JP6499117B2

JP6499117B2 - 雌ねじ加工工具

Info

Publication number: JP6499117B2
Application number: JP2016078363A
Authority: JP
Inventors: 龍馬高瀬; 博康酒井; 国利宮崎; 之真 ▲高▼岸; 政敏野尻
Original assignee: OSG Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: OSG Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-08
Filing date: 2016-04-08
Publication date: 2019-04-10
Anticipated expiration: 2036-04-08
Also published as: JP2017185611A

Description

本発明は、雌ねじ加工工具に関する。

従来から下穴を切削加工しつつ同時に雌ねじを切削加工するドリル付きタップに関する発明が知られている（下記特許文献１を参照）。このドリル付きタップは、下穴加工用のドリル刃を有するドリル部と雌ねじを切削加工するタップ部とを同軸上に一体的に備えており、該ドリル部により下穴を切削加工しつつ同時に該タップ部により該下穴の内周面に雌ねじを切削加工する（同文献、請求項１等を参照）。

前記ドリル部の複数のランドのヒールには、それぞれドリル直径と同一寸法の刃先径で、下穴加工と逆方向へ回転させられる際に正のすくい角で切削加工を行う逆回転切れ刃が切りくず排出溝に沿って設けられている。このようなドリル付きタップにおいては、下穴加工と逆方向へ回転させられるときに、言い換えれば雌ねじを切削加工した後にドリル付きタップを抜き出すときに、正のすくい角で切削加工が行われる（同文献、段落００１５等を参照）。

このため、ドリル刃により下穴を切削加工しつつタップ部で雌ねじの切削加工が行われた段階で、弾性により雌ねじの内径がドリル直径よりも小さくなっている場合、ドリル付きタップを逆回転させて抜き出すときに、上記逆回転切れ刃によってその雌ねじの内径すなわちねじ山の山頂部分が切削除去される。すなわち、逆回転切れ刃によって実質的に雌ねじの内径仕上げが行われ、雌ねじの内径の寸法精度が向上するとともに、その雌ねじの山頂にかえりが発生することが防止されて、高い形状精度で雌ねじが切削加工される。

特開２０１２−７１４０５号公報

前記従来のドリル付きタップは、鋳抜き孔の中心から芯ずれしたタップ立て中心に対してドリル部によって下穴を切削加工することがある（同文献、段落００３７等を参照）。このとき、切りくず排出溝を通した切りくずの排出が滞ると、切削負荷が増大して工具が鋳抜き孔に倣ってしまい、タップ立て中心が位置ずれすることがある。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、切りくずや切粉を従来よりも円滑に切粉排出溝を通して排出することで、切削負荷を軽減することができ、雌ねじの中心の位置ずれを防止することができる雌ねじ加工工具を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明の雌ねじ加工工具は、工具先端部に設けられ加工対象に対して下穴を形成する下穴加工部と、該下穴加工部よりも工具基端部側に設けられ前記下穴に雌ねじを形成するねじ加工部と、前記下穴加工部の先端部から工具基端部へ向けて螺旋状に延びる切粉排出溝と、を備えた雌ねじ加工工具であって、前記下穴加工部は、前記切粉排出溝の先端に隣接する切粉排出ポケットを備える。

本発明の雌ねじ加工工具は、工具先端部に下穴形成用ドリルとしての下穴加工部を有し、その下穴加工部の工具基端部側にねじ加工用タップとしてのねじ加工部とを備えている。本発明の雌ねじ加工工具は、下穴加工部とねじ加工部とにより加工対象のワークの鋳抜き孔に下穴と雌ねじとを一括して連続的に形成するだけでなく、鋳抜き孔を有しない無垢のワークに下穴と雌ねじとを一括して連続的に形成することもできる。

本発明の雌ねじ加工工具による加工対象のワークの加工時に発生する切粉や切りくずは、下穴加工部の先端部からねじ加工部にかけて連続的に設けられ、下穴加工部の先端部から工具基端部へ向けて螺旋状に延びる切粉排出溝によって排出される。

ここで、本発明の雌ねじ加工工具は、下穴加工部が切粉排出溝の先端に隣接する切粉排出ポケットを有している。そのため、工具軸芯に近く比較的に周速の遅い箇所で発生し、切削抵抗を上昇させる一因になっていた切粉や切りくずは、発生後直ちに切粉排出ポケットに収容され、さらに切粉排出ポケットに隣接する切粉排出溝の先端に導入される。

