JP4619688B2 - ねじ孔加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車や電気製品などの組み立て部品を構成する加工板材に各種部品を取付けるねじ孔を複数個所を同時に連続して孔あけとねじ加工をすることができるねじ孔加工装置に関する。

従来、自動車や電気製品等の各種組み立て部品を構成する加工板材に、各種部品を取付けるためのねじ孔を加工する場合、最初にポンチを取付けたプレス機で加工板材に小孔を開け、該小孔をさらに筒状に拡げて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ねじ溝を刻設するタッピング加工を行って形成している。作業内容が全く相違するバ−リング加工とタッピング加工はそれぞれ別々のプレス機によって作業が行われているのが普通である。

さらには、自動車や電気製品等の各種部品用の加工板材に加工するねじ孔は、一枚の板材に一個所だけということはほとんどなく、一枚の板材には複数個所のねじ孔が設けられている。そのため、一枚の板材にバ−リング加工やタッピング加工をする場合、何度も同じ作業工程を繰り返して行われている。さらには、一台のプレス機のみを使用してバ−リング加工とタッピング加工を行おうとすると、同じ工程を何度も繰り返し行うと同時にそれぞれの作業を行う度に加工ドリルの交換作業を行わなければならず作業能率が極めて悪いなどの欠点があった。

したがって、作業スペースの狭いプレス機の基台上で、前記加工作業を行うためには前記欠点は大きな障害である。具体的には、加工するねじ孔の径が相違する度に加工ドリルの交換と、該加工ドリルの径に合わせた回転数の調整と、センタ−合わせなどの微調整を夫々する必要があり、その調整に時間がかかると共に、作業の中断時間が必然的に長くなって作業能率の悪さと、調整不備による歩留まりが悪くなるなど多くの問題点を有していた。

その改善策として、先端にバ−リング加工を行うポンチ部と、胴部にタッピング加工を行うねじ切り部とを連続して形成した加工ドリル（ねじ孔加工具）を、駆動手段と同一軸心上に取付けて形成し、一工程でバ−リング加工とタッピグ加工を行う加工装置が知られている（例えば、特許文献1参照）。
特願２００３−１６３４８２号公報（第１−２頁、図１）

解決しようとする問題点は、加工手段であるねじ孔加工具と駆動手段とを同一軸心上に位置し、バ−リング加工をプレス機のカム機構によって行い、タッピング加工を駆動軸に取付けたプーリに伝達された回転力によって行うため装置が複雑であると共に、前記駆動軸に径の異なるねじ孔加工具を着脱交換する作業が困難であり、且つ、基台上の狭いスペースでは、加工手段を一つしか取付けることができないという点である。

