TW201603909A - 雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構及滾製方法 - Google Patents

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Abstract

本發明中，使用具有對螺絲材料B進行壓接並相對位移之剛性表面的滾牙輪構件，以進行雙螺紋體D的滾製。滾牙輪構件具備雙螺紋部形成區域U，其中，在連結表面最外部之間所得之虛擬表面的法線方向視角中形成略平行四邊形、且從虛擬表面凹設的複數凹部沿著相對位移方向複數排列。更進一步，滾牙輪構件具有「以從與螺絲材料相對位移時的上游側往下游側變小的方式，設定雙螺紋部形成區域U中的凹部在相對位移方向上之排列間距」的區域。藉此，在形成雙螺紋體時，可減少相對圓柱狀螺絲材料的轉動不良，而可大量生產高精度的雙螺紋體。

Description

雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構及滾製方法
本發明係關於一種滾製用滾牙輪構造等，其藉由滾製在螺紋部之軸向上的同一區域中具有右螺紋部與左螺紋部的雙螺紋體，而可效率良好地進行高精度且穩定的生産。
以往，在藉由滾製僅具有右螺紋或左螺紋任一者之螺紋部的公螺絲以進行製造的情況下，一般來說，係以表面具有複數條部的複數剛性平板、剛性圓柱或剛性圓筒體的滾牙輪構件，推壓亦稱為胚料(blank)的金屬製圓柱棒狀體、即螺絲材料，並使螺絲材料與滾牙輪構件相對位移，而一邊使螺絲材料表面塑性變形，一邊形成螺紋峰或螺紋溝。形成於滾牙輪構件上的條部，係在剖面具有預期之形狀，例如形成略三角形且幾乎互相平行並具有導角的狀態下所形成。
作為公螺紋體，在公螺紋體的螺紋部之軸向上的同一區域中具有右螺紋部與左螺紋部的雙螺紋體已為人所知，亦有人試著藉由滾製來產生該元件(參照特開2013-43183號公報)。
根據特開2013-43183號公報，因為將凹設於滾牙輪構件之雙螺紋體中，成為條部的平行四邊形凹部最佳化，而可在滾製後使軸的形狀較為穩定，並以高精度形成條部。然而，今後要求一種能夠以簡易設置的滾製裝置，大量生產更高精度之雙螺紋體的技術。
[發明所欲解決之課題]
本發明之目的係解決如上所述之問題，亦即，本發明提供一種在形成雙螺紋體時，減少相對圓柱狀螺絲材料的轉動不良，且可大量生產高精度之雙螺紋體的雙螺紋體之滾製用滾牙輪構造及滾製方法。 [解決課題之手段]
為了解決上述課題，雙螺紋體滾製用滾牙輪構造所採用的手段，具備滾牙輪構件，其具有相對螺絲材料一邊壓接一邊相對位移的剛性表面，該滾牙輪構件具備雙螺紋部形成區域，其中，在將該表面最外部間連接所得之虛擬表面的法線方向視角中成為略平行四邊形、且從該虛擬表面凹設的複數凹部，沿著該相對位移方向複數排列；該雙螺紋部形成區域中的該凹部在該相對位移之方向上之排列間距，具有「以從與該螺絲材料相對位移時的上游側往下游側變小的方式」設定的區域。
如上述之手段，其中，複數的該凹部中，在該相對位移方向上的最大尺寸，係以根據從上游側往下游側之排列順序變小的方式設定。
如上述之手段，其中，該雙螺紋部形成區域中，該螺絲材料的中心軸與該虛擬表面的距離，係以從與該螺絲材料相對位移之上游側往下游側變小的方式設定。
如上述之手段，其中，該滾牙輪構件，具備前置加工區域，其在連接該表面的最外部間而得之虛擬表面中，具有「沿著該相對位移方向逐漸往該螺絲材料的軸心接近的區域」與「從該軸心逐漸遠離的區域」。
如上述之手段，其中，該滾牙輪構件中的該前置加工區域的至少一部分，相對該雙螺紋部形成區域，存在於在與該螺絲材料相對位移時的上游側。
如上述之手段，其中，該滾牙輪構件中的該前置加工區域與該雙螺紋部形成區域為獨立配置。
如上述之手段，其中，該雙螺紋部形成區域中，沿著該相對位移之方向，配置於直線上的複數該凹部的排列間距，係設定為該前置加工區域中的該接近區域與該遠離區域之間的間距的整數倍。
如上述之手段，其中，該滾牙輪構件具備單螺紋部形成區域，其在與該螺絲材料的軸向錯開的狀態下，相對該雙螺紋部形成區域鄰接配置，並且在該相對位移方向上，以導角的量相對在該虛擬表面中帶狀延伸、且從該虛擬表面凹設的谷部傾斜配置。
如上述之手段，其中，該滾牙輪構件中，在該雙螺紋部形成區域與該單螺紋部形成區域的邊界可進行分割。
如上述之手段，其中，該滾牙輪構件中，該單螺紋部形成區域中，該軸向途中的邊界可進行分割。
如上述之手段，其中，該滾牙輪構件具備成為平面狀的圓筒部形成區域，其係在與該螺絲材料之軸向錯開的狀態下，相對該單螺紋部形成區域鄰接配置；該圓筒部形成區域與該單螺紋部形成區域的邊界可進行分割。
