特許 6226114 ねじ切りフライス及びそれを用いた管用めねじ加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6226114

(24)【登録日】2017年10月20日

(45)【発行日】2017年11月8日

(54)【発明の名称】ねじ切りフライス及びそれを用いた管用めねじ加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23G 5/18 20060101AFI20171030BHJP

   B23G 1/32 20060101ALI20171030BHJP

【ＦＩ】

   B23G5/18

   B23G1/32

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2017-543525(P2017-543525)

(86)(22)【出願日】2016年9月28日

(86)【国際出願番号】JP2016078730

(87)【国際公開番号】WO2017057517

(87)【国際公開日】20170406

【審査請求日】2017年8月18日

(31)【優先権主張番号】特願2015-192423(P2015-192423)

(32)【優先日】2015年9月30日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000233066

【氏名又は名称】三菱日立ツール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124316

【弁理士】

【氏名又は名称】塩田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】横川 満広

(72)【発明者】

【氏名】居原田 有輝

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特表平１０−５１２５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３３０３８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１０１６２４３０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２８６６９４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／１１１２５２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｇ ５／１８

Ｂ２３Ｇ １／３２

Ｂ２３Ｃ ３／３２

Ｂ２４Ｂ ３／０２

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

工具本体の軸方向先端部側の外周に、半径方向中心側から外周側へ向け、周方向に間隔を置いて複数のねじ切り刃が形成された切れ刃部を備え、ヘリカル送りされて被削材にめねじを形成するねじ切りフライスであり、
前記ねじ切り刃は、前記工具本体の軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側フランク面とこれに軸方向に連続する山頂面、及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面を持つ、前記めねじを形成するための仕上げ刃を少なくとも有し、
前記進み側フランク面と前記山頂面との間、及び前記山頂面と前記追い側フランク面との間にそれぞれ２面以上の面取り面が形成されていることを特徴とするねじ切りフライス。

【請求項2】

前記仕上げ刃は軸方向に２個以上、連続し、この２個以上の仕上げ刃の内、前記工具本体の軸方向先端部側の仕上げ刃の前記追い側フランク面と、軸方向後方側の仕上げ刃の前記進み側フランク面との間に形成された、半径方向中心側に凹となった谷底部の凹部分の軸方向幅ｖは前記山頂面の、前記工具本体の半径方向外周側へ凸となった凸部分の軸方向幅ｕより大きいことを特徴とする請求項１に記載のねじ切りフライス。

【請求項3】

前記面取り面の前記進み側フランク面と前記追い側フランク面の稜線に沿った方向の幅Ｐ、Ｑは前記山頂面の稜線に沿った方向の幅Ｓ以下であることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載のねじ切りフライス。

【請求項4】

前記仕上げ刃は軸方向に２個以上、連続し、この２個以上の仕上げ刃の内、前記工具本体の軸方向先端部側の仕上げ刃の前記追い側フランク面と、軸方向後方側の仕上げ刃の前記進み側フランク面との間に、半径方向中心側に凹となった凹曲面状の谷底部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のねじ切りフライス。

【請求項5】

前記ねじ切り刃は、前記工具本体の軸方向先端部側に位置する先行刃と、この先行刃の軸方向後方側に位置し、前記先行刃の山の高さより山の高さが大きい仕上げ刃を備え、前記仕上げ刃は軸方向に２個以上、連続していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のねじ切りフライス。

【請求項6】

前記工具本体を回転軸を通る断面で見たとき、軸方向に連続する２個の仕上げ刃の内、軸方向先端部寄りに位置する仕上げ刃の頂点と、その軸方向後方側に隣接する仕上げ刃の頂点を通る直線と、前記回転軸とのなす角が０〜５．０°の範囲内にあることを特徴とする請求項２乃至請求項５に記載のねじ切りフライス。

【請求項7】

前記軸方向先端部寄りに位置する仕上げ刃の頂点と、その軸方向後方側に隣接する仕上げ刃の頂点を通る直線と、前記回転軸とのなす角が０°より大きいことを特徴とする請求項６に記載のねじ切りフライス。

【請求項8】

請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のねじ切りフライスを、工具本体の回転軸Ｏを中心として自転させたまま、回転軸Ｏから偏心した、回転軸Ｏに平行な公転軸Ｏ_ＲＥの回りに回転させながら、軸方向先端部側の被削材側へ送り、前記被削材にめねじの谷部と山部を形成することを特徴とするねじ切りフライスを用いた管用めねじ加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は金型部品等へのめねじ穴、特に英式管用ねじ穴を精度よく形成することが可能なねじ切りフライス、及びそれを用いた管用めねじ加工方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

金型部品等にめねじ穴を形成する工具としてのねじ切りフライスは工具本体の回転軸を中心として自転しながら、回転軸から偏心し、回転軸に平行な公転軸の回りに回転させられることにより被削材に対してヘリカル送りされ、穴の内周面に軸方向に連続しためねじを形成する（特許文献１、２参照）。

【0003】

特許文献１のねじ切りフライスは被削材が特に高硬度材である場合に対応するために、被削材のめねじを荒切削する先行刃と、荒切削しためねじを仕上げ切削する仕上げ刃を工具の軸方向に直列に配列させた形態をしている。

【0004】

特許文献２では被削材への下穴の形成とめねじの形成の機能を分離させるために、下穴形成用のエンドミル部とめねじ形成用のタップ部を軸方向に直列に配列させているが、タップ部は特許文献１と同様に荒切削用の荒加工刃と仕上げ用の仕上げ刃が軸方向に直列に配列した形になっている。

【0005】

一方、ＪＩＳＢ０２０２に規定されている英式管用平行めねじや、ＪＩＳＢ０２０３に規定されている英式管用テーパめねじでは、ねじ山の頂部と谷底の角部が曲面になっているため、この種のめねじを加工するには、少なくとも特許文献１、２における仕上げ刃が曲面加工に適合していることが必要とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−８６２８６号公報（請求項１、段落００２２〜００３６、図１〜図５）

【特許文献2】特開２００４−３２２２８５号公報（請求項２、段落００１３〜００２２、図２〜図６）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の先行刃と仕上げ刃の回転方向前方側の端部に位置し、凸の稜線（外形線）をなす各切れ刃は工具本体の回転軸に直交する方向に見たときの断面上、平面であるから（特許文献１の図３）、先行刃と仕上げ刃が切削しためねじの山部と谷部を曲面に加工することは難しい。この場合、図１２−（ｂ）に示すように少なくとも山部から谷部への移行部分、または谷部から山部への移行部分に切れ刃の平面形状の跡が残り易いため、上記の英式管用めねじ形状を得ることは困難である。

【0008】

特許文献２でも工具本体の回転軸に直交する方向に見たときの断面上、荒加工刃と仕上げ刃は平面で構成されているため（特許文献２の図２）、特許文献１と同様、めねじの山部と谷部を曲面状に加工することは難しいと想像される。

【0009】

図１０−（ａ）は特許文献１、２のねじ切り刃（切れ刃）の断面を拡大した様子を、（ｂ）は参考までに（ａ）に示すねじ切り刃のフランク面（側面）と山頂面との間に１面の面取り面を形成した場合の様子を示す。（ａ）に示す形状例の場合には、上記のようにめねじの山部から谷部への移行部分を曲面に加工することは難しい。（ｂ）に示す形状例の場合にも、１面の面取り面では面取り面とそれに稜線（外形線）方向に隣接するいずれかの切れ刃とのなす角度が十分に小さくはないため、角部の切削跡が残り易く、（ａ）に示す形状例の場合と結果に大きな差異は生まれない。なお、図１０−（ｂ）は（ａ）を基礎とした参考例を示しており、従来例を示している訳ではない。

