JP5193767B2 - タップのオーバーストローク検出方法及び同方法に使用するタップダイ - Google Patents

Description

本発明は、パンチプレスに装着して使用されるタップ金型において、タップが所定ストローク長以上にストロークしたときに、タップのオーバーストロークとして検出する方法及び同方法に使用するタップダイに関する。

例えばタレットパンチプレスなどのパンチプレスにおいては、板状のワークに小径の下穴を打抜き加工し、この下穴に直接又はバーリング加工を行った後にタッピング加工を行うことがある。したがって、パンチプレスには、タッピング加工を行うためのタップを回転可能かつ上下動可能に備えたタップ金型が備えられており、このタップ金型の下方位置には、上記タップ金型と協働して使用されるタップダイが備えられている（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−２６８２４７号公報

前記特許文献１に記載のタップダイは、図７に示すごとき構成である。すなわち、タレットパンチプレスにおける上部タレットなどのごときパンチホルダ１０１に装着して使用されるタップ金型１０３と協働して使用されるタップダイ１０５は、パンチプレスにおける下部タレットなどのごときダイホルダ１０７に着脱交換自在に備えられている。上記タップダイ１０５は、筒状のダイ本体１０９を備えており、このダイ本体１０９内には、前記タップ金型１０３に回転自在かつ上下動可能に備えられたタップ１１１によって下方向へ押圧されるタップ当接部材１１３を上部に備えた内筒１１５が上下動自在に備えられている。

上記内筒１１５はコイルスプリング１１７によって常に上方向に付勢されており、この内筒１１５の上面は、前記ダイ本体１０９の上部に備えた内方フランジ１０９Ｆの下面に当接してある。さらに前記内筒１１５の外周面には、前記ダイ本体１０９に備えたエアー供給口１１９と連通遮断自在な周溝１２１が形成してあり、この周溝１２１は前記内筒１１５の内部に連通してある。

前記ダイ本体１０９の前記エアー供給口１１９とエアー源１２３は接続路１２５を介して接続してあり、この接続路１２５には、前記エアー供給口１１９と周溝１２１とが連通状態にあるか、又は遮断状態にあるかを検出するための圧力スイッチ１２７が接続してある。

したがって、前記タップダイ１０５におけるダイ本体１０９上にワークＷに加工した下穴ＷＨを位置決めした後、パンチプレスに上下動自在に備えたラム（ストライカ）によってタップ金型１０３を下降し、ワークＷを前記ダイ本体１０９に押圧固定すると共にタップ１１１を相対的に下降し、かつ回転することにより、ワークＷの下穴ＷＨにタッピング加工が行われる。

そして、タップ１１１の下端部（先端部）がタップ当接部材１１３に当接し、コイルスプリング１１７の付勢力に抗して内筒１１５を下降すると、前記エアー供給口１１９と前記周溝１２１が接続される。したがって、遮断状態にあったエアー供給口１１９が周溝１２１と接続されることにより、接続路１２５内のエアー圧は高圧から低圧に変化するので、このエアー圧の変化を圧力スイッチ１２７により検出することができる。よって、前記タップ１１１が上昇位置から最下降位置まで下降した後に再び上昇するとき、前記圧力スイッチ１２７がＯＮ−ＯＦＦ−ＯＮの動作を繰り返すか否かを検出することにより、例えばタップ１１１の折損等を検出することができるものである。

しかし、前記構成においては、パンチプレスにおけるパンチホルダ１０１に装着されているタップ金型１０３が、小径のタップ１１１を備えたタップ金型１０３に代えて大径のタップを備えたタップ金型を誤って装着した場合には、タップの回転数が同一であってもネジピッチの大きな大径のタップのストローク長が大きくなるので、例えば内筒１１５が下降端に達した後に、タップはさらに内筒１１５を下降する傾向にあり、タップの折損を生じたり、タップ金型に損傷を与えることがあるなどの問題がある。

また、前述のごとき従来の構成においては、タッピング加工時に生じた長い切り粉がタップ当接部材に巻き付いたり、また切り粉の一部が内筒１１５の上面とダイ本体１０９の内方フランジ１０９Ｆとの間に入り込むことがあるなどの問題がある。

