(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
めねじを加工するチップと、該チップを取付けるシャンクと、からなる管用ねじ切り工具であって、
前記シャンクは、前記チップとの位置合せのために、先端を山形に形成した端部を備え、
前記チップは、ＣＢＮまたはダイヤモンドの高硬度焼結体を第２層とし、この第２層を超硬合金などの工具材料からなる第１層及び第３層でサンドイッチした３層積層体で、正面から見ると、前記第２層が工具の回転中心を通る細い帯となるように前記シャンクの前記端部に接着剤で接着されるＶ字形の接着部と、前記第２層にのみ形成された切刃と、を備え、
前記切刃は、先端に設けられて切屑を細かく生成する底刃と、該底刃に連なる、めねじの谷を加工する断面Ｖのねじ切刃と、該ねじ切刃の両裾に、めねじの山の頂の形状を整えるように形成された一対の整形刃部と、を備えていることを特徴とする管用ねじ切り工具。
【請求項２】
前記ねじ切刃は、管用平行ねじのめねじの谷を加工するものであることを特徴とする請求項１記載の管用ねじ切り工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管用ねじ切り工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８（ａ），（ｂ）は従来の代表的なねじ切り工具及びねじ切り方法を示す図である。
（ａ）：工作機械１０１にドリル１０２をセットし、このドリル１０２でワーク１０３にねじ下穴１０４を加工する。
（ｂ）：ねじ下穴１０４の加工が完了すると、工作機械１０１を一旦停止し、工具をタップ１０５に交換し、このタップ１０５で管用平行めねじ１０６を切る。これで、管用平行めねじ１０６の加工が完了する。タップ１０５は代表的なねじ切り工具であり、管用平行ねじ用タップ（ＪＩＳ  Ｂ  ４４４６）である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
管用平行めねじ１０６をタップ１０５で切るときには、タップ１０５の回転速度を低目に設定する方が精度が良くなる。精度を上げるために回転速度を落とすと、加工時間が長くなり、生産性が上がらなくなる。この結果、一般に管用平行めねじの加工においては高い生産性は期待できない。しかし、近年の生産コスト削減要求から、低い生産性を放置することはできない。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、生産効率のよい管用ねじ切り工具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、シャンクは、チップとの位置合せのために、先端を山形に形成した端部を備え、チップは、ＣＢＮまたはダイヤモンドの高硬度焼結体を第２層とし、この第２層を超硬合金などの工具材料からなる第１層及び第３層でサンドイッチした３層積層体をチップとし、このチップを、正面から見ると、前記第２層が工具の回転中心を通る細い帯となるようにシャンクの端部に接着剤で接着されるＶ字形の接着部と、第２層にのみ形成された切刃と、を備え、切刃は、先端に設けられて切屑を細かく生成する底刃と、底刃に連なる、めねじの谷を加工する断面Ｖのねじ切刃と、ねじ切刃の両裾に、めねじの山の頂の形状を整えるように形成された一対の整形刃部と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
管用ねじのめねじの谷を加工するねじ切刃を形成するとともに、このねじ切刃の両裾にめねじの山の頂を加工する一対の整形刃部を形成したので、管用ねじを加工することができる。しかも、チップを、ＣＢＮまたはダイヤモンドの高硬度焼結体としたので、切削速度を大幅に高めることができる。この結果、短時間で管用ねじを加工することができる。
請求項２では、ねじ切刃は、管用平行ねじのめねじの谷を加工するものであることを特徴とする。その結果、管用平行ねじを加工することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る管用ねじ切り工具の側面図であり、管用ねじ切り工具１０は、管用平行ねじ切り工具であり（以降、管用平行ねじ切り工具１０と呼称する）、シャンク１１の端部にろー１２でチップ１３を固定したものである。
シャンク１１は、超硬合金の丸棒を所定の外径に仕上げ、油孔を開け、先端を山形に形成したものである。先端を山形にすることで、チップ１３の位置合せの精度を高めるとともに、接着強度の向上を図ることができる。