為了解決上述課題，雙螺紋體滾製方法所採用的手段，其特徵係在具有剛性表面之滾牙輪構件相對螺絲材料進行相對位移時，藉由使該滾牙輪構件相對該螺絲材料一邊壓接一邊相對位移，以滾製雙螺紋體，該滾牙輪構件，具備雙螺紋部形成區域，其係在雙螺紋部形成區域之中，從連接該表面最外部之間而得的虛擬表面的法線方向視角中成為略平行四邊形、且從該虛擬表面凹設的複數凹部，沿著該相對位移之方向複數排列；該雙螺紋部形成區域中，具有以「從與該螺絲材料相對位移時的上游側往下游側變小的方式，設定該凹部在該相對位移方向上的排列間距」的區域。
如上述之手段，其中，複數的該凹部中，在該相對位移之方向上的最大尺寸，係以根據從上游側往下游側的排列順序變小的方式設定。
如上述之手段，其中，該雙螺紋部形成區域中，該螺絲材料的中心軸與該虛擬表面的距離，係以從與該螺絲材料相對位移之上游側往下游側變小的方式設定。 [發明的效果]
根據本發明，可在形成雙螺紋體時，降低相對圓柱狀之螺絲材料的轉動不良，而能夠得到「可大量生產高精度之雙螺紋體」這樣優良效果。
以下參照附圖，詳細說明本發明的實施態樣。
首先說明本發明之實施態樣的雙螺紋體滾製用滾牙輪構造。雙螺紋體滾製用滾牙輪構造，係對於圓柱狀的螺絲材料B進行壓接，並且一邊在與該螺絲材料B之軸向垂直的方向上相對位移，一邊使該螺絲材料B表面變形，而滾製在軸向上的同一區域具有右螺紋部與左螺紋部之雙螺紋體D。
作為滾製方法，具有如第一圖(A)所示之使用兩個平板狀滾牙輪構件10的所謂的平滾牙輪滾製、如第一圖(B)所示的合併使用兩個以上的圓柱狀或圓筒型的圓型滾牙輪構件12、12的所謂的軋延滾製、如第一圖(C)所示的一邊使用圓弧型的滾牙輪構件13，另一邊使用圓柱或圓筒型的圓型滾牙輪構件12進行滾製的所謂星型滾製等。以下，本實施態樣中雖具體說明平滾牙輪構造的情況，但本發明可應用於該等態樣中未例示的其他所有滾製方法。
本實施態樣的滾製滾牙輪構造，具備與螺絲材料B壓接的兩個以上的滾牙輪構件10，各滾牙輪構件10具有剛性表面20。該等兩個以上的滾牙輪構件10，一方面對於螺絲材料B進行壓接，一方面各剛性表面20彼此相對位移，同時亦相對於螺絲材料B進行相對位移。
如第二圖(A)所示，滾牙輪構件10的剛性表面20，具備雙螺紋部形成區域U，其中設有在連接該剛性表面20的最外部(最接近螺絲材料B之部分)之間而得到的虛擬表面22中複數獨立排列的凹部30。雙螺紋部形成區域U的凹部30，在法線方向視角中，形成略平行四邊形，係以從第二圖(B)所示之虛擬表面22凹陷的方式設置。此處，在平板狀的滾牙輪構件10的情況下，預期將虛擬表面22設定為平面狀，在圓形滾牙輪形態的情況下，預期將虛擬表面22設定為圓筒面狀，而在圓弧狀滾牙輪形態的情況下，預期將虛擬表面22設置為部分圓筒面(圓弧面)狀。
各凹部30，在虛擬平面22的法線方向視角中形成略平行四邊形，較宜形成略菱形。如此，若設定為略菱形，則可使經滾製的雙螺紋體D的右螺紋部與左螺紋部中的各螺紋間距彼此相等。
該等的凹部30，在法線方向視角中，分別與略平行四邊形之四個角對應的部位之中，兩個以上的角部31、31，如第三圖(A)所示，在法線方向視角下形成圓角。本實施態樣中，與略平行四邊形的四個角對應部位的所有的角部31、31、32、32皆形成圓角。此外，該等兩個以上的角部31、31，宜設定為彼此在對角位置上的形狀，特別是，若將兩個以上的角部31、31設定為螺絲材料B轉動的方向、即相對位移之方向中的對角位置，則在滾製時萬一產生的切削碎屑，可在進行相對位移時，輕易從凹部30流出，故較佳。
又，凹部30，成為將該開口面作為一構成面的虛擬略四角錐狀的孔狀，該略四角錐狀的中央頂部，構成凹部30的最深部位34。較佳的情況，係凹部30的最深部位34具有略扁平之底部35的形狀。藉此，底部35變寬，而萬一產生的切削碎屑不會阻塞而容易流出，且雙螺紋體D之螺紋峰M的最高頂部，在與雙螺紋體D垂直的方向上，不會以成為銳角的態樣結束，而可在母螺紋體相對雙螺紋體D螺合時提升穩定性。另外，可顯著提升以大量生産所得之雙螺紋體D的製品精度。
如第三圖(A)所示，雙螺紋部形成區域U中，凹部30相對位移方向的排列間距T1、T2、T3･･･，係以與螺絲材料B相對位移時的從上游側往下游側變小的方式設定。亦即T1＞T2＞T3＞･･･。如第三圖(B)所示，若使螺絲材料B在雙螺紋部形成區域U中從上游往下游轉動，去除螺紋峰M的軸部E逐漸成形。軸部E的外周距離(在假設為正圓的情況下為直徑×π)往下游逐漸變小，而最後成為略正圓形狀。因此，螺絲材料B旋轉一圈所前進的轉動距離，亦往下游逐漸變小，故若相應地將凹部30在相對位移之方向上的排列間距T1、T2、T3･･･設定較小，則相對於轉動中的螺絲材料B，可隨時以相同相位對凹部30進行壓接，進而可顯著地提高螺紋峰M的形狀精度。此外，此處在雙螺紋部形成區域U的整個區域中，雖例示排列間距T1、T2、T3･･･逐漸變小的情況，但亦可為僅有相對位移方向上部分的區域中，排列間距T1、T2、T3･･･逐漸變小。