本発明は、狭いプレス機の基台上に複数の加工手段を任意間隔で取付可能に形成し、加工板材の複数個所を一度に一工程でねじ孔加工を可能にし、且つ、加工ドリルを交換した際の回転速度調整をマガジン交換をするだけで簡単にできるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、プレス機１の基台２に取付けた支持盤３上の一側に樹立した多条ねじ軸６を、前記基台２の上方に、モータなどの駆動源で昇降動可能に取付けた昇降基板９と連動する加圧板１１を介して昇降動する上下に位置した可動板１５、１６の間に取付けたギアボックス２０内に挿通すると共に、該ギアボックス内に軸支した駆動歯車２７を軸着させた多条ナット２５を正逆回転可能に螺合させ、前記可動板１５、１６の昇降動によりギアボックス２０内の多条ナット２５が前記多条ねじ軸６上を正逆回転する駆動手段Ａと、前記ギアボックス２０は、軸孔２４ａを設けた軸受板２４を上下両面に取付けた歯車収容枠２１と、該歯車収容枠の一側に取付けた補助枠２２と、該補助枠と並んで前記歯車収容枠２１の側面に着脱可能に取付けたマガジン枠２３とにより形成され、前記歯車収容枠２１内に軸支した多条ナット２５を前記軸受板２４の軸孔２４ａに挿通した前記支持盤３に一端を固定した多条ねじ軸６に正逆回転可能に螺合し、該多条ナットのフランジ部２６に軸着した駆動歯車２７と、前記多条ねじ軸６と並行で回転可能に軸支した第１基軸３０の上方に軸着した第１伝達歯車３１と歯合させ、該第１基軸の下方に軸着した第１はすば歯車３２と、前記第１基軸３０の軸心方向と直角方向で水平に位置した第２基軸３４の一端に軸着した第２はすば歯車３５を歯合させて回転方向を水平方向に変換し、該第２基軸の他端に軸着した第２伝達歯車３６を前記補助枠２２内に収容し、該補助枠と隣設して取付けた前記マガジン枠２３内に回転可能に軸支した第３、４基軸３８、４１にそれぞれ第３、４伝達歯車３９、４２を軸着して互いに歯合させて収容し、前記補助枠２２内の第２伝達歯車３６と第３伝達歯車３９を歯合させ、前記第４基軸４１のボス軸４３と、前記歯車収容枠２１内で、前記第２基軸３４の反対側で並行に軸支したスプライン軸（４５）とを連結させてなる伝達手段Ｂと、ユニット本体５０の略中央上下方向に設けた軸孔５２に駆動軸６０を回転可能に軸承し、該駆動軸の上端に緩衝装置７０を取付け、下端に加工ドリル１００を着脱可能に装着し、該駆動軸の軸部６１に軸着した第３はすば歯車６２と、該軸部と直角方向に軸支した連結軸８０に軸着した第４はすば歯車８１とを噛合させて前記スプライン軸４５からの水平回転力を垂直方向に変換し、前記ユニット本体５０の下方で、両側を前記ユニット本体５０の係止段部５１に係止する係止部９０を有し、中央に孔８８を有した圧着部８７を設けて形成した板押さえ枠８５をばね９１で上下動可能に弾発させて取付けてなる少なくとも１以上の加工手段Ｃとからなり、前記可動板１５、１６の間に取付けたギアボックス２０内に収容した駆動手段Ａと伝達手段Ｂと、前記可動板１５の下面でギアボックス２０と隣接して取付けた複数の加工手段Ｃとをボス軸４３で直接若しくは伸縮可能に形成したジョイント軸１１０を介して連結し、前記プレス機１のモータにより昇降動する昇降基板９に押圧されて昇降動する加圧板１１と共に上下動する前記可動板１５、１６の降下によって生じたギアボックス２０内の多条ナット２５の回転による駆動力を、前記伝達手段Ｂである複数の歯車群を介してスプライン軸４５から加工手段Ｃである駆動軸６０に伝達すると共に、前記可動板を降下して前記各加工手段Ｃに取付けた板抑え枠８５で加工板材Ｘを圧着しながら前記駆動軸６０に取付けた加工ドリル１００で加工板材Ｘの複数個所を同時にバーリング加工とタッピング加工を連続して行うことを特徴とする。また、前記各マガジン枠２３内に軸支した第３伝達歯車３９は、加工ドリル１００の径に最適な回転数を得るためそれぞれ相違した歯数を有し、第４伝達歯車４２はそれぞれ共通の歯数を有した歯車を噛合させて形成し、ねじ孔加工をする際に使用する加工ドリルの径に合致した歯数を有する第３伝達歯車を収容したマガジン枠２３を前記ギアボックス２０の一端に着脱可能に取付けたことを特徴とする。さらには、前記加工手段Ｃを構成する各ユニット本体５０同士の連結は、各ユニット本体に取付けた連結軸８０の連結凹部８２と連結突部８３同士を直接、または、伸縮可能に形成したジョイント軸１１０を介して連結することにより、加工板材Ｘの複数個所を同時に加工可能にしてなることを特徴とする。

本発明は、駆動手段と伝達手段を構成する各種歯車群をギアボックス内にコンパクトにまとめて小型化して加工手段に駆動力を伝達可能に形成したことにより、基台上に複数の加工手段を取付け可能に形成し、加工板材の複数個所を同時にバ−リング加工とタッピング加工を連続して行うことができるので、作業効率を飛躍的に向上させることができると共に、加工板材の移動やセンタ−合わせ作業が１回で済、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。

本発明の実施の形態を実施例の図面により説明すると、図１は本発明にかかるねじ孔加工装置を取付けたプレス機の正面図、図２は上部可動板の下面に取付けたねじ孔加工装置の平面図、図３は作動前のねじ孔加工装置の正面図、図４は加圧板を第１段階まで降下させた状態を示す正面図、図５は加圧板と作動板が一緒に第２段階まで降下して加工板材にねじ孔を加工した状態を示す正面図、図６はギアボックスの平面図、図７はギアボックスのＨ―Ｈ線断面図、図８はギアボックスのＩ―Ｉ線断面図、図９は伝達手段である各歯車の噛合状態を示す平面図、図１０は伝達手段である歯車の噛合状態を示す正面図、図１１は交換用のマガジン枠を示す断面図、図１２は交換用のマガジン枠を示す正面図、図１３は一部破断したスプライン軸の正面図、図１４は図１３のＪ―Ｊ線断面図、図１５は加工手段であるユニット本体の連結状態を示す側面図、図１６は図１５のＫ―Ｋ線断面図である。ねじ孔加工装置１０（以下、加工装置という）は、ねじ孔加工を行うときの駆動力となる駆動手段Ａと、該駆動力を加工手段Ｃに伝達する複数の歯車群とからなる伝達手段Ｂとをギアボックス２０内にコンパクトにまとめて収容し、該ギアボックスを上下方向で並行に位置した一組の上部可動板１５と下部可動板１６との間に取付け、前記上部作動板１５の下面で、前記ギアボックス２０と隣設して１または複数の加工手段Ｃを取付けて形成してある。

