JP3677402B2

JP3677402B2 - 雄ねじ部材の製造方法

Info

Publication number: JP3677402B2
Application number: JP32226098A
Authority: JP
Inventors: 直幸藤井; 祐二横山
Original assignee: 株式会社杉浦製作所
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2018-11-12
Also published as: JP2000145741A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト等の雄ねじ部材に関し、特に雌ねじ部材との螺合の際に、組付け不良（螺合不良）を生じにくい雄ねじ部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の雄ねじ部材においては、雄ねじ部材（ボルト）の雄ねじ部を転造加工により形成した場合、雄ねじ部の螺子山のうち、螺合方向先行端（以下、単に先行端ともいう）側の螺子山は、螺子溝からの高さが螺合方向先行端に向かって比較的長い寸法にわたり徐々に小さくなっていく不完全螺子山となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような不完全螺子山を有する雄ねじ部材と、雌ねじ部材（ナット）とを締め付ける際には、両者がしばしば組付け不良を起こすことがある。これは、雄ねじ部の先行端側の螺子山が不完全螺子山であるため、その螺子山の頂部が、雌ねじ部の螺合方向先行端側の不完全螺子山の頂部と噛み合い易くなっているためである。
【０００４】
本発明の課題は、雌ねじ部材との締付けにおいて組付け不良（螺合不良）を起こしにくい雄ねじ部材を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明の雄ねじ部材は、雌ねじ部材の雌ねじ部との螺合が先行する側の雄ねじ部を先行側とし、それに続く雄ねじ部を後行側として、雄ねじ部の先行側端部の螺子山の開始部における螺子山の高さが、後行側の螺子山の高さの６０〜１００％の範囲に設定されていることを特徴とする。
【０００６】
なお、本発明が対象とする雄ねじ部材は、ナット等の雌ねじ部材にねじ込まれるボルトが代表的であるが、この他にも、所定の部材に固着されるウェルド式のボルトや軸方向両端に雄ねじが形成されたスタッドボルト、さらには、所定の部材に直接設けられた雄ねじ等にも本発明を適用できる。その場合は、当該雄ねじが形成された部材を雄ねじ部材として把握することができる。
【０００７】
上記構成の雄ねじ部材によれば、雄ねじ部の先行側において噛み込みの原因となりやすい不完全螺子山、すなわち、螺子山高さが本来の螺子山（後行側の螺子山）の０〜５０％程度の不完全螺子山がなくなり、その先行側の螺子山高さが後行側の螺子山（完全螺子山）の６０〜１００％となるため、従来のような組付け不良が起こりにくい。なお、１００％の場合はいわゆる完全螺子山である。上記６０％未満の場合、従来のように相手部材の雌ねじ山と噛み付き、組付け不良を起こす場合がある。なお、この螺子山高さは、望ましくは７０〜１００％、さらに望ましくは８０〜１００％にするのがよい。
【０００８】
上記のような雄ねじ部材は、例えば以下のような方法により製造することができる。すなわち、
雄ねじ部材の基材において、その基材の一方の端部に頭部を成形するとともに、雄ねじ部材の完成時において雄ねじ部の先行側端部となる該基材の雄ねじ形成部位の軸方向の端部を、ねじ形成部の形状のほぼ１ピッチ分をリード角に合わせて切り欠いた形態に成形し、
さらに、切り欠いた形態の基材を転造加工により螺刻することを特徴とする。
【０００９】
まず、雄ねじ部材の基材の軸方向の端部を、ねじ形成部の形状のほぼ１ピッチ分をリード角に合わせて切り欠いた形態のものに成形するわけであるが、その成形方法としては、例えば冷間鍛造法等により行うことができる。このように成形すれば、基材（成形体）の雄ねじ形成部位の端部がリード角と一致した端面を有することとなるために、その基材（成形体）を転造加工により螺刻すると、前記本発明に係る螺子山を備えた雄ねじ部材を効果的に製造することができる。
【００１０】
