JP2006170331A - Bolt with locking projection, and its manufacturing method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばドラム缶の開口部に巻き付けて固定する固定リングや、電柱の側面に巻きつけて固定する締め付けバンド等の端部に装着し、これらのリングやバンドを緊締する際に使用する係止突起付きボルトとその製造方法及び製造装置に関する。 The present invention is, for example, attached to an end portion of a fixing ring that is wound around and fixed to an opening of a drum can or a fastening band that is wound around and fixed to a side surface of a utility pole, and is used when tightening these rings and bands. The present invention relates to a bolt with a stop projection, a manufacturing method thereof, and a manufacturing apparatus.
従来、ドラム缶の開口部に巻き付けて蓋を固定する固定リングや、電柱の側面に巻きつけて固定する締め付けバンド等の端部に装着し、これらの固定リングや締め付けバンドを緊締する際に使用する係止突起付きボルトとして、例えば、引用文献1に記載されている当止部付きボルトが使用されている。
Conventionally, it is attached to the end of a fixing ring that wraps around the opening of a drum can and fixes the lid, or a fastening band that wraps around the side of the utility pole and fastens, and is used to tighten these fixing rings and tightening bands. As a bolt with a locking projection, for example, a bolt with a stopper described in
この当止部付きボルトは、ドラム缶等の周囲に巻き付ける固定リングの開放端部に屈曲部を設け、該屈曲部相互にボルトを挿通して緊締するものである。引用文献1に記載の当止部付きボルトは、板状に形成された当止部の一面に、スポット溶接用の尖状突起を形成し、該尖状突起とボルト頭部の周側面とをスポット溶接するように形成したものである。
This bolt with a stopper is provided with a bent portion at an open end of a fixing ring wound around a drum can or the like, and the bolt is inserted between the bent portions to be tightened. The bolt with a retaining portion described in the cited
溶接手段を用いずに、特殊な形状を成したボルトを鍛造手段で成型する製造方法として、例えば特許文献2及び特許文献3に記載された製造方法がある。特許文献2に記載の製造方法は、球頭部と柄部とから成るアイボルトにおいて、冷間鍛造により柄部を仕上げ成型し、この柄部を除いた球頭部を温間鍛造成型する製造方法である。このような製造方法では、冷間鍛造で仕上げ成形した柄部の強度を高くすると共に、温間鍛造で成型する球頭部の成型を容易にすることができる。
As a manufacturing method in which a bolt having a special shape is formed by a forging means without using a welding means, for example, there are manufacturing methods described in
一方、特許文献3に記載の製造方法は、強度の高いコネクタボルトを製造する方法に係るもので、円筒形のパイプ材に、冷間鍛造絞り加工や冷間鍛造据え込み加工等を施してコネクタボルトを製造する方法が記載されている。
特許文献1に記載された当止部付きボルトは、板状に形成された当止部の一面に、スポット溶接用の尖状突起を形成し、該尖状突起とボルト頭部の周側面とをスポット溶接するように形成したものであるから、繰り返し使用して溶接部に金属疲労が生じた場合や、溶接が不十分な場合などに、当該ボルトを強く緊締すると、当止部がボルト頭部から外れるおそれがあった。
The bolt with a retaining portion described in
一方、特許文献2及び特許文献3に記載の製造方法のように、鍛造成型による製造方法によると、溶接手段に比べて強度の高いボルトの製造が可能である。ところが、特許文献2の如く、ボルトの頭部を温間鍛造で成型した場合、冷間鍛造よりも強度が劣ることがある。すなわち、冷間鍛造では、鍛造するブランクの繊維組織を切断せずにそのまま生かした鍛造が可能になり、この繊維組織に直交する強度等を高めることができるが、温間鍛造では成型が容易になる反面、この繊維組織が切断されるので、冷間鍛造より強度が劣るものである。したがって、ボルトを鍛造成型する場合、温間鍛造よりも冷間鍛造による製造方法が、ボルトの強度を高めることが可能になる。
