(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に一定のピッチで配置され、軸方向前方に向かって有効径（ｄ１）が一定のまま次第に外径が小さくなるように形成された複数のねじ山（５）と、
軸方向に隣り合う前記ねじ山（５）同士の間に形成された谷底（８）とを有し、
前記各ねじ山（５）は、回転方向前方から後方に向かって次第に有効径（ｄ１）が小さくなる有効径（ｄ１）の逃げがゼロまたは微小となるように形成され、
前記各谷底（８）は、回転方向前方から後方に向かって次第に谷底径（ｄ２）が小さくなる谷底径（ｄ２）の逃げが、前記有効径（ｄ１）の逃げと同じ大きさとなるように形成されている切削タップにおいて、
軸方向に隣り合う前記ねじ山（５）同士の間の前記谷底（８）の位置から軸方向前方に向かって一定ピッチで配置され、軸方向前方に向かって次第に溝底径（ｄ３）が小さくなるように形成された複数のさらえ用ねじ溝（１０）を更に有し、
前記各さらえ用ねじ溝（１０）は、回転方向前方から後方に向かって次第に溝底径（ｄ３）が小さくなる逃げが設けられ、その逃げが前記ねじ山（５）の有効径（ｄ１）の逃げよりも大きいことを特徴とする切削タップ。
【請求項２】
前記さらえ用ねじ溝（１０）は、前記谷底（８）の谷底面に対して段差をもって形成された断面Ｖ字状のＶ溝である請求項１に記載の切削タップ。
【請求項３】
前記各さらえ用ねじ溝（１０）は、前記谷底（８）に対する深さが軸方向前方に向かって次第に深くなるように形成されたものである請求項１または２に記載の切削タップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、切削によりめねじを形成する切削タップに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ナットを製造する場合、まず、めねじの下穴を有するナットブランクを作り、次に、その下穴の内周にめねじを形成する。ここで、めねじの下穴は、一般に圧造やプレス加工で形成されるので、めねじの下穴の内周にせん断面と破断面とが生じ、そのせん断面の部分と破断面の部分とで下穴の内径がわずかに異なる場合がある。そのため、リーマ部を持たない通常のタップでめねじを形成すると、せん断面の部分と破断面の部分とでめねじの内径（すなわち、めねじのねじ山の頂部の内径）が相違し、目的とするめねじ精度が得られないおそれがあった。
【０００３】
そこで、めねじの下穴の内周の寸法精度が低いときにも、高精度なめねじを加工することができるタップとして、特許文献１に記載の切削タップが提案されている。
【０００４】
特許文献１の切削タップは、食付き部と、食付き部の軸方向後方に連続する完全山部とを有する。食付き部は、軸方向前方に向かって有効径が一定のまま次第に外径が小さくなるように形成された複数のねじ山からなる。完全山部は、有効径も外径も一定とされた完全形状の複数のねじ山からなる。食付き部と完全山部のねじ山は、軸方向に一定のピッチで配置されている。
【０００５】
そして、特許文献１の切削タップは、隣り合うねじ山の間の谷底径が、食付き部と完全山部とで異なり、完全山部の隣り合うねじ山の間の谷底径が、食付き部の隣り合うねじ山の間の谷底径よりも大きくなっている。これにより、食付き部のねじ山が下穴の内周を切削してめねじを形成した後、完全山部の隣り合うねじ山の間の谷底が、めねじのねじ山の頂部（めねじの下穴の内周面に相当する部分）を薄く削り取るというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平１−１４８２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願の発明者は、特許文献１に記載の切削タップを試作し、その切削タップで実際にめねじを形成する試験を行なったところ、特許文献１に記載の切削タップは、切削に要する回転トルクが大きすぎて実用的でないことが分かった。
