JP2010042440A

JP2010042440A - 溝付きボルトの製造方法

Info

Publication number: JP2010042440A
Application number: JP2008230278A
Authority: JP
Inventors: Yoshiichi Sakamura; 芳一阪村
Original assignee: Sakamura Machinery Co Ltd
Current assignee: Sakamura Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2010-02-25

Abstract

【課題】製造が容易にでき、ファイバーフローの切断をなくして周溝部に十分な強度を確保できる溝付きボルトの製造方法の提供。
【解決手段】一次工程にて円柱状の中実素材を、ダイにより圧造加工して、外径を後工程のねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした軸部Ｂ１と頭部Ｂ２とからなる一次成形体Ｂを形成する。二次工程にて一次成形体Ｂの頭部Ｂ２をダイ１４とパンチ１７により固定した状態で、ダイ側に内蔵される成形パンチ２０により軸部をその先端から頭部側に打ち込むことにより、軸部が後工程のねじ転造により形成されるねじの外径と同径となるように拡径され、かつ頭部と軸部との境界部にねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした周溝が残る二次成形体を形成するようにした。
【選択図】図５

Description

本発明は、外周にねじを有する軸部と、該軸部の一端に設けられる頭部と、該頭部と軸部との境界部に設けられる周溝とを備えた溝付きボルトの製造方法に関するものである。

従来、この種の溝付きボルトは、外周にねじを有する軸部と、該軸部の一端に設けられた頭部と、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、使用時には例えば式周溝に油漏れ防止用のパッキンを装着し、その状態で取付部材に螺着して用いるようになされている。そして、その製造方法としては、軸部と該軸部の一端に設けられた頭部とでなる一次成形体を圧造成形し、その後、切削加工により頭部と軸部との境界部に周溝を形成し、然る後、軸部の外周にねじを形成していた。

ところが、上記した製造方法にあっては、切削加工により周溝を形成する場合、頭部と軸部との間に精度よく周溝を形成するのが非常に面倒であり、しかも、周溝部分でファイバーフローが切断され、周溝部分の強度が低下し、破断し易くなる問題を有していた。

そこで、本発明は、製造が容易にでき、ファイバーフローの切断をなくして周溝部に十分な強度を確保できる溝付きボルトの製造方法の提供を課題とする。

上記問題を解決するため本願の請求項１記載の発明は、外周にねじを有する軸部と、該軸部の一端に設けられた頭部と、該頭部と軸部との境界部に設けられた周溝とを備えた溝付きボルトの製造方法において、まず、一次工程にて、円柱状の中実素材を、ダイとパンチにより圧造加工して、外径を後工程のねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした軸部と、該軸部の一端に一体連続する頭部とからなる一次成形体を形成し、次に、二次工程にて、一次成形体の頭部をダイとパンチにより固定した状態で、ダイ側に内蔵される成形パンチにより軸部をその先端から頭部側に打ち込むことにより、軸部が後工程のねじ転造により形成されるねじの外径と同径となるように拡径され、かつ頭部と軸部との境界部にねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした周溝が残る二次成形体を形成し、その後、後工程でねじ転造により軸部の外周にねじ転造を施すようにしたことを特徴とする。

また、本願の請求項２記載の発明は、外周にねじを有する軸部と、該軸部の一端に設けられた頭部と、該頭部と軸部との境界部に設けられた周溝とを備えた溝付きボルトの製造方法において、まず、一次工程にて、円柱状の中実素材を、ダイとパンチにより圧造加工して、外径が後工程のねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした軸部と、該軸部の一端に一体連続する頭部とからなる一次成形体を形成し、次に、二次工程にて、一次成形体の頭部をダイとパンチにより固定した状態で、ダイ側に内蔵される軸部よりも小径の成形パンチを軸部の中心部にその先端から頭部側に向かって打ち込むことにより、軸部が先端開口の中空部を有すると共に後工程のねじ転造により形成されるねじの外径と同径となるように拡径され、かつ頭部と軸部との境界部にねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした周溝が残る二次成形体を形成し、その後、後工程でねじ転造により軸部の外周にねじ転造を施すようにしたことを特徴とする。

