JP2003278729A - 切欠付きねじ部品及びその製造方法 - Google Patents

切欠付きねじ部品及びその製造方法

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博道 水野
Yoshito Kasagi
吉人 笠木
Michiaki Ogo
道明 小郷
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    • B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ねじ転造によりねじ山と同時に形成された塗
装除去用の切欠を有する切欠付きねじ部品及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 締結工具と係合する頭部３に連設された
ねじ部品素材の軸部５を、転造面にねじ山形成用の突条
に交叉する山形突条が設けられた転造ダイスによりねじ
転造することによって、軸部５にねじ山４を形成すると
ともに、ねじ山４の先端近傍には塗装除去用の切欠１１
をねじ山４と交叉する方向に形成する。この切欠１１の
谷径を、螺合する雌ねじの内径より大きいものすること
によってねじ山剪断強度の低下を防止することができ、
従って、切欠１１が形成されたねじ山４を通常のねじ山
４として扱うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ねじ込み時にナッ
トの内面に付着している塗装を除去しながらねじ込むこ
とのできる切欠付きねじ部品及びその製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】ボルトやタッピンねじなどのねじ部品に
ねじ込み時にナットの内面に付着した塗装を除去するた
めの切欠を形成する従来の方法として、例えば図１１に
示すように、軸部５１からテーパ状のねじガイド部５２
にかけて切削により切欠５３を形成する方法が知られて
いる。しかしながら、この切削により切欠５３を形成す
る方法は、ボルトフォーマーなどの成形機を用いて塑性
加工によりねじ部品素材を成形した後に、ねじ転造と切
削という二つの工程によりそれぞれねじ山５４と切欠５
３とを形成する必要があり、従って、加工工程が増加し
て製造コストが上昇する。材料の歩留りが悪い。また、
切欠５３のうち軸部５１にかかって形成された部分のみ
が塗装を剥離することができるが、この部分は長さが短
いので塗装除去性能が劣るという問題があった。また、
従来の切欠５３を有するねじ山５４は、切欠５３の部分
を締結完了時に雌ねじと螺合させた場合に、その切欠５
３の大きさからねじ山５４の剪断強度が低くなるため、
締結完了時には雌ねじと螺合しない状態としていた。こ
のため、雌ねじと螺合しない先端部分の長さにより使用
が制限されることがあった。また、従来のねじ部品の圧
造時に切欠５３を形成した後ねじ転造を行う方法におい
ては、切欠５３形成のための切削工程を必要としない
が、切欠５３が転造圧により押圧されて切れ刃となるエ
ッジがだれてシャープさに欠け、その結果塗装除去性能
に劣るという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、ねじ転造によりねじ山と同時に切欠
を形成してシャープな塗装除去用の切欠を有する切欠付
きねじ部品及びその製造方法を提供するためになされた
ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の切欠付きねじ部品は、締結工具と
係合する頭部と、該頭部に連設されてねじ山が形成され
た軸部とからなり、軸部の先端近傍に位置する前記ねじ
山には、このねじ山の転造加工と同時に形成された切欠
がねじ山と交叉する方向に設けられていることを特徴と
するものである。また、本発明の切欠付きねじ部品の製
造方法は、締結工具と係合する頭部に連設されたねじ部
品素材の軸部を、転造面にねじ山形成用の突条に交叉す
る山形突条が設けられた転造ダイスによりねじ転造する
