(57)【要約】【課題】市販品の新品タップに若干の改造を加えることで、バリ発生を伴わない「バリレスねじ加工」を実現できるねじ切削用タップを提供する。【解決手段】順送りプレス金型の型内でねじ加工を行うように、タップの送りが主軸の回転と同期しない非シンクロ方式で雌ねじの最終形状を加工するねじ切削用タップにおいて、タップの食い付き部３のねじ山に形成した台形状の刃部６に対し、頂部のランド面６ａとその両側のフランク面６ｂが交差する周方向の稜線エッジ部に面取り加工を施してＲ面取り面６ｇを形成する。これにより、被削材の加工面にバリ（髭状のバリ）が発生しない「バリレスねじ加工」が実現できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タップの送りが主軸の回転と同期しない非シンクロ方式で雌ねじの最終形状を加工するねじ切削用タップにおいて、
タップの食い付き部のねじ山に形成した台形状の刃部に対し、その頂部のランド面と両側のフランク面が交差する周方向の稜線エッジ部にＲ面取り面を形成したことを特徴とするねじ切削用タップ。
【請求項２】
Ｒ面取り面を刃部の切れ刃側領域にのみ形成したことを特徴とする請求項１に記載のねじ切削用タップ。
【請求項３】
Ｒ面取り面を刃部の裏刃側領域にのみ形成したことを特徴とする請求項１に記載のねじ切削用タップ。
【請求項４】
Ｒ面取り面を刃部の切れ刃側および裏刃側の領域に形成したことを特徴とする請求項１に記載のねじ切削用タップ。
【請求項５】
新品タップの周面に砥粒をブラストして刃部にＲ面取り面を形成することを特徴とする請求項１に記載のねじ切削用タップの製作方法。
【請求項６】
新品タップの非面取り領域をマスキングした上で、タップ周面に砥粒をブラストして刃部にＲ面取り面を形成することを特徴とする請求項２または３のいずれかの項に記載のねじ切削用タップの製作方法。
【請求項７】
新品タップの周面全域に砥粒をブラストした後、刃部のＲ面取り領域を残して残り領域を再研磨することを特徴とする請求項２または３のいずれかの項に記載のねじ切削用タップの製作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、順送りプレス金型などの型内でに雌ねじの最終形状を加工するねじ切削用タップ，およびその製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被削材に雌ねじを加工する工具としてタップが一般に使われており、現在一般に市販されているタップの形状およびその刃部の詳細構造を図３（ａ），（ｂ）  〜図５に示す。図において、１はタップをタップホルダに装着するためのシャンク、２はねじ部、３は食付き部、４は完全ねじ部、５は切り屑の収容，排出および切り刃を形成するよう軸方向に沿ってねじ部４の周上複数箇所（図示例では３箇所）に形成した溝部であり、食い付き部３，完全ねじ部４には溝部５により分断された台形状の刃部（ねじ山）６が形成されている。
【０００３】
ここで、個々の台形状の刃部６について、ねじ山の頂部をランド面６ａ，ランド面６ａの左右側面をフランク面６ｂと称し、溝部５で分断された刃部６の前後端には切り刃６ｃおよび裏刃６ｄが形成されている。また、ランド面６ａと左右のフランク面６ｂとが交差する周方向の稜線６ｅ（図５参照）についても市販品の新品タップは鋭利なエッジを呈している。
上記のタップによるねじ切削加工の原理は周知であり、タップの回転と送りにより食い付き部３に配列した刃部６が所定の切込み量を分担して雌ねじの切削を行い、食い付き部３の全体で雌ねじの完全なねじ山を形成する。これに対して、完全ねじ部４は、原則として切削は行わず、食い付き部３で切削した雌ねじのねじ山と噛み合ってその自進作用によりタップ自身を案内する役目を果たす。
【０００４】
一方、タップを使って雌ねじを切削するタップ加工法には、タップ回による手作業加工法、専用のタッピングマシン，あるいは工作機械（旋盤，マシニングセンタなど）に装着して行う機械加工法が一般的であるが、その他に順送りプレス金型を使ってねじ孔付き部品（例えば、回路遮断器の端子金具）を製作するために、型内にタップを装備し、金型による一連の打ち抜き，絞り，曲げの加工工程と組み合わせて金型内でタップ加工を行うことも実施されている。
