WO2013080293A1 - 盛上げタップ - Google Patents

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WO2013080293A1
WO2013080293A1 PCT/JP2011/077504 JP2011077504W WO2013080293A1 WO 2013080293 A1 WO2013080293 A1 WO 2013080293A1 JP 2011077504 W JP2011077504 W JP 2011077504W WO 2013080293 A1 WO2013080293 A1 WO 2013080293A1
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WO
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screw
thread
tap
inner diameter
dimension
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/077504
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩文 近藤
一光 原田
伊藤　秀高
Original Assignee
株式会社デンソー
オーエスジー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー, オーエスジー株式会社 filed Critical 株式会社デンソー
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Priority to JP2013527799A priority patent/JP5800021B2/ja
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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

Definitions

  • the present invention relates to a raised tap, and more particularly to a raised tap that can form a female screw that suppresses crushing of an internal thread of a female screw or a female screw when the male screw is screwed into a female screw.
  • a raised tap that forms a female screw is known (Patent Document 1). Further, among the raised taps, there is a raised tap that is formed continuously between the threaded portion and the shank and has a neck portion that is set to have a diameter smaller than the diameter of the threaded valley of the threaded portion (Patent Document). 2).
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2006-068822 (FIG. 1 etc.) Japanese Patent Laying-Open No. 2011-152614 (FIG. 1A, etc.)
  • FIG. 7 is a schematic view schematically showing a cross-sectional shape of a workpiece W in which a female thread is raised and formed by a conventional raising tap.
  • the pilot hole diameter of the pilot hole provided in the workpiece W to be processed by the build-up tap is set so that the internal diameter of the female screw falls within a predetermined dimension.
  • the raised tap forms a female thread valley shape to be formed by biting the thread portion into the surface layer portion of the pilot hole, while increasing the surplus thickness on both sides of the female thread valley. Screw threads are formed.
  • the screw is formed by the above-described conventional raised tap
  • the depression H is formed at the top of the inner diameter crest of the screw. Therefore, when a screw or the like on which a male screw is formed is screwed into the female screw, the top of the male screw thread fits into the indentation H, and the male screw thread or the inner thread of the female screw is likely to be crushed. There was a problem.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is provided with a female screw that suppresses crushing of a female screw thread or an internal thread of a female screw when the male screw is screwed to a female screw.
  • the object is to provide a raised tap that can be formed.
  • the neck portion is provided with an overhang portion whose outer diameter is set to be equal to or larger than the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed. It is formed by inserting the neck part into the pilot hole and encroaching the screw part into the surface layer part of the pilot hole at the time of thread build-up processing, so the rear end side in the axial direction of the screw part with respect to the top of the inner diameter crest The overhanging portion of the neck portion formed continuously can be brought into contact. As a result, a recess is formed, so that the top of the inner diameter crest of the screw can be plastically deformed into a flat surface shape.
  • the maximum outer diameter of the overhanging portion is the minimum allowable inner diameter of the female screw to be formed and the female to be formed. Since it is set to be equal to or greater than the sum of 1/2 of the difference between the minimum allowable dimension and the maximum allowable dimension of the inner diameter of the screw and not more than the maximum allowable dimension of the inner diameter of the female thread to be formed, Even if the inner diameter of the screw is reduced and the inner diameter of the female thread is increased, the overhanging portion is formed in the prepared hole due to the larger prepared hole diameter. It can make it easy to make it contact
  • the dimensional control of the pilot hole diameter to be formed in the workpiece can be relaxed, so that the workability when setting the pilot hole diameter can be improved, and a female screw is formed in the workpiece. There is an effect that it is possible to improve the workability when performing.
  • the overhanging portion extends along the axial direction from the terminal end of the threaded portion toward the rear end of the neck portion. Since it is extended and the dimension in the axial center direction is set to a dimension that is at least twice as large as the pitch, two or more pitches of the neck portion are inserted into the pilot hole at the time of female threading processing.
  • the inner diameter crest of the female thread formed in the vicinity of the mouth portion of the prepared hole can be plastically deformed more flatly. Therefore, when screwed bolts or the like are screwed together, it is possible to more reliably prevent the top of the thread of the male thread of the bolt or the like from fitting into the recess formed at the top of the inner diameter of the female thread. There is.
  • the neck portion is generated by being ground by a grinding wheel that grinds the external thread of the screw portion. Since the residual mark is formed within a range of a position separated by one pitch from the terminal end in the axial direction of the threaded portion, there is an effect that it is possible to suppress the vibration of the rising tap during the female thread rising processing.
  • the outer diameter of the neck portion is smaller than the diameter of the valley of the external thread of the screw portion, whereas the raised tap in the present invention. Then, it has the overhang
  • the diameter of the valley of the male thread formed on the threaded portion is set to be smaller than the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female thread to be formed. It is formed to project outward in the radial direction from the diameter of the valley.
  • the grinding wheel is brought into contact with the tip of the tool body while moving the grinding wheel relative to the tool body along the axial direction of the tool body, so When the grinding wheel is moved from the end of the threaded portion to the neck side when the grinding wheel is moved away from the tool body after grinding, the grinding stone does not come into contact with the neck portion with the conventional rising tap.
  • the grinding wheel comes into contact with the neck.
  • a trough-shaped residue formed by grinding with a grinding wheel is generated on the outer peripheral surface of the neck located in the vicinity of the connection portion with the threaded portion.
  • the outer diameter of the overhanging part is reduced by the generation of the residual mark. It cannot be brought into contact with the top of the inner diameter mountain, and the top of the inner diameter mountain cannot be plastically deformed into a flat surface.
  • the occurrence of the residual mark on the neck is within the range of the position separated by one pitch from the terminal end in the axial direction of the screw part, so that the rigidity of the neck due to the residual mark is reduced.
  • the decrease can be suppressed, and as a result, the run-up tap runout during female thread build-up processing can be suppressed.
  • the overhanging portion extends along the axial direction from the terminal end of the threaded portion toward the rear end of the neck portion, and the dimension in the axial direction is set to a dimension that is at least twice as large as the pitch.
  • the pitch from the end of the residual mark in the axial direction to the rear end of the neck can be secured by 1 pitch or more.
  • the raised tap is moved in the axial direction to a position where two or more pitches of the neck are inserted into the prepared hole, so that it is formed in the prepared hole by the screw part.
  • the projecting portion can be brought into contact with the top portion of the inner diameter crest formed in the range of at least one pitch from the mouth portion of the prepared hole.
  • the top of the female thread that first meshes with the internal thread of the female thread will fit into the recess at the top of the internal thread of the female thread that first meshes with the first thread of the female thread.
  • the first thread of the male thread and the first inner diameter thread of the female thread can be normally meshed with each other, and the male thread can be screwed into the female thread as it is.
  • the screw thread can be normally screwed into the inner diameter thread of the female screw.
  • the dimension in the axial direction of the neck is set smaller than the dimension in the axial direction of the screw part. Therefore, it is possible to avoid the rigidity of the rising tap from being lowered due to the dimension of the neck portion in the axial direction being too long. Therefore, there is an effect that it is possible to suppress run-out of the build-up tap during the build-up processing of the female screw.
  • the oil groove recessed along the axial direction of the tool body includes a threaded portion and Since it is formed in the relief portion of the neck portion, there is an effect that it can be avoided that the outer diameter of the overhang portion is reduced by forming the oil groove in the overhang portion. Further, by providing the oil groove in a concave manner, even if a burr is generated at the connecting portion between the oil groove and the outer peripheral surface of the neck, the burr is prevented from coming into contact with the top of the inner diameter crest of the female screw. There is an effect that it can be made easy.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of a raised tap taken along line IIa-IIa in FIG. 1
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the raised tap taken along line IIb-IIb in FIG.
  • (A) is the elements on larger scale of the rise tap in the IIIa direction view of FIG. 1
  • (b) is the schematic diagram which represented typically the process in which the internal thread is raised and formed in a workpiece by a build-up tap. is there.
  • It is the schematic diagram which represented typically the cross-sectional shape of the to-be-processed object in which the female thread was formed by the raising tap.
  • It is a table
  • FIG. 1 is a side view of a raised tap 100 according to an embodiment of the present invention.
  • 2A is a cross-sectional view of the raised tap 100 taken along the line IIa-IIa of FIG. 1
  • FIG. 2B is a cross-sectional view of the raised tap 100 taken along the line IIb-IIb of FIG.
