(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材に孔を明ける孔明け加工部と、明けられた孔に対してタップ加工を行うタップ加工部とを備え、このタップ加工部は、複数のタップ工具を装着可能で水平な旋回中心回りで旋回可能なタレットを有し、このタレットは、前記旋回中心が、前記孔明け加工部のフレームの外周の立面に対して水平面内で傾くように、前記フレーム立面の近傍に配置され、前記タレットの真下を向くタップ工具を回転させる駆動機構を備えた板材加工機。
【請求項２】
前記タップ加工部の駆動機構を、前記タレットの背後においてタレットと前記フレームの立面との間に形成される平面形状が三角形状のスペースに配置した請求項１記載の板材加工機。
【請求項３】
前記タップ加工部の駆動機構が、タレットを昇降させる昇降駆動源と、タレットを旋回させる割出旋回駆動源と、タップ工具を回転させる工具回転駆動源とを有し、これら３つの駆動源のうち、前記割出旋回駆動源と前記工具回転駆動源とを前記タレットの背面に沿って横並びに配置し、前記昇降駆動源を、これら割出旋回駆動源および工具回転駆動源の並びと前記フレームの立面との間の空間に配置した請求項２記載の板材加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、板材に孔をパンチ加工等で明ける孔明け加工部と、明けられた孔に対してタップ加工を行うタップ加工部とを備えた板材加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、パンチプレス機において、パンチ加工した孔にタップ加工が行えるように、タップ加工部を設けたものが種々提案されている。その一例として、パンチフレームの側部に、タップ加工用の主軸スピンドルを下向きに設け、この主軸スピンドルに交換自在に装着する複数のタップ工具を、鉛直軸心回りに旋回可能なタレットに着脱自在に保持させたものがある（特許台２５５１２９２号）。
しかし、上記提案例のものは、主軸スピンドルに対してタレットのタップ工具を着脱する構成であるため、工具の選択に時間がかかり、加工効率がいま一つ十分でない。
【０００３】
他の提案例として、パンチフレームの側面に前後動可能なタレット台を設け、このタレット台に、複数のタップ工具を装備したタレットを水平軸心回りに旋回可能に設置したものがある。上記タレットは、パンチフレームの側面に対して平行とされる（例えば、実開平５−６３７３６号）。
この例の場合、タレットはパンチフレームの側面に対して平行であるが、タレットの旋回割出の駆動源や昇降の駆動源、およびタップ工具の回転駆動源が、タレットとパンチフレームとの間に配置されることになる。これら３つの駆動源は、動作伝達の都合上、３つをフレームの側面に並べて配置することが難しく、一部はタレットの軸心方向に並ぶことになる。そのため、タレットがパンチフレームの側面から離れる。また、タレット台を設けているため、タレットはさらにパンチフレームの側面から離れる。このため、パンチ加工位置とタップ加工位置との距離が長くなる。このように、パンチ加工位置とタップ加工位置との距離が長くなると、パンチ加工後にそのパンチ加工で明けられた孔がタップ加工位置に来るように板材を移動させる距離が長くなり、それだけ位置決め誤差が生じ易くなる。位置決め誤差が大きくなると、加工精度が低下し、加工品質が悪くなる。板材送りでは、フレームやボールねじ等の熱膨張等が誤差要因となり、温度補正等も行われるが、異なる２つの加工点に位置決めする場合は補正が難しい。
【０００４】
この発明の目的は、孔明け加工位置とタップ加工位置との距離を短くできて、タップ加工の精度を向上させることができ、かつ効率良くタップ加工が行える板材加工機を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の板材加工機は、板材に孔を明ける孔明け加工部と、明けられた孔に対してタップ加工を行うタップ加工部とを備える。このタップ加工部は、複数のタップ工具を装着可能で水平な旋回中心回りで旋回可能なタレットを有する。このタレットは、前記旋回中心が、前記孔明け加工部のフレームの外周の立面に対して水平面内で傾くように、前記フレーム立面の近傍に配置されている。また、タレットの真下を向くタップ工具を回転させる駆動機構を設ける。
