WO2011086675A1 - 内径仕上げ刃付き盛上げタップ - Google Patents

内径仕上げ刃付き盛上げタップ Download PDF

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tap
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groove
inner diameter
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Inventor
誠司 大橋
克哉 松本
鈴木　陽介
Original Assignee
オーエスジー株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G7/00—Forming thread by means of tools similar both in form and in manner of use to thread-cutting tools, but without removing any material
    • B23G7/02—Tools for this purpose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G5/00—Thread-cutting tools; Die-heads
    • B23G5/20—Thread-cutting tools; Die-heads combined with other tools, e.g. drills
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/34—Combined cutting means

Definitions

  • the present invention relates to a rising tap with an inner diameter finishing blade, and more particularly to a rising tap with an inner diameter finishing blade that can obtain excellent durability while keeping the axial dimension of the biting portion small.
  • FIG. 5 is an example of such a conventional tap with an inner diameter finishing blade.
  • A is in a direction perpendicular to the axis O and is viewed from the direction of arrow VA in (b) ⁇ and (c).
  • B) and (c) are enlarged views of a VB-VB cross section and a VC-VC cross section in (a) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , respectively.
  • the raised tap 100 is provided with a shank 12 that is attached to a main shaft via a chuck (not shown), a neck portion 14 having a smaller diameter than the shank 12, and a male screw for raising (rolling) a female screw.
  • the threaded portion 16 is integrally provided concentrically with the axis O so as to be continuous in the axial direction in that order.
  • the male thread portion 16 is provided with a thread 18 having a cross-sectional shape corresponding to the shape of the valley of the female screw to be formed along the spiral winding of the lead angle corresponding to the female screw.
  • a complete mountain portion 26 having a substantially constant diameter and a biting portion 24 that decreases in diameter toward the distal end side are provided.
  • the male thread portion 16 includes six projecting portions 20a to 20f in which the screw thread 18 projects outward in the radial direction over the entire area of the biting portion 24 and the complete thread portion 26, and the projecting portions 20a to 20f.
  • the relief portions 22 having a small diameter are alternately provided along the screw advance direction and at an equal angular interval of 60 ° around the axis O, forming a substantially regular hexagonal prism shape as a whole. That is, each apex portion of the regular hexagon is a protruding portion 20a to 20f, and a large number of protruding portions 20a to 20f are continuously connected in parallel to the axis O, and are continuous in the axial direction. A number of rows of protrusions 20a to 20f are provided around the axis O at six equal angular intervals. 5B and FIG. 5C are cross-sectional views taken along the windings at the valleys of the thread 18.
  • the male thread portion 16 is provided by grinding with a thread grinding wheel 30 (see FIG. 2) having an outer peripheral grinding surface corresponding to the cross-sectional shape of the thread 18, and the thread grinding wheel for the tap material.
  • the diameters of the projecting portions 20a to 20f, the escape portion 22, and the biting portion 24 are changed by moving the 30 closer and away. That is, the cross-sectional shape of the thread 18 of the bite portion 24 and the complete thread portion 26 is constant, and the outer diameter, effective diameter, and valley diameter of the protrusions 20a to 20f, the escape portion 22, and the bite portion 24 are overall. It is increased or decreased.
  • the broken lines in (b) b and (c) ⁇ in FIG. 5 show the state in which the thread 18 is provided by the thread grinding process, and the regular hexagonal column shape has the thread 18 by the thread grinding in this way. The provided state is shown.
  • the tap rotation direction (rotation at the time of tapping processing) is performed along the vertices of the three rows of protrusions 20a, 20c, and 20e that are located around the axis O.
  • a groove 28 having a predetermined width dimension is provided on the A side, and the lubricant is supplied to the tip of the tool during tapping.
  • these three rows of protrusions 20a, 20c, 20e are large protrusions for forming an inner peripheral finishing blade having a larger diameter than the other protrusions 20b, 20d, 20f.
  • the remaining portion on the opposite side of the groove 28 around the axis O is ground and removed to the groove bottom portion of the screw thread 18 to form a substantially flat flank 32, whereby the tap rotation direction A of the groove 28 is determined.
  • An inner diameter finishing blade 34 is provided along the opening edge on the opposite side.
  • the inner peripheral finishing blade 34 is provided with a fixed diameter including not only the complete mountain portion 26 but also the biting portion 24. That is, in the biting portion 24 in which the diameters of the protrusions 20a to 20f are increased stepwise, the grooves 28 are provided so that the three rows of protrusions 20a, 20c, 20e Therefore, it becomes impossible to bite into the inner peripheral surface of the pilot hole and cause plastic deformation.
  • the taper of the bite portion is reduced and the axial dimension is lengthened, the number of protrusions involved in the plastic deformation of the female screw can be increased to improve the durability. Therefore, there is a restriction that, for example, the female screw cannot be processed close to the bottom of the blind hole.
  • the present invention has been made against the background of the above circumstances, and its purpose is to obtain excellent durability while keeping the axial dimension of the biting portion of the raised tap with an inner diameter finishing blade small. There is to do.
  • the first invention includes (a) a male thread portion having a full ridge portion and a bite portion that is continuously provided in the complete ridge portion and has a smaller diameter toward the tip. Protrusions and reliefs are provided alternately from at least the chamfered part to the first complete crest, and the projecting part bites into the inner peripheral surface of the pilot hole and plastically deforms to form a female thread.
  • a groove is provided in parallel with the axis O across the complete thread part and the biting part so as to divide the thread of the male thread part in the axial direction.
  • the inner surface of the groove is provided with an inner diameter finishing blade so that the inner wall surface of the groove functions as a rake face, and the rising tap with the inner diameter finishing blade is configured to cut and remove the top portion of the thread of the female screw raised by the plastic deformation.
