JP2005508258A - ねじ切り用タップおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

細長い本体を有するねじ切り用タップは、工具に接続されるように適合されたコネクタ部分（４）を第１の端部に備え、またねじ部分（６）が導入される開口部の壁部のねじ部をねじ切るための前記ねじ部分を第２の端部に備え、前記ねじ部分（６）に、前記本体の円周方向の少なくとも２つの切断エッジ（１５）が設けられ、前記切断エッジ（１５）の各々は、前記本体の長手方向延長部から略半径方向に延在する側面部分（１０）の一体周辺部であり、前記側面部分（１０）は、前記壁部から切断されたチップを除去するために前記本体の長手方向延長部のチップ除去縦溝（１２、１３、１４）を前記側面部分の間で画定し、側壁（１６、１８、２０）を有する前記側面部分（１０）の少なくとも１つは、チップ破断部材（２２）を構成する細長いリッジ（２２）によって分離される１対の細長い凹面に分割される。本発明によれば、前記チップ除去縦溝（１２、１３、１４）は少なくとも部分的に螺旋状に賦形される。本発明はまた、このようなねじ切り用タップを製造するための方法に関する。
【選択図】図２Ａ

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具に接続されるように適合されたコネクタ部分を第１の端部に備え、かつ、ねじ部分が導入される開口部の壁部のねじ部をねじ切るための前記ねじ部分を第２の端部に備えた細長い本体を有するねじ切りタップであって、前記ねじ部分は、前記本体の円周方向に少なくとも２つの切断エッジ（cutting edge）が設けられ、前記切断エッジの各々は、前記本体の長手方向延長部から略半径方向に延在する側面（flank）部分の一体化された周辺部であり、前記側面部分は、前記壁部から切断されたチップを除去するために前記本体の長手方向延長部のチップ除去縦溝を前記側面部分の間で画定（define）し、側壁を有する前記側面部分の少なくとも１つにチップ破断部材が設けられる、細長い本体を有するねじ切り用タップに関するものである。
【０００２】
本発明はまた、このようなねじ切り用タップを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
この種類のねじ切り用タップはＵＳ−Ａ−２１４５８１９から公知である。この文献に記述された切断タップは真っ直ぐなチップ除去縦溝を有する。このような縦溝は、チップの輸送が劣り、縦溝内にチップの蓄積を引き起こす危険があるので不利である。この文献のタップは、比較的低い切断速度でしか使用できない不都合も蒙る。
【０００４】
他のねじ切り用タップがＪＰ−Ａ−６１１３６７２６およびＪＰ−Ａ−６１１３６７２５から公知であり、これらによれば、チップ破断部材は側面部分の表面のへこみ（indentation）である。しかし、チップ破断部材を実現するための側面部分の機械加工は複雑なので、このへこみの形状のチップ破断部材は、真っ直ぐな縦溝タップにしか適用できないので不利である。中央開口部を通した潤滑剤の導入およびチップ輸送の両方のために空間がなければならないので、この文献はまた、より大きな直径のねじ切り用タップについて述べているに過ぎない。
【０００５】
さらに他のチップ破断部材が設けられたねじ切り用タップがＳＵ−Ａ−１０３９６６１から公知である。この文献に記述されたチップ破断部材は側面部分の表面に配置されない。
【０００６】
【特許文献１】
ＵＳ−Ａ−２１４５８１９明細書
【特許文献２】
ＪＰ−Ａ−６１１３６７２６明細書
【特許文献３】
ＪＰ−Ａ−６１１３６７２５明細書
【特許文献４】
ＳＵ−Ａ−１０３９６６１明細書
【特許文献５】
ＵＳ−Ａ−４７０８５４２明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、チップ取扱い特性を改良するねじ切り用タップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、前記チップ除去縦溝が少なくとも部分的に螺旋状に賦形される冒頭に規定した種類のねじ切り用タップによって実現される。
【０００９】
また、前記チップ除去縦溝を少なくとも部分的に螺旋形状に形成するステップを含む冒頭に規定した種類の方法によって実現される。
【００１０】
これらにより、チップの絡みや蓄積なしに高い切断速度で使用できるねじ切り用タップが実現される。
【００１１】
細長いリッジ（ridge）は、前記凹面の直接の相互接続によって形成されたエッジとすることが適切である。これにより、鋭利かつ明確なチップ破断部材が実現され、チップ破断の制御を可能にする。
【００１２】
代わりとして、細長いリッジは凸面によって形成される。
