JP2013043183A - 両ねじ体の転造用ダイス構造及び転造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】円柱状のねじ素材を用いてスリップ等の転動不良を生じず、切り子が出難く切り子が出た際にも詰まることなく、右ねじ部と左ねじ部を同一領域上に有する両ねじ体の高精度な大量生産を可能とする両ねじ体の転造用ダイス及び転造方法を提供する。
【解決手段】ねじ素材に圧接し相対変位する剛性表面を有し、個々の剛性表面の最外部間を繋いで得られる仮想表面の法線方向視において略平行四辺形状を成し該仮想表面から凹設されて独立した複数の凹部３０が設けられたダイ部材１０を備え、凹部３０の略平行四辺形状の四つ角対応部位の二つの角部３１が丸く形成され、凹部３０の周縁は法線方向に沿う断面形状において略平行四辺形状の周縁上に沿って丸く形成され、凹部３０は略四角錐台形状を成し、その稜線相当部位は当該稜線に直交する断面視において丸く形成され、最深部位３４には底部３５が設けられる。
【選択図】図６

Description

この発明は、ねじ部の軸方向における同一領域上に右ねじ部と左ねじ部とを有する両ねじ体を転造によって効率よく高精度且つ安定的に生産するための転造方法及びこれを実現するための転造用ダイス構造に関する。

従来、右ねじ又は左ねじの何れか一方のみのねじ部を有する雄ねじを転造によって製造する場合には、ブランクとも呼ばれる金属製円柱状の棒状体であるねじ素材を、断面が所望の形状、例えば略三角形に形成され互いにほぼ平行でリード角をもった多条の条部を表面に有する複数の剛性平板若しくは剛性円筒体によって押圧しつつ、これらねじ素材と剛性平板或いは剛性円筒体とを相対変位させて、ねじ素材表面を塑性変形させながらねじ山若しくはねじ溝を形成するのが一般的である。

また、雄ねじ体としては、雄ねじ体のねじ部の軸方向における同一領域上に、右ねじ部と左ねじ部とを有する両ねじ体が知られ、これを転造によって生産するための試みがなされているが、今以て合理的且つ精密に大量生産を可能とする転造手法は実現されていない。

前記両ねじ体を転造するための技術としては、特許文献１に記載の技術が挙げられる。これによれば、ねじ素材は非円形に加工された物を採用することが好ましいとされるが、ねじ素材として非円形の物を採用するには、ねじ素材を予め非円形に加工することが不可欠となり、また実際には、非円形としたねじ素材を用いてもダイス中でねじ素材がスリップしてしまったり、転造用ダイスに対する非円形のねじ素材の初期位置の設定が困難であり望む形状、即ち両ねじ体構造を有する雄ねじ体を製造することは出来なかった。

また、特許文献１には、ダイスの製造方法として、最終製品である両ねじ体の外形を有するマスタダイスを製作し、これをダイプレートに押しつけながら転動することで、転造用ダイスを製作する技法が記載されているが、この手法で転造用ダイスを製作するとダイス表面に連続的な波形曲面が意図せずして作出されてしまい、結果としてこの転造用ダイスを用いて転造すると、軸形が真円状の円柱状とならず不安定で雌ねじを螺合することが不可能乃至困難な谷の径のねじ体が出来てしまうという問題があった。

また、特許文献２、特許文献３に開示されている技術では、これらの文献に開示されている転造用ダイスを用いて転造すると、ねじ部の軸方向における同一領域状に、右ねじ部と左ねじ部とを有する両ねじ体を転造することが出来るものの、この両ねじ体は右ねじと左ねじとが異ピッチであり、同ピッチの右ねじ部と左ねじ部とを有する両ねじ体を転造することが出来るものではなかった。

特に、特許文献３の技術によれば、特許文献１や特許文献２で問題となる転造時におけるねじ素材と転造用ダイスとの間に生じるスリップ等の転動不良による不良品が出来てしまう問題が半ば解決されるものの、ねじ素材が転造用ダイス表面によって削がれる所謂切り子状の微細な金属片が転造用ダイスの凹凸状の表面に挟まって取れなくなり、連続して高精度の両ねじ体を転造することが出来ないという問題があった。

