JP5701554B2 - 案内付きタップ - Google Patents

Description

この発明は、ねじ下穴にバリを生じさせるような溝を有するナット、例えば溝付き六角ナットのめねじを形成するのに好適な案内付きタップに関する。

緩み止めの信頼性が特に要求されるときに使用するナットとして、溝付き六角ナットがある。溝付き六角ナットは、その軸方向端面に径方向の溝を有する。そして、雄ねじ部材にねじ係合させた状態で、溝付き六角ナットの溝と雄ねじ部材に形成された径方向の貫通孔とに割りピンを挿し通して用いられる。

この溝付き六角ナットを製造する場合、まず、図５に示すように、軸方向に貫通するねじ下穴Ｈと、軸方向端面に形成された径方向の溝Ｇとを有するナットブランクＢを作り、次に、ねじ下穴Ｈの内周をタップで切削してめねじを形成する。ここで、めねじをタップで形成するとき、ねじ下穴Ｈに対してタップが斜めに食い付くと、ねじの方向が斜めとなって、ナットが不良品となってしまう。

そこで、ねじ下穴Ｈに対してタップが斜めに食い付くのを防止するため、非特許文献１に記載の案内付きタップを使用することが考えられる。この案内付きタップは、タップ本体の軸方向前端に、円柱状の案内部を一体に設けたものである。そして、この案内付きタップを使用すると、タップ本体がねじ下穴Ｈに食い付く直前に、円柱状の案内部がねじ下穴Ｈに嵌合して、ナットブランクＢの軸心とタップ本体の軸心のズレを矯正するので、ねじ下穴Ｈに対してタップが斜めに食い付くのを防止することができる。

日本工業規格「ねじ加工工具用語−第１部：タップ」（Ｂ０１７６−１：２００２）

しかしながら、上記案内付きタップを使用すると、以下の問題がある。すなわち、ナットブランクを作るときにねじ下穴にバリが生じる場合があり、特に、図５に示すように、溝付き六角ナットのナットブランクＢにおいては、溝Ｇがねじ下穴Ｈと交わる部分にバリｂが生じやすい。このようなバリｂが存在するねじ下穴Ｈに、上記案内付きタップでめねじを形成しようとすると、円柱状の案内部がバリｂに干渉してねじ下穴Ｈを通り抜けず、タップがねじ下穴Ｈに食い付かない問題がある。

そこで、ねじ下穴Ｈにバリｂが存在するときにも、円滑にめねじを形成できるようにするため、図８に示すようなリーマ付きタップを使用することが考えられる。このリーマ付きタップは、リーマ部２０と、リーマ部２０の軸方向後方に一体に設けられたタップ部２１とからなる。タップ部２１は、軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山２２と、そのねじ山２２を周方向に分断する溝２３とを有する。リーマ部２０にはタップ部２１と共通の溝２３が設けられ、その溝２３の縁に切れ刃２４が形成されている。このリーマ付きタップを使用すると、タップ部２１がねじ下穴Ｈに食い付く直前に、リーマ部２０でねじ下穴Ｈのバリｂを削り取るので、高い精度のめねじを形成することが可能である。

しかしながら、溝付き六角ナットのナットブランクＢに上記リーマ付きタップを使用した場合、図９に示すように、リーマ部２０の切れ刃２４の部分が、ナットブランクＢの溝Ｇの縁に干渉するおそれがある。すなわち、リーマ部２０の溝２３は、タップ部２１の溝２３と共通の溝なので、その溝幅が比較的大きい。そのため、リーマ部２０の軸心とナットブランクＢの軸心とがずれて、リーマ部２０の切れ刃２４の部分がナットブランクＢの溝Ｇの縁に干渉しやすく、この干渉によりねじ下穴Ｈが拡大したり、ねじ下穴Ｈが異形に切削されてしまうおそれがあった。

この発明が解決しようとする課題は、ねじ下穴にバリを生じさせるような溝を有するナット、例えば溝付き六角ナットのめねじを形成するのに好適な案内付きタップを提供することである。