如第三圖(B)所示，在使用滾製滾牙輪構造的滾製中，本雙螺紋部形成區域U中，宜使螺絲材料B的軸心E1與虛擬表面22的距離L1、L2、L3･･･從與螺絲材料B相對位移之上游側往下游側變小。意即，L1＞L2＞L3＞･･･。如此，因為螺絲材料B的軸部E的直徑往下游逐漸變小，而可壓縮螺絲材料B，其效果進而與「使凹部30在相對位移之方向上的排列間距T1、T2、T3･･･縮小」的效果加成，而更提高螺紋峰M的形狀精度。
此外，第三圖(A)中，關於所有的凹部30，雖例示相對位移之方向的最大尺寸W為固定的情況，但例如第四圖所示，亦宜依照從上游側往下游側的排列順序逐漸變小的方式，設定雙螺紋部形成區域U中的複數的凹部30的相對位移之方向的最大尺寸W1、W2、W3･･･。亦即W1＞W2＞W3＞･･･。螺紋峰M的最後形狀，與雙螺紋部形成區域U的最下游側的凹部30相似。另一方面，因為上游側中，排列間距T1、T2、T3･･･大於最下游側，故在空間上仍有餘裕，因此可較大地設定凹部30的相同最大尺寸W1、W2、W3･･･。因為凹部30的相同最大尺寸W1、W2、W3･･･較大者，可增加螺絲材料B的塑性變形量，因此在上游側的凹部30可盡快進行塑性變形，而可進行隨著往下游側推進越接近最後螺紋峰M之形狀的滾製。
如第三圖(C)所示，該等的凹部30，在沿著虛擬表面22之法線方向的剖面形狀中，其邊緣33部分，以例如R加工等的方式形成圓弧狀，並沿著成為略平行四邊形之邊緣33整圈形成圓弧狀。如此，使凹部30的邊緣33部分，在邊緣33的整圈形成圓弧狀，可防止滾製時滾牙輪構件10表面與螺絲材料B不適當的咬合導致從螺絲材料B切削產生的切削碎屑。此外，本發明並不限定於此，例如，亦可為第三圖(D)所示的梯形，亦可為V字形。
如第三圖(A)所示，在虛擬表面22的法線方向視角中，略平行四邊形狀的凹部30，其對角線中的至少一邊的對角線距離W，在使螺絲材料B的半徑為R0、圓周率為π時，係設定為2πR0以下。較佳的情況，係在實施本發明所得到的雙螺紋體D的谷徑為dR (參照第七圖)時，使形成凹部30之略平行四邊形的對角線中的至少一邊的對角線距離W為πdR 以下。更佳的情況，係使形成凹部30之略平行四邊形的對角線中，至少將與相對位移方向平行之對角線的對角線距離，設定為πdR 以下。藉由這樣的設定，除了可相等地設定右螺紋部與左螺紋部的螺紋間距，亦可得到高精度的雙螺紋體D。
又，如第三圖(A)所示，凹部30的開口，在虛擬表面22的法線方向視角中，略平行四邊形的一邊的對角線距離，較佳係較長地設定將相對位移方向之對角線距離W，另一邊的對角線距離，較佳係較短地設定與相對位移方向相對垂直之方向的對角線距離F。此外，凹部30，在該凹部30的容積為v，圓周率為π，在相對位移方向上與滾牙輪構件10相對的垂直方向中的凹部30的凹設間距為p，雙螺紋體D的谷徑為dR (參照第七圖)，凹部30的最深部位34的深度為h時，該凹部30的容積v的設定範圍宜構成以πpdR h/7≦v≦πpdR h/5所規定之態樣。若以小於該範圍的方式設定，則螺紋峰M變得過細、過小而導致強度不足，或是將母螺紋體與藉由實施本發明所得之雄螺紋、即雙螺紋體D螺合時，間隙變得過大，導致振動(Rattle)變得過大。相反地，若以大於該範圍的方式設定，則螺紋峰M變得過粗、過大，在將母螺紋體與藉由實施本發明所得之雄螺紋、即雙螺紋體D螺合時，間隙變得過小而導致螺合困難或無法螺合，或是難以高精度滾製螺紋峰M。
因此，在使第四圖所示之凹部30的尺寸變化的情況中，宜在滿足上述容積v之條件的範圍內進行變化。
若使用以上說明之用以滾製雙螺紋體D的滾牙輪構造的滾牙輪構件10進行滾製，則可有效率地大量生產高精度的雙螺紋體D。
滾牙輪構件的剛性表面，在將該剛性表面之最外部(最接近螺絲材料B之部分)間連結而得之虛擬表面22中，具有前置加工區域。該前置加工區域，例如，係用於將其剖面形狀加工為橢圓形或長圓形等的前置的剖面形狀(以下稱為略橢圓形)者，接著，其係用以在雙螺紋部形成區域U中容易形成雙螺紋部的前置形狀。特別是，在將前置的剖面形狀加工為略橢圓形的滾牙輪構件10的剛性表面20，如第二圖(A)所示，在虛擬表面22中具有前置加工區域Q。
