JPS6025213B2 - ねじ山の形の内側に閉じられた螺旋空洞を有する弾性ねじの製造方法と工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、機械加工の技術に関し、特にねじ山の形の内
側に閉じられた螺旋空洞を有する弾性ねじを、冷間状態
にある金属を塑性変形させることにより製造する方法と
工具に関する。

背景技術 ブランクの金属の塑性変形特に転造によりねじを作る方
法は、現在広く応用されており（例えば、ピサレフスキ
Ｍ．１．、ナカテイフアニエトクニク レッブ ィ シ
ュリチヱフ、１９総年、マシュギッ、モスクワーレニン
グラード、参照）、高い容量、金属の節約、及び出来上
ったねじの高い強度等の明らかな利点と共に、本質的な
欠点をも特徴としている。

これらの欠点のうちまず第１には、孔の内側でねじを作
るとき工具を引っ掛けて動かなくするのを防ぐように意
図されたブランク寸法に対する厳格な公差と、特に小さ
い直径の孔の内側にねじを作るときに工具に影響を及ぼ
す大きいねじ形成力とがある。１９７３年６月２５日公
告された日本特許出願４８−２０９７７号に開示されて
いる、ねじ山の形の内側に閉じられた螺旋空洞を有する
弾性ねじを作る方法が、技術分野において知られている
。

上述の方法は、ブランク上に螺旋溝を予め形成し、引き
続いてねじ形成工具によってその壁の塑性変形させるこ
とを包含する。

ねじ形成工具は、その輪郭の頂部を螺旋溝の頂部と一致
させるように位置決めされる。次に、ねじ形成工具は、
螺旋溝の頂部の中へその輪郭より低く深められることに
よって、その壁の変形を与え、その結果、ねじ山の形の
内側に閉じられた螺旋空洞を有するねじが得られる。ね
じ山の形の内側に閉じられた螺旋空洞が存在するので、
このようにして得られたねじは、ブランク寸法の公差を
減少させることを可能とし、工具に及ぼすねじ形成力を
切り下げることを可能とし、更に雌ねじを転造する過程
で工具を引っ掛けて動かなくすることが排除されること
を可能とする。

然しながら、ねじ山の形に対する空洞の変位に帰すべき
上述の方法に従ってねじを作るとき、ねじの安定した弾
性を得ることが不可能であることが試験により立証され
た。

更に、螺旋溝の頂部の中へ工具を深く入れるとき、工具
に及ぼすねじ形成力は、金属の流れの態様のため尚相当
に大きい。

金属は、加工片の軸線に垂直な平面内でねじ形成工具の
方向に押し出され、それによって工具の輪郭を満たす。
出発部分を備えた本体内の周辺の周りに均一に配置され
たねじ切りローフー（ｔｈｒｅａｄｉｎｇｒｏｌｌｅｒ
ｓ）を包含するねじ転造工具（ａ比ｒｅａｄｒｏｌｌｉ
ｎｇｂｏｌ）（米国特許第３，０６９，処０号）が、技
術分野において知られている。

ローフーの鞠線は、本体の転がり線（舞ｎｅｒａｔｉｎ
ｇｌｉ船）に対して角度位置にあり、その角度は、出釆
上るねじの螺旋の角度に等しい。このような工具によっ
て、及び予め形成された螺旋溝の壁の塑性変形によって
、上述の弾性ねじを得るためには、前記工具の輪郭の頂
部を上述の螺旋溝の輪郭の頂部と一致させるように、前
記工具を位置決めすることが必要である。

このような位置決めは、例えば工作機械、装置、工具、
及び加工片を包含するＭＤＴＷ歯車系によって、工具と
加工片との間の硬い係合を得るようにそれを調節するこ
とにより、得ることができる。然しながら、このような
配列は、この方法の実施を実質的に複雑にする。更に、
入手しうるＭＤＴＷ系を用いるとき、工具と加工片との
間の十分に硬い係合を保証することが困難であり、その
結果、作られるべきねじ山の形の内側の空洞がその麹線
に関して変位され、ねじの弾性パラメータが安定しない
。本発明は、ねじ山の形の内側に閉じられた空洞を有す
る弾性ねじを作る方法と、それを実施するためのねじ形
成工具とを提供する問題に基礎を置き、ねじの弾性の安
定性を与えると共に、ねじ形成力を減少させる。

上述の問題は、ねじ形成工具によって、予め形成された
螺旋溝の壁を塑性変形させることにより、ねじ山の形の
内側に閉じられた空洞を有する弾性ねじを製造する方法
に於て、本発明に従って、前記螺旋溝は、形成されるね
じのり‐ド‘こ等しいピッチを有する少くとも２つの条
（ｄｏｕＷｅ−ｓねｒｔ）で作られ、条の１つは、螺旋
溝の変形の過程で、ねじ山の形の内側に配置された空洞
の中へ残りの条の各々を変位させる所のねじ形成工具を
方向付けるために役立つこと、を特徴とする方法を提供
することにより解決される。

