JP6791504B2 - ナットタップ - Google Patents

Description

この発明は、ナットの製造に使用するナットタップに関する。

一般に、ナットを製造するにあたっては、特許文献１，２のようなナットタップが使用される。図５に、ナットタップ（以下、単に「タップ」という）の一例を示す。

図５に示すタップ２１は、ねじ部２２と、ねじ部２２の軸方向後方に連続するシャンク２３とを有する。ねじ部２２の外周には、ねじ山２４と、そのねじ山２４を周方向に分断する複数の溝２５とが設けられ、溝２５のタップ２１回転方向後側の縁にナットＮ_１の内周の雌ねじを加工する切れ刃２６が形成されている。

ここで、タップ２１のねじ部２２の溝２５（ねじ山２４を周方向に分断する溝２５）は、一般に、研削盤の回転砥石によって加工されるので、加工の都合上、ねじ部２２からシャンク２３に入り込んだ位置で溝２５が切り上がる。そのため、シャンク２３の外周の円筒面２７には、ねじ部２２の溝２５の切り上がり部２５ａが存在する。

そして、このタップ２１を用いてナットＮ_１を製造するにあたっては、タップ２１を回転させた状態で、タップ２１の軸方向前方からタップ２１にナットブランクＮ_０を送り込む。ナットブランクＮ_０は、タップ２１のねじ部２２を軸方向前方から軸方向後方に移動しながら、ねじ部２２の切れ刃２６でナットブランクＮ_０の内周に雌ねじが加工される。そして、ナットブランクＮ_０がタップ２１のねじ部２２を通過するとナットＮ_１になり、そのナットＮ_１がタップ２１のねじ部２２からシャンク２３に移動する。ここで、シャンク２３の外周の円筒面２７には、雌ねじを加工し終えた複数のナットＮ_１が嵌合し、それらのナットＮ_１の内周でタップ２１が回転可能に支持されている。そして、新たなナットＮ_１がタップ２１のねじ部２２からシャンク２３に移動するごとに、シャンク２３の外周に嵌合する複数のナットＮ_１のうち軸方向後端に位置するナットＮ_１がシャンク２３の後端から排出される。その結果、シャンク２３の外周に嵌合するナットＮ_１の個数は一定に保たれる。

特開２００４−２０２６６３号公報 特開平１０−８０８２５号公報

図５に示すように、タップ２１で製造するナットＮ_１が、特に薄ナット（標準品のナットの軸方向長さよりも短い軸方向長さをもつナット）である場合、雌ねじに損傷のある薄ナットＮ_１が発生する場合があった。薄ナットＮ_１の雌ねじに損傷が生じる原因を発明者が検討した結果、以下のことが分かった。

すなわち、薄ナットＮ_１がタップ２１のねじ部２２から外れる瞬間、薄ナットＮ_１の雌ねじは、その全周が完全な同時に外れるのではなく、タップ２１のねじ部２２を構成するねじ山２４の終端部と係合する周方向部分が最後に外れるように、時間差をもって外れる。そのため、薄ナットＮ_１の雌ねじがタップ２１のねじ部２２から外れる瞬間、薄ナットＮ_１が傾きやすい。特に、薄ナットＮ_１は軸方向長さが短いので、シャンク２３の外周の円筒面２７で支持される軸方向長さが短く、薄ナットＮ_１の傾きが大きくなりやすい。そして、薄ナットＮ_１の雌ねじがタップ２１のねじ部２２から外れる瞬間に薄ナットＮ_１が傾くと、薄ナットＮ_１の内周が、シャンク２３の外周の円筒面２７に存在する溝２５の切り上がり部２５ａの縁（特にタップ２１回転方向後側の縁）に引っ掛かり、その引っ掛かりによって、薄ナットＮ_１の内周の雌ねじに損傷が生じることが分かった。

この発明が解決しようとする課題は、薄ナットを製造するときに、薄ナットの内周の雌ねじの損傷が生じにくいナット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、この発明では、以下の構成のナットタップを提供する。
ねじ山と、そのねじ山を周方向に分断する複数の溝とを外周に有し、前記溝のタップ回転方向後側の縁にナットの内周の雌ねじを加工する切れ刃が形成されているねじ部と、
前記ねじ部の軸方向後方に連続して設けられ、前記ナットの内周が嵌合する円筒面を外周に有するシャンクと、を備え、
前記円筒面に前記溝の切り上がり部が形成されているナットタップにおいて、
前記溝の切り上がり部のタップ回転方向後側の縁に、前記円筒面と鈍角に交わる面取り部が設けられていることを特徴とするナットタップ。