【００１３】
少なくとも前記表面は摩擦低減コーティングによってコーティングされるのが好ましい。これにより、チップの輸送が改良される。それのみならず、耐久力も増大する。
【００１４】
前記コーティングは窒化物を含有することが適切である。特に、前記コーティングはＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣＮおよびＣｒＮのいずれでもよい。この場合、硬質表面が得られる。
【００１５】
前記チップ除去縦溝はそれらのほぼ全長にわたって螺旋状に賦形されるのが有利である。
【００１６】
好ましくは、本体の軸方向延長部と前記チップ除去縦溝の各々の延長部との間の角度は１０°〜５０°、特に１０°〜２５°である。
【００１７】
これにより、ねじ部を盲孔内に高速で形成するために適切なねじ切り用タップが実現されるが、この理由は、チップがチップ除去縦溝内で盲孔から離れて、すなわちねじ切り用タップのコネクタ部分に向かって、輸送されるからである。
【００１８】
代わりとして、前記チップ除去縦溝は部分的に真っ直ぐにかつ部分的に螺旋状に賦形され、前記螺旋状に賦形された縦溝は第２の端部に最も近接して配列される。
【００１９】
本体の軸方向延長部とチップ除去縦溝の各々の延長部との間の角度は１°〜１５°とすることが適切である。
【００２０】
これにより、ねじ部を貫通孔内に高速で形成するために適切なねじ切り用タップが得られるが、この理由は、チップがチップ除去縦溝内で貫通孔から離れて、すなわちねじ切り用タップから離れて、輸送されるからである。
【発明の効果】
【００２１】
金属の部片に、ドリル加工または成形のいずれかによって、貫通孔または盲孔が設けられる。孔内にねじを切るために、本発明によるおよび孔よりも僅かに大きな一般径を有するねじ切り用タップが使用される。ある圧力をタップに加えつつタップをその長手方向軸線を中心に回転して、タップを孔内に切り込んで、ねじを形成するようにする。切断中、孔を画定する金属部片の壁部からチップは切り取られ、チップ破断部材の働きでチップは小さく、また少なくとも部分的に螺旋状のチップ除去縦溝内でチップが輸送されて捨てられる。この結果、本発明によるねじ切り用タップは、高い切断速度で使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１Ａは、従来技術の真っ直ぐな縦溝付きタップ２の側面図であり、コネクタ部分４とねじ部分６と中間部分８とを有する細長い本体を備える。ねじ部分は、本体の長手方向において、３つの真っ直ぐな縦溝１２、１３、１４によって分割された３つの側面９、１０、１１（図１Ｂ参照）を有する。側面１０の周辺部には切断エッジ１５が設けられる。縦溝１２、１３、１４によって分割された切断エッジ１５は、仮想の連続的な螺旋ねじを共に形成する。縦溝１２は、側面９の側壁１６と側面１０の側壁１７とによって画定され、側壁１７は側壁１６に相互接続（interconnect）される。同様に、縦溝１３は側面１０の側壁１８と側面１１の側壁１９とによって画定され、また縦溝１４は側面１１の側壁２０と側面９の側壁２１とによって画定される。さらに、側壁１８と１９、および側壁２０と２１はそれぞれ相互接続される。
【００２３】
側壁１６、１８および２０の各々は、細長い凹面を有し、これに対し、側壁１７、１９および２１の各々は、エッジ形状の細長いリッジ２２によって分割された１対の細長い凹面を有する。
【００２４】
真っ直ぐな縦溝付きタップは、ねじ部を貫通孔ならびに盲孔に形成するために適切である。チップは縦溝の長手方向延長部の両方向に輸送される。しかし、チップが縦溝内に蓄積する危険性がある。
【００２５】
図２Ａは螺旋縦溝付きタップ２’（渦巻き縦溝付きタップとも呼ばれる）の側面図である。このようなタップには、螺旋縦溝１２、１３、１４（図２Ｂ参照）を画定する側壁１６、１７と１８、１９と２０、２１とをそれぞれ有する螺旋状側面９、１０、１１が設けられる。
【００２６】
図２Ａには、軸方向延長部と螺旋縦溝の延長部との間の角度、いわゆる縦溝角度がαで示されている。縦溝角度は１０°〜５０°の間にあることが好ましい。しかし、最善の結果は１０°〜２５°の間の縦溝角度によって実現される。
【００２７】
同様に本実施態様では、側壁１６、１８および２０の各々は細長い凹面を有し、また側壁１７、１９および２１の各々は、エッジ形状の細長いリッジ２２によって分割された１対の細長い凹面を有する。
【００２８】
チップはコネクタ部分に向かう方向に、すなわち盲孔から離れて縦溝内で輸送されるので、螺旋縦溝付きタップは、ねじ部を盲孔に形成するために、適切である。
【００２９】
