JP5691838B2 - タッピング加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、タッピング加工方法、すなわちタップを用いためねじ部の加工方法に関する。

例えば内燃機関（エンジン）のシリンダヘッドに装着されるスパークプラグ（以下、単にプラグと言う。）は、周知のようにその主体金具側のおねじ部をプラグ穴側のめねじ部に対してねじ込む（螺合）ことでその先端部側が燃焼室に臨むようにガスケットを介して固定される。その場合に、気筒間燃焼ばらつきの解消、着火性の改善および燃費の向上等の観点から、燃焼室に臨んで中心電極と対をなす外側電極（接地電極）の向き（回転方向位置）を特定の向きに合わせたいとの要請がある。

その対策として、例えば特許文献１〜３に記載のような種々の技術が提案されており、特に特許文献１，２には、プラグの主体金具に対するねじ転造加工の開始位置を任意に設定して、正確に位置決めすることができる技術が開示されている。

特開平１１−１３６１３号公報 特開２００１−２８４０１５号公報 特開２００３−３２３９６３号公報

シリンダヘッド側のプラグ穴に対してプラグを所定トルクで締め付けた時の外側電極（接地電極）の向き（回転方向位置）は、プラグ側のおねじ部の開始位置だけでなくガスケットの撓み量やシリンダヘッド側のプラグ穴におけるめねじ部の開始位置（めねじ部のねじ切り開始位置の回転方向位相）にも当然に依存することになる。そして、上記のような外側電極の向きをより厳格に管理しようとすると、プラグ側のおねじ部の開始位置を管理するだけでは不十分で、多くの場合にタッピングにて加工されうシリンダヘッド側のプラグ穴についても、同様にそのめねじ部の開始位置が一定となるように管理されていなければ所期の目的を達成することができなくなる。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、工作機械によるタッピング加工、すなわちタップを用いためねじ部の加工に際して、めねじ部の開始位置であるところのそのねじ切り開始位置の回転方向位相を常に特定の位置として加工することが可能なタッピング加工方法を提供するものである。

本発明は、例えばマシニングセンタに代表されるＮＣ型の工作機械等の主軸にタップを装着してワークに対しタッピングを施す方法である。その際に、タッピングのためのピッチ送り開始位置において、タップねじ部のすくい面を基準にタップの回転方向の位置決め（割り出し）を行うとともに、タップねじ部のうち完全山部の特定の山、例えば１山目あるいは２山目のフランク（山の頂と谷底とを連絡する傾斜面）を基準にタップとワークとのなす距離を規定寸法にセットするものとする。そして、その状態でタッピングのためのピッチ送りを与えて、タッピングを開始するものとする。

かかる技術的事項を機外プリセットによるプリセットタッピングツールを用いたタッピング加工に一段と関連付けるならば、ツールホルダにタップを支持させてなるプリセットタッピングツールを工作機械の主軸に装着し、そのプリセットタッピングツールをねじ下穴（ねじ立て前の穴）が形成されているワークに対してタッピングのためのピッチ送り開始位置までアプローチ動作させるとともに、回転方向の割り出しを行った上でタッピングのためのピッチ送りを与えてタッピングを行うことが前提となる。

その際に、上記タッピングに先立って、プリセットタッピングツール単体の状態でタップねじ部のすくい面を基準にツールホルダに対するタップの回転方向の位置決めを行うとともに、タップねじ部のうち完全山部の特定の山のフランク、例えば１山目あるいは２山目のフランクを基準にツール長をプリセットするツールプリセット工程を含んでいるものとする。

本発明によれば、めねじ部の開始位置であるところのその開始位置の回転方向位相を常に特定の位置として加工することが可能となる。そのため、例えばエンジンのシリンダヘッドにおけるプラグ穴とそれに螺合されるスパークプラグとの関係に着目した場合、スパークプラグにおける主体金具側のおねじ部の開始位置（ねじ切り開始位置の回転方向位相）と外側電極（接地電極）との相対位置関係が特定の位置関係となるように管理されているとするならば、めねじ部が形成されているプラグ穴に対して所定のトルクにてスパークプラグを締め込むだけで上記外側電極は常に特定の向き（回転方向位置）に合わせることが可能となる。