  • C) A plurality of portions are provided around the axis O so as to be continuous in a plurality of rows in a direction parallel to the axis O, and (d) the groove is formed in the biting portion around the axis O.
  • the inner diameter finishing blade is an opening edge of the groove opposite to the tap rotation direction A, and the biting edge is provided. It is provided in the position which shifted
  • the groove does not hinder the formation of the female screw by the plurality of protrusions in the biting portion, in other words, the protrusion.
  • the position and the cross-sectional shape around the axis O are determined so that the biting region that bites into the inner peripheral surface of the prepared hole and plastically deforms remains completely.
  • 3rd invention is the rising tap with an internal diameter finishing blade of 1st invention or 2nd invention
  • the thread of the said external thread part is a grindstone for screw grinding in the whole area of the said biting part and the said complete thread part It is formed with a constant cross-sectional shape by grinding processing, while the thread grinding grindstone is approached and separated from the tap material, the diameter of the protruding portion and the relief portion is changed
  • the groove is provided at a position where the opening edge opposite to the tap rotation direction A overlaps the large protrusion, and the tap rotation direction A side portion of the large protrusion is the groove.
  • the inner diameter finishing blade is provided by grinding and removing a portion of the large projecting portion opposite to the groove to the groove bottom portion of
  • Such a raised tap with an inner diameter finishing blade is provided so that the groove in which the inner diameter finishing blade is provided is located in the relief portion between the plurality of rows of protrusions in the biting portion around the axis O, Since the inner diameter finishing blade is provided at a position that is an opening edge opposite to the tap rotation direction A of the groove and is shifted by a predetermined angle ⁇ in the tap rotation direction A from the protruding portion in the biting portion, An internal thread can be formed by plastically deforming the inner peripheral surface of the pilot hole using all of the plurality of rows of protrusions.
  • the position and the cross-sectional shape around the axis O of the groove are determined so as not to hinder the formation of the female screw by the plurality of protrusions in the biting portion.
  • a female screw can be appropriately formed by the protrusions, and the load is appropriately distributed to the protrusions, thereby improving durability.
  • the thread of the male thread portion is formed with a constant cross-sectional shape by grinding with a thread grinding wheel in the entire area of the bite portion and the complete thread portion, and the thread grinding wheel is used as a tap material.
  • the diameter of the screw thread is changed by approaching and moving away from it, and a protruding portion, a relief portion, and a large protruding portion for forming an inner diameter finishing blade are provided, and a groove is formed at a predetermined position around the axis O.
  • the inner diameter finishing blade is provided by forming the flank face, the rising tap with the inner diameter finishing blade can be easily and inexpensively obtained with excellent durability while keeping the axial dimension of the biting portion small. Can be manufactured.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a rising tap with an inner diameter finishing blade according to an embodiment of the present invention.
  • (B) is an enlarged view of the IB-IB cross section in (a)
  • (c) is an enlarged view of the IC-IC cross section in (a) ⁇ ⁇ .
  • FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the processing process of a complete crest portion of a rising tap with an inner diameter finishing blade of the embodiment of FIG.
  • the protruding portion and the relief portion provided on the screw thread to form the female screw may be provided at least in the range from the biting part to the first complete thread (the most advanced thread of the complete thread part). You may provide in the whole region of an attached part and a complete mountain part.
  • a cylindrical thread having a constant diameter may be provided except for the first complete thread and the large protrusion for forming the inner diameter finishing blade.
  • the phase may be shifted by a predetermined angle ⁇ with respect to the protruding portion, all the protruding portions of the complete mountain portion including the large protruding portion are phased with respect to the biting portion around the axis O by a predetermined angle ⁇ . It may be shifted. That is, only by changing the phase by a predetermined angle ⁇ between the biting portion and the complete mountain portion, the projecting portions and the relief portions may be provided at regular angular intervals by, for example, a cam or the like.
  • the protrusions provided in a plurality of rows in the biting portion may be provided in two rows at symmetrical positions around the axis O, for example, but it is desirable to provide three or more rows at equiangular intervals. It is provided so as to be a substantially regular hexagon. Only one groove may be provided in the relief portion between the plurality of rows of protrusions in the biting portion, but two or more grooves may be provided in the plurality of relief portions. When four or more even rows are provided, a groove may be provided in one of four or more even relief portions.
  • the inner diameter finishing blade may be provided in the complete mountain portion corresponding to the groove.
  • the predetermined angle ⁇ at which the inner diameter finishing blade is provided corresponds to the position of the opening edge on the opposite side to the tap rotation direction A of the groove, and the female thread is formed by the plurality of protrusions in the biting portion as in the second invention. It is desirable to set so as not to obstruct, and it is appropriately set according to the number of protrusions around the axis O, the nominal diameter of the tap, and the like.
  • the inner diameter finishing blade can be provided over substantially the entire length of the complete crest, but it may be provided at least at a part of the complete crest. For example, in the case of a single thread, it may be provided only at one screw groove. good. When a plurality of the grooves are provided, an inner diameter finishing blade can be provided in all of the plurality of grooves, but only a part of the inner diameter finishing blade may be provided.
  • the thread of the external thread portion is formed with a constant cross-sectional shape by grinding with a thread grinding wheel, and the thread grinding wheel is moved closer to and away from the tap material.
  • the projecting portion, the relief portion, and the large projecting portion for forming the inner diameter finishing blade are provided, but other processing methods may be employed in implementing other inventions.
  • FIG. 1 is a view corresponding to FIG. 5, wherein (a) is a direction perpendicular to the axis O, (b), and (c) is a front view as viewed from the IA arrow direction of, (b) ) Is an enlarged view of the IB-IB cross section in (a), and (c) is an enlarged view of the IC-IC cross section in (a).
