JP2003181723A

JP2003181723A - ネジ切り工具

Info

Publication number: JP2003181723A
Application number: JP2002329584A
Authority: JP
Inventors: Friedrich Schwarz; シュワルツフリードリヒ
Original assignee: Sandvik AB
Current assignee: Sandvik AB
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2003-07-02
Also published as: JP2010076093A; DE10155979A1; US6918718B2; CN1418749A; US20030108396A1; CN100379514C; EP1314506A3; EP1314506B1; DE50213815D1; EP1314506A2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】摩耗と引き裂きとを減少し、大きな耐久性を
備えたネジ切り工具を提供する。【解決手段】ネジ切り工具は、シャフトと、切削区域
とを備え、切削区域は、軸方向に平行または螺旋状に配
列した切削歯５と、切削歯の間の切屑のための幾つかの
溝６とから構成される。摩耗及び引き裂きがかなり減少
され、且つ従来のネジ切り工具より著しく長い耐久性を
備えたネジ切り工具を提供するため、及び切削歯の切刃
の損傷が少なくて且つネジ切り工具の長期の使用後であ
っても特に破損が少なくする目的のため、斜面１１の切
削歯の少なくとも一部が、それぞれの切刃８の後方に半
径方向のアンダーカット７を有するネジ切り工具を提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシャフト及び切削区
域を有するメネジを切るためのネジ切り工具に関し、切
削区域は軸方向に平行または螺旋状に配置された幾つか
のカッタ列を含み、カッタ列の各々が切削歯の群とそれ
らの群の間に配列した切屑用の溝とを備える。

【０００２】

【従来の技術】用語「ネジ切り工具」は、一般的に所謂
ネジタップ、及び所定の形式のフライスカッタも含み、
このフライスカッタはメネジを製造する程度のものであ
る。このネジ切り工具はそれ自体が、ネジ穴、具体的な
用語ではネジ用の芯穴を形成することも、または予め準
備された穴にネジを切ることも含み、この穴の直径は加
工材料に依存して且つ最終ネジ直径に一般的に比例す
る。このネジ切り工具は、その回転速度に正確に一致し
た前方移動でもって穴にネジを切り、すなわち、実質的
に平行な幾つかの群（カッタ列として既知である）とし
て配列した切削歯がそのネジを切削する。単一溝のネジ
の場合は、一つの群の切削歯の離間距離が、それぞれが
互いの後方且つ軸方向に配列し、それが正確にネジのピ
ッチに相当する。換言すればその距離はネジの高さに相
当する。

【０００３】一般的に、このようなネジ切り工具では、
すなわちその前方領域の初期切削部分では、ネジ切り工
具の外径が先端部前方から軸方向後方へと増加すること
によって、軸前方の切削歯が広い形状となり、この広い
区域が半径方向内側に存在しネジ溝を切削して、一方、
次の切削歯がさらに大きな半径で配列し、そしてこのよ
うな方法ではネジ斜面の間に存在するネジ溝を所望の深
さまで切削して、そして増加した直径がすなわち溝の底
が、ねじ切れされた溝を次第に狭くして、さらに切削歯
は狭いランドと一致した形状となる。切削歯の横断面は
作り出されるネジ溝の横断面に一致するので、切削歯の
軸方向の切刃がネジの斜面角と一致し、一方、主切刃が
ネジ溝の底を切削する。初期切刃の後方に案内領域が配
置され、カッタ列がまだ歯を備えるとはいえ、これらの
歯は切削しないかまたは僅かに切削するが、代わりにネ
ジ切り工具の連続した正確な案内を単に与える。

【０００４】特に前方切削歯、換言すればまだ充分な深
さまでネジ溝を切らない初期切削部分領域内の切削歯
は、これらの切削歯が次のネジ輪郭部分を作り出すよう
に同じ幅の形状となる。一般的にカッタ列の主切刃に隣
接する斜面は、それぞれの主切刃によって作りだされる
外周面に対して０．５〜１０度典型的には１〜２度程度
の逃げ角を有する。

