JP2009172754A - タップ - Google Patents

Abstract

【課題】機械の保持部におけるタップ装着方式如何によらず内部供給されたクーラントを十分かつ確実にサイドスルー溝に導入することができると共にミスト加工にも適用することができるサイドスルー方式のタップを提供する。
【解決手段】ねじ部１１の外周に形成された複数のタップ溝１５と、シャンク部１２の外周に、その前端部から後端部に亙って一連に、前記タップ溝の少なくとも一つと連通するように形成されたサイドスルー溝１６と、を備えたタップにおいて、前記シャンク部の後端面に、機械の保持部側から内部供給されたクーラントを前記サイドスルー溝に導入するための導入溝１８を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、クーラントがねじ部とシャンク部の外周に一連に形成した溝を介して刃先部分（加工ポイント）に供給される所謂、サイドスルー方式のタップに関する。尚、クーラントとは、冷却剤，水溶性又は不水溶性切削油剤，ミスト（気体中に含まれる液体微粒子），コールドエアー等を含み、タップ（ねじ切り）加工等において刃先部分（加工ポイント）の冷却・潤滑と切屑（粉）排出用に供されるものを言う。

一般に、切削タップや盛上げタップによるタップ（ねじ切り）加工等においては、タップ中心部に形成した油穴より、切削油剤等を刃先部分（加工ポイント）に供給・浸透させることで、冷却・潤滑等を良好にしてタップ（工具）の寿命を向上させている。

ところが、上述したような所謂、センタースルー方式のタップにおいては、例えばＭ６未満の小径タップでは、タップ強度が不足することからタップ中心部に油穴を形成することが不可能であった。換言すれば、タップの小径化が図れないという問題点があった。

加えて、センタースルー方式のタップには、油止め栓と横出し穴が有ることから再研削が難しいことや、油穴径が小さいために再循環される切削油剤中に含まれて切屑除去用フィルターを通過した切屑が油穴や横出し穴に詰まり、切削油剤が十分に加工ポイントに供給されなかったりして工具寿命を短くするという問題点もあった。

そこで、本出願人は、先に、特許文献１で切削油剤がねじ部とシャンク部の外周に一連に形成した溝を介して刃先部分（加工ポイント）に供給される所謂、サイドスルー方式のタップを提案した。

これは、図１４に示すように、切削タップ１００のねじ部１０１の外周には、切屑排出用と切削油剤供給用を兼ねたタップ溝１０２が周方向に単数又は複数（図示例では単数）形成されると共に、シャンク部１０３の外周には、小径部１０４から四角部１０５に亙って一連に、前記タップ溝１０２の少なくとも一つと連通するサイドスルー溝１０６が周方向に単数又は複数（図示例では単数）形成される。

そして、この切削タップ１００の外周には、ねじ部１０１の後端部からシャンク部１０３の後部寄りに亙って、所定の長さの筒状のカバー１０７が被嵌され、タップ加工の際に、前記サイドスルー溝１０６から切削油剤が大気に放散されないようにした。尚、前記サイドスルー溝１０６へは当該切削タップ１００のシャンク部１０３をコレットチャック１０９を介して保持するマシニングセンターのスピンドル１０８から内部給油される。

これによれば、簡単な手段でワークＷにおける下穴１１０の加工ポイント（刃先部分）に十分かつ確実に切削油剤を供給することができ、冷却・潤滑等が良好に行われて高速加工が可能となると共に工具寿命の延命が図れる。また、センタースルー方式と異なり、油止め栓と横出し穴が無いことからタップの再研削が簡単に行えると共に、サイドスルー溝１０６によるタップの剛性低下が無いことからＭ６未満のサイズにも採用できるという利点がある。

特開２００２−１５４０１２号公報

しかしながら、前述したようなサイドスルー方式のタップにあっては、マシニングセンターのスピンドル等に装着されて内部給油される際に、シャンク部１０３（厳密には四角部１０５）の後端面をスピンドル等の被付当て面に付き当てることで装着される方式の場合には、シャンク部の外周に形成されてシャンク部の後端面に開口したサイドスルー溝がスピンドル１０８等の被付当て面で閉塞されることから内部給油された切削油剤がサイドスルー溝１０６に導入されず、切削油剤等を刃先部分（加工ポイント）に供給・浸透させることができないという不具合が生じた。また、ミスト加工に適用しようとした場合、サイドスルー溝１０６が筒状のカバー１０７で被われるので、遠心力で大気中に放散するミストがカバー１０７の内面に付着・堆積するなどして、刃先部分（加工ポイント）には、十分な量が供給されないという不具合もあった。