ことによって、軸部にねじ山を形成するとともに、軸部
の先端近傍に位置する前記ねじ山には切欠をねじ山と交
叉する方向に形成することを特徴とするものであり、軸
部の先端にねじガイド部を連設することができ、また、
切欠の谷径を、螺合する雌ねじの内径より大きいものと
するのが望ましい。
【０００５】本発明の切欠付きねじ部品の製造方法は、
ねじ部品素材の軸部をねじ転造してねじ山を形成するの
に際して、転造面にねじ山形成用の突条に交叉する山形
突条が設けられた転造ダイスによりねじ転造するので、
ねじ山の形成と同時にシャープなエッジを有する塗装除
去用の切欠をねじ山と交叉する方向に形成することがで
きる。また、切欠の谷径を螺合する雌ねじの内径より大
きいものとすることにより、切欠の部分を締結完了時に
雌ねじと螺合させた場合に、ねじ山の剪断面積の減少を
防止して、ねじ山の剪断強度の低下を防止することがで
きる。従って、本発明における切欠は、ねじ山の剪断面
積の減少を防止して、ねじ山剪断強度の低下を防止する
ことができるので、通常のねじ山と同様に取り扱うこと
ができるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照しつつ本発明の
好ましい実施形態を示す。図１〜３は本発明の切欠付き
ねじ部品を示す図であって、このねじ部品は特開２００
０−１８２２６号公報に開示されたボルトに切欠を付け
たものであって、締付け時或いは取り外し時に締結工具
と係合する係合部１と着座面となるフランジ部２とが形
成された頭部３と、この頭部３に連設されてねじ山４が
所定のリード角とピッチでもって形成された軸部５と、
該軸部５の先端に形成されたねじガイド部８とからなる
ものである。ねじガイド部８は、軸部５との間に傾斜部
６が形成されていて、その先の定径柱状部９は軸部５よ
り小径であって、軸部５のねじ山４と連通する案内ねじ
山７が形成されている。なお、このねじ部品にはワッシ
ャーＷが装着されている。また、ねじガイド部８は先に
行くほど細くなる単なるテーパー状のものであってもよ
く、ねじ部品がねじガイド部８を有しない通常のボルト
などであっても差し支えはない。また、頭部３の形状や
ワッシャーＷの有無も何ら限定されるものではない。
【０００７】ねじ部品の軸部５とねじガイド部８との境
界近傍に位置するねじ山４には、このねじ山４の転造加
工と同時に形成された塗装除去用の切欠１１が軸部５外
周に１２０°間隔で３ヵ所設けられている。切欠１１は
４つや５つなど適宜の数とすることができる。この切欠
１１は、図４にも示すように軸部５の軸方向に平行に形
成されていてねじ山４と交叉している。また、切欠１１
の谷は、図５にも示すようにねじ山４の谷径１２に達し
ない深さに形成されていて、且つ、切欠１１の谷径１５
が螺合する雌ねじ１０の内径を超えて小さくならないよ
うに形成されている。即ち、切欠１１の谷径１５を雌ね
じ１０の内径より大きく形成することで、ねじ山剪断面
積の減少を回避することができ、ねじ山４の剪断強度を
確保して、切欠１１の部分を締結完了時に雌ねじと螺合
させた場合にねじ山４の剪断強度の低下を防止すること
ができる。即ち、切欠１１が形成されていても切欠１１
のない通常のねじ部品と同じねじ山４の剪断強度を持つ
ねじ部品として扱うことができる。
【０００８】一般的にナットのボルト締めにおいてはナ
ットの強度を上げてボルト軸部破断を起こすように設計
しているが、切欠１１がある場合には強度が低下し、ね
じ山剪断破壊を起こすことがある。ねじ山剪断の場合、
雄ねじの剪断面は雌ねじ１０の内径面である。従来の切
欠付きボルトの切欠１１はねじ谷にまで入り、雄ねじの
剪断面より内側に入っているため、切欠１１が雌ねじ１
０に螺合して締付けられる場合において、ボルトのねじ
山剪断面積が減少し、ねじ山４の強度が低下することに
より、雄ねじ抜けを起こしやすくなる。よって、従来の
切欠１１を有するねじ山４は完全ねじ山と同等に扱うこ
とはできなかった。しかしながら、上記したように本発
明においては、切欠１１の谷径１５を雌ねじ１０の内径
以下に小さくならないように形成することで、ねじ山剪
