JP2009101485A - 太径雌ねじ加工用盛上げタップ - Google Patents

Abstract

【課題】タッピングトルクの増大を効果的に軽減して呼び寸法がＭ４０×３以上の雌ねじ加工を短時間で行なえる太径雌ねじ加工用盛上げタップを提供する。
【解決手段】本体１の外周に複数のラジアル部６ａ〜６ｈがねじ状に配設されて雄ねじ２が形成され、本体１を一方向に回転させて素材の内周面をラジアル部６ａ〜６ｈによって塑性変形させることにより呼び寸法がＭ４０×３以上の雌ねじを形成する太径雌ねじ加工用盛上げタップにおいて、雄ねじ２には、先端に向って漸次小径となる食付き部３と完全山部４と後端に向って漸次小径となる後食付き部５とが軸方向に連続して形成されると共に、完全山部４におけるラジアル部６ａ〜６ｈには、ラジアル数が偶数の場合は三つに一つの割合で又は奇数の場合は一つ置きに山痩せしたラジアル部６ｃ，６ｆが形成される。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、被加工素材の下穴を塑性変形させて呼び寸法がＭ４０×３以上の雌ねじを形成する太径雌ねじ加工用盛上げタップに関する。

呼び寸法がＭ４０×３以上の太径雌ねじ加工は、従来、切削タップを使用して行なわれていました。しかし、切削タップでは、大量に発生する切屑が原因となり、タッピングトルクの増大、雌ねじ面のムシレ，カジリによる不具合、切屑の噛み込みによる刃欠け等のトラブルが多発していました。

ところで、近年、３軸制御のＮＣ（数値制御）機械が開発されてからは、タップに代わり、ねじ切りフライス・チップによる雌ねじ加工が主流になってきました。しかし、この加工方法でも、機械の精度が悪くなると雌ねじ精度が基準の精度に達しなくなったり、工具に欠けや摩耗が発生すると雌ねじ面にムシレ，カジリが発生するし、加工終了後に多量に発生した切屑を除去し、雌ねじの仕上がりを確認しないと次の工程に進めないため、高価な機械の稼働率を上げられないという不具合があった（例えば、呼び寸法がＭ６４×３で有効ねじ長７３mmの太径雌ねじ加工を３５ヶ所行なうのに４時間要していた）。

このような支障を解消し、生産性を向上させるためには、切屑が発生しない盛上げタップを使用するしかないことから、その開発が或るプラント関連のユーザからタップメーカである本出願人に強く求められ着手することに至りました。

盛上げタップは、雌ねじ加工業界では、数十年前から使用されていましたが、切削タップに比べタッピングトルクが２〜３倍大きいため、比較的に変形抵抗値の小さな非鉄金属や純鉄等の材料加工用と限定されていました。しかし、最近では、盛上げタップは、切屑が出ず、雌ねじ精度が安定する等の長所が認められ、且つタッピングマシンの剛性・チャック類の開発・切削油の改良等周辺環境が改善され、炭素鋼・合金鋼・ステンレス等変形抵抗値の大きな材料へ使用範囲が拡がって来ましたが、それでも依然として、タッピングトルクが大きいため、雌ねじの呼び寸法がＭ２０×２．５の範囲に限られていた（特許文献１参照）。

特開２００６−１１６６７４号公報

本発明の目的は、タッピングトルクの増大を効果的に軽減して呼び寸法がＭ４０×３以上の雌ねじ加工を短時間で行なえる太径雌ねじ加工用盛上げタップを提供することにある。

前記目的を達成するための本発明に係る太径雌ねじ加工用盛上げタップは、本体の外周に複数のラジアル部がねじ状に配設されて雄ねじが形成され、前記本体を一方向に回転させて素材の内周面を前記ラジアル部によって塑性変形させることにより呼び寸法がＭ４０×３以上の雌ねじを形成する太径雌ねじ加工用盛上げタップにおいて、
前記雄ねじには、先端に向って漸次小径となる食付き部と完全山部と後端に向って漸次小径となる後食付き部とが軸方向に連続して形成されると共に、
前記完全山部におけるラジアル部には、ラジアル数が偶数の場合は三つに一つの割合で又は奇数の場合は一つ置きに山痩せしたラジアル部が形成されることを特徴とする。