また、前記の手作業によるタップ加工には通常一番タップ，二番タップ，三番タップの３本組のタップを順番に使用して行う。また、専用のタッピングマシンにはシンクロ送り機構を装備していて、主軸の回転とタップの送りピッチを完全に同期してねじ加工を行うようにしている（シンクロ方式）。
【０００５】
これに対して、前記のように順送りプレス金型の型内でタップ加工を行う設備では、打ち抜き，絞り，曲げ加工の工程とタクトを合わせてタッピングを行うことから、プレス金型を上下動する動力を利用して歯車機構などにより回転運動に変換してタップの主軸を回転するようにし、（ワーク）へのタップの食い付きは別な圧縮スプリングで加圧し、その後のタップ送りはねじ部の自進作用により行うようにした方式（非シンクロ方式）を採用している。
図６，図７は前記した型内でのタップ加工法の説明図であり、７は順送りプレス金型の上型、８は下型、９はプレス金型に装備した打ち抜き，絞り，曲げ加工のユニット（ダイセット）、１０は前記の加工ユニット９に並置してプレス金型の内部に装備したタップホルダ、１１は切削用タップ、１２は金型を閉じた際にタップ１１をに押圧する圧縮スプリングであり、前記タップホルダ１０にねじ切削用のタップ１１を取付け、プレス金型の上下動作に合わせて金型内に送りこんだ１３（例えば、銅板材）をピッチ送りしながら行う打ち抜き，絞り，曲げ加工と並行して、下孔１３ａを明けた１３に対し前記の非シンクロ送り方式によりタップ１１を回転，送りしてねじ立てを行う。
【０００６】
一方、ねじ切削用のタップについては、工具寿命の向上化を狙いに従来から様々な工夫が工具メーカーより提案されており、その一例として、ハンドタップの一番タップ，二番タップに対し、その食い付き部における台形刃部の頂部両端角部を面取りし、ねじ切削時の応力集中によって生じる刃部のチッピング，縁部の部分磨耗を回避してタップの寿命向上を図るようにしたものも知られている（例えば、特許文献１参照。）が、１本のタップで雌ねじの最終形状まで切削する種類のタップについては、図３〜図５のようにねじ山の台形刃部を鋭利に研磨したものが市販品として販売されている。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭６０−６７８２１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図６，図７で述べた順送りプレス金型の型内に市販のタップを取付け、非シンクロ方式（タップの回転を動力で行い、送りはタップねじの自進作用で行う）により型内でタップ加工を行うと、の加工面にタップ加工の方向に沿って削り取られた髭状のバリ（太さ１５〜２０μｍ程度）が多く発生する現象が見られる。
しかも、ねじ加工面に生じたバリをそのまま放置すると、製品（例えば回路遮断器の端子金具）のねじ孔に端子ねじをスムーズにねじ込めず、またバリの脱落により回路遮断器が短絡事故を引き起こすおそれもあるために、被削材のねじ加工面に生じたバリを後処理として除去する必要がある。なお、バリを除去するには、タップの二度通し，バレル研磨，放電加工，エッチング，人手による除去作業などの各種方法などでも対応できるが、いずれの方法でもバリの除去に余分な設備，工程が増えて加工コストを上昇させることになる。
【０００９】
このことから、発明者等はタップ加工によるバリ発生の防止策を見いだそうと、市販の新品タップについて、その食い付き部における刃部の切れ刃すくい角，ランド面のリレーフ形状を様々に変えて改造し、さらにタップを被削材に押圧する付勢ばねのばね圧等のタップ加工条件を変更して切削テストを試みたが、いずれもバリ発生について十分な改善が見られなかった。また、プレス金型内にタップ専用のシンクロ送り機構を組み込むことも検討したが、プレス金型による打ち抜き，絞り，曲げ加工とタップ加工とのタクト整合を図ることが難しく、また設備全体も構造も複雑化するなどの問題があって現実的でない。
【００１０】
