JP2006320993A

JP2006320993A - ねじれ溝タップのねじ研削用砥石、およびドレッサ

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Publication number: JP2006320993A
Application number: JP2005145445A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Matsushita; 敬之松下
Original assignee: OSG Corp
Current assignee: OSG Corp
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-18
Also published as: JP4632859B2

Abstract

【課題】進み側フランクおよび追い側フランクの逃げ形状が異なるねじれ溝タップを能率的に製造できるようにして製造コストを低減する。
【解決手段】ねじ研削用砥石４２は、仕上げ研削用の第１研削山３２および第２研削山３４がねじ山１４のピッチＰの２倍の間隔２Ｐだけ軸方向に離間して設けられているとともに、一方の第１研削山３２は進み側フランク２６のみを研削加工するように断面形状が定められている一方、他方の第２研削山３４は追い側フランク２８のみを研削加工するように断面形状が定められているため、ねじれ溝２２のねじれよって両フランク２６、２８に対する研削加工のタイミングがずれ、カム形状４４に倣ってねじ研削用砥石４２を周期的に接近離間させるだけで、進み側フランク２６および追い側フランク２８に異なる逃げ形状の逃げが設けられる。
【選択図】図４

Description

本発明はねじれ溝タップに係り、特に、進み側フランクおよび追い側フランクの逃げ形状が異なるねじれ溝タップを能率的に製造する技術に関するものである。

おねじを分断するねじれ溝に沿って切れ刃が設けられているねじれ溝タップにおいて、進み側フランクおよび追い側フランクの逃げ形状を異ならせたものが提案されている。特許文献１に記載のタップはその一例で、切れ刃のすくい角が正となる側のフランクには逃げ角が負となる二番取り（逃げ面加工）が施されており、タップ立ての際に安定したリード送りが行われるようになる。
実公昭６２−３７６１５号公報

しかしながら、このように進み側フランクと追い側フランクとで逃げ形状を異ならせる場合、従来は別々に研削加工を行っていたため、加工工数が増えて能率が悪く、製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、進み側フランクおよび追い側フランクの逃げ形状が異なるねじれ溝タップを能率的に製造できるようにして製造コストを低減することにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、おねじを分断するねじれ溝に沿って切れ刃が設けられているねじれ溝タップを製造する際に、軸心まわりに回転駆動されつつタップ素材に対して前記おねじに沿って相対移動させられるとともに相対的に接近離間させられることにより、そのおねじのねじ山の進み側フランクおよび追い側フランクを研削加工するねじ研削用砥石であって、(a) 仕上げ研削用の一対の研削山が、前記おねじのピッチＰの２以上の整数倍だけ軸方向に離間して設けられているとともに、(b) その一対の研削山の一方の第１研削山の一対の側面のうち前記進み側フランクを研削する側の側面は、加工すべきめねじのフランク角と同じ角度で傾斜させられ、反対側の側面は、前記追い側フランクと干渉しないように退避させられている一方、(c) 前記一対の研削山の他方の第２研削山の一対の側面のうち前記追い側フランクを研削する側の側面は、前記フランク角と同じ角度で傾斜させられ、反対側の側面は、前記進み側フランクと干渉しないように退避させられていることを特徴とする。

なお、第１研削山および第２研削山は何れも一方の側面のみで研削加工を行うことから、その断面形状を適宜設定することが可能であるため、それ等の研削山の軸方向の離間寸法は、研削山そのものの中心間距離を意味するのではなく、研削山が挿入されるおねじのねじ溝の中心間距離を意味する。

第２発明は、第１発明のねじれ溝タップのねじ研削用砥石をドレッシングするためのドレッサであって、前記第１研削山および前記第２研削山に対応する断面形状の一対のドレッサ溝を備えていることを特徴とする。

本発明のねじ研削用砥石においては、仕上げ研削用の一対の研削山がおねじのピッチＰの２以上の整数倍だけ軸方向に離間して設けられているとともに、一方の第１研削山は進み側フランクを研削するように一方の側面がめねじのフランク角と同じ角度で傾斜させられ、他方の第２研削山は追い側フランクを研削するように一方の側面がめねじのフランク角と同じ角度で傾斜させられている一方、各研削山の反対側の側面は何れもフランクと干渉しないように退避させられているため、一対の第１研削山および第２研削山により進み側フランクおよび追い側フランクが別々に研削加工されることになる。その場合に、第１研削山および第２研削山は２ピッチ以上離間しているとともに、それ等によって研削加工される進み側フランクおよび追い側フランクは、ねじれ溝によってタップ素材の軸心まわりにずれているため、両フランクに対する研削加工のタイミングがずれ、例えば所定のカム形状に倣ってねじ研削用砥石を周期的に接近離間させるだけで、進み側フランクおよび追い側フランクに異なる逃げ形状の逃げを形成することができる。

