JP6370759B2

JP6370759B2 - 座金付きナットの製造方法

Info

Publication number: JP6370759B2
Application number: JP2015202804A
Authority: JP
Inventors: 馨永井
Original assignee: 株式会社栗山百造
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2035-10-14
Also published as: JP2017074600A

Description

本発明は、座金付きナットの製造方法に関する。

従来、この種のものとして、円盤状の座金部と、その下面中央部分から下方へ延びたナット部とを備え、座金部は上面に工具掛け部を、下面に座掘り用刃を有する座金付ナットが提案されており、例えば、土台に設けた貫通孔へアンカーボルトを貫通し、これに座金付ナットを螺合して土台を基礎へ固定するとき、座掘り用刃を備えた座金付ナットを利用すると、座金付ナットを工具で回転するのにともなって螺合と同時に座掘りが行われ、事前の座掘り作業が不要であると共に木材表面に邪魔な張り出し部が生じない利点がある。

上記のような座金付ナットは、径大な座金部とナット部とを備え、棒材を鍛造して製造するものであるため、座掘り用歯部を有する座金部が大きいものを製造できないという欠点がある。

尚、この種の座掘り用歯部を有する座金部を備えるものとは異なるが、鍔部付きのナット部を棒状素材から多段圧造成形機により製造するものが知られている（例えば特許文献２及び３）。

特開２００２−１６８２２３号公報特開平１１−１１４６５３号公報特開平１１−１７９６１９号公報

そこで、本発明では、上記の問題点を考慮して、座金部の大きさの自由度が高い座金付きナットの製造方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、金属板にプレス加工を施すことにより円筒状部の一端に座掘り用歯部を備えた座金部を有する座金付きナットを製造する方法であって、前記金属板を部分的に打ち抜いて円板部と前記円板部を前記金属板の縁部に連結する連結部とを形成する前打ち抜き工程と、前記円板部に前記円筒状部を形成する円筒状部形成工程と、前記円筒状部の他端を孔開けする孔開け工程と、前記座掘り用歯部を形成する歯部形成工程と、前記金属板から前記座掘り用歯部を形成した前記座金部を切り離す切離し工程と、螺子加工により前記円筒状部に雌螺子部を形成する雌螺子部形成工程と、を備え、前記連結部は変形部を有し、前記前打ち抜き工程の後のプレス加工により前記円板部の直径が変化し、この変化を前記変形部が変形することにより吸収することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、前記円筒状部形成工程において前記円筒状部の一端を前記座金部の一側面より突出すると共に、前記座金部に前記円筒状部を囲むリング状凹部を形成した後、前記リング状凹部を形成した前記座金部を略平坦に形成する円筒状部一端加工工程を備えることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、前記孔開け工程の後、前記円筒状部の厚さを厚くする円筒状部肉厚加工工程を備えることを特徴とする。

請求項１の構成によれば、金属板に複数回のプレス加工を施すことにより、座掘り用歯部を有する座金部と円筒状部とを一体に備えた座金付きナットを金属板から形成することができる。また、金属板から加工するから、座金部の大きさを自由に設定することができ、大径の座金部を備えた座金付きナットを製造することができる。

また、請求項１の構成によれば、円板部の直径が変化すると、変形部が変形することにより前記変化を吸収するため、円板部に無理な力が加わることがない。

請求項２の構成によれば、金属板からプレス加工により円筒状部を形成することにより、円筒状部と座金部との連結箇所は他の部分に比べて肉薄になり易いが、円筒状部一端加工工程を備えることにより、円筒状部と座金部との連結箇所の肉厚を確保することができる。

