(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対移動する外部ワークに切削加工を行う切削用チップであって、
柱状の本体と、
上記本体の端部に位置され、刃先を備える刃部と、を有し、
上記本体は、
上記刃先のすくい面の幅方向の両外側に位置する周面には、それぞれ、上記本体長手方向に平行となる仮想中心軸を有する部分円筒又は円柱状領域が形成され、
上記刃先の相対すくい方向の両外側の少なくとも一方に位置する周面には、円弧又は平面に形成される底部を挟んで上記本体長手方向に延びる一対の傾斜面が形成される、
ことを特徴とする切削用チップ。
【請求項２】
前記一対の傾斜面は、前記部分円筒又は円柱状領域の前記本体長手方向に直行する断面となる部分円弧の延長線上の円弧軌跡よりも半径方向内側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削用チップ。
【請求項３】
前記一対の傾斜面は、前記本体長手方向から見た場合に前記刃先の先端から前記相対すくい方向に延びる基準線に対して対称に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の切削用チップ。
【請求項４】
少なくとも一対の前記部分円筒又は円柱状領域の曲率中心が互いに一致することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の切削用チップ。
【請求項５】
前記刃部は、前記本体長手方向の一方の端部に形成されており、
前記本体には、外部部材と上記本体長手方向の一方に係合可能な位置決め面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の切削用チップ。
【請求項６】
前記刃部は、前記本体長手方向の両端にそれぞれ形成されており、
前記本体には、外部部材と上記本体長手方向の一方に係合可能な第一位置決め面、及び、該外部部材と上記本体長手方向の他方に係合可能な第二位置決め面と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の切削用チップ。
【請求項７】
前記刃部における前記刃先の先端は、前記相対すくい方向から視た場合に、前記本体長手方向に延びる基準線に対して対称形状となることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の切削用チップ。
【請求項８】
前記刃先の前逃げ角は、１０°以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の切削用チップ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れかに記載された前記切削用チップと、該切削用チップを保持するチップホルダを組み合わせた切削用バイトセット。
【請求項１０】
前記チップホルダは、ホルダ本体の先端部に、刃先を露出させた状態で前記切削用チップを収容して保持する収容孔を有することを特徴とする請求項９に記載の切削用バイトセット。
【請求項１１】
前記チップホルダは、前記ホルダ本体の外周面に、前記収容孔へ貫通するボルト穴を有し、ボルトによって切削用チップを締め付け固定することを特徴とする請求項１０に記載の切削用バイトセット。
【請求項１２】
前記チップホルダは、前記ホルダ本体に、前記収容孔の軸と平行方向で前記切削用チップの刃先向きに該切削用チップを押し出すための孔を備えることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の切削用バイトセット。
【請求項１３】
前記チップホルダは、前記切削用チップの刃部を受け止める下あご部が、前記収容孔の下面に連続して、かつ、前記ホルダ本体の先端部から前記切削用チップの長手方向に突出して形成されていることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２の何れかに記載の切削用バイトセット。
【請求項１４】
前記チップホルダは、前記ホルダ本体長手方向に対して、前記収容孔の軸方向が直角であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１３の何れかに記載の切削用バイトセット。
【請求項１５】
前記チップホルダは、前記ホルダ本体長手方向に対して、前記収容孔の軸方向が平行であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１３の何れかに記載の切削用バイトセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に両ねじ体のねじ切り加工用に有効な切削用チップ、チップホルダおよび切削用バイトセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ねじの切削加工用の切削用チップ（チップ、バイト）としては、特にＮＣ旋盤による大量生産用として、スローアウェイチップ(スローアウェイバイト)が使用されている（特許文献１参照）。
【０００３】
図２３（Ａ）にねじ切り加工用スローアウェイチップとそのホルダの一例を示す。図２３（Ａ）は、ねじ切り加工用スローアウェイチップをホルダに取り付けた状態の上面図である。この場合、スローアウェイチップ１３０は、チップホルダ１２０にねじ留めされ、刃先が摩耗したり欠損したりした場合には、再研削せず使い捨てにする。専用のチップホルダ１２０に固定する場合には、心高を改めて調整する必要が無いため、特にＮＣ旋盤等で大量生産するときに交換が容易であり、効率的である。
【０００４】
図２３（Ｂ）は、スローアウェイチップ１３０単体の斜視図である。チップの厚みＢは通常１ｃｍ以下であり、チップホルダ１２０の外周から刃先を突出して取り付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２５７８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら正確に切削加工するためには、従来よりもさらにびびりが少なく切削のできる切削用チップおよびチップホルダ(バイトホルダ)が必要である。また、例えば、従来のねじ切り切削用チップ等にあっては、切削用チップ全体としての平面視が略三角形状の各頂点部位を刃先とする三箇所刃物構造になっていて、各刃部の根元部分にはＶ字形切欠状のさらい刃構造が設けられており、切削形成されるねじ山形と寸法は限定され、従って、寸法毎、或いは狙い呼び径毎にチップを交換する必要がある上、切削加工時における刃先の微量の摩耗で形成されるねじ山形等が刻々と変化してしまい、精密なねじ山形状等を持続的切削形成することが出来ないという課題があった。本発明は、斯かる実情に鑑み、刃先の位置決め精度が高く、切削抵抗が高い場合にもびびりが発生しにくい上、一つの切削用チップで対応可能な狙い呼び径や寸法範囲を広げつつ、刻々と摩耗しても持続的に高精度なねじ山形状等を切削加工することが可能な切削用チップ(チップ)およびチップホルダを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、相対移動する外部ワークに切削加工を行う切削用チップであって、柱状の本体と、上記本体の端部に位置され、刃先を備える刃部と、を有し、上記本体は、上記刃先のすくい面の幅方向の両外側に位置する周面には、それぞれ、上記本体長手方向に平行となる仮想中心軸を有する部分円筒又は円柱状領域が形成され、上記刃先の相対すくい方向の両外側の少なくとも一方に位置する周面には、円弧又は平面に形成される底部を挟んで上記本体長手方向に延びる一対の傾斜面が形成される、ことを特徴とする切削用チップである。 
