JP3685949B2 - Nut and manufacturing method thereof - Google Patents
Nut and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP3685949B2 JP3685949B2 JP09822699A JP9822699A JP3685949B2 JP 3685949 B2 JP3685949 B2 JP 3685949B2 JP 09822699 A JP09822699 A JP 09822699A JP 9822699 A JP9822699 A JP 9822699A JP 3685949 B2 JP3685949 B2 JP 3685949B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nut
- chamfered portion
- chamfered
- angle
- bolt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Forging (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ナット及びその製造方法に関する。なお、ここでナットとは、主に軸心部に雌ねじが形成された品物(雌ねじ部材)を総称する用語として用いる。
【0002】
【従来の技術】
従来、ボルト挿入側(ナットの螺合開始側)にテーパ状のボルトガイドが設けられたナットでは、テーパ部が雌ねじ谷径まで同一角度で均一に形成されている。また、そのテーパ部の角度は、ねじ山の角度との相関性は考慮されておらず、ねじ山の角度(フランク角)より大きくされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のナットでは、テーパ部のボルトガイドがあっても、ボルトとナットの組付けの際に、ナットの軸心とボルトの軸心がずれたり、傾斜したりして、必ずしも噛み合わせが容易とは言えず、またその状態で無理に螺合しようとすると、ナットの不完全ねじ山とボルトのそれとが噛み込みを生じる場合もあり、ボルトとナットとを注意深く同心的に噛み合わせる必要がある。
【0004】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
この発明のナットは、ナットの螺合開始側における開口部内周側に、そのナットの雌ねじ部のフランク角と等しい角度のテーパ状内周面が面取り部として形成され、その面取り部においては、雌ねじ部の完全ねじ部が半周以上形成され、かつその面取り部の1箇所を始端とし終端が前記雌ねじ部の完全ねじ部に連なる不完全ねじ部が形成されていることを特徴とする。
【0005】
この雌ねじ部のフランク角とほぼ等しい角度のテーパ状内周面(面取り部)を端として雌ねじ部がらせん状に形成されるが、そのテーパ状内周面の少なくとも一部はナットの螺合開始端側に残っていて、ここにボルト(雄ねじ部材の総称)の端部が着座することで、ボルトはナットと同心的に位置決めされやすい。特に、ボルトの端部にそのテーパ状内周面とほぼ等しい角度のテーパ状外周面が形成されていれば、いっそうボルト・ナットの同心性を高めやすいが、一般的なボルトであっても、そのボルト先端の雄ねじ部のフランク面が、それとほぼ対応する角度のナット側の上記面取り部に係合しやすいので、同心的な位置決め機能は発揮される。また、雌ねじ部のフランク角とほぼ等しい角度のテーパ状内周面(面取り部)を基点(始端又は終端)として雌ねじ部が形成されることで、不完全ねじ部の長さを従来に比べて、例えば1/2ないし1/3程度に短くすることができる。これによりたとえナットとボルトが傾斜状態でも、噛み込みが生じにくくなり、噛み合い不良を減少させる上で有効である。
【0006】
本発明の更に好ましいナットは、ナットの螺合開始側における開口部内周側に、そのナットの雌ねじ部のフランク角と等しい角度のテーパ状内周面が第1の面取り部として形成され、その第1の面取り部においては、雌ねじ部の完全ねじ部が半周以上形成され、かつその第1の面取り部の1箇所を始端とし終端が前記雌ねじ部の完全ねじ部に連なる不完全ねじ部が形成されるとともに、その第1の面取り部の外周縁に接続するようにその外側に、前記雌ねじ部のフランク角より大きい角度のテーパ状内周面が第2の面取り部として形成され、その第2の面取り部には雌ねじ部が形成されていないことを特徴とする。
【0007】
このナットでは、外側のテーパ状内周面(雌ねじ部のフランク角より大きい角度の第2の面取り部)により、相対的にナットに対しボルトの先端がナット軸心側にガイドされ、さらに内側のテーパ状内周面(雌ねじ部のフランク角とほぼ等しい角度の第1の面取り部)により、ナットとボルトの傾斜状態が同心的に近くなるように矯正される。よって、このような第2及び第1の面取り部の相乗的な(2重の)ガイドないし位置決め効果により、ボルトとナットの初期の螺合を円滑に行うことができる。
【0008】
なお、上記面取り部又は第1の面取り部の外径は、雌ねじ部の谷径と等しくすることが望ましい。そうすることで、ボルトの外径とほぼ対応し、ボルトの先端がその面取り部又は第1の面取り部に着座しやすくなる。
【0009】
上記のようなナットは、例えば次のようにして製造できる。それは、雌ねじ部を形成するための下穴の、螺合開始側における開口部内周側に、予めそのナットの雌ねじ部のフランク角と等しい角度のテーパ状内周面を面取り部として形成しておき、その面取り部において、雌ねじ部の完全ねじ部を半周以上形成し、かつその面取り部の1箇所を始端とし終端が前記雌ねじ部の完全ねじ部に連なる不完全ねじ部を形成することを特徴とする。
【0010】
