JP5210470B2

JP5210470B2 - 盛上げタップ

Info

Publication number: JP5210470B2
Application number: JP2010016050A
Authority: JP
Inventors: 貢一齋藤; 克哉松本
Original assignee: OSG Corp
Current assignee: OSG Corp
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2030-01-27
Also published as: JP2011152614A

Description

本発明は盛上げタップに係り、特に、タップのねじ山を加工する際の負荷が小さくて短時間で加工できる盛上げタップに関するものである。

完全山部と、その完全山部に連続して設けられ且つ先端に向かう程小径となる食付き部とを有するおねじ部を備えているとともに、その食付き部および完全山部には突出部と逃げ部とが交互に設けられており、食付き部に設けられた突出部が順次下穴の内周面に食い込んで塑性変形させることによりめねじを形成する盛上げタップが知られている。特許文献１に記載の盛上げタップはその一例で、前記おねじ部には、前記完全山部の後方側にその完全山部に連続して前記突出部および前記逃げ部の無い円筒形状の円筒ねじ部が設けられており、突出部および逃げ部をおねじ部の後端まで継続して設ける場合に比較して、そのおねじ部の加工時間が短縮される。

特開２００４−１７４６０７号公報

しかしながら、上記従来の盛上げタップは、円筒ねじ部に３０′以上の大きな勾配角でバックテーパが設けられているため、そのバックテーパを設けるために円筒ねじ部を研削加工する際の削り代や負荷が大きくなり、おねじ部の加工時間を短縮する上で未だ改善の余地があった。また、バックテーパが大きいため、タップ立て加工時に盛上げタップをリード送りするガイドとしての機能が十分に得られないという別の問題も含んでいた。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、盛上げタップのねじ山を研削加工する際の削り代や負荷を小さくして加工時間を一層短縮するとともに、タップ立て加工時に盛上げタップをリード送りするガイド機能が適切に得られるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 完全山部と、その完全山部に連続して設けられ且つ先端に向かう程小径となる食付き部とを有するおねじ部を備えているとともに、それ等の食付き部および完全山部には突出部と逃げ部とが交互に設けられており、食付き部に設けられた突出部が順次下穴の内周面に食い込んで塑性変形させることによりめねじを形成する一方、(b) 前記おねじ部には、前記完全山部の後方側にその完全山部に連続して前記突出部および前記逃げ部の無い円筒形状の円筒ねじ部が設けられている盛上げタップにおいて、(c) 前記円筒ねじ部の前端は前記完全山部における前記突出部と同じ径寸法で、その円筒ねじ部には、その完全山部から離間するに従って５′〜１５′の範囲内の勾配角αで小径となるバックテーパが設けられていることを特徴とする。

第２発明は、第１発明の盛上げタップにおいて、前記完全山部は、軸方向において３山以上の長さ範囲、言い換えればおねじの３ピッチ以上の長さ範囲、に設けられていることを特徴とする。

このような盛上げタップにおいては、完全山部の後方側に設けられる円筒ねじ部には５′〜１５′の範囲内の勾配角αでバックテーパが設けられているため、従来のように３０′以上の大きな勾配角でバックテーパを設ける場合に比較して、盛上げタップのねじ山を研削加工する際の削り代や負荷が小さくなって加工時間が一層短縮される。また、勾配角αが１５′以下であるため、タップ立て加工時に盛上げタップをリード送りするガイド機能が適切に得られるようになる一方、勾配角αが５′以上であるため、タップ立て加工時のめねじとの接触摩擦による負荷が適切に軽減される。

第２発明では、軸方向において３山以上の長さ範囲に完全山部が設けられているため、ＪＩＳＢ０２７１に規定の「ねじ測定用三針」により盛上げタップの有効径を測定する際に、軸心まわりにおいて突出部が設けられた任意の位相で有効径を測定することが可能で、測定作業を容易且つ迅速に行うことができる。

本発明の一実施例である盛上げタップを説明する図で、(a) は軸心Ｏに対して直角方向から見た正面図、(b) は(a) におけるIB−IB断面の拡大図、(c) は(a) におけるIC−IC断面の拡大図、(d) はおねじ部のねじ山の径寸法変化を示す軸心Ｏを含む断面の拡大図である。完全山部の後方に円筒ねじ部が設けられた本発明品、およびおねじ部の後端まで突出部および逃げ部が設けられた従来品について、そのおねじ部の加工時間を調べた結果を説明する図である。