  • FIG. 3A is a partially enlarged view of the raised tap 100 as viewed in the direction of IIIa in FIG. 1, and FIG.
  • FIG. 3B schematically illustrates a process in which a female thread is formed on the workpiece W by the raised tap 100. It is the schematic diagram represented to. 2B is a cross-sectional view taken along the bottom of the thread of the threaded portion 30, and FIG. 3B is a cross-sectional view that simplifies the drawing and makes the description easy to understand. Only the workpiece is viewed in cross section.
  • the build-up tap 100 is formed on the workpiece W (see FIG. 3B) by the rotational force transmitted from a processing machine such as a machining center and the feed that matches the lead of the screw.
  • the two oil grooves 50 that are recessed from the front end side of the screw portion 30 in the axial center O direction to the neck portion 40.
  • the tool body 10 is a member formed in a columnar shape and is made of high-speed tool steel. Note that the tool body 10 is not limited to high-speed tool steel, and may be made of cemented carbide or the like.
  • the shank 20 is a portion that is held by the holder when the raised tap 100 is attached to the processing machine via a holder (not shown) and is formed in a columnar shape having an axis O.
  • a cylindrical small-diameter portion 21 formed to have a smaller diameter than the protruding portion 41, and is connected to the rear end side in the axial center O direction from the small-diameter portion 21 and increases in diameter toward the rear end side in the axial center O direction.
  • the screw portion 30 is a portion for forming a female screw on the workpiece W by biting into the surface layer portion of the prepared hole, and a plurality of screw threads has a predetermined pitch P. It is screwed in. Further, four margin portions 31 protruding outward in the radial direction are provided on the thread of the screw portion 30 at equal intervals in the circumferential direction.
  • the diameter of the thread root of the threaded portion 30 is set to be smaller than the minimum allowable dimension of the internal diameter of the female thread to be formed. However, it is avoiding contact
  • the neck 40 is a part for plastically deforming the top of the inner diameter crest near the mouth part of the screw into a flat surface because it is formed by the screw part 30, and in the direction of the axis O.
  • the dimension is set to 3 pitches.
  • the neck portion 40 is formed with four overhang portions 41 whose outer diameters are set to be equal to or larger than the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed, and alternately adjacent to the overhang portions 41 in the circumferential direction. And four relief portions 42 having an outer diameter set smaller than the overhang portion 41.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the axis O direction of the screw portion 30 and the cross-sectional shape perpendicular to the axis O direction of the neck portion 40 are substantially similar, and the margin of the screw portion 30 is The part 31 and the overhanging part 41 of the neck part 40 are formed at the same phase.
  • the overhang portion 41 is a portion that is formed by the screw portion 30 and is in contact with the top of the inner diameter crest of the screw, and extends along the axis O direction from the end of the screw portion 30 toward the end of the neck portion 40.
  • the escape portion 42 is formed by the screw portion 30 and is a portion for avoiding contact with the top of the inner diameter crest of the screw, it extends from the front end to the rear end of the neck portion 40 in the axis O direction.
  • the outer diameter of the relief portion 42 is such that the maximum value of the difference between the minimum outer diameter dimension d of the escape portion 42 and the outer diameter maximum dimension D of the overhanging portion 41 is about the pitch P of the male thread. It is set to about 0.1 times (0.1 pitch).
  • the oil groove 50 is a part for supplying tapping oil to the raised surface in order to enhance the lubrication effect at the time of female thread raising, and each oil groove 50 is positioned opposite to each other of the screw part 30 and the neck part 40.
  • the screw portion 30 is formed along the axial center O direction from the tip end in the axial center O direction to the relief portion 42 of the neck portion 40.
  • the raised tap 100 is moved from the tip of the raised tap 100 to the position where at least a part of the neck 40 is inserted into the prepared hole. Move in the direction.
  • the raised tap 100 is moved in the direction of the axis O to a position where at least two pitches of the neck 40 are inserted into the pilot hole.
  • the female thread is raised and formed on the surface layer portion of the prepared hole.
  • the internal diameter of the female screw to be formed in the pilot hole is set so as to be within the range from the minimum allowable dimension to the maximum allowable dimension specified by JISB 0209-2 or the like depending on the type and designation of the screw.
  • the neck portion 40 of the raised tap 100 includes an overhang portion 41 whose outer diameter is set to be equal to or larger than the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed. Therefore, at the time of the female thread raising process, at least two pitches of the neck 40 are inserted into the pilot hole in which the female thread is formed by the screw part 30, so that the pilot hole mouth (the rising tap 100 is inserted). Therefore, the protruding portion 41 can be brought into contact with the top of the inner diameter crest of the screw.
  • the top of the first thread of the internal thread that first meshes with the internal diameter of the female thread will fit into the recess at the top of the internal diameter of the internal thread of the female thread that first meshes with the first thread of the external thread. It is easy to avoid this, and the internal thread of the external thread and the internal thread of the internal thread can be normally meshed with each other. By directly inserting the external thread into the internal thread, It can be normally screwed into the inner diameter of the female thread.
  • the protruding portion 41 is brought into contact with the top of the inner diameter crest of the screw because the screw portion 30 is formed by biting into the surface layer portion of the prepared hole formed in the workpiece W and raising the surplus thickness.
  • the recess H is formed, so that the top of the inner diameter crest of the screw can be plastically deformed into a flat surface. Therefore, when screwing a bolt or the like on which a male screw is formed, the thread crest of the male thread is fitted into a recess formed at the top of the inner diameter crest of the female thread or the male thread or It is possible to prevent the internal thread of the female screw from being crushed. As a result, the yield of the component on which the male screw or the female screw is formed can be improved, and the cost of the component can be reduced.
  • the projecting portion 41 when the projecting portion 41 is brought into contact with the top of the inner diameter crest of the female screw and the top of the inner diameter crest is plastically deformed into a flat surface shape, it projects toward the trough side formed on both sides of the inner diameter crest. Burr may occur. However, since the burrs come into contact with the flank surface of the thread portion of the screw portion 30 when the rising tap 100 is pulled out from the prepared hole after the finishing of the female thread, the burrs can be removed.
  • the maximum dimension D of the outer diameter of the overhanging portion 41 is the sum of the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed and 1/2 of the difference between the minimum allowable dimension and the maximum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed. It is preferably set to be equal to or smaller than the maximum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed.
  • the overhang portion 41 is set to have an outer diameter equal to or larger than the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed, at least the inner diameter is set to be equal to or larger than the minimum allowable dimension.
  • the overhang portion 41 can be brought into contact.
  • the machining tolerance of the pilot hole diameter is smaller than when forming the female thread with the cutting tap, and the inner diameter crest of the female thread that rises depending on the material of the workpiece W. Since the heights of the holes are different, when the dimensional accuracy of the pilot hole diameter is strictly controlled, the work of setting the pilot hole diameter becomes complicated.
  • the minimum value of the maximum outside dimension D of the overhanging portion 41 is set to 1 / th of the difference between the minimum allowable dimension of the internal diameter of the female screw to be formed and the minimum allowable dimension and maximum allowable dimension of the internal diameter of the internal thread to be formed.
  • the maximum value of the maximum dimension D of the outer diameter of the overhang portion 41 is set to be equal to or less than the maximum allowable size of the inner diameter of the female screw to be formed, the top portion is formed in a flat surface shape by the overhang portion 41. It is possible to avoid the internal diameter of the female screw from exceeding the maximum allowable dimension. Therefore, since the top of the inner diameter crest of the female screw is plastically deformed into a flat surface, the male screw such as a bolt can be firmly meshed with the inner diameter crest of the screw.
  • the relief portions 42 are alternately formed in the circumferential direction adjacent to the overhanging portion 41 in the neck portion 40, it is easy to plastically deform the top of the inner diameter crest of the female screw by the overhanging portion. Can do.
  • the maximum value of the difference between the minimum dimension d of the outer diameter of the relief portion 42 and the maximum dimension D of the outer diameter of the overhanging portion 41 may be equal to or greater than 1/2 of the tolerance of the inner diameter of the female screw to be formed.
  • projection part 41 and the escape part 42 is not restricted to this Embodiment, You may change a shape as needed.