また、さらに望ましい製造方法は、雌ねじ部を形成するための下穴の、螺合開始側における開口部内周側に、予めナットの雌ねじ部のフランク角と等しい角度のテーパ状内周面を第1の面取り部として、またその第1の面取り部の外周縁に接続するようにその外側に、前記雌ねじ部のフランク角より大きい角度のテーパ状内周面を第2の面取り部としてそれぞれ形成しておき、その第2の面取り部には雌ねじ部を形成せず、前記第1の面取り部において、雌ねじ部の完全ねじ部を半周以上形成し、かつその第1の面取り部の1箇所を始端とし終端が前記雌ねじ部の完全ねじ部に連なる不完全ねじ部を形成することを特徴とする。
【0011】
このような製造方法により、上述のようにナットとボルトの螺合時の芯ずれや傾斜状態を緩和ないし解消できる、ボルトガイドないし位置決め機能を有するナットを容易に得ることができる。
【0012】
なお、以上の説明では、ナットのボルト挿入側の開口部と、ボルトの先端部とにそれぞれ互いに対応する角度の面取り部を設けてこれらを係合させるようにしたが、ナットに前述のような第1のような面取り部等を形成し、これに挿入されるボルトは従来と同様のものでも、一定の姿勢調整機能は果たされ、また、噛み込みもしにくいものとなる。逆にボルトの先端部にそのねじ山のフランク角と等しいボルト側面取り部を形成し、これを従来と同様のナットに螺合するようにしても、一定の姿勢調整機能並びに噛込み抑制機能が果たされる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図1に示すナット1は、例えば袋ナットの形態をなす。もちろん、袋ナット以外の単純なナットでもよい。ナット1は軸状の本体2を備え、それを貫通するように同心的に雌ねじ部3が形成され、その出口側の開口を覆う(塞ぐ)ようにカバー4が溶接等により本体2と一体化されている。本体2の中間部にはフランジ5が形成され、このフランジ5と隣り合うようにワッシャ6が本体2の外周に装着されている。ワッシャ6は、フランジ5に対し雌ねじ部3の入口側に隣接し、本体2の外周に形成された図示しないセレーション等により本体2から抜けないようにされている。
【0014】
このナット1には例えばボルト20が螺合されるが、ナット1のボルト挿入側の端部、言い換えればナット1の雌ねじ部(ねじ穴)3の螺合開始側の開口部Aには、図2(b)に示すように、テーパ状内周面からなる第1の面取り部7と、これとは異なる角度のテーパ状内周面からなる第2の面取り部8とが形成されている。ここで、φDは雌ねじ谷径(螺合されるボルトを基準にすれば、ねじ外径)、φdは雌ねじ山径(ねじ内径)を示す。そして、ナット1の軸線を含んだ断面における第1の面取り部7(の表面)と、そのナット1の軸線に直角な直線又は平面とのなす角度θ1は、ナット1の雌ねじ山のフランク角(ねじの軸線を含んだ断面において測った個々のフランクが、ねじの軸線と直角な直線となす角度(θf))と実質的に等しくされている。
【0015】
例えばフランク角が30°の雌ねじ山を有するナットでは、第1の面取り部7の角度θ1は約30°程度とされる。一般的に言えば、第1の面取り部7の角度θ1は、ナット1の雌ねじ部3のフランク角をθfとすれば、θ1はθfの約±20%、より好ましくは±10%程度、言い換えればθ1は、0.8〜1.2θf、より望ましくは0.9〜1.1θf程度に設定することができる。
【0016】
この第1の面取り部7は、ねじ軸線に直角な平面を基準とする以外に、その円錐内周面のテーパ角度(ねじの軸断面における円錐の二つの母線の間の角度)α1で表すこともできる。その場合、第1の面取り部7のテーパ角度α1は、フランク角が30°のナットであれば、例えば約120°程度とされる。また、この第1の面取り部7の、ナット1のねじ軸線方向の長さ(深さ)をLとすれば、Lは雌ねじ部3の例えば1/2ピッチ程度とすることができる。上記Lは、この他に、雌ねじ部3の例えば1/5〜2ピッチ分、好ましくは1/3〜1ピッチ分の範囲で適宜設定することができる。
【0017】
第1の面取り部7の内周縁は、雌ねじ部3のボルト螺合側の開口縁となり、第1の面取り部7の外周縁に続いて、第2の面取り部8がその外周側に位置する。第2の面取り部8の、ねじ軸線に直角な平面又は直線とのなす角度θ2は、第1の面取り部7の角度θ1より大きくされ、例えば第1の面取り部7の角度θ1が30°くらいであれば、第2の面取り部8の角度θ2は、約45°程度に設定することができる。
その場合、第2の面取り部8をテーパ角度α2でみれば、約90°になる。第2の面取り部8の外周縁は、ナット1のボルト挿入側の円環状の端面9に連なり、その端面9の外周側には、ナット端部の外周面取り部10としてテーパ状外周面が形成されている。この外周面取り部10は、例えばナット1が自動車の車輪ホイールをハブに固定するハブナットとして使用される場合、図示しないホイールに形成されたナット挿入孔へのナット1の挿入を容易にする。
【0018】
上記第1、第2の面取り部7、8の角度θ1及びθ2の関係(テーパ角度α1及びα2との関係に置き換えてもよい)は、θ2/θ1(又はα1/α2)が、例えば1.1ないし2.5程度、望ましくは1.2ないし2.0程度がよい。第2の面取り部8の角度θ2は90°以下とされ、この第2の面取り部8がボルト先端をねじ軸線側にガイドするボルトガイドの役割を果たすことを考慮すれば、その角度θ2は90°未満とされる。
【0019】
いま、第1の面取り部7及び第2の面取り部8を、ナットのねじ軸線に直角な平面へ投影したときの各面取り部7及び8の幅寸法をそれぞれw1及びw2とすれば、第1の面取り部7の幅寸法w1は、雌ねじ部3のねじ山高さにほぼ等しくされている。言い換えれば、第1の面取り部7の外径は、ナット1の雌ねじの谷径(φD)にほぼ等しくされ、第2の面取り部8の幅寸法w2は、第1の面取り部7の幅寸法w1より大きくすることができる。あるいはそれらw1及びw2を同じ位にすることもできる。第2の面取り部8の角度θ2が相当大きくなった場合は、w1がw2より大きくなることもあり得るが、好適な態様では、w1/w2は0.1ないし0.9、なかでも0.2ないし0.5程度に設定することができる。
【0020】
