JPH0663230U - 折れ込み防止タップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被削物内部に折れ込むことのない雌ねじ切削
用のタップを提供する。 【構成】 タップ１におけるシャンク３の一定箇所に、
周方向の断面積がねじ部２や他のシャンク３部分よりも
小さくなるように形成された折れ口誘導部４を設ける。
使用中のタップ１に一定以上の荷重が加わると、タップ
１は折れ口誘導部４で被削物から突出して折損する。 【効果】 被削物を不良にすることなく折損タップを抜
き取ることができ、しかも抜き取りに要する労力・時間
・費用を節約できる。あらゆる折損原因に対処でき、ト
ルク制御装置では対処できないタップ折損事故の際にも
タップの折れ込みを防止できる。同時に、タップの寿命
管理を不要にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、雌ねじを切削加工するタップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図９は、雌ねじの切削加工に使用されている従来のタツプの一例である。すな わち、ねじ部２には切屑を排出するためのみぞ５が形成され、ねじ部２に連接す るシャンク３は、みぞの切り上げ６よりも後端側においてシャンク四角部７を除 き円柱状に形成されている。そして、使用中のタップは、種々の原因（切削トル ク過大、切屑詰まり、タップの軸心振れ、タップと下穴との傾き・心ずれ等）に より、その破壊強度（最大応力）を越える荷重（ねじり、曲げ、引張、圧縮等） が加わると折損するが、この場合に従来のタップだと、破壊強度の弱いねじ部２ で折損して被削物内部に折れ込んでしまう傾向にあった。こうした、いわゆる折 れ込みタップを除去するのは、殊に小径タップにおいて困難であるし、たとえ除 去できたとしても、被削面を損傷したり、多くの労力・時間・費用を要するから 、作業上大きなマイナスであった。

【０００３】 そこで、折れ込みタップの除去を容易にする従来の技術として、実開平２−５ １０２６号公報に見られるような構造のタップが知られている。 すなわち、タ ップに導通孔・脆弱部を設け、使用中に脆弱部で折れ込んだタップをドライバー 等を用いて抜き取るというものである。 しかし、上記技術が予定する形状の導通孔を、その実施例通りにねじ部のみぞ 底に形成することは技術やコストの面で問題がある。たとえ導通孔を形成できた としても、常に脆弱部で折れ込むかどうかは疑問である。また、この技術はあく までも折れ込みタップの除去を容易にしようとするものに過ぎず、タップの折れ 込み自体を防止しようとするものではない。

【０００４】 他方で、タップの折損事故を防止する従来の技術として、次のものが知られて いる。 第一に、タップ自体の材質や形状等を改良する方法である。例えば、超微粒子 からなる超硬合金や高速度工具鋼を素材として用い、若しくはねじ部にチタンコ ーティング処理をし、又はポイントタップ・スパイラルタップに見られるように みぞの形状を工夫し、若しくは特公昭６１−１６５７０号公報・特開平４−３４ ８８１３号公報に見られるようにねじ部の形状を工夫し、若しくは実開平４−４ ７９２１号公報に見られるようにすくい面の形状を工夫する等である。 しかし、特殊材質タップやコーティング処理タップは価格が割高である。また 、上記の方法は、タップの破壊強度自体を強化し、刃部の耐摩耗性を高め若しく は摩擦抵抗を小さくして切削トルク過大を防止し、又は切屑排出性を高めて切屑 詰まりを防止しようとするものであるが、いずれも技術上の限界を有する。さら に、これらの各方法はすべての折損原因に対処できるものでもなく、例えばタッ プの材質硬度を高めると、かえって下穴との心ずれ等による折損やチッピングが 生じ易くなってしまう。

【０００５】 第二に、作業者がタップの寿命管理をする方法である。すなわち、作業者が切 削性能の低下を察知し、あるいは予め被削物の加工個数を決めておいて、タップ の廃棄・再研磨時期を管理するのである。 しかし、切削性能の低下具合は作業者の感覚に頼って判定されるので、タップ の廃棄時期等を誤らないようにするには熟練を要する。また、加工個数を決めて おく方法は、被削材や切削条件等が一定である場合にしか役立たない。さらに、 タップの再研磨は他の切削工具の再研磨に比べて困難であるから、労力・時間・ 費用とタップ単価との兼合いで、経済的効果を期待できる場合は限られている。 加えて、寿命管理は、刃部の摩耗・チッピング・溶着等による切削トルク過大に は対処できるが、その他の折損原因には対処できない。