この構成によれば、タップ工具を装着して水平な旋回中心回りに旋回するタレットを、その旋回中心がフレーム外周の立面に対して水平面内で傾くように配置したため、孔明け加工位置からタレットの真下のタップ加工位置までの距離をできるだけ短くすることができる。そのため、タップ加工の加工精度をそれだけ向上させることができる。また、タレットの真下を向くタップ工具を回転させる駆動機構を備えるため、タレットに保持されたタップ工具の選択に際して、タップ工具を着脱することが不要で、効率良く加工することができる。
【０００６】
上記構成において、タップ加工部の駆動機構を、タレットの背後においてタレットと前記フレームの立面との間に形成される平面形状が三角形状のスペースに配置しても良い。前記三角形状のスペースは、詳しくは、直角を挟む２辺のうちの１辺がタレットの背面となる直角三角形状の空間のことである。このように、タレットとフレーム間の三角形状の空間にタップ加工部の駆動機構を配置することにより、この駆動機構を平面視で空間効率良く配置でき、孔明け加工位置からタップ加工位置までの距離をさらに短くできる。
【０００７】
上記タップ加工部の駆動機構は、具体的には、次のように各駆動源が配置される。このタップ加工部の駆動機構は、タレットを昇降させる昇降駆動源と、タレットを旋回させる割出旋回駆動源と、タップ工具を回転させる工具回転駆動源とを有する。これら３つの駆動源のうち、割出旋回駆動源と工具回転駆動源とをタレットの背面に沿って横並びに配置する。昇降駆動源は、これら割出旋回駆動源および工具回転駆動源の並びとフレームの立面との間の空間に配置する。この構成の場合、タップ加工部の駆動機構をコンパクトにまとめ、より一層、空間効率良く配置でき、全体をすっきりとした構造とすることができる。
【０００８】
【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９と共に説明する。図１（Ａ），（Ｂ）は、この板材加工機の概略構成を示す平面図および側面図である。この板材加工機１は、孔明け加工を行う加工機本体２にタップ加工部３を設けたものである。加工機本体２は、フレーム４に、孔明け加工を行う孔明け加工部６と、板材Ｗをテーブル８上で前後左右に送る板材移動機構９とを備える。タップ加工部３は、フレーム４の側面に設置されたタップ装置からなる。フレーム４は、上フレーム部４Ａと、下フレーム部４Ｂと、柱部４Ｃとで、側面形状がＣ字状に形成され、各フレーム部４Ａ〜４Ｃは、各々箱状とされている。
加工機本体２はパンチプレス機からなり、フレーム４の上下のフレーム部４Ａ，４Ｂ間の空間に、パンチ加工用のタレット５Ａ，５Ｂが配置されている。各タレット５Ａ，５Ｂは、上下のフレーム部４Ａ，４Ｂに回転自在に支持され、フレーム４に設置したタレット駆動装置（図示せず）により、互いに同期して、割出回転させられる。上タレット５Ａには、パンチ金型（図示せず）が円周上に複数個設置され、下タレット５Ｂには前記パンチ金型に対応するダイ金型（図示せず）が円周上に複数個設置されている。
【０００９】
孔明け加工部６は、孔明け加工位置Ｐ１に昇降自在に設けられたラム６ａを昇降駆動するものであり、パンチ駆動源７と、このパンチ駆動源７の駆動を前記ラムに伝達する伝達機構とからなる。ラム６ａは、タレット５Ａの孔明け加工位置Ｐ１に割り出されたパンチ金型を昇降駆動する部材である。パンチ駆動源７は、例えばサーボモータからなり、上記伝達機構は回転運動を上下方向の直線往復動に変換する変換機構で構成される。
【００１０】