  • the raised tap with an inner diameter finishing blade (hereinafter simply referred to as a raised tap) 10 is in the tap rotation direction A by a predetermined angle ⁇ around the axis O with respect to the three rows of protrusions 20a, 20c, 20e in the biting portion 24.
  • the three grooves 42 are provided so as to be positioned substantially at the center of the escape portion 22 so that the inner diameter finishing blade 40 is formed at the shifted position. Further, the clearance surface 44 for forming the inner diameter finishing blade 40 is only provided in a range of about six ridges in the middle portion of the complete ridge portion 26 in the axial direction. As a result, the six rows of protrusions 20a to 20f of the chamfered portion 24 remain regardless of the presence of the groove 42, and are involved in a build-up process that plastically deforms the inner peripheral surface of the prepared hole to form a female screw. be able to.
  • the predetermined angle ⁇ and the cross-sectional shape of the groove 42 are determined so that the biting area remains completely.
  • the rising tap 10 of the present embodiment is called M6 ⁇ 1, and the predetermined angle ⁇ is about 14 °.
  • the protrusion of the complete peak portion 26 is provided.
  • the protrusion is provided so that the apex is located at a position shifted in the tap rotation direction A by a predetermined angle ⁇ around the axis O with respect to the protrusions 20a, 20c, and 20e in the biting portion 24.
  • the diameter of the thread 18 can be arbitrarily controlled by moving the thread grinding wheel 30 toward and away from the tap material as shown in FIG. 2 (a).
  • the portions 20al, 20cl, and 20el can be provided at unequal angular intervals.
  • the broken line in FIG. 1 (c) is in this state.
  • 2 (a) is the thread shape of the first complete thread portion at the foremost end of the complete thread portion 26, and the positions and diameter dimensions of the protruding portions 20b, 20d, and 20f that are not involved in the inner diameter finishing blade 40.
  • the large protrusions 20al, 20cl, 20el involved in the inner diameter finishing blade 40 are shifted in the tap rotation direction A by a predetermined angle ⁇ .
  • only the large protrusions 20al, 20cl, and 20el related to the inner diameter finishing blade 40 are shifted in the tap rotation direction A by a predetermined angle ⁇ .
  • the part 26 may be rotated entirely toward the tap rotation direction A by a predetermined angle ⁇ .
  • FIG. 2 (b) shows a state in which the groove 42 is formed by grinding with a grinding wheel.
  • the groove 42 has an opening edge opposite to the tap rotation direction A so that it substantially coincides with the apex of the large protrusions 20al, 20cl, 20el, that is, an axis with respect to the protrusions 20a, 20c, 20e in the biting part 24.
  • Around the center O it is provided so as to be shifted to the tap rotation direction A by a predetermined angle ⁇ .
  • Half of the large protrusions 20al, 20cl, 20el on the tap rotation direction A side is removed by the groove 42. Further, FIG.
  • a female screw 54 is formed on the inner peripheral surface 52 of the prepared hole of the workpiece 50. That is, when the biting portion 24 of the raised tap 10 is screwed into the inner peripheral surface 52 of the pilot hole of the workpiece 50 shown in FIG. 3 (a), the protrusion provided on the biting portion 24 is provided.
  • the portions 20a to 20f sequentially bite into the inner peripheral surface 52, and plastic deformation progresses as shown in FIGS.
  • FIG. 3 (c) the top portion 56 of the thread 54 of the female screw 54 protrudes to the inner peripheral side or becomes an irregular shape.
  • the surplus portion of the top portion 56 is cut and removed to obtain a flat constant inner diameter dimension. Therefore, for example, even when the internal thread 54 is processed into a pilot hole such as a cast hole provided in a die-cast light alloy member where dimensional control is difficult, the internal thread 54 with high inner diameter dimensional accuracy is stably formed. be able to.
  • the groove 42 provided with the inner diameter finishing blade 40 has three relief portions 22 between the plurality of rows of protrusions 20a to 20f in the biting portion 24 around the axis O.
  • the groove 42 is an opening edge opposite to the tap rotation direction A of the groove 42, and is predetermined in the tap rotation direction A from the protruding portions 20 a, 20 c, 20 e of the biting portion 24.
  • An inner diameter finishing blade 40 is provided at a position shifted by an angle ⁇ . For this reason, the inner peripheral surface 52 of the prepared hole can be plastically deformed using all of the plurality of rows of protrusions 20a to 20f of the biting portion 24 to form the female screw 54.
  • the number of protrusions 20a to 20f involved in plastic deformation increases. Specifically, the number of protrusions 20a to 20f involved in the process of raising the female screw 54 is doubled compared to the conventional build-up tap 100 of FIG. As a result, the load (deformation allowance for plastic deformation) per protrusion 20a to 20f is reduced, and excellent durability against wear and the like can be obtained without increasing the axial dimension of the biting portion 24. It becomes like this.
  • the position and the cross-sectional shape of the groove 42 around the axis O are determined so as not to hinder the formation of the female screw 54 by the plurality of protrusions 20a to 20f in the biting portion 24. Therefore, the internal thread 54 can be appropriately formed by the plurality of protrusions 20a to 20f of the biting portion 24, and the load is appropriately distributed to the protrusions 20a to 20f, thereby improving durability.
  • the thread 18 of the external thread portion 16 is formed in a constant cross-sectional shape by grinding with the thread grinding wheel 30 in the entire area of the bite portion 24 and the complete thread portion 26, and the screw
  • the diameter of the thread 18 is changed, and the protruding portions 20a to 20f, the relief portion 22, and the large protruding portions 20al and 20cl for forming the inner diameter finishing blade are formed.
