JP2005052951A - タップ - Google Patents

Abstract

【課題】 破断したタップの先端部（１’）を、タップ（１）を長くすることなく、簡単に加工品（１０）の穴（１０Ａ）から引き抜くことができるタップを提供する。
【解決手段】 ロッド状本体（２）の中心軸に沿って横断面形状が多角形の角孔（９）を、少なくとも切断誘導部（８）の基端側から先端側にかけて凹設する。切断誘導部（８）で破断した破断面に角孔（９）が開口するので、角孔（９）へ嵌合するレンチを挿入し、加工品（１０）の穴（１０Ａ）に残されたタップ（１’）を回転させ引き出すことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、加工品の穴の内面にねじ山を切削し、雌ねじを造るタップに関し、更に詳しくは、ねじ立て作業中に加工品の穴内でタップが折れないように、シャンク部に切断誘導部が形成されたタップに関するものである。

加工品に比較的直径の小さい雌ねじを切削する場合には、先端側にねじ切り刃部と基端側にシャンク部を有するロッド状のタップが用いられる。タップのねじ切り刃部は、雄ねじに数条の刃溝をつけた形状で、ロッド状の先端に向かって先細となっていて、加工品の穴へねじ切り刃部を圧入しながら回転し、穴の内面に雌ねじを切りながら、加工したねじに案内されて前進する。

タップの回転操作は、シャンク部の基端を、手動の場合には専用ハンドル、スパナを、機械加工の場合には、ねじ立て盤やターレット旋盤に取り付けて行っているが、いずれの場合であっても、切りくずが加工部に詰まったり、タップと穴の軸ずれなどの影響でタップに過大なトルクが発生した場合には、一度逆回転させて戻しながら、再び正回転させ、加工した雌ねじに沿って前進させている。

しかしながら急激に異常なトルクが発生した場合には、この回避作業が間に合わずにタップが加工穴内で破損し、破損したタップの先端側が加工品の穴内に残り、取り出せないという問題があった。そこで、従来、加工品の穴には入らないシャンク部へ切断誘導部を形成し、タップを破損させるような異常なトルクが発生した場合には、切断誘導部で破断させ、破損したタップの加工穴からの取り出しを容易にしたタップが知られている。（例えば、特許文献１）。

実開平６−６３２３０号公報（要約、図１）

この従来のタップ１００を、図５を用いて説明すると、タップ１００は、鋼材でロッド状に加工されたロッド状本体１０１の先端側にねじ切り刃部１０２と基端側にシャンク部１０３が形成されている。

シャンク部１０３の基端は、四角柱状に加工されたシャンク四角部１０３ａとなり、シャンク四角部１０３ａをスパナ、ターレット旋盤等のコレット、チャックで把持し、タップ１００をロッド状の中心軸回りで回転自在としている。また、シャンク部１０３の先端側には、その表面からリング状の凹溝１０４ａが凹設されることにより切断誘導部１０４が形成されている。

このように構成されたタップ１００は、ロッド状本体１０１の中心軸に沿った全体で、切断誘導部１０４の捩り断面係数Ｚは、凹溝１０４が凹設されることにより最小となる。その結果、異常なトルクが中心軸回りに発生しロッド状本体１０１の剪断強さを越える応力が発生した場合に、切断誘導部１０４において破断する。従って、ねじ立て作業中に加工品の穴内でねじ切り刃部１０２が切断されることがなく、穴内にその一部が残り取り出せなくなるという問題が解決される。

上述の従来のタップ１００では、破断し穴内に残されたタップ１００の先端側を取り出す際に、穴から突出するシャンク部１０３を逆回転させながら引き抜くものであるが、切断誘導部１０４から先端側のシャンク部１０３には、基端のシャンク四角部１０３ａのように、スパナ、ターレット旋盤等のコレット、チャックで把持しる平面部が形成されていないので、充分な逆方向のトルクを得にくく、タップ１００を逆回転させ穴から引き抜く操作が困難となっていた。

この為、切断誘導部１０４とねじ切り刃部１０２の間にも、基端のシャンク四角部１０３ａと同様の平面部を形成することも考えられるが、タップ１００の全長が長くなり、余分な材料を使用することになると共に、タップ１００を把持する基端のシャンク四角部１０３ａとねじ切り加工部であるねじ切り刃部１０２とが離間するので、穴の中心軸とタップ１００の回転軸のずれが拡大され、ねじ立て作業の際にかえって破断させるような過大なトルクが発生しやすくなるものであった。