上記の課題を解決するため、軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山と、そのねじ山を周方向に分断する溝とを有するタップ本体の軸方向前端に、ねじ下穴に嵌合するガイドピースを取り付け、そのガイドピースの外周に前記溝よりも狭幅の切欠きを形成し、その切欠きの縁にねじ下穴のバリを取り除く切れ刃を形成した構成の案内付きタップを採用した。

この案内付きタップを使用すると、タップ本体がねじ下穴に食い付く直前に、ガイドピースがねじ下穴に嵌合して、ナットブランクの軸心とタップ本体の軸心のズレを矯正するので、ねじ下穴に対してタップ本体が斜めに食い付くのを防止することができる。また、ねじ下穴にバリが存在する場合にも、ガイドピースの外周の切れ刃がそのバリを削り取るので、円滑にめねじを形成することができる。また、この案内付きタップで溝付き六角ナットにめねじを形成する場合、ガイドピースの外周の切欠きの幅が狭いので、ガイドピースの軸心がナットブランクの軸心からずれにくく、ガイドピースの外周の切れ刃がナットブランクの溝と干渉しにくい。

前記切れ刃としては、円周方向の逃げを設けない切れ刃を採用すると好ましい。このようにすると、ガイドピースをナットブランクに挿入したときに、ガイドピースの軸心とナットブランクの軸心とがずれにくい。そのため、ガイドピースの切れ刃とナットブランクの溝とが干渉するのをより効果的に防止することができる。

前記ガイドピースの外周は、円筒面と、その円筒面から軸方向前方に向かって小径となるテーパ面とで構成し、前記切欠きは、前記テーパ面の軸方向前端から軸方向後方に延びて前記円筒面に至るように形成することができる。このようにすると、テーパ面の存在する径方向範囲の全体にわたって前記切れ刃が形成されるので、過大なバリも円滑に除去することが可能となる。

前記切欠きを、前記テーパ面の軸方向前端から後方に延びて前記円筒面に至るように形成する場合、その切欠きの軸方向後端は、円筒面の軸方向略中央に位置させると好ましい。このようにすると、円筒面が切欠きで周方向に分断されないので、円筒面によるナットブランクの案内作用がより安定する。

この発明の案内付きタップは、ガイドピースがねじ下穴に嵌合して、ナットブランクの軸心とタップ本体の軸心とを一致させるので、ねじ下穴に対して真っ直ぐにめねじを形成することができる。また、ガイドピースの外周に切れ刃があるので、ねじ下穴にバリが存在するときにも円滑にめねじを形成することができる。また、ガイドピースの外周の切欠きは、その幅が狭いので溝付き六角ナットのナットブランクの溝と干渉しにくく、その結果、ねじ下穴の拡大や、ねじ下穴の異形切削を防止することができる。

この発明の実施形態の案内付きタップを示す正面図 図１のガイドピース近傍の拡大断面図 図２のIII−III線に沿った断面図 図２に示す案内付きタップの分解斜視図 溝付き六角ナットのナットブランクを示す斜視図 図５のナットブランクのねじ下穴に、図１の案内付きタップでめねじを形成する過程を示す断面図 図６に示すナットブランクと案内付きタップの断面図 図５のナットブランクのねじ下穴に、従来のリーマ付きタップでめねじを形成する過程を示す断面図 図８に示すリーマ部の切れ刃がナットブランクの溝の縁に干渉した状態を示す断面図

以下、この発明の実施形態の案内付きタップ１を説明する。この案内付きタップ１は、ねじ立て盤によるナットの製造に用いられるナットタップであり、図１に示すように、タップ本体２と、タップ本体２の軸方向前端に取り付けられたガイドピース３とからなる。

タップ本体２は、軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山４からなる食付き部５と、軸方向に沿って外径が一定の複数のねじ山６からなる完全山部７と、円柱状のシャンク８とを有する。完全山部７は食付き部５の軸方向後方に連続して設けられ、その完全山部７の軸方向後方に連続してシャンク８が設けられている。