なお、従来は図2(a)に示すように、ナット1’の雌ねじ部3’のボルト挿入側の開口部に、単一の面取り部8’を備えるものがあるが、その面取り部8’の角度θ’は、そのナット1’のフランク角が例えば30°とすれば、そのフランク角より大きく、例えばθ’=45°となっている。また、この面取り部8’をテーパ角度で表せば、90°となる。これに対し、本発明の好ましい実施の態様では、θ1がフランク角とほぼ等しい約30°の第1の面取り部7と、θ2がフランク角より大きな約45°とされた第2の面取り部8(テーパ角度で言えば、約120°と90°)との、2重の(2段の)面取り部を有する。
【0021】
図3(a)は、従来のナット1’の、単一でフランク角より大きな角度の面取り部8’に、そこを基点として雌ねじ部3’が形成された例を示すものであるが、雌ねじ部3’の基点(不完全ねじ部の始端)R1から不完全ねじ部の終端R2までは約270°位あり、不完全ねじ部長が長いものとなる。これに対し、図2(b)に示す本発明の好適な実施の形態では、雌ねじ部3のフランク角とほぼ等しい第1の面取り部7の1箇所を始端S1として不完全ねじ部が形成され、その終端S2から完全ねじ部になり、不完全ねじ部長が従来のナット1’に比べて半分以下となり、ねじ穴全周の約1/3程度に抑えることができる。
【0022】
また、同図(b)に示すように、ナット1のフランク角とほぼ等しい角度の第1の面取り部7は、多点状で表すように、雌ねじの形成に拘らず、その大半の部分はナット1の螺合開始側の開口端部(ボルト挿入側の開口端部)に残っている。つまり、不完全ねじ部の始端S1から終端S2までは、部分的に螺旋状に削り取られたような形態となるが、それ以外の範囲では第1の面取り部7はテーパ状内周面として存在し、部分的に欠けた一部残っているところを加えれば、ほぼナット1の全周又は全周に近い範囲で現れる。
【0023】
図4は、図2のA部分を立体的な断面で示すもので、雌ねじ部3の不完全ねじ部は仮想線で概念的に表している。そして、図2の従来のナット1’のA’部分の構造では、図5(a)のように、転造ダイス12で面取り部8’からねじを転造する際に、開口側に押し出された盛り上がり部13(不完全ねじ部といえる)が顕著に生じ、この盛り上がり部13がボルト挿入時にねじ軸方向の障害となりやすい。つまり、ナットとボルトを軸方向に同心的に接近させた際に、ボルトの先端外周縁がこの盛り上がり部13と干渉しやすい。これに対し、本発明では図5(b)に示すように、転造の場合、ねじのフランク角とほぼ等しい第1の面取り部7を基点にねじの転造が開始され、結果的に転造ダイス12のフランク角と第1の面取り部7の角度とがほぼ等しいため、上述のような大きな盛り上がり部13が生じにくい。よって、ナットへの相対的なボルトの挿入がスムーズに行い得る。
【0024】
以上のようなナット1の第1、第2の面取り部7、8を、第1、第2のナット側面取り部とすれば、図1のボルト20の雄ねじ部21の先端部に、ボルト側面取り部(以下、単に面取り部ともいう)22としてテーパ状外周面を形成することができる。このボルト20は頭部23を有するが、頭部のないボルト(例えば植え込みボルト等)でもよい。図6に模式的に示すように、ボルト20の先端部にテーパ状外周面として形成された面取り部22は、ボルトの軸線に直角な直線又は平面とのなす角度θBが、そのボルト20のねじ山のフランク角をθfBとしたとき、そのフランク角θfBとほぼ等しくされている。例えば、ボルト側面取り部22の角度θBは、フランク角θfBが30°であれば、ほぼ30°に設定される。
【0025】
より一般的に言えば、ボルト側面取り部22の角度θBは、ボルト雄ねじ部21のフランク角θfB(これはボルトが螺合される相手方のナット1の雌ねじ部3のフランク角θfとみなすこともできる)の約±20%、より好ましくは±10%程度、言い換えればθBは、0.8〜1.2θfB(又はθf)、より望ましくは0.9〜1.1θfB(又はθf)程度に設定することができる。また、ボルト側面取り部22の外周縁はボルト雄ねじ部21のねじ山円筒につながり、ボルト側面取り部22の内周縁は、雄ねじ部21のねじ谷円筒と一致させることもできるし、あえてずらすこともできる。つまり、ボルト雄ねじ部21のねじ外径をφDB、ねじ内径をφdBとすれば、面取り部22の外径はねじ外径φDBに等しくなり、面取り部22の内径はねじ内径φdBと一致させてもよいし、このねじ内径φdBより小さく又は大きくすることもできる。
【0026】
一例として、図6に示すように、面取り部22の内径φd1は、ねじ内径φdBより一定量小さくされる。言い換えれば、面取り部22はねじ内径を越えるようにされ、ボルト20の軸直角平面に面取り部22を投影したとき、その軸直角方向の幅寸法WBは、雄ねじ部21のねじ山高さ(谷深さ)より大きく(例えば1〜20%程度、より好ましくは2〜10%程度)することができる。このようにすれば、螺合のための組付けの際に、ボルト22とナット1の軸が多少ずれたり傾いたりしても、ボルト22の面取り部22がナット側の第1の面取り部7に安定に着座しやすくなり、芯ずれ又は芯傾斜の矯正作用を行わせる上でより好ましい。
【0027】
また、ボルト側面取り部22のねじ軸方向の長さ寸法Qは、雄ねじ部21のねじ山の望ましくは1/2ピッチ以上がよいが、面取り部22の内径φd1をねじ内径φdBより大きくする(ねじ外径φDBとねじ内径φdBの中間にもってくる)ような場合は、1/2ピッチ未満の場合も生じ得る。一般的には、ボルト側面取り部22のねじ軸方向の長さ寸法Qは、雄ねじ部21のねじ山ピッチの1/5〜1.5、より望ましくは1/3〜1.0程度に設定できる。また、そのボルト側面取り部22を前記テーパ角度で規定すれば、雄ねじ部21のフランク角が30°の場合、ボルト側面取り部22のテーパ角度は約120°となる。
【0028】
ボルト20の雄ねじ部21は、上記面取り部22の1箇所を基点として転造又は切削で形成されるが、この面取り部22の角度が雄ねじ部21のフランク角にほぼ等しくされているため、不完全ねじ部長を従来のものより短くできる。すなわち、ナットでの説明に使用した図3をボルトにも援用して説明すれば、従来のボルトの不完全ねじ部(同図(a))がねじの全周の約3/4の範囲で生じるのに対し、フランク角にほぼ等しいボルト側面取り部22を有するボルト20では、それがねじの全周の1/4程度(多くても1/2以下)となる。
