JP3834303B2

JP3834303B2 - ねじ孔加工装置

Info

Publication number: JP3834303B2
Application number: JP2003163482A
Authority: JP
Inventors: 征治浜田
Original assignee: 有限会社浜田製作所
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2023-06-09
Also published as: JP2004358645A

Description

【０００１】
本発明は、自動車や電気製品等の各種部品を構成する被加工板材に小孔を設け、その周囲に形成したフランジ部の内壁に螺条を設けるねじ孔加工装置およびねじ孔加工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車や電気製品等の各種部品を構成するための被加工板材にねじ孔を設けるには、下端にポンチ等を取付けたプレス機等を押下げることにより被加工板材に小孔を形成し、該小孔の周りにフランジ部を形成するバ−リング加工と、該フランジ部の内壁に螺条を刻設するタッピング加工との２種類の加工とを別々に行っているため作業能率が極めて悪かった。例えば、ドリル加工部とタップ加工部とを一体に形成した複合加工具はある（例えば、特許文献1参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１８１２０号公報（第１−４頁、図１）
【０００４】
しかし、バ−リング加工とタッピグ加工とを一台の装置を用いて連続して加工する加工装置および加工具が無かったため、それぞれ別の加工装置で加工しなければならなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、被加工板材にバ−リング加工およびタッピング加工を行うには、異なる工作機械を用いて行っている。また、各工作機械は異なる場所に設置してあるため、被加工板材が大型の場合にはその移動に時間がかかったり、複数の人手を必要としたり、さらには移動用の機械を必要としていた。その上、バ−リング加工やタッピング加工を行うには、被加工板材に対して別個の工作機械で加工するため、センタ−合わせを夫々行う必要があり、その調整に時間がかかるため作業の中断時間が必然的に長くなって作業性が悪くなるためコストアップになるという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は、一台の工作機械を用いて被加工板材に設けた小孔の周りにフランジ部を設けるバ−リング加工と、該フランジ部の内壁に螺条を設けるタッピング加工とを連続して一工程で行うことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明は、ダイ１０を着脱可能に取付けるダイ受部９を具えた下方支持部８を有する基台２の上方支持部３に設けたガイド孔４に枠体１８を具えた可動体１２を上下動可能に挿通し、該上方支持部と可動体との間に弾発ばね７を装着して該可動体を上方に弾発して取付け、枠体１８に設けた挿通孔２０に作動子２２を装着して該枠体の上面と駆動軸５１に軸着させた円形カム５２とを係合し、該円形カムに設けた平坦カム部５３の回転方向後側に隣接して前記円形カムの周縁部に押圧片５５を出入可能に突出させて設け、前記可動体１２の中心に軸承させた回転筒３２を駆動源に連動させ、該回転筒と周方向に固定して上下動可能に挿通させた押圧回転軸２４の上端を前記作動子に係合して該押圧回転軸の下端にねじ孔加工具６０を着脱可能に取付けてなり、該押圧回転軸２４の正逆回転および停止を制御するリミットスイッチを前記駆動源に設けたことを特徴とする。前記円形カムは、前記挿通孔を通り該円形カムの回転軌道上に沿って枠体の上面に設けた細巾の円弧溝内を通過する押圧片を周縁部に突出可能に設けてある。また前記可動体は、上部に枠体１８を取付けると共に下端に取付けた固定筒４０内に、スプリング４２で下方に弾発させて上下動可能に装着して被加工板材をダイ受部９上に保持する保持筒４３の底面中央に開口部４４を設け、該開口部から前記ねじ孔加工具６０を突出させてある。さらに回転筒は、スプライン結合により押圧回転軸を周方向に固定すると共に、上下動可能に挿通して取付け、該押圧回転軸をばねで上方に弾発してある。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明すると、図１〜３において、ねじ孔加工装置１は、基台２の上部に水平に位置させた上方支持部３の中央部分に上下方向にガイド孔４を形成し、該上方支持部３の上面に複数の凹部５を設けてある。基台２の下部に水平に設けた下方支持部８上にダイ受部９を取付け、該ダイ受部９の中央にねじ孔加工用のダイ１０を着脱可能に装着してあり、該ダイ１０は必要とするねじ孔の大きさに応じて交換することができる。
