JP2012011528A - タップ - Google Patents

Abstract

【課題】刃先部とシャンク部との連結が断たれた場合に短時間で再び刃先部とシャンク部とを連結することができ、さらにタップの振れを小さく抑えることによってナットのねじ加工精度の低下を防止することができる安価なタップを提供する。
【解決手段】基端部である接合部５が小径に形成されねじが切られた刃先部３と、先端部である接合部１１が小径に形成されねじが切られたシャンク部８と、両端に接合部５と接合部１１とが各々螺合され刃先部３とシャンク部８とを一体に接合する継手管６とを備えたベントタップ１またはストレートタップ２において、継手管６には、刃先部３に異常なトルクが掛かったときに破断する破断溝である凹部１４が形成され、刃先部３とシャンク部８との外周近傍には、接合部５と接合部１１とが継手管６に螺合されたとき継手管６の端面１５に当接する当接面である段付き面７，１２が各々形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動雌ねじ加工機などに装着可能なタップの技術に関する。

自動雌ねじ加工機に用いられるタップは、ねじ立ての際に切削回転力を与えるシャンク部と刃先部とを別個に製作し、これを溶接，螺合あるいはろう付けして接合している。加工部に切削屑粉が詰まるなどして刃先部に一定以上のトルクが加わると接合部が破断するが、溶接あるいは螺合によって接合している場合には、破断した接合部は破壊されるので再使用することができない。これを避けるためにろう付けするものにあっては、刃先部とシャンク部とのセンターを合わせてろう付けするのに熟練した技術を要し、接合部が破断した場合にタップ使用者が接合部を再接合することはきわめて困難である。

図８は、従来技術に係るタップの一例であるベントタップ５０の正面図であり、図９は、継手管５３のＡ−Ａ断面図である。シャンク部５１の先端と刃先部５２の基端との両方にねじを切り、これを継手管５３に螺合し、ねじ加工するものである(特許文献１)。切削している部分に切削屑粉が詰まって刃先部５２に一定以上のトルクが加わった場合には、継手管５３に働く引っ張り応力が増大して、継手管５３に設けた切欠き溝５４が破断する。

図１０は、従来技術に係る別のベントタップ６０の正面図であり、図１１は、刃先部６１とシャンク部６２との接続部のＢ−Ｂ断面図である。刃先部６１の基端を若干小径に形成して接合部６３とし、接合部６３の外周に螺旋状の凹溝６４を形成し、さらにシャンク部６２の先端には接合部６３が挿入される接合孔６５が設けられ、接合孔６５の内周には、前記凹溝６４と同一ピッチを有し夫々対向する螺旋状の凹溝６６が形成されている（特許文献２）。接合部６３は、凹溝６４に真鍮で形成されたコイル６７が嵌合された状態で接合孔６５の凹溝６６にねじ込まれ、接合部６３が接合孔６５に一体的に接合される。加工部に切削屑粉が詰まって刃先部６１に一定以上のトルクが加わった場合には、真鍮で形成されたコイル６７が破壊され、シャンク部６２に伝達されるトルクが遮断される。このようにして高価な刃先部６１が破損することを防止している（特許文献１，２）。

実公昭４４−８２３７号公報 実公昭４８−４２３８１号公報

特許文献１に記載のベントタップ５０は、継手管５３に螺合される刃先部５２の基端とシャンク部５１の先端とが当接した状態で連結される。刃先部５２の基端とシャンク部５１の先端とには雄ねじが形成されており、刃先部５２とシャンク部５１とが当接する当接面５５は軸心５６を中心とした狭い範囲に限定されるので、刃先部５２とシャンク部５１との芯ずれが起きた場合、又刃先部５２は磨耗交換を繰り返すが、シャンク部５１は長期の再使用をするためシャンク部５１の当接面５５が変形、磨耗等により刃先部５２とシャンク部５１とを連結したベントタップ５０の振れが大きく、ナットのねじ加工精度が低下するという問題がある。

特許文献２に記載のベントタップ６０では、刃先部６１に一定以上のトルクが加わってコイル６７が破壊された場合に、雌ねじ側であるシャンク部６２の接合孔６５に破壊されたコイル６７が残っている場合がある。残ったコイル６７を取り除くのに時間が掛かり、あるいは取り除くことができない場合がある。さらに、シャンク部６２に形成する接合孔６５は底付き孔なので貫通孔に比してコスト高になるという問題がある。

本発明の目的はこのような課題を解決するもので、刃先部とシャンク部との連結が断たれた場合に短時間で再び刃先部とシャンク部とを連結することができ、さらにタップの振れを小さく抑えることよってナットのねじ加工精度の低下を防止することができる安価なタップを提供することである。

