KR20180133516A - 나사 성형용 탭 및 나사 성형용 탭의 제조 방법 - Google Patents

나사 성형용 탭 및 나사 성형용 탭의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

암나사의 가공 불량을 억제할 수 있는 나사 성형용 탭을 제공한다. 불완전 산부(33)는, 축 O 방향에서 볼 때, 직경 방향으로 돌출되어 형성되는 볼록부(33a)와, 그 볼록부(33a)보다 소경(小徑)으로 형성되는 퇴피부(33b)를 구비함으로써, 나사내기용 구멍의 내주면과 불완전 산부(33)(partial thread)가 접촉된 상태로 나사 성형용 탭(1)이 회전한 경우에, 불완전 산부(33)의 볼록부(33a)를 나사내기용 구멍의 내주면에 파고들게 할 수 있다(파고들기부(31)의 나사산에 의한 나사내기용 구멍의 내주면의 돋우는 것과 유사한 작용을 생기게 할 수 있다). 이로써, 나사내기용 구멍의 내주면에 불완전 산부(33)가 압압(押壓)된 상태로 서로 마찰하는 것을 억제할 수 있으므로, 불완전 산부(33)에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 나사내기용 구멍의 내주면과 나사 성형용 탭(1)의 나사산의 사이에 불완전 산부(33)의 파편이 물려 들어가는 것을 억제할 수 있으므로, 암나사의 가공 불량을 억제할 수 있다.

Description

나사 성형용 탭 및 나사 성형용 탭의 제조 방법
본 발명은, 나사 성형용 탭(thread forming tap)에 관한 것이며, 특히, 암나사의 가공 불량을 억제할 수 있는 나사 성형용 탭 및 나사 성형용 탭의 제조 방법에 관한 것이다.
나사 성형용 탭의 파고들기부의 선단부의 나사산은, 불완전산(나사산의 일부가 절제되는 태양(態樣)으로 형성되는 불완전한 나사산이며, 파고들기부의 선단측에 플랭크(flank)가 형성되지 않는 나사산)으로서 형성되는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 이 불완전산의 꼭대기를 제거하기 위하여, 종래에는, 나사 성형용 탭의 축 주위 방향을 따라 모따기(chamfering)를 행하고 있었다.
일본공개특허 제2011-152614 (예를 들면, 도 1의 (d))
그러나, 전술한 종래의 기술에서는, 모따기 후의 불완전산의 꼭대기가, 나사 성형용 탭의 축 방향에서 보았을 때에 있어서 그 축 주위를 따른 곡면에 (불완전산의 꼭대기의 높이가 축 주위를 따라 거의 일정하게) 형성된다. 이 경우에, 불완전산이 나사내기용 구멍의 내주면(內周面)에 접촉된 상태에서 나사 성형용 탭이 회전하면, 나사내기용 구멍의 내주면에 불완전산의 꼭대기가 압압(押壓)된 상태에서 서로 마찰하는 것에 의해, 불완전산의 꼭대기의 에지 부분에 흠이 생기기 쉽다(통상, 불완전산의 외경(外徑)보다 나사내기용 구멍의 내경(內徑)이 크게 형성되지만, 나사 성형용 탭의 축 어긋남에 의해 불완전산의 꼭대기와 나사내기용 구멍이 접촉하는 경우가 있다). 따라서, 나사내기용 구멍의 내주면과 나사 성형용 탭의 나사산의 사이에 불완전산의 파편이 물려 들어가는 것에 의해, 암나사의 가공 불량이 생기기 쉬운 문제점이 있었다.
본 발명은, 전술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 암나사의 가공 불량을 억제할 수 있는 나사 성형용 탭 및 나사 성형용 탭의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
청구항 1에 기재된 나사 성형용 탭 및 청구항 6에 기재된 나사 성형용 탭의 제조 방법에 의하면, 불완전 산부(山部)(partial thread)는, 완전 산부의 축 방향에서 볼 때, 직경 방향으로 돌출되어 형성되는 볼록부와, 그 볼록부보다 소경(小徑)으로 형성되는 퇴피부를 구비함으로써, 나사내기용 구멍의 내주면과 불완전 산부가 접촉된 상태에서 나사 성형용 탭이 회전한 경우에, 불완전 산부의 볼록부를 나사내기용 구멍의 내주면에 파고들게 하여, 그 볼록부에 의해 나사내기용 구멍의 내주면을 돋우는 작용을 생기게 할 수 있다.
이로써, 나사내기용 구멍의 내주면에 불완전 산부가 압압된 상태에서 서로 마찰하는 것을 억제할 수 있으므로, 불완전 산부에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 나사내기용 구멍의 내주면과 나사 성형용 탭의 나사산의 사이에 불완전 산부의 파편이 물려 들어가는 것을 억제할 수 있으므로, 암나사의 가공 불량을 억제할 수 있는 효과가 있다.