  • the oil groove 50 is recessed in the threaded portion 30 and the relief portion 42 of the neck portion 40 along the direction of the axis O of the tool body 10, the oil groove 50 is recessed in the overhanging portion 41. As a result, it is possible to avoid a decrease in the outer diameter of the overhanging portion 41. Further, even if a burr is generated in the connecting portion between the oil groove 50 and the outer peripheral surface of the neck 40 by forming the oil groove 50, the burr is in contact with the top of the inner diameter crest of the female screw. It can be easily avoided.
  • the outer diameter of the neck portion is made smaller than the diameter of the valley of the male thread of the screw portion.
  • the outer diameter of the overhanging portion 41 of the neck portion 40 is set to be equal to or larger than the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed.
  • the overhang portion 41 is formed on the male screw formed on the screw portion 30. It is formed so as to protrude outward in the radial direction from the diameter of the valley.
  • the grinding wheel is moved toward the tip of the tool body 10 while moving the grinding wheel (not shown) relative to the tool body 10 along the axis O direction of the tool body 10.
  • the grinding wheel is separated from the tool body 10 after abutment and grinding of the male thread of the screw portion 30, the grinding wheel is moved from the continuous portion of the screw portion 30 and the neck portion 40 to the neck portion 30 side (FIG. 3A).
  • the grinding stone does not come into contact with the neck in the conventional raised tap, but the grinding stone comes into contact with the neck 40 in the raised tap 100 of the present invention.
  • a trough-shaped residue mark 60 formed by grinding with a grinding wheel is generated on the outer peripheral surface of the neck portion 40 located in the vicinity of the connection portion with the screw portion 30.
  • the outer diameter of the overhang portion 41 is the residual mark 60. Therefore, the overhanging portion 41 where the residual mark 60 is generated cannot be brought into contact with the top of the inner diameter crest of the female screw, and the top of the inner diameter crest is plastically deformed into a flat surface. I can't.
  • the grinding wheel is brought into contact with the tip end side of the tool body 10 while moving the grinding wheel relative to the tool body 10 along the axial direction of the tool body 10.
  • the grinding wheel is separated from the tool body 10 until the grinding wheel moves one pitch from the end of the screw portion 30 in the direction of the axis O.
  • the rear end of the residual mark 60 generated in the neck 40 in the direction of the axis O from the rear of the neck 40 in the direction of the axis O. 2 pitches or more can be secured to the end.
  • the raised tap 100 is moved in the direction of the axis O to the position where the two pitches of the neck 40 are inserted into the inside of the pilot hole, so that the internal diameter of the screw is formed by the screw part 30 in the pilot hole.
  • the overhanging portion 41 can be brought into contact with the top of the inner diameter mountain located within the range of at least one pitch from the mouth portion of the pilot hole.
  • the axis O of the residual mark 60 generated in the neck part 40 is used.
  • the dimension from the terminal end in the direction to the rear end in the direction of the axis O of the neck 40 may be set to a dimension larger than one pitch.
  • the top of the first thread of the internal thread that first meshes with the internal diameter of the female thread becomes the indentation H at the top of the internal diameter of the internal thread of the female thread that first meshes with the first thread of the external thread.
  • the fall of the rigidity of the neck 40 due to the occurrence of the residual mark 60 is avoided by keeping the range in which the residual mark 60 is generated with respect to the neck part 40 within the range of the position separated by one pitch or less from the terminal end of the screw part 30. As a result, it is possible to suppress run-out of the build-up tap 100 during female thread build-up processing.
  • the dimension in the axial center O direction of the overhanging portion 41 extending along the axial direction from the terminal end of the threaded portion 30 toward the rear end of the neck 40 is a dimension that is at least larger than twice the pitch. Is preferably set.
  • the end of the residual mark 60 in the direction of the axis O is set by setting the range in which the residual mark 60 is generated with respect to the neck 40 to the position separated from the end of the screw part 30 by one pitch or more. 1 pitch or more from the neck 40 to the rear end of the neck 40 can be secured. Therefore, when the female thread is formed, the raised tap 100 is moved in the direction of the axis O to the position where two or more pitches of the neck 40 are inserted into the prepared hole. Of the inner diameter ridge, the overhanging portion 41 can be brought into contact with the top of the inner diameter ridge formed within a range of at least one pitch from the mouth portion of the pilot hole.
  • the top of the female thread that first meshes with the internal thread of the female thread will fit into the recess at the top of the internal thread of the female thread that first meshes with the first thread of the female thread.
  • the first thread of the male thread and the first inner diameter thread of the female thread can be normally meshed with each other, and the male thread can be screwed into the female thread as it is.
  • the thread can be normally screwed into the inner diameter of the female thread.
  • the dimension of the neck portion 40 in the direction of the axis O becomes too long. Can be prevented, so that it is possible to suppress run-out of the build-up tap 100 during female thread build-up processing.
  • the rising tap 100 allows the female tap to be raised by the rising tap 100 while allowing a mark to be formed in the vicinity of the connection portion between the neck portion 40 and the threaded portion 30 in the manufacturing process of the rising tap 100. Since it is formed in the vicinity of the mouth portion of the prepared hole formed in the workpiece W during processing, the top of the inner diameter crest of the screw can be plastically deformed into a flat surface.
  • FIG. 4 is a schematic view schematically showing the cross-sectional shape of the workpiece W in which the female thread is raised and formed by the raising tap 100.
  • FIG. 5 is a table showing the test results of the female thread build-up processing test.
  • the cross-sectional shape of the workpiece in Test 1 and the cross-sectional shape of the workpiece in Test 2 are substantially the same shape, the cross-sectional shape of the workpiece in Test 2 is not shown. Only the cross-sectional shape of the workpiece in Test 1 is shown.
  • the rising tap 100 (see FIG. 1) configured as described above is used to center the rising tap 100 inside a pilot hole (through hole) formed in the workpiece W with the following detailed specifications. It is inserted while moving in the O direction, and a female screw is formed on the surface layer of the pilot hole, and since it is formed, the shape of the screw is confirmed.
  • the internal diameter of the female thread with reference to the internal diameter crest formed on the mouth side (the inlet side where the raised tap 100 is inserted, the right side in FIG. 4), and the internal diameter crest formed on the deepest side of the pilot hole (the left side in FIG. 4) Measure the inner diameter of each female screw with reference to.
  • test 1 work material: ADC12 (plate thickness 12 mm), processing machine: vertical machining center, holder: tapper, cutting oil: water-insoluble cutting fluid, cutting speed: 10. 2 mm / min, pilot hole: ⁇ 4.62 (drill), ⁇ 4.62 to 4.64 (actual measurement), effective screw length: 12 mm (street), tapping stroke: 13 mm from the end side end surface of the workpiece,
  • work material S45C (plate thickness 10 mm)
  • processing machine vertical machining center, holder: tapper, cutting oil: water-insoluble cutting fluid, cutting speed: 7.9 mm / min, pilot hole: ⁇ 4.62 (Drill), ⁇ 4.62 to 4.64 (actual measurement), effective screw length: 10 mm (pass), tapping stroke: 15 mm from the end side end face of the workpiece.
  • the rising tap 100 used in Test 1 and Test 2 is set to M5 ⁇ 0.8.
  • the inner diameters of the female threads located on the most proximal side of the pilot holes are all ⁇ 4.28, and the top of the inner diameter crest was formed in the shape of a flat surface, whereas the inner diameter of the female screw located on the innermost side of the pilot hole was ⁇ 4.20 to 4.23, and a recess H was formed at the top of the inner diameter crest.
  • the inner diameter of the female screw located closest to the mouth of the pilot hole was 4.28, and, as in Test 1, the top of the inner diameter crest was formed into a flat surface.
  • the inner diameter of each female screw located at the innermost side of the hole was ⁇ 4.18, and as in Test 1, a recess H was formed at the top of the inner diameter crest.
  • the top of the inner diameter crest of the female screw located on the most opening side of the pilot hole was a flat surface, whereas the female screw located on the innermost side of the pilot hole.
  • a depression was formed at the top of the inner diameter crest of the screw. This is because the top of the inner diameter crest of the female screw located closest to the mouth of the pilot hole comes into contact with the protruding portion 41 formed on the neck 40 of the raised tap 100, so that the top of the inner diameter crest is plastic in a flat surface shape.
