JP3675788B2 - 転造平ダイスの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転造平ダイスの製造方法に関し、特に、緩み止め効果を奏する形状のおねじを確実かつ経済的に製造することができる転造平ダイスの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ねじを使用した締結部の緩み止め方法としては、例えば、おねじとめねじとの螺合面間にインサート材を介挿して、このインサート材をねじの締結と共に塑性変形させて螺合面間に充塞させる方法や、予めおねじ又はめねじの表面に緩み止め剤を塗布しておき、この緩み止め材により螺合面間を接着固定する方法が一般的である。
【０００３】
しかしながら、これらの方法では、締結作業の度にインサート材や緩み止め材を介挿したり塗布したりしなければならず、作業コストが嵩むばかりでなく、部品点数が増加して、その分、部品コストが嵩むという問題点があった。
【０００４】
そこで、これらの問題点を解決するために、おねじの形状自体に緩み止め効果を持たせた技術が種々提案されている。具体的には、おねじのフランク面に凹凸を設け、めねじとの螺合面間の摩擦係数を増大せることにより、回転抵抗を大きくして、ねじの緩みを防止するのである。これにより、インサート材や緩み止め材等の特別な部品が不要となるので、その分、低コストで締結部の緩みを防止することができる（例えば、特許文献１から３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭５２−８９５５８号公報（例えば、第１−３図）
【特許文献２】
実開昭５４−１５０７６１号公報（例えば、第１−５図）
【特許文献３】
特開平８−１７０６２６号公報（例えば、第１−４図）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したおねじの形状は、あくまで机上の形状に過ぎず、これを確実かつ経済的に製造することが困難であるという問題点があった。即ち、従来より、おねじの形状に緩み止め効果を持たせる技術自体は種々提案されているが、そのおねじの製造方法を開示するものは皆無である。例えば、上述した形状のおねじを切削加工により製造した場合には、その製造コストはとうてい市販に耐えうるものではない。その結果、このようなおねじは、未だ実用化されていないのである。
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、緩み止め効果を奏する形状のおねじを確実かつ経済的に製造することができる転造平ダイスの製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
この目的を達成するために、請求項１記載の転造平ダイスの製造方法は、一側のフランク面に凹部が凹設されたねじ山を有する転造歯形面を備え、その転造歯形面に当接された被転造素材の外周面を塑性変形させておねじを転造すると共に、前記凹部によりおねじの圧力側フランク面に緩み止め用の凸部を形成する転造平ダイスの製造方法であって、前記転造歯形面にねじ山を形成するねじ山形成工程と、その形成工程により形成されたねじ山の１側のフランク面に電極を近接させ放電加工を施すことにより前記凹部を凹設する放電工程とを備え、前記電極の一面側には、前記転造歯形面に放電加工を施す放電加工面が設けられ、この放電加工面には、突出部が側面視略櫛形状に突出されると共に、各突出部の先端部が所定幅の放電部とされ、その放電部には、前記転造歯形面のねじ山と略同一のピッチ及びフランク角を有して形成されるねじ山が、前記転造歯形面のねじ山と同じリード角で傾斜して刻設され、その放電加工面のねじ山と前記転造歯形面のねじ山とが歯合可能に構成され、前記放電工程は、前記歯合面間隔を制御してパルス放電を発生させることにより、前記転造歯形面に前記所定幅の凹部を凹設するものである。
請求項２記載の転造平ダイスの製造方法は、請求項１記載の転造平ダイスの製造方法において、前記放電工程は、幅方向一側から他側へ向かって凹設深さが漸次深くなるように前記凹部を凹設するものであり、この凹部によって、前記被転造素材に転造されるおねじの圧力側フランク面には、ねじ込み時の進行方向先端側から後端側に向かって高さが漸次高くなる断面視楔形状の緩み止め用の凸部が形成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の第１実施例である転造平ダイス１の正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。なお、図１（ａ）では、加工歯３の山頂線を実線で図示する一方、谷底線を省略して図示している。
