JPS6128665Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、下穴あけとねじ立ての切刃を同一中
心軸に形成して成るドリルタツプを用いてねじ加
工する装置に関する。

ドリルタツプを取付けた単一の主軸には、ドリ
リング送りとタツピング送りの双方を順次的に与
えなければならない。本考案の典型的な従来技術
は、下穴をあけるためにはドリルタツプを回転し
たままでドリリング送りを油圧装置で行ない、次
のねじ立てのためには親ねじを利用してドリルタ
ツプにタツピング送りを与える装置である。この
ような従来技術では、主軸を回転するためのモー
タ、油圧を発生するための装置、および親ねじを
駆動するためのモータが必要であり、そのため構
造が複雑となり、大形化し、また高価である。本
考案の他の従来技術では、ドリルタツプを常に空
気圧シリンダの圧縮力を用いて加工物に向けて軸
線方向に押圧しており、ドリルタツプの取付けら
れている主軸はモータによつて回転されている。
このような従来技術では、ドリルタツプのドリル
部が加工物を貫通して通し穴が形成された瞬間、
それまでドリリング時において切削抵抗によつて
圧縮されていた空気圧シリンダ内の空気が急激に
膨張する。そのためドリルタツプのタツプ部の食
付き用切刃が加工物に衝突し、その切刃が損傷す
ることがある。またドリルタツプが回転されるこ
とにより、ねじ立て時においてドリルタツプがそ
のタツプピツチで自ら進んで行くいわゆる自進作
用によつてドリルタツプを送り込む従来技術で
は、ドリルタツプが取付けられている送り装置を
加工物に向けて引張り出す力が発生する。したが
つて加工されたねじがその力を支えることにな
る。そのため仕上つたねじのねじ山がやせてお
り、ねじ精度が劣る。しかし、ドリルタツプはそ
の構造上ドリル部とタツプ部との接続部付近の強
度が小さくなつており、上述のごとくタツプの自
進作用でドリルタツプを送る装置によれば、ドリ
ルタツプが折損することがある。

本考案は、このような従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであつて、ドリルタツプの損傷を
防ぎ、ねじ精度を向上させるねじ加工装置を簡単
で安価な構造で実現することを目的とする。

第１図は本考案の一実施例の断面図である。ね
じ加工されるべき加工物１は固定位置に取付けら
れており、この加工物１にはドリルタツプ２によ
つて下穴加工およびねじ立てされる。ドリルタツ
プ２はドリル部３とタツプ部４とから成り、ドリ
ルタツプ２が加工物１に向けて送られるとき、先
ずドリル部３によつて下穴が加工物１を貫通して
形成され、引続いてタツプ部４によつてねじ立て
が行なわれる。ドリルタツプ２は案内ブツシユ５
を有する支持腕６によつて案内支持される。支持
腕６は、固定位置に設置されたねじ加工装置本体
７に固定される。ドリルタツプ２は、チヤツク８
によつて主軸９の先端に同軸線上に取付けられ
る。主軸９は、案内筒１０によつて軸受１１，１
２を介して相互に回転自在に支承される。この案
内筒１０は、主軸９とその軸線方向に一体的に移
動することができ、回転することなく本体７に組
込まれたブツシユ３８と軸線方向に摺動可能に設
けられる。主軸９にはドリル加工用被駆動歯車１
３とタツプ加工用被駆動歯車１４とが固着され
る。主軸９の後端外周には送り雄ねじ部１５が形
成される。送り雄ねじ部１５は比較的大きいリー
ドｌ１を有し、それによつて強度が向上されてい
る。送り雄ねじ部１５に螺合する雌ねじ部１６が
形成された送り歯車１７は、第１図示のようなラ
ジアル力を受けるとともに、スラスト力を受ける
ころ軸受１８によつて本体７に支承される。主軸
９には、案内筒１０と送り雄ねじ部１５との間
で、案内筒１０側からドリル加工用被駆動歯車１
３と、タツプ加工用被駆動歯車１４とが、この順
序で固着される。

