特許 6267139 転造タッピング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6267139

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】転造タッピング装置

(51)【国際特許分類】

   B23G 1/44 20060101AFI20180115BHJP

   B23G 7/00 20060101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   B23G1/44 D

   B23G1/44 B

   B23G7/00 Z

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-24213(P2015-24213)

(22)【出願日】2015年2月10日

(65)【公開番号】特開2016-147325(P2016-147325A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2016年9月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】515038103

【氏名又は名称】有限会社葛山製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100086438

【弁理士】

【氏名又は名称】東山 喬彦

(72)【発明者】

【氏名】勝又 和彦

(72)【発明者】

【氏名】石田 武志

【審査官】 青山 純

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−０９１４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２０８１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１９３８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０４２３２６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｇ １／００ − １１／００

Ｂ２３Ｑ １１／００ − １１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

順次供給されるナットブランクを適正姿勢に保持し、このナットブランクに貫通状態に開孔されている下穴に対し転造タップを回転圧入し、下穴の内壁面に転造タップの転造山に応じたメネジを塑性形成するタッピング装置であって、
前記ナットブランクを保持するための加工部治具は、ナットブランクの一方の端面を支持する端面サポートと、メネジ形成にあたりナットブランクの回転を阻止する回り止めクランプとを具えるものであり、
また前記端面サポートは、液体クーラントの給送路を具え、その吐出開口は、回り止めクランプによってクランプされたナットブランクの下穴に臨むように開口され、
一方、前記転造タップは、その先端から奥に向かって行き留まり状の給液スペースが形成されるとともに、この給液スペースから転造山側に向けて転造タップ内に供給孔が形成され、更に供給孔の出口端に転造タップの外周に連通する導流溝が形成されることを特徴とする転造タッピング装置。

【請求項2】

前記加工部治具における端面サポートは、ナットブランクの一方の端面を下方から支持するものであり、これに対応して転造タップは、上方からナットブランクに作用するものであり、
また前記液体クーラントは、端面サポートにおける吐出開口から吐出され、ナットブランク内の上方に向かって送られ、転造タップの給液スペース、供給孔を経由して導流溝から転造タップの外周側に流出するように構成されることを特徴とする前記請求項１記載の転造タッピング装置。

【請求項3】

前記端面サポートは、加工部治具において摺動自在に構成され、ナットブランクのメネジ形成加工終了時には、転造タップによる加工が実質的に行われる実加工ステージから退去し、加工済みナットの端面支持を解除して、加工済みナットを下方に落下させて回収するものであることを特徴とする前記請求項１または２記載の転造タッピング装置。

【請求項4】

前記加工部治具は、順次供給されるナットブランクを、転造タップによる加工が実質的に行われる実加工ステージに、個別に押し込むスライドクランプを具え、
且つこのスライドクランプは、実加工ステージにおいて当該スライドクランプと対向的に設けられる固定クランプと共働して、ナットブランクを挟み込み、前記回り止めクランプを構成することを特徴とする前記請求項１、２または３記載の転造タッピング装置。

【請求項5】

前記順次供給されるナットブランクは、下穴の開口径が双方の端面で異なるように形成され、
また前記加工部治具には、転造タップによる加工が実質的に行われる実加工ステージの前段において、ナットブランクが適正姿勢であるか否かを判断する検査ステージが設けられ、
この検査ステージでは、ナットブランクの上下の開口径の相違により下穴内に進入、非進入となるプローブを作用させ、その移動ストロークの相違により、ナットブランクの姿勢を判定し、適正姿勢のナットブランクのみを、実加工ステージに送り、転造タップによる塑性加工を行うようにしたことを特徴とする前記請求項１、２、３または４記載の転造タッピング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ナットブランクの下穴（予備孔）にメネジを転造形成するにあたり、転造タップ並びにナットブランクを適切に冷却することができる転造タッピング装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ナットの量産にあたっては、一般的にはナットブランクを一定の姿勢に保持し、このナットブランクに対し、転造タップを回転圧入して、下穴壁面を塑性変形させてメネジを形成している。この作業は、一般的には下穴の軸線方向を上下に配置して加工部治具によりナットブランクを保持し、その上方から転造タップを下穴に回転させながら挿入し、ナットブランクの下穴壁面に転造タップの転造山に応じたメネジを塑性形成する。
当然ながらこのような加工に伴い、タップ及びワークたるナットブランクは、発熱が不可避であり、この発熱によりタップの損耗やワークの加工不良が発生する。
このため、従来からタップやナットブランクを冷却するために転造タップの外周面長手方向に導流溝が形成され、転造タップの上方側部からワークに向けて液体クーラントをあたかも掛け流すようにして両者の冷却を図っていた。

