JP2010099794A - ねじ加工部交換式ねじ加工工具 - Google Patents

Abstract

【課題】シャンク部とねじ加工部とが、互いに、中心軸線周り方向、および中心軸線と直交するとともに互いに直交する二方向について位置決めされ、雌ねじ加工時の中心軸線周り方向のガタを極小化した、ねじ加工部交換式ねじ加工工具を提供する。
【解決手段】シャンク部とねじ加工部との一方に形成した結合用雌ねじに、他方に形成した結合用雄ねじを螺合し、シャンク部とねじ加工部の一方に形成した裁頭円錐雄テーパ面と、他方に形成した裁頭円錐雌テーパ面とが当接するように結合させ、ねじ加工部の切れ刃で加工される雌ねじの方向と、シャンク部およびねじ加工部に形成した結合用雄ねじおよび結合用雌ねじの方向とを同一とし、かつ、ねじ加工部の切れ刃によって加工される雌ねじの方向と、シャンク部およびねじ加工部に形成した結合用雄ねじおよび結合用雌ねじの方向とは逆方向のねじを有するボルトで、シャンク部とねじ加工部とをさらに締結する。
【選択図】図２

Description

本発明は、切削タップおよび盛上げタップ等の、シャンク部とねじ加工部とを具えるねじ加工工具に関し、特に、ねじ加工部交換式のねじ加工工具に関するものである。

ねじ加工工具のねじ加工部は、工具の繰り返し使用に対しねじ加工部に摩耗や欠損を生じにくくするために、硬い材料であることが好ましい。硬い材料は、一般的に高価であるため、一つの材料を研削してねじ加工工具を製作した場合、それ程硬さを必要としないシャンク部も高価な材料を使用することになり不経済である。これを解決するために、ねじ加工工具のねじ加工部をシャンク部よりも硬いものとして、そのねじ加工部とシャンク部とを溶接で一体的に結合することが従来から行われてきたが、ねじ加工部に欠損が生じるとその工具を再利用することが困難になるという不都合があった。

ところで近年、ねじ加工工具において、シャンク部と、そのシャンク部に、中間カラーを介して分離可能に結合されるねじ加工部と、それらシャンク部と中間カラーとねじ加工部とを分離可能に結合するボルト締結構造とを具え、それらシャンク部と中間カラーとねじ加工部とをテノンキーと呼ばれるキーを用いた嵌合構造とすることで、ねじ加工部を交換可能にした、ねじ加工部交換式ねじ加工工具が用いられている（非特許文献１参照）。
日本工具工業会規格 ＴＡＳ：４１１７−１９７３ 「メートルねじ用シェルタップ」

しかしながら、非特許文献１に記載される、ねじ加工部交換式ねじ加工工具では、シャンク部と中間カラーとねじ加工部との嵌合構造が単なるテノンキーを用いた構成となっているため、ねじ加工の際の正回転時および逆回転時において、シャンク部と中間カラーとねじ加工部とを結合するボルト締結が緩むことはないものの、シャンク部と中間カラーとねじ加工部とが、互いに、中心軸線周り方向、および中心軸線と直交するとともに互いに直交する二方向について位置決めすることはできず、シャンク部と中間カラー、中間カラーとねじ加工部との間で中心軸線周り方向のガタがあった。そのため、非特許文献１に記載される、ねじ加工部交換式ねじ加工工具は、呼び径が５０ｍｍ以上の雌ねじを加工するなどの用途に限られていた。これは、呼び径が５０ｍｍ以上の雌ねじは、回転トルクの大きいラジアルボール盤を使用して加工されることが多いため、ねじ加工工具のリードに倣っての加工となり、中心軸線周り方向のガタは問題となることが少なかったからである。

これに対し、呼び径が５０ｍｍ未満の雌ねじの加工は、高速加工が進み、同期送りが一般化してきたことにより、中心軸線周り方向のガタは、雌ねじの拡大不良を招くこととなる。従って、非特許文献１に記載される、ねじ加工部交換式ねじ加工工具の構造を、呼び径が５０ｍｍ未満の小径のねじ加工部交換式ねじ加工工具に適用しても、所望の精度の雌ねじを加工することができる、ねじ加工部交換式ねじ加工工具を得ることは困難であるという問題があった。

