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JP3436724B2 - ボルトおよび該ボルトの製造方法 - Google Patents

ボルトおよび該ボルトの製造方法

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JP3436724B2
JP3436724B2 JP2000084526A JP2000084526A JP3436724B2 JP 3436724 B2 JP3436724 B2 JP 3436724B2 JP 2000084526 A JP2000084526 A JP 2000084526A JP 2000084526 A JP2000084526 A JP 2000084526A JP 3436724 B2 JP3436724 B2 JP 3436724B2
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bolt
screw blade
prismatic
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高司 加藤
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Meidoh Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/56Making machine elements screw-threaded elements
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    • F16B35/047Specially-shaped ends for preventing cross-threading, i.e. preventing skewing of bolt and nut
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B5/00Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F16B5/0275Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread the screw-threaded element having at least two axially separated threaded portions

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Joining Of Building Structures In Genera (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、めねじ側に付着
している塗装厚膜やスパッタを除去しながら、該めねじ
に螺合させるボルトに関するものである。
【0002】
【発明の背景】 例えばナット側には防錆のためにカチ
オン塗装による厚膜が形成されているが、ボルトの締結
時にボルトのねじ谷に該厚膜が目詰まりして摩擦抵抗が
大きくなり、ボルトが焼き付いてしまうと云う問題点が
あった。
【0003】
【従来の技術】 上記厚膜によるボルト締結時の焼き付
きを防止するために、図12に示すような切り欠きボル
ト(11)が提供されている。該ボルト(11)は頭部(12)と、
ねじ部(14)が形成された軸部(13)とからなり、該軸部(1
3)の先端部(13A)には切り欠き(15)が設けられている。
なお該軸部(13)と該先端部(13A) とは同径D4 とされて
いる。上記ボルト(11)においては、ナット(16)のねじ穴
(16A) に上記カチオン塗装の厚膜やスパッタ等が付着し
ていても該切り欠き部(15)によって該厚膜やスパッタ等
を削除しながら締結することが出来る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】 上記切り欠き(15)は