特開昭５０−５７０５３号公報 特開２００６−１８９０５６号公報 ＷＯ２００５／０１４１９４号公報

本発明は、上述の如くの問題を解決すること、即ち、円柱状のねじ素材を用いてスリップ等の転動不良を生じずに同時に、右ねじと左ねじを有する雄ねじ体を転造することが出来、且つ右ねじと左ねじとが同ピッチでも異ピッチでも転造可能で、且つ、切り子が出難く切り子が出た際にも転造用ダイスの凹部に切り子が詰まることなく容易に抜け出して高精度な両ねじ体の大量生産が可能な両ねじ体の転造用ダイス及び転造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の両ねじ体転造用ダイス構造において採った手段は、ねじ素材に対して圧接しつつ相対変位する剛性表面を有するダイ部材を備え、ダイ部材は、個々の前記剛性表面の最外部間を繋いで得られる仮想表面の法線方向視において略平行四辺形状を成し、該仮想表面から凹設されて独立した複数の凹部が設けられ、前記法線方向視における前記略平行四辺形状の四つ角対応部位のうち、二つ以上の角部が、前記法線方向視において、丸く形成されることを特徴としている。

前記凹部の周縁は、前記法線方向に沿う断面形状において、前記略平行四辺形状の上記周縁上に沿って丸く形成されることを特徴としている。

前記二つ以上の角部は、互いに対角状に位置することを特徴としている。

前記二つ以上の角部は、前記相対変位の方向に位置することを特徴としている。

前記凹部の法線方向視における前記略平行四辺形が、略菱形状を成すことを特徴としている。

前記略平行四辺形は、その対角線のうち少なくとも一方の対角線距離が、前記ねじ素材の半径をＲ_０、円周率をπとするとき、２πＲ_０以下に設定されることを特徴としている。

前記凹部は、前記略平行四辺形の一方の対角線の距離を比較的長く他方の対角線の距離を比較的短く設定した略平行四辺形状の開口面を、一構成面とする仮想的な略四角錐形状の穴状を成し、この略四角錐形状の中央頂部が凹部の最深部位を成すことを特徴としている。

前記凹部は、略四角錐形状を成し、その稜線相当部位は当該稜線に直交する断面視において丸く形成されることを特徴としている。

前記凹部は、略四角錐台形状を成し、その最深部が略扁平な底部を有することを特徴としている。

前記凹部は、該凹部の容積をｖ、円周率をπ、前記相対変位の方向に対する直交方向における前記凹部の凹設ピッチをｐ、当該両ねじ体転造用ダイスによって転造されて成る両ねじ体の谷径をｄ_Ｒ、前記凹部の最深部の深さをｈとするとき、上記容積ｖの設定範囲が
πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５
で規定されることを特徴としている。

また、本発明の両ねじ体の転造方法において採った手段は、ねじ素材に対して圧接しつつ相対変位する剛性表面を有し、前記表面の最外部間を繋いで得られる仮想表面の法線方向視において略平行四辺形状を成し該仮想表面から凹設されて独立した複数の凹部が設けられた二つのダイ部材の当該表面同士を互いに対向させ、これらの表面間の最短間隔を所定間隔ｄとして配設するものであり、前記間隔ｄを、略円柱状のねじ素材の半径をＲ_０、前記凹部の容積をｖ、円周率をπ、前記相対変位の方向に対する直交方向における前記凹部の凹設ピッチをｐとしたとき、
ｄ＝２（Ｒ_０ ^２−２ｖ／（πｐ））^１／２
ただし、該容積ｖの設定が、πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５を満たす範囲で設定され、当該両ねじ体の転造方法によって転造されて成る両ねじ体の谷径をｄ_Ｒ、前記凹部の最深部の深さをｈとして設定し、一方の前記表面に対して他方の前記表面を相対変位させつつ、前記ねじ素材をこれらのダイ部材の表面間に圧接させながら転動させることによって両ねじ体を製造することを特徴としている。

前記ダイ部材は、前記法線方向視における前記略平行四辺形状の四つ角対応部位のうち、二つ以上の角部が、前記法線方向視において、丸く形成されることを特徴としている。

前記凹部の周縁は、前記法線方向に沿う断面形状において、前記略平行四辺形状の前記周縁上に沿って丸く形成されることを特徴としている。

前記二つ以上の角部は、互いに対角状に位置することを特徴としている。

前記二つ以上の角部は、前記相対変位の方向に位置することを特徴としている。

前記凹部の法線方向視における前記略平行四辺形が、略菱形状を成すことを特徴としている。

前記略平行四辺形は、その対角線のうち少なくとも一方の対角線距離が、前記ねじ素材の半径をＲ_０、円周率をπとするとき、２πＲ_０以下に設定されることを特徴としている。

