JPH0750103Y2 - 孔加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、被加工物（ワーク）にタップ加工等を行うた
めの孔加工装置に関するものである。

〔従来の技術〕

孔加工装置でタップ加工を行う場合、加工具としてのタ
ップの送りには、原点位置（タップの通常の停止位
置）からワークまでのタップの送り、ワーク内に予め
設けた下孔内でのタップの送り、形成したねじ孔内を
後退するときのタップの送り、及びワークから原点位
置へ復帰するときのタップの送りがある。

従前の孔加工装置においては、これら４工程のタップの
送りスピードは同一に設定されていたので、加工作業に
時間がかかり生産性が悪いという問題があった。

そこで、加工刃物を高速で早送りし、低速で孔加工した
後、再び高速で早戻しする孔加工装置として、例えば、
実開昭60-48922号公報記載の自動ねじ立て盤や、実開昭
57-53805号公報記載のドリリング・タッピングユニット
が提案されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記実開昭60-48922号公報記載の自動ね
じ立て盤においては、刃物の昇降機構にウォーム減速機
構を使用しているので、装置全体が横方向に長くなり、
更には動力伝達にＶベルトを使用しているので、ベルト
の滑り等があって必ずしも一定の定まったピッチ及び回
転数で刃物を正確に送ることができない場合があるとい
う問題がある。

また、実開昭57-53805号公報記載のドリリング・タッピ
ングユニットにおいては、全体が纏まって一体型に組立
てられているので、例えばモータが焼損した場合等にお
いては保守点検が極めて困難であり、更に全体の機構を
上部方向に連結しているので、全体高さが高くなるとい
う問題がある。

本考案はかかる事情に鑑みてなされたもので、横幅、高
さ共に小さくでき、しかも点検が容易で、正確な送りピ
ッチ、回転速度で刃物を送ることが可能な孔加工装置を
提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的に沿う本考案に係る孔加工装置は、上軸受台と
下軸受台を有する上部ハウジング、及び前記下軸受台の
下部に前記上部ハウジングに対して一方側に偏心して配
置され、下端に底板部を有する下部ハウジングからなる
ハウジングと、その出力軸を上部にして、前記下軸受台
の下部に前記上部ハウジングに対して他方側に偏心して
取付けられ、該出力軸には第１の小歯車が形成された駆
動モータと、前記上軸受台及び下軸受台に軸着され、前
記第１の小歯車に噛合する第１の大歯車が固着され、上
部には前記上軸受台から突出して第１のタイミングプー
リが取付けられた第１の回転軸と、前記上軸受台及び下
軸受台に軸着され、上部には前記第１のタイミングプー
リに第１のタイミングベルトを介して連結される第２の
タイミングプーリを備え、中間部には第２の小歯車が固
着され、下部はスプラインとなって、前記下部ハウジン
グから下方に突出する主軸と、前記上軸受台及び下軸受
台に軸着され、前記第２の小歯車に噛合する第２の大歯
車を備え、しかも上部には前記上軸受台から突出して第
３のタイミングプーリが取付けられた第２の回転軸と、
前記上軸受台及び下軸受台に軸着され、前記第１の大歯
車に噛合する第３の小歯車及び第４のタイミングプーリ
が固着された第３の回転軸と、前記上軸受台に固定さ
れ、該上軸受台から突出して第１入力用タイミングプー
リを備えると共に下部に第２入力用タイミングプーリを
備え、前記第１のタイミングプーリ、前記第１のタイミ
ングベルト、前記第２のタイミングプーリ、前記第２の
小歯車、前記第２の大歯車、前記第３のタイミングプー
リ、及び該第３のタイミングプーリ及び前記第１入力用
タイミングプーリに掛け渡された第２のタイミングベル
トを介して減速された回転動力と、前記第１の大歯車、
前記第３の小歯車、第４のタイミングプーリ、該第４の
タイミングプーリと前記第２入力用タイミングプーリに
掛け渡された第３のタイミングベルトを介して増速され
た回転動力とを切り替えて下部の出力軸に伝達するクラ
ッチと、前記下軸受台及び前記下部ハウジングの底板部
に軸着され、前記クラッチの出力軸に連結されたボール
ネジと、前記ボールネジに螺合する雌ネジ部及び前記主
軸の貫通孔を備えたボールナットと、前記主軸に軸心を
合わせ、しかも取付け部が縮径して前記底板部に形成さ
れた装着孔に取付けられた円筒状ハウジングと、前記円
筒状ハウジングに摺動可能に装着され、該円筒状ハウジ
ングの内側拡径部に嵌入するリング状突起を備え、上端
は前記ボールナットに当接し、更には前記円筒状ハウジ
ングの装着孔より小さい当接フランジを有する中空筒
と、前記円筒状ハウジングの内側拡径部に配置され、上
端は前記リング状突起に当接して前記中空筒を上方に付
勢するスプリングと、前記中空筒の上下に設けられた軸
受に回転自由でしかも軸方向移動不能に支持され、内側
には前記主軸のスプラインに噛合する内スプラインが形
成された加工具保持体と、前記加工具保持体の下端に取
付けられ、タップを交換可能に取付けるチャックと、前
記上軸受台の上部に被さり、前記第１〜第３のタイミン
グプーリ及び第１入力用タイミングプーリ、並びに第１
及び第２のタイミングベルトを覆うカバーとを有し、し
かも、前記第１〜第３の回転軸、ボールネジ及び主軸は
平行に配置されている。

