JP6523043B2

JP6523043B2 - タップ

Info

Publication number: JP6523043B2
Application number: JP2015108035A
Authority: JP
Inventors: 孝徳冨永
Original assignee: 株式会社大岡製作所
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2035-05-28
Also published as: JP2016221597A

Description

本発明は、ナットに雌ネジを形成するためのタップに関するものである。

雌ネジのネジ立てに用いられるタップは、その寸法が長い場合、タップの製造機械の都合上これを一体として製作するのは難儀である。そのため、このようなタップの製作においては、各部に分けて製作することが多い。すなわち、図４に示すように、先端に雄ねじ部１０５を有するとともに切削回転力を伝達するシャンク部材１０３と、基端に雄ねじ部１０５を有するとともに雌ネジの切削を行う刃先部材１０２とを個別に製作し、これらを、内周面に雌ネジ部１０６を有する中空丸棒状の継手部材１０４を介してその内周部にねじ込んで互いに一体化することによりタップ１０１の製作を行っている（たとえば特許文献１参照）。

実公昭４４−８２３７号公報

タップにおいては、繰り返しの使用により摩耗した刃先部材を再研磨するために定期的にメンテナンスが行われる。このような場合にも、メンテナンス用機械の都合上タップを分解して行う必要がある。しかし、上記のように刃先部材とシャンク部材とを継手部材を介してねじ込んで接合する方法では、タップ使用時の切削回転力による負荷を受けてねじ込みによる締め付けが過大になり、これらを容易に分解することができないという問題がある。

そこで、本発明は、大きなトルクが伝達するネジ立て作業に供した後であっても刃先部材とシャンク部材と継手部材との分解が容易なタップを提供することを目的とするものである。

この目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
雌ネジを切削する刃先部材と、切削回転力を伝達するシャンク部材と、一端部と他端部とにおいてこれら刃先部材とシャンク部材とを連結する継手部材と、
を具備するタップであって、
刃先部材と継手部材とは、刃先部材に形成された非円形状断面の第一の嵌め込み部と継手部材に形成された第一の嵌め合わせ部とが嵌り合うことによって連結され、
シャンク部材と継手部材とは、シャンク部材に形成された非円形状断面の第二の嵌め込み部と継手部材に形成された第二の嵌め合わせ部とが嵌り合うことによって連結され、
上記刃先部材およびシャンク部材には、第一および第二の嵌め込み部と第一および第二の嵌め合わせ部との嵌り合い時に継手部材の端面と接触する第一および第二の接触面がそれぞれ設けられ、かつ、第一および第二の嵌め込み部の表面にはそれぞれ継手部材の奥方に従って円周外方向に傾斜する第一および第二の傾斜面が設けられ、
上記継手部材には第一および第二の雌ネジ孔が設けられ、
上記第一および第二の雌ネジ孔には、それぞれ、これら第一および第二の雌ネジ孔にねじ込まれて通される第一および第二の押しネジが設けられ、
これら第一および第二の押しネジのねじ込みによって上記第一および第二の傾斜面をそれぞれ押さえ付けることで、上記刃先部材とシャンク部材と継手部材とを接合する
ことを特徴としている。

請求項２に係る発明は、
請求項１に係るタップであって、
第一および第二の傾斜面は、第一および第二の嵌め込み部に形成された第一および第二のドリル穴の底面によって形成され、
嵌り合い時に端面と接触面とが接触したときに、第一および第二の雌ネジ孔の軸心と第一および第二のドリル穴の軸心とが継手部材の長手方向にずれて配置される
ことを特徴としている。

本発明によれば、第一および第二の嵌め込み部と第一および第二の嵌め合わせ部とがそれぞれ嵌め合わされたとき、継手部材の一端および他端の端面と第一および第二の接触面とがそれぞれ接触することで、刃先部材とシャンク部材とが継手部材の奥方へこれ以上入り込むことがない。なおかつ、第一および第二の傾斜面がそれぞれ第一および第二の押しネジによって押さえ付けられることで、刃先部材およびシャンク部材に継手部材の奥方への力を与える。これらの作用により、刃先部材とシャンク部材と継手部材とが強く締め付けられ、刃先部材とシャンク部材と継手部材とを強固に接合することができる。

