JP5878074B2 - 車両用牽引フックの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用牽引フック及び車両用牽引フックの製造方法に関する。

自動車には、牽引フックが搭載される。牽引フックは、自動車のフロント側に取り付けられる。そして、フック部にロープを掛けて他車（被牽引車）を引っ張るために用いられる（特許文献１参照）。
また、牽引フックは、自動車運搬船に積載された自動車を固定する際にも用いられる。

牽引フックは、炭素鋼の丸棒形材料から形成される。従来の製造工程では、最初に、丸棒形材料の全体を熱間鍛造して、一端側にフックを成形すると同時に他端側にねじ形成部を成形する。次に、ねじ形成部を機械加工（切削）した上で更に転造して、雄ねじを成形する。最後に、牽引フックの全体に焼入れや表面処理を施す。

特開２００４−１３６７４５号公報

従来の製造工程では、以下のような課題がある。丸棒形材料の全体を熱間鍛造するので、加熱量が多くなってコスト上昇を招く。また、完成品よりも太い丸棒形材料を鍛造するため、多くの余肉（バリ）が発生して、その除去作業に時間を要する。さらに、他端側のねじ形成部を切削するので、作業に時間を要する。

本発明は、製造コストの低減を図ることができる車両用牽引フック及び車両用牽引フックの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用牽引フックは、丸棒形鉄鋼部材の一端側のみを熱間鍛造して形成されたフック部と、前記丸棒形鉄鋼部材の他端側を切削処理することなく転造加工して形成された雄ねじ部と、を備えることを特徴とする。

前記丸棒形鉄鋼部材は、前記雄ねじ部の有効径と同一の直径を有するように引抜加工又は押出加工された部材であることを特徴とする。

本発明に係る車両用牽引フックは、丸棒形鉄鋼部材の一端側のみを熱間鍛造してフック部に形成する熱間加工工程と、前記丸棒形鉄鋼部材の他端側を切削処理することなく転造加工して雄ねじ部を形成する鍛造加工工程と、を有することを特徴とする。

前記熱間加工工程は、前記フック部の完成後体積を満たす体積を有する部位をフック予定部に形成する第一熱間加工工程と、前記フック予定部を熱間鍛造して前記フック部に形成する第二熱間加工工程と、を有することを特徴とする。

前記丸棒形鉄鋼部材は、前記雄ねじ部の有効径と同一の直径を有するように引抜加工又は押出加工された部材であることを特徴とする。

本発明は、製造コストの低減が可能な車両用牽引フック及び車両用牽引フックの製造方法を実現できる。

本発明の実施形態に係る車両用牽引フックを示す三面図である。 車両用牽引フックの製造工程を示すフローチャート図である。 車両用牽引フックの製造工程のうち、第一工程から第三工程を説明する図である。 車両用牽引フックの製造工程のうち、第四工程及び第六工程を説明する図である。 従来例の車両用牽引フックの製造工程のうち、第一工程から第三工程を説明する図である。 従来例の車両用牽引フックの製造工程のうち、第五工程及び第六工程を説明する図である。 車両用牽引フックの材料組織図（雄ねじ部形成前）を示す図である。 従来例の車両用牽引フックの材料組織図（雄ねじ部形成前）を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両用牽引フック１０を示す三面図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

車両用牽引フック１０は、雫形リングに形成されたフック部１１と、Ｍ２４サイズの雄ねじ部１２と、フック部１１と雄ねじ部１２を接続する丸棒形の本体部１３と、から形成される。

フック部１１の雫形リング内径は約３０ｍｍ、外径は約５５ｍｍである。
フック部１１の雫形リングの尖った部位には、本体部１３の一端が一体的に接続する。本体部１３の直径は、約２２ｍｍである。本体部１３の他端には、雄ねじ部１２が一体的に接続する。雄ねじ部１２の直径（有効径）は、約２２ｍｍである。

車両用牽引フック１０の原料は、丸棒形の鉄鋼部材１である。鉄鋼部材１は、直径が約２２ｍｍになるように、炭素鋼を引抜加工した引抜材である。車両用牽引フック１０は、丸棒形の鉄鋼部材１を熱間鍛造等して形成される。
なお、鉄鋼部材１は、従来例の車両用牽引フック９０を形成する鉄鋼部材２（原料）よりも直径が小さい（細い）（図３、図４参照）。

