JP4145716B2 - 深溝付きスクリュウの転造ダイスと深溝付きスクリュウの製造方法 - Google Patents
深溝付きスクリュウの転造ダイスと深溝付きスクリュウの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸部の外周面の雄ネジに深溝を設けた構造を有し、木造建築での木材の結合に使用する深溝付きスクリュウを転造するためのダイスと、このダイスを用いたスクリュウネジの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木材の結合に使用するスクリュウネジには、ねじ込み時の抵抗の発生が少なく、円滑にねじ込むことができると共に、締結後は外部からの衝撃や振動が加わっても緩むことのない、優れた緩み止め機能が要求される。
【０００３】
従来、このようなスクリュウネジとして提案されている深溝付きスクリュウネジ１は、図５（Ｃ）と図６のように、一端に頭部２と他端に先端３を有する軸部４の外周面に、頭部２側にブランク部５を残して途中の位置から先端の範囲に雄ネジ６を設け、この雄ネジ６にネジ山と交差するように、ネジ山の谷よりも深い深溝７を設けた構造になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような、深溝付きスクリュウネジ１は、雄ネジ６が谷径に等しい孔を穿孔しつつその周囲にネジ山が食い込み、雄ネジ６のネジ山に設けた深溝７が、ねじ込み時に木材の繊維を切りながら進入すると共に、切り屑が深溝７内に収納されるので、ねじ込み操作が円滑に行え、締結後は深溝７に木の繊維が食い込み、緩み止め機能が得られるという効果がある。
【０００５】
通常、木材用のスクリュウネジは、対向面に雄ネジ形成用の突条を設けた左右対称となる一対の転造ダイスを用い、このダイス間に送り込まれた図５（Ａ）のようなネジ下のリベット８を挟み付け、一方ダイスの移動により転がして雄ネジを圧造する。
【０００６】
雄ネジ形成用の突条は、初めは細く高く、終わりに向かって徐々に幅が広くなり、突条間の溝はこれと逆に終わりに向かって徐々に幅が狭くなり、ネジ下のリベットは、突条で押さえ込まれた部分の肉代の移行部分が溝に入り込んで成形され、ネジ山が徐々に形通りに圧造されて所定のスクリュウネジが完成することになる。
【０００７】
なお、スクリュウネジには先端が必要なので、転造ダイスの下部には、先端を圧造するための圧造揉み切り部が設けられている。
【０００８】
上記のような転造ダイスを用いたスクリュウネジの製造において、雄ネジに深溝を形成するには、一方の転造ダイスの中間に縦のロレットを設け、このロレットで雄ネジのネジ山にＶ字状の凹溝を形成する方法や、上記転造ダイスでスクリュウネジを圧造した後、別の工程で雄ネジのネジ山にカッターで切り込みを入れて凹溝を形成する方法が考えられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−６２９３４号公報（図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者のような一方の転造ダイスの中間に縦のロレットを設けてＶ字状の凹溝を形成する方法では、ネジ山のみに凹溝を設けることは可能であったが、雄ネジの谷部よりも深く凹溝を形成しようとした場合、谷部に凹溝を形成することによって発生する肉代の移行を処理しなければならないという問題が生じ、従って、この問題を解決しなければ、雄ネジの谷部よりも深い深溝付きのスクリュウネジを圧造することができないことになる。
【００１１】
また、後者の方法は、別に凹溝を形成する工程が必要になり、工程数が増えることで製作能率が低下し、コストアップにつながるという問題がある。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、雄ネジの谷部に凹溝を形成することによって発生する肉代の移行の問題を解決することができ、１工程で雄ネジのネジ山を変形させることなく雄ネジと、雄ネジの谷部より深い深溝の形成が行え、深溝付きのスクリュウネジを低コストで製作することができる転造ダイスと、この転造ダイスを用いた深溝付きスクリュウの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、軸部の外周に雄ネジと、この雄ネジと交差する深溝を設けた深溝付きスクリュウを造るための転造ダイスであり、この転造ダイスが、相対向して配置する固定ダイスと移動ダイスの組み合わせからなり、固定ダイスと移動ダイスの相対向する転造面のそれぞれに、全面にわたって角度のきつい深溝形成用突条を一定間隔の配置で設け、この両転造面を入側の先端から後端に向けて、雄ネジの仮成形部、深溝成形部、雄ネジの主成形部、雄ネジの仕上げ成形部に順次設定し、上記雄ネジの仮成形部は、各深溝形成用突条間の位置に、深溝形成用突条と同じかそれよりも低い高さを有し、緩い角度で傾斜すると共に傾斜方向に延長状となる突条が一定間隔の配置で設けられ、上記深溝成形部は、深溝形成用突条だけを設け、雄ネジの主成形部は、各深溝形成用突条間の位置に、深溝形成用の突条よりも低い高さで上記雄ネジの仮成形部に設けた突条の延長状に傾斜し、幅が後端に向かって漸次広くなり、傾斜方向に延長状となるよう形成された突条が一定間隔の配置で設けられ、上記雄ネジの仕上げ成形部は、各深溝形成用突条間の位