本発明は、前述したごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、パンチプレスに装着して使用されるタップ金型に装着されているタップのオーバーストロークを検出する方法であって、前記タップ金型と協働して使用されるタップダイの筒状のダイ本体内に、前記タップ金型に上下動可能に備えられたタップによって下方向へ押圧されるタップ当接部材を備えた内筒を上下動自在に備えると共に上方向へ付勢して備え、前記ダイ本体に備えたエアー供給口と連通遮断可能な連通部を前記内筒の外周面に上下複数段に備え、前記エアー供給口と前記連通部との連通遮断状態を検出するための流体センサを、エアー源と前記エアー供給口とを接続した接続路に備え、前記タップ金型に備えたタップの下降動作時に、前記流体センサがＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮの動作をしたときにタップのオーバーストロークであるとして検出することを特徴とするものである。

また、パンチプレスに装着して使用されるタップ金型と協働して使用されるタップダイであって、筒状のダイ本体内に、前記タップ金型に上下動可能に備えられたタップによって下方向へ押圧されるタップ当接部材を備えた内筒を上下動自在に備えると共に上方向へ付勢して備え、前記ダイ本体に備えたエアー供給口と連通遮断可能な連通部を前記内筒の外周面に上下複数段に備えていることを特徴とするものである。

また、前記タップダイにおいて、前記上下の連通部は、前記内筒の外周面に形成した凹部の一側部に備えられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、タップ金型に備えたタップの下降時に流体センサがＯＮ−ＯＦＦ−ＯＮの動作を行うこととなり、タップ金型に装着されているタップのオーバーストロークを検出することができる。したがって、前述したごとき従来の問題を解消することができるものである。

以下、図面を用いて説明するに、パンチプレスに装着して使用されるタップ金型は、例えば前記特許文献１に記載されているタップ金型であってもよいものであるから、タップ金型についての説明は省略し、上記タップ金型と協働して使用されるタップダイについて詳細に説明する。

図１〜図４を参照するに、本発明の実施形態に係るタップダイ１は、一般的なタップダイと同様に、パンチプレスにおけるダイホルダ（図示省略）に対して着脱交換自在に装着される円筒形状のダイ本体３を備えている。そして、このダイ本体３内には、タップ金型１０３（図７参照）に回転自在かつ上下動可能に備えられたタップ１１１によって下方向へ押圧されるタップ当接部材５を備えた内筒７が上下動自在かつ上方向へ付勢して備えられている。

より詳細には、前記ダイ本体３は前記ダイホルダに備えたダイ装着孔（図示省略）内に、微少間隙を保持して着脱交換自在に装着されるもので、このダイ本体３の外周面には、前記ダイ装着孔に連通開口した連通口（図示省略）に対応する周溝９が形成してあると共に、ダイ本体３の複数箇所には、前記周溝９に連通し、かつ内側へ貫通したエアー供給口１１が形成してある。前記連通口は接続路（図示省略）を介してエアー源（図示省略）と接続してあり、この接続路には、エアーの流れの有無を検出するための流体センサの１例としてのフロースイッチ（図示省略）が備えられている。

上記フロースイッチは、前記接続路内に大量のエアーが流れているときにはＯＮ動作し、前記接続路内に大量のエアーの流れがない場合にはＯＦＦ動作するものである。なお、前記ダイ装着孔とダイ本体３との間の微少間隙から流出する少量のエアーの流れによってはＯＮ動作しないように設けられている。したがって、前記フロースイッチのＯＮ動作、ＯＦＦ動作によって前記接続路に大量のエアーが流れているか否かを検出することができるものである。なお、フロースイッチは公知の構成のものでよいものであるから、フロースイッチの構成についての詳細な説明は省略する。