【0010】

一方、図１０−（ｃ）に示すようにねじ切り刃の両側のフランク面から山頂面へ移行する面を凸曲面状に形成した場合には、ねじ切り刃の表面に角部がないため、めねじの山部から谷部への移行部分を曲面に加工することは可能である。但し、ねじ切り刃の表面を（ｃ）に示すような連続した凸曲面状に形成するには、図１１に示すように仕上げ刃に対応した、凹曲面を有する形状の総形砥石７０を使用することが必要になる。

【0011】

この場合、凹曲面を有する形状の総形砥石７０を使用して図１０−（ａ）に示す多角形状の凸部を有する形状のねじ切り刃の研削を開始することになるが、研削時には総形砥石７０の凹曲面の全体ではなく、一部のみが集中的にねじ切り刃の凸部を研削することになる。その結果、総形砥石７０に偏摩耗が生じ易く、砥石の寿命が極端に短くなるため、図１０−（ａ）に示す凸部を有するねじ切り刃から図１０−（ｃ）に示す曲面からなるねじ切り刃を加工することは経済的に見合わないことになる。

【0012】

本発明は上記背景より、図１０−（ｃ）に示す凸曲面を有する形状のねじ切り刃を使用しなくても、この形状のねじ切り刃を使用した場合と同等のめねじを被削材に形成可能なねじ切りフライス、及びそれを用いた管用めねじ加工方法を提案するものである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

請求項１に記載の発明のねじ切りフライスは、工具本体の軸方向先端部側の外周に、半径方向中心側から外周側へ向け、周方向に間隔を置いて複数のねじ切り刃が形成された切れ刃部を備え、ヘリカル送りされて被削材にめねじを形成するねじ切りフライスであり、
前記ねじ切り刃が、前記工具本体の軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側フランク面とこれに軸方向に連続する山頂面、及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面を持つ、前記めねじを形成するための仕上げ刃を少なくとも有し、
前記進み側フランク面と前記山頂面との間、及び前記山頂面と前記追い側フランク面との間にそれぞれ２面以上の面取り面が形成されていることを特徴とする。

【0014】

「半径方向中心側から外周側へ向け」とは、各ねじ切り刃４が工具本体の回転軸Ｏ側である半径方向中心側から半径方向外周側へ向けて突設されるように形成されることを言う。「周方向に間隔を置いて」とは、複数のねじ切り刃４が工具本体の周方向に、切屑排出用の溝（刃溝２１）を挟みながら、間隔を置いて配列することを言う。切屑排出用の溝（刃溝２１）は工具本体の周方向に隣接するねじ切り刃４、４間に、回転軸Ｏに平行に、あるいは回転軸Ｏに沿うように形成される。周方向は工具本体の回転方向（回転の向きを問わない）、あるいは円周方向である。工具本体はねじ切りフライス１の本体を指す。

【0015】

「ねじ切り刃４が仕上げ刃１２を少なくとも有し」とは、ねじ切り刃４が１個、もしくは複数個の仕上げ刃１２のみを有することと、特許文献１のように仕上げ刃１２の他に、図１〜図４に示すように仕上げ刃１２によるめねじの仕上げの前に被削材４０を荒切削する先行刃５を含むことがあることを意味する。

【0016】

ねじ切り刃４が先行刃５を有する場合、先行刃５は被削材４０のめねじ穴を荒切削するため、先行刃５の山の高さは仕上げ刃１２の山の高さより小さく（特許文献１、請求項５）、仕上げ刃１２が先行刃５の切削後のめねじ穴を切削してめねじ４５を仕上げ、特にめねじ４５の谷部４７と山部４６を仕上げる。請求項１における「工具本体の軸方向」は工具本体の回転軸Ｏの方向である。ねじ切り刃４が先行刃５を有する場合には、仕上げ刃１２は先行刃５による荒切削より細かい切削をし、めねじ４５を仕上げる働きをするが、ねじ切り刃４が先行刃５を有しない場合には、仕上げ刃１２は必ずしも一度の切削でめねじ４５（谷部４７と山部４６）の仕上げまでをするとは限らない。

【0017】

先行刃５が形成されない場合、ねじ切り刃４は１個、もしくは図９に示すように軸方向に連続する、あるいは連結された形の２個以上の仕上げ刃１２からなり（請求項２〜４）、先行刃５が形成される場合、ねじ切り刃４は図１に示すように仕上げ刃１２と先行刃５から構成される。先行刃５が形成される場合も、２個以上の仕上げ刃１２が軸方向に連続することもある（請求項５）。

【0018】

１枚（１個）の仕上げ刃１２は図４−（ａ）、（ｂ）に示すように工具本体の軸方向先端部側の進み側フランク面１７とこれに軸方向後方側に連続する山頂面１６とこれに軸方向後方側に連続する追い側フランク面１８からなるため、「仕上げ刃１２が軸方向に連続する」とは、進み側フランク面１７から追い側フランク面１８までの区間が軸方向に連続することを言う。２個の仕上げ刃１２、１２の間には半径方向中心側に凹となった谷底部２０（請求項２）が形成される。「工具本体の軸方向先端部側」は工具本体（ねじ切りフライス１）のねじ切り刃４が工具本体の軸方向（回転軸Ｏ方向）への移動により被削材４０の切削を開始する側の端部を指す。「工具本体の軸方向後方側」は軸方向先端部側の反対側を指し、切れ刃部２から見たときの後述のシャンク部３側を指す。

【0019】

請求項１における「ヘリカル送りされ」とは、図６に示すように工具本体の回転軸Ｏを中心として自転したまま、回転軸Ｏから偏心した、回転軸Ｏに平行な公転軸Ｏ_ＲＥの回りに回転させられながら、工具本体が軸方向先端部側の被削材４０側へ送られることを言う（請求項８）。工具本体が被削材４０側へヘリカル送りされることで、被削材４０にめねじ４５の谷部４７と山部４６が形成される（請求項８）。図６中、Ｒは工具本体（ねじ切りフライス）の回転方向（自転方向）を、Ｒ_ＲＥは工具本体の公転方向を示す。

【0020】

自転を伴う公転をしながら、軸方向先端部側へ移動させられることにより、ねじ切り刃４の山頂面１６付近は図７−（ａ）の破線に示すような軌跡５０を描いてめねじ４５の谷部４７を形成する。ねじ切り刃４が工具本体の軸方向に連続する２個以上の仕上げ刃１２を有し、この２個の仕上げ刃１２、１２間の凹部である谷底部２０が形成される場合には、この谷底部２０付近は図７−（ｂ）の破線に示すような軌跡５１を描いてめねじ４５の山部４６を形成する。

【0021】

請求項１における「進み側フランク面１７とこれに軸方向に連続する山頂面１６、及びこれに軸方向に連続する追い側フランク面１８を持つ」とは、ねじ切り刃４が仕上げ刃１２のみから構成される場合には、１個の仕上げ刃１２がこれらの３面を有することを言い、ねじ切り刃４が仕上げ刃１２と先行刃５を有する場合には、仕上げ刃１２と先行刃５のそれぞれが３面を有することを言う。

【0022】

仕上げ刃１２を含む、工具本体の周方向に間隔を置いて配列する各ねじ切り刃４の各仕上げ刃１２は工具本体の回転軸Ｏを含む断面上、被削材４０のめねじ４５の谷部４７の形状に対応し、図３、図５に示すように山形状をする。この山（仕上げ刃１２）が工具本体の軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側フランク面１７と山頂面１６と追い側フランク面１８からなる。図示するようにねじ切り刃４が軸方向に連続する２個以上の仕上げ刃１２、１２を有する場合には、仕上げ刃１２、１２間に、被削材４０のめねじ４５の山部４６の形状に対応した谷形状の、軸方向に追い側フランク面１８と進み側フランク面１７に挟まれた谷底部２０が形成される。