請求項３の構成によれば、雌螺子部の加工に適した厚さを得ることができると共に、円筒状部の強度を確保することができる。

本発明の実施例１を示す座金付きナットの正面図である。同上、底面図である。同上、平面図である。同上、前打ち抜き加工と第１のプレス加工における金属板の平面図である。同上、第１〜第３のプレス加工における金属板の平面図である。同上、第１〜第３の中間体の斜視図である。同上、第４〜第６のプレス加工及びに孔開け工程における金属板の平面図である。同上、第４〜第６の中間体の斜視図である。同上、第７〜第９のプレス加工における金属板の平面図である。同上、第７〜第９の中間体の断面説明図である。同上、第９〜第１の中間体の斜視図である。同上、第１１のプレス加工及び座金部外周形成工程における金属板の平面図である。同上、座金部外周形成工程，歯部形成工程及び切離し工程における金属板の平面図である。同上、プレス加工を説明する断面図である。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な座金付きナットの製造方法を採用することにより、従来にない座金付きナットが得られ、その座金付きナットの製造方法について記述する。

図１〜図１３は、本発明の実施例１を示し、同図に示すように、座金付きナット１は、略平板状の座金部２と、この座金部２の中心から他側である下方に突設した筒状のナット部３とを一体に備え、このナット部３の内部には雌螺子部４が形成されている。また、前記座金部２の周囲には工具係合部たる切欠き溝部５が周方向略等間隔に複数形成されている。さらに、座金部２の他端面たる下面には座掘り用歯部６が周方向略等間隔に複数設けられている。

前記座金付きナット１は、帯状板の金属板７を流れ作業で上型及び下型による垂直方向の複数回のプレス加工を施すことによりナット部３の一端に前記座金部２を有する前記座金付きナット１が製造される。

図４に示すように、前記金属板７を部分的に打ち抜くことにより、円板部１１と、この円板部１１を金属板７の左右縁部に連結する連結部とを形成する前打ち抜き工程（Ｓ１）を備える。この前打ち抜き工程（Ｓ１）では複数回のプレスによるせん断加工により、前記円板部１１と、金属板７の左右一側縁部７Ａと円板部１１の一側を連結する一側連結部１２と、金属板７の左右他側縁部７Ｂと円板部１１の他側を連結し、金属板７の長さ方向に間隔を置いて設けた他側連結部１３，１４とを形成する。

前記一側連結部１２は幅方向外側に湾曲した２本の湾曲線部１２Ａ，１２Ａの先端を連結して前記円板部１１に連続し、前記他側連結部１３は、金属板７の長さ方向の一方（金属板７の進行方向前側）に突出するように湾曲した一方の湾曲線部１３Ａと、長さ方向の他方（金属板７の進行方向後側）に突出するように湾曲した他方の湾曲線部１３Ｂとを備え、前記他側連結部１４は、長さ方向の他方に突出するように湾曲した一方の湾曲線部１４Ａと、長さ方向の一方に突出するように湾曲した他方の湾曲線部１４Ｂとを備え、略乙字状をなす。そして、前記湾曲線部１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂが変形部である。

前打ち抜き工程（Ｓ１）の後、円筒状部たるナット部３を形成する円筒状部形成工程（Ｓ２）が行われる。尚、この例ではプレスによる円筒状部形成工程（Ｓ２）において、ナット部３に雌螺子部４を形成しない。また、金属板７は、前打ち抜き工程（Ｓ１）箇所から円筒状部形成工程（Ｓ２）箇所に向う方向に間欠的に搬送され、止った位置でプレス加工等が施される。即ち、上型及び下型によるプレス加工位置は固定されており、図４の白抜き矢印に示すように、金属板７は図中右側に向かって搬送される。

図５及び図６に示すように、前記円筒状部形成工程（Ｓ２）では、先ず、第１の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ１）により、平板状の円板部１１から、他端が閉塞した中間円筒状部２１と中間座金部２２を有する第１の中間体１０１を形成する。前記中間円筒状部２１の直径ｄ１は第１の中間体１０１の直径Ｄ１より僅かに小さく、且つ中間体１０１の直径Ｄ１は前記前打ち抜き工程の円板部１１の直径Ｄより小さく、この例では直径Ｄ１は55.8ｍｍ，直径Ｄは42.6ｍｍで、直径Ｄ１は直径Ｄの略３／４となっている。このように直径Ｄ１が縮径することにより第１の中間円筒状部２１の肉厚を確保することができる。また、図４及び図５などに示すように、第１の中間体１０１が縮径する際、前記連結部１２，１３，１４が伸び、該縮径を許容し、中間座金部２２の外周側の変形が防止される。尚、中間体１０１の直径Ｄ１は、円板部１１及び中間座金部２２の直径である。また、図５に示すように、プレス加工（Ｐ１）の箇所は搬送方向に２個所並んで設けられ、これは上型及び下型の配置による。