本発明を実施するためのより具体的な形態としてシリンダヘッドの概略構造を示す断面説明図。 図１のプラグ穴におけるａ部の拡大図。 図２のプラグ穴にスパークプラグを装着した状態を示す断面説明図。 図２の着座面の加工形態を示す説明図。 プリセットタッピングツールを用いて図２のめねじ部のタッピング加工を行う際の説明図。 （Ａ）は図５に示したタップの要部拡大概略図、（Ｂ）はその詳細説明図。 図５に示したプリセットタッピングツールのプリセット時の手順を示す図で、（Ａ）は座面専用マスターゲージを用いたツールプリセッタの校正時の説明図、（Ｂ）はツールプリセッタにマスタータップゲージを装着した状態を示す説明図。 図５に示したプリセットタッピングツールにおけるツールホルダの底面説明図。 図５に示したプリセットタッピングツールのプリセット時の手順を示す図で、（Ａ）はマスタータップゲージとロケータとを併用した基準づくりの際の説明図、（Ｂ）はツールプリセッタからマスタータップゲージを取り外した状態を示す説明図。 図９の（Ａ）に示したマスタータップゲージとロケータ側の接触子との関係を示す拡大平面説明図。 図５に示したプリセットタッピングツールのプリセット時の手順を示す図で、（Ａ）はツールプリセッタに図５のプリセットタッピングツールを装着して回転方向の位置決めうする際の説明図、（Ｂ）はツールプリセッタによりプリセットタッピングツールのツール長をセッティングする際の説明図。 図１１の（Ｂ）に示したツール長プリセット時の要部拡大説明図。

図１以下の図面は本発明を実施するためのより具体的な形態を示し、ここではエンジンのシリンダヘッドにおけるプラグ穴へのめねじ部の加工、すなわちスパークプラグが螺合されることになるプラグ穴でのめねじ部の加工について例示している。特に図１はシリンダヘッドの断面図を、図２は図１のａ部の拡大図を、図３はスパークプラグの装着状態をそれぞれ示している。

図１〜３に示すように、シリンダヘッド１には燃焼室Ｑに開口する段付き穴状のプラグ穴（プラグホール）２が各気筒ごとに形成されていて、このプラグ穴２にスパークプラグ（以下、単にプラグと言う。）３が螺合方式にて装着される。プラグ３の主体金具４には大径の胴部５と六角部６が形成されているとともに、その胴部５に隣接しておねじ部７が形成されている。さらに、胴部５の首下側にはガスケット８が予め装着されている。その一方、シリンダヘッド１側のプラグ穴２は燃焼室Ｑに近い小径部２ａとそれに連続する大径部２ｂとからなり、両者の中間部に着座面９が形成されているとともに、小径部２ａにめねじ部１０が形成されている。そして、所定トルクによるプラグ３の締め込みによって、おねじ部７とめねじ部１０との螺合のよる螺進作用のためにプラグ３がシリンダヘッド１に締め付け固定されて、プラグ３側の胴部５がガスケット８を介して着座面９に着座することになる。その結果、プラグ３の中心電極３２およびそれと対をなす外側電極（接地電極）３３が燃焼室に臨むことになる。

ここで、プラグ３については、おねじ部７のねじ切り開始位置の回転方向位相（回転方向位置）と、規定トルクでプラグ穴２側のめねじ部１０に対して締め付けた時の外側電極３３の向き（外側電極３３が指向する方向）とをそれぞれ製造段階で管理することにより、両者の相対位置関係が予め特定されていて、例えばおねじ部７のねじ切り開始位置の回転方向位相と規定トルクでの締め付け時の外側電極３３の向きとを予め一致させてある。