【0023】

この各ねじ切り刃４の回転方向Ｒ前方側の稜線をなす端部が切れ刃であり、図４−（ｂ）に示すように仕上げ刃１２の進み側フランク面１７、山頂面１６、追い側フランク面１８の各回転方向前方側の端部（稜線）は進み側切れ刃１３、山頂刃１５、追い側切れ刃１４になり、谷底部２０の回転方向前方側の端部（稜線）は谷底刃２４になる。言い換えれば、進み側切れ刃１３、山頂刃１５、追い側切れ刃１４の各回転方向後方側に連続する面が進み側フランク面１７、山頂面１６、追い側フランク面１８である。

【0024】

この進み側フランク面１７と山頂面１６との間、及び山頂面１６と追い側フランク面１８との間に、図５−（ｂ）に示すようにそれぞれ２面以上の面取り面２５ａ、２６ａが形成される。被削材４０側へ凸になった山頂面１６（山頂刃１５）とその軸方向両側の進み側フランク面１７（進み側切れ刃１３）と追い側フランク面１８（追い側切れ刃１４）は図７−（ａ）に示すように被削材４０のめねじ穴（下穴）を切削し、めねじ４５の谷部４７を形成する。

【0025】

図３〜図６に示すように仕上げ刃１２が工具本体の軸方向に２個以上、連続する場合（請求項２以下）には、上記のように軸方向先端部側の仕上げ刃１２の追い側フランク面１８と軸方向後方側の仕上げ刃１２の進み側フランク面１７との間に谷底部２０が形成される。軸方向に連続する仕上げ刃１２、１２の内、被削材４０側へ凹になった主に谷底部２０の回転方向前方側の端部の、上記の谷底刃２４とその軸方向両側の進み側切れ刃１３及び追い側切れ刃１４が図７−（ｂ）に示すように被削材４０のめねじ４５の山部４６を形成する。

【0026】

面取り面２５ａ、２６ａは図８−（ａ）、（ｂ）に示すように進み側フランク面１７と山頂面１６と追い側フランク面１８が形成された状態の仕上げ刃１２を砥石面７５ａ、７６ａの角度が異なる少なくとも２種類の角形砥石７５、７６に工具本体の周方向に摺動させることで形成される。

【0027】

山頂面１６の進み側フランク面１７側の面取り面２５ａ、２６ａは進み側フランク面１７の一部でもあるから、図５−（ｂ）に示すようにその面取り面２５ａ、２６ａの回転方向前方側の稜線は進み側切れ刃１３の一部になる。同様に山頂面１６の追い側フランク面１８側の面取り面２５ａ、２６ａは追い側フランク面１８の一部でもあるから、その面取り面２５ａ、２６ａの回転方向前方側の稜線は追い側切れ刃１４の一部になる。

【0028】

面取り面２５ａ、２６ａは進み側フランク面１７と山頂面１６との間、及び追い側フランク面１８と山頂面１６との間にそれぞれ２面以上、形成されればよいため、３面以上、形成されることもある。但し、各面取り面２５ａ、２６ａ自体は平面、もしくは平面に近い曲面であるため、面取り面２５ａ、２６ａを形成するために図１１に示す総形砥石７０を使用する必要性はない。仕上げ刃１２は形態的には図１０−（ｃ）に示す、稜線方向に連続した曲面を有する仕上げ刃に近似した表面形状になるが、総形砥石７０を使用する必要がないため、角形砥石７５、７６に偏摩耗を発生させることはない。

【0029】

面取り面２５ａ、２６ａを含む仕上げ刃１２の山頂刃１５（山頂面１６）付近の部分は図５−（ｂ）に示すように厳密には曲面ではなく、多面体形状（多角形状）である。但し、被削材４０のめねじ４５の谷部４７を切削するときには、図６に示すように工具本体がヘリカル送りされることで、山頂刃１５付近の部分は図７−（ａ）に破線のａ〜ｅで示すような軌跡５０を描き、この軌跡を結べば、山頂刃１５付近が凸曲面である場合と変わりがない曲線が描かれる。すなわち、工具本体は連続した曲線を描きながら移動する。ａ〜ｅは移動の順序を示す。

【0030】

山頂刃１５付近の部分によるめねじ４５の谷部４７の切削時には、ａ〜ｅの軌跡５０に示すように工具本体の半径方向外周側と内周側への移動（円運動）を伴う回転軸Ｏ方向（めねじ４５の軸方向（深さ方向））先端側への移動のときに、進み側切れ刃１３から山頂刃１５を経て追い側切れ刃１４にかけた仕上げ刃１２の全体が谷部４７を切削する。凹曲面を形成する谷部４７の表面の内、図７−（ａ）中、上側の部分（下向き面、もしくはめねじ４５の軸方向の浅い側）を山頂刃１５から追い側切れ刃１４にかけての部分が曲面を形成するように切削し、下側の部分（上向き面、もしくはめねじ４５の軸方向の深い側）を進み側切れ刃１３から山頂刃１５へかけての部分が曲面を形成するように切削する。

【0031】

ここでの進み側切れ刃１３から山頂刃１５にかけての部分と、山頂刃１５から追い側切れ刃１４にかけての部分は前記のように面取り面２５ａ、２６ａが形成されている部分である。進み側切れ刃１３から追い側切れ刃１４にかけての部分を詳細に見れば、図５−（ｂ）に示すように回転軸Ｏ方向には、進み側切れ刃１３とそれに軸方向（稜線に沿った方向）に隣接する面取り面２５ａとの間、山頂刃１５とその軸方向両側に隣接する面取り面２６ａ、２６ａとの間、追い側切れ刃１４とそれに軸方向に隣接する面取り面２５ａとの間には角部が形成されて（残されて）いる。但し、後述のように工具本体が工具本体の半径方向と軸方向に連続的に移動することで、角部が形成されていることに起因してめねじ４５の表面に不連続面を形成することはなくなっている。

【0032】

仕上げ刃１２は上記のように被削材４０に対しては工具本体の軸方向（回転軸Ｏ方向）の後方側（浅い側）から先端部側（深い側）へ移動しながら、めねじ４５の山部４６側から谷部４７側へ移動した後、谷部４７側から山部４６側へ移動することで、めねじ４５の谷部４７を形成する。図７−（ａ）中、ハッチングの領域は被削材４０を示すため、被削材４０の凹となった部分がめねじ４５の谷部４７に該当する。上記のように面取り面２５ａ、２６ａを含む仕上げ刃１２の山頂刃１５付近の部分の、谷部４７側へ凸になった点の軌跡を結べば（包絡線を描けば）、その軌跡（包絡線）は凹曲面を形成し、この形状がそのまま谷部４７の形状になる。

【0033】

このように図７−（ａ）中、めねじ４５の谷部４７側へ凸になった破線で示す多面体の稜線部分内の同一点が被削材４０の内周面に接触し、切削し続ける訳ではなく、被削材４０への接触部分が稜線部分内で常に変化する。このため、結果的には図７−（ａ）にハッチングで示した被削材４０の谷の形状のように仕上げ刃１２の表面が、凸曲面で構成された図１０−（ｃ）に示す形状の仕上げ刃１２で切削した場合の表面と変わりがない谷部４７の切削状態を得ることができる。

【0034】

同様のことはめねじ４５の山部４６を形成する後述の谷底刃２４とその両側の進み側切れ刃１３と追い側切れ刃１４にも言える。図７−（ｂ）に示すようにめねじ４５の山部４６側へ凹となった谷底刃２４を挟んだ区間は山部４６を切削し、形成する。このとき、工具本体がヘリカル送りされることで、図７−（ｂ）に破線のａ〜ｈで示すように谷底刃２４は被削材４０に対しては工具本体の軸方向（回転軸Ｏ方向）には、後方側（浅い側）から先端部側（深い側）へに移動しながら、工具本体の半径方向には、山部４６から離れた側から山部４６の表面に接近する向きに移動する。結果として谷底刃２４の両側の追い側切れ刃１４と進み側切れ刃１３が山部４６のそれぞれ下面と上面（両側面）を切削し、谷底刃２４と両側の切れ刃１３、１４の一部が山部４６の頂部を切削する。

