JPH06129410A - ネジ座金の製造方法、ネジ座金用金型、及びネジ座金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ネジ座金の製造方法、ネジ座金用
金型、及びネジ座金に関し、その第１の目的は要求され
るナット呼び高さより小さい板厚の金属板を用いて、上
記要求されるナット高さを満足する座（ナット）を備え
たネジ座金を形成する点にある。また第２の目的は上記
ネジ座金を金型を用いて簡単に製造できるとともに、座
が金属板から分離するおそれがなく（金属板と座との固
着状態が強固な）、しかも、十分に長いネジ孔が形成で
きるようにしたネジ座金の製造方法、ネジ座金、及びネ
ジ座金用金型を提供することを目的とする。 【構成】 金属板２の一部分を打ち出して該金属板２と
連続した状態の座３を形成するとともに、該座３の中心
部に更に、ネジ孔４の内径以下の小径の打ち出し穴７が
形成されるように打ち出し、更に、該座３に、上記打ち
出し穴７と同心にネジ孔４を形成するようにしたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ネジ座金の製造方
法、ネジ座金用金型、及びネジ座金に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は油圧パイプ等のパイプを工場内に
配管するときに使用するパイプクランプを示すものであ
る。下座金１０１の上に下のクランプ部材１０５ａが載
置され、更に、その上から、上のクランプ部材１０５ｂ
が載置される。更に、上のクランプ部材１０５ｂの上側
に上板１０６が下座金に対向して配置される。また、ボ
ルト１０７が上板１０６及び上下のクランプ部材１０５
ａ、１０５ｂに挿通されるとともに、下座金１０１に螺
合される構成となっている。

【０００３】上記下座金１０１は、図５に示すように、
金属板１０２と、これの上面に突出する位置決め用座１
０３とを備え、この座１０３に対して上記、下のクラン
プ部材１０５ａの位置決め穴１０５ｈが嵌まり込んで、
該下のクランプ部材１０５ａの位置決めが行なわれる。
更に、上記座に対して上記ボルト１０７に対応するネジ
孔１０４が形成されている。

【０００４】上記のような構成のパイプクランプは油や
空気を圧送するパイプを工場内に配管するときに使用さ
れる。ところが、上記工場内では機械的振動が大きい場
合が多くボルト１０７による金属板１０２に対する締め
付けトルクを充分に大きくとる必要がある。ボルト１０
７による締め付けトルクを充分に大きくするため金属板
１０２の厚みαより大きな長さβの座１０３が用いられ
る。すなわち、この座１０３は金属板１０２とは別体に
形成され、金属板１０２に座１０３を挿通する孔１０８
を形成し、この孔１０８に座１０３を挿入してろう付け
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の下座
金１０１は、別体に形成された金属板１０２と座１０３
とをろう付けしているため、製造工程が複雑でコストダ
ウンを図る上で不利になるとともに、パイプクランプ内
に流体を流すことにより生じる振動でろう付けが外れる
おそれがあり、また製鉄所等の高温雰囲気で使用する場
合にも同様の問題がある。

【０００６】そこで、図６に示すように、金属板２０２
の一部分を打ち出して位置決め用座２０３を形成し、そ
の座２０３の中心部にネジ孔２０４を形成する方法も考
えられる。

【０００７】すなわち、座２０３に所定の周面形状を与
えるため、座２０３に対応する形状の開口部３０１を有
するダイス３００が用いられる。更に、座２０３の投影
図形よりも広い範囲で板厚よりも浅く突出する台形凸部
４０１と、その中央部から更に突出し、座２０３の投影
図形よりも一定の範囲以上狭く、ネジ孔２０４よりも大
径の中心凸部４０２とを有するポンチ４００が用いられ
る。

【０００８】この方法において、台形凸部４０１を、ダ
イスの開口部（凹部）３０１より広くしているのは、押
し出し部の体積を多くして形成される座２０３の肉厚を
大きくすることが目的である。しかしながらこの場合で
も、座２０３と金属板２０２との接続強度を充分に大き
くとろうとすると金属板２０２と座２０３の連続部分γ
に体積を要するので、期待する程座２０３の厚みは大き
くならず、従って、２０３に形成されるネジ孔２０４の
長さが不足することになる。

