JP5249707B2 - タッピング加工用上部金型及びパンチプレス - Google Patents

Description

本発明は、板状のワークの加工穴に対してタッピング加工を行う際に用いられるタッピング加工用上部金型、及びワークに対してパンチング加工とタッピング加工を行うパンチプレスに関する。

近年、パンチプレスにおける上部金型支持部材にパンチング加工用上部金型の他にタッピング加工用上部金型が装着されることが多く、タッピング加工用上部金型の先行技術としては特許文献１に示すものがある。そして、先行技術に係るタッピング加工用上部金型の構成等について説明すると、次のようになる。

即ち、先行技術に係るタッピング加工用上部金型は、筒状の上部金型本体を備えており、この上部金型本体は、タレットパンチプレスにおける上部タレットの適宜の装着孔に上下方向へ移動可能に装着されるものである。また、上部金型本体の内側には作動部材が設けられており、この作動部材は、回転力を与えられると上部金型本体の軸心（換言すれば、金型軸心又は作動部材の軸心）周りに回転しつつ上下方向へ移動するようになっている。更に、作動部材には、タップを保持するタップホルダが設けられている。

なお、タッピング加工を行う際にはタッピング加工用上部金型の他にタッピング加工用下部金型が用いられ、このタッピング加工用下部金型は、タレットパンチプレスにおける下部タレットの適宜の装着孔にタッピング加工用上部金型に上下に対向して装着されるものである。

従って、上部金型支持部材の装着孔にタッピング加工用上部金型、下部金型支持部材の装着孔にタッピング加工用下部金型をそれぞれ装着した状態の下で、ワークを水平方向へ移動させることにより、ワークの加工穴がタップの先端部の下方に位置するように、ワークをタッピング加工用上部金型とタッピング加工用下部金型の間に位置決めする。そして、作動部材に回転力を適宜に与えることにより、作動部材を軸心周りに回転させつつ下方向へ移動させる。これにより、タップを回転させつつワークの加工穴に進入させて、ワークの加工穴に対してタッピング加工を行う。
特開２００４−２６８２４７号公報

ところで、パンチング加工を行う際にワークに剪断力の他に曲げ力が働く等の理由により、ワークの加工穴周辺に局所的な反りが生じることがあり、このような場合に、タップを回転させつつワークの加工穴に進入させると、タッピング加工中にタップに大きな加工負荷が働くことになる。そのため、タップが折れたり、タップ（タップの成形ねじ部）の摩耗量が増大したりして、タップの工具寿命が短くなるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のタッピング加工用上部金型等を提供すること目的とする。

本発明の第１の特徴（請求項１に記載の発明の特徴）は、板状のワークの加工穴に対してタッピング加工を行う際に用いられるタッピング加工用上部金型において、筒状の上部金型本体と、前記上部金型本体の内側に設けられ、下側部分が中空状を呈してあって、回転力を与えられると前記上部金型本体の軸心（換言すれば、金型軸心又は作動部材の軸心）周りに回転しつつ上下方向へ移動するようになっている作動部材と、前記作動部材の下側部分の内側に設けられ、前記上部金型本体の径方向へ微動可能かつ前記上部金型本体の軸心に対して傾動可能になってあって、タップを保持するタップホルダと、前記作動部材の下側部分の内周面と前記タップホルダの外周面との間に設けられ、前記径方向の前記タップホルダの移動を許容する第１弾性体と、前記作動部材の一部と前記タップホルダの先端面との間に設けられ、前記タップホルダの傾動を許容する第２弾性体と、を備えたことを要旨とする。

なお、前記タッピング加工用上部金型は、パンチプレスにおける上部金型支持部材の適宜の装着孔に装着されるものである。また、タッピング加工を行う際には前記タッピング加工用上部金型の他にタッピング加工用下部金型が用いられ、このタッピング加工用下部金型は、前記パンチプレスにおける下部金型支持部材の適宜の装着孔に前記タッピング加工用上部金型に上下に対向して装着されるものである。