  • 20el is provided, while the groove 42 is provided at a predetermined position around the axis O by grinding and the inner surface finishing blade 40 is provided by forming the flank 44. It is possible to easily and inexpensively manufacture the raised tap 10 that can obtain excellent durability while keeping the axial dimension small.
  • the ADC 12 in the item “work material” is an aluminum alloy die casting according to the JIS standard.
  • the endurance limit was judged by whether or not the thread plug gauge (GP) and the inner diameter plug gauge (PP) pass through the thread because they were formed.
  • the effective diameter of the female screw is reduced due to wear of the protrusions 20a to 20f and the threaded screw plug gauge (GP) cannot pass, it is determined that the tool life is GP-OUT.
  • the internal thread gauge is not sufficiently raised due to wear of the protrusions 20a to 20f and the internal diameter of the female thread is increased and the internal diameter plug gauge (PP) on the stop side passes, it is determined that the internal diameter plug gauge NG is the tool life. .
  • Raised tap with inner diameter finishing blade 16 Male thread portion 20a to 20f: Protruding portion 20al, 20cl, 20el: Large protruding portion 22: Escape portion 24: Chamfer portion 26: Complete mountain portion 40: Inner diameter finishing blade 42: Groove 44: Flank 52: Inner circumferential surface 54: Female thread O: Axis center ⁇ : Predetermined angle A: Tap rotation direction

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Abstract

　内径仕上げ刃（４０）が設けられる溝（４２）は、軸心（Ｏ）まわりにおいて食付き部（２４）における複数列の突出部（２０ａ）～（２０ｆ）の間の３箇所の逃げ部（２２）の中央部分に位置するように設けられており、その溝（４２）のタップ回転方向（Ａ）と反対側の開口端縁であって食付き部（２４）における突出部（２０ａ）、（２０ｃ）、（２０ｅ）からタップ回転方向（Ａ）へ所定角度（θ）だけずれた位置に内径仕上げ刃（４０）が設けられている。このため、食付き部（２４）の複数列の突出部（２０ａ）～（２０ｆ）の全部を用いて下穴の内周面（５２）を塑性変形させてめねじ（５４）を形成することができ、めねじ（５４）の盛上げ加工に関与する突出部（２０ａ）～（２０ｆ）の数が多くなる。これにより、突出部（２０ａ）～（２０ｆ）一つ当りの負荷（塑性変形の変形代）が小さくなって、食付き部（２４）の軸方向寸法を大きくすることなく優れた耐久性が得られるようになる。

Description

内径仕上げ刃付き盛上げタップ
　本発明は内径仕上げ刃付き盛上げタップに係り、特に、食付き部の軸方向寸法を小さく維持しつつ優れた耐久性が得られる内径仕上げ刃付き盛上げタップに関するものである。
　(a) 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おねじ部を備えており、少なくとも食付き部から第１完全山までは突出部と逃げ部とが交互に設けられてその突出部が順次下穴の内周面に食い込んで塑性変形させることによりめねじを形成する一方、(b) 前記おねじ部のねじ山を軸方向に分断するように前記完全山部および前記食付き部に跨がって軸心Ｏと平行に溝が設けられるとともに、その完全山部にはその溝の内壁面がすくい面として機能するように内径仕上げ刃が設けられ、前記塑性変形により盛り上げられた前記めねじのねじ山の頂部分を切削除去する内径仕上げ刃付き盛上げタップが知られている（特許文献１参照）。
　図５の盛上げタップ１００は、このような従来の内径仕上げ刃付き盛上げタップの一例で、(a) は軸心Ｏと直角方向であって(b) 、(c) におけるVA矢視方向から見た正面図であり、(b) 、(c) はそれぞれ(a) におけるVB－VB断面、VC－VC断面の拡大図である。この盛上げタップ１００は、図示しないチャックを介して主軸に取り付けられるシャンク１２と、シャンク１２よりも小径の首部１４と、めねじを盛上げ加工（転造加工）するためのおねじが設けられたおねじ部１６とを、その順番で軸方向に連なるように軸心Ｏと同心に一体に備えている。