図３Ａは、角度を付けて鋭くしたタップ２”（スパイラルポイントタップとも呼ばれる）の側面図である。このようなタップは、真っ直ぐな部分２４と角度付き部分２６とに分割されたねじ部分６を有する。真っ直ぐな部分は、それらの間に真っ直ぐな縦溝１２、１３、１４をそれぞれ有する真っ直ぐな側面９、１０、１１を有する。角度付き部分２６では、側面９、１０、１１および縦溝１２、１３、１４は、真っ直ぐな縦溝に対し角度を付けて、すなわち本体の長手方向延長部に対し角度を付けて、形成される。
【００３０】
同様に本実施態様では、側壁１７、１９および２１は、エッジ形状の細長いリッジ２２によって分割された１対の細長い凹面を有する。各エッジは側面および縦溝の長手方向延長部の形状に従う。したがって、エッジは真っ直ぐな部分２４で真っ直ぐであり、本体の長手方向延長部に対して角度を成す。
【００３１】
チップは縦溝内でタップから離れた方向に、貫通孔から離れて輸送されるので、角度を付けて鋭くしたタップは、ねじ部を貫通孔に形成するために、特に適切である。本実施態様では、縦溝角度は、最善の性能のために１°〜１５°の間にあることが好ましい。
【００３２】
図３Ａのタップには、ねじ部を形成すべき孔に冷却剤流体を供給するためのルーメン（lumen）２７も設けられる。このような流体は圧縮空気、あるいは油と水または油と空気のエマルジョンとすることができる。
【００３３】
図４には、代わりのチップ破断部材が示されている。凹面の間のエッジの代わりに、リッジ２２を形成する凸面がそれらの相互接続のために設けられる。
【００３４】
上述のすべての実施態様では、縦溝１２〜１４を画定する側壁１６〜２１の表面には、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣＮまたはＣｒＮのような窒化物を含有するコーティング２８が設けられる。コーティングは表面の摩擦を低減し、その硬度および耐久力を増大する。
【００３５】
本発明によれば、記述したコーティングは不必要である。しかし、試験によれば、従来技術のチップ破断部材が設けられたねじ切り用タップを用いて機械加工することによってもたらされるチップの形状は、縦溝の表面がコーティングされるか否かに応じて、全く異なる形状をとることが実証されている。これによると、チップはより長くなり、縦溝内で絡む危険性を引き起こす。
【００３６】
しかし、本発明によるチップ破断部材が設けられ、かつこのような摩擦低減コーティングによってコーティングされた縦溝を画定する壁部を有する図１〜図４に示したねじ切り用タップは、チップの絡みが防止されるような小さなサイズのチップを形成することが実証されている。
【００３７】
ＵＳ−Ａ−４７０８５４２から公知のように、タップのねじ部には、ねじ部を切断しつつ摩擦を低減するための摩擦低減コーティングを付与することが可能である。しかし、そのタップのチップ縦溝にはコーティングは付与されない。
【００３８】
図２Ａ、図２Ｂおよび図４に関連して記述したタップには、流体を供給するためのルーメンを付与し得る。さらに、側面および縦溝それぞれの数は、３つ以上または未満でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】チップ破断部材が設けられた従来技術のねじ切り用タップの図面である。
【図１Ｂ】図１Ａに示したねじ切り用タップの底面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施態様によるねじ切り用タップの図面である。
【図２Ｂ】図２Ａに示したねじ切り用タップの底面図である。
【図３Ａ】本発明の第２の実施態様によるねじ切り用タップの図面である。
【図３Ｂ】図３Ａに示したねじ切り用タップの底面図である。
【図４】代わりのチップ破断部材が設けられたねじ切り用タップの底面図である。

Claims (24)

1. 工具に接続されるように適合されたコネクタ部分（４）を第１の端部に備え、かつ、ねじ部分（６）が導入される開口部の壁部のねじ部をねじ切るための前記ねじ部分を第２の端部に備えた細長い本体を有するねじ切り用タップであって、前記ねじ部分（６）は、前記本体の円周方向の少なくとも２つの切断エッジ（１５）が設けられ、前記切断エッジ（１５）の各々は、前記本体の長手方向延長部から略半径方向に延在する側面部分（１０）の一体周辺部であり、前記側面部分（１０）は、前記壁部から切断されたチップを除去するために前記本体の長手方向延長部のチップ除去縦溝（１２、１３、１４）を前記側面部分の間で画定し、側壁（１６、１８、２０）を有する前記側面部分（１０）の少なくとも１つにチップ破断部材（２２）が設けられる細長い本体を有するねじ切り用タップにおいて、前記チップ除去縦溝（１２、１３、１４）は少なくとも部分的に螺旋状に賦形されることを特徴とするねじ切り用タップ。
