JP2515113B2 - ねじの転造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は、多くの機械装置の部品の１つであるバー
材の先端におねじを刻設するねじ製造の技術分野に属す
る。

而して、この出願の発明は断面円形のバー材等の素材
の端部に形成するねじ条列に対し該ねじ条列に交叉する
軸方向のキー止め等の切欠溝が予め形成されているねじ
形成用の相対向する一対の平ダイス等のダイスによる転
造方法に関する発明であり、特に、予め上記切欠溝をね
じ条列形成部に刻設された断面円形等の素材の回転速度
をダイスの移動速度に対して終始ずれが生じないように
維持し、更には、ダイスに切欠溝が対向する位置姿勢で
のタイミングで素材の横ぶれを防止するように維持しね
じ条列の設計通りの真円度を得ることが出来るようにし
てねじ条列をダイスにより刻設するようにするねじの転
造方法に係る発明である。

〈従来の技術〉 周知の如く、多くの機械装置に於いては複数の部材を
連結するに際し、ねじ螺合による結合をする等の態様が
極めて多く、特に、断面円形のバー材の端部におねじを
刻設し、相手側のめねじに連結するような態様がある。

而して、この場合、単なる連結だけでなく連結後の動
力伝達等を行ったり、緩み防止のためにねじ螺合状態の
姿勢を維持するべく、キー止め等の手段が多く用いら
れ、かかる場合には素材端部に刻設するねじ条列部分に
も該ねじ条列を軸方向にトラバースしてキー止め用の切
欠溝を有する形態がとられる。

かかるねじ条列にトラバースする切欠溝を有するねじ
の製造には、一般のバー材のねじ形成と同様に一対の平
ダイスや丸ダイスによる転造手段が広く用いられてお
り、例えば、第11図に示す様に、断面円形のバー材の素
材１にはそのねじ条列２の形成部に予め軸方向にトラバ
ースしてシャンク部３にかけてキー止め用等の切欠溝４
を所定の切削加工により予め形成しておき、該ねじ条列
２の形成部に対し左右一対の、例えば、平ダイス５、
５′の移動によりねじ条列２を刻設するようにしてい
た。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、該種在来態様においては、ねじ条列２
の刻設に際して切欠溝４が一方の平ダイス５（或いは、
５′）に対向する位置姿勢となるタイミングでは切欠溝
４の部分だけダイス５（５′）が当接しないために該ダ
イス５（５′）と素材１との間にすべりが発生し、この
ため、ねじ条列２にはピッチずれが生じてねじ６として
は機能せず、使用不可能となる不具合があった。

これに対処するに、切欠溝なしの通常の素材１に対す
るねじ条列刻設と同様に最初にねじ条列２をダイスによ
り刻設し、当該ねじ条列２の加工後に切欠溝４を切削加
工等するような手段もとられるが、かかる手段によれば
該切欠溝４の形成時にねじ条列２のねじ山やねじ溝にバ
リが形成されるために、後工程としてバリ取り加工をせ
ねばならず、それだけ工数が増えてラインの能率を低下
するという欠点があり、又、結果的に、コスト高になる
という不利点があった。

又、予め切欠溝４を予め形成してその後ダイス５、
５′によりねじ条列２を形成するに際し、第４図に示す
様に、切欠溝４が一方のダイス５（或いは、５′）に当
接する位置姿勢となるタイミングでは素材１が当該ダイ
ス５（５′）側にｆだけ横ぶれし、その結果、切欠溝４
とは反対側のねじ条列２に刻設時の肉の盛り上がりが減
少し、該ねじ条列２の断面が楕円形状になって真円度を
必要とするねじ６の精度を悪くするという難点もあっ
た。