【００１５】
転造平ダイス１は、円柱状の軸状素材（以下、「被転造素材」と称す。）の外周面を塑性変形させておねじを転造するための工具である。この転造平ダイス１によれば、おねじ（おねじ部１１）の転造加工と同時に、その一側のフランク面に緩み止め用の突起（凸部１２）を凸設することができ、これにより、緩み止め効果を奏するねじ（以下、単に「ねじ部品」と称す。）１０（図２参照）を確実かつ経済的に製造することができる。
【００１６】
なお、転造平ダイス１による転造加工は、被転造素材を一対の転造平ダイス１の対向面間に挟持した状態で行われるが、図１では、転造加工を行う一対の転造平ダイス１のうち、転造盤（図示せず）に固定される一方の転造平ダイス１を図示しており、かかる一方の転造平ダイス１に対して平行移動される他方の転造平ダイス１の図示を省略している。
【００１７】
転造平ダイス１は、転造に適した合金工具鋼または高速度工具鋼等の金属材料から略直方体状に形成されており、その一面側（図１（ａ）紙面手前側、図１（ｂ）上側）には、被転造素材の外周面におねじ部１１の転造を行うと共に、そのおねじ部１１の一側のフランク面に緩み止め用の凸部１２を形成するための転造歯形面２が設けられている。
【００１８】
この転造歯形面２には、図１（ａ），（ｂ）に示すように、転造平ダイス１の転造方向始端側（図１（ａ），（ｂ）右側）から終端側（図１（ａ），（ｂ）左側）へ向けて、食付き部２ａ、仕上げ部２ｂおよび逃げ部２ｃが順に連続して設けられている。
【００１９】
食付き部２ａは、転造平ダイス１の転造歯形面２を被転造素材の外周面に食い付かせる為の部位であり、いわゆる食付き部として用いられる。この食付き部２ａは、図１（ｂ）に示すように、転造平ダイス１の転造方向始端側（図１（ａ），（ｂ）右側）から仕上げ部２ｂ側（図１（ａ），（ｂ）左側）へ向けて所定の傾斜角で上昇傾斜して形成されている。
【００２０】
仕上げ部２ｂは、食付き部２ａによって被転造素材に転造されたおねじ部１１を仕上げると共に、そのおねじ部１１の圧力側フランク面１１ａに緩み止め用の凸部１２を形成するための部位であり（図２参照）、転造平ダイス１の下端面（図１（ｂ）下側）に対して略平行に形成されている。なお、この仕上げ部２ｂの詳細構成については、後述する。
【００２１】
逃げ部２ｃは、仕上げ部２ｂにより仕上げられた被転造素材を転造平ダイス１の転造歯形面２から排出するための部位であり、いわゆる逃げ部として用いられている。この逃げ部２ｃは、図１（ｂ）に示すように、仕上げ部２ｂの終端から転造平ダイス１の転造方向終端端（図１（ｂ）左側）へ向けて所定の傾斜角で下降傾斜して形成されている。
【００２２】
これら食付き部２ａ、仕上げ部２ｂ及び逃げ部２ｃで構成された転造歯形面２には、複数のねじ山（以下、「加工歯」と称す。）３が刻設されている。これら複数の加工歯３は、それぞれ食付き部２ａの始端（図１右側）から逃げ部２ｃの終端（図１左側）へ向けて連続して形成されている。また、これら複数の加工歯３は、図１（ａ）に示すように、転造平ダイス１の長手方向（図１左右方向）に対してリード角βで食付き部２ａの始端から逃げ部２ｃの終端へ傾斜して刻設されている。
【００２３】
ここで、図２を参照して、転造平ダイス１により転造されるねじ部品１０について説明する。
【００２４】
図２（ａ）は、ねじ部品１０の正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線におけるねじ部品１０の断面図である。なお、図２（ｂ）では、理解を容易とするために、ねじ部品１０のおねじ部１１をねじ山の谷底に沿って切断した図を示している。
【００２５】
ねじ部品１０は、図２（ａ）に示すように、六角ボルトの一種であり、おねじ部１１のフランク面から突出して形成された凸部１２により、めねじとの螺合面間の摩擦係数を増大させ、回転抵抗を大きくすることにより、締結後の緩みを防止可能なボルトである。
【００２６】
