JPH01188712A

JPH01188712A - 特殊テーパネジ及びその成形方法

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Publication number: JPH01188712A
Application number: JP1257088A
Authority: JP
Inventors: Terufumi Machida; 町田　輝史
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-01-25
Filing date: 1988-01-25
Publication date: 1989-07-28
Anticipated expiration: 2009-02-16
Also published as: JPH0612126B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は特殊テーパネジ及びその成形方法に係り、詳し
くは機械部品等の工業部品や日常雑貨等の一般部品であ
る特殊テーパネジ及びそのネジ結合、そしてその成形方
法に関する。

（ロ）従来の技術ネジには雄ネジと雌ネジがあり、一般に両者が螺合する
ことで二物体を締結するのである。雄ネジは通常、転造
または切削ダイスを利用して作られ、雌ネジは通常、タ
ップでネジを立てて作られている。

一方、雌ネジ部を予め必要としない締結もある例えば、
木ネジ、打込ネジ、タフピンネジなどである。このうち
タフピンネジは締結する際に下穴に雄ネジを螺込むこと
で塑性変形により雌ネジを切り成形するものである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかしながら、上記雌ネジを切る作業、いわゆるタッピ
ングは、大きな螺込みトルクを必要としまた作業が煩雑
で生産性が悪い、特に、長いまたは深い雌ネジ立て作業
の場合には、工具による加工や目視性が悪い、これは直
径が小さくなる程工具刃先が届きにくく作業者の目も届
きに（（検査も容易ではない、また、従来の下火にネジ
立てする作業では、刃物で切るので金属組織の自然な流
れ（繊維）を切断してしまい強度低下をもたらし好まし
くない、また、管端用のテーパネジもあるが、僅かの傾
きであり、一般には大きなテーパはつけにくいので、い
きおい平行ネジにならざるを得ない、そのため大きな締
め付は力を期待しにくいという幾つかの問題点があった
。

（ニ）問題を解決するための手段本発明は、上述問題点を解消することを目的としたもの
で、比較的鋭角的隅部を持つネジ出で、素材の外周また
は穴内周面をブレスシェ゛−ピング（プレスによる軽い
切削加工）により、ネジ形状を先端に行くに従って先細
のテーパ状に成形し且つネジ溝の容積を先端に行くに従
って順次拡大するように成形することを特徴とするもの
であり、この成形方法により、先端に行くに従ってネジ
形状が先細のテーパ状になっており、且つネジ溝の容積
が先端に行くに従って順次拡大される形状を有する特殊
テーパネジが作られるのである。

（ホ）作用以下、図面を交えて、本発明の特殊テーパネジ及びその
成形方法の作用について説明する。

第１図において、特殊テーパネジのうち雄ネジ１は上部
に頭部２を有し、下部にネジ軸３を有する。ネジ軸３に
は先端、即ち、図中、下方に行くに従って先細のテーパ
状となっているネジ山４が同一ピッチで形成されている
。ネジ山４とネジ山４との間にはネジ溝５が設けられて
おり、該ネジ溝５の容積は先端、即ち、図中、下方に行
くに従って順次、拡大されて形成されている。

次に、特殊テーパネジのうち雌ネジ６は、第２図に示す
ように、′内周面に雄ネジｌのネジ溝５と螺合するネジ
山７が先端、即ち、図中、下方に行くに従って先細のテ
ーパ状になって等ピッチで設けられている。また、ネジ
山７とネジ山７の間には雄ネジｌのネジ山４と螺合する
ネジ溝８が形成されており、！にネジ溝８の容積は先端
、即ち、図中、下方に行（に従って順次拡大されて形成
されている。

