KR101087505B1 - 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사전조 다이스 및 다중나사 볼트 - Google Patents

볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사전조 다이스 및 다중나사 볼트 Download PDF

Info

Publication number
KR101087505B1
KR101087505B1 KR1020057017730A KR20057017730A KR101087505B1 KR 101087505 B1 KR101087505 B1 KR 101087505B1 KR 1020057017730 A KR1020057017730 A KR 1020057017730A KR 20057017730 A KR20057017730 A KR 20057017730A KR 101087505 B1 KR101087505 B1 KR 101087505B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thread
screw
normal
bolt
ordinary
Prior art date
Application number
KR1020057017730A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050114673A (ko
Inventor
데루이에 다케마스
히로시 미야하라
Original Assignee
가부시키가이샤 상가쿠렌케이키코큐슈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 상가쿠렌케이키코큐슈 filed Critical 가부시키가이샤 상가쿠렌케이키코큐슈
Publication of KR20050114673A publication Critical patent/KR20050114673A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101087505B1 publication Critical patent/KR101087505B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/04Making by means of profiled-rolls or die rolls
    • B21H3/042Thread-rolling heads
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/06Making by means of profiled members other than rolls, e.g. reciprocating flat dies or jaws, moved longitudinally or curvilinearly with respect to each other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21HMAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/02Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
    • B21H3/04Making by means of profiled-rolls or die rolls

Abstract

소위 2중나사 볼트와 같은 다중나사 볼트를, 보다 저단가로 대량생산하는 것이 가능한 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사 전조 다이스를 제공한다. 소정간격으로 대향 배치한 1쌍의 나사 전조 다이스(1)와, 원기둥 형상의 볼트 재료(3)를 소정위치에서 지지하는 볼트 지지부(2)를 구비하는 볼트의 제조 장치이다. 나사 전조 다이스(1)는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부인 보통 나사산부(5)와, 가는 나사를 전개한 상상선(6a)으로 나타낸 가는 나사산과 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 골부(5a)에 주기적으로 형성된 가는 나사산(6a)의 일부인 돌기(6)로 이루어지는 전사 패턴(4)을 구비한다.
Figure 112005052839668-pct00001
나사 전조 다이스, 보통 나사, 가는 나사, 피치, 위상 어긋남, 볼트, 골 바닥, 전조가공, 나사산 높이, 구름 피치원

