JP2909892B2 - 六角頭ボルトの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、棒状の金属材料を圧
造成形することによって、六角形の頭部と軸部とからな
るボルト素材を形成して製造する六角頭ボルトの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、六角頭ボルトについては、図６に
示すように、六角形の頭部２１の側面は、頂部傾斜面２
１ｃの下縁から頭部２１の底面に至るまで、側面同士が
接する角部２１ａが角張った形状に形成されるととも
に、頭部２１の頂面２１ｂは真円形状に形成されるのが
望ましい。頭部２１がこのように形成されていると、レ
ンチ、特に動力式レンチによりボルトを締結する際、頭
部２１へのレンチの心合わせが正確に行えるとともに、
レンチの係合も確実となるので、レンチの空回りなどに
よるボルト頭部の損傷を防止でき、しかも締結作業も迅
速にできることになる。なお２２はボルトの軸部、２３
はその軸部に刻設されたネジ溝を示す。

【０００３】ところで、従来、小ボルト類、例えばネジ
径８ｍｍ以下の六角頭ボルトについては、２段式圧造成
形機により棒状の金属材料を圧造成形して、頭部と軸部
とからなるボルト素材を形成することによって製造され
ている。その製造工程を図５に従って説明すると、２段
式圧造成形機としては、図示しないが、ダイスと、この
ダイスの前面に対して交互に進退移動する第１パンチお
よび第２パンチとを備えたものが使用され、この圧造成
形機に装備されている切断機構により棒状の金属材料を
所定長さに切断し、切断された金属材料を（同図ａ）、
まず第１パンチによりダイスに打込むことによって、金
属材料の端部を予備成形し（同図ｂ）、次いで第２パン
チにて打圧して、金属材料の端部を短円柱状に圧造成形
して丸形頭部と軸部とからなるボルト素材を形成する
（同図ｃ）。そしてその後、このボルト素材の頭部を別
工程のトリマーにより六角形に打ち抜いて、六角頭のボ
ルト素材とした後（同図ｄ）、このボルト素材の軸部周
面に、ねじ転造盤によりネジ溝を刻設する（同図ｅ）。
なお、同図ｄのイは、ボルト素材の丸頭部分を六角形に
打ち抜いた際の抜きカスを示す。

【０００４】このようにして製造される六角頭ボルト
は、トリミングボルトと称され、その頭部は、上記した
図６の通りに形成されるので、高品質なボルトが得られ
る。

【０００５】しかしこのトリミングボルトの場合、圧造
成形されたボルト素材に対して、さらにトリミング加工
を行う必要があるので、その分手間がかかることにな
り、また打ち抜きカスが発生するので、材料ロスが生じ
ることになる。その上、頭部を六角形に打ち抜く際、頭
部が変形したりする不良品が発生し、その選別に余分な
手数がかかることになる。そのためトリミングボルトは
高品質ではあるが、高価になる欠点があった。しかも、
ボルト頭部の底面周縁にトリミング加工によるカエリが
発生するので、ボルトを締結する際、カエリにより被締
結物の表面を傷つけることがあった。またトリミング加
工の場合、機械の構造上、ボルト素材の軸部は所定長さ
以上必要であり、それ以下の寸法のものについは、材質
にもよるが、トリミング加工が困難ないしは不可能であ
り、反対に所定長さ以上のものについては、１ランク上
の機械を用いて加工する必要があり、そのため製造でき
るボルトの寸法に制約を受けるものであった。

【０００６】なお、従来、小ボルト類については、上記
によるほか、つぎの方法によっても製造されている。す
なわち図７に示すように、ダイス３１の前面に六角形の
型孔３２を設けた２段式圧造成形機を使用し、所定長さ
に切断された棒状の金属材料４０Ａを、第１パンチ３５
によりダイス３１の型孔３２に対して打込んで金属材料
４０Ａの端部を予備成形し（同図ａ）、次いで第２パン
チ３６をダイス３１の前面直近まで前進させて、そのパ
ンチ３６の先端面にて金属材料４０Ａの端部を打圧し、
ダイス型孔３２の形状となるように成形することによ
り、六角形の頭部４１と軸部４２とからなるボルト素材
４０Ｂを形成し（同図ｂ）、その後、このボルト素材の
軸部にネジ溝を刻設する方法である。

