JPH11197984A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上方に向けて切削工具を突出させたタップ装
置等の切削装置において、切削工具の駆動部の摺動部分
に切削屑が進入するのを防止し、また摺動部分に進入し
た切削屑を排除可能とする。 【解決手段】 切削装置は、切削工具４８を摺動部５０
を介してガイド手段７５に昇降自在に支持し、ガイド手
段７５の蓋体７６に設けた孔７８から切削工具４８を上
方に突出させて蓋体７６の上方に位置するワークＷを切
削する。蓋体７６の下方には、切削屑を受ける切削屑受
け空間７７を設ける。蓋体７６の孔７８と切削工具４８
との隙間から進入した切削屑は、切削屑案内手段７９で
切削屑受け空間７７の中央側へ案内する。また、摺動部
５０には、圧力流体付与手段８３で圧力流体を付与し、
摺動部５０から流体逃がし経路８４を経て圧力流体を外
部に逃がすことにより、摺動部５０に進入した切削屑を
外部に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、タップ機能付き
パンチプレス等の切削装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、パ
ンチプレスにおいて、パンチ加工した孔にねじ溝を形成
するタップ装置を設けたものがある。前記タップ装置
は、上タレット等を支持する上フレーム部に下向きに設
置し、板材の上面側から加工するものが一般的である。

【０００３】しかし、このように上面側からタップ加工
を行うようにすると、バーリング部をパンチ加工した孔
にタップ溝を切る場合に、板材の表面側に微細なバリ等
が生じることがある。すなわち、パンチ加工において、
バーリング加工のような成形加工を行う場合は、成形に
よる突出部分が板材送りの障害にならないように、上面
側に突出するようにされる。一方、バーリング部は、加
工された板材を製品として使用するときは、目立たない
ように裏面側とされる。そのため、パンチ加工時に下面
となる面が板材製品の表面となり、前記のように上方か
らタップ加工を行うと、そのタップが突き抜ける製品表
面側にバリが発生し易い。

【０００４】このため、下面側からタップ加工を行うこ
とが望ましいが、パンチプレスでは、テーブル等が障害
となるため、下面側からタップ加工を行えるようにタッ
プ装置を設けることが難しい。また、上フレーム部にタ
ップ装置を設けたものでは、タップ位置とパンチ加工位
置とが異なるため、タップ加工とパンチ加工とで板材送
りの指令値にオフセットを設けることが必要となり、加
工プログラムの作成に手間がかかる。

【０００５】このような課題を解消するために、下タレ
ットの一部の工具位置に、回転伝達を受けてタップを上
向きに回転および昇降させるタップ保持具を配置したも
のを考えた。タップ保持具には、プレスフレームに設け
たタップ駆動装置から回転を与える。しかし、このよう
に上向きにタップを設けると、タップ駆動部の昇降する
摺動部分に切削屑が侵入してタップの駆動に支障を来す
おそれがある。このような問題は、パンチプレスに付属
したタップ装置に限らず、一般の切削装置、特に、タッ
プ装置、ドリル、ミリング装置等の軸状の回転工具を有
する切削工具に一般に生じる。

【０００６】この発明は、このような課題を解消し、上
方に向けて突出させた切削工具の駆動部の摺動部分に切
削屑が侵入するのを防止できて、円滑な摺動が維持でき
る切削装置を提供することを目的とする。この発明の他
の目的は、摺動部分に切削屑が侵入してもその侵入した
切削屑を簡単に排除できる切削装置を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の切削装置は、ガイド手段に摺動部を介して昇降自在に
支持された切削工具を有し、蓋体に設けた孔から前記切
削工具が上方に突出して、蓋体の上方に位置するワーク
を切削するようにしたものであって、前記蓋体の下方に
切削屑を受ける切削屑受け空間を設け、前記孔と切削工
具との隙間から侵入した切削屑を前記切削屑受け空間に
案内する切削屑案内手段を設けたことを特徴とする。前
記切削工具は、例えば回転駆動されるものであって、そ
のチャックが前記ガイド手段に沿って昇降するものとす
る。この構成によると、切削加工により生じた切削屑
が、蓋体の切削工具が突出する孔から侵入しても、切削
屑案内手段によって切削屑受け空間に案内される。その
ため、切削屑が切削工具の摺動部まで侵入するのを防止
でき、切削工具の円滑な駆動を維持できる。