【０００９】例えば，呼び径ｄ＝6mm のネジに使用され
るナットの呼び高さは4,8mm 以上（JIS-B1181 ）、ボル
ト締付トルク、120kgf−cm以上（JIS-B1052 ）、円周部
引張剪断力1,6 トン以上（JIS-B1051 ）の場合、このよ
うな条件を満足する上記ナットに代わる座２０３を、4,
5mm の厚さの鋼（ＪＩＳ，及びＩＳＯ規格厚さ）から形
成しようとしても、ボルト締付トルクや円周部引張剪断
力の条件を満足すると、座２０３の厚みは4,8mm 以下と
なり、また、座２０３の厚みを4,8mm 以上とすると上記
連続部γが異常に薄くなってボルト締付トルクや円周部
引張剪断力の条件を満足しないことになる。

【００１０】逆に、上記4,5mm の上のランクのＪＩＳ
（ＩＳＯ）規格品である6mm の鋼板に直接雌ネジを形成
することも考えられる。しかしながら、この場合下孔と
して、5mm 程度の径を必要とし、このように厚さより小
さい径の下孔をポンチで打ち抜くとすると、ポンチにか
かる荷重がおおきくなり、ポンチが該荷重に耐えられな
くなる。そこで、ボール盤で下孔をあけることも考えら
れるが、この場合非常な時間と手間が必要となることに
なる。本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであ
り、その第１の目的は要求されるナット呼び高さより小
さい板厚の金属板を用いて、上記要求されるナット高さ
を満足する座（ナット）を備えたネジ座金を形成する点
にある。また第２の目的は上記ネジ座金を金型を用いて
簡単に製造できるとともに、座が金属板から分離するお
それがなく（金属板と座との固着状態が強固な）、しか
も、十分に長いネジ孔が形成できるようにしたネジ座金
の製造方法、ネジ座金、及びネジ座金用金型を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の手段を採用している。即ち、金属板
２の一部分を打ち出して該金属板２と連続した状態の座
３を形成するとともに、該座３の中心部に更に、ネジ孔
４の内径以下の小径の打ち出し穴７が形成されるように
打ち出し、更に、該座３に、上記打ち出し穴７と同心に
ネジ孔４を形成するようにしたものである。

【００１２】上記ネジ孔４は、座３に形成された上記打
ち出し穴７と同心に下孔８を明けてから形成するように
してもよい。上記方法を実現するために、上記座３の外
形状に対応する開口部１１を有するダイ１０と、下記の
ポンチ２０とからなるネジ座金用金型が用いられる。即
ち上記ポンチ２０は上記開口部１１よりも広範囲にわた
って板厚よりも浅く突出する凸部２１と、及び該凸部２
１の中心部から突出し、上記座３の中心部に形成される
ネジ孔４の内径よりも小径の中心突起２３を備えてい
る。

【００１３】上記凸部２１と中心突起２３との間に、更
に、開口部１１より小径の第２の凸部２２を形成するこ
とによって、上記ダイ１０の内周面に沿った形状の該周
面を持った座３を形成することができる。

【００１４】また、上記金型で形成されたネジ座金は、
金属板２と、下記の座３と、該座に形成された打ち出し
穴７と同心に、上記座３の厚みに対応する長さに形成さ
れたネジ孔４とを備えた構成となっている。上記座３は
上記金属板２の一部分を、該金属板２に連続した状態で
打ち出されるとともに、該打ち出し部の中心にネジ孔４
より小径の打ち出し穴７が形成された構成となってい
る。

【００１５】

【作用】本発明の金型においては、ダイ１０が打ち出さ
れる座３の形状に対応する開口部１１を有し、ポンチ２
０の凸部２１はダイ１０の開口部１１よりも広範囲とな
っているので、打ち出し部（座３及び、該座３と金属板
２との連続部）の体積を大きくすることになり、結果と
して座３の厚みを大きくすることになる。中段の凸部２
２はダイ１０の開口部１１よりも小さく形成されている
ので、上記開口部１１に嵌り込んで座３の外形を形成す
る。