このように、単一のねじ研削用砥石を用いて、１回の研削加工で、逃げ形状が異なる進み側フランクおよび追い側フランクを同時に研削することができるため、ねじれ溝タップを能率的に製造できるようになり、製造コストが低減されるとともに、熟練を要することなく容易に高い精度で所定の逃げ形状を形成することができる。

また、第１研削山および第２研削山の一対の側面のうち研削加工に供される側の側面は、何れも加工すべきめねじのフランク角と同じ角度で傾斜させられているため、進み側フランクおよび追い側フランクの歯たけ方向の全域に亘って所定の逃げを設けることができる。

一方、このようなねじ研削用砥石をドレッシングするための第２発明のドレッサについても、実質的に同様の効果が得られる。

本発明は、２枚刃や３枚刃、４枚刃等のねじれ溝タップを製造する場合に好適に適用され、ねじれ溝のねじれ方向は右ねじれであっても左ねじれであっても良く、ねじれ角も適宜定められる。ねじれ角が小さいと、第１研削山および第２研削山による進み側フランクおよび追い側フランクに対する研削加工のタイミングのずれが小さくなるが、それ等の第１研削山および第２研削山の離間寸法を大きくすれば、研削加工のタイミングのずれが大きくなり、進み側フランクおよび追い側フランクの逃げ形状を異ならせることができる。第１研削山および第２研削山の離間寸法が、例えばおねじのピッチＰの２倍だけ離間している場合は、ねじれ溝のねじれ角が１５°以上であることが望ましい。

一対の研削山は、おねじのピッチＰの２以上の整数倍、例えば２Ｐ或いは３Ｐだけ軸方向に離間して設けられる。

進み側フランクおよび追い側フランクの逃げ形状は、ねじ研削用砥石をタップ素材に対して周期的に接近離間させるカム形状等によって定められ、逃げ角が正の逃げ部や逃げ角が負の逃げ部、或いは逃げ角が０°のマージン部が設けられる。すくい角が正の側のフランクには、逃げ角が負の逃げ部や逃げ角が０°のマージン部を設けることが望ましく、それ等に続いて、反対側のフランクと共に逃げ角が正の逃げ部が設けられるようにすることが望ましい。

第１研削山および第２研削山の一対の側面のうち研削加工に関与しない反対側の側面は、例えば加工すべきめねじのフランク角より小さな傾斜角度で、例えばめねじのフランク角よりも５°以上小さな角度であれば干渉が略防止され、めねじのフランク角が３０°であれば２５°以下の傾斜角度とすることが適当である。反対側の側面の傾斜角度が、一方の側面と同様に加工すべきめねじのフランク角と同じで、断面が対称的な三角形状を成している場合でも、反対側の側面を全体的に一方の側面に接近するように退避して設ければ、おねじのねじ山のフランクと干渉しないようにすることができるなど、反対側の側面の形状は適宜設定できる。

上記研削山の両側面の形状は、干渉研削などを考慮して適宜定められ、断面形状において必ずしも直線である必要はない。

本発明のねじ研削用砥石をドレッシングするドレッサとしては、ダイヤモンドロータリドレッサ或いはクラッシングロールなどが好適に用いられる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、右ねじ用の３枚刃のねじれ溝タップ１０を示す図で、軸心と直角方向から見た正面図であり、ねじ立て盤などに把持されて回転駆動されるシャンク１２と、加工すべきめねじのねじ溝に対応する形状のねじ山１４を有するおねじが設けられたおねじ部１６とを、同一の軸線上に一体に備えている。おねじ部１６には、先端程小径となるテーパ形状の食付き部１８と、径寸法が一定の完全山部２０とが設けられているとともに、右まわりにねじれた３本のねじれ溝２２が形成されている。上記ねじ山１４は、このねじれ溝２２によって複数に分断されており、その一端部、すなわち回転切削方向であってシャンク１２側からみて右まわり方向の端部には、それぞれ切れ刃２４が形成されている。ねじれ溝２２のねじれ角は１５°以上で、本実施例では２０°程度である。