食付き部および完全山部に設けられる突出部は、例えば軸心と平行に軸方向に連なるように設けられ、軸心を中心として等角度間隔で３列以上設けることが望ましい。すなわち、軸心と直角な断面形状が略正三角形や略正方形、略正六角形、略正八角形等の多角形で、突出部として機能する角部が丸められるとともに各辺が必要に応じて外側へ膨出するように湾曲させられた形状を成し、全体として略正多角柱形状を成すように構成される。但し、不等間隔で設けたり、突出部が螺旋状に位置するように設けたり、軸心まわりにランダムに位置するように設けたりすることも可能である。

円筒ねじ部に設けられるバックテーパの勾配角αは、１５′より大きいと削り代や負荷が大きくなって加工時間が長くなり、また、タップ立て加工時にリード送りするガイド機能が適切に得られなくなる一方、勾配角αが５′より小さいと、タップ立て加工時にめねじとの接触による摩擦抵抗が大きくなって好ましくない。

第２発明では、軸方向において３山以上の長さ範囲に亘って完全山部が設けられているが、盛上げタップとして機能するためには、完全山部が１山（厳密には１つの突出部）設けられるだけでも良い。完全山部の軸方向の山数が多くなると、突出部および逃げ部を交互に有するねじ山の山数が多くなって加工時間が長くなるため、例えば５山以下が望ましい。本発明では、円筒ねじ部によってガイド機能が得られるため、完全山部はできるだけ少ない方が良い。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である盛上げタップ１０を説明する図で、(a) は軸心Ｏに対して直角方向から見た正面図、(b) は(a) におけるIB−IB断面の拡大図、(c) は(a) におけるIC−IC断面の拡大図、(d) はおねじ部１６のねじ山１８の径寸法変化を示す軸心Ｏを含む断面の拡大図である。この盛上げタップ１０は、図示しないチャックを介して主軸に取り付けられるシャンク１２と、シャンク１２よりも小径の首部１４と、めねじを盛上げ加工（転造加工）するためのおねじが設けられたおねじ部１６とを、その順番で軸方向に連なるように軸心Ｏと同心に一体に備えている。

上記おねじ部１６は、形成すべきめねじの谷の形状に対応した断面形状のねじ山１８が、そのめねじに対応するリード角のつる巻き線に沿って設けられたもので、軸方向において径寸法が一定の完全山部２６と、先端側へ向かうに従って小径となる食付き部２４とを備えている。この食付き部２４および完全山部２６の全域に亘って、ねじ山１８が径方向の外側へ突き出す４つの突出部２０、および突出部２０に続いて小径となる逃げ部２２が、ねじの進み方向に沿って交互に且つ軸心Ｏまわりにおいて９０°の等角度間隔で設けられており、全体として略正四角柱形状を成している。すなわち、突出部２０を構成している正方形の各頂点部分はそれぞれ円弧状に丸められている一方、逃げ部２２を構成している正方形の各辺はそれぞれ外側へ膨出するように緩やかに湾曲させられており、軸心Ｏと平行に多数の突出部２０が連続して連なるように設けられるとともに、そのように軸方向に連続する多数の突出部２０の列が軸心Ｏまわりに等角度間隔で４列設けられているのである。

図１の(b) は、完全山部２６の断面図で、ねじ山１８の谷部においてつる巻き線に沿って切断したものである。そして、この完全山部２６における突出部２０の頂点位置の径寸法（外径および有効径）が加工すべきめねじの径寸法（谷径および有効径）に対応する。本実施例の盛上げタップ１０は、呼びがＭ６×１の１条ねじで、食付き部２４の軸方向寸法はに２山すなわちおねじの２ピッチ分の長さで、完全山部２６の軸方向寸法は３山すなわちおねじの３ピッチ分の長さである。図１の(d) は、軸心Ｏまわりにおいて上記突出部２０が軸方向に連なる部分の断面図である。

おねじ部１６にはまた、完全山部２６の後方側に完全山部２６に連続して前記突出部２０および逃げ部２２の無い円筒形状の円筒ねじ部２８が設けられている。この円筒ねじ部２８の前端は、完全山部２６における突出部２０と同じ径寸法であるが、完全山部２６から離間するに従って５′〜１５′の範囲内の勾配角αで小径となるバックテーパが設けられている。図１の(c) は、円筒ねじ部２８の断面図で、ねじ山１８の谷部においてつる巻き線に沿って切断したものであり、厳密にはバックテーパに対応して径寸法が変化しているが、この変化は極僅かで図１(c) では真円で描かれている。一点鎖線は完全山部２６の形状で、その完全山部２６における突出部２０よりも僅かに小径となっている。図１(b) における符号２８ｓは、円筒ねじ部２８の前端に位置する第１円筒ねじ山で、完全山部２６における最後端の突出部２０に連続して設けられている。本実施例では、この円筒ねじ部２８の軸方向寸法は７山すなわちおねじの７ピッチ分の長さで、おねじ部１６の全体の軸方向寸法は１２山すなわちおねじの１２ピッチ分の長さである。また、上記勾配角αは約８′３６″である。

