JPH079252A

JPH079252A - タッピング装置

Info

Publication number: JPH079252A
Application number: JP16084293A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Kobayashi; 由和小林
Original assignee: TOYO SEIKI KOGYO KK
Current assignee: TOYO SEIKI KOGYO KK
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-06-30
Publication date: 1995-01-13
Anticipated expiration: 2011-02-21
Also published as: JPH0815688B2

Abstract

(57)【要約】【目的】めネジを切削加工時と抜き出し時とで正逆回
転するタップを、モーターの回転方向の切替えによらず
に、正逆両方向に回転させる。【構成】急勾配の螺旋溝を刻設した駆動ネジ軸１６
と、螺旋溝に係合し、駆動ネジ軸１６に沿って移動する
ことにより駆動ネジ軸１６を回転させるボールナット２
２と、モーター２９により回転駆動されるクランク円板
２７と、ボールナット２２とクランク円板２７とを連接
して、クランク円板２７の回転によりボールナット２２
を往復させて、駆動ネジ軸１６を正逆両方向に回転させ
るロッド２４と、駆動ネジ軸１６の回転を、タップ４１
を装着したタップ回転軸３８に伝導する伝導手段１８，
３１，３２，３３，３４，３７、とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タップを使用して下孔
にめネジを切削するタッピング装置に関し、特に、タッ
プを正逆両方向に回転させて、めネジの切削及び形成さ
れためネジからタップを抜き取る工程を、迅速に行い得
るうようにしたタッピング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】タップは、下孔にめネジを形成する工具
として広く使用されており、タップを回転駆動してめネ
ジを加工するタップ盤(ネジ立て盤)も周知である。

【０００３】タップを使用してめネジを加工する場合、
右ネジであれば、タップを加工側から見て時計回り方向
に回転させてめネジを切削加工し、次いで、タップを逆
方向に回転させて、形成されたネジ孔から抜き取る必要
がある。

【０００４】このため、従来のタップ盤では、タップを
回転駆動するモーターの回転を電気的に制御して、正逆
両方向に切り替えるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】電気的制御によってモ
ーターの回転を正逆両方向に切り替える手段は、切り替
え時にモーターに大電流が流れて、モーターの過熱や、
リレー回路の接点が焼損する等の不都合がある。

【０００６】また、切替えサイクルの時間を短縮するに
は限界があって、多数のめネジを加工する場合に、作業
能率の向上を図ることが困難である。

【０００７】本発明は、従来のタップ盤における上述の
不都合を解決した、タッピング装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、次のとおりに構成されている。

【０００９】螺旋溝を刻設した駆動ネジ軸と、螺旋溝に
係合し、駆動ネジ軸に沿って移動することにより駆動ネ
ジ軸を回転させるボールナットと、モーターにより回転
駆動されるクランク円板と、ボールナットとクランク円
板とを連接し、クランク円板の回転によりボールナット
を駆動ネジ軸に沿って往復移動させて、駆動ネジ軸を正
逆両方向に回転させるロッドと、駆動ネジ軸の回転を、
タップを装着したタップ回転軸に伝導する伝導手段、と
を備えることを特徴とするタッピング装置。

【００１０】クランク円板におけるロッドの枢支点を、
クランク円板の半径方向に移動可能に立設して、ボール
ナットの往復ストローク長を可変できるようにしてもよ
い。

【００１１】伝導手段は、歯車伝導機構を備えるものと
することが望ましい。

【００１２】この場合に、歯車伝導機構の被動側歯車軸
とタップ回転軸とを、伸縮可能なスプライン継手により
連結することが望ましい。

【００１３】また、スプライン継手を、被動側歯車軸と
タップ回転軸とに、それぞれ自在継手により連接するこ
とが望ましい。

【００１４】複数個のタップ回転軸を並列して設置し、
駆動ネジ軸の回転に基づいて同期的に同方向に回転させ
るようにしてもよい。

【００１５】長さ方向のガイド溝を有する揺動リンクの
基端を定位置に枢支し、先端にロッドの一端を枢着する
とともに、クランク円板に立設したクランクピンをガイ
ド溝に嵌挿して、クランク円板の回転により揺動リンク
を揺動させることにより、ロッドを介して往復移動する
ボールナットの移動速度を、往路と復路とで異ならせる
ようにしてもよい。

【００１６】この場合、ボールナットを、タップがめネ
ジを切削加工する正転時は低速で、加工後にめネジから
抜き出す逆転時は高速で、移動させることが望ましい。

【００１７】

【作用】クランク円板の回転は、ロッドを介してボール
ナットを往復駆動し、螺旋溝を刻設した駆動ネジ軸が往
路と復路で互いに両方向に回転させられ、歯車伝導機構
を介して、タップを装着したタップ回転軸が正逆両方向
に回転させられる。

