(57)【要約】【課題】締結側から開放側までのネジ山で締結負荷を分散して分担させ、より大きな締結力を得ることのできるネジ山負荷分担型ナットを形成するためのタップを提供する。【解決手段】締結用のナットにネジ山を形成するタップであって、ナットの負荷を受ける側のネジ山側面に溝加工を行って、締結時の締結力をネジ山全体に負荷を分散する全ネジ山負荷分担型ナットを形成するために、該タップは、軸回りに回転される工具本体と、その工具本体の外周に設けられる雄ネジを有し、かつ雄ネジ部の山の側面に溝加工用刃を形成したことを特徴とするタップ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結用のナットにネジ山を形成するタップであって、ナットの締結負荷を受ける側のネジ山側面に溝加工を行って、締結時の締結力を締結側から開放側までのネジ山で締結負荷を分散するネジ山負荷分担型ナットを形成するために、該タップは、軸回りに回転される本体と、その本体の外周に設けられる雄ネジ状刃を有し、かつ雄ネジ状刃の山の側面に溝加工用刃を形成したことを特徴とするタップ。
【請求項２】
タップの終端側から始端側に向けて、ナット製作時のネジ山の面の溝加工寸法の変化に対応するように突出刃を設けた請求項１に記載のタップ。
【請求項３】
該刃の終端側の該突出刃が一番大きく、終端側から始端側に向けて該突出刃が小さくなるように形成した請求項２に記載のタップ。
【請求項４】
ナットの締結負荷がかかるネジ山の面に溝加工する刃とその刃に連続して谷底曲部と連続的に繋ぐ刃を持つ請求項１〜３のいずれか１項に記載のタップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結用のナットにネジ山を形成するタップに関する。特に、ナットのネジ山に負荷を分散させるための刃部を有するタップに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な構造物の締結には、ボルトとナットが多く使われている。航空機、工作機械、食料品や半導体などの製造装置、自動車・鉄道車両、農業機械、建築構造物などにおいては、ボルト・ナットによる締結が一般的である。ここで使われるナットに関しては、締結側（被締結物に接する側）の精々３ネジ山程度が締結負荷を負担し、そこから開放側（締結側の反対側）の他のネジ山は負荷の分担寄与率は低い。一様なネジ材料、一様なネジ山構造を利用する限り、このような非均等の負荷分担はやむを得ないとし、また、有効な改善策がないとして見過ごされてきた。このように限られたネジ山だけが負荷を分担する非均等の負荷分担であり、他のネジ山が負荷をほとんど分担していないボルトとナットの締結では、ネジ山が負荷を均等に分担する場合に比べ、締結力が減じることとなる。
【０００３】
従来の一般的なタップの一つとしてハンドタップが挙げられる。ナットを形成する基材にドリルで穴を開けた後、ハンドタップを同穴に捩じりながら挿入することによりナットのネジ山が形成される。
【０００４】
一般にナットあるいは雌ネジの形成用には数多くの種類のタップが提案され実用されている。その一つとして、雌ネジの谷底に膨出形状の窪みを形成することができるタップが提案されている（特許文献１）。この提案は、軸回りに回転されるタップ本体と、そのタップ本体の外周に設けられた雄ネジ部とを備えたタップにおいて、雄ネジ部のネジ山の頂きに膨出形状で一定形状の凸部を形成している。このタップを用いて雌ネジを製作すると、雌ネジのネジ山の谷底部に、タップの膨出形状の一定形状の凸部に対応する一定形状の凹部が形成されることになるとされている。しかし、この雌ネジ谷底部を大きくすることは、谷底での破断可能性の低減であるだけに過ぎないという難点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８８４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決し、締結側から開放側までの多くのネジ山で締結負荷を分散して負担させ、より大きな締結力を得ることのできるネジ山負荷分担型ナットを形成するためのタップを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の問題を解決するために、以下の発明を提供するものである。