送り歯車１７のボス３９は、ドリルタツプ２と
は反対側（第１図の右方）に延在している。この
ボス３９の内周には、送り雄ねじ部１５に螺合す
る雌ねじ部１６が前述のように形成されている。
ころ軸受１８と送り雄ねじ部１５の付近は、本体
７の外側からキヤツプ４０によつて覆われてい
る。

入力軸１９は、主軸９と平行にして、一対の玉
軸受２０，２１によつて本体７に支承される。入
力軸１９にはプーリ２２が固着される。このプー
リ２２とモータ２３の軸２４に固着されたもう一
つのプーリ２５との間には、Ｖベルト２６が巻き
かけられる。モータ２３は取付部材３７によつて
本体７に固着される。入力軸１９には、送り歯車
１９に噛合する送り駆動歯車２７が固着される。
入力軸１９には、ドリル加工用被駆動歯車１３に
噛合するドリル加工用駆動歯車２８と、タツプ加
工用被駆動歯車１４に噛合するタツプ加工用駆動
歯車２９とが、入力軸１９と相互に回転自在に遊
嵌される。

歯車２８，２９の間には電磁クラツチ３０が介
在されている。電磁クラツチ３０の動作によつて
入力軸１９と歯車２８とが一体的に回転すること
ができ、また入力軸１９と歯車２９とが一体的に
回転することができる。歯車２８，２９は、主軸
９、したがつて駆動歯車１３，１４の軸線方向の
変位にかかわらず、常に駆動歯車１３，１４とも
れぞれ噛合することができるに充分な歯幅を有す
る。電磁クラツチ３０は、ドリル加工用駆動歯車
２８とタツプ加工用駆動歯車２９との間に、入力
軸１９を挿通して設けられる。

第２図は第１図示の実施例の一部を示す側面図
である。案内筒１０には主軸９と平行でかつドリ
ルタツプ２と反対側（第２図の右方）に延びる変
位検出棒３１の一端部が固着される。この変位検
出棒３１は、金具３２，３３によつて、本体７に
軸線方向に変位自在に設けられる。変位検出棒３
１にはドツグ３４が固着される。このドツグ３４
に応動するアクチユエイタ３５を有するマイクロ
スイツチ３６は、本体７に固着される。ドツグ３
４がアクチユエイタ３５に当つていないときは、
ドリルタツプ２のドリル部３によつて下穴をあけ
るときであり、このときマイクロスイツチ３６は
電磁クラツチ３０が入力軸１９と歯車２８とを一
体的に接続するように電磁クラツチ３０を作動さ
せる。ねじ加工のためにドツグ３４がアクチユエ
イタ３５に当つたときは、電磁クラツチ３０は入
力軸１９と歯車２９とを接続する。このドツグ３
４とアクチユエイタ３５とが当接するときは、ド
リルタツプ２のドリル部３が加工物１を貫通して
下穴を形成したときである。

歯車２７，１７の歯数をＺ２７，Ｚ１７とする
とその回転数の減速比ｉ１は ｉ１＝Ｚ２７／Ｚ１７ ……(1) となる。また下穴加工のための歯車２８，１３の
歯数をＺ２８，Ｚ１３とすると、それ等の歯車２
８，１３の回転数の減速比ｉ２は次式(2)で示され
る。

ｉ２＝Ｚ２８／Ｚ１３ ……(2) ねじ加工のための歯車２９，１４の歯数をＺ２
９，Ｚ１４とすると、上述と同様して減速比ｉ３
が次式(3)で示される。

ｉ３＝Ｚ２９／Ｚ１４ ……(3) 本考案に従えば、上述の式(1)，(2)，(3)で表わさ
れた減速比は、次式(4)で示される関係に選ばれ
る。

ｉ１＜ｉ２＜ｉ３ ……(4) 加工物１にねじ加工するにあたり、先ず主軸９
を図示の状態に加工物１から後退しておく。そこ
で、入力軸１９をモータ２３によつて回転速度Ｎ
で駆動する。ドリルタツプ２のドリル部３によて
加工物１に下穴をあけるドリリング時において
は、第２図示の如くドツグ３４はマイクロスイツ
チ３６がアクチユエイタ３５にあたつていないの
で、電磁クラツチ３０は入力軸１９と歯車２８と
を連結する。そのため歯車１３、したがつて主軸
９は、回転速度Ｎ・ｉ２で回転駆動される。した
がつて主軸９の加工物１に向う主軸９の１回転あ
たりの進み量ｌ２は切削抵抗を小さくするため
に、次式(5)で示される如く微少送りとされる。ｌ
１は送り雄ねじ部１５のリードを表わす。