청구항 2에 기재된 나사 성형용 탭에 의하면, 청구항 1에 기재된 나사 성형용 탭이 나타내는 효과에 더하여, 불완전 산부는, 파고들기부의 선단측에 형성되는 동시에 불완전산이 모따기된 경사면을 구비하고, 경사면은, 축을 포함하는 평면으로 절단한 단면에서 볼 때, 축과 직각인 방향보다 완전 산부 측으로 경사진 자세로 형성되므로, 불완전 산부의 꼭대기를 완전 산부 측에 위치시킬 수 있다.
이로써, 파고들기부의 나사산이 나사내기용 구멍의 내주면에 파고들기 전에 불완전 산부와 나사내기용 구멍의 내주면이 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 파고들기부의 나사산이 나사내기용 구멍으로 파고들기 시작하면, 나사 성형용 탭이 축 어긋나기 어려워지므로, 불완전 산부와 나사내기용 구멍의 내주면이 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 불완전 산부에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 경사면은, 축을 포함하는 평면으로 절단한 단면에서 볼 때, 축과 직각인 방향보다 완전 산부 측으로 경사진 자세로 형성되므로, 불완전 산부의 꼭대기가 직경 방향으로 돌출한 형상(축으로부터 이격되는 방향으로 끝이 가느다란 산형(山形) 형상)이 된다. 이로써, 불완전 산부의 볼록부가 나사내기용 구멍의 내주면에 파고들기 쉬워지므로, 그 볼록부에 의한 돋우는 작용을 높일 수 있다. 따라서, 나사내기용 구멍의 내주면에 불완전 산부가 압압 상태로 서로 마찰하는 것을 억제할 수 있으므로, 불완전 산부에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.
청구항 3에 기재된 나사 성형용 탭에 의하면, 청구항 2에 기재된 나사 성형용 탭이 나타내는 효과에 더하여, 축을 포함하는 평면으로 절단한 단면에서 볼 때, 경사면은, 그 경사면을 포함하는 가상선과, 불완전 산부에 인접하는 파고들기부 또는 완전 산부의 나사산이 중복되지 않는 자세로 형성되므로, 연삭숫돌에 의해 불완전산을 모따기하여 경사면(불완전 산부)을 형성할 때, 축 방향에서 불완전산에 인접하는 나사산에 연삭숫돌이 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 연삭숫돌을 복잡하게 제어하지 않고, 경사면을 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
청구항 4에 기재된 나사 성형용 탭에 의하면, 청구항 3에 기재된 나사 성형용 탭이 나타내는 효과에 더하여, 축을 포함하는 평면으로 절단한 단면에서 볼 때, 경사면은, 불완전 산부에 인접하는 파고들기부 또는 완전 산부의 나사산에서의 불완전 산부측의 플랭크와 거의 평행하게 형성되므로, 불완전 산부의 볼록부에 의한 돋우는 작용을 높일 수 있다. 따라서, 나사내기용 구멍의 내주면에 불완전 산부가 압압된 상태로 서로 마찰하는 것을 억제할 수 있으므로, 불완전 산부에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.
청구항 5에 기재된 나사 성형용 탭에 의하면, 청구항 4에 기재된 나사 성형용 탭이 나타내는 효과에 더하여, 불완전 산부에 연설(連設)되는 파고들기부의 나사산은, 그 파고들기부의 선단측에서의 파고들기부의 나사산의 플랭크가 모따기된 모따기면을 가지는 모따기부를 구비하고, 불완전 산부 및 모따기부의 나사의 산의 높이는, 그 산의 나선을 따라 파고들기부의 선단부로부터 점차 높아지는 태양으로 형성되므로, 불완전 산부, 모따기부 및 파고들기부의 나사산의 각각의 산의 높이에 연속성을 가지게 할 수 있다. 이로써, 나사내기용 구멍의 내주면과 불완전 산부가 접촉된 상태로 나사 성형용 탭이 회전한 경우에, 불완전 산부, 모따기부 및 파고들기부의 나사산에 의해 서서히 나사내기용 구멍의 내주면을 돋울 수 있는 효과가 있다.
청구항 6에 기재된 나사 성형용 탭의 제조 방법에 의하면, 완전 산부의 축 방향에서 볼 때, 직경 방향으로 돌출되어 형성되는 볼록부, 및 그 볼록부보다 소경으로 형성되는 퇴피부를 구비하는 나사산을, 완전 산부 및 파고들기부에 형성하는 나사산 형성 공정과, 그 나사산 형성 공정에서 형성된 불완전산을 모따기함으로써 불완전 산부에 모따기면을 형성하는 모따기 공정을 포함하고, 모따기 공정에서는, 불완전산에 처음부터 형성되는 볼록부 및 퇴피부를 남겨서 불완전 산부에 볼록부 및 퇴피부를 형성하므로, 불완전 산부의 볼록부 및 퇴피부를 용이하게 형성할 수 있다.