図１に示すごとく、前記加工装置１０は、プレス機１の基台２に取付けた支持盤３上に複数の雄ねじ溝を刻設して樹立させた多条ねじ軸６と、加工装置１０を構成する加圧板１１をスムースに昇降動させるガイド軸１２を挿通する複数のガイド筒４と、加工板材Ｘにねじ孔を形成するための複数のダイ受部７を配置し、該ダイ受部にはねじ孔の大きさに応じて形成したねじ孔加工用のダイ型８を交換可能に装着し、前記基台２の上方には、モータ（図示せず）などの駆動源からの駆動力をカムまたは油圧などで昇降動可能に取付けた昇降基板９に加工装置１０の加圧板１１を取付けて形成してある。

さらにこの加工装置１０は、図２、３に示すごとく、加圧板１１の下面上下方向にガイド軸１２を取付け、該ガイド軸の先端を前記支持盤３上に設けたガイド筒４内に摺動可能に挿通すると共に、該加圧板の略中央下面に補助ガイド軸１３を取付け、該補助ガイド軸の先端を上部作動板１５に挿通させたことにより、前記加圧板１１と可動板１５、１６が昇降する時のブレやガタ付きを防止している。

１７は、加圧板１１と下部可動板１６との間に取付けた緩衝ばねで、図３に示すごとく、前記加圧板１１の降下時における圧力を該緩衝ばねで受けることにより可動板１５、１６をスムースに昇降動させることができる。１８は上部可動板１５と下部可動板１６とを支持する補強杆で、加工時における衝撃で前記可動板１５、１６がズレたりゆがみが生じたりするのを防止している。

前記ギアボックス２０は、図６から８に示すごとく、それぞれ雌雄の二つ割に形成した歯車収容枠２１と、該歯車収容枠の一側に補助枠２２と、該補助枠と並んで前記歯車収容枠２１着脱可能に取付けたマガジン枠２３とからなり、各枠を雌雄の二つ割に形成したことにより収容する各歯車と軸受の着脱を容易にしてある。本願において使用する軸受は、公知の軸受を使用し、例えば、転がり軸受け、すべり軸受けなどの軸受を使用して軸支してある。また、本願において軸受への符号は一部を除き省略してある。

前記歯車収容枠２１内には、略中央垂直方向両面に設けた軸受板２４の中央に設けた軸孔２４ａに、一端を支持盤３に固定した多条ねじ軸６を挿通すると共に、該歯車収容枠２１内に軸支してある多条ナット２５と回転可能に螺合し、該多条ナットのフランジ部２６には歯数５０枚の駆動歯車２７を軸着してある。

３０は第１基軸で、図７、９、１０に示すごとく、歯車収容枠２１内で前記多条ねじ軸６と並行で回転可能に軸支され、該第１基軸の上方には前記駆動歯車２７と噛合する歯数１２枚の第１伝達歯車３１を軸着し、前記第１基軸３０の下方には該第１基軸の回転方向を変えるため歯数２６枚で形成した第１はすば歯車３２を軸着してある。

３４は前記第１基軸３０と直角の水平方向に位置した第２基軸で、該第２基軸の一端に前記第１はすば歯車３２と噛合する歯数１３枚の第２はすば歯車３５を軸着し、該第２基軸の他端を前記補助枠２２内に位置させると共に、この補助枠２２内に位置した第２基軸には歯数６０枚の第２伝達歯車３６を軸着してある。この補助枠２２に隣設したマガジン枠２３内には、図１１、１２に示すごとく、第３基軸３８と第４基軸４１を一組として回転可能に軸支してある。この第３基軸３８には前記第２伝達歯車３６と噛合する第３伝達歯車３９を軸着し、第４基軸４１には前記第３伝達歯車と噛合する第４伝達歯車４２をそれぞれ噛合させてある。

前記マガジン枠２３内に収容した第３伝達歯車３９の歯数は、加工ドリル１００の径によって相違する。例えば、加工ドリル１００の径が１０ｍｍの場合は４６枚の歯数を有する歯車を収容したマガジン枠を使用し、径が０、８ｍｍの場合は４８枚の歯数を有する歯車を収容したマガジン枠を使用する。一方、同じく各マガジン枠２３に収容した第４伝達歯車４２は、全て共通する歯数の２０枚の歯車を使用し、該第４基軸４１の一端には、後記するスプライン軸４５の一端と連結するためのボス軸４３を設けてある。

したがって、使用する加工ドリルに最適な回転力を与える第３伝達歯車を収容したマガジン枠２３をワンタッチで交換可能に装着することができるので、従来のごとく、加工ドリルを交換するたびに行う芯だしや回転調整などの作業をする必要がなく、一台のプレス機で能率的に作業を行うことができる。