【０００９】
上記切削用チップに関連して、本発明は、前記一対の傾斜面は、前記部分円筒又は円柱状領域の前記本体長手方向に直行する断面となる部分円弧の延長線上の円弧軌跡よりも半径方向内側に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記切削用チップに関連して、本発明は、前記一対の傾斜面は、前記本体長手方向から見た場合に前記刃先の先端から前記相対すくい方向に延びる基準線に対して対称に形成されることを特徴とする。
【００１１】
上記切削用チップに関連して、本発明は、少なくとも一対の前記部分円筒又は円柱状領域の曲率中心が互いに一致することを特徴とする。
【００１２】
上記切削用チップに関連して、本発明は、前記刃部は、前記本体長手方向の一方の端部に形成されており、前記本体には、外部部材と上記本体長手方向の一方に係合可能な位置決め面を有することを特徴とする。
【００１３】
上記切削用チップに関連して、本発明は、前記刃部は、前記本体長手方向の両端にそれぞれ形成されており、前記本体には、外部部材と上記本体長手方向の一方に係合可能な第一位置決め面、及び、該外部部材と上記本体長手方向の他方に係合可能な第二位置決め面と、を有することを特徴とする。
【００１４】
上記切削用チップに関連して、本発明は、前記刃部における前記刃先の先端は、前記相対すくい方向から視た場合に、前記本体長手方向に延びる基準線に対して対称形状となることを特徴とする。
【００１５】
上記切削用チップに関連して、本発明は、前記刃先の前逃げ角は、１０°以上であることを特徴とする。
【００３４】
上記課題を解決する本発明は、上記の何れかに記載された前記切削用チップと、該切削用チップを保持するチップホルダを組み合わせた切削用バイトセットである。
上記切削用バイトセットに関連して、本発明は、前記チップホルダは、ホルダ本体の先端部に、刃先を露出させた状態で前記切削用チップを収容して保持する収容孔を有することを特徴とする。
上記切削用バイトセットに関連して、本発明は、前記チップホルダは、前記ホルダ本体の外周面に、前記収容孔へ貫通するボルト穴を有し、ボルトによって切削用チップを締め付け固定することを特徴とする。
上記切削用バイトセットに関連して、本発明は、前記チップホルダは、前記ホルダ本体に、前記収容孔の軸と平行方向で前記切削用チップの刃先向きに該切削用チップを押し出すための孔を備えることを特徴とする。
上記切削用バイトセットに関連して、本発明は、前記チップホルダは、前記切削用チップの刃部を受け止める下あご部が、前記収容孔の下面に連続して、かつ、前記ホルダ本体の先端部から前記切削用チップの長手方向に突出して形成されていることを特徴とする。
上記切削用バイトセットに関連して、本発明は、前記チップホルダは、前記ホルダ本体長手方向に対して、前記収容孔の軸方向が直角であることを特徴とする。
上記切削用バイトセットに関連して、本発明は、前記チップホルダは、前記ホルダ本体長手方向に対して、前記収容孔の軸方向が平行であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、上記切削用チップを緩み無く固定することの可能なチップホルダと組み合わせることで、びびりが少なく刃先の位置決め精度が高い切削工具が提供できるという優れた効果を奏す。また、本発明の切削用チップ又は切削用バイトによれば、一つの刃部で対応可能な狙い呼び径や寸法範囲を広げつつ、刻々と摩耗しても持続的に高精度なねじ山形状等を切削加工することが可能となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（Ａ）本発明の第一実施形態に係る切削用チップの斜視図である。（Ｂ）本発明の第一実施形態に係る切削用チップとチップホルダを組み合わせた状態の断面図である。
【図２】（Ａ）本発明の第一実施形態に係る切削用チップの上面図である。（Ｂ）本発明の第一実施形態に係る切削用チップの下面図である。（Ｃ）本発明の第一実施形態に係る切削用チップの側面図である。
【図３】（Ａ）本発明の第二実施形態に係るチップホルダの斜視図である。（Ｂ）本発明の第二実施形態に係るチップホルダにおいて、先端にある切削チップを収容する収容孔近傍部分の断面図である。（Ｃ）本発明の第二実施形態に係るチップホルダの収容孔の拡大図である。
【図４】（Ａ）本発明の第二実施形態に係るチップホルダの上面図である。（Ｂ）本発明の第二実施形態に係るチップホルダの下面図である。（Ｃ）本発明の第二実施形態に係るチップホルダの図４（Ａ）におけるＣ−Ｃ'矢視断面図である。
【図５】（Ａ）本発明の第一実施形態に係る切削用チップをチップホルダに差し込んだ状態の斜視図である。（Ｂ）本発明の第一実施形態に係る切削用チップをチップホルダに差し込んだ状態の断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る切削用チップを、チップホルダから押し出して取り出すときの一連の流れを説明する説明図である。
【図７】（Ａ）雌ねじ切削をする際に切削用チップを固定するための、本発明の第四実施形態に係る、雌ねじ加工用チップホルダの側面図である。（Ｂ）雌ねじ加工用チップホルダに切削用チップを収容する収容孔の拡大図である。（Ｃ）雌ねじ加工用チップホルダ先端部の図７（Ａ）におけるＣ−Ｃ'矢視断面図である。
【図８】（Ａ）本発明の第五実施形態に係る雌ねじ加工用チップホルダに切削用チップを差し込んだ状態の斜視図である。（Ｂ）本発明の第五実施形態である切削用バイトセットの図８（Ａ）におけるＢ−Ｂ'矢視断面図である。
【図９】本発明の第五実施形態に係る切削用バイトセットにおいて、切削用チップを、雌ねじ加工用チップホルダから押し出して取り出すときの一連の流れを説明する説明図である。
【図１０】（Ａ）両ねじ体の雄ねじ部の側面図である。（Ｂ）雄ねじ体をねじの中心軸垂直方向に見たときのねじ山の説明図である。
【図１１】本実施形態の切削工具で切削される雄ねじ体及び雌ねじ体の締結構造の（Ａ）正面図であり、（Ｂ）平面図である。
【図１２】同締結構造の（Ａ）正面断面図であり、（Ｂ）側面断面図である。