それゆえ本発明は、従来の、ねじ加工部とシャンク部とを溶接で一体的に結合したねじ
加工工具を改良し、ねじ加工部に欠損が生じても、ねじ加工部を交換してその工具を再利用できるようにするとともに、シャンク部とねじ加工部とが、互いに、中心軸線周り方向、および中心軸線と直交するとともに互いに直交する二方向について位置決めされ、雌ねじ加工時の中心軸線周り方向のガタを極小化して、精度の高い雌ねじを加工することができる、ねじ加工部交換式ねじ加工工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、発明者らは、ねじ加工部交換式ねじ加工工具の構造について鋭意検討を重ねた。その結果、シャンク部とねじ加工部との一方に形成された結合用雌ネねじに、他方に形成された結合用雄ねじを螺合し、シャンク部とねじ加工部との一方に形成された裁頭円錐雄テーパ面と、他方に形成された裁頭円錐雌テーパ面とを相互に当接するように結合するに際し、ねじ加工部が有する切れ刃によって加工される雌ねじの方向（右ねじまたは左ねじ）と、シャンク部とねじ加工部との一方に形成された結合用雌ねじおよび他方に形成された結合用雄ねじの方向とを同一方向とすることにより、ねじ加工部交換式ねじ加工工具を正回転させての雌ねじの加工中に、シャンク部とねじ加工部との結合が緩むことを防止することができ、かつ、ねじ加工部が有する切れ刃によって加工される雌ねじの方向と、シャンク部とねじ加工部との一方に形成された結合用雌ねじおよび他方に形成された結合用雄ねじの方向とは逆方向（逆ねじ）のねじを有するボルト若しくはナットで、シャンク部とねじ加工部とをさらに締結することにより、ねじ加工部交換式ねじ加工工具を正回転させて雌ねじを加工した後に、ねじ加工部交換式ねじ加工工具を逆回転させて、加工された雌ねじから、ねじ加工部交換式ねじ加工工具を撤去する際にも、シャンク部とねじ加工部との結合が緩むことを防止することができることを見出したのである。

本発明は、上記した知見に基づき、さらに検討を加えて完成されたもので、その要旨構成は次のとおりである。

１．シャンク部と、
そのシャンク部に分離可能に結合されるねじ加工部と、
前記シャンク部と前記ねじ加工部とを分離可能に結合する結合構造と、
前記シャンク部と前記ねじ加工部とを相互に位置決めする嵌合構造と、
前記シャンク部と前記ねじ加工部との結合の緩みを防止する緩み防止構造と、
を具え、
前記ねじ加工部が、雌ねじを加工する切れ刃を有し、
前記結合構造が、前記シャンク部と前記ねじ加工部との一方に形成された結合用雌ねじと、該結合用雌ねじに螺合する、他方に形成された結合用雄ねじとを有し、
前記嵌合構造が、前記結合用雄ねじと前記結合用雌ねじとの螺合で相互に当接される、前記シャンク部と前記ねじ加工部との一方に形成された裁頭円錐雄テーパ面と、他方に形成された裁頭円錐雌テーパ面とを有し、
前記緩み防止構造が、前記シャンク部の中心軸線上に形成されたボルト締結用雌ねじ若しくはナット締結用雄ねじと、前記ねじ加工部の中心軸線上に形成されたねじ通し穴と、前記ねじ通し穴に挿通されて前記ボルト締結用雌ねじに螺合される緩み防止用ボルト若しくは前記ねじ通し穴に挿通されて前記ナット締結用雄ねじに螺合される緩み防止用ナットとを有し、
前記雌ねじを加工する切れ刃、前記結合用雄ねじ、前記結合用雌ねじ、前記ボルト締結用雌ねじ若しくは前記ナット締結用雄ねじ、および前記緩み防止用ボルト若しくは前記緩み防止用ナットが、下記の（ａ）および（ｂ）のいずれかの組合せであることを特徴とする、ねじ加工部交換式ねじ加工工具。
（ａ）前記雌ねじを加工する切れ刃は右ねじ加工用であり、前記結合用雄ねじは右ねじであり、前記結合用雌ねじは右ねじであり、前記ボルト締結用雌ねじ若しくは前記ナット締結用雄ねじは左ねじであり、前記緩み防止用ボルト若しくは前記緩み防止用ナットは左ねじである。
（ｂ）前記雌ねじを加工する切れ刃は左ねじ加工用であり、前記結合用雄ねじは左ねじであり、前記結合用雌ねじは左ねじであり、前記ボルト締結用雌ねじ若しくは前記ナット締結用雄ねじは右ねじであり、前記緩み防止用ボルト若しくは前記緩み防止用ナットは右ねじである。

２．前記シャンク部と前記ねじ加工部の材質が、互いに異なることを特徴とする、上記１に記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。

