JPS623841A - テ−パ部品の製造方法および装置 - Google Patents

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】 技術分野 本発明は、被加工物の外周テーパ面に転造加工を施すこ
とにより所定のテーパ部品を製造する方法およびそのた
めの装置に関するものである。

従来技術 頭部に工具係合用の凹陥部が形成されたねし類等を締め
付けるファスナー用の締結工具にあっては、上記凹陥部
への付着性を良くする等のために先端部がテーパ形状と
され、その外周テーパ面に凹陥部に対応する複数の溝が
軸心に対して所定の勾配をもって形成されているのが普
通である。そして、かかる締結工具のように、少なくと
も一部に外周テーパ面を有し、且つその外周テーパ面に
所定の凹凸形状が形成されるテーパ部品の製造に際して
は、従来、予め外周テーパ面が形成された被加工物に、
フライス工具等を用いて切削加工を施すことにより、上
記所定の凹凸形状を形成しているのが一般的であった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の製造方法においては、
上記凹凸形状の切削加工に際して、例えば凹凸形状の一
つ一つについて円周分割操作する必要があるなど、極め
て非能率的で生産性が低く、その結果、製造されたテー
パ部品が高価となる問題があった。

なお、外周テーパ面にストレート歯形を有するセレーシ
ョンやスプライン、或いはリード角を有するねじ類等で
あって、そのテーパ角度が比較的小さい各種テーパ部品
の製造に際しては、その外周テーパ面に複数の転造ダイ
スを押し付けて被加工物を挟圧しつつ転造加工を行うこ
とにより、所定の凹凸形状を形成するようにしているも
のがあるが、上記ファスナー用の締結工具など、テーパ
角度が比較的大きいテーパ部品においては、転造加工の
際にその転造圧力によって被加工物が外周テーパ面の大
径側へ押し出されてしまうため、かかる転造加工による
製造方法をそのまま適用することはできなかったのであ
る。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するために為されたものであ
り、その要旨とするところは、少なくとも一部に外周テ
ーパ面を有する被加工物のその外周テーパ面に転造加工
を施すことにより所定のテーパ部品を製造する方法であ
って、被加工物を軸まわりの回転可能かつ軸方向におい
て前記外周テーパ面の大径側への移動不能に保持した状
態で、複数の傘形転造ダイスを前記外周テーパ面に押し
付けて前記被加工物を挟圧しつつ、該傘形転造ダイスを
回転させて前記転造加工を施すようにしたことにある。

また、かかる製造方法を好適に実施し得るテーパ部品の
製造装置は、（ａｌ被加工物を軸まわりの回転可能かつ
軸方向において外周テーパ面の大径側への移動不能に保
持する被加工物保持装置と、（ｂ）その被加工物の軸心
に直角な共通の中心線まわりの回転可能に相対向して配
設された一対の傘形転造ダイスと、（Ｃ）それ等の傘形
転造ダイスを前記外周テーパ面に押し付けつつ互いに反
対方向に回転させるダイス駆動装置とを備えて構成され
る。

作用および発明の効果 このようにすれば、被加工物保持装置によって被加工物
が外周テーパ面の大径側への移動不能に保持されるため
、その外周テーパ面に複数の傘形転造ダイスを押し付け
て被加工物を挟圧しつつ転造加工を行っても、その転造
加工の際に被加工物が外周チー°バ面の大径側へ押し出
されることはない。したがって、例えば前記ファスナー
用の締結工具など、比較的テーパ角の大きい外周テーパ
面を有する被加工物に対しても、転造加工により所定の
凹凸形状を形成することができるようになり、従来の切
削加工による製造方法に比較して、生産能率が大幅に向
上し、かかるテーパ部品のコストダウンを図ることがで
きるのである。

また、本発明では、外周テーパ面に転造加工を施すため
の転造ダイスとして傘形転造ダイスを採用しているため
、平ダイスやロールダイスを用いる場合に比較して、テ
ーパ角が比較的大きい被加工物に転造加工を行う際にも
、大径部と小径部との周速差に起因して転造不良を起こ
すことがなく、良好な転造加工を施すことができる。

