JP2011183518A

JP2011183518A - タップホルダ

Info

Publication number: JP2011183518A
Application number: JP2010052281A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ishikawa; 均石川
Original assignee: NT Tool Corp
Current assignee: NT Tool Corp
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2011-09-22
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: JP5586993B2

Abstract

【課題】加工中においてタップに対する切削抵抗が過大になった場合、タップのねじ部をタップのねじ部固有の傾斜角に対応する斜めの螺旋方向へ回動できるようにしたタップホルダを提供する。
【解決手段】主軸装着部２の中空部１９の内周面と、タップホルダ本体３の外周面との間には、一方の面には回動方向に長く形成してあるガイド条４０を、他方の面にはガイド条４０に先部が接触した状態でガイド条４０に沿って回動方向に相対移動するようにしてある規制爪２３を備えさせ、回動方向に長く形成してあるガイド条４０の傾斜は、装着されるタップ４３のねじ部におけるねじ山の傾斜に対応するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、工作機械の主軸に対してねじ立て用のタップを装着する為のタップホルダに関する。

従来より工作機械の主軸に対してねじ立て用のタップを装着する為のタップホルダは、例えば特許文献１に示されるタップホルダ等を含めて広く知られている。
上記特許文献１に示されるタップホルダ１（図５に例示する）は、その記載に基づけば、次のように構成されている。
主軸装着部２の後部には、工作機械の主軸５に対して装着可能にしてあるシャンク１２を備え、先部には、タップホルダ本体（タップ装着部）３の後部３５を存置させるようにした中空部１９を備える。
タップホルダ本体３の先部には、タップ４３を着脱自在に装着する為のタップ保持要素３３を備え、後部３５は、上記中空部１９に対して回動自在に挿入してある。
上記主軸装着部２と、タップホルダ本体３とは弾性体５３を介して回転方向に向けて一体的に回転するように連繋させてある。
上記主軸５の回転速度に対して上記タップホルダ本体３の先部に装着されたタップ４３の回転速度が相対的に遅速して、両者の軸送り方向の動きに相対的な変化があった場合には上記弾性体５３が変形して両者の連繋を保つようにしてある。

特開平７−６０５４４号公報

この従来のタップホルダでは、加工中において、不測の事情によって、タップに対する切削抵抗が過大になった場合、その衝撃は、弾性体５３が変形して吸収し、タップの折損を防止する利点がある。
しかし、特許文献１記載のタップホルダにおいては、弾性体５３が変形した場合、上記主軸装着部２と、タップホルダ本体３とは上下方向、即ち、主軸５の軸心方向に向けて相対的に上下動させるように構成してある。
従って、加工対象物の穴の内に入り込んで、内周にねじを形成している過程にあるタップ４３のねじ部４５は、穴の内周面に形成するねじ山の螺旋軌跡の方向とは異なり、主軸５の軸心方向に向けて相対的に上下動することになり、上記形成過程のねじ山の一部をむしる、或は、へたりを起す等の加工不良を生じさせる問題点があり、その上タップのねじ山の摩耗を早める問題点もあった。

本件出願の目的は、加工中においてタップに対する切削抵抗が過大になった場合でも、タップホルダ本体３に加えられる衝撃は弾性体に吸収させるようにしたタップホルダを提供しようとするものである。
他の目的は、加工中において、タップに対する切削抵抗が過大になった場合、タップのねじ部を、タップのねじ部の傾斜角方向の斜めの螺旋方向へ回動できるようにしたタップホルダを提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。