第１の特徴によると、前記上部金型支持部材の装着孔に前記タッピング加工用上部金型、前記下部金型支持部材の装着孔に前記タッピング加工用下部金型をそれぞれ装着した状態の下で、ワークを水平方向へ前記タッピング加工用上部金型及び前記タッピング加工用下部金型に対して相対的に移動させることにより、ワークの加工穴が前記タップの先端部の下方に位置するように、ワークを前記タッピング加工用上部金型と前記タッピング加工用下部金型の間に位置決めする。そして、前記作動部材に回転力を適宜に与えることにより、前記作動部材を前記上部金型本体の軸心周りに回転させつつ下方向へ移動させる。これにより、前記タップを回転させつつワークの加工穴に進入させて、ワークの加工穴に対してタッピング加工を行うことができる。

ここで、ワークの加工穴周辺に局所的な反りが生じた場合にあっては、ワークの反りに応じて、前記タップホルダが前記第１弾性体の弾性力に抗して前記径方向へ微動したり、前記第２弾性体の弾性力に抗して傾動したりすることによって、タッピング加工中に前記タップに働く加工負荷を低減できる。

本発明の第２の特徴（請求項２に記載の発明の特徴）は、第１の特徴に加えて、前記上部金型本体の下端側周縁に内フランジが形成され、前記作動部材は、前記内フランジによって前記上部金型本体からの突出が規制されるようになっていることを要旨とする。

本発明の第３の特徴（請求項３に記載の発明の特徴）は、第１の特徴又は第２の特徴に加えて、前記上部金型本体の内側に設けられ、前記上部金型本体に対して回転不能になってあって、前記作動部材の外周面の一部に螺合したマスターナットと、を備えたことを要旨とする。

本発明の第４の特徴（請求項４に記載の発明の特徴）は、板状のワークに対してパンチング加工とタッピング加工を行うパンチプレスにおいて、本体フレームの上側部分に回転可能に設けられた上部タレットと、前記本体フレームの下側部分に回転可能に設けられ、前記上部タレットに上下に対向した下部タレットと、前記上部タレットの装着孔に着脱可能に設けられた請求項１から請求項３に記載のタッピング加工用上部金型と、前記下部タレットの装着孔に着脱可能に設けられ、前記タッピング加工用上部金型に上下に対向したタッピング加工用下部金型と、を備えたことを要旨とする。

本発明によれば、ワークの加工穴周辺に局所的な反りが生じた場合であっても、タッピング加工中に前記タップに働く加工負荷を低減できるため、前記タップが折れたり、前記タップ（前記タップの成形ねじ部）の摩耗量が増大したりすることを十分に抑えて、前記タップの工具寿命を延ばすことができる。

本発明の実施形態について図１から図５を参照して説明する。

ここで、図１は、本発明の実施形態に係るタッピング加工用上部金型の断面図、図２は、本発明の実施形態に係るタッピング加工用上部金型の要部を示す断面図、図３は、本発明の実施形態に係るタレットパンチプレスの要部を示す断面図、図４及び図５は、本発明の実施形態の作用を説明する断面図である。

図１から図３に示すように、本発明の実施形態に係るタレットパンチプレス１（パンチプレスの一例）は、板状のワークＷに対してパンチング加工（打ち抜き加工、バーリング成形加工等を含む）とタッピング加工をに行うものであって、本体フレーム（図示省略）に上側部分に回転可能に設けられた上部タレット（上部金型支持部材の一例）３と、本体フレームの下側部分に回転可能に設けられかつ上部タレット３に上下に対向した下部タレット（下部金型支持部材の一例）５とを備えている。そして、上部タレット３の適宜の装着孔３ｈには、タッピング加工用上部金型７がリフタースプリング９を介して上下方向へ移動可能に装着されており、下部タレット５の装着孔５ｈには、タッピング加工用下部金型１１がタッピング加工用上部金型７と上下に対向して装着されている。なお、上部タレット３における他の多数の装着孔（図示省略）には、パンチング加工用上部金型（図示省略）がそれぞれ設けられており、下部タレット５における他の多数の装着孔（図示省略）には、多数のパンチング加工用下部金型（図示省略）が対応するパンチング加工用上部金型に上下に対向してそれぞれ設けられている。