ｌ２＝（Ｎ・ｉ２・ｌ２−Ｎ・ｉ１・ｌ１／Ｎ・ｉ
２ ＝（１−ｉ１／ｉ２）ｌ１ ……(5) ドリルタツプ２のドリル部３が加工物１の下穴
を貫通して穿設した後、第２図示のドツグ３４は
アクチユエイタ３５を作動してマイクロスイツチ
３６のスイツチング態様を変え、それによつて電
磁クラツチ３０は入力軸１９と歯車２９とを接続
させる。そのため主軸９の加工物１に向う主軸９
の一回転あたりの進み量は、次式(6)で示され、こ
の進み量はドリルタツプ２のタツプ４のリードｌ
３に等しい。この式(6)が成立するように減速比ｉ
１，ｉ３および主軸９の送り雄ねじ部１５のリー
ドｌ１が選ばれる。

ｌ３＝（Ｎ・ｉ３−Ｎ・ｉ１）ｌ１／Ｎ・ｉ３ ＝（１−ｉ１／ｉ３）ｌ１ ……(6) ねじ加工終了後にはモータ２３を逆回転して図
示の位置に戻せばよい。

なお、主軸９の回転速度Ｎ・ｉ２，Ｎ・ｉ３
は、プーリ２２，２５によつて容易に変えること
ができる。これらの回転速度は、ドリリングの切
削条件によつて決められれ、また減速比ｉ２，ｉ
３はドリリングとタツピングとの送り量から決め
られる。

主軸９に歯車１３，１４をスプライン嵌合し、
主軸９の移動に拘らず、歯車１３，１４を歯車２
８，２９に常に噛合させておいてもよい。

下穴加工に先立つて工作物１にドリルタツプ２
を接近させるとき、およびねじ加工後に工作物１
からタツプ４が抜けた後においてドリルタツプ２
を後退させるときには、電磁クラツチ３０は入力
軸１９を歯車２８，２９と遮断して連結しないで
おく。これによつて、入力軸１９から歯車２９か
ら歯車１７に回転力が伝わる状態になる。これに
よつて、雄ねじ部１５と雌ねじ部１６とによる主
軸９の迅速な移動が可能になり、作業時間の短縮
を図ることができる。

以上のように本考案によれば、ドリル部とタツ
プ部とを備えるドリルタツプを用いてねじ加工す
るりあたり、下穴をあけるためのドリリング時に
おいては微少送りが可能であり、下穴が形成され
た後にはタツプ部のリードに等しい適正なリード
送りをもつてねじ加工が行なわれる。そのためド
リルタツプの損傷が生じ難く、食付きが安定して
おり、ねじ精度が向上される。また本考案のねじ
加工装置は、従来のものに比べて簡単な構造でか
つ安価に実現される。

また本考案によれば、主軸９の軸線方向の変位
によつて電磁クラツチ３０の動作が切換り、自動
的に下穴加工とねじ加工とが行なわれるので、使
い勝手がよく、生産性の向上を図ることができ
る。また第６式から明らかなように、減速比ｉ
１，ｉ３を適切に選ぶことによつて、送り雄ねじ
部１５のリードｌ１を大きくすることができ、し
たがつて送り雄ねじ部１５と雄ねじ部１６との強
度を向上することができる。

さらに本考案によれば、電磁クラツチ３０によ
つて入力軸１９からドリル加工用駆動歯車２８と
タツプ加工用駆動歯車２９とのいずれにも回転力
が伝わらないようにして遮断した状態では、送り
歯車１７の回転によつて、その送り歯車１７に形
成された雄ねじ部１６に螺合する送り雄ねじ部１
５および主軸９がねじ送りされて早送りがなされ
る。これによつて、ドリルタツプ２を工作物１に
近接離反するときにおける時間を短縮することが
可能である。