（１）締結用のナットにネジ山を形成するタップであって、ナットが被締結物をボルトとともに締結する際に、ナットのネジ山において、締結負荷を受ける側のネジ山側面(負荷面)に溝を形成して、締結時の締結力を締結側ネジ山（ナットにおいて被締結物に接する側のネジ山）から開放側ネジ山（締結側と反対側のナットのネジ山）までのネジ山に負荷を分散するネジ山負荷分担型ナットを形成するために、該タップは、軸回りに回転されるタップ本体２と、そのタップ本体の外周に設けられるタップ刃部３を有し、かつ該刃部３の雄ネジ状の刃６の山の側面に溝加工用突出刃７を形成したことを特徴とするタップ。
（２）該刃部３の終端側４から始端側５に向けて、ネジ山の面の溝加工寸法の変化に対応するように突出した溝加工用突出刃７を設けた上記（１）に記載のタップ。
（３）該刃部３の終端側４の該溝加工用突出刃７が一番大きく、終端側４から始端側５に向けて該溝加工用突出刃７が小さくなるように形成した上記（２）に記載のタップ。
（４）ナットのネジ山において、締結負荷がかかるネジ山の面（負荷面）に溝加工する刃とその刃に連続して谷底曲部と連続的に繋ぐ刃を持つ上記（１）〜（３）のいずれかに記載のタップ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、締結負荷を多くのネジ山で分担することのできるナットを作成するためのタップを提供することができる。これにより、ボルトネジ山の負荷も分散され、これまでのナットより大きな締結力を発揮し得るナットを製作できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のタップの一例の外観を示す図（ａ）および部分拡大図（ｂ）。
【図２】本発明のタップの一例の断面略図（ａ）および部分拡大図（ｂ）。
【図３】本発明のタップを用いて製作される負荷分散化ナットのネジ山側面に溝を形成したナットのネジ山形状の1例を示す図。
【図４】従来の一般のタップの外観を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のタップは、締結用のナットにネジ山を形成するタップであって、タップの材質は対象物にネジを切る事に適したものであって、高速度鋼、工具鋼、などの炭素鋼、超硬、などから適宜選定される。また表面の硬化目的、対凝着性などのコーティングがなされていても良い。
【００１１】
後述する図１に示すように、ナットを用いて被締結物をボルトとともに締結する際に、締結負荷を受ける側のナットのネジ山側面（負荷面）に溝加工を行って、締結時の締結力を多くのネジ山に負荷を分散するネジ山負荷分担型ナットを形成するために、タップ１は、軸回りに回転される本体２と、その本体２の外周に設けられる刃部３を有し、かつ刃部３には雄ネジ状刃６（ナットのネジ山を形成する刃）が形成され、その刃６の山の側面に溝加工用突出刃７（ナットのネジ山の締結時負荷を受ける側のネジ山に溝加工を施す刃）を形成してなる。
【００１２】
刃面を構成する、タップ軸方向の溝８（ナット作製時の切断刃（６，７）がナット素材に切り込む面であり、素材の切粉を排出するための溝）は従来同様直線でもスパイラル状でも良く、被切削物（ナットを含む内径に締結用ネジを設けたもの）の材質、硬度、寸法、使用目的、または貫通孔か袋状孔かにより選択される。溝の数も３本以上設けられる。
【００１３】
本発明のタップを用いて締結用のナットにネジ山を形成すると、タップ本体２の外周に雄ネジ状に形成された刃６の山の側面に溝加工用突出刃７が設けられているので、その刃７により、該ナットの締結負荷がかかる側のネジ山側面(負荷面)に溝が形成され、この溝効果により締結時の締結力が多くのネジ山に負荷が分散されるネジ山負荷分担型ナットが形成される。
【００１４】