置に、深溝形成用突条よりも低い高さで上記主成形部の突条の延長状に傾斜し、幅が後端に向かって漸次広くなり、傾斜方向に延長状となるよう形成された雄ネジ仕上げ用の突条が一定間隔の配置で設けられ、この雄ネジの仕上げ成形部において、上記各雄ネジ仕上げ用の突条間に形成される雄ネジ形成谷溝は、後端に位置するものほど幅が漸次狭くなり、その深さは最初の位置では深く途中の位置のものに向かって徐々に浅くなり、途中位置から終端の間に位置するものが同じ深さになっている構成を採用したものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記深溝成形部は、深溝形成用突条の間に、雄ネジの仮成形用突条が、上記雄ネジの仮成形部に設けた突条の延長状の配置となり、雄ネジの仮成形部から雄ネジの主成形部に向かって徐々に低くなるように設けられている構成を採用したものである。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、上記雄ネジの仮成形部に設けた突条と、深溝成形部に設けた雄ネジの仮成形用突条のそれぞれの幅が、雄ネジの主成形部に設けた突条の深溝成形部側先端の幅と同じ幅に設定されている構成を採用したものである。
【００１６】
ここで、上記固定ダイスと移動ダイスの全面に設ける深溝形成用突条は、例えば、ネジ下のリベットに対して二条の深溝を螺旋状に形成するような間隔で転造ダイスの全面にわたって、転造ダイスの上下方向に対して２０°程度の角度で設けられている。
【００１７】
また、雄ネジの仮成形部の突条は、その先端面が、深溝形成用突条間のフラットな底面に、その先端面が深溝形成用突条と同じかそれよりも低い高さを有する断面Ｖ字状の突形に形成され、仮成形部の範囲において同じ高さ条件に設定され、ネジ下のリベットの軸部に対してＶ字状の溝を形成することにより、その肉代を軸方向の両側に押し出すことになる。
【００１８】
雄ネジの主成形部の突条は、深溝成形部に臨む入側の端部が仮成形部の突条と同様の幅を有する条件となり、出側に向けて幅が広くなり、上記Ｖ字状の溝を軸方向に押し広げることになる。
【００１９】
雄ネジの仕上げ成形部に設けた雄ネジ仕上げ用の突条は、主成形部の突条と同様の高さとなる平坦面を有する断面台形の突起となり、入側の端部が主成形部の突条の後端部と同様の幅となり、後端に位置するものほど幅が漸次広くなることで、仕上げ成形部の突条間に形成されるＶ字状の雄ネジ形成谷溝は、後端部が雄ネジの仕上がり形状になっている。
【００２０】
上記のように、雄ネジの仮成形部において、深溝形成用突条でリベットの軸部に深溝を形成すると同時に、深溝形成用突条間に設けた突条でＶ字状の溝を形成することにより、雄ネジ形成のために肉代を移行させるための下地となるＶ字状の溝が同時に形成され、このため、雄ネジの主成形部において、雄ネジ形成のための突条の食い込みには、上記下地となるＶ字状の溝が予め形成されていることになり、このため、雄ネジの主成形部における突条の食い込み時の抵抗や衝撃の発生を有効に抑えることができ、雄ネジの形成が円滑に行えることになる。
【００２１】
また、請求項４の製造方法の発明は、上記した請求項１乃至３の発明の何れかに記載の転造ダイスを用い、固定ダイスと移動ダイスでネジ下のリベットを挟み付け、移動ダイスの移動により、このリベットの円軸部外周に、先ず、雄ネジの仮成形部において、深溝形成用突条を押し込むことで、角度の急な縦方向の深溝を複数形成すると同時に、深溝間に肉代が移行して形成された膨出部に突条で雄ネジの傾斜に見合う溝を形成し、次に、深溝成形部において、角度の急な深溝に深溝形成用突条を押し込むことで深溝の成形を行い、雄ネジの主成形部において、角度の急な深溝に深溝形成用突条を押し込ながら膨出部分に形成された溝を突条で押し広げることで肉代を突条間に移行させ、雄ネジの仕上げ成形部において、深溝形成用の突条で深溝を保形しながら、上記溝を雄ネジ仕上げ用の突条で軸方向に押し広げることで雄ネジ形成用の突条間の谷溝に肉代を移行させることにより、この谷溝によって深溝で分断された雄ネジを形成する構成を採用したものである。
【００２２】
上記固定ダイスと移動ダイスの雄ネジの仮成形部で、ネジ下のリベットの軸部に対して深溝形成用突条を押し込むことで、角度の急な複数の割溝を形成すると共に、割溝の形成によって生じた軸部の肉代を割溝間に移行させて膨出部を形成し、この膨出部に突条で雄ネジの傾斜に見合う溝を形成し、膨出部における肉代を突条の両側軸方向に移行させ、雄ネジの主成形部と仕上げ成形部の各突条で肉代を両側軸方向に押し広げることで、雄ネジ形成用の突条間の谷溝で雄ネジを形成することができ、雄ネジを形成している工程中は深溝形成用突条が、割溝を保形しているので、割溝が崩れることなく雄ネジを転造することができ、雄ネジに深溝のあるスクリュウネジを作ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２４】
この発明の転造ダイス１１は、相対向して配置する固定ダイス１２と移動ダイス１３の組み合わせからなり、固定ダイス１２と移動ダイス１３の相対向する転造面のそれぞれに、全面にわたって角度のきつい深溝形成用突条１４を一定間隔の配置で設け、この両転造面が入側の先端から後端に向けて、雄ネジの仮成形部Ａ、深溝成形部Ｂ、雄ネジの主成形部Ｃ、雄ネジの仕上げ成形部Ｄに順次設定され、両ダイス１２、１３の相対向する転造面のパターンは左右対称状となっている。