Description

볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사 전조 다이스 및 다중나사 볼트{METHOD AND DEVICE FOR MANUFACTURING BOLT, SCREW ROLLING DIE USED THEREFOR, AND MULTIPLE SCREW BOLT}
본 발명은, 헐거움 방지 기능을 가지는 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사 전조 다이스(screw rolling dies) 및 다중나사 볼트에 관한 것이다.
최근, 헐거움 방지 기능을 가지는 여러가지 볼트 및 그 제조 방법이 연구·개발되고 있다. 예를 들면, 국제공개 제02/077466호 팜플렛(이하, 「특허문헌1」이라고 한다.)에 기재된 볼트는, 볼트 축부의 선단부에서 소정부까지 형성된 피치(P)의 보통 나사(coarse screw thread)부와, 적어도 볼트 축부의 보통 나사부의 전장 혹은 선단부에서 보통 나사부의 소정부까지 보통 나사부에 포개서 형성된 피치(p)(p=P/n, n은 2 이상의 정수)의 가는 나사(fine screw thread)부를 구비하는 구성이다.
이 볼트(소위 2중나사 볼트)에서는, 볼트의 보통 나사부에 보통 너트(coarse nut)를 나사 결합시킨 후, 가는 나사부에 가는 너트(fine nut)를 이 보통 너트에 포개서 나사 결합시켜서, 볼트 및 양 너트간을 체결시킬 수 있다. 이 때, 가는 너 트와 보통 너트의 피치가 다르기 때문에, 양자가 일체가 되어 동일 방향으로 회전하면, 양 너트간의 접촉면(시트면)에 반발력이 작용하고, 보통 너트가 헐거움 방향으로 회전하는 것을 방지할 수 있다.
또, 특허문헌1에는, 이 2중나사 볼트의 제조 방법에 대해서도 기재되어 있다. 그 제조 방법은, 우선, 볼트 축부의 선단부에서 소정부까지 절삭에 의해 피치(P)의 보통 나사부를 형성하고, 그 후, 적어도 볼트 축부의 보통 나사부의 전장 혹은 볼트 축부의 선단에서 보통 나사부의 소정부까지 보통 나사부에 포개서, 피치(p)의 가는 나사부를 절삭에 의해 형성한다는 것이다.
상기와 같이, 우선, 보통 나사부를 절삭에 의해 형성하고, 그 후, 이 보통 나사부에 포개서 가는 나사부를 절삭에 의해 형성할 경우, 1개의 2중나사 볼트를 제조하기 위해서, 절삭공정을 2회 행하지 않으면 안 된다. 또한, 1회째의 절삭에 의해 형성된 보통 나사부에 포개서 2회째의 절삭을 행하여 가는 나사부의 형성을 행하면, 거듭 절삭한 부분에 버가 생겨버린다. 그 때문에 이 버를 와이어 브러쉬 등에 의해 제거하는 공정이 필요하다.
또, 특허문헌1에는, 보통 다이스(coarse dies)와 가는 다이스(fine dies)를 이용하여 1공정의 전조(轉造:roll forming)가공에 의해 2중나사 볼트를 제조하는 것에 대해서 언급되어 있지만, 이 특허문헌1에 기재된 바와 같이, 보통 다이스와 가는 다이스를 일정한 간격을 두고 대향해서 배치하고, 이 보통 다이스와 가는 다이스와의 사이에 볼트 축부를 넣어서 전조가공을 행해도, 실제로는 2중나사 볼트를 제조하는 것은 불가능하다. 이것은, 일방의 다이스(보통 다이스·가는 다이스)에 의해 전조가공한 나사산을, 타방의 다이스(가는 다이스·보통 다이스)에 의해 부수는 것이 되기 때문이다.
또한, 특허문헌1에는, 보통 나사산과 가는 나사산이 일체로 형성된 다이스를 이용해도 마찬가지로 실시 가능하다고 하는 기재가 있지만, 특허문헌1에는, 보통 나사산과 가는 나사산을 구체적으로 어떻게 해서 일체로 형성하면 좋은지 기재되어 있지 않다. 보통 나사산과 가는 나사산이 일체로 형성된 다이스라고 하는 기재는 언뜻 보기에 옳은 것처럼 생각되지만, 실제로 보통 나사산과 가는 나사산을 1개의 다이스 상에 일체로 형성할 수는 없어, 이 특허문헌1의 기재만으로는, 2중나사 볼트를 제조하는 것은 불가능하다.
이렇게, 특허문헌1에 기재된 2중나사 볼트는, 실제로는 절삭에 의해 제조할 수 밖에 방법이 없다. 그런데, 상기와 같이 절삭에 의한 제조 방법에서는, 통상의 볼트보다도 제조 공정이 많기 때문에, 제조 코스트가 극히 높고, 2중나사 볼트의 단가는 매우 높은 것으로 되어 있다.
그래서, 본 발명에 있어서는, 소위 2중나사 볼트와 같은 다중나사 볼트를, 보다 저단가로 대량생산하는 것이 가능한 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사 전조 다이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 나사 전조 다이스는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 가는 나사를 전개한 가는 나사산과 상기 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 상기 보통 나사산의 골부에 주기적으로 형성된 상기 가는 나사산의 일부를 구비한 것이다. 본 발명의 볼트의 제조 장치는, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지(plunge) 전조가공하는 볼트의 제조 장치에 있어서, 상기 나사 전조 다이스 중 적어도 1개를 상기 본 발명의 나사 전조 다이스로 한 것이다. 본 발명의 볼트의 제조 방법은, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 볼트의 제조 방법에 있어서, 나사 전조 다이스 중 적어도 1개를 상기 본 발명의 나사 전조 다이스로 하는 것이다.
본 발명의 볼트의 제조 방법 및 제조 장치에 의하면, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 나사 전조 다이스 상의 보통 나사산의 일부에 의해 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부가, 나사 전조 다이스 상의 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료의 외주 표면 상의 보통 나사산의 일부에 가는 나사산의 일부가, 1공정으로 한번에 전사된다. 이에 따라, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 형성된, 소위 2중나사를 구비한 볼트를 얻을 수 있다.
여기에서, 보통 나사란, 직경과 피치와의 조합이 일반적이며 가장 보통으로 사용되고 있는 나사를 말한다. 또, 가는 나사란, 보통 나사와 비교해서 직경에 대한 피치의 비율이 세밀하고, 골이 얕은 나사를 말한다. 본 발명의 나사 전조 다이스에 관한 가는 나사산의 피치는, 보통 나사산의 피치 이하이면 된다. 또, 각각의 나사산의 형상은, 삼각나사, 사다리꼴나사, 각나사, 톱니나사, 둥근나사, 볼나사나 그 밖의 특수나사 등 중 어느 것이라도 좋고, 임의로 조합시키는 것도 가능하다.
또한, 본 명세서 중에 있어서는, 나선의 방향은 일치하지만, 피치가 다른 2개 이상의 나사산을 동축 상에 가지는, 원통체 또는 원추체의 것을 다중나사라고 한다. 다중나사는, 피치가 다른 나사산의 수가 2인 경우, 2중나사, 3인 경우, 3중나사, 4인 경우, 4중나사, …, n인 경우, n중나사라고 한다. 다중나사는, 그 가장 큰 피치의 나사산과 가장 작은 피치의 나사산의 비를 a대 n으로 할 때(a와 n은 최소의 정수비), 큰 피치의 나사산의 피치(a)마다 그 다중나사의 나사산의 형상은 주기적으로 변화한다.
2중나사 볼트를 제조할 경우, 나사 전조 다이스는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작은 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사의 피치의 비는 a대 b이며, a와 b은 최소의 정수비다.)를 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부를 가지는 것으로 한다.
또, 나사 전조 다이스가, 또한, 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 형성되는 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 가는 나사보다도 더욱 피치가 작은 최고로 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사와 최고로 가는 나사의 피치의 비는 a대 b대 c이며, a와 b와 c는 최소의 정수비이다.)를 전개했을 때에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부와의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 c감기마다 주기적으로 드러나는 최고로 가는 나사산의 일부를 가지는 것으로 함으로써, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부와 최고로 가는 나사산의 일부가 형성된 3중나사 볼트를 제조하는 것이 가능하다.