また、前記食付き部の長さが略４Ｐであることを特徴とする。

また、前記完全山部の長さは略４〜６Ｐであることを特徴とする。

また、前記後食付き部の長さは略１．５〜２Ｐであることを特徴とする。

また、前記雄ねじのねじ山頂部はＲ形状に丸まっていることを特徴とする。

また、前記雄ねじのねじ山谷部はＲ形状に丸まっていることを特徴とする。

前記山痩せしたラジアル部は、前，後両側面に略０．０１〜０．０５mmの山痩せ加工が施されていることを特徴とする。

前記構成の本発明によれば、完全山部に形成された山痩せしたラジアル部によりタッピングトルクの増大を軽減しつつ、また、完全山部に連続して形成された後食付き部によりタップの戻りを円滑にして、呼び寸法がＭ４０×３以上の太径雌ねじ加工を、切屑を発生することなく短時間で行なえる。

以下、本発明に係る太径雌ねじ加工用盛上げタップを実施例により図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の一実施例を示す太径雌ねじ加工用盛上げタップの側面図、図２Ａは完全山部の正断面図、図２Ｂは図２ＡのＡ矢視からの山痩せしたラジアル部の模式図、図３は完全山部の形状説明図、図４はねじ山の形状説明図である。

図１及び図２Ａ，図２Ｂに示すように、太径雌ねじ加工用盛上げタップは、その高速度鋼（ハイス）等からなる本体１の外周部に複数（図示例では八つ）のラジアル部６ａ〜６ｈがねじ状（図２Ｂの角度θ≒３°参照）に配設されて呼び寸法がＭ６４（mm）×３（mm）の雄ねじ２が形成される。

前記雄ねじ２には、先（前）端に向って漸次小径となる食付き部３と完全山部（平行ねじ部）４と基（後）端に向って漸次小径となる後食付き部５とが軸方向に連続して形成される。

また、雄ねじ２の周方向には、各ラジアル部６ａ〜６ｈ間を結ぶレリーフドロップ部７ａ〜７ｈの中間部に位置して本体１の軸方向に延びる複数条（図示例では８条）の油溝部８ａ〜８ｈが形成される。尚、図２Ａ中Ｄ１は谷径，Ｄ２は有効径，Ｄ３は外径で、Ｗはラジアル幅である。

そして、本実施例では、前記食付き部３の長さが４Ｐ(ピッチ，４山)、完全山部４の長さは４Ｐ（ピッチ，４山）、後食付き部５の長さは２Ｐ（ピッチ，２山）で、ねじ長は１０Ｐ（ピッチ，１０山）に設定されている。尚、完全山部４の長さは略４〜６Ｐで、後食付き部５の長さは略１．５〜２Ｐでも良い。

また、図４に示すように、前記雄ねじ２のＨ／８以下に設定されたねじ山頂部はＲ₁形状に丸まって形成されると共にＨ／４以下に設定されたねじ山谷部はＲ₂形状に丸まって形成される。

さらに、図２Ａ，図２Ｂ及び図３に示すように、前記雄ねじ２の完全山部４におけるラジアル部（ねじ山）６ａ〜６ｈには、正規のラジアル部（ねじ山）６ａ，６ｂ，６ｄ，６ｅ，６ｇ，６ｈの間に位置して山痩せしたラジアル部（ねじ山）６ｃ，６ｆが形成される。この山痩せしたラジアル部（ねじ山）６ｃ，６ｆは前，後両側面（フランク部）に略０．０１〜０．０５mmの山痩せ加工が施され、タッピング時に雌ねじと非接触となるようになっている。

また、山痩せしたラジアル部（ねじ山）６ｃ，６ｆは、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、雄ねじ２に例えば８つ（偶数）のラジアル部（ねじ山）６ａ〜６ｈが形成される場合は、３山に１山宛形成される。図２Ａ及び図２Ｂ中６ｃ，６ｆが山痩せしたラジアル部（ねじ山）で外径Ｄ３，谷径Ｄ１の寸法は変化しないで有効径Ｄ２のみ小さくなっている。尚、ラジアル数が奇数の場合は、１山置きに山痩せしたラジアル部（ねじ山）を形成すると好適である。