〔作用及び実施例〕

続いて、添付した図面を参照しつつ、本考案を具体化し
た実施例につき説明し、本考案の理解に供する。

ここに、第１図は本考案の一実施例に係る孔加工装置の
断面図である。

第１図において、１は孔加工装置のハウジングで、上軸
受台1a及び下軸受台1bを有する上部ハウジング1cと、下
軸受台1bの下部に上部ハウジング1cに対して一方側に偏
心して配置され、下端に底板部1dを有する下部ハウジン
グ1eを有している。

２は駆動モータで、ハウジング１の下軸受台1bの下部に
上部ハウジング1cに対して他方側に偏心し、出力軸３を
上向きにして固定されている。４は第１の小歯車（スプ
ライン）で、出力軸３の先端に形成されている。５は第
１の回転軸で、前記ハウジング１の上軸受台1a及び下軸
受台1bに軸受６、７を介して回転自在に支承されてい
る。８は第１の大歯車で、第１の回転軸５に固定される
と共に第１の小歯車４と噛み合っている。なお、この第
１の大歯車８の外径は、前記第１の小歯車４の外径より
も大きい。９は第１のタイミングプーリで、第１の回転
軸５の上部で上軸受台1aから上部に突出して取付けられ
ている。

10は第３の回転軸で上軸受台1a及び下軸受台1bに軸受1
1、12を介して回転自在に支承されている。13は第３の
小歯車で第３の回転軸10に固定されると共に前記第１の
大歯車８と噛み合っている。なお、この第３の小歯車13
の外径は、前記第１の大歯車８の外径よりも小さい。14
は第４のタイミングプーリで、前記第３の回転軸10に嵌
合固着されている。

15はハウジング１の上軸受台1aに固定されたクラッチ
で、軸方向の両側にそれぞれ第１、第２入力用タイミン
グプーリ17、16を有すると共に、下方側に一つの出力軸
18を有している。19は第３のタイミングベルトで、前記
第４のタイミングプーリ14及び第２入力用タイミングプ
ーリ16間に掛けられている。

20は主軸で、前記ハウジング１の上軸受台1a、下軸受台
1bに軸受21、22を介して回転自在に支承されている。23
はスプラインで、主軸20の下部に形成されている。24は
第２の小歯車で主軸20に固定されている。25は第２のタ
イミングプーリで、上軸受台1aから上部に突出して主軸
20に嵌合固着されている。26は第１のタイミングベルト
で、第１のタイミングプーリ９、第２のタイミングプー
リ25間に掛けられている。27は第２の回転軸で、ハウジ
ング１の上軸受台1a、下軸受台1bに軸受28、29を介して
回転自在に支承されている。30は第２の大歯車で、第２
の回転軸27に固定されると共に前記第２の小歯車24と噛
み合っている。なお、第２の大歯車30の外径は、第２の
小歯車24の外径よりも大きい。31は第３のタイミングプ
ーリで、第２の回転軸27の上部で上軸受台1aより突出し
て取付けられている。32は第２のタイミングベルトで、
第３のタイミングプーリ31及び第１入力用タイミングプ
ーリ17間に掛けられている。

33はカバーでハウジング１に取付けられ、前記第１〜第
３のタイミングプーリ９、25、31及び第１入力用タイミ
ングプーリ17、並びに第１及び第２のタイミングベルト
26、32を覆っている。