【0003】

しかしながら、このような手法を採っても、充分な対策とはなり得なかった。すなわち、このような従来対策では加工中に最も発熱が激しく、タップにとっても負荷の大きい、タップ先端部（加工開始部）に直接液体クーラントが供給されないことから、一定の成果は得られているものの、工具寿命は短かった。具体的にはナットのサイズによっても異なるものの、呼び径Ｍ１０〜Ｍ２０程度の加工を行う場合、１本のタップあたり２０００〜３０００個程度での交換を余儀なくされ、１日の生産量を１２０００個とすると、４本〜６本のタップの消耗が見られた。
この状況は、単にタップの消耗に留まらず、その交換作業に要する手間、特に交換後の定常作動が得られるまでの調整等を考慮すると、著しく作業効率を落としてしまう。加えて前記１日の生産量とは、自動機を作動させて２４時間稼働を意味するから、タップの交換インターバルも夜間、深夜、早朝といった一般的な労働時間外となり、この点でも作業現場に負担を強いるものであった。
もちろん前記タップに対して導流溝を複数設けて、液体クーラントによる冷却性を促す対策等も採られているが、導流溝を増加させれば、それだけ成型山（転造山）が分断されることとなって、その強度が低下するうえ、そのような対策を採ってもせいぜい１．５倍から２倍程度の耐久性を発揮するに留まり、到底１日稼働で交換不要となるような効果は得られない。

【0004】

ところで、刃先部分から液体クーラントを吐出しながら効果的に必要箇所を冷却し、加工を行うこと自体は、マシニングセンタ等では既に広く行われている。しかしながら、周知のとおりマシニングセンタは、複数かつ複雑な加工をコンピュータプログラムに従って行うものであり、その要請に従うべく、例えばドリルチャックやドリル駆動のスピンドルユニット等に切削液の供給機能を設けて、装置が複雑化したとしても充分許容される。
しかしながら、同一部品を加工タクト時間を限りなく短縮して量産することには、このようなマシニングセンタによる製造手法は、不適切且つ論外である。従って、シンプルなタップのチャックや駆動スピンドルを具えた汎用タッピングマシンが用いられ、このような装置には、液体クーラントをタップ内へ供給することなどは構成上想定することができない。

【0005】

すなわち、転造タップにおいてもタップ内部に潤滑油剤の通路を形成し、ここからタップ先端外周部に潤滑油剤を流すことが一応、案出されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、この場合には、従来の汎用タッピングマシンの使用を前提とすれば、タップを保持するチャック部分や駆動部分等から潤滑油剤を供給し得る構造に変更する必要があった（大幅な構造変更が必要であった）。このようなことから、従来の液体クーラントの供給手法は、結果的に既に述べたように転造タップの上方側部からナットブランクに向けての掛け流しであって、上記問題は、解消されないまま現在に至っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−１８４３３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、このような種々の背景を認識してなされたものであって、シンプルな汎用タッピングマシンを用いることを前提としながらも、効果的に液体クーラントをタップ先端の加工開始部に供給できるようにし、最も発熱し易い当該部位を集中的に冷却できるようにした新規な転造タッピング装置の開発を技術課題とした。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち請求項１記載の転造タッピング装置は、
順次供給されるナットブランクを適正姿勢に保持し、このナットブランクに貫通状態に開孔されている下穴に対し転造タップを回転圧入し、下穴の内壁面に転造タップの転造山に応じたメネジを塑性形成するタッピング装置であって、
前記ナットブランクを保持するための加工部治具は、ナットブランクの一方の端面を支持する端面サポートと、メネジ形成にあたりナットブランクの回転を阻止する回り止めクランプとを具えるものであり、
また前記端面サポートは、液体クーラントの給送路を具え、その吐出開口は、回り止めクランプによってクランプされたナットブランクの下穴に臨むように開口され、
一方、前記転造タップは、その先端から奥に向かって行き留まり状の給液スペースが形成されるとともに、この給液スペースから転造山側に向けて転造タップ内に供給孔が形成され、更に供給孔の出口端に転造タップの外周に連通する導流溝が形成されることを特徴として成るものである。

【0009】

また請求項２記載の転造タッピング装置は、前記請求項１記載の要件に加え、
前記加工部治具における端面サポートは、ナットブランクの一方の端面を下方から支持するものであり、これに対応して転造タップは、上方からナットブランクに作用するものであり、
また前記液体クーラントは、端面サポートにおける吐出開口から吐出され、ナットブランク内の上方に向かって送られ、転造タップの給液スペース、供給孔を経由して導流溝から転造タップの外周側に流出するように構成されることを特徴として成るものである。

【0010】

また請求項３記載の転造タッピング装置は、前記請求項１または２記載の要件に加え、
前記端面サポートは、加工部治具において摺動自在に構成され、ナットブランクのメネジ形成加工終了時には、転造タップによる加工が実質的に行われる実加工ステージから退去し、加工済みナットの端面支持を解除して、加工済みナットを下方に落下させて回収するものであることを特徴として成るものである。

【0011】

また請求項４記載の転造タッピング装置は、前記請求項１、２または３記載の要件に加え、
前記加工部治具は、順次供給されるナットブランクを、転造タップによる加工が実質的に行われる実加工ステージに、個別に押し込むスライドクランプを具え、
且つこのスライドクランプは、実加工ステージにおいて当該スライドクランプと対向的に設けられる固定クランプと共働して、ナットブランクを挟み込み、前記回り止めクランプを構成することを特徴として成るものである。

