以下、本発明の実施例を、図面を参照しつ� ��詳細に説明する。
 図1は、本発明の硬質被膜被覆タップの一実 施例である3枚刃のスパイラルタップ10を示す 図で、(a) は軸心と直角方向から見た正面図� ��(b) は(a) におけるIA-IA断面の拡大図でであ� ��。このスパイラルタップ10は、シャンク12、 首部14、およびねじ部16を、その順番で同一� �軸線上に一体に備えており、ねじ部16には加 工すべきめねじに対応するねじ溝形状のおね じ18が設けられているとともに、そのおねじ1 8を分断するように3本のねじれ溝20が軸心ま� �りに等間隔で設けられている。ねじ部16は、 ねじ山がテーパ状に除去された先端側の食付 き部16bと、その食付き部16bに連続して設けら れた完全なねじ山の完全山部16aとを備えてお り、上記ねじれ溝20に沿って切れ刃22が設け� �れている。3本のねじれ溝20は、何れも一定� �リードのつる巻き線に沿ってねじ部16から首 部14の途中まで一繋がりで連続して設けられ� ��いる。図1(a) の一点鎖線は、ねじれ溝20の� �心線に相当する。

 図1(c) は、切れ刃22の拡大断面図で、工� �母材24のすくい面側すなわちねじれ溝20側に� ��、酸化膜26が設けられているとともに、そ� �酸化膜26の上に硬質被膜28がコーティングさ� ��ている。工具母材24は高速度工具鋼にて構� �されており、酸化膜26は、ねじれ溝20の他に� ��部14の全域に設けられている。すなわち、� �部14およびねじ部16のうち、ねじ部16に設け� �れたおねじ18の山頂、フランク、および谷底 を除いた部分には、工具母材24の表面に酸化� ��26が設けられている。また、硬質被膜28は、 ねじれ溝20を含めて首部14およびねじ部16の全 域に設けられており、酸化膜26が存在しない� ��じ部16におけるおねじ18の山頂、フランク、 および谷底、すなわちねじれ溝20以外の部分� ��は、工具母材24の表面に硬質被膜28が直接コ ーティングされている。この硬質被膜28は、T iNまたはTiCNで、本実施例ではTiCNの単層にて� �成されており、例えばアークイオンプレー� �ィング法やスパッタリング法等のPVD法によ� �て形成され、その膜厚は1~5μmの範囲内で、� �実施例では約3μmである。なお、図1(a) のク� ��スハッチ部分は、酸化膜26の上に硬質被膜28 が設けられた領域で、斜線部は、工具部材24� ��に硬質被膜28が直接設けられた領域を表し� �いる。但し、一点鎖線で示すねじれ溝20につ いては、その全長に亘って酸化膜26の上に硬� ��被膜28が設けられている。

 本実施例のスパイラルタップ10の諸元に� �いて具体的に例示すると、呼びはM8×1.25で、 谷径が8mm、ピッチが1.25mmの右ねじのめねじを 切削加工するためのものである。ねじれ溝20� ��右ねじれであるとともに、ねじ部16におけ� �ねじれ溝20のねじれ角βは45°である。また、 ねじ部16の長さ(ねじ長)は10mmで、そのうちの� ��付き部16bの長さは2.5ピッチ(=3.125mm)である。 なお、図1は、硬質被膜28の膜厚を含めてスパ イラルタップ10の各部の寸法の比率や角度を� ��確に示したものではない。

 図2は、上記スパイラルタップ10の製造方� ��を具体的に説明する図で、(a) の素材ブラ� �ク加工工程では、シャンク12、首部14、およ� ��ねじ形成部32を一体に有する素材ブランク30 を外周切削加工、研削加工等によって加工す る。(b) の熱処理工程では、ガス窒化、ガス� ��炭窒化等の熱処理により表面硬化処理を行� ��、(c) の溝研削加工工程では、砥石により� �じ形成部32から首部14に跨がって前記ねじれ� ��20を研削加工する。この溝研削加工工程は� �溝加工工程に相当する。また、(d) の酸化処 理工程では、ねじ形成部32および首部14の全� �にねじれ溝20を含めて酸化処理(水蒸気処理)� ��施し、表面に酸化膜26を形成する。この酸� �処理の処理温度は、例えば500~550℃程度で行� ��われる。