第２の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ２）では、中間円筒状部２１の直径ｄ１を縮径すると共に、中間円筒状部２１が高くなる第２の中間体１０２を形成する。尚、「縮径する」、「高くなる」は、いずれも前の加工に対してのものである。また、第１及び第２の中間体１０１，１０２の中間座金部２２の直径Ｄ１は変わらない。また、第２の中間体１０２では、中間円筒状部２１の一端に第１のリング状凸部２３を形成する。この第１のリング状凸部２３は中間円筒状部２１の一端側と残った中間座金部２２とを連結するものであり、他端側に凸状で中間円筒状部２１の一端の全周に形成されている。

第３の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ３）では、中間円筒状部２１の直径ｄ１を縮径すると共に、中間円筒状部２１が高くなる第３の中間体１０３を形成する。尚、第２及び第３の中間体１０２，１０３の直径Ｄ１は変わらない。また、第３の中間体１０３では、中間円筒状部２１の一端側に前記第１のリング状凸部２３の他側に連続する第２のリング状凸部２４を形成し、この第２のリング状凸部２４は前記第１のリング状凸部２３より径小である。

図７及び図８に示すように、第４の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ４）では、中間円筒状部２１の直径は変わらず、中間円筒状部２１が低くなる第４の中間体１０４を形成する。尚、第４の中間体１０４の直径Ｄ１は第３の中間体１０３の直径Ｄ１より大きくなる。そして、第４の中間体１０４の中間円筒状部２１は、前記第１及び第２のリング状凸部２３，２４を凹状湾曲面２５に形成することにより、第３の中間体１０３の中間円筒状部２１より低くなると共に、中間体１０４の直径Ｄ１は中間体１０３の直径Ｄ１に比べて２〜４ミリ程度だけ大きくなる。

第５の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ５）では、中間円筒状部２１の直径ｄ１が縮径し、中間円筒状部２１が低くなる第５の中間体１０５を形成する。尚、第５の中間体１０５の直径Ｄ１は第４の中間体１０４の直径Ｄ１より１〜３ミリ程度大きくなる。そして、第５の中間体１０５の中間円筒状部２１は、第４の中間体１０４に比べて前記凹状湾曲面２５の曲率が小さくなるように加工されることにより、第５の中間体１０５の中間円筒状部２１は第４の中間体１０４の中間円筒状部２１より低くなると共に、中間体１０５の中間座金部２２の直径Ｄ１が中間体１０６の中間座金部２２の直径Ｄ１より僅かに大きくなる。尚、第５のプレス加工（Ｐ５）後は、プレスにより中間座金部２２の外径寸法は変わらない。

第６の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ６）では、中間円筒状部２１の直径が縮径し、中間円筒状部２１が高くなる第６の中間体１０６を形成する。

図７に示すように、第６のプレス加工（Ｐ６）の次に、中間円筒状部２１の他端をプレス加工により孔開けする孔開け工程（ＰＡ）が行われ、第６の中間体１０６の中間円筒状部２１の他端に開口部２１Ａが形成される。

図９及び図１０に示すように、孔開け工程（ＰＡ）の次の第７の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ７）では、中間円筒状部２１の一端を中間座金部２２の一側面２２Ａより突出すると共に、中間座金部２２に中間円筒状部２１を囲むリング状凹部２６を備えた第７の中間体１０７を形成する。

第８の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ８）では、前記リング状凹部２６を他側に押して凹み量を小さくした第８の中間体１０８を形成する。