上記シリンダヘッド１を製造する過程での機械加工はその大部分がマシニングセンタに代表されるＮＣ型の工作機械にて行われるが、特に小径部２ａおよび大径部２ｂを含むプラグ穴２の加工手順に着目した場合、前加工として小径部２ａおよび大径部２ｂのそれぞれの切削加工を行った後に、着座面９の切削加工とめねじ部１０のねじ切り加工とが行われる。めねじ部１０のねじ切りはねじ立て、すなわちタッピングによって行われる。これらの着座面９の切削加工とめねじ部１０のタッピング加工は共にＮＣ型の工作機械である共通のマシニングセンタを用いて行うものとし、前加工として着座面９の切削加工を座ぐりとして行い、それに続いてめねじ部１０のタッピング加工を行うものとする。

着座面９の加工は、図４に示すような座ぐりカッタ１１をマシニングセンタの主軸に装着して行うものとする。この座ぐりカッタ１１は汎用のＨＳＫタイプのツールホルダ１２に座ぐりカッタ１３を脱着可能に支持させたものであり、座ぐりカッタ１３はそのボデイ先端に例えば二枚のスローアウェイ方式の面取り用のチップ１３ａを装着してある。そして、座ぐりカッタ１１を所定速度で回転させながらその座ぐりカッタ１１に軸心方向の切削送りを与えて一部の面取りとともに座ぐりを施し、着座面９を所定精度に仕上げるものとする。

なお、座ぐりカッタ１１は、マシニングセンタの主軸に装着した時のツール長が、後述する公知のツールプリセッタを用いていわゆる機外プリセット方式にて予め規定寸法にプリセットされている。

他方、めねじ部１０のタッピング加工は、図５に示すようなプリセットタッピングツール１４をマシニングセンタの主軸に装着して行うものとする。このプリセットタッピングツール１４は上記と同様に汎用のＨＳＫタイプのツールホルダ１５にタップ１６を脱着可能に支持させたものであり、タップ１６そのものとしては例えば図６に示すように直みぞタップタイプで且つロングシャンクタップタイプのものが使用される。そして、マシニングセンタのタッピング加工モードを使い、プリセットタッピングツール１４にタッピングのためのピッチ送りを与えて、いわゆる１パス方式にて小径部２ａをねじ下穴としてめねじ部１０を加工するものとする。なお、図６の（Ａ）はタップ１６のねじ部１７の概略を、同図（Ｂ）はそのねじ部１７の詳細をそれぞれ示している。また、同図（Ｂ）ではＴ１が完全（ねじ）山部で、Ｔ２が食い付き部となっている。

この場合、先に切切削加工が施された着座面９から所定距離Ｌ（既知の値）だけ離れた位置をタッピングのためのピッチ送り開始位置Ｍとするならば、着座面９に開口しているねじ下穴としての小径部２ａに向けてこのピッチ送り開始位置Ｍまでプリセットタッピングツール１４をアプローチさせるとともに、当該ピッチ送り開始位置Ｍにてプリセットタッピングツール１４の回転方向の位置決めを行った上で、タッピングのためのピッチ送りを開始するものとする。

なお、タッピング加工のためのツールがプリセットタッピングツール１４たる所以は、タップ１６を支持しているツールホルダ１５はその回転方向位置が特定の位置に割り出されて初めてマシニングセンタの主軸に正しく装着されることから、後述ずるようにめねじ部１０のねじ切り開始位置の位相を管理する上で、そのツールホルダ１５に対するタップ１６の回転方向位置がいわゆる機外プリセット方式にて特定の位置に割り出されてプリセットされていることに基づいている。同時に、プリセットタッピングツール１４をマシニングセンタの主軸に装着した時のツール長が、後述するように公知のツールプリセッタを用いていわゆる機外プリセット方式にて予め規定寸法にプリセットされていることに基づいている。

