JPH1029030A - ねじ転造用平ダイス - Google Patents

ねじ転造用平ダイス

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JPH1029030A
JPH1029030A JP20431296A JP20431296A JPH1029030A JP H1029030 A JPH1029030 A JP H1029030A JP 20431296 A JP20431296 A JP 20431296A JP 20431296 A JP20431296 A JP 20431296A JP H1029030 A JPH1029030 A JP H1029030A
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JP
Japan
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groove
rolling
screw
flat
thread
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Application number
JP20431296A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaharu Umemura
正治 梅村
Junichi Ozawa
潤一 小沢
Yoshitoshi Kashiwagi
好敏 柏木
Akihiro Uesugi
晃弘 上杉
Sunao Ueki
直 植木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minebea Co Ltd
Original Assignee
Minebea Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】円形ねじ部と非円形ねじ部を備え、セルフタッ
ピングねじとして使用でき、しかも締付強度、締付破断
トルクが大にして使用分野を拡大できるねじを容易かつ
高精度に製造することのできる平ダイスを提供する。 【解決手段】ねじ転造用の複数の転造溝6が所定のリー
ド角で転造面の全幅に亘って平行直線状に形成され、転
造面の上縁側から所定幅の範囲には転造溝6aの深さお
よび谷の角度が一定である平溝部10が形成され、この
平溝部に続いて転造溝6bの深さおよび谷の角度が徐々
に変化する変形溝部11が形成され、さらに深さおよび
谷の角度が一定である転造溝6cが形成され、転造面の
前面側に向かって下傾する前傾部4を前記変形溝部11
に続いて形成した構造。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は塑性変形によりねじ
条を転造する平ダイスに関し、より詳しくはねじ条の山
の径が一定な円形ねじ部と、山の径が変化する特殊非円
形ねじ部を備えるねじを製造するための平ダイスに関す
る。
【0002】
【従来の技術とその問題点】ねじの素材たる丸棒材より
なるブランク材の外周に塑性変形によりねじ条を転造す
る平ダイスには従来から図19に示すような構造のもの
がある。平ダイス50は四角柱状に形成されていて、転
造面51にはねじを転造するための複数の転造溝52が
所定のリード角で平行直線状に形成されており、転造溝
52間の山部53は全て同一平面上にある。
【0003】従来の平ダイスでは全ての転造溝52は転
造面の全幅に亘って一定の形状に形成されており、例え
ばねじ条の山および谷の各径が全域に亘って同径なメー
トルねじやユニファイねじ等の通常の円形ねじを製造す
るには、前記転造溝52の深さおよび谷の角度が一定で
ある平ダイスを使用し、また山の径を一巻き(1ピッ
チ)中に複数箇所で他の部分よりも大とした断面投影形
状が多角形状をなす非円形ねじを製造する場合には溝の
深さや溝の谷の角度が徐々に変化する平ダイスを使用す
る。
【0004】ところで、上記非円形ねじは素孔やバーリ
ング孔等に対するセルフタッピングねじとして広く使用
されているが、ねじ山の径及び頂角が円形ねじと異なっ
て不均一であることから、めねじの谷とねじ山の間に隙
間が生じて接触面積がその分小となるため、軸方向の耐
力や締付破断トルク値が円形ねじよりも劣り、ために使
用分野も一部制限されるという不都合がある。
【0005】ねじの先端側が非円形ねじで、その他を円
形ねじとする特殊非円形ねじであればセルフタッピング
ねじとして使用でき、しかも締付強度、締付破断トルク
が大にして使用分野を拡大できるが、従来の平ダイスは
その転造溝が全て同じ形状であるので、前記特殊非円形
ねじを製造することはできなかった。