【０００６】 第三に、安全クラッチによるトルク制御装置を介在させてタップを使用する方 法である。すなわち、工作機械によるタッピング加工においてトルク制御機構を 内蔵したタップコレット若しくはタップホルダ本体を使用し、又は手作業による タッピング加工において実公昭６２−３２７３３号公報・実公昭６２−３６５７ ６号公報・実公平２−１４９０２号公報に見られるようなトルク制御機構付きの タップハンドルを使用するのである。これにより、シャンクに設定最大トルク値 以上のねじり応力が生じた場合に安全クラッチを作動させて、それ以上のタップ への回転力（ねじり荷重）の伝達を断ち、タップの折損事故を防止する。 しかし、最大トルク値を任意に設定するタイプのもの（トルク制御機構内蔵の タップコレット若しくはタップホルダの一部のもの、又は実公昭６２−３２７３ ３号公報・実公昭６２−３６５７６号公報に見られる構造のもの等）にあっては 、その設定を作業者の感覚に頼らねばならず、トルク制御装置を適切に機能させ るには熟練を要する。他方、最大トルク値が予め設定されているタイプのもの（ トルク制御機構内蔵のタップコレット若しくはタップホルダの他のもの、又は実 公平２−１４９０２号公報に見られる構造のもの等）にあっては、タップの外径 、被削材、切削条件等に応じて各種を取り揃えた上で、適切に使い分けなければ ならず、不経済かつ面倒である。また、そもそもトルク制御装置は、切削トルク 過大や切屑詰まりを原因とするトラブルのみを念頭に利用されるものであるから 、その他の折損原因に対処できるものではない。

【０００７】 また、トルク制御機構内蔵のタップコレット・タップホルダにおいては、例え ば、特公昭６０−４７０４７号公報・特公昭６１−１３９３３号公報に見られる ように細身・短身化の工夫がなされているものの、トルク制御機構を内蔵してい るスペース分だけ外径・全長の長大化は避けられない。このため、被削物等との 干渉が生じ易くなり作業空間が制限されてしまう。その結果、段際・狭い隙間で のタッピング加工や近接下穴への多軸ヘッドによるタッピング加工等、工作機械 を用いる際にはトルク制御装置を利用できない場合がある。さらに、全長が長く なると軸心振れが生じ易くなり、この振れが雌ねじ精度に悪影響を及ぼすことに もなる。

【０００８】 また、工作機械を用いるタッピング加工の場合、もどり工程時（逆回転時）の 無駄なクラッチ切れによるトラブルを避けるために、特公昭５７−４８３３１号 公報・特公平３−１７５号公報・実公昭６２−３２７３２号公報に見られるよう な切削工程時（正回転時）のみにクラッチ切れするトルク制御装置を利用するの が通常である。ところが、このようなトルク制御装置だと、もどり工程時での切 屑詰まり等によるタップの折損事故を防止できなくなってしまう。 この点、特公昭５８−４１９７４号公報・特開平１−１７１７２４号公報に見 られるような正・逆回転時の伝達トルク値に差を設けられるトルク制御装置もあ る。しかし、このようなトルク制御装置は、技術・コスト・効果の兼合い上問題 があるためか現在のところ普及するに至っていない。 さらに、同期送り機構（機械主軸の一回転につきタップを一リードずつ送れる 機構）内蔵の工作機械を用いる場合、高速かつ高精度のねじ立てが要求されるた めトルク制御をせずにタッピング加工がなされるから、トルク制御装置を利用し てタップの折損事故を防止することはできない。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