一方、発明者等はタップ加工のバリレス化をテーマに、先記した型内でのタップ加工に伴うバリ発生の原因を究明したところ、その原因が次記の点にあることが明らかになった。すなわち、タップを正回転送りするタッピングの前半では、図３〜図５で述べた刃部６の切れ刃６ｃからランド面６ａの両側縁に沿って周方向に延在する稜線６ｅの鋭利なエッジが被削材の加工面に食い込んで凹凸面状に粗し、タッピングの後半でタップを逆回転した際に刃部６の裏刃６ｄで前記した加工面の凸部を削り取り、これによって加工面に髭状のバリが発生する。因みに、タップを正転送りした下降点で停止すると、この状態では加工面が凹凸状に粗れているものの、バリの発生は見られない。また、図６，図７で述べた型内でのタップ加工法では、ねじ切削中に付勢ばね１２（図７参照）がタップ１１を軸方向に加圧し、またタップの回転も専用のタッピングマシンと比べて高速回転となるなどの過酷なタップ加工条件も加工面を粗す要因の一つと想定される。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、前記したバリ発生原因の究明，考察を基に、市販品の新品タップに若干の改造を加えることにより、バリ発生を伴わない「バリレスねじ加工」が実現できるねじ切削用タップ、およびその製作方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、順送りプレス金型などの型内でねじ立てを行う加工設備のように、タップの送りが主軸の回転と同期しない非シンクロ方式で雌ねじの最終形状を加工するねじ切削用タップについて、そのタップの食い付き部のねじ山に形成した台形状の刃部に対し、その頂部のランド面と両側のフランク面とが交差する周方向の稜線エッジ部にＲ面取り面を形成するものとし（請求項１）、実用的には次記のような態様で実施できる。
（１）  Ｒ面取り面を刃部の切れ刃側領域にのみ形成する（請求項２）。
【００１３】
（２）  Ｒ面取り面を刃部の裏刃側領域にのみ形成する（請求項３）。
（３）  Ｒ面取り面を刃部の切れ刃側，および裏刃側の双方の領域に形成する（請求項４）。
上記のようにタップの食い付き部における台形刃部の頂部両端（ランド面とフランク面とが交差する周方向の稜線）の角部にＲ面取りを施すことにより、加工面のバリ発生が大幅に改善される。すなわち、刃部の切れ刃側領域の頂部側縁（稜線部）にＲ面取り面を形成しておくことにより、タップ加工の前半（正回転送り）で切り刃が加工面を凹凸状に粗すことがない。一方、Ｒ面取りを刃部の裏刃側領域に形成しておけば、タップの正回転送り過程で加工面に凹凸状の粗れが生じても、タップを逆回転して抜き出すタップ加工の後半で裏刃が加工面の凸部を削ることがなく、その結果として加工面にバリが発生しなくなる。このように、タップの食い付き部に形成したねじ山の台形刃部に対して、Ｒ面取り面を切れ刃側あるいは裏刃側のいずれか，あるいは切れ刃側と裏刃側の双方に形成しておくことでバリ発生を防止できる。なお、このことは発明者等が実際に行った供試タップの切削テストからも確認されている。
【００１４】
また、タップに前記のＲ面取り面を形成する方法として、本発明では市販品の新品タップに次記の様な方法を適用して改造するものとする。
すなわち、新品タップの周面に砥粒をブラストして刃部にＲ面取り面を形成する（請求項５）。また、特に前項（１），（２）  のように刃部の切れ刃側，もしくは裏刃側のいずれか一方領域にのみＲ面取り面を形成する場合には、新品タップの非面取り領域をマスキングした上で、タップ周面に砥粒をブラストして刃部にＲ面取り面を形成する方法（請求項６）、あるいは新品タップの周面全域に砥粒をブラストした後、所定のＲ面取り領域をそのままに、残り領域を再研磨する方法（請求項７）を適用する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１および図２で説明する。なお、図１はタップの食い付き部３に形成した台形刃部６の軸方向に沿った拡大断面図、図２は新品タップに対してＲ面取り面を形成する加工方法の説明図であり、各図において図３〜図５に対応する部位には同じ符号を付してその説明は省略する。
すなわち、図１に示す実施例のタップでは、タップの食い付き部３に形成した台形状の刃部６（図３，図４参照）に対し、そのねじ山の頂部ランド面６ａと両側のフランク面６ｂとが交差する周方向の稜線にＲ面取り面６ｇを形成している。なお、Ｒ面取り面６ｇの形成方法については後述する。
