JP4962891B2 - 縦溝を有するナットの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、六角等の多角ナットの外周面部に凹状の縦溝を圧造により製造する方法に関する。
従来、軽量化と材料の節減を図りかつ締付工具による締付けをより確実に行えるようにするため、多角ナットの外周面に凹状縦溝を成形するようにした縦溝付きナットを圧造により製造する方法としては、たとえば、一定寸法の円柱状ナット材における先端にテーパ面を、また後端に凹部を形成する第１の予備圧造工程を経て、ナット材の後端にさらに深い窪み部を圧造すると同時に外周を多角状に張り出すように成形する第２の予備圧造工程と、前工程で得られたナット材をダイス型孔に据え込んで該型孔に放射内方へ突出する複数の突条リブで絞り余肉を多角部の窪み部内に張り出すように逃がしながら圧造して各多角部間の面に縦溝を形成する第３の圧造工程と、第３の圧造工程で得られたナット材をダイス型孔に据え込んでナット座面にフランジ部を成形する第４の圧造工程と、最終工程で第４の圧造工程で得られたナット材の孔抜きを順次に連続して行うようにしたものが知られている。
特開昭６３−２９９８３９号公報
ところで、上記した縦溝を有するナットの製造方法によれば、連続多段フォーマーを用いて予備成形から圧造仕上げ工程に至る一連の工程の中で凹状の縦溝をナット材の角形部に簡単確実に加工することができる反面、第３の圧造工程において、縦溝を絞り成形するためにダイスに設ける突状リブへの絞り抵抗がきわめて大きく、そのため、局部的な摩耗が激しくて寿命が短く、短期間で突状リブを交換しなければならない問題を有していた。
そこで、本発明は、上記した問題に鑑み発明したもので、連続多段フォーマーを用いて予備成形から圧造仕上げ工程に至る一連の工程の中で凹状の縦溝をナット材の角形部に簡単確実に加工することができながら、縦溝を絞り成形するためにダイスに設ける突状リブの寿命を効果的に延ばすことができる縦溝を有するナットの製造方法の提供を課題とする。
上記した問題を解決するために、本願の請求項１記載の発明は、金属素材をパンチとダイスで順次連続的に鍛圧して多角部と各多角部間の面に軸方向に沿う縦溝を有するナットを製造する方法において、予備圧造工程にて、一定寸法の円柱状ナット材における先端にテーパ面を、また後端に形成すべき縦溝よりも深い窪み部を圧造すると共に、外周全体又は外周の後端側を多角状に成形し、次の圧造工程にて、予備圧造工程で得られたナット材を１８０°方向転換させたうえでダイス型孔に据え込んで該型孔に放射内方へ突出する複数の突条リブで絞り、その絞り余肉を多角部の窪み部内に張り出すように逃しながら圧造して各多角部間の面に縦溝を形成し、その後の工程で前の圧造工程で得られたナット材に孔抜きを行うようにしたことを特徴とする。
また、本願の請求項２記載の発明は、請求項１記載の次の圧造工程における複数の突条リブの内面を、その根元部側内面から先端部側内面に至る程半径方向外方に傾斜する形状として、縦溝を絞り成形する際、ナット材の絞り余肉の移動がスムーズに流れるように構成したことを特徴とする。
本発明によれば、連続多段フォーマーを用いて予備成形から圧造仕上げ工程に至る一連の工程の中で凹状の縦溝をナット材の角形部に簡単確実に加工することができながら、しかも、次の圧造工程において、そのダイス型孔に放射内方へ突出する複数の突条リブで角形部に縦溝を絞り成形する際、その絞り余肉を角形部部分の窪み部内に張り出すように逃がしながら絞り成形するようにしたから、縦溝を絞り成形する際の絞り抵抗を積極的に少なくすることができ、これにより、突条リブの摩耗を減らし、突条リブの長期にわたる使用を可能にすることができる。