【００２５】
上記雄ネジの仮成形部Ａは、各深溝形成用突条１４間のフラットな底面に、その先端が深溝形成用突条１４と同じかそれよりも低い高さで幅が狭い断面Ｖ字状の突形に形成され、緩い角度で傾斜すると共に傾斜方向に延長状となる突条１５が一定間隔の配置で設けられている。
【００２６】
上記深溝成形部Ｂは、深溝形成用突条１４だけを設け、この深溝形成用突条１４間がネジ下のリベット８の軸部に対して直接作用しない面になっているようにするか、図１のように、深溝形成用突条１４の間に、雄ネジの仮成形用突条１５ａを、上記雄ネジの仮成形部Ａに設けた突条１５の延長状の配置となり、雄ネジの仮成形部Ａから雄ネジの主成形部Ｃに向かって徐々に低くなるように設けることができる。
【００２７】
上記雄ネジの主成形部Ｃは、各深溝形成用突条１４間の平坦面間に、深溝形成用突条１４よりも低い高さで上記雄ネジの仮成形部Ａに設けた突条１５の延長状に傾斜し、入側の端部が仮成形部の突条１５と同様の条件となり、出側に向けて幅が漸次広くなる断面Ｖ字状の突形に形成された突条１６が設けられている。
【００２８】
上記した深溝成形部Ｂの仮成形用突条１５ａは、図１の場合、雄ネジの仮成形部Ａの突条１５より広幅としたが、これら雄ネジの仮成形部Ａに設けた仮成形用突条１５と、深溝成形部Ｂの仮成形用突条１５ａの幅は、雄ネジの主成形部Ｃに設けた突条１６の深溝成形部側に位置する入側先端の幅と同じ幅に設定するようにしてもよい。
【００２９】
また、雄ネジの仕上げ成形部Ｄは、各深溝形成用突条１４間の位置に、深溝形成用突条１４よりも低い高さで上記主成形部Ｃの突条１６の延長状に傾斜し、主成形部Ｃの突条１６と同様の高さとなる平坦面を有する断面台形の突起となり、入側の端部が主成形部Ｃの突条１６の後端部と同様の幅となり、後端に位置するものほど幅が漸次広くなり、傾斜方向に延長状となるよう形成された雄ネジ仕上げ用の突条１７が一定間隔の配置で設けられている。
【００３０】
図３のように、この雄ネジ仕上げ用の突条１７間がＶ字状の雄ネジ形成谷溝１８となり、仕上げ成形部Ｄの突条１７が後端に位置するものほど幅が漸次広くなることで、雄ネジ形成谷溝１８は後端に位置するものほど幅が狭くなり、後端部が雄ネジの仕上がり形状になっている。
【００３１】
上記雄ネジ形成谷溝１８の深さは、図２のように、最初の位置では深く途中の位置のものに向かって徐々に浅くなり、途中位置から終端の間に位置するものが同じ深さになっている。
【００３２】
このように、雄ネジの仮成形部Ａ、主成形部Ｃ、仕上げ成形部Ｄに設けた雄ネジ形成用の各突条１５、１６、１７は、一定間隔の配置となるよう、深溝形成用突条１４と合成された状態で設けられ、この雄ネジ形成用の各突条１５、１６、１７は、連続した雄ネジ６を形成することができるように傾斜角度と間隔が設定されている。
【００３３】
上記転造面に設ける雄ネジの仮成形部Ａ、主成形部Ｃ、仕上げ成形部Ｄ及び深溝成形部Ｂの範囲は、例えば、仮成形部Ａはネジ下のリベットの軸部が３回転、深溝成形部Ｂは同１回転、主成形部Ｃは同４回転、仕上げ成形部Ｄは同４回転するように設定されている。
【００３４】
また、両転造ダイスの対向面における下部には、ネジ下のリベット８の軸部に先鋭状の先端３を転造するための先端形成部１９が設けてある。
【００３５】
次に、この発明の転造ダイスを用いた深溝付きのスクリュウネジの製造方法を説明する。
【００３６】
図４（Ａ）のように、固定ダイス１２に対して移動ダイス１３が退動位置にある状態で、図５（Ａ）に示すようなネジ下のリベット８の軸部を、雄ネジの仮成形部の間に供給し、図４（Ｂ）のように、移動ダイス１３を固定ダイス１２と平行に移動させると、先ず、雄ネジの仮成形部Ａの間において、回転させられたネジ下のリベット８の軸部外周に対して深溝形成用突条１４を押し込むことで、図５（Ｂ）のように、角度の急な複数の深溝７と深溝７間に肉代を移行させた膨出部９を形成し、この膨出部９に突条が食い込むことで、雄ネジ６の傾斜に見合う螺旋の溝１０を形成し、膨出部９における肉代を突条１５の両側軸方向に移行させる。
【００３７】
次に、リベット８の軸部が深溝成形部Ｂに臨むと、上記仮成形部Ａで形成した深溝７に深溝形成用突条１４が嵌まり込むことで、深溝７の形状を修正固定化する。
【００３８】
この深溝成形部Ｂに雄ネジの仮成形用突条１５ａを設けた場合、仮成形用突条１５ａで上記した螺旋の溝１０を押し広げることになる。
【００３９】
続いて、移動ダイス１３の移動に伴ってリベット８の軸部が主成形部Ｃに進入すると、主成形部Ｃの突条１６は出側に向けて漸次広幅になっているので、この突条１６が膨出部９に予め形成されたＶ字状の溝１０を押し広げることで、この膨出部９の肉代を突条１６の両側軸方向に移行させることになり、この工程中において、深溝形成用突条１４が深溝７に嵌まり込むことで、深溝７の形状の崩れ発生を防止する。
【００４０】
このように、雄ネジの仮成形部Ａにおいて、深溝形成用突条１４でリベット８の軸部に深溝７を形成すると同時に、深溝形成用突条１４間に設けた突条１５でＶ字状の溝１０を形成することにより、雄ネジ形成のために肉代を移行させるための下地となるＶ字状の溝１０が同時に形成され、このため、雄ネジの主成形部Ｃにおいて、雄ネジ形成のための突条１６の食い込み位置には、上記下地となるＶ字状の溝１０が予め形成されていることになり、このため、雄ネジの主成形部Ｃにおける突条１６の食い込み時の抵抗や衝撃の発生を有効に抑えることができ、雄ネジ６の形成が円滑に行えることになる。