また、タップ１００のロッド状本体１０１は、鋼材のように、加工品を切削可能な堅い材料で形成しているので、異常なトルクを受けて破断する際には、切断誘導部１０４の砕片が飛び散り、危険なものであった。

本発明の目的は、破断したタップの先端部を、タップを長くすることなく、簡単に加工品の穴から引き抜くことができるタップを提供することにある。

また、異常なトルクを受けてタップが破断しても、砕片が飛び散ることがない安全なタップを提供することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１のタップは、先端側にねじ切り刃部と、基端側にシャンク部を有するロッド状本体からなる雌ねじ加工用タップであって、ロッド状本体の回転軸回りで発生するトルクが上昇した際に、最初に破断する切断誘導部をシャンク部に形成するとともに、ロッド状本体の中心軸に沿って横断面形状が多角形の角孔を、少なくとも切断誘導部の基端側から先端側にかけて凹設したことを特徴とする。

角孔が切断誘導部を交差してロッド状本体の中心軸に沿って凹設されるので、異常なトルクが発生し、切断誘導部がその剪断強さを越えて破断すると、破断面に角孔が開口する。角孔に嵌合する形状のレンチを破断面に開口する角孔へ挿入することにより、レンチの回転で破断したタップを逆回転させ、加工品の穴から引き抜くことができる。

また、中心軸に沿って角孔が凹設されることにより、その周囲より捩りの断面係数Ｚが小さくなり、最初に破断する切断誘導部の形成が容易になる。

請求項２のタップは、鋼材からなるロッド状本体を、切断誘導部を除いて焼き入れし、切断誘導部の横弾性係数Ｇをロッド状本体の最小値とすることを特徴とする。

鋼材からなるロッド状本体を、切断誘導部を除いて焼き入れし、切断誘導部の横弾性係数Ｇをロッド状本体の最小値とすると、切断誘導部の部位で、ロッド状本体の回転軸回りの捩り剛さが最小値となり、破断しやすい。

また、切断誘導部は、焼き入れを行わないので、他の部分に比べて柔らかく、破断してもその砕片が飛び散りにくい。

請求項１の発明によれば、切断誘導部より先端側にタップを回転させる為の平面部を設けずに、破断したタップの先端側を簡単に加工品の穴から引き抜くことができる。

また、角孔を凹設することにより捩り断面係数Ｚが小さくなるので、外周面からリング状の深い凹溝等を形成せずに、そのまま、若しくはわずかな加工で切断誘導部を形成できる。

請求項２の発明によれば、焼き入れを行わない切断誘導部の部位で、ロッド状本体の回転軸回りの捩り剛さが最小値となり、更に、その内方には中立軸に沿って角孔が凹設されているので、断面係数Ｚが小さくなり、容易に、切断誘導部を中立軸回りのトルクの上昇で最初に破断する部位とすることができる。

また、切断誘導部で破断しても砕片が飛び散りにくく、安全にねじ立て作業を行うことができる。

以下、図１乃至図３の図面を参照して本発明の一実施形態に係るタップ１を説明する。図１に示すように、本実施の形態に係るタップ１は、鋼材で細長に形成されたロッド状本体２で構成され、ロッド状本体２の先端側（図中下方）は、ねじ切り刃部３と、基端側（図中上方）は、シャンク部４となっている。

ねじ切り刃部３の表面には、雌ねじを切削する雄ねじ５が形成され、雄ねじ５は、長手方向の表面に沿った３条の刃溝６により１２０度間隔の３カ所に分離されている。刃溝６は、雌ねじを切削する際に発生する加工品１０の切り屑が切削の障害とならないように、切り屑を一時的に収容するものである。ねじ切り刃部３の外径は、内面に雌ねじを形成しようとする加工品１０の穴１０Ａの内径よりわずかに長く、また、その先端は先細りに形成され、穴１０Ａへの圧入が容易となるようにしている。

シャンク部４は、基端の連結部７を除き円柱状に形成され、その外径は、図示するように、ねじ切り刃部３の外径よりやや長くなっている。連結部４は、図２に示す専用ハンドル１１の外筒部１１ａ内に嵌合する四角柱状に形成され、これにより、専用ハンドル１１の回転をタップ１に伝達している。

シャンク部４の中央には、中心軸と直交する円周方向に沿って、リング状の凹溝８が凹設され、また、シャンク部４の中心軸に沿って、連結部４の上端面から凹溝８の部位よりやや先端側（ねじ切り刃部３側）まで、横断面形状が六角形状の角孔９が凹設されている。

