JP2549535B2 - プロジェクションナットの製造方法およびプロジェクションナット用鍛造型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、プロジェクション溶接によって鋼板など
の相手材に固定されて使用されるプロジェクションナッ
トの製造方法およびそのナットを製造するための鍛造型
に関するものである。

従来の技術 プロジェクションナットは、基本的には、一方の端面
（仮に、下面とする）に溶接用のプロジェクション（突
起）を設け、かつ中心部にネジ孔を形成したものであっ
て、下面のプロジェクションを鋼板等の相手材に当接さ
せて加圧した状態で電流を流すことにより相手材に溶接
して使用するものである。したがってプロジェクション
ナットと通常のナットとの相違はプロジェクションの有
無であり、そのため従来では、その製造方法として、例
えば特開昭56−111541号公報に記載されているように通
常の六角ナットの外周角部の肉部を押し出し加工してプ
ロジェクションを形成する方法も提案されている。

この提案の方法から知られるように、プロジェクショ
ンナットにおいてはネジ孔がJIS（日本工業規格）に適
合していれば、他の部分の寸法は任意でよく、したがっ
てプロジェクションナットの形状は必要に応じて適宜に
改変可能である。例えば本出願人は、相手材である金属
板に形成した取付孔に嵌合する位置決め用突部を下面に
形成したナットを実開昭59−42310号によって提案し
た。その突部は、プロジェクションより内周側でかつネ
ジ孔と同心状の環状をなすものであり、溶接の際にプロ
ジェクションが溶融圧潰することにより、金属板の取付
孔に嵌合する。ところでプロジェクションナットは、相
手材に形成してある取付孔に対して位置決めして溶接す
るのが一般的であるが、前記の突部は相手材に積極的に
嵌合するものであり、またプロジェクションナットは溶
接の際に強く相手材に押し付けるから、前記突部を相手
材に対して取付ける際のパンチとして作用させることが
考えられ、その場合、突部のエッジが鋭利になるよう所
謂ピン角形状とすることが望まれる。

第５図および第６図は、上記のような突部を有するプ
ロジェクションナット１の概略的な斜視図であって、全
体として正方形を基本としかつその角部を切除した八角
形状をなし、中心部にはネジ孔２が形成されるととも
に、下面にはネジ孔２を中心とした環状溝３を形成する
ことにより環状突起部４が突設され、さらに周辺部の四
箇所にプロジェクション５が設けられている。

他方、プロジェクションナットを製造する場合、ネジ
孔の加工はJISに適合するよう切削加工（タッピング）
を必要とするが、その他の加工は、材料歩留りや製造能
率の点から冷間鍛造が有効であり、冷間鍛造は前掲の特
開昭56−111541号公報に記載されているように従来でも
採用されている。また従来、前述した環状突起部の形成
にあたっては、その周囲の溝加工を切削によって行なう
場合もあった。

発明が解決しようとする問題点 しかるにパンチとして作用する環状突起部を下面に有
するプロジェクションナットを製造する場合、その環状
突起部の形成のために切削加工を採用するとすれば、材
料歩留りの低下や工数の増大などの不都合を生じ、した
がってネジ孔の加工以外は、環状突起部を形成するため
の加工を含めて、鍛造によって行なうことが好ましい。
下面の環状突起部を有するプロジェクションナットを冷
間鍛造を主体にして製造する場合、所定の寸法に切断し
たナット素材を型内に入れてパンチで加圧することによ
り切断面を整え、しかる後ネジ孔のための下孔の加工や
環状突起部のための溝加工、さらにはネジ孔のための打
抜き加工などを行ない、そしてネジ孔のタッピングを行
なった後にプロジェクションの加工を行なうのが一般的
であるが、環状突起部のための溝加工は第７図および第
８図に示す鍛造型を採用するのが一般的である。

