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の(a) は、本発明の一実施例であるドリ� ��付きタップ10の概略正面図で、(b) は(a) の� ��側に位置するシャンク18側から見た端面図� �ある。このドリル付きタップ10は、下穴加工 具としてドリル12を備えている下穴加工具付� ��タップで、軸方向の先端側からドリル12、� �ップ部14、首部16、およびシャンク18を同軸� �に連続して備えており、超硬合金にて一体� �構成されている。このドリル付きタップ10は 右ねじ加工用のもので、タップ部14には、形� ��すべきめねじに対応する右ねじのおねじ20� �設けられているとともに、同じく右まわり� �ねじれた3本の切り屑排出溝22がおねじ20を分 断するように設けられており、その切り屑排 出溝22に沿ってねじ切り刃21(図2(a) 参照)が形 成されている。これにより、シャンク18側か� ��見て右まわりに回転駆動されつつ、おねじ2 0のリードに合わせて下穴内に螺入するよう� �シンクロ送りされることにより、そのねじ� �り刃21によって下穴にめねじが切削加工され るとともに、切り屑排出溝22に沿って切り屑� ��シャンク18側へ排出される。おねじ20の工具 先端側すなわちドリル12側には、ねじ山が徐� ��に低くなる食付き部20aが例えば1.5山程度の� ��囲に設けられており、その食付き部20aでめ� ��じが切削加工される。

 上記3本の切り屑排出溝22は、軸心まわり� ��等角度間隔(120°間隔)で互いに同じリードで ドリル12の先端からシャンク18の手前まで設� �られており、それ等の切り屑排出溝22がドリ ル12の先端に開口する部分には、シャンク18� �から見て右まわりに回転駆動されることに� �り下穴を切削加工する穴明け刃(ドリル刃)13( 図2(a) 参照)が形成されている。切り屑排出� �22は、タップ部14の完全山部においてねじれ� ��が例えば28°程度となるように、一定のリー ドで設けられている。また、ドリル付きタッ プ10には、切り屑排出溝22のねじれに沿って� �じれた3本のオイルホール24が、シャンク18側 の端面からドリル12の先端まで設けられ、穴� ��け刃13の逃げ面に開口させられており、必� �に応じて潤滑油剤や冷却エア等を供給でき� �ようになっている。

 図2の(a) は、上記ドリル付きタップ10の� �リル12およびタップ部14を具体的に説明する� ��で、中心線Oの上半分を示す概略図であり、 主として切れ刃各部の径寸法を説明する図で 、切り屑排出溝22は省略されている。また、� ��2(a) の穴明け刃13およびねじ切り刃21は、1� �の切り屑排出溝22の開口部に形成されたそれ 等の刃13、21の回転軌跡形状を表している。

 この図2の(a) において、タップ部14のおね� �20の谷径d ₁  は、形成すべきめねじ30(図2(b) 参照)の内径D ₁  について予め設定された許容寸法D ₁ min~D ₁ maxの範囲内で定められる。許容寸法D ₁ min~D ₁ maxは、めねじ30の要求精度に応じてJISやISO等� ��規格(等級など)により適宜定められ、タッ� �部14の谷径d ₁  は、少なくとも許容寸法D ₁ min~D ₁ maxの範囲内であれば良いが、本実施例では振 れ等の加工誤差を考慮して、その公差の半分 以下の範囲、すなわち最小許容寸法D ₁ min以上で、その最小許容寸法D ₁ minに公差の半分〔(D ₁ max-D ₁ min)/2〕を加算した値〔D ₁ min+(D ₁ max-D ₁ min)/2〕以下の範囲内で設定される。例えば、 M8×1.25のタップで、はめあい長さが並み(公差 域クラス6H)の場合、最小許容寸法D ₁ min=6.647mm、最大許容寸法D ₁ max=6.912mmであり、公差(D ₁ max-D ₁ min)は0.265mmで、その1/2は約0.133mmとなり、最小 許容寸法D ₁ min=6.647mm以上で、〔D ₁ min+(D ₁ max-D ₁ min)/2〕≒6.647+0.133=6.78mm以下の範囲内で谷径d ₁  が設定される。なお、おねじ20の外径dおよび 有効径d ₂  は、めねじ30の要求精度に応じてJISやISO等の� ��格(等級など)により設定される許容寸法の� �囲内で適宜定められる。

 また、ドリル12の穴明け刃13の径寸法(ドリ� �径)Ddは、上記おねじ20の谷径d ₁  よりも小さく、本実施例では許容寸法D ₁ min~D ₁ maxの下限値(最小許容寸法)D ₁ minよりも小さい。この下限値D ₁ minは、めねじの基準山形の内径寸法(内径基� �寸法)で、等級等の精度に拘らず一定であり� ��M8×1.25のねじの場合D ₁ min=6.647mmであり、ドリル径Ddは例えば6.6mm程度 に設定される。また、本実施例では、ドリル 12の長さ寸法、すなわちタップ部14からドリ� �12の先端までの突出寸法に応じて、その突出 寸法が大きい程谷径d ₁  に対する寸法差が大きくされ、ドリル径Ddが� ��さくなる。

 そして、このようなドリル付きタップ10は� �例えばNC工作機械の主軸にリジット式ホルダ を介して取り付けられ、図2の(b) に示すよう に、先行するドリル12により被加工物32に対� �て下穴34を切削加工した後、タップ部14によ� ��その下穴34にめねじ30を切削加工する。その 場合に、ドリル12の穴明け刃13の径寸法(ドリ� ��径)Ddは、タップ部14のおねじ20の谷径d ₁  よりも小さいため、そのドリル12によって形� ��される下穴34の径寸法Dh(≒Dd)はめねじ30の内 径D ₁  よりも小さく、下穴34の内周面に更にタップ� ��14のおねじ20の谷部が食い込んで切削加工が 行われる。これにより、めねじ30の内径D ₁  は、おねじ20の谷径d ₁  によって規定されることになる。なお、めね じ30の谷径Dおよび有効径D ₂  は、それぞれタップ部14のおねじ20の外径dお� ��び有効径d ₂  に対応する。

 ここで、本実施例は、図2の(b) から明ら� ��なように被加工物32に対して通り穴のめね� �30を切削加工する場合で、ドリル12の軸方向� ��さがそのめねじ30の軸方向長さよりも大き� �されており、先ず、穴明け加工に適した高� �回転でドリル付きタップ10を回転駆動して、 ドリル12により貫通した下穴34を切削加工し� �後、タップ部14のおねじ20のリードに合わせ� ��螺入するシンクロ送りに切り換えて、その� ��ップ部14のねじ切り刃21によりめねじ30を切� ��加工すれば良い。また、めねじ30の切削加� �が終了した後は、ドリル付きタップ10をタッ プ部14のおねじ20のリードに合わせて逆回転� �せて引き抜き、タップ部14がめねじ30から完� ��に抜け出した後は、例えば高速送りで軸方� ��へ引き抜けば良い。なお、図2の(b) は、タ� ��プ部14により下穴34にめねじ30を切削加工し� ��いる途中の状態である。

 一方、図3の(b) に示すように止り穴のめね� ��36を切削加工する場合には、図3の(a) に示� �ように、前記ドリル付きタップ10に比較して ドリル42の長さ寸法が短いドリル付きタップ4 0が好適に用いられ、始めからタップ部14のお ねじ20のリードに合わせて螺入するシンクロ� ��りとして、ドリル42の穴明け刃43により下穴 44を切削加工しながら、タップ部14のねじ切� �刃21によりめねじ36を切削加工すれば良い。� ��た、めねじ36の切削加工が終了した後は、� �リル付きタップ40をタップ部14のおねじ20の� �ードに合わせて逆回転させて引き抜き、タ� �プ部14がめねじ36から完全に抜け出した後は� ��例えば高速送りで軸方向へ引き抜けば良い� ��なお、ドリル42の穴明け刃43の径寸法Ddは、� ��のドリル42の長さ寸法が短い分だけ谷径d ₁  に対する寸法差が小さく、最小許容寸法D ₁ minよりも小さい範囲で前記ドリル12の径寸法D dよりも大きい。

 このようなドリル付きタップ10、或いは40に おいては、ドリル12、42の穴明け刃13、43の径� ��法Ddがタップ部14のおねじ20の谷径d ₁  よりも小さく、めねじ30、36の内径D ₁  はそのおねじ20の谷径d ₁  によって定められるため、タップ部14によっ� ��形成されためねじ30、36とドリル12、42との� �には所定の隙間が形成される。このため、� �工後にドリル付きタップ10、40を逆回転させ� ��めねじ30、36から引き抜く際に、タップ部14� ��おねじ20がめねじ30、36から抜け出した時に� ��リル付きタップ10、40の拘束が解除されて径 方向へ振れ変位しても、ドリル12、42がめね� �30、36に接触し難くなり、その接触に起因す� ��不良品の発生が抑制される。

 また、ドリル12、42の穴明け刃13、43の径寸� �Ddが、タップ部14からドリル12、42の先端まで の突出寸法が大きい程、そのタップ部14の谷� ��d ₁  に対する寸法差が大きくされるため、ドリル 付きタップ10のようにドリル12の突出寸法が� �きくて先端部分における径方向の変位量が� �きくなっても、ドリル12とめねじ30との接触� ��良好に抑制される。一方、ドリル付きタッ� ��40のようにドリル42の突出寸法が小さい場合 には、穴明け刃43の径寸法Ddとタップ部14の谷 径d ₁  との寸法差が小さくなるため、タップ部14に� ��る切削加工量が少なくなり、切削抵抗が低� ��されてタップ部14の耐久性が向上する。

 また、めねじ30、36の内径D ₁  を規定するタップ部14の谷径d ₁  が、形成すべきめねじ30、36の内径D ₁  について要求精度等に応じて予め設定された 許容寸法D ₁ min~D ₁ maxの範囲内とされるため、所望の寸法精度で めねじ30、36の内径D ₁  が切削加工される。

 また、ドリル12、42の穴明け刃13、43の径寸� �Ddは、上記許容寸法D ₁ min~D ₁ maxの下限値D ₁ minよりも小さいため、おねじ20の谷径d ₁  を許容寸法D ₁ min~D ₁ maxの範囲内において適宜設定しつつ、ドリル 12、42の穴明け刃13、43の径寸法Ddがその谷径d ₁  よりも確実に小さな寸法とされ、形成された めねじ30、36の内径D ₁  (≒d ₁  )との間に隙間が形成される。

 また、本実施例では下穴加工具としてド� ��ル12、42が設けられているため、下穴が全く 無いむくの被加工物32に対してめねじ30、36を 切削加工する場合にも好適に用いられる。

 また、通り穴のめねじ30を加工する場合� �、ドリル12の長さ寸法がそのめねじ30の軸方� ��長さよりも長くされたドリル付きタップ10� �おいては、ドリル12により貫通した下穴34を� ��削加工した後に、タップ部14のおねじ20のリ ードに合わせて螺入するシンクロ送りに切り 換えて、そのタップ部14によりめねじ30を切� �加工すれば良く、シンクロ送りに拘束され� �ことなく高速回転でドリル12による下穴34の� ��削加工を行うことができるため、ドリル12� �下穴34を加工する際の食付き時の芯ずれが抑 制される。このため、加工後にドリル付きタ ップ10を逆回転させてめねじ30から引き抜く� �に、タップ部14のおねじ20がめねじ30から抜� �出した時の振れ変位が抑制され、ドリル12と めねじ30との接触に起因する不良品の発生が� ��層効果的に抑制される。

 また、ドリル42の長さ寸法が比較的短いド� �ル付きタップ40の場合、タップ部14のおねじ2 0のリードに合わせて螺入するシンクロ送り� �、ドリル42により下穴44を切削加工しながら� ��ップ部14のねじ切り刃21によりその下穴44に� ��ねじ36を切削加工できるため、止り穴のめ� �じ36を好適に加工できる。このようなシンク ロ送りでドリル42により下穴44を切削加工す� �場合、回転速度が遅いため食付き時に芯ず� �が生じ易く、めねじ36の加工後にドリル付き タップ40を逆回転させてめねじ36から引き抜� �際に、タップ部14のおねじ20がめねじ36から� �け出した時に径方向へ大きく振れ変位する� �能性があるため、ドリル42の径寸法Ddをタッ� ��部14の谷径d ₁  よりも小さくすることにより、その振れ変位 に起因してドリル42がめねじ36に接触するこ� �を抑制するという効果を一層顕著に享受で� �る。なお、ドリル12の長さ寸法が比較的長い ドリル付きタップ10においても、止り穴のめ� ��じ36に対して被加工物32の肉厚が十分に大き い場合には、上記ドリル付きタップ40と同様� ��始めからシンクロ送りで切削加工を行うこ� ��により、止り穴のめねじ36を切削加工する� �とができる。

 図4は、上記本発明のドリル付きタップ10、� ��よび前記図6に示す従来のドリル付きタップ 80を用いて、耐久性試験を行った結果を説明� ��る図である。この場合は、ねじ長さが16mmの 通り穴のめねじ30、92を切削加工する場合で� �試験品のドリル12、86の長さ寸法は何れも16mm よりも長く、穴明け加工に適した回転速度で 回転駆動してドリル12、86により貫通した下� �34、90を切削加工した後に、シンクロ送りで� ��ップ部14、84によりめねじ30、92を加工した� �また、従来品のドリル径Ddは6.845mmで、予め� �定された許容寸法D ₁ min~D ₁ max、すなわち6.647~6.912mmの範囲内であり、タ� �プ部84の谷径d ₁  は6.497mmで、ドリル径Dd=6.845mmよりも十分に小� ��く、めねじ92の内径D ₁  はドリル径Ddによって規定される。一方、本� ��明品のタップ部14の谷径d ₁  は6.767mmで、予め設定された許容寸法D ₁ min~D ₁ max、すなわち6.647~6.912mmの範囲内、具体的に� �公差の1/2である〔D ₁ min+(D ₁ max-D ₁ min)/2〕=6.647+0.133=6.78mm以下であり、ドリル径Dd は6.594mmで、タップ部14の谷径d ₁  =6.767mmよりも十分に小さく、めねじ30の内径D ₁  はタップ部14の谷径d ₁  によって規定される。

 そして、図4の「(c) 試験結果」から明ら� ��なように、従来品(ドリル付きタップ80)は、 めねじ92の加工後に逆回転させて引き抜く際� ��ドリル86がめねじ92に接触し、ねじ山が潰れ たりバリが生じたりして通り側ゲージがゲー ジアウトとなり、1穴も切削加工することが� �きなかった。これに対し、本発明品(ドリル� ��きタップ10)においては、切削速度が25、50、 75(m/min)の何れの場合も200穴以上の切削加工が 可能であり、ドリル付きタップ10を逆回転さ� ��て引き抜く際にドリル12がめねじ30に接触し てねじ山を損傷することが抑制され、めねじ 30を高い精度で安定して切削加工できること� ��分かる。

 なお、上記実施例では本発明がドリル付� ��タップ10、40に適用された場合について説明 したが、図5に示すエンドミル付きタップ50に も本発明は適用され得る。このエンドミル付 きタップ50は、前記図1のドリル付きタップ10� ��比較して、ドリル12の代りにエンドミル52が 設けられた場合で、そのエンドミル52の穴明� ��刃(底刃)53の径寸法Ddは、前記ドリル12の径� �法Ddと同様に設定される。エンドミル52がテ� ��パエンドミルの場合は、外周刃の最大径を� ��リル12の径寸法Ddと同様に設定すれば良い。

 このようなエンドミル付きタップ50は、� �抜き穴など形成すべきめねじ30の内径より小 さな粗穴が予め設けられた被加工物32に対し� ��めねじ30を切削加工する場合に好適に用い� �れる。

 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。