즉, 불완전산은, 파고들기부의 나사산의 일부로서 형성되므로, 불완전산에는, 완전 산부 및 파고들기부의 나사산과 마찬가지의 볼록부 및 퇴피부가 처음부터 형성되어 있다. 따라서, 불완전산에 처음부터 형성되어 있는 볼록부 및 퇴피부를 남기고 모따기함으로써, 불완전 산부의 볼록부 및 퇴피부를 용이하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
도 1의 (a)는, 본 발명의 제1 실시형태에서의 나사 성형용 탭의 측면도이며, (b)는, 도 1의 (a)의 화살표 Ib 방향로부터 본 나사 성형용 탭의 정면도이다.
도 2는 도 1의 (b)의 II-II 선에서의 나사 성형용 탭의 부분 단면도이다.
도 3의 (a)는, 제2 실시형태에서의 나사 성형용 탭의 정면도이며, (b)는, 도 3의 (a)의 IIIb-IIIb 선에서의 나사 성형용 탭의 부분 단면도이다.
이하, 본 발명이 바람직한 실시형태에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 먼저, 도 1의 (a)을 참조하여, 제1 실시형태에서의 나사 성형용 탭(1)의 전체 구성에 대하여 설명한다. 도 1의 (a)는, 본 발명의 제1 실시형태에서의 나사 성형용 탭(1)의 측면도이다. 그리고, 도 1의 (a)에서는, 나사 성형용 탭(1)의 일부가 생략되어 도시된다.
도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 나사 성형용 탭(1)은, 생크(shank)(2)와, 그 생크(2)의 선단측(도 1의 (a)의 좌측)에 설치되는 수나사부(3)로 이루어지고, 생크(2)를 유지하는 홀더(도시하지 않음)를 통하여 전달되는 가공 기계의 회전력과 나사의 리드에 맞는 보냄에 의해, 피가공물의 나사내기용 구멍(암나사를 형성하기 위해 피가공물에 미리 형성되는 구멍)에 암나사를 형성하는 용도에 사용되는 공구이다. 그리고, 나사 성형용 탭(1)에 의한 암나사 가공은, 머시닝센터(machining center) 등에 의한 기계 가공으로 한정되지 않고, 수작업에 의해 행해져도 된다.
생크(2)는, 원기둥형의 본체부(20)와, 그 본체부(20)의 후단측(도 1의 (a)의 우측)에 배설(配設)되는 동시에, 단면 대략 사각형상으로 형성되는 생크 사각부(21)를 구비하고, 고속도 공구강으로 형성된다. 그리고, 생크(2)의 재질은, 고속도 공구강으로 한정되지 않고, 초경합금(超硬合金)으로 구성되어도 된다.
수나사부(3)는, 수나사부(3)의 선단측(도 1의 (a)의 좌측)에 배설되는 파고들기부(31)와, 그 파고들기부(31)에 연설되는 동시에 생크(2) 측에 설치되는 완전 산부(32)을 구비하고, 피가공물에 설치된 나사내기용 구멍 내를 나사 진행하여, 암나사를 형성(소성 가공)하기 위한 부위이다.
파고들기부(31)는, 피가공물의 나사내기용 구멍 표층부에 파고들고, 피가공물을 소성 변형시킴으로써, 암나사를 형성하기 위한 부위이며, 완전 산부(32)는, 피가공물로의 암나사의 형성 시에, 암나사 표면의 마무리와 가이드 혹은 자기(自己) 안내성을 향상시키는 부위이다. 이들 파고들기부(31) 및 완전 산부(32)에는, 골 바닥로부터의 높이가 거의 균일한 나사산이 소정의 리드각의 소용돌이선을 따라 형성된다.
이어서, 도 1의 (b) 및 도 2를 참조하여, 수나사부(3)의 상세 구성에 대하여 설명한다. 도 1의 (b)는, 도 1의 (a)의 화살표 Ib 방향으로부터 본 나사 성형용 탭(1)의 정면도이다. 도 2는, 도 1의 (b)의 II-II 선에서의 나사 성형용 탭(1)의 부분 단면도이다. 그리고, 도 1의 (b) 및 도 2에서는, 이해를 용이하게 하기 위하여, 나사 성형용 탭(1)의 일부가 생략되어 도시된다. 또한, 파고들기부(31) 및 완전 산부(32)의 나사산의 각도는, 대략 60°로 형성되지만, 도 2에서는, 파고들기부(31) 및 완전 산부(32)의 나사산이 모식적으로 도시된다.
도 1의 (b) 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 파고들기부(31) 및 완전 산부(32)의 나사산은, 이들 파고들기부(31) 및 완전 산부(32)의 축(이하 「축 O」로 칭함) 방향에서 볼 때, 직경 방향(축 O로부터 이격되는 방향)을 향하여 돌출하여 형성되는 볼록부(31a, 32a)와, 이들 볼록부(31a, 32a)보다 소경으로 형성되는 퇴피부(31b, 32b)와, 나사산의 꼭대기와 골 바닥을 연락하는 면으로서 형성되는 한 쌍의 플랭크(31c, 32c)를 각각 구비한다.