因みに、図１４に示すような装着方式では、シャンク部１０３（厳密には四角部１０５）の後端面が開放されているので、サイドスルー溝１０６は閉塞されずに内部給油された切削油剤が円滑に導入される。

そこで、本発明の目的は、機械の保持部におけるタップ装着方式如何によらず内部供給されたクーラントを十分かつ確実にサイドスルー溝に導入することができると共にミスト加工にも適用することができるサイドスルー方式の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タップは、
ねじ部の外周に形成された複数のタップ溝と、
シャンク部の外周に、その前端部から後端部に亙って一連に、前記タップ溝の少なくとも一つと連通するように形成されたサイドスルー溝と、
を備えたタップにおいて、
前記シャンク部の後端面に、機械の保持部側から内部供給されたクーラントを前記サイドスルー溝に導入するための導入部を形成したことを特徴とする。

また、
前記導入部は、前記シャンク部の後端面に形成されたセンター穴又はザグリ穴と前記サイドスルー溝とを連通する導入溝であることを特徴とする。

また、
前記サイドスルー溝は、通り穴・止まり穴共用タップの場合は、前記ねじ部のタップ溝数の半分宛形成され、当該サイドスルー溝の溝数に対応した数で前記導入溝が形成されることを特徴とする。

また、
前記サイドスルー溝は、通り穴用タップの場合は、前記ねじ部のタップ溝数と同数とし、当該サイドスルー溝の溝数に対応した数で前記導入溝が形成されることを特徴とする。

また、
前記導入部は、前記シャンク部の後端面に形成されるセンター穴を前記サイドスルー溝と連通すべく大径化することで形成されることを特徴とする。

また、
前記センター穴又はザグリ穴は、前記クーラントが前記導入溝に導入される際に漏斗効果が発揮されるように可及的に大きく形成したことを特徴とする。

また、
前記クーラントはミストであることを特徴とする。

前記構成の本発明によれば、例えシャンク部の後端面が機械のツーリング側の被付当て面に付き当てられて装着されたとしても、機械の保持部側から内部供給されたクーラントは導入部を介して十分かつ確実にタップのサイドスルー溝に導入され、刃先部分（加工ポイント）に供給・浸透させることができる。即ち、機械の保持部におけるタップ装着方式を問わない汎用性に富んだタップを提供することができるのである。また、サイドスルー溝は筒状のカバー等で被われることなくオープンなので、大気中に放散するミストが筒状のカバー等に付着・堆積することがなく、ミスト加工にも容易に適用でき、環境対策や省資源上有効である。

以下、本発明に係る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は本発明の実施例１を示す切削タップがマシニングセンターのスピンドルに装着された状態の断面図、図２はシャンク部における四角部の端面に形成された導入溝の説明図であり、同図Ａは要部側面図、同図Ｂは要部端面図、同図Ｃは要部断面図、図３は本発明の作用説明図であり、同図Ａは四角部の端面図、同図Ｂは四角部の断面図、図４は従来の作用説明図であり、同図Ａは四角部の端面図、同図Ｂは四角部の断面図、図５はセンター穴(同図Ａ)及びザグリ穴(同図Ｂ)の説明図、図６はセンター穴及びザグリ穴の規格図、図７は各種導入部の説明図、図８は各種導入部の説明図であり、同図Ａは図７Ａ及び図７Ｂの側面図、同図Ｂは図７Ｃ及び図７Ｄの側面図、図９はサイドスルー溝及び導入溝の規格図である。

図１に示すように、後述するサイドスルー方式の切削タップ１０がマシニングセンター（機械）のスピンドル（保持部）２０にコレットチャック２１を介して装着される。コレットチャック２１は、シール部材２２を介してナット２３をスピンドル２０にねじ込むことで、切削タップ１０を回転不能に保持し得るようになっている。

図１中２４はスピンドル２０の内部供給孔２５にねじ込まれたスリーブで、切削タップ１０の後端面が付き当てられることで当該切削タップ１０の軸方向取付位置を調整可能にするものである。尚、切削タップ１０はマシニングセンターのスピンドル２０に代えて、タッピングマシーン等の機械のツーリング（保持部）にホルダーを介して装着される場合もある。