本発明におけるタップホルダは、後部は、工作機械の主軸５に対して装着可能にしてあり、先部には、タップホルダ本体３の後部３５を存置させるようにした中空部１９を備える主軸装着部２と、先部には、タップ４３を着脱自在に装着する為のタップ保持要素３３を備え、後部３５は、上記中空部１９に対して回動自在に挿入してあるタップホルダ本体３とを備えており、上記主軸装着部２と、タップホルダ本体３とは弾性体５３を介して回転方向に向けて一体的に回転するように連繋させ、上記主軸５の回転速度に対して上記タップホルダ本体３に装着されるタップ４３の回転速度が相対的に遅速した場合には上記弾性体５３が変形して両者の連繋を保つようにしてあるタップホルダにおいて、
上記中空部１９の内周面と、その内側に存置するタップホルダ本体３の外周面との間には、一方の面には回動方向に長く形成してあるガイド条４０を備えさせると共に、他方の面には上記ガイド条４０に先部が接触した状態でガイド条４０に沿って回動方向に相対移動するようにしてある規制爪２３を備えさせ、しかも、上記回動方向に長く形成してあるガイド条４０の傾斜方向は、上記主軸５の回転速度に対して上記タップ保持要素３３に装着されたタップ４３の回転速度が相対的に遅速した場合には、上記規制爪２３は上記ガイド条４０に沿ってタップ４３のねじ部４５におけるねじ山46aの傾斜方向に対応する斜め方向の角度で相対移動するようにしたものである。

以上のように本発明は、加工中において、不測の事情によってタップ４３に対する切削抵抗が過大になった場合でも、タップ４３を保持するタップホルダ本体３は、主軸装着部２に対して弾性体５３を介して連繋してあるので、タップホルダ本体３に加えられる衝撃は弾性体に吸収され、特段の事故を起すことなく加工を続行出来る効果が期待できる。

しかも上記のように、加工中において、タップ４３に対する切削抵抗が過大になった場合でも、主軸装着部２の中空部１９の内周面と、その内側に存置するタップホルダ本体３の外周面との間には、一方の面には回動方向に長く形成し、かつ、所定方向に傾斜が付されているガイド条４０を備えさせると共に、他方の面には上記ガイド条４０に先部が接触した状態で、ガイド条４０の螺旋状の傾斜面に沿って回動方向に相対移動するようにしてある規制爪２３を備えさせるものであるから、
タップホルダ本体３は、主軸５の螺旋状の回転軌跡（主軸５が回転しながら軸心方向に移動する場合の回転軌跡）に対して、その回転軌跡に沿うように、相対的に斜め上方向（又は斜め下方向）へ導かれ、その結果、タップのねじ部（溝切刃）４５を、タップのねじ部の傾斜方向に対応する斜め方向へ回動させ、即ち、加工対象物２７の穴２８の内周における形成過程のねじの傾斜方向に沿う斜め方向に回動する特長がある。
このことは、形成過程のねじ山をむしる、或は、へたりを起す等の加工不良を防止する上で優れた効果が期待できる。

工作機械の主軸と、主軸装着部とタップホルダ本体と弾性体とタップとを備えるタップホルダの関係を説明する為の縦断面図。（A）は主軸装着部の縦断面図、（B）は弾性体の正面図。（C）は、タップホルダ本体の正面図。（D）は、タップホルダ本体の矢印（K）位置における部分拡大図。（E）、（F）、（G）は、順にコレット、係合部材、締付具の正面図。（H）は、タップの正面図。（I）は、タップの矢印（M）位置における部分拡大図。（A）、（B）は、順に図１におけるA−A線、B−B線位置における断面図。図２（B）に示す弾性体とは、弾性主体部の肉抜孔の構成が異なる例を示す弾性体の正面図。従来例におけるタップホルダの正面の部分断面図。

以下本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１に表れている５は、タップホルダ１を装着する為の工作機械における周知の主軸を示し、タップ加工に利用するに際しては、一定の回転と、主軸の軸送り移動量をタップのピッチP2に合わせて同期するように制御される構成になっている。工作機械としては、周知のようにＮ／Ｃ装置付き工作機械を用いることができる。図において、６は任意の主軸装着部２におけるシャンク１２を受入れる為のテーパー孔、７は主軸装着部２に回転力を伝達する為の周知の駆動片、８は主軸の前端面で必要に応じて主軸装着部２の当面13aを当て付ける為の受止面を示す。

