JP2010017797A

JP2010017797A - タッピング用金型およびタッピング用金型設置機構

Info

Publication number: JP2010017797A
Application number: JP2008179253A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Sonoda; 修久園田; Shingo Arai; 進吾新井
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】複数のタップを設置可能でありタレットパンチプレスに設置されて使用されるタッピング用金型において、前記各タップのうちで加工に必要なタップを選択し、この選択されたタップでワークにタップ加工を行うときに、エネルギーの消費を極力抑える。
【解決手段】複数のタップ２７を設置可能であり、タレットパンチプレス１に使用されるタッピング用金型２１において、アウタホルダ２９の中心軸ＣＬ２まわりに設置される各タップ２７を、中心軸ＣＬ２を中心にしてインデックス位置決め自在であると共に、タップ加工をする際、タップ加工に使用されるタップ２７Ａのみを回転させるタップ駆動機構２３を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、タッピング用金型およびタッピング用金型設置機構に係り、特に、複数のタップを設置可能であると共に、設置された各タップをインデックス位置決めすることができるものに関する。

従来、ワークの両側に対向して設けられたタップ金型を装着して移動自在なパンチヘッドおよびダイヘッドを備えてなるパンチングマシンであって、前記パンチヘッドおよびダイヘッドにアウタガイドを内蔵したツールホルダを回転自在に設け、前記アウタガイドに複数個のインナガイドを回転自在に設けると共に、アウタガイド内にタップ工具を装着あるいは離脱自在な前記タップ金型を設け、前記パンチヘッドおよびダイヘッドに近接してラムシリンダを設け、このラムシリンダに設けられたラムを囲撓して板押え用シリンダを設け、この板押え用シリンダに設けられた板押えピストンと前記アウタガイドとを結合あるいは離脱自在な係合部材を設けると共に、前記アウタガイドとこのアウタガイドの外周に装着したツールホルダとの間に回転を伝達あるいは離脱するロック機構を設けてなるパンチングマシンが知られている(特許文献１参照)。

上記パンチングマシンでは、ラムの外周に板押さえピストンがあり、このピストンを下方に下げるとピストンブラケットが押し下げられて、ツールホルダとアウタガイドとを係合／解除するロック機構が解除された状態になる。このときにウォームホイールを回転させると内歯車と噛合したインデックス歯車が回転してタップ金型(タップ)が回転する。

また、板押さえピストンを上昇させロック機構をロック状態としツールホルダをアウタガイドに係合させる。このとき、ウォームホイールを回転させるとタップは回転せず、ツールホルダが回転しタップが選択される。

なお、タップの回転(タップ加工するための自転)は内歯車とインデックス歯車との歯数の比で決定し、ラムのスピードをタップピッチに合わせながらタップ加工を行う。
特開平６−３４４２３４号公報

ところで、前記従来のパンチングマシンでは、ワークにタップ加工するためには、複数あるタップの総てが回転してしまう。すなわち、内歯車と総てのインデックス歯車が噛合しているので、ストライカの下に位置しているタップ(実際にタップ加工をするタップ)のみならず他のタップも回転してしまい、無駄なエネルギーを消費してしまうという問題がある。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、複数のタップを設置可能でありタレットパンチプレスに設置されて使用されるタッピング用金型において、前記各タップのうちで加工に必要なタップを選択し、この選択されたタップでワークにタップ加工を行うときに、エネルギーの消費を極力抑えることができるタッピング用金型およびタッピング用金型設置機構を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、複数のタップを設置可能であり、タレットパンチプレスに使用されるタッピング用金型において、アウタホルダの中心軸まわりに設置される各タップを、前記中心軸を中心にしてインデックス位置決め自在であると共に、タップ加工をする際、前記タップ加工に使用されるタップのみを回転させるタップ駆動機構を有するタッピング用金型である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタッピング用金型において、前記アウタホルダが外部から回転力を得て、前記タップ駆動機構がインデックス位置決めをし、また、前記タップ加工をする際、前記タップのみを回転させるように構成されているタッピング用金型である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のタッピング用金型において、前記タップ駆動機構での、前記インデックス位置決め動作と、前記タップ加工をする際前記タップ加工に使用されるタップのみを回転させる動作との切り換えは、前記タレットパンチプレスに設けられているストライカによる、前記タッピング用金型の被押圧体への押圧で行うように構成されているタッピング用金型である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載されたタッピング用金型を前記タレットパンチプレスに設置した際、前記タレットパンチプレスと前記タッピング用金型で保持されたタップとがお互いに電気的に絶縁されるように構成されているタッピング用金型設置機構である。