또한, n중나사 볼트를 제조할 경우, 나사 전조 다이스는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작고 또한 피치가 다른 1개 또는 복수의 가는 나사(다만, 보통 나사와 1개 또는 복수의 가는 나사의 피치의 비는 a대 …대 n이며, a, …, n은 최소의 정수비이다.)를 각각 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 각각의 가는 나사산의 일부를 가지는 것으로 한다. 이에 따라, 보통 나사산의 일부와 복수의 가는 나사산 각각의 일부가 형성된 다중나사 볼트를 제조하는 것이 가능하다.
여기에서, 가는 나사산 중 가장 피치가 작은 가는 나사산의 일부가, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥이 보통 나사산의 골의 바닥보다도 높은 위치가 되도록 가는 나사를 전개했을 때에, 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 것으로 하면, 전조가공시, 구름 피치원 직경이, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥부분에 있어서 골 바닥을 높게 한 분량의 약 절반분량만큼 볼트 재료의 내측으로 이동한다. 이에 따라, 가공 종기에 있어서의 구름 피치원 직경의 변동이 감소하고, 볼트 재료의 회전 중심 위치의 변동이 경감된다.
또, 이 때, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥은, 보통 나사산의 골 바닥보다도 표준규격의 가는 나사산 높이의 5∼50% 높은 위치로 하는 것이 바람직하다. 이 범위라면 가공 중의 채터 진동 및 소음을 유효하게 감소할 수 있다. 또한, 5%보다 작을 경우, 골 바닥 높이를 변화시키는 것에 의한 채터 진동 및 소음의 개선은 거의 볼 수 없었다. 한편, 50%을 넘으면, 전조가공에 의해 제조된 다중나사 볼트의 가는 나사산의 높이가, 표준규격의 가는 나사산의 유효 직경보다도 작아져버리기 때문에, 이 다중나사 볼트의 가는 나사산으로의 걸림이 작아진다.
또, 나사 전조 다이스가, 가는 나사산의 일부의 골 바닥에 더욱 깊이 자른 깊은 홈을 구비한 것으로 함으로써, 다중나사 볼트를 전조가공할 때, 이 깊은 홈이 대쉬 포트의 역할을 다하고, 나사 전조 다이스의 홈부로 볼트 재료가 완전히 충전되지 않아도, 표준규격의 가는 나사 치수를 가지는 다중나사 볼트를 제조할 수 있다. 또, 완전 충전되지 않음으로써, 완전 충전이 하나의 요인이 되어 발생하는 가공 종기의 채터 진동을 억제할 수 있다.
또, 이 때, 홈은, 표준규격의 가는 나사산 높이의 3∼10%의 깊이로 하는 것이 바람직하다. 이 범위라면, 대쉬 포트의 역할을 충분히 발휘할 수 있고, 완전한 형상의 가는 나사산을 가지는 다중나사 볼트를 제조할 수 있는 동시에, 가공 종기의 채터 진동을 충분히 억제할 수 있다. 또한, 3%보다 작을 경우, 홈을 설치한 것에 의한 개선은 거의 볼 수 없었다. 한편, 10%을 넘으면, 홈이 지나치게 깊어서, 다중나사 볼트의 가는 나사산 형상에 영향을 끼칠 가능성이 있다.
여기에서, 본 발명의 나사 전조 다이스가, 둥근 다이스 상에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부를 형성한 것이라면, 이 나사 전조 다이스를 소정 간격으로 배치해서 각각 동일 방향으로 회전시키고, 이 나사 전조 다이스간에 볼트 재료를 가압시킴으로써, 2중나사 볼트를 제조할 수 있다.
또, 본 발명의 나사 전조 다이스가, 평 다이스 상에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부를 형성한 것이라면, 이 나사 전조 다이스를 소정 간격으로 배치하고, 일방을 고정하고 타방을 평행 이동시키든지, 또는 서로 역방향으로 평행 이동시키고, 이 나사 전조 다이스간에 볼트 재료를 가압시킴으로써, 2중나사 볼트를 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 나사 전조 다이스는, 소정 간격으로 배치하는 복수의 나사 전조 다이스 중 적어도 1개 배치하면 되지만, 모든 나사 전조 다이스를 본 발명의 나사 전조 다이스로 하는 것도 가능하다. 나사 전조 다이스 중 1개를 본 발명의 나사 전조 다이스로 할 경우, 다른 나사 전조 다이스는 보통 나사만을 전개한 통상의 보통 나사 다이스로 한다. 또, 로터리 플레너터리방식의 볼트의 제조 방법 또는 제조 장치에 적용할 경우, 본 발명의 나사 전조 다이스는 둥근 다이스 또는 세그먼트 다이스 중 어느 일방에 적용하면 되고, 양방에 적용해도 좋다.
본 발명에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.
(1)보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 가는 나사를 전개한 가는 나사산과 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 골부에 주기적으로 형성된 가는 나사산의 일부를 구비한 나사 전조 다이스를 적어도 1개 배치하고, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 구성에 의해, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 이 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되기 때문에, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 형성된, 소위 2중나사를 구비한 볼트를 절삭보다도 저단가로 대량생산하는 것이 가능해 진다.
(2)보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작은 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사의 피치의 비는 a대 b이며, a와 b는 최소의 정수비이다.)를 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부를 가지는 나사 전조 다이스를 적어도 1개 배치하고, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 구성에 의해, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 이 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되기 때문에, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부가 형성된, 소위 2중나사 볼트를 절삭보다도 저단가로 대량생산하는 것이 가능해 진다.
(3)또한, 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부에 의해 형성되는 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 가는 나사보다도 더욱 피치가 작은 최고로 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사와 최고로 가는 나사의 피치의 비는 a대 b대 c이며, a와 b와 c는 최소의 정수비이다.)를 전개했을 때에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부와의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 c감기마다 주기적으로 드러나는 최고로 가는 나사산의 일부를 가지는 나사 전조 다이스를 적어도 1개 배치하고, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 구성에 의해, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부, 가는 나사산의 일부 및 최고로 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 이 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부와 최고로 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되기 때문에, 보통 나사산의 일부와 가는 나사산의 일부와 최고로 가는 나사산의 일부가 형성된, 소위 3중나사 볼트를 절삭보다도 저단가로 대량생산하는 것이 가능해 진다.
