JP3998216B1 - 締結ナットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料の損失が発生することがなく、コスト高とならない締結ナットの製造方法を提供する。
【解決手段】金属板材を絞り加工により、有底筒状に形成し、逆絞りにより、底部から内側に向かって突出した内側円筒部４を形成し、内側円筒部４の底部４ａを、ピアシングにより穿孔するとともに、内側円筒部の板厚４を、板厚増加加工により増加させて締結部を形成する。なお、板厚増加加工は、圧縮絞りパンチにより、内側円筒部４の外表面の表面積を減少させ、この表面積の減少に相応する体積を、塑性流動により内側円筒部４の厚さに遷移させる多段圧縮絞りにより行うことが好ましい。また、板厚増加加工はスエージングにより行うことが好ましい。
【選択図】図５

Description

本発明は、金属板材を絞り加工により製造する締結ナットの製造方法に関するものである。

従来、ＰＤＰ（Plasma Display Panelの略、プラズマディスプレー）や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Displayの略、液晶ディスプレー）等の電気製品の組立に使用される締結ナット５０は、図１１に示されるような断面形状をしている。この締結ナット５０は、金属製の基板や筐体に、電子部品や電子基板を取り付けるために使用するためのものである。

この締結ナット５０は、略円柱形状のナット本体５１と、このナット本体５１の基部に形成されたフランジ部５２とから構成され、締結ナット５０を連通するネジ山５３が形成されている。ナット本体５１とフランジ部５２の間には、溝部５４が形成されている。金属製の基板や筐体に形成された取付穴に、締結ナット５０を挿入して、取付穴の外縁と溝部５４が嵌合して、締結ナットが前記基板や筐体に取り付けられるようになっている。このような締結ナット５０は、特許文献１や特許文献２に示されるように、切削加工や熱間鍛造により製造されている。

この締結ナット５０を切削加工で製作する場合には、加工時間や手間もかかることから、コスト高になるという問題があった。また、切削するため、従来では被削性のよいリン青銅等を使用していたが、このリン青銅は、材料が高価であるうえ、切削加工により溝部５４を形成することから、材料が損失してしまうという問題があった。一方で、熱間鍛造により、締結ナット５０を製作することとすると、締結ナット５０の表面性状が不良となる。また、高温下で作業をすることから作業環境が劣悪であるという問題があった。

そこで、特許文献３に示されるような圧入ナット及びその製造方法がある。この圧入ナットは、金属板に絞り加工をして、フランジ部と、このフランジ部から立ち上げられた筒状部とを形成し、この筒状部の底部を穿孔し、筒状部の内面にネジ山を形成したものである。

しかしながら、この圧入ナットを、金属製の基板や筐体に、電子部品や電子基板を取り付けるために使用するには、以下の点が問題となる。
（１）ネジ山を形成している部分の板厚が十分でないことから、実際には、ネジ山を形成することが困難であること。また、この部分の強度が不十分であり、電子部品や電子基盤を取り付けた際に、変形する恐れがあること。
（２）電子部品や電子基盤が取り付けられ、当接する部分（特許文献３の図２の４）の面積が十分でないことから、取付後に不安定となり、面圧が高くなることから、集中応力により、電子部品や電子基盤を破損してしまう恐れがあること。

そこで、材料の損失が発生することがなく、コスト高とならず、電子部品や電子基盤を安定して取り付けることができる締結ナットの製造方法が要望されていた。
特開２００２−２２７８１７号公報 特開２０００−３２６０４７号公報 特開２００６−２９７４５５号公報

材料の損失が発生することがなく、コスト高とならない締結ナットの製造方法を提供する。

上記課題を解決するためになされた本発明は、金属板材を絞り加工により、フランジ部と外側筒部と底部とから構成される有底筒状の半製品に形成し、
この有底筒状の半製品を逆絞りにより、底部から内側に向かって突出した内側円筒部を形成し、
前記半製品の内側円筒部の底部を、ピアシングにより穿孔するとともに、
前記半製品の内側円筒部の板厚を、板厚増加加工により増加させて締結部を形成することを特徴とする。

なお、スリッティングにより、外側筒部の基端部分に、外側筒部の外周面から外側に向かって突出した突起部及び、この突起部とフランジ部の間に、外側筒部の外側と内側とが連通する固定穴を形成することが好ましい。