したがって、本発明の雌ねじ加工工具によれば、切粉排出ポケットを有しない従来の工具と比較して、切りくずや切粉を従来よりも円滑に切粉排出溝を通して排出することができる。これにより、雌ねじ加工工具の下穴加工部による切削負荷を軽減し、ねじ加工部によって形成される雌ねじの中心の位置ずれを防止することができる。

なお、前記切粉排出ポケットは、前記下穴加工部の先端部の中央部から前記ねじ加工部の先端の外周部まで工具軸芯に対して傾斜する方向に延びる凹溝であることが好ましい。この場合、前記切粉排出溝は、前記切粉排出ポケットの壁面に開口していることが好ましい。これにより、発生した切粉や切りくずを滞りなく切粉排出ポケットに導入することができるだけでなく、切粉排出ポケットに導入した切粉や切りくずを切粉排出溝の先端へ滞りなく導出することができる。

また、前記切粉排出ポケットは、円筒状の前記壁面を有することが好ましい。この場合、前記切粉排出溝は、前記切粉排出ポケットの底部に開口していることが好ましい。これにより、下穴加工部による下穴の加工時に発生した切粉や切りくずを、切粉排出ポケットの壁面に沿って円滑に移動させ、切粉排出ポケットの底部から切粉排出溝の先端の開口に円滑に導入することができる。

また、本発明の雌ねじ加工工具は、前記工具基端部と前記ねじ加工部と前記下穴加工部とを貫通して前記切粉排出ポケットの前記壁面に開口する給油穴を備えることが好ましい。これにより、給油穴を介して下穴加工部の先端の切れ刃及び切粉排出ポケットの壁面に切削油を供給し、下穴加工部による下穴の加工時に発生した切粉や切りくずを、切粉排出ポケットの壁面に沿ってより円滑に移動させ、切粉排出ポケットの底部から切粉排出溝の先端の開口により円滑に導入することができる。

また、前記切粉排出ポケットは、工具先端部を工具軸芯方向に見て、工具回転方向の後方側に位置するチゼルエッジに対して工具回転方向の前方に傾斜する方向に延びる凹溝であることが好ましい。これにより、切粉排出ポケットをチゼルエッジに平行に設ける場合やチゼルエッジに対して工具回転方向の後方に傾斜する方向に設ける場合と比較して、切粉排出ポケットを下穴加工部の先端の逃げ面のより広い範囲に形成することができる。このような効果は、逃げ面の面積が小さくなる切れ刃を３以上有する三枚刃以上のドリルにおいて顕著になる。

以上の説明から理解できるように、本発明によれば、切りくずや切粉を従来よりも円滑に切粉排出溝を通して排出することで、切削負荷を軽減することができ、雌ねじの中心の位置ずれを防止することができる雌ねじ加工工具を提供することができる。

本発明の実施形態に係る雌ねじ加工工具の拡大正面図。図１に示す雌ねじ加工工具の拡大先端面図。図１に示す雌ねじ加工工具の先端部の拡大正面図。図１に示す雌ねじ加工工具のねじ加工部のねじ切り刃の一例を示す拡大図。図１に示す雌ねじ加工工具のねじ加工部のねじ切り刃の一例を示す拡大図。従来の雌ねじ加工工具の一例を示す図２に対応する拡大先端面図。従来の雌ねじ加工工具の一例を示す図３に対応する拡大正面図。従来例の雌ねじ加工工具の加工時間とスラスト抵抗との関係を示すグラフ。従来例の雌ねじ加工工具によって形成された雌ねじを示す断面図。図１に示す雌ねじ加工工具の加工時間とスラスト抵抗との関係を示すグラフ。図１に示す雌ねじ加工工具によって形成された雌ねじを示す断面図。従来例と図１に示す雌ねじ加工工具の１穴あたりの加工時間を示すグラフ。図１に示す雌ねじ加工工具を用いた本発明の実施例を示す工程図。ドリルとタップを用いた比較例を示す工程図。

以下、図面を参照して本発明の雌ねじ加工工具の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る雌ねじ加工工具１００の拡大正面図である。

