JP3152620B2 - タッピングユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機によってタ
ップを回転しながら推進してワークにねじを切削するタ
ッピングユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のユニットとして、（Ａ）実開平
６−２１８３１号公報、（Ｂ）特公昭６０−４３２５１
号公報に開示してあり、（Ａ）公報は、推進可能に設け
たスピンドルを電動機で回転駆動し、スピンドルの推進
を、前記電動機とは別個の電動機とボールネジ軸とによ
って駆動するように構成したものである。

【０００３】また（Ｂ）公報のものは、１個の電動機か
ら２系統の駆動系に分け、一方の駆動系でスピンドルを
回転し、他方の駆動系で推進するもので、しかもスピン
ドルを早送り、切削送り、早戻し機能に切り替えするこ
とができ、切削送り時には切削するねじのピッチに応じ
て、スピンドルの回転速度とストロークが同期するよう
に、推進駆動系統にクラッチを介在し、回転駆動系統か
らフィードギアを介して推進駆動系統を回転するように
構成し、更にフィードギアはねじのピッチによって大小
に交換されるもので、交換しても双方のフィードギアが
互いに噛み合うように、クラッチ軸側に設けたフィード
ギアがクラッチ軸を中心にして回転可能に設け、且つ噛
み合った状態で固定できるように構成したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記（Ａ）公報のユニ
ットであると、２機の電動機を使用するもので、各１機
の電動機には１系統の伝達手段を設けているから、その
伝達手段の構造が簡単になるが、タッピングを行うには
ねじピッチに応じて、両電動機を同期する必要があり、
例えばメートルねじのＭ６では１回転に１ｍｍ，Ｍ５は
１回転に０．８ｍｍ推進するように同期しなければなら
ないため、その電気的制御が煩雑で、コストがかかると
いう問題がある。

【０００５】一方（Ｂ）公報のユニットであると、１機
の電動機から２系統の伝達手段を設け、クラッチを一方
へ切り替えてスピンドルを早送り及び早戻しを行い、ね
じを切削する時には、クラッチを他方へ切り替えて、回
転駆動系統からフィードギアを介して推進駆動系統を回
転するもので、クラッチ及びその切り替え機構を組み込
むため、構造の複雑化を避けることができない。また、
フィードギアは切削するねじのピッチによって大小に換
え、互いに確実に噛み合わせなければならないが、一方
のフィードギアを揺動して調整するようになっているの
で、揺動して噛み合わせる際に、揺動するギアが固定側
のギアに対して激突する方向に向かって当接し、固定側
のギアに回転するモーメントが与えられないから、双方
の歯が突き当たって噛み合わない場合もあり、操作性に
容易さを欠く欠点がある。

【０００６】本発明は以上の問題から、電動機より１系
統のみで駆動して構造の簡略化を図り、しかも電動機よ
り１系統のみで駆動することで、クラッチを利用するこ
となく早送り、切削送り及び早戻しができるように解決
することにある。

【０００７】更に他の課題として、ねじピッチに応じて
回転速度と推進距離が同期するようにフィードギアによ
って処理するが、フィードギアの交換時に、簡単な操作
で両方が確実に噛合するようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の解決手段は、タッ
プを取付けるスピンドルを設けている回転駆動系と、回
転駆動系を推進する送り駆動系及び電動機とからなり、
電動機と回転駆動系間に、電動機の回転を直接回転駆動
系に伝える伝達手段を介在し、回転駆動系と送り駆動系
間に、送り駆動系の回転運動を回転駆動系に直線往復動
として伝える運動変換手段を介在し、回転駆動系と送り
駆動系に切削ねじのピッチに応じて大小のフィードギア
と交換して取付けるギア取付け部を設け、該取付け部に
設けた両フィードギア間に、アイドルギアを直線往復動
して双方に噛み合わせる連動手段を介在し、前記電動機
の制御により前記スピンドルの早送り、切削送り及び早
戻し制御が可能に形成してあることを特徴とする。

【０００９】第２の解決手段では、前記連動手段は、ア
イドルギアを直接往復動するとともに、溝に係合したボ
ルトを始点として左右に揺動を行いながら両フィードギ
ア間双方に前記アイドルギアをフィードギアを回転する
モーメントとして与えて噛み合わせることを特徴として
いる。

【００１０】

【作用】電動機は従来使用されているインダクションモ
ータであっても良く、その種類は問わないが、即ち回転
駆動に充分な能力を持つ回転駆動源であれば良く、伝達
手段でスピンドルを有する回転駆動系を回転し、該系列
に設けたフィードギアからアイドルギアを介して推進駆
動系を回転するものである。

【００１１】しかも双方のアイドルギアを交換してアイ
ドルギアを互いに噛み合わせる場合には、アイドルギア
は直線往復運動可能に設けたものであるから、アイドル
ギアを直線的に摺動するのみで、噛合するフィードギア
の歯にモーメントを与えるようにして噛み合い、その噛
合が円滑になると共に正確に噛み合わせることができる
ものである。