前記ダイ本体３内に上下動自在に備えた前記内筒７の外径は、ダイ本体３と内筒７との間への切り粉の進入（入り込むこと）を防止するために、前記ダイ本体３及びダイ本体３の上部にボルト等の固定具１３を介して着脱可能に取付けた押えリング１５の内径とほぼ等しく形成してある。すなわち、ダイ本体３，押さえリング１５と内筒７との間のクリアランスは、切り粉が入り込まない微少クリアランスに形成してある。そして、常態においての内筒７の上端部（上面）７Ｕは前記押えリング１５の上端部（上面）１５Ｕとほぼ一致してある。

前記ダイ本体３に対して前記内筒７を常に上方向へ付勢するために、前記内筒７の複数箇所に備えた回り止めキー１７と前記ダイ本体３の底部との間には、例えばコイルスプリングなどのごとき弾性部材１９（図４（Ｂ）参照）が弾装してある。そして、前記回り止めキー１７が前記押えリング１５の下面に当接することによって上方向への抜け止めが行われている。

前記タップ当接部材５は、前記内筒７の軸心に対して直交する方向（径方向）に長い板材により構成してあって、前記内筒７の上端部側に取付けてある。より詳細には、前記タップ当接部材５は前記内筒７の上部に形成した径方向の係合溝２１に両端の突出部を係合した状態にあり、前記内筒７に径方向に螺合した止めネジ２３によって着脱可能に取付けてある。

上記タップ当接部材５の上面５Ｕは前記内筒７の上端部７Ｕよりも低く設けてあり、かつ上記上面５Ｕは、切り粉を落ち易くするために、タップ当接部材５の厚さ方向の両側が低くなる曲面に形成してある。そして、前記タップ当接部材５の上下方向の幅寸法は、切り粉の巻き付きを防止するために、厚さ寸法よりも大きく設けてある。より詳細には、タップ金型に備えたタップによるタッピング加工によって長い螺旋状に生じる切り粉が巻き付いたり、絡み付いたりすることを防止するために、タップ当接部材５の上下方向の幅寸法は厚さ寸法の数倍から十数倍の寸法に設けてある。

前記内筒７の外周面には、前記ダイ本体３に備えた前記エアー供給口１１と連通遮断可能な連通部２５Ａ，２５Ｂを上下複数段に備えている。より詳細には、前記内筒７が前記エアー供給口１１と対応した外周面には上下方向に長い凹部２５が形成してあり、この凹部２５の上下方向の中間部に凸部としての舌状のランド部２５Ｃを備えることによって、前記凹部２５の一側部を上側の前記連通部２５Ａと下側の前記連通部２５Ｂとに区画した態様の構成である。そして、前記内筒７の内周面に下方向へ指向して設けられたエアー噴出孔２７（図４（Ａ）参照）が前記凹部２５に連通して設けられている。

上記構成により、連通部２５Ａ，２５Ｂが上下に区画してある構成であっても、凹部２５の一側部に備えた構成であることにより、エアー噴出口２７は共通であり、構成の簡素化を図ることができるものである。

前記構成において、前記タップダイ１を、パンチプレスに備えたダイホルダのダイ装着孔内に装着した状態においては、図３，４に示すように、弾性部材１９の付勢力によって内筒７は最上昇された状態にあり、内筒７の上端部（上面）７Ｕはダイ本体３の上端部すなわち押えリング１５の上端部（上面）１５Ｕとほぼ一致した状態にある。そして、前記ダイ本体３に備えたエアー供給口１１は、図３に示すように、内筒７の外周面に形成した凹部２５の下側の連通部２５Ｂに連通した状態にある。

したがって、エアー源から供給されるエアーは、内筒７に備えたエアー噴出孔２７から内筒７内の下方向へ指向して噴射され、内筒７の上部から内筒７内へエアーを吸引する作用を生じることになる。また、エアー源に接続した接続路に備えた流体センサとしてのフロースイッチはＯＮ動作状態にある。

前述のごとく内筒７が最上昇された状態にあるときに、前記タップダイ１上にワークの下穴を位置決めし、この下穴にタッピング加工を行うために、パンチプレスに備えたラム（ストライカ）によってタップ金型を所定の高さ位置に下降し、このタップ金型によってワークをタップダイ１における前記押えリング１５の上面に押圧固定した後、又はタップ金型をワークから僅かに離した状態に保持して、タップ金型に備えたタップを回転すると共に下降することにより、従来の一般的なタップ金型と同様に、前記タップによってワークの下穴にタッピング加工が行われる。