先端に巾を拡大する三角形状であるために、該切り欠き
(15)が形成されている軸部先端部(13A) のねじ部(14A)
のねじ山には不完全なものが多く、また断面対称形状に
なっていないので、ボルト締結時に斜めに組み込まれて
かじり、焼き付きが発生するおそれがある。
【0005】 更にこのボルトを製造するにはボルト原
体にまず転造加工によってねじ部を設け、更に切削加工
によって切り欠きを設ける二段の工程を要するので (切
り欠きを冷間加工によって設けると鋭いエッヂが得られ
ない) 、製造コストが高くなると云う問題点もある。
【0006】
【課題を解決するための手段】 本発明の課題は、上記
従来のボルトの斜め組み込みによるかじり焼き付きおよ
びナット側の塗装厚膜やスパッタによるボルトねじ谷の
目詰まりによる焼き付きを安価な手段で効果的に防止す
ることにあり、丸棒状の軸部(3) と、該軸部(3) に連続
する多角柱状の角柱部(4) とを具備し、該軸部(3) には
完全ねじ部(5A)が形成され、該角柱部(4) には角部毎に
該角柱部(4) の角部に由来する頂上部(52B) を有する
じ刃単位(50B) が形成され、該ねじ刃単位(50B) の複数
個が該角柱部(4) の側面に相当する平面状部を介して螺
旋状に並んで該完全ねじ部(5A)に連続するねじ刃部(5B)
が形成されているボルト(1) を提供するものである。該
軸部(3) の完全ねじ部(5A)と該角柱部(4) のねじ刃部(5
B)とは同ピッチであること、該ねじ刃部(5B)の径d’は
該軸部(3) の完全ねじ部(5A)の径dに等しいか、あるい
は径dよりも若干小さくなっており、該角柱部(4) の先
端側には該丸棒状の軸部(3) よりも小径な案内ボス部
(6,26)が設けられていること、該案内ボス部(26)には、
該角柱部(24)のねじ刃部(25B) の谷底(251B)に連続し、
該完全ねじ部(25A) のねじ谷のピッチと同一のピッチを
有する螺旋状の案内溝(261) が形成されており、該案内
溝(261) は、該完全ねじ部(25A) の谷底(251A)よりも深
く形成されている部分を有すること、該案内ボス部(26)
の案内溝(261) は、該角柱部(24)のねじ刃部(25B) にお
ける平面状部(253B)の軸方向延長部分において途切れて
おり、該途切れた部分が除去物排出部(262) を構成する
こと、そして該多角柱状は3〜12角柱状であることが
望ましい。
【0007】 更に本発明では丸棒原材を塑性加工して
丸棒状軸部(3) と該軸部(3) に連続する多角柱状の角柱
部(4) とを具備するボルト原体(1A)を製造し、該ボルト
原体(1A)を同時転造加工することによって該軸部(3)に
は完全ねじ部(5A)を形成し、該角柱部(4) には該完全ね
じ部(5A)に連続 、該角柱部(4) の角部に由来する頂上
部(52B) を有するねじ刃単位(50B) の複数個が螺旋状に
並んだねじ刃部(5B)を形成するボルトの製造方法が提供
される。該角柱部(4) 先端部には上記転造加工と同時に
絞り込み加工によって案内ボス部(6,26)を形成するこ
と、該絞り込み加工と同時に行う転造加工によって、該
案内ボス部(26)に、該角柱部(24)のねじ刃部(25B) の谷
底(251B)に連続し、該完全ねじ部(25A) のねじ谷のピッ
チと同一のピッチを有する螺旋状の案内溝(261) を、該
完全ねじ部(25A) の谷底(251A)よりも深くなる部分を有
するように形成することが望ましい。
【0008】
【作用】 本発明のボルト(1) では丸棒状軸部(3) にめ
ねじ(7) に螺合する完全ねじ部(5A)が形成され、角柱部
(4) の角部毎にねじ刃(5B)が形成されており、該ねじ刃
(5B)は該角柱部(4) の角部由来の頂上部(52B) を有す
。そして該ボルト(1) をめねじ(7) に螺入する場合、
該ボルト(1) の回転に伴い、該角柱部(4) の先端尖り形
状のねじ刃部(5B)が該めねじ(7) に付着している厚膜や
スパッタ等を削除して行き、それから軸部(3) の完全ね
じ部(5A)がめねじ(7) に螺合する。ボルト(1) の軸がめ