前記凹部は、前記略平行四辺形の一方の対角線の距離を比較的長く他方の対角線の距離を比較的短く設定した略平行四辺形状の開口面を、一構成面とする仮想的な略四角錐形状の穴状を成し、この略四角錐形状の中央頂部が凹部の最深部位を成すことを特徴としている。

前記凹部は、略四角錐形状を成し、その稜線相当部位は当該稜線に直交する断面視において丸く形成されることを特徴としている。

前記凹部は、該凹部の容積をｖ、円周率をπ、前記相対変位の方向に対する直交方向における前記凹部の凹設ピッチをｐ、当該両ねじ体転造用ダイスによって転造されて成る両ねじ体の谷径をｄ_Ｒ、前記凹部の最深部の深さをｈとするとき、前記容積ｖの設定範囲が
πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５
で規定されることを特徴としている。

本発明は、平面視における凹部形状を、略平行四辺形状好ましくは略菱形状とした上、当該略平行四辺形の相対変位方向における角部を丸くすると共に、断面視における凹部の周縁を周回上に亘って丸くし、且つ、略四角錐状に凹設した凹部の稜線相当部位の断面形状を当該稜線方向に沿って丸くした二つのダイ部材を、それらの剛性表面同士を対向させつつ、ｄ＝２（Ｒ_０ ^２−２ｖ／（πｐ））^１／２の間隔を存してこの距離を一定に保持したまま相対変位可能に配設し、これらの間に半径Ｒ_０のねじ素材を圧接させながら転動させることで両ねじ体を転造するように構成したことにより、円柱状のねじ素材を用いているにも拘わらずスリップ等の転動不良を生じずに、右ねじ部と左ねじ部とを同時に高精度に転造しながらも切り子が殆ど出ない上、万一切り子が出てもダイ部材の凹部内に切り子が止まって詰まることなく、容易に抜け出し得て、これによってねじ部の軸方向における同一領域上に右ねじ部と左ねじ部と有する雄ねじ体である両ねじ体を、高精度に連続的な転造を行うことを可能とし、大量生産を可能とした。ただし、容積ｖは、πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５を満たすように設定され、ここに、表面間の最短間隔をｄ、略円柱状のねじ素材の半径をＲ_０、凹部の容積をｖ、円周率をπ、前記相対変位の方向に対する直交方向における前記凹部の凹設ピッチをｐ、両ねじ体の転造方法によって転造されて成る両ねじ体の谷径をｄ_Ｒ、凹部の最深部の深さをｈとする。

各種のダイ部材を概略的に示した斜視図であり、（Ａ）は平ダイ部材を、（Ｂ）は丸ダイ部材を、（Ｃ）は円弧型ダイ部材を概略的に示している。 （Ａ）は、複数の凹部が整列して設けられたダイ部材の剛性表面を概略的に示した模式図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ´断面の断面図である。 （Ａ）は、一凹部を拡大した仮想表面の法線方向視における平面図であり、（Ｂ）はその変形例である。 図３（Ａ）のＹ−Ｙ´断面の断面図であり、（Ａ）は底部が平坦に形成され、（Ｂ）は底部が鋭角に形成され、（Ｃ）は最も好ましい形態であって底部が丸く形成されている状態を示す断面図である。 （Ａ）は、一凹部を拡大した仮想表面の法線方向視における平面図であって、剛性表面の相対変位方向における対角線距離を模式的に示す図であり、（Ｂ）は当該相対変位方向に対する直交方向における凹部の凹設ピッチを模式的に示す仮想表面の法線方向視における平面図である。 凹部の三次元構成を示すための一凹部の三面図である。 本発明の実施によって得られる両ねじ体のねじ部を模式的に示した一側面図である。 本発明の両ねじ体の転造方法を適用した転造の様子を模式的に示す概略図であり、（Ａ）は平ダイ部材を二つ用いた転造の様子、（Ｂ）は丸ダイ部材を二つ用いた転造の様子、（Ｃ）は円弧型ダイ部材と丸ダイ部材を用いた転造の様子を示したものである。

以下本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、本発明の両ねじ体転造用ダイス構造について説明する。本実施形態の両ねじ体転造用ダイス構造は、円柱状のねじ素材Ｂに対して圧接しつつ、このねじ素材Ｂの軸方向に直交する方向に相対変位しながら当該ねじ素材Ｂ表面を変形させて軸方向における同一領域上に右ねじ部と左ねじ部を有する両ねじ体Ｄを転造するためのものである。