また、タッピングにより、締結部にネジ山を螺刻することが好ましい。

また、逆絞りは、外側筒部の内側の拘束が無い状態で、内側円筒部を形成するフリー絞りで行うことが好ましい。

また、板厚増加加工は、外側筒部を受容するセット穴と、このセット穴の底部から突出した、内側円筒部の内径よりも小さい外径のガイド突起とから構成されるダイに、フランジ部を上にした状態で半製品をセットし、内側円筒部外径よりも小さい内径の絞り凹部を有する圧縮絞りパンチを下降させ、この圧縮絞りパンチの先端を外側筒部と内側円筒部の間に侵入させ、内側円筒部の外表面の表面積を減少させ、この表面積の減少に相応する体積を、塑性流動により内側円筒部の厚さに遷移させて、内側円筒部の板厚を増加させる、多段圧縮絞りにより行うことが好ましい。

また、板厚増加加工は、外側筒部を受容するセット穴と、このセット穴の底部から突出した、内側円筒部の内径よりも僅かに小さい外径のガイド突起とから構成されるダイに、フランジ部を上にした状態で半製品をセットし、内径が内側円筒部の外径よりも大きい寸法の円筒形状のスリーブと、このスリーブの内部に収納された円柱形状のスエージングパンチとから構成され、前記スリーブがスエージングパンチに対してスライド自在に構成されているパンチを下降させて、前記スリーブを外側筒部と内側円筒部の間に侵入させた状態で、前記スエージングパンチの先端を内側円筒部の先端に当接させ、更に前記スエージングパンチを下降させて、内側円筒部を圧縮し、前記スリーブの内側とスエージングパンチ外側により構成される空間に、内側円筒部を塑性流動により充填させて、内側円筒部の板厚を増加させる、スエージングにより行うことが好ましい。

また、スリッティング加工は、外側筒部を受容するセット穴が形成され、このセット穴の入口部分に、一定の角度をおいて放射状に凹陥形成されたスリッティング刃が形成されたスリッティングダイに、フランジ部を上にした状態で半製品をセットし、前記スリッティングダイに対応する形状のスリッティングパンチを下降させて行うことが好ましい。

金属板材を絞り加工により、フランジ部と外側筒部と底部とから構成される有底筒状の半製品に形成し、この有底筒状の半製品を逆絞りにより、底部から内側に向かって突出した内側円筒部を形成し、前記半製品の内側円筒部の底部を、ピアシングにより穿孔するとともに、前記半製品の内側円筒部の板厚を、板厚増加加工により増加させて締結部を形成して締結ナットを製造することとしたので、材料が損失することや、切削加工による加工工数が発生することがなく、製造コストを大幅に削減することが可能となる。また、本発明によると、材料が安価な圧延鋼板により製造することができ、材料費を削減することが可能となる。このように、本発明により締結ナットを製造した場合には、従来のように切削加工等により製造した場合と比べて、製造原価を３０％〜４０％削減することが可能となる。また、本発明によると、トランスファープレス等により自動連続形成することが可能となることから、効率よく大量生産することが可能となる。また、従来のように鍛造で製作する場合と比べて、表面性状良好となり、劣悪な作業環境で製作する必要がなくなる。本発明では、金属板材を、絞り加工により締結ナットを製作することとしたので、従来のように切削加工等で締結ナットを製作する場合と比べて、不必要な部分の体積が減少し、６０％〜８０％程度軽量化することが可能となる。また、内側円筒部の板厚を、板厚増加加工により増加させることとしたのでネジ山を形成することが可能となり、また、締結部の強度が向上することとなる。また、電子部品や電子基盤を取り付けた際に、これら電子部や電子基盤が外側円筒部の底部と当接することとなるので、十分な当接面積を確保することができ、安定して取り付けることが可能となり、更に、面圧が高くなることにより、電子部品や電子基盤が破損することを防止することが可能となる。

なお、スリッティングにより、外側筒部の基端部分に、外側筒部の外周面から外側に向かって突出した突起部及び、この突起部とフランジ部の間に、外側筒部の外側と内側とが連通する固定穴を形成すると、締結ナットを被締結材の取付穴と結合させると、突起部が取付穴に侵入することにより取付穴の側面に強力な加圧力が発生し、被結合部材が固定穴に充填されることにより、強固に被結合部材と締結ナットとを固定結合させることが可能となる。