如第六圖所示，該前置加工區域Q係沿著與螺絲材料B相對位移之方向，在虛擬表面22本體維持面狀態之下，重複「逐漸接近該螺絲材料B之軸心E1的接近區域Q1」與「從軸心E1逐漸反向離開的離反區域Q2」。因此，如第六圖(A)所示，最初剖面為正圓形狀的螺絲材料B，藉由在接近區域Q1中以同相位反復進行被壓縮的步驟，最後如第六圖(C)所示，其剖面形成具有長軸與短軸的非圓形。此外，此處雖例示接近區域Q1及遠離區域Q2為曲面的情況，但本發明並不限於此。例如，如第六圖(D)所示，亦可為剖面成為梯形的凹凸形狀，另外，亦可為鋸齒狀的凹凸形狀。
如第二圖(A)所示，滾牙輪構件10中的前置加工區域Q的至少一部分，相對於雙螺紋部形成區域U，存在於在與螺絲材料B相對位移時的上游側。期望將前置加工區域Q與雙螺紋部形成區域U獨立配置。如此，在螺絲材料B進入雙螺紋部形成區域U之前，可預先在前置加工區域Q中使螺絲材料B變形成略橢圓形。當然，該前置加工區域Q的一部分或全部，亦可與雙螺紋部形成區域U重複。在重複的情況中，一方面對螺絲材料B進行橢圓加工，一方面同時形成螺紋峰。
相對於沿著雙螺紋部形成區域U中在相對位移方向上配置於直線上的複數凹部30的排列間距PU，前置加工區域Q中的接近區域Q1與遠離區域Q2之間的變形間距PQ為其整數倍，此處係設定為四倍。此外，凹部30中，因為平行四邊形係配置為斜向格子狀，故配置為曲折狀的複數凹部30的格子間距PX，成為配置於直線上之凹部30的排列間距PU的二分之一。更進一步，在前置加工區域Q與和其鄰接之雙螺紋部形成區域U之間，變形間距PQ的相位與排列間距PU的相位一致。如此，可平順地使螺絲材料B從前置加工區域Q往雙螺紋部形成區域U轉動。
如第七圖(B)及第八圖(B)所示，雙螺紋體D中，將右螺紋與左螺紋重合所形成之雙螺紋區域，其特徴可舉例如：具有180度相位差的一對螺紋峰M、M的最高頂部的螺紋峰M的總剖面積S1(參照第七圖(B))，與相對該最高頂部在圓周方向上錯開90度，彼此的螺紋峰M、M交叉之交叉部的螺紋峰M的總剖面積S2(參照第八圖(B))大幅度地不相同。亦即，雙螺紋體D的滾製中，即使以使軸部E接近正圓的方式使螺絲材料B變形，亦不得不以使其周圍的螺紋峰M中最高頂部附近的體積與相對其錯開90度之交叉部附近的體積不同的方式進行滾製。因此，假設使用雙螺紋部形成區域U直接對於剖面為正圓的螺絲材料B進行滾製的情況下，交叉部附近的螺絲材料B勢必變薄，最高頂部附近的螺絲材料B勢必變厚，而因為螺絲材料B的材質，具有該材料難以流動的情況。
因此，如本實施態樣所示，在比雙螺紋部形成區域U更為上游側的前置加工區域Q中，使螺絲材料B變形成為下述的略橢圓形狀：以將來成為螺紋峰M的最高頂部之處作為長軸，並以將來成為螺紋峰M之交叉部之處作為短軸，藉此，在雙螺紋部形成區域U中，可減少螺絲材料B的塑性變形量。而且，滾牙輪構件10中，以一體成型的方式先配置前置加工區域Q與雙螺紋部形成區域U，而使前置加工區域Q的變形間距PQ(短軸與長軸的間距)，與雙螺紋部形成區域U中的螺紋峰的最高頂部與交叉部的間距(排列間距PU的四分之一)的相位一致。結果，藉由一連串的滾製動作，一致地進行橢圓形或是長圓形的加工與螺紋峰加工，藉此可以極高的作業效率，對於極高精度的雙螺紋區域進行滾製。
如第二圖(A)所示，滾牙輪構件10的剛性表面20，具備單螺紋部形成區域J，其在與螺絲材料B的軸向錯開的狀態下，相對雙螺紋部形成區域U鄰接配置。該單螺紋部形成區域J中，凹設有相對虛擬表面22帶狀延伸的谷部50，藉由該谷部50，滾製第七圖及第八圖之雙螺紋體D的單螺紋區域的螺紋峰。該谷部50，只要相對與螺絲材料B相對位移之方向，以導角的量傾斜配置即可。若配置為使螺絲材料B橫跨雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J兩者的態樣而進行滾製，則如第七圖及第八圖所示，可得到藉由單螺紋部形成區域J形成單螺紋區域、藉由雙螺紋部形成區域U形成雙螺紋區域的雙螺紋體D。
如第二圖(C)所示，滾牙輪構件10中，在雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J的邊界可進行分割以作為零件。雙螺紋體D，必須因應規格而變更單螺紋區域的長度。若可將滾牙輪構件10進行分割，則僅將相當於單螺紋部形成區域J之零件更換為軸向寬度不同的零件，則可簡單地變更雙螺紋體D中單螺紋區域的長度。另外，因為雙螺紋部形成區域U亦可作為零件而簡易地更換，故可輕鬆地對應變下述各種的變化：更換雙螺紋部形成區域U之螺紋峰M之形狀的情形，或是置換雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J之軸向配置的情形，甚至是在單螺紋部形成區域J的兩側配置雙螺紋部形成區域U等。一般來說，若以具有餘裕而較大地設定雙螺紋部形成區域U的軸向尺寸，則可對應所有長度的雙螺紋區域。