本実施の形態における本発明を適用して成る剛性表面２０を有するダイ部材１０は、図１（Ａ）に示すようなプレート状のダイ部材１１を二つ用いる所謂平ダイス形態の他、図１（Ｂ）に示すような円筒若しくは円柱型の二つ以上の丸ダイ部材１２を合わせ用いる所謂丸ダイス形態や図１（Ｃ）に示すような所謂プラネタリ方式とも呼ばれる、ねじ素材Ｂに圧接される剛性の円弧状表面を有する固定部材である円弧型ダイ部材１３とこの円弧表面に対応した外径に設定されねじ素材Ｂに圧接される剛性の円筒表面を有する円筒若しくは円柱型ダイ部材１２とから構成される形態のものであってもよい。

何れのタイプのダイ部材１０であっても、本実施形態のダイ部材１０は、ねじ素材Ｂに圧接される二つ以上のダイ部材１０を備え、圧接されながらこれら二つ以上のダイ部材１０の剛性表面２０同士が相対変位すると共にねじ素材Ｂに対して相対変位する剛性表面２０を有する。

この剛性表面２０には、この剛性表面２０の最外部２１間を繋いで得られる仮想表面２２の法線方向視において、略平行四辺形状を成し、仮想表面２２から図２（Ｂ）に示すように凹設される凹部３０が、図２（Ａ）に示すように複数独立して整列して設けられる。ここで、仮想表面２２は、プレート状のダイ部材１０の場合には平面状に、丸ダイス形態の場合には円筒面状に、円弧状ダイス形態の場合には円弧面状に設定することが望ましく、それらの仮想表面２２が波打っていたり歪んでいたりすることが無いように構成することが好ましい。これらの各凹部３０は、凹部３０の法線方向視における略平行四辺形状に形成され、好ましくは略菱形状を成すように構成する。このように略菱形状に設定すれば、転造される両ねじ体Ｄの右ねじ部と左ねじ部におけるそれぞれのねじピッチが互いに等しいものとすることが出来るようになる。

これらの凹部３０は、それぞれ法線方向視における略平行四辺形状の四つ角対応部位のうち、二つ以上の角部３１，３１が、図３（Ａ）に示すように、法線方向視において丸く形成される。勿論、図３（Ｂ）に示すように、略平行四辺形状の四つ角対応部位の全ての角部３１，３１，３２，３２を丸く形成することも可能である。なお、これら二つ以上の角部３１，３１は、互いに対角位置状に設定することが好ましく、特に、二つ以上の角部３１，３１をねじ素材Ｂの転動する方向、即ち相対変位の方向における対角位置として設定すれば、転造の際に万一発生した切り子が相対変位の際に凹部３０から流れ出易くなって好ましい。

これらの凹部３０は、図１（Ｂ）又は図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、仮想表面２２の法線方向に沿う断面形状において、その周縁３３部分が、例えばＲ加工等のように丸く形成され、略平行四辺形状を成す周縁３３の周回上に沿って丸く形成される。このように、凹部３０の周縁３３部分を、周縁３３の周回上に亘って丸くすることによって、転造時にダイ部材１０表面とねじ素材Ｂとの不合理な当たりによってねじ素材Ｂから削り出されて発生する切り子の発生を防止することが可能となる。

また、仮想表面２２の法線方向視において略平行四辺形状の凹部３０は、その対角線のうち少なくとも一方の対角線距離を、図５（Ａ）に示すように、ねじ素材Ｂの半径をＲ_０、円周率をπとするとき、２πＲ_０以下となるように設定する。好ましくは、本発明の実施によって得られる両ねじ体Ｄの谷径をｄ_Ｒ（図７参照。）とするとき、凹部３０を成す略平行四辺形の対角線のうち少なくとも一方の対角線距離をπｄ_Ｒ以下とする。より好ましくは、凹部３０を成す略平行四辺形の対角線のうち少なくとも相対変位方向に平行な対角線の対角線距離をπｄ_Ｒ以下に設定する。このように設定することによって、右ねじ部と左ねじ部のねじピッチを同等に設定可能となる上、高精度な両ねじ体Ｄを得ることが出来るようになる。

