(57)【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対して回転自在でかつ軸方向に位置固定に支持され前記昇降部材の前記回転変換用ナット部の昇降によって回転する回転ねじ軸と、前記本体部材に設置され前記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】
前記タップ保持体と前記回転ねじ軸は、タップ保持体の軸方向移動を許しながら回転を伝達する継手で接続した請求項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。そのため、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。
【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、装着できるタップ種類を増やすことの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。
この発明のさらに他の目的は、タップの進行を自由に行えるようにすることである。
【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対して回転自在でかつ軸方向に位置固定に支持され前記昇降部材の前記回転変換用ナット部の昇降によって回転する回転ねじ軸と、前記本体部材に設置され前記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。
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。回転ねじ軸は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としても良い。
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ることにより、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】
前記タップ保持体と前記回転ねじ軸は、タップ保持体の軸方向移動を許しながら回転を伝達する継手で接続しても良い。このような継手を用いることにより、自由にタップの軸方向移動を進行させることができる。
【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対して回転自在でかつ軸方向に位置固定に支持され前記昇降部材の前記回転変換用ナット部の昇降によって回転する回転ねじ軸と、前記本体部材に設置され前記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、装着できるタップ種類を増やすことができる。
前記タップ送り機構が、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る場合は、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。  前記タップ保持体と前記回転ねじ軸を、タップ保持体の軸方向移動を許しながら回転を伝達する継手で接続した場合は、タップを自由に進行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかるタッピング装置の断面図である。
【図２】そのタップホルダ取り外し状態の断面図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は動作説明図、（Ｄ）は同図（Ｃ）のＤ部の拡大図である。
【図４】同タッピング装置を装備したプレス装置の部分断面図である。
【図５】同プレス装置の工具支持体の斜視図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１…タッピング装置
２…プレス機械
３…工具支持体
４…ラム
５…工具
８…本体部材
９…復帰ばね
１０…受け部材
１４…回転変換用ナット部
１５…昇降部材
１５ａ…係合頭部
１６…回転ねじ軸
１７…タップホルダ
１８…タップ
１９…タップ送り機構
２０…タップカートリッジ
２５…ねじ軸遊嵌孔
２６…回転支持具
２７…スラスト軸受
２９…上昇復帰手段
３０…ホルダ装着凹部
３３…リード規制ナット部
３４…タップ保持体
３５…ねじ筒
３６…チャック部材
３９…継手
４８…タップ弾性支持機構
Ｓ…工具ステーション
【図１】
0004158311.tif 000002
【図２】
0004158311.tif 000003
【図３】
0004158311.tif 000004
【図４】
0004158311.tif 000005
【図５】
0004158311.tif 000006
【図６】
0004158311.tif 000007