さらに、上記のように、雄ねじ部材の完成時において雄ねじ部の先行側端部となる基材の雄ねじ形成部位の軸方向の端部を切り欠いた形態に成形することにより、該端部には、その周方向と交差するように立ち上がるねじ形成部の形状のほぼ１ピッチ分の段部が軸方向に一箇所切り込まれた形態で形成され、段部の反対側に成形した頭部の位置を制御して、該段部が螺子山の螺刻の開始点となるように周方向の位置決めを行う。
この状態で上記基材を転造加工により螺刻することにより、段部が螺子山の一端部となるように加工されることとなる。具体的には、例えば、段部の反対側に成形した頭部の位置を制御して、転造加工するための転造タップの山の部分が段部の立ち上がり端部（軸方向の端部）にあたるように、言い換えると、転造タップの谷の部分が段部の立ち上がり部の軸方向中間部に位置するように、転造加工の位置合せを行うことで、段部が螺子山の一端部となるように螺刻することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づき説明する。
図１の本発明の一実施例たる雄ねじ部材としてのボルト１は、スパナ等により締め付けを行うための頭部３と、その頭部３から突出した棒状の脚部９とから構成され、脚部９の外周面には雄ねじ部２が螺刻されている。なお、本実施例においては、ボルト１の相手部材との螺合が先行する側を先行側とし、それに続く部分を後行側とする。
【００１２】
ボルト１は、先行側４の螺子山５が、その周方向と交差するように立ち上がる（落差を有する）段部２５から開始され、この段部は周方向の一部（一箇所）に形成されている。また、図２に示すように、雄ねじ部２の先行側４において螺子山５の螺子山高さｈ2が、雄ねじ部２の後行側の螺子山（完全螺子山）６の螺子山高さｈ1の約６０〜１００％とされている。螺子山５は、後行側の螺子山６と同一の螺旋ピッチ（ｔ1＝ｔ2）で形成され、そのリード角αも螺子山６のリード角と一致しており、後行側の螺子山６に連続して繋がっている。
【００１３】
以上のような形態のボルト１は、図３ないし図６に示すような以下の方法で形成することができる。まず、図３（ａ）に示す円柱状の基材２０を、図３（ｂ）に示すダイス３１、ピン３２により固定し、パンチ３０により端部２１を頭部として予備成形し中間体２３を得る。続いて、図３（ｃ）に示すように、ダイス３４により中間体２３を固定し、パンチ３３により頭部を六角状に形成するとともに、ピン３５により端部２２（ボルト１の先行側となる）を切り欠き形態に成形し成形体２４を得る。この成形体２４は、図４（ａ）に示すように、終端Ｂにおいて軸方向に切り込まれたような形態の段部２５を有している。なお、本実施例の場合の基材２０は、ボルトの通常の製造工程で円形断面のコイル材やバー材を所定寸法に切断して得られる円柱状のものとしたが、所望の雄ねじ部材の形状に応じた種々の形態、例えば角柱状等のものを採用することができる。
【００１４】
以上のように、端部２２を段部を有する切り欠き形態に成形した成形体２４を、図４に示すように転造加工により螺刻を行い、本発明の雄ねじ部材（ボルト）１を得る。この時、段部２５が螺子山の一端部となるように成形体２４を螺刻する。転造加工による螺刻の方法は、例えば図５に示すような一対の板ロールダイス３６，３７により行うことができる。これは、移動側のダイス３７の矢印方向への誘導により、成形体２４が回転しながらダイス３７と同方向に移動することで、ダイス３６，３７により成形体２４の脚部が螺刻されている。本実施例の場合、段部２５が螺刻の開始点Ｂとなるように周方向の位置決めが行われており、また、段部２５の軸方向の中央部にダイス３６の谷部（図示せず）が位置するように軸方向の位置決めが、頭部からの脚部の長さの調整により行われている。なお、開始点Ｂの周方向の位置決めは、例えば六角状の頭部の姿勢（角度）の制御により行うことができる。また、ダイス３６の谷部と段部２５の軸方向の位置関係は軸方向に多少ずれていてもよい。
【００１５】
一方、図６に示すような転造ダイス（ロータリダイス）３８，３９で行うことも可能で、この場合も段部２５が螺子山の一端部となるように螺刻の位置決めが行われている。なお、周方向の位置決めを行うために、六角状の頭部において上記段部２５に対応した位置に突起等の目印を設け、この目印を基準に位置決めを行うこともできる。また、以上のように、螺刻開始点Ｂを段部２５に一致させることが位置決め上有利であるが、段部が螺子山の一部となるようになっていれば、それらを必ずしも一致させる必要はない。