【0035】

仕上げ刃が図１０−（ａ）に示す、面取り面のない、山頂刃１５（山頂面１６）と進み側切れ刃１３と追い側切れ刃１４からなる表面形状である場合、工具本体がヘリカル送りされたときには、図１２−（ａ）に破線で示すような軌跡を描く。この結果、めねじの谷は図１２−（ｂ）に示すような、仕上げ刃の表面形状に沿った切削状態になり易く、凹曲面状に仕上げることはできないか、難しい。これは図１０−（ａ）に示すように仕上げ刃の山頂刃１５（山頂面１６）が平坦面であることで、工具本体がヘリカル送りされながらも、めねじ側へ凸となった山頂面とその両側の角部が被削材に接触し続け、仕上げ刃の被削材への接触部分が稜線部分内で常に変化しにくいことによる。

【0036】

これに対し、本発明では仕上げ刃１２の山頂刃１５（山頂面１６）の軸方向両側に少なくとも２面の面取り面２５、２６を形成するだけで、上記のように曲面で構成された仕上げ刃１２で切削した場合と同等の切削状態を得ることができる。従って仕上げ刃１２の研削に要する手間が面取り面を形成しない場合（図１０−（ａ））より山頂面１６の軸方向片側に付き、少なくとも２面、多く面取り面を形成すればよいだけで済む。それでいながらも、被削材４０に対する切削状態として図１０−（ｃ）に示す曲面状の仕上げ刃１２と同等の結果が得られることになる。

【0037】

山頂面１６の軸方向片側に面取り面２５を１面、形成した参考例としての図１０−（ｂ）に示す例との対比では、山頂面１６の軸方向片側に付き、少なくとも１面、多く面取り面を形成するだけでよい。一方、山頂刃１５付近が曲面で構成された図１０−（ｃ）に示す例との対比では、ねじ切り刃を研削するための総形砥石７０を使用する必要がないため、砥石に偏摩耗を生じさせることが回避される。

【0038】

図１０−（ｂ）に示すように山頂刃１５（山頂面１６）と進み側切れ刃１３（進み側フランク面１７）、及び追い側切れ刃１４（追い側フランク面１８）との間にそれぞれ面取り面２５を１面しか形成しない場合、面取り面２５と山頂面１６とのなす角度、及び面取り面２５と進み側フランク面１７とのなす角度と、面取り面２５と追い側フランク面１８とのなす角度は十分に小さくはならない。図１０−（ｂ）に示す例の場合、面取り面２５と山頂面１６との間、または面取り面２５とフランク面１７、１８との間にはどうしても角部が形成される（残される）。

【0039】

この角部の形成（残存）により仕上げ刃によるめねじの谷部４７の切削時に角部が被削材４０に接触し続け、被削材４０を切削し続ける傾向が生じ易い。但し、前記のように図１０−（ｂ）は従来の仕上げ刃の形状例を示している訳ではなく、図１０−（ａ）に示す従来の仕上げ刃の形状例と本願発明の形状例の中間の形態を示している。

【0040】

仕上げ刃１２を回転方向に見た図１０−（ａ）において、例えば進み側切れ刃１３と山頂刃１５のなす角度（内角）が１２０°であるとしたときに、（ｂ）に示すように１面だけ形成された面取り面２５が進み側切れ刃１３（進み側フランク面１７）と山頂刃１５（山頂面１６）の双方に同じ内角で交わるように形成された場合、面取り面２５と進み側切れ刃１３、及び山頂刃１５とのなす角度は１５０°になる。面取り面２５両側の外角は３０°になる。ここでの「回転方向に見た」とは、図２に示す回転方向Ｒとは逆向きに仕上げ刃１２を見たときのことを言う。以下、同様である。図２に示す回転方向Ｒは工具本体の回転の向きを示している。

【0041】

これに対し、図５−（ｂ）、図８−（ｂ）に示すように山頂面１６と進み側フランク面１７、及び追い側フランク面１８との間に２面の面取り面２５、２６を、隣接する面とのなす角度が等しくなるように形成した場合、各面取り面２５、２６両側の外角が１５°になるため、（ｂ）に示す例より角部の角度（内角）が大きくなる（１６５°）。この結果、角部の形成（残存）によるめねじの谷部４７への影響が小さくなり、角部の被削材４０への継続した接触が回避され易くなる。

【0042】

本発明では１面の面取り面２５を有する図１０−（ｂ）に示す形状の仕上げ刃に対し、もう１面の面取り面２６を追加するだけのことで、図１１に示す総形砥石７０を用いて形成された図１０−（ｃ）に示す形状の仕上げ刃を使用してめねじ４５の谷部４７を形成したことと同等の結果を得ることが可能になっている。すなわち、本発明は図１０−（ｂ）に示す仕上げ刃への面取り面２６の追加のみによりその（ｂ）に示す形状の仕上げ刃から想定されるめねじ４５の谷部４７の形状を超え、図１０−（ｃ）に示す仕上げ刃の使用と同等の結果を得ている。このことから、図１０−（ｂ）に示す仕上げ刃に対する単なる面取り面の形成数の相違（増加）に留まらず、面取り面２６の追加のみにより飛躍的な効果を獲得するに至っていると言える。

【0043】

なお、図５−（ｂ）に示すように山頂面１６と進み側フランク面１７との間、及び山頂面１６と追い側フランク面１８との間に形成された２面以上の面取り面２５、２６の、進み側フランク面１７の稜線（進み側切れ刃１３）と追い側フランク面１８の稜線（追い側切れ刃１４）に沿った方向の各幅Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２は山頂面１６の稜線（山頂刃１５）に沿った方向の幅Ｓ以下であることが適切である（請求項３）。Ｐ１、Ｐ２はフランク面１７、１８寄りの第一面取り面２５の幅、Ｑ１、Ｑ２は山頂面１６寄りの第二面取り面２６の幅を指している。

【0044】

面取り面２５、２６の幅Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２が山頂面１６の幅Ｓ以下であることで、山頂面１６の稜線である山頂刃１５による、めねじ谷部４７の最も深い部分（底）の切削幅が山頂面１６の幅Ｓで決まる。このため、山頂刃１５による谷部４７の切削が、面取り面２５、２６を含む進み側切れ刃１３と追い側切れ刃１４による谷部４７の切削より支配的になる。この結果、谷部４７の底を含め、谷部４７の多くの部分を、軸方向の移動と円運動をする山頂刃１５が切削するため、谷部４７の基本的な形状を山頂刃１５が決定することができ、谷部４７を精度よく形成することが可能になる。

【0045】

例えば面取り面２５ａ、２６ａの幅Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２が山頂面１６の幅Ｓより大きい場合には、山頂刃１５によるめねじ谷部４７の切削より、進み側切れ刃１３と追い側切れ刃１４による谷部４７の切削が支配的になり易いため、切削された谷部４７の幅が小さくなり易く、谷部４７の形状を決定付ける谷部４７の切削精度が低下し易い。これに対し、山頂面１６の幅Ｓが面取り面２５ａ、２６ａの幅Ｐ１、Ｐ２、Ｑ１、Ｑ２以上であることで、谷部４７の底付近における幅が山頂面１６の幅Ｓで決まるため、山頂刃１５の幅Ｓの精度を確保しておけば、山頂刃１５（山頂面１６）の形状通りに谷部４７の形状を形成し易くなり、谷部４７の切削精度を確保し易くなる利点がある。