　上記おねじ部１６は、形成すべきめねじの谷の形状に対応した断面形状のねじ山１８が、そのめねじに対応するリード角のつる巻き線に沿って設けられたもので、軸方向において径寸法が略一定の完全山部２６と、先端側へ向かうに従って小径となる食付き部２４とを備えている。このおねじ部１６には、食付き部２４および完全山部２６の全域に亘って、ねじ山１８が径方向の外側へ突き出す６つの突出部２０ａ～２０ｆと、その突出部２０ａ～２０ｆに続いて小径となる逃げ部２２とが、ねじの進み方向に沿って交互に且つ軸心Ｏまわりにおいて６０°の等角度間隔で設けられており、全体として略正六角柱形状を成している。すなわち、正六角形の各頂点部分がそれぞれ突出部２０ａ～２０ｆであり、軸心Ｏと平行に多数の突出部２０ａ～２０ｆが連続して連なるように設けられるとともに、そのように軸方向に連続する多数の突出部２０ａ～２０ｆの列が軸心Ｏまわりに等角度間隔で６列設けられているのである。なお、図５の(b) 、(c) は、何れもねじ山１８の谷部においてつる巻き線に沿って切断した断面図である。
　上記おねじ部１６は、ねじ山１８の断面形状に対応する外周研削面を有するねじ研削用砥石３０（図２参照）による研削加工によって設けられたもので、タップ素材に対してねじ研削用砥石３０を接近、離間させることにより、前記突出部２０ａ～２０ｆおよび逃げ部２２や食付き部２４の径寸法が変化させられている。すなわち、食付き部２４および完全山部２６のねじ山１８の断面形状は一定で、突出部２０ａ～２０ｆおよび逃げ部２２や食付き部２４では、外径、有効径、および谷径が全体的に増減させられている。図５の(b) および(c) の破線は、上記ねじ研削加工によってねじ山１８が設けられた状態を示したもので、前記正六角柱形状は、このようにねじ研削加工によってねじ山１８が設けられた状態を表している。
　そして、６列の突出部２０ａ～２０ｆのうち、軸心Ｏまわりにおいて一つ飛びに位置する３列の突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅの頂点に沿って、タップ回転方向（タップ立て加工時の回転方向）Ａ側に所定の幅寸法で溝２８が設けられ、タップ立て加工時に工具先端まで潤滑油剤が供給されるようになっている。また、完全山部２６では、それ等の３列の突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅが、他の突出部２０ｂ、２０ｄ、２０ｆよりも径寸法が大きい内周仕上げ刃形成用の大突出部とされ、軸心Ｏまわりにおいて溝２８と反対側の残りの部分がねじ山１８の溝底部分まで研削除去されて略平坦な逃げ面３２が形成されることにより、その溝２８のタップ回転方向Ａと反対側の開口端縁に沿って内径仕上げ刃３４が設けられている。この内周仕上げ刃３４は、完全山部２６だけでなく、食付き部２４も含めて一定の径寸法で設けられている。すなわち、各突出部２０ａ～２０ｆの径寸法が段階的に大きくなる食付き部２４では、溝２８が設けられることによって３列の突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅは頂点よりタップ回転方向Ａ側の部分が無くなるため、下穴の内周面に食い込んで塑性変形させることができなくなる。このため、食付き部２４を含んで逃げ面３２を形成して内径仕上げ刃３４を設けることにより、突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅのねじ山１８がそのまま残って下穴と干渉することを防止している。なお、特許文献１では、内径仕上げ刃３４よりも大径の下穴さらい刃が設けられている。
特開平１１－１９８２５号公報
　しかしながら、このような従来の内径仕上げ刃付き盛上げタップは、食付き部の複数列の突出部の中の一部（図５の例では突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅの３列）は、溝が設けられることによってめねじの塑性変形に寄与できなくなるため、実質的に残りの突出部（図５の例では突出部２０ｂ、２０ｄ、２０ｆの３列）だけで塑性変形させてめねじを形成することになる。このため、突出部一つ当りの負荷（塑性変形の変形代）が大きくなり、十分な耐久性が得られないという問題があった。食付き部のテーパを小さくして軸方向寸法を長くすれば、めねじの塑性変形に関与する突出部の数を多くして耐久性を向上させることができるが、食付き部の軸方向寸法が大きくなるため、例えば止り穴の穴底近くまでめねじを加工することができないなどの制約がある。
　本発明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、内径仕上げ刃付き盛上げタップの食付き部の軸方向寸法を小さく維持しつつ優れた耐久性が得られるようにすることにある。
　かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 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おねじ部を備えており、少なくともその食付き部から第１完全山までは突出部と逃げ部とが交互に設けられてその突出部が順次下穴の内周面に食い込んで塑性変形させることによりめねじを形成する一方、(b) 前記おねじ部のねじ山を軸方向に分断するように前記完全山部および前記食付き部に跨がって軸心Ｏと平行に溝が設けられるとともに、その完全山部にはその溝の内壁面がすくい面として機能するように内径仕上げ刃が設けられ、前記塑性変形により盛り上げられた前記めねじのねじ山の頂部分を切削除去する内径仕上げ刃付き盛上げタップにおいて、(c) 前記食付き部における前記突出部は、前記軸心Ｏと平行な方向に複数列で連なるようにその軸心Ｏまわりに複数設けられているとともに、(d) 前記溝は、前記軸心Ｏまわりにおいて前記食付き部における前記複数列の突出部の間の前記逃げ部に位置するように設けられており、(e) 前記内径仕上げ刃は、前記溝のタップ回転方向Ａと反対側の開口端縁であって前記食付き部における前記突出部からタップ回転方向Ａへ所定角度θだけずれた位置に設けられていることを特徴とする。