【００４１】
次に、移動ダイス１３の移動に伴ってリベット８の軸部が仕上げ成形部Ｄに進入すると、この仕上げ成形部Ｄの突条１７で肉代を両側軸方向に押し広げて溝幅を広くする。
【００４２】
この仕上げ成形部の突条１７は、台形の平坦面になっているので、主成形部Ｃで形成された溝１０を両側軸方向に移行させることにより、肉代を突条１７間に押しやり、肉代は両突条１７間に形成された溝１８内に進入する。
【００４３】
上記仕上げ成形部Ｄの突条１７は、台形の平坦面になっているので、平坦面によってリベット８の軸部における深溝形成用突条１４間の部分は円軸状に成形され、しかも、この突条１７は出側に向けて漸次広幅になり、突条１７間の溝１８は逆に出側に向けて漸次狭くなっているので、突条１７で両側軸方向に押し広げられた肉代はこの突条１７間の溝１８に進入し、螺旋状の雄ネジ６に成形される。
【００４４】
上記した螺旋状の雄ネジ６の成形工程において、深溝形成用突条１４は両ダイス１２、１３の全面に設けられているので、仮成形部Ａと主成形部及Ｃび仕上げ成形部Ｄによって雄ネジ６を順次形成していくとき、深溝７は深溝形成用突条１４によって保持され、従って、深溝７の形状の変化がなく、この深溝形成用突条１４間に雄ネジ６が分断された状態で形成され、深溝７は突条１７で仕上げられた軸部に対して一部食い込み状となる。
【００４５】
従って、深溝７を保形したまま雄ネジ６を形成することができ、図５（Ｃ）のように、雄ネジ６が深溝７で分断され、雄ネジ６に対してネジ山と交差するように、ネジ山の谷径よりも深い深溝７が設けられたスクリュウネジ１を１工程で製造することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、固定ダイスと移動ダイスの相対向する転造面のそれぞれに、一定間隔の配置で全面にわたって角度のきつい深溝形成用の突条を設け、この両転造面を入側の先端から後端に向けて、雄ネジの仮成形部、深溝成形部、雄ネジの主成形部、雄ネジの仕上げ成形部に順次設定したので、リベットの軸部に対して最初に深溝を形成してこれを最後まで保形することで、雄ネジの圧造時に深溝が潰れるというようなことがなく、また、リベットの軸部に対して雄ネジの仮成形部に設けた突条で深溝間に凹溝を形成することにより、次の雄ネジの主成形部における突条の食い込みが凹溝部分から始まるので、主成形部の突条の食い込み時における抵抗や衝撃の発生を防ぐことができ、リベットの軸部を円滑に転造加工することができ、精度の高い良質の深溝付きスクリュウネジを製造することができる。
【００４７】
また、深溝付きスクリュウネジを１工程で製造することができ、製作コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る転造ダイスにおける固定ダイスを示す正面図
【図２】固定ダイスの縦断正面図
【図３】固定ダイスの要部構造を示す斜視図
【図４】（Ａ）は転造ダイスにネジ下のリベットを供給した横断面図、（Ｂ）はネジ下のリベットの加工状態の横断面図、（Ｃ）は深溝付きスクリュウネジの加工状態の横断面図
【図５】（Ａ）は深溝付きスクリュウネジの製造に用いるネジ下のリベットの正面図、（Ｂ）は同上に深溝を形成した状態の正面図、（Ｃ）は深溝付きスクリュウネジの正面図
【図６】深溝付きスクリュウネジの拡大した横断面図
【符号の説明】
１ スクリュウネジ
２ 頭部
３ 先端
４ 軸部
５ ブランク部
６ 雄ネジ
７ 深溝
８ ネジ下のリベット
９ 膨出部
１０ 溝
１１ 転造ダイス
１２ 固定ダイス
１３ 移動ダイス
１４ 深溝形成用突条
１５ 突条
１６ 突条
１７ 突条
１８ 谷溝
Ａ 雄ネジの仮成形部
Ｂ 深溝成形部
Ｃ 雄ネジの主成形部
Ｄ 雄ネジの仕上げ成形部
【発明の属する技術分野】
この発明は、軸部の外周面の雄ネジに深溝を設けた構造を有し、木造建築での木材の結合に使用する深溝付きスクリュウを転造するためのダイスと、このダイスを用いたスクリュウネジの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
木材の結合に使用するスクリュウネジには、ねじ込み時の抵抗の発生が少なく、円滑にねじ込むことができると共に、締結後は外部からの衝撃や振動が加わっても緩むことのない、優れた緩み止め機能が要求される。
【０００３】
従来、このようなスクリュウネジとして提案されている深溝付きスクリュウネジ１は、図５（Ｃ）と図６のように、一端に頭部２と他端に先端３を有する軸部４の外周面に、頭部２側にブランク部５を残して途中の位置から先端の範囲に雄ネジ６を設け、この雄ネジ６にネジ山と交差するように、ネジ山の谷よりも深い深溝７を設けた構造になっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような、深溝付きスクリュウネジ１は、雄ネジ６が谷径に等しい孔を穿孔しつつその周囲にネジ山が食い込み、雄ネジ６のネジ山に設けた深溝７が、ねじ込み時に木材の繊維を切りながら進入すると共に、切り屑が深溝７内に収納されるので、ねじ込み操作が円滑に行え、締結後は深溝７に木の繊維が食い込み、緩み止め機能が得られるという効果がある。
【０００５】