【0029】
また従来では、図8(a)、図9(a)に示すように、ボルト20’をナット1’に螺合(挿入)する際、ボルト20’の先端には面取り部29があるものの、その角度はナット1’の面取り部8’とは対応せず、また雄ねじ部21’のフランク角とも無関係に設定されるため、組付け時にボルト・ナットの軸がずれたり、互いの軸線が傾斜状態になった場合、それを矯正する作用は充分でなく、ボルト・ナットの各軸線を容易に同心的状態にできるとは言い難い。また、ボルト20’、ナット1’の双方の不完全ねじ部が長いので、上記傾斜状態等でかみ込みが生じやすい。
【0030】
これに対して本発明では、図7及び図8(b)、図9(b)に示すように、ナット1とボルト20を螺合させる(相対的にボルト20をナット1に挿入する)過程で、ナット1の第2の面取り部8にボルト20の先端部が接して、ボルト20がナット1の中心側にガイドされ、さらに、互いにフランク角に等しいボルト側面取り部22とナット側面取り部7とが係合し、ボルト20とナット1の各軸線が一致しやすい状況となる。言い換えれば、ボルト20の面取り部22がナット1の中心側の面取り部7に着座すれば、双方の面取り部7及び22は角度がほぼ等しいため、いわば互いに対応する角度のテーパ外周面及びテーパ内周面同士が嵌合したような格好になり、その状態ではボルト20とナット1の軸線は一義的にほぼ同心(同軸)的な姿勢になりやすい。
【0031】
これによりナット1の軸芯とボルト20の軸芯とがより一致した状態に姿勢調整されて、両者の位置合わせ(姿勢調整)があたかも自動的に行われ、ボルト20がナット1に容易に挿入される。しかも、ボルト20及びナット1共に、不完全ねじ部が短いため、両者がたとえ傾斜状態となっても、従来に比べて噛み込みが生じにくい。これらのことから、ボルト20とナット1の初期螺合時において、噛み合い不良の発生が有効に回避されるとともに、両者のねじ山の軸芯がより一致した状態が得られ、初期螺合時の噛み合いが従来より良好に行われることとなる。
【0032】
図10及び図11は、以上のボルト20・ナット1による(これらをセット(ユニット)として組み合わせた)ボルト・ナット締結装置24を示すものである。ただし、このようなボルト・ナット締結装置24において、ボルト側面取り部22の角度θB(図6)と、ナット側(第1の)面取り部7の角度θ1(図2)とは、互いにねじのフランク角にそれぞれほぼ等しい形態でθ1とθBとをほぼ等しくすることが、不完全ねじ部を短くすること等を考慮すると望ましい態様ではあるが、必ずしもそれに限らず、上記フランク角とは無関係に、ボルト側面取り部22とナット側面取り部7の角度θ1とθBとをほぼ等しくすること(例えば±20%、望ましくは±10%以内の範囲で)もできる。その場合は上記角度θ1及びθBは、ねじのフランク角より大きい場合も、小さい場合もあり得、フランク角とは必ずしも一致しない。この態様でも、ボルトとナットの各軸芯を一致させるように姿勢制御することができる。
【0033】
また、図12(a)、(b)に示すように、ナット側の第1の面取り部7を正確な円錐面(テーパ面)ではなく、例えば外側に凸状の(膨らむ)断面の曲面7’で形成すること、あるいは内側に凸状の(膨らむ)断面の曲面7''で形成することもできる(ナット16、17)。この場合、元の面取り部7がそれらの曲面7’又は7''に対し、接線(接面)とすることもできる。さらに同図(c)に示すように、第1の面取り部7から第2の面取り部8にまたがるような、内側にわずかにくぼんだ滑らかな曲面7'''で形成して、実質的に面取り部7、8に相当する位置に、互いに傾きの異なる(面取り部7ではフランク角とほぼ等しく、面取り部8ではそのフランク角より傾斜の大きな)テーパ状の各内周面を形成することも可能である(ナット18)。実際に、鍛造等でナット素材を形成する場合は、第1、第2の面取り部7、8の境界がシャープに現れるとは限らず、その境界がアール状に丸みが付く場合もある。
【0034】
なお、ボルト側面取り部22についても、図示はしないが事情は同様であり、その面取り部22を厳密な円錐面としなくても、外側にやや膨らんだ、又は内側にややくぼんだ曲面で構成し、これを実質的にテーパ状外周面としてもよい。
【0035】
さらに、図13に示すナット19のように、ボルトの挿入方向が一義的に決まっておらず、ナットの両側開口のいずれからでもボルトが挿入可能なナットの場合は、ナット19の雌ねじ部3の両側開口部にそれぞれ第1、第2の面取り部7、8を設けることができる。
【0036】
また、ナットに第1の面取り部7及び第2の面取り部8の双方を設けて中間に段を形成する形態以外にも、図14に示すように、第2の面取り部8を省略して、単一で段差のない一つのナット側面取り部7とし、この面取り部7の外周縁を、ナット15の端面10まで延長することもできる。この場合、ナット側面取り部7は、前述のように雌ねじ部3のフランク角とほぼ等しくされるか、あるいはそのフランク角と関係なく、ボルト側面取り部22(図7等)とほぼ一致させられることとなる。
【0037】
次に、以上のようなナット及びボルトの製造方法について説明する。
図15(a)は、第1の金型31(下型)のキャビティ32内に、予め冷間鍛造等で成形されたナット素材N1が収容され、これが第2の金型30(上型)により打撃され、(b)のようなナット素材N2となる。ここで、ナット素材N2の下孔の一方の開口となるべき部分は、パンチ33でくぼみ33’がつけられ、他方の開口部となるべき部分が、前述のA部分(図1、図2等)に示した部分である。このA部分には、第2の金型30と一体的又は別体に形成されたパンチ34が入り込んで、前述の第1のナット側面取り部7、第2のナット側面取り部8の形態を、予め冷間鍛造等で形成しておく。なお、A部分の拡大図から示すように、第1の面取り部7の内周縁から軸方向にほぼ平行に浅いくぼみ34’が形成され、このくぼみ34’が後工程の下孔打抜きの基準となる。上述の反対側のくぼみ33’と、くぼみ34’とは、同じ大きさで、かつ同心的に形成される。