本発明の上記した溝付きボルトの製造方法によれば、頭部と軸部との境界部に形成される周溝が切削加工ではなく、圧造による塑性加工により形成されるので、周溝部分での素材のファイバーフローが切断されておらず、周溝部分の強度低下を抑え、破断しにくくでき、またその製造も容易に行うことができる。その上、ねじの谷径より細い径からねじ転造を開始する不完全山部（ねじ転造始め毎に発生する）がなく、丸み面取りを行わなくてもよい。

特に、二次工程にて、一次成形体の頭部をダイとパンチにより固定した状態で、ダイ側に内蔵される軸部よりも小径の成形パンチを軸部の中心部にその先端から頭部側に向かって打ち込むことにより、軸部が先端開口の中空部を有すると共に後工程のねじ転造により形成されるねじの外径と同径となるように拡径され、かつ頭部と軸部との境界部にねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした周溝が残る二次成形体を形成する製造方法にあっては、成形パンチの軸部への打ち込み量を調整することにより、周溝、つまり周溝の幅を容易かつ正確に設定することができる。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明で製造する溝付きボルトを示し、該ボルト１は、外周にねじ２ａを有しかつ先端開口の中空部２ｂを有する軸部２と、該軸部２の一端に設けられた六角形状の頭部３と、該頭部３と軸部２との境界部に圧造加工により設けられた周溝４とを備えている。なお、頭部２の形状は、六角形状以外に、円形や多角形状或いは歯車形状やセレーション形状等の形状であってもよい。また、使用時には、溝付きボルト１の周溝４部分に予めアルミ製又は銅製などのリング状パッキンＰを例えばプレス式の適宜嵌合機（図示せず）などを用いて装着したうえで用いる。

次に、溝付きボルト１の製造方法について説明する。

図２は、この実施の形態で用いられる多段式圧造成形機の概略構成を示す平面図で、この成形機１０は、機台１１の所定位置にダイブロック１２が設けられ、該ダイブロック１２に複数（図では２つ）のダイ１３，１４が所定の間隔で配置されると共に、これらのダイ１２，１３に向かって進退動するラム１５の前面に、ダイ１３，１４に対向するパンチ１６，１７が設けられている。そして、ダイ１３，１４とパンチ１６，１７とにより複数段（図では２段）の圧造部Ｓ１，Ｓ２が構成されている。

そして、ダイブロック１２の一端にカッター装置が備えられ、該カッター装置１８によって線材ａを所定寸法に切断することにより、図３の（イ）で示す切断素材Ａが形成される。この切断素材Ａが圧造部Ｓ１，Ｓ２に順次供給されて、所定の圧造加工が施され、その後、後工程でねじ転造装置（図示せず）により中空の軸部２の外周にねじ転造が施されることにより、図１に示すような溝付きボルト１が形成される。

具体的には、まず、第１圧造部（一次工程）Ｓ１では、図３の（ロ）及び図４に示すように中実円柱状の切断素材Ａを、ダイ１３とパンチ１６により圧造加工して、外径が後工程のねじ転造により形成されるねじの谷径ｄよりも小径とした軸部Ｂ１と、該軸部Ｂ１の一端に一体連続する六角形状の頭部Ｂ２とからなる一次成形体Ｂを形成する。このとき、ダイ１３の段付成形孔１３ａの奥部には凸部１９ａ付き成形ピン１９がパンチ１６側に進退動可能に備えられ、成形ピン１９の凸部１９ａにより成形時に軸部Ｂ１の先端中心部に芯出凹所Ｂ３を凹設し、また、成形後成形ピン１９により一次成形体Ｂをダイ１２前方に押し出すようになっている。なお、第１圧造部Ｓ１の前に、円柱状の切断素材Ａについて適宜末込み加工や端面矯正を施し、その上で、斯かる第１圧造部での圧造成形を行うようにしてもよいことは勿論である。

