JP2002139013A - 溝付きナットおよびその製造方法 - Google Patents
溝付きナットおよびその製造方法Info
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Abstract
部の一端部に設けられた外周が多角形状の頭部と、該頭
部と軸部との境界部に設けられた周溝とを有する溝付き
ナットの強度の向上や生産性の向上等を実現することを
課題とする。 【解決手段】 中央にネジ穴の下穴が形成された円柱状
素材の一端部を圧造加工により縮径して外径を他の部分
より小径とすると共に、分割型24…24を用いて、こ
の小径部の基端側を拘束しながら先端側を圧造加工によ
って拡径することにより、軸部の一端側に、先端の頭部
とこれに続く周溝とを有する溝付きナットの準完成品d
を形成する。
Description
れてボルト等の締結に用いられる溝付きナットに関し、
締結技術分野に属する。
ットを取り付ける場合、例えば特開2000−1552
7号公報に開示されているようなかしめナット装置が知
られている。これは、ダイスに載置した金属板の下穴に
上方からナットを圧入して、その先端部を拡径させるこ
とにより、該ナットを金属板に取り付けるようにしたも
のである。
柔軟な材料にナットを取り付ける場合に用いられるセル
フクリンチングナット等と称せられる溝付きナットが知
られている。
を有する円柱状の軸部と、該軸部の一端部に設けられた
外周が多角形状の頭部と、該頭部と軸部との境界部に設
けられた周溝とを備えた形状で、アルミ板等の被取付部
材に予め設けられた取付け穴に軸部を挿通した状態で、
プレス等によって頭部を被取付部材に押し込めば、この
頭部の押し込みによって生じる被取付部材の塑性変形に
よって該部材の肉が上記周溝内に流入することにより、
該ナットの全体が、多角形状の頭部の圧入によって回り
止めされた状態で、被取付部材に固着されるように構成
されたものである。
て取り付ける場合に比較して、その取付け作業が容易化
され、当該装置や機器の生産性が向上することになる。
ナットは、断面形状が頭部の形状に対応する多角形をし
たバー材を用い、これを所定寸法に切断した上で、切削
加工によって軸部や周溝を形成していたため、次のよう
な欠点を有していた。
該周溝部で素材のファイバーフローが切断されることに
なる。一方、この周溝部は他の部位よりも径が小さく、
また中空の場合には肉厚も薄くなる部位であると共に、
応力が集中し易い部位であり、そのため、この周溝部で
強度が不足し、該周溝部から破断し易くなるのである。
削加工により形成する工具も刃先が細いものとなり、そ
のため該工具の折損や摩耗等が生じ易く、作業能率の低
下やコストの増大等の原因となるのである。
有し、かつ製造時における工具の折損等を生じない溝付
きナットを実現することを課題とする。
め、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
央にネジ穴を有する円柱状の軸部と、該軸部の一端部に
設けられた外周が多角形状の頭部と、該頭部と軸部との
境界部に設けられた周溝とを有する溝付きナットにおい
て、上記周溝が塑性加工によって形成されていることを
特徴とする。
素材のファイバーフローが切断されることがなく、した
がって、肉厚が他の部位よりも薄く或いは径が小さくて
も所要の強度が確保されることになる。
央にネジ穴を有する円柱状の軸部と、該軸部の一端部に
設けられた外周が多角形状の頭部と、該頭部と軸部との
境界部に設けられた周溝とを有する溝付きナットの製造
方法に関するもので、中央にネジ穴の下穴が形成された
円柱状素材の一端部を圧造加工により縮径して外径を他
の部分より小径とすると共に、分割型を用いて、この小
径部の基端側を拘束しながら先端側を圧造加工によって
拡径することにより、先端の頭部とこれに続く周溝とを
形成することを特徴とする。
周溝部でファイバーフローが切断されていない溝付きナ
ットが製造されると共に、周溝を形成するための刃先の
細い工具が不要となるから、該工具の折損や早期摩耗等
が回避されることになる。
求項2の発明において、頭部を圧造加工によって成形す