このようにすると、溝の切り上がり部のタップ回転方向後側の縁に、シャンクの外周の円筒面と鈍角に交わる面取り部が設けられているので、ナットの雌ねじがタップのねじ部から外れる瞬間にナットが傾いても、そのナットの内周が溝の切り上がり部の縁に引っ掛かりにくい。そのため、薄ナットを製造するときに、薄ナットの内周の雌ねじの損傷が生じにくい。

前記面取り部は、軸直角断面において前記円筒面よりも径方向外方に中心をもつ円に沿った円弧状または直線状の断面形状を有するものを採用すると好ましい。

すなわち、溝の切り上がり部の縁を削り取って面取り部を加工するとき、研削盤の回転砥石で面取り部を加工すると、面取り部を正確かつ効率的に加工することができる。このとき、面取り部は、軸直角断面において前記円筒面よりも径方向外方に中心をもつ円に沿った円弧状または直線状の断面形状となる。また、このような断面形状の面取り部を採用すると、軸直角断面における面取り部の幅が大きいので、切れ刃の切れ味を再生するための再研削を溝の内面に施したときに、確実に面取り部を残すことができる。

さらに、前記溝の切り上がり部のタップ回転方向前側の縁に第２面取り部を設け、第２面取り部を、軸直角断面において前記面取り部と同一の円に沿った円弧状または直線状の断面形状を有するものを採用すると好ましい。

すなわち、研削盤の回転砥石で面取り部を加工するときに、同じ回転砥石で、溝の切り上がり部のタップ回転方向前側の縁とタップ回転方向後側の縁を同時に削り取るようにすると、研削盤の回転砥石で面取り部を加工するのが容易となり、ナットタップの製造コストが抑えられる。このとき、タップ回転方向前側の縁に形成される第２面取り部は、軸直角断面においてタップ回転方向後側の縁に形成される面取り部と同一の円に沿った円弧状または直線状の断面形状を有するものとなる。

第２面取り部は、軸直角断面において前記面取り部の幅よりも狭幅となるように形成すると好ましい。

このようにすると、第２面取り部の形成によって短くなる円筒面の周長が短いので、シャンクの外周の円筒面でナットの内周を安定して支持することが可能となる。また、研削盤の回転砥石で面取り部を加工するときに、軸直角断面における第２面取り部の幅が狭い分、軸直角断面における面取り部の幅を大きくすることができるので、切れ刃の切れ味を再生するための再研削代を大きくとることが可能となる。

軸方向後方に向かうにつれて次第に浅くなる勾配をもって前記面取り部を傾斜して形成すると好ましい。

このようにすると、溝の切り上がり部のうち、ナットの内周が特に引っ掛かりを生じやすい部分（すなわち、ねじ部に近い部分の縁）では、面取り部の深さが深いので、ナットの内周の引っ掛かりを効果的に防止することができる。一方、溝の切り上がり部のうち、ナットの内周が引っ掛かりを生じにくい部分（すなわち、ねじ部から遠い部分の縁）では、面取り部の深さが浅いので、ナットの内周に嵌合する円筒面の面積を確保することができる。

特に、研削盤の回転砥石で面取り部を加工する場合（すなわち、前記面取り部が、軸直角断面において前記円筒面よりも径方向外方に中心をもつ円に沿った円弧状または直線状の断面形状を有する場合）、軸方向後方に向かうにつれて次第に浅くなる勾配をもって前記面取り部を傾斜して形成すると、面取り部の軸方向後端と円筒面の間に段差が生じないように面取り部を形成することが可能となる。そのため、シャンクの外周に嵌合したナットが、面取り部の軸方向後端で引っ掛かるのを防止することができる。

この発明のナットタップは、溝の切り上がり部のタップ回転方向後側の縁に、シャンクの外周の円筒面と鈍角に交わる面取り部が設けられているので、ナットの雌ねじがタップのねじ部から外れる瞬間にナットが傾いても、そのナットの内周が溝の切り上がり部の縁に引っ掛かりにくい。そのため、薄ナットを製造するときに、薄ナットの内周の雌ねじの損傷が生じにくい。

この発明の実施形態のナットタップを示す図 図１のII−II線に沿った断面図 図２に示すナットタップの溝の近傍の拡大断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 比較例のナットタップを示す図