【0038】
その後(c)に示すように、ナット素材N2に対して打抜きパンチ37で、中心部のねじ下孔40’が打抜かれる。N3’は、打抜かれたかすであり、打抜きパンチ37は、第1の金型(下型)35の筒状部36内に移動可能に配置され、第2の金型38がナット素材N2を押さえ付け、打抜反力を受ける。これにより、ナット素材N3の下孔40’の一方の開口部に、第1のナット側面取り部7(後に形成される雌ねじのフランク角にほぼ等しい)と、このフランク角より傾斜の大きな第2の面取り部8とを有するナット素材N3を得る。
【0039】
さらに、図16(a)〜(b)に示すように、このナット素材N3を型39に固定して、例えば転造ダイス40を回転させつつ、ナット素材N3のねじ下孔40’にねじ込んでいくことにより(図17(c)〜(d)参照)、ねじ下孔40’の内周面に雌ねじ部3を転造する。その際、図16(b)のように、転造ダイス40の先端がナット素材N3の上記第1、第2の面取り部7及び8が形成された開口に達すると、その転造ダイス40のフランク角と、第1の面取り部7の角度とがほぼ等しいため、前述のような外側に盛り上がった部分が生じにくく、かつ不完全ねじ部も短い形態で初期の転造が行われる。図17(c)、(d)を経て転造が完成することにより、そのねじ下孔40’には雌ねじ部3が形成され、その状態において、A部分には第2の面取り部8はもちろん、第1の面取り部7も相当部分がその開口部に残る。
【0040】
転造に代えて切削で雌ねじ部3を形成する場合も、基本的には転造ダイス40がねじ切りダイスに代わるほかは、工程的に大きな違いはない。ただし、転造ダイス40の場合は、ねじ下孔40’の肉の移動により雌ねじ部が形成されるため、転造ダイス40の外径は予定される雌ねじ部の、ねじ山径とねじ谷径のほぼ中間に位置するのに対し、ねじ切りダイスの場合は、その外径がねじ谷径と実質的に一致することとなる。
【0041】
図18は、ボルトの製造方法の工程の一例を示すものである。この例で、第1の金型42(例えば下型)の鍛造キャビティ形成部43には、ボルト素材B1の、ボルト先端部となるべき部分(B部分)に、図6及び7等に示したボルト側面取り部22が形成されるように、その面取り部22に対応する型面を有するキャビティ44が形成されている。このキャビティ44で、ボルト素材B1は、第2の金型(例えば上型)45側のパンチ50により、軸方向に打撃され、その結果ボルト素材B1の先端部にボルト側面取り部22となるべき部分が形成される。この面取り部22は、前述のように後に形成される雄ねじ部のフランク角とほぼ等しくされる。上型45には、ボルト素材B1に対し、さらに頭部を形成するためのキャビティ47を備えたキャビティ形成部46を有している。そして、図18(b)のように、第2の型45が第1の型42に対して相対的に移動し、キャビティ47内でパンチ50により鍛造された頭部を有するボルト素材B2となる。
【0042】
さらに図19(a)〜(c)に示すように、このボルト素材B2の脚部(胴部)に対し雄ねじ部を転造ダイス52、53により形成する。転造ダイス52、53は、ボルト素材B2の胴部を挟み付けて相対的に矢印のように移動し、ボルト素材B2は、転動しながらその外周に雄ねじ部が転造されて、ボルト素材B3となる。そして、そのボルト素材B3の先端部には、図6、7等で述べたボルト側面取り部22が、そのねじ山のフランク角とほぼ等しい角度で残ることとなる。なお、このようなボルトの転造に加えて、雄ねじ部を切削形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のナットの一例を示す図。
【図2】そのナットの要部を従来例と比較して示す図。
【図3】そのナットに形成される不完全ねじ部の長さを従来例と比較して示す図。
【図4】そのナットの要部を示す斜視断面図。
【図5】従来例の不都合を本件のナットの実施例と比較して示す図。
【図6】ボルトの実施例の一例の要部を模式的に示す図。
【図7】ボルト・ナットの組合せによる実施例を示す図。
【図8】この実施例の作用を従来例と比較して示す図。
【図9】同様な本件実施例の作用を従来例と比較して示す図。
【図10】ボルト・ナットの締結装置の実施例を示す正面図。
【図11】その要部断面図。
【図12】ナットの変形例を示す模式図。
【図13】ナットの別の実施例を示す半断面図。
【図14】さらに別のナットの実施例の要部を示す部分断面図。
【図15】ナットの製造方法の一例を示す工程図。
【図16】図15に続く工程図。
【図17】図16に続く工程図。
【図18】ボルトの製造方法の一例を示す工程図。
【図19】図18に続く工程図。
【符号の説明】
1、15、16、17、18、19 ナット
7 第1の面取り部
8 第2の面取り部
20 ボルト
22 ボルト側面取り部
24 ボルト・ナット締結装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nut and a method for manufacturing the same. Here, the nut is used as a general term for articles (female screw members) in which a female screw is mainly formed in the shaft center portion.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a nut in which a tapered bolt guide is provided on the bolt insertion side (nut screwing start side), the tapered portion is uniformly formed at the same angle up to the female thread valley diameter. Further, the angle of the taper portion is not considered in the correlation with the thread angle, and is larger than the thread angle (flank angle).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
