JPH0637857Y2 - 非対称ねじ盛上げタップ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は盛上げタップに係り、特に、基準山形が非対称
の雌ねじを成形する非対称ねじ盛上げタップの改良に関
するものである。

従来の技術 盛上げタップは、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
する一方、それ等の完全山部および食付き部には突出部
と逃げ部とが交互に設けられた雄ねじが形成され、被加
工物に設けられた下穴内にねじ込まれることにより、前
記突出部によってその下穴の内壁表層部を塑性変形させ
て雌ねじを成形するものである。そして、かかる盛上げ
タップの一種に、軸方向の力が主として一方向だけに作
用する場合に用いられるのこ歯ねじのように、軸線を含
む平面によるねじ山の断面形状すなわち基準山形が非対
称の雌ねじを成形するために、上記完全山部および食付
き部に設けられる雄ねじの基準山形が非対称とされてい
るものがある。

考案が解決しようとする課題 しかしながら、かかる非対称ねじ盛上げタップは、通常
の対称ねじ用の盛上げタップに比較して、完全山部と食
付き部との境目付近で早期山欠けが多発し、タップ寿命
が著しく短いという問題があった。

すなわち、基準山形が非対称であるため、タップの軸線
に対して直角でねじ山の頂を通る直線によって分割され
る断面積が不均等であるとともに、ねじ山の両斜面の角
度、すなわちフランク角が互いに相違する一方、食付き
部における雄ねじのねじ山は完全山部と同じ一定のピッ
チで設けられていたため、タップおよび被加工物を固定
式で把持してタッピングした場合には、タップは正規の
リードで進むものの、フランク角度が大きいフランク側
における塑性変形量（盛上げ量）が他方のフランク側に
比較して多くなり、大きなスラスト抵抗が発生するので
ある。また、タップおよび被加工物を浮遊式で把持して
タッピングした場合には、食付き部では異常なスラスト
抵抗が発生することはないもののタップのリードと異な
るリードで自進するため、食付き部によって加工された
ねじ穴内に完全山部が螺入させられ、タップが正規のリ
ードでガイドされるようになると、食付き部やその近傍
の完全山部のねじ山に大きなスラスト抵抗が発生する。
したがって、何れにおいても完全山部と食付き部との境
目付近で大きなスラスト抵抗が発生することとなり、早
期にねじ山欠けを起こす原因となるのである。

本考案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、スラスト抵抗を軽減して早期のね
じ山欠けを防止し、タップ寿命を向上させることにあ
る。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために、本考案は、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一方、それ等の完全山部お
よび食付き部には突出部と逃げ部とが交互に設けられる
とともに基準山形が非対称の雄ねじが形成され、被加工
物に設けられた下穴内にねじ込まれることにより、前記
突出部によってその下穴の内壁表層部を塑性変形させ、
前記雄ねじに対応する基準山形が非対称の雌ねじを成形
する盛上げタップにおいて、前記食付き部における雄ね
じのねじ山の軸方向位置を、そのねじ山の頂が、前記完
全山部における雄ねじをその食付き部まで延長した仮想
ねじの基準山形に対して、その基準山形の頂を通り且つ
その基準山形の面積を二等分する一直線の近傍に位置す
るように設定したことを特徴とする。

なお、上記ねじ山や基準山形の頂とは径寸法が最も大き
い位置を指すが、その頂が平坦な場合にはその中心位置
を基準とすれば良い。

作用 このような非対称ねじ盛上げタップにおいては、食付き
部における雄ねじのねじ山の頂が、仮想ねじの基準山形
の面積を二等分する一直線の近傍に位置させられている
ため、タップおよび被加工物を固定式で把持して完全山
部のリードに合わせて強制的にリード送りした場合に
は、上記一直線に沿って塑性変形が進行することとな
り、両フランク側における塑性変形量が略等しくされて
スラスト抵抗が大幅に軽減される。