  • the protruding portion 41 is not brought into contact with the top of the inner diameter crest of the female screw located on the innermost side of the pilot hole, and the inner diameter crest of the female screw is raised by the screw portion 30. It is considered that the indentation H formed at the top of the inner diameter mountain remained.
  • the neck portion 40 includes an overhang portion 41 in which the dimension from the axis O to the outer peripheral surface in the direction of the axis O is set to be equal to or larger than the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed.
  • the projecting portion 41 was brought into contact with the top of the inner diameter crest of the female screw, so that the top of the inner diameter crest of the female screw could be plastically deformed into a flat surface.
  • the maximum outer dimension D of the overhanging portion 41 is 1 / (the difference between the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed and the minimum allowable dimension and the maximum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed).
  • the maximum outer diameter D of the overhanging portion 41 is determined by the relationship between the engagement rate with the screw, the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed, and the minimum allowable dimension of the inner diameter of the female screw to be formed. Also, it may be set to be less than the sum of 1/2 of the difference in the maximum allowable dimension or larger than the inner diameter of the maximum allowable dimension of the female screw to be formed.
  • the neck portion 40 includes the four overhang portions 41 .
  • the present invention is not necessarily limited to this, and the neck portion 40 only needs to include at least one overhang portion 41. . Since the proportion of the relief portion 42 in the neck portion 40 can be increased by reducing the overhanging portion 41, the tapping torque at the time of female thread raising processing can be suppressed. On the other hand, by increasing the number of the overhang portions 41, the number of times the overhang portion 41 is brought into contact with the top of the inner diameter crest of the female screw can be increased, so that the top of the inner diameter crest can be plastically deformed into a flat surface. it can.
  • projection part 41 is 2 of the dimension from the axial center O to an outer peripheral surface in the cross sectional view perpendicular
  • the cross-sectional shape perpendicular to the axial center O direction of the screw portion 30 and the cross-sectional shape perpendicular to the axial center O direction of the neck portion 40 are substantially similar, and the margin portion 31 of the screw portion 30 is.
  • the projecting portion 41 of the neck portion 40 have been described as being formed at the same phase, but is not necessarily limited to this, and the cross-sectional shape perpendicular to the axis O direction of the screw portion 30;
  • the cross-sectional shape perpendicular to the axis O direction of the neck portion 40 may not be similar, and the margin portion 31 of the screw portion 30 and the protruding portion 41 of the neck portion 40 are not formed at the same phase. Also good.
  • the number of margin portions 31 formed on the screw portion 30 and the number of overhang portions 41 formed on the neck portion 40 may not coincide with each other. Thereby, the freedom degree of design of the heap tap 100 can be raised.
  • the raised tap 100 includes the two oil grooves 50.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the raised tap may include one or three or more oil grooves 50.
  • the oil groove 50 may not be provided.
  • the shank 20 is formed in the small diameter part 21 formed in a smaller diameter than the overhang
  • the shank 220 is not necessarily limited to this. You may be comprised from the small diameter part 221 and the shank square part 24.
  • FIG. 6 is a side view of the rising tap 200 in the modification.
  • the shank 220 includes a small-diameter portion 221 formed with a smaller diameter than the overhanging portion 41 of the neck portion 40, and a shank square portion 24.