そして、前記内部供給孔２５には、機外のタンク２６内の水溶性又は不水溶性の切削油剤（クーラント）がモータ２７に駆動されるポンプ２８によりバルブ２９の開弁時に供給されるようになっている。

前記切削タップ１０は、図示しないワークの下穴にねじ切りを施すためのねじ部１１とシャンク部１２とからなると共に、シャンク部１２の前端部には小径部１３が、また後端部には前記スピンドル２０とは保持方式が異なるスピンドルに回り止めされて係合するための四角部１４が形成される。

前記ねじ部１１の外周には、切屑（粉）排出用と冷却・潤滑用の切削油剤供給用を兼ねたタップ溝１５が周方向に複数形成されると共に、前記シャンク部１２の外周には、小径部１３から四角部１４に亙って一連に、前記タップ溝１５の少なくとも一つと連通するサイドスルー溝１６が周方向に単数又は複数形成される。

前記サイドスルー溝１６は、通り穴・止まり穴共用タップの場合は、前記ねじ部１１のタップ溝数の半分宛形成され、通り穴用タップの場合は、前記ねじ部１１のタップ溝数と同数形成されると好適である。即ち、通り穴・止まり穴共用タップで止まり穴の場合は、半分のタップ溝１５及びサイドスルー溝１６が冷却・潤滑用の切削油剤供給用となり、後の半分のタップ溝が切屑（粉）排出用となると共に、通り穴用タップの場合は、全部のタップ溝１５及びサイドスルー溝１６が冷却・潤滑用の切削油剤供給用となるのである。

そして、本実施例では、前記シャンク部１２における四角部１４の後端面に、スピンドル２０の内部供給孔２５から内部給油された切削油剤を後述するセンター穴１７を介して前記サイドスルー溝１６に導入するための導入溝（導入部）１８が形成される。

前記導入溝１８は、図２に示すように、通り穴用タップの場合は、全てのサイドスルー溝１６に切削油剤を導入できるように、サイドスルー溝１６の溝数が４本であれば十文字状に４本形成される（シャンク部１２の要部端面を示す図２Ｂ参照）一方、通り穴・止まり穴共用タップの場合は、前述したようにサイドスルー溝１６の溝数が４本であれば例えば一文字状に２本形成すれば良い。

このように構成されるため、例えば切削タップ１０がマシニングセンターのスピンドル２０に対し、そのシャンク部１２における四角部１４の後端面がスピンドル２０側におけるスリーブ２４の被付当て面に付き当てられて装着された場合、従来では、図４に示したように、スピンドル２０の内部供給孔２５より吐出されてセンター穴１７に供給された切削油剤は、センター穴１７から即溢れ出し四角部１４の後端面の四方八方に放散されて元々閉じられているサイドスルー溝１６には導入されずに前述したようにシャンク部１２の後端面から漏れていたのである。

ところが、本発明では、図３に示すように、スピンドル２０の内部供給孔２５から内部給油された切削油剤は、四角部１４の後端面に形成したセンター穴１７及び導入溝１８を介して、所謂漏斗効果（広い場所から狭い場所へ液体を注ぐ）により、十分かつ確実に切削タップ１０のサイドスルー溝１６に導入され、刃先部分（加工ポイント）に供給・浸透させられる。即ち、マシニングセンターのスピンドル２０におけるタップ装着方式を問わないのである。

この結果、刃先部分（加工ポイント）の冷却・潤滑が良好となって高速加工が可能となると共に工具寿命の延命が図れることに加えて、タップ装着方式を問わない汎用性に富んだ切削タップを提供することができる。もちろん、サイドスルー方式であるため、油止め栓と横出し穴が無いことから、タップの再研削が簡単に行える。また、サイドスルー溝１６によるタップの剛性低下が無いことからＭ６未満のサイズにも採用できる。

また、本出願人により、今回、タップ研削時におけるタップ保持用としてシャンク部１２の後端面に形成されるセンター穴１７や通常のセンター穴に追設されたザグリ穴１７Ｂにおいて、図５及び図６に示すように、ｄ１，ｄ２，Ｌ，Ｌｃ等の各種寸法を規格化した。