【図１３】（Ａ）は同雌ねじ体の正面断面図であり、（Ｂ）は同雌ねじ体と螺旋方向が逆となる雌ねじ体の正面断面図である。
【図１４】同雄ねじ体の（Ａ）正面図、（Ｂ）ねじ山のみの断面図、（Ｃ）平面図である。
【図１５】同雄ねじ体の（Ａ）側面図、（Ｂ）ねじ山のみの断面図、（Ｃ）平面図である。
【図１６】（Ａ）は同雄ねじ体のねじ山の断面形状を拡大して示す断面図であり、（Ｂ）は同雌ねじ体のねじ山の断面形状を拡大して示す断面図である。
【図１７】（Ａ）は本発明の実施形態に係るねじ設計方法で用いられる検証用雄ねじ体群を示すマトリックスであり、（Ｂ）は本発明の実施形態に係るねじ設計方法で用いられる検証用雌ねじ体群を示すマトリックスである。
【図１８】同検証用雄ねじ体と同検証用雌ねじ体の締結強度試験の態様を示す図である。
【図１９】呼び径Ｎ１６の同検証用雄ねじ体と同検証用雌ねじ体の締結強度試験の結果を示すグラフである。
【図２０】呼び径Ｎ２４の同検証用雄ねじ体と同検証用雌ねじ体の締結強度試験の結果を示すグラフである。
【図２１】呼び径Ｎ３０の同検証用雄ねじ体と同検証用雌ねじ体の締結強度試験の結果を示すグラフである。
【図２２】他の例に係る雄ねじ体及び雌ねじ体の締結構造の正面図断面図である。
【図２３】（Ａ）従来のねじ切り用スローアウェイチップ使用態様の概念図である。（Ｂ）従来のねじ切り用スローアウェイチップの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３８】
図１〜図９は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。なお、本図及び以降の各図において一部の構成を適宜省略して、図面を簡略化する。そして、本図及び以降の各図において、部材の大きさ、形状、厚みなどを適宜誇張して表現する。
【００３９】
図１では、本発明の第一実施形態に係る切削用チップ（チップ、バイト）を説明する。本実施形態にかかるチップ１は図１（Ａ）の斜視図に示すように、柱状の本体である本体部３と、上記本体の端部に位置され刃先を備える刃部２Ｌ１、２Ｌ２で構成される。チップ１の材質としては、硬さと粘りのバランスに優れる超硬合金が好ましい。その他の材質としては高速度鋼やサーメットなどが考えられ、刃部は、例えば、ダイヤモンド、ＤＬＣ、ＤＩＡ、ＤＧ、ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、ＣｒＮ、ＳｉＣ、等をコーティングしても良い。
【００４０】
本体部３における刃先２Ｂのすくい面２Ａの幅方向Ｘの両外側に位置する周面には、それぞれ、チップ本体長手方向Ｙに平行となる仮想中心軸を有する部分円筒領域３Ａが形成され（図１（Ｂ）参照）、チップ本体における、上記刃先２Ｂの相対すくい方向Ｘの両外側の少なくとも一方に位置する周面には、チップ本体長手方向Ｙに延びる一対の傾斜面４が形成される。上記一対の部分円筒領域３Ａの曲率中心Ｃが互いに一致する。
【００４１】
図１（Ｂ）にチップ１と、チップを収容するホルダを組み合わせた状態の断面図を示す。チップ本体部３には、相対すくい方向Ｚと反対方向に上記一対の傾斜面４が形成されている。一対の傾斜面４は、上記の部分円筒領域３Ａのチップ本体長手方向Ｙに直行する断面となる部分円弧の延長線上の円弧軌跡３Ｂよりも半径方向内側に形成されているので、いわゆる市販の完成バイトの丸バイトを研削することで容易に本実施形態にかかるチップ１を作成できる。図１（Ｂ）の断面図には、便宜上、チップ１の外側に、チップホルダのチップ収容孔を示しているが、チップ収容孔の内周とチップ１の外周は略同一の形状であり、後述のようにチップ収容孔が有するチップホルダの傾斜面（図示省略）とチップ１の有する傾斜面４が当接することで、チップ１の刃先２Ｂの位置がホルダ５に対して精度良く定まる。
【００４２】
図２（Ａ）には、本発明の実施例に係るチップ１の上面図、図２（Ｂ）には、チップ１の下面図、図２（Ｃ）には、チップ１の側面図を示す。チップ１には、チップ本体長手方向Ｌの両端にそれぞれ刃部２Ｌ１、２Ｌ２が形成されている。刃部２Ｌ１，２Ｌ２の刃先２Ｂの先端形状は、相対すくい方向Ｚから視た場合に、チップ本体長手方向Ｙに延びる基準線に対して対称なＶ字形状である。勿論、特に限定される訳ではないが、ここでは、刃先２Ｂは二つの主切り刃２Ｄ１，２Ｄ２を対称に備える。
【００４３】
また図２（Ａ）においては、刃部２Ｌ１、２Ｌ２のすくい面２Ａには特に構造を設けていないが、旋削加工においてワークを削っている際、発生する切屑を処理するために、溝や突起構造を設けてチップブレーカとしても良い。また本体部３の上面には、図２（Ａ）において何ら構造を設けていないが、チップ本体長手方向Ｙに延びる水平面を形成し、チップ１上部からの締め付け固定時に、鉛直下向きの力が伝達されやすいようにして、さらにびびり等の原因を排除するように構成しても良い。
【００４４】
図２（Ｂ）の下面図に示すように、一対の傾斜面４の間には、底部６が設けられる。底部６の断面は上記部分円弧の延長線上の円弧軌跡３Ｂ（図１（Ｂ）参照）として形成される。従って、チップ１は、底部６によって本体長手方向Ｌに案内されながらホルダのチップ収容孔３５に差し込まれ、一対の傾斜面４とチップホルダ５の傾斜面により、切削加工装置の回転主軸に対して直交する方向（ここではすくい面２Ａの幅方向Ｘ及び相対すくい方向Ｚ）に刃部２Ｌ１、２Ｌ２が精度良く位置決めされる。なお底面６については、チップ本体長手方向Ｙに延びる平面を形成してもよい。
【００４５】
図２（Ｃ）に示すように、刃先２Ｂと本体部３の間には、外部部材（具体的にはチップホルダ）とチップ本体長手方向Ｙの一方に係合可能な第一位置決め面１５Ｌ１、及び、外部部材と本体長手方向Ｙの他方に係合可能な第二位置決め面１５Ｌ２が形成される。後述するチップホルダ２５のチップ収容孔３５内に設けられたホルダ側位置決め面６０と、位置決め面１５Ｌ１、１５Ｌ２が当接することにより、切削抵抗の背分力によるチップ１のチップ本体長手方向Ｙにおけるワークと逆向きへのずれを防ぐことができる。
【００４６】
また刃先２Ｂの前逃げ角Ａは、後述する雌ねじ穴加工時においてワークとの干渉を防ぐために、１０°以上に設定される。なお、位置決め面１５Ｌ１、１５Ｌ２の高さ（ここでの高さは、相対すくい方向Ｚに沿っているが、位置決め面１５Ｌ１、１５Ｌ２が形成される位置によってその高さ方向は適宜異なる）は、本体部３の同高さ方向の最大外寸の４０％以下に設定されることが好ましく、より望ましくは２５％以下に設定される。同様に、位置決め面１５Ｌ１、１５Ｌ２の高さは、刃部２Ｌ１、２Ｌ２の同方向高さの最大外寸の５０％以下に設定されることが好ましく、より望ましくは３０％以下に設定される。いずれにしろ、位置決め面１５Ｌ１、１５Ｌ２の高さを小さく設定することで、刃部２Ｌ１、２Ｌ２の同方向高さを大きく確保することが可能となり、刃部２Ｌ１、２Ｌ２の剛性を大幅に高めることができる。
【００４７】
図３では、本発明の第二実施形態に係るチップホルダ（バイトホルダ）を説明する。