(4)보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작고 또한 피치가 다른 1개 또는 복수의 가는 나사(다만, 보통 나사와 복수의 가는 나사의 피치의 비는 a대 …대 n이며, a, …, n은 최소의 정수비이다.)를 각각 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 각각의 가는 나사산의 일부를 가지는 나사 전조 다이스를 적어도 1개 배치하고, 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 구성에 의해, 나사 전조 다이스 상에 형성된 보통 나사산의 일부 및 복수의 가는 나사산의 일부에 의해 볼트 재료가 가압되고, 이 볼트 재료의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부와 복수의 가는 나사산 각각의 일부가 1공정으로 1번에 전사되기 때문에, 보통 나사산의 일부와 복수의 가는 나사산 각각의 일부가 형성된, 소위 다중나사 볼트를 절삭보다도 저단가로 대량생산하는 것이 가능해 진다.
(5)가는 나사산 중 가장 피치가 작은 가는 나사산의 일부가, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥이 보통 나사산의 골 바닥보다도 높은 위치가 되도록 가는 나사를 전개했을 때에, 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 것에 의해, 전조가공시의 가공 종기에 있어서의 구름 피치원 직경의 변동이 감소하고, 볼트 재료의 회전 중심 위치의 변동이 경감된다. 이에 따라, 나사 전조 다이스의 홈부로의 재료충전율이 보다 균등에 가깝게 되고, 채터 진동을 대폭 억제할 수 있다.
(6)나사 전조 다이스가, 가는 나사산의 일부의 골 바닥에 더욱 깊이 자른 깊은 홈을 구비함으로써, 다중나사 볼트를 전조가공할 때, 나사 전조 다이스의 홈부로 볼트 재료가 완전히 충전되지 않아도, 나사 전조 다이스의 가는 나사산 높이의 가는 나사산을 가지는 다중나사 볼트를 제조할 수 있다. 또, 완전 충전되지 않음으로써, 완전충전이 하나의 요인이 되어 발생하는 가공 종기의 채터 진동을 억제할 수 있다.
(7)본 발명의 나사 전조 다이스를 이용한 전조가공에 의해 얻어진 2중나사 볼트는, 보통 나사산과 가는 나사산과의 경계부의 선단형상이 매끄러운 곡률이 되고, 절삭에 의해 제조한 2중나사 볼트와 같이 보통 나사산과 가는 나사산과의 경계부에 엣지가 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 나사 전조 다이스를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 나사 전조 다이스의 외주의 전사 패턴의 일부를 평면으로 전개한 도면이다.
도 4A는 도 3의 A-A선 단면도이다.
도 4B는 도 3의 B-B선 단면도이다.
도 4C는 도 3의 C-C선 단면도이다.
도 4D는 도 3의 D-D선 단면도이다.
도 4E는 도 3의 E-E선 단면도이다.
도 4F는 도 3의 F-F선 단면도이다.
도 5A는 도 4A의 일부확대도이다.
도 5B는 도 4D의 일부확대도이다.
도 6A는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5A에 대응하는 일부확대도이다.
도 6B는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5B에 대응하는 일부확대도이다.
도 7A는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5A에 대응하는 일부확대도이다.
도 7B는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5B에 대응하는 일부확대도이다.
도 8A는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5A에 대응하는 일부확대도이다.
도 8B는 수정을 가한 나사 전조 다이스의 도 5B에 대응하는 일부확대도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 도시한 개략도이다.
도 10A, 도 10B, 도 10C, 도 10D, 도 10E, 도 10F는, 본 발명의 제3실시형태에 있어서의 3중나사 볼트용의 나사 전조 다이스의 단면도이다.
도 11A, 도 11B, 도 11C, 도 11D, 도 11E, 도 11F, 도 11G, 도 11H는, 도 3의 A-A선 단면에서의 재료유동의 상태를 도시한 도면이다.
도 12A, 도 12B, 도 12C, 도 12D, 도 12E, 도 12F, 도 12G, 도 12H는, 도 3 의 B-B선 단면에서의 재료유동의 상태를 도시한 도면이다.
도 13A, 도 13B, 도 13C, 도 13D, 도 13E, 도 13F, 도 13G, 도 13H는, 도 3의 D-D선 단면에서의 재료유동의 상태를 도시한 도면이다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
(실시형태1)
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 도시한 개략도, 도 2는 도 1의 나사 전조 다이스(1)를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치는, 소정 간격으로 대향 배치한 한 쌍의 나사 전조 다이스(1)와, 원기둥 형상의 볼트 재료(이하, 「워크」라고 한다.)(3)를 소정 위치에서 지지하는 볼트 지지부(2)과 구비한다. 또, 도 2에 도시한 바와 같이, 나사 전조 다이스(1)는, 원통형의 다이스(둥근 다이스)의 외주에 2중나사 볼트 형성용의 전사패턴(4)을 형성한 것이다.
도 3은 도 2의 나사 전조 다이스(1)의 외주의 전사 패턴(4)의 일부를 평면으로 전개한 도면, 도 4A, 도 4B, 도 4C, 도 4D, 도 4E, 도 4F는, 각각 도 3의 A-A선 단면도, B-B선 단면도, C-C선 단면도, D-D선 단면도, E-E선 단면도, F-F선 단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 나사 전조 다이스(1)의 외주에는, 제조하는 2중나사 볼트에 대응하는 전사 패턴(4)이 1주당 16개 분량 되풀이해서 형성되어 있다. 나사 전조 다이스(1)의 외경은 173.987㎜이며, 2중나사 볼트는 호칭 직경 M12로 보통 나사 피치 1.75㎜, 가는 나사 피치 0.875㎜이다. 따라서, 2중나사 볼트 1개 분량의 전사 패턴(4)은, 나사 전조 다이스(1)의 외주 1주 360° 중 22.5°의 범위에 형성되어 있는 것이 된다. 도 3의 A-A선, B-B선, C-C선, D-D선, E-E선, F-F선은, 각각 3.75°간격으로 설치한 것이다.
도 4A∼도 4F에 도시한 바와 같이, 나사 전조 다이스(1)의 전사 패턴(4)(도 4A∼도 4F에 실선으로 나타낸다.)은, 보통 나사를 둥근 다이스의 표면에 전개한 기준의 나사산이 되는 보통 나사산의 일부(이하, 「보통 나사산부」라고 한다.)(5)와, 이 보통 나사산의 골부(5a)에 주기적으로 형성된 부가적인 돌기(6)로 구성되어 있다. 돌기(6)는, 전개한 보통 나사산의 원래의 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고, 보통 나사보다도 피치가 작은 가는 나사를 전개한 가는 나사산(도 4A∼도 4F에 점선(상상선)(6a)으로 나타낸다.)과 보통 나사산과의 위상 어긋남(7)에 따라서 주기적인 형상으로 형성된 것이다.
여기에서, 보통 나사와 가는 나사의 피치의 비를 a대 b(다만, a와 b는 최소의 정수비. 도시예에서는 2대 1로 하고 있다.)로 하면, 돌기(6)는, 가는 나사를 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기(도시예에서는 1감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부가 된다. 도 4A∼도 4F에 도시한 바와 같이, 상상선(6a)으로 나타낸 가는 나사산은, 보통 나사산과의 위상 어긋남(7)에 의해, 이 보통 나사산으로부터 돌출한 부분만이, 부가적인 돌기(6)로서 드러나 있다. 즉, 돌기(6)는, 가는 나사산 바로 그것이 아니라, 위상 어긋남 (7)에 따라 어긋난 분량만큼 가는 나사산의 상상선(6a)에 대응하도록, 보통 나사산에 대하여 부가적으로 돌출시킨 돌기이다. 보통 나사산부(5)는, 나사 전조 다이스(1)의 표면에 드러나 있는 가는 나사산의 일부(돌기(6)의 표면)를 제외하는 부분이다.