本実施形態の雌ねじ加工工具１００は、工具軸芯Ｏに沿って、工具先端部１０１から工具基端部１０２へ向けて、下穴加工部１０と、ねじ加工部２０と、ネック部３０と、シャンク４０とを有している。雌ねじ加工工具１００は、例えば超硬合金によって一体に構成され、シャンク４０を除く表面に硬質被膜として、例えばＤＬＣ等によるコーティングが施されている。

下穴加工部１０は、工具先端部１０１に設けられ、加工対象であるワークに対して下穴を形成する下穴形成用ドリルである。ねじ加工部２０は、下穴加工部１０よりも工具基端部１０２側に設けられ、下穴加工部１０によってワークに形成された下穴に雌ねじを形成するねじ加工用タップであり、ワークに雌ねじを形成するためのねじ切り刃２１と雄ねじ２２を有している。ネック部３０は、ねじ加工部２０の外径よりも小さい外径を有し、ねじ加工部２０とシャンク４０とを接続している。シャンク４０は、工具基端部１０２に設けられ、図示を省略するチャックに固定される。

雌ねじ加工工具１００は、さらに、下穴加工部１０の先端部から工具基端部１０２へ向けて螺旋状に延びる切粉排出溝５０を備えている。雌ねじ加工工具１００は、例えば工具軸芯Ｏまわりに等角度間隔で３本の切粉排出溝５０を備えている。３本の切粉排出溝５０は、互いに同じリードで下穴加工部１０の先端からねじ加工部２０を通ってネック部３０に達し、シャンク４０の手前まで設けられている。

雌ねじ加工工具１００は、さらに、給油穴６０を備えている。給油穴６０は、工具基端部１０２のシャンク４０と、その工具先端部１０１側のネック部３０及びねじ加工部２０と、工具先端部１０１の下穴加工部１０とを貫通して、下穴加工部１０の先端部に開口する。雌ねじ加工工具１００は、例えば切粉排出溝５０と同じリードの螺旋状の３本の給油穴６０を有している。３本の給油穴６０は、シャンク４０の端面から下穴加工部１０の先端まで雌ねじ加工工具１００を貫通するように、それぞれ全長に亘って独立して設けられている。

図２は、図１に示す雌ねじ加工工具１００の拡大先端面図である。図３は、図１に示す雌ねじ加工工具１００の工具先端部１０１の拡大正面図である。

雌ねじ加工工具１００の工具先端部１０１に設けられた下穴加工部１０は、例えば工具軸芯Ｏまわりに等角度間隔で３枚の切れ刃１１を有する３枚刃のドリルである。切れ刃１１は、下穴加工部１０の円錐形状の先端部において開口する３本の切粉排出溝５０の開口縁に形成されている。下穴加工部１０の直径寸法は、ねじ加工部２０によってワークに形成される雌ねじの内径と同じ寸法である。

本実施形態の雌ねじ加工工具１００は、切粉排出溝５０の先端に隣接する切粉排出ポケット１２を備えることを最大の特徴としている。切粉排出ポケット１２は、例えば、図２に示すように、工具先端部１０１を工具軸芯Ｏ方向に見て、工具回転方向ＲＤの後方側に位置するチゼルエッジ１３に対して、工具回転方向ＲＤの前方に傾斜する方向Ｄに延びる凹溝である。図２に示す例において、切粉排出ポケット１２は、工具回転方向ＲＤの後方側に位置するチゼルエッジ１３に対して概ね４０°の角度αで工具回転方向ＲＤの前方に傾斜する方向Ｄに沿って延びている。

また、切粉排出ポケット１２は、例えば図３に示すように、下穴加工部１０の先端部の中央部からねじ加工部２０の先端の外周部まで工具軸芯Ｏに対して傾斜する方向Ｄに延びる凹溝である。図３に示す例において、切粉排出ポケット１２は、工具軸芯Ｏに対して概ね６２°の角度βで傾斜する方向Ｄに延びている。

本実施形態の雌ねじ加工工具１００は、例えば３本の切粉排出溝５０に対応して、工具軸芯Ｏまわりに等角度間隔で３つの切粉排出ポケット１２を有している。３本の切粉排出溝５０は、それぞれ、図３に示すように、切粉排出ポケット１２の壁面１２ａに開口している。より詳細には、切粉排出ポケット１２は、例えば円筒状の壁面１２ａを有し、切粉排出溝５０は、切粉排出ポケット１２の円筒状の壁面１２ａの底部に開口している。