【０００８】前記構成において、前記切削屑案内手段
は、前記切削屑受け空間の中央側へ切削屑を案内するも
のとしても良い。これにより、切削工具の摺動部への切
削屑の侵入をより確実に防止できる。

【０００９】この発明の請求項３記載の切削装置は、ガ
イド手段に摺動部を介して昇降自在に支持された切削工
具を有し、蓋体に設けた孔から前記切削工具が上方に突
出して、蓋体の上方に位置するワークを切削するように
したものであって、前記摺動部に圧力流体を付与する圧
力流体付与手段と、前記摺動部から圧力流体を外部に逃
がす流体逃がし経路とを設けたことを特徴とする。この
構成によると、切削加工により生じた切削屑が、切削工
具の摺動部に侵入しても、圧力流体付与手段により摺動
部に供給された圧力流体と共に、摺動部の切削屑が流体
逃がし経路から外部に排除される。そのため、切削工具
の円滑な駆動を維持できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図１ない
し図９と共に説明する。この実施形態は、タップ装置付
きのパンチプレスに適用した例である。図１に示すよう
に、側面形状がＣ字状のフレーム１の上下のフレーム部
１ａ，１ｂ間に、工具支持体である上下のタレット２，
３が配置され、フレーム１の前方に、ワークである板材
Ｗを前後左右に送るテーブル装置４が設置されている。
テーブル装置４は、テーブル４ａおよびその上の板材Ｗ
を把持するワークホルダ等を備える。図２に拡大して示
すように、フレーム１の上フレーム部１ａには、ラム５
を昇降させるパンチ駆動機構６が設置され、このパンチ
駆動機構６は、減速機付きのサーボモータ７と、このサ
ーボモータ７の駆動をラム５の昇降に変換するクランク
機構８とで構成される。クランク機構８は、サーボモー
タ７のモータ軸に連結された偏心カム９と、この偏心カ
ム９の偏心軸部９ａに上端の孔が軸受（図示せず）を介
して嵌合したクランクアーム１０とからなる。ラム５
は、上フレーム部１ａに設けられたラムガイド１１に昇
降自在に支持され、上端がクランクアーム１０の下端に
ピンで結合されている。

【００１１】上下のタレット２，３は、各々円周上に並
ぶ各工具位置にパンチ金型１２およびダイ金型１３を設
置したものであり、互いに同心位置で各々上下のフレー
ム部１ａ，１ｂに水平回転自在に支持され、タレット回
転装置（図示せず）で割出回転させられる。これらパン
チ金型１２およびダイ金型１３のうち、一部のものはバ
ーリング部等の成形加工用のものとされる。各パンチ金
型１２は、上端にＴ字状の頭部１２ａを有しており、こ
の頭部１２ａがリング状のガイド板（図示せず）で案内
されることにより、上タレット２から脱落しないように
支持される。ラム５の位置に来たパンチ金型１２は、ラ
ム５の下端のＴ字状溝に頭部１２ａが噛み合ってラム５
に連結される。ラム５と対応して、パンチ反力を受ける
支持台１７が下タレット３の下方で下フレーム部１ｂ上
に設置されている。

【００１２】上下のタレット２，３における一部の工具
位置には、パンチ金型１２およびダイ金型１３に代え
て、板材押え１４および切削工具保持具であるタップ保
持具１５が配置される。板材押え１４は、後に説明する
ように切削油の供給機構を有するものである。タップ保
持具１５は、切削工具であるタップ４８を上向きに回転
および昇降させるものであり、下タレット３の回転に伴
ってラム５の直下に来たときに、下フレーム部１ｂに設
置されたタップ駆動装置１６に連結されてこの装置１６
から回転が与えられる。