  • the entire shank 220 is formed to have a smaller diameter than the overhanging portion 41, so that the shank 220 reaches the position where the shank 220 has entered the inside of the pilot hole when the female tap is raised on the workpiece by the raising tap 200. Even when the raised tap 200 is processed, it is possible to prevent the outer peripheral surface of the shank 220 from coming into contact with the inner diameter crest of the screw because the projecting portion 41 plastically deforms the top of the thread into a flat surface. .

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Abstract

おねじをめねじに螺合させる際に、おねじのねじ山又はめねじの内径山がつぶれることを抑制するめねじを形成できる盛上げタップを提供する。盛上げタップ（１００）は、外径が形成すべきめねじの内径の最小許容寸法以上に設定される張出部（４１）を有する首部（４０）を備えているので、めねじの盛上げ加工時において、ねじ部（３０）によって形成されためねじのねじ山の頂部に張出部（４１）を当接させることができる。これにより、めねじの内径山の頂部を平坦面状に塑性変形させることができるので、ねじ部（３０）によってめねじが形成された際に内径山の頂部に形成されるくぼみにおねじのねじ山の山頂が嵌り込むことを防止して、おねじのねじ山又はめねじの内径山がつぶれることを抑制できる。

Description

盛上げタップ
　本発明は、盛上げタップに関し、特に、おねじをめねじに螺合させる際に、おねじのねじ山又はめねじの内径山がつぶれることを抑制するめねじを形成できる盛上げタップに関するものである。
　従来より、工具本体の先端側におねじが螺刻されたねじ部を備え、被加工物に設けられた下穴の表層部にねじ部を食い込ませることにより、下穴の表層部を塑性変形させてめねじを形成する盛上げタップが知られている（特許文献１）。また、盛上げタップの中には、ねじ部とシャンクとの間に連設形成されると共に、ねじ部のおねじの谷の径よりも小径に設定された首部を備える盛上げタップがある（特許文献２）。
特開２００６－０６８８２２号公報（図１など） 特開２０１１－１５２６１４号公報（図１（ａ）など）
　ここで、図７を参照して、従来の盛上げタップにより形成されためねじのねじ山（内径山）の形状について説明する。図７は、従来の盛上げタップによりめねじが盛上げ形成された被加工物Ｗの断面形状を模式的に表した模式図である。
　図７に示すように、一般に、盛上げタップにより加工する被加工物Ｗに設けられる下穴の下穴径は、めねじ内径が所定の寸法内に入るように設定される。また、盛上げタップは、下穴の表層部にねじ部を食い込ませることによって、形成すべきめねじの谷の形状を形成しつつ、そのめねじの谷の両側へ余肉を盛上げることによってめねじのねじ山が形成される。
　そのため、上述した従来の盛上げタップにより形成されためねじには、その形成されためねじの内径山の頂部にくぼみＨが形成される。よって、おねじが形成されたボルト等をめねじに螺入させる際に、おねじのねじ山の山頂がくぼみＨに嵌り込み、おねじのねじ山又はめねじの内径山がつぶれやすくなるという問題点があった。
　本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、おねじをめねじに螺合させる際に、おねじのねじ山又はめねじの内径山がつぶれることを抑制するめねじを形成できる盛上げタップを提供することを目的としている。
課題を解決するための手段および発明の効果
　この目的を達成するために、請求項１記載の盛上げタップによれば、首部は、外径が形成すべきめねじの内径の最小許容寸法以上に設定される張出部を備えているので、めねじの盛上げ加工時に首部を下穴の内部に挿入させ、下穴の表層部にねじ部を食い込ませることにより形成されためねじの内径山の頂部に対し、ねじ部の軸心方向における後端側に連設形成された首部の張出部を当接させることができる。これにより、くぼみが形成されためねじの内径山の頂部を平坦面状に塑性変形させることができるので、おねじが形成されたボルト等を螺合させる際に、ボルト等のおねじのねじ山の山頂がめねじの内径山の頂部に形成されたくぼみに嵌り込むことによっておねじのねじ山又はめねじの内径山がつぶれることを抑制できるという効果がある。また、その結果、おねじ又はめねじが形成された部品の歩留まりを向上させることができるので、部品コストの抑制を図ることができるという効果がある。
　また、首部には、張出部よりも外径が小さく設定される逃げ部が、張出部に対して周方向に隣接して形成されるので、張出部によるめねじの内径山の頂部の塑性変形をさせやすくすることができるという効果がある。
　請求項２記載の盛上げタップによれば、請求項１記載の盛上げタップの奏する効果に加え、張出部の外径の最大寸法が、形成すべきめねじの内径の最小許容寸法とその形成すべきめねじの内径の最小許容寸法および最大許容寸法の差の１／２との和以上、かつ、形成すべきめねじの内径の最大許容寸法以下、に設定されるので、めねじを形成する下穴の下穴径が大きく設定されたことで下穴に形成されためねじの内径山の高さが低くなり、めねじの内径が大きくなった場合であっても、張出部をめねじの内径山の頂部に当接させやすくすることができる。よって、被加工物に形成する下穴の下穴径の寸法管理を緩和させることができるので、下穴径を設定する際の作業性を向上させることができ、被加工物にめねじを形成する際の作業性を向上させることができるという効果がある。
　請求項３記載の盛上げタップによれば、請求項１又は２に記載の盛上げタップの奏する効果に加え、張出部は、ねじ部の終端から首部の後端に向けて軸心方向に沿って延設されると共に、軸心方向における寸法が少なくともピッチの２倍よりも大きくなる寸法に設定されるので、めねじの盛上げ加工時において、首部の２ピッチ以上が下穴の内部に挿入される位置まで盛上げタップを移動させることで、下穴の口元部分近傍に形成されるめねじの内径山をより平坦に塑性変形させることができる。よって、ねじが形成されたボルト等を螺合させる際に、ボルト等のおねじのねじ山の山頂がめねじの内径山の頂部に形成されたくぼみに嵌り込むことをより確実に防止できるという効果がある。
　請求項４記載の盛上げタップによれば、請求項１から３のいずれか記載の盛上げタップの奏する効果に加え、首部は、ねじ部のおねじを研削する研削砥石に研削されることで発生する残痕がねじ部の軸心方向における終端から１ピッチ分離間した位置の範囲内に形成されるので、めねじの盛上げ加工時における盛上げタップの振れを抑制できるという効果がある。
　即ち、ねじ部とシャンクとの間に首部が設けられた従来の盛上げタップでは、首部の外径がねじ部のおねじの谷の径よりも小さくされていたのに対し、本発明における盛上げタップでは、首部の外径が形成すべきめねじの内径の最小許容寸法以上に設定される張出部を備えている。また、一般に、ねじ部に形成されるおねじの谷の径は、形成すべきめねじの内径の最小許容寸法よりも小径に設定されるので、張出部はねじ部に形成されるおねじの谷の径よりも径方向外側へ張り出して形成される。
　従って、盛上げタップの製造過程において、工具本体に対して研削砥石を工具本体の軸心方向に沿って相対移動させつつ、研削砥石を工具本体の先端側に当接させて、ねじ部のおねじを研削した後に研削砥石を工具本体から離間させる際、研削砥石をねじ部の終端から首部側へ移動させた場合、従来の盛上げタップでは研削砥石が首部に当接することはなかったが、本発明の盛上げタップでは研削砥石が首部に当接する。その結果、ねじ部との連設部分近傍に位置する首部の外周面には、研削砥石に研削されることによって形成された谷形状の残痕が発生する。この残痕が張出部に発生した盛上げタップを用いてめねじを形成した場合、張出部の外径が残痕の発生によって小さくなるので、残痕が発生した張出部をめねじの内径山の頂部に当接させることができず、内径山の頂部を平坦面状に塑性変形させることができない。
　これに対し、請求項４記載の盛上げタップでは、首部に対する残痕の発生をねじ部の軸心方向における終端から１ピッチ分離間した位置の範囲内に収めることで、残痕による首部の剛性の低下を抑制でき、その結果、めねじの盛上げ加工時における盛上げタップの振れを抑制できる。
　また、張出部がねじ部の終端から首部の後端に向けて軸心方向に沿って延設されると共に、軸心方向における寸法が少なくともピッチの２倍よりも大きくなる寸法に設定される場合では、軸心方向における残痕の終端から首部の後端までの寸法を１ピッチ以上確保できる。この場合、めねじの盛上げ加工時に、首部の２ピッチ以上が下穴に挿入される位置まで盛上げタップを軸心方向へ移動させることによって、ねじ部によって下穴に形成されためねじの内径山のうち、下穴の口元部分から少なくとも１ピッチの範囲内に形成された内径山の頂部に対して、張出部を当接させることができるという効果がある。その結果、めねじの内径山に対して最初に噛み合わせるおねじのねじ山の山頂が、そのおねじの最初のねじ山と最初に噛み合わせるめねじの内径山の頂部のくぼみに嵌り込むことを回避しやすくして、おねじの最初のねじ山およびめねじの最初の内径山どうしを正常に噛み合わせることができ、そのままおねじをめねじに螺入させることによって、全てのおねじのねじ山をめねじの内径山に正常に螺合させることができるという効果がある。
