(57)【要約】【課題】硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップにおいて、軟鋼等にタップ立て加工を行なう場合でも切り屑がカールし易くなるようにして絡み付きを抑制し、工具寿命を向上させるとともにタップ立ての連続加工を可能とする。【解決手段】切削加工によってねじれ溝（２０）が形成されるとともに、熱処理が施された後に研削加工によってねじ部（１６）が設けられ、切削加工によって形成されたねじれ溝（２０）を含めてねじ部（１６）の表面に硬質被膜（２６）がコーティングされることにより、その硬質被膜（２６）がコーティングされた状態でのねじれ溝（２０）の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内となるようにした。これにより、軟鋼等に対してタップ立て加工を行なう場合でも、切り屑がねじれ溝（２０）に案内されてシャンク（１２）側へ排出される際に、溝表面の凹凸によりカールしたり分断したりし易くなり、タップ（１０）自身やホルダに絡み付くことが抑制される。
2008149464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
おねじを分断するように設けられた溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するとともに、該ねじ部の表面には前記溝を含めて硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップの製造方法であって、
素材ブランクに前記溝を切削加工する溝切削加工工程と、
該溝が切削加工された前記素材ブランクに熱処理を施して硬化させる熱処理工程と、
該熱処理が施された前記素材ブランクにおねじを研削加工して前記ねじ部を形成するねじ部研削加工工程と、
前記切削加工によって形成された前記溝を含めて前記ねじ部の表面に前記硬質被膜をコーティングするコーティング工程と、
を有し、該硬質被膜がコーティングされた状態での前記溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされている
ことを特徴とする硬質被膜被覆タップの製造方法。
【請求項２】
おねじを分断するように設けられた溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するとともに、該ねじ部の表面には前記溝を含めて硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップの製造方法であって、
素材ブランクに前記溝を研削加工する溝研削加工工程と、
該研削加工によって形成された溝の表面に粗面化処理を施す溝粗面化処理工程と、
前記素材ブランクにおねじを研削加工して前記ねじ部を形成するねじ部研削加工工程と、
前記粗面化処理が施された溝を含めて前記ねじ部の表面に前記硬質被膜をコーティングするコーティング工程と、
を有し、該硬質被膜がコーティングされた状態での前記溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされている
ことを特徴とする硬質被膜被覆タップの製造方法。
【請求項３】
おねじを分断するように設けられた溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するとともに、該ねじ部の表面には前記溝を含めて硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップにおいて、
前記硬質被膜がコーティングされた状態での前記溝の表面粗さは最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内である
ことを特徴とする硬質被膜被覆タップ。
【請求項４】
前記溝は切削加工によって形成されており、該切削加工によって形成された該溝の表面を含めて前記硬質被膜がコーティングされることにより、該硬質被膜がコーティングされた状態での該溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされている
ことを特徴とする請求項３に記載の硬質被膜被覆タップ。
【請求項５】
前記溝は研削加工によって形成されており、該研削加工によって形成された該溝の表面に粗面化処理が施された後に、該溝の表面を含めて前記硬質被膜がコーティングされることにより、該硬質被膜がコーティングされた状態での該溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされている
ことを特徴とする請求項３に記載の硬質被膜被覆タップ。
【請求項６】
前記硬質被膜はＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、およびＤＬＣの何れかである
ことを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の硬質被膜被覆タップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は硬質被膜被覆タップおよびその製造方法に係り、特に、軟鋼等に対するタップ立て加工で切り屑がカールしないで伸びてタップやホルダに絡み付くことを防止する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
おねじを分断するように設けられた溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するとともに、そのねじ部の表面には前記溝を含めて硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップが知られている（特許文献１参照）。このような硬質被膜被覆タップは、例えば図７に示すように、シャンク１０２、首部１０４、およびねじ形成部１０６を一体に有する素材ブランク１００を外周切削加工等によって用意し、ガス窒化、浸炭等の熱処理を行なって硬化させた後、上記ねじ形成部１０６から首部１０４に掛けて溝として例えばねじれ溝１０８を研削加工し、そのねじれ溝１０８が設けられたねじ形成部１０６におねじを研削加工するとともに先端部分をテーパ形状に研削することにより、完全山部１１０ａおよび食付き部１１０ｂを有するねじ部１１０を形成する。その後、ねじ部１１０から首部１０４に跨がる部分の表面に、ねじれ溝１０８を含めて硬質被膜をコーティングすることにより、所望の硬質被膜被覆タップ１２０が得られる。【０００３】
ところで、このような硬質被膜は一般に摩擦係数が小さいため、切り屑が滑り易くてカールし難くなり、例えばＪＩＳの規定によるＳＳ４００等の軟鋼に対するタップ立て加工では、切り屑が長く伸びてタップやホルダなどに絡み付き、タップが折損したり連続加工が不可になったりする。これに対し、硬質被膜をコーティングした後に、溝表面については研削加工等によってその硬質被膜を除去し、工具母材を露出させることにより摩擦係数を大きくして切り屑がカールし易くなるようにすることが考えられている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１４５３５３号公報
【特許文献２】特開２００４−１７４６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記ＳＳ４００等の軟鋼或いはステンレス鋼等にタップ立て加工を行なう場合、特許文献２のようにすくい面に工具母材が露出していると、そのすくい面に溶着が発生し易くなり、十分な工具寿命が得られない。また、溝表面の硬質被膜が溝研削加工によって除去されると、その境界の刃先部分で硬質被膜が不規則に剥離して先端形状がギザギザになるとともに密着性が損なわれ、その境界部分を起点として摩耗（剥離）が進行し、早期に剥離して十分な耐久性が得られない場合があるなど、被膜性能や切削性能の安定性が損なわれる。【０００５】
これに対し、硬質被膜を設ける代わりに酸化処理（水蒸気処理）を施して酸化膜を形成することが行なわれており、これによれば硬質被膜に比較して摩擦係数が大きく、切り屑もカールし易いが、近年、環境問題等により切削油剤として塩素を含まない塩素フリー型の水溶性切削油剤を使用する要求が高く、一般に塩素フリー型は不水溶性切削油剤に比較して潤滑性能が劣るため、逃げ面摩耗等により十分な耐久性が得られない。【０００６】
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、塩素フリー型の水溶性切削油剤でも十分な耐摩耗性、耐溶着性が得られる硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップにおいて、軟鋼等にタップ立て加工を行なう場合でも切り屑がカールし易くなるようにして絡み付きを抑制し、工具寿命を向上させるとともにタップ立ての連続加工を可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、おねじを分断するように設けられた溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するとともに、そのねじ部の表面には前記溝を含めて硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップの製造方法であって、(a) 