With conventional nuts, even if there is a bolt guide on the taper, the nut center and the bolt axis are misaligned or tilted when the bolt and nut are assembled, making it easy to engage with each other. In other words, if the screw is forcibly engaged in this state, the incomplete thread of the nut and that of the bolt may be engaged, and the bolt and the nut must be carefully and concentrically engaged.
[0004]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The nut of the present invention has a flank angle of the female thread portion of the nut on the inner peripheral side of the opening on the screwing start side of the nut. equal Angled tapered inner peripheral surface is formed as a chamfered portion, and the chamfered portion The complete threaded portion of the female threaded portion is formed more than half a circumference, and Its chamfer The one end of Female thread Incomplete thread connected to the complete thread Is formed.
[0005]
The female threaded portion is formed in a spiral shape with the tapered inner peripheral surface (chamfered portion) having an angle substantially equal to the flank angle of the female threaded portion as the end. At least a part of the tapered inner peripheral surface starts to be screwed into the nut. The bolt remains on the end side, and the end of the bolt (generic name for the male screw member) is seated here, so that the bolt is easily positioned concentrically with the nut. In particular, if a tapered outer peripheral surface having an angle substantially equal to the tapered inner peripheral surface is formed at the end of the bolt, it is easier to further improve the concentricity of the bolt and nut. Since the flank surface of the male screw portion at the tip of the bolt is easily engaged with the chamfered portion on the nut side at an angle substantially corresponding thereto, a concentric positioning function is exhibited. Moreover, the length of the incomplete thread portion is made longer than before by forming the internal thread portion with the taper-shaped inner peripheral surface (chamfered portion) having an angle substantially equal to the flank angle of the female thread portion as a base point (starting end or terminal end). For example, it can be shortened to about 1/2 to 1/3. As a result, even if the nut and the bolt are in an inclined state, the biting is less likely to occur, which is effective in reducing the poor meshing.