断面積の減少を回避することができ、従って、ねじ山４
の剪断強度を切欠１１のない場合と同じに確保すること
ができる。
【０００９】なお、切欠１１の谷径１５を螺合する雌ね
じ１０の内径に近づけるのが、ねじ部品の強度を確保し
て、塗装の削り残しを発生させることがないので望まし
い。切欠１１はおおよそＶ字型のものであるが、ねじ部
品締付け回転時にナットの雌ねじ１０に付着した塗装を
除去する面となる谷フランク１３はその対向する谷フラ
ンク１４より傾斜が小さく形成されて、谷フランク１３
側のエッジをシャープに形成して塗装除去性能を高いも
のとしている。例えば、軸心から伸びる法線Ｈに対して
谷フランク１３は２７°の傾斜、谷フランク１４は６８
°の傾斜としてある。これらの角度は任意の角度に設定
することができる。
【００１０】軸部５にねじ山４と切欠１１とを同時に形
成するには、図６に示すごとき転造ダイスを用いる。こ
の転造ダイスは平ダイスであって、一方が固定ダイス２
１であり、他方が移動ダイス２２であるが、固定ダイス
２１の転造面にはねじ山４形成用の突条２３が多数本斜
めに形成されており、転造面の終端部付近には図７に示
す切欠１１形成用の山形突条２４が形成された入れ子２
５が３本山形突条２４の長手方向がねじ山４形成用の突
条２３と交叉するように装着されている。
【００１１】この入れ子２５が装着された固定ダイス２
１と移動ダイス２２との間に、図８に示すようにねじ部
品素材を一端から投入することによって、軸部５がねじ
転造されて、他端からねじ山４と切欠１１とが同時に形
成されたねじ部品が排出されて、切欠付きねじ部品を製
造することができる。上記したように山形突条２４は転
造面の終端部付近に形成されているのでねじ転造によっ
て切欠１１のエッジがだれることなくエッジはシャープ
な切れ刃として働くことができる。なお、上記した実施
形態においては、転造ダイスとして平ダイスを用いた
が、転造ダイスとしてロータリー式のものを適宜用いる
ことができる。また、入れ子２５を用いず転造面に直接
山形突条２４を設けることも可能である。
【００１２】以下に本発明の切欠付きねじ部品の性能を
試験した結果について説明する。 〈試験１〉図１に示した本発明の切欠付きボルトと、図
１１に示した圧造時に切欠を形成したのちねじ転造を行
った従来の３点切欠付きボルトを用いて、両者の塗装除
去性能を試験した。即ち、切欠付きボルトと３点切欠付
きボルトのそれぞれ１５本を塗装ナットにねじ込んで、
ねじ込み前後の重量差から塗装剥離量を求めた。その結
果の平均値を図９に示すが、本発明の切欠付きボルトは
従来の３点切欠付きボルトの約２倍という優れた塗装除
去性能を示した。これは切欠付きボルトの切欠が十分な
長さと、切れ刃としてシャープなエッジを有しているの
に対し、３点切欠付きボルトの切欠は塗装剥離に有効な
部分が短く、また、切れ刃となるエッジが転造圧により
だれていることによる。本試験により本発明の切欠付き
ねじ部品は優れた塗装除去性能を有していることを確認
した。
【００１３】〈試験２〉また、塗装ナットに上記２種の
ねじ部品をねじ込んだ時のトルクの変化を試験調査し
た。図１０は本発明の切欠付きボルトと従来の３点切欠
付きボルトの回転数に伴うトルクの変化を示す図である
が、塗装除去性能の劣る３点切欠付きボルトにおいては
塗装が完全に除去されずに残存して雌ねじとねじ山との
間に食い込むので回転に伴いトルクは徐々に増加してい
る。これに対し、本発明の切欠付きボルトは回転初期に
トルクが急激に増大し、以後トルクが大きく低下してい
る。これは回転初期に塗装が剥離されるためトルクが急
激に増加するが、切欠が塗装部分を通過すれはその跡は
塗装が完全に剥離されているためにトルクが低下するこ
ととなるからである。本試験により本発明の切欠付きね
じ部品はねじ込み時のトルクが小さく円滑にして確実に
締付けを行うことができることを確認した。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の切欠付
きねじ部品の製造方法は、ねじ部品素材の軸部をねじ転