On the other hand, according to the manufacturing method by forging as in the manufacturing methods described in
ところが、特許文献3の製造方法の如く、冷間鍛造による製造方法でも、円筒形のパイプ材を使用する製造方法では、線材の繊維組織を生かすことは困難になる。つまり、ブランクの繊維組織とは、インゴットから圧延して棒状のブランクを形成する際に、ブランクの長手方向に沿って繊維組織が連続的に形成されるもので、この繊維組織を切断せずに生かすことでボルトの強度を高めることができる。したがって引用文献3の如く、パイプ材をブランクとして冷間鍛造する場合、パイプ材を形成する時点で既に繊維組織が少なくなっているので、この繊維組織を生かした強度を得ることは不可能である。
However, even in the manufacturing method using cold forging as in the manufacturing method of
特許文献1に記載の当止部付きのボルトの如く、頭部側面に係止突起を設けた特殊な形状のボルトを冷間鍛造で成型するには、この繊維組織を生かした製造方法が強度上、極めて有効である。ところが、このようなボルトを冷間鍛造しようとすると、係止突起を形成する際に、大きなバリが生じる他、係止突起の方向に肉が動かず、頭部が大きく偏芯するなど、その後の調整が困難となり、製造工程の中段を余儀なくされていた。しかも、頭部が大きく偏芯する際に、繊維組織が切断する可能性もあるので、強度が低下するおそれもある。この結果、係止突起付きボルトの鍛造方法において、繊維組織を利用した冷間鍛造は現実的でないとされ、現状では、加工が容易な温間鍛造が用いられるか、特許文献1の如く、ボルト鍛造後に係止突起を溶接した係止突起付きボルトが使用されていた。
In order to form a specially shaped bolt with a locking protrusion on the side of the head, such as a bolt with a stopper described in
そこで、本発明は上述の課題を解消すべく創出されたもので、係止突起付きボルトの冷間鍛造による製造を可能にし、極めて強度の高い係止突起付きボルトとその製造方法及び製造装置の提供を目的とするものである。 Therefore, the present invention was created to solve the above-described problems, and enables the production of a bolt with a locking projection by cold forging, and provides a bolt with a locking projection with extremely high strength, its manufacturing method, and a manufacturing apparatus. It is for the purpose of provision.
本発明の第1の手段は、棒状材のブランクPから冷間鍛造にて成型されたボルト軸部1とボルト頭部2とからなり、該ボルト頭部2の外側面からボルト軸部1方向に延長される係止突起3を、ボルト頭部2と一体に形成した係止突起付きボルトにおいて、ブランクP時の繊維組織がボルト頭部2の頂部中央からボルト軸部1の長手方向に沿って連続して残るように設けられた係止突起付きボルトにある。
The first means of the present invention comprises a
第2の手段は、棒状材のブランクPから鍛造成型されたボルト軸部1とボルト頭部2とからなり、該ボルト頭部2の外側面からボルト軸部1方向に延長される係止突起3を、ボルト頭部2と一体に形成した係止突起付きボルトの製造方法において、冷間鍛造の半密閉据え込み加工による第1次加工を施してブランクPの上部一側面に係止突起3用の肉厚部を形成し、第2次加工により、ボルト頭部2用の肉厚部を形成し、第3次加工により、ブランクPの上端部中央を同心円状に凹ませる成型凹部4を形成すると共に、該成型凹部4周囲の肉厚部から形成されるボルト頭部2と該ボルト頭部2の外側に突出形成される係止突起3とを同時に成型加工し、第4次加工により、ボルト頭部2と係止突起3との形状を整え、ボルト軸部1の外周囲に転造加工を施して雄ネジ5を形成する製造方法にある。
The second means comprises a
第3の手段は、棒状材のブランクPから鍛造成型されたボルト軸部2とボルト頭部1とからなり、該ボルト頭部2の外側面からボルト軸部1方向に延長される係止突起3を、冷間鍛造の半密閉据え込み加工によりボルト頭部2と一体に形成する係止突起付きボルトの製造装置において、ブランクPを保持するダイ10の底部に装着され、該ダイ10に収納されたブランクPのダイ10に対する回転方向の位置を固定する固定装置20を設けた製造装置にある。
The third means comprises a