素材ブランクに前記溝を切削加工する溝切削加工工程と、(b) その溝が切削加工された前記素材ブランクに熱処理を施して硬化させる熱処理工程と、(c) その熱処理が施された前記素材ブランクにおねじを研削加工して前記ねじ部を形成するねじ部研削加工工程と、(d) 前記切削加工によって形成された前記溝を含めて前記ねじ部の表面に前記硬質被膜をコーティングするコーティング工程と、を有し、(e) その硬質被膜がコーティングされた状態での前記溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされていることを特徴とする。【０００８】
第２発明は、おねじを分断するように設けられた溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するとともに、そのねじ部の表面には前記溝を含めて硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップの製造方法であって、(a) 素材ブランクに前記溝を研削加工する溝研削加工工程と、(b) その研削加工によって形成された溝の表面に粗面化処理を施す溝粗面化処理工程と、(c) 前記素材ブランクにおねじを研削加工して前記ねじ部を形成するねじ部研削加工工程と、(d) 前記粗面化処理が施された溝を含めて前記ねじ部の表面に前記硬質被膜をコーティングするコーティング工程と、を有し、(e) その硬質被膜がコーティングされた状態での前記溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされていることを特徴とする。【０００９】
第３発明は、おねじを分断するように設けられた溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するとともに、そのねじ部の表面には前記溝を含めて硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップにおいて、前記硬質被膜がコーティングされた状態での前記溝の表面粗さは最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内であることを特徴とする。【００１０】
第４発明は、第３発明の硬質被膜被覆タップにおいて、前記溝は切削加工によって形成されており、その切削加工によって形成されたその溝の表面を含めて前記硬質被膜がコーティングされることにより、その硬質被膜がコーティングされた状態でのその溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされていることを特徴とする。【００１１】
第５発明は、第３発明の硬質被膜被覆タップにおいて、前記溝は研削加工によって形成されており、その研削加工によって形成されたその溝の表面に粗面化処理が施された後に、その溝の表面を含めて前記硬質被膜がコーティングされることにより、その硬質被膜がコーティングされた状態でのその溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされていることを特徴とする。【００１２】
第６発明は、第３発明〜第５発明の何れかの硬質被膜被覆タップにおいて、前記硬質被膜はＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、およびＤＬＣの何れかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１発明の製造方法によれば、切削加工によって溝が形成されるとともに、熱処理が施された後に研削加工によってねじ部が設けられ、切削加工によって形成された溝を含めてそのねじ部の表面に硬質被膜がコーティングされることにより、その硬質被膜がコーティングされた状態でのその溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされ、切削加工に起因して洗濯板のような凹凸の面状態になるため、軟鋼やステンレス鋼等に対してタップ立て加工を行なう場合でも、切り屑が溝に案内されて排出される際に、その溝表面の凹凸によりカールしたり分断したりし易くなり、タップやホルダに絡み付くことが抑制される。これにより、切り屑の絡み付きに起因するタップの折損が抑制され、工具寿命が向上するとともに、切り屑除去を行なうことなくタップ立ての連続加工が可能となり、多数のタップ立て加工の完全自動化を図ることができる。【００１４】