なお、内側円筒部に、タッピングによりネジ山を螺刻することとすると、タッピングネジでない、通常のネジであっても、締結ナットと締結させることが可能となる。

また、逆絞りは、外側筒部の内側の拘束が無い状態で、内側円筒部を形成するフリー絞りで行うこととすると、板厚が薄くならずに、内側円筒部を形成することが可能となる。

また、板厚増加加工は、外側筒部を受容するセット穴と、このセット穴の底部から突出した、内側円筒部の内径よりも小さい外径のガイド突起とから構成されるダイに、フランジ部を上にした状態で半製品をセットし、内側円筒部外径よりも小さい内径の絞り凹部を有する圧縮絞りパンチを下降させ、この圧縮絞りパンチの先端を外側筒部と内側円筒部の間に侵入させ、内側円筒部の外表面の表面積を減少させ、この表面積の減少に相応する体積を、塑性流動により内側円筒部の厚さに遷移させて、内側円筒部の板厚を増加させる、多段圧縮絞りにより行うこととすると、締結部の板厚が厚くなり、タッピングネジで締結することや、ネジ山を形成することが可能となり、また、締結部の強度が向上することとなる。

また、板厚増加加工は、外側筒部を受容するセット穴と、このセット穴の底部から突出した、内側円筒部の内径よりも僅かに小さい外径のガイド突起とから構成されるダイに、フランジ部を上にした状態で半製品をセットし、内径が内側円筒部の外径よりも大きい寸法の円筒形状のスリーブと、このスリーブの内部に収納された円柱形状のスエージングパンチとから構成され、前記スリーブがスエージングパンチに対してスライド自在に構成されているパンチを下降させ、前記スリーブを外側筒部と内側円筒部の間に侵入させ、前記スエージングパンチの先端を内側円筒部の先端に当接させ、更に前記スエージングパンチを下降させて、内側円筒部を圧縮し、前記スリーブの内側とスエージングパンチ外側により構成される空間に、内側円筒部を塑性流動により充填させて、内側円筒部の板厚を増加させる、スエージングにより行うこととすると、締結部の板厚が厚くなり、タッピングネジで締結することや、ネジ山を形成することが可能となり、また、締結部の強度が向上することとなる。

また、スリッティングは、外側筒部を受容するセット穴が形成され、このセット穴の入口部分に、一定の角度をおいて放射状に凹陥形成されたスリッティング刃が形成されたスリッティングダイに、フランジ部を上にした状態で半製品をセットし、前記スリッティングダイに対応する形状のスリッティングパンチを下降させて、外側筒部の基端部分に、外側筒部の外周面から外側に向かって突出した突起部及び、この突起部とフランジ部の間に、外側筒部の外側と内側とが連通する固定穴を形成することとすると、スリッティングパンチを下降させるだけで、突起部と固定穴の両方を同時に形成することが可能となり、製作効率が良い。

（本発明により製造される締結ナットについて）
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明の締結ナットの製造方法により製造される締結ナット１の斜視図である。図２は図１の縦断面図であり、図３は図１の上面図であり、図４は図１の底面図である。締結ナット１は、外側筒部２、フランジ部３、内側円筒部４（締結部）、固定穴５、突起部６から構成されている。

外側筒部２は、有底筒状をしている。外側筒部２の断面形状は、本実施形態では円形状をしている。フランジ部３は、外側筒部２の基端に、外側筒部２の軸線方向と直交する方法に拡がるように形成されていて、本実施形態では、図３や図４に示されるように六角形形状をしている。

内側円筒部４は、円筒形状をしていて、外側筒部２の底部２ａから、外側筒部２の内部方向に向かって、外側筒部２と同軸に形成されている。この内側円筒部４を、締結部としている。この締結部である内側円筒部４の内面には、ネジ山７が螺刻されている。

突起部６は、外側筒部２の基部に、一定角度をおいて、外側筒部２の外周面から外側に向かって突出するように形成されている。また、この突起部６は、外側筒部２の内側に向かっても突出している。固定穴５は、外側筒部２の突起部６とフランジ部３の間に、外側筒部２の外側と内側とが連通するように形成されている。