第4の手段における固定装置は、前記ブランクPの鉛直下方に回転自在に装着され、ブランクPの下端部に食い込んでダイ10に対するブランクPの回転方向の位置を固定するノックアウトピン21と、平面ドーナツ形状の軸心部にノックアウトピン21を貫通せしめ、該ノックアウトピン21の回転位置を固定するピンホルダー24と、ダイ10の側面からピンホルダー24側面に圧着し、該ピンホルダー24の回転位置を調整する止着ボルト25とから構成されることを課題解消のための手段とする。
The fixing device in the fourth means is a
本発明の請求項1により、溶接手段や温間鍛造手段を超える高強度の係止突起付きボルトの提供が可能になった。
According to
請求項2の製造方法によると、これまでの冷間鍛造において生じていた大きなバリの発生や、頭部の偏芯、繊維組織の切断などといった多くの課題を克服することができ、高強度の係止突起付きボルトを安定供給することが可能になった。
According to the manufacturing method of
請求項3、4に記載の製造装置では、ボルト頭部2の一側面に突設する係止突起3を成型する際に生じるブランクPの回転方向の位置ずれを防止し、精度の高い係止突起付きボルトを製造することができる。
In the manufacturing apparatus according to
このように、本発明によると、係止突起付きボルトの冷間鍛造による製造を可能にし、極めて強度が高く精度に優れた係止突起付きボルトを提供することができるなど
といった種々の効果を奏するものである。
Thus, according to the present invention, it is possible to produce a bolt with a locking projection by cold forging, and there are various effects such as providing a bolt with a locking projection that is extremely strong and excellent in accuracy. Is.
本発明製造方法の最良の形態は、冷間鍛造の半密閉据え込み加工による第1次加工を施してブランクPの上部一側面に係止突起3用の肉厚部を形成する。第2次加工により、ボルト頭部2用の肉厚部を形成する。第3次加工により、ブランクPの上端部中央を同心円状に凹ませる成型凹部4を形成する。この成型凹部4と共に、該成型凹部4周囲の肉厚部から形成されるボルト頭部2と、該ボルト頭部2の外側に突出形成される係止突起3と、を同時に成型加工する。第4次加工により、ボルト頭部2と係止突起3との形状を整える。ボルト軸部1の外周囲に転造加工を施して雄ネジ5を形成することにより、当初の目的を達成するものである。
In the best mode of the manufacturing method of the present invention, a primary processing by semi-sealing upsetting of cold forging is performed to form a thick portion for the
本発明ボルトは、棒状材のブランクPから冷間鍛造にて成形されたボルト軸部1と、ボルト頭部2と、ボルト頭部2の側面に設けた係止突起3とが一体成形されたものである(図1参照)。係止突起3は、ボルト頭部2の外側面からボルト軸部1方向に延長されており、ドラム缶の開口部に巻き付けて蓋を固定する固定リングや、電柱の側面に巻きつけて固定する締め付けバンド等の端部に装着する際の回り止めや係止手段などとして使用される(図2参照)。
In the bolt of the present invention, a
本発明ボルトを鍛造成形する前のブランクPは、繊維組織が長手方向に連続した棒状を成しており、本発明ボルトは、この繊維組織がボルト頭部2の頂部中央からボルト軸部1の長手方向に沿って連続して残るように設けられている(図3参照)。本発明製造方法は、次の工程により、ブランクPの繊維組織を係止部付きボルトに生かすようにした製造方法である。
The blank P before forging the bolt of the present invention has a rod shape in which the fiber structure is continuous in the longitudinal direction, and the bolt of the present invention is formed from the center of the top of the
本発明製造方法は、冷間鍛造による製造方法であり、半密閉据え込み加工と転造加工とを用いる。半密閉据え込み加工では、更に次の4段階の加工で係止部付きボルトを成形する。 The manufacturing method of the present invention is a manufacturing method by cold forging, and uses semi-hermetic upsetting and rolling. In the semi-sealing upsetting process, the bolt with the locking portion is formed by the following four stages of processing.
