JP5034378B2 - タッピング機能装備パンチプレス - Google Patents

Description

この発明は、工具を保持する上タレットおよび下タレットを交換することができ、少なくとも１組の上タレットおよび下タレットにタップ工具およびそれに対応するダイ部がそれぞれ設けられたタッピング機能装備パンチプレスに関する。

パンチプレスにおいて、パンチ加工された下孔にねじ溝の加工を施すために、タッピング機能を付加したものがある。例えば特許文献１は、工具ホルダでタップ工具を保持し、パンチ工具を昇降させるラムによりタップ工具の昇降送りを行うと共に、回転工具の回転駆動手段を利用してタップ工具に回転を与えるようにしたものである。回転工具は、パンチ中心回りの角度を変更してパンチ動作することにより、一つの工具で種々の方向のパンチ加工を行えるようにした非円形の工具のことである。
また、特許文献２は、パンチプレスに固有の工具ホルダとは別にタッピング装置を設け、パンチ加工の加工位置とは異なるタップ加工位置で前記タッピング装置によりねじ溝の加工を行うようにしたものである。
特開平１１−２９０９６７号公報 特開２００２−１０３１４０号公報

特許文献１のものは、複数のタップ工具を必要とする場合、タレット、カートリッジ等の工具ホルダにタップ工具用のステーションを多く設置しなければならず、その分だけタップ工具以外のパンチ工具のステーション数が少なくなるという問題がある。また、特許文献１の構成は、回転工具の回転駆動手段を利用してタップ工具を回転させるため、回転工具に対応可能なパンチプレスにしか適用できない。
特許文献２のものは、機械購入時にオプションでタッピング装置を装備することとなり、機械購入時にタッピング装置を装備しておかないと後で必要となっても追加できないという制約がある。このため、将来の必要性が不明確なタッピング装置を購入しなくてはならず、無駄が生じるおそれがある。

この発明の目的は、タップ工具以外の工具数を減少させることなく、必要な時にタッピング機能を適宜付加することができ、そのための装置は簡略な構成でありながら効率良くタップ加工を行うことができるものであるタッピング機能装備パンチプレスを提供することである。
この発明の他の目的は、加工時におけるタップ工具の昇降および回転動作を円滑かつ確実に行わせることである。
この発明のさらに他の目的は、タップ工具の刃の回転と下降とを正確に同期させて適正なねじ溝の加工を可能にし、またタップ工具の折損検出や交換時期の監視等を容易にすることである。

この発明のタッピング機能装備パンチプレスは、互いに上下に位置して同心の回転中心回りに回転可能な上側加工ヘッドおよび下側加工ヘッドを備え、これら上下の加工ヘッドの対向面にそれぞれ上タレットおよび下タレットが着脱自在に装着されるものである。前記上タレットは、前記上側加工ヘッドに装着されるタレット外周側体と、このタレット外周側体の内周に前記回転中心回りにタレット外周側体に対して相対的に回転自在なタレット内周側体とでなり、タレット内周側体は前記回転中心と同心の円周上に複数のタップ工具を昇降自在に、かつ自転自在すなわちタップ工具中心回りに回転自在に支持する。前記下タレットは前記タップ工具に対向するダイ部を有する。前記上側加工ヘッドの回転によりタレット外周側体およびタレット内周側体の両方を回転させて任意のタップ工具を割出可能である。前記上側加工ヘッドに、タップ工具を押し下げるためのラムを昇降可能に設けると共に、このラムを昇降させるラム昇降機構を設ける。前記上タレットに、前記ラム昇降機構により下降させられたラムと係合する回り止め部で構成されてこのラムとの係合により、前記タレット内周側体の回転を阻止するタレット内周側体回転阻止機構、および割出状態のタップ工具を前記ラムで上昇待機位置よりも下方の、タレット外周側体と係合するタップ回転位置まで下降させたとき、前記上側加工ヘッドの回転により前記タレット外周側体を回転させることで、前記割出状態のタップ工具に回転を与えるタップ回転伝達機構を設ける。必ずしもタップ工具全体がタップ工具中心回りに回転自在である必要はなく、タップ工具における少なくとも刃体部が回転自在であればよい。タップ回転伝達機構は、タップ工具における少なくとも刃体部をタップ工具中心回りに回転させるものとする。

タップ加工に際しては、上タレット全体を回転中心回りに回転させて、希望のタップ工具を予め定められた加工位置に割り出す。この状態でラムを固定し、ラム昇降機構によりラムを下降させる。これにより、ラムがタレット内周側体回転阻止機構に係合し、タレット内周側体の回転が阻止される。さらに、ラムを下降させてタップ工具がタップ回転位置まで下降すると、タップ回転伝達機構によりタップ工具にタップ工具中心回りの回転が与えられる。これにより、タップ工具がワークにねじ溝を加工する。

この構成によると、上側加工ヘッドおよび下側加工ヘッドにそれぞれ上タレットおよび下タレットが着脱自在に装着されるため、必要に応じてタッピング用上タレットおよび下タレットを装着してタップ加工を行うことができる。タッピング用上タレットは複数のタップ工具を有し、その中から加工に用いるタップ工具を任意に割り出すことができるので、多様なタップ加工を効率的に行える。また、タップ工具の下降はラムの昇降で行い、かつタップ工具の回転はタップ回転伝達機構により上側加工ヘッドの回転を利用して行うので、タップ工具の下降および回転のために別に駆動源を必要とせずに簡略な構成とすることができる。

この発明において、前記タップ回転伝達機構は、上タレットのタレット外周側体に前記回転中心と同心に設けられた内歯ギヤと、各タップ工具の外周に設けられて前記内歯ギヤに噛み合うタップ外周ギヤとでなり、常時は前記タップ外周ギヤが前記内歯ギヤから上方に外れた位置で、各タップ工具を前記ラムによる下降を可能に保持する上昇復帰手段を設け、前記タレット内周側体回転阻止機構は、前記タレット内周側体の上面に設けられてタップ工具が前記上昇待機位置よりも下方に下降したときにラムと係合し、その係合状態でタレット内周側体をラムに対して回り止めする回り止め部からなり、タップ工具が前記タップ回転位置まで下降することにより、そのタップ工具のタップ外周ギヤが前記内歯ギヤに噛み合うものとするのが良い。