滾牙輪構件10，在單螺紋部形成區域J中於軸向之途中的邊界，此處可分割為三個零件片J1、J2、J3。如此，例如準備多個軸向寬度為5mm的零件片，根據零件片的連結數量，可自由地以5mm的單位調整單螺紋部形成區域J之軸向寬度。這樣的想法亦可應用於雙螺紋部形成區域U。
如第二圖(A)所示，滾牙輪構件10的剛性表面20，具備平面狀的圓筒(亦可為圓柱)部形成區域K，其在與螺絲材料B的軸向錯開的狀態下，相對單螺紋部形成區域J鄰接配置。該圓筒部形成區域K，滾製第七圖及第八圖的雙螺紋體D的圓筒區域。如第二圖(C)所示，圓筒部形成區域K與單螺紋部形成區域J的邊界可進行分割。雙螺紋體D中，必須因應規格變更圓筒區域的長度。若如此進行分割，則滾牙輪構件10中，僅將與圓筒部形成區域K相當的零件更換為軸向寬度不同的零件，就可簡單變更雙螺紋體D的圓筒區域的長度。
此外，此處圖中雖未特別顯示，但滾牙輪構件10，在圓筒部形成區域K中的軸向途中的邊界，亦可更分割為零件片。如此，準備多個例如軸向寬度為5mm的圓筒部形成區域K的零件片，根據零件片的連結數量，可以5mm的單位自由地調整圓筒部形成區域K的軸向寬度。
使用本實施態樣之滾製用滾牙輪構造的雙螺紋體D的滾製方法，係對於圓柱狀的螺絲材料B進行壓接，而一方面在與該螺絲材料B之軸向垂直的方向上相對位移，一方面使該螺絲材料B表面變形，而滾製在軸向中的同一區域上具有右螺紋部與左螺紋部的雙螺紋體D。
在使用本實施例之平板狀的滾牙輪構件10進行滾製的情況中，如第一圖(A)所示，固定一邊的平滾牙輪構件10，以最外表面間的距離相對其成為既定間隔d的方式配置另一邊的平滾牙輪構件10，使該另一邊的平滾牙輪構件10一邊保持該間隔d一邊相對位移。當然，該等的平滾牙輪構件10、10中，只要兩邊的平滾牙輪構件10、10相對位移即可，亦可構成使兩邊在彼此不同的方向上位移的態樣，亦可配置為間隔d非固定，而使平滾牙輪構件10彼此些許傾斜的態樣。
特別是，本實施態樣的滾製方法中，如第二圖(A)及第三圖(A)所示，以與螺絲材料B相對位移時從上游側往下游側變小的方式，設定雙螺紋部形成區域U中的凹部30在相對位移方向上的排列間距T1、T2、T3･･･。如第三圖(B)所示，若使螺絲材料B在雙螺紋部形成區域U中從上游往下游轉動，則逐漸形成除去螺紋峰M的軸部E。軸部E的外周距離(假定為正圓的情況中為直徑×π)，往下游逐漸變小，最後成為略正圓形狀。因此，藉由使螺絲材料B旋轉一圈所前進的轉動距離，亦往下游逐漸變小，故若相應地將凹部30的相對位移之方向的排列間距T1、T2、T3･･･設定為往下游逐漸變小的態樣，則相對轉動中的螺絲材料B，可持續以幾乎相同的相位與凹部30壓接，而可顯著地提高螺紋峰M的形狀精度。
如第三圖(B)所示，雙螺紋部形成區域U中，可使螺絲材料B的中心軸E1與虛擬表面22的距離L1、L2、L3･･･，從螺絲材料B相對位移之上游側往下游側變小。此情況中，只要設定為下述態樣即可：使對向的一對平滾牙輪構件10的虛擬表面22不為平行，而彼此的距離往螺絲材料B的轉動行進方向逐漸變小。
更進一步，如第四圖所示，本雙螺紋體的滾製方法中，雙螺紋部形成區域U中的複數凹部30在相對位移之方向上的最大尺寸W1、W2、W3･･･，亦可依照從上游側往下游側的排列順序設定為逐漸變小的態樣。亦即W1＞W2＞W3＞･･･。螺紋峰M的最後形狀，與雙螺紋部形成區域U的最下游側的凹部30相似。另一方面，因為排列間距T1、T2、T3･･･在上游側大於最下游側，而在空間上具有餘裕，故可較大地設定凹部30的同最大尺寸W1、W2、W3･･･。因為凹部30的相同最大尺寸W1、W2、W3･･･較大者，可增加螺絲材料B的塑性變形量，因此在上游側的凹部30可盡快進行塑性變形，而可進行隨著往下游側推進越接近最後螺紋峰M之形狀的滾製。
又，如第一圖(B)所示，在合併使用圓柱狀或圓筒型的兩個以上的圓型滾牙輪構件12、12的所謂軋延滾製的情況中，使兩個的圓型滾牙輪構件12、12彼此的旋轉軸並行，且最外表面間的距離保持成為既定間隔d的態樣。接著，可一邊保持該間隔d一邊分別進行旋轉。此時，各圓型滾牙輪構件12、12可互相反向旋轉，亦可同向旋轉。
在使用該圓型滾牙輪構件12的情況中，在雙螺紋部形成區域U中，可使螺絲材料B的中心軸E1與虛擬表面22的距離L1、L2、L3，從與螺絲材料B相對位移之上游側往下游側變小。此情況下，如第五圖(A)所示，以「使從至少一邊之圓型滾牙輪構件12的中心軸E1至虛擬表面22的距離X1、X2、X3･･･，隨著往圓周方向行進而逐漸變大」的方式進行位移。結果，對向的一對虛擬表面22的距離，往螺絲材料B的轉動行進方向逐漸變小。
