JP2010158731A - スパイラルタップ - Google Patents

Abstract

【課題】切りくずをスムーズに排出し得るスパイラルタップを提供する。
【解決手段】ねじ部１６の先端側に、下穴径よりも小さい径寸法を有すると共に所定の突出量Ｌで軸心方向へ突出して設けられた円柱状の延伸部１８を備え、その延伸部１８の外周面には、ねじれ溝２２がねじ部１６から延長して設けられたものであることから、そのねじれ溝２２から排出される切りくず相互の絡み付きが延伸部１８により抑制され、それら切りくずを細かな状態で排出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、スパイラルタップに関し、特に、切りくずの排出をスムーズにするための改良に関する。

所定のねじ部を備え、下穴内にそのねじ部がねじ込まれることにより切れ刃によってその下穴の内周面にめねじを切削加工するタップが知られている。斯かるタップの一例として、おねじを分断するように設けられた螺旋状のねじれ溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するスパイラルタップが一般に用いられている。また、そのようなタップに関して、ねじ部の先端側にガイドを設けた構成が知られている。例えば、特許文献１に記載された技術がそれであり、斯かる技術によれば、ハンドタップ等に関して手立てによるねじ立て加工を容易なものとすることができる。

実開平５−２７７８３０号公報

ところで、例えば通り穴用タップでＳ４５Ｃ等のスチールを加工する場合においては、切りくずが相互に絡み合うことでめねじに残留したり工具が折損するといった不具合が発生するおそれがあった。また、例えば自動車部品等、大量生産に係る工程においてタップが使用される場合には、冶工具への切りくずの残留やその切りくずの機械内からの排出においても問題を生じるおそれがある。しかし、前述したような従来のタップに設けられたガイド部は、ハンドタップ等に関して手立てによるねじ立て加工を容易なものとするものであったが、斯かる切りくず排出の円滑化に寄与するものではなかった。このため、切りくずをスムーズに排出し得るスパイラルタップの開発が求められていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、切りくずをスムーズに排出し得るスパイラルタップを提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、おねじを分断するように設けられた、そのおねじに対して反対方向へねじれる螺旋状のねじれ溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有し、下穴内にそのねじ部がねじ込まれることにより、前記切れ刃によってその下穴の内周面にめねじを切削加工するスパイラルタップであって、前記ねじ部の先端側に、前記下穴径よりも小さい径寸法を有すると共に所定の突出量で軸心方向へ突出して設けられた円柱状の延伸部を備え、その延伸部の外周面には、前記ねじれ溝が前記ねじ部から延長して設けられたものであることを特徴とするものである。

このようにすれば、おねじを分断するように設けられた、そのおねじに対して反対方向へねじれる螺旋状のねじれ溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有し、下穴内にそのねじ部がねじ込まれることにより、前記切れ刃によってその下穴の内周面にめねじを切削加工するスパイラルタップであって、前記ねじ部の先端側に、前記下穴径よりも小さい径寸法を有すると共に所定の突出量で軸心方向へ突出して設けられた円柱状の延伸部を備え、その延伸部の外周面には、前記ねじれ溝が前記ねじ部から延長して設けられたものであることから、前記ねじれ溝から排出される切りくず相互の絡み付きが前記延伸部により抑制され、それら切りくずを細かな状態で排出することができる。すなわち、切りくずをスムーズに排出し得るスパイラルタップを提供することができる。

ここで、好適には、前記延伸部の軸方向長さ寸法Ｌは、前記ねじ部の呼び径をＤとして０．５Ｄ≦Ｌ≦１．０Ｄの範囲内である。このようにすれば、必要十分な軸方向長さ寸法を有する延伸部により、前記ねじれ溝から排出される切りくず相互の絡み付きを好適に抑制することができる。

また、好適には、前記ねじ部の表面に所定の硬質被膜処理が施されたものである。このようにすれば、特に前記ねじれ溝から排出される切りくず相互の絡み付きが発生し易い硬質被膜処理の施されたスパイラルタップにおいて、斯かる切りくず相互の絡み付きを好適に抑制することができる。