【0012】

また請求項５記載の転造タッピング装置は、前記請求項１、２、３または４記載の要件に加え、
前記順次供給されるナットブランクは、下穴の開口径が双方の端面で異なるように形成され、
また前記加工部治具には、転造タップによる加工が実質的に行われる実加工ステージの前段において、ナットブランクが適正姿勢であるか否かを判断する検査ステージが設けられ、
この検査ステージでは、ナットブランクの上下の開口径の相違により下穴内に進入、非進入となるプローブを作用させ、その移動ストロークの相違により、ナットブランクの姿勢を判定し、適正姿勢のナットブランクのみを、実加工ステージに送り、転造タップによる塑性加工を行うようにしたことを特徴として成るものである。

【発明の効果】

【0013】

まず請求項１記載の発明によれば、加工中の転造タップに液体クーラントを供給するルートは、タップ先端側（給液スペース）から転造タップ内（供給孔）を通過し、転造タップ外周部（導流溝）に至らせ、ここから転造タップ先端近く（加工開始部）の転造山に送るルートとなるため、シンプルな汎用タッピングマシンを用いることを前提としながらも、効果的に液体クーラントをタップ先端外周側の加工開始部に供給することができる。因みに、転造タップをチャッキングする方向（圧入方向）からタップ内を通して液体クーラントを供給する手法は、転造タップをチャッキングするマシン（タッピングマシン）の保持構造から見直す必要があり、汎用タッピングマシンの使用を前提とすることはできない手法であった。
また、タップ先端外周側の加工開始部は、加工の際、最も熱が発生する部位であるため、この加工開始部に効率的に液体クーラントを供給することは、当該部位を集中的に冷却することになり、加工全体が円滑に行える。このため一本の転造タップで、より多くのナットブランクを加工することができ、一日に損耗する転造タップの本数も減らすことができる（まる一日交換せずに使用し続けることも可能）。更には転造タップの交換に伴うセッティング作業も減少させることができ、トータルでの作業効率化や製造コストの削減化を達成することができる。

【0014】

また請求項２記載の発明によれば、加工中、ナットブランクの姿勢は、ナットの両端面（下穴）を上下に向けた姿勢であり、転造タップの圧入方向も上方から下方となる。また、液体クーラントは、下方からナットブランクの下穴内に供給されるため、汎用のタッピングマシンの使用形態に、より則した加工態様が採れ、加工が行い易くなる。これはタッピングマシンを扱う作業者にとっても、自分の経験や感覚等が生かせることになり、好ましい態様である。

【0015】

また請求項３記載の発明によれば、メネジ形成加工終了時には、ナットブランクを支持していた端面サポートを実加工ステージから退去させて加工済みナットを下方に落下・回収するため、実加工ステージに、メネジ形成後のナット（ナットブランク）を残さずに確実に且つ能率的に回収することができ、次々に供給されるナットブランクへの転造加工（メネジ形成加工）を円滑に行うことができる。

【0016】

また請求項４記載の発明によれば、スライドクランプによって、ナットブランクを一つずつ確実に実加工ステージに送り込むことができ、実際の転造タッピングも、より能率的に行える。
また、ナットブランクを実加工ステージに送り込むスライドクランプを、回り止めクランプの一構成部材とするため（スライドクランプと固定クランプとにより回り止めクランプを構成するため）、ナットブランクの実加工ステージへの送り込みから回り止めに至る動作が円滑且つ合理的に行え、構成部材の簡略化、装置構成の簡素化等にも寄与する。

【0017】

また請求項５記載の発明によれば、実際の転造タップによる塑性加工を施す前に、ナットブランクの姿勢を検査し、適正姿勢のものを実加工ステージに送るため、適正姿勢のものだけに転造タップを回転圧入することができ、能率的な加工が行える。また、非適正姿勢のナットブランクに実際のメネジ形成加工を施すことがないため、転造タップを損傷してしまうことがなく、転造タップを有効に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る転造タップを適用してナットブランクの下穴内壁にメネジを塑性形成する様子を骨格的に示す斜視図（ａ）、並びに転造タップの正面図及び底面図及び縦断面図（給液スペースと供給孔を主に示す縦断面図）（ｂ）、並びに下穴を形成したナットブランク（メネジ形成加工を施す前）の一例を示す縦断面図（ｃ）、並びにメネジ形成加工時に、ナットブランクの下穴を通して転造タップに液体クーラントを供給する様子を示した図であり、液体クーラントが、転造タップ内の給液スペース、供給孔、導流溝を順に経て、タップ外周の加工開始部に到達する様子を示す説明図（ｄ）である。

【図2】本発明の転造タッピング装置（装置全体）の一例を示す正面図と側面図である。

【図3】転造タッピング装置における検査ステージと実加工ステージの周辺（スライドクランプと固定クランプの周辺）を骨格的に示す斜視図である。

【図4】検査ステージに供給されたナットブランクの姿勢を判定する様子を示す説明図であり、（ａ）が適正姿勢、（ｂ）が非適正姿勢である。

【図5】ナットブランクを一つずつ検査ステージに供給する様子を平面及び側面方向から示す説明図である。

【図6】ナットブランクを検査ステージから実加工ステージに移送した様子を平面及び側面方向から示す説明図、並びに実際のメネジ形成加工の際、液体クーラントを転造タップの内部を貫通させて転造タップ外周部（加工開始部）に到達させる様子を示す説明図である。