【００４８】
図３（Ａ）は、本発明の第二実施形態に係るチップホルダ２５の斜視図を示す。
チップホルダ２５は、主に柱状のシャンク部２７と、シャンク部２７の端部のチップ収容孔３５及びその下部に備えられた下あご部４０と、締め付けボルトのボルト孔３０等から構成される。チップ収容孔３５の内部に、本発明の第一実施形態にかかるチップ１を差し込み固定することで切削用バイトセットを構成する。このとき、図４（Ｃ）に示すように、チップ１の刃先２Ｂの下部２Ｃを、下あご部４０の支持面４０Ａの突端４０Ｂが支持する。この支持構造により、切削抵抗の鉛直下向き分力である主分力によるチップ１のぶれを抑えることができる。なお、下あご部４０の支持面４０Ａは、チップ収容孔３５の下面から軸方向Ｌに連続して、かつ、シャンク部２７から更に突出するようにして形成される。
【００４９】
図３（Ｂ）は、本発明の第二実施形態に係るチップホルダ２５先端部のチップホルダ本体軸方向Ｌと直交する方向の断面図を示す。チップ収容孔３５の拡大図を図３（Ｃ）に示す。チップ収容孔３５には、チップが挿入された場合を仮定した際に、当該チップの仮想すくい面の幅方向Ｘの両側に位置する内周面に、部分円筒領域４２Ａが形成される。この部分円筒領域４２Ａの曲率中心は、このチップ収容孔３５の軸方向に平行となる仮想中心軸Ｃと一致する。相対すくい方向Ｈの両側の少なくとも一方に位置する内周面には、チップ収容孔３５の仮想中心軸Ｃと平行に延びる一対の傾斜面４５が形成される。この一対の傾斜面４５は、チップ収容孔３５の内周に形成された部分円筒領域４２Ａの仮想中心軸に直交する断面において、部分円筒領域４２Ａの延長線上となる部分円弧軌跡４２Ｂよりも半径方向内側に形成される。チップホルダの傾斜面４５は、チップ収容孔３５の仮想中心軸に対して対称に形成され、また一対の部分円筒領域４２Ａの曲率中心は互いに仮想中心軸Ｃと一致する。また本第二実施形態に係るチップホルダ２５は、チップ収容孔３５の傾斜面４５に対向する場所において、シャンク部２７の外周面からチップ収容孔３５へ貫通するボルト孔３０を有している。このボルト孔３０に対して、外部から、締め付けねじ７０を螺合させてチップ収容孔３５内に突出させることによってチップ１を締め付け固定する。
【００５０】
図４（Ａ）は、本発明の第二実施形態に係るチップホルダ２５の上面図を示す。シャンク部２７の軸方向の端部には、下あご部４０が突出するように設けられる。この下あご部４０は、チップ１の刃先２Ｂの下部２Ｃを、ワークに対する刃先２Ｂの進行方向に向かって支持する。また、シャンク部２７の軸方向の端部近傍には、ボルト孔３０と、チップの押し出し孔５０が備えられている。なお、押し出し孔５０は、横断面円形状の孔の他、横断面多角形状の孔であってもよく、或いは、ねじ孔としてもよい。図４（Ａ）のＣ−Ｃ'断面図を図４（Ｃ）に示す。チップ収容孔３５の内部にはホルダ側位置決め面６０が設けられ、チップ収容孔３５に差し込まれたチップ１の位置決め面１５Ｌ１または１５Ｌ２と当接することで、チップ１の刃先２Ｂが、チップ１の長手方向Ｙに位置決めされる。
【００５１】
図５（Ａ）は、本発明の第三実施形態に係る、チップ１とチップホルダ２５の組み合わせからなる切削用バイトセットの先端近傍を示す斜視図である。チップ１はチップホルダ２５のチップ収容孔３５に差し込まれ、刃先２Ｂの下部２Ｃが下あご部４０で鉛直上向き（相対すくい方向Ｈ）に支持された状態で、締め付けねじ７０により固定締め付けされる。チップホルダ２５は、ねじ切り加工をおこなう装置の刃物台（図示省略）に固定され、切削加工が可能になる。チップ１が欠損、摩耗したときは交換される。
【００５２】
図５（Ｂ）に、切削用バイトセットの断面図を示す。チップ１の位置決め面１５Ｌ１と、チップホルダ２５のホルダ側位置決め面６０が当接することで、チップ１がチップ１の長手方向Ｌについて位置決めされる。ボルト孔３０と、締め付けねじ７０により、チップ１が固定される。なお図５（Ｂ）ではチップ１の刃先２Ｂの前逃げ角Ａと、チップホルダ２５先端部の下あご部４０の稜線４０Ｃの逃げ角は等しいが、異なっても良い。ただし刃先のびびりを防ぐためには、チップ１の刃先２Ｂの下部２Ｃは、下部２Ｃと同じようにＶ字状に突出する下あご部４０により鉛直上向きに支持されることが望ましい。チップホルダ２５先端の横逃げ角についても、チップ１の横逃げ角と同じであることが望ましいが、異なっていても良い。
【００５３】
チップホルダ２５の本体には、押し出し孔５０が前記収容孔の軸Ｌと平行方向で切削用チップの刃先向きに備えられる。ただし必ずしも平行である必要は無く、チップを押し出せれば良い。
【００５４】
次に、上記した第三実施形態におけるチップ１のチップホルダ２５からの取り出しの作動を説明する。
【００５５】
図６は、チップ１を、チップホルダ２５から押し出して取り出すときの一連の流れを説明する説明図である。図６（Ａ）のようにチップ１がチップホルダ２５のチップ収容孔３５に収容されている状態において、締め付けねじ７０の締め付けを緩めた上で、押し出し孔５０から押し出し棒８０を差し込み押し出し棒８０の一方の端部をハンマー７５で打撃する。すると図６（Ｂ）の矢印方向にチップ１が押し出されて行き、図６（Ｃ）のように、チップ１がチップ収容孔３５から取り出されることになる。
【００５６】
図７では、本発明の第四実施形態に係る雌ねじ加工用チップホルダ（バイトホルダ）８７を説明する。このチップホルダ８７は、チップ１を雌ねじ加工する際に用いる。図７（Ａ）は、チップホルダ８７の側面図を示す。チップホルダ８７の端部には、チップホルダ８７の本体長手方向Ｌと直交する方向にチップ収容孔８５が備えられ、チップ収容孔８５の下部に連続するようにして、かつ、チップホルダ８７の本体長手方向Ｌの側壁から幅方向外側に突出するようにして下あご部９０が設けられている。
【００５７】
図７（Ｂ）は、チップを収容するチップ収容孔８５の軸方向（チップホルダ８７の幅方向Ｗ）に直行する断面の拡大図である。チップ収容孔８５には、そこに収容されるチップの仮想幅方向Ｘ（これは本体長手方向Ｌと一致する）の両側に位置する内周面に、チップ収容孔８５の軸方向Ｗに平行となる仮想中心軸Ｃを有する部分円筒領域９２Ａが形成される。またチップ収容孔８５には、相対すくい方向Ｈの両側の少なくとも一方に位置する内周面に、チップ収容孔８５の軸方向Ｗと平行な方向に伸びる一対の傾斜面９５が形成される。この一対の傾斜面９５は、チップ収容孔８５の内周に形成された部分円筒領域９２Ａの仮想中心軸Ｃに直交する断面において、部分円筒領域４２Ａの延長線上となる部分円弧軌跡９２Ｂよりも半径方向内側に形成される。雌ねじ加工用チップホルダ８７の傾斜面９５は、チップ収容孔８５の仮想中心軸Ｃに対して対称に形成され、また上記一対の部分円筒領域９２Ａの曲率中心がこの仮想中心軸Ｃに一致する。また本第四実施形態に係る雌ねじ加工用チップホルダ８７は、傾斜面９５に対向するシャンク部８８の外周面に、チップ収容孔８５へ貫通するボルト孔１００を有し、ボルトによってチップ１を締め付け固定する。