この課題を解決するために請求項１の発明は、基端部にねじが切られた刃先部と、先端部にねじが切られたシャンク部と、両端に前記基端部と前記先端部とが各々螺合され刃先部とシャンク部とを一体に接合する継手管とを備え、刃先部とシャンク部との外周近傍には、前記基端部と前記先端部とが継手管に螺合されたとき、軸心と垂直に形成された継手管の端面に当接する当接面が各々形成されることを特徴とする。請求項２の発明は、継手管には破断溝が形成されており、刃先部に異常なトルクが掛かったときに継手管は破断溝が形成された薄肉部で破断することを特徴とする。

刃先部とシャンク部との外周近傍には、前記基端部と前記先端部とが継手管に螺合されたとき軸心と垂直に形成された継手管の端面に当接する当接面が各々形成され、かつ軸心から最大離れた位置の端面に当接することで、刃先部とシャンク部とを連結したタップの振れが小さく抑えられ、ナットのねじ加工精度の低下を防止することができる。また、継手管には破断溝が形成されており、刃先部に異常なトルクが掛かったときに継手管は破断溝が形成された薄肉部で破断するので、刃先部とシャンク部との連結が断たれた場合に破断された継手管を取り除き、短時間で再び刃先部とシャンク部とを連結することができる。

本発明の第１の実施形態に係るベントタップ１の断面図である。 ストレートタップ２の断面図である。 継手管６の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る継手管２０の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る継手管３０の断面図である。 Ａ矢視図である。 本発明の第４の実施形態に係る継手管４０の断面図である。 従来技術に係るタップの一例であるベントタップ５０の正面図である。 継手管の断面図である。 従来技術に係るベントタップの正面図である。 刃先部とシャンク部との接続部の断面図である。

以下、本発明の第１の実施形態に係るベントタップ１およびストレートタップ２について図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るベントタップ１の断面図である。図２は、ストレートタップ２の断面図であり、図３は、継手管６の断面図である。シャンク部８，９に与えられた回転トルクが刃先部３に伝達され、刃先部３が回転してナットなどの被加工物に雌ねじを刻設する。被加工物がナットである場合には、ねじ立てされたナットは、ベントタップ１またはストレートタップ２の外側に嵌められた状態で、刃先部３から継手管６とシャンク部８，９とを通過した後に排出される。

ベントタップ１あるいはストレートタップ２の刃先部３は、高速度工具鋼（ＪＩＳ規格ＳＫＨ）以上の材質が用いられ、６０ＨＲＣ以上の硬度とされる。刃先部３の基端には、雄ねじ４が形成された小径の接合部５が設けられ、雄ねじ４の刃先側には段付き面７が形成されている。シャンク部８，９は、クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格ＳＣＭ４３５）で形成され、先端には雄ねじ１０が形成された小径の接合部１１が設けられ、雄ねじ１０の基端側には段付き面１２が形成されている。段付き面７，１２は、ともに軸心１６，１７と直交する方向に形成される。

刃先部３とシャンク部８，９とを連結する継手管６は、略円筒形であり、クロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格ＳＣＭ４３５）あるいは高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ２）などの焼き入れ可能な材質で形成され、４５ＨＲＣ〜５５ＨＲＣ程度の硬度とされる。継手管６の内周には雌ねじ１３が形成されており、さらに内周中央部には、破断溝である全周に亘る凹部１４が形成されている。

継手管６の両端には、刃先部３の接合部５とシャンク部８，９の接合部１１とが螺合され、段付き面７，１２が突き合わせ面である継手管６の端面１５，１５に当接した状態で固定される。このとき刃先部３の接合部５とシャンク部８，９の接合部１１とは当接することなく一定の隙間が設けられている。

刃先部３とシャンク部８，９とは、軸心１６，１７から最も離れた外周近傍の段付き面７，１２が、継手管６の端面１５，１５に突き合わせ状態で接合されるので、刃先部３とシャンク部８，９との芯がずれている場合の影響が小さく、ベントタップ１あるいはストレートタップ２の全体の振れを小さく抑えることができ、ナットの加工精度が低下することを防止することができる。

ねじ立てが行われるナットに切削屑粉が詰まって刃先部３に一定以上の負荷が加わった場合には、継手管６は肉厚が薄い凹部１４に沿って破断される。そうすると刃先部３からシャンク部８，９に伝達されるトルクが遮断され、高価な刃先部３の破損が防止される。

継手管６としてクロムモリブデン鋼（ＪＩＳ規格ＳＣＭ４３５）などを焼き入れして用いることで、継手管６が破断する破損トルクの設定が容易になり、設定した破損トルクで継手管６を確実に破断することができる。また、刃先部３，継手管６およびシャンク部８，９は同じ外径で形成されており、継手管６の外周には隙間や段差がないので、ねじ加工されたナットは引っ掛かることなく刃先部３からシャンク部８，９に向かって滑らかに流れる。