34は加工具の送り装置で下部ハウジング1eに設けられ、
ボールネジ35、ボールナット36、中空筒37、加工具保持
体38を有している。ボールネジ35は下軸受台1b及び下ハ
ウジング1eの底板部1dに軸受39、40を介して回転自在に
取付けられている。なお、このボールネジ35は、クラッ
チ15の出力軸18に連結されている。ボールナット36は、
ボールネジ35と螺合すると共に貫通孔41を有し、この貫
通孔41の中に前記主軸20を通している。

中空筒37は、内部に主軸20を通すと共に、上部に当接フ
ランジ37aを有しボールナット36の下部に当接してい
る。また、その外周中間部にはリング状突起42を有して
いる。

加工具保持体38は、上方が開口している有底の中空部43
を有し、かつ、この中空部43の内面に内スプライン44を
形成すると共に、先端部に加工具としてのタップ（加工
具）45を保持するチャック46を設けている。前記内スプ
ライン44は、主軸20のスプライン23と噛み合っている。
なお、加工具保持体38は、前記中空筒37内に軸受47、48
を介して回転自在でしかも軸方向には動かないように取
付けられている。49は円筒状ハウジングで、上部が縮径
した取付け部49bが前記底板部1dに形成された装着孔49c
に取付けられている。そして、両端の内周面50、51で前
記中空筒37を軸方向に摺動自在に支持している。52はコ
イル状のスプリングで、前記円筒状ハウジング49の中間
に形成された内側拡径部49aに配置され、中空筒37を上
方に付勢している。

53はワークで、予めドリルなどで下孔54を開けている。
55はベースで、前記ワーク53はこのベース55上に固定さ
れている。

続いて、以上のような構成となった孔加工装置の作用に
ついて説明する。

タップ45の送りは、クラッチ15を切り替えて高速と低速
の２スピードに選択できる。スピードの選択は、クラッ
チ15における２つの第１入力用タイミングプーリ17、第
２入力用タイミングプーリ16から出力軸18への連結を切
り替えることによって行う。

タップ45の送りを高速にする場合の、駆動モータ２から
加工具の送り装置34までの回転伝達経路は次のようにな
る。

駆動モータ２の出力軸３の回転は、第１の小歯車４、第
１の大歯車８、第３の小歯車13を介して第３の回転軸10
に伝えられ、更に第４のタイミングプーリ14と第３のタ
イミングベルト19を介してクラッチ15の第２入力用タイ
ミングプーリ16に伝えられる。また、この第２入力用タ
イミングプーリ16に伝えられた回転は、クラッチ15の出
力軸18からボールネジ35に伝えられる。

また、タップ45の送りを低速にする場合の、駆動モータ
２から加工具の送り装置34までの回転伝達経路は次のよ
うになる。

駆動モータ２の出力軸３の回転は、第１の小歯車４と第
１の大歯車８を介して第１の回転軸５に伝えられ、更
に、第１のタイミングプーリ９と第１のタイミングベル
ト26及び第２のタイミングプーリ25を介して主軸20に伝
えられる。この主軸20に伝えられた回転は、第２の小歯
車24、第２の大歯車30を介して第２の回転軸27に伝えら
れ、更に、第３のタイミングプーリ31と第２のタイミン
グベルト32を介してクラッチ15の第１入力用タイミング
プーリ17に伝えられる。また、第１入力用タイミングプ
ーリ17に伝えられた回転は、クラッチ15の出力軸18から
ボールネジ35に伝えられる。

次に加工具の送り装置34の動作を説明する。

ボールネジ35が駆動モータ２の駆動により回転すると、
ボールナット36がワーク53側に向かって軸方向に移動す
る。同時に、ボールナット36に当接した中空筒37も加工
具保持体38と共に軸方向に移動する。この加工具保持体
38の移動によりタップ45は軸方向に送られる。このタッ
プ45の軸方向の送りスピードは、ボールネジ35の回転速
度によって変化する。

なお、前記中空筒37の軸方向の移動は、スプリング52の
弾発力に抗して行われるが、このスプリング52は、ボー
ルネジ35とボールナット36との間のバックラッシュを防
止すると共に、縦置き使用時の駆動モータ２の非駆動時
におけるボールナット36や中空筒37等の落下を防止する
役目をしている。