【００５８】
図７（Ｃ）は、雌ねじ加工用チップホルダ８７の先端部のチップホルダ本体長手方向Ｌと直交する面の断面図である。雌ねじ加工用チップホルダ８７の軸直角方向断面の外周輪郭はほぼ円形ではあるが、この外周面に対して、下あご部９０が幅方向Ｗ（半径方向）外側に突出して形成される。この下あご部９０は、同じく外周面から突出するチップ１の刃先２Ｂの下部２Ｃを鉛直上向き（相対すくい方向Ｈの上向き）に支持する構造となっている。下あご部９０はチップ収容孔８５の下部延長上に設けられる。後述するように、チップ１は、チップ収容孔８５に収容され、チップ１の位置決め面１５Ｌ１は、チップ収容孔８５内のホルダ側位置決め面１０５に当接され、チップ１の長手方向の位置決めが精度良く行われる。
【００５９】
図８（Ａ）は、本発明の第五実施形態である、雌ねじ加工用チップホルダ８７にチップ１を差し込んだ切削用バイトセットの先端近傍を表した斜視図を示す。雌ねじ加工用チップホルダ８７の先端部には、チップ収容孔８５が設けられ、その中にチップ１が差し込まれている。チップ１の刃先２Ｂの下部２Ｃは、雌ねじ加工用チップホルダ８７外周面に設けられた下あご部９０により鉛直上向きに支持されている。
【００６０】
図８（Ｂ）に示すように、チップ１の位置決め面１５Ｌ１はチップ収容孔８５内のホルダ側位置決め面１０５に当接されることで、チップ１の刃先の突出方向の位置が精度良く定まり、加工中においても、同突出方向に位置ずれが生じにくい。すなわちホルダ側位置決め面１０５は、切削抵抗の背分力によるチップ１のずれを防ぐことができる。また、締め付けねじ１１０により、チップ１の傾斜面４がチップホルダ８７の傾斜面９５と当接し、刃先の幅方向の位置が精度良く定まる。また、刃先２Ｂの下部２Ｃが下あご部９０で支持されることで、びびりやずれを最小限に押さえ込むことができる。
【００６１】
図９は、雌ねじ加工用チップホルダ８７からチップ１を取り出す一連の流れを説明する説明図である。
【００６２】
図９（Ａ）のようにチップ１が雌ねじ加工用チップホルダ８７のチップ収容孔８５に収容されている状態において、締め付けねじ１１０の締め付けを緩めた上で、チップ収容孔８５を介して、切削していない側（下あご部９０と反対側）の刃部２Ｌ１、２Ｌ２の下の逃げ面を、下あご部９０側に押す。結果、図９（Ｂ）の矢印方向にチップ１が押し出されて行き、図９（Ｃ）のように、チップ１がチップ収容孔８５から取り出される。なお本実施形態では、雌ねじ加工用チップホルダ８７にチップ１の専用押し出し孔を設けていないが、チップ収容孔８５を貫通させずに、小径の専用押し出し穴を設けて、雄ねじ加工用のチップホルダ２５における図６と同様に、押し出し棒８０を使用してチップ１を押し出すようにしても良い。この場合、チップ収容孔８５の貫通孔の切削側でない開口部から切屑が入り込む不具合が解消される。
【００６３】
次に本第一実施形態から第五実施形態の切削用チップ、チップホルダ、バイトセットで加工される締結構造の一つとして、ボルト等のいわゆる雄ねじ体と、ナット等のいわゆる雌ねじ体を用いるものを紹介しておく。
【００６４】
このねじ体による締結構造に関して、一つの雄ねじ体に対して、リード角及び／又はリード方向が相異なる二種類の螺旋溝（例えば右雄ねじ部と左雄ねじ部）を形成し、この二種類の螺旋溝に対して、ダブルナットのごとく、二種類の雌ねじ体（例えば右雌ねじ体と左雌ねじ体）を別々に螺合させるものがある。何らかの係合手段により、二種類の雌ねじ体の相対回転を抑止すれば、リード角及び／又はリード方向が相異なることによる軸方向干渉作用又は軸方向離反作用により、雄ねじとの間で機械的な緩み止め効果を提供できる。
【００６５】
図１０（Ａ）は、両ねじ体であり、一つの雄ねじ体に対して、リード方向が相異なる二種類の螺旋溝（右雄ねじ部と左雄ねじ部）を形成したものである。
【００６６】
雄ねじ体１４０は、基部側から軸端に向かって、雄ねじ螺旋構造が形成された雄ねじ部１５３が設けられる。この例では、この雄ねじ部１５３に、対応した右ねじとして成る雌ねじ状の螺旋条を螺合可能に構成される右ねじと成る第一雄ねじ螺旋構造１５４と、対応した左ねじとして成る雌ねじ状の螺旋条を螺合可能に構成される左ねじと成る第二雄ねじ螺旋構造１５５との二種類の雄ねじ螺旋構造が同一領域上に重複して形成される。雄ねじ部１５３には、図１０（Ｂ）に示すように、軸心（ねじ軸）Ｃに垂直となる面方向において周方向に延びる略三日月状のねじ山１５３ａが、雄ねじ部１５３の一方側（図の左側）及び他方側（図の右側）に交互に設けられる。ねじ山１５３ａをこのように構成することで、右回りに旋回する螺旋構造及び左回りに旋回する螺旋構造の二種類の螺旋溝を、ねじ山５３ａの間に形成することが出来る。
【００６７】
このようにすることで、第一雄ねじ螺旋構造１５４及び第二雄ねじ螺旋構造１５５の二種類の雄ねじ螺旋構造を、雄ねじ体１４０に形成している。従って、雄ねじ体１４０は、右ねじ及び左ねじの何れの雌ねじ体とも螺合することが可能となる。
【００６８】
このような二重螺旋構造（両ねじ体）を用いて、緩みのない締結構造を実用的な強度で実現するためには、本願発明者の鋭意研究の成果である特許第４６６３８１３号公報等に記載された、軸に直行する断面が略楕円形であるような特殊なねじ山が効果的である（図１０（Ｂ）参照）。
【００６９】
本発明の第一実施形態に係る切削用チップ１の刃部２Ｌ１、２Ｌ２が、前述のように図２（Ａ）における相対すくい方向Ｚから視た場合に、チップ本体長手方向Ｙに延びる基準線に対して対称、即ち刃先から見て二つの主切り刃２Ｄ１、２Ｄ２を対称に備えることは、リード方向が異なる２つの螺旋条を形成するときに、送り方向のみ逆転させてねじの切削加工を可能にするために好ましい。具体的には本形状により、ラジアルインフィードで仕上げることを可能にする。ただしインフィードの方法は、ラジアルインフィードに限られないので、二つの主切り刃の角度は、必ずしも同じでなくて良い。
【００７０】
以上、本発明に係る切削用チップおよびチップホルダにおける実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。例えば、図４（Ｂ）等において、チップホルダ２５の本体に対して、チップ収容孔３５は、チップホルダ２５本体長手方向Ｌに平行方向に設けているように表現したが、鉛直方向に傾斜していてもよい。また雌ねじ加工用チップホルダ８７のチップ収容孔８５は、雌ねじ加工用チップホルダ８７本体長手方向Ｌと直交する向きに設けているように図７（Ａ）では表現したが、これに限られない。
【００７１】
次に、ねじ体を切削する際に適用される上記チップ１の刃先２Ｂの角度について説明する。なお、この刃先２Ｂの角度は、ねじ体のねじ山角によって決まることから、ここでは、ねじ体のねじ山角について説明する。
【００７２】
＜雄ねじ体及び雌ねじ体＞
図１１及び図１２に示すように、被加工物となる雄ねじ体１０１０及び雌ねじ体１１００の締結構造１００１は、雌ねじ体１１００を雄ねじ体１０１０に螺合させることによって構成される。