【００１８】タップは、正転方向に駆動されて、ワーク
の下孔にめネジを切削加工し、逆転方向に駆動される
と、加工されためネジから抜き出される。

【００１９】クランク機構によるボールナットの移動方
向によって、タップの回転方向を切り替えるので、モー
ターの回転方向を電気的に変化させる必要がない。

【００２０】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例のタッピング装
置の要部を示す断面図である。

【００２１】ベッド(11)の上面には、下部軸受(12)が設
置され、その上方には、図示を省略した支柱に固着した
上部軸受(13)が設置されている。

【００２２】上下の軸受(12)(13)内には、それぞれベア
リング(14)(15)が装着されている。ベアリング(14)(15)
は、テーパーローラベアリングを適用し、垂直方向の軸
線に整合させて配置されている。

【００２３】上下のベアリング(14)(15)の間に、駆動ネ
ジ軸(16)が垂直に回転可能に支承されている。駆動ネジ
軸(16)の下端部とベアリング(14)との間には、スリーブ
(17)が介挿され、また、上端部には、上部軸受(13)の上
面に配置した大歯車(18)が固着されている。ベアリング
(15)は、大歯車(18)のボス(18a)の外周に装着されてい
る。

【００２４】駆動ネジ軸(16)には、急勾配の螺旋溝が刻
設されている。螺旋溝は、多重ネジ状に複数本設けても
よい。

【００２５】ベッド(11)の上面には、ガイドレール(19)
が駆動ネジ軸(16)と平行な垂直方向に立設されており、
そこにはサドル(20)を備える摺動子(21)が昇降可能に装
着されている。

【００２６】摺動子(21)には、駆動ネジ軸(16)に外嵌さ
れ、かつ駆動ネジ軸(16)の螺旋溝に係合するボールナッ
ト(22)が固定的に嵌着されている。

【００２７】摺動子(21)をガイドレール(19)に沿って昇
降させると、ボールナット(22)に係合した駆動ネジ軸(1
6)が回転させられる。螺旋溝が右ネジである場合は、駆
動ネジ軸(16)は、摺動子(21)が上昇すると上方より見て
時計回り方向に回転させられ、摺動子(21)が下降すると
逆方向に回転させられる。

【００２８】摺動子(21)の適所には水平なピン軸(23)が
突設され、そこにロッド(24)の下端が枢着されている。

【００２９】装置の上方に設置したモーター軸受(25)に
は、水平な回転軸(26)によりクランク円板(27)が回転可
能に軸支され、クランク円板(27)の周縁に突設したクラ
ンクピン(28)に、ロッド(24)の上端が枢着されている。

【００３０】モーター軸受(25)には、減速機付きのモー
ター(29)が装着され、その出力軸(30)は回転軸(26)に接
続されている。

【００３１】一方、上部軸受(13)の上面には、小歯車(3
1)が垂直な歯車軸(32)により枢支されて、大歯車(18)と
噛合されている。

【００３２】歯車軸(32)の下端は、上部軸受(13)の下面
に突出して、自在継手(33)を介して伸縮ロッド(34)のス
リーブ(35)と連接されている。

【００３３】伸縮ロッド(34)は、スリーブ(35)とスブラ
イン軸(36)とにより、軸線方向に伸縮可能で、一体に回
転するスプライン継手を形成している。

【００３４】スプライン軸(36)の下端には、自在継手(3
7)を介してタップ回転軸(38)が連接されている。

【００３５】タップ回転軸(38)は、下部軸受(12)に固着
した軸受(39)に、回転可能に、かつ、垂直な軸線方向に
移動可能に支承されており、下端にはタップ(41)を保持
するチャック(40)が装着されている。

【００３６】以下、上記のように構成した図１の装置の
作動を、加工すべきめネジが右ネジである場合について
説明する。

【００３７】まず、モーター(24)によりクランク円板(2
7)を回転させ、ロッド(24)を引き上げて、摺動子(21)及
びボールナット(22)を鎖線で示す最上部に移動させてお
く。

【００３８】めネジを加工すべき下孔を設けたワーク
(図示省略)を、下孔をタップ(41)の軸線に整合させて、
タップ盤のテーブル(図示省略)に取り付け、テーブルを
上昇させて、タップ(41)の下端のガイドテーパー部を下
孔に挿入する。