【００１１】
上方支持部３の中央部に設けたガイド孔４に、上部に大径部１３を有した可動体１２に設けた筒部１４を上下動可能に挿通し、この大径部１３の下面に、前記凹部５と対をなして設けた凹入部１５との間に夫々弾発ばね７、７を弾発してある。可動体１２の中心部には、上部を開口させたやや大径な軸受部１６と、該軸受部に連通した小径な軸穴１７とを直線状に連続させ、該軸穴は該可動体の下端に開口してある。
【００１２】
１８は前記可動体の大径部１３上に取付けた枠体で、該枠体１８の平坦な上面部１９の中央部分に上下方向に設けた挿通孔２０の上端には、該挿通孔２０の軸心を通る細巾の円弧溝２１を後記する円形カム５２の回転軌道上に沿って該枠体の上面に弧状に凹ませて形成してある。挿通孔２０内に下方から挿通させた作動子２２の下部に設けたやや大径な係止鍔２３を前記枠体１８の上部裏面に掛止し、作動子２２が挿通孔２０の上方から脱出するのを防止している。作動子２２の上端は、通常は枠体１８の上面部１９の上面と同一に位置している。
【００１３】
２４は、可動体１２の中心に設けた前記軸穴１７内に軸受を介して装着させた押圧回転軸で、該押圧回転軸２４の下部に設けたやや大径なチャック部２５の下部に取付けたホルダ−２６の下部中央に、後記するねじ孔加工具６０を着脱可能に取付けて保持蓋２７で固着してある。
【００１４】
押圧回転軸２４の上部には断面略十字形をしてやや長尺なスプライン軸２８を設け、該スプライン軸の上部には連続して小径な軸杆２９を形成してあり、該軸杆２９の上端にはやや大径な掛止板３０を挿通して該軸杆２９の上端に頭部３１を螺着してある。
【００１５】
３２は、前記可動体の軸受部１６内に軸受を介して回転可能に収容した回転筒
で、該回転筒３２の内面には前記スプライン軸２８を回転方向に固定すると共に軸方向に滑動可能に収容する掛止溝３３を設けてある。押圧回転軸２４を回転させる回転体３４は回転筒３２に挿通してあり、該回転体の上下を締付ナット３５で螺着して該回転筒３２と駆動源（図示せず）とを伝達部材３６を介して連動させてある。
【００１６】
前記回転体３４と駆動源（図示せず）を連結する伝達部材３６は、該回転体がプ−リの場合はベルトで伝達し、歯車の場合は歯車又はチエ−ン等で伝達する。回転体３４に伝達する駆動力により回転筒３２内に挿通した押圧回転軸２４は、スプライン結合によって該回転筒３２と一体に回転する。
【００１７】
前記押圧回転軸２４と一体の軸杆２９にばね３８を挿通し、前記掛止板３０と前記回転体３４との間に弾発させて該押圧回転軸２４を常に上方に弾発させてあり、該軸杆２９の上端に固着させた頭部３１を前記作動子２２の下端に突合させてある。
【００１８】
可動体の筒部１４の下端外周に取付けた筒状の固定筒４０の下端内部に掛止部４１を設け、該固定筒の内部に可動体１２の下面に一端を掛止させたスプリング４２により下方に弾発させた筒状の保持筒４３を上下動可能に装着し、該保持筒の底面中央に開口部４４を設けてある。そのため、保持筒４３が被加工板材Ｘに当接すると下降が停止し、該スプリングに抗して降下する押圧回転軸２４の下部に設けたチャック部２５に取付けたねじ孔加工具６０は、保持筒４３の開口部４４から外部に突出して被加工板材Ｘに小孔を穿ってダイ１０内に進入する。
【００１９】
図２において、枠体１８を上下動させる押下装置５０は、駆動源（図示せず）に連動する駆動軸５１に軸着させた円形カム５２を、前記枠体の上面部１９の上面中央に位置させてある。該円形カム５２の周面の一部に平坦カム部５３を形成し、該平坦カム部の回転方向後側一側に隣接して収容部５４を設け、外面を略円弧状の曲面に形成した該円形カムの周縁部の外方に突出させた収容部内に取付けた押圧片５５の回転方向前側の一端を枢動可能にピン５６で軸支してある。この押圧片５５の他端に設けた長溝５７内に、該円形カムの収容部５４を貫通する止軸５８が挿通してあり、押圧片５５の背面と収容部５４の底部との間にばね５９を弾発して押圧片５５を常に円形カムの外側に突出させてある。