【0006】また、ねじには先端部を先細りのテーパー
状に形成してねじの先端を被締結用の孔に挿入しやすい
ようにしたものがあるが、従来の平ダイスでは転造溝間
の山の頂部が同一平面上にあるので、ねじのテーパー部
には不完全なねじ条しか形成できず、ねじを被締結用の
孔へ正確に導入できないことがあった。
【0007】
【本発明の目的】本発明の目的とするところは、円形ね
じ部と非円形ねじ部を備え、セルフタッピングねじとし
て使用でき、しかも締付強度、締付破断トルクが大にし
て使用分野を拡大できるねじを容易かつ高精度に製造す
ることのできる平ダイスを提供することにある。
【0008】
【本発明の構成】上述した目的を達成するために、本発
明に係るねじ転造用平ダイスはねじ転造用の複数の転造
溝が所定のリード角で転造面の全幅に亘って平行直線状
に形成され、転造面の上縁側から所定幅の範囲には転造
溝の深さおよび谷の角度が一定である平溝部が形成さ
れ、この平溝部に続いて転造溝の深さおよび谷の角度が
徐々に変化する変形溝部を形成したものとしてある。
【0009】また、本発明に係るねじ転造用平ダイスは
ねじ転造用の複数の転造溝が所定のリード角で転造面の
全幅に亘って平行直線状に形成され、転造面の上縁側か
ら所定幅の範囲には転造溝の深さおよび谷の角度が一定
である平溝部が形成され、この平溝部に続いて転造溝の
深さおよび谷の角度が徐々に変化する変形溝部が形成さ
れ、さらに深さおよび谷の角度が一定である転造溝が形
成され、転造面の前面側に向かって下傾する前傾部を前
記変形溝部に続いて形成したものとしてある。
【0010】本発明の実施態様は、前記傾斜部を、転造
面の一端縁から他端縁に向かって徐々に幅が広くなる略
三角形状に形成する。
【0011】
【実施例】以下本発明に係る平ダイスの実施例を図1〜
12に示す具体例に基づいて詳細に説明する。平ダイス
1は略四角柱状に形成されていて、平ダイスの転造面2
には同転造面の上縁から所定の幅の垂直部3が形成さ
れ、この垂直部3に続いて下方に向かって前面側に傾斜
する前傾部4が形成されている。
【0012】前傾部4はねじを転造する際にねじの素材
たるブランク材を導入する側(図1では左側)の端縁か
ら転造後のねじを排出する側(図1では右側)の端縁に
向かって幅が大となる略三角形状に形成されており、そ
の傾斜角度は製造しようとするねじの先端テーパー部の
傾斜と同じ角度にしてある。
【0013】前記垂直部3および前傾部4にはブランク
材の外周にねじ条を形成するための複数の転造溝6が平
行直線状に形成されており、この転造溝は製造するねじ
のリード角と同じ傾斜角が付されている。
【0014】ブランク材の導入側(図1では左側)にお
ける前傾部4の下方には、下方に向かってダイスの背面
側に傾斜する後傾部5とその後傾部に続く平坦部7が形
成されていて、転造後のねじの排出側(図1では右側)
における前傾部4の下方には凸部8が形成されており、
前記後傾部5と凸部8の間には移行傾斜部9が形成され
ている。
【0015】垂直部3には平溝部10と変形溝部11が
形成されていて、これらの平溝部と変形溝部の境界は転
造面2の上縁と平行となるように形成されている。これ
ら平溝部10と変形溝部11では溝間の山12は同一平
面上にあるが、転造溝の形状が異なる。
【0016】平溝部10における転造溝6aは、図5、
6に示すように溝の深さH1 および谷13の角度α1
一定となるように形成されており、この平溝部10によ
りブランク材に円形ねじ部が転造される。
【0017】変形溝部11内における転造溝6bは、図
7〜9に示すように溝の深さが徐々に変化し、溝の谷1
4が波形となるように形成されていて、この転造溝は谷
の最深部14aの深さH2 が、前記平溝部10における
転造溝6aの谷の深さH1 と同じで、最深部14a間の
中間に形成された深さH3 の最浅部14bに向かって徐
々に浅くなるように形成されている。
【0018】また、変形溝部10の転造溝6bの谷の角
度α2 は、溝の最深部14aでは前記平溝部10の転造
溝6aの谷の角度α1 と同じであるが、最浅部14bで
は谷の角度α3 が前記平溝部10の転造溝6aの谷の角
度α1 よりも大となるように形成されており、この変形
溝部11によりブランク材に非円形ねじ部が転造され
る。
【0019】前傾部4における転造溝6cは、図10、
11に示すように溝の深さH4 および谷15の角度α4
が一定となるように形成されており、この前傾部4によ
りブランク材の先端部にテーパーねじ部が転造される。
【0020】なお、垂直部3のブランク材導入側(図1
では左側)には転造開始部16を形成してあり、この転
造開始部には図12に示すように転造溝6間の山12の
