JP2555470B2 - ねじれ溝タップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は雌ねじを切削加工するねじれ溝タップの改良
に係わり、特に、切削加工された雌ねじのねじ山におけ
る山痩せを防止する技術に関するものである。

従来の技術 ねじ切削用タップの一種に、テーパ状の食付き部の先
端から完全山部に向かうにしたがって頂部が削られた不
完全な形状から完全な形状となるねじ山が、螺旋状に形
成されたねじれ溝により周方向において分断され、その
分断されたねじ山の一端部、すなわち分断により形成さ
れた一方の端面とねじフランク面との稜線上に上記ねじ
れ溝に沿う螺旋状の切れ刃が構成されているねじれ溝タ
ップがある。

かかるねじれ溝タップは、切削された切屑がねじれ溝
を通ってタップの進み方向に対する後方側あるいは前方
側へ排出されるようになっているが、中心軸に対して傾
斜した切れ刃にて切削を行うことにより生じる切削抵抗
の軸方向分力などに基づいて、ねじれ溝タップに前向き
或いは後ろ向きのスラスト力が作用し、ねじれ溝タップ
の実際のリードがねじのピッチに等しい正しいリードよ
りも進み過ぎたり遅れたりすることがある。このため、
既に部分的に切削された雌ねじのねじ山に切れ刃が食い
込んで正規の切削量よりも余分に切削し、形成された雌
ねじに山痩せを生じることがあり、雌ねじ精度を低下さ
せる要因の一つとなっている。

このような雌ねじの山痩せを防止する目的で本出願人
が先に出願したねじれ溝タップで、実公昭62−37615号
公報に開示されたものにおいては、ねじ山の両側のフラ
ンクに沿った切れ刃のうち、横すくい角が正となる側、
すなわち上記スラスト力によって雌ねじに押圧される側
の切れ刃に面取りを施し、或いはその切れ刃に続くフラ
ンクに負の二番取りを施すことにより、上記雌ねじに対
する食込みを制限してねじれ溝タップの進み過ぎや遅れ
を無くし、形成された雌ねじの山痩せを防止するように
なっている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来のねじれ溝タップにおいて
は、上記面取り或いは負の二番取りが施されることによ
り、ねじ山の一方のフランクに沿った切れ刃における切
れ刃本来の切削能が犠牲にされており、特に、主として
切削を行う食付き部の切れ刃については切削抵抗が大き
くて切れ味が悪くなるとともに切削面が粗れ易くなるこ
とから、必然的にタップ寿命の低下を伴うとともに形成
された雌ねじの加工精度に悪影響を及ぼすという不都合
があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その目的とするところは、切れ刃本来の切削性を損
なうことなく正確なリードにてねじ切削加工することが
可能なねじれ溝タップを提供することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するための本発明の要旨とするとこ
ろは、食付き部の先端から完全山部に向かうにしたがっ
て不完全な形状から完全な形状となるねじ山がねじれ溝
により周方向において分断され、その分断されたねじ山
の一端部に上記ねじれ溝に沿って切れ刃が構成されてい
るねじれ溝タップにおいて、前記食付き部におけるねじ
山の両側のフランクに沿った切れ刃のうち、横すくい角
が正となる側の切れ刃については、切削に関与するねじ
山の先端側部分よりも内周側に位置する基端側部分に面
取りを施し、若しくはその横すくい角が正となる側の切
れ刃のうちの切削に関与するねじ山の先端側部分よりも
内周側に位置する基端側部分に続くフランクに負の二番
取りを施したことにある。

作用および発明の効果 上記のねじれ溝タップでは、主として切削を行う食付
き部における横すくい角が正となる側の切れ刃について
は、切削に関与するねじ山の先端側部分は必要な切削能
を得るための通常の切れ刃と略同様の形状とされる一
方、それよりも内周側、即ちその先端側部分を除いた切
削に関与しない基端側部分において面取りが施され、若
しくはその基端側部分の切れ刃に続くフランクに負の二
番取りが施されている。このため、雌ねじ切削加工の際
には、上記先端側部分においては良好な切れ味が維持さ
れて切削抵抗の少ない精度の高い切削が行われる一方、
基端側部分においては上記面取り或いは負の二番取りに
よって雌ねじに対する食込みが制限され、正確なリード
でねじれ溝タップが進む自己案内作用が充分に得られて
雌ねじの山痩せが確実に防止される。したがって、従来
の山痩せを防止するねじれ溝タップのように切れ刃本来
の切削能を犠牲にしてタップの寿命を低下させたり雌ね
じの加工精度に悪影響を及ぼしたりすることなく、正確
なリードにて切れ味の良い高精度なねじ切削加工を行う
ことが可能になるのである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は、本発明の一実施例であるねじれ溝タップ10
を示す正面図であり、このねじれ溝タップ10は、ねじ切
削加工を行う先端側の雄ねじ部12と図示しないタップホ
ルダ等の工具に保持される側のシャンク部14とから成っ
ている。雄ねじ部12には、形成すべき雌ねじに対応する
ねじ山16が所定のねじピッチとなるように軸心まわりに
周回して設けられている。このねじれ溝タップ10は右ね
じの雌ねじを切削加工するためのものであり、雄ねじ部
12のねじ山16は右ねじに形成されている。この雄ねじ部
12は、ねじ山16の高さが略等しい外径一定の完全山部18
と、その完全山部18よりも先端側においてテーパ状に形
成されることにより先端から完全山部18に向かうにした
がってねじ山16の頂部が削られた不完全な形状から完全
な形状となる食付き部20とから構成されている。