凸部１２は、上述したように、ねじ部品１０の締結後の緩みを防止する役割を担う部位であり、おねじ部１１のフランク面に複数形成されている。これら複数の凸部１２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、おねじ部１１のフランク面から所定高さだけ突出する正面視略矩形状の略直方体状に形成されている。なお、各凸部１２の凸設高さはそれぞれ略同一である。
【００２７】
凸部１２は、図２（ａ）に示すように、おねじ部１１の先端側から後端側まで直線状に配置されており、この凸部列は、図２（ｂ）に示すように、おねじ部１１に３本が列設されている。なお、各凸部列の配設間隔は、図２（ｂ）に示すように、おねじ部１１のフランク面周方向において略等間隔（略１２０°間隔）とされている。
【００２８】
また、凸部１２は、図２（ａ）に示すように、おねじ部１１の圧力側フランク面１１ａのみに形成されており、進み側フランク面１１ｂには、形成されていない。よって、ねじ込み易く、かつ、緩み難いという特性を有するねじ部品１０を得ることができる。即ち、進み側フランク面１１ｂの表面を平滑に保つことにより、ねじ込み時の抵抗を低減することができる一方、圧力側フランク面１１ａに凸部１２を形成することにより、締結時のめねじとの摩擦抵抗を増大させて、緩み方向への回転抵抗を大きくすることができるのである。
【００２９】
このように構成されたねじ部品１０の緩み止め用の凸部１２は、転造平ダイス１による転造加工によって、おねじ部１１のねじ山と同時に転造される。具体的には、転造平ダイス１（転造歯形面２）の仕上げ部２ｂに設けられた凹部４により形成される。
【００３０】
図１に戻って、転造歯形面２の仕上げ部２ｂに設けられた凹部４の詳細構成について説明する。なお、図１（ａ）に示す範囲Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、仕上げ部２ｂ上を被転造素材が転動移動する際の略１回転分に相当する範囲である。よって、本実施例の転造平ダイス１では、仕上げ部２ｂ上を被転造素材が略３回転転動移動する。
【００３１】
仕上げ部２ｂには、図１（ａ）に示すように、複数本の凹部列４ａ１〜４ａ３、４ｂ１〜４ｂ３、４ｃ１〜４ｃ３が転造平ダイス１の長手方向（転造方向、図１左右方向）に対して一定の間隔で配設されており、この各凹部列４ａ１〜４ａ３、４ｂ１〜４ｂ３、４ｃ１〜４ｃ３には、複数の凹部４が転造平ダイス１の長手方向に対して略直交する方向（図１（ａ）上下方向）へ列設されている。
【００３２】
これら複数の凹部４は、上述したように、緩み止め用の凸部１２をおねじ部１１の圧力側フランク面１１ａ上に凸設するための部位であり、加工歯３の一側（おねじ部１１の圧力側フランク面１１ａに対応する側であり、本実施例では、図１（ａ）上側）のフランク面のみに凹設されている。
【００３３】
転造平ダイス１によれば、被転造素材が仕上げ部２ｂ上を転動移動することにより、加工歯３により押圧された外周面が塑性変形して、その外周面にねじ山（おねじ部１１）が転造される。この場合、加工歯３のフランク面には凹部４が凹設されているので、被転造素材に転造されるねじ山（おねじ部１１）のフランク面には、加工歯３により押圧された材料が凹部４の凹設空間内に流動し、その結果、凹部４に対応する部分に凸部１２が凸設されるのである。
【００３４】
なお、本実施例の転造平ダイス１には、図１（ａ）に示すように、各範囲Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に凹部列４ａ１〜４ａ３、４ｂ１〜４ｂ３、４ｃ１〜４ｃ３が略同一ピッチでそれぞれ３本ずつ配設されている。これにより、ねじ部品１０のおねじ部１１には、その先端側から後端側まで軸方向に向かって直線状に凸部１２が配置された凸部列が周方向略等間隔に３本形成される（図２参照）。
【００３５】
図３（ａ）は、放電電極２０の正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の側面図である。なお、図３（ａ）では、放電歯２２の山頂線を実線で図示する一方、谷底線を省略して図示している。
【００３６】
放電電極２０は、転造平ダイス１の転造歯形面２に凹部４を凹設する際に使用される放電加工用の電極である。この放電電極２０は、放電加工に適した銅−ダングステン合金または銀−ダングステン合金等の金属材料から略直方体状に形成されており、その一面側（図３（ａ）紙面手前側、（ｂ）上側）には、転造平ダイス１（転造歯形面２）に放電加工を施す放電加工面２１が設けられている。