また、凹部３０は、図６に示すように、仮想表面２２の法線方向視における略平行四辺形の一方の対角線距離、好ましくは相対変位方向の対角線距離を比較的長く、他方の対角線距離、好ましくは相対変位方向に対して直交する方向の対角線距離を比較的短く設定した略平行四辺形状の開口面を、一構成面とする仮想的な略四角錐形状の穴状を成し、この略四角錐形状の中央頂部が凹部３０の最深部位３４を成すように構成する。より好ましくは、凹部３０を略四角錐台形状に形成し、その最深部位３４が略扁平な底部３５を有するような凹部３０形状とする。こうすることで、底部３５が広くなり、万一発生した切り子が詰まることなく流れ出易くなると共に、本発明の実施によって得られる両ねじ体Ｄのねじ山Ｍの最高頂部が両ねじ体Ｄの軸直角方向において鋭角と成らず、両ねじ体Ｄに対する雌ねじ体の螺合時における安定性を向上させることが出来るようになると共に、本発明の実施時における大量生産によって得られる両ねじ体Ｄの製品精度を著しく向上させることが出来るようになる。

なお、凹部３０は、該凹部３０の容積をｖ、円周率をπ、ダイ部材１０の相対変位の方向に対する直交方向における凹部３０の凹設ピッチをｐ（図５（Ｂ）参照。）、本発明の実施によって得られる両ねじ体Ｄの谷径をｄ_Ｒ（図７参照。）、凹部３０の最深部位３４の深さをｈとするとき、ここの凹部３０の容積ｖの設定範囲が、πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５で規定されるように構成することが好ましい。なお、この範囲よりも小さく設定すると、ねじ山Ｍが痩せ過ぎたり、小さくなり過ぎて強度不足になったっり、或いは本発明の実施によって得られる雄ねじである両ねじ体Ｄに雌ねじ体を螺合した際に所謂遊びが大きくなり過ぎてガタ付きが大きくなり過ぎてしまい、逆に、この範囲よりも大きく設定すると、ねじ山Ｍが太り過ぎたり、大きくなり過ぎて、本発明の実施によって得られる雄ねじである両ねじ体Ｄに雌ねじ体を螺合した際に所謂遊びが小さくなり過ぎて螺合困難若しくは螺合不能になったり、或いは、ねじ山Ｍを高精度に転造することが困難となる。

以上説明の両ねじ体Ｄの転造用ダイス構造のダイ部材１０を用いて転造すれば、高精度な両ねじ体Ｄを効率的に大量生産することが可能となる。この他、本発明を適用して成る実施形態の両ねじ体Ｄの転造方法を以下に添付図面を参照しながら説明する。本実施形態の両ねじ体Ｄの転造方法は、円柱状のねじ素材Ｂに対して圧接しつつ、このねじ素材Ｂの軸方向に直交する方向に相対変位しながら当該ねじ素材Ｂ表面を変形させて軸方向における同一領域上に右ねじ部と左ねじ部を有する両ねじ体Ｄを転造するためのものである。

本実施の形態における本発明を適用して成る両ねじ体Ｄの転造方法は、剛性表面２０を有するダイ部材１０を二つ以上用い、これらのダイ部材１０，１０間にねじ素材Ｂを圧接させながら転動させて両ねじ体Ｄを転造するものである。この転造に用いるダイ部材１０としては、図１（Ａ）に示すようなプレート状のダイ部材１１を二つ用いる所謂平ダイス形態の他、図１（Ｂ）に示すような円筒若しくは円柱型の二つ以上の丸ダイ部材１２を合わせ用いる所謂丸ダイス形態や図１（Ｃ）に示すような所謂プラネタリ方式とも呼ばれる、ねじ素材Ｂに圧接される剛性の円弧状表面を有する固定部材である円弧型ダイ部材１３とこの円弧表面に対応した外径に設定されねじ素材Ｂに圧接される剛性の円筒表面を有する円筒若しくは円柱型ダイ部材１２とから構成される形態のものであってもよい。

本実施例の両ねじ体Ｄの転造方法においては、プレート状のダイ部材１１を用いて転造する場合には、図８（Ａ）に示すように、一方の平ダイ部材１１を固定し、これに対して最外表面間の距離が所定間隔ｄとなるように、そしてこの間隔ｄを保持しながら他方の平ダイ部材１１を相対変位可能に配設する。勿論、これらの平ダイ部材１１，１１は、両方の平ダイ部材１１，１１が相対変位していればよく、両方を互い違いの方向に変位させるように構成してもよい。

また、円柱状若しくは円筒型の二つ以上の丸ダイ部材１２，１２を合わせ用いる所謂ローリング転造の場合には、図８（Ｂ）に示すように、二つの丸ダイ部材１２，１２を互いの回転軸が並行に保持されながら、最外表面間の距離が所定間隔ｄとなるように、そしてこの間隔ｄを保持しながらそれぞれ回転可能に配設される。このとき、それぞれの丸ダイ部材１２，１２は互いに逆回転であっても同回転であってもよい。