図１、図２に、この発明の実施形態のナットタップ１（以下、単に「タップ１」という）を示す。このタップ１は、ねじ立て盤によるナットＮ_１の製造に用いられるタップであり、ねじ部２と、ねじ部２の軸方向後方に連続するシャンク３とを有する。

ねじ部２の外周には、軸方向に等ピッチに並ぶ複数のねじ山４と、そのねじ山４を周方向に分断する複数の溝５とが設けられている。ねじ山４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山の頂が斜めに除去された形状の複数のねじ山４で構成される食付き部６と、外径が一定の完全なねじ山形状をもつ複数のねじ山４で構成される完全山部７とを構成している。食付き部６を構成する各ねじ山４の頂部には、タップ回転方向前方から後方に向かって次第に外径が小さくなる逃げが設けられている。食付き部６のねじ山４の山数は、１３〜４０山の範囲で設定される。

溝５は、周方向に一定の間隔をおいて設けられている。溝５のタップ回転方向後側の縁（溝５の内面とその溝５のタップ回転方向後側に位置するねじ山４の表面とが交差する縁）に、ナットＮ_１の内周の雌ねじを加工する切れ刃８が形成されている。ここで、溝５の内面は、切れ刃８のすくい面を構成している。各溝５は、ねじ部２を軸方向に横切り、シャンク３に入り込んだ位置で終わるように形成されている。

シャンク３の外周には、ねじ部２からシャンク３に移動したナットＮ_１の内周が嵌合する円筒面１０と、溝５の切り上がり部５ａとが形成されている。円筒面１０は、軸方向に沿って一定の外径を有する。円筒面１０の外径は、ナットＮ_１の内周が隙間をもって嵌合するように、ナットＮ_１の内周の雌ねじ内径の最小寸法（具体的には、メートルねじでは、ＪＩＳＢ０２０９−２：２００１に規定されるめねじ内径の最小の許容限界寸法、ユニファイ並目ねじでは、ＪＩＳＢ０２１０−１９７３に規定されるめねじ内径の最小の許容限界寸法、ユニファイ細目ねじでは、ＪＩＳＢ０２１２−１９７３に規定されるめねじ内径の最小の許容限界寸法、等）よりも小径とされている。溝５の切り上がり部５ａは、ねじ部２からシャンク３にはみ出して形成された溝５の部分である。溝５がシャンク３の途中で終わるように、溝５の切り上がり部５ａの溝深さは、軸方向後方に向かって次第に浅くなっている。

図３に示すように、軸直角断面において、溝５の切り上がり部５ａは、溝５の内面のタップ回転方向後端部分の傾斜が、溝５の内面のタップ回転方向前端部分の傾斜よりも急となるような非対称の断面形状を有する。これは、ねじ部２の部分の溝５のタップ回転方向後側の縁に、正のすくい角をもつ切れ刃８が形成され、その溝５が、ねじ部２とシャンク３とで共通の断面形状を有することに伴うものである。

溝５の切り上がり部５ａのタップ回転方向後側の縁と、溝５の切り上がり部５ａのタップ回転方向前側の縁に、それぞれ面取り部１１と第２面取り部１２が設けられている。面取り部１１は、円筒面１０と交わる角度θが鈍角（好ましくは１２０°〜１６５°、より好ましくは１３５°〜１５０°）となるように形成されている。面取り部１１と円筒面１０の交わる角度θを１２０°以上（好ましくは１３５°以上）とすることにより、ナットＮ_１の内周の引っ掛かりを効果的に防止することができる。面取り部１１と円筒面１０の交わる角度θを１６５°以下（好ましくは１５０°以下）とすることにより、円筒面１０の周長を確保することができる。

面取り部１１は、溝５の切り上がり部５ａの縁を、研削盤の回転砥石で削り取ることで形成されている。そのため、面取り部１１は、軸直角断面において、円筒面１０よりも径方向外方に中心をもつ円Ｃに沿った円弧状の断面形状を有する。円Ｃの半径は、円筒面１０の半径よりも大きい。面取り部１１は、軸直角断面において直線状の断面形状を有するように形成してもよい。回転砥石の外周面で切り上がり部５ａの縁を削り取った場合は、面取り部１１の断面形状は円弧状となるが、回転砥石の側面で切り上がり部５ａの縁を削り取った場合は、面取り部１１の断面形状は直線状となる。