通常、木材用のスクリュウネジは、対向面に雄ネジ形成用の突条を設けた左右対称となる一対の転造ダイスを用い、このダイス間に送り込まれた図５（Ａ）のようなネジ下のリベット８を挟み付け、一方ダイスの移動により転がして雄ネジを圧造する。
【０００６】
雄ネジ形成用の突条は、初めは細く高く、終わりに向かって徐々に幅が広くなり、突条間の溝はこれと逆に終わりに向かって徐々に幅が狭くなり、ネジ下のリベットは、突条で押さえ込まれた部分の肉代の移行部分が溝に入り込んで成形され、ネジ山が徐々に形通りに圧造されて所定のスクリュウネジが完成することになる。
【０００７】
なお、スクリュウネジには先端が必要なので、転造ダイスの下部には、先端を圧造するための圧造揉み切り部が設けられている。
【０００８】
上記のような転造ダイスを用いたスクリュウネジの製造において、雄ネジに深溝を形成するには、一方の転造ダイスの中間に縦のロレットを設け、このロレットで雄ネジのネジ山にＶ字状の凹溝を形成する方法や、上記転造ダイスでスクリュウネジを圧造した後、別の工程で雄ネジのネジ山にカッターで切り込みを入れて凹溝を形成する方法が考えられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−６２９３４号公報（図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者のような一方の転造ダイスの中間に縦のロレットを設けてＶ字状の凹溝を形成する方法では、ネジ山のみに凹溝を設けることは可能であったが、雄ネジの谷部よりも深く凹溝を形成しようとした場合、谷部に凹溝を形成することによって発生する肉代の移行を処理しなければならないという問題が生じ、従って、この問題を解決しなければ、雄ネジの谷部よりも深い深溝付きのスクリュウネジを圧造することができないことになる。
【００１１】
また、後者の方法は、別に凹溝を形成する工程が必要になり、工程数が増えることで製作能率が低下し、コストアップにつながるという問題がある。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、雄ネジの谷部に凹溝を形成することによって発生する肉代の移行の問題を解決することができ、１工程で雄ネジのネジ山を変形させることなく雄ネジと、雄ネジの谷部より深い深溝の形成が行え、深溝付きのスクリュウネジを低コストで製作することができる転造ダイスと、この転造ダイスを用いた深溝付きスクリュウの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、軸部の外周に雄ネジと、この雄ネジと交差する深溝を設けた深溝付きスクリュウを造るための転造ダイスであり、この転造ダイスが、相対向して配置する固定ダイスと移動ダイスの組み合わせからなり、固定ダイスと移動ダイスの相対向する転造面のそれぞれに、全面にわたって角度のきつい深溝形成用突条を一定間隔の配置で設け、この両転造面を入側の先端から後端に向けて、雄ネジの仮成形部、深溝成形部、雄ネジの主成形部、雄ネジの仕上げ成形部に順次設定し、上記雄ネジの仮成形部は、各深溝形成用突条間の位置に、深溝形成用突条と同じかそれよりも低い高さを有し、緩い角度で傾斜すると共に傾斜方向に延長状となる突条が一定間隔の配置で設けられ、上記深溝成形部は、深溝形成用突条だけを設け、雄ネジの主成形部は、各深溝形成用突条間の位置に、深溝形成用の突条よりも低い高さで上記雄ネジの仮成形部に設けた突条の延長状に傾斜し、幅が後端に向かって漸次広くなり、傾斜方向に延長状となるよう形成された突条が一定間隔の配置で設けられ、上記雄ネジの仕上げ成形部は、各深溝形成用突条間の位置に、深溝形成用突条よりも低い高さで上記主成形部の突条の延長状に傾斜し、幅が後端に向かって漸次広くなり、傾斜方向に延長状となるよう形成された雄ネジ仕上げ用の突条が一定間隔の配置で設けられ、この雄ネジの仕上げ成形部において、上記各雄ネジ仕上げ用の突条間に形成される雄ネジ形成谷溝は、後端に位置するものほど幅が漸次狭くなり、その深さは最初の位置では深く途中の位置のものに向かって徐々に浅くなり、途中位置から終端の間に位置するものが同じ深さになっている構成を採用したものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、上記深溝成形部は、深溝形成用突条の間に、雄ネジの仮成形用突条が、上記雄ネジの仮成形部に設けた突条の延長状の配置となり、雄ネジの仮成形部から雄ネジの主成形部に向かって徐々に低くなるように設けられている構成を採用したものである。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、上記雄ネジの仮成形部に設けた突条と、深溝成形部に設けた雄ネジの仮成形用突条のそれぞれの幅が、雄ネジの主成形部に設けた突条の深溝成形部側先端の幅と同じ幅に設定されている構成を採用したものである。
【００１６】
ここで、上記固定ダイスと移動ダイスの全面に設ける深溝形成用突条は、例えば、ネジ下のリベットに対して二条の深溝を螺旋状に形成するような間隔で転造ダイスの全面にわたって、転造ダイスの上下方向に対して２０°程度の角度で設けられている。
【００１７】
また、雄ネジの仮成形部の突条は、その先端面が、深溝形成用突条間のフラットな底面に、その先端面が深溝形成用突条と同じかそれよりも低い高さを有する断面Ｖ字状の突形に形成され、仮成形部の範囲において同じ高さ条件に設定され、ネジ下のリベットの軸部に対してＶ字状の溝を形成することにより、その肉代を軸方向の両側に押し出すことになる。