タップ本体２には、食付き部５の軸方向前端から完全山部７を通ってシャンク８に至る溝９が設けられている。この溝９は、食付き部５と完全山部７の各ねじ山４，６を周方向に分断している。そして、溝９の縁に、ねじ下穴Ｈ（図６参照）の内周を切削してめねじを形成する切れ刃１０が形成されている。溝９は、周方向に一定の間隔をおいて複数設けられ、断面円弧状である。

図２、図４に示すように、タップ本体２の軸方向前端には、ガイドピース３を取り付けるねじ軸１１が一体に形成されている。ガイドピース３は、ねじ軸１１にねじ係合するねじ孔１２を中心にもつ筒状に形成されている。

ガイドピース３の外周は円筒面１３とテーパ面１４とからなる。円筒面１３は、ねじ下穴Ｈに嵌合するように、その外径がタップ本体２に対応するめねじの内径の基準寸法よりも僅かに小さく設定されている。めねじの内径の基準寸法は、ねじ公差の基準となる寸法であり、例えばメートルねじについては、日本工業規格「一般用メートルねじ−第４部：基準寸法」（Ｂ０２０５−４：２００１）に規定されている。メートルねじの内径の基準寸法は、具体的には、（ねじの呼び径）−１．０８２５×（ねじのピッチ）で求めることができる。また、ユニファイねじについては、日本工業規格「ユニファイ並目ねじ」（Ｂ０２０６：１９７３）に規定されており、具体的には、｛（ねじの呼び径）−１．０８２５３２／（２５．４ｍｍあたりのねじ山数）｝×２５．４で求めることができる。

テーパ面１４は、円筒面１３から軸方向前方に向かって小径となる円錐状に形成されている。テーパ面１４の傾斜角度は、軸方向に対して５〜２０°の範囲に設定すると好ましい。５°以上とすると、後述する切れ刃１６でバリｂを取り除くときに、過大なバリｂも円滑に取り除くことができ、２０°以下とすると、バリｂを取り除くときに二次バリが発生するのを確実に防止することができる。

図３に示すように、ガイドピース３の外周には、周方向に一定の間隔をおいて切欠き１５が形成され、その切欠き１５の縁に、ねじ下穴Ｈのバリを取り除くための切れ刃１６が形成されている。この切れ刃１６には、円周方向の逃げが設けられていない。すなわち、切れ刃１６の逃げ面は、ガイドピース３の外周のテーパ面１４であり、ガイドピース３の軸心からテーパ面１４までの半径は円周方向に沿って変化せず、一定となっている。

図３に示す切欠き１５の幅Ｗ１は、図２に示す溝９の幅Ｗ２よりも狭幅に形成され、好適には、図７に示すナットブランクＢの隣り合う溝Ｇで挟まれる部分の幅Ｗ３よりも狭幅に形成されている。また、切欠き１５は、狭い幅Ｗ１でも切れ刃１６のすくい角が正となるように、半径方向に対して傾斜したＶ字状断面に形成されている。なお、この実施形態では切欠き１５をＶ字状断面としているが、これに限るものではなく、切れ刃１６のすくい角が正となるような断面形状であれば、Ｖ字状断面以外の断面形状を採用してもよい。

図２に示すように、切欠き１５は、テーパ面１４の軸方向前端から軸方向後方に延びて円筒面１３に至っており、その軸方向後端が円筒面１３の軸方向略中央に位置するように形成されている。切欠き１５は、図１に示すように、軸方向後側が回転方向前側にずれるよう軸線方向に対して傾斜して形成するのが好ましく、これにより、切れ刃１６で生じた切り屑を軸方向前方に排出することができる。

円筒面１３の外径は、図２に示すように、タップ本体２の軸方向前端の外径と同径か、それよりも僅かに大きく設定されている。そのため、ガイドピース３の切れ刃１６でねじ下穴Ｈのバリｂ（図６参照）を削り取ったときに、仮にバリｂの根元の部分が僅かに残ったとしても、その残った部分がタップ本体２の軸方向前端の外径部に干渉するのを防止することができる。

