JPWO2008105043A1 - タップホルダ - Google Patents

Abstract

工作機械の主軸に対応するタップホルダのタッパー本体とタップコレットとの軸送りと回転の同期に誤差が生じても、この誤差を簡単な構成で吸収して同期させることができるタップホルダを提供することを目的とする。その手段として、一端にタップ４０を把持するタップコレット５０と、タップコレット５０の他端５２を挿入する取付凹部２６が形成されたタッパー本体２０と、タッパー本体２０に螺合するとともにタップコレット５０の一端側端面５４と係合することでタップコレット５０を取付凹部２６へ押し込みタッパー本体２０に固定する締付ナット７０と、を備え、タップ同期送り機構を有する工作機械に取り付けられるタップホルダ１０において、タップコレット５０は軸方向Ｘにおいて弾性体５８，７８を介して取付凹部の底面２６ａ及び締付ナット７０に挟持されていることを特徴とする。

Description

本発明は、工作機械の主軸にネジ立て用のタップを保持するタップホルダに関する。

工作機械で機械主軸の軸送りと回転の同期を利用してタップ加工する際、主軸の回転とその軸送り移動量は、タップのピッチに合わせて同期するように制御されている。しかし、実際の加工においては、サーボ遅れと言われる現象などにより、主軸の回転に対してタップが切削し回転しながら自走する量の方が多くなったり、また逆に少なくなったりし、軸送りと回転の不一致で、タップが早く、または遅く進行するため、タップのピッチにずれが発生することになる。従来は、タップホルダの軸方向の両側にフロートを設けてこれを防止するようにしていたが、近年は機構や制御技術の発達により回転と軸送りの同期（シンクロナイズ）精度が向上したことによって、前記フロートをなくし、一体的な構造にしている。

また、タップホルダはタッパー本体とタップコレットに分離し、タップコレットによりタップのサイズを許容するように対応している。完全同期を目的とする同期タップホルダもまた、タッパー本体とタップコレットに分離しており、タッパー本体とタップコレットとを接続する際にできる限り隙間なく取り付くようにしている。

しかしながら、工作機械の同期精度が向上したものの、例えば、タップを被加工対象から抜き取るため軸送り方向及び回転方向を切り替える際に、主軸の軸送りに対して主軸の回転が一致せず、タップの軸方向への微小な移動の発生を完全に排除することができないため、タップの穴が拡大したり、ねじ山が痩せたりする不具合があった。

このような同期誤差を吸収する構成として、主軸装着部とタップ装着部とを板ばねを介して連結することで、タップ装着部を主軸の回転軸方向に移動可能としたり（下記、特許文献１、段落番号［００１１］、図１参照）、従来と同じように、主軸とタップコレットとの間に軸方向の互いに相反する方向にテンションバネとコンプレッションバネを付勢して付勢力の釣り合う位置でタップコレットを停止させるようにし、タップ加工中に主軸の送り誤差が発生して送り量とタップのピッチが不一致になったときには、先端のタップからの外力に反応してピッチを一致させる方向に微小スライドさせるようにしたり（下記、特許文献２、段落番号［００３０］、図２参照）、タップドライバに圧縮性および伸長性を持つ螺旋状コイルを設け、タップに加わった所定の力に応じてアタッチメント本体を軸線方向に微小量移動させ、同期できるようにした（特許文献３、段落番号［００１８］、図２参照）構成などが提案されていた。

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載の構成は、いずれの場合も構造が複雑であり、コストが高価なものになる問題がある。
特開平７−６０５４４号公報 特開２００４−１４２０３３号公報 特開２００２−４６０２０号公報

本発明は上記点を考慮してなされたものであり、工作機械の主軸に対応するタップホルダをタッパー本体とタップコレットとに分離するようにした構成において、工作機械の主軸の送りと回転の同期に誤差が生じても、タッパー本体とタップコレットとの間の誤差を簡単な構成で吸収して同期させることができるタップホルダを提供することを目的とする。