一方、上記本発明の製造装置は、一対の傘形転造ダイス
が被加工物の軸心に直角な共通の中心線まわりの回転可
能に相対向して配設され、ダイス駆動装置によってそれ
らを被加工物の外周テーパ面に押し付けつつ互いに反対
方向に回転させるようになっているため、複数の傘形転
造ダイスを異なる中心線まわりの回転可能に配設してそ
れらを回転駆動する場合に比較して、ダイス駆動装置が
簡単に構成され得る。特に、上記一対の傘形転造ダイス
として、それらの間に被加工物の挿入、離脱を許容する
空間を形成する挿脱部と、その挿脱部から一円周方向に
続（転造加工部とを備え、その転造加工部が食付歯部、
平行歯部、および逃げ歯部を順次有するものを採用すれ
ば、それら一対の傘形転造ダイスを相互に離間させるこ
となく被加工物をセントしたり取り出したりすることが
できるとともに、それらを被加工物の寸法に応じて予め
定められた所定の間隔を隔てて位置固定に配設すること
が可能となり、ダイス駆動装置が一層簡単に構成され得
る利点がある。

なお、かかる本発明の製造方法および装置は、前記ファ
スナー用の締結工具は勿論、外周テーパ面にストレート
歯形を有するセレーションやスプライン、或いはリード
角を有するねじ類等、少なくとも一部に外周テーパ面を
有し、その外周テーパ面に所定の凹凸形状が形成される
ものであれば、如何なるテーパ部品の製造に際しても適
用され得る。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

先ず、第１図はファスナー用締結工具１０の正面図であ
り、これは樹脂製の把持部材１２と金属製の保合部材１
４とを一体的に固設したものである。係合部材１４はテ
ーパ部品を成すもので、その先端は、第２図および第３
図からも明らかなように先端側程小径となるテーパ形状
とされ、図示しないファスナー頭部に形成されている工
具係合用凹陥部へ挿入し易くされている。そして、この
先端部の外周テーパ面１６には、ファスナー頭部の凹陥
部の形状に対応する複数の溝１８が、外周テーパ面１６
の軸心に対する傾斜角度（テーパ角の１／２）と略同じ
勾配θをもって円周方向に等角度間隔で形成されている
。

かかる保合部材１４は、第４図に示されている製造装置
によって製造される。この図は製造装置。

の概略を示す構成図であるが、図において２０は係合部
材１４を構成すべき被加工物２２を保持する被加工物保
持装置（以下、単に保持装置という）であり、被加工物
２２の先端部には前記外周テーパ面１６が予め形成され
ている。保持装置２０は、被加工物２２を軸まわりの回
転可能に保持する軸受２４と、その被加工物２２の軸方
向において上記外周テーパ面１６の大径側すなわち後退
方向への移動を阻止するストッパボルト２６とを備えて
おり、そのストッパボルト２６の締込み量を変更するこ
とにより被加工物２２の後退位置が調節され得る。なお
、ストッパボルト２６は、ロックナツト２８によって所
定の締込み位置に固定されるようになっている。

かかる保持装置２０の前方、すなわちその保持装置２０
によって保持される被加工物２２の先端側には、一対の
傘形転造ダイス３０および３２が被加工物２２の軸心Ａ
と直角な共通の中心線Ｂまわりの回転可能に相対向して
配設されている。これらの傘形゛転造ダイス３０．３２
は全く同じように構成されており、その対向する側の面
の外周部には、第５図および第６図の展開図に示されて
いるように、それらの間に前記被加工物２２の挿入。

離脱を許容する空間３４を形成する挿脱部としての切欠
３６と、その切欠３６から一円周方向に向かって再び切
欠３６に至るまでの略全周に亘って続く転造加工部３８
とが設けられている。転造加工部３８は、第４図から明
らかなように前記被加工物２２の外周テーパ面１６に対
応するテーパ角度をもって形成されているとともに、切
欠３６か゛ら一方向に向かって徐々に歯の高さが高くな
る食付歯部３８ａと、その食付歯部３８ａから連続して
設けられた歯の高さが略等しい平行歯部３８ｂと、その
平行歯部３８ｂと切欠３６との間において歯の高さが次
第に低くなる逃げ歯部３８ｃとから構成されている。