本発明によれば、複数のタップを設置可能でありタレットパンチプレスに設置されて使用されるタッピング用金型において、前記各タップのうちで加工に必要なタップを選択し、この選択されたタップでワークにタップ加工を行うときに、エネルギーの消費を極力抑えることができるという効果を奏する。

図１は、タレットパンチプレス１の概略構成を示す図である。

タレットパンチプレス１はフレーム３を備えている。また、タレットパンチプレス１には、板状のワークＷを支持するテーブル５と、ワークＷの位置決めを行うワーク位置決め装置７とが設けられていると共に、複数のパンチ(図示せず)またはタッピングユニット(タッピング用金型)を設置可能な円板状の上部タレット(回転中心軸ＣＬ１を中心にして回転位置決め自在な上部タレット)９と、パンチやタッピングユニットに対応する下部位置に、複数のダイ(図１では図示せず)または孔付きダイを設置自在な円板状の下部タレット１１とを具備したタレット装置１３が設けられている。

また、フレーム３には、上部タレット９のタッピングユニットやパンチを打撃する(下方向に力を加える)ストライカ１５とラム本体１７が昇降自在に設けられている。上部タレット９の半径方向に並んだパンチまたはタッピングユニットを選択的に打撃するために、ストライカ１５とラム本体１７との間には、ストラカ移動機構１９が設けられている。

また、フレーム３の上部には、タッピングユニットを回転駆動等するためのタップ駆動機構(タッピング用金型駆動機構)２３が設けられている。

続いて、タッピング用金型２１等について説明する。

図２は、上部タレット９に、タッピング用金型２１等を設置した状態を示す斜視図であり、図３は、上部タレット９に、タッピング用金型２１を設置した状態を示す断面図であり、図４は、タッピング用金型２１やダイ２５の断面図であり、図５は、図４におけるＶ―Ｖ矢視図である。

タッピング用金型２１は、前述したように、タレットパンチプレス１(たとえば、上部タレット９)に設置されて使用されるものであり、複数のタップ２７を設置(保持)可能なように構成されている。

また、タッピング用金型２１は、タップ駆動機構２３を備えている。タップ駆動機構２３は、タッピング用金型２１がタレットパンチプレス１に設置されたときに、タッピング用金型２１のアウタホルダ２９の中心軸ＣＬ２まわりに設置された各タップ２７を、中心軸ＣＬ２を中心にしてインデックス位置決め自在とするための機構である。なお、各タップ２７は、たとえば、中心軸ＣＬ２を中心にした円であってアウタホルダ２９の外径よりも小さい直径の円の円周を４等配等の当分配する位置に設けられている。

また、タップ駆動機構２３は、インデックス位置決め後にタップ加工をする際、このタップ加工に使用されるたとえば１つのタップ２７(２７Ａ)のみを回転させるように構成されている機構である。なお、タップ加工をする際には、タップ加工に使用されるタップ２７Ａのみが前述したように回転すると共に、タップ加工に使用されるタップ２７Ａのみがタップ加工のためにワークＷの側(下方)に移動するように構成されている。

また、タッピング用金型２１では、タッピング用金型２１がタレットパンチプレス１に設置されたときに、タッピング用金型２１のアウタホルダ２９が外部(たとえば、タレットパンチプレス１に設けられているアクチュエータ；図示せず)から回転力を得て、タップ駆動機構２３が各タップ２７のインデックス位置決めをし、また、タップ加工をする際、タップ２７Ａのみを回転させるように構成されている。

また、タッピング用金型２１では、タップ駆動機構２３での、タレットパンチプレス１に設置されたタッピング用金型２１の各タップ２７の前記インデックス位置決め動作と、タップ加工をする際このタップ加工に使用されるタップ２７Ａのみを回転させる動作との切り換えを、タレットパンチプレス１に設けられているストライカ１５によるタッピング用金型２１の被押圧体３１への押圧で行うように構成されている。

すなわち、ストライカ１５によって被押圧体３１が押されていないときには、各タップ２７は中心軸ＣＬ２を中心にしてインデッックス位置決め可能になっており、ストライカ１５によって被押圧体３１が押されてタップ２７側(下側)に移動したときに、タップ加工に使用されるタップ２７Ａのみを回転駆動するようになっている。