また、このように、刃先部材とシャンク部材と継手部材とを嵌め合わすことで連結するとともに押しネジによって強固に接合する本発明においては、従来問題となっていたネジ立て時の切削回転力による過大な締め付けが生じない。各部材の締め付けは、切削回転力の影響を受けないからである。このため、押しネジを抜くことで締め付けを緩めた後、嵌め合わされた各部材を引き抜くことで各部材を分断することができるため、タップを容易に分解することができる。

また、刃先部材と継手部材、シャンク部材と継手部材は、いずれも非円形断面の部材を用いた嵌合によって連結されているため、その連結部において確実にトルクを伝達することができる。これによりシャンク部材は、継手部材を介して刃先部材に切削回転力を伝達することができる。

本発明の実施の形態に係るタップの正面部分断面図である。同タップの要部拡大部分断面図である。図２におけるＡ−Ａ断面図である。（ａ）は従来のタップに係る刃先部材、シャンク部材および継手部材を示す図である。（ｂ）は同タップに係る刃先部材、シャンク部材および継手部材の接合時を示す図である。

本発明の実施形態に係るタップについて図１に基づき全体構成を説明する。本実施形態に係るタップ１は、組み立て式であって、自動ネジ立て盤に接続されるとともにこのネジ立て盤の回転力を伝達するシャンク部材３と、ブランクと呼ばれる被加工物（以下、単に被加工物という）を切削して雌ネジを形成する刃先部材２と、これら刃先部材２およびシャンク部材３との間に設けられるとともにこれらを接合するための継手部材４とからなる。

このように、自動ネジ立て盤を使用して雌ネジを切削するタップ１は、刃先部材２において、継手部材４と接合している端とは反対側の端に設けられた刃部２０によって被加工物が切削される。

そして、切削された被加工物は、そのまま刃先部材２、継手部材４、シャンク部材３の外側を通って排出されるものである（以下、各部材について被加工物が通ってくる上流側を先端、下流側を基端とする）。以下、主に図１および図２に基づいて各部材を説明する。

刃先部材２は、たとえば高速度鋼が材質として用いられ、その硬度はおよそ６０ＨＲＣにされている。上述したように刃先部材２の先端部には、先端から一定長さに刃部２０が設けられている。これにより被加工物を切削し雌ネジを形成する。

刃先部材２の基端部には、第一の嵌め込み部２１が形成されている。また、第一の嵌め込み部２１の先端側には、円形断面である第一の軸心調整部２５が形成されている。

第一の嵌め込み部２１は、後述するように継手部材４に形成される第一の嵌め合わせ部４１と嵌め合わさることで、刃先部材２と継手部材４とを連結させるものであり、刃先部材２には、この連結時において継手部材４の先端面４３ａと接触する第一の接触面２２が形成されている。

第一の嵌め込み部２１は、図３に示すように、軸心との直交断面が四角形の一例である正方形に形成されている。また、第一の嵌め込み部２１には、四角形断面を構成する４つの側面の各々に、円周外方向から内方に向かって切削された第一のドリル穴２３が形成されている。

第一のドリル穴は、ドリル穴の底面により形成されているため、円錐形状の穴になっており、たとえばその開口角度は１２０°にされている。この円錐形状の第一のドリル穴２３の底面には、１２０°の開口によって、継手部材４の奥方に従って円周外方向に向かって傾斜する第一の傾斜面２４が形成されている。

シャンク部材３は、刃先部材２同様に、たとえば硬度をおよそ６０ＨＲＣとする高速度鋼が材質として用いられる。シャンク部材３は、その基端部で自動ネジ立て盤に接続されている。

シャンク部材３の先端部には、第二の嵌め込み部３１が形成されている。また、第二の嵌め込み部３１の基端側には、円形断面である第二の軸心調整部３５が形成されている。

第二の嵌め込み部３１は、後述するように継手部材４に形成される第二の嵌め合わせ部４２と嵌め合わさることで、シャンク部材３と継手部材４とを連結させるものであり、シャンク部材３には、この連結時において継手部材４の基端面４４ｂと接触する第二の接触面３２が形成されている。