【００１６】更にその先端の突起２３は、ダイ１０の開
口部１１内でのポンチ２０の体積を増加させ、結果とし
て座３の厚みを増加させることになる。しかも、ネジ孔
（座３の中心部に形成されるネジ孔）４の内径よりも小
径の中心突起２３によって、打ち出し穴７が形成される
と、この後該打ち出し穴７と同心に座３に下孔８が形成
され、該下孔８にネジ孔４が形成される。このとき、打
ち出し穴７の深さ部分はネジ孔４として利用できるの
で、該ネジ孔４の長さは座３の厚みと同等となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１の断面図に示すように、本発明の一
実施例に係るネジ座金１は、金属板２と、これの一部分
を打ち出して形成した座３と、該座３の中心部に形成さ
れたネジ孔４とを備える。

【００１８】上記座３は図２に示すダイ１０と、ポンチ
２０とよりなる金型によって図３に示すように打ち出さ
れる。すなわち、上記ダイ１０は打ち出される座３の外
周形状に対応する開口部１１（該開口部は有底であって
も貫通穴であってもよい）を備える構成としている。

【００１９】また、上記ポンチ２０は、上記、開口部１
１よりも広範囲にわたって板厚よりも浅く突出する凸部
２１と、該凸部２１の中心部から開口部１１よりも狭い
範囲で、上記ネジ孔４よりも大径の第２凸部２２と第２
凸部２２の中心部から突出し、上記ネジ孔４の内径より
も小径の中心突起２３とを備える。

【００２０】上記凸部２１はダイ１０の開口部１１より
も広くなっている。これによって、第２凸部２２のみに
よって打ち出される体積（図１破線参照）よりも大きな
体積が打ち出されることになり、座３の厚みを増加させ
ることになる。ただしこの凸部２１の径はあまり大きく
とってもダイ１０側に対応する凹部がないので充分な押
し出しをすることができない。また、凸部２１の径を小
さくしてダイ１０の開口部１１に近くすると円周部引張
剪断力を小さくすることになる。従って、凸部２１の径
はダイ１０の開口部１１に対して１０〜３０％大きくさ
れる。

【００２１】また上記凸部２１の高さは金属板２の板厚
より薄い値とされる。すなわち、座３と金属板２とを充
分な強度で繋ぐためである。凸部２１の高さをあまり大
きくすると金属板２と充分な強度で繋ぐことはできな
い。逆に、凸部２１の高さは金属板２をあまりに小さく
すると打ち出される体積が小さくなって、その結果座３
の厚みが期待する程大きくならないことになる。従っ
て、上記凸部２１の高さは金属板２の厚みの５０〜７５
％程度とされる。もっとも前記の範囲は金属板２の厚み
に左右されるが、ここでは要求される座３の厚みに対し
て以下に説明する、下孔８の径より薄い板厚の鋼材であ
ってＪＩＳ（ＩＳＯ）規格上最も大きい板厚の鋼材（金
属板２）を用いた場合を想定している。

【００２２】更に、上記凸部２１の外周には、該上記凸
部２１が金属板２に食い込み易くするために５〜１０度
前後のテーパが付けられている。上記第２凸部２２はダ
イ１０の開口部１１よりも狭くなっている。従って、ダ
イ１０の開口部１１に嵌まり込んで、該開口部１１の内
径と同じ外径を備える座３が形成されることになる。上
記第２凸部２２の径をダイ１０の開口部１１の径にあま
り近づけると、金属板２と座３の継ぎ部γが薄くなって
金属板２と座３との接続強度（上記円周部引張剪断力以
上が必要）が小さくなり、逆に第２凸部２２の径とダイ
１０の開口部１１の径の差をあまり大きくすると打ち出
される体積が小さくなり、結果として座３の厚みを小さ
くする。