また、おねじ部１６には、前記食付き部２４、完全山部２６、および円筒ねじ部２８の全域に亘って、それ等を分断するように軸心Ｏと平行に１本の溝３０が設けられ、タップ立て加工時に工具先端まで潤滑油剤が適切に供給されるようになっている。この溝３０を複数設けることも可能である。

このような盛上げタップ１０においては、完全山部２６の後方側に設けられる円筒ねじ部２８には５′〜１５′の範囲内の勾配角αでバックテーパが設けられているため、従来のように３０′以上の大きな勾配角でバックテーパを設ける場合に比較して、盛上げタップ１０のねじ山１８を研削加工する際の削り代や負荷が小さくなって加工時間が一層短縮される。また、勾配角αが１５′以下であるため、タップ立て加工時に盛上げタップ１０をリード送りするガイド機能が適切に得られるようになる一方、勾配角αが５′以上であるため、タップ立て加工時のめねじとの接触摩擦による負荷が適切に軽減される。

また、本実施例では、軸方向において３山の長さ範囲に完全山部２６が設けられているため、ＪＩＳＢ０２７１に規定の「ねじ測定用三針」により盛上げタップ１０の有効径を測定する際に、軸心Ｏまわりにおいて突出部２０が設けられた任意の位相で有効径を測定することが可能で、測定作業を容易且つ迅速に行うことができる。

図２は、(a) に示すように呼びがＭ６×１およびＭ１０×１．５の２種類の本発明品および従来品について、おねじ部１６のねじ山１８を研削加工する際の加工時間を調べた結果を説明する図で、従来品は円筒ねじ部２８を備えておらず、おねじ部１６の後端まで突出部２０および逃げ部２２を交互に有する完全山部２６が設けられている。また、呼びがＭ６×１の盛上げタップは、熱処理された丸棒に対して直接ねじ研削を行うのに対して、呼びがＭ１０×１．５の盛上げタップは、熱処理前に予めおねじを荒加工し、熱処理後にその荒ねじに対してねじ研削を行い、そのねじ研削の加工時間を比較したもので、Ｍ１０×１．５の方が加工時間は短くなる。なお、上記Ｍ６×１の本発明品は、前記実施例の盛上げタップ１０に相当する。

図２の(b) および(c) は、それぞれ異なる研削機械Ａ、Ｂを用いてねじ研削を行った場合で、機械の剛性や処理性能の相違などで加工時間は異なるため、研削機械Ａ、Ｂ毎に個別に比較する必要がある。研削機械Ａを用いた(b) では、加工砥石が１山のシングルタイプと複数山の多条タイプの２種類について試験を行ったが、Ｍ６×１の場合、シングル砥石では約１３％加工時間が短縮され、多条砥石では約７％加工時間が短縮された。Ｍ１０×１．５の場合、シングル砥石では約１１％加工時間が短縮され、多条砥石では約９％加工時間が短縮された。また、研削機械Ｂを用いた(c) では、加工砥石が１山のシングルタイプについてのみ試験を行ったが、Ｍ６×１では約２７％加工時間が短縮され、Ｍ１０×１．５では約２５％加工時間が短縮された。この結果から、研削機械の性能や使用砥石等によってバラツキはあるものの、本発明品によれば従来品に比較して７％〜２７％程度加工時間が短縮された。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：盛上げタップ１６：おねじ部２０：突出部２２：逃げ部２４：食付き部２６：完全山部２８：円筒ねじ部Ｏ：軸心 α：勾配角

Claims

完全山部と、該完全山部に連続して設けられ且つ先端に向かう程小径となる食付き部とを有するおねじ部を備えているとともに、該食付き部および該完全山部には突出部と逃げ部とが交互に設けられており、該食付き部に設けられた突出部が順次下穴の内周面に食い込んで塑性変形させることによりめねじを形成する一方、
前記おねじ部には、前記完全山部の後方側に該完全山部に連続して前記突出部および前記逃げ部の無い円筒形状の円筒ねじ部が設けられている盛上げタップにおいて、
前記円筒ねじ部の前端は前記完全山部における前記突出部と同じ径寸法で、該円筒ねじ部には、該完全山部から離間するに従って５′〜１５′の範囲内の勾配角αで小径となるバックテーパが設けられている
ことを特徴とする盛上げタップ。
前記完全山部は、軸方向において３山以上の長さ範囲に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の盛上げタップ。