第二の嵌め込み部３１は、軸心との直交断面が四角形の一例である正方形に形成されている。また、第二の嵌め込み部３１には、四角形断面を構成する４つの側面の各々に、円周外方向から内方に向かって切削された第二のドリル穴３３が形成されている。

第二のドリル穴３３は、ドリル穴の底面により形成されているため、円錐形状の穴になっており、たとえばその開口角度は１２０°にされている。この円錐形状の第二のドリル穴２３の底面には、１２０°の開口によって、継手部材４の奥方に従って円周外方向に向かって傾斜する第二の傾斜面２４が形成されている。

継手部材４は、略円筒状にされており、材質には、たとえばクロムモリブデン鋼、あるいは高炭素クロム軸受鋼などが用いられ、その硬度はおよそ４５ＨＲＣにされている。

継手部材４の軸心方向中央よりも先端側には、第一の嵌め合わせ部４１が形成されている。先端には、先端部４３が形成されている。この先端部４３の最も先端には先端面４３ａが形成され、先端面４３ａの近傍には第一の軸心調整穴４３ｂが形成されている。

継手部材４の軸心方向中央よりも基端側には、第二の嵌め合わせ部４２が形成されている。基端には、基端部４４が形成されている。この基端部４４の最も基端には基端面４４ａが形成され、基端面４４ａの近傍には第二の軸心調整穴４４ｂが形成されている。

また、継手部材４には円周内方向へ貫通する第一および第二の雌ネジ孔４５，４６が形成されている。第一の雌ネジ孔４５は、本実施形態では合計４つが形成され、これは、上述した第一のドリルの穴２３の個数と対応している。第二の雌ネジ孔４６も同様に、本実施形態では合計４つが形成され、これは、上述した第二のドリル穴３３の個数と対応している。

次に、図２に基づいて本実施形態に係るタップ１の組立ておよび組立て時の構造について説明する。
タップ１は、継手部材４によって、刃先部材２とシャンク部材３とを接合することで組み立てられる。刃先部材２と継手部材４とは、第一の嵌め込み部２１と第一の嵌め合わせ部４１とが嵌め合わさることで連結される。このとき、第一の接触面２２と継手部材４の先端面４３ａとが接触することで、刃先部材２が継手部材４の奥方にこれ以上入り込むことがないようにされる。

また、シャンク部材３と継手部材４とは、第二の嵌め込み部３１と第二の嵌め合わせ部４２とが嵌め合わさることで連結される。このとき、第二の接触面３２と継手部材４の基端面４４ｂとが接触することで、シャンク部材３が継手部材４の奥方にこれ以上入り込むことがないようにされる。

このように刃先部材２とシャンク部材３と継手部材４とが嵌め合わされたとき、継手部材４の内周部では、刃先部材２とシャンク部材３との軸方向の間に隙間１０が形成される。この隙間１０が形成されることによって、刃先部材２およびシャンク部材３が継手部材４の奥方へ入り込むのを規制しているのは、第一の接触面２２と先端面４３ａとの接触、および第二の接触面３２と基端面４４ｂとの接触のみとなる。

また、これら刃先部材２とシャンク部材３と継手部材４との連結において、第一および第二の軸心調整部２５，３５の外径は、第一および第二の軸心調整穴４３ａ，４４ｂの内径と等しくされているため各部材の軸心を合わせることができる。すなわち、第一および第二の軸心調整部２５，３５と第一および第二の軸心調整穴４３ａ，４４ｂとは芯だしの役割を果たす。

また、上記のように嵌め合わされた刃先部材２と継手部材４において、第一の雌ネジ孔４５には、これに通されるとともに第一の傾斜面２４に接触し得る第一の押しネジ５がねじ込まれる。このように第一の雌ネジ孔４５を通った第一の押しネジ５が、第一の傾斜面２４に接触するために、第一の雌ネジ孔４５は第一のドリル穴２３の円周外方向にそれぞれ配置される。ここで、第一の雌ネジ孔４５は単に第一のドリル穴２３の円周外方向に配置されるだけでなく、第一の雌ネジ孔４５のネジ孔軸心７が第一のドリル穴２３のドリル穴軸心８に対して継手部材４の奥方にずれて配置される。これにより、第一の押しネジ５は第一の雌ネジ孔４５に通された際に、確実に第一の傾斜面２４に接触することができる。

