(57)【要約】【課題】結合構造を構成する部材や部分について厳しい加工精度を不要とし得て結合構造の加工ひいては工具の製造を容易ならしめることにある。【解決手段】シャンク部３と、そのシャンク部に分離可能に結合されるねじ加工部２と、前記シャンク部と前記ねじ加工部とを分離可能に結合するボルト４等の結合構造と、前記シャンク部と前記ねじ加工部とを相互に位置決めする嵌合構造と、を具え、前記嵌合構造が、前記シャンク部と前記ねじ加工部との互いに対向する端面のうちの一方に設けられた、互いに独立した複数の凸部３ｄと、前記シャンク部と前記ねじ加工部との互いに対向する端面のうちの他方に設けられた、前記複数の凸部とそれぞれ密に嵌合する互いに独立した複数の凹部２ｅと、を有してなる、ねじ加工部交換式ねじ加工工具１である。【選択図】図２
2008105133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンク部と、
そのシャンク部に分離可能に結合されるねじ加工部と、
前記シャンク部と前記ねじ加工部とを分離可能に結合する結合構造と、
前記シャンク部と前記ねじ加工部とを相互に位置決めする嵌合構造と、
を具え、
前記嵌合構造が、
前記シャンク部と前記ねじ加工部との互いに対向する端面のうちの一方に設けられた、互いに独立した複数の凸部と、
前記シャンク部と前記ねじ加工部との互いに対向する端面のうちの他方に設けられた、前記複数の凸部とそれぞれ密に嵌合する互いに独立した複数の凹部と、
を有してなる、ねじ加工部交換式ねじ加工工具。
【請求項２】
前記シャンク部と前記ねじ加工部とは材質が互いに異なるものである、請求項１記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。
【請求項３】
前記凸部と前記凹部とはそれぞれ角錐状をなすものである、請求項１または２記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。
【請求項４】
前記互いに独立した複数の凹部は、型付け加工部である、請求項１から３までの何れか記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具。
【請求項５】
前記嵌合構造の複数の凸部の少なくとも一部と一致する凸部を持つ金型を用いて前記嵌合構造の複数の凹部の型付け加工を行う、請求項４記載のねじ加工部交換式ねじ加工工具の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削タップ、盛上げタップ、ねじ切りフライス等の、シャンク部とねじ加工部とを具えるねじ加工工具に関し、特にはねじ加工部交換式のねじ加工工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のねじ加工工具は、工具の繰り返し使用に対しねじ加工部に摩耗や欠損を生じにくくするためにねじ加工部の材質をシャンク部よりも硬いものとして、そのねじ加工部とシャンク部とを溶接で一体的に結合していたが、欠損が生じるとその工具を再利用することが困難になるという不都合があった。
【０００３】
ところで近年、穴あけ加工工具において、シャンク部と、そのシャンク部に分離可能に結合される穴あけ加工部と、それらシャンク部と穴あけ加工部とを分離可能に結合する結合構造としてのねじ構造と、それらシャンク部と穴あけ加工部とを相互に位置決めする嵌合構造とを具えることで、穴あけ加工部を交換可能にしたものが用いられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２８５２１３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、上述の穴あけ加工部交換式の穴あけ加工工具では、嵌合構造が、単なる互いに平行に延在する複数の突条および溝からなる波型の凹凸形状で構成されているので、中心軸線周りの回転方向についての相互の位置決めは可能なものの、中心軸線と交差する方向のうち突条および溝の延在方向についての相互の位置決めができず、結合構造であるねじ構造で位置決めも行う必要があって、ねじ構造を構成するねじ部材とシャンク部とに極めて厳しい加工精度が必要になるという問題があった。
【０００５】
従って、ねじ加工部に欠損が生じてもねじ加工部を交換してその工具を再利用できるように、上記穴あけ加工部交換式の穴あけ加工工具の構造をねじ加工工具に適用してねじ加工部交換式ねじ加工工具を構成しても、そのねじ加工工具の結合構造の製造が困難であるという問題があった。
【０００６】