【００１６】
実際にボルト１を雌ねじ部材に組み付けるときは、図７のようになる。ボルト１の先行側を雌ねじ部材の一例としてのナット１１０に嵌め込むと、まず、雄ねじ部２の先行側の螺子山５が雌ねじ部１１１の螺合方向先行側の不完全螺子山１１６に当たる。次いで、ボルト１を矢印Ａの方向（右回転）に螺進させると、螺子山５が不完全螺子山１１６から螺合していく。この時、雄ねじ部２の先行側の螺子山５が、前述のように後行側の螺子山６の高さｈ1の約６０％以上の高さを有した螺子山であるために、雌ねじ部１１１の不完全螺子山１１６と噛み合う（噛み込む）ことが起こりにくくなり、従来のような組付け不良が生じにくくなる。
【００１７】
さらに、本発明の雄ねじ部材には図８に示すような挿入ガイド部５１を設けることができる。図８及び図９に示すボルト５０は、図１に示したボルト１に円柱状の挿入ガイド部５１が形成されたものである。この挿入ガイド部５１は、図３（ｃ）に示すピン３５により一端部２２を切り欠き形態に成形する際、挿入ガイド部５１が形成できるような凹部を有したピンを用いることで設けることができる。この場合、ボルト５０の雄ねじ部２の先行側端部となる、基材２０の雄ねじ形成部位の軸方向の端部を、上述の切り欠き形態に成形することになる。
【００１８】
ボルト５０をナットに組み付ける際、挿入ガイド部５１のナットの孔への挿入によりボルト５０とナットの軸方向の傾きを抑制し、その後、螺子山５によりボルトとナットの螺合初期の軸方向の位置決めを行ってから、螺子山６がナットの雌ねじ山に螺合していく。そのため、両者の軸方向の歪みによる螺合不良も防止されるため、ボルト１よりもさらに螺合不良が起こりにくくなる。この挿入ガイド部５１は、必ずしも円柱状である必要はなく、先細りのテーパ形状等、種々の形状のものを採用できる。
【００１９】
なお、本実施例に示したボルトの先行側の螺子山５の螺子山高さは、完全螺子山の６０〜１００％のものであるが、組付け不良を防止する上では、この値は約７０〜１００％にするのがよく、望ましくは約８０〜１００％にするのがよい。一方、本発明の雄ねじ部材の製造方法において、切り欠き形態の成形体を転造加工により螺刻を行うものとしたが、上記螺子山高さを有する雄ねじ部材を製造するには、転造加工に限らず、切削加工等によって螺刻を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例たる雄ねじ部材としてのボルトの正面図。
【図２】図１のボルトの先行側を示す部分拡大断面図。
【図３】図１のボルトの製造方法の前提となる基材の成形工程の一例を示す説明図。
【図４】図３の工程により成形された基材を転造加工により螺刻する例を示す説明図。
【図５】転造加工の一例として板ロールダイスによる方法を示す説明図。
【図６】転造加工の一例としてロータリダイスによる方法を示す説明図。
【図７】図１のボルトとナットとの螺合状況を拡大して示す部分拡大図。
【図８】本発明の第二の実施例としてのボルトの正面図。
【図９】図８のボルトの雄ねじ部の先行側を示す部分拡大断面図。
【符号の説明】
１，５０ボルト（雄ねじ部材）
２雄ねじ部
４先行側
５先行側の螺子山
６後行側の螺子山
２５段部
１１０（ナット）雌ねじ部材
１１１雌ねじ部

Claims

雄ねじ部材は、雌ねじ部材の雌ねじ部との螺合が先行する側の雄ねじ部を先行側とし、それに続く雄ねじ部を後行側として、前記雄ねじ部の先行側端部の螺子山の開始部における螺子山の高さが、後行側の螺子山の高さの６０〜１００％の範囲に設定される雄ねじ部材の製造方法であって、
雄ねじ部材の基材において、その基材の一方の端部に頭部を成形するとともに、前記雄ねじ部材の完成時に前記雄ねじ部の先行側端部となる該基材の雄ねじ形成部位の軸方向の端部を、ねじ形成部の形状のほぼ１ピッチ分をリード角に合わせて切り欠いた形態に成形し、
該端部には、その周方向と交差するように立ち上がるねじ形成部の形状のほぼ１ピッチ分の段部が軸方向に一箇所切り込まれた形態で形成され、
前記段部の反対側に成形した頭部の位置を制御して、該段部が螺子山の螺刻の開始点となるように周方向の位置決めを行い、
前記切り欠いた形態の基材を転造加工により螺刻することを特徴とする雄ねじ部材の製造方法。