又，如第一圖(C)所示，使用一邊為圓弧型滾牙輪構件13，另一邊為圓柱或圓筒型的圓型滾牙輪構件12進行滾製的所謂的星型方式的滾製的情況中，固定一邊的圓弧型滾牙輪構件13，相對於此，使最外部間的距離成為既定間隔d的方式，自由旋轉地保持另一邊的圓型滾牙輪構件12。接著，配置成一邊保持該間隔d，一邊使剛性表面20、20間可相對位移的態樣。
在使用該圓弧型滾牙輪構件13的情況中，雙螺紋部形成區域U中，亦可使螺絲材料B的中心軸E1與虛擬表面22的距離L1、L2、L3･･･，從與螺絲材料B相對位移之上游側往下游側變小。此情況下，如第五圖(B)所示，以「使圓弧型滾牙輪構件13的內周側的虛擬表面22與對向側的圓筒型之圓型滾牙輪構件12的中心軸E1之間的距離Y1、Y2、Y3隨著往圓周方向行進而逐漸變小」的方式進行位移。結果，對向側的圓筒型的滾牙輪構件12與虛擬表面22的距離，往螺絲材料B的轉動的進行方向逐漸變小。
又，根據本實施態樣的滾製方法，如第二圖(A)所示，可利用滾牙輪構件10的前置加工區域Q，將螺絲材料B加工成橢圓形或是長圓形。
更具體而言，在使螺絲材料B進入雙螺紋部形成區域U之前，預先使螺絲材料B變形成略橢圓形狀。
此時，在比雙螺紋部形成區域U更上游側的前置加工區域Q中，使螺絲材料B變形成下述形狀：以將來成為螺紋峰M之最高頂部之處作為長軸，以將來成為螺紋峰M之交叉部之處作為短軸的略橢圓形狀。結果，可在雙螺紋部形成區域U中，減少螺絲材料B的塑性變形量。而且，將前置加工區域Q與雙螺紋部形成區域U一體成形地配置於滾牙輪構件10上，一方面使「前置加工區域Q的變形間距PQ(短軸與長軸的間距)」與「雙螺紋部形成區域U中螺紋峰之最高頂部與交叉部之間距(排列間距PU的四分之一)」的相位一致，一方面以一連串的滾製動作，一致地進行橢圓形或是長圓形加工與螺紋峰加工。結果，可以極高的作業效率，滾製極高精度的雙螺紋區域。
如第二圖(A)所示，滾牙輪構件10的剛性表面20具備單螺紋部形成區域J，其以與螺絲材料B的軸向錯開的狀態，相對雙螺紋部形成區域U鄰接配置。該單螺紋部形成區域J中，凹設有相對虛擬表面22帶狀延伸的谷部50，藉由該谷部50，滾製使第七圖及第八圖的雙螺紋體D的單螺紋區域的螺紋峰。該谷部50，只要以導角的量相對與螺絲材料B相對位移方向傾斜配置即可。若將螺絲材料B配置為橫跨雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J兩者的態樣而進行滾製，則如第七圖及第八圖所示，可得到以單螺紋部形成區域J而形成單螺紋區域、以雙螺紋部形成區域U而形成雙螺紋區域的雙螺紋體D。
又，更進一步，本實施態樣的滾製方法中，如第二圖(C)所示，滾牙輪構件10，在雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J的邊界可分割而作為零件。若將滾牙輪構件10進行分割，則僅將相當於單螺紋部形成區域J的零件更換為軸向寬度不同的零件，而可簡易地變更雙螺紋體D的單螺紋區域的長度。
滾牙輪構件10中，於單螺紋部形成區域J中的軸向的途中邊界，此處係分割為三個零件片J1、J2、J3，故藉由該等的零件片的連結數量，可自由地調整單螺紋部形成區域J的軸向寬度。這樣的想法亦適用於雙螺紋部形成區域U。
本實施態樣的滾製方法中，如第二圖(C)所示，可將圓筒部形成區域K與單螺紋部形成區域J的邊界進行分割。雙螺紋體D中，必須因應規格而更換圓筒(亦可為圓柱)區域的長度。若如此進行分割，則滾牙輪構件10中，僅將相當於圓筒部形成區域K之零件更換為軸向寬度不同的零件，則可輕易地變更雙螺紋體D的圓筒區域的長度。
作為上述實施態樣的變化實施例，可舉例如第九圖(A)所示之滾製用滾牙輪構造。該滾製用滾牙輪構造，在滾牙輪構件10的剛性表面20中，於雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J之間配置有空間區域SP。該空間區域SP，藉由設定為與所滾製之雙螺紋體D的谷徑相當的突出量，而扮演在雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J的邊界部分形成些許空隙的角色。如此，如第九圖(B)所示，在因為滾製後的雙螺紋體D的雙螺紋區域與單螺紋區域之間，形成作為谷徑之微小寬度的窄縮部V，故若使雙螺紋與單螺紋之間距一致，則可使單螺紋區域與雙螺紋區域的螺紋峰平順地移動。