さらに、第一の傾斜面２４に接触した第一の押しネジ５を強くねじ込むと、図２において矢印で示すように、第一の押しネジ５によって第一の傾斜面２４には、円周内方向への力が作用する。さらに、この円周内方向の力は、第一の傾斜面２４によって刃先部材２の基端方向への力に分解される。すなわち、この刃先部材２の基端方向への力によって刃先部材２には、継手部材４の奥方へ入り込むような力が作用する。

シャンク部材３と継手部材４の嵌め合わせについても、刃先部材２と継手部材４の嵌め合わせと同様に行われる。すなわち、第二の雌ネジ孔４６には、これに通されるとともに第二の傾斜面３４に接触し得る第二の押しネジ６がねじ込まれる。このように第二の雌ネジ孔４６を通った第二の押しネジ６が、第二の傾斜面３４に接触するために、第二の雌ネジ孔４６は第二のドリル穴３３の円周外方向にそれぞれ配置される。ここで、第二の雌ネジ孔４６は単に第二のドリル穴３３の円周外方向に配置されるだけでなく、第二の雌ネジ孔４６のネジ孔軸心７が第二のドリル穴３３のドリル穴軸心８に対して継手部材４の奥方にずれて配置される。これにより、第二の押しネジ６は第二の雌ネジ孔４６に通された際に、確実に第二の傾斜面３４に接触することができる。

さらに、第二の傾斜面３４に接触した第二の押しネジ６を強くねじ込むと、図２において矢印で示すように、第二の押しネジ６によって第二の傾斜面３４には、円周内方向への力が作用する。さらに、この円周内方向の力は、第二の傾斜面３４によってシャンク部材４の先端方向への力に分解されることにより、シャンク部材４には、継手部材４の奥方へ入り込むような力が作用する。

このように、刃先部材２とシャンク部材３とには、互いに継手部材４の奥方へ入り込むような力が作用する。しかし、上述したように、これらは第一の接触面２２と先端面４３ａとの接触、および第二の接触面３２と基端面４４ｂによって継手部材４の奥方への入り込みが規制されている。したがって、これらの作用が相まって刃先部材２とシャンク部材３と継手部材４とは、強固に締め付けられる。

ここで、第一および第二の押しネジ５，６には、たとえば六角穴付きボルトが用いられる。そのため、ねじ込んだ際に、第一および第二の押しネジ５，６の端部を、第一および第二の雌ネジ孔４５，４６の円周外方向に出っ張らすことなくすることができる。したがって、第一および第二の押しネジ５，６のねじ込み後でも継手部材４の表面は、ネジの端部が出っ張ることがなく滑らかである。これにより、刃先部材２で切削された被加工物をネジの端部に引っ掛けることなく、シャンク部材３の基端へと円滑に流すことができる。

なお、第一および第二の押しネジ５，６は、六角穴付きボルトでなくてもよく、第一および第二の雌ネジ孔４５，４６にねじ込まれた際にネジ端部が円周外方向に出っ張らない態様のものであればよい。

以上のように組み立てられたタップ１は、自動ネジ立て盤に接続されるとともに自動ネジ立て盤からの回転力を受けて、ネジ立てを行う。以下、ネジ立て時の状況を説明する。

タップ１において、上述したようにシャンク部材３と継手部材４とは、四角形断面である第二の嵌め込み部３１と第二の嵌め合わせ部４２との嵌め合わせによって連結されている。そのため、シャンク部材３において、自動ネジ立て盤が与える回転力を四角形断面である第二の嵌め込み部３１で受けることができる。これによりシャンク部材３から継手部材４へ回転力を伝達することができる。

また、刃先部材２と継手部材４とは、四角形断面である第一の嵌め込み部２１と第一の嵌め合わせ部４１との嵌め合わせによって連結されている。そのため、上述したように継手部材４に伝達された回転力は、四角形断面である第一の嵌め込み部２１に負荷を与える。これにより、継手部材４から刃先部材２に回転力を伝達することができる。