図において１はタップホルダを示し、主軸装着部２と、タップホルダ本体３と、弾性体５３とを備える。

この点、上記主軸装着部２は、後部に図示のようにシャンク１２を備え、工作機械の主軸５のテーパー孔６に対して周知のように着脱自在に装着可能にしてあり、先部には、タップホルダ本体３の後部３５を存置させるようにした中空部１９を備える。
この点図において、１２ａは斜面、１３は鍔部、13ａは上記の当面、１４はタップホルダ本体３の装着部、１５は中空部、１６はプルスタッドの装着部としての雌ねじ部を夫々示す。また、１７はタップホルダ本体の後部材３５の存置用の中空部、１８は弾性体５３を存置する為の中空部、１９は主体部３２を存置する為の中空部を夫々示す。２１は弾性体５３の後部を止着する為のねじ孔、21aはその止着用のねじ、２２は弾性体５３の前部を止着する為のねじ孔、22aはその止着用のねじ、２４はタップホルダ本体３の先部材３４を回動自在に支える為の当接面、２５はタップホルダ本体３の後部材３５を回動自在に支える為の当接面を夫々示す。
２３は、主軸装着部２の中空部１９における内周面に備えさせた規制爪を示し、タップホルダ本体３の外周面に備えさせた螺旋状のガイド条４０に係合（噛合）させ得るように相対的に凸状（又は凹状）に形成してある。この規制爪２３は、図２（D）のようにガイド条４０の谷に係合可能に単純に突出状に形成したものであっても良いが、寿命等を考慮すると、図２（A）のように螺旋状の雌ねじの形態にして、図２（C）の雄ねじの形態にしてあるガイド条４０の雄ねじに対応螺合可能にさせたものがよい。

タップホルダ本体３は、図示のように、先部には、タップ４３を着脱自在に装着する為のタップ保持要素３３を備え、後部材３５は、上記中空部１９に対して回動自在に挿入してある。
この点図において、３２は中空部１９の内壁によって回動自在に支えられている主体部、３３はタップホルダ本体３の先部に備えさせたタップ保持要素で、タップ４３を着脱自在に保持できるように周知の構造で構成されている。例えば、先端の中空部の内側33aに、タップ４３の保持部４４を掴むことが出来るようにしてあるコレット４８を図示のように位置させ、先部に環状の係合部材５０を配置し、これを環状の締付具４９で上記先端の部材３４に締付けることにより、コレット４８を介してタップ４３の保持部４４を固定する。
３４は先部材、３５は上記の後部材、３６はタップホルダ本体３の軸芯位置に形成された中空孔、３７は中空孔３６の内壁に形成した雌ねじで、タップの保持部４４の後端の嵌合部44aを受止める為の受具３８の外周に備える雄ねじに螺合させる為のものである。この雌ねじ３７の存在により、タップホルダ本体３にタップ４３を装着するに当り、タップ４３を回動させることにより、受具３８を回動させて前後に進退させ、タップ４３の出没の寸法を調整することが出来る。

４０は、上記規制爪２３を噛み合わす為のガイド条で、図示のようにタップホルダ本体３の外周に形成してある。ガイド条４０の長さ寸法は、実質的には回転角にして１０度前後あればよいのであるが、寿命等を考慮すると、螺旋状（図２（C）のように回転角にして３６０度以上のねじ状）になる長さ寸法にしてある。
40aは螺旋状のねじ山、40bは螺旋状のねじの谷を示す。ガイド条４０の傾斜方向は、タップ４３の溝切刃４５の傾斜方向に対応させてある。例えばP1は、ガイド条４０が螺旋状になっている場合のピッチを示す。θ1は、タップホルダ本体３の軸心に対して直交する面（回転面）に対するガイド条（ねじ山）４０の傾斜角を示し、タップ４３の溝切刃４５のピッチP2に対応するよう、タップ４３の回転面（タップホルダ本体３の軸心に対して直交する面）に対する傾斜角θ2に対応をさせてある。なお、タップ４３の傾斜角θ2、即ち、溝切刃４５のピッチP2は、穴の内周のねじが、「メートル並目ネジ」と、「メートル細目ネジ」に対応させるなど要求に応じてピッチが相違するので、上記ガイド条の螺旋状のねじ山40aの傾斜角θ1は、穴の径と、ネジのピッチを考慮して適宜設定するとよい。例えば上記傾斜角θ1と、傾斜角θ2、或はピッチP2と、ピッチP1とは一致するのが望ましいが、相互に違いがあっても、実質的には、主軸５の回転速度に対してタップ４３の回転速度が相対的に遅速する場合の回動角は僅かな場合が多いので、傾斜方向がほぼ同じ方向であれば、所望の効果は得られる。４６は、切屑を排出する為の周知のみぞ部を示す。
なお、上記説明においては規制爪２３を主軸装着部２の中空部１９に、ガイド条４０をタップホルダ本体３の外周に配置したが、これらは相対的に噛合って、タップ４３の溝切刃４５を一定の傾斜角θ2（ピッチP2に対応する角度）に導けばよいので、規制爪２３をタップホルダ本体３の外周に配置し、ガイド条４０を主軸装着部２の中空部１９に対して、両者が対応噛合するように配置してもよい。