볼록부(31a, 32a)는, 피가공물의 나사내기용 구멍 표층부에 파고들고, 나사 진행함으로써 피가공물을 소성 변형시켜 암나사를 형성하기 위한 부위이며, 각 볼록부(31a, 32a)끼리의 사이에 퇴피부(31b, 32b)가 각각 형성된다. 즉, 수나사부(3)의 나사산에는, 볼록부(31a)(32a)와 소경의 퇴피부(31b)(32b)가, 나사가 진행하는 방향을 따라(즉, 소정의 리드각의 소용돌이선을 따라) 교호적(交互的)으로 또한 축 O 주위에 연이어서 형성되고, 수나사부(3)의 축 O 방향에서 볼 때의 외형 형상이 다각형상(본 실시형태에서는, 대략 9각형상)으로 형성된다.
또한, 축 O 방향에서 볼 때, 파고들기부(31)의 볼록부(31a)(퇴피부(31b))보다 완전 산부(32)의 볼록부(32a)(퇴피부(32b))가 대경(大徑)으로 형성된다(축 O와 직각인 방향에서 볼 때, 파고들기부(31)의 나사산이 테이퍼형으로 형성된다).
또한, 파고들기부(31)의 선단부(도 1의 (b)의 지면(紙面) 바로 앞쪽, 도 2의 좌측)의 나사산은, 그 선단으로부터 대략 반 바퀴가 불완전 산부(33)로서 형성된다. 이 불완전 산부(33)는, 파고들기부(31)의 나사산의 일부이지만, 설명의 편의 상, 이해를 용이하게 하기 위해 파고들기부(31)와 부호를 달리하여 설명한다.
여기서, 파고들기부(31)의 나사산 형성 시에는, 그 나사산의 일부가 잔존함으로써 파고들기부(31)의 선단부에 불완전산(수나사부(3)의 축 O 방향 단면측(도 2의 좌측)에 플랭크가 형성되지 않는 나사산)이 형성된다. 이 불완전산은, 도 1의 (b)의 P1으로 나타내는 위치로부터 나선을 따라 축 O 주위에 대략 180° 회전한 위치 P3까지의 영역에 형성되고, 그 불완전산의 산꼭대기측(도 2의 T로 나타내는 부위)을 모따기함으로써 불완전 산부(33)가 형성된다(그리고, 이하의 설명에 있어서, 예를 들면, 「P1으로 나타내는 위치로부터 나선을 따라 축 O 주위에 대략 180° 회전한 위치 P3까지」의 기재를, 「P1으로부터 P3까지」로 생략하여 기재한다. 또한, P1을 기준으로 한 경우, P2의 위치가 나선을 따라 대략 80°, P3가 대략 180°, P4가 대략 240°, P5가 대략 440° 각각 회전한 위치에 상당한다).
즉, 불완전 산부(33)의 형성 전(모따기 공정의 전)의 상태에서는, P1으로부터 P3까지의 영역에서의 파고들기부(31)의 나사산은, 그 파고들기부(31)의 선단측에 플랭크가 형성되지 않는 나사산으로서 형성되고, P3로부터 서서히 플랭크(파고들기부(31)의 선단측 플랭크)가 형성되기 시작한다. 본 실시형태에서는, P1으로부터 P4까지의 영역이 모따기되고, P4로부터 P5까지의 영역에서의 파고들기부(31)의 나사산에는, 모따기는 되어 있지 않다.
이 경우, 불완전 산부(33)에는, 축 O 방향에서 볼 때 직경 방향(축 O로부터 이격되는 방향)으로 돌출하여 형성되는 볼록부(33a)와, 그 볼록부(33a)보다 소경으로 형성되는 퇴피부(33b)가 형성된다.
이로써, 나사내기용 구멍의 내주면과 불완전 산부(33)가 접촉된 상태로 나사 성형용 탭(1)이 회전한 경우에, 볼록부(33a)를 나사내기용 구멍의 내주면에 파고들게 하고, 볼록부(33a)에 의해 나사내기용 구멍의 내주면을 돋우게 하는 작용을 생기게 할 수 있다(파고들기부(31)의 나사산과 동일한 돋우는 작용을 불완전 산부(33)에 생기게 할 수 있다).
즉, 축 O의 주위 방향을 따라 불완전산의 꼭대기를 모따기하는(모따기 후의 불완전 산부의 꼭대기의 높이가 축 O 주위를 따라 거의 일정하게 형성됨으로써, 나사내기용 구멍의 내주면을 돋우게 하는 작용이 생기지 않는) 경우와 비교하여, 나사내기용 구멍의 내주면에 불완전 산부(33)이 압압된 상태로 서로 마찰하는 것을 억제할 수 있으므로, 불완전 산부(33)에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 암나사의 가공 시에 나사내기용 구멍의 내주면과 파고들기부(31)(완전 산부(32))의 나사산의 사이에 불완전 산부(33)의 파편이 물려 들어가는 것을 억제할 수 있으므로, 암나사의 가공 불량을 억제할 수 있다.