３．前記ねじ加工部が、スパイラル型切り屑排出用溝を有することを特徴とする、上記１または２に記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。

４．前記ねじ加工部が、スパイラルポイント型切り屑排出用溝を有することを特徴とする、上記１または２に記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。

５．前記雌ねじを加工する切れ刃で加工される雌ねじが呼び径１０〜４８ｍｍに対応するサイズのものであることを特徴とする、上記１〜４のいずれか１項に記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。

本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具にあっては、結合構造が有している、シャンク部とねじ加工部との一方に形成された結合用雌ねじを、他方に形成された結合用雄ねじに螺合することで、嵌合構造が有している、シャンク部とねじ加工部との一方に形成された裁頭円錐雄テーパ面と、他方に形成された裁頭円錐雌テーパ面とを相互に当接されることにより、シャンク部とねじ加工部とが、互いに、中心軸線周り方向、および中心軸線と直交するとともに互いに直交する二方向について位置決めされ、中心軸線周り方向のガタを生じることなく、シャンク部とねじ加工部が結合され、そして、緩み防止構造が有する、シャンク部の中心軸線上に形成されたボルト締結用雌ねじ若しくはナット締結用雄ねじと、ねじ通し穴に挿通されてボルト締結用雌ねじに螺合される緩み防止用ボルト若しくはねじ通し穴に挿通されてナット締結用雄ねじに螺合される緩み防止用ナットとが締結され、さらに、雌ねじを加工する切れ刃と、結合用雄ねじと、結合用雌ねじと、ボルト締結用雌ねじ若しくはナット締結用雄ねじと、緩み防止用ボルト若しくは緩み防止用ナットとを、下記の（ａ）および（ｂ）のいずれかの組合せとすることにより、雌ねじを加工する際に、正回転および逆回転のいずれにおいても、シャンク部とねじ加工部との結合が緩むことなく加工することができる。
（ａ）雌ねじを加工する切れ刃は右ねじ加工用であり、結合用雄ねじは右ねじであり、結合用雌ねじは右ねじであり、ボルト締結用雌ねじ若しくはナット締結用雄ねじは左ねじであり、緩み防止用ボルト若しくは緩み防止用ナットは左ねじである。
（ｂ）雌ねじを加工する切れ刃は左ねじ加工用であり、結合用雄ねじは左ねじであり、結合用雌ねじは左ねじであり、ボルト締結用雌ねじ若しくはナット締結用雄ねじは右ねじであり、緩み防止用ボルト若しくは緩み防止用ナットは右ねじである。

よって、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具によれば、中心軸線周り方向のガタが生じないため、精度の高い雌ねじを加工することができ、切れ刃が欠損した場合には、切れ刃を有するねじ加工部を、結合されたシャンク部から分離し、新しいねじ加工部と交換することができる。

なお、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具においては、前記シャンク部と前記ねじ
加工部とは材質が互いに同一のものでも良いが、前記シャンク部と前記ねじ加工部とは材質が互いに異なるものとすることが好ましく、このようにすれば、工具の繰り返し使用に対しねじ加工部に摩耗や欠損を生じにくくして、ねじ加工部の交換の回数を減らすことができる。

また、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具においては、ねじ加工部にスパイラルポイント型切り屑排出用溝またはスパイラル型切り屑排出用溝を形成することができるため、加工対象物の材質や、下穴の条件（通り穴または止り穴）、加工速度などによって最適なねじ加工部交換式ねじ加工工具を選択することができる。

そして、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具によれば、呼び径が１０〜４８ｍｍに対応するサイズの雌ねじを、高速に、同期送りで、精度高く加工することができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の第１実施形態として、ねじ加工部交換式切削タップの全体を組み立て状態で示す側面図であり、図２は、その実施形態のねじ加工部交換式切削タップを、ねじ加工部を断面とするとともに、シャンク部および緩み防止用ボルトを示す分解図である。なお、図中の符号１１は、第１実施形態のねじ加工部交換式切削タップを示す。

第１実施形態のねじ加工部交換式切削タップ１１は、図１および２に示すように、ねじ加工部１２とシャンク部１３とを具えており、ねじ加工部１２は、呼び径がＭ２４の右ねじの雌ねじを加工するスパイラル状の切れ刃１２ａと、５本の左スパイラル型の切り屑排出用溝１２ｂとを有する。

第１実施形態のねじ加工部交換式切削タップ１１においては、ねじ加工部１２とシャンク部１３とが、結合構造を構成する、ねじ加工部１２の内径に形成された結合用右ねじの雌ねじ１２ｃと、ねじ加工部１２の内径に挿入されるシャンク部１３の外径に形成された結合用右ねじの雄ねじ１３ａとの螺合によって分離可能に結合される。