さらに、タッピング用金型２１をタレットパンチプレス１に設置した際、タレットパンチプレス１とタッピング用金型２１で保持された各タップ２７とがお互いに電気的に絶縁されるようにするために、タッピング用金型２１の一部、タレットパンチプレス１の一部のうちの少なくとも一方が、絶縁性の材料で構成されている。具体的には、上部タレット９とタッピング用金型２１との間に設けられている筒状(たとえば円筒状)のホルダ３３が硬質な樹脂等の絶縁体で構成されているか、ホルダ３３の表面に絶縁性の皮膜が形成されている。

ここで、タッピング用金型２１等について例を掲げ図４等を参照しつつさらに詳しく説明する。

タッピング用金型２１は、アウタホルダ２９と支持体３５と被押圧体３１とシリンダ構成体３７とピストン構成体３９と支柱構成体４１とタップ保持体４３とタップ保持体支持体４５とを備えて構成されている。

アウタホルダ２９は円筒状に形成されており、このアウタホルダ２９の上側には、円筒状に形成されている支持体３５が設けられている。アウタホルダ２９と支持体３５とはお互いの係合部で滑り対偶をなしており、タッピング用金型２１を上部タレット９に設置した状態では、アウタホルダ２９が支持体３５に対して中心軸ＣＬ２を中心にした回転するようになっている。ただし、上下方向では支持体３５に対するアウタホルダ２９の位置は変化しないようになっている。また、タッピング用金型２１を上部タレット９に設置した状態では、係止部材４７(図３参照)により、支持体３５が上部タレット９と一体的になっている。

円柱状に形成されている被押圧体３１は、下側が支持体３５の内側に位置し上側が支持体３５の上部に突出するようにして設けられている。また、被押圧体３１は支持体３５に対して滑り対偶をなしており、ストライカ１５によって押されることによって、所定のストトークＳＫ１だけ上下方向で移動するよういなっている。また、タッピング用金型２１を上部タレット９に設置した状態では、係止部材４７により、被押圧体３１の中心軸ＣＬ２まわりの回転が規制され、被押圧体３１は上下方向にのみ移動するようになっている。

また、アウタホルダ２９にはピン４９が一体的に設けられており、このピン４９とタップ保持支持体４５と支柱構成体４１と圧縮コイルバネ５１とシリンダ構成体３７とで、被押圧体３１が上方に付勢されており、図４に示すようにストライカ１５で押されていない状態では、被押圧体３１は上昇端に位置している。

円柱状に形成されているシリンダ構成体３７は、支持体３５の内側に設けられており、支持体３５や被押圧体３１に対して滑り対偶をなしており、すでに理解されるように圧縮コイルバネ５１で上方に付勢され、被押圧体３１に常に接触している。また、タップ２７を上下動するためのシリンダ部５３を４等配の位置に備えている。

ピストン構成体３９は、シリンダ部５３に設けられており、ストロークＳＫ２だけ、ピストン構成体３９に対して移動するようになっている。なお、常態では、ピストン構成体３９は、圧縮コイルバネ５５によって上方に付勢されているが、被押圧体３１に設けられた貫通孔３２から供給される空気圧によって、ストロークＳＫ２だけ下方に移動して停止するようになっている。なお、ストロークＳＫ２だけ下方に移動するピストン構成体３９は、実際のワークＷにタップ加工がされるタップ２７Ａに対応するピストン構成体３９Ａだけである。また、ピストン構成体３９の下側には、マスターネジ５７が形成されている。

細長い円柱状に形成されている支柱構成体４１は、タッピング用金型２１の中央部で中心軸ＣＬ２に沿って設けられており、被押圧体３１やシリンダ構成体３７に対して滑り対偶をなしている。支柱構成体４１の上端５９にはトースクラッチの歯部が形成されている(図示せず)。この歯部が、被押圧体３１に中央下部に設けられている凹部６１の底部６３に設けられているトースクラッチの歯部(図示せず)と噛み合うようになっている。