るときに、該頭部の外周を多角形状に成形することを特
徴とし、また、請求項4に記載の発明は、同じく請求項
2の発明において、頭部を圧造加工によって成形した
後、トリミング加工により該頭部の外周を多角形状に成
形することを特徴とする。
れば、頭部の多角形状が、例えば六角形等の比較的単純
な形状の場合に、該頭部を多角形状に形成するための他
の工程が不要となる。
角形状が、セレーションや歯車状等の比較的複雑な場合
でも、これを精度よく形成することが可能となる。
て説明する。
説明すると、図1、図2に示すように、この溝付きナッ
ト1は、円柱状の軸部2と、該軸部2の一端部に設けら
れた外周がセレーション状の頭部3と、該軸部2と頭部
3との境界部に設けられた周溝4とを有し、かつ、中央
に軸方向に貫通するネジ穴5が設けられている。なお、
上記頭部3の形状は、セレーション状以外に、歯車状、
六角形状等の他の多角形状としてもよい。
上記周溝4が切削加工ではなく、圧造や鍛造等の塑性加
工によって形成されている。
と、図1に鎖線で示すように、アルミ板等の被取付部材
Aに予め該ナット1の軸部2に対応する径の穴A1を形
成しておき、この穴A1に該ナット1の軸部2を挿通す
る。そして、プレスB等により該ナット1の頭部3を被
取付部材Aの一方の面A2に押し込む。このとき、被取
付部材Aの上記面A2における穴周囲の肉部A3が、ナ
ット1の頭部3の押圧によって塑性変形し、図3に示す
ように、ナット1の軸部2と頭部3との間の周溝4内に
流入する。これにより、該ナット1が、多角形状の頭部
3によって回り止めされた状態で、被取付部材Aに固着
されることになる。
上記周溝4が切削加工ではなく、圧造や鍛造等の塑性加
工によって形成されているので、該周溝部で素材のファ
イバーフローが切断されておらず、したがって、他の部
位より肉厚が薄く、また径が小さくても所要の強度が確
保されており、応力集中等によって破断したりすること
がない。
ト1においては中央のネジ穴5が貫通しているが、図4
に示す溝付きナット1′のように、ネジ穴5′が非貫通
とされる場合もある。
態について説明する。
式圧造成形機の概略の構成を示す平面図で、この成形機
10は、本体11の中央に設けられた作業スペース12
の一方の面にダイブロック13を設け、該ダイブロック
13に複数のダイユニット141〜145を配設すると
共に、これに対向する面には、ダイブロック13に対し
て接近、離反するラム15を配置し、該ラム15に、上
記ダイユニット141〜145にそれぞれ対向させて複
数のパンチユニット161〜165を配設した構成で、
各対向するダイユニット141〜145とパンチユニッ
ト161〜165とで、複数段(図例では5段)の圧造
ステーションS1〜S5が構成されている。
ッター装置17が備えられ、該カッター装置17によっ
て線材aを所定寸法に切断することにより素材bが形成
される。そして、この素材bが上記圧造ステーションS
1〜S5に順次供給されて所定の加工が施されることに
より、図1、図2に示すような溝付きナットが形成され
るようになっている。
ンのうち、本発明の特徴部分を構成する第4圧造ステー
ションS4についてさらに詳しく説明する。
る中間製品cは、図6に示すように、中央にネジ穴の下
穴c1が形成された円柱状素材c2の一端部を圧造加工
により縮径して小径部c3としたものである。
の中間製品cから、図7に示すように、中央にネジ穴の
下穴d1を有すると共に、軸部d2の一端部に円形の頭
部d3が設けられ、かつ該軸部d2と頭部d3との境界
部に周溝d4が形成されてなる準完成品dを形成する。
S4を構成するダイユニット144は、ダイブロック1
3に嵌合されたダイケース21を有し、該ダイケース2
1内の奥部にスペーサ22が、その手前側に荷重受け部
材23がそれぞれ収納されていると共に、該ダイケース
21の前部には、4個の分割ダイス24…24が収納さ
れている。
ホルダ24aにダイス本体24bをボルト24c、24
cを用いて取り付けた構造で、図9に示すように、中心
角が90℃の扇形とされて、4個集合させたときに円形
を成すように構成されている。そして、4個集合したと
きに、各分割ダイス24…24の内周面により、図7に