【００１３】図３に示すように、各ダイ金型１３および
タップ保持具１５は、各々ダイホルダ台１８およびタッ
プ保持具台１９を介して下タレット３上に設置され、こ
れらダイホルダ台１８およびタップ保持具台１９と一体
に下タレット３に対して着脱可能とされている。同図の
例では、下タレット３の各工具位置Ｓのうち、周方向４
箇所の工具位置Ｓにタップ保持具１５が配置されてい
る。タップ保持具１５は、図４に概略平面図で示すよう
に、タップ保持具台１９に設けられた第１〜第３のギヤ
２１〜２３からなるギヤ列による伝達機構２０を介して
タップ駆動装置１６から回転伝達されるように構成され
る。

【００１４】タップ駆動装置１６は、タップ保持具１５
がラム５（図２）の直下に位置する状態で第１のギヤ２
１に噛み合う駆動ギヤ２４と、この駆動ギヤ２４にタイ
ミングベルト等の巻掛伝達機構２５を介して回転を与え
るタップ駆動モータ２６と、ギヤ係脱機構５２（図４）
とで構成される。タップ駆動モータ２６は、下フレーム
部１ｂの側面に設置されている。駆動ギヤ２４は、図２
のように縦方向の回転軸２７の上端に設けられており、
回転軸２７は下フレーム部１ｂに支持部材２８で回転お
よび昇降自在に支持され、その下端のプーリから巻掛伝
達機構２５より回転伝達される。ギヤ係脱機構５２は、
駆動ギヤ２４を昇降させて前記第１ギヤ２１に対する噛
合およびその噛合解除を行わせるものであり、シリンダ
装置５３およびその伸縮動作を駆動ギヤ２４に伝える機
構（図示せず）で構成される。ギヤ係脱機構５２によ
り、駆動ギヤ２４は常時は第１ギヤ２１から下方に外れ
た位置とされ、タップ駆動を行うときに、第１ギヤ２１
に噛み合う位置に上昇させられる。

【００１５】図５（Ａ），（Ｂ）は、タップ保持具台１
９の平面図および破断側面図であり、図６はその正面図
である。図８はタップ保持具１５の断面図を示す。図５
（Ｂ）に示すように、タップ保持具台１９は、保持具本
体１９Ａに上下に貫通させた孔２９内に、前記第３のギ
ヤ２３が外周に設けられたギヤ付き筒３０を軸受３１に
より回転自在に支持し、かつ保持具本体１９Ａ上に、ワ
ーク支持用の局部テーブル３２および保持具固定部材３
５を設けたものである。保持具本体１９Ａの下面には、
前記孔２９の周縁に突条１９Ａａを設け、下タレット３
のダイ設置孔３ａに嵌合させてある。局部テーブル３２
には、切削工具の突出孔であるタップ突出孔３４が形成
されている。第３のギヤ２３に噛み合う第２のギヤ２２
は、保持具本体１９Ａに支軸３６および軸受３７を介し
て回転自在に支持され、第１のギヤ２１も第２のギヤ２
２と同様に保持具本体１９Ａに支持されている。

【００１６】図５（Ａ）および図６に示すように、タッ
プ保持具台１９には、第１のギヤ２１を所定回転位相で
回転止めする回転止機構５４が設けてある。回転止機構
５４は、第１のギヤ２１の歯の間に係合する回転止めレ
バー５５を支軸５６回りに上下回動自在に設け、ばね部
材５７で回転止めレバー５５を係止方向に付勢したもの
である。回転止めレバー５５に対して、回転止め解除手
段５８が図４のようにフレーム１の下フレーム部１ｂに
設けられる。回転止め解除手段５８は、昇降自在な解除
部材５９で回転止めレバー５５を係止解除方向に回動さ
せるものであり、解除部材５９は、前記ギヤ係脱機構５
２（図４）のシリンダ装置５３の駆動により、そのギヤ
噛合い動作と連動して動作させられる。