図１０及び図１１に示すように、第９の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ９）では、前記中間座金部２２の一側面２２Ａを略平坦に形成した第９の中間体１０９を形成し、この第９の中間体１０９は前記凹状湾曲面２５の曲率が最小となる。そして、プレス加工（Ｐ７）〜（Ｐ９）により、中間円筒状部２１の一端の肉厚を確保する円筒状部一端加工工程（ＰＥ）を構成している。

第１０の上型及び下型によるプレス加工である円筒状部肉厚加工工程（Ｐ１０）では、前記中間円筒状部２１を縮径した第１０の中間体１１０を形成する。一例として数値を上げて具体的に説明すると、第９の中間体１０９は、円筒状部たる中間円筒状部２１の外径Ｎが19.0ｍｍ、内径ｎが12.6ｍｍ、中間円筒状部２１の厚さＴが3.2ｍｍであり、第１０の中間体１１０は、中間円筒状部２１の外径Ｎが17.7ｍｍ、内径ｎが10.6ｍｍ、中間円筒状部２１の厚さＴが3.55ｍｍであり、円筒状部肉厚加工工程（Ｐ１０）において、第９の中間体１０９に比べて第１０の中間体１１０は、中間円筒状部２１の外径Ｎ及び内径ｎが小さくなると共に、中間円筒状部２１の厚さＴが厚くなるように上型と下型によるプレス加工が施される。また、使用した金属板７の厚さは3.2ｍｍであり、金属板７よりも雌螺子部４を形成する前のナット部３の厚さＴが厚くなるように加工している。尚、この例では、中間円筒状部２１を縮径することにより、厚さＴを厚くすることができる。

図１１及び図１２に示すように、第１１の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ１１）では、中間円筒状部２１の他端の開口部２１Ａの内周にテーパー面２７を形成すると共に、中間円筒状部２１の一端側の内周に段部２８を形成した第１１の中間体１１１を形成し、これにより雌螺子部４を形成する前のナット部３が形成される。尚、テーパー面２７のプレス加工は、前記第７〜第１０のプレス加工（Ｐ７）〜（Ｐ１１）により段階的に行われ、段部２８は第１１の上型及び下型のプレス加工（Ｐ１１）により形成される。尚、プレス加工（Ｐ１１）の箇所は搬送方向に２個所並んで設けられている。

第１１の中間体１１１を例にプレス加工について説明すると、図１４に示すように、中間体１１１の中間円筒状部２１の内周面と中間座金部２２の一側面２２Ａを形成する雄型３１と、中間体１１１の中間円筒状部２１の内周面と中間座金部２２の他側面を形成する雌型３２とを用い、これら雄型３１及び雌型３２を中間体１１０に向かって移動し、雄型３１及び雌型３２の間において中間体１１０を挟んでプレスし、この後、雄型３１及び雌型３２を後退し、中間体１１１を形成する。尚、雄型３１及び雌型３２の一方が上型で他方が下型であり、他のプレス加工も第１１のプレス加工（Ｐ１１）と同様に対応する形状を有する上型と下型により行われる。

そして、第１〜第１１の上型及び下型によるプレス加工（Ｐ１）〜（Ｐ１１）が円筒状部形成工程（Ｓ２）であり、この円筒状部形成工程（Ｓ２）の途中に前記孔開け工程（ＰＡ）と円筒状部肉厚加工工程（Ｐ１０）を備える。

前記円筒状部形成工程（Ｓ２）の後、中間座金部２２の外周及び切欠き溝部５を形成するプレスの打ち抜きによる座金部外周形成工程（Ｓ３）を行う。この座金部外周形成工程（Ｓ３）では、他方の他側連結部１４を中間座金部２２より切り離す。

図１３に示すように、座金部外周形成工程（Ｓ３）の後、上型及び下型によるプレス加工によって、前記歯部６を形成する歯部形成工程（Ｓ４）が行われる。この際、中間座金部２２の他端面に歯部６を突出形成することにより、中間座金部２２の一側面２２Ａに凹部２９が形成され、座金部２が形成される。