このような円筒状の壁面１２ａを有し、チゼルエッジ１３及び工具軸芯Ｏに対してそれぞれ所定の角度α及びβで傾斜する切粉排出ポケット１２は、例えば図２に示すように、先端に曲面部を有する砥石Ｇを、チゼルエッジ１３及び工具軸芯Ｏに対してそれぞれ所定の角度α及びβで工具先端部１０１に当てることで形成することができる。図２に示す例において、切粉排出ポケット１２の形成に用いられる砥石Ｇの曲面部の曲率半径Ｒは、概ね１．６ｍｍ程度に設定されている。

本実施形態の雌ねじ加工工具１００において、工具基端部１０２のシャンク４０、ネック部３０、ねじ加工部２０、及び工具先端部１０１の下穴加工部１０を貫通した給油穴６０は、それぞれ、切粉排出ポケット１２の壁面１２ａに開口している。より詳細には、各給油穴６０は、下穴加工部１０の先端の各切れ刃１１の逃げ面に開口するように設けられ、各逃げ面に溝状の切粉排出ポケット１２が形成されることで、各切粉排出ポケット１２の壁面１２ａに開口している。

図４及び図５は、図１に示す雌ねじ加工工具１００のねじ加工部２０のねじ切り刃２１の一例を示す拡大図である。

雌ねじ加工工具１００のねじ加工部２０は、切粉排出溝５０に沿って形成されたねじ切り刃２１を有している。ねじ切り刃２１は、図４に示すように、切れ刃２１ａから工具外周に沿って所定の寸法ｔのマージン２１ｂを有していることが好ましい。図４に示す例において、雌ねじ加工工具１００のねじ加工部２０のねじ切り刃２１は、概ねｔ＝０．７ｍｍ程度のマージン２１ｂを有している。なお、ねじ切り刃２１は、図５に示すように、マージン２１ｂを有しない場合もある。

図６は、従来の雌ねじ加工工具９００の一例を示す図２に対応する拡大先端面図である。図７は、従来の雌ねじ加工工具９００の一例を示す図３に対応する拡大正面図である。

図６及び図７に示す従来例の雌ねじ加工工具９００は、切粉排出ポケット１２を有しない点のみが、本実施形態の雌ねじ加工工具１００と異なっている。そのため、従来例の雌ねじ加工工具９００において、本実施形態の雌ねじ加工工具１００と同一の部分には、同一の符号を付して説明を省略する。

従来例の雌ねじ加工工具９００において、切粉排出溝５０の先端は、下穴加工部９１０の切れ刃１１の逃げ面に達し、切粉排出溝５０の開口縁が逃げ面と切れ刃１１に形成されている。また、給油穴６０は、切れ刃１１と切れ刃１１の工具回転方向ＲＤ後方側の切粉排出溝５０との間で、逃げ面の切れ刃１１に隣接する位置に開口している。

以下、本実施形態の雌ねじ加工工具１００の作用について、前述の特許文献１に記載された従来のドリル付きタップや、図６及び図７に示す従来例の雌ねじ加工工具９００との比較を行いつつ説明する。

図８は、従来例の雌ねじ加工工具９００によるワークの加工時間とスラスト抵抗との関係を示すグラフである。

図８では、図６及び図７に示す従来例の雌ねじ加工工具９００の下穴加工部９１０によって、加工対象のワークの鋳抜き孔に下穴を加工するとともに、従来例の雌ねじ加工工具９００のねじ加工部９２０によって下穴に雌ねじを形成している。

従来例の雌ねじ加工工具９００は、前述のように、切粉排出ポケット１２を有しない。そのため、工具軸芯Ｏに近く比較的に周速の遅い箇所で発生した切粉や切りくずは、下穴加工部９１０の逃げ面に開口した切粉排出溝５０の先端に導入されるまで、ワークと下穴加工部９１０の逃げ面との間に残存する。