すなわちナット素材10を収容する凹部11を設けたダイ
12はケース13の先端部に保持され、そのケース13はダイ
スペーサ14の先端部に取付けられており、ネジ孔のため
の下孔用パンチをも兼ねるノックアウトピン15がケース
13およびダイ12を貫通して凹部11の中心部に突出し、そ
のノックアウトピン15の後端部はダイスペーサ14内に移
動自在に収容したノックアウトピンスペーサ16に当接し
ている。ナット素材10を加圧するパンチ17はダイ12に同
一軸線上で対向して配置されており、そのパンチ17はパ
ンチホルダ18に保持されるとともに、パンチ17の後端部
はパンチホルダ18の内部に設けたパンチスペーサ19に当
接している。そしてパンチ17は第８図に示すように、溝
形成用のスリーブ20とネジ孔のための下穴用パンチピン
21とを先端側にわずか突出させて内部に設け、かつこれ
らの後端部を当接させるパンチピンスペーサ22を内部に
設けたものである。

この鍛造型によってナット素材10に溝の加工を施すに
は、ナット素材10をダイ12の凹部11に入れ、そのナット
素材10をパンチ17によって加圧し、それに伴って前記ス
リーブ20の先端部がナット素材10に食い込んでナット素
材10を塑性変形させることにより行なわれる。

しかるに前記環状突起部４のための溝３は幅および直
径の小さいものであるから、当然に前記スリーブ20も小
径で薄肉のものとなるが、従来では、そのスリーブ20を
ナット素材10の平坦な下面に押し込んで溝３の加工を行
なっていたために、スリーブ20の先端の欠損が頻繁に生
じたり、摩耗が早期に進行して使用に耐え得ないものと
なったりし、その結果、生産性が低く、また型に要する
費用が嵩んでコストアップを招来するなどの問題があっ
た。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、
パンチとして作用する環状突起部を下面に有するプロジ
ェクションナットを鍛造によって製造するにあたって、
型寿命を向上させることのできる方法および鍛造型を提
供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この発明の方法は、上記の目的を達成するために、中
心部にネジ孔が形成されるとともに、そのネジ孔が開口
する一方の端面側にプロジェクションが突設され、また
プロジェクションが突設された端面に前記ネジ孔を中心
とした環状溝を形成することにより環状突起部が設けら
れたプロジェクションナットを製造するにあたり、ナッ
ト素材を型に入れてパンチによって加圧することによ
り、ナット素材の一方の端面の中央部に凹部を形成し、
その凹部の内側面に接触させられる溝形成用環状突起を
端面に備えた他の型の内部に前記ナット素材を前記凹部
が溝形成用環状突起に当接するよう収容するとともに他
のパンチによってナット素材を加圧することにより、ナ
ット素材のうち前記溝形成用環状突起の内周側に余肉を
突出させて環状突起部を形成し、その環状突起部の中心
にネジ孔を形成することを特徴とする方法である。

またこの発明の鍛造型は、一方の端面の中心部に凹部
を形成したナット素材を収容する型と、その型内のナッ
ト素材を加圧するパンチとを備え、前記型のうちパンチ
に対向する端面に、ナット素材の凹部に挿入されてその
凹部の内側面に接触させられる溝形成用環状突起が設け
られていることを特徴とするものである。

そしてこの発明の鍛造型では、前記溝形成用環状突起
を、前記型に着脱自在に嵌め込んだ中空スリーブによっ
て形成することができる。

作用 この発明の方法においては、ナット素材の一方の端面
に凹部を形成した後に、その凹部内に溝形成用の環状突
起を内嵌し、その状態で凹部の中心部の余肉を盛上がら
せ、もしくは突出させて環状突起部とし、その環状突起
部の中心を貫通するようネジ孔を形成するので、環状突
起部を形成するにあたっての溝の形成の際に、溝形成用
の環状突起をナット素材に食い込ませずにナット素材の
余肉を突出させることになり、その結果、溝形成用の環
状突起にかかる負荷が低減され、同時にその温度上昇が
抑制されるため、溝形成用環状突起の損耗が少なく、型
の耐久性が向上する。

またこの発明の鍛造型によれば、ナット素材を収容す
る型の内部に、ナット素材に予め形成した凹部に嵌合す
る溝形成用環状突起が設けられているので、ナット素材
をパンチによって加圧した場合、ナット素材の余肉がそ
の下面の凹部の中心側で突出し、これがプロジェクショ
ンナットでの環状突起部となる。そしてその鍛造の際
に、型の内部の環状突起にかかる負荷が低減されるの
で、その耐久性が向上する。また環状突起を型に取付け
たスリーブによって形成すれば、環状突起が摩耗した場
合、スリーブのみを交換すればよく、その結果、型費用
が低減される。