次に、上記特殊テーパネジの成形方法について述べるこ
とにする。

まず、雌ネジ６の成形方法について述べる。第３図（イ
）は雌ネジの成型装置を模式的に示したものであり、プ
レス９台上にはダイスホルダ１０が載置され、該ダイス
ホルダ１０上には雌ネジ成形用の穴を有する素材１１が
セットされる。一方、プレス９の上部片にはポンチホル
ダ１２が設置され、その下部には回転ホルダ１３が設置
される。該回転ホルダ１３には素材１１を成形するため
の雄ネジポンチ１４がセットされる。上記回転ホルダ１
３は素材１１にネジを成形した後、雄ネジポンチ１４を
素材１１から抜取るために雄ネジポンチと素材とが相対
回転できるようにするためのものであり、素材１１側に
取付けてもよい、素材１１を成形するためには、まず、
雄ネジポンチ１４を設計する必要がある。該雄ネジポン
チ１４を設計するためにはネジ部の長さ、ネジ山の形状
、ネジ溝の形状、深さ、ネジピンチ、テーパの程度等を
決定する必要があるが、ネジ山は比較的鋭角的隅を有す
るのがよい、そして、重要なことは、第４図に示すよう
に、雄ネジポンチ１４のネジ山Ｍｎによって成形時の素
材１１のシェービング屑Ｗｎがネジ溝Ｇｎに堆積しなけ
ればならないこと、好ましくは雄ネジと雌ネジの噛合せ
を良好にするためにＷ−Ｇ、即ち、シェービング屑の体
積が雄ネジのネジ溝の容積に一致することが必要である
。このようにして設計された雄ネジポンチ１４を数値制
御旋盤、粉末冶金、精密鋳造などの技術で硬質材の工具
鋼等を用いて製作した後、第３図（イ）の成形装置にセ
ットする０次に、プレス９を作動させて該プレス９の上
部片を矢印の方向に下降させ、雄ネジポンチ１４を軟質
の素材１１の穴に強圧的に押込み、素材１１の内周面を
プレススシェービングにより該内周面にネジ山７、ネジ
溝８を成形する。そして、ネジ形状は先端、即ち、図中
、下方に行（に従ってテーパ状に成形され且つネジ溝８
の容積は先端、即ち、図中、下方に行（に従って拡大す
るように成形される。このとき、第４図に示すように、
素材１１のシェービング屑の体積が雄ネジポンチ１４の
ネジ溝の容積に一致して雄ネジと雌ネジの接触が隙間な
くでき噛合せが完全となる０次に、雄ネジポンチ１４を
取外すときは、プレス９を除荷し回転ホルダ１３と共に
雄ネジポンチ１４を回転させて素材１１から該雄ネジポ
ンチ１４を抜取る。

次に、雄ネジ１の成形方法について述べる。第３図（ロ
）は雄ネジの成形装置を模式的に示したものであるが、
第３図（イ）に示す装置と同様の装置であり、雌ネジポ
ンチ１５と雄ネジ成形用の素材１６が僅かに相違するだ
けであり、雌ネジポンチ１５も雄ネジポンチ１４と同様
にし４て製作され、また雄ネジの成形手順も上記雌ネジ
の成形と同じ手順で雌ネジ立てできることはいうまでも
ないことである。

また、本発明の特殊テーパネジを成形するための工具セ
ットを設置するプレスは通常のプレスでよく、機械プレ
ス、液圧プレス、その他のプレスの種類を問わない、そ
して、ネジ成形を容易にするために成形用材料の縁をプ
レスシェービングする前に加熱軟化してもよい、更に、
雄ネジポンチの材料は硬質材であれば大抵の種類の材料
が用いられ、金属、セラミックス、ブ（ラスチフクス、
及びその複合材料（ＦＲＭ、ＦＲＣ，ＦＲＰなど）がよ
い、勿論、雌ネジダイスの材料も硬質材であれば広範囲
に選択できる。

以上述べた工具セントで置くプレスは通常のプレスでよ
い０機械プレス、液圧プレス、その他プレスの種類を問
わない。

理論的には、シェービング量が大きく塑性変形を招くほ
どになってもよい筈であるが、実際には材料に亀裂が発
生したり、成形荷重が大きくなりすぎる等の理由により
片側１龍程度、せいぜい数−以下のシェービング化が好
ましい。

（へ）実施例以下、本発明において実験した実施例について述べるこ
とにする。

〔実施例１〕既存のＮＣ旋盤及び手作業で雄ネジポンチを工具＃（Ｓ
Ｋ３）で製作し、焼入れし焼戻した。−方、雌ネジ成形
用の素材である軟鋼丸棒（３３４１）（外径ｓｏ、ｏｆ
ｉ、長さ３０．０鶴）に内径２０．０閣の下穴をドリル
で穿孔した後、２０トン油圧プレスを使用し、およそ２
０トンの荷重で上記雄ネジポンチを軟鋼丸棒の下穴に押
込み、プレスシェービングにより雌ネジを成形した０次
に、プレスを除荷し雄ネジポンチを回転させて成形後の
雌ネジを解放した。そして該雌ネジを半分に切断してプ
ロフィルを観察したところ、雌ネジのねじ山、ねじ溝と
もほぼ完全に成形されていることが確認された。

〔実施例２〕雌ネジ成形用の素材である上記軟鋼丸棒を出力３に−の
高周波誘導加熱装置を用いておよそ８００℃に加熱した
後、実施例１と同様にプレスシェービングして雌ネジを
成形した。プレスシェービング成形力は１３〜１５トン
に減少させることができた。

雄ネジポンチ及び穴内面の潤滑には黒鉛油脂を用いた。

やはり成形された雌ネジを半分に切断して雌ネジ断面を
観察したところ雄ネジのネジ溝に完全にシェービング屑
が充満しており欠陥のない雌ネジの成形が確認された。

〔実施例３〕上記実施例２で得た雌ネジに雄ネジポンチを締付けた。

捩り破断トルクは５２ｋｇｆ−ｍを得た。また引張力を
かけたところ、およそ２５トンの荷重で雄ネジポンチは
引抜かれた。いずれの実験でも雌ネジのねじ山付根部分
が破断した。