ナットのネジ山の負荷分散により、ネジ山に対応するボルト側のネジ山も負荷が分散され、そのためボルト/ナットのネジ山全体で締結負荷を分担することに繋がる。結果的にボルトに発生する軸力をネジ山全体で分担することになり、ボルトへの攻撃性低下をもたらし得る。
【００１５】
タップの溝加工用突出刃７の形状をタップ長手方向に連続的に変えることにより、それを用いてナットを製作すると、ネジ山で略均等に負荷を分担するナットを製作することができる。ネジ山で締結負荷を略均等に負荷を分担させることによって、ナットの締結力の向上、ボルトの雄ネジへの負担分散に繋がり、結果的にネジ山破損率低下に繋がり、締結部での外力からの悪影響を受け難くすることができる。
【００１６】
本発明のタップの一つの態様において、刃部３の終端側４の刃から始端側５の刃に向けて、ネジ山の面の溝加工寸法の変化に対応するように突出刃７が設けられる。
【００１７】
本発明のタップのもう一つの態様において、終端側４の突出刃７が一番大きく、終端側４から始端側５に向けて突出刃７が小さくなるように形成される。
【００１８】
本発明のタップのもう一つの態様において、該タップを用いてナットを製作する際に、ナットのネジ山において、締結負荷がかかるネジ山の面（負荷面）に溝加工する刃とその刃に連続して谷底曲部とを連続的に繋ぐ刃を持つ。
【００１９】
図４は、従来の一般のタップ１’の例の側面図であり、タップ本体部２’の一部の外周に刃部３’が形成され、刃部は雄ネジ状の刃を有している。
【００２０】
図1は、本発明のタップ１の一例の外観を示す図である。従来のタップと同様に本体２の一部の外周に刃部３を有し、刃部３に雄ネジ状の刃６が形成されている。また、ナット作製時の刃の切込み面であり、また素材の切粉を排出するためのタップ軸方向の溝を備えている。本発明では、これらの構成の他、雄ネジ状刃６の雄ネジ山側面に突出刃７（ハッチング部分）が形成されていることが特徴である。
【００２１】
図２は本発明のタップをより詳細に示す説明図であり、刃部６をより詳細に示している。断面略図（ａ）において、黒色で塗りつぶされている部分が突出刃７である。断面略図（ａ）の黒色部分の刃７は、部分拡大図（ｂ）において、黒色で塗りつぶされている部分に対応し、タップの終端部４から始端側５に行くにつれて凸部の形状を連続的に変化している。タップの終端部の刃部の突出刃７の寸法が最大で、終端部の手前側刃部になるにつれ、突出刃７の寸法が小さくなる様子を示している。図１および図２で示した黒色部分がタップの雄ネジ部の山の側面に形成された突出刃であり、ネジ山負荷分担化ナットの形成に有用な働きをする刃である。
【００２２】
図３は、本発明のタップを用いてナットを作製したときのナット雌ネジ面の形状を示す1例を示し、９がナット、１０がボルト、１１がナットの締結側、１２がナットの開放側、１３が締結負荷分担化のためにナットに加工された溝部分を示す。１４はナットにおいて、締結負荷を負担する側面（負荷面）を示す。
【００２３】
本発明のタップの刃部は、たとえば次のように作製される。
（１）旋盤加工でタップ素材に目標とするナットのネジ山形状に適合するように刃６と刃７を合成した形状の雄ネジ山を形成する。
（２）刃が形成されるようにタップの軸方向に溝を入れる。この溝自体は従来のタップと同様である。
（３）刃が所望の程度に切れることを確認する。
【００２４】
本発明のタップは、切削工具として適用され得、さらには形状を形成するために下穴を開けた後に押し込み/盛り上げをする「転造」タップにも適用し得る。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、全ネジ山で均等に負荷を分担するナットを形成するためのタップを提供する。
【符号の説明】
【００２６】
１  タップ
２  タップの本体部
３  タップの刃部
４  刃部３の終端側
５  刃部３の始端側
６  刃部３の雄ネジ状に形成された刃
７  溝加工用突出刃
８  タップ軸方向の溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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