【００２０】
押下装置５０は、モ−タからの駆動力をカム手段により駆動軸５１を介して枠体１８を押下げる押下力に利用しているが、カム手段に限らず油圧シリンダ等を用いることも可能であり、その他公知の手段を用いることも可能である。
【００２１】
図４に示したねじ孔加工具６０は、円柱状の軸杆６１の先端に連続して縮径するテ−パ−部６２を介して形成した小径な軸の外周にタッピング用の螺条部６３を形成し、該螺条部６３に連続して設けたテ−パ−部に前記螺条部６３に連続する斜面螺条部６４を設けてある。該斜面螺条部６４に連続して設けた小径の連結部６５に、バ−リング加工用の大径な押拡部６６を形成し、該押拡部の先端周縁部に曲面状の面取部６７を設け、且つ、この押拡部６６の下面中央に小径なポンチ部６８を形成してある。
【００２２】
このポンチ部６８の下端中央には、下端を平坦面または角錐状に形成してあり、該軸杆６１の後端には、前記ホルダ−２６に周方向に固定して取付けるため角形をした保持部７０を設けてある。
【００２３】
押圧回転軸２４の下部に取付けるねじ孔加工具６０は、下端に小径なポンチ部６８を有したバ−リング加工用の押拡部６６と、該押拡部の上方に小径な連結部を介してタッピング用の螺条部６３と、該螺条部に連続して先細り状の斜面螺条部６４を設けてある。そのため、押拡部６６によって押し拡げたフランジ部の内壁にまず斜面螺条部６４で１次的に螺条部を形成し、ついで該斜面螺条部に連続する螺条部６３によって該螺条部を２次的に仕上げ加工するので綺麗に仕上げることができる。
【００２４】
以下、本発明に係る実施形態の作用について説明すると、ねじ孔加工装置１の可動体１２及び押圧回転軸２４は、夫々弾発ばね７およびばね３８により上方に押し上げられていて、可動体１２に取付けた枠体の上面部１９は円形カム５２に設けた平坦カム部５３と係合している（図１）。該押圧回転軸２４の上部に存する頭部３１は、枠体１８に設けた挿通孔２０内に収容した作動子２２の下端に係合している。
【００２５】
被加工板材Ｘを基台２のダイ受部９上の所定位置にセンタ−合わせをして載置し、駆動源（図示せず）を駆動させると駆動軸５１に軸着した円形カム５２は矢印で示す反時計方向に回転する。この場合、円形カムの回転と同時に伝達部材３６および回転体３４を介して押圧回転軸２４を回転させてもよいが、可動体１２が最下位に達するまで押圧回転軸２４は回転しないようにしてある。
【００２６】
反時計方向に回転する円形カムの平坦カム部５３により枠体１８を介して可動体１２が押下げられ、円形カムの周縁部が該枠体の上面部１９と係合する前に、該可動体の下部に存する保持筒４３の下面が被加工板材Ｘをダイ１０上に保持する（図６）。さらに可動体１２が平坦カム部５３により押下げられると、スプリング４２の弾発力に抗して保持筒４３を固定筒４０内に凹ませながら可動体１２は押下げられ、該可動体の中心に挿通している押圧回転軸２４も該可動体と同時に押下げられ、該押圧回転軸の下端に取付けたねじ孔加工具６０のポンチ部６８が保持筒の開口部４４から突出して被加工板材Ｘに小孔７５を打ち抜く（図７）。
【００２７】
可動体１２が円形カムの平坦カム部５３によりさらに押下げられると、押圧回転軸２４の下端に取付けたねじ孔加工具の押拡部６６により、前記小孔７５の周縁部分をダイ１０の内部に向かって下方に押し拡げながら湾曲させてフランジ部７６を形成する（図８）。この場合、前記小孔７５に連なる周縁部分は押拡部６６の下端周縁部に設けた面取部６７によって局部的に無理な力を加えることなく均一な力で下方に湾曲させながら押し拡げるため、小孔７５の内縁部分に亀裂の発生を防止できる。
【００２８】
円形カム５２の平坦カム部５３によって押圧回転軸２４を介してねじ孔加工具の押拡部６６はさらに押下げられ、該小孔７５を押し拡げて形成した押拡孔７５ａを貫通する（図９）と殆ど同時に、円形カム５２の周縁部が上面部１９と係合して可動体１２の降下が停止する（図１０）。これによって１次工程のバ−リング加工が終了する。
【００２９】