それゆえ本発明は、従来の、ねじ加工部とシャンク部とを溶接で一体的に結合したねじ加工工具を改良し、ねじ加工部に欠損が生じてもねじ加工部を交換してその工具を再利用できるようにするとともに、そのねじ加工部とシャンク部との結合構造の製造を容易にした、ねじ加工部交換式ねじ加工工具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具は、シャンク部と、そのシャンク部に分離可能に結合されるねじ加工部と、前記シャンク部と前記ねじ加工部とを分離可能に結合する結合構造と、前記シャンク部と前記ねじ加工部とを相互に位置決めする嵌合構造と、を具え、前記嵌合構造が、前記シャンク部と前記ねじ加工部との互いに対向する端面のうちの一方に設けられた、互いに独立した複数の凸部と、前記シャンク部と前記ねじ加工部との互いに対向する端面のうちの他方に設けられた、前記複数の凸部とそれぞれ密に嵌合する互いに独立した複数の凹部と、を有してなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項５記載の本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の製造方法は、前記互いに独立した複数の凹部を型付け加工部とする場合に、前記嵌合構造の複数の凸部の少なくとも一部と一致する凸部を持つ金型を用いて前記嵌合構造の複数の凹部の型付け加工を行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
かかる本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具にあっては、嵌合構造が有している、シャンク部とねじ加工部との互いに対向する端面のうちの一方に設けられた、互いに独立した複数の凸部と、それらシャンク部とねじ加工部との互いに対向する端面のうちの他方に設けられた、互いに独立した複数の凹部とが、それぞれ密に嵌合してシャンク部とねじ加工部とを相互に位置決めし、その位置決め状態で結合構造が、シャンク部とねじ加工部とを分離可能に結合する。
【００１０】
従って、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具によれば、嵌合構造で、それぞれ互いに独立した複数の凸部と複数の凹部とが密に嵌合して、中心軸線周りの回転方向についての相互の位置決めと、中心軸線と交差する方向についての相互の位置決めとを行うことから、結合構造で位置決めも行う必要がないので、ねじ構造等の結合構造を構成する部材や部分について厳しい加工精度を不要とし得て結合構造の加工ひいては工具の製造を容易ならしめることができる。
【００１１】
なお、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具においては、前記シャンク部と前記ねじ加工部とは材質が互いに同一のものでも良いが、前記シャンク部と前記ねじ加工部とは材質が互いに異なるものであっても良く、このようにすれば、工具の繰り返し使用に対しねじ加工部に摩耗や欠損を生じにくくして、ねじ加工部の交換の回数を減らすことができる。
【００１２】
また、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具においては、前記凸部と前記凹部とはそれぞれ、裁頭円錐を含む円錐状をなすものであっても良いが、前記凸部と前記凹部とはそれぞれ、裁頭角錐を含む角錐状をなすものであっても良く、このようにすれば、互いに独立した複数の凸部を回転砥石の直線移動によって一度に研削加工できるので、互いに独立した複数の凸部の加工を容易に行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具においては、前記互いに独立した複数の凹部は例えば電解加工で形成された電解加工部であっても良いが、前記互いに独立した複数の凹部は、プレス金型や焼結金型等の金型で形成された型付け加工部であっても良く、このようにすれば互いに独立した複数の凹部の加工を容易に高精度にかつ効率的に行うことができる。
【００１４】
そして、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の製造方法によれば、前記互いに独立した複数の凹部を型付け加工部とする場合に、前記嵌合構造の複数の凸部の少なくとも一部と一致する凸部を持つ、プレス金型や焼結金型等の金型を用いて前記嵌合構造の複数の凹部の型付け加工を行うので、互いに独立した複数の凹部の加工を容易に高精度にかつ効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の一実施例としてのねじ加工部交換式切削タップの全体を組み立て状態で示す側面図、図２は、その実施例のねじ加工部交換式切削タップを、ねじ加工部の一部を断面とするとともにシャンク部側の端部を省略して示す分解図である。
