(57)【要約】【課題】切屑詰まりを抑制することができ、かつ、簡易な構造の砥石を用いて研磨することができるタップを提供する。【解決手段】軸回りに回転される工具本体１１と、工具本体１１の先端に設けられた食い付き部１４と、食い付き部１４に連設され複数のねじ山を有するねじ部１５と、ねじ部１５において工具本体１１の軸方向にらせん状に形成され、切屑の排出をガイドするガイド溝１６と、ねじ部１５とガイド溝１６が交わるすくい面１３に形成された切刃と、を備えたタップ１であって、食い付き部１４におけるすくい面１３に形成された切刃溝１７をさらに備え、切刃溝１７は、すくい面１３に略平行な平面部１７ｂと、すくい面１３に略垂直な曲面部１７ａと、を有する。【選択図】図２
2018047534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸回りに回転される工具本体と、
前記工具本体の先端に設けられた食い付き部と、
前記食い付き部に連設され複数のねじ山を有するねじ部と、
前記ねじ部において前記工具本体の軸方向にらせん状に形成され、切屑の排出をガイドするガイド溝と、
前記ねじ部と前記ガイド溝が交わるすくい面に形成された切刃と、を備えたタップであって、
前記食い付き部における前記すくい面に形成された切刃溝をさらに備え、
前記切刃溝は、前記すくい面に略平行な平面部と、前記すくい面に略垂直な曲面部と、を有する、タップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タップに関する。
【背景技術】
【０００２】
めねじの形成に使用されるタップが知られている。特許文献１には、軸回りに回転される工具本体と、工具本体の先端側に設けられる食い付き部と、食い付き部に連設されるねじ部と、工具本体の軸に対して略平行な直溝と、直溝に凹設され、ねじ部と交わる稜線部に切刃を形成する副溝と、を備えたタップが記載されている。さらに、特許文献１には、副溝の底部が、工具本体の軸に略垂直な断面形において略円弧状に構成されていることが記載されている。特許文献１では、上述のようにタップを構成することで、切屑をより細かく分断し、切屑詰まりを抑制できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７９８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、加工を行った後、タップの切刃が磨耗するため、タップを再使用するためには砥石によって切刃を研磨する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載のタップでは、切刃が形成された副溝の底部が、工具本体の軸に略垂直な断面形において略円弧状に構成されているため、副溝における切刃の研磨には、円板の外周面に所定の曲率を持たせた特殊な砥石を使用する必要があった。このような特殊な砥石を使用すると、タップを研磨するためにかかるコストが増大する。
【０００５】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、切屑詰まりを抑制することができ、かつ、簡易な構造の砥石を用いて研磨することができるタップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、軸回りに回転される工具本体と、前記工具本体の先端に設けられた食い付き部と、前記食い付き部に連設され複数のねじ山を有するねじ部と、前記ねじ部において前記工具本体の軸方向にらせん状に形成され、切屑の排出をガイドするガイド溝と、前記ねじ部と前記ガイド溝が交わるすくい面に形成された切刃と、を備えたタップであって、前記食い付き部における前記すくい面に形成された切刃溝をさらに備え、前記切刃溝は、前記すくい面に略平行な平面部と、前記すくい面に略垂直な曲面部と、を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、切屑詰まりを抑制することができ、かつ、簡易な構造の砥石を用いて研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施の形態にかかるタップの概略構成を示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１の破線Ａで囲んだ部分の拡大図である。
【図４】図１の破線Ｂで囲んだ部分の拡大図である。
【図５】本実施の形態にかかるタップにおける、切刃溝により切屑詰まりを抑制する効果について説明する図である。
【図６】図５の矢印Ｅの方向から見た矢視図である。
【図７】本実施の形態にかかるタップにおける切刃溝の研磨について説明する図である。