そのため、従来例の雌ねじ加工工具９００では、加工時間の１．７秒前後で下穴加工部９１０がワークの鋳抜き孔の底部に膜状に残った鋳ばりを貫通するときに、スラスト抵抗に高いピークが現れ、そのピーク値が概ね８００［Ｎ］程度の比較的高い値となっている。このような雌ねじ加工工具９００に作用する負荷の大きな変動は、ねじ加工部９２０の加工点のずれを引き起こす場合がある。このようなねじ加工部９２０の加工点のずれは、ねじ山痩せの要因となり、ワークに形成される雌ねじのねじ強度を低下させる虞がある。

図９は、従来例の雌ねじ加工工具９００によって形成された雌ねじを示す断面図である。従来例の雌ねじ加工工具９００によって形成された雌ねじのねじ山の形状を、例えば探触子によって測定すると、複数の箇所でねじ山痩せＴが発生していることが確認できる。このようなねじ山痩せＴは、例えば図８に示すように、雌ねじ加工工具９００に作用する負荷が大きく変動して、ねじ加工部９２０の加工点がずれることによって発生し、ワークに形成される雌ねじの強度を低下させる。

また、従来例の雌ねじ加工工具９００や、前述の特許文献１に記載された従来のドリル付きタップを用いてワークの鋳抜き孔に下穴と雌ねじを連続的に形成すると、鋳抜き孔の口元へのドリル食付き時に、工具が比較的高いラジアル抵抗を受ける場合がある。この場合、工具が鋳抜き孔に倣ってしまい、ワークに形成される雌ねじの精度が低下する虞がある。

また、従来例の雌ねじ加工工具９００や、前述の特許文献１に記載された従来のドリル付きタップを用いて鋳抜き孔を有しない無垢のワークに対する下穴と雌ねじの形成を行った場合、切粉や切りくずが詰まって切削負荷が高くなる虞がある。この場合、過負荷によって工具が折損する虞がある。

図１０は、本実施形態の雌ねじ加工工具１００によるワークの加工時間とスラスト抵抗との関係を示すグラフである。

図１０では、本実施形態の雌ねじ加工工具１００の下穴加工部１０によって、加工対象のワークの鋳抜き孔に下穴を加工するとともに、本実施形態の雌ねじ加工工具１００のねじ加工部２０によって下穴に雌ねじを形成している。

本実施形態の雌ねじ加工工具１００は、前述のように、工具先端部１０１に設けられ加工対象に対して下穴を形成する下穴加工部１０と、該下穴加工部１０よりも工具基端部１０２側に設けられ下穴に雌ねじを形成するねじ加工部２０と、を備えている。さらに、本実施形態の雌ねじ加工工具１００は、前述のように、下穴加工部１０の先端部から工具基端部１０２へ向けて螺旋状に延びる切粉排出溝５０を備え、下穴加工部１０は、切粉排出溝５０の先端に隣接する切粉排出ポケット１２を有している。

そのため、工具軸芯Ｏに近く比較的に周速の遅い箇所で発生した切粉や切りくずは、発生後直ちに切粉排出ポケット１２に収容され、さらに切粉排出ポケット１２に隣接する切粉排出溝５０の先端に導入される。そして、切粉排出溝５０の先端に導入された切粉や切りくずは、下穴加工部１０の先端部から工具基端部１０２へ向けて螺旋状に延びる切粉排出溝５０によって排出される。そのため、従来例の雌ねじ加工工具９００のように、工具軸芯Ｏに近く比較的に周速の遅い箇所で発生した切粉や切りくずが、ワークと下穴加工部１０の逃げ面との間に残存するのを抑制できる。

これにより、本実施形態の雌ねじ加工工具１００では、図１０に示す加工時間の１．６秒前後で下穴加工部１０が鋳抜き孔の底部に膜状に残った鋳ばりを貫通するときにも、スラスト抵抗のピーク値が概ね１００［Ｎ］程度の比較的低い値に抑制されている。そのため、本実施形態の雌ねじ加工工具１００によれば、ねじ加工部２０の加工点のずれによるねじ山痩せＴが防止され、ワークに形成される雌ねじのねじ強度を従来よりも向上させることができる。

