JPH0777693B2 - タップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ワークにめねじ加工を施す際に用いられる
タップに関する。

［従来の技術］ 従来、ワークのめねじ加工に用いられるタップのうちで
特に切削抵抗の低減と切屑排出性の向上を図ったタップ
として、例えば第７図及び第８図に示すように、軸状を
なすタップ本体１の先端側におねじ部２が形成され、こ
のおねじ部２に軸線回りに捩れる複数の溝部３…が形成
され、これら溝部３の工具（タップ）の回転方向（第８
図において反時計回り方向）側を向く壁面とおねじ部２
の外周との稜線部が切刃４とされてなるスパイラルタッ
プ５が知られている。ここで、第９図に示すように、上
記各切刃４の先端における周方向ピッチＰは等しく設定
され、また各々の捩れ角θはすべて等しく定められてい
る。

そして、このようなスパイラルタップ５によれば、切刃
４の軸方向すくい角（＝θ）が正角方向に増加するので
切削抵抗が減少し、同時に溝部３に排出される切屑が溝
部壁面によってタップ本体１の基端側へ押し出されるの
で切屑排出性が向上する。

また、上記スパイラルタップ５の他にも切屑排出性の向
上を図ったものとして、例えば第10図及び第11図に示す
ように、タップ本体１のおねじ部２に複数の溝部６…が
形成され、これら溝部６とおねじ部２との稜線部に切刃
７…が形成されてなるタップにおいて、上記溝部６の先
端側の工具回転方向側を向く壁面だけを軸線に対して上
記スパイラルタップ５の捩れ方向と逆方向へ捩れる捩れ
面状に形成することより、切刃７の先端に螺旋部８を形
成し、これにより螺旋部８で生成される切屑をタップの
先端側へ排出させるようにしたガンタップ９も知られて
いる。

そして、かかるガンタップ９においても、第12図に示す
ように、上記切刃７のタップ先端における周方向ピッチ
Ｐは互いに等しく設定され、また、螺旋部８の捩れ角
θ、すなわち軸方向すくい角も等しく定められている。
なお、かかるダンタップ９において、上記螺旋部８に代
えて溝部６の先端側を工具軸線と斜めに交差する方向へ
直線的に切り欠くことにより、切刃７の先端側に傾斜部
を設けたものも提供されているが、かかる場合でも、切
刃７の先端部の軸方向すくい角はすべて等しく設定され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来のタップ５、９では、切刃４、
７で形成されるワークのねじ山とおねじ部２とが螺合し
つつ加工が進行するが、ときとして各切刃４、７に加わ
る切削荷重が変動しておねじ部２に不規則的な径方向の
振れが生じ、この結果、切刃４、７で形成されるねじ山
とおねじ部２とが正確に螺合しなくなってねじ山が損傷
し、かえって加工精度が劣化することがあった。

また、近年では、数値制御式工作機械を用いてタップ回
転数及び送り速度を制御することにより、めねじ加工の
自動化、高速度化を図ることが盛んに行われているが、
かかる場合には手作業によるめねじ加工に比して切削速
度が遥かに高速なため、タップに生じる振動が過剰に成
長し易く、加工精度が劣化したりタップが折損したりす
ることもあった。

この発明は、このような背景の下になされたもので、タ
ップの径方向の振れによる加工精度の劣化を防止し、か
つ、加工時の振動の成長を抑制できるタップを提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するためにこの発明は、タップ本体の先
端側におねじ部が形成され、このおねじ部にタップ本体
の先端及び外周に開口して軸方向に延びる複数の溝部が
形成され、これらの溝部の工具回転方向側を向く壁面と
上記おねじ部の外周との稜線部に切刃が形成されてなる
タップにおいて、上記各切刃のうち、少なくとも一の切
刃の少なくとも先端部の軸方向のすくい角を、上記一の
切刃が接する溝部と異なる溝部と接する他の切刃の先端
部の軸方向すくい角と異なる角度に設定したものであ
る。