板材移動機構９は、板材Ｗをテーブル８に載せて移動させ、板材Ｗの任意の加工部分を孔明け加工位置Ｐ１に位置決めする手段であり、フレーム４の前部に設けられている。テーブル８は、ベッド１０上に固定設置された固定テーブル８ａと、可動テーブル８ｂとからなる。可動テーブル８ｂは、固定テーブル８ａの左右両側に配置されている。可動テーブル８ｂは、板材移動機構９のキャリッジ１１と共に、ベッド１０のレール１２上を前後（Ｙ方向）に進退駆動される。キャリッジ１１には、ワークホルダ１３を有するクロススライド１４が左右方向（Ｘ方向）に進退自在に設置され、ワークホルダ１３に把持された板材Ｗが、キャリッジ１１およびクロススライド１４の移動により、孔明け加工位置Ｐ１に対してＸ，Ｙ方向に送られる。
【００１１】
タップ加工部３は、孔明け加工部６で板材Ｗに明けられた孔に対してタップ加工を行う手段であり、図２に平面図で示すように、フレーム４の側部に設置されている。タップ加工位置Ｐ２は、孔明け加工位置Ｐ１に対して、左右方向（Ｘ軸方向）に離れた位置であり、前後方向（Ｙ軸方向）には同じ位置とされている。タップ加工部３は、複数のタップ工具１６を装着可能で水平な旋回中心Ｃ回りで旋回可能なタレット１５を有する。タレット１５は、旋回中心Ｃが、フレーム４の立面である側面４ａに対して水平面内で前側に傾くようにして、フレーム４の側面４ａの近傍に配置されている。
【００１２】
タップ加工部３の駆動機構１７は、タレット１５の背後においてタレット１５とフレーム４の側面４ａとの間に形成される平面形状が三角形状のスペースＳ（平行斜線で示す範囲）に配置されている。このスペースＳは、詳しくは、直角Ｒを挟む２辺のうちの１辺がタレット１５の背面となる直角三角形状の空間のことであり、より詳しくは、この実施形態ではフレーム側面４ａに沿う前側の角部が欠けて台形に近い平面形状となっている。
【００１３】
上記駆動機構１７は、タレット１５を昇降させる昇降駆動源１８と、タレット１５を旋回させる割出旋回駆動源１９と、タップ工具１６を回転させる工具回転駆動源２０とを有する。これら３つの駆動源のうち、割出旋回駆動源１９と工具回転駆動源２０とは、タレット１５の背面に沿って横並びに配置されている。昇降駆動源１８は、割出旋回駆動源１９および工具回転駆動源２０の並びとフレーム４の側面４ａとの間の空間に配置されている。この例では、タレット１５の背後において、旋回中心Ｃに対し、割出旋回駆動源１９がフレーム側面４ａよりも遠い方に、また工具回転駆動源２０が近い方に位置するように振り分けて配置されている。昇降駆動源１８は、割出旋回駆動源１９のタレット背後側に配置されている。
フレーム４の側面４ａを基準に説明すると、昇降駆動源１８と工具回転駆動源２０とが側面４ａに沿って前後に並べられ、これら駆動源１８，２０の並びに対して俵積み状に積むように割出旋回駆動源１９が配置されている。
なお、割出旋回駆動源１９と工具回転駆動源２０の配置は、相互に逆としても良い。
【００１４】
昇降駆動源１８は、タレット１５を昇降台２３と共に昇降させるものである。タレット１５は、昇降台２３に回転自在に設置され、昇降台２３はフレーム４の側面４ａに設けられたタップ加工部基台５０に昇降ガイド２５を介して昇降自在に設置されている（図６，図７参照）。昇降ガイド２５は、タップ加工部基台５０に設けられた複数本の平行な縦レール２５ａと、これらの縦レール２５ａに噛み合う直動軸受２５ｂとで構成され、直動軸受２５ｂは昇降台２３の背面に設けられている。昇降ガイド２５の複数本の縦レール２５ａで構成される案内面は、図２のように、タレット１５の背面に対して平行となる垂直面とされ、したがってフレーム４の側面４ａに対して傾いている。
昇降駆動源１８は、タップ加工部基台５０に設置されていて、サーボモータからなり、送りねじ機構２１（図７，図８）を介して昇降台２３を昇降させる。送りねじ機構２１は、タップ加工部基台５０に設けられたボールねじ２１ａと、このボールねじ２１ａに螺合して昇降台２３に取付けられたボールナット２１ｂとからなる。
ボールねじ機構２１のボールねじ２１ａ、および昇降ガイド２５の縦レール２５ａは、具体的にはタップ加工部基台５０の支持板２４に設置されている。
【００１５】