４５は長尺に形成したスプライン軸で、図６に示すごとく、前記ギアボックス２０を構成する歯車収容枠２１内で、前記多条ねじ軸６を挟んで第２基軸３４と反対側で並行に位置し、前記駆動手段Ａにより生じた駆動力を第１基軸３０の垂直方向から第２基軸３４で水平方向に変換し、第３、４基軸３８、４１で横方向に伝達し、さらに、前記第２基軸３４と並行に位置したスプライン軸４５に伝達して形成してある。このスプライン軸４５を第２基軸３４と反対方向に駆動力を伝達可能にしたことにより、ギアボックス２０全体をコンパクトに形成でき、基台２上に複数の加工手段Ｃを取付けることができる加工スペースを確保することができる。

図１３に示すごとく、スプライン軸４５の一端には、前記第４基軸４１のボス軸４３と合致する軸受凹部４６を設け、他端には前記加工手段Ｃの連結軸８０の軸受凹部８２と連結する掛止凸部４７をそれぞれ設けてある。このスプライン軸４５に設けた軸受凹部４６の内面および掛止凸部４７の表面には、図１４に示すごとく、該スプライン軸を回転方向に固定すると共に軸方向に滑動可能に形成した凹凸溝部４８をそれぞれ形成してある。したがって、該スプライン軸と連結する前記第４基軸４１のボス軸４３、および加工手段Ｃの連結軸８０に設けた軸受凹部８２と連結凸部８３にもそれぞれ凹凸溝部４８を設けて嵌合可能に形成してある。

前記上部可動板１５の下面に取付けた加工手段Ｃは、図１５、１６に示すごとく正面幅を広く、側面幅を薄くしたユニット本体５０と、該ユニット本体内に回転可能に軸支する駆動軸６０と、加工板材Ｘを押圧する板押え枠８５と、前記駆動軸６０に着脱可能に取付けた加工ドリル１００とからなり、前記ユニット本体５０は、両側下方に係止段部５１を設け、略中央の上下方向に軸孔５２を形成し、該軸孔の上方には歯車室５３と軸受段部５４を連設し、前記ユニット本体５０の下面で、前記軸孔５２の両側に下面を開口したばね穴５５をそれぞれ設けて形成してある。

前記駆動軸６０は、図１７に示すごとく、前記ユニット本体５０の中央上下方向に設けた軸孔５２内に回転可能に軸承され、該駆動軸の軸部６１上方に歯数１３枚の第３はすば歯車６２を軸着し、下方に設けた大径部６３の下面には、該駆動軸の軸心方向に軸孔６４を設け、該軸孔内にコレット軸６６と、該コレット軸のスリット部６７を締緩するチャックリング６８とを取付け、該コレット軸に加工ドリル１００を着脱可能に取付けて形成してある。

７０は、前記駆動軸６０の上端に取付けた緩衝装置で、図１７に示すごとく、軸受体７１内に前記駆動軸６０の上端を軸支する軸支持片７２を軸止ねじ７３で駆動軸６０に固定し、前記軸支持片７２の上方に軸受部７４を介してばね受片７５を取付け、該ばね受片の上方からばね７６で駆動軸６０を下方向に付勢させて形成してある。７７は前記軸受体７１を閉口するキャップで、前記ばね７６を軸受体７１内から脱出するのを防止している。

８０は連結軸で、図１５、１６に示すごとく、ユニット本体５０に軸支した駆動軸６０と直角方向で回転可能に軸支し、該連結軸の略中央に歯数２６枚の第４はすば歯車８１を軸着し、前記駆動軸６０に取付けた第３はすば歯車６２と噛合させてある。この連結軸８０の軸心方向一端には軸受凹部８２を設け、他端には他の加工手段の連結軸、または、ジョイント軸１１０と連結する連結突部８３を設けてある。この軸受凹部８２の内面および連結突部８３の表面には前記したスプライン軸４５に設けた凹凸溝部４８と同じ凹凸溝部を設け、連結軸８０を回転方向に固定すると共に軸方向に滑動可能に形成してある。

８５は板押さえ枠で、図１６に示すごとく、逆門型に形成した枠片８６の中央に段部を介して突設した圧着部８７の中央に孔８８を設け、前記枠片８６の内底面で、前記ユニット本体５０のばね穴５５と合致する位置にばね受ねじ部８９を取付け、さらに枠片８６の両側を立ち上がらせると共に、先端をカギ型に折り曲げて形成した係止部９０を前記ユニット本体５０の係止段部５１に係止可能に取付けてある。

この板押さえ枠８５のばね受ねじ部８９と、前記ユニット本体５０のばね穴５５との間にばね９１を介装して板押さえ枠８５を上下方向に摺動可能に弾発させてある。加工手段Ｃによって加工板材Ｘを加工する際、板押さえ枠８５の圧着部８７で加工板材Ｘの表面を押圧することにより、プレス時における衝撃で加工板材Ｘがズレるのを防止することができる。また、前記ユニット本体５０の薄幅方向両側にはガイド板９３を取付け、前記板押さえ枠８５が上下動する際、ユニット本体５０から脱落するのを防止している。さらには、このユニット本体５０の側面幅を薄厚に形成したことにより、一つのユニット本体の設置スペースを少なくすることができるので、加工板材Ｘを載せる狭い基台２上に複数の加工手段Ｃを取付けることができる。