第1次加工では、図3(イ)に示す棒状のブランクPの上部一側面に係止突起3用の肉厚部aを形成する(同図(ロ)参照)。棒状のブランクPは、繊維組織がブランクPの長手方向に沿って連続しているものを使用する。この肉厚部aに、次の第2次加工及び第3次加工で順次成型加工し、最終的に係止突起3が形成される。
In the primary processing, a thick portion a for the locking
第2次加工は、ボルト頭部2用の肉厚部bを形成する工程である(同図(ハ)参照)。この工程では、ブランクPの上端部をプレスし、肉厚部aを設けた位置のブランクP直径が均等に拡大した肉厚部bを設ける。図示例では、係止突起3の下端部に近くなるほど広がった形状に設けている。
The secondary processing is a step of forming a thick portion b for the bolt head 2 (see FIG. 3C). In this step, the upper end portion of the blank P is pressed, and the thick portion b where the diameter of the blank P at the position where the thick portion a is provided is uniformly expanded is provided. In the example of illustration, it has provided in the shape expanded so that it might become near the lower end part of the latching
第3次加工は、ブランクPの上端部中央を同心円状に凹ませた成型凹部4を形成する工程で、本発明製造方法の工程で最も重要な工程となる(同図(ニ)参照)。この加工では、成型凹部4を形成すると共に、ボルト頭部2と係止突起3とを同時に成形する。成型凹部4は、ブランクPの軸心に沿った繊維組織を維持した状態でボルト頭部2を形成するために形成する。すなわち、この成型凹部4をプレス加工することで、ブランクPの軸心に沿った繊維組織を切断せずに、ボルト頭部2の肉厚を略均一に厚くすることができる。実験では、図示例の如く、成型凹部4を断面略すり鉢状に形成すると周囲の肉厚をより均一にできる。
The third processing is a step of forming a molding
このとき、直径15mm、厚み9mmのボルト頭部2を形成する場合、成型凹部4の深さを1〜3 mmとし、直径7〜9 mmの範囲に形成することで、均一なボルト頭部2を形成できることが判った。そして、この成型凹部4周囲の肉厚部bからボルト頭部2が同時に成型される。更に、ボルト頭部2の成型に伴って、該ボルト頭部2の外側に係止突起3も成型される。尚、図示例では、ボルト軸部1に絞り加工を施しているが、この加工は設計に伴って任意に選択する。
At this time, when forming a
第4次加工では、ボルト頭部2と係止突起3との外形を所定形状にカットして各部の形状を整えている(同図(ホ)参照)。ボルト頭部2は、通常六角形状に形成され、係止突起3は、使用目的に沿った幅、厚み、長さに整えられる(図4参照)。
In the fourth processing, the outer shape of the
次に、転造加工等により、ボルト軸部1の外周囲に雄ネジ5を形成する(図示せず)。
この雄ネジ5は、前記第3次加工の絞り加工で任意の直径に成型したボルト軸部1に形成するもので、この雄ネジ5の成形で本発明ボルトが仕上がる。
Next, the
The
本発明の製造方法は、前述の如く、半密閉据え込み加工の際に、何度もダイ10やパンチ30を交換する。そのため、ブランクPの一側面に係止突起3を形成する場合には、この係止突起3の成型位置を、常に正確な位置に合わせる必要がある。そこで本発明製造装置では、このブランクPの成型位置を調整する固定装置20を備えている。
In the manufacturing method of the present invention, as described above, the
すなわち、本発明製造装置における固定装置20は、該ダイ10に収納されたブランクPのダイ10に対する軸回転方向の位置を調整し、固定する装置である。この固定装置20は、ブランクPを保持するダイ10の底部に装着されており、ノックアウトピン21やピンホルダー24、調整ボルト25などから構成されている(図5参照)。
That is, the fixing
ノックアウトピン21は、ダイ10の底部に回転自在に装着され、ブランクPの下端部に嵌合して、ダイ10に対するブランクPの回転方向の位置を固定する部材である。ノックアウトピン21の上端部は、例えば図示の如く、マイナスドライバー状の嵌合突起21Aを形成し、前記第1次加工の際に、ブランクPの下端部に食い込むように設けている。こうすると、ブランクPの下端部には、ノックアウトピン21の上端に嵌合する嵌合凹部P1が形成され(図3(ロ)参照)、その後の工程で、ノックアウトピン21に嵌合凹部P1を嵌合させることで、常にブランクPの向きを一定に保つことが可能になる。