【００２３】以上を考慮して、第２凸部２２の径とダイ
１０の開口部１１の径の差は金属板２の厚みの５０〜７
５％とされる。この範囲も金属板２の厚みに左右される
が、ここでも要求される座３の厚みに対して、下孔８の
径より薄い板厚の鋼材であってＪＩＳ（ＩＳＯ）規格上
最も大きい板厚の鋼材（金属板２）を用いた場合を想定
している。

【００２４】更に、上記第２凸部２１の外周にも、上記
凸部２１の外周と同様に、５〜１０度前後のテーパが付
けられている。上記先端の中心突起２３は、ネジ孔４の
内径よりも小径にされる。これによって上記凸部２１、
２２によって打ち出された座３の高さを更に厚くするこ
とになる。また、該中心突起２３によって形成された打
ち出し穴７は、ネジ孔４より小径であるので、該打ち出
し穴７を下記のようにネジ孔４として利用できる。従っ
て上記のように厚くなった座３の厚みをそのままネジ孔
４の長さとすることができる。 座３を打ち出した後、
図３（ｂ）に示すように、必要に応じて、座の先端面に
開口する、ネジ孔４の内径よりも小径の下孔８が打ち出
し穴７と同軸心状に、例えばポンチ４０を用いて形成さ
れる。ここでドリルを用いることも可能であるがポンチ
４０を用いた方が手数が少なくて簡単となる。

【００２５】下孔８の孔径と打ち出し穴７の穴径との大
小関係は特に限定されないが、打ち出し穴７の径を下孔
８の穴径と同じ、もしくはそれ以下に形成するのが通例
である。

【００２６】この実施例では、下孔８の位置精度を高め
るとともに、下孔８の孔明け時間を短縮するため、下孔
８の孔径を打ち出し穴７の穴径と等径にしている。この
後、図３（ｃ）に示すように、座３の先端面から下孔８
にタップ５０を立てて、該下孔８の全長にわたってタッ
プ５０を立ててネジが切られる。

【００２７】下孔８を形成することは本発明に必須のこ
とではないが、下孔８及び打ち出し穴７を案内にしてネ
ジを切ることができるので、ネジ切り作業が容易になる
とともに、ネジ孔４を傾斜させずに正確に形成できるの
で有利になる。

【００２８】このようにして、上記の金型を用いて金属
板２の一部分を打ち出して座３を形成し、その座３の中
心部分にネジ孔４を形成することにより、図１に示すネ
ジ座金１が得られる。

【００２９】厚さ4,5mm の金属板２を用いて、呼び径ｄ
＝6mm のネジに使用される座３を本発明を適用して形成
したところ以下の結果が得られた。 座３の高さ、5,5mm （JIS-B1181 に規定の4,8mm をク
リア）。

【００３０】ボルト締付トルク、200kgf−cm以上（JI
S-B1052 に規定の120kgf−cm以上をクリア）。 円周部引張剪断力、2,6 トン以上（JIS-B1051 に規定
の1,6 トン以上をクリア）。

【００３１】尚、ダイ１０の開口部１１の径は12mm、突
起２１の径は14mm（但し上端は上記テーパによって14mm
より大きい），高さは3mm ，第２突起２２の径は9,7mm
（但し、下端はテーパによって9,7mm より小さい）、高
さ2,5mm 中心突起２３の径は5,1mm 、高さ2mm である。

【００３２】以上説明したように、このネジ座金１にお
いては、座３が金属板２の一部分を打ち出して形成され
るので、金属板１０２と座１０３を別体に作ってろう付
けしている従来例に比べると、製造工程を簡単にでき
る。従って、大幅にコストダウンを図れる上、素材の歩
留まりが高くなるので、一層大幅にコストダウンを図る
ことができる。

【００３３】また、ネジ座金１においては、座３が金属
板２の一部分を打ち出して形成されるので、座３が金属
板２と組織的に連続している。従って、金属板２と座３
との連結強度が高く、機械的振動に対する疲労強度が高
められ、使用中に座３が金属板２から外れるおそれがな
くなる結果、製品の強度に対する信頼性を著しく高める
ことができる。