また、前記図７の製造方法に比較して、熱処理後に溝を研削加工することに代えて、熱処理前にフライス加工等によって溝を切削加工することにより、その表面が荒くなり、コーティング状態における溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされるため、従来と同じ工程数で製造することが可能であるとともに、溝表面の硬質被膜を研削加工等によって除去する場合に比較して、硬質被膜の密着性等が損なわれることがなく、耐摩耗性等の被膜性能や切れ刃の切削性能が安定する。【００１５】
また、酸化処理（水蒸気処理）によって形成される酸化膜に比較して優れた耐摩耗性、耐溶着性が得られるため、塩素フリー型の水溶性切削油剤を使用して比較的溶着し易い軟鋼やステンレス鋼等に対してタップ立て加工を行なう場合でも十分な耐久性が得られる。【００１６】
第２発明の製造方法は、素材ブランクに溝を研削加工した後に、その研削加工によって形成された溝の表面に粗面化処理を施し、その後に溝の表面を含めて硬質被膜がコーティングされることにより、その硬質被膜がコーティングされた状態でのその溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされ、凹凸の面状態になるため、溝粗面化処理工程が必要である点を除いて前記第１発明と同様の効果が得られる。また、粗面化処理で溝表面を粗面化することによってコーティング後の表面粗さを荒くするため、その粗面化処理の方法や設定（ショットの大きさなど）によってコーティング後の表面粗さを比較的容易に調整できる。【００１７】
第３発明の硬質被膜被覆タップは、硬質被膜がコーティングされた状態での溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされ、凹凸の面状態とされているため、軟鋼やステンレス鋼等に対してタップ立て加工を行なう場合でも、切り屑が溝に案内されて排出される際に、その溝表面の凹凸によりカールしたり分断したりし易くなり、タップやホルダに絡み付くことが抑制される。これにより、切り屑の絡み付きに起因するタップの折損が抑制され、工具寿命が向上するとともに、切り屑除去を行なうことなくタップ立ての連続加工が可能となり、多数のタップ立て加工の完全自動化を図ることができる。【００１８】
また、溝表面の硬質被膜を研削加工等によって除去する場合に比較して、硬質被膜の密着性等が損なわれることがなく、耐摩耗性等の被膜性能や切れ刃の切削性能が安定する。更に、酸化処理（水蒸気処理）によって形成される酸化膜に比較して優れた耐摩耗性、耐溶着性が得られるため、塩素フリー型の水溶性切削油剤を使用して比較的溶着し易い軟鋼やステンレス鋼等に対してタップ立て加工を行なう場合でも十分な耐久性が得られる。【００１９】
第４発明は、溝が切削加工によって形成される場合で、第１発明と同様の効果が得られる。また、第５発明は、研削加工によって形成された溝の表面に粗面化処理が施される場合で、第２発明と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明が適用されたスパイラルタップを示す図で、(a) は正面図、(b) はねじ部の拡大断面図、(c) はねじ部の表面部分の断面図である。
【図２】図１のスパイラルタップの製造工程を説明する図である。
【図３】本発明品および従来品を２本ずつ製作し、ねじれ溝の表面の粗さ曲線を測定した結果を示す図である。
【図４】図３に示す粗さ曲線を測定した本発明品および従来品を用いて、(a) 切り屑の絡み付き試験、および(b) 耐久性試験を行なった結果を示す図である。
【図５】図４の(a) の絡み付き試験で発生した実際の切り屑を集めて撮影した写真を、本発明品と従来品とで比較して示す図である。
【図６】研削加工によって形成されたねじれ溝に粗面化処理を施すことによってコーティング後の表面粗さを荒くする実施例の製造工程を説明する図である。
【図７】従来の硬質被膜被覆タップの製造工程の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０：スパイラルタップ（硬質被膜被覆タップ）    １６：ねじ部    １８：おねじ    ２０：ねじれ溝（溝）    ２２：切れ刃    ２６：硬質被膜    ３０：素材ブランク