또, 도 4A∼도 4F에 도시한 예에서는, 기준이 되는 보통 나사산의 골부(5a)의 골 바닥(5b)과, 돌기(6)에 대응시킨 가는 나사산의 상상선(6a)의 골 바닥(6b)의 위치를 일치시키고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 본 실시형태에 있어서의 나사 전조 다이스(1)에 의해 제조된 2중나사 볼트(도시 생략.)의 보통 나사산에 보통 너트를 나사 결합시키면, 나사 전조 다이스(1)의 돌기(6)의 분량만큼 접촉 면적이 줄게 되지만, 돌기(6)에 대응시킨 가는 나사산의 상상선(6a)의 골 바닥(6b)의 위치를 도 4A∼도 4F의 하방으로 이동시킴으로써, 2중나사 볼트의 보통 나사산과 보통 너트와의 접촉 면적을 늘릴 수 있다.
또한, 통상의 나사 전조 다이스라면, 그 표면에 보통 나사산 또는 가는 나사산 중 어느 일방만이 형성되어 있기 때문에, 보통 나사 너트 또는 가는 나사 너트를 끼울 수 있다. 그러나, 본 실시형태에 있어서의 나사 전조 다이스(1)의 경우, 보통 나사 너트 및 가는 나사 너트를 끼우려 해도 끼워지지 않는다. 나사 전조 다이스(1)의 표면에, 특허문헌1에 기재된 바와 같이 종래의 보통 나사산과 가는 나사산이 일체로 형성된 것(구체적인 구조는 명확하지 않지만)이 아니라, 보통 나사산부(5)와 이 보통 나사산부(5)의 원래의 보통 나사산의 골부(5a)에 주기적인 형상의 돌기(6)가 형성된 것이기 때문이다.
상기 구성의 2중나사 볼트의 제조 장치를 이용하여 2중나사 볼트를 제조하기 위해서는, 원기둥 형상의 워크(3)를 볼트 지지부(2) 상에 배치하고, 이 워크(3)를 한 쌍의 나사 전조 다이스(1)간에 가압시키고, 한 쌍의 나사 전조 다이스(1)를 각각 동일 방향(예를 들면, 도 1에 화살표로 도시한 바와 같이 오른쪽 방향)으로 회전시킨다. 이에 따라, 워크(3)의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되고, 보통 나사부의 일부와 가는 나사부의 일부가 형성된 2중나사 볼트를 얻을 수 있다.
이렇게 해서 얻어진 2중나사 볼트의 외주 표면에는, 도 4A∼도 4F의 나사 전조 다이스(1)의 전사패턴(4)의 역패턴의 홈(보통 나사산부(5) 및 돌기(6)에 상당하는 홈)이 형성되어 있다.
얻어진 2중나사 볼트는, 종래의 절삭에 의해 형성한 2중나사 볼트와 마찬가지로, 보통 나사산이 형성된 다음, 가는 나사산이 도려내진 상태의 것이 된다. 따라서, 얻어진 2중나사 볼트에는 보통 나사 너트와 가는 나사 너트를 끼울 수 있다.
또한, 2중나사 볼트는, 이 2중나사 볼트의 보통 나사산의 골부에 보통 나사 너트의 보통 나사산의 산부를 끼워 맞춤시키고, 이 2중나사 볼트의 보통 나사산의 산부에 형성된 가는 나사산의 골부에 가는 나사 너트의 가는 나사의 산부를 끼워 맞춤시키는 것이기 때문에, 보통 나사산의 산정상의 반경 방향 위치와 가는 나사산의 산정상의 반경 방향 위치가 항상 일치하도록 형성하는 것이 일반적이다. 이러한 2중나사 볼트를 제조하기 위한 나사 전조 다이스의 돌기는, 가는 나사를 전개했 을 때의 골 바닥의 위치가 보통 나사산의 골 바닥 위치와 일치하도록 가는 나사를 전개하고, 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부로 이루어진다. 이하, 이러한 돌기를 가지는 나사 전조 다이스를 「표준 다이스」라고 한다.
도 5A, 도 5B는, 각각 도 4A, 도 4D의 일부확대도이다. 도 5A, 도 5B에 도시한 바와 같이 표준 다이스의 주기적으로 변화하는 홈의 깊이는, 보통 나사산의 골 바닥(5b)의 위치와 돌기(6)를 형성하기 위해서 전개한 가는 나사의 가는 나사산(6a)의 골 바닥(6b)의 위치가 서로 가장 잘 겹치는 부분(A-A선 단면)에서 가장 깊고, 양자의 위치가 가장 어긋나 있는 부분(D-D선 단면)에서 가장 얕아져 있다. 이 때문에, 표준 다이스로 2중나사 볼트를 전조가공할 경우, 가공의 최종단계에 있어서의 공구와 워크(3)의 구름 피치(공구와 워크(3)가 구름 접촉하는 위치)원의 직경은, 워크(3)로부터 보면 A-A선 단면부분에서 가장 크고, D-D선 단면부분에서 가장 작아진다.
이 결과, 그 가공 시점(즉 가공의 최종 길들이기 단계)에서는 워크(3)의 회전 중심 위치는 항상 변동하고, 심한 채터 진동, 소음의 원인이 된다. 이 채터 진동의 정도에 따라서는, 정밀도 불량을 야기하고, 공구수명을 현저하게 단축하고, 제조 장치에도 악영향을 끼칠 가능성이 있다. 또, 이 표준 다이스에서는, 각 단면에서의 홈부의 단면적이 다르기 때문에(즉, A-A선 단면에서 가장 크고, D-D선 단면에서 가장 작다.), 각 단면에 있어서의 홈부로의 재료충전율에 차가 생기고, 특히 가공 종기에 있어서는, 홈부로의 재료의 충전율이 높기 때문에, 잉여재료의 여유 공간이 없어진다. 이것도 채터 진동 등의 문제의 원인이 된다.
그래서, 본 실시형태에 있어서, 돌기(6)는, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥(6b)이 보통 나사산의 골 바닥(5b)보다도 높은 위치가 되도록 가는 나사를 전개했을 때에, 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산(6a)의 일부로 한 것이 바람직하다. 이 때, 도 6A, 도 6B에 도시한 바와 같이, 전개하는 가는 나사는, 표준규격보다도 5∼50% 골 깊이가 얕은 가는 나사로 하고, 이 얕게 한 분량(dh)만큼 이 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥(6b)이 보통 나사산의 골 바닥(5b)보다도 높은 위치가 되도록 한다.
혹은, 도 7A, 도 7B에 도시한 바와 같이, 전개하는 가는 나사는, 보통 나사산의 골 바닥(5b)의 위치와 돌기(6)를 형성하기 위해서 전개한 가는 나사의 가는 나사산(6a)의 골 바닥(6b)의 위치가 서로 가장 잘 겹치는 부분(A-A선 단면)에서는 표준규격보다도 5∼50% 골 깊이가 얕은 가는 나사가 되고, 양자의 위치가 가장 어긋나 있는 부분(D-D선 단면)에서는 표준규격의 골 깊이가 되도록 매끄럽게 변화하는 것으로 한다.
이들 수정을 가한 나사 전조 다이스를 이용하여 2중나사 볼트를 전조가공했을 경우, 표준 다이스를 이용하여 전조가공할 경우와 비교하여, A-A선 단면에 있어서의 구름 피치원 직경이, 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥(6b)의 깊이를 얕게 한 분량(dh)의 약 절반 분량만큼 워크(3)의 내측으로 이동하고, 그 분량만큼 D-D선 단면에 있어서의 구름 피치원 직경에 가까워진다. 그 때문에, 가공 종기에 있어서의 구름 피치원 직경의 변동이 감소하고, 워크(3)의 회전 중심 위치의 변동이 경감 된다. 또, A-A선 단면의 홈부의 단면적이 D-D선 단면적의 홈부의 단면적에 가까워 지기 때문에, 각 단면의 홈부의 재료충전율이 보다 균등에 가까워지고, 채터 진동을 대폭 억제할 수 있다.
한편, 이러한 수정을 가한 나사 전조 다이스를 이용하여 전조가공한 2중나사 볼트에서는, 당연하게 가는 나사부의 산높이가 (특히, A-A선 단면에 상당하는 부분에서) 표준규격의 것보다 낮아진다. 그러나, 2중나사 볼트는 그 보통 나사부에서 체결력의 대부분을 얻기 때문에, 이에 따라 정적 강도나 동적 피로 강도가 손상되는 경우는 거의 없고, 또 충분한 헐거움 방지 효과도 발휘할 수 있다.
그런데, 상기와 같이 수정을 가한 나사 전조 다이스를 이용하여 2중나사 볼트를 전조가공했을 경우, 표준 다이스를 이용한 전조가공에 있어서의 채터 진동 등의 문제는 해결할 수 있지만, 제조된 2중나사 볼트는 가는 나사부의 산높이가 표준규격의 것보다도 낮아진다. 그러나, 가는 나사부의 강도, 가는 나사 너트의 걸림 상태 혹은 상품성을 생각할 경우, 가는 나사부의 산높이의 완전성이 요구되는 경우도 있다.