【０００８】
すなわち、一般に、切削タップの外周のねじ山は、回転方向前方から後方に向かって次第に有効径が小さくなる有効径の逃げ（以下、単に「有効径の逃げ」という）がゼロまたは微小となるように形成される。ここで有効径の逃げをゼロまたは微小とする理由は、もし有効径の逃げを大きく設定すると、タップの自己案内作用を確保することができず、めねじのねじ山の形状崩れ（いわゆる、めねじの拡大）の問題が生じるからである。
【０００９】
一方、切削タップの外周のねじ山は、切削タップの素材（タップブランク）から、隣り合うねじ山の間のねじ溝に相当する部分を除去することで反射的に形成される部分である。そのため、切削タップの外周の隣り合うねじ山の間に形成される谷底の部分は、ねじ山の有効径の逃げと同じ大きさの逃げをもつように形成される。すなわち、回転方向前方から後方に向かって次第に谷底径が小さくなる谷底径の逃げ（以下、単に「谷底径の逃げ」という）は、ねじ山の有効径の逃げと同じ大きさであり、ゼロまたは微小である。
【００１０】
そのため、特許文献１のように、切削タップの外周の隣り合うねじ山の間の谷底で、めねじの下穴の内周面を削り取ろうとすると、めねじの下穴の内周と切削タップの外周の隣り合うねじ山の間の谷底との間の半径方向の隙間がゼロまたはほとんどない状態で、めねじの下穴に対して切削タップを相対回転させることとなり、その回転抵抗が著しく大きくなるという問題があった。具体的には、切削タップによるめねじの下穴の内周の取り代が極めて小さい場合（例えば、取り代が直径で０．０５ｍｍ以下の場合）には、かろうじてめねじ加工を行なうことができるものの、それ以上の取り代（例えば直径で０．１ｍｍ以上の取り代）をもってめねじ加工する場合には、切削タップの回転抵抗が大きくなりすぎることが分かった。
【００１１】
このため、特許文献１に記載の切削タップでは、例えば、めねじの下穴の内周に０．０５ｍｍ以上の段差がある場合（具体的には、めねじの下穴の内径が途中で変化しており、その内径の変化量が０．１ｍｍ以上である場合）、そのような下穴には、高い精度でめねじを加工することができない。
【００１２】
この発明が解決しようとする課題は、めねじの下穴の内周の寸法精度が低いときにも、高い精度でめねじを形成することが可能な切削タップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、この発明では、以下の構成の切削タップを提供する。
軸方向に一定のピッチで配置され、軸方向前方に向かって有効径が一定のまま次第に外径が小さくなるように形成された複数のねじ山と、
軸方向に隣り合う前記ねじ山同士の間に形成された谷底とを有し、
前記各ねじ山は、回転方向前方から後方に向かって次第に有効径が小さくなる有効径の逃げがゼロまたは微小となるように形成され、
前記各谷底は、回転方向前方から後方に向かって次第に谷底径が小さくなる谷底径の逃げが、前記有効径の逃げと同じ大きさとなるように形成されている切削タップにおいて、
軸方向に隣り合う前記ねじ山同士の間の前記谷底の位置から軸方向前方に向かって一定ピッチで配置され、軸方向前方に向かって次第に溝底径が小さくなるように形成された複数のさらえ用ねじ溝を更に有し、
前記各さらえ用ねじ溝は、回転方向前方から後方に向かって次第に溝底径が小さくなる逃げが設けられ、その逃げが前記ねじ山の有効径の逃げよりも大きいことを特徴とする切削タップ。
【００１４】
このようにすると、切削タップを回転しながら軸方向に前進させたときに、さらえ用ねじ溝がめねじの下穴の内周を削り取り、めねじのねじ山の頂部に相当する面を形成する。ここで、前記さらえ用ねじ溝には、ねじ山の有効径の逃げよりも大きい溝底径の逃げが設けられているので、切削タップの回転抵抗が過大となることがない。そのため、めねじの下穴の内周を比較的大きい取り代で削り取ることができ、めねじの下穴の内周の寸法精度が低いときにも、高い精度でめねじを形成することが可能である。
【００１５】