歯部形成工程（Ｓ４）の後、プレスによるせん断加工により、座金部２から連結部１２，１３を切り離す切離し工程（Ｓ５）が行われ、この切り離す切離し工程（Ｓ５）で座金部２の外周が製品の最終形状に形成される。

次に、雌螺子部形成工程（Ｓ６）において切り離した座金付きナット１のナット部３に螺子切りにより前記雌螺子部４を形成し、この後、座金付きナット１に表面処理を施す。この表面処理としては電気亜鉛メッキによるクロメートメッキが例示される。

そして、図示しない回転ビットの突出部を前記切欠き溝部５に合わせ、前記回転ビットを回転することによりアンカーボルト（図示せず）にナット部３を螺合し、座金部２が木製の土台に接すると、歯部６が木材を削り、座掘りをして座金部２が土台に埋まり、同時に座金部２に押されて土台が布基礎（図示せず）に緊結される。この場合、ナット部３と座金部２との連結箇所の肉厚が確保されているため、座金部２の回転をナット部３に確実に伝達することができる。

このように本実施例では、請求項１に対応して、金属板７にプレス加工を施すことにより円筒状部たるナット部３の一端に座掘り用歯部６を備えた座金部２を有する座金付きナットを製造する方法であって、金属板７を部分的に打ち抜いて円板部１１と円板部１１を金属板７の縁部７Ａ，７Ｂに連結する連結部１２，１３，１４とを形成する前打ち抜き工程（Ｓ１）と、円板部１１にナット部３を形成する円筒状部形成工程（Ｓ２）と、ナット部３の他端を孔開けする孔開け工程（ＰＡ）と、座掘り用歯部６を形成する歯部形成工程（Ｓ４）と、金属板７から歯部６を形成した座金部２を切り離す切離し工程（Ｓ５）と、螺子加工によりナット部３に雌螺子部４を形成する雌螺子部形成工程（Ｓ６）とを備え、連結部１２，１３，１４は変形部たる湾曲線部１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂを有し、前打ち抜き工程（Ｓ１）の後のプレス加工により円板部１１の直径Ｄ１が変化し、この変化を湾曲線部１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂが変形することにより吸収するから、金属板７に複数回のプレス加工を施すことにより、座掘り用歯部６を有する座金部２を一体に備えたナット部３を金属板７から成形することができ、プレスを主とするため、生産性も向上する。また、平板状の金属板７から加工するから、座金部２の大きさを自由に設定することができ、大径の座金部２を備えた座金付きナット１を製造することができる。尚、帯状板の金属板７を用いれば間欠搬送による連続加工が可能となる。尚、間欠搬送とは、金属板７がそれぞれのプレス位置において止り、プレス加工が終了した後、搬送されることを言う。

また、円板部１１の直径が変化すると、湾曲線部１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂが変形することにより前記変化を吸収し、円板部１１に無理な力が加わることがない。

このように本実施例では、請求項２に対応して、円筒状部形成工程（Ｓ２）において円筒状部たるナット部３の一端を座金部２の一側面２２Ａより突出すると共に、座金部２にナット部３を囲むリング状凹部２６を形成した後、リング状凹部２６を形成した座金部２を略平坦に形成する円筒状部一端加工工程（ＰＥ）を備えるから、金属板７からプレス加工によりナット部３を形成することにより、ナット部３と座金部２との連結箇所は他の部分に比べて肉薄になり易いが、円筒状部一端加工工程（ＰＥ）を設けることにより、ナット部３と座金部２との連結箇所の肉厚を確保することができる。

このように本実施例では、請求項３に対応して、孔開け工程（ＰＡ）の後、円筒状部たるナット部３を縮径すると共に、該ナット部３の厚さＴを厚くする円筒状部肉厚加工工程（Ｐ１０）を備えるから、雌螺子部４の加工に適した厚さＴを得ることができると共に、ナット部３の強度を確保することができる。尚、円筒状部肉厚加工工程（Ｐ１０）は切離し工程（Ｓ５）の前に行われる。