図２の(a) は、おねじ部１６の一部を展開するとともに、ねじ山１４を有効径部分で切断して斜線を付した図で、(b) は、(a) においてねじれ溝２２により分断された一つのねじ山１４を拡大して示す図である。前記切れ刃２４は、加工すべきめねじと同じリードＬの右巻きのつる巻き線上に配列されており、図２の一点鎖線はリードＬのつる巻き線と平行な直線で、ねじ山１４の進み側フランク２６および追い側フランク２８に対応する線である。これ等の進み側フランク２６および追い側フランク２８にはそれぞれ逃げが設けられているが、進み側フランク２６側の切れ刃２４ａは鋭角であることから、その切れ刃２４ａ側の所定範囲に逃げ角が負の第１逃げ部（面取り）２６ａが設けられ、その第１逃げ部２６ａに続いてヒールに至るまで逃げ角が正の第２逃げ部２６ｂが設けられている一方、追い側フランク２８側の切れ刃２４ｂは鈍角であるため、その切れ刃２４ｂからヒールに至るまで逃げ角が正の逃げが設けられている。このようなねじ山１４のフランク２６、２８の逃げは、本実施例では食付き部１８および完全山部２０を含むおねじ部１６の全域に設けられているが、食付き部１８だけなどおねじ部１６の一部の逃げ形状を異ならせるだけでも良い。

そして、このようなねじれ溝タップ１０は、被加工物に予め設けられた下穴内に食付き部１８側からねじ込まれることにより、その食付き部１８に設けられた切れ刃２４によって下穴の内周面にめねじを切削加工するとともに、切り屑はねじれ溝２２内を通ってシャンク１２側へ排出される。その場合に、右ねじ、右ねじれ溝の本実施例のねじれ溝タップ１０においては、進み側フランク２６側の切れ刃２４ａが鋭角で、追い側フランク２８側の切れ刃２４ｂが鈍角であることから、切削加工時に軸心方向の先端側へ向かう推力が発生するが、本実施例では進み側フランク２８に逃げ角が負の第１逃げ部２６ａが設けられているため、先端方向へ向かう推力で切れ刃２４ａが切り込み過ぎることが防止される。これにより、ねじれ溝２２に起因するリード送りのずれが抑制され、正規のリードでねじれ溝タップ１０が螺進させられるようになって、めねじを高い精度で切削加工できる。

一方、このように逃げ形状が異なる進み側フランク２６および追い側フランク２８は、図３に示すように、前記３本のねじれ溝２２が設けられたタップ素材３０を用意することにより、仕上げ研削用の第１研削山３２および第２研削山３４が軸方向に離間して設けられたねじ研削用砥石４２を用いて、前記おねじ部１６のねじ山１４を研削加工する際に、同時に形成することができる。すなわち、ねじ研削用砥石４２の軸心Ｓがタップ素材３０の軸心Ｏに対して、ねじ山１４のリード角と同じ傾斜角度θだけ傾斜する姿勢で配置するとともに、ねじ研削用砥石４２を軸心Ｓまわりに回転駆動しつつ、タップ素材３０のねじ山１４に沿って相対移動するように、例えばタップ素材３０を軸心Ｏまわりに回転させつつ軸心Ｏ方向へ移動させる際に、進み側フランク２６および追い側フランク２８の逃げ形状に合わせて、例えば図４の(c) に示すカム形状４４を有するカムを用いてねじ研削用砥石４２をタップ素材３０に対して相対的に接近離間させれば、逃げ形状が異なる進み側フランク２６および追い側フランク２８を研削加工できる。図３の(a) はタップ素材３０の軸方法から見た正面図で、(b) は軸心ＯおよびＳの関係を示す平面図、(c) はねじ研削用砥石４２の外周研削面の凹凸形状を示す拡大断面図である。

上記ねじ研削用砥石４２は、本発明のねじ研削用砥石の一実施例に相当するもので、第１研削山３２および第２研削山３４は、前記おねじのねじ山１４のピッチＰ（＝リードＬ）の２倍だけ軸方向に離間して設けられており、図４の(a) に示すように、その内側に位置する側面３２ａ、３４ａにより軸方向に隣接する一対のねじ山１４の外側に位置する進み側フランク２６、追い側フランク２８をそれぞれ研削加工するようになっている。ねじ研削用砥石４２には、図３の(c) に示すように上記仕上げ研削用の第１研削山３２および第２研削山３４の他に、粗研削用の複数の研削山として第３研削山３６、第４研削山３８、第５研削山４０が設けられている。これ等の研削山３６〜４０は、研削山３２、３４と同じくピッチＰの２倍２Ｐの間隔で設けられているが、何れも両側面の傾斜角度が加工すべきめねじのフランク角と同じ角度αの対称形状を成しているとともに、高さ寸法が第５研削山４０へ向かうに従って低くされており、その第５研削山４０側からタップ素材３０に切り込んでそれぞれ両フランク２６、２８を研削加工することにより、対称的な三角形状のねじ山１４を形成し、引き続いて仕上げ研削用の第１研削山３２および第２研削山３４によって両フランク２６、２８に仕上げ研削が行われる。