本発明に係るタップコレットは、一端にタップを把持するタップコレットと、前記タップコレットの他端を挿入する取付凹部が形成されたタッパー本体と、前記タッパー本体に螺合するとともに前記タップコレットの一端側端面と係合することで前記タップコレットを前記取付凹部へ押し込み前記タッパー本体に固定する締付ナットと、を備え、タップ同期送り機構を有する工作機械に取り付けられるタップホルダにおいて、前記タップコレットは軸方向において弾性体を介して前記取付凹部の底面及び前記締付ナットに挟持されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、タッパー本体とタップコレットとの間に軸方向の微小な移動を生じるようにすることで、工作機械の主軸における軸送りと回転の同期の誤差を簡単な構成で吸収させることができる。

また、タッパー本体とタップコレット及び締付ナットと弾性体の基本的な構成要素が少なく、簡単な構造により生産性が高く、安価に製作できる。

さらに、弾性部材を交換することにより、タップサイズの違いや被削材の違い、磨耗や経年変化による対応が容易である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本実施形態にかかるタップホルダ１０の断面図、図２はタップホルダ１０の要部拡大断面図、図３はタップホルダ１０の分解図である。

本実施形態にかかるタップホルダ１０は、タップ同期送り機構を備えた工作機械にタップ４０を装着するためのタップホルダであって、工作機械の主軸１に着脱自在に装着されるシャンク部２２を備えたタッパー本体２０と、先端にタップ４０を保持するタップ保持部材４２を有し、タッパー本体２０に着脱自在に取り付けられているタップコレット５０と、タップコレット５０をタッパー本体２０に固定する締付ナット７０と、を備えている。

タッパー本体２０は、先端側に外筒部２４がシャンク部２２と一体に設けられており、この外筒部２４にはタップコレット５０の軸部５２が挿通される取付凹部２６が形成されるとともに、外筒部２４の外周面に締付ナット７０の雌ネジ部７２と螺合する雄ネジ部２８が形成されている。また、タッパー本体２０内部には、切削液を圧送するための流路３０が形成されており、この流路３０は取付凹部２６に開口している。

タップコレット５０は、タッパー本体２０の取付凹部２６の内周面と緊密に接触した状態で摺動して挿入される軸部５２と、軸部５２の先端側に設けられたツバ部５４とを備える。

取付凹部２６の底面２６ａと対向する軸部５２の端面５２ａには複数の凹部５６が形成され、各凹部５６に球状の弾性体５８が端面５２ａより突出するように嵌入されており、取付凹部２６の底面２６ａと弾性体５８とが当接するようになっている。弾性体５８は、ナイロンなどの弾性を有する硬質合成樹脂またはゴムなどで形成された部材であって、タップコレット５０に対して取り外し可能に配設されている。なお、弾性体５８の形状は、球状に限定されず、例えば、立方体や回転楕円体等の各種形状であってもよく、また、軸部５２の端面５２ａに環状の凹溝を設け、該凹溝にＯリングなどの環状の弾性体を配設してもよい。

ツバ部５４のタッパー本体２０側には、凹部２６の開口縁に形成されたキー溝３２と係合する突起６０が設けられており、タッパー本体２０に対するタップコレット５０の回転ずれを阻止するようになっている。

また、タップコレット５０内部には、切削液を圧送する不図示の流路が形成され、この流路と連通する開口部６２が軸部５２の外周面に設けられている。軸部５２の外周面にはこの開口部６２を挟んで１対のＯリング６４が配されており、タップコレット５０がタッパー本体２０に連結固定された状態において、タップコレット５０内部に形成された流路がタッパー本体２０内部に形成された流路３０と連通し、これを通して工作機械側から供給される切削液をタップ４０の刃先部分へ圧送するようになっている。

締付ナット７０は、タッパー本体２０の雄ネジ部２８と螺合する雌ネジ部７２を内周面に形成したナット本体７４と、ナット本体７４の先端側において内径方向に延出するフランジ部７６に取り外し可能に配設された球状の弾性体７８とを備え、フランジ部７６の内方に貫通孔８０が形成されている。弾性体７８は、ナイロンなどの弾性を有する硬質合成樹脂またはゴムなどで形成された部材であって、コレットチャック５０のツバ部５４と対向するフランジ部７６の内面７６ａに複数箇所形成された凹部８２に、内面７６ａより突出するように嵌入されている。なお、弾性体７８の形状は、球状に限定されず、例えば、立方体や回転楕円体等の各種形状であってもよく、また、フランジ部７６の内面７６ａに環状の凹溝を設け、該凹溝にＯリングなどの環状の弾性体を配設してもよい。