実 施 例 つぎにこの発明の方法を鍛造型と併せて説明する。

第１図はこの発明の方法による製造過程をナット素材
30の形状で示す工程説明図であって、ナット素材30は、
例えばほぼ正方形断面の軟鋼製角柱を切断して得られ、
このナット素材30は先ず第１工程で切断面を整えるため
の加工が施される。これは冷間鍛造で従来一般に行なわ
れている予備据え込みに類似する加工であって、具体的
には、ナット素材30を所定の型に入れてパンチで加圧す
ることにより行ない、切断面を整形する。つぎに第２工
程では、ナット素材30の下面に相当する端面に凹部31を
形成する。この凹部31は後述する環状溝32の一部をなす
ものであり、一例として第２図に示す鍛造型によって形
成することができる。すなわち第２図において、ナット
素材30を収容するダイ33はケース34に保持され、そのケ
ース34の後端部にダイスペーサ35が配置されるととも
に、ノックアウトピン36がダイ33およびケース34を前後
動自在に貫通しており、そのノックアウトピン36の後端
部にノックアウトピンスペーサ37が設けられている。ダ
イ33に対向するパンチ38の先端部にはナット素材30の下
面に形成すべき凹部31の形状に合致する形状の突出部39
が形成されており、そのパンチ38はパンチホルダ40に保
持されるとともに、パンチ38の後端部がパンチスペーサ
41に当接している。したがってナット素材30をその下面
がパンチ38側を向くようダイ33に収容し、その状態でパ
ンチ38によってナット素材30を加圧すれば、パンチ38の
先端部に形成した突出部39がナット素材30に食い込むこ
とによりナット素材30に塑性変形が生じ、ナット素材30
の下面に凹部31が形成される。

これに続く第３工程では、ナット素材30の下面での環
状溝32の加工を行なうとともに、上面での下穴42の加工
を行なう。第３図はその加工の状況を示す略解図であっ
て、ケース34に保持されたダイ43のうちナット素材30下
面を当接させる端面の中央部、より正確には、ノックア
ウトピン44の外周側には、前記凹部31に挿入されてその
内周面に接触する溝形成用環状突起45が形成されてい
る。またノックアウトピン44の先端部とパンチ46の先端
部とのそれぞれには、下穴形成用の突出部47,48が形成
されている。したがってナット素材30を第２工程におけ
る状態から上下を反転させてダイ43に収容すると、溝形
成用環状突起45が凹部31に嵌合してその内周面に接触
し、この状態でパンチ46によってナット素材30を加圧す
ると、ノックアウトピン44およびパンチ46における下穴
形成用の突出部47,48がナット素材30に食い込み、それ
に伴う余肉が凹部31側に突出し、その結果、溝形成用環
状突起45の内周側を余肉が埋めるために、相対的に溝形
成用環状突起45の部分がナット素材30に対して環状溝32
として残る。また前記各突出部47,48がナット素材30に
食い込むことによりナット素材30に下孔42が形成され
る。したがってその場合、溝形成用環状突起45はナット
素材30の平坦部分に押し込むものではないので、溝形成
用環状突起45に特に過大な荷重はかからず、その欠損や
早期摩耗が防止される。

なお、溝形成用環状突起45は、ダイ43のうちの他の部
分と比較すれば、その摩耗が早いので、ダイの寿命を延
ばすために第４図に示すように構成してもよい。すなわ
ち第４図に示す鍛造型は、溝形成用環状突起45を、着脱
自在なスリーブ49によって構成したものであり、ナット
素材30を収容可能なダイ50の中心部には、ノックアウト
ピン44と同心状にスリーブ49が着脱自在に嵌合させられ
ており、そのスリーブ49は先端部がノツクアウトピン44
と同程度に突出するとともに、後端部に設けたフランジ
部によって抜け止めされ、さらにダイ50の後端部に配置
したダイ受台51によって固定されている。そしてダイ50
およびダイ受台51はケース52の内部に保持されている。
したがッてこのような構成であれば、ケース52を取外す
ことにより、スリーブ49を交換できるので、鍛造型の全
体とすれば、部分的な交換で継続使用できることにな
り、その結果、型費用の低廉化を図ることができる。