また、第１実施形態のねじ加工部交換式切削タップ１１においては、嵌合構造を構成する、ねじ加工部１２の内径に形成された裁頭円錐雌テーパ面１２ｄと、シャンク部１３の外径に形成された裁頭円錐雄テーパ面１３ｂとが、互いに当接する。

ここで、裁頭円錐雌テーパ面１２ｄと、裁頭円錐雄テーパ面１３ｂとは、互いに相補的形状とされており、結合用右ねじの雌ねじ１２ｃと結合用右ねじの雄ねじ１３ａとの結合により、裁頭円錐雌テーパ面１２ｄと裁頭円錐雄テーパ面１３ｂとは楔効果によって強い押圧力で当接されることで、ねじ加工部１２とシャンク部１３とが、互いに、中心軸線周り方向、および中心軸線と直交するとともに互いに直交する二方向について位置決めされている。

ここで、図２に示すように、裁頭円錐雌テーパ面１２ｄの頂角をθ1、裁頭円錐雄テーパ面１３ｂの頂角をθ2としたとき、θ1およびθ2はそれぞれ、５°〜１２０°の範囲であることが好ましい。θ1およびθ2がそれぞれ、５°未満の場合、非常に強い楔効果により、ねじ加工部１２とシャンク部１３とを分離する際に、過大なトルクをかける必要が生じ、ねじ加工部１２の交換作業性を著しく阻害する。一方、θ1およびθ2がそれぞれ、１２０°を超えると、楔効果が弱いため、ねじ加工部１２とシャンク部１３とを分離する際に必要なトルクが小さく、ねじ加工部１２の交換作業性は良いが、加工中にねじ加工部１２とシャンク部１３とがスリップする等で、中心軸線周り方向のガタが生じ易い。従って、θ1およびθ2はそれぞれ、５°〜１２０°の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、３０°〜９０°の範囲である。３０°以上がより好ましいのは、θ1が３０°未満の場合、図２において示したＬが長くなる、すなわち、ねじ加工部１２が大きくなり、切れ刃１２ａの摩耗や欠損により、ねじ加工部１２を交換した際の経済性に劣るからであり、一方、９０°以下がより好ましいのは、楔効果と交換作業性のバランスに特に優れるからである。

また、θ1とθ2の嵌め合い公差であるが、０°＜（θ2−θ1）＜１°の範囲が好ましい。（θ2−θ1）の値が０°未満であると、結合用右ねじの雌ねじ１２ｃと結合用右ねじの雄ねじ１３ａとを結合しても、裁頭円錐雌テーパ面１２ｄと、裁頭円錐雄テーパ面１３ｂとが当接せず、位置決めすることができない。また、θ2−θ1＝０°であると、結合用右ねじの雌ねじ１２ｃと結合用右ねじの雄ねじ１３ａとの結合により、裁頭円錐雌テーパ面１２ｄと、裁頭円錐雄テーパ面１３ｂとが当接するが、結合用右ねじの雌ねじ１２ｃと結合用右ねじの雄ねじ１３ａとの結合トルクが充分でなく、中心軸線周り方向にガタが生じ易い。一方、（θ2−θ1）の値が１°を超えると、裁頭円錐雄テーパ面１３ｂを、裁頭円錐雌テーパ面１２ｄの所定深さまで挿入することができないため、結合用右ねじの雌ねじ１２ｃと結合用右ねじの雄ねじ１３ａとを螺合することができない。従って、θ1とθ2の嵌め合い公差は、０°＜（θ2−θ1）＜１°の範囲が好ましい。なお、第１実施形態における、θ1およびθ2は、それぞれ、６０°(下限公差：−１８′、上限公差：−３′)および６０°（下限公差：＋３′、上限公差：＋１３′）である。