【００１８】
雄ネジの主成形部の突条は、深溝成形部に臨む入側の端部が仮成形部の突条と同様の幅を有する条件となり、出側に向けて幅が広くなり、上記Ｖ字状の溝を軸方向に押し広げることになる。
【００１９】
雄ネジの仕上げ成形部に設けた雄ネジ仕上げ用の突条は、主成形部の突条と同様の高さとなる平坦面を有する断面台形の突起となり、入側の端部が主成形部の突条の後端部と同様の幅となり、後端に位置するものほど幅が漸次広くなることで、仕上げ成形部の突条間に形成されるＶ字状の雄ネジ形成谷溝は、後端部が雄ネジの仕上がり形状になっている。
【００２０】
上記のように、雄ネジの仮成形部において、深溝形成用突条でリベットの軸部に深溝を形成すると同時に、深溝形成用突条間に設けた突条でＶ字状の溝を形成することにより、雄ネジ形成のために肉代を移行させるための下地となるＶ字状の溝が同時に形成され、このため、雄ネジの主成形部において、雄ネジ形成のための突条の食い込みには、上記下地となるＶ字状の溝が予め形成されていることになり、このため、雄ネジの主成形部における突条の食い込み時の抵抗や衝撃の発生を有効に抑えることができ、雄ネジの形成が円滑に行えることになる。
【００２１】
また、請求項４の製造方法の発明は、上記した請求項１乃至３の発明の何れかに記載の転造ダイスを用い、固定ダイスと移動ダイスでネジ下のリベットを挟み付け、移動ダイスの移動により、このリベットの円軸部外周に、先ず、雄ネジの仮成形部において、深溝形成用突条を押し込むことで、角度の急な縦方向の深溝を複数形成すると同時に、深溝間に肉代が移行して形成された膨出部に突条で雄ネジの傾斜に見合う溝を形成し、次に、深溝成形部において、角度の急な深溝に深溝形成用突条を押し込むことで深溝の成形を行い、雄ネジの主成形部において、角度の急な深溝に深溝形成用突条を押し込ながら膨出部分に形成された溝を突条で押し広げることで肉代を突条間に移行させ、雄ネジの仕上げ成形部において、深溝形成用の突条で深溝を保形しながら、上記溝を雄ネジ仕上げ用の突条で軸方向に押し広げることで雄ネジ形成用の突条間の谷溝に肉代を移行させることにより、この谷溝によって深溝で分断された雄ネジを形成する構成を採用したものである。
【００２２】
上記固定ダイスと移動ダイスの雄ネジの仮成形部で、ネジ下のリベットの軸部に対して深溝形成用突条を押し込むことで、角度の急な複数の割溝を形成すると共に、割溝の形成によって生じた軸部の肉代を割溝間に移行させて膨出部を形成し、この膨出部に突条で雄ネジの傾斜に見合う溝を形成し、膨出部における肉代を突条の両側軸方向に移行させ、雄ネジの主成形部と仕上げ成形部の各突条で肉代を両側軸方向に押し広げることで、雄ネジ形成用の突条間の谷溝で雄ネジを形成することができ、雄ネジを形成している工程中は深溝形成用突条が、割溝を保形しているので、割溝が崩れることなく雄ネジを転造することができ、雄ネジに深溝のあるスクリュウネジを作ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２４】
この発明の転造ダイス１１は、相対向して配置する固定ダイス１２と移動ダイス１３の組み合わせからなり、固定ダイス１２と移動ダイス１３の相対向する転造面のそれぞれに、全面にわたって角度のきつい深溝形成用突条１４を一定間隔の配置で設け、この両転造面が入側の先端から後端に向けて、雄ネジの仮成形部Ａ、深溝成形部Ｂ、雄ネジの主成形部Ｃ、雄ネジの仕上げ成形部Ｄに順次設定され、両ダイス１２、１３の相対向する転造面のパターンは左右対称状となっている。
【００２５】
上記雄ネジの仮成形部Ａは、各深溝形成用突条１４間のフラットな底面に、その先端が深溝形成用突条１４と同じかそれよりも低い高さで幅が狭い断面Ｖ字状の突形に形成され、緩い角度で傾斜すると共に傾斜方向に延長状となる突条１５が一定間隔の配置で設けられている。
【００２６】
上記深溝成形部Ｂは、深溝形成用突条１４だけを設け、この深溝形成用突条１４間がネジ下のリベット８の軸部に対して直接作用しない面になっているようにするか、図１のように、深溝形成用突条１４の間に、雄ネジの仮成形用突条１５ａを、上記雄ネジの仮成形部Ａに設けた突条１５の延長状の配置となり、雄ネジの仮成形部Ａから雄ネジの主成形部Ｃに向かって徐々に低くなるように設けることができる。
【００２７】
上記雄ネジの主成形部Ｃは、各深溝形成用突条１４間の平坦面間に、深溝形成用突条１４よりも低い高さで上記雄ネジの仮成形部Ａに設けた突条１５の延長状に傾斜し、入側の端部が仮成形部の突条１５と同様の条件となり、出側に向けて幅が漸次広くなる断面Ｖ字状の突形に形成された突条１６が設けられている。
【００２８】
上記した深溝成形部Ｂの仮成形用突条１５ａは、図１の場合、雄ネジの仮成形部Ａの突条１５より広幅としたが、これら雄ネジの仮成形部Ａに設けた仮成形用突条１５と、深溝成形部Ｂの仮成形用突条１５ａの幅は、雄ネジの主成形部Ｃに設けた突条１６の深溝成形部側に位置する入側先端の幅と同じ幅に設定するようにしてもよい。
【００２９】
また、雄ネジの仕上げ成形部Ｄは、各深溝形成用突条１４間の位置に、深溝形成用突条１４よりも低い高さで上記主成形部Ｃの突条１６の延長状に傾斜し、主成形部Ｃの突条１６と同様の高さとなる平坦面を有する断面台形の突起となり、入側の端部が主成形部Ｃの突条１６の後端部と同様の幅となり、後端に位置するものほど幅が漸次広くなり、傾斜方向に延長状となるよう形成された雄ネジ仕上げ用の突条１７が一定間隔の配置で設けられている。