【００３７】
この放電加工面２１は、図３（ｂ）に示すように、突出部が側面視略櫛形状に突出して形成されており、これら各突出部の先端部（図３（ｂ）上側）が、それぞれ放電部２１ａ１〜２１ａ３，２１ｂ１〜２１ｂ３，２１ｃ１〜２１ｃ３とされている。なお、各放電部２１ａ１〜２１ａ３，２１ｂ１〜２１ｂ３，２１ｃ１〜２１ｃ３の突出幅（図３左右方向幅）は、幅Ｌとされている。
【００３８】
また、放電部２１ａ１〜２１ａ３，２１ｂ１〜２１ｂ３，２１ｃ〜２１ｃ３には、複数のねじ山（以下、「放電歯」と称す。）２２が刻設されている。これら複数の放電歯２２は、転造平ダイス１の転造歯形面２に刻設される加工歯３と略同一のピッチ及びフランク角を有して形成されており、図３（ａ）に示すように、その加工歯３と同じリード角βで傾斜して刻設されている。
【００３９】
よって、放電電極２０は、その放電加工面２１を転造平ダイス１の転造歯形面２に向かい合わせることにより、放電加工面２１の放電歯２２と転造歯形面２の加工歯３とを歯合可能に構成されている。よって、かかる歯合面間隔を制御してパルス放電を発生させることにより、転造平ダイス１の転造歯形面２には、放電加工面２１の形状が転写され、その結果、幅Ｌの凹部４ａ１〜４ａ３、４ｂ１〜４ｂ３、４ｃ１〜４ｃ３が所定間隔毎に凹設される（図１（ａ）参照）。
【００４０】
なお、凹設幅Ｌの値は任意であり、製造するねじ部品１０の材質や寸法、或いは、締結するめねじの材質等に応じて適宜変更することができる。従って、ねじ部品１０の圧力側フランク面１１ａ全周に凸部１２を形成するように凹設幅Ｌの値を設定しても良い。但し、この凹設幅Ｌは、ねじ部品１０のねじ込み易さと緩み止め効果とを両立させるべく、形成される凸部１２とめねじのフランク面との接触面積を考慮して、その上限値を製造するねじ部品１０の呼び径に基づいて設定することが好ましい。
【００４１】
具体的には、製造されるねじ部品１０の呼び径ｄに対して、圧力側フランク面１１ａ一周当たりの凸部１２の幅の合計が略０．４ｄ以下となるように、凹設幅Ｌを設定する。例えば、本実施例では、圧力側フランク面１１ａ一周当たりに３つの凸部１２が形成されるので（図２（ｂ）参照）、この３つの凸部１２の幅の合計が略０．４ｄ以下となるように、凹設幅Ｌは、略０．４ｄ／３以下となるように設定する。
【００４２】
次いで、転造平ダイス１の製造方法について説明する。まず、合金工具鋼または高速度工具鋼等の金属材料からなる素材を略直方体状に切断し熱処理を施す。そして、その熱処理を施した素材の一面側を研削して加工歯３を形成する（ねじ山形成工程）。これにより、素材の一面側には、食付き部２ａ、仕上げ部２ｂ及び逃げ部２ｃで構成された転造歯形面２が形成される。
【００４３】
転造歯形面２を形成した後は、この転造歯形面２の仕上げ部２ｂに放電電極２０を使用して放電加工を施す（放電工程）。これにより、仕上げ部２ｂに刻設された加工歯３の一側のフランク面に凹部４が凹設される。ここで、図４を参照して、放電電極２０による凹部４の凹設方法について説明する。
【００４４】
図４は、転造平ダイス１及び放電電極２０の断面図であり、これは、図１（ａ）及び図３（ａ）のＩＶ−ＩＶ線における転造平ダイス１及び放電電極２０の断面図に対応する。よって、放電電極２０（放電部２１ｂ２）の放電歯２２は、図４の紙面垂直方向にＬの幅を有している（図３参照）。
【００４５】
転造平ダイス１の転造歯形面２に放電加工を施すに際しては、まず、転造平ダイス１を加工液に浸漬して固定した後、放電加工機（図示せず）に装着した放電電極２０の放電加工面２１を、図４に示すように、転造平ダイス１の転造歯形面２に対向させる。なお、この場合には、図４に示すように、放電加工面２１の放電歯２２の山頂が転造歯形面２の加工歯３の谷底に一致するように調整する。
【００４６】
次いで、放電電極２０を図４の矢印Ａ方向へ下降移動させることにより、放電電極２０の放電歯２２と転造平ダイス１の加工歯３との対向面間隔を調整し、放電歯２０と転造平ダイス１の加工歯３との対向面間にパルス放電を発生させつつ、放電電極２０を図４の矢印Ｂ方向へ水平移動させる。
【００４７】
この放電電極２０の矢印Ｂ方向への移動により、パルス放電により溶融された部分が転造平ダイス１の加工歯３から吹き飛ばされて除去されるので（図４の斜線部分）、この除去深さが深さＤに到達した時点で、放電電極２０の移動を停止して、反矢印Ａ方向へ後退させる。