図１１は、本実施形態の雌ねじ加工工具１００によって形成された雌ねじを示す断面図である。本実施形態の雌ねじ加工工具１００によって形成された雌ねじのねじ山の形状を、例えば探触子によって測定すると、ねじ山痩せＴの発生が防止されていることが確認できる。これは、例えば図１０に示すように、雌ねじ加工工具１００に作用する負荷の変動が抑制され、ねじ加工部２０の加工点のずれが防止されたためである。ねじ山痩せＴの発生を防止することで、ワークに形成される雌ねじの強度を従来よりも向上させることができる。

また、本実施形態の雌ねじ加工工具１００は、前述のように、切粉排出ポケット１２によって切粉や切りくずがワークと下穴加工部１０の逃げ面との間に残存するのを防止することができる。これにより、雌ねじ加工工具１００の下穴加工部１０によってワークの鋳抜き孔に下穴を形成するときに、鋳抜き孔の口元への食付き時のラジアル抵抗を低減することができる。したがって、本実施形態の雌ねじ加工工具１００によれば、工具が鋳抜き孔に倣うことが防止され、ワークに形成される雌ねじの精度を向上させることができる。

また、本実施形態の雌ねじ加工工具１００を用いて鋳抜き孔を有しない無垢のワークに対する下穴明けと雌ねじの形成を行った場合にも、切粉や切りくずが切粉排出ポケット１２及び切粉排出溝５０を介して円滑に排出される。これにより、加工時の切粉や切りくずの詰まりを防止し、切削負荷を低下させ、雌ねじ加工工具１００の折損を防止することができる。したがって、本実施形態の雌ねじ加工工具１００によれば、鋳抜き孔を有しない無垢のワークに対する下穴と雌ねじの一括形成が可能になる。

図１２は、従来例と本実施形態の雌ねじ加工工具１００の１穴あたりの加工時間の一例を示すグラフである。ここで、図１２に示す従来例は、下穴の形成と、下穴に対する雌ねじの形成を、それぞれドリルとタップを用いて個別に行った例を示している。

図１２に示す従来例では、まず、ＡＴＣ（Auto Tool Changer）によってドリルを選択する工程Ｓ１を実施し、その後、ドリルによって下穴を形成する工程Ｓ２を実施する。下穴を形成する工程Ｓ２の終了後、さらに、ＡＴＣによってドリルをタップに交換する工程Ｓ３を実施し、次いでタップによって下穴に雌ねじを形成する工程Ｓ４を実施する。この一連の工程Ｓ１からＳ４に、例えば５秒以上の時間を要する。

これに対し、本実施形態の雌ねじ加工工具１００では、ＡＴＣによって雌ねじ加工工具１００を選択する工程Ｓ１を実施した後、雌ねじ加工工具１００の先端部の下穴加工部１０によって下穴を形成するとともに、下穴加工部１０によって形成された下穴にねじ加工部２０によって雌ねじを形成する工程Ｓ５を実施することができる。このように、下穴と雌ねじの形成を工具の交換なしに一括して行うことで、１穴あたりの加工時間を、従来例よりも例えば約３秒程度、短縮することができる。

また、本実施形態の雌ねじ加工工具１００において、切粉排出ポケット１２は、図３に示すように、下穴加工部１０の先端部の中央部からねじ加工部２０の先端の外周部まで工具軸芯Ｏに対して傾斜する方向Ｄに延びる凹溝である。これにより、工具軸芯Ｏの近傍で発生して切粉排出ポケット１２に収容された切粉や切りくずを、工具基端部１０２側へ向けて誘導し、切粉排出溝５０の先端の開口に円滑に導入することができる。

また、本実施形態の雌ねじ加工工具１００において、切粉排出溝５０は、図２及び図３に示すように、切粉排出ポケット１２の壁面１２ａに開口している。これにより、切粉排出ポケット１２に収容された切粉や切りくずを、切粉排出ポケット１２の壁面１２ａによって案内し、切粉排出溝５０の先端の開口に円滑に導入することができる。

さらに、本実施形態の雌ねじ加工工具１００において、切粉排出ポケット１２は、図２及び図３に示すように、円筒状の壁面１２ａを有し、切粉排出溝５０は、切粉排出ポケット１２の円筒状の壁面１２ａの底部に開口している。これにより、切粉排出ポケット１２に収容された切粉や切りくずを、切粉排出ポケット１２の円筒状の壁面１２ａによって切粉排出ポケット１２の底部へ滑らかに案内し、切粉排出ポケット１２の底部から切粉排出溝５０の先端の開口に円滑に導入することができる。