【００１７】図８に示すように、タップ保持具１５は、
外周の回転側保持具本体１５Ａと、その内部に収容され
て上方へ突出する固定側保持具本体１５Ｂとを有する。
回転側保持具本体１５Ａは、スリーブ１５Ａａとその下
部を蓋した部材１５Ａｂ，１５Ａｃとでなり、タップ保
持具台１９の第３ギヤ２３が設けられたギヤ付き筒３０
内に嵌合し、キー４２で回転筒３０と一体に回転可能と
されている。固定側保持具本体１５Ｂは、回転側保持具
本体１５Ａ内に軸受４３を介して相対的に回転自在に設
けられた円筒体７５と、この円筒体７５の上部を蓋する
蓋体７６とでなる。円筒体７５は、ピン４４でタップ保
持具台１９の保持具固定部材１９に固定される。したが
って、固定側保持具本体１５Ｂがタップ保持具台１９に
固定され、その外周で回転側保持具本体１５Ａがギヤ付
き筒３０と共に回転自在となっている。

【００１８】回転側保持具本体１５Ａの内部中心には送
りねじ４５が設けられ、送りねじ４５は回転側保持具本
体１５Ａの底部となる部材１５Ａｂに上下動自在でかつ
キー４６により回り止め状態に支持されている。送りね
じ４５の上端には、チャック４７が設けてあり、チャッ
ク４７に上向きのタップ４８の下端が着脱可能に取付け
られる。また、送りねじ４５には、ナット４９が螺合し
ており、ナット４９は固定側保持具本体１５Ｂの下端に
止めねじで回り止め状態に固定されている。

【００１９】したがって、ギヤ付き筒３０が回転する
と、回転側保持具本体１５Ａがこれと共に回転し、送り
ねじ４５にその回転がキー４６を介して伝えられる。送
りねじ４５は、上下動自在であって固定側保持具本体１
５Ｂのナット４９に螺合しているため、回転側保持具本
体１５Ａの回転に伴って上昇または下降することにな
る。すなわち螺進することになる。そのため、タップ４
８は、送りねじ４５およびチャック４７と一体に螺進
し、これにより板材Ｗに下側からタップ加工が行われ
る。

【００２０】固定側保持具本体１５Ｂの構成部品である
円筒体７５はチャック４７のガイド手段となっており、
その内径面にはチャック４７を円滑に摺動させるカラー
５０が設けられている。カラー５０の内面が、チャック
４７の摺動部５０ａとなる。チャック４７の上部には、
外周壁４７ａで囲まれて上方に開放された切削屑受け空
間７７が設けられている。固定側保持具本体１５Ｂの他
の構成部品である蓋体７６には、タップ４８を上方に突
出させる工具突出孔であるタップ突出孔７８が設けられ
ると共に、下面の上記タップ突出孔７８と同心位置で、
かつ上記チャック４７の外周壁４７ａよりも内径側の位
置に、タップ４８を取り囲む円筒状の囲壁体からなる切
削屑案内手段７９が突設されている。この切削屑案内手
段７９は、タップ加工によって蓋体７６のタップ突出孔
７８とタップ４８との隙間から固定側保持具本体１５Ｂ
内に侵入して来る切削屑を、上記チャック４７の上部の
切削屑受け空間７７の中央側へ案内するものである。

【００２１】回転側保持具本体１５Ａの底部となる部材
１５Ａｃには、下端開口が部材１５Ａｃの下面中央に開
口し、上端開口が部材１５Ａｃの上面と部材１５Ａｂの
下面との間の隙間Ｇ１に臨む流路８０が貫通させてあ
り、この流路８０の下端開口には、圧縮空気などの圧力
流体を供給する圧力流体供給装置８１の供給配管８１ａ
が、回転側保持具本体１５Ａの回転に支障を及ばさない
ように、回転配管継手（図示せず）等を介して着脱可能
に連結される。また、ナッ４９には、下端開口がナット
４９の下面と回転保持具本体の底部となる部材１５Ａｂ
の上面との間の隙間Ｇ２に臨み、上端開口がナット４９
の上面とチャック４７の下面との間の隙間Ｇ３に臨む流
路８２が貫通させてある。上記圧力流体供給装置８１や
流路８０，８２等によって、ナット４９とチャック４７
との間の隙間Ｇ３の周壁となるカラー５０の下部内周面
に圧力流体を付与する圧力流体付与手段８３が構成され
る。すなわち、圧力流体供給装置８１の供給配管８１ａ
から供給される圧力流体は、流路８０、隙間Ｇ１、回転
側保持具本体１５Ａの底部の部材１５Ａｂに形成された
キー溝８５、隙間Ｇ２、ナット４９の流路８２を経て隙
間Ｇ３に送られる。