このような締付ナット７０は、取付凹部２６に軸部５２を挿入した状態でタップ４０及びタップ保持部材４２を貫通孔８０に挿通し、雌ネジ部７２を外筒部２４の外周面に形成された雄ネジ部２８と螺合させることでタッパー本体２０に固定される。

その際、締付ナット７０のフランジ部７６の内面７６ａに配設された弾性体７８がタップコレット５０の先端側に設けられたツバ部５４と当接し、締付ナット７０の締め付けに伴ってタップコレット５０を取付凹部２６へ押し込み、取付凹部２６の底面２６ａと軸部５２の端面５２ａに配設された弾性体５８とが当接する。これにより、タップコレット５０は、矢符Ｘで示す軸方向において、弾性体５８，７８を介して取付凹部２６の底面２６ａ及び締付ナット７０のフランジ部７６に挟持された状態で、タッパー本体２０に固定される。

以上のように、本実施形態に係るタップホルダ１０では、タップコレット５０が、矢符Ｘで示す軸方向において、弾性体５８，７８を介してタッパー本体２０に固定されているため、工作機械の主軸１の送りと回転の同期誤差によりタップコレット５０に対して押し込み方向及び引っ張り方向のいずれの方向の力が発生しても弾性体５８，７８を介してタッパー本体２０に作用することとなり、弾性体７８が弾性変形することでタッパー本体２０の移動量とタップ４０の自走量との差を吸収し精度の高いタップ加工をおこなうことがでる。

また、弾性体５８，７８は、凹部５６，８２に嵌め込まれ取り外し可能に配設されているため、弾性体５８，７８が劣化した場合に新たな弾性体５８，７８と取り替えることができ、長期にわたり高いタップ加工性能を維持することができるとともに、凹部５６，８２に取り付ける弾性体５８，７８の硬度を変更することで、弾性体５８，７８の撓みやすさを調整することでき、各種材質の加工に適したタップホルダ１０を得ることができる。

さらにまた、例えば、取付凹部２６の底面２６ａと当接する弾性体５８をタップコレット５０のツバ部５４と当接する弾性体７８より高硬度に設ける等、弾性体５８及び弾性体７８とを異なる硬度の弾性体で構成してもよく、これにより、タップコレット５０に押し込み方向の力が作用した場合と引っ張り方向の力が作用した場合で弾性体の撓みやすさをそれぞれ別個に調整することができる。

なお、上記した本実施形態では、タップコレット５０のツバ部５４と締付ナット７０のフランジ部７６と当接する弾性体７８をフランジ部７６に配設したが、図４に示すように、ツバ部５４に弾性体５８を嵌入する凹部５５を設けてもよい。

本発明の一実施形態に係るタップホルダの断面図である。 本発明の一実施形態に係るタップホルダの要部拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るタップホルダの分解図である。 本発明の変更例に係るタップホルダの要部拡大断面図である。

符号の説明

１…主軸
１０…タップホルダ
２０…タッパー本体
２２…シャンク部
２４…外筒部
２６…取付凹部
４０…タップ
４２…タップ保持部材
５０…タップコレット
５２…軸部
５４…ツバ部
５８，７８…弾性体
７０…締付ナット
７２…雌ネジ部
７４…ナット本体
７６…フランジ部
８０…貫通孔
８２…凹部

Claims (3)

1. 一端にタップを把持するタップコレットと、前記タップコレットの他端を挿入する取付凹部が形成されたタッパー本体と、前記タッパー本体に螺合するとともに前記タップコレットの一端側端面と係合することで前記タップコレットを前記取付凹部へ押し込み前記タッパー本体に固定する締付ナットと、を備え、タップ同期送り機構を有する工作機械に取り付けられるタップホルダにおいて、
   前記タップコレットは軸方向において弾性体を介して前記取付凹部の底面及び前記締付ナットに挟持されていることを特徴とするタップホルダ。
2. 前記タップコレット及び前記取付凹部の底面に介在する弾性体と前記タップコレット及び前記締付ナットに介在する弾性体とは、硬度が異なることを特徴とする請求項１に記載のタップホルダ。
3. 前記弾性体が交換可能に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のタップホルダ。

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