【図８】図７の矢印Ｃの方向から見た矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１および図２を参照して本実施の形態にかかるタップ１の概略構成について説明する。本実施の形態にかかるタップ１は、例えば、マシニングセンターなどの加工機械からホルダーを介して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、被加工物の下穴にめねじを形成する工具である。
【００１０】
図１は、本実施の形態にかかるタップ１の概略構成を示す模式図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１および図２に示すように、タップ１は、工具本体１１と、食い付き部１４と、ねじ部１５と、ガイド溝１６と、を備えている。
【００１１】
工具本体１１は、高速度工具鋼を材質として軸Ｌを有する円柱状に形成され、軸Ｌ回りに回転される。食い付き部１４は、被加工物の下穴内を螺進しつつその表層部を切削してめねじを形成するための部位であり、工具本体１１の先端に設けられている。食い付き部１４は、その外径が先端部１２の方に向かうほど小径となるテーパ状に形成されている。すなわち、食い付き部１４においては、ねじ山が先端部１２の方に向かうほど漸次低くなる。食い付き部１４では、不完全ねじ山の各切刃が所定の切込み量を分担して切削を行う。なお、食い付き部１４の長さは、特に限定されるものではなく、ねじ山の数は任意で良い。
【００１２】
ねじ部１５は、食い付き部に連設され、複数のねじ山（完全ねじ山）を有する。ねじ部１５では、食い付き部１４にて被加工物の下穴の内周面に形成されたねじ山を完全なねじ山にする仕上げ加工を行う。ガイド溝１６は、ねじ部１５において工具本体１１の軸方向にらせん状に形成され、切屑の排出をガイドする。ねじ部１５とガイド溝１６が交わるすくい面１３には、切刃が形成されている。
【００１３】
図３は、図１の破線Ａで囲んだ部分の拡大図である。図４は、図１の破線Ｂで囲んだ部分の拡大図である。図３および図４に示すように、切刃溝１７は、曲面部１７ａと平面部１７ｂとを有している。平面部１７ｂは、すくい面１３に略平行な平面である。平面部１７ｂには切刃が形成されている。曲面部１７ａは、すくい面１３に略垂直な曲率Ｒの曲面である。曲面部１７ａの曲率Ｒは、後述する、切刃溝１７を再研磨する際に用いる円板状の砥石の外周の曲率と実質的に同じである。
【００１４】
次に、本実施の形態にかかるタップ１において、切刃溝１７により切屑詰まりを抑制する効果について以下で説明する。
図５は、タップ１における切刃溝１７により切屑詰まりを抑制する効果について説明する図である。図５に示すように、切刃により被加工物Ｗを切削した際に発生する切屑Ｗａは、矢印Ｓ１の方向に向かい、曲面部１７ａにぶつかる。そして、切屑Ｗａは、曲面部１７ａにぶつかることで曲面部１７ａから折り曲げ力が及ぼされる。なお、図中に示す、すくい角αは、基準面Ｐとすくい面１３とのなす角度である。
【００１５】
図６は、図５の矢印Ｅの方向から見た矢視図である。図６に示すように、曲面部１７ａは曲率Ｒの曲面であるため、曲面部１７ａにぶつかった切屑Ｗａは、曲面部１７ａに沿う方向（矢印Ｓ２で示す方向）へと、よりスムーズに導かれる。切刃溝１７が、曲率Ｒの曲面である曲面部１７ａを有することで、切屑Ｗａが、矢印Ｓ１の方から矢印Ｓ１とは向きが異なる矢印Ｓ２の方に折れ曲げられて分断されやすくなる。これにより、ねじ切り加工の際に、切屑詰まりを効果的に抑制することができる。
【００１６】
切刃溝１７における曲面部１７ａの曲率Ｒの値によって、切屑Ｗａの分断されるときの長さを変えることができる。すなわち、曲率Ｒを大きくすると切屑Ｗａの分断されるときの長さは長くなり、曲率Ｒを小さくすると切屑Ｗａの分断されるときの長さは短くなる。曲率Ｒをあまり大きくしすぎると、切屑Ｗａの長さが長くなりすぎるので、切屑Ｗａの排出が妨げられる。一方、曲率Ｒをあまり小さくしすぎると、切屑Ｗａが、曲面部１７ａに沿う方向に折り曲げられ難くなるので、切屑Ｗａが分断され難くなる。切刃溝１７における曲面部１７ａの曲率Ｒの値は、１２．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下（１２．５ｍｍ≦Ｒ≦５０ｍｍ）にするのが好ましい。
【００１７】
ねじ切り加工を行った後、タップ１の切刃は、タップ１の先端部１２からの距離が近い位置にあるものほど著しく磨耗する。すなわち、ねじ切り加工を行った後、タップ１の食い付き部１４に形成された切刃が著しく磨耗する。１回のねじ切り加工を行ったタップ１を再使用するために、先端部１２の研磨、食い付き部１４の研磨、および切刃溝１７の研磨を行う。ここで、先端部１２の研磨とは、先端部１２を工具本体１１の軸方向に追い込むように研磨することである。また、食い付き部１４の研磨とは、食い付き部１４のテーパ部分を研磨することである。先端部１２の研磨を行うと、タップ１の軸方向の長さは短くなる。すなわち、食い付き部１４の長さが短くなる。食い付き部１４の長さを所定の長さにするために、食い付き部１４のテーパ部分を研磨する必要がある。
【００１８】
図７および図８を用いて切刃溝１７の研磨について説明する。