【００１２】一方電動機としてサーボモータを採用した
ものであれば、その回転速度、推進距離を正確に制御す
ることができ、リミットスイッチなどの位置検出センサ
ーなどが不用となり、その制御によって早送り、切削送
り及び早戻しを確実に行うことができるようになる。し
かも従来、構造を複雑化していたクラッチを省くことが
でき、構造の簡略化を大きく促進して、耐久性を向上す
るものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明による実施形態は、１機の
電動機でスピンドルを回転し推進することができるこ
と。しかも電動機からの伝達手段によってスピンドルを
備えた回転駆動系のみを回転すること。この回転駆動系
を推進する送り駆動系への駆動を、両系に設けた各フィ
ードギアと双方間に設けたアイドルギアによって伝達す
ること。しかもアイドルギアを、両フィードギア間に向
かって直線往復動して固定できるように設置するもので
ある。

【００１４】また他の実施形態として、前記電動機がサ
ーボモータであること。

【００１５】

【実施例】サーボモータによる実施例によって説明する
と、図１に示しているように、Ｌ字を横にした形態をな
す箱型のフレーム１における図中上部から、フレーム１
外に電動機２を取り付け、フレーム１内の中間部に送り
駆動系３を設け、フレーム１内の下部に回転駆動系４を
配設するものである。尚、フレーム１の後端面を開閉で
きるように形成してある。

【００１６】回転駆動系４は、主動軸５に該主動軸５を
覆う鞘軸６を軸方向に摺動自在に設け、主動軸５の先端
部側（図中左側）にスピンドル７を、主動軸５に対して
はスプラインによる結合手段８で回転及び軸方向への摺
動を可能に連結し、鞘軸６に対してはベアリング９を介
して鞘軸６に関係なく主動軸５が回転するが、鞘軸６に
追従して前進後退可能に結合して設けてある。また、主
動軸５の後端部に主フィードギア１０を交換可能に取り
付けられる主ギア取付け部１１を備えている。尚具体的
には主フィードギア１０をナット締めするものである。

【００１７】電動機２の回転軸１２は前記主動軸５と平
行した状態でフレーム１内に突入してあり、その回転軸
１２と主動軸５間に伝達手段１３を介在している。この
伝達手段１３は、図２に示しているように、回転軸１２
と主動軸５にそれぞれプーリ１４，１５を設け、両プー
リ１４，１５にタイミングベルト１６を掛けて回転を伝
達するもので、その中間部に緊張プーリ１７を設けてい
る。

【００１８】送り駆動系３は、回転駆動系４の主動軸５
と平行して設けた従動軸１８と、従動軸１８より延長し
て設けられ、従動軸１８の回転運動を直線往復運動に変
える運動変換手段１９とを備えるもので、従動軸１８の
後端部に、中間軸２０をギア連結して従動軸１８の軸心
より段違い状に下方へ降ろし後方に向かって延設し、こ
の中間軸２０の後端部に、前記主フィードギア１０にア
イドルギア２１（図３参照）を介して噛み合う従フィー
ドギア２２を交換可能に取り付けられる副ギア取付け部
２３を備えている。尚、主フィードギア１０と同様にナ
ット締めするものである。

【００１９】前記運動変換手段１９は、従動軸１８より
延長して設けたボールネジ軸２４にスライダー２５をナ
ットの如く螺合し、該スライダー２５の下端部を回転駆
動系の鞘軸６に固着したものである。

【００２０】更に、前記双方のギア取付け部１１，２３
に設けた両フィードギア１０，２２が、図１と図３のよ
うに、互いに同一平面上に設定できるようになっている
と共に、中間軸２０の従フィードギア２２が、主動軸５
に設けた主フィードギア１０から横方向へ間隔を開け更
にその上方部に位置するように配設してある。

【００２１】上記両フィードギア１０，２２間に連動手
段２６を介在して、主フィードギア１０から従フィード
ギア２２を連動するもので、その連動手段２６は図３に
示しているように、双方のフィードギアに互いに噛み合
うアイドルギア２１をプレート２７に軸支し、該プレー
ト２７をアイドルギア２１が先行するように、両フィー
ドギア１０，２２の下方から両フィードギア１０，２２
間に向かって直線的に摺動され、且つ両フィードギア１
０，２２に対してアイドルギア２１が噛み合った状態で
固定できるように構成する。その具体例は、プレート２
７に平行する一対の長溝２８，２８を設け、フレーム１
内の中仕切り２９にねじ込んだボルト３０，３０を長溝
２８，２８に挿通したものである。