実施例上の効果として、円板部１１を３箇所の連結部１２，１３，１４により縁部７Ａ，７Ｂに連結したから、円板部１１が縮小又は拡大する際の変化を均一に吸収することができる。尚、３箇所の連結部１２，１３，１４は円板部１１の外周の周囲方向に略等間隔に連結されている。また、第２のプレス加工（Ｐ２）により、中間円筒状部２１の直径ｄ１を縮径すると共に、中間円筒状部２１を高くし、中間円筒状部２１の一端に第１のリング状凸部２３を形成し、この次の第３のプレス加工（Ｐ３）により、中間円筒状部２１の直径ｄ１を縮径すると共に、中間円筒状部２１を高くし、中間円筒状部２１の一端に前記第１のリング状凸部２３の他側に連続する第２のリング状凸部２４を形成し、この後、複数回のプレス加工により前記第１及び第２のリング状凸部２３，２４を凹状湾曲面２５に形成するから、ただナット部３を伸ばすように成形すると、ナット部３と座金部２との連結箇所の肉厚を確保できないのに対して、前記連結箇所の肉厚を確保することができる。また、プレス加工（Ｐ７）〜（Ｐ９）において、中間座金部２２の外径寸法が変わらないから、リング状凹部２６を平坦にする加工により、ナット部３と座金部２との連結箇所の肉厚を確保することができる。さらに、座金部２には、連結部１２，１３，１４が連結されていない箇所に歯部６を形成するから、その加工が容易となる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、プレス加工の回数は適宜選定可能である。また、実施例では帯状板の金属板を用いて連続したプレス加工を示したが、略長方形の１枚の金属板から１個の座金付きナットを製造してもよい。また、実施例では、円筒状部肉厚加工工程を１回のプレス加工により行ったが、複数回のプレス加工により段階的に円筒状部を縮径すると共に、円筒状部の厚さを増すようにしてもよい。また、円筒状部の高さを低くすることにより、円筒状部の厚くするようにプレス加工してもよい。

１座金付きナット
２座金部
３ナット部（円筒状部）
４雌螺子部
５切欠き溝部（工具係合部）
６座掘り用歯部
７金属板
７Ａ，７Ｂ縁部
１１円板部
１２一側連結部
１２Ａ湾曲線部（変形部）
１３他側連結部
１３Ａ一方の湾曲線部（変形部）
１３Ｂ他方の湾曲線部（変形部）
１４他側連結部
１４Ａ一方の湾曲線部（変形部）
１４Ｂ他方の湾曲線部（変形部）
２６リング状凹部
Ｄ，Ｄ１直径（円板部の直径）
Ｔ厚さ

Claims

金属板にプレス加工を施すことにより円筒状部の一端に座掘り用歯部を備えた座金部を有する座金付きナットを製造する方法であって、
前記金属板を部分的に打ち抜いて円板部と前記円板部を前記金属板の縁部に連結する連結部とを形成する前打ち抜き工程と、
前記円板部に前記円筒状部を形成する円筒状部形成工程と、
前記円筒状部の他端を孔開けする孔開け工程と、
前記座掘り用歯部を形成する歯部形成工程と、
前記金属板から前記座掘り用歯部を形成した前記座金部を切り離す切離し工程と、
螺子加工により前記円筒状部に雌螺子部を形成する雌螺子部形成工程と、
を備え、
前記連結部は変形部を有し、前記前打ち抜き工程の後のプレス加工により前記円板部の直径が変化し、この変化を前記変形部が変形することにより吸収することを特徴とする座金付きナットの製造方法。
前記円筒状部形成工程において前記円筒状部の一端を前記座金部の一側面より突出すると共に、前記座金部に前記円筒状部を囲むリング状凹部を形成した後、前記リング状凹部を形成した前記座金部を略平坦に形成する円筒状部一端加工工程を備えることを特徴とする請求項１記載の座金付きナットの製造方法。
前記孔開け工程の後、前記円筒状部の厚さを厚くする円筒状部肉厚加工工程を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の座金付きナットの製造方法。