【００１６】
また、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、上記実施例のねじ加工部交換式切削タップのねじ加工部を示す側面図、背面図、背面側から見た斜視図および、その斜視図に示す端面の一部を拡大して示す拡大図、図４（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記実施例のねじ加工部交換式切削タップのシャンク部を示す正面図、側面図および、その正面図に示す端面の一部を拡大して示す拡大図、図５は、図３に示すねじ加工部の多数の凹部と図４に示すシャンク部の多数の凸部との嵌合状態を示す拡大断面図、そして図６は、図３に示すねじ加工部の多数の凹部の形成のための、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の製造方法の一実施例に用いるプレス加工用パンチを示す斜視図であり、図中符号１は、上記実施例のねじ加工部交換式切削タップを示す。
【００１７】
本実施例のねじ加工部交換式切削タップ１は、図１〜図４に示すように、ねじ加工部２とシャンク部３とを具えており、ねじ加工部２は、例えばスパイラル状の五本の切り屑排出用溝に沿ってそれぞれ形成された、ねじ山を持つスパイラル状の切れ刃２ａを有し、シャンク部３は、ねじ加工部２のスパイラル状の５本の切り屑排出用溝にそれぞれ連なるスパイラル状の五本の切り屑排出用溝３ａを有している。
【００１８】
本実施例のねじ加工部交換式切削タップ１では、ねじ加工部２はシャンク部３に、結合構造を構成する、ねじ加工部２の中心軸線上に形成されたねじ穴２ｂと、シャンク部３の先端部（図１および図２では左端部）の中心軸線上に形成された雌ねじ穴３ｂと、ねじ加工部２のねじ穴２ｂ内に挿通されてシャンク部３の雌ねじ穴３ｂに締着される雄ねじ部４ａを持つボルト４とによって分離可能に結合されており、ここでボルト４の頭部とねじ加工部２のねじ穴２ｂとにはそれぞれ、裁頭円錐状のテーパ面４ｂ，２ｃが設けられ、それらのテーパ面４ｂ，２ｃは楔効果によって互いに高い押圧力で密接して、ボルト４の緩みを防止する。
【００１９】
また本実施例のねじ加工部交換式切削タップ１では、ねじ加工部２とシャンク部３とは、嵌合構造を構成する、ねじ加工部２とシャンク部３との互いに対向する端面２ｄ，３ｃにそれぞれ設けられた互いに独立した多数の凹部２ｅと互いに独立した多数の凸部３ｄとがそれぞれ互いに密に嵌合することで、互いに中心軸線回り方向および、中心軸線と直行するとともに互いに直交する二方向について位置決めされている。
【００２０】
ここで、ねじ加工部２の多数の凹部２ｅは、図３に示すように、各々裁頭四角錐状をなすとともに、端面２ｄ上で互いに縦横に等間隔に整列し、またシャンク部３の多数の凸部３ｄも、図４に示すように、各々裁頭四角錐状をなすとともに、端面３ｃ上で互いに縦横に等間隔に整列し、凸部３ｄの相互の間隔は、凹部２ｅの相互の間隔と同一とされ、凸部３ｄの断面形状は、図５に示すように、凹部２ｅの断面形状に対して相補的形状とされている。これにより、ねじ加工部２の多数の凹部２ｅとシャンク部３の多数の凸部３ｄとは各々、互いにフランク面２ｆ，３ｅ同士で密接して密に嵌合することができる。
【００２１】
本実施例のねじ加工部交換式切削タップ１では、ねじ加工部２は、例えば工具鋼もしくは高速度工具鋼、または超硬合金もしくはダイヤモンド等の焼結材で形成し、一方シャンク部３は、例えば５６ＨＲＣ以上の熱処理硬さとすることが可能な安価な鋼材で形成している。
【００２２】
また、ねじ加工部２の各凹部２ｅと、シャンク部３の各凸部３ｄとの寸法は、端面２ｄ，３ｃのランド幅（切削タップの切り屑排出用溝や盛り上げタップの小径部の間でタップ中心から放射状に延びる平坦部の幅）に応じて選択することで、本実施例の切削タップ１のようにランド幅が比較的狭い場合でも、ねじ加工部２とシャンク部３とを相互に回転しないように強固に位置決め固定することができる。なお、本実施例では凹部２ｅと凸部３ｄとのそれぞれのピッチが２ｍｍとなるように寸法を設定しており、これにより、通常の雌ねじ加工トルクの２．５倍以上の加工トルクに耐えることができる。
【００２３】