【０００５】適切なネジ切り工具が所望の深さまで適切
な穴にねじ込まれた後、すなわち所望のネジが切られた
後に、軸方向後方への移動の際に、それに応じて反対方
向に回転させる必要があり、ネジのピッチに対応させ
て、すなわち、ネジ切りされたネジから効果的にネジ戻
される。しかしながら、ネジのネジ切りにおいては、加
工物の材料から必然的に切屑が生じ、特にめくら穴の場
合には、ネジを切削する際にネジ穴から部分的にだけ運
び出される。すなわち、ネジ切り工具がネジ穴からネジ
戻されるときに、いくらかの切屑が切削歯とネジ切りさ
れたネジとの間に堆積して、ネジ切りされたネジを損傷
するだけでなくて、ネジ列の磨耗及び引き裂きに大きく
寄与する。特に、例えば高合金鋼のような非常に硬い材
料の場合、切削歯の斜面に堆積した切屑が切刃の一部に
破損をもたらす。特にネジ切り工具の場合には、それら
の切削歯及び全切削区域が中実炭化物からなり、これは
特に硬質物質に好ましく使用され、切屑の付着のために
切刃の破損の危険が特に大きくなる。一般的に付着した
切屑がネジ切り工具に早期の摩耗と引き裂きをもたら
す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この背景を考慮に入れ
た、本発明の目的はこの序文に記載された特長を備えた
ネジ切り工具を提供することであり、それによって摩耗
と引き裂きとが、かなり減少され従来のネジ切り工具よ
りかなり大きな耐久性を備える。これらの利点は、例え
ば微細な鋼のような比較的硬質及び／または延性金属材
料におけるネジのネジ切りに特に目立つことに成る。特
に、本発明によって、切削歯の切刃は損傷が少なくな
り、特にネジ切り工具の長期の使用後であっても破損が
少ない。

【０００７】

【課題を解決するための手段、及び発明の効果】上記課
題は、切削歯の少なくとも一部が、それぞれの切刃後方
の斜面に半径方向のアンダーカットを備えることによっ
て解決される。

【０００８】斜面は、それぞれの切刃によって作り出さ
れる外周面に対して非常に小さく低い角度で内側に向か
って一般的に湾曲して、非常に狭い楔状の空間が斜面と
外周面との間に形成されるのにたして、本発明にしたが
い、この斜面は切刃から離れて半径方向の後方に明らか
に片寄り、すなわち切刃から見て、斜面は半径方向のア
ンダーカットを形成することを提供する。

【０００９】比較的小さな楔状の角度では、通常の切削
応力に耐えるのに充分でないので、切刃のすぐ後方の斜
面の初期区域は、切削歯の切刃領域を弱くしないため
に、依然として通常の形状を備える。しかしながら、切
刃から充分離れた距離では、斜面と切削外周面との間の
距離が記載したアンダーカットによってかなり拡大さ
れ、すなわち斜面と外周面との間の長くて非常に狭い楔
状空域がかなり増加され、この増加された逃げは切刃か
ら離れた比較的短い距離でのみ終結する。切屑がその後
この逃げに集められるけれども、切屑は逆回転するまで
いずれの問題もなく運ばれ、一方斜面と外周面との間の
非常に狭い楔状の逃げが、特に切屑がそのところに詰ま
らないように、切刃の後方すぐに非常に短い区域に対し
て限定されて残留し、すなわち、特に斜面と外周面との
間の間隙は特に切屑がその間隙に入り込まないようにま
だ狭くしておく。

【００１０】また、同様の課題が、原則的にフライスカ
ッタで発生する。このカッタは前進するときに単に穴を
形成し、遍心運動工程において逆転したときにネジを切
削する。この場合に同様の負荷が、前進するときの穴の
形成の際に切刃に生じ、このような工具で作られた穴内
の切削歯の大きな逃げのため、及び半径方向内側に向か
う斜面の削除可能性のために、切刃の損傷の危険が幾分
少なくなる。本発明は、このような工具に同様に適切で
ある。

【００１１】好ましくはアンダーカットが、切刃の後方
から少し離れた距離から始まり、その距離は外周面方向
に測定された切削歯の長さの約１０〜３０％である。こ
の距離は、好ましくは切削歯の長さ（外周面方向に測定
された）の約１５〜２５％である。この方法において所
望の効果が達成され、斜面とネジ穴の外周面との間の楔
状の空間は非常に狭くカッタ列の短い区域に限定されて
残留する。

【００１２】また、斜面に続くアンダーカットは、主に
半径方向の成分を有する返りで比較的急激に開始する場
合が好ましい。この方法において、実質的に半径方向
に、比較的急激な遷移面が、アンダーカットの底からア
ンダーカットによって影響されない斜面の部分までに形
成され、この急激な斜面上でアンダーカット内に集めら
れる切屑は、斜面の残留区域と外周面との間の残留する
狭い間隔に切屑が入り込む危険もなく、後方に容易には
移動される。