此外，此處雖例示在雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J之間配置空間區域SP的情況，亦可在滾牙輪構件10的前置加工區域Q(參照第二圖)中，在與雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J相當的邊界上配置空間區域SP。如此，如第九圖(C)所示，可在螺絲材料B通過前置加工區域Q之狀態的所謂的前置體(該前置體亦可定義為螺絲材料的一部分)中形成窄縮部V。結果，假設即使在之後的雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J的邊界無空間區域，亦可藉由窄縮部V的存在而使滾製變得平順。此外，除了藉由滾牙輪構件10的空間區域SP形成窄縮部V，亦可以事前步驟在供給至滾牙輪構件10的螺絲材料B本體上形成窄縮部V。
又，上述實施態樣中，雖例示螺絲材料B之剖面積在滾牙輪構造中的雙螺紋部形成區域U與單螺紋部形成區域J兩者皆相同的情況，但本發明並不限定於此。例如，如第九圖(C)所示，相較於螺絲材料B的雙螺紋對應區域BU的剖面積，亦可較大地設定螺絲材料B的單螺紋對應區域BJ；雙螺紋對應區域BU相當於雙螺紋部形成區域U、單螺紋對應區域BJ相當於單螺紋部形成區域J。如同從第九圖(B)的雙螺紋體D所得知，雙螺紋區域與單螺紋區域即使谷徑相同，雙螺紋部的一方，在螺紋峰的高度方面，亦有部分較小。亦即，雙螺紋體D中，雙螺紋區域的單位螺紋峰之體積與單螺紋區域的單位螺紋峰之體積，係單螺紋區域的一方較大。因此，宜僅以相當於雙螺紋與單螺紋之螺紋峰的體積差的量，在螺絲材料B的雙螺紋對應區域BU與單螺紋對應區域BJ中設置體積差。
更進一步，此處，除了在螺絲材料B的雙螺紋對應區域BU與單螺紋對應區域BJ的邊界形成窄縮部V以外，亦宜在邊界形成錐面。如此，在藉由壓製使螺絲材料B成型時，可預先進行成形。
以上雖說明雙螺紋體D的滾製用滾牙輪構造及滾製方法，但本發明當然不限於該等實施例，在不脫離本發明之主旨的範圍內，可進行各種變更。
10‧‧‧滾牙輪構件
12‧‧‧圓型滾牙輪構件
13‧‧‧圓弧型滾牙輪構件
20‧‧‧剛性表面
22‧‧‧虛擬表面
30‧‧‧凹部
31‧‧‧角部
32‧‧‧角部
33‧‧‧邊緣
34‧‧‧最深部位
35‧‧‧底部
50‧‧‧谷部
B‧‧‧螺絲材料
D‧‧‧雙螺紋體
E‧‧‧軸部
J‧‧‧單螺紋部形成區域
J1‧‧‧零件片
J2‧‧‧零件片
J3‧‧‧零件片
K‧‧‧圓筒部形成區域
M‧‧‧螺紋峰
Q‧‧‧前置加工區域
Q1‧‧‧接近區域
Q2‧‧‧離反區域
U‧‧‧雙螺紋部形成區域
V‧‧‧窄縮部
S1‧‧‧最高頂部的螺紋峰M的總剖面積
S2‧‧‧交叉部的螺紋峰M的總剖面積
SP‧‧‧空間區域
BJ‧‧‧單螺紋對應區域
BU‧‧‧雙螺紋對應區域
第一圖係顯示本發明之實施態樣所採用的雙螺紋體滾製用滾牙輪構造及滾製方法的概略圖示，(A)係顯示平滾牙輪滾製，(B)係顯示軋延滾製，(C) 係顯示星型滾製的圖。 第二圖(A) 係顯示相同滾牙輪構造的滾牙輪構件的前視圖，(B) 係顯示側視圖，(C) 係顯示分解圖。 第三圖(A)係說明相同滾牙輪構造中，雙螺紋部形成區域的凹部配置的前視圖，(B)係顯示以相同雙螺紋部形成區域對螺絲材料進行變形步驟的圖，(C) 係顯放大示相同凹部之剖面形狀的剖面圖。 第四圖係說明相同滾牙輪構造中的雙螺紋部形成區域的凹部排列間距的前視圖。 第五圖(A)係顯示軋延滾製的應用例的圖，(B)係顯示星型滾製的應用例的圖。 第六圖(A)至(C)係顯示以相同滾牙輪構造中之前置加工區域對螺絲材料進行加工之步驟的側視圖。 第七圖(A) 係放大顯示雙螺紋體之一部份的側視圖，(B)係顯示雙螺紋區域之螺紋峰的最高頂部的剖面積的剖面圖，(C)係相同雙螺紋體的仰視圖。 第八圖(A) 係放大顯示雙螺紋體的一部分的側視圖，(B)係顯示雙螺紋區域之螺紋峰的交叉部的剖面積的剖面圖，(C)係相同雙螺紋體的仰視圖。 第九圖(A)係顯示本發明之實施態樣的雙螺紋體滾製用滾牙輪構造的其他構成例的前視圖及側視圖，(B)係顯示藉此滾製的雙螺紋體D之一例的側視圖，(C)及(D)係顯示螺絲材料B之其他構成例的前視圖。
10‧‧‧滾牙輪構件
20‧‧‧剛性表面
22‧‧‧虛擬表面
30‧‧‧凹部
50‧‧‧谷部
J‧‧‧單螺紋部形成區域
J1‧‧‧零件片
J2‧‧‧零件片
J3‧‧‧零件片
K‧‧‧圓筒部形成區域
Q‧‧‧前置加工區域
Q1‧‧‧接近區域
Q2‧‧‧離反區域
U‧‧‧雙螺紋部形成區域

Claims (14)