【００２２】上記隙間Ｇ３に付与された圧力流体は流体
逃がし経路８４によって外部に逃がされる。この流体逃
がし経路８４は、ナット４９の上面に形成された溝状の
第１の流路８４ａと、固定側保持具本体１５Ｂの構成部
品である円筒体７５の外周に設けられ径方向に分岐する
分岐部分８４ｂ₁ で上記流路８４ａと連通する第２の流
路８４ｂと、回転側保持具本体１５Ａのスリーブ１５Ａ
ａに形成され上記流路８４ｂおよび外部に連通する第３
の流路８４ｃとからなる。

【００２３】上記構成の動作を説明する。テーブル装置
４上の板材Ｗに孔加工およびバーリング部ａ（図７
（Ａ））等の成形加工が終わった後、タップ加工が行わ
れる。タップ加工に際しては、使用すべき径およびリー
ドのタップ４８の取付けられたタップ保持具１５がラム
５の位置に来るようにタレット２，３を割出回転させ、
この後、ギヤ係脱機構５２のシリンダ装置５３を作動さ
せて駆動ギヤ２４を上昇させ、タップ保持具台１９の第
１ギヤ２１に噛み合わせる。この噛み合わせ動作に伴っ
て、第１ギヤ２１の回転止めレバー５５による回転止め
が解除される。この後、サーボモータ７によりラム５を
下降させ、板材押え１４で板材Ｗを押える。このとき、
板材押え動作に伴って、板材押え１４に設けられたノズ
ル（図示せず）から切削油がタップ４８上に滴下され
る。

【００２４】板材Ｗが押えられると、タップ駆動モータ
２６を駆動し、その駆動ギヤ２４からタップ保持具１５
に回転を伝達して前記のようにタップ４８を上昇させな
がら回転させ、板材Ｗにタップ加工を行う。このタップ
加工は、板材Ｗに下面側から行われるため、図７のよう
に上向きに成形加工されたバーリング部ａにタップ加工
する場合に、板材製品の表面となる下面に、タップ加工
に伴うバリが形成されることが防止される。

【００２５】タップ加工に伴い、固定側保持具本体１５
Ｂの構成部品である蓋体７６のタップ突出孔７８とタッ
プ４８との隙間から固定側保持具本体１５Ｂ内に侵入す
る切削屑は、蓋体７６の切削屑案内手段７９によってチ
ャック４７の上部の切削屑受け空間７７の中央側に案内
される。そのため、チャック４７の摺動部５０ａとなる
カラー５０の内周面に切削屑が侵入するのを防止でき、
切削屑に起因してタップ４８の螺進動作が阻害されるの
を回避できる。また、タップ加工において、タップ４８
が突出した状態で、切削屑受け空間７７を取り囲むチャ
ック４７の上部の外周壁４７ａは、図８に鎖線で示すよ
うに、蓋体７６の切削屑案内手段７９を取り囲むことに
なるので、切削屑がカラー５０の内周面に及ぶのをより
確実に防止できる。

【００２６】また、チャック４７とナット４９との間の
隙間Ｇ３に切削屑が侵入することがあっても、圧力流体
付与手段８３によって、この隙間Ｇ３に圧力流体を付与
することにより、切削屑を圧力流体と共に、流体逃がし
経路８４から外部に排出できる。そのため、上記隙間Ｇ
３に切削屑が溜まってタップ４８の螺進動作を阻害する
ことを防止できる。圧力流体付与手段８３による圧力流
体の付与は、タップ加工が終了している間に行って良
い。その場合、圧力流体供給装置８１の供給配管８１ａ
と、回転側保持具本体１５Ａの底部の部材１５Ａｃに設
けられた流路８０とを、回転側保持具本体１５Ａの回転
を阻害することなく容易に連結できる。