これらの着座面９の座ぐり加工およびねねじ部１０タッピング加工は、共に共通のＮＣ型の工作機械であるマシニングセンタを用いて行うものとし、しかも加工対象ワークであるところのシリンダヘッド１をマシニングセンタのワークテーブルに一旦クランプしたならば、座ぐり加工とそれに続くタッピング加工とをいわゆる１クランプ（１チャック）方式にて一気に行うものとする。つまり、座ぐり加工を終えた後もシリンダヘッド１はワークテーブルからアンクランプすることなく、そのまま座ぐり加工に続くタッピング加工に供するものとする。同時に、着座面９の座ぐり加工をマシニングセンタの例えばＺ軸を使って行ったならば、それに続くタッピング加工も同じＺ軸を使って加工を行うものとする。

このように、同一のマシニングセンタの同一の加工軸を使って、いわゆる１クランプ方式にてシリンダヘッド１のプラグ穴２に対し座ぐり加工とタッピング加工とを行うのは、着座面９の位置精度がめねじ部１０のねじ切り開始位置の位相（回転方向での位置）の精度と大きな相関があるためで、めねじ部１０のねじ切り開始位置の位相精度の向上を図る上では上記のようにプラグ穴２に対する座ぐり加工とタッピング加工とを同一の加工基準で加工することが重要であるからである。

ここで、公知のツールプリセッタ（例えば、日本アイディーシステム株式会社製のＴＰ−４００）を使ってのプリセットタッピングツール１４のいわゆる機外プリセットは次の手順で行う。

最初に、図７（Ａ）に示すように、予め用意してある着座面９の加工のための座面専用マスターゲージ１８を使ってツールプリセッタの校正を行う。この座面専用マスターゲージ１８は、図４に示した座ぐりカッタ１１と同じ径、同じ長さのマスターバーであり、図４の座ぐりカッタ１１のツール長をプリセットするために使用されるものである。

この座面専用マスターゲージ１８をツールプリセッタのスピンドルにセットし、ツールプリセッタの投影機による拡大投影機能（ＣＣＤカメラによる撮像拡大表示機能であっても良い。）を使って座面専用マスターゲージ１８の先端部の形状を映し出し、その画面上の指標である基準線、すなわち互いに直交する十字状の二本の基準線１９ａ，１９ｂを座面専用マスターゲージ１８のゲージ先端面および円筒面にそれぞれ合致させて校正を行う。なお、上記投影機の画面には、直交する二本の基準線１９ａ，１９ｂとは別に、後述するようにタップ１６のねじ山部における完全（ねじ）山部に相当する二本の基準線２０ａ，２０ｂを山形状にを予め表示しておくものとする。

この校正は、先にも述べたように、プラグ穴２における着座面９の位置精度がめねじ部１０のねじ切り開始位置の位相（回転方向での位置）の精度と大きな相関があり、めねじ部１０のねじ切り開始位置の位相精度の向上、すなわち角度誤差をなくすために行われる。つまり、着座面９を加工するための座ぐりカッタ１１と、めねじ部１０のタッピング加工のためのプリセットタッピングツール１４とを、同じ基準でプリセットすることが重要となるからである。ただし、この校正作業はツールプリセッタ単独での校正が十分にできている場合には、省略することができる。

校正を終えたならば、座面専用マスターゲージ１８をツールプリセッタのスピンドルから取り外し、代わって図７の（Ｂ）に示すようにマスタータップゲージ２１をツールプリセッタのスピンドルにセットする。このマスタータップゲージ２１は図５に示した実際の加工用のプリセットタッピングツール１４（ツールホルダ１５を含む）と同様のものであり、あくまでマスターゲージとして保管して実際の加工には使用しないものである。そして、ツールプリセッタのスピンドルにセットされたマスタータップゲージ２１の姿勢として、図５のようにプリセットタッピングツール１４をマシニングセンタの主軸に装着した場合と同等の姿勢を再現する。

