JP2011235303A

JP2011235303A - ヘリカルスプライン型部品の転造法

Info

Publication number: JP2011235303A
Application number: JP2010107870A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Tanoi; 義政田野井; Koji Ikehara; 康次池原
Original assignee: IKEHARA KOGYO KK; TANOI SEISAKUSHO KK
Current assignee: IKEHARA KOGYO KK; TANOI SEISAKUSHO KK
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-10
Publication date: 2011-11-24

Abstract

【課題】大量生産と短尺化が可能でコストダウンが図れると共に形状の自由度が高いヘリカルスプライン型部品の転造法を提供する。
【解決手段】ヘリックスＲ１、Ｒ２の方向が異なる二つのダイス部材１２ａ，１２ｂが重合一体化されてなる複数のダイス１２を用いてインサートＷＡの頭部の外周面にＶ字状のヘリカルスプラインを創成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、外周面にＶ字状のヘリカルスプラインが創成されたヘリカルスプライン型部品の転造法に関する。

私たちの身の回りには、射出や鋳造等の成形品にインサートが埋め込まれるインサート成型による加工品が溢れています。このインサート成型は、電化製品、携帯電話、パソコン、自動車、家具、趣味製品等樹脂でできた製品のねじ嵌合においては必ず用いられる成型方法であります（特許文献１参照）。例えば、図５Ａに示すように、パソコンの樹脂製カバー１００の射出成形時に、組み立て用のインサートＷａが複数個（図示例では３個）埋め込まれる。また、図５Ｂに示すように、家庭用こたつの樹脂製足（の取付け部）１０１の射出成形時に、取り付け用のインサートＷｂが１個埋め込まれる。また、図５Ｃに示すように、家庭用ドアや扉の樹脂製把手１０２の射出成形時に、組み立て用のインサートＷｃが１個埋め込まれる。

ところで、上述した各種インサートにおいて、例えば、図４Ａに示すように、その鍔付き本体１０３の外周面に異なった方向のヘリックスＲ１，Ｒ２が刻設されたヘリカルスプライン型のインサートＷｄや、図４Ｂに示すように、その鍔付き本体１０４の外周面にアヤメ状にローレット掛けＲされたアヤメローレット型のインサートＷｅは、樹脂等成形品との接合（嵌合）強度が著しく高いのが、引き抜き試験やトルク試験で実証されている。

特開２００９−５１１３１号公報

しかしながら、上述したようなヘリカルスプライン型のインサートＷｄやアヤメローレット型のインサートＷｅは、従来、転写及び切削加工で製造されていた。

そのため、切削加工後の洗浄、バリ取りが必要である等１個当たりの生産時間が長く、大量生産が不可能であることからコストアップを招来するという問題点があった。特に、加工素材にステンレスや合金鋼など加工しにくいものを使うと加工時間が延びるので、切削性（削り易さ）を重視して真鍮を主体とすると材料コストが高くなり、より一層のコストアップを招来するという不具合があった。

また、ヘリカルスプライン型のインサートＷｄにあっては、切削カッターの逃がし溝Ｇ（図４Ａ参照）が必要であると共に、ヘリックスＲ１，Ｒ２の山頂を樹脂等成形品との引っ掛かりが良好なＶ字状には物理上加工できないことから、回転方向トルク、軸方向抜け荷重に対して耐えさせるための山形長さが必要以上に長くなり、長尺化によるコストデメリットが発生するという問題点もあった。

また、切削カッターを用いることから、ヘリックスの方向を変えるとかヘリックスアングルの変更が困難で、形状の自由度が低いという問題点もあった。

そこで、本発明は、大量生産と短尺化が可能でコストダウンが図れると共に形状の自由度が高いヘリカルスプライン型部品の転造法を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するための本発明に係るヘリカルスプライン型部品の転造法は、
ヘリックスの方向が異なる二つのダイス部材が重合一体化されてなる複数の転造ダイスを用いて素材の外周面にＶ字状のヘリカルスプラインを創成することを特徴とする。