そして、ねじ加工部２の各凹部２ｅとシャンク部３の各凸部３ｄとの形状は、例えば頂角４０度〜６０度の範囲の四角錐を基本とする。なお、本実施例では各凹部２ｅと各凸部３ｄとの形状を頂角４５度の裁頭四角錐に設定している。
【００２４】
上記シャンク部３の多数の凸部３ｄは、例えば研削盤で、頂角４５度の外周端部を持つ円盤状の回転砥石をシャンク部３の端面３ｃに沿って互いに直交する二方向に直線的に送るとともに、その送りのピッチを凸部３ｄのピッチと等しくすることで容易に形成することができる。また上記ねじ加工部２の多数の凹部２ｅは、本実施例の製造方法では、図６に示すように、プレス加工用パンチ５の先端面に、上記と同様にして、シャンク部３の多数の凸部３ｄと同一形状で同一ピッチの多数の凸部５ａを形成し、そのプレス加工用パンチ５を通常のプレス機でねじ加工部２に押し付けて、プレス加工用パンチ５の先端面の多数の凸部５ａを、ねじ加工部２の端面２ｄに押し込む。これにより、互いに独立した多数の凹部２ｅを容易にしかも高精度に形成することができる。
【００２５】
かかる本実施例のねじ加工部交換式切削タップ１にあっては、嵌合構造を構成する、シャンク部３とねじ加工部２との互いに対向する端面３ｃ，２ｄのうちの一方である端面３ｃに設けられた、互いに独立した複数の凸部３ｄと、それらシャンク部３とねじ加工部２との互いに対向する端面３ｃ，２ｄのうちの他方である端面２ｄに設けられた、互いに独立した複数の凹部２ｅとが、それぞれ密に嵌合してシャンク部３とねじ加工部２とを相互に位置決めし、その位置決め状態で、結合構造を構成するボルト４が、雌ねじ穴３ｂに締着されてシャンク部３とねじ加工部２とを分離可能に結合する。
【００２６】
従って、本実施例のねじ加工部交換式切削タップ１によれば、嵌合構造で、それぞれ互いに独立した多数の凸部３ｄと多数の凹部２ｅとが密に嵌合して、切削タップ１の中心軸線周りの回転方向についての相互の位置決めと、中心軸線と交差する方向についての相互の位置決めとを行うことから、結合構造では、位置決めを行う必要がないので、結合構造を構成するボルト４やねじ穴２ｂや雌ねじ穴３ｂ等について、厳しい加工精度を不要とし得て、結合構造の加工ひいては切削タップ１の製造を容易ならしめることができる。
【００２７】
しかも、本実施例のねじ加工部交換式切削タップ１によれば、シャンク部３とねじ加工部２とは材質が互いに異なり、ねじ加工部２にシャンク部３よりも硬度が高い材料を用いていることから、工具の繰り返し使用に対しねじ加工部２に摩耗や欠損が生じにくいので、ねじ加工部２の交換の回数を減らすことができる。
【００２８】
また、本実施例のねじ加工部交換式切削タップ１によれば、凸部３ｄと凹部２ｅとはそれぞれ、裁頭角錐状をなすものであることから、互いに独立した多数の凸部３ｄを、上述のように回転砥石の直線移動によって一度に研削加工できるので、互いに独立した複数の凸部３ｄの加工を容易に行うことができる。
【００２９】
さらに、本実施例のねじ加工部交換式切削タップ１によれば、互いに独立した多数の凹部２ｅは、プレス金型としてのプレス加工用パンチ５の先端面の多数の凸部５ａで形成された型付け加工部であるので、それら互いに独立した多数の凹部２ｅの加工を容易に高精度にかつ効率的に行うことができる。
【００３０】
そして、本実施例のねじ加工部交換式切削タップの製造方法によれば、互いに独立した多数の凹部２ｅを型付け加工部とする場合に、嵌合構造の多数の凸部３ｄの全体と一致する部分を含む多数の凸部５ａを持つプレス加工用パンチ５を用いて、その嵌合構造の多数の凹部２ｅの型付け加工を行うので、互いに独立した多数の凹部２ｅの加工を容易に高精度にかつ効率的に行うことができる。
【００３１】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えばねじ加工部２を頻繁に交換しても良いのであればシャンク部３とねじ加工部２とは材質が互いに同一でも良く、また、互いに独立の多数の凹部２ｅおよび、互いに独立の多数の凸部３ｄの一方または両方は、放電加工や焼結で形成しても良い。そして、それら多数の凹部２ｅおよび多数の凸部３ｄの形状は、四角以外の、六角錐等の多角錐でもよく、円錐でも良い。
【００３２】
さらに、嵌合構造は、多数の凸部をねじ加工部２に設ける一方多数の凹部をシャンク部３に設けたものでも良く、またその独立した凸部および独立した凹部は、少なくとも二つずつあれば良い。そして結合構造は、シャンク部３の中心を貫通するシャフトでねじ加工部２をシャンク部３に固定するものでも良い。
【００３３】