さらに、第１実施形態のねじ加工部交換式切削タップ１１では、緩み防止構造を構成する、ねじ加工部１２の中心軸線上に形成されたねじ通し穴１２ｅと、シャンク部１３の中心軸線上に形成された左ねじの雌ねじ１３ｃと、ねじ加工部１２のねじ通し穴１２ｅ内に挿入されてシャンク部１３の左ねじの雌ねじ１３ｃに締結される左ねじの雄ねじ部１４ａを有するボルト１４によって、ねじ通し穴１２ｅに形成されたボルト締結用座面１２ｆと、ボルト１４の頭部に形成されたボルト締結用座面１４ｂとが接するように締結されている。このボルト締結により、ねじ加工部交換式切削タップ１１の逆転時に、上記した結合構造によって結合されている、ねじ加工部１２とシャンク部１３との結合の緩みを防止する。なお、ねじ加工部交換式切削タップ１１の逆転時は、加工対象物中の加工された雌ねじから、ねじ加工部交換式切削タップ１１を撤去するだけであるため、ねじ加工部交換式切削タップ１１に、ねじ加工部１２とシャンク部１３との結合とを分離する方向に大きいトルクは負荷されないため、ボルト締結用座面１２ｆおよび１４ａは、図２に示す形状とされている。なお、ボルト締結用座面１２ｆおよび１４ａの形状を、それぞれ相補的テーパ形状として楔効果を利用し、強固に締結しても良いが、ねじ加工部１２の交換作業性に劣るものとなる。

第１実施形態のねじ加工部交換式切削タップ１１では、ねじ加工部１２は、例えば工具鋼もしくは高速度工具鋼、または超硬合金もしくはダイヤモンド等の焼結材で形成し、一方シャンク部１３は、例えば５６ＨＲＣ以上の熱処理硬さとすることが可能な安価な鋼材で形成している。

次に、本発明の第２実施形態を、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図３は、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の第２実施形態として、ねじ加工部交換式切削タップの全体を組み立て状態で示す側面図であり、図４は、その実施形態のねじ加工部交換式切削タップを、ねじ加工部を断面とするとともに、シャンク部および緩み防止ボルトを示す分解図である。なお、図中の符号２１は、第２実施形態のねじ加工部交換式切削タップを示す。

第２実施形態のねじ加工部交換式切削タップ２１は、図３および４に示すように、ねじ加工部２２とシャンク部２３とを具えており、ねじ加工部２２は、呼び径がＭ２４の右ねじの雌ねじを加工するスパイラル状の切れ刃２２ａと、５本の左スパイラル型の切り屑排出用溝２２ｂとを有する。

第２実施形態のねじ加工部交換式切削タップ２１においては、ねじ加工部２２とシャンク部２３とが、結合構造を構成する、シャンク部２３の内径に形成された結合用右ねじの雌ねじ２３ａと、シャンク部２３の内径に挿入されるねじ加工部２２の外径に形成された結合用右ねじの雄ねじ２２ｃとの螺合によって分離可能に結合される。

また、第２実施形態のねじ加工部交換式切削タップ２１においては、嵌合構造を構成する、シャンク部２３の内径に形成された裁頭円錐雌テーパ面２３ｂと、ねじ加工部２２の外径に形成された裁頭円錐雄テーパ面２２ｄとが、互いに当接する。

ここで、裁頭円錐雌テーパ面２３ｂと、裁頭円錐雄テーパ面２２ｄとは、互いに相補的形状とされており、結合用右ねじの雌ねじ２３ａと結合用右ねじの雄ねじ２２ｃとの結合により、裁頭円錐雌テーパ面２３ｂと裁頭円錐雄テーパ面２２ｄとは楔効果によって強い押圧力で当接されることで、ねじ加工部２２とシャンク部２３とが、互いに中心軸線周り方向および、中心軸線と直交するとともに互いに直交する二方向について位置決めされている。

ここで、図４に示すように、裁頭円錐雌テーパ面２３ｂの頂角をθ1、裁頭円錐雄テーパ面２２ｄの頂角をθ2としたとき、θ1およびθ2はそれぞれ、５°〜１２０°の範囲であることが好ましい。θ1およびθ2がそれぞれ、５°未満の場合、強い楔効果により、ねじ加工部２２とシャンク部２３とを分離する際に、過大なトルクをかける必要が生じ、ねじ加工部２２の交換作業性を著しく阻害する。一方、θ1およびθ2がそれぞれ、１２０°を超えると、楔効果が弱いため、ねじ加工部２２とシャンク部２３とを分離する際に必要なトルクが小さく、ねじ加工部２２の交換作業性は良いが、加工中にねじ加工部２２とシャンク部２３がスリップする等で、中心軸線周り方向のガタが生じ易い。従って、θ1およびθ2はそれぞれ、５°〜１２０°の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、３０°〜９０°の範囲である。３０°以上がより好ましいのは、θ1が３０°未満の場合、図２において示したＬが長くなる、すなわち、ねじ加工部１２が大きくなり、切れ刃１２ａの摩耗や欠損により、ねじ加工部１２を交換した際の経済性に劣るからであり、一方、９０°以下がより好ましいのは、楔効果と交換作業性のバランスに特に優れるからである。

