JP2008062274A - 雌ネジ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転造ネジ加工により雌ネジを精度良く加工できるネジ加工方法を提供する。
【解決手段】板金に打ち抜き加工により、下孔２を形成し、その後シェービング加工によって下孔壁を研削し、さらにシェービング加工後に下孔に残った破断面の周囲にプレスコイニング加工６を施し、この加工により下孔周囲の材料を破断面に押し移す。その際に下孔径にほぼ同一径のガイドピンを入れ押さえることで、下孔径と同一な径を確保できる。こうして形成された下孔に転造タップによりネジ加工を施す。
【選択図】図４

Description

本発明は、板金に孔をプレス加工した後、その孔に転造加工により雌ネジ加工を行うための雌ネジ加工方法に関するものである。

一般に行われているネジ加工法では、雌ネジ孔の下孔は、加工の容易性を考慮して、プレス加工により開けられ、その孔にタッピングにより雌ネジ加工を行う。

また、板厚が３ｍｍ程度の場合に、雌ネジ加工を施す場合にはプレス加工により開けられた下孔に対してバーリング加工を施し強度を確保することが考えられる。しかし、この場合にはバーリング加工部の先端が細くなり、ネジ強度が不充分の場合となる問題が発生する。

具体例としては、磁石発電機の回転子において、ヨークの底面に複数の雌ネジ孔が形成されているが、この雌ネジ孔にバーリング加工を施した場合、発電機回転子底部とステータとのクリアランスが少なくなり、バーリング部がステータ等の内部部品に干渉してしまう危惧がある。また、バーリング部の高さを厳格に管理しなければならないという余分な工数が発生してしまう。これらを改善するために雌ネジ孔の加工に際して、まず、圧縮（コイニング）後に孔開け加工を施し下孔を形成することが、考えられる。しかしながらこの方法では雌ネジ孔のバーリング部と反対側の開口端周辺において所謂ダレが形成されてしまい、各雌ネジ孔における冷却ファンのカラーの座面の平坦性が損なわれるという問題が発生する（特許文献１）。
特開２００３−８８０５５

また、車両などにおけるディスクブレーキ装置において、サポート部材は板金により形成されており、この板金サポートには装置を車両に取り付けるための取り付けネジ孔が形成されている。

図７にこの板金サポートの正面図、図８にこの板金サポート部材をネジにより車両側に取り付けた正面図を示す。図中１０１は板金サポート本体、１０２は同サポート本体に形成する取り付けネジ孔（雌ネジ孔）、１０３は同サポート本体を取り付けるためのボルトである。

この取り付けネジ孔１０２は従来は板金に切削加工で孔明け加工を施した後、同じく切削加工によりネジ加工がなされている。しかしサポート部材は形状が複雑なため、加工時の生産性が悪い。下孔加工、ネジ切り加工の時間が長くなりコスト高になっている。

また高強度のブレーキ取り付け力を必要とされるが、締め付け力を増すためには、ネジ精度、材質、ネジ長増などが考えられるが、従来のサポートではいずれの項目も低コストの対策が難しかった。

そこで加工性をアップさせネジ強度を高めるための方法として雌ネジを転造加工により形成することが提案されている。ネジ強度を高めるには転造化が有効な手段であるが、その転造ネジ加工用の下孔をプレス打ち抜きで行うと破断面が発生する。その破断面は下孔の抜き径より大きくなり、さらにこの下孔の破断面部に転造ネジ加工をすると、ネジ山高さ不足になり精度が不足してしまうという問題が生じる。このようなことから、雌ネジ加工において転造ネジ加工を採用してもその効果を十分に活用できないという問題がある。
本発明の目的は、上記転造ネジ加工により雌ネジを精度良く加工できるネジ加工方法を提案し、上記問題点を解決することを目的とする。

このため本発明が採用した技術解決手段は、
材料に打ち抜き加工により下孔を形成し、その下孔に残った破断面の周囲にコイニング加工を行い下孔内壁に残った破断面の周囲の材料を破断面部に押し出し、こうして形成された下孔に転造タップによりネジ加工を施すことを特徴とする雌ネジ加工方法である。

また、材料に打ち抜き加工により下孔を形成し、その下孔に対してシェービング加工を追加したことを特徴とする雌ネジ加工方法である。

また、前記コイニング加工の際に、下孔にほぼ同一径のガイドピンを入れておくことを特徴とする雌ネジ加工方法である。

本発明によれば、板金に打ち抜き加工により、下孔を形成し、必要に応じてシェービング加工によって下孔壁を研削し、さらに下孔に残った破断面の周囲にプレスコイニング加工を施し、この加工により下孔周囲の材料を破断面に押し移す。その際に下孔径にほぼ同一径のガイドピンを入れ押さえることで、下孔径と同一な径を確保できる。こうして形成された下孔に転造タップによりネジ加工を施す。