このように構成されるため、本盛上げタップを用いて高温高圧用鋳鋼（ＳＣＰＨ）等からなる素材の内周面をラジアル部６ａ〜６ｈによって塑性変形させて例えば呼び寸法がＭ６４（mm）×３（mm）の雌ねじを形成する際には、雄ねじ２の完全山部４に形成された山痩せしたラジアル部６ｃ，６ｆによりタッピングトルクの増大を軽減しつつ、また、完全山部４に連続して形成された後食付き部５によりタップの逆転時の戻りを円滑にして、切屑を発生することなく短時間（１穴２分３０秒）で加工することができる。

即ち、前記後食付き部５の形成により、完全山部４の長さを食付き部３の長さと同じく短く形成しより一層タッピングトルクの増大を軽減するようにした分、タップの逆転時には、素材の収縮の影響を強く受け、タップが戻り（抜け）不能となるのを効果的に回避することができるのである。

また、前記雄ねじ２のＨ／８以下に設定されたねじ山頂部に加えてＨ／４以下に設定されたねじ山谷部がＲ形状に丸まって形成されるので、より一層タッピングトルクの増大が軽減されると共に、コーティング等の表面処理の長寿命化が図れる。

このようにして本実施例では、雄ねじ２における完全山部４の一部山痩せ加工と食付き部３及び完全山部４の上述した長さ設定と後食付き部５の新設等により、タッピングトルクの増大軽減とタップの戻りを円滑にして、従来不可能であった呼び寸法がＭ６４（mm）×３（mm）の太径雌ねじ加工を可能にした。

尚、本願発明者等の実験等により、例えば略５ｍ／ｍｉｎのタッピングスピードで加工した場合、通常は略７００Ｎ・ｍのタッピングトルクを要するところを、本盛上げタップによれば略６００Ｎ・ｍのタッピングトルクで太径の雌ねじ加工が可能であることが解明されている。

尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、本体の材質や雄ねじの呼び寸法とラジアル部や油溝部の数の変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の一実施例を示す太径雌ねじ加工用盛上げタップの側面図である。 完全山部の正断面図である。 図２ＡのＡ矢視からの山痩せしたラジアル部の模式図である。 完全山部の形状説明図である。 ねじ山の形状説明図である。

符号の説明

１ 太径雌ねじ加工用盛上げタップの本体
２ 雄ねじ
３ 食付き部
４ 完全山部（平行ねじ部）
５ 後食付き部
６ａ，６ｂ，６ｄ，６ｅ，６ｇ，６ｈ 正規のラジアル部
６ｃ，６ｆ 山痩せしたラジアル部

Claims (7)

1. 本体の外周に複数のラジアル部がねじ状に配設されて雄ねじが形成され、前記本体を一方向に回転させて素材の内周面を前記ラジアル部によって塑性変形させることにより呼び寸法がＭ４０×３以上の雌ねじを形成する太径雌ねじ加工用盛上げタップにおいて、
   前記雄ねじには、先端に向って漸次小径となる食付き部と完全山部と後端に向って漸次小径となる後食付き部とが軸方向に連続して形成されると共に、
   前記完全山部におけるラジアル部には、ラジアル数が偶数の場合は三つに一つの割合で又は奇数の場合は一つ置きに山痩せしたラジアル部が形成されることを特徴とする太径雌ねじ加工用盛上げタップ。
2. 前記食付き部の長さが略４Ｐであることを特徴とする請求項１記載の太径雌ねじ加工用盛上げタップ。
3. 前記完全山部の長さは略４〜６Ｐであることを特徴とする請求項１記載の太径雌ねじ加工用盛上げタップ。
4. 前記後食付き部の長さは略１．５〜２Ｐであることを特徴とする請求項１記載の太径雌ねじ加工用盛上げタップ。
5. 前記雄ねじのねじ山頂部はＲ形状に丸まっていることを特徴とする請求項１記載の太径雌ねじ加工用盛上げタップ。
6. 前記雄ねじのねじ山谷部はＲ形状に丸まっていることを特徴とする請求項１記載の太径雌ねじ加工用盛上げタップ。
7. 前記山痩せしたラジアル部は、前，後両側面に略０．０１〜０．０５mmの山痩せ加工が施されていることを特徴とする請求項１記載の太径雌ねじ加工用盛上げタップ。

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