これによれば、通常のタップよりセンター穴１７を深く加工し、角度θ（θ≒６０°）の傾斜穴部１７ａの最大内径ｄ２を極端に大きくすることにより、油溜まりを大きくしたので、スピンドル２０の内部供給孔２５より吐出される切削油剤を狭い導入溝１８に前述した漏斗効果によりほぼ全量をロスなく分岐して流入させることができる。また、シャンク径がＭ２０以上と太くなるとセンター穴１７のような穴形状１での加工が困難なため、ザグリ穴１７Ｂのような穴形状２での油溜まりを設けることにより同一効果を発揮させられます。

加えて、前述したサイドスルー溝１６や導入溝１８においても、図７乃至図９に示すように、その溝本数やｂ１，ｂ２，Ｌ１，Ｌ２等の各種寸法を規格化した。

これによれば、シャンク径がＭ６以下と小さくなると導入溝１８の加工が困難となるので、導入溝１８の加工は行わず、シャンク部１２の後端面に形成されるセンター穴１７をサイドスルー溝１６と連通すべく大径化することで導入部を形成する（図７Ａの形状：１と図７Ｂの形状：２参照）。また、図７Ａの形状：１と図７Ｃの形状：３は通り穴・止まり穴共用タップとし、図７Ｂの形状：２と図７Ｄの形状：４は通り穴用タップとしている。

図１０は本発明の実施例２を示す切削タップがマシニングセンターのスピンドルに装着された状態の断面図である。

これは、実施例１における内部供給孔２５に、切削油剤に代えて、油室３１とコンプレッサー等を含むミスト生成室３２とからなるミスト装置３０からミスト（クーラント）を供給するようにして、ミスト加工に本タップを適用した例であり、その他の構成は実施例１と同様なので重複する説明は省略する。尚、ミスト加工には、上述した油のみによる油ミスト法に限らず、水と油を混合した水＋油ミスト法が有り、本タップは水＋油ミスト法にも適用できる。

これによれば、実施例１と同様の作用・効果に加えて、サイドスルー溝１６は筒状のカバー等で被われることなくオープンなので、大気中に放散するミストが筒状のカバー等に付着・堆積することがなく、ミスト加工にも容易に適用でき、廃油量の低減等により環境対策や省資源上有効となる利点が得られる。

図１１は本発明の実施例３を示す盛上げタップがマシニングセンターのスピンドルに装着された状態の断面図、図１２はサイドスルー溝の説明図であり、同図Ａは通り穴・止まり穴共用タップの正面図、同図Ｂは通り穴用タップの正面図である。

これは、実施例１の切削タップに代えて、本発明を盛上げタップに適用した例である。即ち、図示しないワークの下穴に雌ねじを形成するために、形成すべき雌ねじに対応するラジアル部がねじ状に配設されたねじ部１１Ａとシャンク部１２Ａとからなると共に、シャンク部１２Ａの前端部には小径部１３Ａが、また後端部にはスピンドル２０とは保持方式が異なるスピンドルに回り止めされて係合するための四角部１４Ａが形成される。

そして、前記ねじ部１１Ａの外周には、冷却・潤滑用の切削油剤供給用のタップ溝（油溝）１５Ａが周方向に複数形成されると共に、前記シャンク部１２Ａの外周には、小径部１３Ａから四角部１４Ａに亙って一連に、前記タップ溝１５Ａ少なくとも一つと連通するサイドスルー溝１６Ａが周方向に単数又は複数形成される。

前記サイドスルー溝１６は、図１２に示すように、通り穴・止まり穴共用タップの場合は、前記ねじ部１１Ａのタップ溝数の半分宛形成され（図１２Ａ参照）、通り穴用タップの場合は、前記ねじ部１１Ａのタップ溝数と同数形成される（図１２Ｂ参照）と好適である。また、前記シャンク部１２Ａにおける四角部１４Ａの後端面に、実施例１と同様に、スピンドル２０の内部供給孔２５から内部給油された切削油剤を図示しないセンター穴（図３Ａのセンター穴１７参照）を介して前記サイドスルー溝１６Ａに導入するための導入溝１８Ａが形成される。その他の構成は実施例１と同様なので、重複する説明は省略する。

これによれば、盛上げタップにおいても、クーラントが内部給油される際には、切削タップである実施例１と同様の作用・効果が得られる。

図１３は本発明の実施例４を示す盛上げタップがマシニングセンターのスピンドルに装着された状態の断面図である。

これは、実施例３における内部供給孔２５に、切削油剤に代えて、油室３１とコンプレッサー等を含むミスト生成室３２とからなるミスト装置３０からミスト（クーラント）を供給するようにして、ミスト加工に本タップを適用した例であり、その他の構成は実施例３と同様なので重複する説明は省略する。