このような配列は、この場合、空洞がねじ山の形の鼠線
に関して対称であるという事実のために、ねじの弾性の
安定性を増大させることを可能とする。

更に、ねじの変形に対し前記方法を適用するとき、ねじ
山の形に沿う金属の流れの態様が変えられ、ねじ山の形
の領域において応力を加えられ且つ変形された金属の実
験結果は、ねじの製造工程が、金属内のより小さい変形
と応力の下で進行し、従ってより小さいねじ形成力で進
行することを立証した。

上述の問題は、本体内の周辺の周りに均一に配置され且
つ円形のねじ山を有するねじ切りローフー（仇ｒｅａｄ
ｉｎｇｍｌｌｅ岱）を包含する所の、上述の方法を実施
するためのねじ形成工具において、本発明に従って、溝
形成ローラーが、本体の先端部分の側方の円周の周りに
且つねじ切りローラーの前に均一に配置され、前記溝形
成ローラが、骨こ等しいピッチを有する円形ねじ山を備
えていること、但し、Ｐは転造されるべきねじのピッチ
であり、ｎ≧２は螺旋溝の出発部分の数であること、を
特徴とするねじ形成工具を提供することによっても亦解
決される。

上述の工具は、ねじの弾性の安定性を増大させることを
可能とする。

その理由は、上述の方法によれば、螺旋溝の条の１つに
沿う工具の移動の間、前記工具が、ねじ山の形の軸線に
関して厳密に対称の螺旋空洞の中へ残りの条を変位させ
るためである。この場合、ねじ形成力が微々たるもので
あることは明らかである。添付図面を参照して、本発明
をその実施態様により更に説明する。