【図7】メネジが形成された加工済みナット（ナットブランク）を落下・回収する様子を側面方向から示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明を実施するための形態は、以下の実施例に述べるものをその一つとするとともに、更にその技術思想内において改良し得る種々の手法を含むものである。

【実施例】

【0020】

本発明は、一例として図１（ａ）・（ｃ）に示すように、予め下穴（予備孔）Ｈを貫通状態に開孔して成るナットブランクＷに対し転造タップ１０を回転圧入し、下穴Ｈの内壁面にメネジを塑性形成する転造タッピングに関するものである（いわゆる盛上げタップ）。具体的には、一例として図１（ｄ）に示すように、メネジの形成加工中、転造タップ１０の先端側（圧入方向の反対側）からナットブランクＷの下穴Ｈ内に液体クーラント（潤滑油）Ｃを供給するものであり、この液体クーラントＣは、その後、転造タップ１０内を通過し、転造タップ１０の外周側（加工開始部）に到達させるものであり、これが本発明の大きな特徴である。これにより加工中、加工開始部に生じる大きな摩擦熱の発生が抑えられ、また転造タップ１０の加工開始部を集中的に冷却でき、メネジの形成加工が円滑に行えるものである。

【0021】

また、液体クーラントＣの供給ルートを上記のように構成することから、転造タップ１０としては、一例として図１（ｂ）に示すように、比較的短寸のロッド状を成すタップ本体１１と、タップ本体１１の外周側に形成される螺旋状の転造山１２と、タップ先端からタップ奥部に向かって形成される行き止まり状の給液スペース１３と、この給液スペース１３から外周側の転造山１２に向けて貫通形成される供給孔１４と、供給孔１４の出口端に連通状態に形成される導流溝１５とを具えて成る。
ここで供給孔１４は、例えば上記図１（ｂ）では、タップ本体１１の中心から放射状に広がる流路として四本形成される。また導流溝１５は、タップ本体１１の軸方向に沿って転造山１２を分断するように八個所形成されており、供給孔１４に連通する導流溝１５と、連通しない導流溝１５とが、タップ本体１１の外周部において交互に位置するように形成される。これによりナットブランクＷの下穴Ｈから転造タップ１０の先端側に供給される液体クーラントＣは、転造タップ１０内を給液スペース１３、供給孔１４の順で通過・貫通し、転造タップ１０外周部の導流溝１５に到達し、転造加工（塑性加工）が施されているタップ先端（これを本明細書では「加工開始部」とも称する）に至り、当該部位を集中的に冷却する。

【0022】

次に、上記転造タップ１０をナットブランクＷに回転圧入し、下穴Ｈの内壁面にメネジを塑性形成する転造タッピング装置１について説明する。
転造タッピング装置１は、一例として図２・図３に示すように、加工対象となるナットブランクＷを一定の姿勢（適正姿勢）に保持する加工部治具２を主な構成部材とし、これは転造タッピング装置１の装置本体または加工テーブルとも言える。
なお、本実施例では転造タッピングは、ナットブランクＷに開口された下穴Ｈを上下に向けた姿勢（ナットの両端面を上下に向けた、いわゆる立位姿勢）で行うものとし、またこのため回転する転造タップ１０をナットブランクＷ（下穴Ｈ）に圧入する方向も、上方から下方となる。

【0023】

また加工部治具２は、一例として図３に示すように、順次、供給されるナットブランクＷが適正姿勢であるか否かを検出する検査ステージＳ１と、適正姿勢と判断されたナットブランクＷのみに実質的な転造タッピング加工（メネジ形成加工）を施す実加工ステージＳ２とを具えて成る。
すなわち、本実施例ではナットブランクＷの下穴Ｈは、一例として図１（ｃ）に示すように、両端面の開口径寸法が異なるように形成されており（つまり下穴Ｈが途中で段差を有するように形成されており）、実際のメネジ形成加工の際には、回転する転造タップ１０を下穴Ｈの大径側から圧入する（図１（ｄ）参照）。このため本実施例では、このような検査ステージＳ１を設け、適正姿勢のナットブランクＷのみに実際のメネジ形成加工を施すようにしている。
具体的な検出手法としては、一例として図４に示すように、検査ステージＳ１に供給されたナットブランクＷの下穴Ｈに、プローブ５１を進入させ（ここでは上方から下方への降下）、その移動ストロークの相違により、適正姿勢のものだけを実加工ステージＳ２に移送する（非適切姿勢のナットブランクＷは排除する）。