ねじ(7) の軸から傾いて締めつけられ、めねじ(7) 側の
不完全ねじ部が該ねじ刃部(5B)にかじり込んでもねじ刃
部(5B)のねじ刃単位(50B) の頂上部(52B) は角柱部(4)
の角部に し頂上巾が殆ど0でかつ該ねじ刃部(5B)の
径は該軸部(3) の完全ねじ部(5A)の径よりも等しいかま
たは若干小さく設定されているので、該めねじ(7)側の
不完全ねじ部は該ねじ刃部(5B)のねじ刃単位(50B) の頂
上を簡単にはずれて溝部の方へ移行し、上記めねじ(7)
の不完全ねじ部の該ねじ刃部(5B)に対するかじりは解消
されボルト(1) の傾きも修正される。
【0009】
【発明の実施の形態】 本発明を図1〜図9に示す一実
施例によって説明すれば、鋼鉄等の金属材料からなる丸
棒原材から例えばパンチング加工等の塑性加工によって
図1に示すように頭部(2) 、丸棒状軸部(3) 、6角柱状
の角柱部(4) を具備するボルト原体(1A)を製造する。図
2に示すように該ボルト原体(1A)において、該軸部(3)
の径dと該6角柱部(4) の対角径dとは略等しくされて
いる。該角柱部(4) は3角柱状から12角柱状の範囲で
あれば同等の効果が奏されるが特に6角柱状または8角
柱状が好ましい。
【0010】 該角柱部(4) の角部形状は図2に示すよ
うな角張り形状でなく、図3に示すように角部をR形状
にした丸角形状にしても良い。このような丸角形状にあ
っても本発明の作用効果は得られ、またこのような丸角
形状にすると金型寿命が長くなる。さらには、該角柱部
(4) の側面形状を凹状にしてもよく、このような形状も
本発明における「多角柱状」の概念に含まれる。
【0011】 該ボルト原体(1A)には次いで図4に示す
ようにねじ転造加工を施して該丸棒状軸部(3) と該角柱
部(4) とにかけて同時にねじ部(5A,5B) を形成し、更に
同時に絞り込み加工によって該角柱部(4) の先端部に円
柱状の案内ボス部(6) を形成してボルト(1) を製造す
る。このようにねじ転造加工を同時に、更には絞り込み
加工を同時に施すと、簡単にかつ低い製造コストで該ボ
ルト(1) を製造することができる。図8に示すように該
案内ボス部(6) の径D2 は該軸部(3) の径D1 よりも若
干小さく設定され、かつ完全ねじ部(5A)の谷間径D3
等しいかまたは若干小さく設定されている。また該案内
ボス部(6) の先端周囲には面取り(6A)が施されているこ
とが望ましいが、スパッタ等がナットのねじ山に可成り
付着しているような場合には、該案内ボス部(6) の先端
周囲の面取りを行わず、刃状としておくと該スパッタ等
を除去する際に該案内ボス部(6) の先端周囲刃状部分を
利用することが出来る。
【0012】 該ボルト(1) において、該軸部(3) に形
成されているねじ部(5A)はめねじに螺合する完全ねじ部
であり、該角柱部(4) にあっては図5および図6に示す
ようにねじ部の転造は6角柱の角部において行われ、そ
の結果、ねじ山を構成する頂上部(52B) が該角柱部(4)
の角部に由来する じ刃単位(50B) が該6角柱の角毎に
形成され、該ねじ刃単位(50B) 間には該角柱部(4) の側
面に相当する平面状部(53B) が形成され、該ねじ刃単位
(50B) が螺旋状に並んだねじ刃部(5B)が構成される。更
に図6に示すように該ねじ刃部(5B)のねじ刃単位(50B)
の形状は始端部(51B) において95°以内 (略90°以
内) で高さ0から漸高して頂上部(52B) は軸部(3) の完
全ねじ部(5A)のねじ山の高さより若干低くなっており、
したがって該ねじ刃部(5B)の径d’は該完全ねじ部(5A)
の径dよりも若干小さくなっている。該ねじ刃部(5B)は
2乃至4ピッチ設けられるのが望ましく、また各ねじ刃
単位(50B) 間の平面状部(53B) は曲線状にして該ねじ刃
単位(50B) の頂上部(52B) を鋭くしてもよい。
【0013】 上記ボルト(1) を図7〜図9に示すよう
にめねじ(7)に螺合する場合、まず丸棒状軸部(3) より
も若干小径な案内ボス部(6) によってボルト(1) はめね