次に、上記主軸装着部２と、タップホルダ本体３とは弾性体５３を介して回転方向に向けて一体的に回転するように連繋させ、上記主軸５の回転速度に対して上記タップホルダ本体３に装着されるタップ４３の回転速度が相対的に遅速した場合には上記弾性体５３の前後５４、５４の間が回動方向に変形して両者の連繋を保つようにしてある。この点図において、弾性体５３は弾力性のある金属材で筒状に構成されており、図２（Ｂ）、図４に現れている５４、５４は、図１の状態で用いる場合、図中上下に配置される環状体を示す。５５は、図中上下に配置される２つの環状体において回転速度が相互に異なる場合には、周知のように両者の回転角が異なることになるので、それに伴って変形して、両者の一体回動を継続させ得るようにしてある弾性主体部で、壁の一部に弾性力発揮の為の肉抜孔５６が形成してある。５７は、弾性体５３を図１のように装着する場合に利用する押しねじ21a、螺合ねじ22aの取付け用係合孔である。

以上のように上記主軸装着部２における中空部１９の内周面と、その内側に存置するタップホルダ本体３の外周面との間には、一方の面には回動方向に長く形成してあるガイド条４０を備えさせると共に、他方の面には上記ガイド条４０に先部が接触した状態でガイド条４０に沿って回動方向に相対移動するようにしてある規制爪２３を備えさせてある。

また、上記回動方向に長く形成してあるガイド条４０の傾斜角θ1は、上記主軸５の回転速度に対して上記タップ保持要素３３に装着されたタップ４３の回転速度が相対的に遅速した場合には、上記規制爪２３は上記ガイド条４０に沿ってタップ４３のねじ部におけるねじ山45aの傾斜角θ2に対応する斜めの角度で相対移動するように、上記装着されるタップ４３のねじ部におけるねじ山の傾斜角θ2に対応する傾斜角にしてある。

従って、加工中において、不測の事情によってタップ４３に対する切削抵抗が過大になった場合でも、タップホルダ本体３に加えられる衝撃は弾性体５３の前後部５４、５４の間の弾性主体部５５が回動方向に相対的に変形して吸収し、特段の事故を起すことなく加工を続行出来る。

また、上記のように、加工中において、タップ４３に対する切削抵抗が過大になった場合でも、上記回動方向に変形する弾性体５３の弾性力の存在に加えて、タップホルダ本体３は、主軸５の螺旋状の回転軌跡（主軸５が回転しながら軸心方向に移動する場合の回転軌跡）に対して、その回転軌跡に沿うように、相対的に斜め上方向（又は斜め下方向）へ導かれ、その結果、タップのねじ部（溝切刃）４５を、タップのねじ部固有の傾斜角θ2に対応する斜め方向へ回動させ、即ち、加工対象物（被加工物）２７の穴２８の内周における形成過程のねじの傾斜角に沿う斜め方向に回動する。
このことは、形成過程のねじ山をむしる、或は、へたりを起す等の加工不良を防止できることになり、その上、タップの寿命を延す上にも利点がある。
なお５９は螺旋状に傾斜している回転方向、６０は回転面（水平面内での回転方向）、
６１は軸送り方向（軸心方向）を夫々示す。