（本発明の締結ナットの製造方法について）
以下に、この締結ナット１の製造方法について説明をする。図５に本発明の締結ナットの製造方法の製造工程図を示す。

「ブランキング」工程で、圧延鋼板を、ブランク抜き型により円形状に打ち抜き、円形ブランクを形成する。この円形ブランクを「１次絞り」工程に移送する。「１次絞り」工程では、円形ブランクを、円形状に凹陥形成された絞り穴を有する絞りダイにセットして、上方より略円柱形状のパンチを下降させることにより、前記円形ブランクを塑性変形させて、有底筒状に形成する

「１次絞り」工程が終了すると、更に「２次絞り」、「３次絞り」工程に移送して、有底筒状の半製品を徐々に深く絞り、フランジ部３と外側筒部２と底部２ａとから構成される有底筒状の半製品に形成する。「１次絞り」〜「３次絞り」の各工程の主要な工程変数は、パンチ及び絞り穴の半径、パンチと絞り穴との間隔、絞り率、パンチ力、ダイクッション圧力、潤滑等である。「３次絞り」工程が終了すると、前記有底筒状の半製品を、「逆絞り」工程に移送する。

図６に逆絞り工程の説明図を示す。「逆絞り」工程は、「フリー絞り」工程（図６に示されるＡ）と、「定型」工程（図６に示される（Ｂ））からなる。「フリー絞り」工程に使用されるダイ１９は、図６の（Ａ）に示されるように、略円柱形状のセット凸部１９ａが突設されている。このセット凸部１９ａの外径は、外側筒部２の内径よりも僅かに小さくなっている。また、「フリー絞り」工程に使用されるパンチ２０は、図６の（Ａ）に示されるように、円柱形状をしている。

有底筒状の半製品を、フランジ部３を下にして、ダイ１９にセットし、パンチ２０を下降させ、パンチ２０と当接する底部２ａを、塑性流動により塑性変形させて、内側円筒部４を粗形成する。このように「フリー絞り」工程は、外側筒部２の内側及び外側が拘束されない状態で行われる。

「フリー絞り」工程の、主要な工程変数は、パンチ２０の形状、内側円筒部４を形成する際の絞り率、パンチ力等である。

「フリー絞り」工程が終了すると、半製品は、「定型」工程にて内側円筒部４の形が整えられる。「定型」工程に使用される定型ダイ２１は、図６の（Ｂ）に示されるように、円柱形状をしていて、その上部に定型凹部２１ａが同心円状に凹陥形成されている。定形ダイ２１の外径は、外側筒部２の内径よりも僅かに小さくなっている。「定型」工程に使用される定型パンチ２２は、図６の（Ｂ）に示されるように、円柱形状の定型凸部２２ａを有している。

内側円筒部４が粗形成された半製品を、フランジ部３を下にして、定型ダイ２１にセットし、定型パンチ２２を下降させ、粗形成された内側円筒部４が、塑性変形して、定型凹部２１ａと定型凸部２２ａの間の空間に充填されることにより、内側円筒部４の形が整ええられる。

このように、内側円筒部４を形成する「逆絞り」工程を、「フリー絞り」工程と「定型工程」に分け、まず、外側筒部２の内側や外側が拘束されない「フリー絞り」で、内側円筒部４を粗形成することとしたので、外側筒部２が拘束されることによる塑性流動の阻害を防止することが可能となり、内側円筒部４の板厚が薄くなることを防止することが可能となる。

なお、本実施形態では、「フリー絞り」工程は、外側筒部２の内側及び外側の両方を拘束しない状態で行われるが、外側筒部２の内側のみを拘束しない状態で、内側円筒部４を粗形成することとしても差し支えなく、この場合であっても、内側円筒部４の板厚が薄くなることを防止する効果がある。

「逆絞り」工程が終了すると、内側円筒部４が形成された半製品は、「多段圧縮絞り」に移送される。

図７に「多段圧縮絞り工程」の説明図を示す。「多段圧縮絞り」工程に使用されるダイ２３は、図７に示されるように、円形状のセット穴２３ａが形成されている。このセット穴２３ａで、外側筒部２が受容されるようになっている。セット穴２３ａの内部に、ガイドパンチ２３ｂ設けられている。ガイドパンチ２３ｂは、略円柱形状の基部材２３ｃの上に、ガイド突起２３ｄが突設されている。ガイド突起２３ｄの断面形状は円形状であり、セット穴２３ａと同軸にしている。ガイド突起２３ｄの外径は、内側円筒部４の内径よりも小さくなっていて、内側円筒部４が形成された半製品を、ダイ２３にセットすると、内側円筒部４とガイド突起２３ｄとの間に隙間ｂが空いている状態になっている。