〔実施例４〕 °上記実施例１で得られた雌ネジをダイスに用いて軟鋼
丸棒（３３４１）に比して軟質である直径２６．０■の
純アルミニウム棒（Ａ１０１６）を５００℃に加熱した
後、該雌ネジダイスに押込み、その外周面をプレスシェ
ービングすることにより雄ネジを成形した。成形後、雄
ネジを回転させて取外した純アルミニウム捧には満足す
べき角形テーパネジが形成されていた。一方、銅、軟化
した熱可塑性ブラスチンク、硬質粘土、及び焼結前のＳ
ｔＣセラミックスでも本発明の成形法で成形できること
も確認した。

（ト）発明の詳細な説明したように、本発明によれば、比較的鋭角的隅を
持つネジ出で素材の外周または穴内周面を単にプレスシ
ェービング（プレスによる軽い切削加工）するだけな、
ので、これまでのようなネジ切り作業（タッピング）に
比して低荷重で高速にでき作業性、生産性が向上する。

また、雄ネジだけで締結時に雌ネジを成形するので両者
の締結が成形と同時に完成でき、ネジを成形しながら二
物体を締結でき、自動車生産ライン等に用いると高生産
で二物体を締結でき有用である。しかも成形法が簡便で
ある。一方、溶接等による組立てと違い取外しもできる
。また、プレスシェービングなので、シェービング屑は
雄ネジのネジ溝に堆積して雌ネジ山を形成することにな
り材料の歩留りがよい、更に、先端に行くに従ってネジ
形状がテーパ状になっており且つネジ溝の容積が先端に
行（に従って順次拡大される形状を有しているので、上
述したシェービング屑が雄ネジのネジ溝に堆積して雌ネ
ジ山を形成することと相まって雄ネジと雌ネジの接触が
隙間なくでき完全な嵌合を実現できる。また、金属部品
類のネジ、とくに雌ネジがテーパ状になっているので木
ネジ等との併用もでき便利である。また、雄、雌ネジが
形状設計が難しい上述のような特殊な形状をしているの
でネジ違いをおこさない、更に、テーパの形状、ねじ溝
容積、ねじ山の形状等を変更することにより異なった雌
雄ネジペアを無数に作ることができるので、保安上、ネ
ジの間違いを防止したい締結、鍵の鍵穴システム等の高
度防犯器具に利用でき、しかも形状が特殊なのでパーソ
ナルファッションネジ等にも利用できる。その上、機械
、建築等構造物や機構部品、工具類、金物類、配管部品
、電子部品等、その他のネジ成形及び締結等にも広範囲
に用いられ得るので実施せられての実用的価値は大なる
ものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は特殊テーパネジのうち雄ネジの一実施例を示す
正面図、第２図は特殊テーパネジのうち雌ネジの一実施
例を示す断面図、第３図（イ）は雌ネジ成形装置の模式
図、第３図（ロ）は雄ネジ成形装置の模式図、第４図は
プレスシェービングによる雌ネジ成形時の状態を示す一
部切欠き、拡大断面図である。図において、１・・・特殊テーパネジ＜ｍネジ）、４・
・・ネジ山、５・・・ネジ溝、６・・・特殊テーパネジ
（雌ネジ）、７・・・ネジ山、８・・・ネジ溝、９・・
・プレス、１０・・・ダイスホルダ、１１・・・雌ネジ
成形用の素材、１２・・・ポンチホルダ、１３・・・回
転ホルダ、１４・・・雄ネジポンチ、１５・・・雌ネジ
ポンチ、１６・・・雄ネジ成形用の素材。（ほか３名）第　　１　　図第　　２　　図第　　３　　図　　（イ）第　　３　　図　　（ロ）第４図 ↓

Claims

【特許請求の範囲】１）先端に行くに従ってネジ形状が先細のテーパ状にな
っており、且つネジ溝の容積が先端に行くに従って順次
拡大される形状を有する特殊テーパネジ。２）比較的鋭角的隅を持つネジ山で、素材の外周または
穴内周面をプレスシェービングにより、ネジ形状を先端
に行くに従って先細のテーパ状に成形し且つネジ溝の容
積を先端に行くに従って順次拡大するように成形するこ
とを特徴とする特殊テーパネジの成形方法。３）請求項
第２項記載の特殊テーパネジ成形方法において、プレス
シェービングによりネジを成形しながら二物体を締結す
る方法。４）請求項第２項記載の特殊テーパネジ成形方法により
成形された雌雄一対の特殊テーパネジからなる鍵と錠、
その他の類似品。