本発明の一実施例であるスパイラルタップを軸心と直角な方向から見た正面図である。 図１のスパイラルタップにおける先端部分すなわち延伸部及びねじ部の一部を詳しく説明する図である。 図２に示す延伸部よりも軸方向長さ寸法の長い延伸部を有するスパイラルタップにおけるその延伸部及びねじ部の一部を詳しく説明する図である。 本実施例のスパイラルタップとの比較のために従来のスパイラルタップを説明する、そのスパイラルタップを軸心と直角な方向から見た正面図である。 図４のスパイラルタップにおける先端部分すなわちねじ部の一部を詳しく説明する図である。 本発明の効果を検証するために本発明者が行った試験において、図１及び図２に示す本実施例のスパイラルタップの切削加工により生じた切りくずの形状を示す写真である。 本発明の効果を検証するために本発明者が行った試験において、図３に示す本実施例のスパイラルタップの切削加工により生じた切りくずの形状を示す写真である。 本発明の効果を検証するために本発明者が行った試験において、図４及び図５に示す従来技術のスパイラルタップの切削加工により生じた切りくずの形状を示す写真である。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例であるスパイラルタップ１０を軸心と直角な方向から見た正面図である。この図１に示すように、本実施例のスパイラルタップ１０は、例えばＳ４５Ｃ（ＪＩＳ Ｇ ４０５１）等の材料における通り穴加工用（通り穴におけるめねじ切り加工用）のタップであり、シャンク１２、首部１４、ねじ部１６、及び延伸部１８を、その順番で同一の軸線上に一体に備えている。また、このスパイラルタップ１０は、例えば高速度工具鋼（粉末ハイス）にて構成されていると共に、好適には、上記首部１４、ねじ部１６、及び延伸部１８には、後述するねじれ溝２２を含めてＴｉＣＮ被膜等の硬質被膜処理が施されている。

上記ねじ部１６は、加工対象となる下穴にねじ込まれてその内周面にめねじを切削加工するタップ部として機能するものであり、加工すべきめねじに対応するねじ溝形状のおねじ２０が設けられていると共に、そのおねじ２０を分断するように例えば３本のねじれ溝２２が軸心に対して１２０°回転対称に設けられており、そのねじれ溝２２に沿って切れ刃２４（図２を参照）が形成されている。また、このねじれ溝２２は、上記おねじ２０の旋回方向に対して反対方向へねじれる螺旋状を成すように形成されている。すなわち、上記おねじ２０が右ねじである場合には、左まわりの螺旋状を成すように形成されている一方、上記おねじ２０が左ねじである場合には、右まわりの螺旋状を成すように形成されている。また、図２を用いて後述するように、このねじれ溝２２は上記ねじ部１６から延長して上記延伸部１８の外周面まで連続的に形成されている。

前記ねじ部１６は、例えば右巻きねじであり、その条数は１、リード角は３°２３′程度である。また、前記ねじ部１６の径寸法は呼び径Ｄが６ｍｍ程度で、前記シャンク１２の径寸法は前記ねじ部１６と略同じであり、前記首部１４の径寸法（首径）は呼び径Ｄよりも小さく例えば４．７ｍｍ程度である。また、前記ねじ部１６は、ねじ山がテーパ状に除去された先端側の食付き部１６ａと、その食付き部１６ａに連続して設けられた完全なねじ山の完全山部１６ｂとを備えており、上記ねじれ溝２２との稜線部分に切れ刃２４が設けられている。この切れ刃２４のすくい角は例えば５°〜７°程度であり、刃厚（外径）は例えば２．４０ｍｍ〜２．５０ｍｍである。また、上記食付き部１６ａの山数は例えば４山程度、先端径は例えば４．８ｍｍ程度、勾配角は例えば９°２２′程度である。また、上記ねじれ溝２２の溝底勾配は例えば１／５０程度、溝底半径は例えば１．１７ｍｍ〜１．２３ｍｍ程度、溝長は例えば３５．６±０．５ｍｍ程度である。また、上記ねじれ溝２２の正面視における軸心に対する傾斜角（ねじれ角）βは例えば２０°２１′程度である。また、前記ねじ部１６の軸方向長さ寸法は例えば１９ｍｍ程度、前記首部１４の軸方向長さ寸法は例えば１０ｍｍ〜１６ｍｍ程度、前記シャンク１２の軸方向長さ寸法は例えば３０ｍｍ程度である。また、前記スパイラルタップ１０の軸方向全長は例えば７３．１ｍｍ程度である。