このように、下孔のシェービング加工を行ったのち、下孔に残った破断面の周囲にプレスコイニング加工を施すことで、下孔周囲の材料を孔側に押し移すことができ、この結果、この下孔に転造ネジ加工した場合、転造によって形成される雌ネジ孔の強度を高めることができる。また形成された雌ネジ孔は、下孔径部の長さを増すことができ、その結果有効ネジ山径が増え、ネジ強度を増大することができる。また転造後のネジ山の高さを精度よく確保できる。さらにコイニング加工により孔の破断面を矯正することでプレスでの孔加工を大きくできる（破断面分を考慮しなくても済む）等の優れた効果を奏することができる。

板金に打ち抜き加工により、下孔を形成し、その下孔をシェービング加工によって研削し、さらにシェービング加工後に残った破断面の円周方向外側にプレスコイニング加工を施し、下孔周囲の材料を破断面に押し移す。なお、その際に下孔径にほぼ同一径のガイドピンを下孔内に入れた状態でプレスすることで、下孔径と同一な径を確保できる。こうして形成された下孔に転造タップによりネジ加工を施す。

以下、本発明の雌ネジ加工方法の実施例を図面を参照して説明すると、図１は材料（ディスクブレーキ装置のサポート部材）に対して下孔を打ち抜き加工をした後の断面図、図２は図１の下孔に対してシェービング加工を施した状態の断面図、図３は図２のシェービング加工の取り代の説明図、図４はコイニング加工後の材料の断面図、図５は下孔に転造により雌ネジを形成した状態の断面図である図６はコイニング加工の際の下型の概略図である。

ディスクブレーキ装置の板金サポート（図７参照）に本発明によって雌ネジ加工を施す手順を説明する。
（イ）板金サポートの材料１に対して下孔２を打ち抜き加工をする。この加工後の断面図は図１に示すようになる。
（ロ）前記（イ）で形成された下孔に対してシェービンク加工３を行う。下孔打ち抜き（ピアス加工）はパンチ・ダイのクリアランスが大きいため、下孔径は板厚方向長さ（せん断面）破断面が発生するため少なくなる。下孔径長さを更に確保するために、クリアランスを小さくしたシェービング加工を施す。このシェービング加工時に、図３で斜線に示す部分４が取り除かれる。この時、下孔の下部内壁には、シェービング加工では取り除かれなかった破断面５が残っている。また、シェービング加工時の取り代が多い場合、シェービング加工そのものによる破断面が発生する。
（ハ）前記（ロ）の状態の下孔の下面の周囲に図４に示すようにコイニング加工６を施す。具体的には図４中、下孔の円周方向外側にコイニング加工を施す。このコイニング加工により、下孔の円周方向外側の材料が孔の中心側に押し出され図２で示す残りの破断面の部分５に押し戻される。
（ニ）その後、公知の転造タッピングにより下孔に雌ネジ加工を行う。図５に板金サポートに転造ネジ７を形成した断面を示す。

なお、上記（ハ）において、コイニング加工を施す際には、図５に示すように下型に下孔と略同一径のガイドピンを設けておき、下孔内に前述のガイドピン９を挿入した状態でコイニング加工６を行うことで下孔径と同一の径を確保することができる。図５中、８は下型、１０はリフトピン、１１はスプリングである。

以上ディスクブレーキの板金サポートに転造により雌ネジを加工する例について説明したが、本雌ネジ加工方法は、前記板金サポートに限定することなく、プレスによって成形した孔に転造により雌ネジを加工する場合の全てについて適用できることは当然である。また下型に下孔と略同一径のガイドピンを設けた例を説明したが、ガイドピンは省略することも可能である。さらに、本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。

本発明は、プレスによって加工した孔に転造により雌ネジを成形するネジ加工の全てに適用することができ、特に自動車、各種車両等のディスクブレーキの板金サポート等に広く適用することができる。

材料（ディスクブレーキ装置のサポート部材）に対して下孔を打ち抜き加工をした後の断面図である。 図１の下孔に対してシェービング加工を施した状態の断面図である。 図２のシェービング加工の取り代の説明図である。 コイニング加工後の材料の断面図である。 下孔に転造により雌ネジを形成した状態の断面図である。 コイニング加工の際の下型の概略図である。 ディスクブレーキの板金サポートの正面図である。 図７に示すディスクブレーキの板金サポートを取り付けボルトにより車両に取り付けた状態の正面図である。

符号の説明

１ 材料
２ 下孔
３ シェービング加工
４ 除去部分
５ 破断面
６ コイニング加工
７ 転造ネジ
８ 下型
９ ガイドピン
１０ リフトピン
１１ スプリング

Claims (3)

1. 材料に打ち抜き加工により下孔を形成し、その下孔に残った破断面の周囲にコイニング加工を行い下孔内壁に残った破断面の周囲の材料を破断面部に押し出し、こうして形成された下孔に転造タップによりネジ加工を施すことを特徴とする雌ネジ加工方法。
2. 材料に打ち抜き加工により下孔を形成し、その下孔に対してシェービング加工を追加したことを特徴とする請求項１に記載の雌ネジ加工方法。
3. 前記コイニング加工の際に、下孔にほぼ同一径のガイドピンを入れておくことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の雌ネジ加工方法。

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