図７は、本実施の形態にかかるタップにおける切刃溝１７の研磨について説明する図である。図８は、図７の矢印Ｃの方向から見た矢視図である。図７および図８に示すように、切刃溝１７の研磨に用いる砥石５０は円板であり、例えば直径Ｄが１００ｍｍ、厚さＴが約１２ｍｍの円板である。
【００１９】
図７に示すように、切刃溝１７の曲面部１７ａの研磨は、砥石５０の外周面部５０ａで行う。これにより、曲面部１７ａの曲率Ｒは、砥石５０の外周面部５０ａの曲率と実質的に同じになる。
【００２０】
また、図８に示すように、切刃溝１７の平面部１７ｂの研磨は、砥石５０の側面部５０ｂで行う。このように、切刃溝１７は、簡易な構造の砥石５０によって研磨することができる。切刃溝１７の研磨に用いる砥石５０は、上述した先端部１２の研磨および食い付き部１４の研磨にも使用することができる。すなわち、タップ１を再使用するための、先端部１２の研磨、食い付き部１４の研磨、および切刃溝１７の研磨を、１つの砥石によって行うことができるので、タップ１の再使用のための研磨工程に要するコストを抑えることができる。
【００２１】
ここで、１回のねじ切り加工を行った後に、先端部の研磨と食い付き部の研磨のみ行う場合と、先端部の研磨、食い付き部の研磨、および切刃溝の研磨を行う場合と、の１ヶ月あたりのタップの使用本数の違いについて以下で検討する。
特許文献１に記載されたタップは、食い付き部に設けられた副溝により切屑詰まりを抑制する。しかしながら、特許文献１に記載されたタップにおける副溝は、本実施の形態にかかるタップ１における切刃溝と異なり、図７および図８に示す砥石５０のような簡易な構造の砥石で研磨することができない。このため、特許文献１に記載されたタップでは、１回のねじ切り加工を行ったタップ１を再使用するために、先端部の研磨と食い付き部の研磨のみ行う。
【００２２】
１回のねじ切り加工を行ったタップ１を再使用するために、先端部の研磨と食い付き部の研磨のみ行う場合（以下、「切刃溝の研磨を行わない場合」という）には、先端部の研磨、食い付き部の研磨、および切刃溝の研磨を行う場合（以下、「切刃溝の研磨を行う場合」という）に対して、先端部１２の研磨において研磨取り代を長くする必要がある。ここで、研磨取り代とは、１回の加工を行った後にタップの先端部を研磨によって工具本体の軸方向に追い込む長さを意味する。
【００２３】
しかしながら、先端部１２の研磨において研磨取り代を長くすると、タップ１本あたりの使用回数が少なくなる。タップ１本あたりの使用回数は、タップ１本あたりの使用回数＝追い込み可能長さ／研磨取り代＋１により求めることができる。ここで、追い込み可能長さとは、新品のタップにおいて、先端部を工具本体の軸方向に追い込むことができる最大の長さを意味する。なお、追い込み可能長さを越えて先端部の研磨を行った場合、タップを加工機械に取り付けするのが困難になる。
【００２４】
追い込み可能長さが１２ｍｍのタップにおいて、切刃溝の研磨を行わない場合の研磨取り代が２ｍｍ、切刃溝の研磨を行う場合の研磨取り代が０．４ｍｍであったとする。切刃溝の研磨を行わない場合における、タップ１本あたりの使用回数は７回（１２ｍｍ／２ｍｍ＋１＝７回）である。これに対し、切刃溝の研磨を行う場合における、タップ１本あたりの使用回数は３１回（１２ｍｍ／０．４ｍｍ＋１＝３１回）である。
【００２５】
ねじ切り加工を１ヶ月あたり１１２０回行うとする。刃溝の研磨を行わない場合では、タップ１本あたりの使用回数は７回なので、１ヶ月あたりのタップの使用本数は１６０本（１１２０回／７回＝１６０本）である。これに対し、切刃溝の研磨を行う場合では、タップ１本あたりの使用回数は３１回なので、１ヶ月あたりのタップの使用本数は３７本（１１２０回／３１回＝３６．１本）である。すなわち、切刃溝の研磨を行う場合には切刃溝の研磨を行わない場合に対し、タップの使用本数を４分の１程度に減らすことができる。
【００２６】
このように、本実施の形態にかかるタップ１では、タップ１を再使用するために、先端部の研磨および食い付き部の研磨を行うために用いる砥石と同じ、簡易な構造の砥石を用いて切刃溝の研磨を行うことができるので、タップの使用本数を大幅に減らすことができる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  タップ
１１  工具本体
１２  先端部
１３  すくい面
１４  食い付き部
１５  ねじ部
１６  ガイド溝
１７  切刃溝
１７ａ  曲面部
１７ｂ  平面部
５０  砥石
５０ａ  外周面部
５０ｂ  側面部
Ｗ  被加工物
Ｗａ  切屑
【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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【図８】
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