上記の技術は、いずれも、従来のタップがねじ部で折損して被削物内部に折れ 込んでしまうことを前提に、折れ込みタップの除去を容易にし、あるいはタップ の折損自体を防止しようとするものである。しかし、既述のようにいずれの技術 にも欠点・限界がある。殊に、タップの折損原因は多様かつ競合的であることか ら、タップの折損自体を完全に防止することはできない。 そもそも、従来のタップが折損する際に被削物から突出せずにその内部に折れ 込んでしまう原因は、ねじ部の破壊強度がシャンクの破壊強度よりも弱い点にあ る。すなわち、金属の破壊強度（最大応力）は、その形状や荷重の種類等によっ て左右されるが、例えば棒状の金属にねじり荷重・引張荷重・圧縮荷重を加える 場合であれば、ほぼ周方向の断面積に比例する。それ故、みぞや切れ刃の形成さ れているねじ部は、ほぼ円柱状のシャンクに比べて周方向の断面積が小さいため 破壊強度が弱くなるのである。という訳で、従来のタップにあっては、切削トル ク過大、切屑詰まり、その他の原因により一定以上の荷重が加わると、破壊強度 の弱いねじ部で折損し、被削物内部へ折れ込んでしまう傾向にあった。 この考案が解決しようとする課題は、タップの折損事故の際に、タップがねじ 部で折損して被削物内部に折れ込んでしまうのを防止することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

雌ねじ加工用のタップが被削物内部に折れ込むと、その除去は大変である。し かし、タップの折損原因は多様かつ競合的であることから、いかなる技術をもっ てしてもタップの折損自体を完全に防止することはできない。 そこで、この考案の考案者は、折れ込みタップの除去を容易にしたりタップの 折損自体を防止するよりも、折損事故の際にタップがねじ部で折損せずにシャン クの一定箇所において被削物から突出して折損するように誘導し、もってタップ の被削物内部への折れ込みを防止する方が得策であると考えた。なぜなら、被削 物から突出したシャンク部分を把持・挟持して逆回転させ、折損したタップを抜 き取ることは比較的容易だからである。 そして、既述の通り従来のタップが被削物内部に折れ込んでしまう原因はねじ 部の破壊強度の弱さにある。そうであるなら、タップがシャンクの一定箇所で折 損するように誘導するためには、当該箇所の破壊強度をねじ部の破壊強度よりも 弱くすればよい。 以上のような考察の結果、この考案は完成させることができた。

【００１１】 この考案に係るタップの第一は、次のようなものである。すなわち、ねじ部２ とシャンク３からなる雌ねじ加工用のタップ１において、シャンク３の一定箇所 に、周方向の断面積が，ねじ部２や他のシャンク３部分よりも小さくなるように 形成された折れ口誘導部４を設けたことを特徴とする折れ込み防止タップである 。この構成では、折れ口誘導部４において、他の部分よりも周方向の断面積を小 さくすることにより破壊強度を弱くしてある。既述の通りタップのような棒状の 金属にあっては、その破壊強度がほぼ周方向の断面積に比例するからである。 なお、シャンク３に形成される折れ口誘導部４の形状としては、後に紹介する 実施例１〜実施例６（図１〜図６）のようにしてもよいが、その他にも周方向の 断面積を小さくするのであれば、いかなる形状でも構わない。

【００１２】 この考案に係るタップの第二は、上記構成の折れ口誘導部４に、シャンク３が 復元されるようにして折れ口誘導部材８を充填したものである。 なお、後に紹介する実施例７（図７）では、実施例１のものにおける折れ口誘 導部４に折れ口誘導部材８を充填しているが、実施例２〜実施例６のものにおけ る折れ口誘導部４や他の形状をした折れ口誘導部４に折れ口誘導部材８を充填し てもよいことは言うまでもない。