この構成によれば、上昇復帰手段により常時は各タップ工具がラムによる下降を可能に保持されているので、タップ工具を所定のタップ加工位置に割り出した後直ちにタップ加工を行うことができる。タップ加工のためにラムを下降させると、その下降動作に起因する回り止め部の作用によりタレット内周側体をラムに対して回り止めするので、タレット内周側体を回り止めするための駆動手段を別に設ける必要がなく、構成を簡略にできる。また、タップ回転伝達機構を構成する内歯ギヤとタップ外周ギヤはラムの昇降に連係して噛合および解除がなされるので、噛合および解除のタイミングがタップ工具の送りに対し正確に同期させることができ、正確なタップ加工を行うことができる。

また、前記タップ工具は、タップ刃と、このタップ刃の柄の部分を上下方向に摺動自在に支持し外周の一部に前記タップ外周ギヤが設けられた回転入力部材と、この回転入力部材の回転により前記タップ刃に上下方向の移動を与える回転・螺進変換手段とを有し、前記タップ回転位置でタップ刃が回転しつつ下降する構成としてもよい。その場合、前記ダイ部は、回転しつつ下降するタップ刃がワークを貫通したときにこのタップ刃が挿入されるタップ刃挿入孔を有し、このタップ刃挿入孔は、上タレットが保持する各タップ工具のタップ刃がいずれも挿入可能な形態とするのが良い。

タップ工具が上記構成であると、タップ刃の回転と送りを正確に同期させることができるため、正確なねじ溝の加工が可能になる。また、下タレットのダイ部のタップ刃挿入孔を上タレットが保持する各タップ工具のタップ刃が挿入可能な形態とすると、共通のダイ部で各タップ工具に対応することができる。これにより、例えばタップ刃挿入孔にタップ刃の折損検出用のセンサやタップ刃の出入数検出用のセンサを設けて、タップ工具の折損検出や交換時期の監視等を行う場合、下タレットに設ける上記センサを１個だけにして、構成や制御を簡略にすることができる。

この発明のタッピング機能装備パンチプレスは、互いに上下に位置して同心の回転中心回りに回転可能な上側加工ヘッドおよび下側加工ヘッドを備え、これら上下の加工ヘッドの対向面にそれぞれ上タレットおよび下タレットが着脱自在に装着されるパンチプレスであって、前記上タレットは、前記上側加工ヘッドに装着されるタレット外周側体と、このタレット外周側体の内周に前記回転中心回りにタレット外周側体に対して相対的に回転自在なタレット内周側体とでなり、タレット内周側体は前記回転中心と同心の円周上に複数のタップ工具を昇降自在かつ自転自在に支持し、前記下タレットは前記タップ工具に対向するダイ部を有し、前記上側加工ヘッドの回転によりタレット外周側体およびタレット内周側体の両方を回転させて任意のタップ工具を割出可能であり、前記上側加工ヘッドに、タップ工具を押し下げるためのラムを昇降可能に設けると共に、このラムを昇降させるラム昇降機構を設け、前記上タレットに、前記ラム昇降機構により下降させられたラムと係合する回り止め部で構成されてこのラムとの係合により、前記タレット内周側体の回転を阻止するタレット内周側体回転阻止機構、および割出状態のタップ工具を前記ラムで上昇待機位置よりも下方の、タレット外周側体と係合するタップ回転位置まで下降させたとき、前記上側加工ヘッドの回転により前記タレット外周側体を回転させることで、前記割出状態のタップ工具に回転を与えるタップ回転伝達機構を設けたため、タップ工具以外の工具数を減少させることなく、必要な時にタッピング機能を適宜付加することができ、またタッピング用の装置は簡略な構成でありながら効率良くタップ加工を行えるものとできる。

前記タップ回転伝達機構は、上タレットのタレット外周側体に前記回転中心と同心に設けられた内歯ギヤと、各タップ工具の外周に設けられて前記内歯ギヤに噛み合うタップ外周ギヤとでなり、常時は前記タップ外周ギヤが前記内歯ギヤから上方に外れた位置で、各タップ工具を前記ラムによる下降を可能に保持する上昇復帰手段を設け、前記タレット内周側体回転阻止機構は、前記タレット内周側体の上面に設けられてタップ工具が前記上昇待機位置よりも下方に下降したときにラムと係合し、その係合状態でタレット内周側体をラムに対して回り止めする回り止め部からなり、タップ工具が前記タップ回転位置まで下降することにより、そのタップ工具のタップ外周ギヤが前記内歯ギヤに噛み合うものとした場合は、加工時におけるタップ工具の昇降および回転動作を円滑かつ確実に行わせることができる。

また、前記タップ工具は、タップ刃と、このタップ刃の柄の部分を上下方向に摺動自在に支持し外周の一部に前記タップ外周ギヤが設けられた回転入力部材と、この回転入力部材の回転により前記タップ刃に上下方向の移動を与える回転・螺進変換手段とを有し、前記タップ回転位置でタップ刃が回転しつつ下降するものであり、前記ダイ部は、回転しつつ下降するタップ刃がワークを貫通したときにこのタップ刃が挿入されるタップ刃挿入孔を有し、このタップ刃挿入孔は、上タレットが保持する各タップ工具のタップ刃がいずれも挿入可能な形態とした場合は、ワークとタップ工具の位置関係を安定させて、タップ工具による正確な加工を可能にし、またタップ工具の折損検出や交換時期の監視等を容易にすることができる。