このような傘形転造ダイス３０および３２は、それらの
切欠３６が一致する回転位相において、前記被加工物２
２の外周テーパ面１６に転造加工を施し得るように予め
定められた所定の間隔を隔てて、駆動軸４６および従動
軸４８にそれぞれ相対回転不能かつ軸方向の移動不能に
取り付けられている。これらの駆動軸４６および従動軸
４８は、共にその軸心が前記中心線Ｂと一致する状態で
その軸心まわりの回転可能に配設されており、これによ
り、傘形転造ダイス３０．３２は前述したようにそれぞ
れ中心線Ｂまわりの回転可能とされているのである。な
お、被加工物２２は、外周テーパ面１６が形成されてい
る先端部が雨傘形転造ダイス３０と３２との間に形成さ
れる上記空間３４内に位置させられるように１．前記保
持装置２０によって保持されている。

駆動軸４６は図示しない駆動源により第４図において矢
印Ｘで示す回転方向に回転駆動されるようになっており
、これに伴って傘形転造ダイス３０は同じ方向に同じ速
度で回転させられる。また、この駆動軸４６には歯車５
０が取り付けられて遊動歯車５２と噛み合わされており
、駆動軸４６の回転はその遊動歯車５２を介して歯車５
４に伝達される。歯車５４の歯数は歯車５０の歯数と同
じであり、その歯車５４が取り付けられた中間軸５６は
、前記駆動軸４６の回転方向Ｘと同じ方向に同じ速度で
回転させられる。中間軸５６には歯車５４とは別に歯車
５８が取り付けられており、その歯車５８は前記従動軸
４８に取り付けられた歯車６０と噛み合わされている。

これら歯車５８および６０の歯数も共に同じで、従動軸
４８は中間軸５６．駆動軸４６の回転方向Ｘと反対の矢
印Ｙで示す回転方向へ同じ速度で回転させられる。

これにより、前記一対の傘形転造ダイス３０および３２
は、共通の中心線、Ｂまわりにおいて互いに反対方向へ
同速度で回転させられることとなり、それに伴ってそれ
らの転造加工部３８．３８が食付歯部３８ａ側から被加
工物２２の外周テーパ面１６に押し付けられ、その被加
工物２２を第６図において矢印で示す左まわり方向に回
転させつつ回転させられることにより、被加工物２２の
外周面１６に転造加工が施され、前記複数の溝１８が能
率的に形成される。そして、それら傘形転造ダイス３０
．３２が一回転すると、駆動軸４６は図示しない回転急
停止装置によって瞬時に停止させられ、前記空間３４内
に再び位置させられた転造加工後の被加工物２２を保持
装置２０から取り外すことにより、外周テーパ面１６に
複数の溝１８が形成された前記係合部材１４が得られる
。本実施例では、前記駆動軸４６．従動軸４８．中間軸
５６、およびそれらを連結する歯車５０，５２゜５４．
５８．６０、さらに駆動軸４６を回転駆動する前記図示
しない駆動源、その回転を瞬時に停止させる回転急停止
装置等により、傘形転造ダイス３０．３２を外周テーパ
面１６に押し付けつつ互いに反対方向に回転させるダイ
ス駆動装置６２が構成されている。

ここで、上記のように一対の傘形転造ダイス３０．３２
が被加工物２２の両側からその外周テーパ面１６に押し
付けられると、その転造圧力に基づいて被加工物２２に
はそれを後退させる方向の力が作用させられるが、かか
る被加工物２２は保持装置２０によって後退方向への移
動が阻止されているため、その転造加工の際に被加工物
２２が後方へ押し出されることはない。したがって、外
周テーパ面１６のテーパ角や形成すべき溝１８の勾配θ
が、比較的大きな値（例えば、勾配θが５゜以上）に設
定されているような場合であっても、何等不都合なく転
造加工を行うことができるのであり、従来の切削加工に
よって製造する場合に比較して、生産能率が大幅に向上
するとともに保合部材１４さらには締結工具１０が安価
に提供され得る。