また、次の圧造工程における複数の突条リブの内面を、その根元部側内面から先端部側内面に至る程半径方向外方に傾斜する形状として、縦溝を絞り成形する際、ナット材の絞り余肉の移動がスムーズに流れるように構成すれば、縦溝を形成する際の絞り抵抗をより一層抑えることができて工具寿命を延ばすことができるのでこのましい。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、縦溝を有するフランジ付きナットの圧造工程を示すもので、連続した鋼製の丸棒からなる金属材料を一定寸法に切断して円柱状のナット材（図示せず）を形成し、そのナット材を第１の予備圧造工程ａへ送り込んで第１のパンチ１１で第１のダイス１２へ据え込むと、ダイス１２の型孔１２ａとパンチ１１先端面によって、先端にテーパ面１ａを、また後端に凹部１ｂを形成するナット材１１が形成される。（図２ａ）なお、ナット材としては、予備工程で線材からなる金属素材を一定寸法に切断したものを用いる他、予め一定寸法に切断した切断ブランクをナット材１として用いてもよいこと勿論である。
その後、パンチ１１が後退し同時にノックアウトピン１３が突出すると、ナット材１１はダイス１２の型孔１２ａより押し出され、これをトランスファチャック（図示せず）で受け取り、次の第２の予備圧造工程ｂへ送り込む。
第２の予備圧造工程ｂでは、第２のパンチ１４が前進してナット材１１を第２のダイス１５の型孔１５ａ内へ据え込むと、ナット材１１の後端にさらに深い窪み部１ｃが圧造されると同時に外周に角形部（六角形状）１ｄが成形され、ナット材１２が形成される。（図２ｂ）
その後、パンチ１４が後退し同時にノックアウトピン１６が突出すると、ナット材１２はダイス１５の型孔１５ａより押し出され、これをトランスファチャックで受け取り、ナット材１２を１８０°方向転換したうえで次の第３の圧造工程ｃへ送り込む。
第３の圧造工程ｃでは、第３のパンチが前進して前工程で得られたナット材１２をダイス１８の型孔１８ａ内へ圧入させる。
第３のダイス１８の型孔１８ａには、図３に示すように放射内方へ突出する突条リブ１９が円周等間隔に配備されており、したがってこの突条リブ１９によって角形部１ｄの面が絞られるようにしごかれて角形部１ｄに縦溝１ｅが成形されると同時に他端に凹溝１ｆが成形され、ナット材１３が形成される。（図２ｃ）
ここで、そのダイス１８の型孔１８ａに放射内方へ突出する突条リブ１９で角形部１ｄの面に縦溝１ｅを絞り成形する際、図３に示すようにその絞り余肉を角形部１ｄの窪み部１ｃ内に張り出すように逃しながら絞り成形するようにしている。また、絞り成形時、角形部１ｄの絞り余肉の移動がスムーズに流れるように複数の突条リブ１９の内面を、図４における仮想線で示すようにその根元部側内面から先端部内面に至る程半径方向外方に１°程度傾斜させている。
その後、パンチ１８が後退し同時にノックアウトピン２０が突出すると、ナット材１３はダイス１８の型孔１８ａより押し出され、これをトランスファチャックで受け取り、次の第４の圧造工程ｄへ送り込む。
第４の圧造工程ｄでは、第４のパンチ２１が前進して前工程で得られたナット材１３をダイス２２の型孔２２ａ内へ圧入させる。
第４のダイス２２の型孔２２ａにはナット材１３の角形部１ｄの先端側を受け止める凹所とフランジ成形用凹部とが形成されており、したがってこのフランジ成形用凹部によってナット材１３の座面（後端側）にフランジ部１ｇが成形され、フランジ部１ｇ付きのナット材１４が形成される。（図２ｄ）
その後、パンチ２１が後退し同時にノックアウトピン２３が突出すると、ナット材１４はダイス２２型孔の２２ａより押し出され、これをトランスファチャックで受け取り、次の第５の最終工程ｅへ送り込む。