また、一方が円弧型で他方が円柱若しくは円筒型のダイ部材１０を用いて転造する所謂プラネタリ方式の転造の場合には、図８（Ｃ）に示すように、一方の円弧型ダイ部材１３を固定し、これに対して最外部２１間の距離が所定間隔ｄとなるように、そしてこの間隔ｄを保持しながら他方の丸ダイ部材１２を回転自在に保持し、これらの剛性表面２０，２０間が相対変位可能となるように配設する。

ここで、間隔ｄは、略円柱状のねじ素材の半径をＲ_０、後述（若しくは前述）の凹部の容積をｖ、円周率をπ、ダイ部材の剛性表面間の相対変位の方向に対する直交方向における凹部の凹設ピッチをｐとしたとき、ｄ＝２（Ｒ_０ ^２−２ｖ／（πｐ））^１／２として設定することが望ましい。ただし、容積ｖの設定は、πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５を満たす範囲で設定することが好ましい。ここで、当該両ねじ体の転造方法によって転造されて成る両ねじ体の谷径をｄ_Ｒ、凹部の最深部の深さをｈとする。

勿論、何れのダイ部材１０の剛性表面２０にも、個々の剛性表面２０の最外部２１間を繋いで得られる仮想表面２２の法線方向視において、略平行四辺形状を成し、剛性表面２０から凹設されて独立した複数の凹部３０が設けられる。そして、一方のダイ部材１０の剛性表面２０に対して他方のダイ部材１０の剛性表面２０を相対変位させつつ、円柱状若しくは円筒状のねじ素材Ｂをこれらのダイ部材１０，１０の表面間に圧接させながら転動させることによって両ねじ体Ｄを製造する。

また、本実施形態の両ねじ体Ｄの転造方法において用いるダイ部材１０の剛性表面２０には、この剛性表面２０の最外部２１間を繋いで得られる仮想表面２２の法線方向視において、略平行四辺形状を成し、仮想表面から図２（Ｂ）に示すように凹設される凹部３０が、図２（Ａ）に示すように複数独立して整列して設けられた物を採用することが出来る。ここで、仮想表面２２は、プレート状のダイ部材１１の場合には平面状に、丸ダイス形態の場合には円筒面状に、円弧状ダイス形態の場合には円弧面状に設定することが望ましく、それらの仮想表面２２が波打っていたり歪んでいたりすることが無いように構成することが好ましい。これらの各凹部３０は、凹部３０の法線方向視における略平行四辺形状に形成され、好ましくは略菱形状を成すように構成する。このように略菱形状に設定すれば、転造される両ねじ体Ｄの右ねじ部と左ねじ部におけるそれぞれのねじピッチが互いに等しいものとすることが出来るようになる。

これらの凹部３０は、それぞれ法線方向視における略平行四辺形状の四つ角対応部位のうち、二つ以上の角部３１，３１が、図３（Ａ）に示すように、法線方向視において丸く形成することが好ましい。勿論、図３（Ｂ）に示すように、略平行四辺形状の四つ角対応部位の全ての角部３１，３１，３２，３２を丸く形成することも可能である。なお、これら二つ以上の角部３１，３１は、互いに対角位置状に設定することが好ましく、特に、二つ以上の角部３１，３１をねじ素材Ｂの転動する方向、即ち相対変位の方向における対角位置として設定すれば、転造の際に万一発生した切り子が相対変位の際に凹部３０から流れ出易くなって好ましい。

これらの凹部３０は、図１（Ｂ）又は図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、仮想表面２２の法線方向に沿う断面形状において、その周縁３３部分が、例えばＲ加工等のように丸く形成され、略平行四辺形状を成す周縁３３の周回上に沿って丸く形成することが可能である。このように、凹部３０の周縁３３部分を周縁３３の周回上に亘って丸くすることによって、転造時にダイ部材１０表面とねじ素材Ｂとの不合理な当たりによってねじ素材Ｂから削り出されて発生する切り子の発生を防止することが可能となりって好ましい。

また、仮想表面２２の法線方向視において略平行四辺形状の凹部３０は、その対角線のうち少なくとも一方の対角線距離を、図５（Ａ）に示すように、ねじ素材Ｂの半径をＲ_０、円周率をπとするとき、２πＲ_０以下となるように設定する。好ましくは、本発明の実施によって得られる両ねじ体Ｄの谷径をｄ_Ｒ（図７参照。）とするとき、凹部３０を成す略平行四辺形の対角線のうち少なくとも一方の対角線距離をπｄ_Ｒ以下とする。より好ましくは、凹部３０を成す略平行四辺形の対角線のうち少なくとも相対変位方向に平行な対角線の対角線距離をπｄ_Ｒ以下に設定する。このように設定することによって、右ねじ部と左ねじ部のねじピッチを同等に設定可能となる上、高精度な両ねじ体Ｄを得ることが出来るようになる。