【００７３】
図１４及び図１５に示すように、雄ねじ体１０１０は、軸部１０１２における基部側から軸端に向かって、雄ねじ螺旋溝が形成された雄ねじ部１０１３が設けられる。本実施形態では、この雄ねじ部１０１３に、対応した右ねじとして成る雌ねじ状の螺旋条を螺合可能に構成される右ねじと成る第一螺旋溝１０１４と、対応した左ねじとして成る雌ねじ状の螺旋条を螺合可能に構成される左ねじと成る第二螺旋溝１０１５との二種類の雄ねじ螺旋溝が、雄ねじ体１０１０の軸方向における同一領域上に重複して形成される。なお、当該重複部分以外に、一方の向きの螺旋溝が形成されて成る片螺旋溝領域を設けてもよい。
【００７４】
第一螺旋溝１０１４は、これに対応する雌ねじ体１１００の右ねじとして成る雌ねじ状の螺旋条と螺合可能であり、第二螺旋溝１０１５は、これに対応する雌ねじ体１１００（これは、上記右ねじを有する雌ねじ体と別体の場合を含む）の左ねじとして成る雌ねじ状の螺旋条と螺合可能となる。
【００７５】
雄ねじ部１０１３には、図１４（Ｃ）及び図１５（Ｃ）に示すように、軸心（ねじ軸）Ｃに垂直となる面方向において周方向に延びる略三日月状の条状を成すねじ山Ｇが、雄ねじ部１０１３の直径方向における一方側（図の左側）及び他方側（図の右側）に交互に設けられる。即ち、このねじ山Ｇは、その稜線が軸に対して垂直に延びており、ねじ山Ｇの高さは、周方向中央が高くなり、周方向両端が次第に低くなるように変化する。ねじ山Ｇをこのように構成することで、右回りに旋回する仮想的な螺旋溝構造（図１４（Ａ）の矢印１０１４参照）及び左回りに旋回する仮想的な螺旋溝構造（図１４（Ａ）の矢印１５参照）の二種類の螺旋溝を、ねじ山Ｇの間に形成することが出来る。
【００７６】
本実施形態では、このようにすることで、第一螺旋溝１０１４及び第二螺旋溝１０１５の二種類の雄ねじ螺旋溝を、雄ねじ部１０１３に重畳形成している。従って、雄ねじ部１０１３は、右ねじ及び左ねじの何れの雌ねじ体とも螺合することが可能となる。なお、二種類の雄ねじ螺旋溝が形成された雄ねじ部１０１３の詳細については、本願の発明者に係る特許第４６６３８１３号公報を参照されたい。
【００７７】
図１３（Ａ）に示すように、雌ねじ体１１００は、筒状部材１１０６で構成される。筒状部材１１０６は、所謂六角ナット状を成しており、中心に貫通孔部１１０６ａを有する。勿論、雌ねじ体１１００の概形は、六角ナット状に限らず、円筒状、周面にローレットを有する形状、四角形状、星型形状など任意に適宜設定可能である。貫通孔部１１０６ａには、右ねじとしての第一雌ねじ螺旋条１１１４が形成される。即ち、筒状部材１１０６の第一雌ねじ螺旋条１１１４は、雄ねじ体１０１０の雄ねじ部１０１３における第一螺旋溝１０１４と螺合する。
【００７８】
なお、図１３（Ｂ）に示すように、雌ねじ体１１０１として、貫通孔部１１０６ａに左ねじとしての第二雌ねじ螺旋条１１１５が形成されるようにしても良い。この場合は、第二雌ねじ螺旋条１１１５は、雄ねじ体１０１０の雄ねじ部１３における第二螺旋溝１０１５と螺合する。
【００７９】
次に、図１６（Ａ）を参照して、雄ねじ体１０１０における雄ねじ部１０１３に形成されるねじ山Ｇの軸方向に沿う断面を軸直交方向視する際の形状について説明する。
【００８０】
また、図１６（Ｂ）に示す、雌ねじ体１１００の第一雌ねじ螺旋条１１１４及び／又は雌ねじ体１１０１の第二雌ねじ螺旋条１１１５のねじ山Ｐの形状は、雄ねじ体１０１０のねじ山Ｇの形状に基づいて相対設定されるものであることから、ここでの詳細な説明を省略する。
【００８１】
更にまた、本実施形態の雄ねじ体１０１０の呼び径については、頭文字にＮを付けて呼ぶことにする。例えば、Ｎ１６の雄ねじ体１０１０の場合は、ねじ山Ｇの頂点Ｇｔにおける直径Ｆが１６ｍｍであることを意味し、Ｎ１６の雌ねじ体１１００の場合は、ねじ山の谷の径が１６ｍｍであることを意味する。
【００８２】
ねじ山Ｇの山角度Ｔ（山角度は、ねじ山Ｇの頂部から谷に向かって延在する一対の斜面の成す角度を意味する）は、６１°以上且つ７５°以下の範囲に設定され、より好ましくは６５°以上且つ７３°以下の範囲に設定され、更に好ましくは、６７°以上且つ７３°以下に設定され、より具体的には７０°に設定される。また、ねじ山Ｇの谷径Ｄ（即ち、雄ねじ体１０１０の軸部１０１２においてねじ山Ｇを省略する場合の外径）は、Ｎ１６の場合は１３．５ｍｍ以上且つ１４．３ｍｍ以下に設定されることが好ましい。Ｎ１６の場合の谷径Ｄは１３．５ｍｍ以上且つ１４．３ｍｍ以下に設定されることが好ましい。Ｎ２４の場合の谷径Ｄは１９．６ｍｍ以上且つ２０．５ｍｍ以下に設定されることが好ましい。Ｎ３０の場合の谷径Ｄは２５．８ｍｍ以上且つ２６．７ｍｍ以下に設定されることが好ましい。なお、ここで言う谷径とは従来のメートルねじでいうところの有効径ではなく、谷底部分の直径に相当する。
【００８３】
従って、図１６（Ｂ）に示すように、雌ねじ体１１００に関しても、ねじ山Ｐの山角度Ｑは、６１°以上且つ７５°以下の範囲に設定され、より好ましくは６５°以上且つ７３°以下の範囲に設定され、更に好ましくは、６７°以上且つ７３°以下に設定され、より具体的には７０°に設定される。また、ねじ山Ｐの頂点Ｐｔの山径Ｅは、Ｎ１６の場合は１３．５ｍｍ以上且つ１４．３ｍｍ以下に設定されることが好ましい。Ｎ１６の場合の山径Ｅは１３．５ｍｍ以上且つ１４．３ｍｍ以下に設定されることが好ましい。Ｎ２４の場合の山径Ｅは１９．６ｍｍ以上且つ２０．５ｍｍ以下に設定されることが好ましい。Ｎ３０の場合の山径Ｅは２５．８ｍｍ以上且つ２６．７ｍｍ以下に設定されることが好ましい。勿論、雌ねじの山径の設定は、雄ねじ体の谷径に比して、同等以上に設定する必要があることは言うまでもない。
【００８４】
＜設計手法及び設計根拠＞
次に、雄ねじ体１０１０及び雌ねじ体１１００の設計手法及び設計根拠について以下に説明する。なお、ここでは呼び径Ｎ１６の雄ねじ体１０を設計する際の事例を紹介する。
【００８５】
＜雄ねじ体１０及び雌ねじ体１００のシリーズの準備＞
先ず、呼び径Ｎ１６と成る雄ねじ体１０に関して、図１７（Ａ）に示すように、相異なる複数の谷径Ｄ１，Ｄ２，・・・，Ｄｎと、相異なる複数の山角度Ｔ１，Ｔ２，・・・，Ｔｎから構成されるマトリクス条件の一部又は全部を埋めるように、複数の検証用雄ねじ体１０（Ｔｎ，Ｄｎ）を準備する。
【００８６】
また、この複数の検証用雄ねじ体１０１０（Ｔｎ，Ｄｎ）のそれぞれに対応させて、それと螺合可能な検証用雌ねじ体１１００を同じ数だけ準備する。即ち、図１７（Ｂ）に示すように、相異なる複数の山径Ｅ１，Ｅ２，・・・，Ｅｎと、互いの相複数の山角度Ｑ１，Ｑ２，・・・，Ｑｎから構成されるマトリクス条件の全部又は一部を埋めるように、複数の検証用雌ねじ体１１００（Ｑｎ，Ｅｎ）を準備する。具体的には、検証用雌ねじ体１１００（Ｑｎ，Ｅｎ）の山径Ｅｎは、検証用雄ねじ体１０１０（Ｔｎ，Ｄｎ）の谷径Ｄｎに略一致し、山角度Ｑｎは、検証用雄ねじ体１０１０（Ｔｎ，Ｄｎ）の山角度Ｔｎと略一致する。結果、図１７（Ａ）と図１７（Ｂ）のマトリクス上の同じ位置に存在する検証用雄ねじ体１０１０（Ｔｎ，Ｄｎ）と、検証用雌ねじ体１１００（Ｑｎ，Ｅｎ）が対となる検証用セットが多数用意される。
