JPH04143034A

JPH04143034A - テンションボルトの製造方法

Info

Publication number: JPH04143034A
Application number: JP26607390A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Suzuki; 敏孝鈴木; Hideo Shoji; 庄司　秀夫
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1990-10-03
Filing date: 1990-10-03
Publication date: 1992-05-18
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JP2643574B2

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】産業上の利用分野この発明は、雄ねじとテンション溝とを同時に転造する
テンションボルトの製造方法に関するものである。

従来の技術テンションボルトは、頭部とねじ部との間に、ねじ部よ
り転造径の小さいテンション溝を形成して、ねじ部の谷
底部にかかる応力集中を緩和し、また軸径を細くするこ
とによってばね定数が小さくなることから、外部荷重に
対する負担率が減り、金属疲労に対して有利になる等の
利点を有している。

このテンションボルトの製造方法としては、例えば第４
図（Ａ）〜（Ｃ）に順に示すように、ヘッダ加工等によ
りボルトの頭部１ａを形成するとともに、その軸部１ｂ
を最終製品のねじ径に応じて決めた外径に形成し、さら
に軸部１ｂと頭部１ａとの付根部１ｃを若干高く盛上げ
た形状に予め形成した粗材１（第４図（Ａ）参照）を用
い、先ず、切削加工によって軸部１ｂの前記付根部１ｃ
付近にテンション溝２を環状に形成して、転造用粗材３
（第４図ＦＢ）参照）を製作し、次に、転造盤等によっ
て転造用粗材３の軸部１ｂの所定の部分に雄ねじ４を転
造してテンションボルト５（第４図（Ｃ）参照）を製造
するのが一般的である。

しかし、この製造方法においては、転造や鍛造等の塑性
加工以外に、旋盤等によってテンション溝２を形成する
切削加工が必要となり、工程数か多くて生産性が低く、
また旋盤等による加工表面が粗くなるため、テンション
ボルトとして使用した際に、締結トルクにバラツキが生
じるという問題があった。

そこで本出願人等は、テンション溝を切削加工せずに、
雄ねじと同時に転造加工によって形成する方法について
既に出願している（特開平１−１０４４３４号公報）。

これは、第５図（＾）および第５図（Ｂ）に示したよう
に、エンジン部品のコネクティングロッドボルトの製造
方法に関するもので、ヘッダ等の鍛造機によって、異形
の頭部１１ａと、この頭部１１ａに連続するストレート
部１１ｂと、ストレート部１１ｂの端部に段差部１１ｃ
を介して、ストレト部１１ｂより小径に連続するねし部
ｌｉｄからなる転造用粗材１１（第５図（＾）参照）を
製作する。

そして、テンシラン溝加工部と雄ねじ加工部とを一体に
設けた転造ダイスを使用し、頭部に隣接した部分にテン
ション溝１２を形成すると同時に、ねし部Ｌｉｄに雄ね
じ１３を転造して、第５図（Ｂ）に示すコネクティング
ロッドボルト１４を得る。

発明が解決しようとする課題テンションボルトにおいては、テンション溝はねじ部に
形成されている雄ねじの谷部の深さより深く、また幅も
広いことから、テンション溝の転造量は雄ねじ１ピッチ
間の転造量より多いのが一般的である。そのため、テン
ション溝と雄ねじとを同時転造する場合には、テンショ
ン溝の部分から生じる余肉の処理が問題となる。

すなわち、前述のコネクティングロッドボルト１４を所
謂同時転造する場合、テンション溝１２の部分が雄ねじ
１３の部分より変形量が大きいため、転造ダイスのテン
ション溝加工部の空隙に先に材料が充満して底当りを生
じてしまい、雄ねじ１３のねじ山の部分へ材料が充分に
流れ込む前に、成形荷重が上昇して転造用粗材１１が滑
りを生じ、それ以上転造加工できなくなり、雄ねじ１３
の成形不良や、転造用粗材１１の軸心割れ等が発生する
という問題があった。

また、雄ねじ１３に隣接してテンシラン溝１２を形成す
る場合には、テンション溝１２を形成することに伴う余
肉が、雄ねじ１３のねじ山を変形させるという問題があ
った。