【図面の簡単な説明】

添付図面に於て：第１図は、本発明に従って、予め形成
された２条の螺旋溝の壁の塑性変形の過程を示す略図で
ある。 第２図は、３条の螺旋溝の壁を変形させることにより得
られたねじ山の形の破断図である。第３図は、本発明の
ねじ転造工具の概略正面図である。第４図は、出発部分
の側から見たときの第３図と同じ図である。発明を実施
するための最良の形態 上述の方法によるねじの製造は、次のようにして遂行さ
れる。 結果として出来上るねじ山のピッチに等しいピッチを有
する少くとも２条（ｄｏ肋ｌｅ−ｓｔａ九）の螺旋溝が
、技術分野において知られている方法の何れかによりブ
ランク（ｂｌａｎｋ）上に予め形成される。これに続い
て、このようにして用意された溝の壁がねじ形成工具に
よって変形され、ねじ形成工具は、条（ｓねｒｔｓ）の
１つに沿って移動する間に、残りの条の各々を、ねじ山
の形の内側に配置された空洞の中へ転移させる。弾力性
の雌ねじＭ１８ｘｌ．５〜餌を作るときの、上述の方法
を実施する例が、第１図に示されている。１．５肌のピ
ッチを有する２条の出発螺旋溝が、チップの出なし・転
造ねじ用のタップを用いて、銅２０から作られた加工片
１の孔の内側で予め転造された。 次に、ソ連国の標準１８８４０一１３に従って、めくら
孔の内側でねじをチップのでなし、転造をするように意
図されたタップ２ Ｍ１８×１．５が、孔の中へねじ込
まれた。条の１つは、他の条が工具と接触しない間にタ
ップを方向付けて、溝壁の変形の過程で空洞３を形成し
、この空洞３は、仕上げられたねじ山の形の軸線に関し
て対称となる。たとえ螺旋溝が３つ以上の条を備えても
、ねじを作るこの過程が同様に遂行されることが明瞭に
理解されるであろう。 螺旋溝が３条に作られる場合には、ねじ山の形の藤線に
関して対称に配置された２つの空洞が溝壁の変形の過程
でその中に形成され（第２図）、もしも上述の溝が４条
に作られるならば、３つの空洞が形成される等である。
ねじ山の形の内側にある空洞の位置が対称であることに
より、結果として出釆上ったねじの弾性の安定性（ｓね
ｂｍｔｙ）が保証される。更に、ねじ山の形の領域にお
いて応力を加えられ且つ変形された金属の状態の実験テ
ストの結果は、ねじを作る過程が、金属内のより小さい
変形とより小さい応力の下で進行し、従ってより小さい
ねじ形成力で進行するということを立証した。 この要因は、ねじ山の形に沿う金属の流れのより有利な
態様により生じる。螺旋溝の中に３つ以上の条を設ける
ことが、ねじ山の形の弾性を改良することを可能とし、
それによって、ブランク寸法に対する公差の要求を軽減
し、工具に及ぼすねじ形成力の影響を更に減小させ、こ
のようにして、小さい直径（８側未満）の孔の内側にね
じを作るとき、最も有利な状態をつくり出す。 その上、ねじ山の形の弾性が高いので、ねじの接合部に
おけるねじ螺旋間に、より均一な態様で荷重が分布され
る。上述の方法を実施する特定の実施例に示されている
ような２つの工具によって弾力性のねじを作ることは、
上述の工程を複雑化すると共に長くする結果を生じさせ
る。 上述の工程は、好ましくは、本発明の発明者により開発
された第３図及び第４図に示されているねじ転造工具（
ａ 比ｒｅａｄ−ｒｏｌｌｉｎｇにゅ１）によって遂行
される。前記工具は、先端部分５を備えた本体４と、溝
形成ローラー６と、本体内の周辺の周りに均一に配置さ
れたねじ切りローラー７とを包含する。溝形成ローラー
６は、先端部分５の側でねじ切り。 −ラ−７の前に本体４内部に配設され、害のピッチを有
する円形ねじ山を備えている。ここに、Ｐは、転造され
るべきねじ山のピッチであり、ｎＺ２は、螺旋溝の条数
である。本開示におし、ては、その溝形成ローラー６が
２条の溝（ａｄｏｕｂｌｅ−ｓねｒｔｇｏｏｖｅ）即ち
ｎ＝２を形成する所の工具が考察されている。ねじ切り
ローラー７は、転造されるべきねじ山のピッチに等しい
ピッチを有する円形のねじ山を備えている。 溝形成ローラー６の軸線とねじ切りローラー７の軸線と
は、実施例では円筒である本体４の転り線（鉾ｎｅｒａ
ｔｉｎｇｌｉｎｅ）に対し、螺旋角度に等しい角度で、
角度位置にある。 提案している工具によるねじの製造は、次のようにして
遂行される。 溝形成ローラー６は、自己係合の方法（ａ ｓｅｌｆ−
ｅｎｇａｇｎｇｍａｎｎｅｒ）で加工片の孔の中を移動
する間、ローラー７の円形ねじ山のピッチに等しいピッ
チを有する２条の螺旋溝を予め転造する。２条の螺旋溝
の形成は、螺旋溝の輪郭のピッチが、螺旋溝が形成され
るときのピッチより２倍小さく作られ、ねじ切りローフ
ー７が作動を開始する、という事実により説明すること
ができる。螺旋溝の条の一つは、溝形成ローラー６に続
くねじ切りローラー７を方向付けるために用いられ、ね
じ切りローラー７は、螺旋溝の壁を変形させるとき、ね
じ山の形の軸線に関して対称位置にある空洞の中へ第２
の条を変位させる。 弾性ねじを作る工程が、上述の工具によって単純化され
且つ短縮されることは明白である。 予め形成された溝を含むねじを作るこの原理は、雌ねじ
を作るためのみでなく、雄ねじを作るためにも同様に良
く利用しうろことは更に明白である。産業上の利用可能
性 本発明は、小さい直径（８肌禾満）の孔の内側及びめく
ら孔の内側に弾性ねじを作るとき応用するのに最も好都
合である。 凡のブ 凡はＺ 仇波ケ 仏佐々

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ねじ形成工具２によつて、予め形成された螺旋溝の
   壁を塑性変形することにより、ねじ山の形の内側に閉じ
   られた空洞を有する弾性ねじを製造する方法において、
   前記螺旋溝が、形成されるねじのピツチに等しいピツ
   チを有する少くとも２つの条で形成され、 条の１つは
   、前記螺旋溝の壁を塑性変形させる間にねじ山の形の内
   側に配置された閉じられた螺旋空洞３の中へ残りの条の
   各々を変位させるねじ形成工具を導くように作用するこ
   とを特徴とする弾性ねじの製造方法。 ２ ねじ形成工具２の本体４内の周辺の周りに均一に配
   置されていて円形ねじ山を有するねじ切りローラ７を備
   えたねじ形成工具２において、 前記本体４の先端部分
   ５の側の円周の周りで且つ前記ねじ切りローラ７の前方
   に溝形成ローラ６が均一に配置されており、該溝形成ロ
   ーラ６は、Ｐ／ｎ （ここに、ｐは製造されるべきねじ
   のピツチ、ｎ≧２は螺旋溝の条数）に等しいピツチを有
   する円形ねじ山を備えていることを特徴とする形成工具
   。