上部タレット３には、固定ブロック１３が設けられており、この固定ブロック１３の下側部分には、タッピング加工用上部金型７を上下方向へ移動可能に支持するガイド孔１３ｈが形成されてあって、この固定ブロック１３のガイド孔１３ｈは、上部タレット３の適宜の装着孔３ｈに連通してある。また、固定ブロック１３の上側部分には、リングギア１５がベアリング１７を介して回転可能に設けられており、このリングギア１５は、ギア用モータ（図示省略）の駆動によって回転するものである。

続いて、本発明の実施形態に係るタッピング加工用上部金型７の具体的な構成について説明する。

上部タレット３の適宜の装着孔３ｈには、筒状の上部金型本体１９が上下方向へ移動可能に設けられており、この上部金型本体１９は、リフタースプリング９によって上方向へ付勢されてあって、回止めキー２１によって上部タレット３に対して回転不能になっている。また、上部金型本体１９は、下端側に、エンドリング２３を有しており、このエンドリング２３の下端側周縁（換言すれば、上部金型本体１９の下端側周縁）には、環状の内フランジ２３ｆが形成されている。更に、上部金型本体１９の上端側周縁の一部には、切欠き１９ｎが形成されている。

上部金型本体１９の内側には、作動部材２５がベアリング２７を介して回転可能かつ上下方向へ移動可能に設けられており、この作動部材２５の上側部分（小径部分）及び下側部分（大径部分）は、それぞれ中空状を呈している。また、作動部材２５は、下端側に、エンドキャップ２９を有してあって、このエンドキャップ２９の中央部には、貫通穴２９ｈが形成されている。更に、作動部材２５は、回転力を与えられると上部金型本体１９の軸心（換言すれば、作動部材２５の軸心）Ｃ周りに回転しつつ上下方向へ移動するようになってあって、かつエンドリング２３の内フランジ２３ｆによって上部金型本体１９からの突出が規制されるようになっている。なお、作動部材２５は、タッピング加工を行う前（タッピング加工用上部金型７を上部タレット３の適宜の装着孔３ｈに装着される前を含む）において、回止めキー３１によって上部金型本体１９に対して回転不能になっている。

作動部材２５を上部金型本体１９の軸心Ｃ周りに回転させつつ上下方向へ移動させるため、上部金型本体１９の内側には、マスターナット３３が上下方向へ移動可能に設けられており、このマスターナット３３は、作動部材２５の上側部分の外周面の一部に螺合してあって、回止めキー３５によって上部金型本体１９に対して回転不能になっている。また、マスターナット３３とベアリング２７の間には、マスターナット３３を上方向へ付勢可能な支持スプリング３７が設けられている。

作動部材２５の下側部分の内側には、タップ３９を着脱可能に保持するタップホルダ４１が上下方向へ移動可能に設けられており、このタップホルダ４１は、先端側（下端側）に、外筒４３を有している。また、タップホルダ４１は、複数の回止めキー４５によって作動部材２５に対して回転不能になっており、上部金型本体１９の径方向へ微動可能かつ上部金型本体１９の軸心Ｃに対して傾動可能になっている。ここで、タップ３９の成形ねじ部は、エンドキャップ２９の貫通穴２９ｈを挿通してあって、タップ３９の成形ねじ部とマスターナット３３のねじ部（雌ねじ部）は、等ピッチになっている。

作動部材２５の下側部分の内周面と外筒４３の外周面（換言すれば、タップホルダ４１の外周面）との間には、前記径方向（上部金型本体１９の径方向）のタップホルダ４１の移動を許容する複数の第１オーリング４７（第１弾性体の一例）が設けられている。また、エンドキャップ２９の上面（換言すれば、作動部材２５の底面）と外筒４３の先端面（換言すれば、タップホルダ４１の先端面）との間には、タップホルダ４１の傾動を許容する第２オーリング４９（第２弾性体の一例）が設けられている。なお、作動部材２５の上側部分の内側から下側部分の内側にかけて、タップホルダ４１を下方向へ付勢可能な押えスプリング５１が設けられている。