第３工程に続く第４工程では、環状溝32の加工および
下穴42の加工を第３工程と同様にして更に行ない、それ
らの部分を完全な形状にする。したがってナット素材30
の下面の中央部には、環状溝32を形成したことに伴い、
環状の環状突起部53が形成される。そして第５工程で下
穴42を利用してナット素材30の中心部を打抜くことによ
り、環状突起部53が完全な形状となる。この環状突起部
53は第６図に示す環状突起部４に相当するものである。

以上の工程を経たナット素材30は、打抜いた部分にタ
ッピングが施されてネジ孔54とされるとともに、外周の
角部に押出し加工を施してプロジェクション55が形成さ
れ、その結果、プロジェクションナットとされる。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の方法によれ
ば、ナット素材の一端面に凹部を予め形成し、その凹部
に溝形成用環状突起を挿入してその内周面に接触させた
状態で凹部の中央部で余肉を突出させるから、プロジェ
クションナットの下面でパンチとして作用する環状突起
部を良好に形成できるのみならず、そのための鍛造型に
おける溝形成用環状突起にかかる負荷を低減してその欠
損や早期摩耗を防止し、ひいては鍛造型の寿命を長期化
して型費用の低廉化を図り、プロジェクションナットの
製造原価を下げることができる。またこの発明の鍛造型
では、ナット素材を収容する型のうちナット素材の下面
が当接する端面に、凹部に嵌合する溝形成用環状突起を
設けたので、その突起の欠損や早期摩耗が生じなくな
り、型寿命を長期化することができる。特に溝形成用環
状突起を型に対して着脱自在にスリーブによって構成す
れば、摩耗に伴う交換部分が少なくなるので、型費用を
更に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の製造過程をナット素材の形状
で示す工程説明図、第２図は第２工程で使用する鍛造型
の略解断面図、第３図は第３工程もしくは第４工程で使
用する鍛造型の略解断面図、第４図は第３工程もしくは
第４工程で使用する鍛造型の他の例を示す略解断面図、
第５図および第６図はこの発明の方法および鍛造型で対
象とするプロジェクションナットの斜視図、第７図はプ
ロジェクションナットの製造過程で使用する従来の鍛造
型の略解断面図、第８図はそのパンチの断面図である。 １……プロジェクションナット、２……ネジ孔、3,32…
…環状溝、4,53……環状突起部、5,55……プロジェクシ
ョン、30……ナット素材、31……凹部、43,50……ダ
イ、45……溝形成用環状突起、46……パンチ、49……ス
リーブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−111541（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−82176（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−42310（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−48798（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭48−18974（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心部にネジ孔が形成されるとともに、そ
   のネジ孔が開口する一方の端面側にプロジェクションが
   突設され、またプロジェクションが突設された端面に前
   記ネジ孔を中心とした環状溝を形成することにより環状
   突起部が設けられたプロジェクションナットを製造する
   にあたり、 ナット素材を型に入れてパンチによって加圧することに
   より、ナット素材の一方の端面の中央部に凹部を形成
   し、その凹部の内側面に接触させられる溝形成用環状突
   起を端面に備えた他の型の内部に前記ナット素材を前記
   凹部が溝形成用環状突起に当接するよう収容するととも
   に他のパンチによってナット素材を加圧することによ
   り、ナット素材のうち前記溝形成用環状突起の内周側に
   余肉を突出させて環状突起部を形成し、その環状突起部
   の中心にネジ孔を形成することを特徴とするプロジェク
   ションナットの製造方法。
2. 【請求項２】一方の端面の中心部に凹部を形成したナッ
   ト素材を収容する型と、その型内のナット素材を加圧す
   るパンチとを備え、前記型のうちパンチに対向する端面
   に、ナット素材の凹部に挿入されてその凹部の内側面に
   接触させられる溝形成用環状突起が設けられていること
   を特徴とするプロジェクションナット用鍛造型。
3. 【請求項３】前記溝形成用環状突起が、前記型に着脱自
   在に嵌め込んだ中空スリーブによって形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のプロジェク
   ションナット用鍛造型。