この発明の一実施形態を図面と共に説明する。図１に示すように、このパンチプレスは、上型となる工具１，１Ａを保持した上タレット３，３Ａおよび下型となる工具２，２Ａを備えた下タレット４，４Ａを、プレス位置Ｐで上側加工ヘッド６および下側加工ヘッド７にそれぞれ装着して加工を行うものである。このパンチプレスは、上下のタレット交換装置８，９、ラム１０、および板材送り手段１１を有する。前記プレス位置Ｐは、ラム１０を配置した平面位置のことである。

タレット交換装置８，９は、加工ヘッド６，７に対してタレット３，３Ａ，４，４Ａを交換する装置であり、複数のタレット３，３Ａ，４，４Ａが着脱自在に搭載されている。この実施形態のタレット交換装置８，９は、タレット保持輪３１，３２が支持台３３，３４を介して水平旋回自在に支持された旋回式のものとされ、割出機構２０により任意のタレット３，３Ａ，４，４Ａがプレス位置Ｐに来るように旋回させられる。割出機構２０は、上下のタレット保持輪３１，３２を共通の駆動源２０ａにより伝達機構２０ｂを介して同期して旋回駆動させるものとされている。

上下のタレットとしては、パンチ工具１およびダイ工具２をそれぞれ備えた一般のタレット３，４と、タップ工具１Ａおよびそれに対応するダイ部１Ｂを備えたタッピング用タレット３Ａ，４Ａとがある。各タレット３，３Ａ，４，４Ａはタレット保持輪３１，３２に着脱自在であるため、任意のタレットをタレット保持輪３１，３２に搭載することができる。また、必要に応じてタレットを交換することもできる。

ラム１０は、加工ヘッド６，７に装着されたタレット３，３Ａ，４，４Ａの上方に位置し、上タレット３，３Ａに保持された工具１，１Ａを押し下げ駆動するものである。ラム１０は、ラム昇降ガイド１８によってプレス位置Ｐで昇降自在に支持されており、ラム昇降機構１９により昇降駆動される。ラム昇降機構１９は、例えばサーボモータ１９ａ等の駆動源とその回転を往復直線運動に変換する運動変換機構１９ｂとからなる。駆動源は油圧シリンダであっても良い。

板材送り手段１１は、テーブル１２上でワークである板材Ｗを前後左右に移動させる手段であり、板材Ｗの縁部をワークホルダ１３で把持してワークホルダ１３の移動により上記板材Ｗの前後左右の移動を行うものとされている。

図２に示すように、加工ヘッド６，７は、下端部にタレットクランプ１４，１５を有する。このタレットクランプ１４，１５により、タレット３，３Ａ，４，４Ａの外周部を保持して上下動不能に固定する。タレット３，３Ａ，４，４Ａと加工ヘッド６，７との間には、互いの円周方向の位置を規制するカップリング３８，３９が設けられている。カップリング３８，３９は、例えば噛み合い式のものとされる。加工ヘッド６，７は円筒状であり、上側加工ヘッド６の内側はラム１０の昇降する空間Ｓとされ、下側加工ヘッド７の内側は加工により生じるスラグが通過する空間Ｓ´とされている。

上下の加工ヘッド６，７はいずれも、パンチフレーム５に支持され、上下方向を向く同心の回転中心Ｏ回りにそれぞれ回転可能とされている。これら加工ヘッド６，７に装着されたタレット３，３Ａ，４，４Ａの各工具１，１Ａ，２，２Ａを所定の加工位置Ｑに割り出すために、加工ヘッド６，７を上記回転中心Ｏ回りに回転させる加工ヘッド回転機構１６，１７が設けられている。加工位置Ｑは、後記ストライカ３５と対応する回転中心Ｏから偏心した位置とされる。加工ヘッド回転機構１６，１７は、モータ等の回転駆動源１６ａ，１７ａと、加工ヘッド６，７に設けられたギヤ部１６ｂ，１７ｂに噛み合って回転駆動源１６ａ，１７ａの回転を伝えるギヤ１６ｃ，１７ｃとでなる。

加工ヘッド６，７は、パンチフレーム５に直接支持されているのではなく、パンチフレーム５に対して昇降可能な円筒状の昇降部材２１，２２の内周に、回転のみ自在に支持されている。昇降部材２１，２２をプレスフレーム５に対して昇降自在に支持する昇降ガイド手段２５，２６は、昇降部材２１，２２に設けられたガイド突条２５ａ，２６ａと、プレスフレーム５に設置された直動軸受等のガイド部材２５ｂ，２６ｂとでなる。昇降ガイド手段２５，２６は、昇降部材２１，２２の円周方向複数箇所、例えば４か所に設けられている。

加工ヘッド昇降機構２７，２８により昇降部材２１，２２を昇降移動させることで、加工ヘッド６，７が昇降させられる。上側の加工ヘッド昇降機構２７は、パンチフレーム５に設置された流体圧シリンダまたはモータと、ボールねじ等の回転・直動変換機構とで構成される。下側の加工ヘッド昇降機構２８は、傾斜溝を有するカム２８ａと、このカム２８ａを進退させる駆動部２８ｂと、カム２８ａの傾斜溝に摺動自在に嵌合する固定ピン２８ｃとで構成される。加工ヘッド６，７の昇降は、上下動不能にタレット３，３Ａ，４，４Ａを固定するときの固定高さ位置（図２に示す位置）と、この固定高さ位置からダイハイトＤＨに対して離れる退避高さ位置（図示せず）との間で移動させるために行われる。