また、凹部３０は、図６に示すように、仮想表面の法線方向視における略平行四辺形の一方の対角線距離、好ましくは相対変位方向の対角線距離を比較的長く、他方の対角線距離、好ましくは相対変位方向に対して直交する方向の対角線距離を比較的短く設定した略平行四辺形状の開口面を、一構成面とする仮想的な略四角錐形状の穴状を成し、この略四角錐形状の中央頂部が凹部３０の最深部位３４を成すように構成する。より好ましくは、凹部３０を略四角錐台形状に形成し、その最深部位３４が略扁平な底部３５を有するような凹部３０形状とする。こうすることで、底部３５が広くなり、万一発生した切り子が詰まることなく流れ出易くなると共に、本発明の実施によって得られる両ねじ体Ｄのねじ山Ｍの最高頂部が両ねじ体Ｄの軸直角方向において鋭角と成らず、両ねじ体Ｄに対する雌ねじ体の螺合時における安定性を向上させることが出来るようになると共に、本発明の実施時における大量生産によって得られる両ねじ体Ｄの製品精度を著しく向上させることが出来るようになる。

なお、凹部３０は、該凹部３０の容積をｖ、円周率をπ、ダイ部材１０の相対変位の方向に対する直交方向における凹部３０の凹設ピッチをｐ（図５（Ｂ）参照。）、本発明の実施によって得られる両ねじ体Ｄの谷径をｄ_Ｒ（図７参照。）、凹部３０の最深部位３４の深さをｈとするとき、ここの凹部３０の容積ｖの設定範囲が、πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５で規定されるように構成することが好ましい。なお、この範囲よりも小さく設定すると、ねじ山Ｍが痩せ過ぎたり、小さくなり過ぎて強度不足になったっり、或いは本発明の実施によって得られる雄ねじである両ねじ体Ｄに雌ねじ体を螺合した際に所謂遊びが大きくなり過ぎてガタ付きが大きくなり過ぎてしまい、逆に、この範囲よりも大きく設定すると、ねじ山Ｍが太り過ぎたり、大きくなり過ぎて、本発明の実施によって得られる雄ねじである両ねじ体Ｄに雌ねじ体を螺合した際に所謂遊びが小さくなり過ぎて螺合困難若しくは螺合不能になったり、或いは、ねじ山Ｍを高精度に転造することが困難となる。

以上説明の両ねじ体Ｄの転造用ダイス構造及び転造方法について説明したが、勿論、これらに限らず、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０ ダイ部材
１１ 平ダイ部材
１２ 丸ダイ部材
１３ 円弧型ダイ部材
２０ 剛性表面
２１ 最外部
２２ 仮想表面
３０ 凹部
３１ 角部
３２ 角部
３３ 周縁
３４ 最深部位
３５ 底部
Ｂ ねじ素材
Ｄ 両ねじ体
Ｍ ねじ山

Claims (21)