より詳しくは、図８に示すように、プリセットタッピングツール１４をマシニングセンタの主軸に装着した場合には、ツールホルダ１５の溝部２２にキーブロック２３が嵌合することで回転方向の位置決めが行われ、同時にツールホルダ１５に付帯しているＩＤチップ２４と主軸側のＩＤチップセンサ２５との間でそのＩＤチップ２４の情報の読み取りと書き込みが行われる。そこで、マスタータップゲージ２１についても同様に、図７の（Ｂ）に示すように、ツールプリセッタ側に予め用意されているスライド可能なキーブロック２６をツールホルダ１５の溝部２２に嵌合させて、マシニングセンタ側の主軸装着時と同様に回転方向の位置決めを行う。同時に、ツールプリセッタ側に予め用意されている図８と同様のＩＤチップセンサとＩＤチップ２４との間で必要な情報の授受を行う。これにより、ツールプリセッタ上において、キーブロック２６を基準としたマスタータップゲージ２１の回転方向の位置決めがマシニングセンタ側の主軸装着時と同様の条件で行われたことになる。

こうして、ツールプリセッタのスピンドルにセットしたマスタータップゲージ２１の回転方向の位置決めが行われたならば、図９の（Ａ）および図１０に示すように、マスタータップゲージ２１におけるタップ２７のねじ部のすくい面２７ａにロケータ２８の接触子２９を軽く当てて、マスタータップゲージ２１のうちタップ２７の先端部での回転方向の基準をつくる。ロケータ２８はマグネットスタンド３０の上端から平板状の接触子２９を片持ち支持状態にて付設したものであり、すくい面２７ａへの接触子２９の当接により基準づくりができたならば、マグネットスタンド３０の磁力により当該マグネットスタンド３０をツールプリセッタの非可動部分に吸着固定する。

続いて、ロケータ２８の位置が変動しないように注意しながら、図９の（Ｂ）に示すように、マスタータップゲージ２１をツールプリセッタのスピンドルから取り外す。代わって、図１１の（Ａ）に示すように、実際のタッピング加工に供するためのプリセット前のプリセットタッピングツール１４をツールプリセッタのスピンドルにセットする。そして、先のマスタータップゲージ２１の場合と同様に、ツールプリセッタ側に予め用意されているスライド可能なキーブロック２６をツールホルダ１５の溝部２２（図８参照）に嵌合させて、マシニングセンタ側の主軸装着時と同様に回転方向の位置決めを行う。同時に、ツールプリセッタ側に予め用意されているＩＤチップセンサ２５とＩＤチップ２４（いずれも、図８参照）との間で必要な情報の授受を行う。これにより、キーブロック２６を基準としたプリセットタッピングツール１４の回転方向の位置決めがマシニングセンタ側の主軸装着時と同様の条件で行われたことになる。

ここで、上記プリセットタッピングツール１４の回転方向の位置決めは、正確にはツールプリセッタに付帯するキーブロック２６を基準にツールホルダ１５の回転方向の位置決めがなされているにすぎず、プリセットタッピングツール１４として最も機能上重要なタップ６の回転方向およびツール長のセッティングはなおも不完全なままである。

そこで、プリセットタッピングツール１４のツールホルダ１５に対してタップ１６をアンチャッキング状態としたままで、タップ１６の回転方向の位置決めを行うべく、タップ１６を適宜回転させて、図１０に示した場合と同様に、そのタップ１６のねじ部のすくい面１６ａをロケータ２８の接触子２９に軽く当てて、先のマスタータップゲージ２１におけるタップ２７のねじ部のすくい面２７ａにロケータ２８の接触子２９を軽く当てた状態を再現する。これにより、プリセットタッピングツール１４における少なくともタップ１６の回転方向の位置決め、すなわちタップ１６の回転方向位相の割り出しが行われたことになる。なお、タップ１６のシャンク後端の四角部についてはその回り止め機能が発揮されないようにする。