「多段圧縮絞り」工程で使用される圧縮絞りパンチ２４は、円柱形状をしていて、先端部分に絞り凹部２４ａが凹陥形成されている。この絞り凹部２４ａの断面形状は円形状であり、圧縮絞りパンチ２４の外縁と同軸に形成されている。絞り凹部２４ａの内径は、内側円筒部４の外径よりも小さくなっている。

「多段圧縮絞り」工程にて、フランジ部３を上にして、外側筒部２を絞り凹部２４ａに挿入して、半製品をダイ２３にセットする。この状態で、圧縮絞りパンチ２４を降下させると、圧縮絞りパンチの先端２４ｂが、外側筒部２と内側円筒部４の間に侵入する。前述したように、絞り凹部２４ａの内径は、内側円筒部４の外径よりも小さくなっているので、内側円筒部４が、絞り凹部２４ａにより絞られて、内側円筒部４の外表面が減少し、これに伴って、この外表面の減少に相応する体積が塑性流動することにより、内側円筒部４の厚さに遷移して、内側円筒部４の厚さが増加するようになる。一方で、内側円筒部４の内側は、ガイド突起２３ｄにより形状が拘束され、内側円筒部４の内面の形状が保たれるようになっている。なお、内側円筒部４の高さ寸法は、圧縮絞りパンチ２４の軸線方向の圧縮力を受けて、ガイド突起２３ｄの高さ寸法に圧縮されるようになっている。

「多段圧縮絞り」工程が終了した後の半製品の内側円筒部４の外径は、絞り凹部２４ａの内径と殆ど同じ寸法になり、前記半製品の内側円筒部４の内径は、ガイド突起２３ｄの外径と殆ど同じ寸法になる。このように、絞り凹部２４ａの内径及びガイド突起２３ｄの外径を適宜設定することにより、内側円筒部４の厚さを所望の厚さに増加させることが可能となる。なお、本実施形態では、１回の「多段圧縮絞り」工程で、内側円筒部４の厚さが約３％増加するようになっている。本実施形態では、より小さい内径の絞り凹部２４ａを有する圧縮絞りパンチ２４ａと、より小さい外形のガイド突起２３ｄを有するガイドパンチ２３ｂにより順次３〜４回「多段圧縮絞り」を行うことにより、内側円筒部４の板厚を１０％程度増加させるようにしている。「多段圧縮絞り」工程の、主要な工程変数は、絞り凹部２４ａの内径、絞り率、圧縮絞りパンチ２４のパンチ力、潤滑等である。
「多段圧縮絞り」工程が終了すると、半製品は、「ピアシング」工程に移送される。

「ピアシング」工程にて、半製品をピアシングダイ（図示せず）にセットして、パンチを下降させて、内側円筒部４の底部４ａ（図５に示す）を穿孔する。「ピアシング」工程が終了すると、半製品は「スエージング」工程に移送される。

図８に「スエージング」工程の説明図を示す。「スエージング」工程に使用されるダイ２６は、図８に示されるように、円形状のセット穴２６ａが形成されている。このセット穴２６ａで、外側筒部２が受容されるようになっている。セット穴２６ａの内部に、ガイドパンチ２７が設けられている。ガイドパンチ２７は、略円柱形状の基部材２７ａの上に、ガイド突起２７ｂが突設されている。ガイド突起２７ｂの断面形状は円形状であり、セット穴２６ａと同軸にしている。ガイド突起２７ｂの外径は、内側円筒部４の内径に対して僅かに小さい寸法になっている。

「スエージング」工程で使用されるパンチは、円筒形状のスリーブ２８と、このスリーブ２８の内部に収納された円柱形状のスエージングパンチ２９とから構成されている。スリーブ２８は、スエージングパンチ２９に対して、スライド自在になっている。スエージングパンチ２９の外径は、スリーブ２８の内径よりも僅かに小さくなっている。スリーブ２８の上端には、スプリング３０が取り付けられている。スリーブ２８の内径は、内側円筒部４の外径よりも大きくなっていて、図８に示されるように、隙間ｃが空いている。