The
更に、ダイ10の底部に、ノックアウトピン21に直交する平面円形状の収納部22を形成する(図7参照)。そして、この収納部22に収納する平面ドーナツ形状のピンホルダー24を設け、ノックアウトピン21をピンホルダー24の開口した軸心部に装着する。図示例では、ノックアウトピン21の側面をDカットして平面部21Bを設けている。更に、ピンホルダー24の側面にネジ孔24Aを開穿し、該ネジ孔24Aに、ホローセットボルト24Bと固定体23とを挿入し、固定体23の先端をノックアウトピン21の平面部21Aに当接せしめることで、ノックアウトピン21の回転を阻止している(図6参照)。
Furthermore, a planar
ノックアウトピン21で回転位置を固定しているブランクPは、前記第1次工程から第4次加工に至る際に、各工程のダイ10から取り出して次の工程のダイ10に移送される。そのため、各ダイ10からブランクPを取り出すために、ダイ10の内部でノックアウトピン21を上昇させる必要がある。そこで、ノックアウトピン21は、ピンホルダー24によって回転方向の位置は固定されているが、上下方向の移動ができるように保持されている(図6参照)。
The blank P whose rotational position is fixed by the
一方、ダイ10の側面からピンホルダー24方向に止着ボルト25がネジ止めされ、ピンホルダー24側面に圧着する止着ボルト25で、ピンホルダー24の回転位置を固定する(図6、図7参照)。このように、ノックアウトピン21の回転位置をピンホルダー24の回転位置で調整することで、極めて確実且つ容易に、ブランクPの回転位置を調整することができるものである。例えば、各工程で係止突起3を順次成型する際に、係止突起3を形成する肉厚部aの位置がブランクPの元の位置から回転方向に僅かにずれていく傾向がある。このずれを解消せずにブランクPの回転位置を固定して次の工程に移ると、次第に係止突起3の形状が変形するおそれがある。そこで、各ダイ10に装着したピンホルダー24の位置を、このずれに対応して予め回転調整しておくことで、極めて正確な係止部付きボルトを成型することができるものである。
On the other hand, a
尚、図示例の各構成は、本発明の一実施例に過ぎず、本発明の主要構成部以外の設計変更や形態の変更など、現在知られている技術範囲で自由に変更することができるものである。 In addition, each structure of the example of illustration is only one Example of this invention, It can change freely in the technical range currently known, such as a design change other than the main structure part of this invention, and a change of a form. Is.
P ブランク
P1 嵌合凹部
a 肉厚部
b 肉厚部
1 ボルト軸部
2 ボルト頭部
3 係止突起
4 成型凹部
5 雄ネジ
10 ダイ
20 固定装置
21 ノックアウトピン
21A 嵌合突起
21B 平面部
22 収納部
23 固定体
24 ピンホルダー
24A ネジ孔
24B ホローセットボルト
25 止着ボルト
30 パンチ
P blank P1 fitting recess a thick part b
Claims (4)
The fixing device is rotatably mounted vertically below the blank, and a knockout pin that bites into the lower end portion of the blank and fixes the position of the blank in the rotational direction with respect to the die, and a planar circular storage portion orthogonal to the knockout pin The knockout pin is passed through the shaft center of a flat donut shape, and the pinholder that fixes the rotation position of the knockout pin is crimped from the side of the die to the side of the pinholder, and the rotation position of the pinholder is adjusted. The manufacturing apparatus of the bolt with a latching protrusion of Claim 3 comprised from the fastening bolt which carries out.
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