図２は、車両用牽引フック１０の製造工程を示すフローチャート図である。
図３は、車両用牽引フック１０の製造工程のうち、第一工程Ｓ１から第三工程Ｓ３を説明する図である。（ａ）は第一工程Ｓ１、（ｂ）は第二工程Ｓ２、（ｃ）は第三工程Ｓ３である。
図４は、車両用牽引フック１０の製造工程のうち、第四工程Ｓ４及び第六工程Ｓ６を説明する図である。（ａ）は第四工程Ｓ４、（ｂ）は第六工程Ｓ６である。

車両用牽引フック１０の製造工程では、まず、丸棒形の鉄鋼部材１を約１０００〜１１００℃に加熱する（第一工程Ｓ１）。鉄鋼部材１の一方の端部（実点ハッチング部分）を加熱する。
次いで、加熱した鉄鋼部材１の一方の端部（先端）を熱間鍛造して、団子形（球形）のフック予定部１５を形成する（第二工程Ｓ２）。そして、フック予定部１５が９００℃以下になる前に再度鍛造して、雫形リングのフック部１１を形成（成形）する（第三工程Ｓ３）。

次いで、フック部１１の周辺に付着した余肉（第三工程Ｓ３で発生した鍛造バリ（ハッチング部分））の除去（鍛造バリ取り）を目的としたトリミングを行う（第四工程Ｓ４）。
次いで、主にフック部１１に対して、酸化スケール（炭化膜）の除去などを目的としたショットブラストを行う（第五工程Ｓ５）。

次いで、丸棒形の鉄鋼部材１（本体部１３）のうち、フック部１１（一端側）とは反対側の先端部分（他端側）に雄ねじ部１２を転造加工により成形する（第六工程Ｓ６）。
鉄鋼部材１（本体部１３）は、Ｍ２４サイズのねじの有効径とほぼ同一の直径を有する。このため、鉄鋼部材１に対して直接、転造ダイス（不図示）を押圧することにより、鉄鋼部材１の外周面にＭ２４サイズの雄ねじ（雄ねじ部１２）を成形する。

次いで、焼き入れ（第七工程Ｓ７）、酸化スケールの除去や表面清浄などを目的としたショットブラスト（第八工程Ｓ８）及びメッキ・塗装などの表面処理（第九工程Ｓ９）を施す。
このような複数の工程を経ることにより、車両用牽引フック１０の製造が完成する。

従来例の車両用牽引フックの製造工程と比較しつつ、車両用牽引フック１０の製造工程の特徴を説明する。
図５は、従来例の車両用牽引フック９０の製造工程のうち、第一工程Ｔ１から第三工程Ｔ３を説明する図である。（ａ）は第一工程Ｔ１、（ｂ）は第二工程Ｔ２、（ｃ）は第三工程Ｔ３である。
図６は、従来例の車両用牽引フック９０の製造工程のうち、第五工程Ｔ５及び第六工程Ｔ６を説明する図である。（ａ）は第五工程Ｔ５、（ｂ）は第六工程Ｔ６である。

従来例の車両用牽引フック９０の製造工程では、丸棒形の鉄鋼部材２の全体（実点ハッチング部分）を約１０００〜１１００℃に加熱する（第一工程Ｔ１）。
鉄鋼部材２の直径は、約２５ｍｍであり、完成品の車両用牽引フック９０の本体部９３の直径よりも大きい（太い）。また、鉄鋼部材２に他端側には、加熱された鉄鋼部材２を矢床ばさみ等で把持するための部位が設けられる。このため、鉄鋼部材２には、完成品の車両用牽引フック９０よりも長い。

次いで、加熱した鉄鋼部材２の全体を熱間鍛造して、雫形リングのフック部９１、本体部９３及び雄ねじ予定部９５を形成する（第二工程Ｔ２）。この際、鉄鋼部材２の一端は、やっとこ鋏で把持される被把持部９６となる。
次いで、鉄鋼部材２の全体をに対して、余肉及び被把持部９６（ハッチング部分）の除去を目的としたトリミング（鍛造バリ取り）を行う（第三工程Ｔ３）。
次いで、フック部９１、本体部９３及び雄ねじ予定部９５に対して、酸化スケールの除去を目的としたショットブラスト（酸化スケールバリ取り）を行う（第四工程Ｔ４）。