また、タップおよび被加工物を浮遊式で把持してタッピ
ングした場合には、従来と同様にタップの軸線と直角で
ねじ山の頂を通る直線によって分割した基準山形の断面
積が不均等であるところから、食付き部におけるねじ山
のリードとは異なるリードでタップは自進するが、この
時のリード誤差は完全山部のリードと一致する方向へず
れる。このため、上記固定式の場合と略同様に上記一直
線に沿って塑性変形が進行させられることとなり、食付
き部によって加工されたねじ穴内に完全山部が螺入する
ようになっても、食付き部やその近傍の完全山部に大き
なスラスト抵抗が発生することはない。

考案の効果 このように、本考案の非対称ねじ盛上げタップによれ
ば、固定式，浮遊式の何れにおいても大きなスラスト抵
抗を発生することがないため、早期のねじ山欠けが防止
されてタップ寿命が向上させられるとともに、安定した
タッピングが行われるようになるのである。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本考案の一実施例である非対称ねじ盛上げタッ
プ（以下、単にタップという）10の正面図で、第２図は
その先端側からの視図である。かかるタップ10は、タッ
ピングマシンに把持されるシャンク部12と、形成すべき
雌ねじに対応する雄ねじが形成されたねじ部16とから成
り、そのねじ部16は、第３図からも明らかなように、完
全山部18と、その完全山部18に連続して設けられ且つ先
端に向かう程小径とされた食付き部20とから構成されて
いる。また、ねじ部16は、第２図から明らかなように横
断面が略四角形状を成し、１本のつる巻き線上に断続的
に位置する四角形の角部は突出部22とされ、四角形の辺
は逃げ部24とされている。なお、完全山部18には、シャ
ンク部12側程僅かに小径となるバックテーパが付けられ
ている。

上記第３図は、軸方向に突出部22が連なる部分における
タップ10の軸線を含む平面による断面図で、ねじ山に相
当する部分はそれぞれ基準山形を表している。かかる第
３図から明らかなように、本実施例のタップ10に設けら
れた雄ねじは、その基準山形における追い側フランク26
のフランク角が進み側フランク28のフランク角よりも小
さい非対称ののこ歯ねじであり、かかるタップ10は、上
記雄ねじに対応する基準山形が非対称ののこ歯ねじから
成る雌ねじを加工するためのものである。また、食付き
部20における雄ねじのねじ山の各基準山形は完全山部18
におけるねじ山の基準山形と同一形状を成しており、食
付き部20は、その外径，有効径，および谷径が共に小さ
くなるテーパ形状を成している。

一方、上記食付き部20における雄ねじのねじ山の軸方向
位置、すなわち第３図における左右方向の位置は、その
頂30が、完全山部18における雄ねじを延長した仮想ねじ
32の基準山形に対して、その基準山形の頂を通り且つ基
準山形の面積を二等分する一直線ｌの近傍に位置するよ
うに設定されている。すなわち、この実施例では追い側
フランク26のフランク角が進み側フランク28のフランク
角よりも小さいため、基準山形はその頂に向かうに従っ
て軸方向基端側に傾斜した形状を成しており、一直線ｌ
は外周側へ向かうに従って軸方向基端側へ傾斜させられ
る。したがって、先端に向かう程小径となる食付き部20
のねじ山は、仮想ねじ32と一致する位置から軸方向先端
側、すなわち第３図における右方向へ徐々にずらされる
こととなり、そのリードは完全山部18におけるねじ山の
リードよりも僅かに大き目となる。

そして、このようなタップ10はタッピングマシン等に取
り付けられ、潤滑油が供給されつつ図示しない被加工物
の下穴内に食付き部20側からねじ込まれることにより、
突出部22が下穴の内壁表層部に食い込んで塑性変形さ
せ、雄ねじのねじ山に対応して基準山形が非対称となる
雌ねじを成形する。かかるタッピングは、主として食付
き部20におけるねじ山に設けられた突出部22および完全
山部18の最も先端側に位置する第１完全ねじ山の突出部
22によって行われる。