【0024】

また加工部治具２（検査ステージＳ１）の前段には、ナットブランクＷを加工部治具２に一つずつ供給するための供給装置７が設けられる。この供給装置７としては、例えば重力滑落を利用した整列搬送装置（いわゆるパーツフィーダ）を適用することが可能である。より詳細には、例えば図２・図３に示すように、ナットブランクＷを傾斜台（すべり台）７１上で複数個、数珠つなぎ状に整列させながら検査ステージＳ１に搬送する。もちろん最終的に検査ステージＳ１にナットブランクＷを供給する際には、ナットブランクＷを一つずつ押し込むものである。
なお、ナットブランクＷは、供給装置７（傾斜台７１）から検査ステージＳ１に供給される際、例えば図５の平面図に示すように、前後するナットブランクＷがナットの側面同士を接触させる数珠つなぎ状態（連続した状態）で供給される。また、本実施例では、一例として２２個のナットブランクＷが傾斜台７１上で数珠つなぎ状に並んだ際に始めて先頭のナットブランクＷ（検査ステージＳ１の直前に位置するナットブランクＷ）を検査ステージＳ１に送り込むように構成される。
すなわち加工部治具２における検査ステージＳ１の手前側には、供給装置７から移送されてきたナットブランクＷを受け入れるための供給ガイド溝５３が形成されており、供給装置７の傾斜台７１を滑落してきたナットブランクＷは、そのまま供給ガイド溝５３に入り込むように案内される。なお、供給ガイド溝５３は、検査ステージＳ１に向かって幾分窄まるように形成され、供給装置７（傾斜台７１）からナットブランクＷを受け入れ易くしている。
このように先頭のナットブランクＷには、その後方に並んだナットブランクＷの荷重が作用するため、換言すれば先頭のナットブランクＷが、その後ろに付いたナットブランクＷの押し込みを常に受けるため、また上記供給ガイド溝５３に案内されるため、ナットブランクＷは検査ステージＳ１に供給される間に、下穴Ｈをほぼ水平とした、いわゆる横倒しになることはないものである。

【0025】

また加工部治具２は、ナットブランクＷの一方の端面を支持する端面サポート３を具えるものであり、本実施例では小径側の開口端部を下方から支持する。
また、加工部治具２は、実加工ステージＳ２において転造タップ１０が回転圧入されるナットブランクＷを、加工中に回転しないように保持固定する回り止めクランプ４を具える。
この回り止めクランプ４は、一例として図３・図５に示すように、ナットブランクＷを検査ステージＳ１から実加工ステージＳ２に一つずつ個別に押し込むスライドクランプ４１と、実加工ステージＳ２において当該スライドクランプ４１と対向的に設けられる固定クランプ４２とにより構成され、実加工ステージＳ２では、これらが共働してナットブランクＷを強固に挟持するように構成される。
具体的には、一例として図５の平面図に示すように、スライドクランプ４１と固定クランプ４２との挟持部が、ともに「Ｖ」字状を成すように構成され、これらによってナットブランクＷを対向的に挟み込む（くわえ込む）ものである。

【0026】

なお、このような構成上、ナットブランクＷを検査ステージＳ１から実加工ステージＳ２に移送する際には、専らスライドクランプ４１の作用端（Ｖ字部分）にナットブランクＷを受け入れながら移送することになるが、スライドクランプ４１の作用端がＶ字状であるため、ナットブランクＷのセンター合わせが自動的に行え、これにより実加工ステージＳ２に移送したナットブランクＷ（下穴Ｈ）の中心を、転造タップ１０の中心と合致させ易い構造となっている。特に、ナットブランクＷの一部が、一例として図１（ａ）に示すように外形円柱状を成す場合には、この部分をスライドクランプ４１のＶ字に収めるようにすると、上記のような芯合わせが行い易いものである。
因みに図中符号３３は、スライドクランプ４１が、適正姿勢であるナットブランクＷを実加工ステージＳ２まで押し込んで行くスライド案内溝であり、このスライド案内溝３３の移送開始部が検査ステージＳ１、移送終了部が実加工ステージＳ２となる。
このようにナットブランクＷは、検査ステージＳ１から実加工ステージＳ２への移送中、単にスライドクランプ４１によって押されるだけでなく、上記スライド案内溝３３によって両サイドが規制されるため、その移送中、適正姿勢が維持されるものである（横倒れ等しないものである）。

【0027】

次に、検査ステージＳ１について更に詳細に説明する。
検査ステージＳ１は、上述したように、当該検査ステージＳ１に個別に供給されてくるナットブランクＷの姿勢が適正であるか否かを検出するステージであり、この検査ステージＳ１には姿勢検出装置５が設けられる。この姿勢検出装置５は、一例として図４に示すように、検査ステージＳ１に供給されたナットブランクＷの下穴Ｈに進入し得るプローブ５１を主な構成部材とする。
ここでナットブランクＷの適正姿勢について説明すると、一例として図１（ｃ）に示すように大径開口端を上に向け、小径開口端を下向きにした姿勢が適正姿勢であり、この逆が非適正姿勢である。なお、ナットブランクＷは、検査ステージＳ１に供給される際には、このうちのいずれかの姿勢をとるものであり、横倒しの姿勢で供給されることはない。これは、上述したようにその前段の供給装置７から、下穴Ｈを上または下に向けた状態（立位姿勢）で供給されるためである。すなわち、前記傾斜台７１の両サイドに、例えば立壁等を設けることにより、ナットブランクＷを傾斜台７１で数珠つなぎ状に並べた際には、下穴Ｈを上または下に向けた立位姿勢に規制できるものである。逆に言えば、このような構成を採ることによりナットブランクＷを供給装置７（傾斜台７１）から検査ステージＳ１に供給する間に、ナットブランクＷが倒れないようにするものである。

