トップ :: B 処理操作 運輸 :: B23 工作機械;他に分類されない金属加工

【発明の名称】 ねじ加工部交換式ねじ加工工具およびその製造方法
【発明者】 【氏名】高橋 昭

【氏名】手塚 静夫

【氏名】山川 良雄

【氏名】冨田 司

【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。
【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
【出願人】 【識別番号】302050488
【氏名又は名称】彌満和精機工業株式会社
【識別番号】591131822
【氏名又は名称】株式会社彌満和製作所
【出願日】 平成18年10月25日(2006.10.25)
【代理人】 【識別番号】100072051
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 興作

【識別番号】100107227
【弁理士】
【氏名又は名称】藤谷 史朗

【識別番号】100114292
【弁理士】
【氏名又は名称】来間 清志


【公開番号】 特開2008−105133(P2008−105133A)
【公開日】 平成20年5月8日(2008.5.8)
【出願番号】 特願2006−290347(P2006−290347)