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【発明の名称】 ボルトのしごき加工方法及びその装置及びボルト
【発明者】 【氏名】稲田 剛士

【目的】
【構成】
【特許請求の範囲】
【請求項1】 ボルトの円筒部を支持部材によってクリアランス零以下の状態で半径方向から支持し、そのボルトを軸方向に移動させることにより、その支持部材と同軸に、かつ、相対移動不能に固定されたしごきダイスにより前記ボルトのネジ形成用の軸部をしごき加工することを特徴とするボルトのしごき加工方法。
【請求項2】 ボルトの円筒部をクリアランス零以下の状態で半径方向から支持する支持部材と、前記支持部材に対して相対移動不能、かつ、軸方向において連続する位置に固定されており、そのボルトのネジ形成用の軸部をしごき加工するしごきダイスと、を有することを特徴とするボルトのしごき加工装置。
【請求項3】 円筒部及びネジ形成用の軸部が共にしごき加工されていることを特徴とするボルト。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトのネジ形成用の軸部をしごき加工するしごき加工方法及びその装置及び加工されたボルトに関する。
【0002】
【従来の技術】これに関する従来のしごき加工装置が図6に示されている。このしごき加工装置1は、前記ボルトwをガイドするとともにそのボルトwの円筒部wkを支える可動ダイス2とネジ形成用の軸部wnを下加工するしごきダイス4とを備えている。前記しごきダイス4には、ボルトwのネジ形成用の軸部wnをしごくランド(図示されていない)が形成されており、二段に重ねられた状態で略筒状の補強リング5の中央に固定されている。また、前記補強リング5は筒状のダイケース8の内部に収納されているとともに、その補強リング5のフランジ部5fがダイケース8とダイ受圧板6によって軸方向から挟持されることにより位置決めされている。
【0003】前記可動ダイス2は、前記補強リング5の上側で前記ダイケース8の内部を摺動できる構造であり、その中央にはしごきダイス4と同軸に前記ボルトwの円筒部wkを支える開孔部2kが形成されている。ここで、前記開孔部2kの内径はボルトwの円筒部wkの外径とほぼ等しい値に設定されている。また、可動ダイス2の下端部には、摺動方向に延出する一対のスプリング受けピン2rが固定されており、これらのスプリング受けピン2rが補強リング5に形成されたガイド孔5hに挿通されている。さらに、前記スプリング受けピン2rの先端にはスプリング受け板2eが同軸に固定されており、そのスプリング受け板2eがダイ受圧板6に形成された凹部6hに摺動可能な状態で収納されている。
【0004】さらに、前記凹部6hの内部には、前記スプリング受け板2eを押し上げるように付勢されたスプリング(図示されていない)が収納されている。前記スプリングのバネ力によって、可動ダイス2はスプリング受けピン2rとともに押し上げられ、スプリング受け板2eが補強リング5の下面に当接する位置に保持される。また、前記ダイ受圧板6の下方にはワーク突出用ピン9が設けられており、このワーク突出用ピン9がダイ受圧板6の中央に形成された中央開孔6kに下方から通され、さらに、しごきダイス4の内部に挿通されるようになっている。
【0005】前記しごき加工装置1によってボルトwのネジ形成用の軸部wnをしごき加工するためには、図6(A)に示されるように、昇降機構7の12角トリムパンチ7cにボルトwの頭部を嵌合させた状態でそのボルトwの円筒部wk等を可動ダイス2の開孔部2kに通し、ボルトwのネジ形成用の軸部wnをしごきダイス4の内部に挿入する。次に、前記昇降機構7をこの位置から下降させて、図6(B)に示されるように、ボルトwと共に可動ダイス2をスプリングのばね力に抗して押し下げることにより、ボルトwのネジ形成用の軸部wnがしぼりランドによってしごかれ、前記ネジ形成用の軸部wnの下加工が行われる。このようにして前記ネジ形成用の軸部wnのしごき加工が終了すると、昇降機構7が上昇し、さらに、前記ワーク突出用ピン9によってボルトwがしごきダイス4から突き出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した従来のしごき加工装置1では、可動ダイス2がダイケース8に対して上下に摺動する構造であるために、前記可動ダイス2とダイケース8との間には所定のクリアランスが存在する。また、前記ボルトwの円筒部wkが可動ダイス2の開孔部2kに挿通される構造であるため、そのボルトwの円筒部wkと開孔部2kの内壁面との間にも所定のクリアランスが存在する。このために、前記ネジ形成用の軸部wnをしごき加工する際にクリアランスの累積によるガタの影響を受け、しごき加工が終了した段階のボルトwの軸振れ精度(ネジ部を基準にしたときの頭部のブレをいう)を一定レベル以上に安定化させることが難しい。本発明の技術的課題は、ボルトの円筒部と開孔部等のクリアランスを無くすことにより、ネジ形成用の軸部をしごき加工する際にガタの影響を受けないようにして、ボルトの軸振れ精度を向上させようとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