すなわち、自動ネジ立て盤からの回転力を受けたシャンク部材３は、継手部材４を介して刃先部材２に切削回転力を伝達することができる。

このように切削回転力を伝達された刃先部材２は軸周りに回転する。回転する刃先部材２の軸心延長線上からこの軸心延長線に沿って、被加工物が、押棒などによって押されて刃先部材２へと案内される。刃先部材２へと案内された被加工物は、刃先部材２の先端から一定長さに設けられた刃部２０によってその内周面に雌ネジが形成される。

刃部２０によって雌ネジが形成された被加工物は、そのまま継手部材４およびシャンク部材３の外側を通って排出される。このように、被加工物に対して雌ネジの形成と排出を一体として行うことができるタップ１は、機械を止めることなく、連続して複数のナットを形成することができる。

次にタップ１の分解について説明する。分解に際しては、まず、第一および第二の押しネジ５，６を第一および第二の雌ネジ孔４５，４６から抜く。このとき、第一および第二の押しネジ５，６には、ネジ立て時の切削回転力の影響による過大な締め付けが生じていない。第一および第二の押しネジ５，６のねじ込みは切削回転力とは無関係だからである。したがって、過大な締め付けが生じていない第一および第二の押しネジ５，６を容易に抜くことができる。

また、第一および第二の押しネジ５，６が抜かれた刃先部材２、シャンク部材３および継手部材４は、それぞれが嵌め合わされて連結されているに過ぎないため、簡単に引き抜くことができる。

すなわち、タップ１を、刃先部材２、シャンク部材３および継手部材４とに、容易に分解することができる。

以上では、自動ネジ立て盤に接続されるタップを例にして説明したが、本発明の態様はこれに限られたものではない。たとえば、手動でネジ立てを行うハンドタップであってもよい。また、タップの種類としては、たとえばベントタップやストレートタップ等であってもよい。

１タップ
２刃先部材
２０刃部
２１第一の嵌め込み部
２２第一の接触面
２３第一のドリル穴
２４第一の傾斜面
２５第一の軸心調整部
３シャンク部材
３１第二の嵌め込み部
３２第二の接触面
３３第二のドリル穴
３４第二の傾斜面
３５第二の軸心調整部
４継手部材
４１第一の嵌め合わせ部
４２第二の嵌め合わせ部
４３先端部
４３ａ先端面
４３ｂ第一の軸心調整穴
４４基端部
４４ａ基端面
４４ｂ第二の軸心調整穴
４５第一の雌ネジ孔
４６第二の雌ネジ孔
５第一の押しネジ
６第二の押しネジ
１０隙間部

Claims

雌ネジを切削する刃先部材と、切削回転力を伝達するシャンク部材と、両端部においてこれら刃先部材とシャンク部材とを連結する継手部材と、
を具備するタップであって、
刃先部材と継手部材とは、刃先部材に形成された非円形状断面の第一の嵌め込み部と継手部材に形成された第一の嵌め合わせ部とが嵌り合うことによって連結され、
シャンク部材と継手部材とは、シャンク部材に形成された非円形状断面の第二の嵌め込み部と継手部材に形成された第二の嵌め合わせ部とが嵌り合うことによって連結され、
上記刃先部材およびシャンク部材には、第一および第二の嵌め込み部と第一および第二の嵌め合わせ部との嵌り合い時に継手部材の端面と接触する第一および第二の接触面がそれぞれ設けられ、かつ、第一および第二の嵌め込み部の表面にはそれぞれ継手部材の奥方に従って円周外方向に傾斜する第一および第二の傾斜面が設けられ、
上記継手部材には第一および第二の雌ネジ孔が設けられ、
上記第一および第二の雌ネジ孔には、それぞれ、これら第一および第二の雌ネジ孔にねじ込まれて通される第一および第二の押しネジが設けられ、
これら第一および第二の押しネジのねじ込みによって上記第一および第二の傾斜面をそれぞれ押さえ付けることで、上記刃先部材とシャンク部材と継手部材とを接合する
ことを特徴とするタップ。
第一および第二の傾斜面は、第一および第二の嵌め込み部に形成された第一および第二のドリル穴の底面によって形成され、
嵌り合い時に端面と接触面とが接触したときに、第一および第二の雌ネジ孔の軸心と第一および第二のドリル穴の軸心とが継手部材の長手方向にずれて配置される
ことを特徴とする請求項１に記載のタップ。