昇降台２３は、図９に示すように、駆動機構１７における割出旋回駆動源１９および工具回転駆動源２０を搭載しており、これら駆動源１９，２０の駆動を伝達する機構を内蔵したボックス状に形成されている。このボックス状の昇降台２３の背板部２３ａの背面に、前記直動軸受２５ｂ（図７）およびボールナット２１ｂが設けられている。
図９において、割出旋回駆動源１９はモータからなり、割出機構３６を介してタレット１５を回転させる。割出機構３６は、カム機構からなり、昇降台２３に回転自在に支持されたカム３７と、タレット軸１５ａに設けられた複数のカムフォロワ３８とで構成される。タレット軸１５ａは、先端にタレット１５を取付けた軸であり、昇降台２３に回転自在に支持されている。カム３７はつづみ型カムからなり、１回転することで、タレット軸１５ａのカムフォロワ３８の配列ピッチに相当する回転角度だけ、タレット１５を回転させる。割出旋回駆動源１９のモータ軸心およびカム３７の回転中心は、いずれも鉛直方向とされている。
【００１６】
工具回転駆動源２０はモータからなり、伝達機構３９を介してタップ工具１６に回転伝達する。伝達機構３９は、タレット１５のタップ加工位置Ｐ２に割り出されたタップ工具１６に回転伝達する機構であり、クラッチ４１を有している。タップ加工位置Ｐ２は、タレット１５の真下を向く回転位置となる。
【００１７】
タレット１５は、円周方向の複数箇所に主軸スピンドル４６を有していて、各主軸スピンドル４６にタップ工具１６を取付けられる。複数の主軸スピンドル４６は、互いに放射状の配置となる。クラッチ４１は、タレット１５の回転によってタップ加工位置Ｐ２に割り出された主軸スピンドル４６に回転伝達可能に係合するものとされる。クラッチ４１の入力側部材には、工具回転駆動源２０からタイミングベルト等の伝達部材４２を介して常時回転伝達される。クラッチ４１の入切を行う入切機構４７は、タレット１５の割出機構３６に連動するものとされている。すなわち、割出機構３６のカム３７と一体に設けられた溝カム４７ａと、この溝カム４７ａに係合するカムフォロワ４７ｂを有する回動レバー４７ｃとで、入切機構４７が構成される。工具回転駆動源２０のモータ軸心は鉛直方向とされている。
なお、タレット１５と昇降台２３との間には、タレット１５の回転位置の割出の後、その割出角度を保持するカービックカップリング等のカップリング４８が設けられている。
【００１８】
図８に示すように、タップ加工部基台５０は、昇降台２３の上方への逃げ動作を弾性的に許す逃げ許容機構５１が設けられている。この逃げ許容機構５１は、固定側基台５０ａに可動側基台５０ｂを逃がしガイド５２で昇降自在に設置し、可動側基台５０ｂを下向き付勢する弾性体（図示せず）および可動側基台５０ｂの最下降位置を規制するストッパ（図示せず）を設けたものである。固定側基台５０ａは、フレーム４の側面４ａに固定され、可動側基台５０ｂに昇降駆動源１８と、昇降ガイド２５とが設けられる。したがって、昇降ガイド２５およびボールねじ機構２１を設置した支持板２４は、可動側基台５０ｂに固定される。逃がしガイド５２は、縦レール５２ａおよびこの縦レール５２ａに噛み合う直動軸受５２ｂからなる。
このように、逃げ許容機構５１を設けることにより、昇降駆動源２０で下降させながらタップ加工しているとき等に、無理な負荷が作用した場合に、昇降駆動源２０ごと上方に逃げ動作が行え、タップ工具１６の折損等が防止される。
【００１９】
この板材加工機によると、テーブル８上の板材Ｗは、ワークホルダ１３に把持されて板材移動機構９により前後左右に位置決めされ、孔明け加工部６で孔明け加工される。タップ加工を行う場合は、孔明け加工部６で下孔を明けた後、板材Ｗをワールホルダ１３で把持したままで、下孔がタップ加工位置Ｐ２に来るように、板材移動機構９で移動させ、その孔にタップ加工部３でタップ加工する。
【００２０】