【００３０】
図３のように、この雄ネジ仕上げ用の突条１７間がＶ字状の雄ネジ形成谷溝１８となり、仕上げ成形部Ｄの突条１７が後端に位置するものほど幅が漸次広くなることで、雄ネジ形成谷溝１８は後端に位置するものほど幅が狭くなり、後端部が雄ネジの仕上がり形状になっている。
【００３１】
上記雄ネジ形成谷溝１８の深さは、図２のように、最初の位置では深く途中の位置のものに向かって徐々に浅くなり、途中位置から終端の間に位置するものが同じ深さになっている。
【００３２】
このように、雄ネジの仮成形部Ａ、主成形部Ｃ、仕上げ成形部Ｄに設けた雄ネジ形成用の各突条１５、１６、１７は、一定間隔の配置となるよう、深溝形成用突条１４と合成された状態で設けられ、この雄ネジ形成用の各突条１５、１６、１７は、連続した雄ネジ６を形成することができるように傾斜角度と間隔が設定されている。
【００３３】
上記転造面に設ける雄ネジの仮成形部Ａ、主成形部Ｃ、仕上げ成形部Ｄ及び深溝成形部Ｂの範囲は、例えば、仮成形部Ａはネジ下のリベットの軸部が３回転、深溝成形部Ｂは同１回転、主成形部Ｃは同４回転、仕上げ成形部Ｄは同４回転するように設定されている。
【００３４】
また、両転造ダイスの対向面における下部には、ネジ下のリベット８の軸部に先鋭状の先端３を転造するための先端形成部１９が設けてある。
【００３５】
次に、この発明の転造ダイスを用いた深溝付きのスクリュウネジの製造方法を説明する。
【００３６】
図４（Ａ）のように、固定ダイス１２に対して移動ダイス１３が退動位置にある状態で、図５（Ａ）に示すようなネジ下のリベット８の軸部を、雄ネジの仮成形部の間に供給し、図４（Ｂ）のように、移動ダイス１３を固定ダイス１２と平行に移動させると、先ず、雄ネジの仮成形部Ａの間において、回転させられたネジ下のリベット８の軸部外周に対して深溝形成用突条１４を押し込むことで、図５（Ｂ）のように、角度の急な複数の深溝７と深溝７間に肉代を移行させた膨出部９を形成し、この膨出部９に突条が食い込むことで、雄ネジ６の傾斜に見合う螺旋の溝１０を形成し、膨出部９における肉代を突条１５の両側軸方向に移行させる。
【００３７】
次に、リベット８の軸部が深溝成形部Ｂに臨むと、上記仮成形部Ａで形成した深溝７に深溝形成用突条１４が嵌まり込むことで、深溝７の形状を修正固定化する。
【００３８】
この深溝成形部Ｂに雄ネジの仮成形用突条１５ａを設けた場合、仮成形用突条１５ａで上記した螺旋の溝１０を押し広げることになる。
【００３９】
続いて、移動ダイス１３の移動に伴ってリベット８の軸部が主成形部Ｃに進入すると、主成形部Ｃの突条１６は出側に向けて漸次広幅になっているので、この突条１６が膨出部９に予め形成されたＶ字状の溝１０を押し広げることで、この膨出部９の肉代を突条１６の両側軸方向に移行させることになり、この工程中において、深溝形成用突条１４が深溝７に嵌まり込むことで、深溝７の形状の崩れ発生を防止する。
【００４０】
このように、雄ネジの仮成形部Ａにおいて、深溝形成用突条１４でリベット８の軸部に深溝７を形成すると同時に、深溝形成用突条１４間に設けた突条１５でＶ字状の溝１０を形成することにより、雄ネジ形成のために肉代を移行させるための下地となるＶ字状の溝１０が同時に形成され、このため、雄ネジの主成形部Ｃにおいて、雄ネジ形成のための突条１６の食い込み位置には、上記下地となるＶ字状の溝１０が予め形成されていることになり、このため、雄ネジの主成形部Ｃにおける突条１６の食い込み時の抵抗や衝撃の発生を有効に抑えることができ、雄ネジ６の形成が円滑に行えることになる。
【００４１】
次に、移動ダイス１３の移動に伴ってリベット８の軸部が仕上げ成形部Ｄに進入すると、この仕上げ成形部Ｄの突条１７で肉代を両側軸方向に押し広げて溝幅を広くする。
【００４２】
この仕上げ成形部の突条１７は、台形の平坦面になっているので、主成形部Ｃで形成された溝１０を両側軸方向に移行させることにより、肉代を突条１７間に押しやり、肉代は両突条１７間に形成された溝１８内に進入する。
【００４３】
上記仕上げ成形部Ｄの突条１７は、台形の平坦面になっているので、平坦面によってリベット８の軸部における深溝形成用突条１４間の部分は円軸状に成形され、しかも、この突条１７は出側に向けて漸次広幅になり、突条１７間の溝１８は逆に出側に向けて漸次狭くなっているので、突条１７で両側軸方向に押し広げられた肉代はこの突条１７間の溝１８に進入し、螺旋状の雄ネジ６に成形される。
【００４４】
上記した螺旋状の雄ネジ６の成形工程において、深溝形成用突条１４は両ダイス１２、１３の全面に設けられているので、仮成形部Ａと主成形部及Ｃび仕上げ成形部Ｄによって雄ネジ６を順次形成していくとき、深溝７は深溝形成用突条１４によって保持され、従って、深溝７の形状の変化がなく、この深溝形成用突条１４間に雄ネジ６が分断された状態で形成され、深溝７は突条１７で仕上げられた軸部に対して一部食い込み状となる。
【００４５】