ラム１０は、ラム本体１０ａの下端に回転ラム部材１０ｂが回転のみ自在に取り付けられており、この回転ラム部材１０ｂの下面に突出するストライカ３５を介して工具１，１Ａを押し下げるものとされている。ストライカ３５は、ラム中心から偏心した位置に、回転ラム部材１０ｂと一体に設けられている。例えば図６に示すように、ストライカ３５の平面形状は径方向に細長い矩形とされている。
回転ラム部材１０ｂには、上側の加工ヘッド回転機構１６による上側加工ヘッド６の回転が、ラム回転伝達機構３６により選択的に伝達される。ラム回転伝達機構３６は、上側加工ヘッド６の内周および回転ラム部材１０ｂの外周にそれぞれ設けられた内向きおよび外向きの噛み合い歯３６ａ，３６ｂを有する。内向きの噛み合い歯３６ａは、上側加工ヘッド６の内周の全域にわたって設けられている。外向きの噛み合い歯３６ｂは、回転ラム部材１０ｂの外周における互いに１８０度の位相をなす２箇所に設けられ、それぞれシリンダ３６ｃにより内向きの噛み合い歯３６ａに噛み合う位置と噛み合いが外れる位置とに進退可能とされている。内向き噛み合い歯３６ａおよび外向き噛み合い歯３６ｂを噛み合せると、上側加工ヘッド６の回転が回転ラム部材１０ｂに伝達される状態となり、両噛み合い歯３６ａ，３６ｂの噛み合いを解除すると、上側加工ヘッド６の回転が回転ラム部材１０ｂに伝達されない状態となる。
また、図３に示すように、ラム本体１０ａと回転ラム部材１０ｂを固定状態とするためのロック機構３７が設けられている。このロック機構３７は、回転ラム部材１０ｂに取り付けたシリンダ３７ａと、このシリンダ３７ａにより上下に進退作動させられるロックピン３７ｂと、回転ラム部材１０ｂの底面に形成された凹部３７ｃとからなる。ロックピン３７ｂを上方に進出させて先端を凹部３７ｃに係合させるとラム本体１０ａと回転ラム部材１０ｂが互いに固定された状態となり、ロックピン３７ｂを後退させて凹部３７ｃとの係合を解除させるとラム本体１０ａと回転ラム部材１０ｂが互いに独立して回転可能な状態となる。

図４〜図１１と共にタッピング用タレット３Ａ，４Ａについて説明する。図４に示すように、上下タレット３Ａ，４Ａはいずれも平面形状が略円形に形成されている。上タレット３Ａには、タレット中心（加工ヘッド３に装着した状態では回転中心Ｏ）を中心とする円周上に複数のタップ工具１Ａが設けられている。この実施形態では、円周方向に等間隔で４個のタップ工具１Ａが設けられている。一方、下タレット４Ａには、上記タップ工具に１Ａに対向して１つのダイ部２Ａが設けられている。

図５および図６に示すように、タッピング用上タレット３Ａは、前記タレットクランプ１４により上側加工ヘッド６に装着されるタレット外周側体４０と、このタレット外周側体４０の内周に回転自在に嵌合するタレット内周側体４１とでなる。上タレット３Ａを上側加工ヘッド６に装着した状態では、タレット内周側体４１は、前記回転中心Ｏ回りにタレット外周側体４０に対して相対的に回転自在である。タレット外周側体４０とタレット内周側体４１との間には、軸受４２が介在させてある。この軸受４２の外輪を保持するリング状部材４３は、タレット外周側体４０の複数箇所に設けられた上下方向の昇降ガイド４４に摺動自在に嵌合する摺動部材４５に取り付けられている。また、リング状部材４３の下面とその下方に位置するタレット外周側体４０の水平面との間に、弾性保持ばね４６が設けられている。したがって、タレット外周側体４０に対しタレット内周側体４１は昇降可能で、タレット内周側体４１は弾性保持ばね４６により弾性的に支持されている。

各タップ工具１Ａは、タレット内周側体４１に形成された上下に貫通するタップガイド孔４７内に昇降自在に設けられている。各タップガイド孔４７よりも内周側のタレット内周側体４１中心部には中央孔４８が形成され、この中央孔４８内に中央昇降体４９が昇降自在に設けられている。中央昇降体４９は、上昇付勢ばね５０により上昇付勢状態に保持されている。また、タレット内周側体４１の下面中心部には、他よりも一段低くなった板材押え部５１が形成されている。

図５の部分拡大図である図７およびタップ工具の動作説明図である図８〜図１０に示すように、タップ工具１Ａは、刃体部６０ａと、この刃体部６０ａを保持する柄６０ｂとからなるタップ刃６０を有する。刃体部６０ａは、固定手段６１により柄６０ｂに着脱自在に固定して取り付けられる。
タップ刃６０の上端部には回転入力部材６２の下端部が嵌合している。これらタップ刃６０および回転入力部材６２は、両者のキー溝にキー６３を係合させることで、互いに回転不能かつ上下移動可能となっている。
回転入力部材６２の外周には、軸受６４を介して内周側筒状部材６５が回転自在に嵌合している。また、内周側筒状部材６５の内周に形成された雌ねじ部６６ａと、タップ刃６０の柄６０ｂの外周に形成された雄ねじ部６６ｂとが噛み合っており、これにより回転・螺進変換手段６６を構成している。この回転・螺進変換手段６６は、タップ刃６０が自転すなわちタップ工具中心回りに回転したときタップ刃６０に上下方向の移動を与えるものである。
内周側筒状部材６５の外周には外周側筒状部材６７が嵌合し、この外周側筒状部材６７の外周面が前記タップガイド孔４７の内周面に摺動自在に接している。内周側筒状部材６５と外周側筒状部材６７とは、外周側筒状部材６７に形成した上下方向の溝６７ａに挿通したピン６８を内周側筒状部材６５に止着することにより、互いに回転不能かつ上下移動可能とされている。上昇復帰手段である第１上昇復帰ばね６９により、外周側筒状部材６７に対して内周側筒状部材６５が上方に付勢されている。また、同じく上昇復帰手段である第２上昇復帰ばね７０により、タレット内周側体４１に対して外周側筒状部材６７が上方に付勢されている。第１上昇復帰ばね６９の方が第２上昇復帰ばね７０よりもばね定数の大きいばねが使用されている。