[0006]
Further preferred nuts of the present invention are the flank angle of the female threaded portion of the nut on the inner peripheral side of the opening on the screwing start side of the nut. equal A tapered inner peripheral surface having an angle is formed as a first chamfered portion, and the first chamfered portion The complete threaded portion of the female threaded portion is formed more than half a circumference, and The first chamfer The one end of Female thread Incomplete thread connected to the complete thread Is formed, and on the outer side thereof so as to be connected to the outer peripheral edge of the first chamfered portion, it is larger than the flank angle of the female screw portion. Angular A tapered inner peripheral surface is formed as the second chamfered portion, That The second chamfered portion is characterized in that an internal thread portion is not formed.
[0007]
In this nut, the tip of the bolt is relatively guided to the nut shaft side relative to the nut by the outer tapered inner peripheral surface (the second chamfered portion having an angle larger than the flank angle of the female screw portion), and further on the inner side. By the tapered inner peripheral surface (the first chamfered portion having an angle substantially equal to the flank angle of the female screw portion), the inclined state of the nut and the bolt is corrected so as to be concentrically close. Therefore, the initial screwing of the bolt and the nut can be smoothly performed by such a synergistic (double) guide or positioning effect of the second and first chamfered portions.
[0008]
The outer diameter of the chamfered portion or the first chamfered portion is the root diameter of the female screw portion. equally It is desirable to do. By doing so, it substantially corresponds to the outer diameter of the bolt, and the tip of the bolt can easily be seated on the chamfered portion or the first chamfered portion.
[0009]
The nut as described above can be manufactured, for example, as follows. The flank angle of the female thread portion of the nut is previously set on the inner peripheral side of the opening on the screwing start side of the pilot hole for forming the female thread portion. equal The tapered inner peripheral surface of the angle is formed as a chamfered portion, and the chamfered portion The complete threaded portion of the female threaded portion is formed more than half a circumference, and one end of the chamfered portion is the starting end and the end is Female thread Incomplete thread connected to the complete thread It is characterized by forming.
[0010]
Further, a more preferable manufacturing method is that the flank angle of the female thread portion of the nut is previously set on the inner peripheral side of the opening on the screwing start side of the pilot hole for forming the female thread portion. equal A tapered inner peripheral surface having an angle larger than the flank angle of the female threaded portion is connected to the outer peripheral edge of the first chamfered portion as an angle tapered inner peripheral surface as a first chamfered portion. Each of the second chamfered portions is formed as a second chamfered portion, and an internal thread portion is not formed on the second chamfered portion. Said 1st chamfer The complete threaded portion of the female threaded portion is formed more than half a circumference, and one end of the first chamfered portion is the starting end and the end is the above-mentioned Female thread Incomplete thread connected to the complete thread It is characterized by forming.
[0011]
By such a manufacturing method, as described above, a nut having a bolt guide or a positioning function that can alleviate or eliminate the misalignment or the inclined state when the nut and the bolt are screwed together can be easily obtained.
[0012]
In the above description, the chamfered portions having angles corresponding to each other are provided at the bolt insertion side opening of the nut and the tip of the bolt, respectively. Even if the bolt inserted into the chamfered portion or the like as in the first one is the same as the conventional one, a certain posture adjusting function is achieved and it is difficult to bite. On the other hand, even if a bolt side chamfering portion equal to the flank angle of the thread is formed at the tip of the bolt and this is screwed into a nut similar to the conventional one, the constant posture adjustment function and the biting suppression function can be achieved. Fulfilled.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the embodiments shown in the drawings.
The
[0014]
For example, a
[0015]
For example, in a nut having a female thread with a flank angle of 30 °, the angle θ1 of the first chamfered
[0016]
The first
[0017]
The inner peripheral edge of the first chamfered
In this case, when the second chamfered
[0018]
The relationship between the angles θ1 and θ2 of the first and second
[0019]
Assuming that the width dimensions of the chamfered
[0020]
Conventionally, as shown in FIG. 2 (a), there is one provided with a single chamfered portion 8 'in the opening on the bolt insertion side of the female threaded portion 3' of the nut 1 '. The angle θ ′ is larger than the flank angle if the flank angle of the
[0021]
FIG. 3 (a) shows an example in which a
[0022]
Further, as shown in FIG. 6B, the first chamfered
[0023]
FIG. 4 shows a portion A of FIG. 2 in a three-dimensional cross section, and the incomplete screw portion of the
[0024]
If the first and second
[0025]
More generally speaking, the angle θB of the
[0026]
As an example, as shown in FIG. 6, the inner diameter φd1 of the chamfered
[0027]
Further, the length dimension Q in the screw shaft direction of the
[0028]
The male threaded
[0029]
Conventionally, as shown in FIGS. 8 (a) and 9 (a), when the
[0030]
On the other hand, in the present invention, as shown in FIGS. 7, 8B, and 9B, the
[0031]
As a result, the position of the
[0032]
10 and 11 show a bolt /
[0033]
Further, as shown in FIGS. 12A and 12B, the nut-side first chamfered
[0034]
Although not shown in the drawing, the situation is the same for the bolt side chamfered
[0035]
Further, unlike the
[0036]
Moreover, as shown in FIG. 14, the
[0037]
Next, the manufacturing method of the above nuts and bolts will be described.