【0046】

山頂面１６と進み側フランク面１７との間、及び山頂面１６と追い側フランク面１８との間に２面以上の面取り面２５ａ、２６ａが形成された仕上げ刃１２はめねじ４５の谷部４７を精度よく切削するために、軸方向に２個以上、連続する（連結された形に形成される）こともある（請求項２）。「仕上げ刃１２が軸方向に２個、連続する」とは、進み側フランク面１７から山頂面１６を経て追い側フランク面１８までの山の部分が軸方向に谷底部２０を挟んで連続して繰り返され、この山の部分が軸方向に連結された形に形成されることを言う。

【0047】

この場合、隣接する２個の仕上げ刃１２、１２の内、工具本体の軸方向先端部側の仕上げ刃１２の追い側フランク面１８と、軸方向後方側の仕上げ刃１２の進み側フランク面１７との間に、半径方向中心側に凹となった谷底部２０が形成される（請求項２）。ここで、前記のように主に山頂面１６の回転方向前方側の端部（稜線）である山頂刃１５がめねじ４５の谷部４７を形成（切削）し、主に谷底部２０の回転方向前方側の端部（稜線）である谷底刃２４がめねじ４５の山部４６を形成（切削）する関係で、図５−（ａ）に示すように谷底部２０の凹部分の軸方向幅ｖは山頂面１６の、工具本体の半径方向外周側へ凸となった凸部分の軸方向幅ｕより大きいことが適切である（請求項２）。「軸方向幅」は「工具本体の軸方向の距離」の意味である。「工具本体の半径方向外周側へ凸となった凸部分」には山頂面１６の両側の各２面以上の面取り面２５ａ、２６ａが含まれる（図５−（ａ））。

【0048】

谷底部２０の凹部分は仕上げ刃１２を外周側から回転方向に見たときの、あるいは被削材４０側から見たときの凹部分であり、凹曲面状に形成される場合（請求項４）と、平面状に形成される場合がある。「凹曲面状」は凹曲面に近い多面体状に形成される場合を含む。「平面状」とは、凹部分が仕上げ刃１２の外周側から見たときに凹曲面状ではなく、平面状、または平面状に近い形状に形成されることを言う。

【0049】

谷底部２０の凹部分の軸方向幅ｖは図５−（ａ）に示すように凹部分とその軸方向先端部側に連続する追い側フランク面１８（追い側切れ刃１４）の曲率の変化箇所、もしくは屈曲箇所ｙ１と、凹部分とその軸方向後方側に連続する進み側フランク面１７（進み側切れ刃１３）の曲率の変化箇所、もしくは屈曲箇所ｙ２を軸方向に結ぶ直線の線分の長さを言う。同様に山頂面１６の凸部分の軸方向幅ｕは凸部分とその軸方向先端部側に連続する進み側フランク面１７（進み側切れ刃１３）の曲率の変化箇所、もしくは屈曲箇所ｘ１と、凸部分とその軸方向後方側に連続する追い側フランク面１８（追い側切れ刃１４）の曲率の変化箇所、もしくは屈曲箇所ｘ２を軸方向に結ぶ直線の線分の長さを言う。「山頂面１６の凸部分」は上記のように面取り面２５ａ、２６ａを含み、厳密には回転方向に見たとき、多角形（多面体）状であるが、全体的には凸曲面状とも言える。

【0050】

前記のように被削材４０側へ凸になった山頂刃１５とその両側の進み側切れ刃１３及び追い側切れ刃１４の一部が被削材４０にめねじ４５の谷部４７を形成し、被削材４０側へ凹になった谷底刃２４とその両側の追い側切れ刃１４及び進み側切れ刃１３の一部が被削材４０にめねじ４５の山部４６を形成する。このことから、山頂面１６の凸部分の軸方向幅ｕが谷底部２０の凹部分の軸方向幅ｖよりも大きければ（ｕ＞ｖ）、被削材４０に形成されるめねじ４５の山部４６の軸方向の幅が谷部４７の幅より小さくなり易くなるため、めねじ４５におねじを螺合させたときに、めねじ４５の山部４６に欠損を生じさせ易くなる。

【0051】

これに対し、請求項２では谷底部２０の凹部分の軸方向幅ｖが山頂面１６の、工具本体の半径方向外周側へ凸となった凸部分の軸方向幅ｕより大きいことで（ｖ＞ｕ）、めねじ４５の山部４６の幅を谷部４７の幅より大きく確保し易くなる。この結果、めねじ４５の山部４６の幅を谷部４７の幅より小さくなり易くなることが回避されるため、めねじ４５におねじを螺合させたときに、めねじ４５の山部４６の欠損を生じさせにくくなる。

【0052】

凹部分の軸方向幅ｖは具体的には凸部分の軸方向幅ｕの１．０２〜１．２０倍の範囲内、好ましくは１．０２５〜１．１０倍の範囲内にあることが適切である。ｖ＝１．０２〜１．２０ｕの範囲内にあれば、図７−（ａ）、（ｂ）に示すように工具本体がヘリカル送りされ、めねじ４５の谷部４７の切削のために山頂刃１５が軸方向に移動しても、めねじ４５の山部４６の幅をめねじ４５の谷部４７の幅より大きく確保し易くなる。

【0053】

仕上げ刃１２が軸方向に２個以上、連続している場合（請求項２〜５）、軸方向先端部寄りの仕上げ刃１２による被削材４０の削り残しを、後方側の仕上げ刃１２が加工する。従って軸方向先端部寄りの仕上げ刃１２が摩耗した場合でも、後方側の仕上げ刃１２が被削材４０を加工することができるため、被削材４０に対する加工精度が向上すると共に、工具本体の寿命を長期化させることが可能になる。

【0054】

仕上げ刃１２が軸方向に２個以上、連続している場合に（請求項２〜５）、軸方向先端部寄りの仕上げ刃１２と後方側の仕上げ刃１２の機能を分離させ、後方側の仕上げ刃１２が先端部寄りの仕上げ刃１２の切削を補う役目を持たせる上では、図５−（ａ）に示すように仕上げ刃１２を回転方向Ｒ前方側から（仕上げ刃１２を回転方向に）見たとき、あるいは工具本体の回転軸Ｏを通る断面で見たとき、軸方向に連続する２個の仕上げ刃１２、１２の内、軸方向先端部寄りに位置する仕上げ刃１２の頂点と、その軸方向後方側に隣接する仕上げ刃１２の頂点を通る直線Ｔと、回転軸とのなす角αが０〜５．０°の範囲内にあることが適切である（請求項６、請求項７）。

【0055】

この場合、工具本体の回転軸Ｏを通る断面で仕上げ刃１２を見たとき（仕上げ刃１２を回転方向に見たとき）、回転軸Ｏから半径方向外周側に、軸方向の後方側の仕上げ刃１２の山頂刃１５が先端部側の仕上げ刃１２の山頂刃１５と同じだけ突出するか（α＝０°）、図５−（ａ）に示すように先端部側の仕上げ刃１２の山頂刃１５より僅かに突出する状態になる（α＞０°）。「同じだけ突出する」とは、軸方向の後方側の仕上げ刃１２の山頂刃１５が先端部側の仕上げ刃１２の山頂刃１５を通る直線（先端部側の仕上げ刃１２の山頂刃１５を含む平面）上に位置することを意味する。

【0056】

特に図５−（ａ）に示すように先端部側の仕上げ刃１２の山頂刃１５より僅かでも突出する場合、すなわちα（軸方向先端部寄りに位置する仕上げ刃１２の頂点と、その軸方向後方側に隣接する仕上げ刃１２の頂点を通る直線と、回転軸Ｏとのなす角）が０°より大きい場合（請求項７）には、工具本体がヘリカル送りされることで、後方側の仕上げ刃１２が先端部側の仕上げ刃１２によるめねじ４５の谷部４７の切削を補い、谷部４７の切削を仕上げる働きをする。従ってこの場合、軸方向に連続する２個以上の仕上げ刃１２、１２の機能が分離し、各仕上げ刃１２の被削材４０から受ける抵抗が分散するため、仕上げ刃１２の破損に対する安全性が一層、向上する利点を有する。