上記第１研削山３２は、前記追い側フランク２８と干渉することなく進み側フランク２６のみを研削加工するように、一対の側面３２ａ、３２ｂのうち進み側フランク２６を研削する内側の側面３２ａは、加工すべきめねじのフランク角と同じ角度αで傾斜させられているが、反対の外側の側面３２ｂは、追い側フランク２８と干渉しないようにフランク角よりも５°程度小さい傾斜角度βで傾斜させられており、全体として断面が非対称の三角形状を成している。また、第２研削山３４は、進み側フランク２６と干渉することなく追い側フランク２８のみを研削加工するように、一対の側面３４ａ、３４ｂのうち追い側フランク２８を研削する内側の側面３４ａは上記角度αで傾斜させられているが、反対の外側の側面３４ｂは角度βで傾斜させられており、全体として断面が非対称の三角形状を成している。本実施例では、めねじのフランク角すなわち上記角度αは３０°で、角度βは約２５°である。

そして、図４の(b) に示す展開図から明らかなように、軸方向に連続するねじ山１４はねじれ溝２２のねじれに沿って軸心Ｏまわりに傾斜しているため、軸方向に２Ｐだけ離間している第１研削山３２および第２研削山３４による研削加工のタイミングがずれ、第１研削山３２による進み側フランク２６の研削加工はカム形状４４の領域Ｋ１で行われ、第２研削山３４による追い側フランク２８の研削加工は領域Ｋ２で行われる。すなわち、第１研削山３２による進み側フランク２６の研削加工は、第２研削山３４による追い側フランク２８の研削加工に先行して開始されるのであり、領域Ｋ２よりも前のａｂ間ではねじ研削用砥石４２がタップ素材３０から離間させられることにより、進み側フランク２６に逃げ角が負の前記第１逃げ部２６ａが設けられる。また、ｂ点からは、ねじ研削用砥石４２がタップ素材３０に対して接近させられるようになり、ｂｄ間において進み側フランク２６に逃げ角が正の第２逃げ部２６ｂが設けられると同時に、ｃｅ間で追い側フランク２８に逃げ角が正の逃げが設けられる。図４の(b) の各部のフランクのうち、一点鎖線は研削山３２、３４による仕上げ研削が行われる前、すなわち前記第３研削山３６による研削加工の形状で、点線は今回仕上げ研削が行われる部分で、実線は既に仕上げ研削が行われた部分である。

図５は、上記ねじ研削用砥石４２をドレッシングする際に好適に用いられるダイヤモンドロータリドレッサ５０を示す図で、外周研削部５２には、それぞれ前記第１研削山３２〜第５研削山４０に対応する断面形状のドレッサ溝５４〜６２が、それ等の研削山３２〜４０と同じ間隔、すなわちおねじ部１６のねじ山１４のピッチＰの２倍の間隔２Ｐで設けられている。ドレッサ溝５４、５６は、それぞれ第１研削山３２、第２研削山３４に対応して一対の内壁面の傾斜角度が異なる非対称の三角形状を成している。このダイヤモンドロータリドレッサ５０は第２発明のドレッサの一実施例で、図５の(a) はダイヤモンドロータリドレッサ５０の一部を切り欠いた正面図、(b) は外周研削部の拡大断面図、(c) はドレッサ溝５４、５６の拡大断面図である。