また、外周テーパ面１６に転造加工を施すための転造ダ
イスとして傘形転造ダイス３０．３２が用いられている
ため、平ダイスやロールダイスを用いる場合に比較して
、テーパ角が比較的大きい外周テーパ面１６に転造加工
を行う際にも、大径部と小径部との周速差に起因して転
造不良を起こすことがなく、良好な転造加工を施すこと
ができる。この場合に、その外周テーパ面１６の頂点お
よび傘形転造ダイス３０，３２の転造加工部３８のテー
パの頂点が、前記被加工物２２の軸心Ａと傘形転造ダイ
ス３０．３２の中心線Ｂとの交点Ｏと一致するように、
それらの形状や位置関係等を設定することが望ましい。

また、上記製造装置においては、一対の傘形転造ダイス
３０．３２が被加工物２２の軸心Ａに直角な共通の中心
線Ｂまわりの回転可能に配設されているため、それらを
互いに異なる中心線まわりの回転可能に配設して回転駆
動する場合に比較して、ダイス駆動装置６２が節単に構
成され得る。

特に、本実施例では、一対の傘形転造ダイス３０゜３２
が、それらの間に空間３４を形成する切欠３６と転造加
工部３８とを備え、その転造加工部３８が食付歯部３８
ａ、平行歯部３８ｂ、および逃げ歯部３８ｃを順次有す
るものであるため、それら一対の傘形転造ダイス３０．
３２を相互に離間させることな（空間３４内に被加工物
２２をセットしたり取り出したりすることができるとと
もに、それらを被加工物２２の寸法に応じて予め定めら
れた所定の間隔を隔てて位置固定に配設することが可能
なのであり、ダイス駆動装置６２が一層節単に構成され
得る。なお、寸法が異なる複数種類の保合部材１４を製
造する場合には、一対の傘形転造ダイス３０．３２を前
記交点○に対して対称的に接近もしくは離間させて取り
付ければ良いのであり、その微調整はストッパボルト２
６の締込み量を変更して被加工物２２の後退位置を調節
することにより行うことができる。

さらに、本実施例では、傘形転造ダイス３０が取り付け
られた駆動軸４６を回転駆動することに−より、歯車５
０，５２，５４．５８および６０を介して、傘形転造ダ
イス３２が取り付けられた従動輪４８が逆まわりに同じ
速度で回転させられるようになっているため、傘形転造
ダイス３０と３２とを別々に駆動する場合に比較して、
それらの回転が確実に同期させられるとともにダイス駆
動装置が安価に構成され得る。なお、それら傘形転造ダ
イス３０と３２との位相合せは、比較的歯数の多い歯車
５８と６０との噛合い位置を変更することにより、高い
精度で行うことができる。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明は他の態様で実施することもできる。

例えば、前記実施例では一対の傘形転造ダイス３０．３
２が被加工物２２の軸心Ａに直角な共通の中心線Ｂまわ
りの回転可能に配設されているが、第７図に示されてい
るように、一対の傘形転造ダイス６４．６６を被加工物
２２の軸心Ａに対して対称な互いに異なる中心線Ｃ，Ｄ
まわりの回転可能に配設し、それらを矢印で示す方向に
回転駆動することにより外周テーパ面１６に転造加工を
施すようにすることもできるのであり、更に同様な傘形
転造ダイスを外周テーパ面１６のまわりに３個以上配設
して転造加工を施すようにすることも可能なのである。