【００３９】モーター(24)を起動すると、クランク円板
(27)が回転して、ロッド(24)が下降し、摺動子(21)をガ
イドレール(19)に沿って下降させる。

【００４０】ボールナット(22)は、摺動子(21)とともに
下降して、これに係合している駆動ネジ軸(16)を回転さ
せる。駆動ネジ軸(16)の螺旋溝を右ネジ状に刻設してあ
るため、駆動ネジ軸(16)の回転方向は、上方より見て反
時計回り方向になる。

【００４１】駆動ネジ軸(16)の回転は、大歯車(18)及び
小歯車(31)を介して歯車軸(32)に伝達され、上方より見
て時計回り方向(以下、右回りといい、逆方向を左回り
という)に回転させる。

【００４２】歯車軸(32)の回転は、自在継手(33)、伸縮
ロッド(34)、自在継手(37)を介してタップ回転軸(38)に
伝達され、チャック(40)に装着したタップ(41)を右回り
に回転させる。

【００４３】タップ(41)が右回りに回転することによ
り、下孔にめネジが切削される。

【００４４】タップ(41)は、めネジの切削にともなって
下降するため、タップ回転軸(38)も下方に移動する。

【００４５】このとき、スリーブ(35)とスプライン軸(3
6)とで構成した伸縮ロッド(34)が、タップ回転軸(38)の
下降に従動して、延伸しながら回転を伝導するので、タ
ップ(41)は、めネジの切削にともなって支障なく下降す
ることができる。

【００４６】クランク円板(27)が起動位置から１８０度
回転すると、ロッド(24)が下死点に到達し、摺動子(21)
及びボールナット(22)が実線示の位置に停止して、駆動
ネジ軸(16)と、それに連接された各部材の回転が停止す
る。

【００４７】クランク円板(27)が引き続いて回転するた
め、ロッド(24)は上向きに移動して、摺動子(21)及びボ
ールナット(22)を上昇させる。

【００４８】ボールナット(22)の上昇により、駆動ネジ
軸(16)は、逆方向（上方より見て時計回り方向）に回転
し、大歯車(18)と小歯車(31)を介して、歯車軸(32)、伸
縮ロッド(34)、タップ回転軸(38)及びタップ(41)を左回
りに回転させる。

【００４９】左回りに回転したタップ(41)は、切削され
ためネジ孔から上方に離脱する。

【００５０】そこで、ワークを装着したテーブルを移動
して、次の下孔をタップ(41)の直下に移動させて、同様
の手順を反復して、めネジを加工する。

【００５１】このとき、新たな下孔を加工位置に設定す
る間、モーター(29)を停止させる必要がある場合には、
摺動子(21)及びボールナット(22)が昇降ストロークの最
上端に上昇したとき、これに当接してモーター停止信号
を出力するリミットスイッチ(42)を設置するようにして
もよい。

【００５２】上述のように、図１のタッピング装置は、
駆動ネジ軸(16)に係合したボールナット(22)を、クラン
ク機構を用いて昇降駆動することにより、駆動ネジ軸(1
6)及びそれに連接したタップ(41)の回転方向を、正逆両
方向に切り替える構成であるため、モーター(29)は、終
始、一方向のみ回転すればよい。

【００５３】したがって、従来のタップ盤における電気
的制御による切替え手段のような、モーターの過熱や、
リレー接点の焼損等の不都合を解消することができる。

【００５４】また、タップ(41)を右回りに回転させてめ
ネジを切削した後、抜き出すための左回り回転への切替
えが、自動的かつ迅速に行われるので、作業能率の向上
を図ることができる。

【００５５】以上の説明は、図１に示した実施例に基づ
いて記載したが、本発明は、上述内容に限定されるもの
ではなく、各種の変形応用が可能である。

【００５６】たとえば、複数個のタップを設置して、複
数の下孔に対して同時にめネジを切削する多軸タップ盤
にも、本発明を適用することができる。

【００５７】多軸タップ盤の場合は、上述実施例におけ
る小歯車(31)、伸縮ロッド(34)、タップ回転軸(38)及び
タップ(41)等を所要組数並設して、各組の小歯車(31)を
適宜の中間歯車を介して連接し、１個の駆動ネジ軸(16)
により同期的に同一方向に回転駆動するように構成すれ
ばよい。

【００５８】この場合、各組における歯車軸(32)とタッ
プ回転軸(38)との間を、伸縮ロッド(34)及び２組の自在
継手(33)(37)によって連接してあるので、各組の小歯車
(31)を中間歯車を介して連動する位置に配置する一方
で、複数個のタップ(41)を所要の加工位置に容易に配置
することができる。