頂部に多数の切り込み16aを形成してあって、ねじの
製造時にブランク材が滑らないようにしてある。転造面
2における、転造後のねじを排出する側(図1では右
側)の端縁にはアールを付してあって、ねじに傷をつけ
ないようにしてある。
【0021】次に、上述のように構成した本発明に係る
平ダイスの作用を図13〜18に基づいて説明する。ね
じを転造する前の素材たる丸棒材よりなるブランク材1
7は、例えば図13に示す形状のものとしてあって、こ
のブランク材17には頭部18に続いて大径部19a、
小径部19bおよび先細りのテーパー部19cが形成さ
れており、また大径部19aおよび小径部19bの間に
はこれら大径部と小径部の間をなだらかにつなぐ移行部
19dが形成されている。
【0022】ブランク材17に大径部と小径部を設けて
あるのは、変形溝部11における溝の平均深さが平溝部
10における溝の深さに比べて小であるため、同じ径の
ブランク材にねじ条を転造すると、変形溝部により転造
されるねじ条の谷の径が平溝部により転造されるねじ条
の谷の径よりも大となってしまい、ねじの精度が低下し
てしまうからである。
【0023】上述したブランク材17にねじ条を転造す
る際には図14に示すように本発明に係る平ダイスを2
個使用し、一方の平ダイスを固定ダイス20、他方の平
ダイスを移動ダイス21としてこれらのダイスの各転造
開始部16間にブランク材17を挟み込む。この際、図
15に示すようにブランク材17の大径部19aおよび
小径部19bが両ダイス20、21の各垂直面3間に、
先端テーパー部19cが各後傾部5間に位置するように
セットする。
【0024】両ダイス20、21間に所要の圧力を掛け
ながら移動ダイスを図中矢印A方向へ略平行移動させる
ことにより、ブランク材17が転造開始部16側からね
じ排出側の端縁20aに向かって回転しながら移動させ
られ、ブランク材17の大径部19aには平溝部10に
より、小径部19bには変形溝部11によりそれぞれね
じ条が転造される。
【0025】ブランク材17の先端テーパー部19cに
ねじ条を転造する前傾部4はねじの排出方向に向かって
徐々に幅が広がるように形成されているので、転造初期
にはテーパー部と前傾部とは殆ど接触しないが、ブラン
ク材の移動に伴ってテーパー部19cと前傾部との接触
面積が大となり、テーパー部19cには小径部側から先
端側に向かって徐々にねじ条が転造される。
【0026】前記固定ダイス20と移動ダイス21の各
転造面には同じ転造溝および傾斜面が形成されている
が、移動ダイス21は固定ダイス20よりも長手方向の
幅が広いものを使用する。なお、図14においては移動
ダイス21のねじ排出側の端縁にも固定ダイス20と同
様にアールを付してあるが、移動ダイスの長手方向の幅
が固定ダイスよりも充分に長ければ、移動ダイスの端縁
にアールを付さなくてもよい。
【0027】ブランク材17にねじ条が転造されると、
図16に示すように頭部22、無螺子部23に続いてね
じ部24が形成され、このねじ部24には円形ねじ部2
4a、非円形ねじ部24bおよび先端部のテーパーねじ
部24cが形成される。
【0028】平ダイスの平溝部10により形成される円
形ねじ部24aは図17に示すようにねじ条における山
25の径、谷26の径は全域に亘ってそれぞれ一定で、
山の高さH5 が平ダイスの平溝部10における谷の深さ
1 と同じであり、断面の投影形状は真円を呈し、また
山の頂角は全域に亘って平ダイスの谷の角度α1 と同じ
に形成される。
【0029】平ダイスの変形溝部11により形成される
非円形ねじ部24bは、ねじ条における谷27の径は全
域に亘って前記円形ねじ部24aにおける谷26の径と
同じであるが、山28の径がねじ条に沿って変化するよ
うに形成される。
【0030】非円形ねじ部24bにおけるねじ山28
は、図18に示すように平ダイスの変形溝部11におけ
る転造溝6bの最深部14aにより山の高さH6 が円形
ねじ部24aのねじ山25の高さH5 と同じで頂角も同
じくする最高部28aがねじ条の一巻きについて複数回
現われ、これら最高部28aの間には高さH7 の最低部
28bが形成され、例えば最高部がねじ条の一巻きにつ
いて6個現われる場合には、非円形ねじ部の断面の投影
形状は角部を丸められた正六角形を呈する。
【0031】平ダイスの前傾部4により形成されるテー
パーねじ部24cは、山29の径および谷30の径がと
もにねじの先端に向かって小となる先細りのテーパー状
に形成されており、ねじ山の高さはねじの先端まで一定
に形成されている。
【0032】本発明の平ダイスによりねじ条が転造され
たねじは、先端部分のテーパーねじ部24cを被締結物