示す準完成品dの外形形状に対応するキャビティが形成
されるように構成されており、特に、各ダイス本体24
bの内周面には、準完成品の周溝を形成するための内方
へ突出する突起部24b′がそれぞれ設けられている。
向する分割面間には、これらの面を離反させて全体を拡
径させるスプリング25…25がそれぞれ介設されてい
る。
24…24の外周面24d…24dは、集合させた状態
で奥方ほど径が小さくなる円錐面を構成する形状とされ
ていると共に、これらの分割ダイス24…24が収納さ
れたダイケース21の前部内周面21aも同様の円錐面
とされている。
置されたリング部材26と上記荷重受け部材23との間
には、各分割ダイス24…24を前方へ押し出すスプリ
ング27が備えられていると共に、ダイケース21の前
端部には、該スプリング27による分割ダイス24…2
4の前方への飛び出しを防止するための中央が開口され
たカバー部材28が取り付けられている。
央にはスリーブ部材29が配置されていると共に、該ス
リーブ部材29にピン部材30が挿通されている。
イス24…24がスプリング27の付勢力に抗して奥方
に押し込まれたときに、これらのダイス24…24によ
って形成されるキャビテイ内に突入して、その端面を構
成するように設けられており、また、該スリーブ部材2
9の後方には複数のエジェクトピン31…31が配置さ
れ、成形動作後にこれらのエジェクトピン31…31を
介してスリーブ部材29が前方へ押出されることによ
り、上記キャビティ内の成形品が前方へ排出されるよう
になっている。
上記スペーサ部材22との間に備えられたスプリング3
2により前方へ付勢されており、前端部が上記分割ダイ
ス24…24によって形成されるキャビテイを貫通して
前方へ突出するように設けられている。
成するパンチユニット164は、パンチホルダ41を介
してラム15に固定されたパンチケース42を有し、該
パンチケース42内に、筒状の外側パンチ43と、同じ
く筒状の中間パンチ44と、軸状の内側パンチ45と
が、順次先端部を前方へ突出させた状態で、三重に保持
されている。
材46に固着されて上記パンチケース42内に前後に摺
動可能に収納されていると共に、該取付部材46とパン
チケース42との嵌合部に設けられた段付き部xで両者
の段付き面が当接するまで前方(ダイブロック13側)
へ突出するように、スプリング47によって付勢されて
いる。
43内に前後に摺動可能に嵌合されていると共に、その
嵌合部に設けられた段付き部yで両者の段付き面が当接
するまで前方に突出するように、スプリング48によっ
て付勢されている。
チ44内に前後に摺動可能に嵌合されていると共に、上
記各パンチと同様に、嵌合部に設けられた段付き部zで
両者の段付き面が当接するまで前方に突出するように、
スプリング49によって付勢されている。
り、図6に示す中間製品cが図7に示す準完成品dに成
形されるプロセスを説明する。
材供給装置(図示せず)により、第4圧造ステーション
S4のダイユニット144の前方に供給された状態で、
ラム15が前進すると、まず、パンチユニット164の
最も前方に突出している内側パンチ45の先端部が中間
製品cをダイユニット144側に押し込むことにより、
該中間製品cがダイユニット144における4個の分割
ダイス24…24の中央部に位置するピン部材30の先
端部に挿入される。
り、図10に示すように、上記内側パンチ45の先端
が、上記ピン部材30をスプリング32に抗して奥方へ
押し込みながら、該ピン部材30に挿入された中間製品
cを、その後端部がスリーブ部材29の前端部に当接す
るまで押し込む。また、このとき、中間パンチ44及び
外側パンチ43が分割ダイス24…24の前端面に順次
当接する。
進すると、図11に示すように、上記中間パンチ44及
び外側パンチ43が、パンチケース42内に相対的に後
退しながら全体としては前方へ移動して、上記分割ダイ
ス24…24をスプリング27の付勢力に抗してダイケ
ース21内に押し込む。
面24d…24dは奥方ほど径が小さくなる円錐面とさ
れていると共に、これらの分割ダイス24…24が収納
されたダイケース21の前端部内周面21aも同様の円