Ｐ１・・・ピッチ（ガイド条４０）、Ｐ２・・・ピッチ（タップ）、１・・・タップホルダ、２・・・主軸装着部、３・・・タップホルダ本体、５・・・主軸、６・・・テーパー孔、７・・・駆動片、８・・・受止面、１２・・・シャンク、１２ａ・・・斜面、１３・・・鍔部、１３ａ・・・当面、１４・・・本体の装着部、１５・・・孔、１６・・・プルスタッドの装着部（雌ねじ）、１７・・・中空部（本体後部存置用）、１８・・・中空部（弾性体）、１９・・・中空部（主体部存置部）、２１・・・ねじ孔、21a・・・ねじ、２２・・・ねじ孔、２３・・・規制爪（噛合部）、２４・・・先部側当接面、２５・・・後部側当接面、２７・・・被加工物、２８・・・穴、３２・・・主体部、３３・・・タップ保持要素、３３ａ・・・面、３４・・・先部材、３５・・・後部材、３６・・・中空孔、３７・・・雌ねじ、３８・・・受具、４０・・・ガイド条、40a・・・ねじ山（螺旋状）、40b・・・ねじの谷（螺旋状）、θ1・・・・回転面に対するガイド条（ねじ山）の傾斜角（2°〜4°位）、４３・・・タップ、４４・・・保持部、４５・・・ねじ部（溝切刃）、４６・・・みぞ部、Ｐ２・・・タップの溝切刃のピッチ、θ2・・・回転面に対する溝切刃の傾斜角、４８・・・コレット、４９・・・締付具、５０・・・係合部材、５３・・・弾性体、５４・・・環状体、５５・・・弾性主体部、５６・・・肉抜孔、５７・・・取付孔、５９・・・螺旋状の回転方向、６０・・・回転面（水平面内での回転）、６１・・・軸送り方向（軸心方向）

Claims

後部は、工作機械の主軸に対して装着可能にしてあり、先部には、タップホルダ本体の後部を存置させるようにした中空部を備える主軸装着部と、先部には、タップを着脱自在に装着する為のタップ保持要素を備え、後部は、上記中空部に対して回動自在に挿入してあるタップホルダ本体とを備えており、上記主軸装着部と、タップホルダ本体とは弾性体を介して回転方向に向けて一体的に回転するように連繋させ、上記主軸の回転速度に対して上記タップホルダ本体に装着されるタップの回転速度が相対的に遅速した場合には上記弾性体が変形して両者の連繋を保つようにしてあるタップホルダにおいて、
上記中空部の内周面と、その内側に存置するタップホルダ本体の外周面との間には、一方の面には回動方向に長く形成してあるガイド条を備えさせると共に、他方の面には上記ガイド条に先部が接触した状態でガイド条に沿って回動方向に相対移動するようにしてある規制爪を備えさせ、しかも、上記回動方向に長く形成してあるガイド条の傾斜方向は、上記主軸の回転速度に対して上記タップ保持要素に装着されたタップの回転速度が相対的に遅速した場合には、上記規制爪は上記ガイド条に沿ってタップのねじ部におけるねじ山の傾斜方向に対応する斜め方向の角度で相対移動するようにしたことを特徴とするタップホルダ。
後部は、工作機械の主軸に対して装着可能にしてあり、先部には、タップホルダ本体の後部を存置させるようにした中空部を備える主軸装着部と、先部には、タップを着脱自在に装着する為のタップ保持要素を備え、後部は、上記中空部に対して回動自在に挿入してあるタップホルダ本体とを備えており、上記主軸装着部と、タップホルダ本体とは弾性体を介して回転方向に向けて一体的に回転するように連繋させ、上記主軸の回転速度に対して上記タップホルダ本体に装着されるタップの回転速度が相対的に遅速した場合には上記弾性体が変形して両者の連繋を保つようにしてあるタップホルダにおいて、
上記中空部の内周面と、その内側に存置するタップホルダ本体の外周面との間には、一方の面には回動方向に長く形成してあるガイド条を備えさせると共に、他方の面には上記ガイド条に先部が接触した状態でガイド条に沿って回動方向に相対移動するようにしてある規制爪を備えさせ、しかも、上記回動方向に長く形成してあるガイド条の傾斜角は、上記主軸の回転速度に対して上記タップ保持要素に装着されたタップの回転速度が相対的に遅速した場合には、上記規制爪は上記ガイド条に沿ってタップのねじ部におけるねじ山の傾斜角に対応する斜めの角度で相対移動するように、上記装着されるタップのねじ部におけるねじ山のピッチに対応する傾斜角にしたことを特徴とするタップホルダ。