ここで、上記食付き部20における雄ねじは、そのねじ山
の頂30が仮想ねじ32のねじ山の基準山形の面積を二等分
する一直線ｌの近傍に位置するように、正規のリードよ
りも大きいリードで設けられているため、タップ10およ
び被加工物を固定式で把持して完全山部18のねじ山のリ
ードに合わせて強制的にリード送りした場合には、食付
き部20における突出部22は、第４図に示されているよう
に被加工物の下穴34に対して徐々に基端側へずれた位置
に食い込まされ、一直線ｌに沿って順次ねじ込まれる。
このため、両フランク26,28側における塑性変形量が略
等しくされ、スラスト抵抗が大幅に軽減される。なお、
第４図は、１リード毎すなわち軸方向に連続して位置す
る各突出部22の食込み進行状態を示したものである。

また、タップ10および被加工物を浮遊式で把持してタッ
ピングした場合には、タップ10は、ねじ込まれた部分に
おけるリードすなわち正規のリードよりも大きいリード
で進行しようとするが、タップ10の軸線と直角でねじ山
の頂30を通る直線によって分割した基準山形の断面積が
不均等、具体的には進み側フランク28側の断面積が大き
いため、その進み側フランク28側の変形抵抗が大きくな
る。したがって、タップ10は食付き部20におけるねじ山
のリードよりも小さいリード、すなわち正規のリードに
近いリードで螺進させられることとなり、上記固定式の
場合と略同様に上記一直線ｌに沿って塑性変形が進行す
る。このため、食付き部20によって加工されたねじ穴内
に完全山部18のねじ山が螺入するようになっても、食付
き部20やその近傍の完全山部18のねじ山に大きなスラス
ト抵抗が発生することはない。

このように、本実施例のタップ10によれば、固定式，浮
遊式の何れにおいても大きなスラスト抵抗を発生するこ
とがないため、早期のねじ山欠けが防止されてタップ寿
命が向上させられるとともに、安定したタッピングが行
われるようになる利点がある。

なお、前記頂30が一直線ｌと完全に一致するように食付
き部20のねじ山を設ければ、固定式の場合の両フランク
26,28側における塑性変形量は均等になるが、ねじ山の
リードと強制送りのリードとのずれや両フランク26,28
のフランク角の相違、或いは両フランク26,28側におけ
る被加工物の変形抵抗の違い、すなわち塑性変形量が同
じであっても追い側フランク26側の方が変形抵抗は大き
くなるなど、スラスト抵抗は種々の要因によって発生す
るため、必ずしもねじ山の頂30と一直線ｌとを完全に一
致させる必要はなく、ねじ山の軸方向位置は、両フラン
ク26,28のフランク角の相違などをも考慮してスラスト
抵抗が最も低くなるように定めることが望ましい。

一方、従来の非対称ねじ盛上げタップは、例えば第６図
に示されているように、食付き部20においても雄ねじの
ねじ山は完全山部18のねじ山と同じ一定のピッチ、すな
わちねじ山の頂30が軸方向において前記仮想ねじ32のね
じ山の頂と一致するように設けられていたため、固定式
でタッピングを行った場合には、第７図に示されている
ようにタップの軸線と直角でねじ山の頂30を通る直線ｍ
に沿って塑性変形は進行させられる。このため、その直
線ｍによって分割した断面積が大きい進み側フランク28
側の変形抵抗が追い側フランク26側に比較して著しく大
きくなり、軸方向基端側に向かう方向に大きなスラスト
抵抗が発生するのである。また、浮遊式でタッピングを
行った場合には、上記スラスト抵抗によってタップは正
規のリードよりも小さいリードで自進するため、食付き
部20によって加工されたねじ穴内に完全山部18が螺入さ
せられ、タップが正規のリードでガイドされるようにな
ると、食付き部20やその近傍の完全山部18のねじ山に大
きなスラスト抵抗が発生する。したがって、何れにおい
ても完全山部18と食付き部20との境目付近で大きなスラ
スト抵抗が発生することとなり、早期にねじ山欠けを起
こす原因となっていたのである。