また、
前記転造ダイスは丸ダイスであることを特徴とする。

また、
前記丸ダイスは素材の外周面に周方向等間隔で３個配置されることを特徴とする。

また、
前記転造ダイスは平ダイスであることを特徴とする。

また、
前記素材は成形品に埋め込まれるインサートの素材であることを特徴とする。

本発明に係るヘリカルスプライン型部品の転造法によれば、転造ダイスを用いて素材の外周面にＶ字状のヘリカルスプラインを創成することができるので、切粉の発生が無くバリ取りが不要であるため、１個当たりの生産時間が短く（例えば１個２０秒程度の切削加工に対し１個１秒程度）、大量生産が可能であることからコストダウンが図れる。また、安価な素材（一般構造用圧延鋼材等）を使用でき、より一層のコストダウンが図れる。また、切削カッターの逃がし溝Ｇ（図４Ａ参照）が不要であるので部品の短尺化によるコストメリットが得られる。また、ヘリックスの方向を変えるとかヘリックスアングルの変更が転造ダイスの変更により容易で、形状の自由度が高い。

また、成形品に埋め込まれるインサートに適用することで、方向が異なる二つのヘリックスによる山頂を樹脂等成形品との引っ掛かりが良好なＶ字状に加工することができることから、回転方向トルク、軸方向抜け荷重に対して耐えさせるための山形長さを最小限に抑えられ、インサートの短尺化によるコストメリットが得られる。

本発明の実施例１を示すヘリカルスプライン型のインサートの転造法の平面図である。同じくヘリカルスプライン型のインサートの側面図である。同じくヘリックスの方向が異なるヘリカルスプライン型のインサートの側面図である。本発明の実施例２を示すヘリカルスプライン型のボルトの転造法の平面図である。同じくヘリカルスプライン型のボルトの転造法の正面図である。従来のヘリカルスプライン型のインサートの側面図である。アヤメローレット型のインサートの側面図である。パソコンの樹脂製カバーにおける組み立て用のインサートの説明図である。家庭用こたつの樹脂製足（の取付け部）における取り付け用のインサートの説明図である。家庭用ドアや扉の樹脂製把手における組み立て用のインサートの説明図である。

以下、本発明に係るヘリカルスプライン型部品の転造法を実施例により図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１を示すヘリカルスプライン型のインサートの転造法の平面図、図２Ａは同じくヘリカルスプライン型のインサートの側面図、図２Ｂは同じくヘリックスの方向が異なるヘリカルスプライン型のインサートの側面図である。

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本インサート（ヘリカルスプライン型部品）ＷＡは、鍔１０ａ付きの筒状本体（インサート素材）１０の内周面に雌ねじ１１が形成され、パソコンの樹脂製カバー１００（図５Ａ参照）等の射出成形時に、組み立て用インサートとして埋め込まれるようになっている。

そして、前記射出成形時にインサートとして埋め込まれる前に、本インサートＷＡの筒状本体１０の外周面には、後述する転造加工により、Ｖ字状に異なった方向のヘリックスＲ１、Ｒ２が創成される。ヘリックスＲ１は左ねじれ（ＬＨ）で、ヘリックスＲ２は右ねじれ（ＲＨ）であり、図２ＡのインサートＷＡと図２ＢのインサートＷＡとはヘリックス方向の組み合わせが逆なだけでヘリックスアングル（ＨＡ）は同じである。

図１に示すように、前記ヘリックスＲ１、Ｒ２は、ヘリックスＲ１、Ｒ２の方向が異なる二つの円盤状のダイス部材１２ａ，１２ｂが重合一体化されてなる複数個（図示例ではインサートＷＡの点対称位置に、各々の対向するヘリックスＲ１、Ｒ２を一致させて２個配置される）のローラダイス（丸ダイス）１２を用いて転造される。尚、二つのダイス部材１２ａ，１２ｂの重合一体化にあたっては、互いの図示しないキー溝の位相を合わせた後、ボルト等で結合されるが、その他の接合手段を用いてもよい。

尚、図１中１３は、図示しない転造盤のダイス用主軸（図１中１点鎖線参照）にそれぞれ回転不能に貫通固定されるダイス部材１２ａ，１２ｂの貫通孔である。図１中矢印で示すインサート用主軸の回転に伴うインサートＷＡの回転下で二つのローラダイス１２が図１中矢印で示す主軸の回転と送り（押し付け）により、所望のヘリカルスプライン型のインサートＷＡが転造されるのである。