次に、この案内付きタップ１を用いて溝付き六角ナットを製造する使用例を説明する。

図５に示すように、軸方向に貫通するねじ下穴Ｈと、軸方向端面に形成された径方向の溝Ｇとを有するナットブランクＢを作る。このとき、溝Ｇがねじ下穴Ｈと交わる部分にバリｂが生じることがある。次に、図６に示すように、ナットブランクＢを、定位置で回転する案内付きタップ１の前端に送り込む。そうすると、ナットブランクＢのねじ下穴Ｈが、ガイドピース３のテーパ面１４に案内されて円筒面１３に嵌合し、その嵌合によって、ナットブランクＢの軸心とタップ本体２の軸心のズレが矯正され、その状態で、食付き部５のねじ山４がねじ下穴Ｈに食い付いてめねじを形成し、ナットブランクＢが食付き部５と完全山部７を合わせたねじ部全体を貫通して、溝付き六角ナットが完成する。

ここで、ナットブランクＢがガイドピース３に嵌合するとき、ねじ下穴Ｈのバリｂがガイドピース３に干渉する可能性があるが、この案内付きタップ１においては、ガイドピース３の外周の切れ刃１６がバリｂを削り取るので、ナットブランクＢはガイドピース３に円滑に嵌合する。

ところで、ナットブランクＢが案内付きタップ１の前端に送り込まれるとき、ナットブランクＢは、溝Ｇのある側がガイドピース３に向くか、溝Ｇのない側がガイドピース３に向くか、いずれの方向で送り込まれるか決まっていない。そして、溝Ｇのない側がガイドピース３に向く方向で送り込まれた場合は問題ないが、図６に示すように、溝Ｇのある側がガイドピース３に向く方向で送り込まれた場合、ナットブランクＢの溝Ｇとガイドピース３の切欠き１５とが干渉しやすく、この干渉によりねじ下穴Ｈが拡大したり、ねじ下穴Ｈが異形に切削されてしまうおそれがある。

しかし、この実施形態の案内付きタップ１は、切欠き１５の幅Ｗ１（図３参照）が、溝９の幅Ｗ２（図２参照）よりも狭いので、図７に示すように、ガイドピース３の軸心とナットブランクＢの軸心とがずれにくく、ガイドピース３の切れ刃１６の部分がナットブランクＢの溝Ｇの縁に干渉しにくい。さらに、切欠き１５の幅Ｗ１（図３参照）は、ナットブランクＢの隣り合う溝Ｇで挟まれる部分の幅Ｗ３（図７参照）よりも狭いので、ナットブランクＢの隣り合う溝Ｇで挟まれる部分が、切欠き１５に落ち込むのを確実に阻止することができる。そのため、ナットブランクＢが傾いた状態でガイドピース３に嵌合したときにも、円筒面１３とテーパ面１４の案内作用によってナットブランクＢの軸心とタップ本体２の軸心のズレを確実に矯正することができる。

以上のとおり、この案内付きタップ１は、食付き部５がねじ下穴Ｈに食い付く直前に、ガイドピース３がねじ下穴Ｈに嵌合して、ナットブランクＢの軸心とタップ本体２の軸心とを一致させるので、ねじ下穴Ｈに対して真っ直ぐにめねじを形成することができる。また、ねじ下穴Ｈにバリｂが存在する場合にも、ガイドピース３の外周の切れ刃１６がそのバリｂを削り取るので、円滑にめねじを形成することができる。また、ガイドピース３の外周の切欠き１５は、その幅Ｗ１が狭いのでナットブランクＢの溝Ｇと干渉しにくく、その結果、ねじ下穴Ｈの拡大や、ねじ下穴Ｈの異形切削を防止することができる。

また、この案内付きタップ１は、ガイドピース３の切れ刃１６に円周方向の逃げが設けられていないので、ガイドピース３をナットブランクＢに挿入したときに、ガイドピース３の軸心とナットブランクＢの軸心とがずれにくい。そのため、ガイドピース３の切れ刃１６とナットブランクＢの溝Ｇとが干渉するのをより効果的に防止することができる。