〔課題を解決するための請求項1に係る手段〕上記した課題は、以下の特徴を有するボルトのしごき加工方法によって解決される。即ち、請求項1に係るしごき加工方法は、ボルトの円筒部を支持部材によってクリアランス零以下の状態で半径方向から支持し、そのボルトを軸方向に移動させることにより、その支持部材と同軸に、かつ、相対移動不能に固定されたしごきダイスにより前記ボルトのネジ形成用の軸部をしごき加工することを特徴とする。このように、前記支持部材はしごきダイスに対して相対移動が不能であり、また、ボルトのネジ形成用の軸部をしごき加工する際にその円筒部が支持部材によって半径方向からクリアランス零以下の状態で支持される。このため、前記ボルトの円筒部と支持部材との間でガタが生じることがなく、しごき加工が終了した段階におけるボルトの軸振れ精度(先端のネジ部を基準にしたときの頭部のブレをいう)が向上する。
【0008】〔課題を解決するための請求項2に係る手段〕また、請求項2に係るボルトのしごき加工装置は、ボルトの円筒部をクリアランス零以下の状態で半径方向から支持する支持部材と、前記支持部材に対して相対移動不能、かつ、軸方向において連続する位置に固定されており、そのボルトのネジ形成用の軸部をしごき加工するしごきダイスとを有している。このため、ボルトを軸方向に移動させることにより、そのボルトの円筒部を支持部材によって半径方向からクリアランス零以下の状態で支持しながらネジ形成用の軸部をしごき加工できるようになる。即ち、本発明により請求項1に記載された発明を実施することができるようになる。
【0009】〔課題を解決するための請求項3に係る手段〕また、請求項3に係るボルトは、その円筒部及びネジ形成用の軸部が共にしごき加工されていることを特徴とする。即ち、前記ボルトは円筒部がしごき加工されているためにボルトの軸振れ精度が向上する。
【0010】
【発明の実施の形態】
〔第1の実施の形態〕以下、図1〜図4に基づいて本発明の第1の実施の形態に係るしごき加工方法及びしごき加工装置の説明を行う。ここで、図1は本実施の形態に係るしごき加工装置の要部縦断面図、図2は前記しごき加工装置の全体縦断面図である。また、図3(A)は完成品であるボルトwの全体側面図であり、図3(B)はネジ成形前の下加工(しごき加工)を行ったネジ形成用の軸部wnの側面図、図3(C)は下加工を行う前のネジ形成用の軸部wnの側面図である。前記ボルトwは、図3に示されるように、頭部wh、円筒部wk、軸のび部wt及びネジ部wmから構成されている。前記ネジ部wmはネジが成形される前に先ず据え込み加工によりその外径が寸法d3 まで膨らまされ(図3(C)参照)、次に本実施の形態に係るしごき加工装置10によってしごき加工されることによりその外径が寸法d2 にまで絞られる(図3(B)参照)。そして、後工程でしごき加工されたネジ成形用の軸部wnに対しネジ成形が行われる。ここで、しごき加工される前のネジ成形用の軸部wnの外径d3 は円筒部wkの外径d5 よりも小さく、軸のび部wtの外径d6 よりは大きく設定されている。また、前記軸部wnの長さL2 と円筒部wkの長さL1 との間には次の関係がある。即ち、L1 =L2 +X+xrとなる。ここで、Xは、後記する上部しごきダイス12のしごきランド代であり、xrは、上部しごきダイス12のガイド長である。
【0011】前記しごき加工装置10は、前述のように据え込み加工されたネジ成形用の軸部wnをしごき加工するための装置であり、上部しごきダイス12と下部しごきダイス14とを備えている。前記上部しごきダイス12はボルトwのネジ形成用の軸部wnをしごき加工する際にそのボルトwの円筒部wkを半径方向から支持するためのダイスであり、図1に示されるように、上部所定位置に前記円筒部wkをしごくためのランド12rが形成されている。ここで、上部しごきダイス12の上端面からランド12rまでの間は、ボルトwの円筒部wkをランド12rまで導くためのガイド部として機能し、その距離、即ち、ガイド長が前述のようにxrであり、また、しごきランド代Xは約 2mm に設定されている。このように、前記上部しごきダイス12が本発明の支持部材として機能する。
【0012】前記下部しごきダイス14はボルトwのネジ形成用の軸部wnをしごき加工するためのダイスであり、上部しごきダイス12と同軸に位置決めされている。さらに、下部しごきダイス14には上部しごきダイス12のランド12rから距離yrの位置にネジ形成用の軸部wnをしごくためのランド14rが形成されている。ここで、前記距離yrは、ボルトwの円筒部wkの先端がランド12rを通過したときにネジ形成用の軸部wnの先端がランド14rに到達するような値に設定されている。さらに、上部しごきダイス12のランド12rから下部しごきダイス14のランド14rまでの間が、ボルトwのネジ形成用の軸部wnを前記ランド14rまで導くためのガイド部として機能する。
【0013】前記上部しごきダイス12、下部しごきダイス14は、図2に示されるように、同軸に重ねられた状態で筒状のダイケース18の内部に収納固定されている。さらに、前記ダイケース18及び上部しごきダイス12、下部しごきダイス14はダイ受圧板16上に同軸に固定されている。また、前記ダイ受圧板16の下方にはワーク突出用ピン19が設けられており、このワーク突出用ピン19がダイ受圧板16の中央に形成された中央開孔16kに下方から通され、さらに、下部しごきダイス14、上部しごきダイス12の内部に挿通されるようになっている。