また、θ1とθ2の嵌め合い公差であるが、０°＜（θ2−θ1）＜１°の範囲が好ましい。（θ2−θ1）の値が０°未満であると、結合用右ねじの雌ねじ２３ａと結合用右ねじの雄ねじ２２ｃとを結合しても、裁頭円錐雌テーパ面２３ｂと、裁頭円錐雄テーパ面２２ｄとが当接せず、位置決めすることができない。また、θ2−θ1＝０°であると、結合用右ねじの雌ねじ２３ａと結合用右ねじの雄ねじ２２ｃとの結合により、裁頭円錐雌テーパ面２３ｂと、裁頭円錐雄テーパ面２２ｄとが当接するが、結合用右ねじの雌ねじ２３ａと結合用右ねじの雄ねじ２２ｃとの結合トルクが充分でなく、中心軸線周り方向にガタが生じ易い。一方、（θ2−θ1）の値が１°を超えると、裁頭円錐雄テーパ面２２ｄを、裁頭円錐雌テーパ面２３ｂの所定深さまで挿入することができないため、結合用右ねじの雌ねじ２３ａと結合用右ねじの雄ねじ２２ｃとを螺合することができない。従って、θ1とθ2の嵌め合い公差は、０°＜（θ2−θ1）＜１°の範囲が好ましい。なお、第２実施形態における、θ1およびθ2は、それぞれ、６０°(下限公差：−１８′、上限公差：−３′)および６０°（下限公差：＋３′、上限公差：＋１３′）である。

さらに、第２実施形態のねじ加工部交換式切削タップ２１では、緩み防止構造を構成する、ねじ加工部２２の中心軸線上に形成されたねじ通し穴２２ｅと、シャンク部２３の中心軸線上に形成された左ねじの雌ねじ２３ｃと、ねじ加工部２２のねじ通し穴２２ｅ内に挿入されてシャンク部２３の左ねじの雌ねじ２３ｃに締結される左ねじの雄ねじ部２４ａを有するボルト２４によって、ねじ通し穴２２ｅに形成されたボルト締結用座面２２ｆと、ボルト２４の頭部に形成されたボルト締結用座面２４ｂとが接するように締結されている。このボルト締結により、ねじ加工部交換式切削タップ２１の逆転時に、上記した結合構造によって結合されている、ねじ加工部２２とシャンク部２３との結合の緩みを防止する。なお、ねじ加工部交換式切削タップ２１の逆転時は、加工された雌ねじからねじ加工部交換式切削タップ２１を撤去するだけであるため、ねじ加工部交換式切削タップ２１に、ねじ加工部２２とシャンク部２３との結合とを分離する方向に大きいトルクは負荷されないため、ボルト締結用座面２２ｆおよび２４ａは、図４に示す形状とされている。なお、ボルト締結用座面２２ｆおよび２４ａの形状を、それぞれ相補的テーパ形状として楔効果を利用し、強固に締結しても良いが、ねじ加工部の交換作業性に劣るものとなる。

第２実施形態のねじ加工部交換式切削タップ２１では、ねじ加工部２２は、例えば工具鋼もしくは高速度工具鋼、または超硬合金もしくはダイヤモンド等の焼結材で形成し、一方シャンク部２３は、例えば５６ＨＲＣ以上の熱処理硬さとすることが可能な安価な鋼材で形成している。

本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具を、実施例でさらに説明する。

上記した、本発明の第１実施形態の構造を有する、ねじ加工部交換式切削タップであって、右ねじの雌ねじを加工する切れ刃およびシャンク径Ａ（図１参照）が、表１に示す組合せとなる、ねじ加工部交換式切削タップＮｏ．１〜１１を製作した。なお、θ1＝６０°(下限公差：−１８′、上限公差：−３′)、θ2＝６０°（下限公差：＋３′、上限公差：＋１３′）とした。

また、比較例として、非特許文献１に記載される構造を有する、ねじ加工部交換式切削タップＮｏ．１２を製作した。

かくして得られた、ねじ加工部交換式切削タップの、ねじ部外径の振れを、ねじ加工部交換式切削タップの中心部基準で、それぞれ求めた。また、本発明の第１実施形態の構造を有する、ねじ加工部交換式切削タップＮｏ．１〜１１については、ＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃ相当の鋼板に雌ねじ加工したときの正転時の加工トルクを測定した。これらの測定結果を表１に併記した。また、ねじ加工部交換式切削タップＮｏ．１〜１１のねじ加工部とシャンク部との結合トルクについても表１に併記した。