【００４８】
これにより、転造平ダイス１の転造歯形面２には、図４に示すように、各加工歯３の一側（図４左側）のフランク面に幅Ｌ（図４紙面垂直方向）、深さＤの凹部４が凹設される。この放電加工により、凹部４を凹設した後は、転造歯形面２にホーニング加工を施して、加工歯３の仕上げを行った後、転造平ダイス１の製造が終了する。
【００４９】
次に、上述のように構成された転造平ダイス１により製造されたねじ部品１０を用いて行ったトルク試験について説明する。このトルク試験は、ねじ部品１０を所定の締め付けトルクで締結し、そのねじ部品１０を戻り回転させる際に発生する戻しトルクを計測する試験である。この戻しトルクを計測することにより、ねじ部品１０が奏する緩み止め効果を確認する。
【００５０】
具体的には、まず、丸穴が穿設された鋼製の治具に、ねじ部品１０を通し、ナットでその治具を所定の締め付けトルク（略３５Ｎｍ）で締結する。その後、ねじ部品１０を戻り回転させ、その際に発生する戻しトルクを計測する方法でトルク試験を行った。
【００５１】
なお、トルク試験には、本実施例で説明したねじ部品１０（以下、「本発明品Ａ」と称す。図２参照）と、材質及び寸法は同一であるが緩み止め用の凸部１２を有しないねじ部品（以下、「通常品Ｂ」と称す。）とを用いて行った。本発明品Ａ及び通常品Ｂの仕様は、ねじの呼び：Ｍ８×１．２５、呼び長さ：３５ｍｍ、ねじ部の長さ：２８ｍｍ、材質：鋼である。ナットの仕様は、高さ：６ｍｍ、材質：鋼、強度区分：４Ｔ及び８Ｔの２種である。
【００５２】
また、本発明品Ａ及び通常品Ｂは、上述した転造平ダイス１を用いて製造した。但し、通常品Ｂを製造する転造平ダイス１には、加工歯３に凹部４が凹設されていない。本発明品Ａを製造する転造平ダイス１に凹設される凹部４の形状は、凹設深さ：０．１４ｍｍ（Ｄ＝０．１４ｍｍ、図４参照）、凹設幅：１ｍｍ（Ｌ＝１ｍｍ、図１参照）である。
【００５３】
図５は、トルク試験の結果を示した図であり、（ａ）は、通常品Ｂを用いて行ったトルク試験の結果であり、（ｂ）は、本発明品Ａを用いて行ったトルク試験の結果である。
【００５４】
図５（ａ），（ｂ）中、横軸３０は、ねじ部品の回転角度Ｒを示しており、縦軸３１は、発生トルク（締め付けトルクＦＴ、戻しトルクＲＴ）を示している。なお、測定値３２，３３は、それぞれ強度区分４Ｔ、８Ｔのナットを使用した場合の通常品Ｂのグラフであり、測定値３４，３５は、それぞれ強度区分４Ｔ、８Ｔのナットを使用した場合の本発明品Ａのグラフである。
【００５５】
まず、締め付けトルクＦＴの値について、通常品Ｂ及び本発明品Ａの測定値３２〜３５を比較する。両者の締め付けトルクＦＴの値は、締め付け開始後、所定の締め付けトルク（３５Ｎｍ）に達するまで、ねじ込み方向の回転角度Ｒと共にほぼ直線的に上昇する。この所定の締め付けトルク（３５Ｎｍ）に達するまでに要するねじ込み方向への締め込み量（角度）は、通常品Ｂ及び本発明品Ａの両者共に、略２１０°を要し、略同等の締め込み量であった。
【００５６】
これにより、本発明品Ａは、緩み止め用の凸部１２を備えるにも関わらず、通常品Ｂと略同等のねじ込み性能（ねじ込み易さ）を発揮することが確認された。なお、これは、上述したように、本発明品Ａは、緩み止め用の凸部１２がおねじ部１１の圧力側フランク面１１ａ側のみに設けられているので、進み側フランク面１１ｂを平滑に保つことができ、その結果、ねじ込み時の接触抵抗が抑制されることに起因する。
【００５７】
一方、戻しトルクＲＴの値を比較すると、通常品Ｂの測定値３２，３３は、戻しトルクＲＴの値が、略２７Ｎｍのピーク値から戻り方向への回転と共に直線的に減少し、戻り方向への回転を開始してから略１６０°程度の回転量（角度）で略０Ｎｍに達した。
【００５８】
これに対して、本発明品Ａの測定値３４，３５は、戻しトルクＲＴのピーク値が略２４Ｎｍ程度と通常品Ｂよりも若干小さな値を示すにも関わらず、通常品Ｂと略同等の略１６０°程度の戻り方向への回転量（角度）を要して、略４Ｎｍまで徐々に減少した。更に、その後も、戻りトルクＲＴの値は、略４Ｎｍ程度の値が保持されており、戻り方向への回転抵抗を発揮し続けることが判明した。なお、この戻りトルクＲＴの値は、図５（ｂ）への図示は省略したが、ナットが完全に取り外されるまでの間、略０Ｎｍまで低下することがなかった。
【００５９】