そして本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具は、上記実施例のスパイラル溝型切削タップに限られず、スパイラルポイント溝型切削タップ、ストレート溝型切削タップ、盛上げタップ、ねじ切りフライス等のねじ加工工具にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
かくして本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具によれば、嵌合構造で、それぞれ互いに独立した複数の凸部と複数の凹部とが密に嵌合して、中心軸線周りの回転方向についての相互の位置決めと、中心軸線と交差する方向についての相互の位置決めとを行うことから、結合構造で位置決めも行う必要がないので、ねじ構造等の結合構造を構成する部材や部分について厳しい加工精度を不要とし得て結合構造の加工ひいては工具の製造を容易ならしめることができる。
【００３５】
また、ねじ加工部とシャンク部との分離が可能であるので、シャンク部の再利用およびねじ加工部の資源リサイクルが容易にでき、しかもねじ加工部を必要最小限の長さに製作し得て、従来の一体品と比較して全長を短くすることができるので、ねじ加工部の高価な材料の使用量を減らして、ねじ加工工具を安価にするとともに、希少金属資源の節約に寄与することもできる。
【００３６】
さらに、深穴加工の場合にはシャンク部を長尺の物に交換することができ、またシャンク部に安価な材料を用い得るので、この点でも工具を安価にすることができる。そしてねじ加工部が交換可能であるので、一本のシャンク部に対し複数のねじ加工部を持つ、再研磨不要の替刃タイプとし得て、省資源に寄与することができる。
【００３７】
さらに、従来はねじ加工時に過大トルクが発生した場合にねじ穴が破損してワークが使用不能になる場合が多かったが、本発明のねじ加工工具によれば、結合構造の例えばボルトの引張り強度等を調整することで、ねじ加工時に過大トルクが発生した場合にねじ加工部とシャンク部との嵌合構造が外れてシャンク部とねじ加工部との間がスリップするようにし得て、ねじ穴が破損してワークが使用不能になるのを防止することができる。
【００３８】
そして、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の製造方法によれば、互いに独立した複数の凹部を型付け加工部とする場合に、嵌合構造の複数の凸部の少なくとも一部と一致する凸部を持つ、プレス金型や焼結金型等の金型を用いてその嵌合構造の複数の凹部の型付け加工を行うので、互いに独立した複数の凹部の加工を容易に高精度にかつ効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の一実施例としてのねじ加工部交換式切削タップの全体を組み立て状態で示す側面図である。
【図２】上記実施例のねじ加工部交換式切削タップを、ねじ加工部の一部を断面とするとともにシャンク部側の端部を省略して示す分解図である。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、上記実施例のねじ加工部交換式切削タップのねじ加工部を示す側面図、背面図、背面側から見た斜視図および、その斜視図に示す端面の一部を拡大して示す拡大図である。
【図４】（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、上記実施例のねじ加工部交換式切削タップのシャンク部を示す正面図、側面図および、その正面図に示す端面の一部を拡大して示す拡大図である。
【図５】図３に示すねじ加工部の多数の凹部と図４に示すシャンク部の多数の凸部との嵌合状態を示す拡大断面図である。
【図６】図３に示すねじ加工部の多数の凹部の形成のための、本発明のねじ加工部交換式ねじ加工工具の製造方法の一実施例に用いるプレス加工用パンチを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ねじ加工部交換式切削タップ
２  ねじ加工部
２ａ  切れ刃
２ｂ  ねじ穴
２ｃ  テーパ面
２ｄ  端面
２ｅ  凹部
２ｆ  フランク面
３  シャンク部
３ａ  切り屑排出用溝
３ｂ  雌ねじ穴
３ｃ  端面
３ｄ  凸部
３ｅ  フランク面
４  ボルト
４ａ  雄ねじ部
４ｂ  テーパ面
５  プレス加工用パンチ
５ａ  凸部
【図１】
2008105133.tif 000003
【図２】
2008105133.tif 000004
【図３】
2008105133.tif 000005
【図４】
2008105133.tif 000006
【図５】
2008105133.tif 000007
【図６】
2008105133.tif 000008