の素孔やバーリング孔へ入れてねじ回すことにより、非
円形ねじ部24bの山の最高部28aで素孔やバーリン
グ孔にねじ立てされ、さらにねじ回すことにより、被締
結物のすでにタッピングされているめねじ孔へ円形ねじ
部24aが螺合するので、非円形ねじ部だけの螺合と異
なり、めねじとの接触面積が大となり、締付破断トル
ク、ねじ嵌合部の強度を大ならしめることができる。
【0033】
【発明の作用、効果】本発明に係るねじ転造用平ダイス
は上述した構造のものとしてあるので、次の作用、効果
を奏し得る。平ダイスの転造面は深さおよび谷の角度が
一定な転造溝が形成された平溝部と、深さおよび谷の角
度が徐々に変化する転造溝が形成された変形溝部を備え
ており、非円形ねじ部のねじ条と円形ねじ部のねじ条と
を精度良くしかも一度の加工で容易に転造することがで
きる。
【0034】また、転造面には前傾部が形成されてお
り、この前傾部の転造溝によりねじ先端のテーパー部に
山の高さおよび谷の角度が一定なねじ条を先端部まで高
精度に転造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るダイスの実施例を示す正面図。
【図2】本発明に係るダイスの実施例を示す平面図。
【図3】本発明に係るダイスの実施例を示す左側面図。
【図4】本発明に係るダイスの実施例を示す右側面図。
【図5】平溝部における転造溝を示す図1のV-V 線断面
図。
【図6】図5の縦断面図。
【図7】変形溝部における転造溝を示す図1のVII-VII
線断面図。
【図8】図7の最深部における縦断面図。
【図9】図7の最浅部における縦断面図。
【図10】傾斜部における転造溝を示す図1のX-X 線断
面図。
【図11】図10の縦断面図。
【図12】転造開始部の転造溝を示す図1のXII-XII 線
断面図。
【図13】ねじの素材たるブランク材の正面図。
【図14】ブランク材を平ダイスにセットした状態を示
す平面図。
【図15】転造時のブランク材と平ダイスとの位置関係
を示す正面図。
【図16】本発明に係るダイスにより転造されたねじの
正面図。
【図17】円形ねじ部の軸直角断面図。
【図18】非円形ねじ部の軸直角断面図。
【図19】従来の平ダイスを示す斜視図。
【符号の説明】
1 平ダイス 2 転造面 3 垂直部 4 前傾部 5 後傾部 6、6a、6b、6c 転造溝 7 平坦部 8 凸部 9 移行傾斜部 10 平溝部 11 変形溝部 12 転造溝間の山 13 平溝部における転造溝の谷 14 変形溝部における転造溝の谷 14a 最深部 14b 最浅部 15 傾斜部における転造溝の谷 16 転造開始部 16a 切り込み 17 ブランク材 18 ブランク材の頭
部 19a 大径部 19b 小径部 19c テーパー部 20 固定ダイス 21 移動ダイス 22 頭部 23 無螺子部 24 ねじ部 24a 円形ねじ部 24b 非円形ねじ部 24c テーパーねじ
部 25 円形ねじ部の山 26 円形ねじ部の谷 28 非円形ねじ部の山 28a 山の最高部 28b 山の最低部 29 テーパーねじ部の山 30 テーパーねじ部
の谷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上杉 晃弘 神奈川県藤沢市川名1−4−14 富士見荘 120号 (72)発明者 植木 直 神奈川県藤沢市川名1−4−14 富士見荘 122号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ねじ転造用の複数の転造溝が所定のリード
    角で転造面の全幅に亘って平行直線状に形成され、転造
    面の上縁側から所定幅の範囲には転造溝の深さおよび谷
    の角度が一定である平溝部が形成され、この平溝部に続
    いて転造溝の深さおよび谷の角度が徐々に変化する変形
    溝部が形成されてなるねじ転造用平ダイス。
  2. 【請求項2】ねじ転造用の複数の転造溝が所定のリード
    角で転造面の全幅に亘って平行直線状に形成され、転造
    面の上縁側から所定幅の範囲には転造溝の深さおよび谷
    の角度が一定である平溝部が形成され、この平溝部に続
    いて転造溝の深さおよび谷の角度が徐々に変化する変形
    溝部が形成され、さらに深さおよび谷の角度が一定であ
    る転造溝が形成され、転造面の前面側に向かって下傾す
    る前傾部を前記変形溝部に続いて形成してなるねじ転造
    用平ダイス。
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Cited By (4)

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