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の硬質被膜被覆タップは、塩素フリー型水溶性切削油剤を用いて軟鋼やステンレス鋼等の被削材に対してタップ立て加工を行う場合に好適に用いられるが、他の被削材に対してタップ立て加工を行う場合に用いることもできる。なお、塩素を含有する不水溶性切削油剤を用いてタップ立て加工を行う場合や、切削油剤を殆ど使用しないドライ加工やセミドライ加工（ミスト噴霧など）でタップ立て加工を行う場合等にも、加工条件によっては本発明の硬質被膜被覆タップを使用することが可能である。【００２３】
おねじを分断するように設けられる溝は、軸心と平行なストレート溝であっても良いし、軸心まわりにねじれたねじれ溝であっても良いなど、種々のタップに本発明は適用され得る。溝の数は、２本〜４本が一般的であるが、径寸法によっては１本或いは５本以上であっても良い。【００２４】
素材ブランクを構成する工具母材としては、高速度工具鋼または超硬合金が好適に用いられるが、他の超硬質工具材料やその他の工具材料を用いることもできる。【００２５】
硬質被膜としては、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、およびＤＬＣ（Diamond-Like Carbon;ダイヤモンド状カーボン) の何れかが好適に用いられるが、元素の周期表の IIIｂ族、IVａ族、Ｖａ族、またはVIａ族の金属の炭化物、窒化物、炭窒化物、或いはそれらの相互固溶体から成る他の化合物被膜を用いることもできるなど、種々の態様が可能である。これ等の硬質被膜は、例えばアークイオンプレーティング法やスパッタリング法等のＰＶＤ法によって好適に設けられるが、プラズマＣＶＤ法等の他の成膜法で設けられても良い。硬質被膜の膜厚は、被膜の種類などによって適宜定められるが、例えば１〜５μｍ程度が適当である。２種類以上の硬質被膜が交互に積層されている多層の積層被膜を用いたり、２層或いは３層等の硬質被膜を用いたりすることも可能である。【００２６】
硬質被膜がコーティングされた状態での表面粗さを最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内としたのは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１-1994 の附属書表２の標準数列の区分によるもので、より望ましくは最大高さＲｚで１０〜２０μｍの範囲内が適当である。また、溝の全域でこの表面粗さを満たしていることが望ましいが、少なくとも切り屑が接触する可能性が高い溝の刃先から中心までの位置、すなわちすくい面として機能する領域において、例えば溝の長手方向に測定した粗さ曲線から求めた表面粗さが上記条件を満たしていれば良い。最大高さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１-2001 の規定による表現に従ったものであるが、本発明者等が実験で使用した粗さ測定機はＪＩＳ  Ｂ０６０１-1994 の規定によるもので、本明細書における「最大高さＲｚ」は実質的にＪＩＳ  Ｂ０６０１-1994 における「最大高さＲｙ」のことを意味しており、このＪＩＳ  Ｂ０６０１-1994 の規定に従って求められる最大高さＲｙが上記条件を満たしていれば良い。【００２７】
素材ブランクに溝を切削加工する方法としては、外周面に設けられた切れ刃で切削加工を行なうフライス加工が適当であるが、エンドミル等を用いることも可能である。熱処理工程は、例えばガス窒化法やガス浸炭窒化法などで表面硬化処理を行なうように構成され、ねじ部研削加工工程は、例えば砥石によりねじを研削加工するとともに、先端部をテーパ状に研削加工して食付き部を形成するように構成される。ねじ部の研削加工は、熱処理前におねじ等の粗切削加工を行い、熱処理後に研削仕上げを行なうようにしても良い。【００２８】
第２発明の溝研削加工工程等は、例えば素材ブランクに表面硬化処理等の熱処理が施された後に行なうことが望ましい。熱処理前に溝の粗切削加工を行い、熱処理後に研削仕上げを行なうようにしても良い。ねじ部の研削加工は、例えば溝の研削加工や粗面化処理の後に行なえば良いが、その粗面化処理の前や溝の研削加工の前に行なうこともできる。粗面化処理としては、例えばショット、カットワイヤなどを遠心力や空気圧などで溝表面に投射するショットブラストが好適に用いられるが、電解研磨などの他の粗面化処理方法を用いることもできる。
【実施例】
【００２９】
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。