この最終工程ｅでは、孔抜きパンチ２４が前進してナット材１４をダイス２５内へ押し込むとダイス２５はばね２６の付勢に抗して後方へ押しやられ、その結果、ダイス２５の型孔２５ａの底部中心を貫通する孔抜きポンチ２７で中心部が打ち抜かれて孔部２ａを有する最終ナット材２が形成される。（図２ｅ）
この最終ナット材２はパンチ２４の後退と同時にノックアウトピン２８が突出すると、最終ナット材２がダイス２５の型孔２５ａより排出される。
その後、この最終ナット材２はねじタップ立て等によりねじが施され、図４及び図５に示すような角形部１ｄに縦溝１ｅが形成された中心部にねじ３ａが形成された製品ナット３が得られる。なお、必要に応じて、縦溝１ｅの先端側底部の上面を押圧して内方へ変形するようにかしめ、緩み止めのための膨出部を備えた製品ナット３を形成するようにしてもよい。
以上のように本発明によれば、連続多段フォーマーを用いて予備成形から圧造仕上げ工程に至る一連の工程の中で凹状の縦溝１ｅをナット材の角形部１ｄに簡単確実に加工することができながら、しかも、第３の圧造工程ｃにおいて、そのダイス１８の型孔１８ａに放射内方へ突出する複数の突条リブ１９で各角形部１ｄに縦溝１ｅを絞り成形する際、その絞り余肉を多角部の窪み部１ｃ内に張り出すように逃がしながら絞り成形するようにしたから、縦溝１ｅを絞り成形する際の絞り抵抗を積極的に少なくすることができ、これにより、突条リブ１９の摩耗を効果的に減らし、突条リブ１９の長期にわたる使用を可能にすることができる。
また、第３の圧造工程ｃにおける複数の突条リブ１９の内面を、その根元部側内面から先端部側内面に至る程半径方向外方に傾斜する形状として、縦溝１ｅを絞り成形する際、角形部１ｄの絞り余肉の移動がスムーズに流れるように構成しているので、縦溝１ｅを形成する際の絞り抵抗をより一層抑えることができて工具寿命を延ばすことができる。
図６は縦溝を有するフランジ付きナットの別の実施の形態を示す。その場合、まず、一定寸法の円柱状のナット材を第１の予備圧造工程ａに送り込んで据え込み加工を行い、先端にテーパ面１ａを有するナット材１１を形成する。（図６ａ）
次に、ナット材１１を１８０°方向転換したうえで第２の予備圧造工程ｂへ送り込み、据え込み加工を行って先端部に球状部を、また後端部に角形部（六角形状）１ｄを成形し、かつ後端に求める縦溝１ｅよりもやや深い窪み部１ｃを成形して、ナット材１２を形成する。（図６ｂ）
その後、ナット材１２を１８０°方向転換したうえで第３の圧造工程ｃへ送り込み、型孔内の突条リブによって角形部１ｄの面に絞り加工を行って角形部１ｄに縦溝１ｅを成形すると共に他端に凹溝１ｆとフランジ部１ｇを成形し、ナット材１３を形成する。（図６ｃ）
ここで、ダイスの型孔に放射内方へ突出する複数の突条リブで各角形部１ｄに縦溝１ｅを絞り成形する際には、先の実施の形態の場合と同様の絞り手段を採用してその絞り余肉を多角部の窪み部１ｃ内に張り出すように逃がしながら絞り成形するのである。
ここで、ダイスの型孔に放射内方へ突出する複数の突条リブで各角形部１ｄに縦溝１ｅを絞り成形する際には、先の実施の形態の場合と同様の絞り手段を採用してその絞り余肉を多角部の窪み部１ｃ内に張り出すように逃がしながら絞り成形するのである。
さらに、ナット材１３を最終工程ｅへ送り込み、型孔に設けられた孔抜きポンチで中心部が打ち抜かれて孔部２ａを有する最終ナット材２を形成するようにしたものである。（図６ｄ）