「スエージング」工程にて、フランジ部３を上にして、外側筒部２をセット穴２６ａに挿入して、半製品をダイ２６にセットする。スリーブ２８及びスエージングパンチ２９を降下させる。スリーブ２８が、外側筒部２と内側円筒部４の間に侵入し、スリーブの先端２８が、底部２ａと当接すると、スプリング３０が押縮して、スリーブ２８の下降が停止する。これに伴って、スエージングパンチ２９が下降すると、スエージングパンチ２９の先端が、内側円筒部４の先端と当接する。更にスエージングパンチ２９を下降させると、内側円筒部４が圧縮されるが、内側円筒部４の内側は、ガイドパンチ２７のガイド突起２７ｂで拘束されているので、内側に塑性流動することはできず、スエージングパンチ２９が下降するにつれて、内側円筒部４が外側に拡がるように塑性流動して、スリーブ２８の内側とスエージングパンチ２９外側により構成される空間に充填され、内側円筒部４の板厚が増加する。「スエージング」前の、内側円筒部４の板厚をｔとすると、「スエージング」により、内側円筒部４の板厚は、ｔ+ｃとなる。なお、本実施形態では、内側円筒部４の板厚は、１０％〜３０％増加するようになっている。

この「スエージング」工程の主要な工程変数は、スエージングパンチ２９のパンチ力、内側円筒部４の板厚と長さの比率、潤滑等である。「スエージング」工程が終了すると、半製品は「スリッティング」工程に移送される。

このように「多段圧縮絞り」や「スエージング」による板厚増加加工により、内側円筒部４の板厚を増加させて締結部を形成している。

図９に「スリッティング」工程の説明図を示す。「スリッティング」工程に使用されるスリッティングダイ３２は、図９に示されるように、円形状のセット穴３２ａが形成されている。セット穴３２ａは、外側筒部２の外縁より僅かに大きくなっている。セット穴３２ａで外側筒部２が受容されるようになっている。セット穴３２ａの入口部分に、スリッティング刃３２ｂが、一定の角度をおいて放射状に凹陥形成されている。

「スリッティング」工程に使用されるスリッティングパンチ３３は、円柱形状をしている。スリッティングパンチ３３の外径は、外側筒部２の内径よりも僅かに小さくなっている。スリッティングパンチ３３の外周面には、スリッティング刃３２ｂに対応する位置に、スリッティング刃３２ｂに対応する形状のスリッティング突起３３ａが突設されている。言い換えると、このスリッティング突起３３ａは、スリッティングパンチ３３の外周面に、一定の角度をおいて突設されている。スリッティングパンチ３３を下降させた場合に、スリッティング突起３３ａが、スリッティング刃３２ｂに侵入するようになっている。

「スリッティング」工程にて、フランジ部３を上にした状態で、外側筒部２をセット穴３２ａに挿入して、半製品をスリッティングダイ３２にセットする。この状態で、スリッティングパンチ３３を下降させると、スリッティング突起３３ａが、スリッティング刃３２ｂに侵入して、外側筒部２の基部を剪断して、外側筒部２の基部に、図１や図２に示されるような固定穴５を形成するとともに、スリッティング突起３３ａによりコイニングして突起部６を形成する。この「スリッティング」工程の主要な工程変数は、スリッティングダイ３２とスリッティングパンチ３３との間隔、スリッティング突起３３ａの切刃角度、スリッティング力である。「スリッティング」工程が終了すると、半製品は「トリミング」工程に移送される。

「トリミング」工程にて、半製品のフランジ部３の不必要な部分はトリミングされて、四角、六角、八角鋸歯形状等の非円形に形成される。なお、本実施形態では、図１〜４に示されるように、六角形状に形成される。

本実施形態では、「ブランキング」工程から「トリミング」工程までを、トランスファープレス（半製品を、トランスファーユニットで独立したダイ間を移送させ、それぞれの工程を行うプレス装置）で行うこととしている。このように、「ブランキング」工程から、「トリミング」工程までを、トランスファープレスにより、自動連続形成することとしたので、効率よく生産することが可能となる。なお、「ブランキング」工程から「トリミング」工程までを、順送り工程（プログレシッブプレスともいう、各工程を型内に一定間隔のピッチをおいて配置した構造の順送り金型で、半製品を前記ピッチ長さ分ずつ移送して、順次各工程を行うプレス装置）で行うこととしても差し支えない。

「トリミング」加工が終了した半製品は、タッピング工程にて、締結部である内側円筒部４の内部にネジ山７を螺刻する。タッピング工程は、転造タップや機械タップにより行う。