タレット内周側体４１の上面には、ラム１０の下降動作をタップ工具１Ａに伝達するタップ下降伝達機構７２が設けられている。タップ下降伝達機構７２は、支点軸７３に伝達アーム７４を上下に回動自在に支持し、この伝達アーム７４の先端に、下端部が軸受７５を介して前記回転入力部材６２の内周に回転自在に嵌合する伝達ロッド７６の上端を当接させたものである。ラム１０のストライカ３５が所定の上昇待機位置Ｔ_１よりも下降して伝達アーム７４を下方に回動させると、その動作が伝達ロッド７４を介してタップ工具１Ａに伝えられて、タップ工具１Ａが下降する。なお、上記上昇待機位置Ｔ_１、後記初期位置Ｔ_０、およびタップ回転位置Ｔ_２は、伝達ロッド７６の上端の位置（高さ）のことをいう。
ストライカ３５に対する伝達アーム７４側の接点、および伝達ロッド７４に対する伝達アーム７４側の接点は、それぞれ伝達アーム７４に回転自在に取り付けたローラ７４ａ，７４ｂの外周面とされており、支点軸７３からローラ７４ａ（ストライカ３５に対する接点）までの距離よりもローラ７４ｂ（伝達ロッド７４に対する接点）までの距離の方が長く設定されているため、ラム１０の下降動作が増幅してタップ工具１Ａに伝えられる。伝達ロッド７４には上下方向のガイド溝７４ａが形成され、この溝７４ａにガイド部材７７が摺動自在に係合している。

上記伝達アーム７４の周方向両側には、ストライカ３５が嵌り込むだけの間隔を開けて配置した一対の突片からなる回り止め部７９がタレット内周側体４１の上面に固定して設けられている。この回り止め部７９はタレット内周側体回転阻止機構となるものであって、ストライカ３５が伝達アーム７４を下方に回動させ始めるのとともに、ストライカ３５が一対の突片の間に嵌り込み、タレット内周側体４１の回転を阻止するように作用する。

タップ工具１Ａには、タップ回転伝達機構８１により、タレット外周側体４０の回転が伝達される。タップ回転伝達機構８１は、タレット外周側体４０にタレット中心（回転中心Ｏ）と同心に設けられた内歯ギヤ８１ａと、各タップ工具１Ａの回転入力部材６２の外周に設けられて前記内歯ギヤ８１ａに噛み合うタップ外周ギヤ８１ｂとでなる。両ギヤ８１ａ，８１ｂは、タップ工具１Ａが上昇待機位置Ｔ_１よりも下方のタップ回転位置Ｔ_２まで下降したときに互いに噛み合うように上下位置関係が設定してある。なお、タップ工具１Ａが初期位置Ｔ_０から上昇待機位置Ｔ_１の範囲にあるときには、タップ外周ギヤ８１ｂがタレット内周側体４１に設けたロックギヤ８２と噛み合っていて、タップ工具１Ａの回転が阻止されている。

タッピング用下タレット４Ａは、全体が一体となって回転するものとされている。ダイ部２Ａはタップ工具１Ａに対向する位置に１箇所だけに設けられ、その周囲のタレット上面には板材Ｗを下から支える多数本の針状体８４が植設されている。
ダイ部２Ａは、加工時にタップ工具１Ａのタップ刃６０が挿入されるタップ刃挿入孔８５を有する。このタップ刃挿入孔８５は、タッピング用上タレット３Ａが保持する各タップ工具１Ａのタップ刃６０がいずれも挿入可能である。つまり、形状や寸法が異なる各タップ刃６０に対応しているということである。そして、タップ刃挿入孔８５の内部には、タップ刃６０の折損を検知する折損検知機構８６が設けられている。折損検知機構８６は、例えば、タップ刃６０がタップ刃挿入孔８５に挿入されることにより押し下げられる昇降部材８６ａと、この昇降部材８６ａを上方に付勢する付勢部材８６ｂと、昇降部材８６ａの下降により光が遮断される光電式スイッチ８６ｃとからなる。

また、タッピング用上タレット３Ａには、各タップ工具１Ａの近傍に切削油吐出機構９０が設けられている。図５の部分拡大図およびその側面図である図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、この切削油吐出機構９０は、タレット内周側体４１に形成された上下に長い円柱状の空所９１内に、上位側から順にプッシャ９２、ピストン９３、およびシリンダ９４を有する。
プッシャ９２は、空所９１の内周に上下に摺動自在に嵌合しており、タップ工具１Ａの内周側筒状部材６５に連結されて一体に上下動するようになっている。ピストン９３は、空所９１の内周に上下に摺動自在に嵌合するピストンハウジング９３ａの下部に、ピストン部材９３ｂを設けたものである。ピストンハウジング９３ａの外周に形成された円周方向の切削油供給溝１０２に規制ピン９５が係合していることにより、ピストン９３の上下ストロークｓは、切削油供給溝１０２の上下幅と規制ピン９５の上下幅との差の範囲に規制されている。プッシャ９２とピストン９３間には両者を離間する側に付勢する上側ばね９６が設けられている。
シリンダ９４は、前記ピストン部材９３ｂが摺動自在に嵌合するシリンダ室９７を有する上側のシリンダ部９４ａと、下側のノズル部９４ｂとからなり、ノズル部９４ｂで空所９１の内周に固定状態に嵌合している。ピストン９３とシリンダ９４間には、両者を離間する側に付勢する下側ばね９８が設けられている。

前記中央昇降体４９は中空に形成され、その内部が各切削油吐出機構９０に供給する切削油を貯留する切削油タンク１００となっている。この切削油タンク１００と各切削油吐出機構９０の前記切削油供給溝１０２とがタンク連通油路１０１を介して繋がっている。また、切削油供給溝１０２は、ピストン内横油路１０３を介して、ピストン９３の中心部に上下に設けたピストン内縦油路１０４の上部に連通している。ピストン内縦油路１０４の下端は前記シリンダ室９７内に開口している。ピストン内縦油路１０４には、下方に広がる内径変化部の下側に配したボールからなる弁体１０５ａと、この弁体１０５ａを内径変化部に押し付けるばね１０５ｂとからなる第１逆止弁１０５が設けられている。