図７は縦溝を有するフランジ付きナットのさらに別の実施の形態を示す。その場合、まず、一定寸法の円柱状のナット材を第１の予備圧造工程ａに送り込んで据え込み加工を行い、先端にテーパ面１ａを、また後端に求める縦溝１ｅよりもやや深い窪み部１ｃを成形し、ナット材１１を形成する。（図７ａ）
次に、ナット材１１を１８０°方向転換したうえで第２の圧造工程ｂへ送り込み、型孔内への据え込み加工を行ってその先端部に角形部（六角形状）１ｄを成形すると同時に型孔内の突条リブによって角形部１ｄの面に絞り加工を行って角形部１ｄに縦溝１ｅを成形し、かつ後端にフランジ予備部１ｇ′を成形して、ナット材１２を形成する。（図７ｂ）
ここで、ダイスの型孔に放射内方へ突出する複数の突条リブで各角形部１ｄに縦溝１ｅを絞り成形する際には、先の実施の形態の場合と同様の絞り手段を採用してその絞り余肉を多角部の窪み部１ｃ内に張り出すように逃がしながら絞り成形するのである。
ここで、ダイスの型孔に放射内方へ突出する複数の突条リブで各角形部１ｄに縦溝１ｅを絞り成形する際には、先の実施の形態の場合と同様の絞り手段を採用してその絞り余肉を多角部の窪み部１ｃ内に張り出すように逃がしながら絞り成形するのである。
その後、ナット材１２を第３の圧造工程ｃへ送り込み、型孔内への据え込み加工を行って先端部にフランジ部１ｇと凹所を成形して、ナット材１３を形成する。（図７ｃ）
さらに、ナット材１３を最終工程ｅへ送り込み、型孔に設けられた孔抜きポンチで中心部を打ち抜いて孔部２ａを有する最終ナット材２を形成するようにしたものである。（図７ｄ）
これらの製造方法で縦溝を有するフランジ付きナットを製造する場合にも、突条リブによる縦溝１ｅの成形時における作用効果は、先の実施の形態で説明した突条リブ１９による縦溝１ｅの成形時における作用効果と同様のものが得られ、一連の圧造工程の中で凹状の縦溝１ｅをナット材１３の角形部１ｄに簡単確実に加工できながら、縦溝１ｅを絞り成形するためにダイスに設ける突状リブの寿命を効果的に延ばすことができる。
また、上記した実施の形態では、いずれについてもフランジ部１ｇを備えたナット２の製造方法について説明したけれども、フランジ部１ｇをもたないナット２についても本発明を適用できることは勿論である。
１１ ナット材
１２ ナット材
１３ ナット材
１４ ナット材
２ 製品ナット
１９ 突状リブ
１ａ テーパ面
１ｂ 凹部
１ｃ 窪み部
１ｄ 角形部
１ｅ 縦溝
１２ ナット材
１３ ナット材
１４ ナット材
２ 製品ナット
１９ 突状リブ
１ａ テーパ面
１ｂ 凹部
１ｃ 窪み部
１ｄ 角形部
１ｅ 縦溝
Claims (2)
- 金属素材をパンチとダイスで順次連続的に鍛圧して多角部と各多角部間の面に軸方向に沿う縦溝を有するナットを製造する方法において、予備圧造工程にて、一定寸法の円柱状ナット材における先端にテーパ面を、また後端に形成すべき縦溝よりも深い窪み部を圧造すると共に、外周全体又は外周の後端側を多角状に成形し、次の圧造工程にて、予備圧造工程で得られたナット材を１８０°方向転換させたうえでダイス型孔に据え込んで該型孔に放射内方へ突出する複数の突条リブで絞り、その絞り余肉を多角部の窪み部内に張り出すように逃しながら圧造して各多角部間の面に縦溝を形成し、その後の工程で前の圧造工程で得られたナット材に孔抜きを行うようにしたことを特徴とする縦溝を有するナットの製造方法。
- 次の圧造工程における複数の突条リブの内面を、その根元部側内面から先端部側内面に至る程半径方向外方に傾斜する形状として、縦溝を絞り成形する際、ナット材の絞り余肉の移動がスムーズに流れるように構成したことを特徴とする請求項１記載の縦溝を有するナットの製造方法。
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