タッピング工程が終了すると、タッピング工程で半製品に付着する油、切削屑、異物を前洗浄、脱脂洗浄、水洗浄からなる洗浄工程で除去する。洗浄工程が終了すると、無電解鍍金や溶融亜鉛鍍金等の鍍金工程にて、鍍金されて締結ナット１が完成する。このように、締結ナット１の表面を鍍金処理することにより、耐腐食性を向上させ、経年劣化を防止することが可能となる。なお、非鉄金属で、締結ナット１を製作する場合には、鍍金工程を省略することができる。

（締結ナットの被結合材への結合方法）
次に、本発明の締結ナットの製造方法で製造される締結ナット１の被結合材４０への結合方法について説明をする。図１０に締結ナットの被締結材への結合方法の説明図を示す。締結ナット１は、加圧リベッティング工程にて、被結合材４０に結合される。被結合材４０には、外側筒部２の外縁よりも僅かに大きい取付穴４０ａが形成されている。加圧リベッティング工程に使用される押入用ダイ３５には、外側筒部２の外縁よりも大きいセット穴３５ａが形成され、外側筒部２を受容するようになっている。セット穴３５ａの上方には、略円柱形状の加圧成型パンチ３６が配置されている。

被結合材４０を、取付穴４０ａとセット穴３５ａが同軸になるように、押入用ダイ３５上にセットし、外側筒部２を取付穴４０ａ及びセット穴３５ａに挿入して、締結ナット１をセットする。この状態で加圧成型パンチ３６を下降させると、突起部６が塑性変形しながら、取付穴４０ａに侵入し、更に、フランジ部３が被結合材４０に押入される。フランジ部３が被結合具材４０に押入される際に、被結合材４０に押入されるフランジ部３の体積分の被結合材４０が、固定穴５に塑性流動し、固定穴５に充填される。このように、突起部６が取付穴６に侵入することにより取付穴４０ａの側面に強力な加圧力が発生して、被結合材４０と締結ナット１が固定結合される。更に、被結合材４０が固定穴５に充填されることにより、より強固に被結合材４０と締結ナット１が固定結合されることになる。

また、前述したように、フランジ部３が四角、六角、八角鋸歯形状等の非円形に形成され、被結合部材４０に押入されているので、締結ナット１にネジを取り付ける際に、締結ナット１が回転することを抑止し、締結ナット１と被締結材４０との結合が破壊されることを防止している。

加圧リベッティング工程の、主要な工程変数は、締結ナット１と被結合材４０の取付穴４０ａとの間隔、突起部６の厚さ、固定穴５の幅及び高さ等である。

なお、本実施形態では、前述したタッピング工程にて、締結部である内側円筒部４にネジ山７を螺刻しているが、タッピングネジで締結ナットと締結する場合には、前記タッピング工程を省略することとしている。

また、本実施形態では、内側円筒部４の板厚を増加させて締結部を形成する板厚増加加工を、「多段圧縮絞り」及び「スエージング」により行っているが、必要に応じて、「多段圧縮絞り」と「スエージング」のいずれか一方のみにより、内側円筒部４の板厚を増加させることとしても差し支えない。また、本発明では、「多段圧縮絞り」の後に「ピアシング」を行い、更に「スエージング」を行っているが、本発明は、この工程の順番に限定されず、これら「多段圧縮絞り」、「ピアシング」、「スエージング」の各工程の順番は、任意の順番であっても差し支えない。

また、本発明の締結ナットの製造方法に使用される材質は、圧延鋼板に限定されず、銅板やステンレス板やアルミニウム板等の非鉄金属であっても差し支えなく、金属板材であれば全て含まれる。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う締結ナットの製造方法もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

本発明の締結ナットの製造方法により製造される締結ナットの斜視図である。 図１の縦断面図である。 図１の上面図である。 図１の底面図である。 本発明の締結ナットの製造方法の製造工程図である。 逆絞り工程の説明図である。 多段圧縮絞り工程の説明図である。 スエージング工程の説明図である。 スリッティング工程の説明図である。 締結ナットの被締結材への結合方法を示す説明図である。 従来の実施の形態を締結ナットの断面図である。