【0028】

また、プローブ５１は、上記図４に併せ示すように、ナットブランクＷの下穴Ｈに差し込まれる挿入端部が、適正姿勢をとったナットブランクＷの下穴Ｈ（段差を有した下穴Ｈの内部空間）に、ほぼ合致するように形成される。このためナットブランクＷの下穴Ｈにプローブ５１を進入させた場合（ここでは上から下降）、図４（ａ）に示すように当該ナットブランクＷが適正姿勢（大径開口端が上、小径開口端が下）であれば、プローブ５１は、比較的長い距離移動して、下穴Ｈ内にほぼ合致するように収まる。一方、図４（ｂ）に示すようにナットブランクＷが非適正姿勢（大径開口端が下、小径開口端が上）であれば、プローブ５１の進入は小径側開口端に阻まれてしまい、距離移動としては短くなる。このように本実施例では、下穴Ｈ内に進入するプローブ５１の移動距離（ここでは下降ストローク）の相違により、検査ステージＳ１に供給されたナットブランクＷの姿勢を検出するものである。
なお、検査の結果、非適正姿勢であることが判明したナットブランクＷは、後段の実加工ステージＳ２には送らず、加工ラインから排除し、例えば、再度、供給装置７に投入し直すことが好ましい。
因みに、図５中の符号５２は、ナットブランクＷが検査ステージＳ１に供給されたこと（到達したこと）を感知する近接センサであり、この近接センサ５２でナットブランクＷの供給を検知してから、当該ナットブランクＷに自動的にプローブ５１を進入させる制御が好ましい。なお、前記スライド案内溝３３は、図５の平面図に併せ示すように、上記供給ガイド溝５３に対し、ほぼ直交するように形成され、スライド案内溝３３（検査ステージＳ１）における供給ガイド溝５３からの突き当たり壁面に、当該近接センサ５２が設けられる。

【0029】

次に、実加工ステージＳ２について説明する。
実加工ステージＳ２は、上述したように検査ステージＳ１から適正姿勢で送られてきたナットブランクＷに、実質的に転造タップ１０を回転圧入し、転造タップ１０の転造山に応じたメネジを塑性形成するステージである（いわゆる盛上げタップ）。
この実加工ステージＳ２には、上述したように加工中、ナットブランクＷが回転しないように固定保持する回り止めクランプ４が構成される。

【0030】

また実加工ステージＳ２における端面サポート３には、一例として図６の側面図（側面断面図）に示すように、液体クーラントＣの給送路３１が形成され、その吐出開口３２は、上記実加工ステージＳ２において回り止めクランプ４によりクランプされたナットブランクＷの下穴Ｈ（小径側開口）に臨むように開口される。
すなわち、実加工ステージＳ２においてナットブランクＷに転造タップ１０を回転圧入する実加工中、この給送路３１（吐出開口３２）からナットブランクＷの下穴Ｈ内に液体クーラントＣが吐出される。このように液体クーラントＣは、転造タップ１０の先端側（圧入方向の反対側）から供給され、その後、一例として図１（ｄ）や図６の拡大図に示すように、液体クーラントＣは、転造タップ１０内の給液スペース１３、供給孔１４を順次、経て転造タップ１０外周の導流溝１５に達し、この導流溝１５を伝って、加工開始部に至り、当該部分を集中的に冷却するものである。

【0031】

なお、転造タップ１０を冷却した後の液体クーラントＣは、自然に落下するため、加工部治具２の下部に受け皿やタンク等を設けておき、使用後に落下してくる液体クーラントＣを、この受け皿やタンク等に回収し、ポンプで循環使用することが可能である。その場合、もちろん使用済み液体クーラントＣに含まれ得る異物（埃等）を、極力、除去しながら循環使用するものである。

【0032】

また前記実加工ステージＳ２においてナットブランクＷを支持する端面サポート３は、一例として図７に示すようにエアシリンダ等により、実加工ステージＳ２から退去できるように構成され、実加工ステージＳ２において加工が終了した加工済みナット（ナットブランクＷ）を下方に落下・排出するように構成される。
なお実加工ステージＳ２から落下・排出されたナットは、適宜、コンベヤ等で所望の位置まで搬送し、回収される。

【0033】

本発明の転造タッピング装置１は、以上のような基本構造を有するものであり、以下、この装置を適用してナットブランクＷにメネジを塑性形成する作動態様について説明しながら、転造タッピング方法について併せて説明する。
なお、ナットブランクＷには、上述したように予め下穴Ｈが貫通状態に開孔されており、特に本実施例ではナット両端の開口径が異なるように形成されるものである。
（１）ナットブランクの供給（検査ステージへの供給）
下穴Ｈが開孔されたナットブランクＷを、加工部治具２の検査ステージＳ１に供給するには、上述したように供給装置７が適用され、またこのときのナットブランクＷの姿勢は、下穴Ｈ（ナットの両端面）を上下に向けた立位姿勢（適正姿勢またはその逆の姿勢）で検査ステージＳ１に供給（投入）される。
特に本実施例では、ナットブランクＷは、供給装置７に設けられた傾斜台７１の上に数珠つなぎ状に並べられ、この状態で滑落しながら供給される。またナットブランクＷは、当該傾斜台７１上において一定数（例えば２２個）、数珠つなぎとなってから、検査ステージＳ１への供給が一つずつ行われるようになっている。すなわち、一例として２２個のナットブランクＷが数珠つなぎ状になってから、始めて先頭のナットブランクＷ（検査ステージＳ１の直前に位置するナットブランクＷ）が検査ステージＳ１に送り込まれるように制御される。