上述のごとくワークの下穴にタッピング加工を行うとき、タップ１１１の下端部がタップ当接部材５に当接すると、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように（なお、図５，図６においてはワークは省略してある）、内筒７は弾性部材１９の付勢力に抗して次第に下降される。そして、内筒７の外周面に形成した下側の連通部２５Ｂとダイ本体３に備えたエアー供給口１１との連通状態が次第に遮断されることになる。すなわち、前記エアー供給口１１はランド部２５Ｃと対応して連通が遮断されるものである。

上述のように、ダイ本体３に設けたエアー供給口１１が内筒７のランド部２５Ｃと対応した状態にあり、かつ前記エアー供給口１１が前記ランド部２５Ｃと対応して連通を遮断された状態にあるときは、パンチプレスに上下動自在に備えたラムが予め設定された下降位置に下降した状態にあり、かつタッピング金型に備えられているタップが設定された回転数だけ回転し、この回転数とタップのピッチとの関係において所定の高さ位置から規定のストローク長だけ下降した状態にあるときである。すなわち、予め規定されたストローク長でもってタップ１１１及び内筒７が最下降されたときである。このようにタップ１１１が最下降された後、タップ１１１を逆回転すると共に前記ラムを上昇することにより、ワークの下穴に対するタッピング加工が終了するものである。

したがって、タップ１１１が正回転から逆回転に変化して、最下降位置から上昇するときに、流体センサとしてのフロースイッチがＯＮ−ＯＦＦ−ＯＮの動作を行うときは、正常なタッピング加工が行われたものとして検知できるものである。ここで、前記タップ１１１が正回転して下降しているにも拘わらず、前記フロースイッチがＯＦＦ状態とならずにＯＮ状態を継続しているときには、タップがタップ当接部材５に当接していないこととして検知することができ、タップが折損しているか、又はタップ金型にタップが備えられていないこと、或はタップが規定長さより短いものとして検知することができる。

また、前記タップ１１１の正回転、逆回転の動作時に、フロースイッチがＯＮ，ＯＦＦ，ＯＦＦ状態を示す動作時には、タップは下降した状態にあることとして検知することができる。すなわち、この場合には、タップがワークから上方向へ抜けることなく残っているものとして検知することができる。

さらに、タップ１１１の正回転、逆回転の動作時に、ＯＦＦ，ＯＦＦ，ＯＦＦ状態にあるときには、内筒７が既に下降した状態にあり、摺動不良として検知できる。

そして、タップ１１１が正回転しての下降時に、フロースイッチの状態がＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮ状態に変化したときには、タップ金型に備えたタップが、規定のタップより大径のタップであること、又はタップの長さが規定の長さよりも長いこととして検知することができる。すなわち、図５（Ａ）に示す状態からタップ１１１が下降されてタップ当接部材５を押し下げると、図５（Ｃ），図６（Ａ）の状態においては、ダイ本体３に設けたエアー供給口１１は内筒７のランド部２５Ｃによって遮断された状態にあり、フロースイッチはＯＦＦ動作状態にある。この状態から、タップ１１１が最下降位置へさらに下降する場合、内筒７はタップ１１１によってさらに下降され、内筒７の外周面に形成した凹部２５における上側の連通部２５Ａがダイ本体３に設けたエアー供給口１１と連通することとなり、フロースイッチはＯＮ状態となるものである。

したがって、タップの下降動作時に、フロースイッチがＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮの動作を行った場合には、タップのオーバーストロークとして検知できるものである。よって、この場合には、タップ金型を、規定のタップを備えたタップ金型、又はタップを規定長のタップに取り替えるものである。