符号の説明

１ 締結ナット
２ 外側筒部
２ａ 底部
３ フランジ部
４ 内側円筒部
４ａ 底部
５ 固定穴
６ 突起部
７ ネジ山
１９ ダイ（フリー絞り工程）
１９ａ セット凸部
２０ パンチ（フリー絞り工程）
２１ 定型ダイ
２１ａ 定型凹部
２２ 定型パンチ
２２ａ 定型凸部
２３ ダイ（多段圧縮絞り工程）
２３ａ セット穴
２３ｂ ガイドパンチ
２３ｃ 基部材
２３ｄ ガイド突起
２４ 圧縮絞りパンチ
２４ａ 絞り凹部
２４ｂ 圧縮絞りパンチの先端
２６ ダイ（スエージング工程）
２６ａ セット穴
２７ ガイドパンチ
２７ａ 基部材
２７ｂ ガイド突起
２８ スリーブ
２９ スエージングパンチ
３０ スプリング
３２ スリッティングダイ
３２ａ セット穴
３２ｂ スリッティング刃
３３ スリッティングパンチ
３３ａ スリッティング突起
３５ 押入用ダイ
３５ａ セット穴
３６ 加圧成型パンチ
４０ 被結合材
４０ａ 取付穴
５０ 締結ナット
５１ ナット本体
５２ フランジ部
５３ ネジ山
５４ 溝部
ｂ 隙間（ガイド突起と内側円筒部の内側との間）
ｃ 隙間（スリープの内側と内側円筒部の外側との間）
ｔ 板厚（スエージング工程前の内側円筒部）

Claims (7)

1. 金属板材を絞り加工により、フランジ部と外側筒部と底部とから構成される有底筒状の半製品に形成し、
   この有底筒状の半製品を逆絞りにより、底部から内側に向かって突出した内側円筒部を形成し、
   前記半製品の内側円筒部の底部を、ピアシングにより穿孔するとともに、
   前記半製品の内側円筒部の板厚を、板厚増加加工により増加させて締結部を形成することを特徴とする締結ナットの製造方法。
2. スリッティングにより、外側筒部の基端部分に、外側筒部の外周面から外側に向かって突出した突起部及び、この突起部とフランジ部の間に、外側筒部の外側と内側とが連通する固定穴を形成することを特徴とする請求項１に記載の締結ナットの製造方法。
3. タッピングにより、締結部にネジ山を螺刻することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の締結ナットの製造方法
4. 逆絞りは、外側筒部の内側の拘束が無い状態で、内側円筒部を形成するフリー絞りで行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の締結ナットの製造方法。
5. 板厚増加加工は、外側筒部を受容するセット穴と、このセット穴の底部から突出した、内側円筒部の内径よりも小さい外径のガイド突起とから構成されるダイに、フランジ部を上にした状態で半製品をセットし、内側円筒部外径よりも小さい内径の絞り凹部を有する圧縮絞りパンチを下降させ、この圧縮絞りパンチの先端を外側筒部と内側円筒部の間に侵入させ、内側円筒部の外表面の表面積を減少させ、この表面積の減少に相応する体積を、塑性流動により内側円筒部の厚さに遷移させて、内側円筒部の板厚を増加させる、多段圧縮絞りにより行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の締結ナットの製造方法。
6. 板厚増加加工は、外側筒部を受容するセット穴と、このセット穴の底部から突出した、内側円筒部の内径よりも僅かに小さい外径のガイド突起とから構成されるダイに、フランジ部を上にした状態で半製品をセットし、内径が内側円筒部の外径よりも大きい寸法の円筒形状のスリーブと、このスリーブの内部に収納された円柱形状のスエージングパンチとから構成され、前記スリーブがスエージングパンチに対してスライド自在に構成されているパンチを下降させて、前記スリーブを外側筒部と内側円筒部の間に侵入させた状態で、前記スエージングパンチの先端を内側円筒部の先端に当接させ、更に前記スエージングパンチを下降させて、内側円筒部を圧縮し、前記スリーブの内側とスエージングパンチ外側により構成される空間に、内側円筒部を塑性流動により充填させて、内側円筒部の板厚を増加させる、スエージングにより行うことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の締結ナットの製造方法。
7. スリッティング加工は、外側筒部を受容するセット穴が形成され、このセット穴の入口部分に、一定の角度をおいて放射状に凹陥形成されたスリッティング刃が形成されたスリッティングダイに、フランジ部を上にした状態で半製品をセットし、前記スリッティングダイに対応する形状のスリッティングパンチを下降させて行うことを特徴とする請求項２に記載の締結ナットの製造方法。

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