【００５９】また、図１の実施例では、クランク円板(2
7)の１回転に対するタップ(41)の回転数は、クランク円
板(26)のピン軸(28)の回転直径(Ｄ')に一致するボール
ナツト(22)の昇降ストローク長(Ｄ)、駆動ネジ軸(16)の
螺旋溝のリード長、及び、大歯車(18)と小歯車(31)によ
り、一定値に決定されている。

【００６０】加工すべきめネジを板材等を貫通して形成
する場合であれば、板材の厚さに応じて充分なネジ山数
が形成されるように、上記諸元を余裕をつけて設定すれ
ばよいが、下孔が盲孔である場合にタップの回転数が多
すぎると、タップの先端が下孔の底に衝突して、折損事
故を生じる結果になる。

【００６１】したがって、盲孔にめネジを加工する場合
には、ボールナット(22)の昇降ストローク長を、所望の
めネジ深さに応じて調節できるように構成する必要があ
る。

【００６２】図２は、クランク円板に、ボールナット(2
2)の昇降ストローク長を調節する手段を設けた第２実施
例を示す正面図である。

【００６３】このクランク円板(43)は、図１の第１実施
例と同様に、出力軸(26)に固着されており、半径方向の
ガイド孔(44)が設けられている。

【００６４】ガイド孔(44)の中には、半径方向の調節ネ
ジ(45)が装着され、その一端(46)をクランク円板(43)の
外周に突出させ、図示しないハンドルを係着して、調節
ネジ(45)を回転させるようになっている。

【００６５】ナット(47)は、調節ネジ(45)に螺合し、調
節ネジ(45)の回転によりガイド孔(44)に沿って摺動す
る。

【００６６】ナット(47)には、図１のクランクピン(28)
に準じたピン軸を立設して、そこにロッド(24)の上端が
枢着されている。

【００６７】調節ネジ(45)の突出端(46)にハンドルを係
着して、調節ネジ(45)を回転させると、ナット(47)が半
径方向に移動して、クランク円板(43)の中心とロッド(2
4)の枢着点との距離、すなわち回転半径(Ｒ)が増減す
る。

【００６８】回転半径(Ｒ)とボールナット(22)の昇降ス
トローク長(Ｄ)とは、Ｄ＝２Ｒの関係にあるため、調節
ネジ(45)によりナット(47)の位置を調節して、昇降スト
ローク長(Ｄ)を無段階に増減することができる。

【００６９】すなわち、板材にめネジを貫通させて加工
する場合には、ナット(47)をクランク円板(43)の外周部
に移動させ、回転半径(Ｒ)を大きくして、タップ(41)に
充分多くの回転数を与え、盲孔にタップ立てをする場合
には、盲孔の深さに応じて、ナット(47)を中心側に移動
させて、回転半径(Ｒ)を小さく設定すればよい。

【００７０】図３は、ロッド(24)を昇降させるクランク
装置として、タップ(41)の回転速度を、下孔にめネジを
切削する加工時には低速度で回転させ、加工後に抜き出
すときにはより高速度で回転させる早戻り機構を構成し
た第３実施例を示す正面図である。

【００７１】クランク円板(48)の中心とほぼ等高の側方
に設置した支軸(50)には、揺動リンク(51)の基端が枢着
され、クランク円板(48)の周縁部に立設したピン軸(49)
が、揺動リンク(51)の長さ方向に刻設したガイド溝(52)
中に嵌挿されている。

【００７２】揺動リンク(51)の先端には、ピン軸(53)が
突設され、そこにロッド(24)の上端が枢着されている。

【００７３】クランク円板(48)が矢印Ａの方向に回転す
ると、揺動リンク(51)は、支軸(50)を中心として上下に
揺動し、ロッド(24)が昇降して、前述したようにボール
ナット(22)を昇降駆動して、タップ(41)を回転させる。

【００７４】ロッド(24)が下降する際には、ピン軸(53)
と支軸(50)との距離が大きいため、揺動リンク(51)の角
速度が比較的低速になり、ロッド(24)が上昇する際に
は、ピン軸(53)と支軸(50)とが近接して、揺動リンク(5
1)は、より高速の角速度で移動する。

【００７５】したがって、めネジを切削する加工時に
は、ロッド(24)及びボールナット(22)の下降速度が低速
になって、タップ(41)を低速で右回りに回転させ、加工
後に抜き出す際には、ロッド(24)及びボールナット(22)
がより高速で上昇して、タップ(41)を比較的高速度で左
回りに回転させる。

【００７６】すなわち、タップ(41)の回転速度を、加工
時と抜き出し時とに応じて高低二速度に切り替える早戻
り機構が構成され、作業能率を一層向上させることがで
きる。