シリンダ９４は、上端がシリンダ室９７内に開口するシリンダ内油路１０６を有する。このシリンダ内油路１０６の下端にはパイプ１０７が接続され、そのパイプ１０７の先端が、タップ工具１Ａの外周側筒状部材６７の内周下部に突出させてある。シリンダ内油路１０６には、下方に広がる内径変化部の下側に配したボールからなる弁体１０８ａと、この弁体１０８ａを内径変化部に押し付けるばね１０８ｂとからなる第２逆止弁１０８が設けられている。

これにより、切削油タンク１００から、順にタンク連通油路１０１、切削油供給溝１０２、ピストン内横油路１０３、ピストン内縦油路１０４、シリンダ室９７、シリンダ内油路１０６、パイプ１０７を経てタップ工具１Ａの外周側筒状部材６７の内周下部に至る油路が構成されている。タップ工具１Ａの動作に連動して切削油吐出機構９０が動作し、切削油タンク１００の切削油がタップ加工中のタップ刃６０の周辺に供給される。切削油吐出機構７０の動作については、後で詳しく説明する。

このパンチプレスの動作を説明する。タレット交換装置８，９のタレット保持輪３１，３２を旋回させることで、希望のタレットをプレス位置Ｐに割り出す。図１および図２はタッピング用タレット３Ａ，４Ａがプレス位置Ｐに割り出された状態を示している。このタレット割り出しの際、上側加工ヘッド６は上方に、また下側加工ヘッド７は下方にそれぞれ退避しているため、タレット３，３Ａ，４，４ａがプレス位置Ｐに旋回移動することの妨げとならない。

希望のタレット３，３Ａ，４，４Ａがプレス位置Ｐに来ると、加工ヘッド昇降機構２７，２８により上側加工ヘッド６を下降、および下側加工ヘッド７を上昇させて、それぞれの対向面をプレス位置Ｐにあるタレット３，３Ａ，４，４ａに押し付ける。この押し付けにより、カップリング３８，３９の噛み合いが行われ、タレット３，３Ａ，４，４Ａが加工ヘッド６，７に対して円周方向に精度良く位置決めされる。この位置決め状態で、タレットクランプ１４，１５がクランプ作動して、タレット３，３Ａ，４，４Ａを加工ヘッド６，７に装着する。

このようにタレット３，３Ａ，４，４Ａの割り出しが完了した後、加工ヘッド回転機構１６，１７により加工ヘッド６，７を回転中心Ｏ回りに回転させることで、加工ヘッド６，７に装着されたタレット３，３Ａ，４，４Ａの各工具１，１Ａ，２，２Ａを加工位置Ｑに割り出す。この状態でラム１０を下降動作させることにより、割り出された工具による加工が行われる。加工位置Ｑに割り出されているのが一般のタレット３，４のパンチ工具１およびダイ工具２である場合は、ストライカ３５でパンチ工具１を押し付けてパンチ加工を行う。タッピング用タレット３Ａ，４Ａのタップ工具１Ａおよびダイ部２Ａである場合は、下記の動作によるタップ加工を行う。

タップ加工について説明する。タップ工具１Ａを加工位置Ｑに割り出した時点では、図７のように、タップ工具１Ａは初期位置Ｔ_０にあり、その上方にラム１０のストライカ３５が待機している。この状態からラム１０を下降させると、ストライカ３５が中央昇降体４９を押すことにより、板材押え部５１が板材Ｗに当接するまでタレット内周側体４１が下降する。上昇付勢ばね５０の弾性復元力の方が各弾性保持ばね４６の弾性復元力の総和よりも大きいので、タレット内周側体４１が一体で降下する。板材押え部５１が板材Ｗに当接した状態が図８で、このときタップ工具１Ａは上昇待機位置Ｔ_１に位置している。

ラム１０をさらに下降させると、ストライカ３５が回り止め部７９の一対の突片間に嵌り込む（図６参照）と同時に、伝達アーム７４のローラ７４ａに当接する。ストライカ３５は、このストライカ３５を取付けた回転ラム部材１０ｂが、ロック機構３７（図３）のロックピン３７ｂの係合によってラム本体１０ａに対して回り止めされており、不測に回転することがない。これにより、タレット内周側体４１の回転が阻止されたタップ工具割出状態となる。これ以降、ラム１０を下降させると、タップ下降伝達機構７２によりタップ工具１が下降させられる。伝達アーム７４によりラム１０の下降動作が増幅してタップ工具１Ａに伝えられるため、タップ工具１Ａの下降量はラム１０の下降量よりも大きなものとなる。

タップ工具１Ａが下降させられると、第１上昇復帰ばね６９の方が第２上昇復帰ばね７０よりもばね定数が大きいため、始めは第２上昇復帰ばね７０を収縮させながらタップ工具１Ａ全体が下降し、外周側筒状部材６７の下端が板材Ｗに接触してからは、第１上昇復帰ばね６９を収縮させながらタップ工具１Ａにおける外周側筒状部材６７を除く部分だけが下降する。この間に、内歯ギヤ８１ａとロックギヤ８２との噛み合いが外れ、その後、内歯ギヤ８１ａとタップ外周ギヤ８１ｂとが噛み合う（図９参照）。このときのタップ工具１Ａの位置がタップ回転位置Ｔ_２である。タップ工具１Ａがタップ回転位置Ｔ_２にあるとき、加工ヘッド回転機構１６を駆動すると、回転入力部材６２およびタップ刃６０が回転する。このとき回転するのは割り出されたタップ工具１Ａのみで、他のタップ工具１Ａは、タップ外周ギヤ８１ｂがロックギヤ８２と噛み合っているため回転が阻止されている。

