JP4806256B2 - ねじ軸形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は板材や構造体の板状部分などを想定したねじ軸形成方法に関するものである。
金属部材を相互に組み付ける手段には、ボルトのような締結用副材を使う例や、ダイとパンチによって局部的な絞り加工と据え込み加工を部材に施す例（特許文献１参照）などがある。
特開２００５−２１９０７８号公報
ボルトを使う例では、部材の締結にあたって、部材にボルト孔を穿設するか、あるいは部材にボルトを溶接する必要がある。
部材を絞り加工と据え込み加工によって結合させる例では、塑性変形による結合個所を切除しない限りは、部材を取り外せない。
本発明は上述した実情に鑑みたもので、金属部材にねじ軸を一体的に形成できるようにすることを目的としている。
上記目的を達成するため本発明では、ねじ溝転写用の型穴が形作られているダイに対象部材の表面を向き合わせ、型穴に挿入可能な形状で且つ軸線方向長さが対象部材の厚さを上回るピン部を有する形成ツールを、回転させながら対象部材の裏面の型穴中心に重なっている個所へ押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した対象部材の材料をピン部で撹拌しながら型穴のねじ溝に入り込ませ、この後、形成ツールを対象部材から引き離し、型穴に入り込んだ対象部材の塑性変形部位を硬化させてねじ軸を形作り、当該ねじ軸に螺着した状態になったダイを螺合解除方向へ回して外す。
つまり、型穴のねじ溝に入り込んで硬化した対象部材の塑性変形部位が、当該対象部材に一体的なねじ軸となる。
本発明のねじ軸形成方法によれば、形成ツールの回転と押し付けによって軟化した対象部材の材料を、型穴のねじ溝へ入り込ませたうえ硬化させるので、孔の穿設や部材の溶接を行なわずに、対象部材にねじ軸を一体的に形作ることができ、部材の取り外しも可能になる、という優れた効果も奏し得る。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明のねじ軸形成方法の一例であって、ねじ軸１を形成すべき対象部材２は、アルミニウム合金を素材とするパネル、もしくはフレームなどである。
この他に、ねじ軸１に見合ったねじ溝転写用の型穴３が形作られているダイ６、並びに対象部材２を塑性変形させるためのツール本体７を工具として用意する。
ダイ６は、アルミニウム合金に比べて硬度が高い炭素鋼を素材としている。
ツール本体７は、円柱状のショルダ部９と、当該ショルダ部９に同軸に連なったピン部１０とで構成され、耐摩耗性を有し且つ硬度が高い超硬合金を素材としている。
ピン部１０の軸線方向長さＬ１は、対象部材２の板厚ｔ１を上回り且つ当該板厚ｔ１とねじ軸１の軸線方向長さＬ２の合計を下回るように設定してあり、ピン部１０の外径ｄ１は、ねじ軸１の呼び径（型穴３の内径）に比べて小さく設定してある。
対象部材２にねじ軸１を形成するのにあたっては、図１（ａ）に示すように、ダイ６に対象部材２を、その表面が型穴３開口端に向き合うように載せる。
次いで、図１（ｂ）に示すように、上方からツール本体７を回転させながら対象部材２がダイ６に重なっている個所の裏面に向けてピン部１０を型穴３と同軸に押し付け、この付近の対象部材２を摩擦熱と塑性流動により撹拌して軟化させ、更に、図１（ｃ）に示すように、ショルダ部９の端面が対象部材２の裏面に摺接するまでピン部１０を対象部材２にめり込ませる（対象部材２の表面をダイ６に拡散接合させないように、ツール本体７の押圧力を調整する）。
これにより、対象部材２に由来する材料が型穴３のねじ溝に入り込む。
この後、図１（ｄ）に示すように、ツール本体７を対象部材２から引き離し、当該対象部材２の塑性変形部位を硬化させたうえ、当該部位に螺着した状態になったダイ６を螺合解除方向へ回して外すと、対象部材２の表面側に一体的なねじ軸１が現われることになる。
よって、別部材への対象部材２の組み付けに際し、ボルト孔を穿設する必要や、ボルトを溶接する必要がなくなるし、別部材の着脱も可能になる。
なお、本発明のねじ軸形成方法は、上述の実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得ることは勿論である。
本発明のねじ軸形成方法は、様々な構造物の組付工程に適用できる。
本発明のねじ軸形成方法の一例の施工手順を示す概念図である。
符号の説明
１ ねじ軸
２ 対象部材
３ 型穴
６ ダイ
７ ツール本体（形成ツール）
１０ ピン部

Claims (1)

  1. ねじ溝転写用の型穴が形作られているダイに対象部材の表面を向き合わせ、型穴に挿入可能な形状で且つ軸線方向長さが対象部材の厚さを上回るピン部を有する形成ツールを、回転させながら対象部材の裏面の型穴中心に重なっている個所へ押し付け、摩擦熱と塑性流動により軟化した対象部材の材料をピン部で撹拌しながら型穴のねじ溝に入り込ませ、この後、形成ツールを対象部材から引き離し、型穴に入り込んだ対象部材の塑性変形部位を硬化させてねじ軸を形作り、当該ねじ軸に螺着した状態になったダイを螺合解除方向へ回して外すことを特徴とするねじ軸形成方法。
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