図１は、本発明の硬質被膜被覆タップの一実施例である３枚刃のスパイラルタップ１０を示す図で、(a) は軸心と直角方向から見た正面図、(b) はねじ部１６における拡大断面図（タップ先端側から見た断面）である。このスパイラルタップ１０は、シャンク１２、首部１４、およびねじ部１６を、その順番で同一の軸線上に一体に備えており、ねじ部１６には加工すべきめねじに対応するねじ溝形状のおねじ１８が設けられているとともに、そのおねじ１８を分断するように３本のねじれ溝２０が軸心まわりに等間隔で設けられている。ねじ部１６は、ねじ山がテーパ状に除去された先端側の食付き部１６ｂと、その食付き部１６ｂに連続して設けられた完全なねじ山の完全山部１６ａとを備えており、上記ねじれ溝２０に沿って切れ刃２２が設けられている。３本のねじれ溝２０は、何れも一定のリードのつる巻き線に沿ってねじ部１６から首部１４の途中まで一繋がりで連続して設けられている。図１(a) の一点鎖線は、ねじれ溝２０の中心線に相当する。【００３０】
図１(c) は、ねじ部１６の表面部分の断面図で、工具母材２４の表面には硬質被膜２６がコーティングされている。工具母材２４は高速度工具鋼にて構成されているとともに、硬質被膜２６は、ねじれ溝２０を含めて首部１４およびねじ部１６の全域に設けられている。図１(a) の斜線部は、硬質被膜２６のコーティング領域を表している。この硬質被膜２６は、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、およびＤＬＣの何れかで、本実施例ではＴｉＣＮの単層にて構成されており、例えばアークイオンプレーティング法やスパッタリング法等のＰＶＤ法によって形成され、その膜厚は１〜５μｍの範囲内で、本実施例では約３μｍである。【００３１】
上記スパイラルタップ１０のねじれ溝２０は、フライス加工による切削加工で形成されており、硬質被膜２６がコーティングされた状態でのねじれ溝２０の表面粗さは、研削加工によって形成されたねじ部１６の外周面すなわち逃げ面に比べて荒く、最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内で、本実施例では１２〜１４μｍ程度であり、切削加工に起因して洗濯板のような凹凸の面状態とされている。因みに、ねじ部１６における逃げ面の硬質被膜２６がコーティングされた状態での表面粗さは、最大高さＲｚで３〜５μｍ程度である。【００３２】
本実施例のスパイラルタップ１０の諸元について具体的に例示すると、呼びはＭ８×１．２５で、谷径が８ｍｍ、ピッチが１．２５ｍｍの右ねじのめねじを切削加工するためのものである。ねじれ溝２０は右ねじれであるとともに、ねじ部１６におけるねじれ溝２０のねじれ角βは４５°である。また、ねじ部１６の長さ（ねじ長）は１０ｍｍで、そのうちの食付き部１６ｂの長さは２．５ピッチ（＝３．１２５ｍｍ）である。なお、図１は、硬質被膜２６の膜厚を含めてスパイラルタップ１０の各部の寸法の比率や角度を正確に示したものではない。【００３３】
図２は、上記スパイラルタップ１０の製造方法を具体的に説明する図で、(a) の素材ブランク加工工程では、シャンク１２、首部１４、およびねじ形成部３２を一体に有する素材ブランク３０を外周切削加工、研削加工等によって加工し、(b) の溝切削加工工程では、フライス加工によってねじ形成部３２から首部１４に跨がって前記ねじれ溝２０を切削加工する。また、(c) の熱処理工程では、ガス窒化、ガス浸炭窒化等の熱処理により表面硬化処理を行い、(d) のねじ部研削加工工程では、ねじ形成部３２に前記おねじ１８を砥石により研削加工するとともに、食付き部１６ｂをテーパ形状に研削加工することにより、ねじ部１６を形成する。その後、(e) のコーティング工程で、ねじ部１６から首部１４に跨がる部分の表面に、ねじれ溝２０を含めて硬質被膜２６をコーティングすることにより、所望の硬質被膜被覆タップ１０が得られる。【００３４】
そして、このようなスパイラルタップ１０は、塩素フリー型水溶性切削油剤を用いて軟鋼やステンレス鋼等の被削材にタップ立て加工を行う場合に好適に使用され、予め設けられた下穴内にねじ部１６がねじ込まれることにより、切れ刃２２によってその下穴の内周面にめねじが切削加工されるとともに、切り屑はねじれ溝２０を通ってシャンク１２側へ排出される。その場合に、本実施例のスパイラルタップ１０はねじ部１６が短いため、１回転でねじ部１６のおねじ１８の１リードずつ前進するようにシンクロ送り（リード送り）される。【００３５】