　請求項５記載の盛上げタップによれば、請求項１から４のいずれかに記載の盛上げタップの奏する効果に加え、首部の軸心方向における寸法がねじ部の軸心方向における寸法よりも小さく設定されるので、首部の軸心方向における寸法が長くなりすぎることによって盛上げタップの剛性が低下することを回避できる。よって、めねじの盛上げ加工時における盛上げタップの振れを抑制できるという効果がある。
　請求項６記載の盛上げタップによれば、請求項１から５のいずれかに記載の盛上げタップの奏する効果に加え、工具本体の軸心方向に沿って凹設される油溝が、ねじ部と首部の逃げ部とに形成されるので、張出部に油溝が凹設されることによって張出部の外径が小さくなることを回避できるという効果がある。さらに、油溝を凹設することによって、油溝と首部の外周面との連設部分にバリが発生した場合であっても、そのバリがめねじの内径山の頂部に当接することを回避しやすくすることができるという効果がある。
本発明の一実施の形態における盛上げタップの側面図である。 （ａ）は、図１のＩＩａ－ＩＩａ線における盛上げタップの断面図であり、（ｂ）は、図１のＩＩｂ－ＩＩｂ線における盛上げタップの断面図である。 （ａ）は、図１のＩＩＩａ方向視における盛上げタップの部分拡大図であり、（ｂ）は、盛上げタップによって被加工物にめねじが盛上げ形成される過程を模式的に表した模式図である。 盛上げタップによりめねじが盛上げ形成された被加工物の断面形状を模式的に表した模式図である。 めねじの盛上げ加工試験の試験結果を表した表である。 変形例における盛上げタップの側面図である。 従来の盛上げタップによりめねじが盛上げ形成された被加工物の断面形状を模式的に表した模式図である。
１００　　　　　　　　　　　盛上げタップ
１０　　　　　　　　　　　　工具本体
２０　　　　　　　　　　　　シャンク
３０　　　　　　　　　　　　ねじ部
４０　　　　　　　　　　　　首部
４１　　　　　　　　　　　　張出部
４２　　　　　　　　　　　　逃げ部
５０　　　　　　　　　　　　油溝
６０　　　　　　　　　　　　残痕
Ｏ　　　　　　　　　　　　　軸心
Ｐ　　　　　　　　　　　　　ピッチ
Ｄ　　　　　　　　　　　　　張出部の外径の最大寸法
Ｗ　　　　　　　　　　　　　被加工物
　以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１から図３を参照して、本発明の一実施の形態における盛上げタップ１００の構成について説明する。図１は、本発明の一実施の形態における盛上げタップ１００の側面図である。図２（ａ）は、図１のＩＩａ－ＩＩａ線における盛上げタップ１００の断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＩＩｂ－ＩＩｂ線における盛上げタップ１００の断面図である。図３（ａ）は、図１のＩＩＩａ方向視における盛上げタップ１００の部分拡大図であり、図３（ｂ）は、盛上げタップ１００によって被加工物Ｗにめねじが形成される過程を模式的に表した模式図である。なお、図２（ｂ）では、ねじ部３０のねじ山の谷底に沿って切断した断面図が図示されており、図３（ｂ）では、図面を簡略化して説明を分かりやすくするため、被加工物のみを断面視している。
　図１に示すように、盛上げタップ１００は、マシニングセンタ等の加工機械から伝達される回転力とねじのリードに合った送りとによって、被加工物Ｗ（図３（ｂ）参照）に形成された下穴にめねじを盛上げ形成するための工具であり、軸心Ｏ回りに回転される工具本体１０と、その工具本体１０の軸心Ｏ方向後端側（図１右側）に形成されるシャンク２０と、工具本体１０の軸心Ｏ方向先端側（図１左方向）に形成されるねじ部３０と、工具本体１０の軸心Ｏ方向におけるシャンク２０及びねじ部３０の間に連設形成される首部４０と、ねじ部３０の軸心Ｏ方向先端側から首部４０に亘って凹設される２つの油溝５０とを備えて構成されている。
　工具本体１０は、円柱状に形成される部材であり、高速度工具鋼から構成されている。なお、工具本体１０は、高速度工具鋼に限らず、超硬合金等から構成されてもよい。
　シャンク２０は、ホルダ（図示せず）を介して盛上げタップ１００を加工機械に取り付ける際にホルダによって保持されると共に軸心Ｏを有する円柱状に形成される部位であり、後述する首部４０の張出部４１よりも小径に形成される円柱状の小径部２１と、その小径部２１よりも軸心Ｏ方向後端側に連設されると共に軸心Ｏ方向後端側へ向かうにつれて拡径するテーパ状のテーパ部２２と、そのテーパ部２２よりも軸心Ｏ方向後端側に連設されると共に張出部４１よりも大径に形成される円柱状の大径部２３と、その大径部２３よりも軸心Ｏ方向後端側に形成される断面視略四角形状のシャンク四角部２４とを備えている。
　図２（ａ）に示すように、ねじ部３０は、下穴の表層部に食い込ませることにより被加工物Ｗにめねじを形成するための部位であり、複数のねじ山が所定のピッチＰで螺刻されている。また、ねじ部３０のねじ山には、径方向外側へ向けて突出した４つのマージン部３１が周方向等間隔に設けられている。なお、ねじ部３０のおねじの谷の径は、形成すべきめねじの内径の最小許容寸法よりも小径に設定され、これにより、めねじの盛上げ加工時において、ねじ部３０のおねじの谷底が、下穴に形成されるめねじと当接することを回避している。
　図２（ｂ）に示すように、首部４０は、ねじ部３０によって形成されためねじの口元部分近傍の内径山の頂部を平坦面状に塑性変形させるための部位であり、軸心Ｏ方向における寸法が３ピッチに設定されている。また、首部４０は、外径が形成すべきめねじの内径の最小許容寸法以上に設定される４つの張出部４１と、その張出部４１に対して周方向に交互に隣接して形成されると共に外径が張出部４１よりも小さく設定される４つの逃げ部４２とを備えている。なお、本実施の形態では、ねじ部３０の軸心Ｏ方向に垂直な断面形状と、首部４０の軸心Ｏ方向に垂直な断面形状とが略相似形状になっており、ねじ部３０のマージン部３１と首部４０の張出部４１とが同位相となる位置に形成されている。
　張出部４１は、ねじ部３０によって形成されためねじの内径山の頂部に当接される部位であり、ねじ部３０の終端から首部４０の終端に向けて軸心Ｏ方向に沿って延設されている。逃げ部４２は、ねじ部３０によって形成されためねじの内径山の頂部に当接されることを回避するための部位であり、首部４０の軸心Ｏ方向の先端から後端に亘って延設されている。また、逃げ部４２の外径は、その逃げ部４２の外径の最小寸法ｄと張出部４１の外径の最大寸法Ｄとの差の最大値がねじ部のおねじのピッチＰの約０．１倍（０．１ピッチ）程度に設定されている。
　油溝５０は、めねじの盛上げ加工時において潤滑効果を高めるためにタッピングオイルを盛上げ面に供給するための部位であり、各油溝５０がねじ部３０及び首部４０の互いに対向して位置する２つの逃げ部４２の外周面に対し、ねじ部３０の軸心Ｏ方向先端から首部４０の逃げ部４２に亘って軸心Ｏ方向に沿って形成されている。
　次に、盛上げタップ１００による被加工物Ｗへのめねじの盛上げ方法について説明する。被加工物Ｗに形成された下穴にめねじを形成する際は、盛上げタップ１００の先端から、首部４０の少なくとも一部が下穴の内部に挿入される位置まで盛上げタップ１００を軸心Ｏ方向へ移動させる。なお、本実施の形態では、少なくとも首部４０の２ピッチ分が下穴の内部に挿入される位置まで盛上げタップ１００を軸心Ｏ方向へ移動させる。これにより、下穴の表層部にめねじが盛上げ形成される。
　ここで、下穴に形成すべきめねじの内径は、原則として、ねじの種類や呼び等によってＪＩＳＢ０２０９－２等で規格された最小許容寸法から最大許容寸法の範囲内となるように設定される。一方、盛上げタップ１００の首部４０は、外径が、形成すべきめねじの内径の最小許容寸法以上に設定された張出部４１を備えている。従って、めねじの盛上げ加工時において、ねじ部３０によってめねじが形成された下穴の内部に首部４０の少なくとも２ピッチ分が挿入されることにより、下穴の口元（盛上げタップ１００が挿入される入口となる開口）部分近傍に形成されためねじの内径山の頂部に張出部４１を当接させることができる。
　よって、めねじの内径山に対して最初に噛み合わせるおねじの最初のねじ山の山頂が、そのおねじの最初のねじ山と最初に噛み合わせるめねじの内径山の頂部のくぼみに嵌り込むことを回避しやすくして、おねじのねじ山およびめねじの内径山どうしを正常に噛み合わせることができ、そのままおねじをめねじに螺入させることによって、全てのおねじのねじ山をめねじの内径山に正常に螺合させることができる。
　このように、ねじ部３０を被加工物Ｗに形成された下穴の表層部に食い込ませ、余肉を盛り上げることで形成されためねじの内径山の頂部に対し、張出部４１を当接させることによって、くぼみＨが形成されためねじの内径山の頂部を平坦面状に塑性変形させることができる。よって、おねじが形成されたボルト等を螺合させる際に、ボルト等のおねじのねじ山の山頂がめねじの内径山の頂部に形成されたくぼみに嵌り込むことによっておねじのねじ山又はめねじの内径山がつぶれることを抑制できる。また、その結果、おねじ又はめねじが形成された部品の歩留まりを向上させることができるので、部品コストの抑制を図ることができる。
　また、めねじの内径山の頂部に張出部４１を当接させて内径山の頂部を平坦面状に塑性変形させる際に、その内径山の両側に形成された谷側に向けて張り出すバリが発生する場合がある。しかしながら、めねじの盛上げ加工終了後に盛上げタップ１００を下穴から抜く際にねじ部３０のねじ山のフランク面にバリが当接するので、バリを除去することができる。