【0034】

このようにすることで、先頭のナットブランクＷには、その後ろ側に並んだナットブランクＷの荷重が作用するため（先頭のナットブランクＷが常に後ろからの押し込みを受けるため）、検査ステージＳ１への供給を待機しているナットブランクＷが横倒しになることはなく、下穴Ｈ（ナットの両端面）を上下に向けた姿勢が維持される。このため、検査ステージＳ１ではナットブランクＷの姿勢を検査する際、その上下だけを考慮すれば済むものである。
また検査ステージＳ１へのナットブランクＷの供給は、スライドクランプ４１の押し込み先端（Ｖ字状部分）が実加工ステージＳ２から検査ステージＳ１側に戻った時点で開始される（数珠つなぎ状のナットブランクＷが全体的に一個分だけ検査ステージＳ１側に前進する）。逆に言えば、例えば図６の平面図に示すように、スライドクランプ４１がナットブランクＷを実加工ステージＳ２に押し込んでいるとき、もしくはナットブランクＷを実加工ステージＳ２でクランプしているときには、検査ステージＳ１にスライドクランプ４１の本体部分が位置するため、ナットブランクＷの供給（供給装置７からの供給）は、遮断（中断）された状態となる。

【0035】

（２）検査ステージでの姿勢検査
以上のようにしてナットブランクＷは、一つずつ供給装置７から検査ステージＳ１に供給される（押し込まれる）。ここでナットブランクＷが検査ステージＳ１に送られて来たことは、例えば検査ステージＳ１に設けられた近接センサ５２で感知される。そして、この感知により、検査ステージＳ１に位置したナットブランクＷに、姿勢検出装置５のプローブ５１を自動的に進入させる（下降させる）ものである。
なお、上述したようにナットブランクＷに開口される下穴Ｈは、両端で開口径が異なるものであり、このため本実施例ではこの開口径の差を利用して検査ステージＳ１に供給されたナットブランクＷの姿勢を検査する。すなわち、一例として図４（ａ）に示すように、ナットブランクＷが適正姿勢（大径開口端が上、小径開口端が下）であれば、プローブ５１が下穴Ｈ内にほぼ収まるためプローブ５１の距離移動としても長くなる。一方、一例として図４（ｂ）に示すように、ナットブランクＷが非適正姿勢（大径開口端が下、小径開口端が上）であれば、プローブ５１の進入は小径側開口端に阻まれ、距離移動としても短くなる。このように本実施例では、下穴Ｈ内に進入するプローブ５１の移動距離（ここでは下降ストローク）の相違により、検査ステージＳ１に供給されたナットブランクＷの姿勢を検出するものである。
そして、この姿勢検査においてＯＫの判定が得られた適正姿勢のナットブランクＷのみを後段の実加工ステージＳ２に供給する（送り込む）ものである。一方、検査ステージＳ１でＮＧの判定が下された非適正姿勢（適正姿勢とは天地が逆）のナットブランクＷは、加工ラインから排除される。ただし、加工ラインから排除された非適正姿勢のナットブランクＷであっても、下穴Ｈ等の形状不良ではないため、再度、供給装置７に戻し、加工に供することが好ましい。

【0036】

（３）検査ステージから実加工ステージへの移送
検査ステージＳ１において適正姿勢であることが確認されたナットブランクＷは、例えば図５から図６に示すように、スライドクランプ４１の先端部（ここでは平面視Ｖ字状）によって押し込まれ、実加工ステージＳ２に移送（供給）される。また検査ステージＳ１から実加工ステージＳ２までは、上述したようにナットブランクＷの移送を案内するスライド案内溝３３が形成されており、ナットブランクＷは両サイドを当該スライド案内溝３３によって規制されながら実加工ステージＳ２まで供給される。
このようにスライド案内溝３３による規制やスライドクランプ４１の押し込み作用端が平面視Ｖ字状であること等から、ナットブランクＷは移送中も適正姿勢が維持され、実加工ステージＳ２に至るものである。つまりナットブランクＷは、検査ステージＳ１から実加工ステージＳ２への移送中に回転したり、横倒し状態にならないものである。
なお、スライドクランプ４１の作用端が平面視Ｖ字状であることから、例えば図１（ａ）に示すように、当該作用端によって押し込まれる部位（ナットブランクＷの被押圧部）が外形円柱状であれば、自動的にナットブランクＷのセンター合わせができ、実加工ステージＳ２における転造タップ１０との芯合わせが容易に行える。すなわち実加工ステージＳ２に送り込んだナットブランクＷ（下穴Ｈ）の中心を、転造タップ１０の中心に合致させ易いものである。