作動部材２５の上側部分（小径部分）には、上部金型ヘッド５３が上下方向へ移動可能に設けられており、この上部金型ヘッド５３は、断面形状が略Ｔ字形状を呈してあって、回止めキー５５によって作動部材２５に対して回転不能になっている。また、上部金型ヘッド５３の下端面は、ベアリング５７を介してマスターナット３３に回転自在に支持されている。更に、上部金型ヘッド５３の上側部分（大径部分）には、被押圧板５９がベアリング６１を介して回転可能に設けられており、この被押圧板５９は、タレットパンチプレス１におけるストライカー６３によって上方向から押圧されるものである。

上部金型本体１９の内側には、リングギア１５の回転力を作動部材２５に伝達する動力伝達スリーブ６５がベアリング６７を介して回転可能に設けられており、この動力伝達スリーブ６５は、回止めキー５５によって上部金型ヘッド５３（上部金型ヘッド５３及び作動部材２５）に対して回転不能かつ上部金型ヘッド５３に対して相対的に上下方向へ移動可能になっている。また、タッピング加工用上部金型７を上部タレット３の適宜の装着孔３ｈに装着すると、動力伝達スリーブ６５は伝達キー６９によってリングギア１５に対して回転不能に連結するようになっている（換言すれば、リングギア１５と一体的に回転できるようになっている）。

動力伝達スリーブ６５の大径部分の適宜位置には、係止レバー７１がピン７３を介して揺動可能に設けられている。また、係止レバー７１は、タッピング加工用上部金型７を上部タレット３の装着孔３ｈに装着する前において、スプリング７５の付勢力によって上部金型本体１９の切欠き１９ｎに係止するようになっており、タッピング加工用上部金型７を上部タレット３の適宜の装着孔３ｈに装着すると、係止レバー７１と上部金型本体１９の切欠き１９ｎの係止状態が解除されるようになっている。

続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

上部タレット３の装着孔３ｈにタッピング加工用上部金型７を装着して、動力伝達スリーブ６５をリングギア１５に対して回転不能に連結し、かつ係止レバー７１と上部金型本体１９の切欠き１９ｎの係止状態を解除する。また、下部タレット５の装着孔５ｈにタッピング加工用下部金型１１を装着する。

タッピング加工用上部金型７及びタッピング加工用下部金型１１を装着した後に、図３に示すように、タレット用モータ（図示省略）の駆動により上部タレット３及び下部タレット５を回転させることにより、タッピング加工用上部金型７及びタッピング加工用下部金型１１を加工位置（ストライカー６３の下方位置）に位置決めする。そして、ワークＷを水平方向（前後方向及び／又は左右方向）へ適宜に移動させることにより、ワークＷの加工穴Ｗｈがタップ３９の先端部の下方に位置するように、ワークＷをタッピング加工用上部金型７とタッピング加工用下部金型１１の間に位置決めする。

ワークＷを位置決めした後に、図４に示すように、ストライカー６３を下方向へ移動させることにより、ストライカー６３によって被押圧板５９を上方向から押圧する。これにより、上部金型本体１９をリフタースプリング９の付勢力に抗して下方向へ移動させて、上部金型ヘッド５３、動力伝達スリーブ６５、マスターナット３３、作動部材２５、及びタップホルダ４１を支持スプリング３７の付勢力に抗して下方向へ一体的に移動させて、タップ３９をワークＷの加工穴Ｗｈに接近させる。

タップ３９をワークＷの加工穴Ｗｈに接近させた後に、図５に示すように、ギア用モータの駆動によってリングギア１５を正方向へ回転させて、動力伝達スリーブ６５、上部金型ヘッド５３、及び作動部材２５を正方向へ一体的に回転させる（換言すれば、動力伝達スリーブ６５及び上部金型ヘッド５３を介して作動部材２５に回転力を適宜に与える）ことにより、マスターナット３３と作動部材２５の螺合作用によって作動部材２５を上部金型本体１９の軸心Ｃ周りに正方向へ回転させつつ下方向へ移動させる。これにより、タップ３９を回転させつつワークＷの加工穴Ｗｈに進入させて、ワークＷの加工穴Ｗｈに対してタッピング加工を行うことができる。

ここで、ワークＷの加工穴Ｗｈ周辺に局所的な反りが生じた場合にあっては、ワークＷの反りに応じて、タップホルダ４１が第１オーリング４７の弾性力に抗して上部金型本体１９の径方向へ微動したり、第２オーリング４９の弾性力に抗して上部金型本体１９の軸心Ｃに対して傾動したりすることによって、タッピング加工中にタップ３９に働く加工負荷を低減できる（図２参照）。