ついで、円形カム５２の周縁部から突出している押圧片５５が、枠体１８の上面部１９に設けた細巾の円弧溝２１内を通過しながら作動子２２を介して頭部３１と係合する（図１１）と、リミットスイッチ（図示せず）が作動して伝達部材３６、回転体３４を介して押圧回転軸２４の回転が開始する。それと同時に押圧回転軸２４は押圧片５５によって押下げられ、前記ねじ孔加工具６０は図９の状態からさらに降下して、該斜面螺条部６４がフランジ部７６の内壁に食い込みながら該フランジ部の内壁に螺条を形成し始める（図１２）。
【００３０】
斜面螺条部６４に連続する螺条部６３によってフランジ部７６の内壁に螺条孔７７を形成するので、フランジ部７６の内壁に無理な力が加わることなくスム−ズに螺条を形成することができる。それと同時に、フランジ部７６の外周に位置するダイ１０によって該フランジ部７６の外周面が整形される（図１３）。この時の円形カムに装着した押圧片５５と作動子２２は図１４に示す状態であり、該上面部１９は円形カム５２の周縁部に係合していて可動体１２は降下せず同じ位置に保持されている。
【００３１】
円形カムの押圧片５５と作動子２２との係合が外れると、該作動子はばね３８の弾発力によって上昇し（図１５）、駆動源に電気的に接続してリミットスイッチ（図示せず）が作動して伝達部材３６に連なる回転体３４と連動する押圧回転軸２４が、図１３の状態で逆回転を開始するものである。
【００３２】
押圧回転軸２４が逆回転すると、フランジ部７６の内壁に設けた螺条孔７７の螺条に沿って図１３の状態から該押圧回転軸２４は上昇し、ねじ孔加工具６０に設けた螺条部６３がフランジ部の内壁に設けた螺条孔７７から上方に抜け出す（図１６）。円形カム５２が反時計方向に回転して図１８に示すように枠体の上面部１９が円形カムの周縁部から外れて平坦カム部５３と係合すると、可動体１２は弾発ばね７及びばね３８の弾発力により上昇してタッピング加工が終了する。そのため、保持筒４３は上昇されて被加工板材Ｘの保持を解消し（図１７）、被加工板材Ｘをダイ１０から取り出すことができ、図１と同じ状態に復帰する。
【００３３】
図１９、２０は第２の実施の形態を示すねじ孔加工具６０ａで、タッピング用の螺条部および斜面螺条部に連続して設けた小径連結部６５ａにバ−リング加工用のやや大径の押拡部６６ａを形成する。この押拡部６６ａの先端周縁部に曲面状の面取部６７ａを形成し、該押拡部の底面中央に設けた小径なポンチ部６８ａの先端にＶ型をした打抜部６９ａを設けてある。この打抜部６９ａの先端に断面くさび形の刃部を設けたことにより、被加工板材の表面を無理なく切り割りながら開口し、該打抜部６９ａで打抜いた抜き滓は、刃部で切割りするため小孔の内縁に連結した状態のままで開広することができ、加工時に切り滓が出ずに掃除の手間がなく能率的である。
【００３４】
図２１，２２は第３の実施の形態を示すねじ孔加工具６０ｂで、タッピング用の螺条部及び斜面螺条部に連続して設けた小径連結部６５ｂにバ−リング加工用のやや大径の押拡部６６ｂを形成する。この押拡部６６ｂの先端周縁部に曲面状の面取部６７ｂを形成し、該押拡部の底面中央に小径のポンチ部６８ｂを設け、該ポンチ部の先端に三角錐状をした小径な打抜部６９ｂを形成してある。先端に設けた円柱状の打抜部６９ｂの先端に三角錐状の鋭角な刃部を設けたため無理なく穿孔させながら開口させることができる。
【００３５】
図２３，２４は第４の実施の形態を示すねじ孔加工具６０ｃで、タッピング用の螺条部及び斜面螺条部に連続して設けた小径連結部６５ｃにバ−リング加工用のやや大径の押拡部６６ｃを形成する。この押拡部の先端周縁部に曲面状の面取部６７ｃを形成し、該押拡部の底面中央に小径のポンチ部６８ｃを設け、該ポンチ部の先端に四角錐状の小径な打抜部６９ｃを形成してある。先端に設けた円柱状の打抜部の先端に四角錐状の鋭角な刃部を設けてあるので、被加工物の表面への孔明けを刃部で無理なく切り割りながら開口することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、押下装置により押下げる押圧回転軸により円形カムの一回転の間に被加工板材に穿った小孔の周囲にフランジ部を設けるバ−リング加工と、該フランジ部の内面に螺条孔を形成するタッピング加工を連続して一工程で行うことができる。そのため、被加工板材を移動させる必要がないのでセンタ−合わせ作業が１回でよく作業性を一段と向上させてコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ねじ孔加工装置の縦断面図である。
【図２】円形カムと枠体の上面部と作動子との関係を示した要部縦断面図である。