1. ねじ素材に対して圧接しつつ相対変位する剛性表面を有するダイ部材を備え、
   上記ダイ部材は、上記表面の最外部間を繋いで得られる仮想表面の法線方向視において略平行四辺形状を成し該仮想表面から凹設されて独立した複数の凹部が設けられ、
   上記法線方向視における上記略平行四辺形状の四つ角対応部位のうち、二つ以上の角部が、上記法線方向視において、丸く形成されることを特徴とする両ねじ体転造用ダイス構造。
2. 前記凹部の周縁は、前記法線方向に沿う断面形状において、前記略平行四辺形状の上記周縁上に沿って丸く形成されることを特徴とする請求項１に記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
3. 前記二つ以上の角部は、互いに対角状に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
4. 前記二つ以上の角部は、前記相対変位の方向に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
5. 前記凹部の法線方向視における前記略平行四辺形が、略菱形状を成すことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
6. 前記略平行四辺形は、その対角線のうち少なくとも一方の対角線距離が、前記ねじ素材の半径をＲ_０、円周率をπとするとき、２πＲ_０以下に設定されることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
7. 前記凹部は、前記略平行四辺形の一方の対角線の距離を比較的長く他方の対角線の距離を比較的短く設定した略平行四辺形状の開口面を、一構成面とする仮想的な略四角錐形状の穴状を成し、この略四角錐形状の中央頂部が凹部の最深部位を成すことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
8. 前記凹部は、略四角錐形状を成し、その稜線相当部位は当該稜線に直交する断面視において丸く形成されることを特徴とする請求項７に記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
9. 前記凹部は、略四角錐台形状を成し、その最深部が略扁平な底部を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
10. 前記凹部は、該凹部の容積をｖ、円周率をπ、前記相対変位の方向に対する直交方向における前記凹部の凹設ピッチをｐ、当該両ねじ体転造用ダイスによって転造されて成る両ねじ体の谷径をｄ_Ｒ、前記凹部の最深部の深さをｈとするとき、上記容積ｖの設定範囲が
    πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５
    で規定されることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
11. ねじ素材に対して圧接しつつ相対変位する剛性表面を有し、上記表面の最外部間を繋いで得られる仮想表面の法線方向視において略平行四辺形状を成し該仮想表面から凹設されて独立した複数の凹部が設けられた二つのダイ部材の当該表面同士を互いに対向させ、これらの表面間の最短間隔を所定間隔ｄとして配設するものであり、上記間隔ｄを、略円柱状のねじ素材の半径をＲ_０、上記凹部の容積をｖ、円周率をπ、上記相対変位の方向に対する直交方向における前記凹部の凹設ピッチをｐとしたとき、
    ｄ＝２（Ｒ_０ ^２−２ｖ／（πｐ））^１／２
    ただし、該容積ｖの設定が、πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５を満たす範囲で設定され、当該両ねじ体の転造方法によって転造されて成る両ねじ体の谷径をｄ_Ｒ、上記凹部の最深部の深さをｈとして設定し、
    一方の上記表面に対して他方の上記表面を相対変位させつつ、上記ねじ素材をこれらのダイ部材の表面間に圧接させながら転動させることによって両ねじ体を製造することを特徴とする両ねじ体の転造方法。
12. 前記ダイ部材は、前記法線方向視における前記略平行四辺形状の四つ角対応部位のうち、二つ以上の角部が、前記法線方向視において、丸く形成されることを特徴とする請求項１１に記載の両ねじ体の転造方法。
13. 前記凹部の周縁は、前記法線方向に沿う断面形状において、前記略平行四辺形状の上記周縁上に沿って丸く形成されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の両ねじ体の転造方法。
14. 前記二つ以上の角部は、互いに対角状に位置することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の両ねじ体の転造方法。
15. 前記二つ以上の角部は、前記相対変位の方向に位置することを特徴とする請求項１２乃至１４の何れかに記載の両ねじ体の転造方法。
16. 前記凹部の法線方向視における前記略平行四辺形が、略菱形状を成すことを特徴とする請求項１１乃至１５の何れかに記載の両ねじ体の転造方法。
17. 前記略平行四辺形は、その対角線のうち少なくとも一方の対角線距離が、前記ねじ素材の半径をＲ_０、円周率をπとするとき、２πＲ_０以下に設定されることを特徴とする請求項１１乃至１６の何れかに記載の両ねじ体の転造方法。
18. 前記凹部は、前記略平行四辺形の一方の対角線の距離を比較的長く他方の対角線の距離を比較的短く設定した略平行四辺形状の開口面を、一構成面とする仮想的な略四角錐形状の穴状を成し、この略四角錐形状の中央頂部が凹部の最深部位を成すことを特徴とする請求項１１乃至１７の何れかに記載の両ねじ体の転造方法。
19. 前記凹部は、略四角錐形状を成し、その稜線相当部位は当該稜線に直交する断面視において丸く形成されることを特徴とする請求項１８に記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
20. 前記凹部は、略四角錐台形状を成し、その最深部が略扁平な底部を有することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の両ねじ体転造用ダイス構造。
21. 前記凹部は、該凹部の容積をｖ、円周率をπ、前記相対変位の方向に対する直交方向における前記凹部の凹設ピッチをｐ、当該両ねじ体転造用ダイスによって転造されて成る両ねじ体の谷径をｄ_Ｒ、前記凹部の最深部の深さをｈとするとき、上記容積ｖの設定範囲が
    πｐｄ_Ｒｈ／７≦ｖ≦πｐｄ_Ｒｈ／５
    で規定されることを特徴とする請求項１１乃至２０の何れかに記載の両ねじ体転造用ダイス構造。