【０００７】この方法により製造される六角頭ボルト
は、アプセットボルトと称されているが、アプセットボ
ルトの場合、頭部は、単にパンチで打圧してダイスの型
孔３２の形状である六角形に成形されるだけであるの
で、頭部の成形が必ずしも十分でなく、そのため図８に
示すように、頭部４１の側面は、角部４１ａが角張った
形状にならないだけでなく、頂部傾斜面４１ｃに連なる
角部４１ａがダレた状態となり、また頭部の頂面４１ｂ
も真円ではなく若干変形した状態にしか形成されなかっ
た。したがって品質としては、トリミングボルトに比べ
てかなり劣るものであった。

【０００８】しかしアプセットボルトについては、製造
に際して、トリミング加工が不要であるので、安価に製
造でき、またボルト頭部にカエリが生じないので、被締
結物の表面を傷つける虞がないなどの点ですぐれてお
り、そしてボルト素材の軸部の長さに制限を受けること
なく製造できるので、多様な種類のボルトを提供できる
利点があり、そのため高品質を要求されないところで
は、現在も多く使用されている。

【０００９】

【発明が解決しょうとする問題点】この発明は、従来の
トリミングボルトの頭部と同様な形状のものを、トリミ
ング加工を施さなくても得られるようにするべくなした
もので、その目的とするところは、棒状の金属材料から
圧造成形のみで六角形の頭部と軸部とからなるボルト素
材を形成して製造する六角頭ボルトの製造方法を提供す
ることにある。

【００１０】

【問題点を解決する手段】すなわちこの発明は、上記目
的を達成するため、前面に六角形の型孔２が凹設された
ダイス１と、このダイス１の前面に対して交互に進退移
動する第１パンチ５および第２パンチ６とを備え、所定
長さに切断された棒状の金属材料Ａを、まず第１パンチ
５によりダイス１の型孔２に対して打込んで金属材料Ａ
の端部を予備成形し、次いで第２パンチ６により打圧し
て、その金属材料Ａの端部をダイス１の型孔２の形状と
なるように成形することにより、六角形の頭部１１と軸
部１２とからなるボルト素材Ｂを形成し、その後、この
ボルト素材Ｂの軸部１２の周面にネジ溝１３を刻設して
なる六角頭ボルトの製造方法において、前記ダイス１の
型孔２は、ボルト素材Ｂの頭部１１の高さよりもやや大
となる深さに形成し、また前記第２パンチ６の先端部
は、外周をダイス１の型孔２内周と同形の六角形に形成
し、かつその先端部端面７は外周の六角形にほぼ内接す
る円形部分７ａを凹状に形成するとともに、その円形底
面部７ａの周縁から先端部端面７の外周縁に至る箇所７
ｂを斜状に形成して、前記金属材料Ａの端部を第２パン
チ６により打圧する時、第２パンチ６の先端部をダイス
１の型孔２内へ進入させて金属材料Ａの端部を成形する
ことにより、前記ボルト素材Ｂを形成するものである。

【００１１】

【作 用】上記のようにして六角頭ボルトを製造するの
で、第２パンチ６による打圧時、その先端部が型孔２内
に進入することにより型孔２内が密閉され、この状態で
金属材料Ａの端部はその側面が型孔２の内周面に押圧さ
れるとともに、その端部の頂部は第２パンチ６の先端部
端面７にて押圧されて成形されることになる。そのため
ボルト素材Ｂの頭部１１は、側面の角部１１ａが角張っ
た形状に形成されるとともに、その頂面１１ｂは第２パ
ンチ６の先端部端面７の凹状の円形部分７ａによって真
円形状に、そしてその頂面１１ｂの周縁は先端部端面７
の斜状部７ｂによって傾斜面１１ｃに形成されることに
なる。したがってこのボルト素材Ｂの軸部１２にネジ溝
１３を刻設することによって、トリミングボルトと同様
な六角頭ボルトが得られる。そしてこのボルト素材Ｂの
頭部１１は、金属材料Ａの端部を圧造成形するのみで六
角形に形成されるので、トリミング加工をした場合のよ
うなカエリが頭部１１の底面に生じる虞が全くないばか
りでなく、このようにして形成されたボルト素材Ｂによ
りボルトを製造することにより、ボルト素材Ｂの軸部１
２の長さに制限を受けることなく製造できるので、多様
な種類のボルトを提供できることになる。