このようにして本実施例では、新規なローラダイス１２を用いて転造加工により所望のヘリカルスプライン型のインサートＷＡを製造するようにしたので、切粉の発生が無くバリ取りが不要であるため、１個当たりの生産時間が短く、大量生産が可能であることからコストダウンが図れる。また、安価な素材を使用でき、より一層のコストダウンが図れる。また、切削カッターの逃がし溝Ｇ（図４Ａ参照）が不要であるので部品の短尺化によるコストメリットが得られる。また、ヘリックスＲ１、Ｒ２の方向を変えるとかヘリックスアングル（ＨＡ）の変更がローラダイス１２の変更により容易で、形状の自由度が高い。

また、方向が異なる二つのヘリックスＲ１、Ｒ２による山頂を樹脂等成形品との引っ掛かりが良好なＶ字状に加工することができることから、回転方向トルク、軸方向抜け荷重に対して耐えさせるための山形長さを最小限に抑えられ、インサートＷＡの短尺化によるコストメリットが得られる。

尚、本発明者等により、所要の試験片により、本インサートＷＡの引き抜き試験やトルク試験を行った結果、引き抜き試験ではアヤメローレット型のインサートに対して１．３６倍の実測数値が出て、トルク試験では切削加工によるヘリカルスプライン型のインサートと同等以上の実測数値が出ていることが実証されている。

また、上記実施例において、ローラダイス１２を、インサートＷＡの本体外周面に周方向等間隔で３個配置すると、薄肉のインサート本体でも変形を回避しつつ高精度に加工することができるので好適である。

図３Ａは本発明の実施例２を示すヘリカルスプライン型のボルトの転造法の平面図、図３Ｂは同じくヘリカルスプライン型のボルトの転造法の正面図である。

これは、実施例１におけるローラダイス１２に代えて、ヘリックスＲ１、Ｒ２の方向が異なる二つの平板状のダイス部材１４ａ，１４ｂが重合一体化されてなる固定側のフラットダイス（平ダイス）１４と、ヘリックスＲ１、Ｒ２の方向が異なる二つの平板状のダイス部材１５ａ，１５ｂが重合一体化されてなる移動側のフラットダイス（平ダイス）１５とを、ボルト（ヘリカルスプライン型部品）ＷＢの頭部における点対称位置に、各々の対向するヘリックスＲ１、Ｒ２を一致させて配置して、ボルトＷＢの頭部外周面にＶ字状に異なった方向のヘリックスＲ１、Ｒ２を創成するようにした例である。尚、図中Ｘは固定側のフラットダイス１４における食付き部で、Ｙは平行部、Ｚは逃げ部である。

この実施例によれば、実施例１におけるインサートＷＡの固有の作用・効果以外は実施例１と同様の作用・効果が得られる。

尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、ヘリックスアングル（ＨＡ）の変更やインサートＷＡにおける鍔付きを廃止する等各種変更が可能であることはいうまでもない。また、ローラダイス１２を用いてボルトＷＢの頭部外周面にＶ字状に異なった方向のヘリックスＲ１、Ｒ２を創成しても良いし、フラットダイス１４，１５を用いてインサートＷＡの本体外周面にＶ字状に異なった方向のヘリックスＲ１、Ｒ２を創成しても良い。

本発明に係るヘリカルスプライン型部品の転造法は、射出成形品に適用して好適である。

１０筒状本体
１０ａ鍔
１２ａ，１２ｂ円盤状のダイス部材
１２ローラダイス
１３貫通孔
１４ａ，１４ｂ平板状のダイス部材
１４固定側のフラットダイス
１５ａ，１５ｂ平板状のダイス部材
１５移動側のフラットダイス
Ｒ１、Ｒ２ヘリックス
ＷＡインサート
ＷＢボルト

Claims

ヘリックスの方向が異なる二つのダイス部材が重合一体化されてなる複数の転造ダイスを用いて素材の外周面にＶ字状のヘリカルスプラインを創成することを特徴とするヘリカルスプライン型部品の転造法。
前記転造ダイスは丸ダイスであることを特徴とする請求項１に記載のヘリカルスプライン型部品の転造法。
前記丸ダイスは素材の外周面に周方向等間隔で３個配置されることを特徴とする請求項２に記載のヘリカルスプライン型部品の転造法。
前記転造ダイスは平ダイスであることを特徴とする請求項１に記載のヘリカルスプライン型部品の転造法。
前記素材は成形品に埋め込まれるインサートの素材であることを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載のヘリカルスプライン型部品の転造法。