これにより、本発明品Ａは、おねじ部１１の圧力側フランク面１１ａに設けられた凸部１２により、めねじとの摩擦係数を増大して、戻り方向への回転抵抗を大きくすることができ、その結果、通常品Ｂと比較して、優れた緩み止めの効果を奏することが確認された。
【００６０】
次に、図６及び図７を参照して第２実施例について説明する。第１実施例の転造平ダイス１がねじ部品１０に凸部１２を軸方向直線状に形成可能に構成されていたのに対して、第２実施例の転造平ダイス１００は、ねじ部品１１０に凸部１１２をスパイラル状に形成可能に構成されている。なお、前記した第１実施例と同一の部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００６１】
図６（ａ）は、第２実施例における転造平ダイス１００の正面図である。転造平ダイス１００の一面側（図６紙面手前側）には、第１実施例と同様に、転造歯形面１０２が設けられており、この転造歯形面２には、食付き部１０２ａ、仕上げ部１０２ｂおよび逃げ部１０２ｃが転造方向始端から終端に向けて順に連続して設けられている。また、この転造歯形面１０２には、複数のねじ山（以下、「加工歯」と称す。）１０３が刻設されており、これら加工歯１０３は、図６（ａ）に示すように、転造平ダイス１００の長手方向（図６（ａ）左右方向）に対してリード角βで傾斜して刻設されている。
【００６２】
仕上げ部１０２ｂの各加工歯１０３には、ねじ部品１１０に緩み止め用の凸部１１２（図７参照）を形成するための複数の凹部１０４が凹設されている。第１実施例における凹部４は、ねじ部品１０に凸部１２を軸方向直線状に形成するべく（図２参照）、転造平ダイス１の長手方向と略直交する方向に列設した状態に配置されたが（図１（ａ）参照）、第２実施例における凹部１０４は、ねじ部品１１０に凸部１１２をスプライン状に形成するべく、図６（ａ）に示すように、転造平ダイス１００の長手方向に対して傾斜角γで傾斜しつつ、一定のピッチで複数本が配置されている。
【００６３】
なお、凹部１０４は、仕上げ部１０２ｂの加工歯１０３の一側のフランク面のみに凹設されており、第１実施例と同様に、ねじ部品１１０の緩み止め用の凸部１１２をおねじ部１１１の圧力側フランク面１１１ａのみに形成可能に構成されている（図７参照）。
【００６４】
図６（ｂ）は、放電電極１２０の正面図である。放電電極１２０は、第２実施例における転造平ダイス１００の転造歯形面１０２に凹部１０４を凹設する際に使用される放電加工用の電極である。
【００６５】
放電電極１２０の一面側（図６（ｂ）紙面手前側）には、転造平ダイス１００（転造歯形面１０２）に放電加工を施す放電加工面１２１が設けられている。この放電加工面１２１は、第１実施例と同様に、側面視略櫛形状に突出して形成されると共に、その各突出部の先端部（図６（ｂ）紙面手前側）が、放電部１２１とされている。
【００６６】
但し、第２実施例における放電電極１２０は、転造平ダイス１００の転造歯形面１０２に凹部１０４を傾斜角γで配置するべく（図６（ａ）参照）、図６（ｂ）に示すように、各放電部１２１が傾斜角γで傾斜して延設されている。
【００６７】
また、放電部１２１には、複数のねじ山（以下、「放電歯」と称す。）１２２が刻設されている。これら複数の放電歯１２２は、第１実施例と同様に、転造平ダイス１００の転造歯形面１０２に刻設される加工歯１０３と略同一のピッチ及びフランク角を有して形成されており、図６（ｂ）に示すように、その加工歯１０３と同じリード角βで傾斜して刻設されている。
【００６８】
次いで、図７を参照して、第２実施例における転造平ダイス１００により転造されるねじ部品１１０について説明する。
【００６９】
図７（ａ）は、ねじ部品１１０の正面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線におけるねじ部品１１０の断面図である。なお、図７（ｂ）では、理解を容易とするために、ねじ部品１１０のおねじ部１１１をねじ山の谷底に沿って切断した図を示している。
【００７０】
上述した転造平ダイス１００により製造されたねじ部品１００には、図７（ａ）に示すように、凸部１１２がおねじ部１１１の圧力側フランク面１１１ａのみに形成されるので、第１実施例と同様に、おねじ部１１１のねじ込み時の抵抗が低減される。
【００７１】