因に、食付き部20におけるねじ山を、その頂30が前記一
直線ｌと一致するように設けた本考案に係る非対称ねじ
盛上げタップと、食付き部20におけるねじ山が完全山部
18のねじ山と同じリードで設けられた従来の非対称ねじ
盛上げタップとを用い、以下の条件下でタッピングを行
ってそのスラスト抵抗（Kg）の時間変化を測定したとこ
ろ、第５図に示す結果が得られた。かかる結果から、本
考案品によれば、従来品に比較して特にタッピング初期
においてスラスト抵抗が著しく低減されることが明らか
である。

盛上げタップ ランド数6,食付き部５山，材質SKH58,酸化被膜処理 ねじ:ASAバットレスねじ，呼び径11/16インチ,12山／イ
ンチ，フランク角７°,45° 被削材 材質S15C,硬さHB111〜149 下穴：φ16.06±0.01mm,27mm通し穴 タッピング条件 固定式強制リード送り，回転数120rpm 切削油：硫塩化系不水溶性切削油 以上、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本考案は他の態様で実施することもできる。

例えば、前記実施例では追い側フランク26のフランク角
が進み側フランク28のフランク角よりも小さいが、追い
側フランク26のフランク角の方が大きいものなど、他の
非対称ねじを加工する盛上げタップにも本考案は同様に
適用され得る。なお、追い側フランク26側のフランク角
が大きい場合には、食付き部20のねじ山のリードは完全
山部18におけるリードよりも小さ目になる。

また、前記実施例の基準山形の頂は円弧形状を成してい
るが、頂が平坦な場合にも本考案は適用され得る。その
場合には、その平坦な頂の中心位置を基準として一直線
ｌを定めるとともに、ねじ山の頂の中心がその一直線ｌ
の近傍に位置するように食付き部の雄ねじを形成すれば
良い。

また、前記実施例のタップ10は、１リード当りの突出部
22の数すなわちランド数が４であり、試験例では６であ
るが、そのランド数を適宜変更し得ることは勿論であ
る。食付き部20の山数などについても同様である。

その他一々例示はしないが、本考案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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である非対称ねじ盛上げタッ
プの正面図である。第２図は第１図の盛上げタップの先
端側からの視図である。第３図は第１図の盛上げタップ
におけるねじ部の縦断面図である。第４図は第１図の盛
上げタップを用いて固定式強制リード送りでタッピング
を行った場合における各突出部の食込み進行状態を示す
図である。第５図は本考案に係る盛上げタップによるタ
ッピング時のスラスト抵抗を従来品との比較において示
す図である。第６図は従来の非対称ねじ盛上げタップの
一例を示すねじ部の縦断面図である。第７図は第６図の
盛上げタップを用いて固定式強制リード送りでタッピン
グを行った場合における各突出部の食込み進行状態を示
す図である。 10:非対称ねじ盛上げタップ 18:完全山部、20:食付き部 22:突出部、24:逃げ部 30:頂、32:仮想ねじ 34:下穴 l:一直線

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】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一
   方、それ等の完全山部および食付き部には突出部と逃げ
   部とが交互に設けられるとともに基準山形が非対称の雄
   ねじが形成され、被加工物に設けられた下穴内にねじ込
   まれることにより、前記突出部によって該下穴の内壁表
   層部を塑性変形させ、前記雄ねじに対応する基準山形が
   非対称の雌ねじを成形する盛上げタップにおいて、 前記食付き部における雄ねじのねじ山の軸方向位置を、
   該ねじ山の頂が、前記完全山部における雄ねじを該食付
   き部まで延長した仮想ねじの基準山形に対して、該基準
   山形の頂を通り且つ該基準山形の面積を二等分する一直
   線の近傍に位置するように設定したことを特徴とする非
   対称ねじ盛上げタップ。