【００８７】
なお、検証用雌ねじ体１１００（Ｑｎ，Ｅｎ）の軸方向長さＷ（これを、軸方向かかり長Ｗとも呼ぶ。図１１参照。）は、呼び径Ｎ１６における締結強度試験では、全ての試験体に共通して呼び径Ｎ１６に対する素材固有の所定の比率γ（０＜γ＜１）としている。即ち、Ｎ１６の本事例の場合、検証用雌ねじ体１００（Ｑｎ，Ｅｎ）の軸方向長さＷは、１６ｍｍ×γに設定される。勿論、Ｗの値は、材料固有値である所定比率のγを呼び径毎にそれぞれ乗じて算出される。
【００８８】
この軸方向かかり長Ｗは、図１８に示すように、概ね、雄ねじ体１０１０の軸部１０１２の軸直角断面１０１２Ａが耐え得る引張強度Ｈと、軸方向かかり長Ｗにおける、雄ねじ体１０１０のねじ山Ｇの基底面ＧＬ（図１６（Ａ）参照）から構成される周面Ｊのせん断強度Ｓが近似し易い値を選定している。引張強度Ｈは、谷径Ｄｎにおける断面積に係数ａ１を乗算した値となり、Ｈ＝π×Ｄｎ２×ａ１で表現できる。せん断強度Ｓは、谷径Ｄｎにおける軸方向かかり長Ｗ相当の円筒面積に係数ａ２を乗算した値となり、Ｓ＝π×Ｄｎ×Ｗ×ａ２で表現できる。
【００８９】
係数ａ１やａ２は、母材の材料等によってそれぞれ異なるが、本発明者の検討によれば、本実施形態では母材にＳ４５ＣやＳＣＭ４３５等のような汎用の鋼材を選定し、Ｗを上述の通り設定すると、引張強度Ｈとせん断強度Ｓがかなり近い値となることが分かっている。この結果、検証用雌ねじ体１１００（Ｑｎ，Ｅｎ）と検証用雄ねじ体１０１０（Ｔｎ，Ｄｎ）の締結強度は、山角Ｔや谷径Ｄが変化することから、実際には、せん断強度Ｓ側が微妙に大きくなったり、引張強度Ｈ側が微妙に大きくなったりする。どちらが優位になるかは、締結強度試験によって検証すれば良く、せん断強度Ｓ優位状態と引張強度Ｈ優位状態の境界を、実験によって見出すことが可能となる。
【００９０】
なお、ここでは説明の便宜上、図１７に示すマトリクスを利用して、谷径Ｄや山角度Ｔ等を変量させる場合を例示したが、実際には、マトリクスの全ての場所を埋めるように検証用雄ねじ体１０１０（Ｔｎ，Ｄｎ）と検証用雌ねじ体１１００（Ｑｎ，Ｅｎ）を用意する必要はなく、また、マトリクス化する必要もない。後述するように、谷径Ｄと山角Ｔがある程度の範囲で変動する検証用雄ねじ体と検証用雌ねじ体の組み合わせで、最適値を抽出できる態様であれば良い。
【００９１】
＜境界谷径抽出工程＞
次に、対となる検証用雄ねじ体１０１０（Ｔｎ，Ｄｎ）と、検証用雌ねじ体１１００（Ｑｎ，Ｅｎ）（以下、検証用ボルトナットセットという）をそれぞれ螺合させて締結強度試験を行う。ここでの締結強度試験は、図１８に示すように、検証用雄ねじ体１０１０（Ｔｎ，Ｄｎ）と検証用雌ねじ体１１００（Ｑｎ，Ｅｎ）を、軸方向に離れる方向（矢印Ａ参照）に相対移動させて、締結状態（螺合状態）を強制的に解除させる引張試験を意味するが、特にこれに限定されず、繰り返し雄ねじ体１１００（Ｔｎ,Ｄｎ）と雌ねじ体１１００（Ｑｎ，Ｅｎ）とを相対離反させる疲労試験の他、ねじ体のトルク・軸力・回転角を検証するための所謂ねじ締付試験等であってもよく、これらの試験結果と引張試験の結果との間に相関性があることが確認されている。全ての検証用ボルトナットセットについて締結強度試験を行い、その結果が、雄ねじ体１１００の軸部１０１２で破断することで締結が解除される軸破断形態となるか、ねじ山Ｇが変形又は崩れることで締結が解除されるねじ山崩れ形態となるかを判定する。
【００９２】
この判定結果のグラフ例を図１９に示す。本グラフでは、横軸を山角度Ｔｎ、縦軸を谷径Ｄｎに設定し、軸破断形態となった検証用ボルトナットセットを○、ねじ山崩れ形態となった検証用ボルトナットセットを△で表示している。この結果から判るように、グラフ上は、ねじ山崩れ形態が生じる領域Ｘ（ねじ山崩れ領域Ｘ）と、軸破断形態が生じる領域Ｙ（軸破断領域Ｙ）に二分され、その境界線Ｋを明らかにすることができる。この境界線Ｋは、或る特定の山角度Ｔｋに対応して軸破断形態を生じさせることが可能な最大谷径の値を境界谷径Ｄｋと定義した場合、山角度Ｔｋの変化と境界谷径Ｄｋの変化の相関関係を意味することになる。
【００９３】
例えば、山角度Ｔを６８°に設定し、軸部の谷径Ｄを１４．１ｍｍ以上にする設計思想は、ねじ山崩れ領域Ｘに属するので、引張試験による締結解除時に軸破断形態は得られ難く、ねじ山崩れ形態が生じる可能性が高いことを意味し、それだけ軸部の強度が無駄になっている設計と考えることができる。一方、山角度Ｔを６８°に設定し、軸部の谷径Ｄを１３．６ｍｍに設定する設計思想は、締結解除時に軸破断形態が得られ易いが、境界谷径Ｄｋは約１４．０５ｍｍとなることから、その範囲内であれば軸部の谷径Ｄをもっと大きく設定することができて引張強度を高めることができる点で、非効率な設計であることを意味する。
【００９４】
逆説すると、この境界線Ｋからは、境界谷径Ｄｋの変化に対応して、その雄ねじ体を軸破断形態にさせることが可能な境界山角度Ｔｋの許容範囲（これを境界山角度領域Ｔｓと呼ぶ）を決定できることになる。
【００９５】
＜軸破断優位ねじ山角選定工程＞
境界谷径抽出工程が終了した後、境界線Ｋの中で、前記境界谷径Ｄｋが最大値と成り得る山角度（以下、軸破断優位山角度Ｔｐ）を選定する。図１９のグラフでは、境界線Ｋのピーク値から、軸破断優位山角度Ｔｐは７０．５°となる。この軸破断優位山角度Ｔｐは、軸部を極力太くして引張強度を高めたとしても、締結解除に関しては軸破断形態に導き易い山角度、即ち、山Ｇ側の剪断強度Ｓが最も高く成り易い山角度、と説明できる。
【００９６】
＜ねじ山角決定工程＞
最後に、決定される軸破断優位山角度Ｔｐと近似する山角度を、呼び径Ｎ１６における実際の雄ねじ体１０１０及び／又は雌ねじ体１１００に適用して設計を行う。例えば、実際の山角度Ｔを７０°に設定すれば、谷径Ｄを大きく設定することが可能になる。具体的な谷径Ｄとしては、例えば１４．２５ｍｍ程度が好ましいことになる。
【００９７】
なお、図１９では、呼び径Ｎ１６の場合の設計手法について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の呼び径であっても良い。例えば図２０には呼び径Ｎ２４の場合の検証結果のグラフを示し、図２１には、呼び径Ｎ３０の場合の検証結果のグラフを示す。これらのグラフに共通して言えることは、軸破断優位山角度Ｔｐは６５°以上且つ７５°以下の範囲内であり、より好ましくは６７°以上且つ７３°以下の範囲内であり、概ね７０°前後となる。つまり、本実施形態の構造を有する雄ねじ体１０１０の場合、ねじ山の山角度は、従来の常識である６０°ではなく、それよりも大きな値が適しており、７０°近傍が最適値であることが分かる。
【００９８】