また、ねじ部品１００のおねじ部１１１には、凸部１１２がスパイラル状に配設されるので、図７（ｂ）に示すように、おねじ部１１１の凸部１１２とめねじのフランク面との接触位置関係を周方向に均一化しつつ、その接触面積を増加させることができる。その結果、ねじ部品１１０の緩み止め効果をより一層向上させることができる。
【００７２】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００７３】
例えば、上記各実施例の転造平ダイス１，１００では、凹部４，１０４の凹設深さが幅方向（図４紙面垂直方向）に略同一とされる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるわけではなく、凹部４，１０４の凹設深さを幅方向に変更することは当然可能である。ここで、図８を参照して、その凹設形状を例示する。
【００７４】
図８（ａ）〜（ｃ）は、凹部２０４，３０４，４０４の凹設形状を説明する断面図であり、これは、図４における加工歯３をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線で切断した断面図に対応する。なお、図８では、その凹部２０４，３０４，４０４により形成される凸部２１２，３１２，４１２が模式的に図示されている。
【００７５】
図８（ａ）に示す加工歯２０３の凹部２０４は、その幅方向一側（図８（ａ）上側）から他側（図８（ａ）下側）へ向かって凹設深さが漸次深くなるように凹設されている。これにより、おねじ部の圧力側フランク面２１１ａには、ねじ込み時の進行方向先端側（図８（ａ）上側）から後端側（図８（ａ）下方向）に向かって高さが漸次高くなる断面視楔形状の凸部２１２が形成される。
【００７６】
このように、緩み止め用の凸部２１２を断面視楔形状に形成することにより、ねじ込み時には、かかる凸部２１２をめねじのフランク面に引っ掛けることなくスムーズにねじ込むことができる一方、緩み方向への回転時には、かかる凸部２１２をめねじのフランク面に係止させることにより、緩み方向への回転抵抗を確保して、ねじ部品の緩み止め効果を向上させることができる。
【００７７】
図８（ｂ）に示す加工歯３０３の凹部３０４は、断面視略円弧状に凹設されており、これにより、おねじ部の圧力側フランク面３１１ａには、略円弧状に突出する凸部３１２が形成されるので、材料の流動性が向上し、転造不良の低減を図ることができる。
【００７８】
図８（ｃ）に示す加工歯４０３の凹部４０４は、断面視略鋸刃状に形成されており、これにより、おねじ部の圧力側フランク面４１１ａには、略鋸刃状の刻みが刻設された凸部４１２が形成されるので、めねじとの接触抵抗を向上させることができる。
【００７９】
なお、凹部４，１０４，２０４，３０４，４０４の凹設形状は、それぞれ他の凹設形状と組み合わせることは当然可能である。例えば、第１実施例で説明した凹部４の表面に、図８（ｃ）に示す鋸刃状の刻みを刻設しても良い。また、凹部４，１０４，２０４，３０４，４０４の凹部表面にシボ加工を施して、凸部１２，１１２，２１２，３１２，４１２の表面に微小突起を形成させることにより、めねじとの接触抵抗を確保するように構成しても良い。
【００８０】
上記各実施例では、転造平ダイス１，１００が転造歯形面２の仕上げ部２ｂ，１０２ｂの各範囲Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に凹部４，１０４がそれぞれ設けられて構成されたが、必ずしも全範囲Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に凹部４，１０４を設ける必要はなく、少なくとも仕上げ部２ｂ，１０２ｂを転動移動する被転造素材がの最後の一回転に相当する範囲Ｐ３に設けられていれば良い。
【００８１】
なお、好ましくは、被転造素材の最後の一回転に相当する範囲Ｐ３のみに凹部４，１０４を設けるのが良い。これにより、凹部４，１０４の個数が低減され、凹設コストを抑制することができる。更に、仕上げ部２ｂ，１０２ｂ上を転動移動する被転造素材の転動誤差に起因して、各回転毎に凹部４，１０４と凸部１２，１１２との位置ずれが生じても、１の凹部４，１０４により形成された凸部４，１０４が次の回転時に位置ずれが生じたまま他の凹部４，１０４に圧下され、変形してしまうということを回避することができる。その結果、被転造素材のおねじに高精度の凸部１２，１１２を形成することができ、ねじ部品１０，１１０のねじ込み性能や緩み止め性能の向上を図ることができる。