또한, 불완전 산부(33)는, 파고들기부(31)의 선단측(도 2의 좌측)에 형성되는 경사면(33c)을 구비하고, 이 경사면(33c)은, 축 O를 포함하는 평면으로 절단한 단면에서 볼 때(이하 「단면에서 볼 때」로 칭함)에 있어서, 축 O와 직각인 방향보다 완전 산부(32) 측(수나사부(3)의 후단측. 도 2의 우측)으로 경사진 평면으로서 형성된다.
즉, 경사면(33c)은, 단면에서 볼 때, 축 O와 직각인 방향보다 완전 산부(32) 측으로 경사진 자세로(가상선 V1으로 나타내는 방향을 따른 자세, 즉 단면에서 볼 때, 경사면(33c)의 축 O 측의 일단보다 타단이 완전 산부(32) 측에 위치하는 자세로) 불완전산이 모따기된 면으로서 형성된다. 이로써, 불완전 산부(33)의 꼭대기를 완전 산부(32) 측(파고들기부(31)의 후단측(도 2의 우측))에 위치시킬 수 있으므로, 파고들기부(31)의 선단이 나사내기용 구멍에 진입할 때, 파고들기부(31)의 나사산(P4로부터 P5의 영역의 나사산)이 나사내기용 구멍의 내주면에 파고들기 전에 불완전 산부(33)의 꼭대기가 나사내기용 구멍의 내주면에 접촉하는 것을 억제할 수 있다.
이 경우, 파고들기부(31)의 나사산(볼록부(31a))이 나사내기용 구멍에 파고들기 시작하면, 나사 성형용 탭(1)이 축 어긋나기 어려워지므로, 불완전 산부(33)와 나사내기용 구멍의 내주면이 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 불완전 산부(33)에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 단면에서 볼 때, 경사면(33c)이 축 O와 직각인 방향보다 완전 산부(32) 측으로 경사진 자세로 형성(불완전산이 가상선 V1을 따라 모따기)되는 것에 의해, 불완전 산부(33)의 꼭대기가 직경 방향으로 돌출한 형상(축 O로부터 이격되는 방향으로 끝이 가느다란 산형 형상)이 된다. 이로써, 볼록부(33a)가 나사내기용 구멍의 내주면에 파고들기 쉬워지므로, 볼록부(33a)에 의한 돋우는 작용을 높일 수 있다. 따라서, 나사내기용 구멍의 내주면에 불완전 산부(33)가 압압된 상태로 서로 마찰하는 것을 억제할 수 있으므로, 불완전 산부(33)에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 단면에서 볼 때, 경사면(33c)은, 불완전 산부(33)에 인접하는 파고들기부(31) 또는 완전 산부(32)의 나사산에서의 파고들기부(31)의 선단측(불완전 산부(33) 측. 도 2의 좌측)의 플랭크(31c) 또는 플랭크(32c)와 거의 평행하게 형성된다(도 2에서는, 불완전 산부(33)에 완전 산부(32)의 나사산이 인접하고 있지만, 단면에서 볼 때, 도 1의 (b)의 P1으로부터 P2의 영역에서의 불완전 산부(33)는, 파고들기부(31)의 나사산과 인접하고, P2로부터 P3의 영역에서의 불완전 산부(33)는, 완전 산부(32)의 나사산과 인접하고 있다).
이 경우, 불완전 산부(33)의 플랭크(33d)는, 불완전산에 처음부터 형성되는 부위(파고들기부(31)의 나사산 연장 부분)이므로, 파고들기부(31) 및 완전 산부(32)의 후단측(도 2의 우측)에서의 플랭크(31c, 32c)와 거의 평행하게 형성된다.
즉, 단면에서 볼 때 경사면(33c)과 플랭크(33d)가 이루는 각도가, 파고들기부(31) 및 완전 산부(32)의 나사산의 각도(한 쌍의 플랭크(31c)(플랭크(32c))끼리가 이루는 각도. 본 실시형태에서는, 대략 30°)와 거의 동일하게 형성되므로, 볼록부(33a)에 의한 돋우는 작용을 높일 수 있다. 따라서, 나사내기용 구멍의 내주면에 불완전 산부(33)가 압압된 상태로 서로 마찰하는 것을 억제할 수 있으므로, 불완전 산부(33)에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 「거의 평행」 및 「거의 동일」이란, 불완전 산부(33)의 모따기 시(경사면(33c)의 형성 시)의 공차(公差)를 허용하는 것이 주지(主旨)이며, 경사면(33c)의 플랭크각이 파고들기부(31)(완전 산부(32))의 나사산의 반각±5°의 범위에서 형성되는 것으로 정의한다.