【０００８】
図２は図１の２部拡大図であり、チップ１３に切刃１６を形成したことを示す。
切刃１６は、底刃２１と、ねじ切刃２２と、さらえ刃２３と、からなり、これらの刃が連続した刃である。具体的には、底刃２１は、先端に第１底刃２４を形成し、この第１底刃２４からシャンクに向って第２底刃２５を形成し、この第２底刃２５からシャンクに向って第３底刃２６を形成し、この第３底刃２６に連続してシャンクに向ってねじ切刃２２を形成し、このねじ切刃２２に連続してシャンクに向ってさらえ刃２３を形成したものである。ねじ切刃２２の詳細は図５で説明する。２７はすくい面、２８・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）は側面の逃げ面である。θは切刃１６の先端角であり、１８０゜である。
なお、
【０００９】
図３は図２の３矢視図であり、チップ１３は、ＣＢＮ若しくはダイヤモンドの高硬度焼結体を第２層３１とし、この第２層３１を超硬合金などの工具材料からなる第１層３２及び第３層３３でサンドイッチした３層積層体からなり、チップ１３を正面から見ると、第２層３１が工具の回転中心を通る縦長の細い帯であり、この細い帯に切刃１６を形成するとともに、第２層３１の両側を第１層３２及び第３層３３で補強する構造である。３層積層体の各々の厚さは、例えば第２層３１の厚さは１ｍｍ程度、第１層３２や第３層３３の厚さは５ｍｍ程度、全体の厚さは１１ｍｍ程度とする。３５，３５は油穴、３６，３６は切屑排出溝である。
【００１０】
図４は本発明に係るチップの形状を示す斜視図であり、第１・第２・第３層３２，３１，３３を積層した３層積層体をチップ１３とし、第２層３１の細い帯に切刃１６，１６を形成し、これらの切刃１６，１６に切屑を細かく生成するための段差部であるところの第１底刃２４，２４、第２底刃２５，２５及び第３底刃２６，２６を形成し、ねじを切るためのねじ切刃２２，２２を形成し、めねじの内径と同径のさらえ刃２３，２３を形成したことを示す。３８・・・は正面の逃げ面である。
【００１１】
図５は図２の５部拡大図である。
ねじ切刃２２は、断面Ｖの山頂４１に管用平行めねじの谷を加工するアール部４２と、断面Ｖの裾４３，４３に管用平行めねじの山の頂の形状を整える一対の整形刃部４４，４５と、を備えたものである。ｒ１・・・は半径、ＨTは刃の高さ、βは断面Ｖの刃の角度を示す。例えば、ねじの呼びがＰＳ3/8（ＪＩＳ  Ｂ  ０２０３  ＩＳＯ規格にないもの）の場合、半径ｒ１は０．１８ｍｍ、刃の高さＨTは０．８５６ｍｍ（ねじの山の高さに等しい）、刃の角度βは５５°（ねじ山の角度に等しい）である。
【００１２】
以上に述べた管用平行ねじ切り工具の作用を次に説明する。
図６（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る管用平行ねじ切り工具の第１作用図である。
（ａ）において、鋳物５１に回転させた管用平行ねじ切り工具１０を臨ませ、まず、面取り加工を開始する。
【００１３】
（ｂ）において、ねじ穴軸５２に対し管用平行ねじ切り工具の軸５３を距離δ１だけオフセットさせ、管用平行ねじ切り工具１０自身を回転させ（矢印▲１▼）ながら、管用平行ねじ切り工具１０を円弧に沿って送る（矢印▲２▼）コンタリング加工を実施する。底刃２１、及びねじ切刃２２を形成したので、予め面取り部５４を形成することができる。
【００１４】
（ｃ）において、ねじ切刃２２を送り、鋳物５１にねじ下穴５５を仮想線に示すように貫通させる。ねじ切刃２２を形成することで、ねじ下穴５５を加工することができる。ねじ下穴５５のねじ下穴径Ｄ１はねじ切刃２２の外径にほぼ等しい。
【００１５】
図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る管用平行ねじ切り工具の第２作用図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大図である。
（ａ）において、ねじ下穴５５を貫通させた後、ねじ穴軸５２から距離δ２だけ管用平行ねじ切り工具の軸５３をオフセットさせ、管用平行ねじ切り工具１０自身を回転させつつ、ねじ穴軸５２を中心にして管用平行ねじ切り工具１０を円弧に送り（矢印▲３▼）、コンタリング加工を実施し、この送りが１周を終えると同時にピッチＰだけの送り（矢印▲４▼）も終えるように螺旋状に送り（ヘリカル加工）、管用平行ねじ切り工具１０を徐々に引抜くことで、ねじ切刃２２で管用平行めねじ５６を切ることができる。