錐面とされているので、各分割ダイス24…24は、図
9に示すスプリング25…25の付勢力に抗して、この
ダイケース21の円錐面21aに案内されながら互いに
接近し、全体が集合する。
間製品cの外周面が各分割ダイス24…24の内周面に
よって絞め込まれて、これらの分割ダイス24…24に
よって構成されるキャビティの形状に成形され、図7に
示すように、軸部d2と頭部d3と周溝d4とを有する
準完成品dが製造されることになる。
は、中間製品cの小径部c3の基端部を分割ダイス24
…24の内面の突起部24b′…24b′によって拘束
しながら先端部を拡径することによって形成されるか
ら、軸部d2から周溝d4を介して頭部d3に至る範囲
で、素材のファイバーフローが切断されることがない。
成品dが製造されると、ラム15と共にパンチニット1
64がダイブロック13側から後退することにより、ダ
イケース21内の分割ダイス24…24はスプリング2
7により前方へ押し出されながら、図9に示すスプリン
グ25…25により互いに離反されて全体が拡径し、準
完成品dを解放する。そして、その後エジェクトピン3
1…31が前進することにより、準完成品dはスリーブ
部材29を介してダイケース21内から排出される。
トの準完成品dが形成されることになるが、この準完成
品dは、第5ステーションS5で頭部がセレーション状
にトリミングされる。そして、その後、当該圧造成形機
10の外部で中央の下穴d1にメネジが形成され、これ
により、図1、図2に示す最終製品としての溝付きナッ
ト1が形成されることになる。
純な形状であるときは、第4圧造ステーションS4で頭
部を拡径するときに、この形状に成形することも可能で
ある。
していないナット1′を製造するときには、図12、図
13に示すように、中間製品c′及び準完成品d′にお
けるネジ穴の下穴c1′、d1′も、貫通しないものと
なる。
ジ穴を有する円柱状の軸部と、該軸部の一端部に設けら
れた外周が多角形状の頭部と、該頭部と軸部との境界部
に設けられた周溝とを有する溝付きナットとして、上記
周溝部において素材のファイバーフローが切断されてい
ないナットが得られることになる。
上記周溝部の肉厚が他の部位よりも薄く或いは径が小さ
くても所要の強度が確保されているので、被取付部材へ
の取付時やその後の使用中に、応力集中等によって上記
周溝部から破断することが防止される。
い切削工具が不要となるから、該工具の折損や早期摩耗
による作業能率の低下等が回避されることになる。
断面正面図である。
図である。
正面図である。
造方法で用いる多段式圧造成形機の概略平面図である。
断面正面図である。
面図である。
ションの構成を示す断面図である。
構成する分割ダイスの正面図である。
面図である。
る。
半断面正面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 中央にネジ穴を有する円柱状の軸部と、
該軸部の一端部に設けられた外周が多角形状の頭部と、
該頭部と軸部との境界部に設けられた周溝とを有する溝
付きナットであって、上記周溝が塑性加工によって形成
されていることを特徴とする溝付きナット。 - 【請求項2】 中央にネジ穴を有する円柱状の軸部と、
該軸部の一端部に設けられた外周が多角形状の頭部と、
該頭部と軸部との境界部に設けられた周溝とを有する溝
付きナットの製造方法であって、中央にネジ穴の下穴が
形成された円柱状素材の一端部を圧造加工により縮径し
て外径を他の部分より小径とすると共に、分割型を用い
て、この小径部の基端側を拘束しながら先端側を圧造加
工によって拡径することにより、先端の頭部とこれに続
く周溝とを形成することを特徴とする溝付きナットの製
造方法。 - 【請求項3】 頭部を圧造加工によって成形するとき
に、該頭部の外周を多角形状に成形することを特徴とす
る請求項2に記載の溝付きナットの製造方法。 - 【請求項4】 頭部を圧造加工によって成形した後、ト
リミング加工により該頭部の外周を多角形状に成形する
ことを特徴とする請求項2に記載の溝付きナットの製造
方法。
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