第２面取り部１２は、研削盤の回転砥石で面取り部１１を加工するときに、同じ回転砥石で切り上がり部５ａのタップ回転方向前側の縁を同時に削り取ることで形成された部分である。そのため、第２面取り部１２は、軸直角断面において、面取り部１１と同一の円Ｃに沿った円弧状の断面形状を有する。なお、面取り部１１が、軸直角断面において直線状の断面形状を有するように形成されている場合は、第２面取り部１２は、面取り部１１と同一の直線に沿った直線状の断面を有するものとなる。第２面取り部１２は、軸直角断面において面取り部１１の幅よりも狭幅となるように形成されている。

図４に示すように、面取り部１１は、軸方向後方に向かうにつれて次第に浅くなる勾配をもって傾斜して形成されている。同様に、第２面取り部１２も、軸方向後方に向かうにつれて次第に浅くなる勾配をもって傾斜して形成されている。図１に示すように、面取り部１１と第２面取り部１２は、溝５の切り上がり部５ａの縁を取り囲んでなめらかに繋がっている。

上記のタップ１を用いてナットＮ_１を製造するにあたっては、図１に示すタップ１を回転させた状態で、タップ１の軸方向前方からタップ１にナットブランクＮ_０を送り込む。ナットブランクＮ_０は、タップ１のねじ部２を軸方向前方から軸方向後方に移動しながら、ねじ部２の切れ刃８でナットブランクＮ_０の内周に雌ねじが加工される。そして、ナットブランクＮ_０がタップ１のねじ部２を通過するとナットＮ_１になり、そのナットＮ_１がタップ１のねじ部２からシャンク３に移動する。ここで、シャンク３の外周の円筒面１０には、雌ねじを加工し終えた複数のナットＮ_１が嵌合し、それらのナットＮ_１の内周でタップ１が回転可能に支持されている。そして、新たなナットＮ_１がタップ１のねじ部２からシャンク３に移動するごとに、シャンク３の外周に嵌合する複数のナットＮ_１のうち軸方向後端に位置するナットＮ_１がシャンク３の後端から排出される。その結果、シャンク３の外周に嵌合するナットＮ_１の個数は一定に保たれる。

ところで、上記のタップ１で製造するナットＮ_１が、特に薄ナット（標準品のナットの軸方向長さよりも短い軸方向長さをもつナット）である場合、雌ねじに損傷のある薄ナットＮ_１が発生する可能性がある。すなわち、薄ナットＮ_１の雌ねじがタップ１のねじ部２から外れる瞬間、薄ナットＮ_１の雌ねじは、その全周が完全な同時に外れるのではなく、タップ１のねじ部２を構成するねじ山４の終端部と係合する周方向部分が最後に外れるように、時間差をもって外れる。そのため、薄ナットＮ_１がタップ１のねじ部２から外れる瞬間、薄ナットＮ_１が傾きやすい。特に、薄ナットＮ_１は軸方向長さが短いので、シャンク３の外周の円筒面１０で支持される軸方向長さが短く、薄ナットＮ_１の傾きが大きくなりやすい。そして、薄ナットＮ_１の雌ねじがタップ１のねじ部２から外れる瞬間に薄ナットＮ_１が傾くと、薄ナットＮ_１の内周が、シャンク３の外周の円筒面１０に存在する溝５の切り上がり部５ａの縁（特にタップ回転方向後側の縁）に引っ掛かり、その引っ掛かりによって、薄ナットＮ_１の内周の雌ねじに損傷が生じる可能性がある。

この問題に対し、この実施形態のタップ１は、溝５の切り上がり部５ａのタップ回転方向後側の縁に、シャンク３の外周の円筒面１０と鈍角に交わる面取り部１１が設けられているので、ナットＮ_１の雌ねじがタップ１のねじ部２から外れる瞬間にナットＮ_１が傾いても、そのナットＮ_１の内周が溝５の切り上がり部５ａの縁に引っ掛かりにくい。そのため、薄ナットＮ_１を製造するときに、薄ナットＮ_１の内周の雌ねじの損傷が生じにくい。

また、このタップ１は、研削盤の回転砥石で面取り部１１を加工しているので、面取り部１１を正確かつ効率的に加工することが可能である。さらに、研削盤の回転砥石で面取り部１１を加工するときに、同じ回転砥石で、溝５の切り上がり部５ａのタップ回転方向前側の縁とタップ回転方向後側の縁を同時に削り取るようにしているので、研削盤の回転砥石で面取り部１１を加工するのが容易であり、ナットタップ１の製造コストを抑えることが可能である。