【発明の効果】

【0057】

仕上げ刃の進み側フランク面と山頂面との間、及び山頂面と追い側フランク面との間に２面以上の面取り面を形成することで、山頂面付近を多面体形状に形成するため、工具本体をヘリカル送りしながら、被削材のめねじの谷部を切削するときに、被削材への接触部分を稜線部分内で常に変化させることができる。この結果、被削材の谷部の形状を、ねじ切り刃の表面が曲面で構成された形状のねじ切り刃で切削した場合と変わりがない谷部の切削状態を得ることができる。すなわち、ねじ切り刃の山頂刃の軸方向両側に少なくとも２面の面取り面を形成するだけで、曲面で構成されたねじ切り刃で切削した場合と同等の切削状態を得ることができる。

【0058】

従ってねじ切り刃の研削に要する手間が面取り面を形成しない場合より少なくとも１面、多く面取り面を形成すればよいだけで済みながらも、被削材に対する切削状態として曲面のねじ切り刃と同等の結果を得ることができる。

【0059】

また山頂刃付近が曲面で構成されたねじ切り刃を研削するための総形砥石を使用する必要がないため、砥石に偏摩耗を生じさせることを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0060】

【図1】ねじ切り刃が先行刃と仕上げ刃を有する本発明のねじ切りフライスの製作例を示した側面図である。

【図2】ねじ切りフライスを底刃側から軸方向に見た図１の拡大端面図である。

【図3】図１のねじ切りフライスの切れ刃部の拡大図である。

【図4-(a)】図３のねじ切りフライスを底刃側から見た斜視図である。

【図4-(b)】図４−（ａ）の拡大図である。

【図5】（ａ）は図３の破線部分の拡大図、（ｂ）は（ａ）の破線部分の拡大図である。

【図6】ねじ切りフライスを用いた管用めねじの切削の状況を示した縦断面図である。

【図7-(a)】被削材のめねじの谷部内でのねじ切りフライスの山頂刃の移動の軌跡を示した縦断面図である。

【図7-(b)】被削材のめねじの山部周囲での谷底刃の移動の軌跡を示した縦断面図である。

【図8】（ａ）は本発明のねじ切りフライスに第二面取り面を形成する様子を示した側面図、（ｂ）は（ａ）のねじ切りフライスに第一面取り面を形成する様子を示した側面図である。

【図9】ねじ切り刃が３個の仕上げ刃からなる本発明の他のねじ切りフライスの製作例を示した側面図である。

【図10】（ａ）は面取り面のない従来のねじ切りフライスの仕上げ刃を示した側面図、（ｂ）は（ａ）に示す例の仕上げ刃に対し、参考までに１面の面取り面を形成した場合のねじ切りフライスの仕上げ刃を示した側面図、（ｃ）は山頂面から両側のフランク面にかけて凸曲面状に形成された従来のねじ切りフライスの仕上げ刃を示した側面図である。

【図11】山頂刃が曲面状に形成された図１０−（ｃ）に示すねじ切り刃の凸曲面を加工するための総形砥石を使用した研削方法を示した模式図である。

【図12】（ａ）は図１０−（ａ）に示す従来の仕上げ刃が被削材にめねじの谷部を形成するときの移動の軌跡を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）の仕上げ刃による谷部の形成状態を示した縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0061】

図１は工具本体の軸方向先端部側の外周に、半径方向中心側から外周側へ向け、周方向に間隔を置いて複数のねじ切り刃４が形成された切れ刃部２を備え、ヘリカル送りされることにより被削材４０にめねじ４５を形成するねじ切りフライス（工具本体とも言う）１の製作例を示す。図面ではねじ切り刃４（４ａ〜４ｄ）が底刃付き４枚刃の例を示している。ねじ切り刃４の枚数が３枚未満では加工能率が低下し、６枚を超えれば、切屑排出量の減少による切屑の詰まりが生じ易いことから、ねじ切り刃４の枚数は３〜６枚が適切である。以下では図示する４枚刃の例に基づいてねじ切りフライス１を説明する。

【0062】

ねじ切りフライス１は図１に示すように回転軸Ｏに沿い、工具本体の軸方向先端部の切れ刃部２と、工具本体の軸方向後方側に形成された円柱状のシャンク部３と、切れ刃部２とシャンク部３との間に形成され、切れ刃部２とシャンク部３との間の距離を確保する首部６０の３部分を有する。切れ刃部２には工具本体の周方向（回転方向）に刃溝２１を隔て、間隔を置いて配列する複数のねじ切り刃４ａ〜４ｄが形成される。

【0063】

図１はねじ切り刃４ａ〜４ｄが、工具本体の軸方向先端部側に位置し、被削材４０に形成されるめねじ４５の谷部４７を荒切削する先行刃５ａ〜５ｄと、先行刃５ａ〜５ｄの軸方向後方側に位置し、先行刃５ａ〜５ｄの切削した谷部４７を仕上げ切削する仕上げ刃１２ａ〜１２ｄを備える場合の例を示している。但し、図９に示すように先行刃５は不在の場合もある。

【0064】

図３に示すように仕上げ刃１２ａ〜１２ｄの、回転軸Ｏからの山の高さは先行刃５ａ〜５ｄの山の高さより大きい。先行刃５ａ〜５ｄと仕上げ刃１２ａ〜１２ｄを含むねじ切り刃４ａ〜４ｄの、図２に示す回転方向Ｒ前方側には図３、図４に示すように凹曲面をなすすくい面１９ａ〜１９ｄが形成される。このねじ切り刃４ａ〜４ｄとすくい面１９ａ〜１９ｄとの間の境界線である連続する凸の稜線が先行刃５ａ〜５ｄと仕上げ刃１２ａ〜１２ｄの切れ刃であり、詳しくは後述の進み側切れ刃６ａ〜６ｄ、１３ａ〜１３ｄと追い側切れ刃７ａ〜７ｄ、１４ａ〜１４ｄ等の各切れ刃である。

【0065】

切れ刃部２の軸方向先端部には図２、図４−（ａ）に示すように被削材４０にめねじ穴を切削する底刃３０ａ〜３０ｄが回転軸Ｏから半径方向外周側に向けて形成され、図２に示すように底刃３０ａ〜３０ｄの回転方向前方側にすくい面３２ａ〜３２ｄが形成され、回転方向後方側に逃げ面３１ａ〜３１ｄが形成される。ねじ切り刃４ａ〜４ｄのすくい面１９ａ〜１９ｄは図３、図４に示すように底刃３０ａ〜３０ｄのすくい面３２ａ〜３２ｄとは異なる面をなし、すくい面３２ａ〜３２ｄの軸方向後方側で、回転方向後方側に位置する。

【0066】

底刃３０ａ〜３０ｄの各すくい面３２ａ〜３２ｄと、それぞれの回転方向前方側に位置する底刃３０ｂ〜３０ａの逃げ面３１ｂ〜３１ａとの間に、底刃３０ａ〜３０ｄが切削した切屑を排出するためのギャッシュ３３ａ〜３３ｄが形成される。ギャッシュ３３ａ〜３３ｄは工具本体の軸方向に、ギャッシュ３３ａ〜３３ｄの切屑を排出するための、首部６０にまで形成される刃溝２１ａ〜２１ｄに連続する。

【0067】

刃溝２１ａ〜２１ｄは図３、図４に示すようにギャッシュ３３ａ〜３３ｄに軸方向に、あるいは軸方向に沿って連続する溝底面２２ａ〜２２ｄとその回転方向前方側の溝壁面２３ａ〜２３ｄと、回転方向後方側のねじ切り刃４ａ〜４ｄのすくい面１９ａ〜１９ｄから構成される。「連続する」とは、互いに異なる面をなしながらも、空間的に連続することを意味し、「隣接する」、または「連通する」と同義である。