　なお、張出部４１の外径の最大寸法Ｄは、形成すべきめねじの内径の最小許容寸法とその形成すべきめねじの内径の最小許容寸法および最大許容寸法の差の１／２との和以上、かつ、形成すべきめねじの内径の最大許容寸法以下、に設定されるのが好ましい。
　即ち、張出部４１は、その外径が形成すべきめねじの内径の最小許容寸法以上に設定されるので、少なくとも内径が最小許容寸法以上に設定されためねじの内径山の頂部に対して、張出部４１を当接させることができる。しかしながら、盛上げタップ１００でめねじを盛上げ形成する場合、切削タップでめねじを形成する場合と比べて、下穴径の加工公差が小さく、被加工物Ｗの材質によっても盛り上がるめねじの内径山の高さが異なるため、下穴径の寸法精度を厳格に管理する場合には、下穴径を設定する作業が繁雑になる。
　よって、張出部４１の外径の最大寸法Ｄの最小値を、その形成すべきめねじの内径の最小許容寸法とその形成すべきめねじの内径の最小許容寸法および最大許容寸法の差の１／２との和以上に設定することによって、被加工物Ｗに形成した下穴の下穴径が大きく設定されたことで下穴に形成されためねじの内径山の高さが低くなり、めねじの内径が大きくなった場合であっても、張出部４１をめねじの内径山の頂部に当接させやすくすることができる。よって、被加工物Ｗに形成する下穴の下穴径の寸法管理を緩和させることができるので、下穴径を設定する際の作業性を向上させることができ、被加工物Ｗにめねじを形成する際の作業性を向上させることができる。
　さらに、張出部４１の外径の最大寸法Ｄの最大値が形成すべきめねじの内径の最大許容寸法以下に設定されるので、張出部４１によって頂部が平坦面状に形成されることによりめねじの内径が最大許容寸法を上回ることを回避できる。よって、めねじの内径山の頂部が平坦面状に塑性変形されためねじの内径山に対しても、ボルト等のおねじを強固に噛み合わせることができる。
　また、首部４０には、逃げ部４２が張出部４１に対して周方向に交互に隣接して形成されているので、張出部によるめねじの内径山の頂部を塑性変形させやすくすることができる。
　なお、逃げ部４２の外径の最小寸法ｄと張出部４１の外径の最大寸法Ｄとの差の最大値は、形成すべきめねじの内径の許容差の１／２以上あれば良い。また、張出部４１及び逃げ部４２の形状は、本実施の形態に限られるものではなく、必要に応じて形状を変えてもよい。
　さらに、油溝５０は、工具本体１０の軸心Ｏ方向に沿って、ねじ部３０と首部４０の逃げ部４２とに凹設されるので、張出部４１に油溝５０が凹設されることによって張出部４１の外径が小さくなることを回避できる。さらに、油溝５０を凹設することによって油溝５０と首部４０の外周面との連設部分にバリが発生した場合であっても、そのバリがめねじの内径山の頂部に当接することを回避しやすくすることができる。
　ここで、ねじ部とシャンクとの間に首部が設けられた従来の盛上げタップでは、首部の外径がねじ部のおねじの谷の径よりも小さくされていたのに対し、本発明における盛上げタップ１００では、首部４０の張出部４１の外径が形成すべきめねじの内径の最小許容寸法以上に設定されている。また、ねじ部３０に形成されるおねじの谷の径は、形成すべきめねじの内径の最小許容寸法よりも小径に設定されるので、張出部４１はねじ部３０に形成されるおねじの谷の径よりも径方向外側へ張り出して形成される。
　従って、盛上げタップ１００の製造過程において、工具本体１０に対して研削砥石（図示せず）を工具本体１０の軸心Ｏ方向に沿って相対移動させつつ、研削砥石を工具本体１０の先端側に当接させて、ねじ部３０のおねじを研削した後に研削砥石を工具本体１０から離間させる際、研削砥石をねじ部３０と首部４０との連設部分から首部３０側（図３（ａ）右側）へ移動させた場合、従来の盛上げタップでは首部に研削砥石が当接することはなかったが、本発明の盛上げタップ１００では首部４０に研削砥石が当接する。その結果、ねじ部３０との連設部分近傍に位置する首部４０の外周面には、研削砥石に研削されることによって形成された谷形状の残痕６０が発生する。
　図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、張出部４１に残痕６０が発生した盛上げタップを用いてめねじを形成した場合、張出部４１の外径が残痕６０の発生によって小さくなるので、残痕６０が発生した部分の張出部４１は、めねじの内径山の頂部に当接させることができず、内径山の頂部を平坦面状に塑性変形させることができない。
　よって、盛上げタップ１００の製造過程において、工具本体１０に対して研削砥石を工具本体１０の軸心方向に沿って相対移動させつつ、研削砥石を工具本体１０の先端側に当接させて、ねじ部３０のおねじを研削した後、研削砥石がねじ部３０の終端から軸心Ｏ方向へ１ピッチ移動するまでに研削砥石を工具本体１０から離間させる。これにより、首部４０に対して残痕６０が発生する範囲を、ねじ部３０の終端から１ピッチ分離間した位置までの範囲内に収めることができる。
　本実施の形態では、首部４０の軸心Ｏ方向における寸法が３ピッチに設定されているので、首部４０に発生した残痕６０の軸心Ｏ方向における終端から首部４０の軸心Ｏ方向における後端までの寸法を２ピッチ以上確保できる。また、本実施の形態では、首部４０の２ピッチが下穴の内部に挿入される位置まで盛上げタップ１００を軸心Ｏ方向へ移動させるので、ねじ部３０によって下穴に形成されためねじの内径山のうち、下穴の口元部分から少なくとも１ピッチの範囲内に位置する内径山の頂部に対して、張出部４１を当接させることができる。
　なお、首部４０に対して残痕６０が発生する範囲をねじ部３０の終端から１ピッチ分以上離間した位置までの範囲内とする場合には、首部４０に発生した残痕６０の軸心Ｏ方向における終端から首部４０の軸心Ｏ方向における後端までの寸法が、１ピッチよりも大きくなる寸法に設定されていればよい。これにより、ねじ部３０によって下穴に形成されためねじの内径山のうち、下穴の口元部分から少なくとも１ピッチの範囲内に位置する内径山の頂部に対して、張出部４１を当接させることができる。
　その結果、めねじの内径山に対して最初に噛み合わせるおねじの最初のねじ山の山頂が、そのおねじの最初のねじ山と最初に噛み合わせるめねじの内径山の頂部のくぼみＨに嵌り込むことを回避しやすくして、おねじのねじ山およびめねじの最初の内径山どうしを正常に噛み合わせることができ、そのままおねじをめねじに螺入させることによって、全てのおねじのねじ山をめねじの内径山に正常に螺合させることができる。
　さらに、首部４０に対して残痕６０が発生する範囲を、ねじ部３０の終端から１ピッチ以下離間した位置の範囲内に収めることで、残痕６０の発生による首部４０の剛性の低下を回避できるので、めねじの盛上げ加工時における盛上げタップ１００の振れを抑制できる。
　ここで、ねじ部３０の終端から首部４０の後端に向けて軸心方向に沿って延設される張出部４１の軸心Ｏ方向における寸法は、少なくともピッチの２倍よりも大きくなる寸法に設定されるのが好ましい。これにより、めねじの盛上げ加工時において、首部４０の２ピッチ以上が下穴の内部に挿入される位置まで盛上げタップ１００を移動させることで、下穴の口元部分近傍に形成されるめねじの内径山をより平坦に塑性変形させることができる。よって、ねじが形成されたボルト等を螺合させる際に、ボルト等のおねじのねじ山の山頂がめねじの内径山の頂部に形成されたくぼみに嵌り込むことをより確実に防止できる。
　また、この場合、首部４０に対して残痕６０が発生する範囲をねじ部３０の終端から１ピッチ分以上離間した位置までの範囲内とすることで、軸心Ｏ方向における残痕６０の終端から首部４０の後端までの寸法を１ピッチ以上確保できる。よって、めねじの盛上げ加工時に、首部４０の２ピッチ以上が下穴に挿入される位置まで盛上げタップ１００を軸心Ｏ方向へ移動させることによって、ねじ部３０によって下穴に形成されためねじの内径山のうち、下穴の口元部分から少なくとも１ピッチの範囲内に形成された内径山の頂部に対して、張出部４１を当接させることができる。その結果、めねじの内径山に対して最初に噛み合わせるおねじのねじ山の山頂が、そのおねじの最初のねじ山と最初に噛み合わせるめねじの内径山の頂部のくぼみに嵌り込むことを回避しやすくして、おねじの最初のねじ山およびめねじの最初の内径山どうしを正常に噛み合わせることができ、そのままおねじをめねじに螺入させることによって、全てのおねじのねじ山をめねじの内径山に正常に螺合させることができる。
　一方、首部４０の軸心Ｏ方向における寸法をねじ部３０の軸心Ｏ方向における寸法よりも小さく設定することにより、首部４０の軸心Ｏ方向における寸法が長くなりすぎることによって盛上げタップ１００の剛性が低下することを回避できるので、めねじの盛上げ加工時における盛上げタップ１００の振れを抑制できる。
　このように、盛上げタップ１００は、その盛上げタップ１００の製造過程において首部４０のねじ部３０との連設部分近傍に残痕が形成されることを許容しつつ、盛上げタップ１００によるめねじの盛上げ加工時において被加工物Ｗに形成された下穴の口元部分近傍に形成されためねじの内径山の頂部を平坦面状に塑性変形させることができる。
　次に、図４及び図５を参照して、盛上げタップ１００による被加工物へのめねじの盛上げ加工試験の試験結果について説明する。図４は、盛上げタップ１００によりめねじが盛上げ形成された被加工物Ｗの断面形状を模式的に表した模式図である。図５は、めねじの盛上げ加工試験の試験結果を表した表である。なお、図４は、試験１における被加工物の断面形状と、試験２における被加工物の断面形状とがほぼ同一形状であったので、試験２における被加工物の断面形状の図示を省略し、試験１における被加工物の断面形状のみを図示している。