従って、深溝７を保形したまま雄ネジ６を形成することができ、図５（Ｃ）のように、雄ネジ６が深溝７で分断され、雄ネジ６に対してネジ山と交差するように、ネジ山の谷径よりも深い深溝７が設けられたスクリュウネジ１を１工程で製造することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、固定ダイスと移動ダイスの相対向する転造面のそれぞれに、一定間隔の配置で全面にわたって角度のきつい深溝形成用の突条を設け、この両転造面を入側の先端から後端に向けて、雄ネジの仮成形部、深溝成形部、雄ネジの主成形部、雄ネジの仕上げ成形部に順次設定したので、リベットの軸部に対して最初に深溝を形成してこれを最後まで保形することで、雄ネジの圧造時に深溝が潰れるというようなことがなく、また、リベットの軸部に対して雄ネジの仮成形部に設けた突条で深溝間に凹溝を形成することにより、次の雄ネジの主成形部における突条の食い込みが凹溝部分から始まるので、主成形部の突条の食い込み時における抵抗や衝撃の発生を防ぐことができ、リベットの軸部を円滑に転造加工することができ、精度の高い良質の深溝付きスクリュウネジを製造することができる。
【００４７】
また、深溝付きスクリュウネジを１工程で製造することができ、製作コストの低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る転造ダイスにおける固定ダイスを示す正面図
【図２】固定ダイスの縦断正面図
【図３】固定ダイスの要部構造を示す斜視図
【図４】（Ａ）は転造ダイスにネジ下のリベットを供給した横断面図、（Ｂ）はネジ下のリベットの加工状態の横断面図、（Ｃ）は深溝付きスクリュウネジの加工状態の横断面図
【図５】（Ａ）は深溝付きスクリュウネジの製造に用いるネジ下のリベットの正面図、（Ｂ）は同上に深溝を形成した状態の正面図、（Ｃ）は深溝付きスクリュウネジの正面図
【図６】深溝付きスクリュウネジの拡大した横断面図
【符号の説明】
１ スクリュウネジ
２ 頭部
３ 先端
４ 軸部
５ ブランク部
６ 雄ネジ
７ 深溝
８ ネジ下のリベット
９ 膨出部
１０ 溝
１１ 転造ダイス
１２ 固定ダイス
１３ 移動ダイス
１４ 深溝形成用突条
１５ 突条
１６ 突条
１７ 突条
１８ 谷溝
Ａ 雄ネジの仮成形部
Ｂ 深溝成形部
Ｃ 雄ネジの主成形部
Ｄ 雄ネジの仕上げ成形部
Claims (4)
- 軸部の外周に雄ネジと、この雄ネジと交差する深溝を設けた深溝付きスクリュウを造るための転造ダイスであり、この転造ダイスが、相対向して配置する固定ダイスと移動ダイスの組み合わせからなり、固定ダイスと移動ダイスの相対向する転造面のそれぞれに、全面にわたって角度のきつい深溝形成用突条を一定間隔の配置で設け、この両転造面を入側の先端から後端に向けて、雄ネジの仮成形部、深溝成形部、雄ネジの主成形部、雄ネジの仕上げ成形部に順次設定し、上記雄ネジの仮成形部は、各深溝形成用突条間の位置に、深溝形成用突条と同じかそれよりも低い高さを有し、緩い角度で傾斜すると共に傾斜方向に延長状となる突条が一定間隔の配置で設けられ、上記深溝成形部は、深溝形成用突条だけを設け、雄ネジの主成形部は、各深溝形成用突条間の位置に、深溝形成用の突条よりも低い高さで上記雄ネジの仮成形部に設けた突条の延長状に傾斜し、幅が後端に向かって漸次広くなり、傾斜方向に延長状となるよう形成された突条が一定間隔の配置で設けられ、上記雄ネジの仕上げ成形部は、各深溝形成用突条間の位置に、深溝形成用突条よりも低い高さで上記主成形部の突条の延長状に傾斜し、幅が後端に向かって漸次広くなり、傾斜方向に延長状となるよう形成された雄ネジ仕上げ用の突条が一定間隔の配置で設けられ、この雄ネジの仕上げ成形部において、上記各雄ネジ仕上げ用の突条間に形成される雄ネジ形成谷溝は、後端に位置するものほど幅が漸次狭くなり、その深さは最初の位置では深く途中の位置のものに向かって徐々に浅くなり、途中位置から終端の間に位置するものが同じ深さになっている深溝付きスクリュウの転造ダイス。
- 上記深溝成形部は、深溝形成用突条の間に、雄ネジの仮成形用突条が、上記雄ネジの仮成形部に設けた突条の延長状の配置となり、雄ネジの仮成形部から雄ネジの主成形部に向かって徐々に低くなるように設けられている請求項１に記載の深溝付きスクリュウの転造ダイス。
- 上記雄ネジの仮成形部に設けた突条と、深溝成形部に設けた雄ネジの仮成形用突条のそれぞれの幅が、雄ネジの主成形部に設けた突条の深溝成形部側先端の幅と同じ幅に設定されている請求項２に記載の深溝付きスクリュウの転造ダイス。
- 請求項１乃至３の何れかに記載の転造ダイスを用い、固定ダイスと移動ダイスでネジ下のリベットを挟み付け、移動ダイスの移動により、このリベットの円軸部外周に、先ず、雄ネジの仮成形部において、深溝形成用突条を押し込むことで、角度の急な縦方向の深溝を複数形成すると同時に、深溝間に肉代が移行して形成された膨出部に突条で雄ネジの傾斜に見合う溝を形成し、次に、深溝成形部において、角度の急な深溝に深溝形成用突条を押し込むことで深溝の成形を行い、雄ネジの主成形部において、角度の急な深溝に深溝形成用突条を押し込ながら膨出部分に形成された溝を突条で押し広げることで肉代を突条間に移行させ、雄ネジの仕上げ成形部において、深溝形成用の突条で深溝を保形しながら、上記溝を雄ネジ仕上げ用の突条で軸方向に押し広げることで雄ネジ形成用の突条間の谷溝に肉代を移行させることにより、この谷溝によって深溝で分断された雄ネジを形成する深溝付きスクリュウの製造方法。
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