ここで、切刃の先端部の軸方向すくい角とは、タップ軸
線に対する径方向から見て、切刃の先端位置を通過する
タップ軸線と平行な線と、ねじ山の軸方向前後のフラン
ク中心における切刃とがなす角度というものとし、タッ
プ軸線の回りに一定角度で捩れる螺旋状の切刃を形成す
る場合には、軸方向すくい角と捩れ角とが等しくなる。

また、上記軸方向すくい角の差はねじ径等に応じて適宜
定めて良いが１゜〜15゜の範囲に設定することが好まし
い。

［作用］ 上記構成によれば、軸方向すくい角の異なる切刃に作用
す切削荷重が、他の切刃の切削荷重と異なるものとなる
ため、各切刃に加わる切削荷重のタップ径方向分力に不
釣り合いが生じ、おねじ部の特定部分が他の部分よりも
ワークの内壁により強く押し付けられた状態で加工が進
行する。従って、おねじ部とワークのねじ山との噛み合
いがかえって確実になされ、しかもタップのおねじ部と
ワークの内壁とがこすれ合うことによるバニシング効果
が大きくなるため、ワークのねじ山の面粗度が向上す
る。

また、軸方向すくい角を変化させることによって切刃の
周方向ピッチも変化するので、特に高速でタップを回転
させた場合には、各切刃からタップ本体に作用する切削
荷重により振動の周期が不規則になる。このため、各振
動が打ち消し合い、振動の成長が抑制される。

［実施例］ 以下、第１図ないし第３図を参照して、本発明の一実施
例を説明する。

第１図及び第２図に示すように、本実施例のタップ10
は、軸状をなすタップ本体11の先端側におねじ部12が形
成され、このおねじ部12に、タップ軸線の回りに捩れる
複数条（図では３条）の溝部13a〜13cが形成され、これ
ら溝部13a〜13cの工具回転方向（第２図において反時計
回り方向）側を向く壁面とおねじ部12の外周との稜線部
に切刃14a〜14cが形成されてなるもので、上記切刃14a
〜14cは、その全長に渡って、それぞれ一定のねじれ角
θ_１〜θ_３でタップ軸線回りに捩れる螺旋状切刃とされ
ている。従って、これらの切刃14a〜14cの軸方向すくい
角は、それぞれ上記ねじれ角θ_１〜θ_３に等しく設定さ
れている。

ここで、第３図により詳細に示すように、各切刃14a〜1
4cのねじれ角θ_１〜θ_３、すなわち軸方向すくい角θ_１
〜θ_３はすべて異なる角度に設定され、それぞれの大小
関係はθ_１＜θ_２＜θ_３となるように定められている。
そして、軸方向すくい角θ_１〜θ_３の角度差は加工する
ねじ径や切削速度等に応じて適宜定めて良いが、なるべ
くは最大値θ_３と最小値θ_１との差（θ_３−θ_１）が１
゜〜15゜の範囲に収まるように設定することが好適であ
る。角度差が１゜に満たないと軸方向すくい角を変化さ
せたことによる加工精度の向上及び振動抑制効果が十分
に発揮されないおそれがあり、他方、角度差が15゜を越
えると各切刃14a〜14cに作用する切削荷重の差が過大と
なり、切刃14a〜14cがワークに食い付く際におねじ部12
の著しい振れを招いて加工精度が劣化するおそれが生じ
るからである。

また、切刃14a〜14cのタップ先端における周方向ピッチ
P₁〜P₃はすべて異なる値に設定されており、その大小関
係はP₃＜P₁＜P₂とされている。ここで、これらピッチP₁
〜P₃の差はねじ径や切刃長、あるいは上述した軸方向す
くい角θ_１〜θ_３の差に応じて適宜定めて良いが、ピッ
チ差に応じて溝部13a〜13cの幅に広狭が生じ、場合によ
っては溝幅が過度に狭くなって切屑排出性が損なわれる
おそれが生じるので注意を要する。