次に、第２圧造部（二次工程）Ｓ２では、図５に示すように一次成形体Ｂの頭部Ｂ２をダイ１４とパンチ１７により固定した状態で、ダイ１４側に内蔵される軸部Ｂ１よりも小径の進退動可能な成形パンチ２０を、軸部Ｂ２の中心部にその先端から頭部側に向かって打ち込む。ここでダイ１４は内径がねじ転造により形成されるねじの外径Ｄと同径の段付き成形孔１４ａを有している。これにより、図３の（ハ）及び図６に示すように軸部Ｃ１が先端開口の中空部Ｃ４を有すると共に後工程のねじ転造により形成されるねじの外径Ｄと同径となるように拡径され、かつ頭部Ｃ２と軸部Ｃ１との境界部にねじ転造により形成されるねじの谷径ｄよりも小径とした周溝Ｃ３が残る二次成形体Ｃを形成する。このとき、成形パンチ２０の軸部Ｃ１への打ち込み長さは、必要とする周溝Ｃ３の幅に合わせた長さに設定する。また、一次成形体Ｂにおける軸部Ｂ１の先端中心部には予め芯出凹所Ｂ３が形成されているので、成形パンチ２０の打ち込み時の芯出しが正確に行える。また、成形後はダイ１４の成形孔１４ａと成形パンチ２０との間に出退可能に備えられたストリッパー２１により二次成形体Ｃをダイ１４の前方に押し出すようになっている。

その後、は、後工程でねじ転造装置（図示せず）によりダイ１４から押し出された二次成形体Ｃの外周にねじ転造を施し、図１に示す溝付きボルトを形成するのである。なお、このねじ転造装置は機台１１における第２圧造部（二次工程）Ｓ２の後段側に並設するようにしてもよいし、成形機１とは別に設置するものを用いてもよい。

斯かる溝付きボルトの製造方法によれば、頭部３と軸部２との境界部に形成される周溝４が切削加工ではなく、圧造による塑性加工により形成されるので、周溝４部分での素材のファイバーフローが切断されておらず、周溝４部分の強度低下を抑えて破断しにくくでき、また、その製造も簡単容易に行うことができる。その上、ねじ２ａの谷径ｄより細い径からねじ転造を開始する不完全山部（ねじ転造始め毎に発生する）がなく、丸み面取りを行わなくてもよい。

特に、二次工程にて、一次成形体Ｂの頭部Ｂ２をダイ１４とパンチ１７により固定した状態で、ダイ１４側に内蔵される軸部Ｂ１よりも小径の成形パンチ２０を軸部Ｂ１の中心部にその先端から頭部Ｂ２側に向かって打ち込むことにより、軸部Ｃ１が先端開口の中空部Ｃ４を有すると共に後工程のねじ転造により形成されるねじ２ａの外径Ｄと同径となるように拡径され、かつ頭部Ｃ２と軸部Ｃ１との境界部にねじ転造により形成されるねじの谷径ｄよりも小径とした周溝Ｃ３が残る二次成形体Ｃを形成するようにしたので、成形パンチ２０の軸部Ｃ１への打ち込み量を調整することにより、周溝Ｃ３、つまり周溝４の幅を容易かつ正確に設定することができる。