　第２発明は、第１発明の内径仕上げ刃付き盛上げタップにおいて、前記溝は、前記食付き部における前記複数の突出部による前記めねじの形成を阻害することがないように、言い換えれば突出部のうち下穴の内周面に食い込んで塑性変形させる食込み領域が完全に残るように、前記軸心Ｏまわりの位置および断面形状が定められていることを特徴とする。
　第３発明は、第１発明または第２発明の内径仕上げ刃付き盛上げタップにおいて、(a) 前記おねじ部のねじ山は、前記食付き部および前記完全山部の全域においてねじ研削用砥石による研削加工により一定の断面形状で形成されており、そのねじ研削用砥石がタップ素材に対して接近、離間させられることにより前記突出部および前記逃げ部の径寸法が変化させられている一方、(b) 前記完全山部には、前記軸心Ｏまわりにおいて前記食付き部における前記複数列の突出部からタップ回転方向Ａへ前記所定角度θだけずれた位置に内径仕上げ刃形成用の大突出部が設けられ、(c) 前記溝は、前記タップ回転方向Ａと反対側の開口端縁が前記大突出部と重なる位置に設けられて、その大突出部のタップ回転方向Ａ側部分はその溝によって除去されており、(d) その大突出部の前記溝と反対側部分が前記ねじ山の溝底部分まで研削除去されて逃げ面が形成されることにより前記内径仕上げ刃が設けられていることを特徴とする。
　このような内径仕上げ刃付き盛上げタップは、内径仕上げ刃が設けられる溝が、軸心Ｏまわりにおいて食付き部における複数列の突出部の間の逃げ部に位置するように設けられており、その溝のタップ回転方向Ａと反対側の開口端縁であって食付き部における突出部からタップ回転方向Ａへ所定角度θだけずれた位置に内径仕上げ刃が設けられているため、食付き部の複数列の突出部の全部を用いて下穴の内周面を塑性変形させてめねじを形成することができる。これにより、めねじの塑性変形に関与する突出部の数が多くなり、突出部一つ当りの負荷（塑性変形の変形代）が小さくなるため、食付き部の軸方向寸法を大きくすることなく摩耗等に対して優れた耐久性が得られるようになる。
　第２発明では、食付き部における複数の突出部によるめねじの形成を阻害することがないように溝の軸心Ｏまわりの位置および断面形状が定められているため、食付き部の複数の突出部によりめねじを適切に形成することができるとともに、それ等の突出部に負荷が適切に分散されて耐久性が向上する。
　第３発明では、おねじ部のねじ山が、食付き部および完全山部の全域においてねじ研削用砥石による研削加工により一定の断面形状で形成されており、そのねじ研削用砥石がタップ素材に対して接近、離間させられることによりねじ山の径寸法が変化させられて突出部や逃げ部、内径仕上げ刃形成用の大突出部が設けられるとともに、軸心Ｏまわりの所定位置に溝が形成され且つ逃げ面が形成されることにより内径仕上げ刃が設けられているため、食付き部の軸方向寸法を小さく維持しつつ優れた耐久性が得られる内径仕上げ刃付き盛上げタップを簡単且つ安価に製造できる。
本発明の一実施例である内径仕上げ刃付き盛上げタップを説明する図で、(a) は軸心Ｏに対して直角方向であって(b) 、(c) におけるIA矢視方向から見た正面図であり、(b) は(a) におけるIB－IB断面の拡大図、(c) は(a) におけるIC－IC断面の拡大図である。 図１の実施例の内径仕上げ刃付き盛上げタップの完全山部の加工過程を説明する断面図で、(a) は突出部および逃げ部を交互に有するねじ山が設けられた状態、(b) はねじ山を分断するように軸方向に溝が設けられた状態、(c) は逃げ面が形成されて内径仕上げ刃が設けられた状態である。 図１の内径仕上げ刃付き盛上げタップによりめねじが形成されるとともに頂部分が切削除去される過程を説明する概略図である。 本発明品および従来品を用いて耐久性試験を行った結果を説明する図である。 従来の内径仕上げ刃付き盛上げタップの一例を説明する図で、図１に対応する図である。
　めねじを形成するためにねじ山に設けられる突出部および逃げ部は、少なくとも食付き部から第１完全山（完全山部の最先端のねじ山）までの範囲に設けられれば良いが、食付き部および完全山部の全域に設けられても良い。完全山部については、第１完全山および内径仕上げ刃形成用の大突出部以外は、径寸法が一定の円柱形状のねじ山が設けられても良い。
　食付き部および完全山部に跨がって突出部および逃げ部が設けられる場合、完全山部の突出部のうち、内径仕上げ刃形成用の大突出部だけをＮＣ制御等により食付き部における突出部に対して所定角度θだけ位相をずらしても良いが、その大突出部を含む完全山部の総ての突出部を軸心Ｏまわりに所定角度θだけ食付き部に対して位相をずらすようにしても良い。すなわち、食付き部と完全山部との間で所定角度θだけ位相を変化させるだけで、その前後においては例えばカム等により等角度間隔で突出部および逃げ部が設けられても良いのである。
　食付き部に複数列設けられる突出部は、例えば軸心Ｏを中心とする対称位置に２列設けるだけでも良いが、等角度間隔で３列以上設けることが望ましく、例えば断面が略正四角形或いは略正六角形となるように設けられる。食付き部における複数列の突出部の間の逃げ部に設けられる溝は、１本だけでも良いが、複数の逃げ部に２本以上設けることも可能で、例えば軸心Ｏまわりに突出部が４以上の偶数列設けられる場合は、４以上の偶数の逃げ部の一つ飛びに溝を設けるようにしても良い。内径仕上げ刃は、その溝に対応して完全山部に設けられれば良い。
　内径仕上げ刃が設けられる所定角度θは、溝のタップ回転方向Ａと反対側の開口端縁の位置に対応し、第２発明のように食付き部における複数の突出部によるめねじの形成を阻害することがないように定めることが望ましく、軸心Ｏまわりにおける突出部の数やタップの呼び径等に応じて適宜設定される。
　内径仕上げ刃は、完全山部の略全長に亘って設けることもできるが、完全山部の少なくとも一部に設けられば良く、例えば１条ねじの場合は１箇所のねじ溝部分に設けるだけでも良い。前記溝が複数設けられる場合、その複数の溝の全部に内径仕上げ刃を設けることもできるが、一部の溝に内径仕上げ刃を設けるだけでも良い。
　第３発明では、おねじ部のねじ山がねじ研削用砥石による研削加工により一定の断面形状で形成されており、そのねじ研削用砥石がタップ素材に対して接近、離間させられることによりねじ山の径寸法が変化させられて突出部や逃げ部、内径仕上げ刃形成用の大突出部が設けられるが、他の発明の実施に際しては、その他の加工方法を採用することもできる。