ちなみに、図示の例では、タップ先端から基端側へ所定
距離ｌ＝L/3〜2L/3（L:切刃長）だけ隔てた位置に、角
切刃14a〜14cの周方向ピッチＰが等しくなる等ピッチ部
が生じるようにピッチ差を定めており、溝幅の広狭関係
を切刃14a〜14cの先端側と後端側で反転させて溝幅の過
度の減少を防止している。なお、このように等ピッチ部
分を設けるか否かは切刃長Ｌやねじ径に応じて適宜変更
されるものであり、常に必要とされるものではない。ま
た等ピッチ部分を設ける場合の位置についても、例えば
L/D＝１（D:ねじ径）程度の短いタップであれば切刃14a
〜14cの後端を等ピッチとするなど、タップ各部の寸法
に応じて当然に変更されるものである。

しかして、以上の構成からなるタップ10にあっては、各
切刃14a〜14cの軸方向すくい角θ_１〜θ_３が異なる角度
に設定されているので、各切刃14a〜14cに加わる切削荷
重もすべて異なるものとなる。このため、加工中、各切
刃14a〜14cに加わる切削荷重のタップ径方向成分に不釣
り合いが生じ、おねじ部12は、その特定部分が他の部分
に比してより強くワーク内壁に押し付けられた状態で、
切刃14a〜14cによって形成されたねじ山と螺合しつつ軸
方向へ送り出されることになる。

ここで、各切刃14a〜14cに加わる切削荷重の径方向分力
が釣り合う場合には、おねじ部12をワーク内壁に押し付
ける力が何等作用しないので、いずれの切刃に作用する
切削荷重が僅かに変動しただけでもおねじ部12に不規則
な振れが生じてワークのねじ山との噛み合いに影響が生
じる。ところが、本実施例では切削荷重の不釣り合い状
態が積極的に形成されることによって、おねじ部12の特
定部分がワーク内壁に常に押し付けられるので、各切刃
14a〜14cの切削荷重が多少変動した程度ではおねじ部12
に不規則な振れが生じることがなく、かえっておねじ部
分12とワークに形成されるねじ山とが確実に噛み合うこ
ととなる。

しかも、おねじ部12がワーク内壁に押し付けられること
により、これらがすれ合うことによって生じるバニシン
グ効果が増大するので、ワークに形成されるねじ山の面
粗度が改善され、この結果、めねじ加工精度が従来に比
して大きく向上する。

また、特に本実施例のタップ10を工作機械に装着し、比
較的高速で回転させて使用する場合には、各切刃14a〜1
4cの周方向ピッチが異なるために、各切刃14a〜14cから
タップ本体11に伝達される切削荷重による振動の周期が
不規則となり、これら振動が互いに打ち消し合う。この
ため、振動の成長が抑制され、加工精度の劣化やタップ
折損等の事故が回避される。

なお、以上の実施例では、すべての切刃14a〜14cがその
全長に渡って螺旋状切刃とされるスパイラルタップを例
に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものでない。

例えば、第４図ないし第６図は上述したザンタップに本
発明を適用した例を示すものである。これらの図に示す
タップ20では、タップ本体21のおねじ部22に形成された
３本の溝部23a〜23cのうち、タップ先端から一定距離Ａ
の範囲の溝部23a〜23cの工具回転方向（第５図において
反時計回り方向）側を向く壁面が上記スパイラルタップ
10と逆方向に捩れる捩れ面状に形成されることにより、
おねじ部22に形成される切刃24a〜24cの先端部のみが螺
旋状切刃とされている。

そして、上記各切刃24a〜24cの螺旋部分のねじれ角θ_１
〜θ_３、すなわち軸方向すくい角θ_１〜θ_３は、θ_１＜
θ_２＜θ_３となるように互いに異なる角度に設定されて
いる。また、各切刃24a〜24cのタップ先端における周方
向ピッチP₁〜P₃もP₂＜P₁＜P₃なる大小関係が成立するよ
うに設定され、さらに、これらピッチP₁〜P₃の差は、切
刃24a〜24cの螺旋部分の全長をＡとしたときに、螺旋部
分の後端位置ＱからA/2の範囲で各切刃24a〜24cの周方
向ピッチＰがすべて等しくなるように設定されている。