このように、本実施例のねじ研削用砥石４２は、仕上げ研削用の第１研削山３２および第２研削山３４がおねじ部１６のねじ山１４のピッチＰの２倍の間隔２Ｐだけ軸方向に離間して設けられているとともに、一方の第１研削山３２は進み側フランク２６のみを研削加工するように断面形状が定められている一方、他方の第２研削山３４は追い側フランク２８のみを研削加工するように断面形状が定められているため、それ等の一対の第１研削山３２および第２研削山３４により進み側フランク２６および追い側フランク２８が別々に研削加工されることになる。その場合に、第１研削山３２および第２研削山３４は２Ｐだけ離間しているとともに、それ等によって研削加工される進み側フランク２６および追い側フランク２８は、ねじれ溝２２によってタップ素材３０の軸心まわりにずれているため、両フランク２６、２８に対する研削加工のタイミングがずれ、カム形状４４に倣ってねじ研削用砥石４２を周期的に接近離間させるだけで、進み側フランク２６および追い側フランク２８に異なる逃げ形状の逃げを形成することができる。本実施例では、進み側フランク２６には逃げ角が負の第１逃げ部２６ａに続いて逃げ角が正の第２逃げ部２６ｂが設けられる一方、追い側フランク２８には切れ刃２４ｂからヒールに至るまで逃げ角が正の逃げが設けられる。

そして、単一のねじ研削用砥石４２を用いて、１回の研削加工で、逃げ形状が異なる進み側フランク２６および追い側フランク２８を同時に研削することができるため、ねじれ溝タップ１０を能率的に製造できるようになり、製造コストが低減される。また、カム機構を用いて前記カム形状４４に倣ってねじ研削用砥石４２を接近離間させるだけで、熟練を要することなく容易に高い精度で所定の逃げ形状を形成することができる。

また、第１研削山３２および第２研削山３４の一対の側面３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂのうち研削加工に供される側の側面３２ａ、３４ａは、何れも加工すべきめねじのフランク角と同じ角度αで傾斜させられているため、進み側フランク２６および追い側フランク２８の歯たけ方向の全域に亘って所定の逃げを設けることができる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。

本発明のねじ研削用砥石を用いて逃げ形状が異なるフランクが形成されたねじれ溝タップの一例を示す正面図である。図１のねじれ溝タップのおねじ部のねじ山形状を説明する図で、ねじ山を有効径で切断して斜線を付したものであり、(a) はおねじ部の展開図、(b) は一つのねじ山を拡大して単独で示した図である。図１のねじれ溝タップのねじ山を研削加工する際の加工方法を説明する図で、(a) はタップ素材の軸方法から見た正面図、(b) は平面図、(c) はねじ研削用砥石の外周部の形状を拡大して示した断面図である。図３のねじ研削加工において、仕上げ研削用の一対の研削山による研削加工のタイミングがねじれ溝のねじれによってずれたり、それに伴って両フランクの逃げ形状が変化したりすることを説明する図で、(a) はタップ素材とねじ研削用砥石との接触状態を示す図で、(b) はおねじ部の展開図で、(c) はねじ研削用砥石を接近離間させるカム形状を示す図である。図３に示すねじ研削用砥石をドレッシングするダイヤモンドロータリドレッサの一例を示す図で、(a) は一部を切り欠いた正面図、(b) は外周研削部の拡大断面図、(c) は仕上げ研削用の一対の研削山をドレッシングするドレッサ溝の拡大断面図である。

符号の説明

１０：ねじれ溝タップ１４：ねじ山１６：おねじ部２２：ねじれ溝２４：切れ刃２６：進み側フランク２８：追い側フランク３０：タップ素材３２：第１研削山３４：第２研削山４２：ねじ研削用砥石５０：ダイヤモンドロータリドレッサ（ドレッサ）５４、５６：ドレッサ溝

Claims

おねじを分断するねじれ溝に沿って切れ刃が設けられているねじれ溝タップを製造する際に、軸心まわりに回転駆動されつつタップ素材に対して前記おねじに沿って相対移動させられるとともに相対的に接近離間させられることにより、該おねじのねじ山の進み側フランクおよび追い側フランクを研削加工するねじ研削用砥石であって、
仕上げ研削用の一対の研削山が、前記おねじのピッチＰの２以上の整数倍だけ軸方向に離間して設けられているとともに、
該一対の研削山の一方の第１研削山の一対の側面のうち前記進み側フランクを研削する側の側面は、加工すべきめねじのフランク角と同じ角度で傾斜させられ、反対側の側面は、前記追い側フランクと干渉しないように退避させられている一方、
前記一対の研削山の他方の第２研削山の一対の側面のうち前記追い側フランクを研削する側の側面は、前記フランク角と同じ角度で傾斜させられ、反対側の側面は、前記進み側フランクと干渉しないように退避させられている
ことを特徴とするねじれ溝タップのねじ研削用砥石。
請求項１に記載のねじれ溝タップのねじ研削用砥石をドレッシングするためのドレッサであって、
前記第１研削山および前記第２研削山に対応する断面形状の一対のドレッサ溝を備えていることを特徴とするドレッサ。