이 경우, 나사 전조 다이스는, 도 8A, 도 8B에 도시한 바와 같이, 돌기(6)로서 드러난 가는 나사산(6a)의 일부의 골 바닥(6b)에 더욱 깊이 자른 홈(6c)을 구비한 것으로 한다. 이 홈(6c)의 깊이(dv)는, 가는 나사산(6a)의 높이의 3∼10%이다. 이러한 나사 전조 다이스에 의해 2중나사 볼트를 전조가공할 경우, 홈(6c)이 대쉬 포트의 역할을 다하고, 나사 전조 다이스의 홈부로 워크(3)가 완전히 충전되지 않아도, 표준높이의 가는 나사산을 가지는 2중나사 볼트를 제조할 수 있다. 이에 따 라, 완전 충전이 하나의 요인이 되어 발생하는 가공 종기의 채터 진동을 억제할 수도 있다.
(실시형태2)
도 9는 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 도시한 개략도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치는, 소정간격으로 대향배치한 1쌍의 나사 전조 다이스(8)를 구비한다. 1쌍의 나사 전조 다이스(8)의 일방을 고정하고 타방을 평행 이동 가능하게 배치하든지, 또는 서로 반대 방향으로 평행 이동 가능하게 배치한다.
나사 전조 다이스(8)는, 평판형상의 다이스(평 다이스)의 편면에 2중나사 볼트 형성용의 전사 패턴(9)을 형성한 것이다. 전사 패턴(9)은, 제1실시형태에 있어서의 전사 패턴(4)과 동일한 것을 평면으로 전개한 것이다.
이러한 2중나사 볼트의 제조 장치를 이용하여 2중나사 볼트를 제조하기 위해서는, 1쌍의 나사 전조 다이스(8)간에 원기둥 형상의 워크(3)를 가압시키고, 일방의 나사 전조 다이스(8)를 타방의 나사 전조 다이스(8)와 평행을 유지한 채 평행 이동시키든지, 또는 서로 역방향으로 평행 이동시킨다. 이에 따라, 제1실시형태와 마찬가지로, 워크(3)의 외주 표면 상에 보통 나사산의 일부 및 가는 나사산의 일부가 1공정으로 1번에 전사되고, 보통 나사부의 일부와 가는 나사부의 일부가 형성된 2중나사 볼트를 얻을 수 있다.
(실시형태3)
도 10A, 도 10B, 도 10C, 도 10D, 도 10E, 도 10F는, 본 발명의 제3실시형태에 있어서의 3중나사 볼트용의 나사 전조 다이스(10)의 단면도이다.
나사 전조 다이스(10)의 외주에는, 제조하는 3중나사 볼트에 대응하는 전사패턴이 1주당 16개 분량 되풀이해서 형성되어 있고, 도 10A∼도 10F는, 나사 전조 다이스(10)의 외주의 단면을 3.75°간격으로 도시한 도면이다.
도 10A∼도 10F에 도시한 바와 같이, 3중나사 볼트용의 나사 전조 다이스(10)에서는, 또한, 보통 나사산부(5) 및 돌기(6)에 의해 형성되는 골부(11)에, 전개한 보통 나사산의 원래의 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고, 돌기(6)를 형성하는 기본이 된 가는 나사보다도 더욱 피치가 작은 최고로 가는 나사(다만, 보통 나사와 가는 나사와 최고로 가는 나사의 피치의 비는 a대 b대 c로 하고, a와 b와 c는 최소의 정수비로 한다. 도시예에서는 4대 2대 1로 하고 있다.)를 전개했을 때에, 보통 나사산부(5) 및 돌기(6)와의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 c감기(도시예에서는 1감기)마다 주기적으로 드러나는 최고로 가는 나사산(도 10A∼도 10F에 점선(상상선)(12a)으로 나타낸다.)의 일부로 이루어지는 돌기(12)를 가진다.
도 10A∼도 10F에 도시한 바와 같이, 가는 나사산(6a)은 보통 나사산으로부터 돌출한 부분만이 부가적인 돌기(6)로서 드러나 있다. 또한, 이 나사 전조 다이스(10)에서는, 최고로 가는 나사산(12a)이, 이 돌기(6)로부터 돌출한 부분만 부가적인 돌기(12)로서 드러나 있다. 돌기(12)는, 최고로 가는 나사산 바로 그것이 아니라, 보통 나사산부(5) 및 돌기(6)와의 위상 어긋남에 따라 어긋난 분량만큼 최고로 가는 나사산의 상상선(12a)에 대응하도록, 보통 나사산부(5) 및 돌기(6)에 대하 여 또한 부가적으로 돌출시킨 돌기이다.
또한, 도시하고 있지 않지만, n중나사 볼트를 전조가공할 경우에는, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 일부와, 이 보통 나사산의 골부에 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 보통 나사보다도 피치가 작고 또한 피치가 다른 1개 또는 복수의 가는 나사(다만, 보통 나사와 1개 또는 복수의 가는 나사의 피치의 비는 a대 …대 n으로 하고, a, …, n은 최소의 정수비로 한다.)를 각각 전개했을 때에 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 각각의 가는 나사산의 일부로 이루어지는 돌기를 가지는 나사 전조 다이스를 이용하면 된다.
또한, 이 n중나사 볼트를 전조가공하는 나사 전조 다이스에 있어서도, 제1실시형태에 있어서의 나사 전조 다이스와 마찬가지로 수정을 가하는 것이 가능하다. 골 깊이에 수정을 가할 경우에는, 가장 피치가 작은 가는 나사를 전개했을 때의 골 바닥이 보통 나사산의 골 바닥보다도 높은 위치가 되도록 가는 나사를 전개했을 때에, 보통 나사산과의 위치 어긋남에 따라 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산의 일부가 되도록 하면 된다.
(실시예1)
상기 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 2중나사 볼트의 제조 장치를 이용하여 2중나사가 볼트에 전사되는 메카니즘에 대해서 해석하였다. 도 11A∼도 11H, 도 12A∼도 12H, 도 13A∼도 13H는, 각각 도 3의 A-A선 단면, B-B선 단면, D-D선 단면에서의 재료유동의 상태를 도시한 도면이다. 또한, 도 11A∼도 11H, 도 12A∼도 12H, 도 13A∼도 13H에 있어서, A∼H는, 1쌍의 나사 전조 다이스(1)를 동일 방향으로 회전시키면서, 서로의 사이의 거리를 연속적으로 좁혀 갔을 때의 상태를, 약 0.1∼0.2㎜ 스텝으로 최종적으로 나사 전조 다이스(1)가 워크(3)에 약 1㎜ 밀어 넣어진 상태까지 도시한 것이다.
도 11A∼도 11H, 도 12A∼도 12H, 도 13A∼도 13H에 도시한 바와 같이, 나사 전조 다이스(1)가 워크(3)에 서서히 밀어 넣어짐에 따라, 워크(3)는, 우선 나사 전조 다이스(1)의 보통 나사산부(5)의 표면을 따라 소성 변형하면서 보통 나사산의 골부(5a)를 메워 갔다. 그리고, 도중까지 메운 상황에서, 이번은 보통 나사산에 부가적으로 돌출한 돌기(6)의 표면을 따라 소성변형하면서, 골부(5a)를 메워 갔다. 이에 따라, 보통 나사부의 일부와 가는 나사부의 일부가 형성된 2중나사 볼트를 얻을 수 있었다.
(실시예2)
상기 본 발명의 제1실시형태에 있어서 수정을 가한 나사 전조 다이스와 표준 다이스에 의한 2중나사 볼트 제조의 비교시험을 행하였다. 표1은, 호칭 직경 M12와 M16의 2종류에 대해서, 각각 가는 나사산의 골 바닥(6b)의 깊이를 변화시켰을 경우와 홈(6c)의 깊이를 변화시켰을 경우의 가공 중의 채터 진동과 소음에 대해서 측정한 결과이다. 또한, M12의 2중나사 볼트의 제조에 이용한 나사 전조 다이스의 피치비는 1.75대 0.875, M16에 대해서는 2대 1이다.
나사 전조 다이스 종류 골바닥 깊이 홈 깊이 채터 진동 소음
표준 다이스 0% 0%
수정 다이스 1 5% 0%
수정 다이스 2 10% 0%
수정 다이스 3 20% 0% 없음
수정 다이스 4 40% 0% 없음
수정 다이스 5 0% 5%
수정 다이스 6 0% 10%
표1로부터 알 수 있듯이, 가는 나사산의 골 바닥(6b)의 깊이를 변화시켜서 수정한 나사 전조 다이스에서는, 골 바닥(6b)의 깊이를 표준규격의 가는 나사산에 대하여 5%에서 40%까지 얕게 했을 때에, 얕게 하면 할수록 가공 시의 채터 진동 및 소음이 저감되었다. 한편, 홈(6c)의 깊이를 변화시켜서 수정한 나사 전조 다이스에서는, 홈(6c)의 깊이를 표준규격의 가는 나사산 높이의 5%와 10%로 했을 경우에, 가공 시의 채터 진동 및 소음의 개선이 확인되었다.
또한, 이들 나사 전조 다이스는, 모두 미국 항공규격 NAS3354 진동 시험법에 의한 헐거움 시험에 합격하였다. 또, 암슬러식 인장강도 시험법에 의한 정적 강도 시험 및 유압 서보식 시험법에 의한 동적 강도 시험에 있어서, 표준나사 볼트와 동등한 능력을 구비하고 있는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명은, 헐거움 방지 기능을 가지는 다중나사 볼트를 전조가공에 의해 제조할 경우에 유용하다.