また、前記さらえ用ねじ溝としては、前記谷底の谷底面に対して段差をもって形成された断面Ｖ字状のＶ溝を採用することができる。このようにすると、切削タップを製造するときに、切削タップの外周のねじ山のフランク面の加工と、さらえ用ねじ溝の加工とを別個に行なうことができるので、さらえ用ねじ溝をねじ山の有効径の逃げよりも大きい逃げをもつ形状に加工するのが容易である。
【００１６】
前記各さらえ用ねじ溝としては、前記谷底に対する深さが軸方向前方に向かって次第に深くなるように形成されたものを採用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の切削タップは、回転しながら軸方向に前進させたときに、さらえ用ねじ溝がめねじの下穴の内周を削り取る。ここで、前記さらえ用ねじ溝には、ねじ山の有効径の逃げよりも大きい溝底径の逃げが設けられているので、切削タップの回転抵抗が過大となることがない。そのため、めねじの下穴の内周を比較的大きい取り代で削り取ることができ、めねじの下穴の内周の寸法精度が低いときにも、高い精度でめねじを形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施形態の切削タップを示す正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】図１に示す切削タップの食付き部および完全山部の拡大断面図
【図４】図３に示す食付き部の隣り合うねじ山同士の間に形成されたさらえ用ねじ溝の近傍の拡大断面図
【図５】ナットブランクの一部断面図
【図６】図５に示すナットブランクの内周に、図３に示す切削タップの前端部分が食い付いた状態を示す断面図
【図７】図６に示す切削タップが回転しながら前進した状態を示す断面図
【図８】図７に示す切削タップが更に回転しながら前進した状態を示す断面図
【図９】図４に示す切削タップを使用してめねじを形成する１回目の試験を行なったときの、めねじの下穴の実際の形状と、めねじの実際の形状とを示す断面図
【図１０】図４に示す切削タップを使用してめねじを形成する２回目の試験を行なったときの、めねじの下穴の実際の形状と、めねじの実際の形状とを示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、この発明の実施形態の切削タップ１を示す。この切削タップ１は、ねじ立て盤によるナットの製造に用いられるナットタップであり、軸方向前方に向かって外径が次第に小さくなるように形成された食付き部２と、軸方向に外径が一定の完全山部３と、円柱状のシャンク４とを有する。完全山部３は、食付き部２の軸方向後方に連続して設けられ、シャンク４は、完全山部３の軸方向後方に連続して設けられている。
【００２０】
食付き部２には、軸方向に一定のピッチで複数のねじ山５が形成されている。完全山部３にも、軸方向に一定のピッチで複数のねじ山６が形成されている。切削タップ１の外周には、切削タップ１の軸方向前端から食付き部２と完全山部３とを順に通ってシャンク４に至る溝７が形成されており、この溝７によって、食付き部２の各ねじ山５が周方向に分断されると同時に、完全山部３の各ねじ山６も周方向に分断されている。そして、溝７の内面とねじ山５の表面とが交差する稜線が切れ刃を構成している。図２に示すように、溝７は、周方向に一定の間隔をおいて複数形成されている。
【００２１】
図３に示すように、食付き部２の各ねじ山５は、軸方向前方に向かって次第に外径が小さくなるように頂部が斜めに除去された不完全形状とされている。これら各ねじ山５の有効径ｄ１は軸方向に一定である。食付き部２の各ねじ山５の頂部には、図２に示すように、回転方向前方から後方（図では反時計回りの方向）に向かって次第に外径が小さくなる外径の逃げ（以下、単に「外径の逃げ」という）が設けられている。ねじ山５の外径の逃げは、ねじ山５の頂部の切れ味を確保するため、ねじ山５の有効径ｄ１の逃げ（後述）よりも大きく設定されている。
【００２２】