또한, 전술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, P1으로부터 P4까지의 영역이 모따기된다. 즉, P3로부터 P4의 영역에서의 파고들기부(31)의 나사산도 모따기됨으로써 모따기부(31')가 형성된다. 이 모따기부(31')는, 파고들기부(31)의 나사산에 처음부터 형성되고 있던 플랭크(31c)(파고들기부(31)의 선단측 플랭크(31c))와 거의 평행한 평면으로 모따기된 모따기면(31c')을 구비한다.
여기서, 모따기부(31')을 형성하기 전의 상태에서는, P3로부터 P4까지의 영역에서의 파고들기부(31)의 나사산에는, 처음부터 플랭크(31c)(파고들기부(31)의 선단측 플랭크(31c))가 형성되어 있지만, P3 부근에 있어서는, 불완전산에 근접한 형상으로 형성된다(단면에서 볼 때서의 플랭크(31c)의 길이가 비교적 짧게 형성된다). 따라서 P1으로부터 P3까지의 영역에서의 불완전산만을 모따기하는 것으로는, P3를 경계로 하여 나사산의 높이에 단차(段差)가 생긴다.
이에 대하여, 본 실시형태의 나사 성형용 탭(1)에 의하면, 모따기부(31')를 구비하는(즉, P3로부터 P4까지의 영역도 모따기하는) 것에 의해, P3를 경계로 하여 단차가 생기는 것을 억제할 수 있다.
이로써, 불완전 산부(33) 및 모따기부(31')의 산의 높이는, 그 산의 나선을 따라 파고들기부(31)의 선단부로부터 점차 높아지는 태양으로 형성(P1으로부터 P4까지의 영역에 있어서, 산의 높이가 점차 높아지도록 불완전 산부(33) 및 모따기부(31')가 형성)되므로, 나사내기용 구멍의 내주면과 불완전 산부(33)가 접촉된 상태로 나사 성형용 탭(1)이 회전한 경우에, 불완전 산부(33), 모따기부(31') 및 파고들기부(31)의 나사산에 의해 서서히 나사내기용 구멍의 내주면을 돋울 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같이, 불완전 산부(33)는, 파고들기부(31)의 나사산의 일부이지만, 예를 들면, 청구항 3, 4에 기재되는 「파고들기부의 나사산」이란, 불완전 산부(33) 이외의 파고들기부(31)의 나사산을 정의한 것이며, P3로부터 P5까지의 영역이 그것에 상당한다.
이어서, 나사 성형용 탭(1)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 나사 성형용 탭(1)의 제조에서는, 나사산 형성 공정과, 모따기 공정이 순차적으로 행해진다. 나사산 형성 공정에서는, 볼록부(31a, 32a)와 퇴피부(31b, 32b)를 구비하는 파고들기부(31) 및 완전 산부(32)의 나사산을 형성한다. 이 경우에, 전술한 바와 같이, 파고들기부(31)의 선단측 나사산에는 불완전산이 형성되고, 이 불완전산은, 파고들기부(31)의 나사산의 일부로서 형성되므로, 불완전산에는 처음부터 볼록부 및 퇴피부가 형성되어 있다.
따라서, 모따기 공정에 있어서, 불완전산에서의 인접하는 볼록부의 꼭대기끼리를, 단면에서 볼 때 축 O와 직각인 방향보다 완전 산부(32) 측으로 경사진 각도(본 실시형태에서는, 파고들기부(31)의 선단측 플랭크(31c, 32c)와 평행한 각도), 또한, 불완전산의 퇴피부와 거의 평행한 자세로(도 2의 가상선 V1으로 나타내는 방향으로) 모따기함으로써, 불완전산에 처음부터 형성되어 있던 볼록부 및 퇴피부를 남기고 모따기할 수 있다. 즉, 불완전산에 처음부터 형성되어 있는 볼록부 및 퇴피부를 이용하여, 불완전 산부(33)의 볼록부(33a), 퇴피부(33b), 및 경사면(33c)을 용이하게 형성할 수 있다.
이 모따기 공정에 의해, 파고들기부(31)의 선단부에서의 모든 나사산(불완전 산부(33)를 포함하는 모든 나사산)에, 볼록부(31a, 33a), 퇴피부(31b, 33b), 플랭크(31c), 및 경사면(33c)이 형성된다. 이로써, 파고들기부(31)의 선단부에서의 모든 나사산(불완전 산부(33)를 포함하는 모든 나사산)에 나사내기용 구멍의 내주면을 돋우는 작용을 생기게 할 수 있다.