なお、タッピング加工の終了後に、ギア用モータの駆動によってリングギア１５を逆方向へ回転させることにより、作動部材２５を上部金型本体１９の軸心Ｃ周りに逆方向へ回転させつつ上方向へ移動させる。そして、ストライカー６３を上方向へ移動させることにより、支持スプリング３７の付勢力によって上部金型ヘッド５３、動力伝達スリーブ６５、マスターナット３３、作動部材２５、及びタップホルダ４１を上方向へ移動させて、リフタースプリング９の付勢力によって上部金型本体１９を上方向へ移動させる。これにより、タッピング加工用上部金型７をタッピング加工を行う前の状態に復帰させることができる。

以上の如き、本発明の実施形態によれば、ワークＷの加工穴Ｗｈ周辺に局所的な反りが生じた場合であっても、タッピング加工中にタップ３９に働く加工負荷を低減できるため、タップ３９が折れたり、タップ３９（タップ３９の成形ねじ部）の摩耗量が増大したりすることを十分に抑えて、タップ３９の工具寿命を延ばすことができる。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

本発明の実施形態に係るタッピング加工用上部金型の断面図である。 本発明の実施形態に係るタッピング加工用上部金型の要部を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るタレットパンチプレスの要部を示す断面図である。 本発明の実施形態の作用を説明する断面図である。 本発明の実施形態の作用を説明する断面図である。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｗｈ 加工穴
１ タレットパンチプレス
３ 上部タレット
３ｈ 装着孔
５ 下部タレット
５ｈ 装着孔
７ タッピング加工用上部金型
９ リフタースプリング
１１ タッピング加工用下部金型
１３ 固定ブロック
１５ リングギア
１９ 上部金型本体
２３ エンドリング
２３ｆ 内フランジ
２５ 作動部材
２９ エンドキャップ
３３ マスターナット
３９ タップ
４１ タップホルダ
４７ 第１オーリング
４９ 第２オーリング
５３ 上部金型ヘッド
５９ 被押圧板
６５ 動力伝達スリーブ

Claims (4)

1. 板状のワークの加工穴に対してタッピング加工を行う際に用いられるタッピング加工用上部金型において、
   筒状の上部金型本体と、
   前記上部金型本体の内側に設けられ、下側部分が中空状を呈してあって、回転力を与えられると前記上部金型本体の軸心周りに回転しつつ上下方向へ移動するようになっている作動部材と、
   前記作動部材の下側部分の内側に設けられ、前記上部金型本体の径方向へ微動可能かつ前記上部金型本体の軸心に対して傾動可能になってあって、タップを保持するタップホルダと、
   前記作動部材の下側部分の内周面と前記タップホルダの外周面との間に設けられ、前記径方向の前記タップホルダの移動を許容する第１弾性体と、
   前記作動部材の一部と前記タップホルダの先端面との間に設けられ、前記タップホルダの傾動を許容する第２弾性体と、を備えたことを特徴とするタッピング加工用上部金型。
2. 前記上部金型本体の下端側周縁に内フランジが形成され、
   前記作動部材は、前記内フランジによって前記上部金型本体からの突出が規制されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のタッピング加工用上部金型。
3. 前記上部金型本体の内側に設けられ、前記上部金型本体に対して回転不能になってあって、前記作動部材の外周面の一部に螺合したマスターナットと、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタッピング加工用上部金型。
4. 板状のワークに対してパンチング加工とタッピング加工を行うパンチプレスにおいて、
   本体フレームの上側部分に回転可能に設けられた上部タレットと、
   前記本体フレームの下側部分に回転可能に設けられ、前記上部タレットに上下に対向した下部タレットと、
   前記上部タレットの装着孔に着脱可能に設けられた請求項１から請求項３に記載のタッピング加工用上部金型と、
   前記下部タレットの装着孔に着脱可能に設けられ、前記タッピング加工用上部金型に上下に対向したタッピング加工用下部金型と、を備えたことを特徴とするパンチプレス。

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