図２は、前記スパイラルタップ１０における先端部分すなわち前記延伸部１８及びねじ部１６の一部を詳しく説明する図である。この図２に示すように、前記延伸部１８の先端側には円錐状の突出センタ２６が設けられており、この突出センタ２６の先端角θは例えば８０°〜１００°程度である。また、前記延伸部１８の軸方向長さ寸法すなわち図１に示す長さ寸法（突出量）Ｌは、好適には、前記ねじ部１６の呼び径をＤとして０．５Ｄ≦Ｌ≦１．０Ｄの範囲内であり、本実施例において例えば３ｍｍ程度である。なお、この延伸部１８の長さ寸法Ｌが０．５Ｄより短いものでは後述する切りくず相の絡み付きを抑制する効果が十分に得られないおそれがあり、１．０Ｄより長いものではコストがかさむ等の弊害が生じる。また、斯かる延伸部１８の径寸法は加工対象となる下穴径より小さく、例えば４．８ｍｍ程度である。また、前記延伸部１８延いては突出センタ２６の外周面には、前記ねじ部１６に形成されたねじれ溝２２がそのねじ部１６から延長して設けられており、前記切れ刃２４により切削された切りくずが好適に案内されるように構成されている。

図３は、図２に示す延伸部１８よりも軸方向長さ寸法Ｌの長い、例えばその長さ寸法Ｌが６ｍｍ程度であるスパイラルタップ１０′における前記延伸部１８及びねじ部１６の一部を詳しく説明する図である。斯かる態様においても、前記延伸部１８延いては突出センタ２６の外周面に、前記ねじ部１６に形成されたねじれ溝２２がそのねじ部１６から延長して設けられており、前記切れ刃２４により切削された切りくずが好適に案内されるように構成されている。

以上のような本実施例のスパイラルタップ１０、１０′では、例えば前記シャンク１２が所定の切削機械の主軸に取り付けられ、その軸心まわりに回転（自転）させられつつ、加工対象となる例えば５ｍｍ程度の径寸法を有する下穴内に前記ねじ部１６がねじ込まれることにより、そのねじ部１６に設けられた前記切れ刃２４によりその下穴の表層部にめねじが切削加工される。ここで、本実施例においては、前記ねじ部１６の先端側に前記延伸部１８が設けられ、更にその延伸部１８の外周面に前記ねじれ溝２２が前記ねじ部１６から延長して設けられたものであることから、前記切れ刃２４により切削された切りくずがその延伸部１８において好適に案内され、前記ねじれ溝２２から排出される切りくず相互の絡み付きが抑制されてそれら切りくずを細かな状態で排出することができる。

図４は、本実施例のスパイラルタップ１０との比較のために、前記延伸部１８が設けられていない従来のスパイラルタップ３０を説明する、そのスパイラルタップ３０を軸心と直角な方向から見た正面図である。また、図５は、そのスパイラルタップ３０における先端部分すなわち前記ねじ部１６の一部を詳しく説明する図である。なお、これら図４及び図５において、前述した実施例と共通する部分については同一の符号を付してその説明を省略する。これらの図に示すように、斯かる従来のスパイラルタップ３０では、前記ねじ部１６の先端側に延伸部１８が設けられることなく直接に前記突出センタ２６が設けられている。

続いて、本発明の効果を検証するために本発明者が行った実験について説明する。すなわち、本発明者は、前述した本実施例のスパイラルタップ１０、１０′、及び従来技術のスパイラルタップ３０を用いて以下の試験条件で切削加工試験を行い、それぞれの切削加工における切りくずの形状を調べた。なお、本試験に用いたスパイラルタップ１０、１０′、３０は、何れもその首部１４、ねじ部１６、及び延伸部１８（スパイラルタップ１０、１０′のみ）にＴｉＣＮ被膜処理が施されたものである。

［試験条件］
サイズ：Ｍ６×１
被削材：Ｓ４５Ｃ
下穴形状：φ５×１０ｍｍ
有効長さ：１０ｍｍ
使用機械：立形Ｍ／Ｃ ＢＴ♯３０
切削油剤：水溶性１０倍希釈
切削速度：１５ｍ／ｍｉｎ