タップ刃６０の回転に伴い、回転・螺進変換手段６６の作用でタップ刃６０が下方に移動する。これにより、タップ刃６０の刃体部６０ａが回転しながら板材Ｗの下孔Ｗａ（図７参照）に挿入され、板材Ｗの下孔Ｗａにねじ溝の加工が施される。図９はこのときの状態を示している。板材押え部４７が板材Ｗを押えて固定し、さらに外周側筒状部材６７の下端が下孔Ｗａの周囲に接触して、板材Ｗとタップ刃６０の位置関係が適正に保持されるため、正確に加工を行える。この実施形態では、板材Ｗのバーリング部Ｗｂ（図７参照）に形成された下孔Ｗａにねじ溝を加工するものとされており、外周側筒状部材６７の下端がバーリング部Ｗｂの外周を押える。第１、第２上昇復帰ばね６９，７０により、バーリング部Ｗｂの高さに合わせてタップ工具１Ａの保持高さが調整されるので、タップ加工を一定の条件で行うことができる。

図１０のように、タップ刃６０の刃体部６０ａが下孔Ｗａを貫通するまでタップ工具１を下降させると、ねじ溝の加工が完了する。加工完了後、加工ヘッド回転機構１６を先ほどとは逆向きに駆動すると共にラム１０を上昇させて、タップ工具１Ａを逆回転させながら元の位置に復帰させる。タップ工具１Ａは、第１、第２上昇復帰ばね６９，７０の作用で元の位置へ復帰する。

タップ刃６０が板材Ｗの下孔Ｗａを貫通したとき、タップ刃６０の刃体部６０ａはダイ部２Ａのタップ刃挿入孔８５に挿入される。タップ刃６０の刃体部６０ａに折損が生じていない場合は、折損検知機構８６により正常であることが検知される。すなわち、付勢部材８６ｂの付勢力に抗してタップ刃６０が昇降部材８６ａを押し下げ、この昇降部材８６ａが光電式スイッチ８６ｃの光を遮ることにより、光電式スイッチ８６ｃが検知信号を出力する。タップ刃６０に折損が生じている場合は、タップ刃６０が昇降部材８６ａを押し下げないので、光電式スイッチ８６ｃが検出信号を出力しない。

上記タップ加工の際、切削油吐出機構９０は次のように動作する。ラム１０に押し下げられてタップ工具１Ａが下降するのに連動して、プッシャ９２が下降する。プッシャ９２の下降に伴い、上側ばね９６を介して押されたピストン９３が下降する。上側ばね９６の方が下側ばね９８よりもばね定数が大きいため、上側ばね９６は収縮せず下側ばね９８が収縮するのである。ピストン９３が下降すると、シリンダ室９７の容積が小さくなり油圧が高くなるため、第２逆止弁９８が押し開かれて、シリンダ室９７の容積変化分だけの切削油がパイプ９７の先端から吐出される。この吐出された切削油は、タップ刃６０が板材Ｗに下孔Ｗａに挿入される直前にタップ刃６０に供給される。このため、タップ加工が良好に行われる。

その後もタップ工具１Ａと共にプッシャ９２が下降するが、ピストン９３がストロークｓだけ下降すると、切削油供給溝１０２の上壁面に規制ピン９５が係合してピストン９３の下降が規制されるため、それ以後は上側ばね９６が収縮することにより、プッシャ９２のみが下降する。この間、切削油の吐出は行われない。つまり、実際にねじ溝を加工する直前にだけ切削油を吐出することで、切削油の浪費を防いでいる。
タップ加工が終了してタップ工具１Ａが元の位置へ復帰する際には、上記と逆に、まずプッシャ９２のみが上昇してから、プッシャ９２およびピストン９３が上昇する。ピストン９３が上昇するとき、シリンダ室９７の容積が大きくなって負圧が生じることにより、第１逆止弁９５が開いて、切削油タンク１００からシリンダ室９７に切削油が流入する。

この構成のパンチプレスによると、上側加工ヘッド６および下側加工ヘッド７にそれぞれ上タレット３，３Ａおよび下タレット４，４Ａが着脱自在に装着されるため、必要時に必要なタレットを装着して使用することができる。例えば、機械購入時にタッピング用タレット３Ａ，４Ａが装備されていない場合でも、タッピング用タレット３Ａ，４Ａを適宜購入して装備することができる。このため、将来の必要性が不明確なタレットを当初から購入しておく必要がなく、無駄が生じない。タッピング用上タレット３Ａは複数のタップ工具１Ａを有し、その中から加工に用いるタップ工具１Ａを任意に選択することができるので、多様なタップ加工を効率的に行える。

上昇復帰ばね６９，７０が設けられ、常時、タップ工具１Ａが上昇待機位置Ｔ_１でラム１０による押し下げを可能に待機しているため、希望のタップ工具１Ａをタップ加工位置等に割り出した後直ちにタップ加工を行うことができる。このため、作業能率が良い。

タップ回転伝達機構８１を構成する内歯ギヤ８１ａとタップ外周ギヤ８１ｂはラム１０の昇降に連係して噛合および解除がなされるので、噛合および解除のタイミングがタップ工具１Ａの送りに対し正確に同期させることができ、正確なタップ加工を行うことができる。また、回転・螺進変換手段６６によりタップ刃６０の回転と送りを正確に同期させることができるため、より一層正確なねじ溝の加工が可能になっている。さらに、板材押え部４７が板材Ｗを押えて固定すること、および外周側筒状部材６７の下端が下孔Ｗａの周囲をしっかりと押えることも、正確なタップ加工に大いに貢献している。加えて、このタップ加工時、切削油吐出機構９０により切削油がタップ刃６０に適宜タイミングで供給することで、円滑な加工を可能としている。

タップ工具１Ａの下降はラム１０の昇降で行い、かつタップ工具１Ａの回転はタップ回転伝達機構３６により上側加工ヘッド６の回転を利用して行うので、タップ工具１Ａの下降および回転のために別に駆動源を必要としない。また、回り止め部７９により、ラム１０の昇降に連動してタレット内周側体４１の回り止めが行われるため、回り止めのための駆動手段を別に設ける必要がない。さらに、切削油吐出機構９０の作動もタップ工具１Ａの内周側筒状部材６５の昇降に連動して行われるため、切削油吐出のための駆動手段を別に必要としない。これらのことから、構成を簡略にできる。