【００１６】
そして、上記のように面取りを施して製作したタップを供試タップとして図６で述べた順送りプレス金型に装着し、型内でをねじ立て加工したところ、加工面のバリ発生を大幅に改善できることが確認された。また、この場合に、供試タップとして、Ｒ面取り面６ｇを刃部６の切り刃側領域にのみ形成したもの、裏刃側領域にのみ形成したもの、および切れ刃側および裏刃側の双方の領域に形成したものの３種類を用意して切削テストを行ったところ、いずれでもバリ発生の抑止に大きな効果が認められた。
この効果は次の理由によるものと推定される。すなわち、先記したバリ発生の原因分析からすると、刃部６の切り刃側にＲ面取り面６ｇを形成することで、タップ加工の前半（正回転送り）では切り刃６ｃが加工面を凹凸状に粗すことがなくなる。つまり、バリの発生原因となる加工面の凸部が形成されなくなる。また、Ｒ面取り面６ｇを刃部６の裏刃側領域に形成しておけば、タップの正回転送り過程で加工面に凹凸状の粗れが生じたとしても、タップが逆回転する過程で裏刃が加工面の凸部を削ることがなく、その結果としてバリが発生しなくなる。
【００１７】
また、前記のＲ面取り面６ｇにおける面取り量は数μｍ〜数十μｍ程度が適当である。
なお、前記の供試タップについて、タップ加工を繰り返し連続的に行って耐久性（寿命）を調べたところによれば、Ｒ面取りを施したことでタップのチッピング発生がなくなり、市販品のタップと比べて寿命が２〜５倍に伸びた。
次に、タップに前記のＲ面取り面６ｇを形成するために実施したタップの改造方法を図２で説明する。すなわち、市販の新品タップ（図３〜図５で述べたように、新品タップは刃部６の頂部側縁の稜線部が鋭利なエッジを呈している）について、図２で示すようにタップ１１の側方にエアガン１３を配置し、タップ１１を軸の回りに回転させながらエアガン１３から砥粒１４を含んだ圧縮空気１５をタップ１１の周面に吹きつけ、タップ１１の刃部６に図１に示したＲ面取り面６ｇを形成した。なお、面取り量はブラスト時間で調整した。
【００１８】
また、先記のようにＲ面取り面６ｇを刃部６の切り刃側領域，あるいは裏刃側領域のいずれか一方にのみ形成する場合には、あらかじめ非面取り領域をマスキングした上で前記と同様な方法でブラスト加工するか、あるいは図２のようにタップの全域をブラストした後、指定した面取り領域を残して非面取り領域を砥石を使って再研磨する方法で対応できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、タップの送りが主軸の回転と同期しない非シンクロ方式で雌ねじの最終形状を加工するねじ切削用タップにおいて、タップの食い付き部のねじ山に形成した台形状の刃部に対し、その頂部のランド面と両側のフランク面とが交差する周方向の稜線エッジ部にＲ面取り面を形成したことにより、被削材の加工面にバリを発生させない「バリレス加工」が実現でき、これにより後処理工程として加工面に発生したバリを除去する余分な工程が不要となってコストの低減化が図れるほか、市販品のタップをそのまま使用した場合と比べてタップの寿命が大幅に延びる効果も得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるタップ刃部の軸方向の拡大断面図
【図２】図１のタップにＲ面取り面を形成するブラスト加工法の説明図
【図３】ねじ切削用タップの構造図で、（ａ），（ｂ）  はそれぞれタップ全体の側面図，および端面図
【図４】図３における矢視Ｘ−Ｘ断面図
【図５】図４の部分拡大図
【図６】型内にタップを装備した順送りプレス金型の略示構成図
【図７】図６におけるタップユニット部分の拡大図
【符号の説明】
２    タップのねじ部
３    タップの食い付き部
４    完全ねじ部
５    溝部
６    台形刃部
６ａ  ランド面
６ｂ  フランク面
６ｃ  切り刃
６ｄ  裏刃
６ｇ  Ｒ面取り面
【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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