また、雄ねじ部12には、ねじれ溝タップ10の軸心まわ
りにねじれ角αの螺旋状のねじれ溝22が３本設けられて
おり、上記ねじ山16はそのねじれ溝22によって周方向に
おいて等間隔な３つのランド部24,26,28に分断されてい
る。上記螺旋の巻き方向は右巻きであり、本実施例のね
じれ溝タップ10はいわゆる右ねじ右ねじれタイプのもの
である。そして、それらランド部24,26,28における右ね
じ回転方向前方側のそれぞれの端部、すなわち分断によ
り形成された回転方向前側の端面とねじ山16のフランク
面との稜線上には、そのねじれ溝22に沿った切れ刃30が
螺旋状に形成されている。この切れ刃30によって切削さ
れた切屑はねじれ溝22を通してシャンク14側、すなわち
ねじれ溝タップ10の後方側に排出されるようになってい
る。

食付き部20における上記ランド部24,26,28が被加工部
材に雌ねじを切削加工中の各切れ刃30における断面図を
第２図の上段、中段、下段においてねじれ溝タップ10の
切削進行順に示す。食付き部20の各切れ刃30の１刃１刃
はねじ山としては不完全であるが、切れ刃30のそれぞれ
が等しい切込み深さで分担して切削を行い、食付き部20
全体と完全山部18の最初の完全山18aによって完全な雌
ねじのねじ山を切削形成する。なお、第２図中において
網目を施した部分は各切れ刃30の切削分量を示してい
る。

切れ刃30のうちの１つのねじ山に対応する部分を拡大
して第３図に示す。切削は、主として切れ刃30の頂部、
すなわち食付き部20のテーパ面に沿った外周部分31で行
われるが、ねじれ溝タップ10の進み側フランク32と追い
側フランク34とに沿った切れ刃30であって上記外周部分
31の切込み深さに対応するそれぞれの先端側部分36,38
でも行われる。また、上記両フランク32,34と既に切削
形成された部分的な雌ねじのフランク40,42との摺動に
より、ねじ山16のピッチに等しいリードでねじれ溝タッ
プ10を前進・案内させる自己案内作用が生じるようにな
っている。

第３図の切れ刃30を含む１つの不完全山44の平面図、
すなわちねじれ溝タップ10の外周側より見た図を第４図
に示す。ここで、進み側フランク32の切れ刃30と追い側
フランク34の切れ刃30のそれぞれの横すくい角は、軸心
に平行な直線に対し、進み側フランク32側では正の値α
（ねじれ溝22のねじれ角αと同じ）に、また、追い側フ
ランク34側では負の値−αとなっている。したがって、
ねじれ溝タップ10においては、ねじれ溝22に対応した螺
旋状の切れ刃30の切削作用に関連して前進側へ向かうス
ラスト力が生じるため、進み側フランク32の切れ刃30
が、既に部分的に切削済みの雌ねじのフランク40へ食い
込み易い傾向がある。

上記切れ刃30の外周部分31の右ねじ回転方向後方側、
すなわちヒール46に向かう外周面には、接線方向に逃げ
角を与えて摩擦を少なくして発熱を抑え、切れ味をよく
して仕上げ面精度を向上させる目的で逃げ面48が設けら
れている。上記逃げ角は一般に３゜〜12゜である。な
お、第３図および第４図における56はねじ山16の谷底で
ある。