また、前記実施例では傘形転造ダイス３０．３２がそれ
ぞれ駆動軸４６．従動輪４８に軸方向の移動不能に取り
付けられて転造加工を施すようになっているが、一対の
傘形転造ダイスを軸方向への移動可能に設け、それらを
離間させて被加工物２２をセットするとともに、セント
後は油圧等の所定の押圧手段により被加工物２２を挟圧
するように軸方向に押圧して転造加工を施すようにして
も差支えない。この場合には、必ずしも一対の傘形転造
ダイスを同期させて回転させる必要がなく、一方の傘形
転造ダイスを自由回転状態に設け、他方の傘形転造ダイ
スのみを回転駆動して転造加工を行うようにすることも
できる。

さらに、前記実施例では傘形転造ダイス３０゜３２の全
周に亘って一連の切欠３６および転造加工部３８が設け
られ、一回転させられることによって転造加工を行うよ
うになっているが、半周或いは３／４周など３６０’よ
り小さい角度範囲に切欠および転造加工部を設けて、一
回転より少ない回転で転造加工を行うようにすることも
できるのであり、それらを一定の角度範囲で２箇所以上
に設けることも可能である。

また、前記実施例では締結工具１０の係合部材１４を製
造する場合について説明したが、本発明は他のテーパ部
品を製造ｒる際にも同様に適用され得る。

その他−々例示はしないが、本発明はその精神を逸脱す
ることなく当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を
加えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に従って製造されたテーパ部品を有
する締結工具の一例を示す正面口である。 第２図は第１図の締結工具の先端部を示す斜視図である
。第３図は第２図に示す先端部を軸方向に切り欠いた部
分断面図である。第４図は第１図の締結工具のテーパ部
品を製造するための製造装置の一例を示す構成図である
。第５図は第４図の製造装置に取り付けられている傘形
転造ダイスの展開図である。第６図は第４図の製造装置
に取り付けられている一対の傘形転造ダイスの展開図で
、併せてそれらの傘形転造ダイスと被加工物との位置関
係を説明する図である。第７図は本発明方法を実施する
製造装置の他の実施例の要部を示す構成図である。 １４：係合部材（テーパ部品） １６：外周テーパ面　　２０：被加工物保持装置２２：
被加工物 ３０．３２，６４，５５：傘形転造ダイス３４：空間　
　　　　　３６：切欠（挿脱部）３８：転造加工部　　
　３８ａ：食付歯部３８ｂ＝平行歯部　　　３８Ｃ：逃
げ歯部６２：ダイス駆動装置 Ａ：軸心 Ｂ、Ｃ，Ｄ：中心線 出願人　　オーニスジー株式会社 同　　　オーニスジー販売株式会社 纂６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一部に外周テーパ面を有する被加工物
   の該外周テーパ面に転造加工を施すことにより所定のテ
   ーパ部品を製造する方法であって、前記被加工物を軸ま
   わりの回転可能かつ軸方向において前記外周テーパ面の
   大径側への移動不能に保持した状態で、複数の傘形転造
   ダイスを前記外周テーパ面に押し付けて前記被加工物を
   挟圧しつつ、該傘形転造ダイスを回転させて前記転造加
   工を施すようにしたことを特徴とするテーパ部品の製造
   方法。
2. （２）少なくとも一部に外周テーパ面を有する被加工物
   の該外周テーパ面に転造加工を施す装置であって、 前記被加工物を軸まわりの回転可能かつ軸方向において
   前記外周テーパ面の大径側への移動不能に保持する被加
   工物保持装置と、 該被加工物の軸心に直角な共通の中心線まわりの回転可
   能に相対向して配設された一対の傘形転造ダイスと、 該傘形転造ダイスを前記外周テーパ面に押し付けつつ互
   いに反対方向に回転させるダイス駆動装置と を有することを特徴とするテーパ部品の製造装置。
3. （３）前記一対の傘形転造ダイスが、該傘形転造ダイス
   間に前記被加工物の挿入、離脱を許容する空間を形成す
   る挿脱部と、その挿脱部から一円周方向に続く転造加工
   部とを備え、該転造加工部が食付歯部、平行歯部、およ
   び逃げ歯部を順次有するものである特許請求の範囲第２
   項に記載のテーパ部品の製造装置。