また、本実施形態の雌ねじ加工工具１００は、図１から図３に示すように、工具基端部１０２のシャンク４０とネック部３０とねじ加工部２０と下穴加工部１０とを貫通して切粉排出ポケット１２の壁面１２ａに開口する給油穴６０を備えている。これにより、給油穴６０を介して下穴加工部１０の先端の切れ刃１１及び切粉排出ポケット１２の壁面１２ａに切削油を供給し、下穴加工部１０による下穴の加工時に発生した切粉や切りくずを、切粉排出ポケット１２の壁面１２ａに沿ってより円滑に移動させ、切粉排出ポケット１２の底部から切粉排出溝５０の先端の開口により円滑に導入することができる。

また、本実施形態の雌ねじ加工工具１００において、切粉排出ポケット１２は、図２に示すように、工具先端部１０１を工具軸芯Ｏ方向に見て、工具回転方向ＲＤの後方側に位置するチゼルエッジ１３に対して工具回転方向ＲＤの前方に傾斜する方向Ｄに延びる凹溝である。これにより、切粉排出ポケット１２をチゼルエッジ１３に平行に設ける場合やチゼルエッジ１３に対して工具回転方向ＲＤの後方に傾斜する方向に設ける場合と比較して、切粉排出ポケット１２を下穴加工部１０の先端の逃げ面のより広い範囲に形成することができる。このような効果は、逃げ面の面積が小さくなる切れ刃１１を３以上有する三枚刃以上のドリルにおいて顕著になる。

さらに、本実施形態の雌ねじ加工工具１００において、図４に示すように、ねじ加工部２０のねじ切り刃２１が、切れ刃２１ａから工具外周に沿って所定の寸法ｔのマージン２１ｂを有している場合には、雌ねじ加工工具１００の挙動が安定する。より詳細には、工具先端部１０１に切粉排出ポケット１２を形成することで、工具先端部１０１の剛性が低下した場合でも、ねじ加工部２０のねじ切り刃２１に設けられた所定の寸法ｔのマージン２１ｂによって切削加工時の工具先端部１０１の挙動を安定させることができる。このような観点から、マージン２１ｂの寸法ｔは、例えば０．７ｍｍ程度であることが好ましい。これにより、ワークに形成される雌ねじのねじ山痩せＴを効果的に抑制し、高精度なねじ加工が可能になる。

以上説明したように、本実施形態の雌ねじ加工工具１００によれば、周速の遅い工具軸芯Ｏ付近で生成された切粉や切りくずが滑らかに切粉排出溝５０へ流れるようになり、切粉や切りくずを従来よりも円滑に切粉排出溝５０を通して排出することができる。したがって、本実施形態の雌ねじ加工工具１００によれば、切削負荷を大幅に低減することができ、雌ねじの中心の位置ずれを防止し、無垢のワークに対する下穴と雌ねじの一括加工が可能になる。

以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。例えば、本発明の雌ねじ加工工具は、Ｍ６、Ｍ８、Ｍ１０、Ｍ１２等、様々な大きさの雌ねじを形成するための様々な寸法に形成ことができる。

［実施例］
図１３は、前述の実施形態に係る雌ねじ加工工具をエンジンラインのシリンダブロック加工ラインへ適用した本発明の実施例を示す工程図である。

図１３に示す実施例では、まず、ＡＴＣによって雌ねじ加工工具を選択する工程を実施した。次に、鋳抜き孔を有しない無垢のワークの前面に対して、２穴のチェーンカバー取り付け用のＭ１０の雌ねじを形成する工程を、雌ねじ加工工具によって下穴と雌ねじとを一括して形成することによって行った。次に、鋳抜き孔を有しない無垢のワークの前面に対して、１穴のエンジンマウント取り付け用のＭ１０の雌ねじを形成する工程を、雌ねじ加工工具によって下穴と雌ねじとを一括して形成することによって行った。

次に、ワークを反転させ、鋳抜き孔を有しない無垢のワークの後面に対し、１穴のトランスミッション取り付け用のＭ１０の雌ねじを形成する工程を、雌ねじ加工工具によって下穴と雌ねじとを一括して形成することによって行った。次に、ワークを回転させ、鋳抜き孔を有しない無垢のワークの右面に対し、２穴のコンバータステー取り付け用のＭ１０の雌ねじを形成する工程を、雌ねじ加工工具によって下穴と雌ねじとを一括して形成することによって行った。