前記加工ドリル１００は、図１８に示すごとく、円柱状に形成した軸杆１０１の先端に穴開け用のポンチ部１０２を設け、該ポンチ部の基部には、ポンチ部で開けた穴の縁を前記したダイ型８に合わせた径に広げて円筒状に形成する押拡部１０３を連設し、該押拡部の上方には先端が細径で基部が太径に形成した螺旋状のねじ切り部１０４を一体に形成し、軸杆１０１の後端には前記コレット軸６６に装着する支持部１０５を設けてある。

１１０はジョイント軸で、図１９に示すごとく、中央に伸縮可能に形成した胴部１１１と、該胴部の一端に前記コレット軸４５の掛止凸起４７、または連結軸８０の連結凸起８３とそれぞれ連結する軸受軸１１２と、他の連結軸の軸受凹部８２と連結する連結凸起１１３ａを有した連結軸１１３をそれぞれ枢動可能に軸支してある。前記胴部１１１は、断面六角型に形成した軸部１１５を該軸部と嵌合する鞘部１１６とにより伸縮可能に形成し、ジョイント軸１１０全体を伸縮且つ枢動可能に連結したことにより、加工手段Ｃと加工手段Ｃとを直接連結する場合を除き、図２０、２１に示すごとく、加工板材Ｘの複数個所に所定間隔で配置した加工手段と加工手段を連結することができる。このジョイント軸１１０の軸受軸１１２と連結軸１１３は胴部１１１に枢動可能に軸支してあるため、連結する加工手段Ｃの取付け位置が同一軸心上ではなく、多少ズレても簡単に連結することができる。

以下、本発明に係る実施の形態の作用について説明すると、図３、４に示すごとく、複数の加工手段Ｃを取付けた加工装置１０を使用して加工板材Ｘの複数個所へ同時にねじ孔加工をする場合、加工板材Ｘをプレス機１の基台２のダイ受部７上の所定位置にセンタ−合わせをした後、駆動源（図示せず）の作動スイッチをＯＮにすると昇降基板９に取付けられている加圧板１１が、最上点Ｓから緩衝ばね１７の弾発力に抗して第１降下地点Ｔまで降下する。前記緩衝ばね１７の弾発力は、多条ねじ軸６に螺合した多条ナット２５を回転させるほどの弾発力がないため、加圧板１１が第１段階まで降下するまで可動板１５、１６は作動しない。したがって、加圧板１１は下面に取付けたガイド軸１２と補助軸１３とによりスムースに案内されて降下する。

さらに昇降基板９が中間点Ｔまで降下すると、加圧板１１と可動板１５、１６が当接して第２地点である最下点Ｕまで一緒に降下する（図５）。この可動板１５、１６が最下点Ｕまで降下すると、昇降基板９はカムまたはリミットスイッチ（図示せず）などの作用によって停止した後、元の最上点位置Ｓに戻って停止する。前記昇降基板９の降下および上昇は、最下点位置Ｕで停止する以外、途中で停止することはなく連続して昇降動する。したがって、加工ドリル１００による加工板材Ｘへのバーリング加工とタッピング加工は、加圧板１１が第２降下地点Ｔから最下点Ｕまでの間に行われる。

加工ドリル１００の駆動力は、可動板１５、１６の降下に伴ってギアボックス２０内の多条ナット２５が多条ねじ軸６上を回転降下する時の回転力を利用して行われ、加工ドリル１００の回転数は、多条ナット２５が多条ねじ軸６上を１リード回転したときに、最適なねじ孔加工を行うことができる回転数Ｚを伝達手段Ｂである複数の歯車群の歯数で設定してある。

このギアボックス２０内に収容した駆動手段Ａと伝達手段Ｂは、前記駆動手段Ａにより生じた駆動力である回転方向を第１基軸３１の垂直方向から第２基軸３４で水平方向に変換し、さらに第３、４基軸３８、４１で横方向に回転力を伝達し、前記第２基軸３４と並行で反対側に位置したスプライン軸４５に伝達することにより、駆動力である回転力の回転方向をそれぞれ変換させてコンパクトに組み合わせて形成したことにより、前記ギアボックス２０に隣設して複数の加工手段Ｃを取付ける加工スペースを確保することができる。