【００１３】有利なことには、切刃近くの斜面の区域か
ら続くアンダーカットの底は、軸線区域に見られるよう
に、先ず実質的に半径方向に、その後湾曲するかまた
は、単に外周面の方向に向かって角度が付けられる。こ
の方法においては、アンダーカットの底と外周面との間
に比較的一定の幅間隔があり、それが切屑を収容するに
十分な空間を備える。

【００１４】アンダーカットの底は、切削歯の後端部ま
で延び、且つ少なくとも切削歯の半分の長さに渡って外
周面方向にほぼ平行に延びる。特に、半径方向の最も内
側の点に続いて、アンダーカットの底が外周方向に実質
的に平行である時に有利であり、換言すれば、アンダー
カットの底は、切削歯によってネジ切りされたネジの壁
から大部分は一定距離にある。明らかに、アンダーカッ
トの最も深い点に続き、アンダーカットの底は再び僅か
に半径方向外側に伸び、切削歯の後端部に向かって、ネ
ジの壁とアンダーカットの底との間の距離が再び幾分減
少するようにすることも可能である。このネジの「壁」
は、それぞれの当該切削歯によって切削された溝の底で
ある。

【００１５】アンダーカットの最大深さ（半径方向に測
定された）は、ネジ切り工具の半径の２〜１０％の間に
維持する場合に特に利点が与えられる。このパーセント
値にもかかわらず、それぞれのネジ及びそれぞれのネジ
切削工の絶対的な直径にも依存するのは、小さなネジ直
径であっても、アンダーカットの深さが大きなネジ直径
より比較的大きくする必要あるためである。絶対項で
は、アンダーカット深さは０．５〜３ｍｍの範囲にある
ことが利点を与え、この場合にはアンダーカット深さは
それぞれの切削歯の切刃にも関連し、換言すれば、この
深さは切刃の半径とアンダーカットの底との違いから生
じる。

【００１６】一般的に、アンダーカットの深さが切削歯
の後端部の従来の斜面の半径方向のテーパにほぼ相当す
る場合に特に利点を備えることがいえる。一般的に従来
の斜面の相対的に一定の湾曲ために、外周面方向にほぼ
１〜２度の角度を典型的に形成し、切削歯の適切な長さ
でもって、切削歯の後端部で、半径方向のテーパはネジ
切り工具の半径の０．５〜１０％の範囲にほぼある。し
かしながら、本発明にしたがって、この半径方向のテー
パは切削歯の端部区域に限定されず、代わりに、切刃ま
で比較的広く延在し、相対的に急激な遷移が、従来の斜
面形状至るまで生じる。

【００１７】最高の適用は、本発明にしたがうアンダー
カットに対しては、軸方向の最も遠くの前方に存在する
切削歯に、換言すればすなわち初期切削領域に限定され
ることが充分に証明された。具体的には、カッタ列の最
初の２個から５個の切削歯が、相当するアンダーカット
を備える場合に一般的に充分である。軸方向のさらに後
ろに存在する切削歯は実際にもはや切削しないが、実質
的に案内する役目を有するので、そこでは切屑が形成さ
れないかまたはほとんど形成されなくて、且つこの領域
の比較的狭い斜面に切屑は集まらない。特に、初期切削
部分を形成する前方の比較的広い切削歯の場合には、斜
面の効果は特に明確であり、特に従来は、まさに前方の
切削歯であり、この切刃が特に早く摩耗する。

【００１８】本発明は、中実の炭化物から作られたネジ
切り工具において目的を達成される場合特に好ましく、
このことは、中実炭化物工具は同様に困難な物質に使用
されるので、切刃の損傷または破損の危険が特に大き
く、特に何れの場合にも中実炭化物は従来の工具工程度
よりさらに容易に破損する傾向があるためである。

【００１９】さらにその上、本発明は、ネジ切り工具に
特に有利に実施され、切削歯の群及び切屑用の溝が実質
的に軸方向に平行であり、非常に大きな螺旋ピッチを有
し、この種の工具でもって、切屑の溝によって切屑の運
搬が全く少なくて、本発明は沢山の切屑が頻繁に存在す
るというマイナス効果を回避できる。