この発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、雄ねじ
とテンション溝とを同時にかつ精度良く転造することが
できるテンションボルトの製造方法を提供することを目
的としている。

課題を解決するための手段上記課題を解決するための手段としてこの発明において
は、一端に頭部を有する細部に、雄ねじと、この雄ねし
より転造径が小さいテンシラン溝とを同時に転造するテ
ンションボルトの製造方法において、前記テンション溝
の両側に、余肉膨隆部が形成されるように、テンション
溝加工部の両側に、所定の容積の余肉収容部を備えた転
造ダイスによって転造加工することを特徴としている。

作　　　用転造ダイスは、そのテンション溝加工部の両側において
、テンション溝を転造する際に生じる余肉を収容するに
充分な容積の余肉収容部を備えているので、テンシラン
溝と雄ねじとを同時に転造したときに、転造ダイスの雄
ねじ加工部より先に、テンション溝加工部に余肉が充満
することがない。

また、余肉収容部はテンション溝加工部の両側に隣接し
て設けられているから、成形に要する荷重が特に大きく
なることはなく、さらに、テンション溝を加工すること
に伴う余肉が雄ねじに影響を及はすことがない。

実　　施　　例以下、この発明のテンションボルトの製造方法の一実施
例を第１図ないし第３図に基づいて説明する。

ここで製造するテンションボルト２１は、第２図に示す
ように、一端に頭部２１ａを備えた軸部２１ｂに、この
軸部２１ｂの頭部２１ａとの付は根に近い部分にテンシ
ョン溝２２が形成されるとともに、このテンション溝２
２に近接した部分から端部（第１図において下端）にか
けて、雄ねじ２３が形成され、また、前記テンション溝
２２の両側には、テンション溝２２の形勢時に生した余
肉からなる余肉膨隆部２４．２４が、雄ねじ２３のねじ
山の高さとほぼ等しい高さに形成されている。

そして、このテンションボルト２１は、第１図（＾）〜
（Ｃ）に示すように、テンション溝２２と雄ねじ２３と
を同時に転造する転造ダイス２５により一工程で転造さ
せる。

加工に使用する転造ダイス２５は、断面円弧状に突出す
るテンション溝加工部２５ａの両側に、余肉収容部２６
．２６が凹部としてそれぞれ設けられており、この余肉
収容部２６．２６は、テンション溝２２の加工時に生じ
る余肉に対して充分な容積を備えている。また、余肉収
容部２６の一方（第１図において右方）には、雄ねし加
工部２５ｂが断面Ｖ字形の突条に形成され、この雄ねじ
加工部２５ｂの相互間のＶ字状の溝の底の位置は、前記
余肉収容部２６の凹部の底２６ａの位置とほぼ等しい深
さの位置に設定されている。

一方、ボルトの材料は、例えば高張力鋼が使用され、冷
間鍛造によって頭部２１ａと、段差のないストレートな
細部２１ｂとを形成した転造用粗材２７を用い、第１図
（＾）、第１図（Ｂ）、第１図（Ｃ）の順に加工される
。

すなわち、第１図（＾）は転造を開始した直後の転造用
粗材２７と転造ダイス２５との関係を示すもので、先ず
、雄ねじ２３より転造深さの深いテンション溝２２を加
工するテンション溝加工部２５ａが、転造用粗材２７の
軸部２１ｂの表面に圧接する。

また第１図（Ｂ）は転造途中の状態を示すもので、テン
ション溝加工部２５ａの圧接陥入により生じた転造用粗
材２７側の余肉は、テンション溝加工部２５ａの両側の
余肉収容部２６．２６内に流れて、余肉膨隆部２４．２
４を形成しつつあり、また雄ねじ加工部２５ｂの圧接陥
入により生じた余肉は、転造ダイス２５のＶ溝内に流れ
て雄ねじ２３のねじ山を形成しつつある。

そして、第１図（Ｃ１は転造がほぼ完了した状態を示す
もので、転造ダイス２５の雄ねじ加工部２５ｂの■溝内
に余肉が圧縮された状態で充満するととも、テンション
溝加工部２５ａの両側の余肉収容部２６．２６内にも余
肉がほぼ充満して、雄ねじ２３および余肉膨隆部２４．
２４の形成がほぼ完了する。