ガイドピース３の外周は、円筒面１３だけで構成することも可能であるが、上記実施形態に示すように、ガイドピース３の外周を円筒面１３とテーパ面１４とで構成すると、テーパ面１４の存在する径方向範囲にわたって切れ刃１６が形成されるので、過大なバリｂも円滑に除去することが可能となり好ましい。

また、切欠き１５は、円筒面１３の軸方向後端に至るように形成することも可能であるが、上記実施形態に示すように、切欠き１５の軸方向後端が、円筒面１３の軸方向略中央に位置するように形成すると好ましい。このようにすると、円筒面１３が切欠き１５で周方向に分断されないので、円筒面１３によるナットブランクＢの案内作用が安定する。

一般的な案内付きタップのガイドピースは、切れ刃１６がないので硬化を必要としないのに対し、上記実施形態の案内付きタップ１のガイドピース３は、切れ刃１６を有するので相当の硬さを必要とする。したがって、上記実施形態のガイドピース３の材料としては、タップ本体２と同等の硬さを有する材料、例えば高速度工具鋼を採用すると好ましく、さらに、ガイドピース３の表面に硬質皮膜をコーティングすると、切れ刃１６の耐摩耗性を高めることができる。ガイドピース３の表面にコーティングする硬質皮膜としては、たとえばＴｉＣ等の金属炭化物、ＴｉＮやＴｉＡｌＮ等の金属窒化物、ＴｉＣＮ等の金属炭窒化物、またはこれらの固溶体が挙げられる。また、上記硬質皮膜をコーティングするかわりに、水蒸気処理によってガイドピース３の表面に酸化皮膜を形成したり、窒化処理を施してもよい。

上記実施形態では、案内付きタップ１を使用して溝付き六角ナットを製造する例を説明したが、この案内付きタップ１を使用すると、ねじ下穴Ｈの内周に軸方向の溝を有するナットや、ねじ下穴Ｈの内周に周方向の溝を有するナットなど、ねじ下穴にバリを生じさせるような溝を有するナット全般について、円滑にめねじを形成することができる。

１ 案内付きタップ
２ タップ本体
３ ガイドピース
４ ねじ山
９ 溝
１３ 円筒面
１４ テーパ面
１５ 切欠き
１６ 切れ刃
Ｈ ねじ下穴

Claims (3)

1. 軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山（４）と、そのねじ山（４）を周方向に分断する溝（９）とを有するタップ本体（２）の軸方向前端に、ねじ下穴（Ｈ）に嵌合するガイドピース（３）を取り付け、そのガイドピース（３）の外周に前記溝（９）よりも狭幅の切欠き（１５）を形成し、その切欠き（１５）の縁にねじ下穴（Ｈ）のバリ（ｂ）を取り除く切れ刃（１６）を形成し、
   前記ガイドピース（３）の外周が、円筒面（１３）と、その円筒面（１３）から軸方向前方に向かって小径となるテーパ面（１４）とからなり、前記切欠き（１５）は、前記テーパ面（１４）の軸方向前端から軸方向後方に延びて前記円筒面（１３）に至るように形成され、
   前記切欠き（１５）の軸方向後端が、前記円筒面（１３）の軸方向略中央に位置する案内付きタップ。
2. 軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された複数のねじ山（４）と、そのねじ山（４）を周方向に分断する溝（９）とを有するタップ本体（２）の軸方向前端に、ねじ下穴（Ｈ）に嵌合するガイドピース（３）を取り付け、そのガイドピース（３）の外周に前記溝（９）よりも狭幅の切欠き（１５）を形成し、その切欠き（１５）の縁にねじ下穴（Ｈ）のバリ（ｂ）を取り除く切れ刃（１６）を形成し、
   前記ガイドピース（３）の外周が、円筒面（１３）と、その円筒面（１３）から軸方向前方に向かって小径となるテーパ面（１４）とからなり、前記切欠き（１５）は、前記テーパ面（１４）の軸方向前端から軸方向後方に延びて前記円筒面（１３）に至るように形成され、
   前記切れ刃（１６）に円周方向の逃げが設けられていない案内付きタップ。
3. 前記切れ刃（１６）に円周方向の逃げが設けられていない請求項１に記載の案内付きタップ。

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