 (e) のねじ部研削加工工程では、ねじ形� �部32に前記おねじ18を砥石により研削加工す� ��とともに、食付き部16bをテーパ形状に研削� ��工することにより、完全山部16aおよび食付� ��部16bを有するねじ部16を形成する。この時� �おねじ18の山頂、フランク、および谷底部分 、すなわちねじれ溝20以外の部分では、前記( d) の酸化処理工程で設けられた酸化膜26が除 去される。その後、(f) のコーティング工程� ��、ねじ部16から首部14に跨がる部分の表面に 、ねじれ溝20を含めて硬質被膜28をコーティ� �グすることにより、目的とする硬質被膜被� �タップ10が得られる。この時のコーティング 処理温度は、本実施例では硬質被膜28としてT iNまたはTiCNが設けられることから、400~500℃� �度である。

 そして、このようなスパイラルタップ10� �、例えば塩素フリー型水溶性切削油剤を用� �て軟鋼やステンレス鋼等の被削材にタップ� �て加工を行う場合に好適に使用され、予め� �けられた下穴内にねじ部16がねじ込まれるこ とにより、切れ刃22によってその下穴の内周� ��にめねじが切削加工されるとともに、切り� ��はねじれ溝20を通ってシャンク12側へ排出さ れる。その場合に、本実施例のスパイラルタ ップ10はねじ部16が短いため、1回転でねじ部1 6のおねじ18の1リードずつ前進するようにシ� �クロ送り(リード送り)される。

 ここで、すくい面として機能するねじれ� ��20部分では酸化膜26の上に硬質被膜28がコー� ��ィングされているため、例えば1~数回程度� �タップ立て加工で切り屑がねじれ溝20に擦り 付けられることによって硬質被膜28が簡単に� ��離し、図1(d) に示すように酸化膜26がねじ� �溝20の表面に露出する。すなわち、酸化膜26� ��化学的に安定しているとともに表面が比較� ��荒いため、硬質被膜28の付着力が弱くて剥� �し易いのである。そして、このようにねじ� �溝20の表面に酸化膜26が露出すると、軟鋼や� ��テンレス鋼等に対してタップ立て加工を行� ��う場合でも、その酸化膜26によって溶着が� �制されるとともに、切り屑がねじれ溝20に案 内されて排出される際にカールし易くなり、 タップ10やホルダに絡み付くことが抑制され� ��。

 また、上記のようにねじれ溝20部分の硬� �被膜28は付着力が弱くて簡単に剥離する一方 、ねじ部16におけるおねじ18の山頂、フラン� �、および谷底部分、すなわちねじれ溝20以外 の部分で切れ刃22の逃げ面として機能する部� ��には、工具母材24の表面に硬質被膜28が直接 コーティングされているため、その付着力が 大きく、ねじれ溝20から剥離した硬質被膜28� �の境界部分、すなわち刃先部分の硬質被膜28 の形状が安定するとともに高い密着性が維持 され、耐摩耗性等の被膜性能や切れ刃22の切� ��性能が安定する。

 このように、本実施例の硬質被膜被覆タ� ��プ10によれば、1~数回程度のタップ立て加工 でねじれ溝20部分の硬質被膜28が剥離し、図1( d) に示すように酸化膜26がねじれ溝20の表面� ��露出するため、軟鋼やステンレス鋼等に対� ��てタップ立て加工を行なう場合でも、溶着� ��抑制しつつ切り屑がカールし易くなって絡� ��付きによるタップ折損が抑制される一方、� ��摩耗性等の被膜性能や切れ刃22の切削性能� �安定することから、全体として工具寿命が� �上するとともに、切り屑除去を行なうこと� �くタップ立ての連続加工が可能となり、多� �のタップ立て加工の完全自動化を図ること� �できる。

 また、本実施例では硬質被膜28としてTiN� �たはTiCNが用いられており、そのコーティン� ��処理温度は400~500℃程度で、500~550℃程度の� �化処理温度よりも低いため、酸化膜26上への 硬質被膜28のコーティング処理に拘らず、ね� ��れ溝20部分の酸化膜26の膜品質が良好に維持 され、硬質被膜28が剥離した後の酸化膜26に� �る耐溶着性能等が適切に得られる。

 なお、本実施例では、図1(c) に示すよう� ��ねじれ溝20の酸化膜26上に硬質被膜28が付着� ��た状態で市場に出荷される場合について説� ��したが、予め1~数回のタップ立て加工を行� �うか、或いは軽いショットブラストや研磨� �理等を施すなどして、図1の(d) に示すよう� �ねじれ溝20部分の硬質被膜28が除去され、酸� ��膜26がねじれ溝20の表面に露出した状態で市 場に出荷するようにしても良い。