続いて、プリセットタッピングツール１４におけるタップ１６のツール長のセッティングを行う。このタップ１６のツール長のセッティングに際して、タップ１６の先端面を基準としたのでは、そのタップ１６の機能よりして先端面の加工精度が高くないために、先に述べたようにタップ１６によって加工されるめねじ部１０のねじ切り開始位置の回転方向位相を管理する上では不十分である。

そこで、本実施の形態では、プリセットタッピングツール１４におけるタップ１６のツール長のセッティング（プリセット）に際して、大きく発想を変えて、タップ１６のうちでも加工精度の高いねじ部１７のうち完全（ねじ）山部Ｔ１（図６参照）の特定の山のフランク（ねじ部の山の頂と谷底とを連絡する傾斜面）を基準に行うものとする。

より具体的には、図１１の（Ｂ）に示すように、ツールプリセッタの投影機による拡大投影機能（ＣＣＤカメラによる撮像拡大表示機能であっても良い。）を使って、プリセットタッピングツール１４のタップ１６の先端部の形状を映し出し、その画面上の指標である基準線２０ａ，２０ｂをタップ１６の先端部に重ね合わせる。なお、投影機の画面には互いに直交する十字状の二本の基準線１９ａ，１９ｂとは別に、山形状をなす二本の基準線２０ａ，２０ｂを予め表示しておくことは先に述べた。この山形状をなす二本の基準線２０ａ，２０ｂのなす角度は後述するようにタップ１６の完全（ねじ）山部Ｔ１においてその両側のフランクのなす角度αに一致させてある。

先に図６で説明したように、タップ１６のねじ部１７は、先端部側の食い付き部Ｔ２とそれに続く完全（ねじ）山部Ｔ１とからなり、食い付き部Ｔ２は不完全（ねじ）山部である。図６の（Ｂ）をさらに拡大したものが図１２であり、図１２の例ではタップ１６の先端側から３山目の山１７ａが完全山部Ｔ１の１山目であり、以降が順に完全山部Ｔ１の２山目の山１７ｂ、完全山部Ｔ１の３山目の山１７ｃ…となっている。なお、不完全ねじ部である食い付き部Ｔ２の寸法（Ｔ２そのもの）はばらつきが大きく、タップ１６のツール長の基準には不向きであることは先に述べたとおりである。そして、先に述べた投影機の画面側の山形状をなす二本の基準線２０ａ，２０ｂの表示は、タップ１６のねじ部１７における完全山部Ｔ１における各山１７ａ，１７ｂ…の両側のフランク（ねじ山部の山の頂と谷底とを連絡する傾斜面）３１，３１同士のなす角度αに予め一致させてある。

タップ１６の先端部の投影形状に投影機の画面上の指標である基準線２０ａ，２０ｂ重ね合わせるにあたって、図１２に示すように完全山部Ｔ１の１山目の山１７ａのフランク３１に山形状をなす一対の基準線２０ａ，２０ｂを重ね合わせるように合致させて、ツール長が規定寸法となるようにセッティング、すなわちプリセットを行い、その状態でツールホルダ１５に内蔵されている図示外のチャックにて堅固にチャッキングを行う。これは、完全山部Ｔ１の特定の山１７ａの双方のフランク３１，３１同士のなす角度αを二分する線が水平方向の基準線１９ａであることから、完全（ねじ）山部Ｔ１の１山目の山１７ａのフランク３１に山形状をなす一対の基準線２０ａ，２０ｂを合致させることは、その山１７ａの頂部が鋭角であると仮定した場合にその鋭角な頂部を基準にセッティングを行ったことにほかならない。以上によりプリセットタッピングツール１４のプリセット作業が完了する。なお、完全山部Ｔ１の１山目の山１７ａに代えて２山目の山１７ｂ、３山目の山１７ｃを用いることも可能である。