このように、転造ダイス２５のテンション溝加工部２５
ａの両側に、テンション溝加工時に生じる余肉を充分収
容することのできる容積を備えた余肉収容部２６．２６
を有するため、テンション溝２２と雄ねじ２３とを同時
に転造した際に、先に余肉収容部２６．２６内に余肉が
充満することがなく、余肉がＶ溝内に先に充満するか、
余肉収容部２６と同時に充満して雄ねじ２３が形成され
るので、従来の製造方法の場合のように、テンション溝
加工部に先に余肉が充満して、雄ねじ２３が成形不完全
な状態で転造不能となることがない。

また、この実施例のテンションボルト２１のようにテン
ション溝２２に近接して雄ねじ２３が形成される場合で
も、テンジョン溝２２の両側に余肉膨隆部２４．２４を
備え、転造時に生じた余肉をここに盛り上げるようにし
たので、テンション溝２２の加工時に生じる余肉が雄ね
じ２３側に流れてねじ山を変形させることがない。

また、余肉膨隆部２４．２４の高さは、雄ねじ２３のね
じ山の高さとほぼ等しい高さに形成されてテンションボ
ルト２１の使用時に、座金等が余肉膨隆部２４．２４に
干渉する等の問題は生じない。

なお、形成するテンション溝の深さや幅が異なる場合に
は、例えば第３図に示すテレジョンボルト３１について
、テンション溝３２と雄ねじ３３とを同時に転造するに
は、テンジョン溝３２の形状、すなわち溝の深さおよび
幅等から余肉の発生量を算出し、その余肉の発生量に合
わせた容積の余肉収容部を有する転造ダイスを用いて、
テンション溝３２と雄ねじ３３とを同時に加工する。

したがって、テンション溝３２の深さが深く、またこの
溝の幅が広い場合には、第３図に示したように余肉膨隆
部３４．３４の幅が広くなる。

発明の効果以上のように、この発明のテンションボルトの製造方法
は、加工時に生じる余肉の量を、充分に収容できる容積
の余肉収容部を設けて、転造ダイスのテンション溝を加
工する部分へ、先に余肉が充満することによる転造不能
となるのを防止することができる。また、テンション溝
を形成するための余肉の処理が容易で、かつ余肉がねし
山に影響を与えることもないので、転造に要する荷重を
低減し、かつ品質の高いテンションボルトを製造できる
とともに、良品率を大幅に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図（＾）〜（Ｃ）は、この発明の方法による転造
過程を順に示す図、第２図はこの発明の方法により製造
されたテンションボルトの正面図、第３図はテンション
ボルトの別の例を示す正面図、第４図および第５図は従
来例を示すもので、第４図（＾）〜（Ｃ）は従来の製造
方法による各加工工程におけるテンションボルトをそれ
ぞれ示す説明図、第５図（＾）はテンション溝と雄ねじ
とを同時に転造する従来の製造方法による加工前の転造
用粗材を示す側面図、第５図（Ｂ）は転造を完了したテ
ンションボルトの側面図である。２１．３１・・・テンションボルト、　２１ａ・・・頭
部、　２１ｂ・・・軸部、　２２．３２・・・テンショ
ン溝、　２３．３３・・・雄ねじ、　２４．３４・・・
余肉膨隆部、　２５・・・転造ダイス、　２５ａ・・・
テンション溝加工部、　２５ｂ・雄ねし加工部、　２６
・・・余肉収容部、　２７・・・転造用粗材。特許出願人　トヨタ自動車株式会社代理人　　　弁理士　渡　辺　丈　失策１図第２図（Ａ）（Ｂ）第３図（Ｃ）第５図（Ａ）

Claims

【特許請求の範囲】

一端に頭部を有する軸部に、雄ねじと、この雄ねじより
転造径が小さいテンション溝とを同時に転造するテンシ
ョンボルトの製造方法において、前記テンション溝の両
側に、余肉膨隆部が形成されるように、テンション溝加
工部の両側に、所定の容積の余肉収容部を備えた転造ダ
イスによって転造加工することを特徴とするテンション
ボルトの製造方法。