ねじ山５の有効径ｄ１は、軸方向に隣り合うねじ山５同士の間に存在するねじ溝の幅がねじ山５の幅に等しくなるような仮想円筒の直径である。また、ねじ山５の有効径ｄ１が軸方向に一定であるとは、厳密な意味で一定である必要がなく、めねじを形成するときの切削抵抗を低減するために、ねじ山５の有効径ｄ１が軸方向前方から後方に向かって僅かに小さくなる微小な傾斜（１／１０００〜３／１０００程度の傾斜）のバックテーパをつけたものも含む意味である。
【００２３】
図３に示すように、完全山部３のねじ山６は、ねじ山６の外径が軸方向に一定の完全形状とされている。完全山部３のねじ山６の有効径は、食付き部２のねじ山５の有効径ｄ１と同じ大きさであり、軸方向に一定である。ねじ山６の外径の逃げ（回転方向前方から後方に向かって次第にねじ山６の外径が小さくなる逃げ）は、切削タップ１の自己案内性を確保するため、ゼロまたは微小に設定されている。
【００２４】
食付き部２の軸方向に隣り合うねじ山５同士の間には、谷底８が形成されている。谷底８は、断面形状が軸方向に延びる直線状となるように形成され、その両端がねじ山５のフランク面に接続している。完全山部３の軸方向に隣り合うねじ山６同士の間にも、谷底８と同様の谷底９が形成されている。食付き部２の谷底径ｄ２は、軸方向に一定である。完全山部３の谷底径は、食付き部２の谷底径ｄ２と同じ大きさであり、軸方向に一定である。
【００２５】
食付き部２の各ねじ山５および完全山部３の各ねじ山６は、回転方向前方から後方に向かって次第に有効径ｄ１が小さくなる有効径ｄ１の逃げ（以下、単に「有効径ｄ１の逃げ」という）がゼロまたは微小となるように形成されている。ここで有効径ｄ１の逃げをゼロまたは微小とする理由は、もし有効径ｄ１の逃げを大きく設定すると、切削タップ１でめねじ加工するときに、切削タップ１の自己案内作用を確保することができず、めねじのねじ山の形状崩れ（いわゆる、めねじの拡大）の問題が生じるからである。
【００２６】
食付き部２の隣り合うねじ山５の間の谷底８の部分は、ねじ山５の有効径ｄ１の逃げと同じ大きさの逃げをもつように形成されている。すなわち、回転方向前方から後方に向かって次第に谷底径ｄ２が小さくなる谷底径ｄ２の逃げ（以下、単に「谷底径ｄ２の逃げ」という）は、ねじ山５の有効径ｄ１の逃げと同じ大きさであり、ゼロまたは微小である。
【００２７】
食付き部２には、軸方向に隣り合うねじ山５同士の間の谷底８の位置に複数のさらえ用ねじ溝１０が形成されている。これら複数のさらえ用ねじ溝１０は、谷底８の位置から軸方向前方に向かって一定ピッチで配置されている。ここで、さらえ用ねじ溝１０のピッチは、各さらえ用ねじ溝１０が隣り合うねじ山５同士の間に収まるように設定すれば足り、ねじ山５のピッチと必ずしも同一である必要はないが、さらえ用ねじ溝１０のピッチをねじ山５のピッチと同一に設定すると、各さらえ用ねじ溝１０の位置を隣り合うねじ山５同士の間に確実に収めることが可能となって好ましい。また、これら複数のさらえ用ねじ溝１０は、軸方向前方に向かって次第に溝底径ｄ３（切削タップ１の軸線に沿った断面において各さらえ用ねじ溝１０の最も深い部分の径）が小さくなるように形成されている。さらえ用ねじ溝１０は、軸方向前端のねじ山５より更に軸方向前方の領域にも一定ピッチで形成されている。この実施形態では、軸方向後端のさらえ用ねじ溝１０（すなわち最も溝底径ｄ３が大きいさらえ用ねじ溝１０）が、食付き部２の途中の谷底８に配置された例を挙げているが、軸方向後端のさらえ用ねじ溝１０が、完全山部３の隣り合うねじ山６同士の間の谷底９に配置されるようにしてもよい。
【００２８】
図４に示すように、隣り合うねじ山５同士の間に形成されたさらえ用ねじ溝１０は、谷底８に対する深さが軸方向前方に向かって次第に深くなるように形成されている。ここで、さらえ用ねじ溝１０は、谷底８の谷底面に対して段差をもって形成された断面Ｖ字状のＶ溝とされている。
【００２９】