なお、図４に示したように被押圧体３１が上端に位置しているときに、前記トースクラッチの歯部同士は、非係合の状態にあり、被押圧体３１に対して支柱構成体４１が回転可能な状態になっている。一方、図４に示す状態から被押圧体３１がストロークＳＫ１だけ下方に移動した状態(図６参照)では、前記トースクラッチの歯部同士が係合の状態になり、被押圧体３１に対して支柱構成体４１が回転不可能な状態になっている。また、すでに理解されるように、上下方向では、アウタホルダ２９や支持体３５に対して、支柱構成体４１の位置が変化しないようになっている。

円板状に形成されているタップ保持体支持体４５は、アウタホルダ２９の内部に設けられており、外周がアウタホルダ２９の内周に対して滑り対偶をなしている。また、タップ保持体支持体４５は、支柱構成体４１に一体的に設けられている。

円柱状に形成されているタップ保持体４３は、この下部でタップ２７を着脱自在になっている。また、上下方向の中間部で、ベアリング６５を介してタップ保持体支持体４５に支持されており、中心軸ＣＬ３を中心にしてタップ保持体支持体４５に対し回転自在になっている。

また、タップ保持体４３の上部外側には、平歯車で構成されたギヤ部６７が形成されており、タップ保持体４３の上部内側には、ピストン構成体３９のマスターネジ５７と螺合しているマスターネジ６９が形成されている。

タップ保持体４３のギヤ部６７は、支柱構成体４１の上下方向の中間部に形成されているギア部７１に噛合していると共に、アウタホルダ２９の内側上部に形成されている内歯車(インデックス用ギヤ部)７３に噛合している。

アウタホルダ２９内側の上下方向の中間部には、インデックス用ギヤ部７３と同様に構成されたタップ回転用ギヤ部７５が形成されている。なお、インデックス用ギヤ部７３とタップ回転用ギヤ部７５とは、距離Ｌ１だけ離れており、この距離Ｌ１は、タップ保持体４３のギヤ部６７の歯幅よりも僅かに大きくなっている。

次に、タッピング用金型２１を上部タレット９に設置する場合について説明する。

図３に示すように、タッピング用金型２１は、円筒状のホルダ３３とベアリング７７と円筒状のプーリ構成体７９とを介して、上部タレット９に設置されるようになっている。

プーリ構成体７９の上部にはプーリ部８５が形成されている。また、プーリ構成体７９の上部は、ホルダ３３に対して滑り対偶をなしている。そして、プーリ構成体７９が、プーリ部８５に巻き掛けられたタイミングベルト(図示せず)を介して、上部タレット９に設けられているステッピングモータ等のアクチュエータ(図示せず)で、中心軸ＣＬ２を中心にして回転し位置決めされるようになっている。なお、プーリ構成体７９は、上部タレット９に対して上下方向には移動しないようになっている。

また、タッピング用金型２１が上部タレット９に設置された状態では、プーリ構成体７９に設けられたキー８１とアウタホルダ２９のキー溝８３と係止部材４７とにより、タッピング用金型２１のアウタホルダ２９は、プーリ構成体７９と一体になって中心軸ＣＬ２を中心にして回転するようになっている。

次に、図４、図６〜図９を参照して、タッピング用金型２１をタレットパンチプレス１に設置してワークＷにタップ加工をするときの動作を説明する。

まず、初期状態として、図４に示すように、ダイ２５に載置されているワークＷが、所定の箇所に位置決めされているものとする。また、被押圧体３１やタップ２７等は上昇端に位置しているものとする。

この初期状態で、タップ加工に使用するタップ２７Ａを選択すべく、プーリ構成体７９を介して、アウタホルダ２９を中心軸ＣＬ２を中心にして回転し、タップ２７Ａをインデックス位置決めする。なお、図４では、使用されるタップ２７Ａがシンデックス位置決めされた状態を示してある。

図４に示した状態からストライカ１５により被押圧体３１を下降端に位置させると図６に示すようになる。図６に示す状態から、タップ２７Ａに対応したピストン構成体３９Ａを下降端に移動させるべく、ストライカ１５と貫通孔３２とを介して、ピストン構成体３９Ａが設けられているシリンダ部５３のみに圧縮空気を供給すると図７に示す状態になる。

図７に示す状態で、アウタホルダ２９を、中心軸ＣＬ２を中心にして回転させると、各マスターネジ５７，６９が螺合していることにより、タップ保持体４３(タップ２７Ａ)が下降し、ワークＷにタップ加工がなされる(図８参照)。なお、キー(図示せず)等により、ピストン構成体３９は、シリンダ構成体３７に対して、上下方向にのみ移動し回転はしないように構成されているものとする。この後、タップ保持体４３(タップ２７Ａ)が上昇等し、前記初期状態になる(図９参照)。