Claims (16)

  1. 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 볼트의 제조 방법에 있어서,
    상기 나사 전조 다이스 중 적어도 1개가, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 산부와, 상기 보통 나사산의 골부에 상기 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 상기 보통 나사보다도 피치가 작은 가는 나사(다만, 상기 보통 나사와 상기 가는 나사의 피치의 비는 a대 b이며, a와 b는 최소의 정수비이다.)를 그 골 바닥이 상기 보통 나사산의 골 바닥보다도 표준규격의 가는 나사산 높이의 5∼50% 높은 위치가 되도록 전개했을 때에 상기 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 상기 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산에 대응하는 돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 볼트의 제조 방법.
  2. 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 볼트의 제조 방법에 있어서,
    상기 나사 전조 다이스 중 적어도 1개가, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 산부와, 상기 보통 나사산의 골부에 상기 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 상기 보통 나사보다도 피치가 작고 또한 피치가 다른 1개 또는 복수의 가는 나사(다만, 상기 보통 나사와 상기 1개 또는 복수의 가는 나사의 피치의 비는 a대 …대 n이며, a, …, n은 최소의 정수비이다.)를 각각 전개했을 때(다만, 가장 피치가 작은 가는 나사에 대해서는 그 골 바닥이 상기 보통 나사산의 골 바닥보다도 표준규격의 가는 나사산 높이의 5∼50% 높은 위치가 되도록 전개했을 때)에 상기 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 상기 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 각각의 가는 나사산에 대응하는 돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 볼트의 제조 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 볼트의 제조 장치에 있어서,
    상기 나사 전조 다이스 중 적어도 1개가, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 산부와, 상기 보통 나사산의 골부에 상기 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 상기 보통 나사보다도 피치가 작은 가는 나사(다만, 상기 보통 나사와 상기 가는 나사의 피치의 비는 a대 b이며, a와 b는 최소의 정수비이다.)를 그 골 바닥이 상기 보통 나사산의 골 바닥보다도 표준규격의 가는 나사산 높이의 5∼50% 높은 위치가 되도록 전개했을 때에 상기 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 상기 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산에 대응하는 돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 볼트의 제조 장치.
  6. 나사 전조 다이스에 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공하는 볼트의 제조 장치에 있어서,
    상기 나사 전조 다이스 중 적어도 1개가, 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 산부와, 이 보통 나사산의 골부에 상기 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 상기 보통 나사보다도 피치가 작고 또한 피치가 다른 1개 또는 복수의 가는 나사(다만, 상기 보통 나사와 상기 1개 또는 복수의 가는 나사의 피치의 비는 a대 …대 n이며, a, …, n은 최소의 정수비이다.)를 각각 전개했을 때(다만, 가장 피치가 작은 가는 나사에 대해서는 그 골 바닥이 상기 보통 나사산의 골 바닥보다도 표준규격의 가는 나사산 높이의 5∼50% 높은 위치가 되도록 전개했을 때)에 상기 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 상기 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 각각의 가는 나사산에 대응하는 돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 볼트의 제조 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 산부와, 상기 보통 나사산의 골부에 상기 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 상기 보통 나사보다도 피치가 작은 가는 나사(다만, 상기 보통 나사와 상기 가는 나사의 피치의 비는 a대 b이며, a와 b는 최소의 정수비이다.)를 그 골 바닥이 상기 보통 나사산의 골 바닥보다도 표준규격의 가는 나사산 높이의 5∼50% 높은 위치가 되도록 전개했을 때에 상기 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 상기 보통 나사산의 b감기마다 주기적으로 드러나는 가는 나사산에 대응하는 돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 나사 전조 다이스.
  10. 보통 나사를 전개한 보통 나사산의 산부와, 상기 보통 나사산의 골부에 상기 보통 나사와 동일 방향의 나선을 가지고 상기 보통 나사보다도 피치가 작고 또한 피치가 다른 복수의 가는 나사(다만, 상기 보통 나사와 상기 복수의 가는 나사의 피치의 비는 a대 …대 n이며, a, …, n은 최소의 정수비이다.)를 각각 전개했을 때(다만, 가장 피치가 작은 가는 나사에 대해서는 그 골 바닥이 상기 보통 나사산의 골 바닥보다도 표준규격의 가는 나사산 높이의 5∼50% 높은 위치가 되도록 전개했을 때)에 상기 보통 나사산과의 위상 어긋남에 따라 상기 보통 나사산의 n감기마다 주기적으로 드러나는 각각의 가는 나사산에 대응하는 돌기를 가지는 것을 특징으로 하는 나사 전조 다이스.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 9 항에 기재된 나사 전조 다이스에 대하여, 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공한 것을 특징으로 하는 다중나사 볼트.
  14. 제 10 항에 기재된 나사 전조 다이스에 대하여, 볼트 재료를 눌러서 플런지 전조가공한 것을 특징으로 하는 다중나사 볼트.
  15. 삭제
  16. 삭제
KR1020057017730A 2003-03-24 2004-03-19 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사전조 다이스 및 다중나사 볼트 KR101087505B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003081247 2003-03-24
JPJP-P-2003-00081247 2003-03-24
JPJP-P-2003-00352624 2003-10-10
JP2003352624A JP3546211B1 (ja) 2003-03-24 2003-10-10 ボルトの製造方法および製造装置並びにこれに用いる螺子転造ダイス並びに多重螺子ボルト
PCT/JP2004/003788 WO2004085093A1 (ja) 2003-03-24 2004-03-19 ボルトの製造方法および製造装置並びにこれに用いる螺子転造ダイス並びに多重螺子ボルト