［比較例］
図１４は、実施例と同様のエンジンラインのシリンダブロック加工ラインにおいて、下穴形成用のドリルと、雌ねじ形成用のタップを用いた比較例を示す工程図である。

図１４に示す比較例では、まず、ＡＴＣによってドリルを選択する工程を実施した。次に、鋳抜き孔を有しない無垢のワークの前面に対して、２穴のチェーンカバー取り付け用の雌ねじを形成するためのφ８．８の下穴を形成する工程を、ドリルによって行った。次に、鋳抜き孔を有しない無垢のワークの前面に対して、１穴のエンジンマウント取り付け用の雌ねじを形成するためのφ８．８の下穴を形成する工程を、ドリルによって行った。

次に、ワークを反転させ、鋳抜き孔を有しない無垢のワークの後面に対し、２穴のトランスミッション取り付け用の雌ねじを形成するためのφ８．８の下穴を形成する工程を、ドリルによって行った。次に、ワークを回転させ、鋳抜き孔を有しない無垢のワークの右面に対し、２穴のコンバータステー取り付け用の雌ねじを形成するためのφ８．８の下穴を形成する工程を、ドリルによって行った。

次に、ＡＴＣによってドリルをタップに交換する工程を実施した。次に、ワークの右面に形成された２穴の下穴にコンバータステー取り付け用の雌ねじを形成する工程を、タップによって行った。次に、ワークを回転させ、ワークの前面に形成された２穴の下穴にチェーンカバー取り付け用の雌ねじを形成する工程を、タップによって行った。次に、ワークの前面に形成された１穴の下穴にエンジンマウント取り付け用の雌ねじを形成する工程を、タップによって行った。

次に、ワークを反転させ、ワークの後面に形成された２穴の下穴にトランスミッション取り付け用の雌ねじを形成する工程を、タップによって行った。以上のように、図１４に示す比較例では、図１３に示す実施例と比較して、ＡＴＣによる工具の交換と、下穴を形成する工程と、ワークを反転及び回転させる工程が増加した。

すなわち、図１４に示すドリルとタップを使用した比較例に対し、前述の実施形態に係る雌ねじ加工工具を使用した図１３に示す本発明の実施例によって、工程数を半減させ、加工時間を半減させ、設備代数を低減し、設備投資を低減する効果が得られることが実証された。

１０下穴加工部
１２切粉排出ポケット
１２ａ壁面
１３チゼルエッジ
２０ねじ加工部
５０切粉排出溝
６０給油穴
１００雌ねじ加工工具
１０１工具先端部
１０２工具基端部
Ｄ傾斜する方向
Ｏ工具軸芯
ＲＤ工具回転方向

Claims

工具先端部に設けられ加工対象に対して下穴を形成する下穴加工部と、該下穴加工部よりも工具基端部側に設けられ前記下穴に雌ねじを形成するねじ加工部と、前記下穴加工部の先端部から工具基端部へ向けて螺旋状に延びる切粉排出溝と、を備えた雌ねじ加工工具であって、
前記下穴加工部は、前記切粉排出溝の先端に隣接する切粉排出ポケットを備え、
前記切粉排出ポケットは、前記下穴加工部の先端部の中央部から前記ねじ加工部の先端の外周部まで工具軸芯に対して傾斜する方向に延びる凹溝であり、
前記切粉排出溝は、前記切粉排出ポケットの壁面に開口していることを特徴とする雌ねじ加工工具。
前記切粉排出ポケットは、円筒状の前記壁面を有し、
前記切粉排出溝は、前記切粉排出ポケットの底部に開口していることを特徴とする請求項１に記載の雌ねじ加工工具。
前記工具基端部と前記ねじ加工部と前記下穴加工部とを貫通して前記切粉排出ポケットの前記壁面に開口する給油穴を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雌ねじ加工工具。
前記切粉排出ポケットは、前記工具先端部を工具軸芯方向に見て、工具回転方向の後方側に位置するチゼルエッジに対して工具回転方向の前方に傾斜する方向に延びる凹溝であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の雌ねじ加工工具。