タッピング用金型２１によれば、タップ駆動機構２３によって、各タップ２７のうちで加工に必要なタップ２７Ａを選択し、この選択されたタップ２７ＡでワークＷにタップ加工を行うときに、選択されたタップ(インデックス位置決めされたタップ)２７Ａのみを回転させるようになっているので、エネルギーの消費を極力抑えることができ、タップ２７を回転駆動するモータ等のアクチュエータの容量を従来よりも小さくすることができ、さらに、タップ加工の際に回転するもの(タップ２７Ａ等)のイナーシャを小さくすることができ、従来よりも応答性のよい動作で制御をすることができ、ワークＷの加工時間を短縮することができる。

また、タッピング用金型２１によれば、アウタホルダ２９が外部から回転力を得て(一箇所から入力された回転力によって)、各タップ２７をインデックス位置決めし、ワークＷにタップ加工をする際タップ加工に使用されるタップ２７Ａのみを回転させるように構成されているので、装置の構成が簡素化されている。また、既存のタレットパンチプレス１にタッピング用金型を２１設置する場合、追加工事が不要かもしくはタレットパンチプレス１に僅かな追加工事するだけでよい。

また、タッピング用金型２１によれば、タップ駆動機構２３での動作の切り換えを、タッピング用金型２１の被押圧体３１の移動で行うので、上記切り換えをする機構を別途設ける必要がなくなり、装置の構成が簡素になっている。

さらに、タッピング用金型２１によれば、タレットパンチプレス１とタッピング用金型２１で保持されたタップ２７とがお互いに電気的に絶縁されているので、ワークＷにタップ加工をするときにタップ２７をタッチセンサーとして使用することができ、タップ折れの検出を容易に行うことができる。

また、タッピング用金型２１によれば、マスターネジ５７，６９によって、タップ２７(２７Ａ)が移動するようになっているので、タップ２７の回転数と移動量との比が正確になり、ワークＷを加工するときのタップ折れやタップ２７をワークＷから離すときのワークＷの持ち上がりを防止することができる。また、ワークＷにタップ加工をする場合のストライカ１５の細かい位置制御が不要になる。

タレットパンチプレスの概略構成を示す図である。上部タレットに、タッピング用金型等を設置した状態を示す斜視図である。上部タレットに、タッピング用金型を設置した状態を示す断面図である。タッピング用金型やダイの断面図である。図４におけるＶ―Ｖ矢視図である。タッピング用金型をタレットパンチプレスに設置してワークにタップ加工をするときの動作を説明する図である。タッピング用金型をタレットパンチプレスに設置してワークにタップ加工をするときの動作を説明する図である。タッピング用金型をタレットパンチプレスに設置してワークにタップ加工をするときの動作を説明する図である。タッピング用金型をタレットパンチプレスに設置してワークにタップ加工をするときの動作を説明する図である。

符号の説明

１タレットパンチプレス
２１タッピング用金型
２７タップ
２９アウタホルダ
３１被押圧体
Ｗワーク

Claims

複数のタップを設置可能であり、タレットパンチプレスに使用されるタッピング用金型において、
アウタホルダの中心軸まわりに設置される各タップを、前記中心軸を中心にしてインデックス位置決め自在であると共に、タップ加工をする際、前記タップ加工に使用されるタップのみを回転させるタップ駆動機構を有することを特徴とするタッピング用金型。
請求項１に記載のタッピング用金型において、
前記アウタホルダが外部から回転力を得て、前記タップ駆動機構がインデックス位置決めをし、また、前記タップ加工をする際、前記タップのみを回転させるように構成されていることを特徴とするタッピング用金型。
請求項２に記載のタッピング用金型において、
前記タップ駆動機構での、前記インデックス位置決め動作と、前記タップ加工をする際前記タップ加工に使用されるタップのみを回転させる動作との切り換えは、前記タレットパンチプレスに設けられているストライカによる、前記タッピング用金型の被押圧体への押圧で行うように構成されていることを特徴とするタッピング用金型。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載されたタッピング用金型を前記タレットパンチプレスに設置した際、前記タレットパンチプレスと前記タッピング用金型で保持されたタップとがお互いに電気的に絶縁されるように構成されていることを特徴とするタッピング用金型設置機構。