次いで、雄ねじ予定部９５を旋盤により切削加工する（第五工程Ｔ５）。さらに、切削加工後の雄ねじ予定部９５に対して転造加工を施して、雄ねじ部９２を成形する（第六工程Ｔ６）。

次いで、焼き入れ（第七工程Ｔ７）、酸化スケールの除去や表面清浄などを目的としたショットブラスト（第八工程Ｔ８）及びメッキ・塗装などの表面処理（第九工程Ｔ９）を施す。
このような複数の工程を経ることにより、従来例の車両用牽引フック９０の製造が完成する。

車両用牽引フック１０の製造工程は、従来例の車両用牽引フック９０の製造工程と比べると、雄ねじ部１２を成形する転造加工（第六工程Ｓ６）の前処理である切削加工（第五工程Ｔ５）が省かれている。すなわち、鉄鋼部材１（本体部１３）の先端部分（他端側）に対する切削加工（旋盤加工）が省かれている。

車両用牽引フック１０の製造工程は、切削加工を省くために、鉄鋼部材１（本体部１３）に対して、転造ダイス（不図示）を直接押圧して雄ねじ（雄ねじ部１２）を成形している（第六工程Ｓ６）。
つまり、車両用牽引フック１０の原料として、雄ねじ部１２の有効径（Ｍ２４サイズのねじの有効径）とほぼ同一の直径を有する鉄鋼部材１を用いている。雄ねじ部１２の直径（有効径）は約２２ｍｍであり、鉄鋼部材１（本体部１３）の直径も約２２ｍｍである。
このため、車両用牽引フック１０の製造工程は、従来例の車両用牽引フック９０の製造工程と比べて、製造効率が高い。切削加工工程に要する時間や設備等が省かれるからである。また、本体部１３の直径（約２２mm）は、従来例の雄ねじ部９２の集中応力（トルク）を受ける部分の直径（谷径：約２０．７mm）より太いため、強度的に問題ない。

前述したように、鉄鋼部材１は、炭素鋼を引抜加工した引抜材である。引抜材は、素材を加熱することなく室温でダイス（不図示）の貫通孔に通して引抜くことによって形成した部材である。引抜材は、押出材に比べて寸法精度がよく、表面粗さも高いきれいな部材に形成される。
したがって、引抜材である鉄鋼部材１を用いることにより、鉄鋼部材１の表面を切削することなく、転造ダイスを直接押圧して雄ねじ（雄ねじ部１２）を成形することができる。

そして、鉄鋼部材１は、従来例の車両用牽引フック９０を形成する鉄鋼部材２よりも直径が小さく（細く）なる。このため、熱間鍛造工程を、第二工程Ｓ２（予備成形鍛造）と第三工程Ｓ３（成形鍛造）の二つの工程に分けて行っている。なぜなら、鉄鋼部材１に対して成形鍛造のみを行った場合には、フック部１１となる部位が不足（材料不足）して成形不良になってしまうおそれがあるからである。
そこで、第二工程Ｓ２（予備成形鍛造）を追加して、フック部１１となる部位（材料）が不足しないように、第三工程Ｓ３（成形鍛造）に先立って予めフック予定部１５を連動して形成している。

また、フック予定部１５の体積を管理しているので、第三工程Ｓ３により発生する鍛造バリの発生量が抑制される。また、熱間鍛造工程（第二工程Ｓ２、第三工程Ｓ３）は、鉄鋼部材１の一端側に対してのみ施されるので、鉄鋼部材１の他端側（本体部１３及び雄ねじ部１２）には、鍛造バリや酸化スケールは発生しない。したがって、材料の無駄がなく、また、トリミング処理（第四工程Ｓ４）やショットブラスト処理（第五工程Ｓ５）も短時間で済ませることができる。

また、熱間鍛造工程（第二工程Ｓ２、第三工程Ｓ３）は、鉄鋼部材１の一端側に対してのみ施されるので、加熱量が少なくなり、コスト低減が図られる。また、鍛造装置を小型化できるので、設備費用も抑えることができる。