【００３４】さらに、このネジ座金１においては、ネジ
孔４のネジが、金属板２より厚みが大きくなった座３の
中央部分の肉厚全体に形成されるので、ネジ孔４とこれ
に螺合されるボルトとの結合強度に必要な長さのネジ孔
４を形成できる。

【００３５】更にまた、上記のネジ座１の形成方法によ
ると、要求されるナット高さ（座の高さ）より薄い金属
板を用いて目的の厚さの座を形成できるので、材料コス
トも小さくすることが可能となる。

【００３６】以上、座３の外周が円形である場合のみに
付いて説明したが、一般に用いられるナットに形状、す
なわち六角であってもよいこともちろんである。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のネジ座
金用金型によれば、この金型を用いて金属板をプレスす
ることにより、金属板に連続する座を形成することがで
き、製造工程が簡単になるので、大幅にコストダウンを
図ることができるとともに、素材の歩留まりを高めて、
一層大幅にコストダウンを図ることができる。

【００３８】また、本発明のネジ座金用金型によれば、
この金型を用いて金属板をプレスすることにより、所定
の外周形状を有するとともに、中心部にはネジ孔の内径
よりも小径の打ち出し穴を有する座を金属板に連続して
形成することができるので、座と金属板との結合部の機
械的振動に対する疲労強度が高められ、使用中に座が金
属板から外れるおそれがなくなり、製品の強度に対する
信頼性を著しく高めることができる。

【００３９】また、このようにして形成された座の中心
部に座の打ち出し先端面から上記打ち出し穴にわたって
ネジ孔を形成することにより、材料として使用する金属
板の肉厚よりも長いネジを有するネジ孔を形成すること
ができ、ネジ孔とこれに螺合されるボルトとの結合強度
が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のネジ座金の断面図である。

【図２】本発明のネジ座金用金型の断面図である。

【図３】本発明のネジ座金の製造方法のフロー図であ
る。

【図４】従来例が適用されるパイプクランプの正面図で
ある。

【図５】従来例の断面図である。

【図６】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ ネジ座金 ２ 金属板 ３ 座 ４ ネジ孔 ７ 打ち出し穴 ８ 下孔 １０ ダイ １１ 開口部 ２０ ポンチ ２１ 凸部 ２３ 中心突起

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属板(2) の一部分を打ち出して該金属
   板(2) と連続した状態の座(3) を形成するとともに、該
   座(3) の中心部に更に、ネジ孔(4) の内径以下の小径の
   打ち出し穴(7) が形成されるように打ち出し、更に、該
   座(3) に、上記打ち出し穴(7) と同心にネジ孔(4) を形
   成することを特徴とするネジ座金の製造方法。
2. 【請求項２】 上記座(3) に形成された上記打ち出し穴
   (7) と同心に下孔(8) を明けてから座(3) の厚みのネジ
   孔(4) を形成する請求項１に記載のネジ座金の製造方
   法。
3. 【請求項３】 金属板(2) の一部分を打ち出して該金属
   板(2) と連続する状態に形成された座(3) と、該座(3)
   の中心部にネジ孔(4) を備えたネジ座金を形成する金型
   であって、 上記座(3) の外形状に対応する開口部(11)を有するダイ
   (10)と、 上記開口部(11)よりも広範囲にわたって板厚よりも浅く
   突出する凸部(21)、及び該凸部(21)の中心部から突出
   し、上記座(3) の中心部に形成されるネジ孔(4)の内径
   よりも小径の中心突起(23)を有するポンチ(20)とからな
   るネジ座金用金型。
4. 【請求項４】 上記凸部(21)と中心突起(23)との間に、
   更に、開口部(11)より小径の第２の凸部(22)を形成した
   請求項２に記載のネジ座金用金型。
5. 【請求項５】 金属板(2) と、 該金属板(2) の一部分を、該金属板(2) に連続した状態
   で打ち出すとともに、該打ち出し部の中心にネジ孔(4)
   より小径の打ち出し穴(7) を形成した座(3) と、 上記打ち出し穴(7) と同心に、上記座(3) の厚みに対応
   する長さに形成されたネジ孔(4) とを備えたことを特徴
   とするネジ座金。