【００８２】
上記各実施例では、加工歯３の歯底から山頂までのフランク面全域に凹部４，１０４が凹設される場合を説明したが（図４参照）、必ずしもこれに限られるわけではなく、フランク面の高さ方向一部のみを凹設することは当然可能である。例えば、加工歯３の山頂（又は、歯底）付近のみを凹設しても良く、或いは、フランク面の高さ方向複数箇所を凹設しても良い。
【００８３】
【発明の効果】
【００８４】
【００８５】
【００８６】
【００８７】
【００８８】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【００９２】
請求項１記載の転造平ダイスの製造方法によれば、形成工程により形成された転造歯形面のねじ山には、放電工程により放電加工が施されて凹部が凹設されるので、かかる凹部を高精度に加工することができるという効果があると共に、かかる凹部を経済的に凹設することができ、その分、転造平ダイス全体としての製造コストを低減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、本発明の一実施例である転造平ダイスの正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。
【図２】 （ａ）は、ねじ部品の正面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線におけるねじ部品の断面図である。
【図３】 （ａ）は、放電電極の正面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）の側面図である。
【図４】 転造平ダイス及び放電電極の断面図である。
【図５】 トルク試験の結果を示した図である。
【図６】 （ａ）は、第２実施例における転造平ダイスの正面図であり、（ｂ）は、放電電極の正面図である。
【図７】 （ａ）は、ねじ部品の正面図であり、（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線におけるねじ部品の断面図である。
【図８】 凹部の凹設形状を説明する断面図である。
【符号の説明】
１，１００ 転造平ダイス
２，１０２ 転造歯形面
２ａ，１０２ａ 食付き部
２ｂ，１０２ｂ 仕上げ部
２ｃ，１０２ｃ 逃げ部
３，１０３ 加工歯（ねじ山）
４，１０４，２０４，３０４，４０４ 凹部
１０，１１０ ねじ部品
１１，１１１ おねじ部
１１ａ 圧力側フランク面
１１ｂ 進み側フランク面
１２，１１２，２１２，３１２，４１２ 凸部
２０ 放電電極（電極）
２１ 放電加工面
２２ 放電歯（ねじ山）

Claims (2)

1. 一側のフランク面に凹部が凹設されたねじ山を有する転造歯形面を備え、その転造歯形面に当接された被転造素材の外周面を塑性変形させておねじを転造すると共に、前記凹部によりおねじの圧力側フランク面に緩み止め用の凸部を形成する転造平ダイスの製造方法であって、
   前記転造歯形面にねじ山を形成するねじ山形成工程と、
   その形成工程により形成されたねじ山の１側のフランク面に電極を近接させ放電加工を施すことにより前記凹部を凹設する放電工程とを備え、
   前記電極の一面側には、前記転造歯形面に放電加工を施す放電加工面が設けられ、この放電加工面には、突出部が側面視略櫛形状に突出されると共に、各突出部の先端部が所定幅の放電部とされ、
   その放電部には、前記転造歯形面のねじ山と略同一のピッチ及びフランク角を有して形成されるねじ山が、前記転造歯形面のねじ山と同じリード角で傾斜して刻設され、その放電加工面のねじ山と前記転造歯形面のねじ山とが歯合可能に構成され、
   前記放電工程は、前記歯合面間隔を制御してパルス放電を発生させることにより、前記転造歯形面に前記所定幅の凹部を凹設するものであることを特徴とする転造平ダイスの製造方法。
2. 前記放電工程は、幅方向一側から他側へ向かって凹設深さが漸次深くなるように前記凹部を凹設するものであり、
   この凹部によって、前記被転造素材に転造されるおねじの圧力側フランク面には、ねじ込み時の進行方向先端側から後端側に向かって高さが漸次高くなる断面視楔形状の緩み止め用の凸部が形成されることを特徴とする請求項１記載の転造平ダイスの製造方法。

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