ここで、本実施例のスパイラルタップ１０は、切削加工によってねじれ溝２０が形成されるとともに、熱処理が施された後に研削加工によってねじ部１６が設けられ、切削加工によって形成されたねじれ溝２０を含めてそのねじ部１６の表面に硬質被膜２６がコーティングされることにより、その硬質被膜２６がコーティングされた状態でのそのねじれ溝２０の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされ、切削加工に起因して洗濯板のような凹凸の面状態になるため、軟鋼やステンレス鋼等に対してタップ立て加工を行なう場合でも、切り屑がねじれ溝２０に案内されてシャンク１２側へ排出される際に、その溝表面の凹凸によりカールしたり分断したりし易くなり、タップ１０自身やホルダに絡み付くことが抑制される。これにより、切り屑の絡み付きに起因するスパイラルタップ１０の折損が抑制され、工具寿命が向上するとともに、切り屑除去を行なうことなくタップ立ての連続加工が可能となり、多数のタップ立て加工の完全自動化を図ることができる。【００３６】
また、前記図７の製造方法に比較して、熱処理後にねじれ溝を研削加工することに代えて、熱処理前にフライス加工によってねじれ溝２０を切削加工することにより、その表面が荒くなり、コーティング状態におけるねじれ溝２０の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされるため、従来と同じ工程数で製造することができるとともに、ねじれ溝２０の表面の硬質被膜２６を研削加工等によって除去する場合に比較して、硬質被膜２６の密着性等が損なわれることがなく、耐摩耗性等の被膜性能や切れ刃２２の切削性能が安定する。【００３７】
また、ＴｉＣＮ等の硬質被膜２６によれば、酸化処理（水蒸気処理）によって形成される酸化膜に比較して優れた耐摩耗性、耐溶着性が得られるため、塩素フリー型の水溶性切削油剤を使用して比較的溶着し易い軟鋼やステンレス鋼等に対してタップ立て加工を行なう場合でも十分な耐久性が得られる。【００３８】
因みに、図２の製造工程に従って製造した本発明品（スパイラルタップ１０）と図７の製造工程に従って製造した従来品をそれぞれ２本ずつ用意し、以下の加工条件に従ってタップ立て加工を行い、(a) 切り屑の絡み付きが発生するまでの加工穴数、および(b) 折損または摩耗により加工不可となるまでの加工穴数（耐久性）を調べたところ、図４に示す結果が得られた。使用したスパイラルタップのサイズは何れもＭ８×１．２５で、硬質被膜はＴｉＣＮである。また、図３は、硬質被膜がコーティングされた後のねじれ溝の表面の粗さ曲線を、ＪＩＳ  Ｂ０６０１-1994 の規定による粗さ測定機で測定したもので、本発明品１、２の最大高さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１-1994 ではＲｙ）はそれぞれ１３．５６、１２．４６であるのに対し、従来品１、２の最大高さＲｚはそれぞれ３．０８、４．３２であった。この粗さ曲線は、切れ刃の刃先から溝中心までの間の所定位置において、ねじれ溝の長手方向に測定したものである。
《加工条件》
・被削材質：ＳＳ４００（軟鋼）
・使用機械：横型マシニングセンタ
・切削油剤：塩素フリー型水溶性切削油剤（１０倍希釈）
・切削速度：１５ｍ／ｍｉｎ（６００ｍin-1）
・下穴形状：φ６．８ｍｍ×２５ｍｍ（通り穴）
・タップ立て長さ：１６ｍｍ（完全ねじ山）【００３９】
図４の(a) は１０穴までタップ立て加工を行なって切り屑の絡み付きの有無を目視で判断したもので、本発明品１、２は何れも絡み付きが無かったのに対し、従来品１、２は、それぞれ１穴目、６穴目で切り屑の絡み付きが確認された。図５は、この時の試験で発生した切り屑を集めて撮影した写真で、(a) は本発明品１、２によるもので、(b) は従来品１、２によるものである。これ等の切り屑から分かるように、本発明品１、２で発生した切り屑は、伸びた切り屑が殆ど無く、形状およびサイズが均一であるのに対し、従来品１、２で発生した切り屑は、形状やサイズが不均一で伸びた切り屑が多く確認された。また、図４の(b) の耐久性試験は、上記図４(a) の絡み付き試験で用いたスパイラルタップをそのまま使用して行なったもので、本発明品１、２によれば、切り屑の除去を行なうことなくそれぞれ８００穴、８２０穴のタップ立ての連続加工が可能で、摩耗により加工不可となったのに対し、従来品１、２は、それぞれ８穴、１０穴で切り屑の絡み付きによりタップが折損した。【００４０】