【００１３】 この考案に係るタップの第三は、次のようなものである。すなわち、ねじ部２ とシャンク３からなる雌ねじ加工用のタップ１において、シャンク３を一定箇所 で軸方向に二分割した上で、シャンク３が復元されるように接合した部分を設け 、この接合部分を折れ口誘導部４としたことを特徴とする折れ込み防止タップで ある。この構成では、折れ口誘導部４において、シャンク３の接合強度を加減す ることにより他の部分よりも破壊強度を弱くしてある。 折れ口誘導部４におけるシヤンク３の接合方法としては、ロウ付け・融接等に よる熔接か、耐熱性のある合成樹脂による接着が望ましいが、その他にも折れ口 誘導部４の破壊強度を他の部分よりも弱くするのであれば、いかなる接合方法で も構わない。 なお、後に紹介する実施例８（図８）では、実施例３のものにおける折れ口誘 導部４の外径をゼロとすることによりシャンク３を二分割し、分割されたシャン ク３の接合部分を折れ口誘導部４としているが、シャンク３の接合面の形状とし てはいかなるものでも構わず、必ずしも平面・円形でなくてもよい。

【００１４】

【作用】

この考案に係る折れ込み防止タップは、次のようにして使用する。すなわち、 折れ口誘導部４が把持部分に埋没しないようにしてコレット、チャック、タップ ハンドル等でシャンク３を把持し、タップ１を使用する。折れ口誘導部４は他の 部分よりも破壊強度（最大応力）が弱く折れ口が生じ易くなっているので、タッ プ１に一定以上の荷重が加わると、タップ１は折れ口誘導部４で折損する。被削 物から突出している折損タップの後端を、チャック等で把持・挟持して逆回転さ せ、これを抜き取るのである。 また、この考案に係るタップをトルク制御装置と併用する場合は、折れ口誘導 部４の破壊強度よりも、トルク制御装置の最大トルク値を若干弱く設定するか、 最大トルク値が若干弱く設定されたものを使用して、トルク制御が先に機能する ようにする。

【００１５】

【実施例】

実施例１ 図１は実施例１を示す斜視図である。 実施例１のものでは、タップ１の軸心断面上においてシャンク３表面の一部を 底辺とする二等辺三角形がタップ１の軸心を軸に回転してなる立体部分を、シャ ンク３から取り除いて、その箇所を折れ口誘導部４としている。つまり、シャン ク３において、他の部分よりも外径を小さくすることにより周方向の断面積を小 さくした箇所を折れ口誘導部４としている。 折れ口誘導部４の外径寸法は、被削面に要求される雌ねじ精度やタップ１の材 質、切削条件等に応じて決定されるが、ねじ部２のみぞ底の径と同じ程度とする のが一応の目安である。

【００１６】 実施例２ 図２は実施例２を示す斜視図である。 実施例２のものでは、タップ１の軸心断面上においてシャンク３表面の一部を 一辺とする長方形がタップ１の軸心を軸に回転してなる立体部分を、シャンク３ から取り除いて、その箇所を折れ口誘導部４としている。つまり、シャンク３に おいて他の部分よりも外径を小さくした箇所を折れ口誘導部４としている点で実 施例１のものと同じである。それ故、折れ口誘導部４の外径寸法は、実施例１の ものと同じようにして決定される。

【００１７】 実施例３ 図３は実施例３を示す斜視図である。 実施例１・実施例２のものでは、外観上折れ口誘導部４の外径を容易に認識で きるため、従来のタップを見慣れた作業者に対して、強度不足であるとの不安感 を与えかねない。 実施例３のものでは、実施例２のものよりも折れ口誘導部４の軸方向の距離を 短くして、スリット状の折れ口誘導部４を形成してある。これだと折れ口誘導部 ４の外径を容易に認識できないから、強度不足であるとの不安感を与えることは ない。

【００１８】 実施例４ 図４は実施例４を示す斜視図である。 実施例１〜実施例３のものでは、同期送り機構内蔵の工作機械を用いるタッピ ング加工の場合、切削工程において何らかのトラブルによりタップ１が折れ口誘 導部４で折損して回転力の伝達が断たれたとしても、送り運動は停止されないの で、折損タップで被削面を損傷することがある（もっとも、タップ自体の強度が 弱ければタップ１の方が圧壊されることもある）。このことは、自動の停止・後 退装置付きの工作機械でも、送り運動の惰性を解消できないタイプのものでは同 じである。そして、同期送り機構によるタッピング加工にあっては、高速かつ高 精度のねじ立てが要求されるため、トルク制御装置はもとよりアキシャル・フロ ート装置（ねじ立て作業中に発生する機械主軸の送りとタップが進む速さとの誤 差を、ソケット部の伸縮により自動的に吸収・補正する装置）も利用されないか ら、これをタップ折損時の安全装置として代用することもできない。 実施例４のものでは、実施例３のものとは逆に、実施例２のものよりも折れ口 誘導部４の軸方向の距離を長くして、長い首状の折れ口誘導部４を形成してある 。これだと、圧縮破壊強度（最大圧縮応力）の弱い折れ口誘導部４が軸方向に長 く形成されているので、タップ折損事故の際に、折れ口誘導部４が圧壊され続け ている間に機械を停止して被削面の損傷を回避することができる（但し、被削面 の強度が充分な場合にかぎられる）。