じ(7) に案内され、次いで角柱部(4) のねじ刃部(5B)が
めねじ部(7A)のねじ溝に螺合して行く。この際上記した
ようにねじ刃部(5B)の径d’は該完全ねじ部(5A)の径d
よりも若干小さく、また該案内ボス部(6) の径D2 は完
全ねじ部(5A)の谷間径D3 即ちめねじ部(7A)の山間径D
3に等しいか若干小さく設定されているので、ボルト(1)
の軸がめねじ(7) の軸から傾いて締め付けられた場合
でも、その傾きは修正される。この際めねじ(7) 側の不
完全ねじ部が該ねじ刃部(5B)にかじり込んでも、ねじ刃
部(5B)を構成する各ねじ刃単位(50B) の頂上部(52B) は
角柱部(4) の角部に由来し巾が小さく尖っておりかつ該
ねじ刃部(5B)の径d’が該完全ねじ部(5A)の径dよりも
若干小さいので、該めねじ(7) 側の不完全ねじ部は該ね
じ刃部(5B)のねじ刃単位(50B) の頂上部(52B) を簡単に
はずれて溝部の方へ移行し、上記めねじ(7) の不完全ね
じ部の該ねじ刃部(5B)に対するかじりは確実に解消され
る。そしてボルト(1) のめねじ(7) への螺入につれこれ
が繰返され最後には正常締結が行われる。更に該ねじ刃
部(5B)の始端部(51B) は高さ0から該軸部(3) のねじ山
(5A)の高さhまでに漸高して完全ねじとなっているの
で、該案内ボス部(6) の径D2 がめねじ部(7A)の径D3
よりも若干小さく、該案内ボス部(6) によるボルト(1)
の軸の傾きの修正が行われてもなお案内ボス部(6) とめ
ねじ部(7A)との間の遊びによってボルト(1) の軸がめね
じ部(7A)の軸から傾いて組み付けられる場合があるが、
この場合でも、高さ0から完全ねじの高さに立ち上がっ
ている上記ねじ刃部(5B)の始端部(51B) によって、ピッ
チのずれによるボルトとめねじ部間のねじ山同士のかじ
りを防ぐことが出来る。
【0014】 このようにしてボルトの斜め組み付けに
起因するかじりや焼き付きは総合的かつ効果的に防がれ
るが、更に該ボルト(1) の該角柱部(4) のねじ刃部(5B)
の各ねじ刃単位(50B) がめねじ部(7A)のねじ溝に付着し
ている塗膜やスパッタ等を削除する。図5に示すように
削除された塗膜屑(8) 等は該ねじ刃部(5B)の刃底に溜ま
る。そしてこのようにして塗膜やスパッタ等が除去され
ためねじ部(7A)のねじ溝に、該6角柱部(4) のねじ刃部
(5B)に続く丸棒状軸部(3) の完全ねじ部(5A)が螺合して
行く。したがって該完全ねじ部(5A)間のねじ谷には目詰
まりが起こらず、摩擦抵抗が増大せずに適切な締め付け
トルクにおいて安定した軸力が確保され、該目詰まりに
起因する焼き付きも効果的に防止される。
【0015】 なお、上記実施例において、例えば案内
ボス部(6) は円柱形状以外多角形状にされていてもよ
く、多角形状の場合、角部は角張り形状であっても丸角
形状であってもよい。また、本発明のボルトは上記製造
方法に限定されることなく、種々の方法によって製造す
ることができる。例えば、上記案内ボス部(6) は絞り込
み加工によって形成するのではなく、あらかじめボルト
原体(1A)の段階から角柱部(4) の先端側に設けておいて
もよい。また、上記ねじ刃部(5B)は、丸棒軸に対してね
じ転造加工を行った後、切削加工により形成してもよい
(ただし、製造コストは増大する)。
【0016】 本発明の他の実施例によるボルトを図1
0および図11に示す。該ボルト(21)は、上記ボルト
(1) と同様に、頭部(22)と、軸部(23)に設けられた完全
ねじ部(25A) と、角柱部(24)の角部毎に設けられた該角
柱部(24)の角部に由来する頂上部(252B)を有するねじ刃
単位(254B)の複数個が螺旋状に並んだねじ刃部(25B)
と、該角柱部(24)の先端部に形成された案内ボス部(26)
とを有するが、該案内ボス部(26)の形状は円柱状ではな
く、丸角の6角柱状に形成されている。また、該案内ボ
ス部(26)には、該角柱部(24)のねじ刃部(25B) の谷底(2
51B)に連続し、該完全ねじ部(25A) およびねじ刃部(25