　以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例は、前記図５の従来例に本発明が適用された場合で、実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
　図１は、前記図５に対応する図で、(a) は軸心Ｏに対して直角方向であって(b) 、(c) におけるIA矢視方向から見た正面図であり、(b) は(a) におけるIB－IB断面の拡大図、(c) は(a) におけるIC－IC断面の拡大図である。この内径仕上げ刃付き盛上げタップ（以下、単に盛上げタップという）１０は、食付き部２４における３列の突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅに対して軸心Ｏまわりに所定角度θだけタップ回転方向Ａへずれた位置に内径仕上げ刃４０が形成されるように、３本の溝４２がそれぞれ逃げ部２２の略中央に位置するように設けられている。また、内径仕上げ刃４０を形成するための逃げ面４４は、軸方向において完全山部２６の中間部分の６山程度の範囲に設けられているだけである。これにより、食付き部２４の６列の突出部２０ａ～２０ｆは、溝４２の存在に拘らず総て残り、下穴の内周面を塑性変形させてめねじを形成する盛上げ加工に関与することができる。食付き部２４における総ての突出部２０ａ～２０ｆによるめねじの盛上げ加工を阻害することがないように、すなわち突出部２０ａ～２０ｆのうち下穴の内周面に食い込んで塑性変形させる最外周の食込み領域が完全に残るように、上記所定角度θや溝４２の断面形状が定められている。本実施例の盛上げタップ１０は呼びがＭ６×１で、所定角度θは約１４°である。
　一方、溝４２が食付き部２４における突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅに対して軸心Ｏまわりに所定角度θだけタップ回転方向Ａへずれた位置に設けられることから、完全山部２６の突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅのうち内径仕上げ刃４０を形成するためのもの、すなわち逃げ面４４が形成される部分の突出部２０ａｌ、２０ｃｌ、２０ｅｌは、他の突出部２０ａ～２０ｆよりも大径の大突出部とされ、且つ食付き部２４における突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅに対して軸心Ｏまわりに所定角度θだけタップ回転方向Ａへずれた位置に頂点が位置するように設けられている。ねじ山１８の径寸法は、図２(a) に示すようにねじ研削用砥石３０をタップ素材に対して接近、離間させることにより任意に制御することが可能で、例えばＮＣ制御により上記大突出部２０ａｌ、２０ｃｌ、２０ｅｌを不等角度間隔で設けることができる。図１(c) の破線は、この状態のものである。
　なお、図２(a) の一点鎖線は、完全山部２６の最先端の第１完全山部分のねじ山形状で、内径仕上げ刃４０に関与しない突出部２０ｂ、２０ｄ、２０ｆの位置および径寸法は同じであり、内径仕上げ刃４０に関与する大突出部２０ａｌ、２０ｃｌ、２０ｅｌのみが所定角度θだけタップ回転方向Ａへずらされている。また、本実施例では、内径仕上げ刃４０に関与する大突出部２０ａｌ、２０ｃｌ、２０ｅｌのみを所定角度θだけタップ回転方向Ａへずらしているが、例えば前記図５の(c) に示す完全山部２６を所定角度θだけタップ回転方向Ａ側へ全体的に回転させるようにしても良い。
　図２(b) は、研削砥石による研削加工によって前記溝４２が形成された状態である。溝４２は、タップ回転方向Ａと反対側の開口端縁が大突出部２０ａｌ、２０ｃｌ、２０ｅｌの頂点と略一致するように、すなわち食付き部２４における突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅに対して軸心Ｏまわりに所定角度θだけタップ回転方向Ａへずれた位置となるように設けられ、大突出部２０ａｌ、２０ｃｌ、２０ｅｌのタップ回転方向Ａ側の半分は溝４２によって除去される。また、図２(c) は、同じく研削砥石による研削加工によって、大突出部２０ａｌ、２０ｃｌ、２０ｅｌのうち溝４２と反対側の残りの部分がねじ山１８の溝底部分まで略平坦に研削除去され、前記逃げ面４４が形成された状態で、これにより溝４２のタップ回転方向Ａと反対側の開口端縁に沿って内径仕上げ刃４０が設けられる。
　そして、このような盛上げタップ１０によれば、図３に示すように盛上げ加工が進行し、被加工物５０の下穴の内周面５２にめねじ５４が形成される。すなわち、図３の(a) に示す被加工物５０の下穴の内周面５２に対して盛上げタップ１０の食付き部２４が螺入させられると、その食付き部２４に設けられた突出部２０ａ～２０ｆが順次内周面５２に食い込み、図３の(b) 、(c) に示すように塑性変形が進行してめねじ５４が形成される。その場合に、図３の(c) に示されるように、めねじ５４のねじ山の頂部分５６は余肉が内周側へ突き出したり不規則な形状となったりするが、その後に完全山部２６に設けられた内径仕上げ刃４０が通過させられることにより、図３の(d) に示すように頂部分５６の余肉等が切削除去されて平坦な一定の内径寸法とされる。したがって、例えばダイカスト製軽合金部材に設けられた鋳抜き穴などの寸法管理が困難な下穴に対してめねじ５４を加工する場合でも、内径寸法精度の高いめねじ５４を安定して形成することができる。
　ここで、本実施例の盛上げタップ１０は、内径仕上げ刃４０が設けられる溝４２が、軸心Ｏまわりにおいて食付き部２４における複数列の突出部２０ａ～２０ｆの間の３箇所の逃げ部２２の中央部分に位置するように設けられており、その溝４２のタップ回転方向Ａと反対側の開口端縁であって食付き部２４における突出部２０ａ、２０ｃ、２０ｅからタップ回転方向Ａへ所定角度θだけずれた位置に内径仕上げ刃４０が設けられている。このため、食付き部２４の複数列の突出部２０ａ～２０ｆの全部を用いて下穴の内周面５２を塑性変形させてめねじ５４を形成することができ、めねじ５４の盛上げ加工（塑性変形）に関与する突出部２０ａ～２０ｆの数が多くなる。具体的には、図５の従来の盛上げタップ１００に比較して、めねじ５４の盛上げ加工に関与する突出部２０ａ～２０ｆの数は２倍になる。これにより、突出部２０ａ～２０ｆ一つ当りの負荷（塑性変形の変形代）が小さくなって、食付き部２４の軸方向寸法を大きくすることなく摩耗等に対して優れた耐久性が得られるようになる。