【００１９】 実施例５ 図５は実施例５を示す斜視図である。 実施例５のものでは、シャンク３において、軸心垂直方向に放射状に穿設して なる孔を貫設することにより周方向の断面積を小さくした箇所を折れ口誘導部４ としている。折れ口誘導部４に貫設する孔の個数・内径寸法は、被削面に要求さ れる雌ねじ精度やタップ１の材質、切削条件等に応じて決定され、これにより折 れ口誘導部４の破壊強度を調整する。 実施例１〜実施例４のものでは、シャンク３において他の部分よりも外径を小 さくした箇所を折れ口誘導部４としている。このため、折れ口誘導部４において シャンク径を維持できず、タッピング加工中にタップ１の軸心振れが生じ易くな るおそれがある。実施例５のものだと、折れ口誘導部４においてもシャンク径を 維持できるから、タップ１の軸心振れが生じ易くなるおそれはない。 また、この実施例のものでは、折れ口誘導部４における曲げ荷重・引張荷重・ 圧縮荷重に対する破壊強度の低下に比較して、ねじり荷重に対する破壊強度の低 下を抑えることができるから、トルク制御装置と併用する場合のメリットが大き い。

【００２０】 実施例６ 図６は実施例６を示す斜視図である。 実施例６のものでは、シャンク３において、実施例５のものにおける折れ口誘 導部４を軸方向に列設してある。折れ口誘導部４に貫設する孔の個数・内径寸法 は実施例５のものと同じようにして決定される。 実施例５のものでは、アキシャル・フロート装置を利用できない同期送り機構 によるタッピング加工の場合に、実施例１〜実施例３のものと同じく折損タップ により被削面を損傷することがある。実施例６のものだと、孔の内径寸法に折れ 口誘導部４の個数を乗じた分だけ圧縮破壊強度の弱い部分が軸方向に形成されて いる。それ故、実施例４のものと同じくタップ折損事故の際にも被削面の損傷を 回避できる場合がある。 また、この実施例のものでは、実施例５のものと同じく折れ口誘導部４におけ る曲げ荷重等の低下に比較してねじり荷重に対する破壊強度の低下を抑えること ができるから、トルク制御装置と併用する場合のメリットが大きい。

【００２１】 実施例７ 図７は実施例７を示す斜視図である。 実施例７のものでは、実施例１のものにおける折れ口誘導部４に、シャンク３ が円柱状に復元されるようにして折れ口誘導部材８を充填してある。折れ口誘導 部材８の材質としては、タップ１本体よりも破壊強度の弱い金属その他合成樹脂 等が望ましい。 実施例７のものだと、シャンク３が復元されているから、実施例１のもののよ うに作業者に対して外観上の不安感を与えることはない。 また、この実施例のものでは、折れ口誘導部４に折れ口誘導部材８が充填され ているから、実施例１〜実施例４のもののように折れ口誘導部４の外径が小さい ことによるタップ１の軸心振れのおそれもない。