かかる不都合さは平ダイスのみでなく丸ダイスによる
転造にも共通する問題であった。

この出願の発明の目的は上述従来技術に基づくねじの
ダイスによる転造の問題点を解決すべき技術的課題と
し、素材に対する切欠溝による予め形成させておくこと
によるバリ取り等の後工程の工数増加を削減する利点を
生かしながらも、ダイスによるねじ条列の刻設に際し切
欠溝でのねじ条列のピッチずれを確実になくし、更に
は、素材の横ぶれをもなくしてねじ条列の真円度を上
げ、ねじ精度を向上するようにし製品に対する信頼度を
高めるようにして機械製造産業における連結技術利用分
野に益する優れたねじの転造方法を提供せんとするもの
である。

〈課題を解決するための手段〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの
出願の発明の構成は前述問題点を解決するために、ねじ
条列と交叉する切欠溝を予め素材に対し形成しその後該
素材に対しねじ条列を形成するねじのダイスによる転造
方法において、上記切欠溝を有する素材の回転速度をダ
イスの移動速度に対してずれを生じないように維持して
上記ねじ条列を刻設するようにするねじの転造方法を基
幹とし、更に、ねじ条列と交叉する切欠溝を予め形成
し、その後、ねじ条列を形成するねじのダイスによる転
造方法において、上記切欠溝を有する素材の回転速度を
ダイスの移動速度に対してずれを生じないようにすると
共に素材の横ぶれ防止を維持して上記ねじ条列を刻設す
るようにとしたねじの転造方法とする技術的手段を講じ
たものである。

〈作 用〉 而して、ねじをダイスにより転造するに際し、素材の
ねじ条列形成部分に予めキー止め等に要する切欠溝を軸
方向に沿ってシャンク部に至るまで形成しておき、一対
のダイスによるねじ条列の形成に際しては切欠溝を有す
るねじ条列部にダイスと一体的に連結させたセレーショ
ン転造ダイス等により周方向に回り止め凹凸部をねじ条
列と共に同時に形成させる等の手段によりねじ条列形成
ダイスの移動速度に対して素材の回転速度がずれを生じ
ないようにし、更には、切欠溝が一方のダイスに対向す
る位置姿勢のタイミングにおいては素材の横ぶれを阻止
してねじ条列を刻設し、ピッチずれのない設計通りの真
円度を確保することが出来るねじを得るようにしたもの
である。

〈実施例〉 次に、この出願の発明の実施例を第１〜10図の図面に
従って説明すれば以下の通りである。尚、第11図と同一
態様部分は同一符号を用いて説明するものとする。

第１、２図に示す実施例において、当該実施例は断面
円形の素材１の先端におねじのねじ条列２が形成され、
その後部のシャンク部３の部分に軸方向に沿うスプライ
ン８が形成されて図示しない他の組付部材の動力伝達を
行うことが出来るようにされたねじ６の転造成形の態様
であり、当該ねじ６の転造成形に際し予めねじ条列２の
形成用の平ダイス５、５′の各々に適宜ボルト等を介し
て一体連結されたセレーション転造ダイス７、７′を配
設し、予め切欠溝４を軸方向にシャンク部３に亘って形
成した素材１をセンタ９、９′等に所定に支持させ、平
ダイス５、５′を在来一般態様同様に素材１に対し相対
接近離反させてねじ条列２を刻設する。

この場合、平ダイス５、５′、及び、セレーション転
造ダイス７、７′の図示しない回転駆動源に対する連係
は予めそのリードを素材１の回転径に合わせておけば良
い。

このようにすることにより、平ダイス５、５′の素材
１に対する相対近接によるねじ条列２の形成部に対する
ねじ条列２の形成はこれに同時随伴的に伴って相対接近
するセレーション転造ダイス７、７が素材１のシャンク
部３にスプライン８を刻設するために、平ダイス５、
５′のねじ条列２の形成工程における素材１の回転速度
は予め決められた回転速度を常に維持し、したがって、
切欠溝４の部分が一方の平ダイス５（或いは、５′）に
対向する位置姿勢になるタイミングにおいても素材１の
回転速度は何ら変わらず、そのため、切欠溝４の前後部
分に於ける周方向のねじ条列２のピッチずれは起こら
ず、該切欠溝４の刻設のない素材１に対するねじ条列形
成と全く同様の設計ピッチ通りのねじ条列２が形成され
る。