図４は、本発明の第２の実施形態に係る継手管２０の断面図である。第１の実施形態の説明と重複する部分については同一の参照符を用いて説明を省略する。第１の実施形態では、継手管６の内周に凹部１４が設けられたものについて説明したが、これに限定されるものではない。たとえば図４に示すように、継手管２０の外周に全周に亘る破断溝を形成してもよい。本実施例においては、断面がＶ字形のＶ字溝２１が形成される。刃先部３に一定以上のトルクが加わった場合には、継手管２０がＶ字溝２１に沿って破断される。これによって刃先部３からシャンク部８，９に伝達されるトルクが遮断される。このように継手管２０の外周に破断溝を形成すると、継手管６の内周に凹部１４を形成する場合に比して安価に加工することができコスト削減を図ることができる。

図５は、本発明の第３の実施形態に係る継手管３０の断面図である。図６は、Ａ矢視図である。第１〜第２の実施形態の説明と重複する部分については同一の参照符を用いて説明を省略する。継手管３０では、継手管３０の外面に形成される破断溝３１は、軸心３２方向に形成されており、軸心３２を中心として１８０°の間隔をもって２箇所に設けられる。破断溝３１の断面はコの字形とするが、これに限定されるものではなく、たとえばＶ字形の溝でもよい。

継手管３０は、破断溝３１に沿った軸心３２方向に破断するので、刃先部３またはシャンク部８，９に継手管３０が噛み込みにくく、破断した継手管３０を容易に取り除くことができる。また、破断溝３１は軸心３２方向に設けられているので、ねじ加工されたナットは、破断溝３１で引っ掛かることなく刃先部３からシャンク部８，９に向かって滑らかに流れる。

図７は、本発明の第４の実施形態に係る継手管４０の断面図である。刃先部３に一定以上のトルクが加わった場合に作動を停止する自動停止装置がねじ立盤に設けられている場合には、刃先部３に一定以上のトルクが加わった場合でも継手管４０を破断する必要がないので、凹部１４あるいはＶ溝２１などの破断溝が形成されていない継手管４０を用いることができる。この場合でも、刃先部３およびシャンク部８，９は、外周近傍の段付き面７，１２が継手管４０の端面４１，４１に突き合わせ状態で接合されるので、ベントタップ１あるいはストレートタップ２の平行度，同軸度が向上し、ベントタップ１あるいはストレートタップ２の全体の振れを小さく抑えることができるので、ナットの加工精度が低下することを防止することができる。また、刃先部３，継手管６およびシャンク部８，９は、同じ外径に形成されており、継手管６の外周には隙間や段差がないので、ねじ加工されたナットは引っ掛かることなく刃先部３からシャンク部８，９に向かって滑らかに流れる。

このように基端部である接合部５にねじが切られた刃先部３と、先端部である接合部１１にねじが切られたシャンク部８と、両端に接合部５と接合部１１とが各々螺合され刃先部３とシャンク部８とを一体に接合する継手管６とを備え、刃先部３とシャンク部８との外周近傍には、接合部５と接合部１１とが継手管６に螺合されたとき継手管６の軸心１６と垂直に形成された端面１５に当接する当接面７，１２が各々形成されるので、刃先部３とシャンク部８とを連結したタップの振れが小さく抑えられ、ナットのねじ加工精度の低下を防止することができる。

さらに、継手管６には破断溝である凹部１４が形成されており、刃先部３に異常なトルクが掛かったときに継手管６は凹部１４が形成された薄肉部で破断するので、刃先部３とシャンク部８との連結が断たれた場合に破断された継手管６を取り除き、短時間で再び刃先部３とシャンク部８とを連結することができる。

１，５０，６０ ベントタップ
２ ストレートタップ
３，５２ 刃先部
４，１０ 雄ねじ
５，１１，６３ 接合部
６，２０，３０，４０，５３ 継手管
７，１２ 段付き面
８，９，５１，６２ シャンク部
１３ 雌ねじ
１４ 凹部
１５，４１ 端面
１６，１７，３２，５６ 軸心
２１ Ｖ字溝
５４ 切欠き溝
５５ 当接面
６４，６６ 凹溝
６５ 接合孔
６７ コイル

Claims (2)

1. 基端部にねじが切られた刃先部と、
   先端部にねじが切られたシャンク部と、
   両端に前記基端部と前記先端部とが各々螺合され刃先部とシャンク部とを一体に接合する継手管とを備え、
   刃先部とシャンク部との外周近傍には、前記基端部と前記先端部とが継手管に螺合されたとき、軸心と垂直に形成された継手管の端面に当接する当接面が各々形成されることを特徴とするタップ。
2. 継手管には破断溝が形成されており、刃先部に異常なトルクが掛かったときに継手管は前記破断溝が形成された薄肉部で破断することを特徴とする請求項１に記載のタップ。

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