  1. 一種雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其特徵為包含： 滾牙輪構件，其具有相對螺絲材料一邊壓接一邊相對位移的剛性表面； 該滾牙輪構件具備雙螺紋部形成區域，其中，在將該表面最外部間連接所得之虛擬表面的法線方向視角中成為略平行四邊形、且從該虛擬表面凹設的複數凹部，沿著該相對位移方向複數排列； 該雙螺紋部形成區域中的該凹部在該相對位移之方向上之排列間距，具有以從與該螺絲材料相對位移時的上游側往下游側變小的方式設定的區域。
  2. 如請求項第1項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中， 複數該凹部中的該相對位移方向的最大尺寸，係以根據從上游側往下游側的排列順序變小的方式設定。
  3. 如請求項第1項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中， 該雙螺紋部形成區域中，該螺絲材料的中心軸與該虛擬表面的距離，係以從與該螺絲材料相對位移之上游側往下游側變小的方式設定。
  4. 如請求項第1至3項中任一項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中，該滾牙輪構件，具備前置加工區域，其在連接該表面的最外部之間而得的虛擬表面中，具有「沿著該相對位移之方向逐漸接近該螺絲材料之軸心的區域」與「從該軸心逐漸遠離的區域」。
  5. 如請求項第4項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中， 該滾牙輪構件中的該前置加工區域的至少一部分，相對該雙螺紋部形成區域，存在於該螺絲材料相對位移時的上游側。
  6. 如請求項第4項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中， 該滾牙輪構件中的該前置加工區域與該雙螺紋部形成區域係獨立配置。
  7. 如請求項第4項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中， 該雙螺紋部形成區域中，沿著該相對位移之方向配置於直線上的複數的該凹部的排列間距，係設定為該前置加工區域中的該接近區域與該遠離區域之間的間距的整數倍。
  8. 如請求項第1項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中， 該滾牙輪構件具備單螺紋部形成區域，其以與該螺絲材料的軸向錯開的狀態，相對該雙螺紋部形成區域鄰接配置，並且在該相對位移方向上，以導角的量相對在該虛擬表面中帶狀延伸、且從該虛擬表面凹設的谷部傾斜配置。
  9. 如請求項第8項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中， 該滾牙輪構件，可在該雙螺紋部形成區域與該單螺紋部形成區域的邊界進行分割。
  10. 如請求項第8項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中， 該滾牙輪構件，可在該單螺紋部形成區域中的該軸向途中的邊界進行分割。
  11. 如請求項第8項之雙螺紋體的滾製用滾牙輪結構，其中， 該滾牙輪構件具備平面狀的圓筒部形成區域，其在與該螺絲材料的軸向錯開的狀態下，相對該單螺紋部形成區域鄰接配置； 該圓筒部形成區域與該單螺紋部形成區域的邊界可進行分割。
  12. 一種雙螺紋體滾製方法，其特徵為： 在使具有剛性表面之滾牙輪構件相對螺絲材料進行相對位移時，使該滾牙輪構件相對該螺絲材料進行壓接並相對位移，藉此滾製雙螺紋體， 該滾牙輪構件具備雙螺紋部形成區域，其中，在連接該表面的最外部之間而得的虛擬表面的法線方向視角中形成略平行四邊形狀、且從該虛擬表面凹設的複數凹部，沿著該相對位移之方向複數排列； 該雙螺紋部形成區域中，具有「以在與該螺絲材料相對位移時的從上游側往下游側變小的方式，設定該凹部在該相對位移方向上之排列間距」的區域。
  13. 如請求項第12項之雙螺紋體滾製方法，其中， 複數該凹部在該相對位移方向上的最大尺寸，係以根據從上游側往下游側的排列順序變小的方式設定。
  14. 如請求項第12或13項之雙螺紋體滾製方法，其中， 該雙螺紋部形成區域中，該螺絲材料的中心軸與該虛擬表面的距離，係以從與該螺絲材料相對位移的上游側往下游側變小的方式設定。
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