又、併せてシャンク部３の部分にスプライン８を同時
に形成することが出来る。

而して、当該実施例は素材１のねじ条列２を転造形成
させると共に他の動力伝達用としてのスプライン８をも
一挙両得的に形成される態様であるが、シャンク部３の
外周面に特に拘束条件がない場合には、スプライン８が
単に製品としての動力伝達用であるばかりでなく、ねじ
条列２の形成時に回り止め凹凸部を形成させる利点を同
様に有する態様として第３図に示す様に、セレーション
転造ダイス７の素材１に対向する側に設定数の多数のプ
ロジェクション10、10…をその縦横方向から見て隈なく
密に突出形成させても、素材１のシャンク部３の周面に
は回り止め凹凸部が形成されてダイス５、５′のねじ条
列２の形成時に素材１の回転速度を常に一定に保持し、
切欠溝４がダイス５（或いは、５′）に対向する位置姿
勢となるタイミングにおいても、該切欠溝４のない素材
１の態様と同様のピッチずれのないねじ条列２を形成さ
せることが出来る。

次に、第４〜６図に示す実施例は先述した如く、素材
１のねじ条列２の刻設部の切欠溝４が一方のダイス５
（或いは、５′）に対向する位置姿勢をとるタイミング
では横ぶれが生じてｆの側方変位が生じかねない際の該
切欠溝４の反対側のねじ条列２の肉盛りが薄く楕円形に
なるのを防ぐようにする態様であり、ダイス５、５′に
一体的に連結併設させるセレーション転造ダイス７、
７′のダイス５、５′の反対側の位置にシャンク部押え
11、11′を一体連結させてねじ条列２、及び、スプライ
ン８の形成時にシャンク部３に対し両側方向からの当接
押圧状態を維持して素材１に横ぶれが生じないように
し、したがって、当該実施例におけるねじ条列２の転造
形成プロセスにおいては第４図に示す様に、切欠溝４が
一方の平ダイス５（或いは、５′）に対向する位置姿勢
となるタイミングにおいても、素材１に横ぶれが生じな
いために、切欠溝４の反対側の部分に於いても切欠溝４
がない素材と同様のねじ条列２の肉盛りが行え、したが
って、該ねじ条列２の形状は設計通りの真円度が保たれ
ているねじを得ることが出来るようにしたものである。

而して、当該実施例に対して設計変更的な実施例を挙
げると、例えば、第７図に示す様に、シャンク部押え11
をして平ダイス５とセレーション転造ダイス７との間に
一体連結して介装するようにしたり（当然のことなが
ら、対向する平ダイス５′とセレーション転造ダイス
７′との間にシャンク部押え11′も介装される。）、第
８図に示す様に、回り止め凹凸部としてのスプライン
８、８を軸方向に２条形成させるべくシャンク部押え11
を間にして分割された一対のセレーション転造ダイス
７、７を配設し、平ダイス５と一体連結するようにした
実施例も採用可能であり、又、セレーション転造ダイス
７とシャンク部押え11とは第９図に示す様に別体にして
ボルト等により一体連結したり、或いは、第10図に示す
様に、転造ダイスとシャンク部押えとを一体型にしたダ
イス711に形成したりすることも可能である。

尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例に限る
ものではないことは勿論であり、例えば、ねじ６のねじ
条列２の後部シャンク部３の外周部に回り止め凹凸部が
製品として形成され得ない場合には、素材１の後端、或
いは、後部内周に所定のクランプを設けてダイス５、
５′の移動速度に確実に連係するギヤ機構等を介して切
欠溝４の一方側のダイス５（或いは、５′）に対向する
位置姿勢となるタイミングにおいてもピッチずれが生じ
ないようにする等種々の態様が採用可能である。