なお、上記の雄ねじ体１０１０及び雌ねじ体１１００では、第一螺旋溝１０１４及び雌ねじ螺旋条１１１４の対と、第二螺旋溝１０１５及び雌ねじ螺旋条１１１５の対とが、互いに逆ねじの関係（リード角が同じでリード方向が反対）となっている場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば図２２に示すように、リード方向（Ｌ１、Ｌ２）が同じで、リード角が異なる第一螺旋溝１０１４及び雌ねじ螺旋条１１１４と、第二螺旋溝１０１５及び雌ねじ螺旋条１１１５を採用することもできる。この場合、第一螺旋溝１０１４に対して、更にリード角の異なる螺旋溝を重畳形成することにより、リードがＬ１（リード角α１）の第一螺旋溝１０１４及びリードがＬ２（リード角がα２）の第二螺旋溝１０１５が、ねじ方向を揃えて形成される。この場合は、第一螺旋溝１０１４の第一ねじ山Ｇ１と、第二螺旋溝１０１５の第二ねじ山Ｇ２は、共有されずに別々となることから、そのねじ山Ｇ１、Ｇ２の少なくとも一方に本発明を適用すれば良く、また、双方に適用しても良い。勿論、第一ねじ山Ｇ１の山角度と第二ねじ山Ｇ２の山角度は、互いに異なっても良い。
【００９９】
なお、上記実施形態では、二重らせん構造の雄ねじ体１０１０の場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、一重らせん構造の雄ねじ体１０１０においても、上記設計手順を適用すれば、最適な山角度を理論的及び／又は実験的に明らかにすることが可能である。
【０１００】
以上の結果、上記チップ１の刃先２Ｂの角度Ｉや形状は、上記ねじ山を加工できるように設定すれば良く、例えばその角度Ｉは「ねじ山角度Ｔ」と略一致させるか、又は、それよりも小さく設定することが好ましい。チップ１が、刃先を母材に片あたりさせながら切削する場合は、その片側刃先の角度Ｊは、軸直角方向に対して上記角度Ｉの１／２に設定すれば良いことになる。
【０１０１】
なお、上記ねじ体や山角度の特徴を説明すると以下の通りとなる。
【０１０２】
（１）軸部と、上記軸部の周面に形成され、適宜のリード角及び／又はリード方向に設定される第一螺旋溝と、上記軸部の周面に形成され、上記リード角及び／又はリード方向に対して相異なるリード角及び／又はリード方向に設定される第二螺旋溝と、を備え、上記第一螺旋溝と上記第二螺旋溝とが、上記軸部の軸方向における同一領域上に重畳形成されることで条状に形成されるねじ山部を有し、上記ねじ山部は、上記軸方向に沿う断面を軸直交方向視する際において、該ねじ山の頂部から谷に向かって延在する一対の斜面の成す山角度が６１°以上且つ７５°以下に設定されることを特徴とする雄ねじ体である。
【０１０３】
（２）前記雄ねじ体に関連して、前記山角度が７３°以下に設定されることを特徴とする。
【０１０４】
（３）前記雄ねじ体に関連して、前記山角度が６３°以上に設定されることを特徴とする。
【０１０５】
（４）前記雄ねじ体に関連して、前記山角度が、７０°±３°の範囲に設定されることを特徴とする。
【０１０６】
（５）雌ねじ部を有し、該雌ねじ部を構成する雌ねじ山部は、軸方向に沿う断面における軸直交方向視において、該雌ねじ部のねじ山の頂部から谷に向かって延在する一対の斜面の成す山角度が６１°以上７５°以下に設定されることを特徴とする雌ねじ体である。
【０１０７】
（６）前記雌ねじ体に関連して、上記のいずれかに記載の雄ねじ体と螺合可能に構成されることを特徴とする。
【０１０８】
（７）呼び径を一定として前記山角度及び谷径を相異ならせた複数の検証用雄ねじ体と、上記検証用雄ねじ体と螺合する複数の検証用雌ねじ体を用い、上記検証用雄ねじ体に上記検証用雌ねじ体を螺合させて軸方向に相対離反させる締結強度試験を行う場合において、上記検証用雄ねじ体が軸部で破断して締結状態が解除される軸破断形態、及び、上記検証用雄ねじ体のねじ山が変形若しくは剪断することによって締結状態が解除されるねじ山崩れ形態の双方の形態の破壊を生じさせることで、上記軸破断形態と上記ねじ山崩れ形態の境界近傍と成り得る上記谷径（以下、境界谷径と称す）について、前記山角変量に起因する変化度合いを抽出する境界谷径抽出工程と、上記境界谷径の変化度合いに基づいて、該境界谷径が最大値と成り得る特定の前記山角度（以下、軸破断優位山角度と称す）を選定する軸破断優位山角度選定工程と、上記軸破断優位山角度と近似する山角度を、前記呼び径における実際の前記雄ねじ体及び／又は前記雌ねじ体に適用する山角度決定工程と、を有することを特徴とするねじ体設計方法である。
【０１０９】
（８）前記ねじ体設計方法に関連して、前記境界谷径抽出工程は、前記山角度及び前記呼び径が一定で、該谷径を相異ならせた複数の前記検証用雄ねじ体と、該検証用雄ねじ体と螺合する複数の前記検証用雌ねじ体を用い、前記検証用雄ねじ体に前記検証用雌ねじ体を螺合させて軸方向に相対離反させる締結強度試験を行う場合において、前記検証用雄ねじ体が軸部で破断して締結が解除される軸破断形態、及び、前記検証用雄ねじ体のねじ山が変形若しくは剪断することによって締結が解除されるねじ山崩れ形態の双方の形態の破壊を生じさせることで、前記軸破断形態と前記ねじ山崩れ形態の境界近傍と成り得る特定の前記谷径（以下、境界谷径と称す）を抽出する個別境界谷径抽出工程と、互いに異なる複数の前記山角度を選定し、各山角度に基づいて、前記個別境界谷径抽出工程を繰り返し行うことで、前記山角度変量に起因する前記境界谷径の変化度合いを抽出する工程と、を有することを特徴とする。
【０１１０】
（９）上記ねじ体設計方法に基づいて設計されたものであることを特徴とする雄ねじ体である。
【０１１１】
（１０）上記ねじ体設計方法に基づいて設計されたものであることを特徴とする雌ねじ体である。
【０１１２】
（１１）雄ねじ体及び／又は雌ねじ体に適用されるねじ山構造であって、該ねじ山構造におけるねじ山の頂部から谷に向かって延在する一対の斜面の成す山角度が６１°以上且つ７５°以下に設定されることを特徴とするねじ山構造である。
【符号の説明】
【０１１３】
１    チップ
２Ｌ１、２Ｌ２    刃部
３    本体部
４    傾斜面
２５    チップホルダ
１５Ｌ１、１５Ｌ２    位置決め面
２５    チップホルダ
２７    シャンク部
３０    ボルト孔
３５    チップ収容孔
４０    下あご部
４５    傾斜面
５０    押し出し孔
６０    ホルダ側位置決め面
７０    締め付けねじ
７５    ハンマー
８０    押し出し棒
８５    チップ収容孔
８７    チップホルダ
９０    下あご部
９５    傾斜面
１００    ボルト孔
１０５    ホルダ側位置決め面
１１０    締め付けねじ
１２０    チップホルダ
１３０    スローアウェイチップ
１４０    雄ねじ体
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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