【0068】

ねじ切り刃４ａ〜４ｄが先行刃５ａ〜５ｄを有する場合、図２〜図４に示すように底刃３０ａ〜３０ｄの半径方向外周側の端部から先行刃５ａ〜５ｄが連続して形成される。先行刃５と仕上げ刃１２は回転方向前方側から見たとき（回転方向に見たとき））、図１、図３に示すようにめねじ４５の谷部４７の形状に対応した凸形状をするため、先行刃５ａ〜５ｄは細かく言えば、軸方向先端部側から後方側へかけ、進み側切れ刃６ａ〜６ｄと山頂刃８ａ〜８ｄと追い側切れ刃７ａ〜７ｄの３部分から構成される。同様に仕上げ刃１２ａ〜１２ｄも軸方向先端部側から後方側へかけて進み側切れ刃１３ａ〜１３ｄと山頂刃１５ａ〜１５ｄと追い側切れ刃１４ａ〜１４ｄの３部分から構成される。

【0069】

先行刃５ａ〜５ｄと仕上げ刃１２ａ〜１２ｄの内、主に山頂刃８ａ〜８ｄ、１５ａ〜１５ｄがめねじ４５の谷部４７を切削する。「主に」とは、山頂刃８ａ〜８ｄ、１５ａ〜１５ｄを軸方向に挟んだ進み側切れ刃６ａ〜６ｄ、１３ａ〜１３ｄと追い側切れ刃７ａ〜７ｄ、１４ａ〜１４ｄの山頂刃８ａ〜８ｄ、１５ａ〜１５ｄに近い部分も谷部４７の切削に関与することがある意味である。

【0070】

先行刃５ａ〜５ｄの進み側切れ刃６ａ〜６ｄと山頂刃８ａ〜８ｄ及び追い側切れ刃７ａ〜７ｄの各回転方向後方側には図２、図４−（ｂ）に示すようにそれぞれの逃げ面としての進み側フランク面１０ａ〜１０ｄ、山頂面９ａ〜９ｄ、追い側フランク面１１ａ〜１１ｄが形成される。同様に仕上げ刃１２ａ〜１２ｄの進み側切れ刃１３ａ〜１３ｄと山頂刃１５ａ〜１５ｄ及び追い側切れ刃１４ａ〜１４ｄの各回転方向後方側にはそれぞれの逃げ面としての進み側フランク面１７ａ〜１７ｄ、山頂面１６ａ〜１６ｄ、追い側フランク面１８ａ〜１８ｄが形成される。

【0071】

先行刃５ａ〜５ｄの追い側フランク面１１ａ〜１１ｄとそれに軸方向に隣接する仕上げ刃１２ａ〜１２ｄの進み側フランク面１７ａ〜１７ｄとの間には、図３、図４−（ａ）に示すようにめねじ４５の山部４６を形成する谷底部２０ａ〜２０ｄが形成される。仕上げ刃１２ａ〜１２ｄが軸方向に連続する場合には、図４−（ｂ）に示すように軸方向先端部側の仕上げ刃１２ａ〜１２ｄの追い側フランク面１８ａ〜１８ｄと後方側の仕上げ刃１２ａ〜１２ｄの進み側フランク面１７ａ〜１７ｄとの間にも谷底部２０ａ〜２０ｄが形成される。谷底部２０ａ〜２０ｄの回転方向前方側の稜線はめねじ４５の山部４６を切削する谷底刃２４ａ〜２４ｄになる。

【0072】

主に谷底刃２４ａ〜２４ｄはめねじ４５の山部４６を切削するが、図７−（ｂ）に示すように谷底刃２４ａ〜２４ｄに軸方向に隣接する追い側切れ刃７ａ〜７ｄ、１４ａ〜１４ｄと進み側切れ刃１３ａ〜１３ｄの谷底刃２４ａ〜２４ｄに近い部分も山部４６の切削に関与することがある。

【0073】

仕上げ刃１２ａ〜１２ｄの進み側フランク面１７ａ〜１７ｄと山頂面１６ａ〜１６ｄとの間、及び山頂面１６ａ〜１６ｄと追い側フランク面１８ａ〜１８ｄとの間には図３の破線部分の拡大図である図５−（ａ）、（ｂ）に示すように２面以上の第一面取り面２５ａ〜２５ｄと第二面取り面２６ａ〜２６ｄが形成される。

【0074】

仕上げ刃１２ａ〜１２ｄを回転方向に見たとき、第一面取り面２５ａ〜２５ｄと第二面取り面２６ａ〜２６ｄは互いに角度をなすため、第一面取り面２５ａ〜２５ｄと山頂面１６ａ〜１６ｄとのなす角度と、第二面取り面２６ａ〜２６ｄと山頂面１６ａ〜１６ｄとのなす角度は相違する。２面の面取り面２５、２６の内、山頂面１６ａ〜１６ｄから遠い側の面取り面２５を第一面取り面２５ａ〜２５ｄと言い、近い側の面取り面２６を第二面取り面２６ａ〜２６ｄと言う。

【0075】

第一面取り面２５ａ〜２５ｄは第二面取り面２６ａ〜２６ｄより山頂面１６ａ〜１６ｄから遠くに形成される関係で、図５−（ｂ）に示すように第一面取り面２５ａ〜２５ｄの山頂面１６ａ〜１６ｄとのなす角度θ１は、山頂面１６ａ〜１６ｄ寄りの第二面取り面２６ａ〜２６ｄの山頂面１６ａ〜１６ｄとのなす角度θ２より大きい。第一面取り面２５ａ〜２５ｄと第二面取り面２６ａ〜２６ｄの山頂面１６ａ〜１６ｄとのなす角度θ１、θ２が相違することから、第一面取り面２５ａ〜２５ｄと第二面取り面２６ａ〜２６ｄは図８−（ａ）、（ｂ）に示すように各面取り面２５ａ〜２５ｄ、２６ａ〜２６ｄの傾斜角度に応じた砥石面７５ａ、７６ａを持つ角形砥石７５、７６に研削されることにより形成される。

【0076】

図５−（ａ）はまた、工具本体の軸方向先端部側の仕上げ刃１２の山頂刃１５を通り、回転軸Ｏと平行な、実線で示す直線と、軸方向先端部側の仕上げ刃１２の頂点と、その軸方向後方側に隣接する仕上げ刃１２の頂点を通る、一点鎖線で示す直線とのなす角度αが０°より大きい場合の例を示している。

【0077】

この例では軸方向先端部側の仕上げ刃１２が被削材４０を先行して切削するか、先行刃５に続いて切削し、その後、軸方向後方側に隣接する仕上げ刃１２が被削材４０を切削することで、先端部側の仕上げ刃１２が被削材４０を荒切削（荒加工）し、後方側の仕上げ刃１２が仕上げ切削（仕上げ加工）をする役割を分担することができる。このため、先端部側の仕上げ刃１２が仕上げ切削まで継続して切削する場合より、先端部側の仕上げ刃１２の摩耗とそれによる折損の可能性を低下させることができるため、先端部側の仕上げ刃１２の摩耗と破損に対する安全性を向上させることができる。

【0078】

ねじ切りフライス１は工具本体のシャンク部３を把持し、工具本体をヘリカル送り可能なマシニングセンター等のＮＣ工作機械の主軸に装着される。その状態で、ねじ切りフライス１は図６に示すように工具本体の回転軸Ｏを中心として自転しながら、回転軸Ｏから偏心した、回転軸Ｏに平行な公転軸Ｏ_ＲＥの回りにも回転（公転）させられたまま、軸方向先端部側へ送り出されることにより被削材４０に下穴とめねじ４５を形成する。