2. 前記側壁（１６、１８、２０）は、チップ破断部材（２２）を構成する細長いリッジ（２２）によって分離された１対の細長い凹面に分割される請求項１に記載のねじ切り用タップ。
3. 前記細長いリッジ（２２）は、前記凹面の直接の相互接続によって形成されたエッジである請求項２に記載のねじ切り用タップ。
4. 前記細長いリッジ（２２）は、凸面によって形成される請求項２に記載のねじ切り用タップ。
5. 前記表面は、摩擦低減コーティング（２８）によってコーティングされる請求項１から４までのいずれか１項に記載のねじ切り用タップ。
6. 前記コーティングは、窒化物を含有する請求項５に記載のねじ切り用タップ。
7. 前記コーティングは、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣＮおよびＣｒＮのいずれかである請求項５または６に記載のねじ切り用タップ。
8. 前記細長い本体は、前記ねじ部分への流体供給を可能にするために、前記コネクタ部分から前記ねじ部分に延在する少なくとも１つのルーメン（２７）を画定する請求項１〜７のいずれか１項に記載のねじ切り用タップ。
9. 前記チップ除去縦溝（１２、１３、１４）は、それらのほぼ全長にわたって螺旋状に賦形される請求項１から８までのいずれか１項に記載のねじ切り用タップ。
10. 前記本体の軸方向延長部と前記チップ除去縦溝の各々の延長部との間の角度（α）は、１０°〜５０°、特に１０°〜２５°である請求項９に記載のねじ切り用タップ。
11. 前記チップ除去縦溝（１２、１３、１４）は、部分的に真っ直ぐにかつ部分的に螺旋状に賦形され、前記螺旋状に賦形された縦溝が前記第２の端部に最も近接して配列される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のねじ切り用タップ。
12. 前記本体の軸方向延長部と前記チップ除去縦溝の各々の延長部との間の角度（α）は、１°〜１５°である請求項１１に記載のねじ切り用タップ。
13. 第１の端部と第２の端部とを有する細長い本体を有する細長いブランク（blank）を選択するステップと、
    円周方向周辺に切断エッジ（１５）を有する少なくとも１つのねじ部を前記ブランクの端部に形成するステップと、
    側壁を有する側面（９、１０、１１）部分が２つの隣接縦溝の間に形成されるように、前記ねじ部を横断する少なくとも２つのチップ除去縦溝（１２、１３、１４）を形成するステップと、
    前記側面部分の側壁に少なくとも１つのチップ破断部材を形成するステップと、
    を含むねじ切り用タップを製造する方法において、前記チップ除去縦溝を少なくとも部分的に螺旋の形状に形成することを特徴とする方法。
14. 細長いリッジ（２２）によって側壁の１対の細長い凹面表面を分離することにより前記チップ破断部材を形成するステップを含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記リッジをエッジとして形成するステップを含む請求項１４に記載の方法。
16. 前記リッジを凸面として形成するステップを含む請求項１４に記載の方法。
17. 摩擦低減コーティング（２８）で前記表面をコーティングするステップを含む請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 窒化物を含有するコーティングによって前記表面をコーティングするステップを含む請求項１７に記載の方法。
19. ＴｉＣＮ、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＡｌＣＮおよびＣｒＮのいずれかを含有するコーティングによって前記表面をコーティングするステップを含む、請求項１７または１８に記載の方法。
20. 前記コネクタ部分から前記ねじ部分に延在する少なくとも１つのルーメン（２７）を形成するステップを含む請求項１３〜１９のいずれか１項に記載の方法。
21. 前記チップ除去縦溝（１２、１３、１４）をそれらのほぼ全長にわたって螺旋形状に形成することを含む請求項１３〜２０のいずれか１項に記載のねじ切り用タップ。
22. 前記本体の軸方向延長部と前記チップ除去縦溝の各々の延長部との間の角度（α）が１０°〜５０°、特に１０°〜２５°であるように、前記チップ除去縦溝を形成することを含む請求項２１に記載のねじ切り用タップ。
23. 前記チップ除去縦溝（１２、１３、１４）を部分的に真っ直ぐな形状および部分的に螺旋の形状に形成することを含み、前記螺旋状に賦形された縦溝は、前記第２の端部に最も近接して形成される請求項１３〜２０のいずれか１項に記載のねじ切り用タップ。
24. 前記本体の軸方向延長部と前記チップ除去縦溝の各々の延長部との間の角度（α）が１°〜１５°であるように、前記チップ除去縦溝を形成することを含む請求項２３に記載のねじ切り用タップ。