【００７７】なお、図２のクランク円板(43)を、図３の
機構に適用することにより、早戻り機構と合わせて、ロ
ッド(24)及びボールナット(22)の昇降ストローク長を、
加工されるめネジの深さに応じて調節可能にすることも
できる。

【００７８】

【発明の効果】

(ａ) めネジを加工するタップを、めネジの切削加工時
とめネジ孔からの抜き出し時とのタップの回転方向の正
逆の切替えを、駆動ネジ軸に係合したボールナットの往
復移動で行うため、モーターの回転を正逆に切り替える
必要がない。

【００７９】(ｂ) したがって、モーターを常に一方向
に回転させることができ、頻繁な正逆回転の切替えによ
る過熱や、リレー接点の焼損等の事故を防止することが
できる。

【００８０】(ｃ) タップの正逆両方向の回転を、スム
ースかつ迅速に切り替えることができるので、ネジ立て
作業の能率向上を図ることができる。

【００８１】(ｄ) 請求項６記載の発明のようにすれ
ば、複数個のタップを同期的に駆動する多軸タップ盤に
も、容易に適用することができる。

【００８２】(ｅ) 請求項７記載の発明のように、ボー
ルナットを往復駆動するクランク機構に、揺動リンクを
組み込むことにより、タップの回転速度を、めネジの切
削加工時は低速に、抜き出し時には高速に切り替える早
戻り機構を適用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のタッピング装置の要部を
示す断面立面図である。

【図２】本発明の第２実施例のクランク機構部分を示す
正面図である。

【図３】本発明の第３実施例のクランク機構に揺動リン
クを組合せた部分を示す正面図である。

【符号の説明】

(11)ベッド (12)下部軸受 (13)上部軸受 (14)(15)ベア
リング (16)駆動ネジ軸 (17)スリーブ (18)大歯車 (18a)ボス (19)ガイドレール (20)サドル (21)摺動子 (22)ボールナ
ット (23)ピン軸 (24)ロッド (25)モーター軸受 (26)回転軸 (27)クランク円板 (28)クランク
ピン (29)モーター(減速機つき) (30)出力軸 (31)小歯車 (32)歯車軸 (33)自在継手 (34)伸縮ロッ
ド(スプライン継手) (35)スリーブ (36)スプライ
ン軸 (37)自在継手 (38)タップ回
転軸 (39)軸受 (40)チャック (41)タップ (42)リミット
スイッチ (43)クランク円板 (44)ガイド孔 (45)調節ネジ (46)突出端 (47)ナット (48)クランク
円板 (49)クランクピン (50)支軸 (51)揺動リンク (52)ガイド溝 (53)ピン軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】螺旋溝を刻設した駆動ネジ軸と、螺旋溝に係合し、駆動ネジ軸に沿って移動することによ
り駆動ネジ軸を回転させるボールナットと、モーターにより回転駆動されるクランク円板と、ボールナットとクランク円板とを連接し、クランク円板
の回転によりボールナットを駆動ネジ軸に沿って往復移
動させて、駆動ネジ軸を正逆両方向に回転させるロッド
と、駆動ネジ軸の回転を、タップを装着したタップ回転軸に
伝導する伝導手段、とを備えることを特徴とするタッピング装置。
【請求項２】クランク円板におけるロッドの枢支点を、
クランク円板の半径方向に移動可能に立設して、ボール
ナットの往復ストローク長を可変にしたことを特徴とす
る請求項１記載のタッピング装置。
【請求項３】伝導手段が、歯車伝導機構を備えている請
求項１記載のタッピング装置。
【請求項４】伝導手段が、歯車伝導機構の被動側歯車軸
とタップ回転軸とを連結する伸縮可能なスプライン継手
を備えている請求項３記載のタッピング装置。
【請求項５】スプライン継手を、被動側歯車軸とタップ
回転軸とに、それぞれ自在継手により連接した請求項４
記載のタッピング装置。
【請求項６】複数個のタップ回転軸を並列して設置し、
駆動ネジ軸の回転に基づいて同期的に同方向に回転させ
るようにした請求項１〜５のいずれかに記載のタッピン
グ装置。
【請求項７】長さ方向のガイド溝を有する揺動リンクの
基端を定位置に枢支し、先端にロッドの一端を枢着する
とともに、クランク円板に立設したクランクピンをガイ
ド溝に嵌挿して、クランク円板の回転により揺動リンク
を揺動させることにより、ロッドを介して往復移動する
ボールナットの移動速度を、往路と復路とで異ならせた
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタッ
ピング装置。