【0079】

ねじ切りフライス１が図６に示すようにヘリカル送りされて回転軸Ｏ回りに自転しながら、公転軸Ｏ_ＲＥの回りに回転させられ、ねじ切り刃４の仕上げ刃１２が被削材４０のめねじ４５の谷部４７を切削しているときの様子を図７−（ａ）に示し、山部４６を切削しているときの様子を図７−（ｂ）に示す。

【0080】

図７−（ａ）に破線で示すように谷部４７は主に仕上げ刃１２の山頂刃１５ａ〜１５ｄとその軸方向両側の進み側切れ刃１３ａ〜１３ｄ、及び追い側切れ刃１４ａ〜１４ｄが図中、ａ〜ｅで示する軌跡５０を描くことにより切削される。進み側切れ刃１３ａ〜１３ｄと追い側切れ刃１４ａ〜１４ｄは第一面取り面２５ａ〜２５ｄと第二面取り面２６ａ〜２６ｄの稜線（進み側切れ刃１３と追い側切れ刃１４）を含む。仕上げ刃１２はａ〜ｅの破線の軌跡５０で示すように工具本体の軸方向（回転軸Ｏ方向）先端部側（図７−（ａ）の下側）へ送られながら、谷部４７の形状に沿い、被削材４０の山部４６側から谷部４７側へ一旦移動した後、谷部４７側から山部４６側へ移動する。ａ〜ｅは移動の順序を示すが、ａ〜ｅが指す各破線自体が仕上げ刃１２を示している。図７−（ａ）の下側は図６の下側である。図７−（ａ）中、右側が山部４６側であり、左側が谷部４７側である。

【0081】

仕上げ刃１２が上記の軸方向先端部側への移動を伴いながら、山部４６側から谷部４７側へ移動するときには、山頂刃１５と追い側切れ刃１４及び進み側切れ刃１３が被削材４０を切削する。谷部４７の底付近では主に山頂刃１５とその両側に隣接する面取り面２６ａ、２６ａの稜線（進み側切れ刃１３ａ〜１３ｄと追い側切れ刃１４ａ〜１４ｄ）が被削材４０を切削する。仕上げ刃１２が上記の軸方向先端部側への移動を伴いながら、谷部４７から山部４６へ移動するときには、主に山頂刃１５と進み側切れ刃１３が被削材４０を切削する。

【0082】

このように谷部４７内での仕上げ刃１２の深さ方向（めねじ４５の径方向）の位置、及び回転軸Ｏ方向の位置に応じ、被削材４０の切削に関与する刃が変化し、各刃における切削する部分も相違する。このときの軌跡５０（ａ〜ｅ）の谷部４７の内周面寄りの点を結んだ曲線（包絡線）が被削材４０に形成される谷部４７の形状になる。ここで、山頂刃１５の軸方向両側に第一面取り面２５と第二面取り面２６が形成されていることで、仕上げ刃１２の表面全体が凸曲面状に形成されている場合と変わらない凹曲面状の谷部４７を形成することが可能になっている。

【0083】

仕上げ刃１２、１２間の谷底刃２４がめねじ４５の山部４６を切削するときには、図７−（ｂ）に示すように谷底刃２４とその軸方向両側の追い側切れ刃１４及び進み側切れ刃１３が破線ａ〜ｈで示す軌跡５１を描くことにより山部４６の周囲を切削する。このときにも、仕上げ刃１２は軸方向先端部側へ送られるときに、ａ〜ｈに示すように山部４６の形状に沿い、山部４６の外周側から山部４６の表面に接近するように移動する。

【0084】

図７−（ｂ）中、谷底刃２４が山部４６と距離を置いた、ａで示す位置にあるときには、谷底刃２４の軸方向先端部側にある追い側切れ刃１４が山部４６の下面側を切削する。ｂ〜ｈに示すように谷底刃２４が山部４６に接近するに従い、工具本体は被削材４０に対して降下するため、谷底刃２４の軸方向後方側にある進み側切れ刃１３が山部４６の上面側を切削し、主に谷底刃２４が山部４６の頂部を切削する。

【0085】

山部４６の頂部とその付近を主に谷底刃２４が切削するため、山部４６の頂部を凸曲面状に切削する上では、谷底刃２４が凹曲面状に形成されていることが合理的である。凹曲面状とは、凹曲面であることと、多面体でありながら、全体として凹曲面と同等であることを含む。谷底刃２４とその軸方向両側の追い側切れ刃１４及び進み側切れ刃１３が山部４６の表面を切削するときには、軌跡５１（ａ〜ｈ）の最も被削材４０寄りの線を結んだ曲線が山部４６の形状になる。

【0086】

図９は図１に示す例における底刃３０と先行刃５がなく、工具本体の軸方向に連続する３個の仕上げ刃１２のみからねじ切り刃４が形成されるねじ切りフライス１００の製作例を示す。図１に示す底刃３０付きのねじ切りフライス１は無垢の被削材４０に対し、下穴とめねじ４５（山部４６と谷部４７）を同時に加工することができる。但し、被削材４０が高硬度材である場合等、一度のヘリカル送りでの加工により底刃３０が折れ込む危険性がある場合ように、予め他のドリル等により下穴を穿設した後にめねじ４５を形成する場合に、図９に示すねじ切りフライス１００が用いられる。

【0087】

図９に示すねじ切りフライス１００においても、各仕上げ刃１２の進み側フランク面１７と山頂面１６との間、及び山頂面１６と追い側フランク面１８との間に２面以上の面取り面２５、２６が形成される。

【符号の説明】

【0088】

１……ねじ切りフライス、
２……切れ刃部、
３……シャンク部、
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ……ねじ切り刃、
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ……先行刃、
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ……先行刃の進み側切れ刃、
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ……先行刃の追い側切れ刃、
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ……先行刃の山頂刃、
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ……先行刃の山頂面、
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ……先行刃の進み側フランク面、
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ……先行刃の追い側フランク面、
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ……仕上げ刃、
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ……仕上げ刃の進み側切れ刃、
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ……仕上げ刃の追い側切れ刃、
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ……仕上げ刃の山頂刃、
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ……仕上げ刃の山頂面、
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ……仕上げ刃の進み側フランク面、
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ……仕上げ刃の追い側フランク面、
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ……ねじ切り刃のすくい面、
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ……谷底部、
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ……刃溝、
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ……溝底面、
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ……溝壁面、
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ……谷底刃、
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ……第一面取り面、
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ……第二面取り面、
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ……底刃、
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ……底刃の逃げ面、
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ……底刃のすくい面、
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ……ギャッシュ、
４０……被削材、
４５……めねじ、
４６……山部、
４７……谷部、
５０……仕上げ刃の軌跡、
５１……谷底刃の軌跡、
６０……首部、
７０……総形砥石、
７５……角形砥石、７５ａ……砥石面、７６……角形砥石、７６ａ……砥石面、
１００……（底刃なし）ねじ切りフライス、
Ｏ……回転軸（自転軸）、
Ｏ_ＲＥ……加工時の工具公転軸、
Ｐ１、Ｐ２……第一面取り面の幅、
Ｑ１、Ｑ２……第二面取り面の幅、
Ｒ……工具本体の回転方向（自転方向）、
Ｒ_ＲＥ……工具本体の公転方向、
Ｓ……山頂面の幅、
Ｔ……仕上げ刃の頂点を結ぶ直線、
ｕ……山頂面の軸方向幅、
ｖ……谷底部の軸方向幅、
ｘ１……進み側切れ刃と第一面取り面との交点、
ｘ２……追い側切れ刃と第一面取り面との交点、
ｙ１……谷底刃と追い側切れ刃との交点、
ｙ２……谷底刃と進み側切れ刃との交点、
α……仕上げ刃の頂点を結ぶ直線と回転軸とのなす角度、
θ１……第一面取り面と山頂面とのなす角度、
θ２……第二面取り面と山頂面とのなす角度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4-(a)】

【図4-(b)】

【図5】

【図6】

【図7-(a)】

【図7-(b)】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】