【００２７】タップ加工が終了すると、タップ駆動モー
タ２６を逆回転させてタップ４８を板材Ｗから回転させ
ながら下方へ引き抜き、板材押え１４を上昇復帰させ
る。タレット２，３を回転させるときは、ギヤ係脱機構
５２で駆動ギヤ２４を第１ギヤ２１から下方へ外す。こ
のギヤ係脱機構５２の噛み合い解除動作に伴い、回転止
め解除手段５８による回転止めレバー５５の保持が解除
され、回転止めレバー５５がばね部材５７の付勢で復帰
して第１ギヤ２１の歯に係合する。このため、タップ保
持具１５が非使用時に不測に回転することがなく、次に
駆動ギヤ２４を噛み合わせるときに、噛み合いを円滑に
行うことができる。なお、タップ駆動モータ２６は、タ
ップ加工の終了後にタップ４８を下降位置に戻すとき
に、第１ギヤ２１の歯の間が回転止めレバー５５と対応
する所定の回転位相で停止させる。

【００２８】

【発明の効果】この発明の切削装置は、ガイド手段に摺
動部を介して昇降自在に支持された切削工具を有し、蓋
体に設けた孔から前記切削工具が上方に突出して、蓋体
の上方に位置するワークを切削するようにしたものにお
いて、前記蓋体の下方に切削屑を受ける切削屑受け空間
を設け、前記孔と切削工具との隙間から侵入した切削屑
を前記切削屑受け空間に案内する切削屑案内手段を設け
たため、切削加工により生じた切削屑が、切削屑案内手
段によって切削屑受け空間に案内されることになり、切
削屑が切削工具の摺動部に侵入するのを防止でき、切削
工具の円滑な駆動を維持できる。請求項２の発明による
と、前記切削屑案内手段を、前記切削受け空間の中央側
へ切削屑を案内するものとしたため、切削工具の摺動部
への切削屑の侵入をより確実に防止できる。請求項３の
発明によると、前記摺動部に圧力流体を付与する圧力流
体付与手段と、前記摺動部から圧力流体を外部に逃がす
流体逃がし経路とを設けたため、切削加工により生じた
切削屑が、切削工具の摺動部に侵入しても、圧力流体付
与手段により摺動部に付与される圧力流体で、摺動部の
切削屑を流体逃がし経路から外部に排除でき、切削工具
の円滑な駆動を維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかる切削装置の側面
図である。

【図２】同切削装置の部分拡大破断側面図である。

【図３】下タレットの平面図である。

【図４】タップ保持具とタップ駆動装置との関係を示す
概略平面図である。

【図５】（Ａ）はタップ保持具台の拡大破断平面図、
（Ｂ）は同拡大破断側面図である。

【図６】タップ保持具台の正面図である。

【図７】タップ加工例の説明図である。

【図８】タップ保持具の拡大断面図と、一部の部品を模
式的に示す図とを組み合わせた説明図である。

【符号の説明】

１５…タップ保持具 ７７…切削屑受け空間 １５Ａ…回転側保持具本体 ７８…タップ突出孔 １５Ｂ…固定側保持具本体 ７９…切削屑案内手
段 ４８…タップ（切削工具） ８３…圧力流体付与手
段 ７５…円筒体（ガイド手段） ８４…流体逃がし経路 ７６…蓋体 Ｗ…板材（ワーク）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガイド手段に摺動部を介して昇降自在に
   支持された切削工具を有し、蓋体に設けた孔から前記切
   削工具が上方に突出して、蓋体の上方に位置するワーク
   を切削する切削装置であって、前記蓋体の下方に切削屑
   を受ける切削屑受け空間を設け、前記孔と切削工具との
   隙間から侵入した切削屑を前記切削屑受け空間に案内す
   る切削屑案内手段を設けた切削装置。
2. 【請求項２】 前記切削屑案内手段は、前記切削受け空
   間の中央側へ切削屑を案内するものとした請求項１記載
   の切削装置。
3. 【請求項３】 ガイド手段に摺動部を介して昇降自在に
   支持された切削工具を有し、蓋体に設けた孔から前記切
   削工具が上方に突出して、蓋体の上方に位置するワーク
   を切削する切削装置であって、前記摺動部に圧力流体を
   付与する圧力流体付与手段と、前記摺動部から圧力流体
   を外部に逃がす流体逃がし経路とを設けた切削装置。