前記のように横すくい角が正となる進み側フランク32
の切れ刃30が雌ねじのフランク40に比較的食い込み易い
傾向にはあるが、本実施例のねじれ溝タップ10において
は、上記横すくい角が正となる進み側フランク32の切れ
刃30のうち、切削作用を為すねじ山16の先端側部分より
も内周側に位置して殆ど切削に関与しない基端側部分50
において面取り52が施されている。この面取り52は、第
３図および第４図にそれぞれ示すように、先端側部分36
との境界点から直線的に切れ刃30を落とした状態に施さ
れており、切削加工時における雌ねじのフランク40に対
する食込みを制限する機能を有している。すなわち、既
に部分的に形成された雌ねじのフランク40には、上記基
端側部分50がスラスト力により押圧されつつ摺動させら
れるが、面取り52が施されているため、雌ねじのフラン
ク40に対する基端側部分50の食込みが生じ難いのであ
る。

また、前記切れ刃30の先端側部分36,38を含む切込み
深さ範囲内における断面である第５図において、フラン
ク32およびフランク34に設けられる逃げの逃げ角θ
_１は、通常0.5゜以下とされているが、本実施例では１
゜〜２゜までの大きな値とされ得、先端側部分36,38に
おける切削抵抗が大幅に軽減されている。この部分にお
いては、良好な切れ味にて高い面精度を雌ねじ切削が行
われる。なお、第５図において、フランク32,34におけ
るそれぞれの切削方向に対する横すくい角α′，−α′
は、前記軸心に平行な直線に対する横すくい角α，−α
よりもねじ山16のリード角だけずれている。

一方、切れ刃30の基端側部分50,54を含む切込み深さ
範囲外における断面である第６図において、両フランク
32,34の逃げ角θ_２は、前記第５図における逃げ角θ_１
と略同じ大きさとされている。

前記したように面取り52によって雌ねじのフランク40
への食込みが防止されることにより、ねじれ溝タップ10
が雌ねじのフランク40,42に正確にガイドされて正しい
リードで進む自己案内作用が確実に得られるようになっ
ているため、前記フランク32側の先端側部分36および基
端側部分50におけるそれぞれの逃げ角θ₁,θ_２を１゜〜
２゜程度まで大きく設定することが可能とされているの
である。

また、前記完全山部18においては、食付き部20におけ
るねじ山16（不完全山44）と同様に切れ刃30およびフラ
ンク32,34を備えて前記ランド部24,26,28のそれぞれに
完全山58が多数連続している。そして、これらの完全山
58についても、横すくい角が正となるフランク32側の切
れ刃30については、切削を行わない先端から根元までの
全体において切れ刃30を落とした状態に面取り60が施さ
れている。なお、完全山部18における頂部および両フラ
ンク32,34の逃げ角は0.5゜以下とされている。また、最
初の完全山18aだけには、食付き部20における不完全山4
4などと同様に切削を行う先端側部分36を有しているの
で、その先端側部分36よりも内周側の基端側部分50にお
いて切れ刃30を落とした状態に面取り52が施されている
とともに、逃げ角θ₁,θ_２の逃げ面が同様にそれぞれ設
けられている。

このように構成されたねじ溝タップ10はタップホルダ
等に取り付けられ、その先端側から被加工部材に予め形
成された下穴内にねじ込まれることにより、食付き部20
における不完全山、および最初の完全山18aにおける切
れ刃30によって切削加工が行われる。このとき、ねじれ
溝30に対応した螺旋状の切れ刃30の切削に関連してタッ
プ先端側へ向かうスラスト力が生じるが、切れ刃30のう
ち進み側フランク32の基端側部分50に面取り52が設けら
れていることから、雌ねじのフランク40に対する食込み
が制限されるので、ねじ山16のピッチに等しい正確なリ
ードでねじれ溝タップが進む自己案内作用が正確に得ら
れて、雌ねじの山痩せが確実に防止される。

また、本実施例のねじれ溝タップ10においては、フラ
ンク32側の先端側部分36には上記面取り52が設けられ
ず、通常より大きな逃げ角θ_１の逃げが形成されている
ため、良好な切れ味が得られて高精度なねじ切削加工が
行われるとともに、雌ねじの面精度やタップ寿命が向上
するのである。

以上、本発明の一実施例を詳細に説明したが、本発明
は他の態様で実施することもできる。

たとえば、前述の実施例においては、フランク32側の
基端側部分50における切れ刃30に面取り52が施されてい
る場合であったが、上記基端側部分50における切れ刃30
をフランク32の内部側の30′（第６図参照）の位置まで
控えさせるとともに、その切れ刃30′に続く負の二番取
りをフランク32に設けてもよい。この場合においては、
上記切れ刃30′に続く負の二番取りが前記面取り52と同
様の作用を発生するので、前述の実施例と同様の効果を
得ることが可能である。また、上記面取り52は、切れ刃
30の刃先を丸めた角Ｒ状のものであっても差支えないの
である。