前記したごとく、伝達手段Ｂを構成する各歯車の歯数は、加工ドリル１００に所定の回転数Ｚを与えるため、それぞれ一定の歯数に固定してある。例えば、駆動歯車５０枚、第１伝達歯車１２枚、第１はすば歯車２６枚、第２はすば歯車１３枚、第２伝達歯車６０枚、第４伝達歯車２０枚、第３はすば歯車１３枚および第４はすば歯車２６枚のごとく形成してある。また、第３伝達歯車３９は、使用する加工ドリル１００の径によって加工板材Ｘに加わる負荷が相違することから、歯数がそれぞれ違う第３伝達歯車を収容したマガジン枠２３の中から最適な歯数を有するマガジン枠をギアボックス２０の一側に取付けることにより回転数の調整を行うことができる。また、第３伝達歯車３９の歯数は、例えば、径６ｍｍでピッチ１ｍｍの加工ドリルを使用したときは、歯数４６枚の第３伝達歯車を使用するように加工ドリルの径に合わせて歯数が設定されている。

加工板材Ｘへの加工時において、加工ドリル１００は、先端が鋭角に尖っておらず扁平なポンチ部１０２に形成してあるため、該加工ドリル１００が高速回転しながら降下してそのまま加工板材Ｘの表面にポンチ部が当たると、その衝撃力（逃げ）で先端が欠けたり、折れたりして破損する可能性が高い。そこで、図２２、２３に示すごとくユニット本体５０が降下するときに、該ユニット本体５０に取付けた板押え枠８５の圧着部８７で加工板材Ｘの表面をばね９１の弾発力で強力に圧接して加工板材がズレるのを防止し、且つ、加工ドリル１００の先端が加工板材Ｘの表面に当たった際の衝撃力（逃げ）を駆動軸６０の上端に取付けた緩衝装置７０のばね７６により駆動軸６０を若干上下動させて衝撃力を吸収し、加工ドリル１００の先端が欠けたり、折れたりする破損を防止している。

バーリング加工は図２２〜２４に示すごとく、ユニット本体５０の静止状態（イ）から加工ドリル１００が降下を始めると、加工板材Ｘの表面を板押え枠８５の圧着部８７で強力に圧接して加工板材がズレるのを防止する（ロ）。次いで加工ドリル１００の先端が加工板材Ｘの表面に当たった際の衝撃力（逃げ）は、前記したごとく、駆動軸６０の上端に取付けた緩衝装置７０のばね７６により駆動軸６０を上下動させて吸収し、加工板材Ｘの表面所定個所にポンチ部１０２で小孔Ｘ１を開ける（ハ）。さらに、小孔Ｘ１を押拡部１０３により周縁部分からダイ型８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Ｘ２を形成する（ニ）。前記小孔Ｘ１に連なる周縁部分は押拡部１０３の下端周縁部に設けた面取部１０３ａ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Ｘ１の内縁部分に亀裂が発生するのを防止することができる。

さらに、ユニット本体５０がさらに降下すると、前記バーリング加工で形成したフランジ部Ｘ２の内面に設けたねじ切り部１０４でねじ溝を刻設するタッピング加工を行う（図２５）。タッピング加工は、加工ドリル１００のねじ切り部１０４が、先方を小径で後方を太径に形成してあるため、加工ドリル１００の降下に伴い、ねじ切り部１０４の先方がフランジ部Ｘ２の内縁壁面にスムースに食い込ませながら内壁面に螺条を形成し始める（イ）。

斜面状に形成したねじ切り部１０４の細径部１０４ａによってフランジ部Ｘ２の内壁に螺条孔を刻設しながら降下するので、フランジ部の内壁に無理な力が加わることなくスム−ズに螺条溝を形成することができる。それと同時に、フランジ部の外周に位置するダイ型８によって該フランジ部７６の外周面がアール状に整形される。この時のユニット本体５０に装着した板押え枠８５の圧着部８７はばね９１の弾発力によって加工板材Ｘは圧着した状態が保持されている。

可動板１５の降下に伴ってユニット本体５０が図５に示した最下点Ｕまで降下すると、加工ドリル１００のねじ切り部１０４によってフランジ部Ｘ２の内壁に所定のねじ溝が刻設されることによりタッピング加工が終了する（ロ）。

昇降基板９は、前記したごとく、最下点Ｕまで降下して停止すると共に逆転スイッチがＯＮになり、該昇降基板と共に加圧板１１と可動板１５、１６が上昇し始め、ギアボックス２０内の多条ナット２５は逆回転しながら上昇すると共に、該多条ナットの逆回転力が伝達手段Ｂを介して加工手段Ｃの駆動軸６０に伝達され、該駆動軸が逆回転すると加工ドリル１００のねじ切り部１０４は、フランジ部Ｘ２の内壁に刻設した螺条溝に沿って逆回転しながら上昇してフランジ部の内壁に設けたねじ孔から上方に抜け出すことができる（ハ）。さらにユニット本体５０が上昇すると、加工板材Ｘを押圧していた板押え枠８５の圧着部が加工板材の表面から離脱して上昇することによりタッピング加工が終了する。