このようなタップ20でも各切刃24a〜24cの軸方向すくい
角θ_１〜θ_３の変化により、上述した第１図ないし第３
図に示す実施例と同様に、おねじ部22の切削荷重の不釣
り合いによる捩れ防止作用とバニシング作用によって加
工精度が向上し、また、振動周期の不一致により打ち消
し作用によって振動防止効果が得られる。

なお、上記のガンタップ20において、特に溝部23a〜23c
の先端部壁面を捩れ面状に形成する代わりに、タップ軸
線方向に対して斜めに交差する方向へ直線的に切り欠く
ことにより、切刃24a〜24cの先端部をタップ軸線に対し
て傾斜する直刃とする場合には、各溝部23a〜23cを切り
欠く角度を変化させることによって各切刃24a〜24cの先
端部の軸方向すくい角を変化させれば同様の効果を奏し
得る。

以上の各実施例では、特に３条の切刃を有するタップを
対象とし、しかも各切刃の先端部の軸方向すくい角をす
べて異なる角度に設定しているが、本発明はこれに限る
ものではなく、４条あるいはそれ以上の切刃を有するタ
ップでも同様に適用でき、また、いずれか一の切刃の先
端部の軸方向すくい角のみ異なる角度に設定すれば上記
効果が期待できる。さらに、切刃のねじれ方向について
も左右問わないことは勿論である。

また、上記各実施例では、すべての切刃の先端部に右又
は左方向のねじれ角が付与されているが、本発明はこれ
に限るものではなく、例えば一の切刃の先端部のみに右
又は左方向のねじれ角を付与し、その他の切刃はすべて
ねじれ角０゜としても良い。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、タップ本体の
おねじ部の特定部分が他の部分よりもワークの内壁によ
り強く押し付けられた状態で加工が進行するため、加工
中のおねじ部の不規則な振れを防止して、おねじ部とワ
ーク内壁に形成されるねじ山とを確実に螺合させること
ができるとともに、タップのおねじ部とワークの内壁と
がすれ合うことによって生じるバニシング効果を増大さ
せることができ、この結果、ワークのねじ山の面粗度を
改善して従来よりも加工精度を大幅に向上させることが
できる。

また、特に高速でタップを回転させる場合には、各切刃
からタップ本体に作用する切削荷重により振動の周期が
不規則になるため、各振動が打ち消し合て振動の成長が
抑制され、これにより加工精度を向上させるとともに、
タップ折損等の事故を回避できるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図はタップの側面図、第２図は第１図のII方向から
の矢視図、第３図はおねじ部の展開図、 第４図ないし第６図は本発明の他の実施例を示すもの
で、第４図はタップの側面図、第５図は第４図のＶ方向
からの矢視図、第６図はおねじ部の展開図、 第７図ないし第９図は従来例を示すもので、第７図はタ
ップの側面図、第８図は第７図のVIII方向からの矢視
図、第９図はおねじ部の展開図、 第10図ないし第12図は従来の他の例を示すもので、第10
図はタップの側面図、第11図は第10図のXI方向からの矢
視図、第12図はおねじ部の展開図である。 11・21……タップ本体、 12・22……おねじ部、 13a・13b・13c・23a・23b・23c……溝部、 14a・14b・14c・24a・24b・24c……切刃、 θ_１・θ_２・θ_３……ねじれ角（軸方向すくい角）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タップ本体の先端側におねじ部が形成さ
   れ、このおねじ部にタップ本体の先端及び外周に開口し
   て軸方向に延びる複数の溝部が形成され、これらの溝部
   の工具回転方向側を向く壁面と上記おねじ部の外周との
   稜線部に切刃が形成されてなるタップにおいて、 上記各切刃のうち、少なくとも一の切刃の少なくとも先
   端部の軸方向すくい角を、上記一の切刃が接する溝部と
   異なる溝部と接する他の切刃の先端部の軸方向すくい角
   と異なる角度に設定したことを特徴とするタップ。
2. 【請求項２】上記軸方向すくい角の角度差は、１゜〜15
   ゜の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記
   載のタップ。