　この試験は、上述のように構成される盛上げタップ１００（図１参照）によって、下記の詳細諸元で被加工物Ｗに形成された下穴（通り穴）の内部に盛上げタップ１００を軸心Ｏ方向へ移動させつつ挿入させて下穴の表層部にめねじを盛上げ形成し、形成されためねじの形状を確認すると共に、下穴に形成されためねじの内径山のうち、最も下穴の口元側（盛上げタップ１００が挿入される入口側、図４右側）に形成された内径山を基準とするめねじの内径、および、最も下穴の奥側（図４左側）に形成された内径山を基準とするめねじの内径をそれぞれ測定する。
　なお、本試験の詳細諸元は、試験１では、被削材：ＡＤＣ１２（板厚１２ｍｍ）、加工機：立型マシニングセンタ、ホルダ：タッパー、切削油：不水溶性切削油剤、切削速度：１０．２ｍｍ／ｍｉｎ、下穴：φ４．６２（ドリル），φ４．６２～４．６４（実測）、有効ねじ長：１２ｍｍ（通り）、タップ加工ストローク：被加工物の口元側端面より１３ｍｍであり、試験２では、被削材：Ｓ４５Ｃ（板厚１０ｍｍ）、加工機：立型マシニングセンタ、ホルダ：タッパー、切削油：不水溶性切削油剤、切削速度：７．９ｍｍ／ｍｉｎ、下穴：φ４．６２（ドリル），φ４．６２～４．６４（実測）、有効ねじ長：１０ｍｍ（通り）、タップ加工ストローク：被加工物の口元側端面より１５ｍｍである。また、試験１及び試験２で使用した盛上げタップ１００は、Ｍ５×０．８に設定されている。
　図４及び図５に示すように、めねじ盛上げ加工試験の試験結果によれば、試験１では、下穴の最も口元側に位置するめねじの内径がすべてφ４．２８であり、内径山の頂部が平坦面状に形成されていたのに対し、下穴の最も奥側に位置するめねじの内径はφ４．２０～４．２３であり、内径山の頂部にはくぼみＨが形成されていた。
　また、試験２では、下穴の最も口元側に位置するめねじの内径がいずれもφ４．２８であり、試験１と同様、内径山の頂部が平坦面状に形成されていたのに対し、下穴の最も奥側に位置するめねじの内径がいずれもφ４．１８であり、試験１と同様、内径山の頂部にはくぼみＨが形成されていた。
　このように、試験１及び試験２のいずれにおいても、下穴の最も口元側に位置するめねじの内径山の頂部は平坦面状になっていたのに対し、下穴の最も奥側に位置するめねじの内径山の頂部にはくぼみが形成されていた。これは、下穴の最も口元側に位置するめねじの内径山の頂部が、盛上げタップ１００の首部４０に形成された張出部４１と当接したことによって内径山の頂部が平坦面状に塑性変形されたのに対し、下穴の最も奥側に位置するめねじの内径山の頂部には、張出部４１が当接されず、ねじ部３０によってめねじの内径山が盛上げられた際に内径山の頂部に形成されたくぼみＨが残存したものと考えられる。
　即ち、首部４０が、軸心Ｏ方向における軸心Ｏから外周面までの寸法が形成すべきめねじの内径の最小許容寸法以上に設定される張出部４１を備え、盛上げタップ１００によるめねじの盛上げ加工時において、張出部４１をめねじの内径山の頂部に当接させることによって、めねじの内径山の頂部を平坦面状に塑性変形させることができた。
　以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
　例えば、上記実施の形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
　上記実施の形態では、張出部４１の外径の最大寸法Ｄは、形成すべきめねじの内径の最小許容寸法とその形成すべきめねじの内径の最小許容寸法および最大許容寸法の差の１／２との和以上、かつ、形成すべきめねじの最大許容寸法以下、に設定される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、被加工物Ｗの材質やめねじに螺合させるおねじとのひっかかり率等の関係により、必要に応じて張出部４１の外径の最大寸法Ｄを、その形成すべきめねじの内径の最小許容寸法とその形成すべきめねじの内径の最小許容寸法および最大許容寸法の差の１／２との和未満、又は、形成すべきめねじの最大許容寸法の内径よりも大きく設定してもよい。
　上記実施の形態では、首部４０が４つの張出部４１を備える場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、首部４０は少なくとも１箇所以上の張出部４１を備えていればよい。張出部４１を少なくすることで、その分、首部４０において逃げ部４２が占める割合を多くすることができるので、めねじの盛上げ加工時におけるタッピングトルクを抑制できる。一方、張出部４１を多くすることで、めねじの内径山の頂部に対して張出部４１を当接させる回数を多くできるので、内径山の頂部により平坦面状に塑性変形させることができる。なお、首部４０が１箇所の張出部４１を備える場合、「張出部４１の外径」とは、「軸心Ｏ方向に垂直な断面視における軸心Ｏから外周面までの寸法の２倍」を指すものとする。また、首部４０に形成される張出部４１の数が奇数である場合における「張出部４１の外径」についても同様とする。
　上記実施の形態では、ねじ部３０の軸心Ｏ方向に垂直な断面形状と、首部４０の軸心Ｏ方向に垂直な断面形状とが略相似形状になっており、ねじ部３０のマージン部３１と首部４０の張出部４１とが同位相となる位置に形成されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ねじ部３０の軸心Ｏ方向に垂直な断面形状と、首部４０の軸心Ｏ方向に垂直な断面形状とが相似形状でなくてもよく、ねじ部３０のマージン部３１と首部４０の張出部４１とが同位相となる位置に形成されてなくてもよい。また、ねじ部３０に形成されるマージン部３１の数と首部４０に形成される張出部４１の数とは、一致していなくてもよい。これにより、盛上げタップ１００の設計の自由度を高めることができる。
　上記実施の形態では、盛上げタップ１００が２つの油溝５０を備える場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、盛上げタップが１又は３つ以上の油溝５０を備えていてもよく、油溝５０を備えていなくてもよい。油溝５０の形成を省略することにより、首部４０の外周面と油溝５０との連設部分にバリが発生することを回避できるので、そのバリがめねじの内径山の頂部に当接することを防止できる。
　また、上記実施の形態では、シャンク２０が、首部４０の張出部４１よりも小径に形成される小径部２１と、その小径部２１に連設されるテーパ部２２と、そのテーパ部２２に連設されると共に張出部４１よりも大径に形成される大径部２３と、シャンク四角部２４とから構成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、シャンク２２０が小径部２２１と、シャンク四角部２４とから構成されてもよい。
　ここで、図６を参照して、変形例における盛上げタップ２００について説明する。図６は、変形例における盛上げタップ２００の側面図である。
　図６に示すように、シャンク２２０は、首部４０の張出部４１よりも小径に形成される小径部２２１と、シャンク四角部２４とを備えている。これにより、シャンク２２０の全体が張出部４１よりも小径に形成されるので、盛上げタップ２００による被加工物へのめねじの盛上げ加工時において、シャンク２２０が下穴の内部に入り込んだ位置まで盛上げタップ２００を加工させた場合であっても、張出部４１によってねじ山の頂部が平坦面状に塑性変形させられためねじの内径山に、シャンク２２０の外周面が当接することを回避できる。
 

Claims (6)

  1. 　軸心回りに回転される工具本体と、その工具本体の軸心方向先端側に形成され被加工物に形成された下穴にめねじを形成するためのおねじが所定のピッチで螺刻されたねじ部と、前記工具本体の軸心方向後端側に形成されホルダに保持されるシャンクと、前記工具本体の軸心方向における前記ねじ部および前記シャンクの間に連設形成される首部とを備える盛上げタップにおいて、
    　前記首部は、外径が形成すべきめねじの内径の最小許容寸法以上に設定される少なくとも１箇所以上の張出部と、その張出部に対して周方向に隣接し少なくとも前記張出部よりも外径が小さく設定される逃げ部とを備えることを特徴とする盛上げタップ。
  2. 　前記張出部は、その外径の最大寸法が、形成すべきめねじの内径の最小許容寸法とその形成すべきめねじの内径の最小許容寸法および最大許容寸法の差の１／２との和以上、かつ、形成すべきめねじの最大許容寸法以下、に設定されることを特徴とする請求項１記載の盛上げタップ。
  3. 　前記張出部は、前記ねじ部の終端から前記首部の後端に向けて軸心方向に沿って延設されると共に、軸心方向における寸法が少なくとも前記ピッチの２倍よりも大きくなる寸法に設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の盛上げタップ。
  4. 　前記首部は、前記ねじ部のおねじを研削する研削砥石に研削されることで発生する残痕が前記ねじ部の軸心方向における終端から前記１ピッチ分離間した位置の範囲内に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の盛上げタップ。
  5. 　前記首部は、軸心方向における寸法が前記ねじ部の軸心方向における寸法よりも小さく設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の盛上げタップ。
  6. 　前記工具本体の軸心方向に沿って前記ねじ部と前記首部の逃げ部との外周面に凹設される油溝を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の盛上げタップ。
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