図６〜図８は、本試験における各スパイラルタップの切削加工により生じた切りくずの形状を比較して示す写真である。すなわち、図６は、図１及び図２に示す本実施例のスパイラルタップ１０の切削加工により生じた切りくずの形状、図７は、図３に示す本実施例のスパイラルタップ１０′の切削加工により生じた切りくずの形状、図８は、図４及び図５に示す従来技術のスパイラルタップ３０の切削加工により生じた切りくずの形状をそれぞれ示している。図６及び図７に示すように、本実施例のスパイラルタップ１０、１０′の切削加工により生じた切りくずでは、切りくずが相互に絡みつかず分離して、ばらばらな状態で排出されていることがわかる。一方、図８に示すように、従来技術のスパイラルタップ３０の切削加工により生じた切りくずでは、切りくずが相互に絡みついて一塊りとなっていることがわかる。すなわち、前記ねじ部１６の先端側に延伸部１８を備え、その延伸部１８の外周面に前記ねじれ溝２２が前記ねじ部１６から延長して設けられた本実施例のスパイラルタップ１０、１０′では、斯かる延伸部１８を有しない従来のスパイラルタップ３０に比べて切りくず相互の絡み付きが抑制され、その排出がスムーズになっていることがわかる。

このように、本実施例によれば、おねじ２０を分断するように設けられた、そのおねじ２０に対して反対方向へねじれる螺旋状のねじれ溝２２に沿って切れ刃２４が形成されているねじ部１６を有し、下穴内にそのねじ部１６がねじ込まれることにより、前記切れ刃２４によってその下穴の内周面にめねじを切削加工するスパイラルタップ１０、１０′であって、前記ねじ部１６の先端側に、前記下穴径よりも小さい径寸法を有すると共に所定の突出量Ｌで軸心方向へ突出して設けられた円柱状の延伸部１８を備え、その延伸部１８の外周面には、前記ねじれ溝２２が前記ねじ部１６から延長して設けられたものであることから、前記ねじれ溝２２から排出される切りくず相互の絡み付きが前記延伸部１８により抑制され、それら切りくずを細かな状態で排出することができる。すなわち、切りくずをスムーズに排出し得るスパイラルタップ１０、１０′を提供することができる。

また、前記延伸部１８の軸方向長さ寸法Ｌは、前記ねじ部１６の呼び径をＤとして０．５Ｄ≦Ｌ≦１．０Ｄの範囲内であるため、必要十分な軸方向長さ寸法を有する延伸部１８により、前記ねじれ溝２２から排出される切りくず相互の絡み付きを好適に抑制することができる。

また、前記ねじ部１６の表面に所定の硬質被膜処理が施されたものであるため、特に前記ねじれ溝２２から排出される切りくず相互の絡み付きが発生し易い硬質被膜処理の施されたスパイラルタップ１０、１０′において、斯かる切りくず相互の絡み付きを好適に抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例において、前記スパイラルタップ１０、１０′は、前記シャンク１２、首部１４、ねじ部１６、及び延伸部１８が、その順番で同軸に一体に設けられたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばその一部が別体に構成されてろう付けや焼き嵌め、ねじ等により一体的に固設されるものでも良い。

また、前述の実施例において、前記スパイラルタップ１０、１０′は、高速度工具鋼から成ると共にその表面にＴｉＣＮ被膜処理が施されたものであったが、その材質は各種超硬合金等の種々の工具材料を用いることが可能で、更にその表面にＴｉＡｌＮやＴｉＮ等の硬質被膜がコーティングされたものであってもよい。

また、前述の実施例において、前記ねじ部１６及び延伸部１８には３本のねじれ溝２２が形成されたものであったが、２本すなわち一対のねじれ溝２２が形成されたスパイラルタップにも本発明は好適に適用される。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０、１０′：スパイラルタップ
１６：ねじ部
１８：延伸部
２０：おねじ
２２：ねじれ溝
２４：切れ刃

Claims (3)

1. おねじを分断するように設けられた、該おねじに対して反対方向へねじれる螺旋状のねじれ溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有し、下穴内に該ねじ部がねじ込まれることにより、前記切れ刃によって該下穴の内周面にめねじを切削加工するスパイラルタップであって、
   前記ねじ部の先端側に、前記下穴径よりも小さい径寸法を有すると共に所定の突出量で軸心方向へ突出して設けられた円柱状の延伸部を備え、該延伸部の外周面には、前記ねじれ溝が前記ねじ部から延長して設けられたものであることを特徴とするスパイラルタップ。
2. 前記延伸部の軸方向長さ寸法Ｌは、前記ねじ部の呼び径をＤとして０．５Ｄ≦Ｌ≦１．０Ｄの範囲内である請求項１に記載のスパイラルタップ。
3. 前記ねじ部の表面に所定の硬質被膜処理が施されたものである請求項１又は２に記載のスパイラルタップ。