【００２０】さらに本発明の適用の可能性及び特徴は好
ましい実施態様に次の説明及び添付した図面から証明さ
れる。

【００２１】

【発明の実施の形態、及び実施例】図１は、ネジ切り工
具を示し、シャフト２と切削部分３とを備えたネジ切り
タップ工具の概略形状を１で示す。この場合にシャフト
２は、簡単な筒状シャフトとして示されるが、しかしな
がら、対応するチャックまたは工作機械の締結チャック
がどのように形成されるかに従って別の形状にすること
ができる。切削部分３は幾つかのカッタ列４を備え、カ
ッタ列は各々が切削歯５の群から構成されてそれらの間
に切屑用の溝６を有する。この場合においては、切屑用
の溝６と、カッタの列、または切削歯のそれぞれの群
が、相対的に険しい螺旋曲線状である。

【００２２】図３は、切削部分３の拡大を示す。切削部
分３は、軸線方向に向かういわゆる初期切削部分１４と
案内区域１５とに分割される。ネジをネジ切りことによ
って作り出される切屑のほとんどの量は、もっぱら初期
切削領域１４において作り出され、一方案内部分１５は
その名が意味するように、初期切削領域の歯によってす
でにネジ切りされたネジの回転の案内として作用する。
外周面方向において、切削部分はカッタ列４と切屑用の
溝６とに分けられる。カッタ列４は、この場合は群５か
ら構成されて、この場合軸方向に延び、この前方の歯
は、すでに記載したように、初期切削部分を形成して、
且つこの後方の歯は、切削しないかまたはほんの僅かで
あり、すでに記載したように、ネジの案内のためにだけ
作用する。それによって、初期切削領域の歯は、ネジの
長さの仮想延長部の螺旋通路に沿って正確に押し進めら
れる。

【００２３】明らかなように、示されたこの状態におい
てはアンダーカット７を有するカッタ列４の残った歯５
全てに斜面を備えることが実質的に可能であるが、示さ
れた実施態様において本発明にしたがう変更は初期切削
領域１４に実質的に限定される。

【００２４】図３の切削歯の中間の群には、切削歯５の
前方さらに遠くに位置する切刃８とアンダーカット７と
が、適切な名称で参照符号がつけられる。

【００２５】図２にしたがう半径方向の断面には、そこ
に示されたネジ切り工具は、４つの群４のネジ切削歯５
と、それらの間に配置された４つの切屑用の溝６とを備
えることが明らかである。そこに示す断面には、本発明
を明確にするために、示されたネジ切削歯の三つの斜面
が従来の形状を備えるので、非常に狭い楔状間隙が外周
面１２と斜面１１との間に形成される。回転を逆転した
とき、切屑はこの間隙に食い込み、この間隙が切屑がネ
ジの壁に接触して残留するときに切刃の破損をもたら
し、且つネジ切りされた穴の逆回転があるときは、切刃
を備えた斜面が切屑を超えて圧縮する。

【００２６】しかしながら、切削歯の一つに、本発明に
したがって備えられたアンダーカットが備わり、これが
図４にさらに拡大され示される。

【００２７】図示されるように、図４は拡大して示され
た切削歯５を有する図２の断面に相当し、切削歯はアン
ダーカット７をその斜面に備えられる。切刃８に隣接し
て、斜面１１の短い区域が、点線で示される外周面１２
に対してはじめはまだ０．５〜５度の典型的に小さな角
度であり、この角度は切刃８によって作り出される。外
周面方向に測定した切削歯５の長さのほぼ１８〜２０％
である切刃８から離れて、アンダーカット７は半径方向
の斜面１１に相対的に急激な返りを有し、円形状の湾曲
した弓形に沿って、アンダーカット７の底９が、先ず斜
面区域１１の端部で開始し、半径方向に向かい、その後
弓形に沿って外周面方向に湾曲し、且つ外周面に平行な
その長さの大部分を覆うように、すなわち外周面１２の
線に平行になる。