また、前述の実施例においては、食付き部20における
ねじ山16のすべての切れ刃30についてフランク32側にお
ける基端側部分50の全体に亘って面取り52が施されてい
たが、必ずしもその必要はなく、例えば一部のねじ山16
の切れ刃30についてのみ面取り52を施したり、基端側部
分50の任意の一部分に面取りを施したりしてもよい。要
するに、雌ねじのフランク40に対する食込みが制限され
る程度に面取り或いは負の二番取りが施されていればよ
いのである。

また、前述の実施例においては、両側のフランク32,3
4の先端側部分36,38および基端側部分50,54に略同じ大
きさの逃げ角θ₁,θ_２の逃げがそれぞれ設けられていた
が、これらの逃げ角θ₁,θ_２は適宜変更し得、互いに異
なる大きさであってもよいし、進み側フランク32側と追
い側フランク34側とで異なっていても差し支えない。ま
た、横すくい角が負となるフランク34側にのみ逃げを設
けたり、両フランク32,34共に逃げを設けなかったりし
ても良い。

また、前述の実施例においては、３本の右ねじれ溝22
を有するねじれ溝タップ10について説明したが、ねじれ
溝の数は適宜変更できるとともに、左ねじれ溝を有する
ねじれ溝タップや、左ねじの雌ねじを切削加工するねじ
れ溝タップにも本発明は同様に適用され得る。すなわ
ち、左ねじれ溝を有する右ねじ用のねじれ溝タップにお
いては、追い側フランクに沿った切れ刃について切削を
行う先端側部分を除く基端側部分に面取りを施したり、
その基端側部分の切れ刃に続くフランクに負の二番取り
を施したりすればよいし、また、左ねじ用のねじれ溝タ
ップにおいては、左ねじれ溝を有する場合には進み側フ
ランクの基端側部分について、右ねじれ溝を有する場合
には追い側フランクの基端側部分についてそれぞれ面取
りや負の二番取りを施すようにすればよいのである。

また、前述の実施例においては、完全山部18における
ねじ山16については、最初の完全山18aを除いて、フラ
ンク32の切れ刃30の先端から根元までの全体に面取り60
が施されていたが、この面取り60を施すことは必ずしも
不可欠な要件ではない。

また、前述の実施例においては、ねじ山の谷が台形状
を成す雌ねじを切削加工するねじれ溝タップ10について
説明したが、ねじ山の谷が円弧形状を成すものなど、形
成すべき雌ねじのねじ山形状は適宜変更され得るもので
あり、それに応じて定められたねじれ溝タップのねじ山
断面形状に対して、同様に本発明を適用することが可能
である。

その他一々例示はしないが、本発明はその精神を逸脱
しない範囲において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され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるねじれ溝タップの正
面図である。第２図は、第１図のねじれ溝タップの食付
き部における切れ刃形状を説明する図であり、各ランド
による切削状態を切削進行順に示した図である。第３図
は、第１図のねじれ溝タップの食付き部における１つの
切れ刃について詳しく説明する図である。第４図は、第
３図の切れ刃を有する不完全山を外周側より見た平面図
である。第５図は、第３図のＶ−Ｖ視断面図であり、切
削を行う先端側部分の切れ刃形状等を説明する図であ
る。第６図は、第３図のVI−VI視断面図であり、切削に
関与しない基端側部分の切れ刃形状等を説明する図であ
る。 10:ねじれ溝タップ 16:ねじ山、16:完全山部 20:食付き部、22:ねじれ溝 30:切れ刃、32,34:フランク 36:先端側部分、50:基端側部分 52:面取り

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】食付き部の先端から完全山部に向かうにし
   たがって不完全な形状から完全な形状となるねじ山がね
   じれ溝により周方向において分断され、該分断されたね
   じ山の一端部に該ねじれ溝に沿って切れ刃が構成されて
   いるねじれ溝タップにおいて、 前記食付き部におけるねじ山の両側のフランクに沿った
   切れ刃のうち、横すくい角が正となる側の切れ刃につい
   ては、切削に関与するねじ山の先端側部分よりも内周側
   に位置する基端側部分に面取りを施し、若しくは該横す
   くい角が正となる側の切れ刃のうちの切削に関与するね
   じ山の先端側部分よりも内周側に位置する基端側部分に
   続くフランクに負の二番取りを施したことを特徴とする
   ねじれ溝タップ。