表１から明らかなように、ねじ部外径の振れは、ＪＩＳ規格等で規定されているねじ部外径の振れ４０μｍ以下については、すべてのねじ加工部交換式切削タップで満足していたが、本発明のねじ加工部交換式切削タップＮｏ．１〜１１については、ねじ部外径の振れが２０μｍ以下と非常に小さいことが確認できた。
これに対し、非特許文献１の記載に従う、ねじ加工部交換式切削タップＮｏ．１２は、ねじ部外径の振れが３５μｍと、著しく大きいことが確認できた。
また、本発明に従う、ねじ加工部交換式切削タップＮｏ．１〜１１については、シャンク部とねじ加工部の結合トルクが、正転時の加工トルクの約２倍であり、かつ、緩み防止用ボルトでさらに、ねじ加工部とシャンク部とを締結していることから、雌ねじ加工中にシャンク部とねじ加工部が緩み、スリップ等によって、ねじ部外径の振れが大きくなるおそれがないことも併せて確認できた。
さらに、１種類のシャンク径Ａで、２種類以上の雌ねじサイズを加工（例えば、Ｎｏ．２および３）することができることも確認できた。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、前記雌ねじを加工する切れ刃を左ねじ加工用、前記結合用雄ねじおよび前記結合用雌ねじを左ねじ、前記ボルト締結用雌ねじを右ねじ、前記緩み防止用ボルトを右ねじ、の組合せにすることができる。

また、前記緩み防止構造は、ねじ加工部の中心軸線上に形成されたねじ通し穴と、シャンク部の中心軸線上の先端に形成された左ねじの雄ねじと、ねじ加工部のねじ通し穴内に挿通されてシャンク部の先端に形成された左ねじの雄ねじに締結される左ねじの雌ねじ部を有するナットによって、ねじ通し穴に形成されたナット締結用座面と、ナットの座面とが接するように締結しても良い。このナット締結により、ねじ加工部交換式切削タップの逆転時に、上記した結合構造によって結合されている、ねじ加工部とシャンク部との結合の緩みを防止する。なお、前記裁頭円錐雄テーパ面をねじ加工部に有する実施形態においては、シャンク部の中心軸線上に形成された左ねじの雌ねじに、例えば、両端に左ねじの雄ねじを有する植込みボルトの一方の左ねじの雄ねじを締結し、ねじ加工部のねじ通し穴内に挿通される植込みボルトの他方の左ねじの雄ねじに締結される左ねじの雌ねじ部を有するナットによって、ねじ通し穴に形成されたナット締結用座面と、ナットの座面とが接するように締結する。

さらに、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具においては、図１〜４で示した実施形態の左スパイラル切削タップに限られず、右スパイラル切削タップ、スパイラルポイント切削タップ、直溝切削タップ、盛上げタップ等のねじ加工工具にも適用することができる。

そして、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具においては、図１〜４で示した実施形態である、加工される雌ねじの呼び径がＭ２４（２４ｍｍ）のサイズに限られず、あらゆるサイズに適用することができるが、１０〜４８ｍｍに対応するサイズに適用することが好ましい。なお、サイズについては、メートル単位での規定に限られず、例えば、インチ単位での規定としてもよい。

かくして本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具によれば、ねじ加工部とシャンク部との一方に形成した裁頭円錐雄テーパ面と、他方に形成した裁頭円錐雌テーパ面とを嵌合することにより、中心軸線周りの回転方向についての相互の位置決めと、中心軸線と交差する方向についての相互の位置決めとを行うことから、結合構造で位置決めも行う必要がないため、結合構造を構成するねじ部分について厳しい加工精度を不要とし得て、結合構造の加工ひいては工具の製造を容易ならしめることができる。

また、ねじ加工部とシャンク部との分離が可能であるので、シャンク部の再利用およびねじ加工部の資源リサイクルが容易にでき、ねじ加工部の高価な材料の使用量を減らして、ねじ加工工具を安価にするとともに、希少金属資源の節約に寄与することもできる。

さらに、深穴加工の場合にはシャンク部を長尺の物に交換することができ、またシャンク部に安価な材料を用い得るので、この点でも工具を安価にすることができる。そしてねじ加工部が交換可能であるので、一本のシャンク部に対し複数のねじ加工部を有する、再研磨不要の替刃タイプとし得て、省資源に寄与することができる。