次に、駆動モータ２からタップ45への回転の伝達につい
て説明する。

この場合は、まず駆動モータ２から主軸20へ回転の伝達
が行われるが、この回転伝達経路は、タップ45の送りを
低速にする場合の、駆動モータ２から加工具の送り装置
34までの回転伝達経路中における駆動モータ２から主軸
20までの伝達経路と同じである。次に主軸20の回転は、
スプライン23、内スプライン44を介して加工具保持体38
に伝えられ、更にタップ45に伝えられる。加工具保持体
38は、中空筒37と共に軸方向に移動するが、主軸20に形
成されたスプライン23の長さが加工具保持体38の移動寸
法分だけ確保されているので、スプライン23と内スプラ
イン44との係合が外れることはない。

ワーク53へのねじ孔加工は次のように行う。

先ず、駆動モータ２を駆動すると共に、クラッチ15にお
いて入力を第２入力用タイミングプーリ16を選択し、タ
ップ45を原点位置からワーク53の手前まで早送りする。
次にこの位置までくると図示しないリミットスイッチを
作動させて、前記クラッチ15の前記第２入力用タイミン
グプーリ16から第１入力用タイミングプーリ17に切り替
える。これによりタップ45の送りは高速の送りスピード
から低速の切削スピードに切り替わる。この切削スピー
ドでタップ45を送り、ワーク53の下孔54にねじ孔加工を
施す。所定のねじ孔の深さまでタップ45を送ると図示し
ないリミットスイッチを作動させて、駆動モータ２の回
転方向を逆にし、タップ45を形成したねじ孔内から抜き
出す。タップ45がねじ孔から抜け出すと図示しないリミ
ットスイッチを作動させて、前記クラッチ15の第１入力
用タイミングプーリ17から第２入力用タイミングプーリ
16に切り替える。これによりタップ45の送りは低速の切
削スピードから高速の送りスピードに切り替わる。この
送りスピードでタップ45を原点位置まで早戻しする。

〔考案の効果〕

本考案に係る孔加工装置はこのような構成であるので、
加工具の送りスピードを、孔加工するワーク内の工程で
は遅く、加工具を所定位置まで運ぶあるいは復帰させる
ワーク外での工程では速くして加工することができ、加
工時間を短縮することができる。

そして、第１〜第３の回転軸、ボールネジ及び主軸を縦
方向に並べて配置し、更に駆動モータも出力軸を上にし
て並べて配置したので、全体の高さ及び幅を小さく設計
することができる。

また、加工具の変速及び送り等を行う部分をハウジング
内に収納し、駆動モータをハウジングの下軸受台に外部
から取付け、更に加工具保持体を支持する円筒状ハウジ
ングを下ハウジングの底部に取付ける構造とし、更には
上軸受台の上部に第１〜第３のタイミングプーリ、及び
第１入力用タイミングプーリを突出させて配置している
ので、保守、点検や故障の場合に部品の交換が容易とな
る。

しかも、前記ハウジングの上部に突出する回転部分には
カバーが掛けられているので安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る孔加工装置の側断面図で
ある。 〔符号の説明〕 １……ハウジング、1a……上軸受台、1b……下軸受台、
1c……上部ハウジング、1d……底板部、1e……下部ハウ
ジング、２……駆動モータ、３……出力軸、４……第１
の小歯車、５……第１の回転軸、６、７……軸受、８…
…第１の大歯車、９……第１のタイミングプーリ、10…
…第３の回転軸、11、12……軸受、13……第３の小歯
車、14……第４のタイミングプーリ、15……クラッチ、
16……第２入力用タイミングプーリ、17……第１入力用
タイミングプーリ、18……出力軸、19……第３のタイミ
ングベルト、20……主軸、21、22……軸受、23……スプ
ライン、24……第２の小歯車、25……第２のタイミング
プーリ、26……第１のタイミングベルト、27……第２の
回転軸、28、29……軸受、30……第２の大歯車、31……
第３のタイミングプーリ、32……第２のタイミングベル
ト、33……カバー、34……加工具の送り装置、35……ボ
ールネジ、36……ボールナット、37……中空筒、37a…
…当接フランジ、38……加工具保持体、39、40……軸
受、41……貫通孔、42……リング状突起、43……中空
部、44……内スプライン、45……タップ（加工具）、46
……チャック、47、48……軸受、49……円筒状ハウジシ
ング、49a……内側拡径部、49b……取付け部、49c……
装着孔、50、51……内周面、52……スプリング、53……
ワーク、54……下孔、55……ベース