したがって、加工板材Ｘの複数個所に複数の加工手段で一度の昇降動でバーリング加工とタッピング加工を行って所定のねじ孔を加工することができるので、作業時間を著しく短縮することができ能率的であると共に、コストダウンが図れ経済的である。

本発明にかかるねじ孔加工装置を取付けたプレス機の正面図である。 ねじ孔加工装置の平面図である。 作動前のねじ孔加工装置の正面図である。 加圧板を第１段階まで降下させた状態を示す正面図である。 加圧板と可動板が一緒に第２段階まで降下して加工板材にねじ孔を加工した状態を示す正面図である。 ギアボックスの平面図である。 ギアボックスのＨ―Ｈ線断面図である。 ギアボックスのＩ―Ｉ線断面図である。 伝達手段である各歯車の噛合状態を示す平面図である。 伝達手段である各歯車の噛合状態を示す正面図である。 交換用マガジン枠を示す断面図である。 交換用マガジン枠を示す正面図である。 一部破断したスプライン軸の正面図である。 図１３のＪ―Ｊ線断面図である。 加工手段の側面図である。 図１５のＫ―Ｋ線断面図である。 駆動軸の要部拡大断面図である。 加工ドリルの側面図である。 ジョイント軸の平面図である。 ギアボックスと連結した加工手段をジョイント軸の一方に連結し、他方に複数の加工手段を連結した状態を示す平面図である。 ジョイント軸の一方をギアボックスに連結し、他方に複数の加工手段を連結した状態を示す平面図である。 ユニット本体の降下により、板押え枠の圧着部で加工板材の表面を押圧した状態の説明図である。 加工ドリルの先端が加工板材に当たった衝撃を緩衝装置で吸収した状態を示す説明図である。 バーリング加工における各工程を示す説明図で、イは加工ドリルの作動前の状態を示す、ロは加工ドリルが回転しながら降下を始めると同時にユニット本体に取付けた板押え枠の圧着部が加工板材に当接して押えた状態を示す、ハは加工ドリルのポンチ部で加工板材に小孔を開けた状態を示す、ニは押拡部で小孔を広げフランジ部を形成した状態を示すものである。 タッピング加工における各工程を示す説明図で、イは加工ドリルのねじ切り部先端がフランジ部の上縁部分に食い込んだ状態を示す、ロは加工ドリルのねじ切り部でフランジ部の内壁にねじ溝を刻設している状態を示す、ハはタッピング加工後加工ドリルを逆転させて引き抜いた状態を示すものである。

１ プレス機
２ 基台
３ 支持盤
４ ガイド筒部
６ 多条ねじ軸
７ ダイ受部
９ 昇降基板
１０ ねじ加工装置
１１ 加圧板
１２ ガイド軸
１３ 補助ガイド軸
１５ 上側可動板
１６ 下側可動板
２０ ギアボックス
２１ 歯車収容枠
２２ 補助枠
２３ マガジン枠
２５ 多条ナット
２６ フランジ部
２７ 駆動歯車
３０ 第１基軸
３１ 第１伝達歯車
３２ 第１はすば歯車
３４ 第２基軸
３５ 第２はすば歯車
３６ 第２伝達歯車
３８ 第３基軸
３９ 第３伝達歯車
４１ 第４基軸
４２ 第４伝達歯車
４５ スプライン軸
５０ ユニット本体
５１ 係止段部
５２ 軸孔
５３ 歯車室
５４ 軸受凹部
５５ ばね穴
６０ 駆動軸
６１ 軸部
６２ 第３はすば歯車
６３ 大径部
６４ 軸孔
６６ コレット軸
６７ スリット部
６８ チャックリング
７０ 緩衝装置
７１ 軸受体
７２ 軸支持片
７３ 軸止ねじ
７４ 軸受部
７５ ばね受片
７６ ばね
７７ キャップ
８０ 連結軸
８１ 第４はすば歯車
８５ 板押え枠
８６ 枠片
８７ 圧着部
８８ 孔
８９ ばね受部
９０ 係止部
９１ ばね
１００ 加工ドリル
１０１ 軸杆
１０２ ポンチ部
１０３ 押拡部
１０４ ねじ切り部
１０５ 支持部
１１０ ジョイント軸
１１１ 胴部
１１２ 軸受軸部
１１３ 連結軸部
Ａ 駆動手段
Ｂ 伝動手段
Ｃ 加工手段
Ｘ 加工板材

Claims (3)