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050114673A KR20050114673A (ko) 2005-12-06
KR101087505B1 true KR101087505B1 (ko) 2011-11-29

Family

ID=32829032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057017730A KR101087505B1 (ko) 2003-03-24 2004-03-19 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사전조 다이스 및 다중나사 볼트

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7159429B2 (ko)
EP (1) EP1625902B1 (ko)
JP (1) JP3546211B1 (ko)
KR (1) KR101087505B1 (ko)
DE (1) DE602004024191D1 (ko)
WO (1) WO2004085093A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102278921B1 (ko) 2021-03-22 2021-07-19 김선태 소착방지 볼트 전조용 금형
KR102287152B1 (ko) 2021-03-22 2021-08-06 김선태 소착방지용 볼트

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8535358B2 (en) 2007-11-19 2013-09-17 Medical Facets, Llc Bone screw and method for manufacturing the same
US8112870B2 (en) 2007-11-19 2012-02-14 Medical Facets Llc Bone screw and method for manufacturing the same
JP5311901B2 (ja) * 2008-07-04 2013-10-09 株式会社ニッセー 螺子転造ダイス
JP5042931B2 (ja) * 2008-07-04 2012-10-03 株式会社ニッセー 転造ボルト
CN101504025B (zh) * 2009-03-12 2013-07-31 贾灯喜 一种双线螺纹紧固件的制造方法
US9643236B2 (en) * 2009-11-11 2017-05-09 Landis Solutions Llc Thread rolling die and method of making same
CN101780629B (zh) * 2010-04-08 2011-04-27 浙江裕泰紧固件制造有限公司 一种异形螺栓的生产工艺
US20120148356A1 (en) * 2010-12-08 2012-06-14 Lohmeier Kevin F Extrication Tool
DE102011078256A1 (de) * 2011-06-29 2013-01-03 Hilti Aktiengesellschaft Schraube und Verfahren zur Herstellung eines Schraubgewindes
JP2013043183A (ja) * 2011-08-22 2013-03-04 Yutaka Michiwaki 両ねじ体の転造用ダイス構造及び転造方法
DE102013203150A1 (de) * 2013-02-26 2014-08-28 Hilti Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Betonschraube
US9950380B1 (en) * 2013-03-13 2018-04-24 Mark Doll Method for forming a dual threaded die
CN104454906B (zh) 2013-09-16 2016-06-08 纬创资通股份有限公司 螺柱结构及组装结构
US9757792B1 (en) * 2014-04-09 2017-09-12 Mark Doll Method for making a die for roll forming a dual threaded bolt
CN103899621A (zh) * 2014-04-28 2014-07-02 江苏振东港口机械制造有限公司 一种紧固螺栓
WO2016194842A1 (ja) 2015-05-29 2016-12-08 株式会社転造技術研究所 二重ねじ構成体
CN106257229A (zh) * 2015-06-17 2016-12-28 江西省分宜驱动桥有限公司 一种检测驱动桥差速器半壳球面的量具及制作工艺
PL233929B1 (pl) * 2017-12-01 2019-12-31 Lukomski Marian Sposób wykonywania gwintu Rd 50x7 na odkuwce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego, do szynowego taboru kolejowego
TWI707747B (zh) * 2019-10-18 2020-10-21 國立高雄科技大學 強固螺絲diy工具

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003232326A (ja) 2002-02-06 2003-08-22 Eco World:Kk 緩み防止ボルト及び同製造方法並びに平ダイス及び同製造方法
JP2003260532A (ja) 2002-03-08 2003-09-16 Japan Power Fastening Co Ltd ボルトの製造装置及び製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1574825A (en) * 1976-03-31 1980-09-10 Rubery Owen Fasteners Ltd Screw threaded members and their manufacture
JP3345617B2 (ja) * 1997-08-06 2002-11-18 株式会社イデア・デザインテック セルフロックねじの製造方法
US6149363A (en) * 1998-10-29 2000-11-21 Huck International, Inc. Lightweight threaded fastener and thread rolling die
CN1427926A (zh) * 2001-03-26 2003-07-02 大喜工业株式会社 螺栓及其制造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003232326A (ja) 2002-02-06 2003-08-22 Eco World:Kk 緩み防止ボルト及び同製造方法並びに平ダイス及び同製造方法
JP2003260532A (ja) 2002-03-08 2003-09-16 Japan Power Fastening Co Ltd ボルトの製造装置及び製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102278921B1 (ko) 2021-03-22 2021-07-19 김선태 소착방지 볼트 전조용 금형
KR102287152B1 (ko) 2021-03-22 2021-08-06 김선태 소착방지용 볼트

Also Published As

Publication number Publication date
US7159429B2 (en) 2007-01-09
JP3546211B1 (ja) 2004-07-21
DE602004024191D1 (de) 2009-12-31
EP1625902A4 (en) 2008-05-28
US20060225477A1 (en) 2006-10-12
EP1625902A1 (en) 2006-02-15
EP1625902B1 (en) 2009-11-18
JP2004306132A (ja) 2004-11-04
WO2004085093A1 (ja) 2004-10-07
KR20050114673A (ko) 2005-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101087505B1 (ko) 볼트의 제조 방법 및 제조 장치 및 이것에 이용하는 나사전조 다이스 및 다중나사 볼트
RU2650365C2 (ru) Зуборезная фреза с радиально регулируемыми стержневыми резцами
JP3299302B2 (ja) ねじ体・ナット装置
EP0665392B1 (en) Methods of making preloaded ball nut and screw assemblies
JP5496655B2 (ja) 多重ねじ転造ダイスの製造方法および多重ねじ転造ダイスならびにこれを用いた多重ねじボルトの製造方法
KR101330467B1 (ko) 전조 다이스
JP2006144896A (ja) マルチピッチねじ、マルチピッチねじの製造方法及び製造装置
JP3534117B1 (ja) 螺子転造ダイスの製造方法
US3854350A (en) Production of externally threaded bolts or the like with intersecting right-hand and left-hand helices
JP4810640B2 (ja) 二重螺子ボルトの製造方法
JP5042931B2 (ja) 転造ボルト
US10816027B2 (en) Step threads
JPH07139536A (ja) 締結部材およびその製造方法
JP2003232326A (ja) 緩み防止ボルト及び同製造方法並びに平ダイス及び同製造方法
US8684637B2 (en) Arrangement to connect a tool wheel and a tool holding fixture
CN100446914C (zh) 螺纹滚轧成形辊的制造方法
JP2006043745A (ja) マルチピッチねじ、マルチピッチねじの製造方法及び製造装置
US3334365A (en) Method of forming circumferentially spaced lock thread portions
JP5311901B2 (ja) 螺子転造ダイス
JP3437804B2 (ja) 緩み防止ねじ
US5235786A (en) Hourglass worm gear
JP2023138266A (ja) 歯車の製造方法
DE102020124100A1 (de) Vorrichtung zum Honen unrunder Konturen und Verfahren zum Honen einer unrunden Laufbahn eines Lagerrings
CN1764510A (zh) 螺栓的制造方法和制造装置以及用在该装置中的螺纹滚轧成形辊以及多线螺纹螺栓
JP2004090085A (ja) セルフロックボルト製造用転造ダイスおよびセルフロックボルト

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140904

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151005

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161006

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171013

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181004

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191023

Year of fee payment: 9