【図３】円形カムと枠体との関係を示す一部省略した側面図である。
【図４】ねじ孔加工具を示した正面図である。
【図５】図４の右側面図である。
【図６】保持筒で被加工板材をダイに保持してねじ孔加工具が押下げを開始した状態の要部断面図である。
【図７】ねじ孔加工具のポンチ部を押し下げて被加工板材に小孔を穿つ状態の要部断面図である。
【図８】ねじ孔加工具をさらに押下げて押拡部で被加工板材の小孔の周縁部を下方に押し広げる状態を示す要部断面図である。
【図９】ねじ孔加工具を最下位まで押下げて押拡部により被加工板材の小孔を押し拡げて貫通し、該押拡部がフランジ部の下側に位置した状態の要部断面図である。
【図１０】円形カムで可動体を最下端まで押下げた状態の正面図である。
【図１１】円形カムに設けた押圧片が枠体の上面に設けた円弧溝を通って作動子と係合する直前の状態を示す要部断面図である。
【図１２】ねじ孔加工具の斜面螺条部でフランジ部の内壁にタッピングを開始する直前の状態を示す要部断面図である。
【図１３】ねじ孔加工具の螺条部でフランジ部の内壁にタッピング加工すると共に、外側に位置するダイによってフランジ部を整形する状態を示す要部断面図である。
【図１４】円形カムにより作動子および頭部を介して押圧回転軸を降下させた状態の要部断面図である。
【図１５】円形カムの周縁部から突出した押圧片と作動子との係合が解除した状態を示す要部断面図である。
【図１６】ねじ孔加工具が逆回転しながら上昇復帰し、ねじ孔加工具の螺条部が螺条孔から抜け出る直前の状態を示す要部断面図である。
【図１７】枠体の上面部が円形カムから外れ、可動体が上昇して保持筒による被加工板材の保持を解消して可動体と共に回転軸を上昇させてスタ−ト状態に復帰させた状態の要部断面図である。
【図１８】円形カムの周縁部と枠体の上面部との係合が解除する直前の状態を示した要部の正面図である。
【図１９】第２のねじ孔加工具の先端部の正面図である。
【図２０】図１９の右側面図である。
【図２１】第３のねじ孔加工具の先端部の正面図である。
【図２２】図２１の右側面図である。
【図２３】第４のねじ孔加工具の先端部の正面図である。
【図２４】図２３の右側面図である。
【符号の説明】
２基台
３上方支持部
４ガイド孔
７弾発ばね
８下方支持部
９ダイ受部
１０ダイ
１２可動体
１８枠体
２０挿通孔
２１円弧溝
２２作動子
２４押圧回転軸
３２回転筒
４０固定筒
４２スプリング
４３保護筒
４４開口部
５１駆動軸
５２円形カム
５３平坦カム部
５４収容部
５５押圧片
６０ねじ孔加工具
６１軸杆
６３螺条部
６４斜面螺条部
６５連結部
６６押拡部
６８ポンチ部
７０保持部

Claims

ダイ（１０）を着脱可能に取付けるダイ受部（９）を具えた下方支持部（８）を有する基台（２）の上方支持部（３）に設けたガイド孔（４）に枠体（１８）を具えた可動体（１２）を上下動可能に挿通し、該上方支持部と可動体との間に弾発ばね（７）を装着して該可動体を上方に弾発して取付け、
枠体（１８）に設けた挿通孔（２０）に作動子（２２）を装着して、該枠体の上面と駆動軸(５１)に軸着させた円形カム（５２）とを係合し、
該円形カムに設けた平坦カム部（５３）の回転方向後側に隣接して前記円形カムの周縁部に押圧片（５５）を出入可能に突出させて設け、
前記可動体（１２）の中心に軸承させた回転筒（３２）を駆動源に連動させ、該回転筒と周方向に固定して上下動可能に挿通させた押圧回転軸（２４）の上端を前記作動子に係合して該押圧回転軸の下端にねじ孔加工具（６０）を着脱可能に取付けてなり、
該押圧回転軸（２４）の正逆回転および停止を制御するリミットスイッチを前記駆動源に設けたことを特徴とするねじ孔加工装置。
前記円形カム（５２）は、前記挿通孔（２０）を通り該円形カムの回転軌道上に沿って枠体（１８）の上面に設けた細巾の円弧溝（２１）内を通過する押圧片（５５）を周縁部に突出可能に設けたことを特徴とする請求項１記載のねじ孔加工装置。
前記可動体（１２）は、上部に枠体（１８）を取付けると共に下端に取付けた固定筒（４０）内に、スプリング（４２）で下方に弾発させて上下動可能に装着して被加工板材をダイ受部（９）上に保持する保持筒（４３）の底面中央に開口部（４４）を設け、該開口部から前記ねじ孔加工具（６０）を突出させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のねじ孔加工装置。