又、採用するダイスは平ダイスの他に丸ダイスも可能
であることも勿論である。

そして、対象の素材は円筒状、或いは、第４図に示す
円柱状の素材１′で良いことも勿論であって、設計変更
の対象の範囲であるものである。

そして、切欠溝については素材の端部に亘るものばか
りでなく、ねじ条列の前後両端部の間に中途部分でピン
止め用等に呈されているものについても適用可能である
ことも勿論のことである。

〈発明の効果〉 以上、この出願の発明によれば、機械装置の部品相互
の連結に際し、ねじ連結を介して螺合させる一方のバー
材等の素材のねじ条列形成部に予め切欠溝を形成させて
おくことにより、その後に形成されるねじ条列によって
切欠溝を後工程で形成するバリ取り等の余分な工数増加
が省け、それだけラインの能率が向上し、コストダウン
にもつながるという効果があり、又、ダイスによるねじ
条列形成プロセスにおいて該ダイスの移動速度に対し予
め設定された素材の回転速度が変化なく得られるため
に、ねじ条列形成時にねじピッチにすべりやずれを生じ
てねじ条列が設計通りには行えない等の不都合さがなく
製品に対する信頼度の高い、又、歩留りの良いねじが得
られることが出来るという優れた効果が奏される。

又、ダイスによるねじ条列形成時には素材のシャンク
部に対するスプライン等の回り止め凹凸部をセレーショ
ン転造ダイス等によりたやすく形成することが出来る利
点もある。

又、ねじ条列加工中に素材に対する横ぶれが阻止され
るように維持することにより、一方側のダイスに切欠溝
が対向するようなタイミングにおいても素材に横ぶれが
なく、したがって、該切欠溝とは反対側のねじ条列に於
ける肉盛りが不足する等がなく、ねじ条列の刻設精度を
向上させ、常に設計通りの真円度を有したねじ条列が形
成されるという優れた効果が奏される。

そして、適用する装置のダイスも平ダイス、丸ダイス
を問わずに適用出来るという弾力性がある利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１〜10図はこの出願の発明の実施例の説明図であり、
第１図は１実施例の部分拡大斜視図、第２図は同平面
図、第３図は回り止め凹凸部形成のダイスの部分拡大側
面図、第４図は素材の横ぶれ防止の部分正面図、第５図
は同平面図、第６図は同拡大斜視図、第７、８図はダイ
スとセレーション転造ダイス、及び、シャンク部押えの
取合部分平面図、第９、10図はセレーション転造ダイス
とシャンク部押えとの形状部分平断面図、第11図は従来
技術に基づく切欠溝のある素材に対するねじ条列転造の
部分拡大斜視図である。 ２……ねじ条列、４……切欠溝、 ６……ねじ、５……ダイス、 １……素材、３……シャンク部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 公正 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 梅林 義弘 豊橋市賀茂町字神山３−12 オーエスジ ー株式会社内 (56)参考文献 特公 昭50−17307（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ねじ条列と交叉する切欠溝を予め素材に対
   し形成しその後該素材に対しねじ条列を形成するねじの
   ダイスによる転造方法において、上記切欠溝を有する素
   材の回転速度をダイスの移動速度に対してずれを生じな
   いように維持して上記ねじ条列を刻設するようにするこ
   とを特徴とするねじの転造方法。
2. 【請求項２】ねじ条列と交叉する切欠溝を予め形成しそ
   の後ねじ条列を形成するねじのダイスによる転造方法に
   おいて、上記切欠溝を有する素材の回転速度をダイスの
   移動速度に対してずれを生じないようにすると共に素材
   の横ぶれ防止を維持して上記ねじ条列を刻設するように
   することを特徴とするねじの転造方法。