なお、上記実施例ではねじれ溝２０を切削加工で形成することにより、硬質被膜２６がコーティングされた状態での表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされていたが、図６に示すように、(a) の素材ブランク加工に続いて(b) でガス窒化等の熱処理を行った後、(c) で砥石によりねじれ溝２０を研削加工するとともに、(d) でショットブラスト等によりそのねじれ溝２０の表面に粗面化処理を施し、(e) でねじ部１６を研削加工によって形成した後に、(f) でねじ部１６から首部１４に跨がる部分の表面にねじれ溝２０を含めて硬質被膜２６をコーティングすることにより、コーティング後のねじれ溝２０の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内となるようにすることもできる。なお、(a) の素材ブランク加工工程、(b) の熱処理工程、(e) のねじ部研削加工工程、および(f) のコーティング工程は、実質的に前記図２の(a) 素材ブランク加工工程、(c) 熱処理工程、(d) ねじ部研削加工工程、および(e) コーティング工程と同じである。【００４１】
この場合には、(d) の溝粗面化処理工程が必要で、工程数が１つ増える点を除いて、前記実施例と同様の効果が得られる。また、粗面化処理でねじれ溝２０の表面を粗面化することによってコーティング後の表面粗さを荒くするため、その粗面化処理の方法やショットの大きさなどを適宜変更することにより、コーティング後の表面粗さを比較的容易に調整できる。【００４２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の硬質被膜被覆タップは、切削加工によって形成されたねじれ溝を含めてねじ部の表面に硬質被膜がコーティングされることにより、その硬質被膜がコーティングされた状態でのねじれ溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内で比較的粗くなっているため、そのねじれ溝に案内されて排出される切り屑が滑り難くなって、切り屑がカールしたり分断したりし易くなり、タップ自身やホルダに絡み付くことが抑制されるため、切り屑が伸び易い軟鋼等を含めて種々の被削材に対してタップ立て加工を行なう際に好適に用いられる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年6月16日(2008.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
おねじを分断するように設けられた溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するとともに、該ねじ部の表面には前記溝を含めて硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップの製造方法であって、
素材ブランクに前記溝を切削加工する溝切削加工工程と、
該溝が切削加工された前記素材ブランクに熱処理を施して硬化させる熱処理工程と、
該熱処理が施された前記素材ブランクにおねじを研削加工して前記ねじ部を形成するねじ部研削加工工程と、
前記切削加工によって形成された前記溝を含めて前記ねじ部の表面に前記硬質被膜をコーティングするコーティング工程と、
を有し、該硬質被膜がコーティングされた状態での前記溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされている
ことを特徴とする硬質被膜被覆タップの製造方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
おねじを分断するように設けられた溝に沿って切れ刃が形成されているねじ部を有するとともに、該ねじ部の表面には前記溝を含めて硬質被膜がコーティングされている硬質被膜被覆タップにおいて、
前記硬質被膜がコーティングされた状態での前記溝の表面粗さは最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内である
ことを特徴とする硬質被膜被覆タップ。
【請求項４】
前記溝は切削加工によって形成されており、該切削加工によって形成された該溝の表面を含めて前記硬質被膜がコーティングされることにより、該硬質被膜がコーティングされた状態での該溝の表面粗さが最大高さＲｚで６．３〜２５μｍの範囲内とされている
ことを特徴とする請求項３に記載の硬質被膜被覆タップ。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記硬質被膜はＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＡｌＣｒＮ、およびＤＬＣの何れかである
ことを特徴とする請求項３または４に記載の硬質被膜被覆タップ。
【国際調査報告】
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