이로써, 나사내기용 구멍의 내주면과 불완전 산부(33)가 접촉된 상태로 나사 성형용 탭(1)이 회전한 경우에, 나사내기용 구멍의 내주면에 불완전 산부(33)가 압압된 상태로 서로 마찰하는 것을 억제할 수 있으므로, 불완전 산부(33)에 흠이 생기는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 암나사의 가공 시에 나사내기용 구멍의 내주면과 파고들기부(31)(완전 산부(32))의 나사산의 사이에 불완전 산부(33)의 파편이 물려 들어가는 것을 억제할 수 있으므로, 암나사의 가공 불량을 억제할 수 있다.
이어서, 도 3을 참조하여, 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 제1 실시형태에서는, 단면에서 볼 때 경사면(33c)과 플랭크(33d)가 이루는 각도가, 파고들기부(31) 및 완전 산부(32)의 나사산의 각도와 거의 동일하게 설정되는 경우를 설명하였으나, 제2 실시형태에서는, 경사면(233c)과 플랭크(233d)가 이루는 각도가 파고들기부(231) 및 완전 산부(232)의 나사산의 각도보다 큰 각도로 설정된다. 그리고, 전술한 제1 실시형태와 동일한 부분에는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명은 생략한다.
도 3의 (a)는, 제2 실시형태에서의 나사 성형용 탭(201)의 정면도이며, 도 3의 (b)는, 도 3의 (a)의 IIIb-IIIb 선에서의 나사 성형용 탭(201)의 부분 단면도이다. 그리고, 도 3에서는, 이해를 용이하게 하기 위하여, 나사 성형용 탭(201)의 일부가 생략하여 도시된다. 또한, 파고들기부(231) 및 완전 산부(232)의 나사산의 각도는, 대략 60°로 형성되지만, 도 3에서는, 파고들기부(231) 및 완전 산부(232)의 나사산이 모식적으로 도시된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 실시형태에서는, 수나사부(203)의 외주면(外周面)(퇴피부(231b, 232b))에 축 O를 향하여 오목하게 설치되는 오일 홈(240)이 형성되는 동시에, 단면에서 볼 때, 경사면(233c)과 플랭크(233d)가 이루는 각도가 파고들기부(231) 및 완전 산부(232)의 나사산의 각도보다 큰 각도로 설정되고, 그 이외의 구성은, 제1 실시형태와 동일한 구성이 된다.
경사면(233c)은, 단면에서 볼 때, 적어도 축 O와 직각인 방향보다 완전 산부(232) 측(파고들기부(231)의 후단측. 도 3의 (b)의 우측)으로 경사진 자세로 형성되는(단면에서 볼 때, 모따기 전의 불완전산의 꼭대기보다, 불완전 산부(233)의 꼭대기가 파고들기부(231)의 후단측(도 3의 (b)의 우측)에 위치하도록 경사면(233c)이 형성되는) 것이 바람직하다.
이 경우에는, 본 실시형태와 같이, 단면에서 볼 때, 경사면(233c)은, 그 경사면(233c)을 포함하는 가상선 V2와, 불완전 산부(233)에 인접하는 파고들기부(231) 또는 완전 산부(232)의 나사산이 중복되지 않는(중첩되지 않는) 자세로 형성되는 것이 더욱 바람직하다(도 3의 (b)에서는, 불완전 산부(233)에 완전 산부(232)의 나사산이 인접하고 있지만, 제1 실시형태와 마찬가지고, 일부 불완전 산부(233)은, 단면에서 볼 때, 파고들기부(231)의 나사산과 인접하고 있다).
이로써, 연삭숫돌에 의해 불완전 산부(233)을 모따기할(경사면(233c)을 형성할) 때, 불완전 산부(233)에 인접하는 파고들기부(231) 및 완전 산부(232)의 나사산에 연삭숫돌이 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 연삭숫돌을 복잡하게 제어하지 않고, 경사면(233c)을 용이하게 형성할 수 있다.
이상, 상기 실시형태에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 형태로 전혀 한정되지 않으며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 개량이 가능한 것은 용이하게 추측할 수 있는 것이다. 예를 들면, 파고들기부(31, 231) 및 완전 산부(32, 232)의 나사산의 각도는 예시이며, 적절하게 설정하면 된다(일반적인 나사산의 각도로서는, 25°∼65°를 예로 들 수 있다).
상기 각 실시형태에서는, 불완전 산부(33, 233)에 인접하는 파고들기부(31, 231) 및 완전 산부(32, 232)의 나사산을 남겨서 불완전 산부(33, 233)를 형성하는(불완전산을 모따기하여 경사면(33c, 233c)을 형성하는) 경우를 설명하였으나, 반드시 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 단면에서 볼 때, 불완전 산부(33, 233)에 인접하는 파고들기부(31, 231) 또는 완전 산부(32, 232)의 나사산의 꼭대기가 모따기되는(가상선 V1, V2가 파고들기부(31, 231) 또는 완전 산부(32, 232)와 중복되는) 구성이라도 된다. 즉, 적어도 모따기 전의 불완전산에 처음부터 형성되는 볼록부 및 퇴피부를 남겨서 모따기하여 불완전 산부(33, 233)(경사면(33c, 233c))를 형성하면 된다.