各さらえ用ねじ溝１０は、回転方向前方から後方に向かって次第に溝底径ｄ３が小さくなる逃げ（以下、単に「溝底径ｄ３の逃げ」という）が設けられている。ここで、溝底径ｄ３の逃げは、ねじ山５の外径の逃げよりも小さく、かつ、ねじ山５の有効径ｄ１の逃げよりも大きく設定されている。溝底径ｄ３の逃げをねじ山５の外径の逃げよりも小さくすることにより、切削タップ１の自己案内性を確保することができる。そのような溝底径ｄ３の逃げの大きさとして、例えば、ねじ山５の外径の逃げの４０〜８０％程度の大きさに設定することができる。また、溝底径ｄ３の逃げをねじ山５の有効径ｄ１の逃げよりも大きくすることにより、さらえ用ねじ溝１０でめねじの下穴１１（図５参照）を切削するときの切れ味を確保するとともに、切削タップ１の回転抵抗を低減することが可能となる。
【００３０】
上記切削タップ１は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、丸棒状のタップブランクの外周に溝７を形成する。次に、軸方向に隣り合うねじ山５同士の間のねじ溝、および軸方向に隣り合うねじ山６同士の間のねじ溝に相当する部分をタップブランクの外周から除去することで、食付き部２および完全山部３のねじ山５，６を形成する。このとき、ねじ山５，６の有効径ｄ１の逃げがゼロまたは微小となるようにねじ山５，６を形成する。その後、食付き部２のねじ山５の頂部を斜めに削り取る。このとき、食付き部２のねじ山５の外径の逃げが、ねじ山５の有効径ｄ１の逃げよりも大きくなるように、ねじ山５の頂部を削り取る。その後、隣り合うねじ山５同士の間の谷底８と軸方向前端のねじ山５よりも軸方向前方の領域とにさらえ用ねじ溝１０を形成する。このとき、さらえ用ねじ溝１０の溝底径ｄ３の逃げが、ねじ山５の有効径ｄ１の逃げよりも大きくなるように、さらえ用ねじ溝１０を形成する。
【００３１】
次に、この切削タップ１を用いて、図５に示すナットブランク１２の内周にめねじを形成する例を説明する。ナットブランク１２は、圧造またはプレス加工で形成されたものであり、その中心に、めねじの下穴１１が形成されている。めねじの下穴１１は、円筒状の内周面をもつ貫通孔である。めねじの下穴１１の内径は、理想的には軸方向に一定であるが、ナットブランク１２を製造するときの加工誤差が存在するため、厳密な意味で一定とすることは困難である。図５に示すナットブランク１２では、めねじの下穴１１の内径が途中で変化している。すなわち、ナットブランク１２の内径が微小な段差部１３を介して変化しており、その内径の変化量は直径で０．１ｍｍ以上（例えば０．２ｍｍ程度）の大きさである。また、ナットブランク１２のめねじの下穴１１の内径は、めねじの下穴１１の全域にわたって切削タップ１の谷底径ｄ２よりも小さい。
【００３２】
このナットブランク１２に切削タップ１の前端を挿入し、切削タップ１を回転しながら軸方向に前進させると、図６に示すように、切削タップ１の軸方向前端のねじ山５よりも軸方向前方の部分がめねじの下穴１１の内周に食い付く。このとき、軸方向前端のねじ山５よりも軸方向前方に存在するさらえ用ねじ溝１０の部分も、めねじの下穴１１の内周に食い付く。
【００３３】
更に、切削タップ１を回転しながら軸方向に前進させると、図７に示すように、食付き部２のねじ山５がめねじの下穴１１に食い付いて、めねじのねじ溝に相当する部分を除去し、これによりめねじのねじ山１４のフランク面１５に相当する面が形成される。また、これと並行して、さらえ用ねじ溝１０がめねじの下穴１１の内周を徐々に削り取る。ここで、さらえ用ねじ溝１０は軸方向後方に向かって次第に縮小し、これに伴い谷底８は次第に拡張する。そして、谷底８が拡張するごとに、その谷底８の拡張部分によって、めねじのねじ山１４の頂部１６に相当する面が次第に形成される。このとき、ねじ山５の頂部とさらえ用ねじ溝１０には、それぞれねじ山５の有効径ｄ１の逃げよりも大きい逃げが設けられているので、切削タップ１の回転抵抗が過大となることがない。また、さらえ用ねじ溝１０の内面とめねじの下穴１１の内面との間に空間１７が生じるので、その空間１７に流入する切削油剤によって、切削タップ１の回転抵抗を効果的に低減することが可能となっている。