1. プレス機（１）の基台（２）に取付けた支持盤（３）上の一側に樹立した多条ねじ軸（６）を、前記基台（２）の上方に、モータなどの駆動源で昇降動可能に取付けた昇降基板（９）と連動する加圧板（１１）を介して昇降動する上下に位置した可動板（１５、１６）の間に取付けたギアボックス（２０）内に挿通すると共に、該ギアボックス内に軸支した駆動歯車（２７）を軸着させた多条ナット（２５）を正逆回転可能に螺合させ、前記可動板（１５、１６）の昇降動によりギアボックス（２０）内の多条ナット（２５）が前記多条ねじ軸（６）上を正逆回転する駆動手段Ａと、
   前記ギアボックス（２０）は、軸孔（２４ａ）を設けた軸受板（２４）を上下両面に取付けた歯車収容枠（２１）と、該歯車収容枠の一側に取付けた補助枠（２２）と、該補助枠と並んで前記歯車収容枠（２１）の側面に着脱可能に取付けたマガジン枠（２３）とにより形成され、前記歯車収容枠（２１）内に軸支した多条ナット（２５）を前記軸受板（２４）の軸孔（２４ａ）に挿通した前記支持盤（３）に一端を固定した多条ねじ軸（６）に正逆回転可能に螺合し、該多条ナットのフランジ部（２６）に軸着した駆動歯車（２７）と、前記多条ねじ軸（６）と並行で回転可能に軸支した第１基軸（３０）の上方に軸着した第１伝達歯車（３１）と歯合させ、該第１基軸の下方に軸着した第１はすば歯車（３２）と、第１基軸（３０）の軸心方向と直角方向で水平に位置した第２基軸（３４）の一端に軸着した第２はすば歯車（３５）を歯合させて回転方向を水平方向に変換し、該第２基軸の他端に軸着した第２伝達歯車（３６）を前記補助枠（２２）内に収容し、該補助枠と隣設して取付けた前記マガジン枠（２３）内に回転可能に軸支した第３、４基軸（３８、４１）にそれぞれ第３、４伝達歯車（３９、４２）を軸着して互いに歯合させて収容し、前記補助枠（２２）内の第２伝達歯車（３６）と第３伝達歯車（３９）を歯合させ、前記第４基軸（４１）のボス軸（４３）と、前記歯車収容枠（２１）内で、前記第２基軸（３４）の反対側で並行に軸支したスプライン軸（４５）とを連結させてなる伝達手段Ｂと、
   ユニット本体（５０）の略中央上下方向に設けた軸孔（５２）に駆動軸（６０）を回転可能に軸承し、該駆動軸の上端に緩衝装置（７０）を取付け、下端に加工ドリル（１００）を着脱可能に装着し、該駆動軸の軸部（６１）に軸着した第３はすば歯車（６２）と、軸部（６１）と直角方向に軸支した連結軸（８０）に軸着した第４はすば歯車（８１）とを噛合させて前記スプライン軸（４５）からの水平回転力を垂直方向に変換し、前記ユニット本体（５０）の下方で、両側を前記ユニット本体（５０）の係止段部（５１）に係止する係止部（９０）を有し、中央に孔（８８）を有した圧着部（８７）を設けて形成した板押さえ枠（８５）をばね（９１）で上下動可能に弾発させて取付けてなる少なくとも１以上の加工手段Ｃとからなり、
   前記可動板（１５、１６）の間に取付けたギアボックス（２０）内に収容した駆動手段Ａと伝達手段Ｂと、前記可動板（１５）の下面でギアボックス（２０）と隣接して取付けた複数の加工手段Ｃとを直接若しくは伸縮可能に形成したジョイント軸（１１０）を介して連結し、前記プレス機（１）のモータにより昇降動する昇降基板（９）に押圧されて昇降動する加圧板（１１）と共に上下動する前記可動板（１５、１６）の降下によって生じたギアボックス（２０）内の多条ナット（２５）の回転による駆動力を、前記伝達手段Ｂである複数の歯車群を介してスプライン軸（４５）から加工手段Ｃである駆動軸（６０）に伝達すると共に、前記可動板を降下して前記各加工手段Ｃに取付けた板抑え枠（８５）で加工板材Ｘを圧着しながら前記駆動軸（６０）に取付けた加工ドリル（１００）で加工板材Ｘの複数個所を同時にバーリング加工とタッピング加工を連続して行うことを特徴とするねじ孔加工装置。
2. 前記各マガジン枠（２３）内に軸支した第３伝達歯車（３９）は、加工ドリル（１００）の径に最適な回転数を得るためそれぞれ相違した歯数を有し、第４伝達歯車（４２）はそれぞれ共通の歯数を有した歯車を噛合させて形成し、ねじ孔加工をする際に使用する加工ドリルの径に合致した歯数を有する第３伝達歯車を収容したマガジン枠（２３）を前記ギアボックス（２０）の一端に着脱可能に取付けたことを特徴とする請求項１記載のねじ孔加工装置。
3. 前記加工手段Ｃを構成する各ユニット本体（５０）同士の連結は、各ユニット本体に取付けた連結軸（８０）の連結凹部（８２）と連結突部（８３）同士を直接、または、伸縮可能に形成したジョイント軸（１１０）を介して連結することにより、加工板材Ｘの複数個所を同時に加工可能にしてなることを特徴とする請求項１記載のねじ孔加工装置。

Images