また、研削盤の回転砥石で面取り部１１を加工すると、軸直角断面における面取り部１１の幅が大きい。そのため、図３の二点鎖線に示すように、切れ刃８の切れ味を再生するための再研削を溝５の内面に施したときに、確実に面取り部１１を残すことが可能である。

また、このタップ１は、軸直角断面において面取り部１１の幅よりも狭幅となるように第２面取り部１２を形成しているので、第２面取り部１２の形成によって短くなる円筒面１０の周長が短く、シャンク３の外周の円筒面１０でナットＮ_１の内周を安定して支持することが可能となっている。また、研削盤の回転砥石で面取り部１１を加工するときに、軸直角断面における第２面取り部１２の幅が狭い分、軸直角断面における面取り部１１の幅を大きくすることができるので、切れ刃８の切れ味を再生するための再研削代を大きくとることが可能となっている。

また、このタップ１は、面取り部１１が、軸方向後方に向かうにつれて次第に浅くなる勾配をもって傾斜して形成されている。そのため、溝５の切り上がり部５ａのうち、ナットＮ_１の内周が特に引っ掛かりを生じやすい部分（すなわち、ねじ部２に近い部分の縁）では、面取り部１１の深さが深いので、ナットＮ_１の内周の引っ掛かりを効果的に防止することが可能となっている。一方、溝５の切り上がり部５ａのうち、ナットＮ_１の内周が引っ掛かりを生じにくい部分（すなわち、ねじ部２から遠い部分の縁）では、面取り部１１の深さが浅いので、ナットＮ_１の内周に嵌合する円筒面１０の面積を確保することが可能となっている。

また、このタップ１は、面取り部１１が、軸方向後方に向かうにつれて次第に浅くなる勾配をもって傾斜しているので、研削盤の回転砥石で面取り部１１を加工するときに、面取り部１１の軸方向後端と円筒面１０の間に段差が生じない。そのため、シャンク３の外周に嵌合したナットＮ_１が、面取り部１１の軸方向後端で引っ掛かるのを防止することが可能となっている。

図１では、タップ１として、タップ１の軸線まわりに螺旋状に延びる溝５をもつスパイラルタップを示したが、この発明は、タップ１の軸線と平行に延びる溝５をもつストレート溝タップや、タップ１の軸線とねじれの位置にある直線に沿って延びる溝５をもつ傾斜溝タップにも適用することができる。

図３では、円筒面１０と面取り部１１が直接交わるように面取り部１１を設けたが、円筒面１０と面取り部１１が直接交わるように面取り部１１を形成した後、円筒面１０と面取り部１１の交差位置にＲ面取りを行ない、そのＲ面取りを介して円筒面１０と面取り部１１が交わるようにしてもよい。

１ ナットタップ
２ ねじ部
３ シャンク
４ ねじ山
５ 溝
５ａ 切り上がり部
８ 切れ刃
１０ 円筒面
１１ 面取り部
１２ 第２面取り部
Ｎ_１ ナット
Ｃ 円

Claims (2)

1. ねじ山（４）と、そのねじ山（４）を周方向に分断する複数の溝（５）とを外周に有し、前記溝（５）のタップ回転方向後側の縁にナット（Ｎ_１）の内周の雌ねじを加工する切れ刃（８）が形成されているねじ部（２）と、
   前記ねじ部（２）の軸方向後方に連続して設けられ、前記ナット（Ｎ_１）の内周が嵌合する円筒面（１０）を外周に有するシャンク（３）と、を備え、
   前記円筒面（１０）に前記溝（５）の切り上がり部（５ａ）が形成されているナットタップにおいて、
   前記溝（５）の切り上がり部（５ａ）のタップ回転方向後側の縁に、前記円筒面（１０）と鈍角に交わる面取り部（１１）が設けられ、
   前記面取り部（１１）は、軸直角断面において前記円筒面（１０）よりも径方向外方に中心をもつ円（Ｃ）に沿った円弧状または直線状の断面形状を有し、
   前記溝（５）の切り上がり部（５ａ）のタップ回転方向前側の縁に第２面取り部（１２）が設けられ、
   第２面取り部（１２）は、軸直角断面において前記面取り部（１１）と同一の円（Ｃ）に沿った円弧状または直線状の断面形状を有し、
   前記第２面取り部（１２）は、軸直角断面において前記面取り部（１１）の幅よりも狭幅であることを特徴とするナットタップ。
2. 軸方向後方に向かうにつれて次第に浅くなる勾配をもって前記面取り部（１１）が傾斜して形成されている請求項１に記載のナットタップ。

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