상기 각 실시형태에서는, 불완전산을 모따기함으로써 불완전 산부(33, 233)가 형성되는 경우를 설명하였으나, 반드시 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 불완전산을 모따기하지 않고 불완전 산부로 하는 구성이라도 된다. 즉, 불완전산(불완전 산부(33, 233))가 형성되기 전의 상태)에는, 처음부터 볼록부 및 퇴피부가 형성되어 있으므로, 불완전산의 꼭대기를 모따기하지 않는 구성이라도 된다.
상기 각 실시형태에서는, 수나사부(3)(파고들기부(31, 231) 및 완전 산부(32, 232))의 축 O 방향에서 볼 때의 외형 형상이 대략 9각형상으로 형성되는 경우를 설명하였으나, 반드시 이것으로 한정되지 않고, 9각형 이외의 다각형의 형상이라도 된다. 예를 들면, 4, 5, 6, 또는, 8각형상의 것이 일반적인 형상으로서 예시된다.
1, 201: 나사 성형용 탭
31, 231: 파고들기부
31', 231': 모따기부
31c', 231c': 모따기면
32, 232: 완전 산부
33, 233: 불완전 산부
33a, 233a: 불완전 산부의 볼록부
33b, 233b: 불완전 산부의 퇴피부
33c, 233c: 경사면
O: 파고들기부 및 완전 산부의 축(축)
V1, V2: 경사면을 포함하는 가상선

Claims (6)

  1. 나사산을 가지는 완전 산부(山部)와, 상기 완전 산부에 연설(連設)되는 동시에 테이퍼형의 나사산을 가지는 파고들기부를 구비하고, 상기 파고들기부의 선단부에 형성되는 나사산의 일부가, 불완전산으로 형성되는 불완전 산부(partial thread)로서 구성되며, 소성(塑性) 변형에 의해 암나사를 형성하는 나사 성형용 탭(thread forming tap)에 있어서,
    상기 불완전 산부는, 상기 완전 산부의 축 방향에서 볼 때, 직경 방향으로 돌출되어 형성되는 볼록부와, 상기 볼록부보다 소경(小徑)으로 형성되는 퇴피부를 포함하는, 나사 성형용 탭.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불완전 산부는, 상기 파고들기부의 선단측에 형성되는 동시에 상기 불완전산이 모따기된 경사면을 구비하고,
    상기 경사면은, 상기 축을 포함하는 평면으로 절단한 단면에서 볼 때, 상기 축과 직각인 방향보다 상기 완전 산부 측으로 경사진 자세로 형성되는, 나사 성형용 탭.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 축을 포함하는 평면으로 절단한 단면에서 볼 때, 상기 경사면은, 상기 경사면을 포함하는 가상선과, 상기 불완전 산부에 인접하는 상기 파고들기부 또는 상기 완전 산부의 나사산이 중복되지 않는 자세로 형성되는, 나사 성형용 탭.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 축을 포함하는 평면으로 절단한 단면에서 볼 때, 상기 경사면은, 상기 불완전 산부에 인접하는 상기 파고들기부 또는 상기 완전 산부의 나사산에서의 상기 불완전 산부측의 플랭크(flank)와 거의 평행하게 형성되는, 나사 성형용 탭.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 불완전 산부에 연설되는 상기 파고들기부의 나사산은, 상기 파고들기부의 선단측에서의 상기 파고들기부의 나사산의 플랭크가 모따기된 모따기면을 가지는 모따기부를 구비하고,
    상기 불완전 산부 및 상기 모따기부의 산의 높이는, 상기 산의 나선을 따라 상기 파고들기부의 선단부로부터 점차 높아지는 태양(態樣)으로 형성되는, 나사 성형용 탭.
  6. 나사산을 가지는 완전 산부와, 상기 완전 산부에 연설되는 동시에 테이퍼형의 나사산을 가지는 파고들기부를 구비하고, 상기 파고들기부의 나사산의 일부가, 불완전산으로 형성되는 불완전 산부로서 구성되며, 소성 변형에 의해 암나사를 형성하는 나사 성형용 탭의 제조 방법에 있어서,
    상기 완전 산부의 축 방향에서 볼 때, 직경 방향으로 돌출되어 형성되는 볼록부, 및 상기 볼록부보다 소경으로 형성되는 퇴피부를 구비하는 나사산을, 상기 완전 산부 및 상기 파고들기부에 형성하는 나사산 형성 공정, 및
    상기 나사산 형성 공정에서 형성된 상기 불완전산을 모따기함으로써 상기 불완전 산부에 모따기면을 형성하는 모따기 공정
    을 포함하고,
    상기 모따기 공정에서는, 상기 불완전산에 처음부터 형성되는 볼록부 및 퇴피부를 남겨서 상기 불완전 산부에 볼록부 및 퇴피부를 형성하는,
    나사 성형용 탭의 제조 방법.
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