上記した実施の形態では、軸部２が先端開口の中空部２ｂを有するボルト１について説明したけれども、軸部が中実のボルトの製造方法にも適用できる。

その場合、先の実施の形態の場合と同様に、まず、第１圧造部にて円柱状の中実素材を、ダイとパンチにより圧造加工して、外径を後工程のねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした中実軸部と、該軸部の一端に一体連続する頭部とからなる一次成形体を形成する。次に、図７に示すように第２圧造部Ｓ２′にて、一次成形体Ｂ′の頭部Ｂ２′をダイ１４′とパンチ１７′により固定した状態で、ダイ１４′側に内蔵される成形パンチ２０′により中実軸部Ｃ１′をその先端から頭部側に打ち込むことにより、中実軸部Ｃ１′が後工程のねじ転造により形成されるねじの外径と同径となるように拡径され、かつ頭部Ｃ２′と軸部Ｃ１′との境界部にねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした周溝Ｃ３′が残る二次成形体Ｃ′を形成する。その後、先の実施の形態の場合と同様に、後工程でねじ転造により軸部Ｃ１′の外周にねじ転造を施すようにすればよい。

この場合にも先の実施の形態の場合と同様に頭部と軸部との境界部に形成される周溝が切削加工ではなく、圧造による塑性加工により形成されるので、周溝４部分での素材のファイバーフローが切断されておらず、周溝部分の強度低下を抑えて破断しにくくでき、また、その製造も簡単容易に行うことができ、その上、ねじの谷径より細い径からねじ転造を開始する不完全山部（ねじ転造始め毎に発生する）がなく、丸み面取りを行わなくてもよいといった作用効果が得られる。

本発明の製造方法で製造する溝付きボルトの正面図である。同溝付きボルトの製造方法で用いる多段式圧造成形機の概略平面面図である。各工程における圧造体の説明図である。第１圧造部の概略説明図である。第２圧造部の概略説明図である。第２圧造部での動作説明図である。別の実施の形態に係る第２圧造部の概略説明図である。

符号の説明

１溝付きボルト
２軸部
３頭部
４周溝
ａ中実素材
Ｂ一次成形体
Ｂ１軸部
Ｂ２頭部
Ｂ３周溝
Ｃ二次成形体
Ｃ１軸部
Ｃ２頭部
Ｃ３周溝
Ｃ４中空部
Ｃ′ 二次成形体
Ｃ１′ 軸部
Ｃ２′ 頭部
Ｃ３′ 周溝
１３ダイ
１４ダイ
１４′ ダイ
１６パンチ
１７パンチ
１７′ パンチ

Claims

外周にねじを有する軸部と、該軸部の一端に設けられた頭部と、該頭部と軸部との境界部に設けられた周溝とを備えた溝付きボルトの製造方法において、まず、一次工程にて、円柱状の中実素材を、ダイとパンチにより圧造加工して、外径を後工程のねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした軸部と、該軸部の一端に一体連続する頭部とからなる一次成形体を形成し、次に、二次工程にて、一次成形体の頭部をダイとパンチにより固定した状態で、ダイ側に内蔵される成形パンチにより軸部をその先端から頭部側に打ち込むことにより、軸部が後工程のねじ転造により形成されるねじの外径と同径となるように拡径され、かつ頭部と軸部との境界部にねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした周溝が残る二次成形体を形成し、その後、後工程でねじ転造により軸部の外周にねじ転造を施すようにしたことを特徴とする溝付きボルトの製造方法。
外周にねじを有する軸部と、該軸部の一端に設けられた頭部と、該頭部と軸部との境界部に設けられた周溝とを備えた溝付きボルトの製造方法において、まず、一次工程にて、円柱状の中実素材を、ダイとパンチにより圧造加工して、外径が後工程のねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした軸部と、該軸部の一端に一体連続する頭部とからなる一次成形体を形成し、次に、二次工程にて、一次成形体の頭部をダイとパンチにより固定した状態で、ダイ側に内蔵される軸部よりも小径の成形パンチを軸部の中心部にその先端から頭部側に向かって打ち込むことにより、軸部が先端開口の中空部を有すると共に後工程のねじ転造により形成されるねじの外径と同径となるように拡径され、かつ頭部と軸部との境界部にねじ転造により形成されるねじの谷径よりも小径とした周溝が残る二次成形体を形成し、その後、後工程でねじ転造により軸部の外周にねじ転造を施すようにしたことを特徴とする溝付きボルトの製造方法。