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上軸受台（1a）と下軸受台（1b）を有する
   上部ハウジング（1c）、及び前記下軸受台（1b）の下部
   に前記上部ハウジング（1c）に対して一方側に偏心して
   配置され、下端に底板部（1d）を有する下部ハウジング
   （1e）からなるハウジング（１）と、 その出力軸（３）を上部にして、前記下軸受台（1b）の
   下部に前記上部ハウジング（1c）に対して他方側に偏心
   して取付けられ、該出力軸（３）には第１の小歯車
   （４）が形成された駆動モータ（２）と、 前記上軸受台（1a）及び下軸受台（1b）に軸着され、前
   記第１の小歯車（４）に噛合する第１の大歯車（８）が
   固着され、上部には前記上軸受台（1a）から突出して第
   １のタイミングプーリ（９）が取付けられた第１の回転
   軸（５）と、 前記上軸受台（1a）及び下軸受台（1b）に軸着され、上
   部には前記第１のタイミングプーリ（９）に第１のタイ
   ミングベルト（26）を介して連結される第２のタイミン
   グプーリ（25）を備え、中間部には第２の小歯車（24）
   が固着され、下部はスプライン（23）となって、前記下
   部ハウジング（1e）から下方に突出する主軸（20）と、 前記上軸受台（1a）及び下軸受台（1b）に軸着され、前
   記第２の小歯車（24）に噛合する第２の大歯車（30）を
   備え、しかも上部には前記上軸受台（1a）から突出して
   第３のタイミングプーリ（31）が取付けられた第２の回
   転軸（27）と、 前記上軸受台（1a）及び下軸受台（1b）に軸着され、前
   記第１の大歯車（８）に噛合する第３の小歯車（13）及
   び第４のタイミングプーリ（14）が固着された第３の回
   転軸（10）と、 前記上軸受台（1a）に固定され、該上軸受台（1a）から
   突出して第１入力用タイミングプーリ（17）を備えると
   共に下部に第２入力用タイミングプーリ（16）を備え、
   前記第１のタイミングプーリ（９）、前記第１のタイミ
   ングベルト（26）、前記第２のタイミングプーリ（2
   5）、前記第２の小歯車（24）、前記第２の大歯車（3
   0）、前記第３のタイミングプーリ（31）、及び該第３
   のタイミングプーリ（31）及び前記第１入力用タイミン
   グプーリ（17）に掛け渡された第２のタイミングベルト
   （32）を介して減速された回転動力と、前記第１の大歯
   車（８）、前記第３の小歯車（13）、第４のタイミング
   プーリ（14）、該第４のタイミングプーリ（14）と前記
   第２入力用タイミングプーリ（16）に掛け渡された第３
   のタイミングベルト（19）を介して増速された回転動力
   とを切り替えて下部の出力軸（18）に伝達するクラッチ
   （15）と、 前記下軸受台（1b）及び前記下部ハウジング（1e）の底
   板部（1d）に軸着され、前記クラッチ（15）の出力軸
   （18）に連結されたボールネジ（35）と、 前記ボールネジ（35）に螺合する雌ネジ部及び前記主軸
   （20）の貫通孔（41）を備えたボールナット（36）と、 前記主軸（20）に軸心を合わせ、しかも取付け部（49
   b）が縮径して前記底板部（1d）に形成された装着孔（4
   9c）に取付けられた円筒状ハウジング（49）と、 前記円筒状ハウジング（49）に摺動可能に装着され、該
   円筒状ハウジング（49）の内側拡径部（49a）に嵌入す
   るリング状突起（42）を備え、上端は前記ボールナット
   （36）に当接し、更には前記円筒状ハウジング（49）の
   装着孔（49c）より小さい当接フランジ（37a）を有する
   中空筒（37）と、 前記円筒状ハウジング（49）の内側拡径部（49a）に配
   置され、上端は前記リング状突起（42）に当接して前記
   中空筒（37）を上方に付勢するスプリング（52）と、 前記中空筒（37）の上下に設けられた軸受（48、47）に
   回転自由でしかも軸方向移動不能に支持され、内側には
   前記主軸（20）のスプライン（23）に噛合する内スプラ
   イン（44）が形成された加工具保持体（38）と、 前記加工具保持体（38）の下端に取付けられ、タップ
   （45）を交換可能に取付けるチャック（46）と、 前記上軸受台（1a）の上部に被さり、前記第１〜第３の
   タイミングプーリ（９、25、31）及び第１入力用タイミ
   ングプーリ（17）、並びに第１及び第２のタイミングベ
   ルト（26、32）を覆うカバー（33）とを有し、 しかも、前記第１〜第３の回転軸（５、27、10）、ボー
   ルネジ（35）及び主軸（20）は平行に配置されているこ
   とを特徴とする孔加工装置。