B) のピッチと同一のピッチを有する螺旋状の案内溝(26
1) が形成されている。該案内溝(261) は、該ねじ刃部
(25B) のねじ刃単位(254B)の平面状部(253B)の軸方向延
長部分において途切れており、それ以外の部分において
は、該完全ねじ部(25A) の谷底(251A)よりも深く形成さ
れている。該案内溝(261) において、該途切れた部分
は、めねじから除去した塗膜やスパッタ等の屑ものを排
出することのできる除去物排出部(262) を構成する。該
案内溝(261) の該完全ねじ部(25A) の谷底(251A)からの
深さは、螺合させるめねじのねじ山の高さの10〜70
%であるのが好ましい。本実施例の場合は図11に示す
ようにねじ刃部(25B) の径は該軸部(23)の完全ねじ部(2
5A) の径と等しくされている。
【0017】 上記のように案内ボス部(26)に案内溝(2
61) が形成された場合、上記ボルト(21)をめねじに組み
込む際、該ボルト(21)が該めねじに対して斜めに挿入さ
れた場合であっても、上記ボルト(21)の案内ボス部(26)
には案内溝(261) が形成されているため、該ボルト(21)
を回転させるうちに該めねじのねじ山が該案内ボス部(2
6)の案内溝(261) に嵌合し、該案内溝(261) に嵌合した
該めねじのねじ山は、該案内溝(261) に案内されて該ボ
ルト(21)の軸部(23)側に進んでいく。該めねじのねじ山
の始端が該案内溝(261) の終端の位置まで到達すると、
該案内溝(261) が無くなるかわりに上記ねじ刃部(25B)
のねじ谷(及びねじ山)が始まり、この時点で該ボルト
(21)の傾きが修正される。そして、該ボルト(21)の回転
力により、該めねじのねじ山は、該案内ボス部(26)の案
内溝(261) から該ねじ刃部(25B) 、ひいては完全ねじ部
(25A) のねじ谷に導入される。このようにして、該ボル
ト(21)の傾きが修正され、該ボルト(21)のねじ山とめね
じのねじ山とが正常に噛み合うため、斜め組み込みに起
因するかじり・焼き付き又は空回りが効果的に防止され
るが、本実施例の場合にはねじ刃部(25B) の径が軸部(2
3)の完全ねじ部(25A) の径と等しくされているので、め
ねじ部のねじ溝に付着している塗膜やスパッタ等は前実
施例よりも効果的に削除される。しかし前実施例のよう
にねじ刃部の径を完全ねじ部の径よりも若干小さくした
場合には、斜め組み込みに起因するかじり・焼き付き等
はより効果的に防止される。
【0018】 なお、本実施例における案内ボス部(26)
の案内溝(261) は、除去物排出部(262) を有するため、
上記ボルト(21)をめねじに組み込む際、該めねじから除
去した塗膜やスパッタ等の屑ものは、該除去物排出部(2
62) から排出することができ、目詰まりおよびそれに起
因する焼き付きを更に効果的に防止することができる。
ただし、本発明はこれに限定されることなく、該案内ボ
ス部(26)は円柱状で該案内溝(261) は除去物排出部(26
2)を有さないものであってもよい。また、該案内ボス部
(26)の角部は丸角形状ではなく、角張り形状であっても
よい。
【0019】 以上説明したボルトは、図面に示した態
様に限定されることはなく、本発明の範囲を逸脱しない
限り種々の変更を施すことができる。例えば、ボルトの
頭部は六角のものに限られず、つばやフランジが付いて
いるものであってもよく、頭部のないスタッドボルトで
あってもよい。
【0020】
【発明の効果】 本発明のボルトにあっては、めねじの
ねじ溝に付着している塗膜やスパッタ等をまず該ボルト
の角柱部の角部毎に形成され該角柱 部の角部由来の頂上
部を有するねじ刃が削除し、その上で該ボルトの軸部の
完全ねじ部が該めねじに螺合して行くので、該完全ねじ
部のねじ谷には目詰まりが起こらず、したがって摩擦抵
抗が増大せずに適切な締め付けトルクにおいて安定した
軸力が確保され、そして該目詰まりに起因する焼き付き
も効果的に防止され円滑にボルトをめねじに螺合するこ
とが出来る。
【図面の簡単な説明】図1〜図2および図4〜図9は本