この場合、チャッキングの際にタップ１６をツールホルダ１５側にわずかに引き込んでしまうようなチャックでは所期の目的が達成できないので、チャッキングによる締め付け力が作用してもタップを引き込むことがない例えばミーリングチャック等を採用するものとする。また、タップ１６のツール長のセッティングに際して、十字状の基準線１９ａ，１９ｂの交点を直接タップ１６の山１７ａ，１７ｂ…の頂部に合致させないのは、タップ１６の山１７ａ，１７ｂ…の頂部は図１２に示すように微視的に見ると円筒面となっていることから、投影機を使ってのセッティングでもその円筒面に十字状の基準線１９ａ，１９ｂの交点を正確に一致させることが困難であるからである。

以上の説明から明らかなように、プリセットタッピングツール１４のプリセットに際しては、座ぐりカッタ１１のツール長をプリセットするための座面専用マスターゲージ１８を使って先ずツールプリセッタの校正を行い、次いで、その校正されたツールプリセッタを使ってプリセットタッピングツール１４の回転方向の位置決めとツール長のプリセットを行っている。このことはプラグ穴２における着座面９の加工のための座ぐりカッタ１１と、同じくプラグ穴２におけるめねじ部１０の加工のためのプリセットタッピングツール１４とは、同一マシニングセンタの同一加工軸（Ｚ軸）での加工に供されることを前提に、同じ基準でプリセットされていることにほかならないことになる。

そして、着座面９の座ぐり加工は、座面専用マスターゲージ１８を基準にプリセットされた座ぐりカッタ１１を用いて図４の形態で行われ、その着座面９の位置寸法（着座面９の深さ）はマシニングセンタそのもの寸法管理機能によって管理される。

他方、着座面９の座ぐり加工に続くめねじ部１０のタッピング加工は、先に述べた手順でプリセットされたプリセットタッピングツール１４を用いて図５の形態で行われる。この場合、先に座ぐり加工が施された着座面９から所定距離Ｌだけ離れた位置をピッチ送り開始位置Ｍとし、着座面９に開口しているねじ下穴２ａに向けてこのピッチ送り開始位置Ｍまでプリセットタッピングツール１４をアプローチさせ、当該ピッチ送り開始位置Ｍにてプリセットタッピングツール１４の回転方向の位置決めを行った上で、タッピングのためのピッチ送りを開始することは先に述べたとおりである。なお、所定距離Ｌに関してプリセットタッピングツール１４側の基準位置は、先に述べたタップ１６の完全山部Ｔ１における１山目の山１７ａである。

そして、プリセットタッピングツール１４をピッチ送り開始位置Ｍまでアプローチさせ、当該ピッチ送り開始位置Ｍにて回転方向の位置決めを行った状態では、所定距離Ｌが規定の寸法となっていて、且つタップ１６の回転方向位相が特定の位相角位置に割り出されていることになる。したがって、そのピッチ送り開始位置Ｍからタッピングのためのピッチ送りを開始すると、タップ１６はねじの螺進作用をもってねじ下穴２ａに進入し、ピッチ送り開始位置Ｍからｎ回転目であって且つそのｎ回転目の特定の位相角位置からねめじ部１０のねじ切りを開始し、最終的には通り穴タイプのめねじ部１０に仕上げることになる。このことは、ピッチ送り開始位置Ｍからｎ回転目であって且つそのｎ回転目の特定の位相角位置から始まるねめじ部１０のねじ切りは、タッピングを何回繰り返しても同様に再現されることを意味する。

言い換えるならば、着座面９の座ぐり加工とめねじ部１０のタッピング加工とを同一マシニングセンタの同一加工軸（Ｚ軸）を使って行うこと、および座ぐり加工とタッピング加工との間でシリンダヘッド１の脱着を行わないことを前提に、シリンダヘッド１のｎ気筒分のプラグ穴２のめねじ部１０を共通のプリセットタッピングツール１４にて加工したと仮定した場合には、各気筒ごとの着座面９上におけるそれぞれのめねじ部１０の開始位置は全て同じ特定の位相角位置となる。このことは、シリンダヘッド１の量産加工ラインにおいて次々と同様の加工を行っても何ら変わることはない。