この場合に、タップ工具１６を装着して水平な旋回中心Ｃ回りに旋回するタレット１５を、その旋回中心Ｃがフレーム４の側面４ａに対して水平面内で傾くように配置したため、孔明け加工位置Ｐ２からタレット１５の真下のタップ加工位置Ｐ１までの距離Ｌ（図２）をできるだけ短くすることができる。そのため、この距離Ｌを移動させる間の誤差の発生が少なく、タップ加工の加工精度を向上させることができる。また、タレット１５の真下を向くタップ工具１５を回転させる駆動機構１７を備えるため、すなわち、タレット１５が複数の主軸スピンドル４６を有していて、駆動機構１７は、真下を向く主軸スピンドル４６に回転伝達するようにしたため、タレット１５に保持されたタップ工具１５の選択に際して、タップ工具１５を着脱することが不要で、効率良く加工することができる。
【００２１】
タップ加工部３の駆動機構１７は、タレット１５の背後においてタレット１５とフレーム４の側面４ａとの間に形成される平面形状が三角形状のスペースＳに配置したため、この駆動機構１７を平面視で空間効率良く配置でき、孔明け加工位置Ｐ１からタップ加工位置Ｐ２までの距離Ｌをさらに短くできる。具体的には、割出旋回駆動源１９と工具回転駆動源２０とをタレット１５の背面に沿って横並びに配置し、その並びとフレーム側面４ａとの間に昇降駆動源１８を配置したため、タップ加工部３の駆動機構１７をコンパクトにまとめ、より一層、空間効率良く配置できて、全体をすっきりとした構造とできる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明の板材加工機は、板材に孔を明ける孔明け加工部と、明けられた孔に対してタップ加工を行うタップ加工部とを備え、このタップ加工部は、複数のタップ工具を装着可能で水平な旋回中心回りで旋回可能なタレットを有し、このタレットは、前記旋回中心が、前記孔明け加工部のフレームの外周の立面に対して水平面内で傾くように、前記フレーム立面の近傍に配置され、前記タレットの真下を向くタップ工具を回転させる駆動機構を備えたものであるため、孔明け加工位置とタップ加工位置との距離を短くできて、タップ加工の精度を向上させることができ、かつ効率良くタップ加工が行える。
前記タップ加工部の駆動機構を、前記タレットの背後においてタレットと前記フレームの立面との間に形成される平面形状が三角形状のスペースに配置した場合は、上記駆動機構を平面視で空間効率良く配置でき、孔明け加工位置からタップ加工位置までの距離をさらに短くできる。
前記タップ加工部の駆動機構が、タレットを昇降させる昇降駆動源と、タレットを旋回させる割出旋回駆動源と、タップ工具を回転させる工具回転駆動源とを有し、これら３つの駆動源のうち、前記割出旋回駆動源と前記工具回転駆動源とを前記タレットの背面に沿って横並びに配置し、前記昇降駆動源を、これら割出旋回駆動源および工具回転駆動源の並びと前記フレームの立面との間の空間に配置した場合は、タップ加工部の駆動機構をコンパクトにまとめ、より一層、空間効率良く配置できて、全体をすっきりとした構造とできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施形態に係る板材加工機の平面図、（Ｂ）は同板材加工機の側面図である。
【図２】同板材加工機におけるタップ加工部の平面図である。
【図３】同タップ加工部の概略左側面図である。
【図４】同タップ加工部の概略正面図である。
【図５】同タップ加工部のタレットを示す左側面図である。
【図６】同タップ加工部の拡大平面図である。
【図７】同タップ加工部におけるタレット昇降機構の正面図である。
【図８】同タップ加工部におけるタレット昇降機構の右側面図である。
【図９】同タップ加工部におけタレットおよび昇降台の切欠斜視図である。
【符号の説明】
３…タップ加工部
６…孔明け加工部
１５…タレット
１６…タップ工具
１７…駆動機構
１８…昇降駆動源
１９…割出旋回駆動源
２０…工具回転駆動源
４６…主軸スピンドル
Ｃ…旋回中心
Ｐ１…孔明け加工位置
Ｐ２…タップ加工位置
Ｓ…三角形状のスペース
Ｗ…板材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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