【００３４】
更に、切削タップ１を回転しながら軸方向に前進させると、図８に示すように、軸方向後端のさらえ用ねじ溝１０が通過したとき（厳密には軸方向後端のさらえ用ねじ溝１０の後に連続する谷底８が通過した時点）に、めねじのねじ山１４の頂部１６が完全に形成された状態となる。また、食付き部２の軸方向後端のねじ山５が通過したとき（厳密には食付き部２の軸方向後端のねじ山５の後に連続する完全形状のねじ山６が通過した時点）に、めねじのねじ山１４のフランク面１５が完全に形成された状態となる。
【００３５】
この切削タップ１は、回転しながら軸方向に前進させたときに、さらえ用ねじ溝１０がめねじの下穴１１の内周を削り取る。ここで、さらえ用ねじ溝１０には、ねじ山５の有効径ｄ１の逃げよりも大きい溝底径ｄ３の逃げが設けられているので、切削タップ１の回転抵抗が過大となることがない。そのため、めねじの下穴１１の内周を比較的大きい取り代で削り取ることができ、めねじの下穴１１の内周の寸法精度が低いときにも、高い精度でめねじを形成することが可能である。
【００３６】
また、この切削タップ１は、さらえ用ねじ溝１０として、谷底８の谷底面に対して段差をもって形成された断面Ｖ字状のＶ溝を採用しているので、切削タップ１を製造するときに、切削タップ１の外周のねじ山５のフランク面の加工と、さらえ用ねじ溝１０の加工とを別個に行なうことができる。そのため、さらえ用ねじ溝１０をねじ山５の有効径ｄ１の逃げよりも大きい逃げをもつ形状に加工するのが容易である。
【００３７】
上記実施形態の切削タップ１を使用したときに、内周の寸法精度が低いめねじの下穴１１に高精度なねめじを形成することができることを確認する試験を行なった。図９、図１０に、この試験で使用したナットブランク１２のめねじの下穴１１の実際の形状、およびこの下穴１１に切削タップ１でめねじを形成したときの実際のめねじの形状を示す。めねじの下穴１１は、内径が途中で変化している。すなわち、ナットブランク１２の内径が微小な段差部１３を介して変化しており、その内径の変化量は約０．４ｍｍ（直径）である。めねじのねじ山１４のピッチは１．５ｍｍである。図９、図１０を見て分かるとおり、上記実施形態の切削タップ１を使用すると、めねじの下穴１１の内周を直径で０．４ｍｍ以上の比較的大きい取り代で削り取ることができ、めねじの下穴１１の内周の寸法精度が低いときにも、高い精度でめねじを形成可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１        切削タップ
５        ねじ山
８        谷底
１０      さらえ用ねじ溝
ｄ１      ねじ山の有効径
ｄ２      谷底径
ｄ３      溝底径
【要約】
【課題】めねじの下穴の内周の寸法精度が低いときにも、高い精度でめねじを形成することが可能な切削タップを提供する。
【解決手段】軸方向前方に向かって次第に溝底径ｄ３が小さくなるように形成された複数のさらえ用ねじ溝１０が、軸方向に隣り合うねじ山５同士の間の谷底８の位置から軸方向前方に向かって一定ピッチで配置されている。各さらえ用ねじ溝１０には、回転方向前方から後方に向かって次第に溝底径ｄ３が小さくなる逃げが設けられている。各さらえ用ねじ溝１０の溝底径ｄ３の逃げは、ねじ山５の有効径ｄ１の逃げよりも大きい。
【選択図】図３【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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【図９】
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【図１０】
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