造してねじ山を形成するに際して、転造面にねじ山形成
用の突条に交叉する山形突条が設けられた転造ダイスに
よりねじ転造するので、軸部にねじ山の形成と同時に塗
装除去用の切欠をねじ山と交叉する方向に形成すること
ができ、従って、加工工程の増加を招くことがない。ね
じ転造により切欠を形成するので、通常のボルトやねじ
ガイド部を有するボルトなど種々の形状のねじ部品に切
欠を形成することができる。この切欠は十分な長さとシ
ャープなエッジを有しているために、本発明の切欠付き
ねじ部品は従来よりも塗装除去性能が極めて優れてお
り、また、ねじ込み時のトルクも大幅に小さいので締付
け作業を容易に行うことができる。また、切欠の谷径を
螺合する雌ねじの内径より大きいものとすることによ
り、切欠の部分を締結完了時に雌ねじと螺合させた場合
にねじ山剪断面積が減少しなくなるため、通常ねじ山と
して使用しても軸部破断よりも前にねじ山が剪断するの
を防ぐことができる。従って、本発明の切欠付きねじ部
品は、安価にして塗装除去性能に優れ、且つ、ねじ込み
作業を円滑かつ確実に行うことができるものとして工業
的価値が極めて大なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の切欠付きねじ部品の正面図と平面図
である。
【図２】 本発明の切欠付きねじ部品の先端部拡大正面
図である。
【図３】 図２のＡ−Ａ部断面図である。
【図４】 切欠が形成されたねじ山の拡大平面図であ
る。
【図５】 本発明の切欠付きねじ部品とナットとの螺合
状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】 ねじ転造とともに切欠を形成するための一組
の転造ダイスの斜視図である。
【図７】 固定ダイスに装着された入れ子を示す断面図
である。
【図８】 ねじの転造工程を示す斜視図である。
【図９】 本発明の切欠付きボルトと従来３点切欠付き
ボルトの塗装剥離量を示す棒グラフである。
【図１０】 本発明の切欠付きボルトと従来３点切欠付
きボルトの締付け回転によるトルクの変化を示す比較グ
ラフである。
【図１１】 従来の３点切欠付きボルトの先端部正面図
と底面図である。
【符号の説明】
３ 頭部 ４ ねじ山 ５ 軸部 ８ ねじガイド部 １１ 切欠
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小郷 道明 愛知県丹羽郡大口町高橋１丁目８番地 株 式会社青山製作所大口工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 締結工具と係合する頭部と、該頭部に連
    設されてねじ山が形成された軸部とからなり、軸部の先
    端近傍に位置する前記ねじ山には、このねじ山の転造加
    工と同時に形成された切欠がねじ山と交叉する方向に設
    けられていることを特徴とする切欠付きねじ部品。
  2. 【請求項２】 軸部の先端にねじガイド部が連設されて
    いる請求項１に記載の切欠付きねじ部品。
  3. 【請求項３】 切欠の谷径が、螺合する雌ねじの内径よ
    り大きいものである請求項１又は２に記載の切欠付きね
    じ部品。
  4. 【請求項４】 締結工具と係合する頭部に連設されたね
    じ部品素材の軸部を、転造面にねじ山形成用の突条に交
    叉する山形突条が設けられた転造ダイスによりねじ転造
    することによって、軸部にねじ山を形成するとともに、
    軸部の先端近傍に位置する前記ねじ山には切欠をねじ山
    と交叉する方向に形成することを特徴とする切欠付きね
    じ部品の製造方法。
  5. 【請求項５】 軸部の先端にねじガイド部を連設する請
    求項４に記載の切欠付きねじ部品の製造方法。
  6. 【請求項６】 切欠の谷径を、螺合する雌ねじの内径よ
    り大きいものとする請求項４又は５に記載の切欠付きね
    じ部品の製造方法。
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