本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の第１実施形態としてのねじ加工部交換式切削タップの全体を組み立て状態で示す側面図である。 上記第１実施形態のねじ加工部交換式切削タップを、ねじ加工部の一部を断面とするとともにシャンク部および緩み防止ボルトを示す分解図である。 本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の第２実施形態としてのねじ加工部交換式切削タップの全体を組み立て状態で示す側面図である。 上記第２実施形態のねじ加工部交換式切削タップを、ねじ加工部の一部を断面とするとともにシャンク部および緩み防止ボルトを示す分解図である。

符号の説明

１１、２１ ねじ加工部交換式切削タップ
１２、２２ ねじ加工部
１２ａ、２２ａ 右ねじの雌ねじを加工する切れ刃
１２ｂ、２２ｂ 切り屑排出用溝
１２ｃ 結合用右ねじの雌ねじ
２２ｃ 結合用右ねじの雄ねじ
１２ｄ 裁頭円錐雌テーパ面
２２ｄ 裁頭円錐雄テーパ面
１２ｅ、２２ｅ ねじ通し穴
１２ｆ、２２ｆ ボルト締結用座面
１３、２３ シャンク部
１３ａ 結合用右ねじの雄ねじ
２３ａ 結合用右ねじの雌ねじ
１３ｂ 裁頭円錐雄テーパ面
２３ｂ 裁頭円錐雌テーパ面
１３ｃ、２３ｃ 左ねじの雌ねじ
１４、２４ 緩み防止用ボルト
１４ａ、２４ａ 左ねじの雄ねじ
１４ｂ、２４ｂ ボルト締結用座面

Claims (5)

1. シャンク部と、
   そのシャンク部に分離可能に結合されるねじ加工部と、
   前記シャンク部と前記ねじ加工部とを分離可能に結合する結合構造と、
   前記シャンク部と前記ねじ加工部とを相互に位置決めする嵌合構造と、
   前記シャンク部と前記ねじ加工部との結合の緩みを防止する緩み防止構造と、
   を具え、
   前記ねじ加工部が、雌ねじを加工する切れ刃を有し、
   前記結合構造が、前記シャンク部と前記ねじ加工部との一方に形成された結合用雌ねじと、該結合用雌ねじに螺合する、他方に形成された結合用雄ねじとを有し、
   前記嵌合構造が、前記結合用雄ねじと前記結合用雌ねじとの螺合で相互に当接される、前記シャンク部と前記ねじ加工部との一方に形成された裁頭円錐雄テーパ面と、他方に形成された裁頭円錐雌テーパ面とを有し、
   前記緩み防止構造が、前記シャンク部の中心軸線上に形成されたボルト締結用雌ねじ若しくはナット締結用雄ねじと、前記ねじ加工部の中心軸線上に形成されたねじ通し穴と、前記ねじ通し穴に挿通されて前記ボルト締結用雌ねじに螺合される緩み防止用ボルト若しくは前記ねじ通し穴に挿通されて前記ナット締結用雄ねじに螺合される緩み防止用ナットとを有し、
   前記雌ねじを加工する切れ刃、前記結合用雄ねじ、前記結合用雌ねじ、前記ボルト締結用雌ねじ若しくは前記ナット締結用雄ねじ、および前記緩み防止用ボルト若しくは前記緩み防止用ナットが、下記の（ａ）および（ｂ）のいずれかの組合せであることを特徴とする、ねじ加工部交換式ねじ加工工具。
   （ａ）前記雌ねじを加工する切れ刃は右ねじ加工用であり、前記結合用雄ねじは右ねじであり、前記結合用雌ねじは右ねじであり、前記ボルト締結用雌ねじ若しくは前記ナット締結用雄ねじは左ねじであり、前記緩み防止用ボルト若しくは前記緩み防止用ナットは左ねじである。
   （ｂ）前記雌ねじを加工する切れ刃は左ねじ加工用であり、前記結合用雄ねじは左ねじであり、前記結合用雌ねじは左ねじであり、前記ボルト締結用雌ねじ若しくは前記ナット締結用雄ねじは右ねじであり、前記緩み防止用ボルト若しくは前記緩み防止用ナットは右ねじである。
2. 前記シャンク部と前記ねじ加工部の材質が、互いに異なることを特徴とする、請求項１に記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。
3. 前記ねじ加工部が、スパイラル型切り屑排出用溝を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。
4. 前記ねじ加工部が、スパイラルポイント型切り屑排出用溝を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。
5. 前記雌ねじを加工する切れ刃で加工される雌ねじが呼び径１０〜４８ｍｍに対応するサイズのものであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。

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