これによれば、実施例３と同様の作用・効果に加えて、サイドスルー溝１６Ａは筒状のカバー等で被われることなくオープンなので、大気中に放散するミストが筒状のカバー等に付着・堆積することがなく、ミスト加工にも容易に適用でき、廃油量の低減等により環境対策や省資源上有効となる利点が得られる。

尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、サイドスルー溝及び導入溝の形状・寸法及び溝数変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。

本発明の実施例１を示す切削タップがマシニングセンターのスピンドルに装着された状態の断面図である。 シャンク部における四角部の端面に形成された導入溝の説明図であり、同図Ａは要部側面図、同図Ｂは要部端面図、同図Ｃは要部断面図である。 本発明の作用説明図であり、同図Ａは四角部の端面図、同図Ｂは四角部の断面図である。 従来の作用説明図であり、同図Ａは四角部の端面図、同図Ｂは四角部の断面図である。 センター穴(同図Ａ)及びザグリ穴(同図Ｂ)の説明図である。 センター穴及びザグリ穴の規格図である。 各種導入部の説明図である。 各種導入部の説明図であり、同図Ａは図７Ａ及び図７Ｂの側面図、同図Ｂは図７Ｃ及び図７Ｄの側面図である。 サイドスルー溝及び導入溝の規格図である。 本発明の実施例２を示す切削タップがマシニングセンターのスピンドルに装着された状態の断面図である。 本発明の実施例３を示す盛上げタップがマシニングセンターのスピンドルに装着された状態の断面図である。 サイドスルー溝の説明図であり、同図Ａは通り穴・止まり穴共用タップの正面図、同図Ｂは通り穴用タップの正面図である。 本発明の実施例４を示す切削タップがマシニングセンターのスピンドルに装着された状態の断面図である。 従来の切削タップがマシニングセンターのスピンドルに装着された状態の断面図である。

符号の説明

１０ 切削タップ
１０Ａ 盛上げタップ
１１，１１Ａ ねじ部
１２，１２Ａ シャンク部
１３，１３Ａ 小径部
１４，１４Ａ 四角部
１５，１５Ａ タップ溝
１６，１６Ａ サイドスルー溝
１７ センター穴
１８，１８Ａ 導入溝
２０ スピンドル
２１ コレットチャック
２２ シール部材
２３ ナット
２４ スリーブ
２５ 内部供給孔
２６ タンク
２７ モータ
２８ ポンプ
２９ バルブ
３０ ミスト装置
３１ 油室
３２ ミスト生成室

Claims (7)

1. ねじ部の外周に形成された複数のタップ溝と、
   シャンク部の外周に、その前端部から後端部に亙って一連に、前記タップ溝の少なくとも一つと連通するように形成されたサイドスルー溝と、
   を備えたタップにおいて、
   前記シャンク部の後端面に、機械の保持部側から内部供給されたクーラントを前記サイドスルー溝に導入するための導入部を形成したことを特徴とするタップ。
2. 前記導入部は、前記シャンク部の後端面に形成されたセンター穴又はザグリ穴と前記サイドスルー溝とを連通する導入溝であることを特徴とする請求項１記載のタップ。
3. 前記サイドスルー溝は、通り穴・止まり穴共用タップの場合は、前記ねじ部のタップ溝数の半分宛形成され、当該サイドスルー溝の溝数に対応した数で前記導入溝が形成されることを特徴とする請求項２記載のタップ。
4. 前記サイドスルー溝は、通り穴用タップの場合は、前記ねじ部のタップ溝数と同数とし、当該サイドスルー溝の溝数に対応した数で前記導入溝が形成されることを特徴とする請求項２記載のタップ。
5. 前記導入部は、前記シャンク部の後端面に形成されるセンター穴を前記サイドスルー溝と連通すべく大径化することで形成されることを特徴とする請求項１記載のタップ。
6. 前記センター穴又はザグリ穴は、前記クーラントが前記導入溝に導入される際に漏斗効果が発揮されるように可及的に大きく形成したことを特徴とする請求項２，３又は４記載のタップ。
7. 前記クーラントは、ミストであることを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載のタップ。

Images