送り歯車１７のボス３９は、ドリルタツプ２と
は反対側に延在しており、このボス３７は、軸受
１８によつて本体７に支承される。このことによ
つてボス３９の内周に形成された雌ねじ部１６に
送り雄ねじ部１５が螺合して、主軸９が下穴加工
およびねじ加工のために移動する際に、その主軸
９の軸線のふれをなくすることが確実になる。

軸受１８と送り雄ねじ部１５の付近は、本体７
の外側からキヤツプ４０によつて覆われる。した
がつて送り雄ねじ部１５および雌ねじ部１６の付
近、ならびにころ軸受１８の付近が、外部からの
塵埃などによつて汚染されることがなく、また潤
滑を容易に行なうことができるようになる。

電磁クラツチ３０は、ドリル加工用駆動歯車２
８と、タツプ加工用駆動歯車２９との間に、入力
軸１９を挿通して設けられる。したがつて電磁ク
ラツチ３０を駆動歯車２８，２９毎に設ける場合
に比べて、主軸９の軸線方向の長さを短縮するこ
とができるとともに、構成の小形化を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図であり、第
２図は第１図示の実施例の一部を示す側面図であ
る。 １……加工物、２……ドリルタツプ、３……ド
リル部、４……タツプ部、５……案内ブツシユ、
７……本体、８……チヤツク、９……主軸、１３
……ドリル加工用被駆動歯車、１４……タツプ加
工用被駆動歯車、１７……送り歯車、２７……送
り駆動歯車、２８……ドリル加工用駆動歯車、２
９……タツプ加工用駆動歯車、１５……送り雄ね
じ部、１６……雌ねじ部、１８……円錐ころ軸
受、２２，２５……プーリ、２６……Ｖベルト、
２３……モータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 先端にドリルタツプ２を有する主軸９を回転か
   つ摺動可能に装備し、主軸９には、ドリル加工用
   被駆動歯車１３とタツプ加工用被駆動歯車１４と
   が固着され、主軸９は、本体７に主軸９の軸線方
   向に往復移動可能に支持され、送り歯車１７のボ
   ス３９は、ドリルタツプ２とは反対側に延在して
   おり、このボス３９の内周は、送り雄ねじ部１５
   に螺合する雌ねじ部１６が形成され、ボス３９
   は、軸受１８によつて本体７に支承され、軸受１
   ８と、送り雄ねじ部１５の付近は、本体７の外側
   からキヤツプ４０によつて覆われ、主軸９に平行
   な入力軸１９には、送り歯車１７に噛合する送り
   駆動歯車２７を固着するとともに、ドリル加工用
   被駆動歯車１３に噛合するドリル加工用駆動歯車
   ２８とタツプ加工用被駆動歯車１４に噛合するタ
   ツプ加工用駆動歯車２９とを遊嵌し、電磁クラツ
   チ３０は、ドリル加工用駆動歯車２８とタツプ加
   工用駆動歯車２９との間に、入力軸１９を挿通し
   て設けられ、電磁クラツチ３０によつて入力軸１
   ９からのドリル加工用駆動歯車２８に、またはタ
   ツプ加工用駆動歯車２９に回転力を伝え、送り駆
   動歯車２７と送り歯車１７との減速比をｉ１と
   し、ドリル加工用駆動歯車２８とドリル加工用被
   駆動歯車１３との減速比をｉ２とし、タツプ加工
   用駆動歯車２９とタツプ加工用被駆動歯車１４と
   の減速比をｉ３とすると ｉ１＜ｉ２＜ｉ３ に選び、電磁クラツチ３０はドリル加工時には入
   力軸１９とドリル加工用駆動歯車２８とを連結
   し、タツプ加工時には入力軸１９とタツプ加工用
   駆動歯車２９とを連結し、こうしてドリル加工時
   には主軸９を微細送りとし、タツプ加工時におけ
   る主軸９の一回転当りの進み量はタツプ部４のリ
   ードｌ３に等しくなるように、減速比ｉ１，ｉ
   ２，ｉ３と送り雄ねじ部１５のリードｌ１とが選
   ばれることを特徴とする下穴加工とねじ加工とを
   行なう装置。