【００２８】従来の斜面形状は、点線１１'で示され、
外周面１２に対して楔状間隙を形成する。一方、アンダ
ーカット７は、外周面１２に対して一定の幅を備えた開
放空間を形成し、例えばネジ切り工具の切れ刃８によっ
て決められる半径Ｒの約４％である。斜面区域の遷移部
でアンダーカット７の底９の比較的急激な弓形形状のた
め、アンダーカット７内に切屑をできる限り集めること
は何の問題もなく納得できるのは、ネジ切り工具が逆回
転するとき、斜面区域１１と外周面またはネジ切りされ
たネジの壁１２の間に残留する非常に狭い間隙に挿入す
ることないためである。必要ならば、切刃区域１１から
続いているアンダーカット７のこの弓状遷移部をさらに
際立つ形態にすることができ、換言すれば、点線１３で
示されるように、半径方向のアンダーカット及びアンダ
ーカットの底９をある点でさらに深くすることができ
る。アンダーカット７の第１の区域または底９のそれぞ
れが、湾曲する必要はないが、しかし代わりに真っ直ぐ
することができそして幾分半径方向内側に伸び、相当す
る険しい斜面が外周面の方向に非常に急激に屈曲する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ネジ切りタップ工具の側面図である。

【図２】図２は、ネジ切り切削歯の前方領域における軸
線にほぼ垂直なネジタップ工具を貫通する断面図であ
る。

【図３】図３は、図１の拡大図である。

【図４】図４は、図２の拡大図である。

【符号の説明】

１…ネジ切り工具２…シャフト３…切削区域４…切削歯の群５…切削歯６…切屑用の溝７…アンダーカット８…切刃９…底１１…斜面１２…外周面１３…破線１４…初期切削部分１５…案内部分または案内区域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シャフト（２）と、切削区域（３）とを
備えた、メネジを切るためのネジ切り工具（１）であっ
て、前記切削区域が、軸方向に平行かまたは螺旋状に配列し
た切削歯（５）と、切削歯の間に切屑のための幾つかの
溝（６）とから構成されるネジ切り工具において、前記切削歯（５）の少なくとも一部が、それぞれの切刃
（８）の後方の斜面（１１）に半径方向のアンダーカッ
ト（７）を備えることを特徴とするネジ切り工具。
【請求項２】前記切刃（８）の後方に離れているアン
ダーカット（７）が、外周面方向に測定した切削歯の長
さの５〜５０％好ましくは１０〜３０％の間にあること
を特徴とする請求項１記載のネジ切り工具。
【請求項３】前記斜面（１１）に続いて、アンダーカ
ット（７）は返りが切り立っていて、前記返りが主に半
径方向の成分を有することを特徴とする請求項１または
２記載のネジ切り工具。
【請求項４】軸方向の断面から見て、前記切刃近くの
区域に続いて、前記アンダーカットの底（９）が、先ず
第１に半径方向に延び、且つ外周面方向に向かって湾曲
することを特徴とする請求項３に記載のネジ切り工具。
【請求項５】前記アンダーカット（７）が、前記切削
歯の後端部に向かう外周面の方向に、且つ切削歯の少な
くとも半分の長さに渡って、実質的に平行に延びる請求
項１〜４のいずれか１項に記載のネジ切り工具。
【請求項６】半径方向の最も内側に存在する点に続い
て、前記アンダーカットの底（９）が、外周面方向に対
して実質的に平行に延びる請求項５に記載のネジ切り工
具。
【請求項７】半径方向の前記アンダーカット（７）
が、前記ネジ切り工具の半径の０．５〜１０％好ましく
は２〜４％の間の最大深さを有する請求項１〜６のいず
れか１項に記載のネジ切り工具。
【請求項８】当該切削歯でネジ切りされるネジの半径
（Ｒ）に続いて、前記アンダーカット（７）が、０．１
〜２ｍｍの深さを有することを特徴とする請求項１〜７
に記載のネジ切り工具。
【請求項９】前記アンダーカット（７）の深さが、従
来の切削歯の後端部における斜面の半径方向のテーパに
ほぼ相当することを特徴とする請求項１〜８のいずれか
１項に記載のネジ切り工具。
【請求項１０】前記アンダーカットが、それぞれのカ
ッタ列（４）の切削歯（５）の初期切削領域前方の軸方
向最も遠方にのみ備わることを特徴とする請求項１〜９
のいずれか１項に記載のネジ切り工具。
【請求項１１】前記切削歯の群（４）の前方の２〜５
個の切刃が、アンダーカットを有することを特徴とする
請求項１０に記載のネジ切り工具。
【請求項１２】前記ネジ切り工具が、中実の炭化物か
らなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項
に記載のネジ切り工具。
【請求項１３】前記切削歯（５）の群（４）と切屑用
の前記溝（６）とが、実質的に軸方向に平行に延びてい
ることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記
載のネジ切り工具。