【００２２】 実施例８ 図８は実施例８を示す斜視図である。 実施例８のものでは、実施例３のものにおける折れ口誘導部４の外径をゼロと することによりシャンク３を二分割し、分割されたシャンク３の接合部分を折れ 口誘導部４としている。折れ口誘導部４におけるシャンク３の接合方法（熔接、 接着等）・接合強度は、被削面に要求される雌ねじ精度やタップ１の材質、切削 条件等に応じて決定され、これにより折れ口誘導部４の破壊強度を調整する。 実施例８のものだと、シャンク３が復元されているから、実施例１・実施例２ のもののように作業者に対して外観上の不安感を与えることはない。 また、この実施例のものでは、折れ口誘導部４においてもシャンク径を維持で きるから、実施例１〜実施例４のもののように折れ口誘導部４の外径が小さいこ とによるタップ１の軸心振れのおそれもない。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案を使用すれば、タップ折損事故の際にタップがね じ部で折損して被削物内部に折れ込んでしまうのを防止することができる。つま り、あらゆるタップ折損原因に対処できることになるから、従来の技術で防止で きなかったタップ折損事故においても、被削物を不良にすることなく折損タップ を抜き取ることができ、しかも折損タップの抜き取りに要する労力・時間・費用 を大幅に節約できる。殊に、トルク制御装置を利用しないタッピング加工あるい はこれを利用できないタッピング加工の場合にメリットが大きい。後者の場合の 例としては、既述のように工作機械を用いる際の段際・狭い隙間でのタッピング 、近接下穴への多軸ヘッドによるタッピング、同期送り機構によるタッピング等 があげられる。 また、手作業でかつトルク制御装置を利用しないで使用することが予定されて いる 実開平２−８２４２６号公報・実開平３−４００２５号公報・実開平４− ２８９２１号公報・実開平４−２８９２２号公報 に見られるような構造の特殊 タップにあっても本考案を使用することによるメリットは大きい。 同時に、熟練者でなくとも折損事故を恐れずにタップを使用できるようになる から、困難かつ面倒なタップの寿命管理をする必要もなくなる。 さらに、本考案をトルク制御装置と併用すれば、トルク制御装置では対処でき ないタップ折損事故においてもタップの折れ込みを防止できるようになる。すな わち、既述のように切削トルク過大・切屑詰まり以外の原因による折損事故や工 作機械を用いる場合のもどり工程時での折損事故においても、被削物を不良にす ることなく折損タップを抜き取ることができ、しかも折損タップの抜き取りに要 する労力・時間・費用を大幅に節約できるのである。 加えて、本考案に係る折れ込み防止タップは、従来のタップにおけるシャンク 部分に折れ口誘導部を設けるだけで製作できるから大量生産に適しており、その 生産コストを従来のタップと同じ程度に抑えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るタップの第一を示した実施例１の
斜視図である。

【図２】本考案に係るタップの第一を示した実施例２の
斜視図である。

【図３】本考案に係るタップの第一を示した実施例３の
斜視図である。

【図４】本考案に係るタップの第一を示した実施例４の
斜視図である。

【図５】本考案に係るタップの第一を示した実施例５の
斜視図である。

【図６】本考案に係るタップの第一を示した実施例６の
斜視図である。

【図７】本考案に係るタップの第二を示した実施例７の
斜視図である。

【図８】本考案に係るタップの第三を示した実施例８の
斜視図である。

【図９】従来のタップの一例を示した斜視図である。

【符号の説明】

１ タップ ２ ねじ部 ３ シャンク ４ 折れ口誘導部 ５ みぞ ６ みぞの切り上げ ７ シャンク四角部 ８ 折れ口誘導部材

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ部（２）とシャンク（３）からなる
   雌ねじ加工用のタップ（１）において、シャンク（３）
   の一定箇所に、周方向の断面積がねじ部（２）や他のシ
   ャンク（３）部分よりも小さくなるように形成された折
   れ口誘導部（４）を設けたことを特徴とする折れ込み防
   止タップ。
2. 【請求項２】 折れ口誘導部（４）に折れ口誘導部材
   （８）を充填したものとした、請求項１に記載の折れ込
   み防止タップ。
3. 【請求項３】 ねじ部（２）とシャンク（３）からなる
   雌ねじ加工用のタップ（１）において、シャンク（３）
   を一定箇所で軸方向に二分割した上で、シャンク（３）
   が復元されるように接合した部分を設け、この接合部分
   を折れ口誘導部（４）としたことを特徴とする折れ込み
   防止タップ。