シャンク部４の中心軸回りで回転するタップ１のトルクＴに対して、タップＴの横断面係数をＧ、捩りの断面係数をＺとすれば、トルクＴにより発生する最大捩り応力τｍａｘは、τｍａｘ＝Ｔ／Ｚで表され、トルクＴが上昇した際に、同一材料であれば、捩りの断面係数Ｚが最小値となる位置で破断する。本実施の形態において、中心軸に沿って角孔９が形成され、更にその表面側に凹溝８が凹設された部位の捩りの断面係数Ｚが最小値となるので、凹溝８の形成部位を異常なトルクＴが発生した場合に最初に破断する切断誘導部とすることができる。

すなわち、本実施の形態によれば、角孔９が凹設された部位に、角孔９と交差するように凹溝８を凹設することにより、単に凹溝を形成するより浅い凹溝８を形成するだけの簡単な加工で切断誘導部を形成できる。

図２は、このように構成したタップ１を用いて、加工品１０の穴１０Ａに雌ねじを切るねじ立て作業を示すもので、図示するように専用ハンドル１１のハンドル１１ｂを回転させ、タップ１の雄ねじ５で雌ねじを切る。

専用ハンドル１１に過剰な操作力を加えたり、切り屑詰まり、タップ１の軸ずれ等により、タップ１に異常なトルクが発生すると、切断誘導部８において剪断強さを越える応力が生じ図３に示すように破断する。切断誘導部８が破断すると、その破断面には角孔９が開口する。従って、図示するように、角孔９に内嵌する六角レンチ１２を、角孔９へ差し込み、加工した雌ねじに対して後退するように破断したタップ１’を回転させ、タップ１’を穴１０Ａから取り出すことができる。

図４は、上述のタップ１と異なる方法で切断誘導部２１を形成した本発明の第２の実施の形態に係るタップ２０を示すもので、第１実施の形態と同一の構成には、同一番号を付してその説明を省略する。

タップ１は、鋼材からなるロッド状本体２の全体に焼き入れを行って、ねじ切り刃部３に加工品を加工する加工強度を得ているが、本実施の形態に係るタップ２０は、切断誘導部２１を形成しようとする部位（図中ｘで表示）を除く全体に焼き入れを行わなう。すなわち、焼き入れを行わない切断誘導部２１では、他の部分に比較して柔らかく横断面係数Ｇが低くなり、捩りの断面係数Ｚは横断面係数Ｇに比例するので、同一横断面形状であれば、最初に剪断強さを越える応力が発生する。

すなわち、角孔９が凹設されることにより捩りの断面係数Ｚが他より小さくなった部位に更に焼き入れを行わない部位を残すことにより、外側面から凹溝を形成することなく、その部位を最初に破断する切断誘導部２１とすることができる。

このタップ２０を用いれば、異常なトルクが発生した際に、切断誘導部２１において破断するが、破断部分は比較的柔らかい材料で形成されているので、破断の際の衝撃で砕片が飛び散ることがなく、周囲の作業者が怪我をする危険もなくなる。

破断して穴１０Ａに残されたタップ２０は、破断面に角孔９が開口するので、上述の実施の形態と同様に、六角レンチ１２を挿入して抜き出すことができる。

上述の実施の形態では、横断面形状が六角形状の角孔９であったが、レンチの回転を残されたタップ１’、２０へ伝達できるものであれば、多角形のいずれの横断面形状であってもよい。

本発明は、雌ねじを加工するタップに適している。

本発明の第１実施の形態に係るタップ１である。 タップ１を用いてねじ立て作業を行う行程を示す縦断面図である。 残されたタップ１’を取り出す行程を示す縦断面図である。 本発明の第２実施の形態に係るタップ２０を用いてねじ立て作業を行う行程を示す縦断面図である。 従来のタップ１００を示す部分省略斜視図である。

符号の説明

１、２０ タップ
２ ロッド状本体
３ ねじ切り刃部
４ シャンク部
８、２１ 切断誘導部
９ 角孔

Claims (2)

1. 先端側にねじ切り刃部（３）と、基端側にシャンク部（４）を有するロッド状本体（２）からなる雌ねじ加工用タップであって、
   ロッド状本体（２）の回転軸回りで発生するトルクが上昇した際に、最初に破断する切断誘導部（８）をシャンク部（４）に形成するとともに、
   ロッド状本体（２）の中心軸に沿って横断面形状が多角形の角孔（９）を、少なくとも切断誘導部（８）の基端側から先端側にかけて凹設したことを特徴とするタップ。
2. 鋼材からなるロッド状本体（２）を、切断誘導部（２１）を除いて焼き入れし、切断誘導部（２１）の横弾性係数Ｇをロッド状本体（２）の最小値としたことを特徴とする請求項１記載のタップ。

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