 次に、図3に示すように、本発明品(前記� �施例のスパイラルタップ10)および3種類の比� ��品1~3を用いて、耐久性試験を行なった結果� ��説明する。比較品1~3の基本形状は本発明品� ��同じで、3枚刃のスパイラルタップであると ともに、サイズはM8×1.25、硬質被膜はTiCNであ る。そして、比較品1は、酸化膜26が無くて硬 質被膜28のみをねじ部16および首部14の全域に コーティングした従来品で、図4の(a) はこの 比較品1の切れ刃40の被膜構造を示す断面図で ある。比較品2は、比較品1においてねじれ溝2 0を再研削し、ねじれ溝20部分の硬質被膜28を� ��去して工具母材24をねじれ溝20の表面に露出 させた従来品で、図4の(b) はこの比較品2の� �れ刃42の被膜構造を示す断面図である。比較 品3は、比較品2に対して更に酸化処理を施し� ��ねじれ溝20を含めてねじ部16および首部14の� ��域に酸化膜46を設けた場合で、図4の(c) は� �の比較品3の切れ刃44の被膜構造を示す断面� �である。

 図5は、本発明品および比較品2の切れ刃22 、42の刃先部分を示す電子顕微鏡写真で、(b)� �の比較品2では、切れ刃42の先端すなわち白� �で囲ったエッジ部分において、硬質被膜28が 研削除去されたすくい面(ねじれ溝20)側と、� �質被膜28が残っているおねじ18の山頂側との� ��界部分で、その硬質被膜28が不規則に剥離� �て先端形状がギザギザになっており、その� �界部分を起点として摩耗(剥離)が進行し易い ものと考えられる。なお、(a) の本発明品は� ��未だタップ立て加工を行なう前の状態、す� ��わち図2(f) のコーティング処理により硬質� ��膜28をコーティングしたままの状態で、お� �じ18の山頂側だけでなくすくい面(ねじれ溝20 )側にも硬質被膜28が残っている。

 図6は、図3の本発明品および3種類の比較� ��1~3をそれぞれ3本ずつ用意し、SS400(軟鋼)に� �してタップ立て加工を行なって耐久性を調� �た結果を説明する図で、(a) は試験条件、(b)  は試験結果を示す図である。図6(b) の試験� ��果から明らかなように、本発明品では切り� ��の除去を行なうことなく736穴~764穴のタップ 立ての連続加工が可能で、何れも摩耗により 加工不可となったのに対し、比較品1は、何� �も10穴以下で切り屑の絡み付きによりタップ が折損した。比較品2では、603穴のタップ立� �の連続加工が可能なものもあれば、30穴で切 り屑の絡み付きによりタップが折損したもの もあり、耐久性のばらつきが大きいとともに 寿命原因も相違しているなど性能が不安定で ある。また、比較品3では、301穴~543穴のタッ� ��立ての連続加工が可能であるが、比較品2と 同様に耐久性のばらつきが大きく、寿命原因 も相違しているなど性能が不安定であるとと もに、本発明品に比べて耐久性は1/2程度であ る。

 また、図7は、図3の本発明品および3種類� ��比較品1~3をそれぞれ3本ずつ用意し、SUS304(� �テンレス鋼)に対してタップ立て加工を行な� ��て耐久性を調べた結果を説明する図で、(a)� �は試験条件、(b) は試験結果を示す図である 。図7(b) の試験結果から明らかなように、本 発明品では切り屑の除去を行なうことなく487 穴~560穴のタップ立ての連続加工が可能で、� �れも摩耗により加工不可となったのに対し� �比較品1では、221穴のタップ立ての連続加工� ��可能なものもあれば、83穴で切り屑の絡み� �きによりタップが折損したものもあり、耐� �性のばらつきが大きいとともに寿命原因も� �違しているなど性能が不安定である。比較� �2は、何れも11穴以下で切り屑の絡み付きに� �りタップが折損した。また、比較品3では、2 24穴~307穴のタップ立ての連続加工が可能であ るが、寿命原因が相違しているなど性能が不 安定であるとともに、本発明品に比べて耐久 性は1/2程度である。

 以上、本発明の実施例を図面に基づいて� ��細に説明したが、これはあくまでも一実施� ��態であり、本発明は当業者の知識に基づい� ��種々の変更,改良を加えた態様で実施するこ とができる。