【００１６】
（ｂ）において、チップ１３に、管用平行めねじ５６の谷５７を加工する断面Ｖの山頂４１にアール部４２を形成することで、半径ｒ１の谷５７を形成することができる。
また、断面Ｖの裾４３，４３に管用平行めねじ５６の山の頂５８，５８の形状を整える一対の整形刃部４４，４５を形成することで、半径ｒ１の山の頂５８を形成することができる。
【００１７】
さらに、断面Ｖの裾４３，４３に一対の整形刃部４４，４５を形成したので、コンタリング加工、並びにヘリカル加工の際、さらえ刃２３側の整形刃部４４で削り残した部分を仮想線で示す整形刃部４５で切削し、山の頂５８を完成させることができる。この動作を繰り返す（ＮＣ加工）ことによって、最終的に所定の山数を確保することができるとともに、ピッチＰ（ＰＳ3/8の場合、１．３３６８ｍｍ）、めねじの谷の径Ｄ２、めねじの内径Ｄ３、有効径Ｄ４（ＰＳ3/8の場合、１５．８０６ｍｍ）の管用平行めねじ５６を加工することができる。
このように、管用平行めねじ５６を加工することができる刃をＣＢＮまたはダイヤモンドの高硬度焼結体のチップに形成したので、高速切削を実施することができ、管用平行めねじの生産効率の向上を図ることができる。
【００１８】
その上、管用平行ねじ切り工具は、ねじ山（ピッチ、山の高さ、半径ｒ１）が同じであれば、１本で複数の管用平行ねじを切ることができる。すなわち、その他の有効径Ｄ４などの寸法はＮＣのプログラムを変更することで、加工することができる。例えば、ＰＴ1/4とＰＴ3/8はともに１本の管用平行ねじ切り工具で加工することができる。従って、ねじ切り工具のコストを低減することができる。
【００１９】
（ｃ）において、管用平行ねじ切り工具１０を撤去し、管用平行めねじ５６のねじ切り加工が完了する。
【００２０】
尚、本発明の実施の形態に示した図４の底刃２１は第１・第２・第３底刃２４，２５，２６を階段状に形成した刃であるが、刃は階段状に限定するものではない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、シャンクは、チップとの位置合せのために、先端を山形に形成した端部を備え、チップは、３層積層体で、正面から見ると、第２層が工具の回転中心を通る細い帯となるようにシャンクの端部に接着剤で接着されるＶ字形の接着部と、第２層にのみ形成された切刃と、を備え、切刃は、先端に設けられて切屑を細かく生成する底刃と、底刃に連なる、めねじの谷を加工する断面Ｖのねじ切刃と、ねじ切刃の両裾に、めねじの山の頂の形状を整えるように形成された一対の整形刃部と、を備えているので、チップの底刃で切屑を細かく生成して、下穴を加工後、続けて、チップをコンタリング機能、並びにヘリカル機能で制御し、ねじ切刃によって管用ねじを加工することができる。このときに、チップをＣＢＮまたはダイヤモンドの高硬度焼結体としたので、管用ねじ切り工具を高速切削の加工条件に設定することができ、加工時間を低減することができる。
従って、管用ねじの生産効率の向上を図ることができる。
また、シャンクは、チップとの位置合せのために、先端を山形に形成した端部を備え、チップは、端部に接着されるＶ字形の接着部を備えているので、チップの位置合せの精度を高めるとともに、接着強度の向上を図ることができる。
請求項２では、ねじ切刃は、管用平行ねじのめねじの谷を加工するものなので、管用平行ねじを加工することができる。従って、管用平行めねじの生産効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る管用ねじ切り工具の側面図
【図２】  図１の２部拡大図
【図３】  図２の３矢視図
【図４】  本発明に係るチップの形状を示す斜視図
【図５】  図２の５部拡大図
【図６】  本発明に係る管用平行ねじ切り工具の第１作用図
【図７】  本発明に係る管用平行ねじ切り工具の第２作用図
【図８】  従来の代表的なねじ切り工具及びねじ切り方法を示す図
【符号の説明】
１０…管用ねじ切り工具、１１…シャンク、１３…チップ、１６…切刃、２２…ねじ切刃、３１…第２層、３２…第１層、３３…第３層、４１…断面Ｖの山頂、４２…アール部、４３…ねじ切刃の裾、４４，４５…整形刃部、５６…管用平行めねじ、５７…めねじの谷、５８…めねじの山の頂。
【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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