【0014】次に、本実施の形態に係るしごき加工方法について図1、図2に基づいて説明する。先ず、昇降機構17が下降してその昇降機構17の十二角トリムパンチ17cに縦に取付けられたボルトwが上部しごきダイス12から下部しごきダイス14に通される。図1(A)は、ボルトwの円筒部wkがガイド部xrによってランド12rまで導かれ、ネジ形成用の軸部wnがガイド部yrによってランド14rの近傍まで導かれた様子を表している。この状態からさらに昇降機構17が下降することにより、先ずボルトwの円筒部wkのしごき加工がランド12rによって開始され、若干遅れてネジ形成用の軸部wnのしごき加工がランド14rによって開始される。そして、図1(B)及び図2に示されるように、ボルトwが頭部whの近傍までしごきダイス12,14に挿入されることにより、ネジ形成用の軸部wn及び円筒部whのしごき加工が終了する。
【0015】このようにしてボルトwのネジ形成用の軸部wnのしごき加工が終了すると、ボルトwが十二角トリムパンチ17cから外されるとともに昇降機構17が上昇し、さらに、ワーク突出用ピン19が上昇することにより、ボルトwが上部しごきダイス12、下部しごきダイス14から突き出される。なお、図1(B)において、しごき加工が終了した段階で円筒部whの上部がしごき加工されないままで残るが、円筒部whのしごき加工はその円筒部whをガタが無い状態で半径方向から支持するために行うものであるため、ネジ形成用の軸部wnがしごき加工されている間に円筒部whがしごき加工されていれば問題は生じない。
【0016】このように、ボルトwのネジ形成用の軸部wnを下部しごきダイス14によってしごき加工する際にそのボルトwの円筒部wkが上部しごきダイス12によって半径方向からクリアランス零以下の状態で支持されるため、この部分でガタが生じることがなく、しごき加工が終了した段階におけるボルトwの軸振れ精度(先端のネジ部を基準にしたときの頭部のブレをいう)が向上する。図4(A)は、本実施の形態に係るしごき加工方法によって複数のボルトwをしごき加工したときの軸振れの様子を表したグラフであり、図4(B)は従来のしごき加工方法によって複数のボルトwをしごき加工したときの軸振れの様子を表したグラフである。本実施の形態に係るしごき加工方法によればボルトwに軸振れは従来に比べて約1/2 に減少する。
【0017】〔第2の実施の形態〕次に、図5に基づいて本発明の第2の実施の形態に係るしごき加工方法及びしごき加工装置の説明を行う。本実施の形態に係るしごき加工装置20は、第1の実施の形態に係るしごき加工装置10の上部しごきダイス12の構造を改良したものであり、その他の構造は第1の実施の形態に係るしごき加工装置10と同様である。前記しごき加工装置20の上部支持ダイス22にはボルトwが通される貫通孔22kが形成されておりその貫通孔22kの周囲にリング状の油圧室22tが設けられている。前記油圧室22tは貫通孔22kの壁面を構成する部分が可撓性のある板で成形されており、図5(B)に示されるように、前記油圧室22tに油圧が加えられた状態で貫通孔22kの内径が減少するようになっている。なお、前記油圧室22tには図示されていない油圧ユニットから油圧が加えられるようになっている。
【0018】この構造により、ボルトwのネジ形成用の軸部wnを下部しごきダイス24のランド24rによってしごき加工する際に、そのボルトwの円筒部wkが上部支持ダイス22によって半径方向からクリアランス零の状態で支持される。このため、この部分でガタが生じることがなく、しごき加工が終了した段階におけるボルトwの軸振れ精度が向上する。
【0019】以上、本発明の実施の形態について説明したが、この本発明の実施の形態には請求の範囲に記載した技術的事項以外に次のような各種の技術的事項を有するものであることを付記しておく。
(1) 請求項2に記載されたボルトのしごき加工装置において、支持部材がしごきダイスであることを特徴とするボルトのしごき加工装置。これによって、ボルトの円筒部を半径方向から確実にクリアランス零以下で支持できる。
(2) 請求項2に記載されたしごき加工装置において、支持部材はボルトの円筒部を油圧力によって半径方向からほぼ均等に押圧できる構造であることを特徴とするしごき加工装置。これによって、ボルトの円筒部を半径方向からクリアランス零で支持できる。
【0020】
【発明の効果】本発明によると、ボルトのネジ形成用の軸部をしごき加工する際にその円筒部が支持部材によって半径方向からクリアランス零以下の状態で支持されるため、この部分でガタが生じることがなく、しごき加工が終了した段階におけるボルトの軸振れ精度が向上する。
【出願人】 【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成7年(1995)8月1日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 英彦 (外1名)
【公開番号】 特開平9−47837
【公開日】 平成9年(1997)2月18日
【出願番号】 特願平7−196668