発明の一実施例を示すものである。
【図1】 ボルト原体の斜視図
【図2】 6角柱部と丸棒状軸部との説明図
【図3】 他の実施例の(6)角柱部と丸棒状軸部との
説明図
【図4】 ボルト斜視図
【図5】 ねじ刃部の説明斜視図
【図6】 完全ねじ部とねじ刃部との説明図
【図7】 ボルト螺合時斜視図
【図8】 ボルト螺合前側面説明図
【図9】 ボルト螺合時側面説明図
【図10】 別の実施例によるボルトの側面図
【図11】 図10におけるボルトの案内ボス部の断面
【図12】 従来例の側面図
【符号の説明】
1,21 ボルト 1A ボルト原体 3 丸棒状軸部 4,24 角柱部 5A,25A 完全ねじ部 5B,25B ねじ刃部 50B,254B ねじ刃単位52B,252B 頂上部 6,26 案内ボス部 d 径、対角径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−338412(JP,A) 特開 平6−313418(JP,A) 特開 平11−151546(JP,A) 特開 昭62−9736(JP,A) 実開 昭61−116215(JP,U) 登録実用新案3016395(JP,U)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 丸棒状の軸部と、該軸部に連続する多角
    柱状の角柱部とを具備し、該軸部には完全ねじ部が形成
    され、該角柱部には角部毎に該角柱 部の角部に由来する
    頂上部を有するねじ刃単位が形成され、該ねじ刃単位の
    複数個が該角柱部の側面に相当する平面状部を介して螺
    旋状に並んで該完全ねじ部に連続するねじ刃部が形成さ
    れていることを特徴とするボルト。
  2. 【請求項2】 該軸部の完全ねじ部と該角柱部のねじ刃
    部とは同ピッチである請求項1に記載のボルト。
  3. 【請求項3】 該ねじ刃部の径は該軸部の完全ねじ部の
    径と等しいかまたは若干小さく設定されている請求項1
    〜2に記載のボルト。
  4. 【請求項4】 該角柱部の先端側には該丸棒状の軸部よ
    りも小径な案内ボス部が設けられている請求項1〜3に
    記載のボルト。
  5. 【請求項5】 該案内ボス部には、該角柱部のねじ刃部
    の谷底に連続し、該完全ねじ部のねじ谷のピッチと同一
    のピッチを有する螺旋状の案内溝が形成されており、該
    案内溝は、該完全ねじ部の谷底よりも深く形成されてい
    る部分を有する請求項4に記載のボルト。
  6. 【請求項6】 該案内ボス部の案内溝は、該角柱部のね
    じ刃部における平面状部の軸方向延長部分において途切
    れており、該途切れた部分が除去物排出部を構成する請
    求項5記載のボルト。
  7. 【請求項7】 該多角柱状は3〜12角柱状である請求
    項1〜6に記載のボルト。
  8. 【請求項8】 丸棒原材を塑性加工して丸棒状の軸部と
    該軸部に連続する多角柱状の角柱部とを具備するボルト
    原体を製造し、該ボルト原体を同時転造加工することに
    よって該軸部には完全ねじ部を形成し、該角柱部には該
    完全ねじ部に連続し、該角柱部の角部に由来する頂上部
    を有するねじ刃単位の複数個が螺旋状に並んだねじ刃部
    を形成することを特徴とするボルトの製造方法。
  9. 【請求項9】 該転造加工と同時に行う絞り込み加工に
    よって、該丸棒状の軸部よりも小径な案内ボス部を該角
    柱部の先端側に形成する請求項8に記載のボルトの製造
    方法。
  10. 【請求項10】 該絞り込み加工と同時に行う転造加工
    によって、該案内ボス部に、該角柱部のねじ刃部の谷底
    に連続し、該完全ねじ部のねじ谷のピッチと同一のピッ
    チを有する螺旋状の案内溝を、該完全ねじ部の谷底より
    も深くなる部分を有するように形成する請求項9に記載
    のボルトの製造方法。
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