図７は、車両用牽引フック１０の材料組織図を示す図である。
図８は、従来例の車両用牽引フック９０の材料組織図を示す図である。
図７、図８はいずれも、熱間鍛造工程後の鉄鋼部材１，２における雄ねじ予定部分の断面組織である。つまり、雄ねじ部１２，９２が形成される前の材料組織図である。

前述したように、車両用牽引フック１０は、引抜材である鉄鋼部材１を用いて形成される。引抜材は、素材をダイスの貫通孔に通して引抜いて形成される。このため、引抜材（鉄鋼部材１）の表面部の組織は、中心部の組織に比べて小さく（緻密）になる。このため、引抜材（鉄鋼部材１）は、表面部の方が中心部に比べて機械的強度が高くなる（加工硬化）。
そして、機械的強度が高くなった表面部（図７に示すねじ有効径の領域）に対して、雄ねじ部１２を形成する。このため、機械的強度が高くなった表面部がそのまま雄ねじ部１２になる。したがって、雄ねじ部１２の機械的強度は高くなる。

一方、従来例の車両用牽引フック９０は、鉄鋼部材２の全体に熱間鍛造処理を施す。このため、鉄鋼部材２の表面部の組織は、中心部の組織に比べて小さく（緻密）になる。このため、引抜材（鉄鋼部材１）は、表面部の方が中心部に比べて機械的強度が高くなる（加工硬化）。
しかし、車両用牽引フック９０では、表面部を切削した上で、雄ねじ部９２を形成する。このため。機械的強度が高くなった表面部ではなく、機械的強度が低い中心部（図８に示すねじ有効径の領域）が雄ねじ部９２になる。したがって、雄ねじ部９２の機械的強度は低くなる。

このように、車両用牽引フック１０では、引抜材（鉄鋼部材１）の外周面を切削することなく、そのまま雄ねじ部１２に形成するので、雄ねじ部１２の機械的強度を、従来の車両用牽引フック９０の雄ねじ部９２に比べて、高くすることができる。

自動車運搬船に積載された自動車を固定する際に車両用牽引フック１０を用いると、雄ねじ部１２には繰り返し荷重が掛かる。車両用牽引フック１０では、雄ねじ部１２の疲労強度等の機械的強度が高いので、自動車の運搬中の車両用牽引フック１０（雄ねじ部１２）の破壊等を確実に回避できる。

なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

車両用牽引フック１０における具体的な寸法等は、適宜変更可能である。
例えば、フック部１１はリング形に限らず、鉤形であってもよい。雄ねじ部１２のねじサイズは変更可能である。

また、本体部１３を設けずに、フック部１１に対して直接雄ねじ部１２が連結する場合であってもよい。すなわち、車両用牽引フック１０は、アイボルト（eyebolt）等のつりボルトと同様の形状であってもよい。

車両用牽引フック１０は、引抜材である鉄鋼部材１を用いて形成される場合について説明したが、これに限らない。押出加工された押出材を用いてもよい。

鉄鋼部材１（炭素鋼）に限らず、アルミニウム等の材料を用いてもよい。

焼き入れ（第七工程Ｓ７）、ショットブラスト（第八工程Ｓ８）及び表面処理（第九工程Ｓ９）は、適宜入れ替えてもよい。例えば、転造加工（第六工程Ｓ６）の前に、焼き入れ処理（工程）を行ってもよい。

また、車両用牽引フック１０の要求強度によっては、焼き入れ処理（第七工程Ｓ７）を省略してもよい。

１…鉄鋼部材、 １０…車両用牽引フック、 １１…フック部、 １２…雄ねじ部、 １３…本体部、 １５…フック予定部

Claims (2)

1. 丸棒形鉄鋼部材の一端側のみを熱間鍛造してフック部に形成する熱間加工工程と、
   前記丸棒形鉄鋼部材の他端側を切削処理することなく転造加工して雄ねじ部を形成する鍛造加工工程と、
   を有し、
   前記丸棒形鉄鋼部材は、前記雄ねじ部の有効径と同一の直径を有するように引抜加工又は押出加工された部材である
   ことを特徴とする車両用牽引フックの製造方法。
2. 前記熱間加工工程は、
   前記フック部の完成後体積を満たす体積を有する部位をフック予定部に形成する第一熱間加工工程と、
   前記フック予定部を熱間鍛造して前記フック部に形成する第二熱間加工工程と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用牽引フックの製造方法。