FIG. 15A shows that a nut material N1 previously formed by cold forging or the like is accommodated in a
[0038]
Thereafter, as shown in (c), the screw
[0039]
Further, as shown in FIGS. 16 (a) to 16 (b), the nut material N3 is fixed to the die 39 and, for example, the rolling die 40 is rotated and screwed into the screw
[0040]
Even when the
[0041]
FIG. 18 shows an example of the steps of the bolt manufacturing method. In this example, the forging
[0042]
Further, as shown in FIGS. 19A to 19C, a male thread portion is formed by rolling dies 52 and 53 with respect to the leg portion (body portion) of the bolt material B2. The rolling dies 52 and 53 are moved relative to each other as indicated by an arrow with the body of the bolt material B2 sandwiched therebetween, and the bolt material B2 is rolled with a male screw portion on its outer periphery while rolling. B3. Then, the bolt side face 22 described with reference to FIGS. 6 and 7 remains at the tip of the bolt material B3 at an angle substantially equal to the flank angle of the thread. In addition to the rolling of such a bolt, the male thread portion may be formed by cutting.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing an example of a nut according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a main part of the nut in comparison with a conventional example.
FIG. 3 is a view showing the length of an incomplete thread formed on the nut in comparison with a conventional example.
FIG. 4 is a perspective sectional view showing a main part of the nut.
FIG. 5 is a diagram showing a disadvantage of the conventional example in comparison with the nut example of the present case.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a main part of an example of a bolt example.
FIG. 7 is a view showing an embodiment using a combination of bolts and nuts.
FIG. 8 is a diagram showing the operation of this embodiment in comparison with a conventional example.
FIG. 9 is a diagram showing a similar operation of the present embodiment in comparison with a conventional example.
FIG. 10 is a front view showing an embodiment of a bolt and nut fastening device.
FIG. 11 is a cross-sectional view of the main part.
FIG. 12 is a schematic view showing a modified example of the nut.
FIG. 13 is a half sectional view showing another embodiment of the nut.
FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing a main part of another nut example.
FIG. 15 is a process diagram showing an example of a nut manufacturing method.
FIG. 16 is a process drawing following FIG. 15;
FIG. 17 is a process drawing following FIG. 16;
FIG. 18 is a process diagram showing an example of a bolt manufacturing method.
FIG. 19 is a process drawing following FIG. 18;
[Explanation of symbols]
1, 15, 16, 17, 18, 19 Nut
7 First chamfer
8 Second chamfer
20 volts
22 Bolt side chamfer
24 Bolt / Nut Fastening Device
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09822699A JP3685949B2 (en) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Nut and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09822699A JP3685949B2 (en) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Nut and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000291620A JP2000291620A (en) | 2000-10-20 |
JP3685949B2 true JP3685949B2 (en) | 2005-08-24 |
Family
ID=14214056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09822699A Expired - Lifetime JP3685949B2 (en) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Nut and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3685949B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020133819A (en) * | 2019-02-22 | 2020-08-31 | イワタボルト株式会社 | nut |
-
1999
- 1999-04-05 JP JP09822699A patent/JP3685949B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000291620A (en) | 2000-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4801837B2 (en) | A spiral drive system for threaded fasteners | |
CA1298106C (en) | Anti-cross threading screw | |
US8939689B2 (en) | Functional element in the form of a press-in element | |
JPH11509915A (en) | Cross screw prevention screw fastening device | |
JP2004504944A (en) | Lightweight screw fasteners and thread rolling dies | |
JPS6255012B2 (en) | ||
JPH11247835A (en) | Hollow steering shaft, its manufacture, and tool for manufacturing hollow steering shaft | |
JP3685951B2 (en) | Fastening device using bolts and nuts and manufacturing method thereof | |
US6561741B2 (en) | Fastener with aligning lead thread | |
JP3685949B2 (en) | Nut and manufacturing method thereof | |
JP3685950B2 (en) | Bolt and manufacturing method thereof | |
JP3247127B2 (en) | Screw fastening device and its blank | |
JPH07139536A (en) | Fastening member and manufacture thereof | |
CN105937534B (en) | Self-tapping screw and method for manufacturing same | |
JPH0785822B2 (en) | Method for manufacturing tripod type joint inner member | |
JP6676113B2 (en) | Male thread member | |
JP3676630B2 (en) | nut | |
JP2000329125A (en) | Male screw | |
JP3737001B2 (en) | Screwing unit of female screw member and male screw member | |
JP6440883B1 (en) | Tapping screw | |
JP5202041B2 (en) | Spline combination | |
WO2018029780A1 (en) | Thread forming tap and manufacturing method for thread forming tap | |
JP2002048120A (en) | Bolt and manufacturing method thereof | |
JP3677402B2 (en) | Manufacturing method of male screw member | |
EP1087148B1 (en) | Nut with self-aligning thread |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041022 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050523 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050601 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080610 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110610 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110610 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120610 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130610 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |