以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明� ��係る管のねじ切削方法の一実施形態につい� ��説明する。
 図1は、本発明に係る管のねじ切削方法を実 施するための管のねじ切削装置の概略構成例 を模式的に示す正面図である。図1に示すよ� �に、本発明に係る管Pのねじ切削装置100は、� ��1の矢符Xの方向に高速回転する管Pの外面に� ��接する刃部11を有する切削工具1と、刃部11� �逃げ面11a側から刃部11の刃先11bに向けてクー ラントを噴出する噴出手段2とを備える。

 本実施形態に係る切削工具1は、前述した 刃部11と、刃部11を取り付けるための基部12と を具備する。基部12は、適宜の昇降手段(図示 せず)に取り付けられ、該昇降手段によって� �部12を上昇位置(図1に示す位置)から降下させ ることにより、刃部11の刃先11bが管Pの外面に 当接する。この状態で、例えば、管Pを載置� �るスクイズロール等を回転駆動すれば、管P� ��矢符Xの方向に回転すると共に軸方向に送ら れ、刃部11の刃先11bで管Pの外面がねじ切削さ れる。この際、管Pの切削屑は、管Pの回転方� ��上流側(刃部11の切削方向下流側)に位置する 刃部11のすくい面11c側に蓄積され、管Pの回転 方向下流側(刃部11の切削方向上流側)に位置� �る刃部11の逃げ面11a側には殆ど蓄積されない 。

 本実施形態に係る噴出手段2は、刃部11の� ��げ面11a側に配置され、刃部11の刃先11bに向� �てクーラントを噴出するノズル21と、ノズル 21にクーラントを供給する供給手段22とを具� �する。ノズル21と供給手段22とは連結され、� ��ズル21内に設けられた孔21aと供給手段22内に 設けられた孔22aとが連通している。外部の供 給源(図示せず)から供給された所定圧のクー� ��ントは、孔22a内を流通した後、孔21a内に流� ��し、孔21aの先端から噴出される。上記のよ� ��に、ノズル21は供給手段22に連結され、供給 手段22は切削工具1の基部12に連結されている� ��このため、刃部11とノズル21とは一体として 昇降することになり、刃部11の昇降位置に関� ��らず、ノズル21は、常に刃部11の刃先11bに向 けてクーラントを噴出することが可能である 。

 以上のように、本発明に係る管のねじ切� ��方法によれば、刃部11の逃げ面11a側から刃� �11の刃先11bに向けてクーラントを噴出するた め、クーラントが切削屑で遮られることなく 刃先11bに十分に到達し、刃先11bを効果的に冷 却することができる。このため、切削時にお いて刃部11の刃先11bに掛かる熱負荷を抑制し� ��刃部11の寿命を向上させることが可能であ� �。 

 以下、図1に示すノズル21の孔21aの直径(孔 径)Dと、ノズル21の孔21aの長さ(孔長)Lとの最� �な組み合わせについて検討した結果につい� �説明する。

 まず最初に、本発明者は、ノズル21の孔� �Dを種々の値に変更し、各孔径Dを有するノズ ル21からクーラントを噴出しながら、高Cr含� �鋼からなる管Pの端部を切削速度(管Pの周速� �)90m/minでねじ切削し、刃部11の寿命を評価す� ��試験を行った。この試験を同種の刃部11に� �いて複数回繰り返し、ノズル21の各孔径Dに� �応する刃部11の最大寿命を評価した。

 図2は、上記試験の結果である、ノズル21の� ��径Dと切削工具1の刃部11の最大寿命との関係 を示すグラフである。図2の横軸はノズル21の 孔径Dを、縦軸は刃部11が寿命に到るまでに切 削した管Pの端部の個数を示す。なお、刃部11 の寿命は、オペレータが切削された管P端部� �ねじ部を検査し、ねじ部の寸法が公差から� �れている場合や、ねじ部に筋や段差が生じ� �いる場合に、刃部11が寿命に到ったと判断し た。後述する図3や図5に結果を示す試験につ� ��ても同様である。
 図2に示すように、ノズル21の孔径Dを大きく するほど、刃部11の最大寿命が向上すること� ��分かった。これは、ノズル21の孔径Dを大き� ��するほど、噴出されるクーラントの流量が� ��加し、刃部11の刃先11bに対する冷却能が向� �したことが原因であると考えられる。

 次に、本発明者は、ノズル21の孔長Lと孔� ��Dとの比(=L/D)を種々の値に変更し、各L/Dを有 するノズル21からクーラントを噴出しながら� ��高Cr含有鋼からなる管Pの端部を切削速度(管 Pの周速度)90m/minでねじ切削し、刃部11の寿命� ��評価する試験を行った。この試験を同種の� ��部11について複数回繰り返し、ノズル21の各 L/Dに対応する刃部11の寿命のバラツキ(標準偏 差)を評価した。

 図3は、上記試験の結果である、ノズル21のL /Dと切削工具1の刃部11の寿命のバラツキとの� ��係を示すグラフである。図2の横軸はL/Dを、 縦軸は刃部11が寿命に到るまでに切削した管P の端部の個数のバラツキを示す。
 図3に示すように、L/Dを大きくするほど、刃 部11の寿命のバラツキが低減することが分か� ��た。これは、ノズル21の孔径Dを小さくする� ��ど、或いは、ノズル21の孔長Lを大きくする� ��ど、噴出されるクーラントの直進性が向上� ��、刃部11の刃先11bに効率良くクーラントが� �達することが原因であると考えられる。

 以上に述べた図2及び図3に示す結果から� �れば、刃部11の寿命(平均寿命)を向上させる� ��は、ノズル21の孔径Dを大きくして最大寿命� ��向上させると共に、ノズル21のL/Dを大きく� �て寿命のバラツキを低減すれば良い。換言� �れば、ノズル21の孔径Dを大きくすると共に� �これ以上に孔長Lを大きくすれば良い。しか� ��ながら、実際には、管Pとの物理的干渉など の機械的制約や、孔21a内にゴミが詰まるとい った観点から、孔径Dに応じて設定可能な孔� �Lには上限値が存在する。

 図4は、ノズル21の孔径Dと孔長Lの上限値と� �関係、及び、ノズル21の孔径Dと孔長Lが上限� ��であるときのL/D(すなわち、L/Dの上限値)と� �関係を示すグラフである。図4の横軸はノズ� ��21の孔径Dを、縦軸はノズル21の孔長Lの上限� ��、又はL/Dの上限値を示す。なお、図4におい て、「●」でプロットしたデータは孔長Lの� �限値を、「△」でプロットしたデータはL/D� �上限値を示す。
 図4に示すように、ノズル21の孔径Dを大きく するほど、孔長Lの上限値は低下する。この� �め、ノズル21の孔径Dを大きくするほど、L/D� �上限値も低下することになる。換言すれば� �ノズル21の孔径Dを大きくするほど、設定可� �なL/Dは低下するため、刃部11の寿命のバラツ キが大きくなる(図3参照)。

 以上の結果より、ノズル21の孔径Dを大き� ��すれば、刃部11の最大寿命は向上する(図2参 照)一方で、寿命のバラツキが大きくなるた� �、最大寿命及び寿命のバラツキの双方への� �響を考慮して、平均寿命が最も高くなる孔� �Dを選択することが肝要である。

 以上の結果に基づき、本発明者は、ノズ� ��21の孔径Dを種々の値に変更すると共に、各� ��径DについてL/Dが上限値となるように孔長L� �決定した。そして、各孔径D及び孔長Lの組み 合わせを有するノズル21からクーラントを噴� ��しながら、高Cr含有鋼からなる管Pの端部を� ��削速度(管Pの周速度)90m/minでねじ切削し、刃 部11の寿命を評価する試験を行った。この試� ��を同種の刃部11について複数回繰り返し、� �ズル21の各孔径Dに対応する刃部11の最大寿命 及び平均寿命を評価した。

 図5は、上記試験の結果である、ノズル21の� ��径Dと、切削工具1の刃部11の最大寿命及び平 均寿命との関係を示すグラフである。図5の� �軸はノズル21の孔径Dを、縦軸は刃部11が寿命 に到るまでに切削した管Pの端部の個数を示� �。なお、図5において、平均寿命のグラフと� ��差する縦線は寿命のバラツキを意味する。
 図5に示すように、ノズル21の孔径Dを大きく すれば、刃部11の最大寿命は高くなるものの� ��寿命のバラツキが大きくなるため、平均寿� ��としては、孔径D=2.5mm(このときの孔長L=18mm� �L/D=7.2)付近が最も高くなることが分かった。

 以上に説明したように、ノズル21の孔径D� ��孔長Lとの組み合わせは、最大寿命及び寿命 のバラツキの双方への影響を考慮して、平均 寿命が最も高くなるように選択することが好 ましい。