このようにして加工されたシリンダヘッド１の各気筒のプラグ穴２に図３のようにプラグ３を装着する場合、先に述べたようにプラグ３における主体金具４側のおねじ部７の開始位置（おねじ部のねじ切り開始位置の回転方向位相）と外側電極３３との相対位置関係が特定の位置関係となるように管理されているとするならば、すなわちおねじ部７のねじ切り開始位置の回転方向位相とプラグ３を規定トルクで締め付けた時の外側電極３３の向きとを予め一致させてあるとするならば、プラグ穴２のめねじ部１０に対して所定のトルクにてプラグ３を締め込むだけで、どの気筒でも外側電極３３を常に特定の向き（回転方向位置）に合わせることが可能となる。本発明者等が試作を行った結果では、外側電極３３の目標とする特定の向きに対して±１０°程度に管理できることが確認できた。

ここで、本実施の形態では、プラグ３が装着されるシリンダヘッド１側のプラグ穴２のねめじ部１０を加工する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の目的からして、めねじ部のねじ切り開始位置の管理が必要とされるあらゆるねめじ部のタッピングに適用することが可能であることはもちろんである。

１…シリンダヘッド（ワーク）
２…プラグ穴
２ａ…ねじ下穴
３…スパークプラグ
９…着座面
１０…めねじ部
１４…プリセットタッピングツール
１５…ツールホルダ
１６…タップ
１６ａ…すくい面
１７…ねじ部
１７ａ…１山目の山
３１…フランク
Ｔ１…完全山部

Claims (6)

1. 工作機械の主軸にタップを装着してワークに対しタッピングを施す方法であって、
   タッピングのためのピッチ送り開始位置において、タップねじ部のすくい面を基準にタップの回転方向の位置決めを行うとともに、タップねじ部のうち完全山部の特定の山のフランクを基準にタップとワークとのなす距離を規定寸法にセットし、
   その状態でタッピングのためのピッチ送りを開始することを特徴とするタッピング加工方法。
2. 上記タップねじ部のうち完全山部の１山目のフランクを基準にタップとワークとのなす距離を規定寸法にセットすることを特徴とする請求項１に記載のタッピング加工方法。
3. ツールホルダにタップを支持させてなるプリセットタッピングツールを工作機械の主軸に装着し、そのプリセットタッピングツールをねじ下穴が形成されているワークに対してタッピングのためのピッチ送り開始位置までアプローチ動作させるとともに、回転方向の割り出しを行った上でタッピングのためのピッチ送りを与えてタッピングを行う方法であって、
   上記タッピングに先立って、プリセットタッピングツール単体の状態でタップねじ部のすくい面を基準にツールホルダに対するタップの回転方向の位置決めを行うとともに、タップねじ部のうち完全山部の特定の山のフランクを基準にツール長をプリセットするツールプリセット工程を含んでいることを特徴とするタッピング加工方法。
4. 上記タップねじ部のうち完全山部の１山目のフランクを基準にツール長をプリセットすることを特徴とする請求項３に記載のタッピング加工方法。
5. 上記タッピング加工の前工程としてワークのうちねじ下穴におけるタッピング開始側の開口周縁部に座面の加工を行う工程を含んでいて、
   この座面加工とそれに続くタッピング加工は共に共通の工作機械にて行うとともに、
   上記座面加工に際してクランプしたワークは座面加工後もアンクランプすることなくそのままタッピング加工に供することを特徴とする請求項３または４に記載のタッピング加工方法。
6. 上記ワークはエンジンのシリンダヘッドであって、
   このシリンダヘッドにプラグ穴の下穴としてねじ下穴が形成されているとともに、
   上記座面は、タッピング加工が施されたプラグ穴に螺合されるスパークプラグが着座することになる着座面であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載のタッピング加工方法。

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