前述のごとく、ワークの下穴に対してタッピング加工を行うことによって生じた切り粉は、内筒７内に落下するものである。この際、切り粉の一部はタップ当接部材５の上面５Ｕに残留する傾向にあるが、前記上面５Ｕはタップ当接部材５の厚さ方向の両側が低くなる曲面に形成してあるので、上面５Ｕに残留することなく落下されるものである。また、比較的長い螺旋状の切り粉は、前記タップ当接部材５に巻き付き、絡まる傾向にあるが、タップ当接部材５の上下方向の幅寸法は、切り粉が巻き付き、絡まることのできない大きな幅寸法に形成してあるので、タップ当接部材５に対する切り粉の巻き付き、絡み付きを防止することができるものである。

さらに、内筒７の外径は、タップ本体３の内径にほぼ等しく形成してあり、かつ常態においては、内筒７の上端部（上面）７Ｕはタップ本体３の上端部、すなわち押えリング１５の上端部（上面）１５Ｕとほぼ一致した状態に保持されるものであるから、タップ本体３と内筒７との間に切り粉が入り込むようなことがなく、タップ本体３に対する内筒７の上下動を常に円滑に行うことができるものである。

以上のごとき説明より理解されるように、本実施形態に係るタップダイ１によれば、タッピング加工時に生じた切り粉の排出性が向上し、ダイ本体３に対する内筒７の円滑な上下動が阻害されるようなことはないものである。また、タップダイ１における内筒７内へのエアーの供給状態を流体センサによって検知でき、かつ内筒７がパンチプレスにおけるタップによって下降されているときに、前記流体センサにＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮの動作を行わせることができ、タップのオーバーストロークを容易に検知できるものである。

また、流体センサが接続路内のエアーの流れを検知するフロースイッチにより構成してあることにより、圧力スイッチとは異なり、圧力変動の影響を受けることなく、エアーの流れを正確に検知でき、ダイ本体３に備えたエアー供給口１１の連通，遮断を正確に検出できるものである。

本発明の実施形態に係るタップダイの斜視説明図である。 同上の平面説明図である。 図２におけるＡ−Ａ，Ｂ−Ｂに沿った断面説明図である。 図２におけるＣ−Ｃ，Ｄ−Ｄに沿った断面説明図である。 タップダイの動作説明図である。 タップダイの動作説明図である。 従来のタップ金型、タップダイを示す断面説明図である。

符号の説明

１ タップダイ
３ ダイ本体
５ タップ当接部材
５Ｕ 上面
７ 内筒
７Ｕ 上端部
１１ エアー供給口
１５ 押えリング
１５Ｕ 上端部
１９ 弾性部材
２５ 凹部
２５Ａ，２５Ｂ 連通部
２５Ｃ ランド部
２７ エアー噴出孔

Claims (3)

1. パンチプレスに装着して使用されるタップ金型に装着されているタップのオーバーストロークを検出する方法であって、前記タップ金型と協働して使用されるタップダイの筒状のダイ本体内に、前記タップ金型に上下動可能に備えられたタップによって下方向へ押圧されるタップ当接部材を備えた内筒を上下動自在に備えると共に上方向へ付勢して備え、前記ダイ本体に備えたエアー供給口と連通遮断可能な連通部を前記内筒の外周面に上下複数段に備え、前記エアー供給口と前記連通部との連通遮断状態を検出するための流体センサを、エアー源と前記エアー供給口とを接続した接続路に備え、前記タップ金型に備えたタップの下降動作時に、前記流体センサがＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮの動作をしたときにタップのオーバーストロークであるとして検出することを特徴とするタップのオーバーストローク検出方法。
2. パンチプレスに装着して使用されるタップ金型と協働して使用されるタップダイであって、筒状のダイ本体内に、前記タップ金型に上下動可能に備えられたタップによって下方向へ押圧されるタップ当接部材を備えた内筒を上下動自在に備えると共に上方向へ付勢して備え、前記ダイ本体に備えたエアー供給口と連通遮断可能な連通部を前記内筒の外周面に上下複数段に備えていることを特徴とするタップダイ。
3. 請求項２に記載のタップダイにおいて、前記上下の連通部は、前記内筒の外周面に形成した凹部の一側部に備えられていることを特徴とするタップダイ。

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