ダイ部２Ａのタップ刃挿入孔８５に折損検知機構８６が設けられているため、タップ刃６０の折損を検知することができる。また、タッピング用下タレット４Ａに設けるダイ部１Ａは１つだけとし、そのダイ部１Ａが、上タレット３Ａの各タップ工具１Ａに対応する構成としたため、折損検知機構８６のセンサ８６ｃが１個だけとなり、構成や制御が簡略である。上記センサ８６ｃによってタップ刃挿入孔８５にタップ刃６０が挿入される回数を検出することにより、タップ刃６０の交換時期を監視することもできる。また、タップ刃６０のセットが無い場合等、タップが完全に加工されずに動作が完了した場合も、加工を継続することなく機能を停止させることができる。

この発明の一実施形態にかかるパンチプレスの破断側面図である。 同パンチプレスの拡大破断正面図である。 同パンチプレスの要部の破断側面図である。 （Ａ）はタッピング用上タレットの斜視図、（Ｂ）はタッピング用下タレットの斜視図である。 パンチプレスの要部の正面図である。 上タレットの平面図である。 図５の部分拡大図である。 タップ加工の過程における図７の次段階の状態を示す断面図である。 タップ加工の過程における図８の次段階の状態を示す断面図である。 タップ加工の過程における図９の次段階の状態を示す断面図である。 （Ａ）図５の部分拡大図、（Ｂ）はその側面断面図である。

符号の説明

１…一般工具
１Ａ…タップ工具
２…ダイ工具
２Ａ…ダイ部
３…一般上タレット
３Ａ…タッピング用上タレット
４…一般下タレット
４Ａ…タッピング用下タレット
６…上側加工ヘッド
７…下側加工ヘッド
１０…ラム
１９…ラム昇降機構
１６，１７…上加工ヘッド回転機構
２７，２８…加工ヘッド昇降機構
３６…ラム回転伝達機構
４０…タレット外周側体
４１…タレット内周側体
６０…タップ刃
６０ａ…刃体部
６０ｂ…柄
６２…回転入力部材
６６…回転・螺進変換手段
６９…第１上昇復帰ばね（上昇復帰手段）
７０…第２上昇復帰ばね（上昇復帰手段）
７９…回り止め部（タレット内周側体回転阻止機構）
８１…タップ回転伝達機構
８１ａ…内歯ギヤ
８１ｂ…タップ外周ギヤ
８５…タップ刃挿入孔
８６…折損検知機構
９０…切削油吐出機構
Ｏ…回転中心
Ｔ_１…上昇待機位置
Ｔ_２…タップ回転位置
Ｗ…板材（ワーク）

Claims (3)

1. 互いに上下に位置して同心の回転中心回りに回転可能な上側加工ヘッドおよび下側加工ヘッドを備え、これら上下の加工ヘッドの対向面にそれぞれ上タレットおよび下タレットが着脱自在に装着されるパンチプレスであって、
   前記上タレットは、前記上側加工ヘッドに装着されるタレット外周側体と、このタレット外周側体の内周に前記回転中心回りにタレット外周側体に対して相対的に回転自在なタレット内周側体とでなり、タレット内周側体は前記回転中心と同心の円周上に複数のタップ工具を昇降自在かつ自転自在に支持し、前記下タレットは前記タップ工具に対向するダイ部を有し、
   前記上側加工ヘッドの回転によりタレット外周側体およびタレット内周側体の両方を回転させて任意のタップ工具を割出可能であり、
   前記上側加工ヘッドに、タップ工具を押し下げるためのラムを昇降可能に設けると共に、このラムを昇降させるラム昇降機構を設け、
   前記上タレットに、前記ラム昇降機構により下降させられたラムと係合する回り止め部で構成されてこのラムとの係合により、前記タレット内周側体の回転を阻止するタレット内周側体回転阻止機構、および割出状態のタップ工具を前記ラムで上昇待機位置よりも下方の、タレット外周側体と係合するタップ回転位置まで下降させたとき、前記上側加工ヘッドの回転により前記タレット外周側体を回転させることで、前記割出状態のタップ工具に回転を与えるタップ回転伝達機構を設けた、
   タッピング機能装備パンチプレス。
2. 前記タップ回転伝達機構は、上タレットのタレット外周側体に前記回転中心と同心に設けられた内歯ギヤと、各タップ工具の外周に設けられて前記内歯ギヤに噛み合うタップ外周ギヤとでなり、常時は前記タップ外周ギヤが前記内歯ギヤから上方に外れた位置で、各タップ工具を前記ラムによる下降を可能に保持する上昇復帰手段を設け、前記タレット内周側体回転阻止機構は、前記タレット内周側体の上面に設けられてタップ工具が前記上昇待機位置よりも下方に下降したときにラムと係合し、その係合状態でタレット内周側体をラムに対して回り止めする回り止め部からなり、タップ工具が前記タップ回転位置まで下降することにより、そのタップ工具のタップ外周ギヤが前記内歯ギヤに噛み合うものとした請求項１記載のタッピング機能装備パンチプレス。
3. 前記タップ工具は、タップ刃と、このタップ刃の柄の部分を上下方向に摺動自在に支持し外周の一部に前記タップ外周ギヤが設けられた回転入力部材と、この回転入力部材の回転により前記タップ刃に上下方向の移動を与える回転・螺進変換手段とを有し、前記タップ回転位置でタップ刃が回転しつつ下降するものであり、
   前記ダイ部は、回転しつつ下降するタップ刃がワークを貫通したときにこのタップ刃が挿入されるタップ刃挿入孔を有し、このタップ刃挿入孔は、上タレットが保持する各タップ工具のタップ刃がいずれも挿入可能な形態とした請求項１または請求項２記載のタッピング機能装備パンチプレス。

Images