降移動することで順回動前進移動距離Ｓｆ分だけ順回動方向に前進する。
【００４４】
従って、実質的には一回目の順回動方向に前進したときのタップ部４の終点位置から実質移動距離Ｌ（実質移動距離Ｌ＝順回動前進移動距離Ｓｆ−逆回動後退移動距離Ｓｂ）だけ順回動方向に前進したこととなる。
【００４５】
次に、タップ部４は、再度反転して、最初の逆回動方向に後退移動したときと同様に、逆回動方向に逆回動角度θｂだけ回動し、この逆回動に同期して後退移動量Ｚｂだけ上昇移動することで逆回動後退移動距離Ｓｂ分だけ逆回動方向に後退する。
【００４６】
そして、タップ部４は、再度反転して、前回の順回動方向に前進移動したときと同様に、順回動方向に順回動角度θｆだけ回動し、この順回動に同期して前進移動量Ｚｆだけ下降移動することで順回動前進移動距離Ｓｆ分だけ順回動方向に前進するので、実質的には二回目の順回動方向に前進したときのタップ部４の終点位置から前回と同じ実質移動距離Ｌだけ順回動方向に前進したこととなる。
【００４７】
このようにタップ部４は順回動方向に一定の順回動前進移動距離Ｓｆだけ前進する動作と逆回動方向に一定の逆回動後退移動距離Ｓｂだけ後退する動作とを交互に繰り返し、この差分となる実質移動距離Ｌずつ順回動方向に前進していく。
【００４８】
従って、タップ部４は、ワーク1に予め形成しておいた雌ネジ下孔部３の内周面に沿って実質移動距離Ｌずつ移動しながら徐々に雌ネジ部５を形成していくこととなる。
【００４９】
また、回動駆動部６はシーケンス制御部８で、順回動時の所定の順回動角度θｆを５°〜２０°に制限するように制御している。
【００５０】
即ち、例えば、シーケンス制御部８に順回動時の順回動角度θｆを２０°、逆回動時の逆回動角度θｂを１９°に設定すれば、タップ部４は実質的には１°ずつしか移動せず、また、例えば、順回動時の順回動角度θｆを５°、逆回動時の逆回動角度θｂを３°に設定すれば、タップ部４は実質的には２°ずつしか移動しないこととなる。
【００５１】
また更に、回動駆動部６はシーケンス制御部８で、回動駆動部６の一対の順回動と逆回動との回動回数及びこれと同期して動作する進退駆動部７の進退移動が１秒間当りに１０回〜５０回の範囲内の一定値で繰り返し回動するように制御している。
【００５２】
即ち、例えば、シーケンス制御部８に一対の順回動と逆回動の回動回数を２０回に設定すれば、タップ部４は１秒間に順回動前進移動と逆回動後退移動とを２０回繰り返し、例えば、このときの順回動角度θｆと逆回動角度θｂとの差分を１°になるように設定した場合は、タップ部４は１秒あたり２０°順回動方向に進んだ分の雌ネジ部５を形成し、また例えば、一対の順回動と逆回動の回動回数を１００回に設定すれば、タップ部４は１秒間に順回動前進移動と逆回動後退移動とを１００回繰り返し、例えば、このときの順回動角度θｆと逆回動角度θｂとの差分を２°になるように設定した場合は、タップ部４は１秒あたり２００°順回動方向に進んだ分の雌ネジ部５を形成することとなる。
【００５３】
このように、ワーク１の材質や加工する雌ネジ部５の径などに合わせて回動駆動部６及び進退駆動部７の各動作の設定値を所望の値に設定するだけで、容易に雌ネジ部５の仕上がりを精度良く且つ安定的に量産できる。
【００５４】
また、タップ部４は、先端側に切削用の切り刃部９を設け、基端側に仕上げ部10を設けた構成としている。
【００５５】
具体的には、タップ部４は、ねじ部14と柄部15で構成しており、ねじ部14の全長の６０％〜７０％を切削用の切り刃部９に形成し、残りの４０％〜３０％を仕上げ用の仕上げ部10に形成し、また、先端側は先細りにした円錐台形状に形成し、この円錐台の傾斜角を１°〜３°に設定し、更に先端側ほど傾斜角度を大きくした食い付き部を設けている。
【００５６】
また、切り刃部９は先端側から基端側に向けて段階的にねじ山を高くし切刃形状を鋭角にして行き、徐々に雌ネジ部５を形成する構成となっている。
【００５７】
このようにタップ部４を構成しているので、本実施例では雌ネジ下孔部３に雌ネジ部５を形成する際の切削処理と仕上げ処理を一貫処理で行い、作業性を向上させている。
【００５８】
しかも、タップ部４の微少な順逆回動の繰り返しで切削と仕上げ処理を行うことで、一層高精度な仕上がりを実現でき、且つ切刃に負荷をかけないコストメリットもある実用性且つ経済性に優れた画期的な雌ネジ加工装置となる。
【００５９】
また、本実施例に使用するタップ部４を、例えば、切り刃部９を設けない仕上げ部10のみのタップ部４を用いれば、本実施例を雌ネジ加工仕上げ装置として使用することも可能である。
【００６０】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【符号の説明】
【００６１】
１  ワーク
２  ワークテーブル
３  雌ネジ下孔部
４  タップ部
５  雌ネジ部
６  回動駆動部
７  進退駆動部
８  シーケンス制御部
９  切り刃部
10  仕上げ部
Ｓｆ  順回動前進移動距離
Ｓｂ  逆回動後退移動距離
Ｌ  差分
【図１】
2011110626.tif 000003
【図２】
2011110626.tif 000004
【図３】
2011110626.tif 000005
【図４】
2011110626.tif 000006
【図５】
2011110626.tif 000007
【図６】
2011110626.tif 000008
【図７】
2011110626.tif 000009
【図８】
2011110626.tif 000010