【００２２】また電動機２としてサーボモータを使用し
た場合には、図４にスピンドル７のストローク線図で示
しているように、原点Ｏからスピンドル７に取り付けた
タップ（図示省略）をワークＷに近接する位置Ｐまで早
送りし、該位置Ｐより切削送りに切り替えてねじを切
り、切り終わった前進端Ｑよりスピンドル７を逆回転し
て切削送りと同等のスピードで戻し、ワークＷより外れ
た以後早戻しを行い、原点Ｏに至らない中間部点Ｒで停
止し、ワークＷを取り替えてから再びスピンドル７を近
接位置Ｐにまで早送りする操作を繰り返すように、サー
ボモータの制御部に指令することにより、その指令に従
って稼働するため、送り駆動系３にはリミットスイッチ
などの位置検出センサが不用となる。ただ、前述の原点
Ｏを確実に設定されるように、送り駆動系３のスライダ
ー２５に対向して、好ましくは近接スイッチであるが、
原点Ｏを検出するセンサー３１を設けるものである。

【００２３】尚、電動機２がインダクションモータであ
っても、位置検出を敢えて行う必要もなく、その場合に
は、ワークをスピンドル７に取り付けたタップに近接し
た位置に設定し、当初より切削送りを行い、切削後にモ
ータを逆回転させ同様のスピードで戻せば良い。しかし
位置検出センサを設ければ、前記サーボモータと同様に
作動することもできる。

【００２４】ところで、常時同寸法のねじを切削するの
であれば、フィードギア１０，２２を取り替える必要が
ないが、設計の指示によって種々寸法のねじを切る場合
がある。その場合には、ねじ寸法に応じて両フィードギ
ア１０，２２を取り替えられるが、取り替えるには、フ
レーム１の後端面を開放し、連動手段２６のボルト３０
を緩めてプレート２７と共にアイドルギア２１を下方へ
下げて両フィードギア１０，２２から離反し、そこで両
フィードギア１０，２２を取り替えた後に、プレート２
７を上方に向かって直線的に移動すれば、まず下側に有
する回転駆動系４のフィードギア２２に、該フィードギ
ア２２を回転する状態で噛み合うものであり、次いで上
側の送り駆動系３のフィードギア１０にも同様に回転す
るように噛み合い、そこでボルト３０を締め付けておく
ものである。

【００２５】尚、上記説明において、主フィードギア、
副フィードギア、主ギア取付け部、副ギア取付け部の部
品名称を使用したが、主副の各接頭語は実施例の説明上
区別したものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明によるタッピングユニットであれ
ば、１機の電動機の回転を回転駆動系に伝達手段を介し
て直接回転するように構成し、送り駆動系には回転駆動
系よりフィードギアを介して伝達するもので、その間に
切替えクラッチが不用となり、構造が大幅に簡略化さ
れ、しかもねじを切削する回転速度とストロークを正確
に同期することができ、精密なねじに切削加工すること
ができるようになる。

【００２７】更に、電動機で直接駆動される回転駆動系
を推進するための送り駆動系は、両系に設けた各フィー
ドギアと双方間に設けたアイドルギアによって駆動され
るものであり、そのアイドルギアが両フィードギア間に
向かって直線往復動して固定できる連動手段によるもの
であるから、アイドルギアを直線的に移動してフィード
ギアに噛み合う際に、アイドルギアを直線運動がフィー
ドギアを回転するモーメントとして与えられることか
ら、両ギアの噛み合いが互いに激突することなく円滑に
噛み合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるタッピングユニットの概要を示す
断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視における電動機と回転駆動
系の主動軸間に設けた伝達手段を示す正面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視におけるフィードギアに対
するアイドルギアの連動手段を示す正面図である。

【図４】電動機としてサーボモータを使用した時の制御
をストローク線図で示す説明図である。

【符号の説明】

２ 電動機 ３ 送り駆動系 ４ 回転駆動系 ７ スピンドル １０ 回転駆動系のフィードギア １１ ギア取付け部 １３ 伝達手段 １９ 運動変換手段 ２１ アイドルギア ２２ 送り駆動系のフィードギア ２３ ギア取付け部 ２６ 連動手段 ３０ ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭59−93821（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−151423（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−188124（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23G 1/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タップを取付けるスピンドル（７）を設
   けている回転駆動系（４）と、回転駆動系（４）を推進
   する送り駆動系（３）及び電動機（２）とからなり、電
   動機（２）と回転駆動系（４）間に、電動機（２）の回
   転を直接回転駆動系（４）に伝える伝達手段（１３）を
   介在し、回転駆動系（４）と送り駆動系（３）間に、送
   り駆動系（３）の回転運動を回転駆動系（４）に直線往
   復動として伝える運動変換手段（１９）を介在し、回転
   駆動系（４）と送り駆動系（３）に切削ねじのピッチに
   応じて大小のフィードギア（１０，２２）と交換して取
   付けるギア取付け部（１１，２３）を設け、該取付け部
   （１１，２３）に設けた両フィードギア（１０，２２）
   間に、アイドルギア（２１）を直線往復動して双方に噛
   み合わせる連動手段（２６）を介在し、前記電動機
   （２）の制御により前記スピンドル（７）の早送り、切
   削送り及び早戻し制御が可能に形成してあることを特徴
   とするタッピングユニット。