【0037】

（４）実加工ステージでのメネジ形成加工（メネジの塑性形成）
実加工ステージＳ２に移送されたナットブランクＷは、一例として図６の平面図に示すように、当該ナットブランクＷを押し込んできたスライドクランプ４１と、実加工ステージＳ２に固定状態に設けられている固定クランプ４２とにより挟持され、加工中、回転しないように堅固にクランプされる。すなわち、実加工ステージＳ２に移送されたナットブランクＷは、対向配置されたスライドクランプ４１と固定クランプ４２とにより構成される回り止めクランプ４によって、加工中、回転しないように強固に保持される。

【0038】

以上のように実加工ステージＳ２においてナットブランクＷを強固にクランプしたら、一例として図６の側面図（側面断面図）に示すように、ナットブランクＷの下穴Ｈに、転造タップ１０を回転させながら圧入する（ここでは転造タップ１０を回転させながら下降させる動作）。
なお、転造タップ１０による加工は、下穴Ｈの内壁面にメネジを塑性形成する加工であり（いわゆる盛り上げタップ）、切削ではないため、加工中、切り屑は出ないが、特にタップ先端の加工開始部で多くの熱を発する。そのため、この発熱を抑え（つまり転造タップ１０とナットブランクＷとの摩擦抵抗を減らし）、塑性加工を円滑に行わせるために加工開始部に液体クーラントＣを集中的に供給するものであり、以下、この供給態様について説明する。

【0039】

（５）液体クーラントの供給
実加工ステージＳ２では、上述したようにナットブランクＷを保持する端面サポート３に液体クーラントＣの吐出開口３２が形成されている。この吐出開口３２は、実加工ステージＳ２においてクランプされたナットブランクＷの下穴Ｈに臨むように開口される。このため吐出開口３２から供給（吐出）された液体クーラントＣは、一例として図６の拡大図に示すように、ナットブランクＷの小径側（下側）開口から下穴Ｈ内に至り、タップ先端の給液スペース１３に到達する。その後、この液体クーラントＣは、給液スペース１３からタップ内部を貫通する供給孔１４、導流溝１５と順次経由して、タップ外周部の転造山１２、つまり加工開始部に至り、当該部位を集中的に冷却する。
このように本発明は、液体クーラントＣを、タップ圧入方向の反対側からナットブランクＷの下穴Ｈに供給し、ここから加工中の転造タップ１０内を貫通させてタップ外周部に送るようにしており、これにより最も熱を発生する加工開始部を効果的に冷却することができる。また、このため転造タッピング加工が円滑に行え、転造タップ１０の工具寿命を長くすることができ（まる一日、転造タップ１０を交換せずに使用し続けることも可能）、転造タップ一本当たりの生産数（ナットの生産数）も増加させることができる。
もちろん、液体クーラントＣを転造タップ１０に供給する際には、上記手法（転造タップ１０の内部を通して外周側に至らせる送り方）に加え、転造タップ１０の上方側部からナットブランクＷに向けて液体クーラントＣを掛け流すようにしても構わない。
なお、主に転造タップ１０の加工開始部を冷却した液体クーラントＣは、回収して循環使用することが可能である。

【0040】

（６）加工済みナットの落下・排出
ナットブランクＷの下穴内壁面にメネジを形成し終えたら、今度は、転造タップ１０をメネジ形成時とは反対方向に回転させながら、転造タップ１０をナットブランクＷから引き抜く（ここでは上方に引き上げる）。
その後、一例として図７に示すように、ナットブランクＷを保持していた端面サポート３を実加工ステージＳ２から退去させ、実加工ステージＳ２における加工済みナット（ナットブランクＷ）の保持（下支え）を解除する。
また、このような端面サポート３による下支えを解除することに伴い、回り止めクランプ４については、スライドクランプ４１を実加工ステージＳ２から検査ステージＳ１側に幾らかスライドさせ（戻し）、加工済みナット（ナットブランクＷ）のクランプも解除する。
このようにすることで、加工済みナットに作用していた保持力が全て解除され、メネジが形成された加工済みナットは下方に落下し、適宜、コンベヤなどで回収される。

【0041】

（７）スライドクランプの戻り
また、このような加工済みナット（ナットブランクＷ）の落下後、スライドクランプ４１（先端押し込み作用部）を完全に検査ステージＳ１側に戻すことにより、一例として図５の平面図に示すように、供給装置７から検査ステージＳ１にナットブランクＷが一個、供給され、以下、上記の加工が繰り返し行われる。

【符号の説明】

【0042】

１ 転造タッピング装置
２ 加工部治具
３ 端面サポート
４ 回り止めクランプ
５ 姿勢検出装置
７ 供給装置

Ｓ１ 検査ステージ
Ｓ２ 実加工ステージ

１０ 転造タップ
１１ タップ本体
１２ 転造山
１３ 給液スペース
１４ 供給孔
１５ 導流溝

３ 端面サポート
３１ 給送路（液体クーラントの給送路）
３２ 吐出開口
３３ スライド案内溝

４ 回り止めクランプ
４１ スライドクランプ
４２ 固定クランプ

５ 姿勢検出装置
５１ プローブ
５２ 近接センサ
５３ 供給ガイド溝

７ 供給装置
７１ 傾斜台

Ｗ ナットブランク
Ｈ 下穴
Ｃ 液体クーラント（潤滑油）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】