　また、本実施例では、食付き部２４における複数の突出部２０ａ～２０ｆによるめねじ５４の形成を阻害することがないように溝４２の軸心Ｏまわりの位置および断面形状が定められているため、食付き部２４の複数の突出部２０ａ～２０ｆによりめねじ５４を適切に形成することができるとともに、それ等の突出部２０ａ～２０ｆに負荷が適切に分散されて耐久性が向上する。
　また、本実施例では、おねじ部１６のねじ山１８が、食付き部２４および完全山部２６の全域においてねじ研削用砥石３０による研削加工により一定の断面形状で形成されており、そのねじ研削用砥石３０がタップ素材に対して接近、離間させられることによりねじ山１８の径寸法が変化させられて突出部２０ａ～２０ｆや逃げ部２２、内径仕上げ刃形成用の大突出部２０ａｌ、２０ｃｌ、２０ｅｌが設けられる一方、同じく研削加工によって軸心Ｏまわりの所定位置に溝４２が設けられ且つ逃げ面４４が形成されることにより内径仕上げ刃４０が設けられているため、食付き部２４の軸方向寸法を小さく維持しつつ優れた耐久性が得られる盛上げタップ１０を簡単且つ安価に製造できる。
　因みに、本実施例の盛上げタップ１０（本発明品）、および前記図５に記載の従来の盛上げタップ１００（従来品）をそれぞれ３本ずつ用意し、図４の(a) に示す加工条件でタッピング加工を行って耐久性試験を行ったところ、図４の(b) に示す結果が得られた。図４の(a) の加工条件において、「被削材」の項目のＡＤＣ１２は、ＪＩＳ規格によるアルミニウム合金ダイカストである。耐久限界は、形成されためねじに対して通りねじプラグゲージ（ＧＰ）および内径栓ゲージ（ＰＰ）が通るか否かで判断した。すなわち、突出部２０ａ～２０ｆの摩耗でめねじの有効径が小さくなり、通りねじプラグゲージ（ＧＰ）が通らなくなった場合は、ＧＰ－ＯＵＴとして工具寿命と判断する。また、突出部２０ａ～２０ｆの摩耗でめねじが十分に盛り上がらなくなり、めねじ内径が大きくなって止り側の内径栓ゲージ（ＰＰ）が通過した場合は、内径栓ゲージＮＧとして工具寿命と判断する。
　図４の(b) の結果から、本発明品によれば平均の加工穴数が従来品に比較して５０％以上多くなり、優れた耐久性が得られるようになることが判る。また、試験後の盛上げタップ１０、１００の食付き部２４を目視により観察したところ、本発明品に比較して従来品の方が溶着の程度が大きかった。
　以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明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。
　１０：内径仕上げ刃付き盛上げタップ　　１６：おねじ部　　２０ａ～２０ｆ：突出部　　２０ａｌ、２０ｃｌ、２０ｅｌ：大突出部　　２２：逃げ部　　２４：食付き部　　２６：完全山部　　４０：内径仕上げ刃　　４２：溝　　４４：逃げ面　　５２：内周面　　５４：めねじ　　Ｏ：軸心　　θ：所定角度　　Ａ：タップ回転方向

Claims (3)

  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おねじ部を備えており、少なくとも該食付き部から第１完全山までは突出部と逃げ部とが交互に設けられて該突出部が順次下穴の内周面に食い込んで塑性変形させることによりめねじを形成する一方、
    　前記おねじ部のねじ山を軸方向に分断するように前記完全山部および前記食付き部に跨がって軸心Ｏと平行に溝が設けられるとともに、該完全山部には該溝の内壁面がすくい面として機能するように内径仕上げ刃が設けられ、前記塑性変形により盛り上げられた前記めねじのねじ山の頂部分を切削除去する内径仕上げ刃付き盛上げタップにおいて、
    　前記食付き部における前記突出部は、前記軸心Ｏと平行な方向に複数列で連なるように該軸心Ｏまわりに複数設けられているとともに、
    　前記溝は、前記軸心Ｏまわりにおいて前記食付き部における前記複数列の突出部の間の前記逃げ部に位置するように設けられており、
    　前記内径仕上げ刃は、前記溝のタップ回転方向Ａと反対側の開口端縁であって前記食付き部における前記突出部からタップ回転方向Ａへ所定角度θだけずれた位置に設けられている
    　ことを特徴とする内径仕上げ刃付き盛上げタップ。
  2. 　前記溝は、前記食付き部における前記複数の突出部による前記めねじの形成を阻害することがないように、前記軸心Ｏまわりの位置および断面形状が定められている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内径仕上げ刃付き盛上げタップ。
  3. 　前記おねじ部のねじ山は、前記食付き部および前記完全山部の全域においてねじ研削用砥石による研削加工により一定の断面形状で形成されており、該ねじ研削用砥石がタップ素材に対して接近、離間させられることにより前記突出部および前記逃げ部の径寸法が変化させられている一方、
    　前記完全山部には、前記軸心Ｏまわりにおいて前記食付き部における前記複数列の突出部からタップ回転方向Ａへ前記所定角度θだけずれた位置に内径仕上げ刃形成用の大突出部が設けられ、
    　前記溝は、前記タップ回転方向Ａと反対側の開口端縁が前記大突出部と重なる位置に設けられて、該大突出部の該タップ回転方向Ａ側部分は該溝によって除去されており、
    　該大突出部の前記溝と反対側部分が前記ねじ山の溝底部分まで研削除去されて逃げ面が形成されることにより前記内径仕上げ刃が設けられている
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の内径仕上げ刃付き盛上げタップ。
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