【００１２】

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて説明
する。図１において、１はこの発明を実施するにあたっ
て使用する２段式圧造成形機に装備されるダイスで、そ
の前面の中心には、圧造成形しょうとするボルト素材Ｂ
の頭部１１の高さよりもやや大となる深さに六角形の型
孔２が凹設されている。３は型孔２と同心で、かつ型孔
２の底面に連通するように穿設された長孔状の型孔で、
後述する棒状の金属材料Ａの径と同径に形成されてい
る。４は型孔３の後部に嵌挿されたノックアウトピンで
ある。５は上記圧造成形機に配備される第１パンチ、６
は第２パンチで、ダイス１の前面に対して交互に進退移
動するように設けられている。そしてこの第２パンチ６
の先端部は、図２〜図３に示すように、外周をダイス１
の型孔２内周と同形の六角形に形成するとともに、その
先端部端面７は、その外周の六角形にほぼ内接する円形
部分７ａを凹状に形成して、この円形底面部７ａをボル
ト素材Ｂの頭部頂面１１ｂの成形面となるようにし、ま
たこの円形底面部７ａの周縁から先端部端面７の外周縁
に至る箇所７ｂを斜状に形成して、この周縁斜状部７ｂ
を頭部１１の頂部傾斜面１１ｃの成形面となるようにし
ている。

【００１４】次に上記圧造成形機により棒状の金属材料
を圧造成形して、ボルトを製造する工程を図１〜図４に
基づいて説明する。棒状の金属材料を圧造成形機に装備
されている切断機構により所定長さに切断し、この切断
された金属材料Ａを、まず第１パンチ５を前進させて、
その先端面にてダイス１の型孔２に対して打込んで、棒
状材料Ａの端部を予備成形した後（図１ａ）、第１パン
チ５を後退させる。その後、第２パンチ６を前進させ
て、その先端部をダイス１の型孔２内へ進入させ、金属
材料Ａの端部を型孔２の内周面と第２パンチ６の先端部
端面７とで成形する（図１ｂ）。その場合、ダイス型孔
２内は、第２パンチ６の先端部にて密閉状態となり、こ
の状態で金属材料Ａの端部は側面が型孔２の内周面に押
圧されるとともに、その端部の頂部は第２パンチ６の先
端部端面７に押圧されて成形され、六角形の頭部１１と
軸部１２とからなるボルト素材Ｂが形成されることにな
る（図２）。このようにして成形されることにより、頭
部１１の側面も頂部も十分に成形されることになり、そ
のため頭部１１は側面の角部１１ａが角張った形状に形
成されるとともに、頭部１１の頂面１１ｂは第２パンチ
６の先端部端面７の凹状の円形部分７ａによって真円形
状に、そして頂面１１ｂの周縁は先端部端面７の斜状部
７ｂによって傾斜面１１ｃに形成されることになる。そ
の後、第２パンチ６を後退させるとともに、ノックアウ
トピン４を前進させて、ボルト素材Ｂをダイス１外に排
出する。以上の操作を繰り返して、金属材料Ａよりボル
ト素材Ｂを連続的に形成する。

【００１５】その後、このボルト素材Ｂをねじ転造盤へ
送り、ねじ転造盤によりボルト素材Ｂの軸部１２の周面
に、ネジ溝１３を刻設する。これにより図４に示すよう
な六角頭ボルトを得ることができる。

【００１６】なお、上記のようにして圧造成形されるボ
ルト素材Ｂの場合、図２に示すように、頭部１１側面の
角部１１ａの下端部１１ｄが丸味のある形状に形成され
るが、これは圧造成形の際に金属材料Ａが削られて生じ
た金属粉などのカスが、ダイス１の型孔２の底面の隅に
堆積するためで、従来のアプセットボルトの製造の場
合、型孔２の底面の隅にエア抜き孔を設けるなどして堆
積するのを防いでおり、上記実施例の場合も、同様な構
造を採用することにより、下端部１１ｄが丸味のある形
状となるのをある程度防ぐことができる。

【００１７】この発明は、上記のように実施するが、そ
の場合、第２パンチ６の先端部端面７の円形底面部７ａ
の直径の大きさ、および周縁斜状部７ｂの傾斜角につい
ては、製造するボルトの寸法、すなわち圧造成形するボ
ルト素材Ｂの寸法に応じて個々に調整して実施するとよ
い。例えば規格では、図６に示すように、ボルトの頭部
２１の頂面２１ｂは、頭部２１の六角形にほぼ内接する
大きさの円形に形成する必要があるが、この発明を実施
する場合は、規格に比べ若干小となように第２パンチ先
端部端面７の円形底面部７ａの大きさを設定して実施す
るとよい（図３）。また規格では、頂部傾斜面２１ｃの
角度は、頂面２１ｂに対して３０度となるように定めら
れているが、この発明を実施する場合は、規格よりも幾
分緩やかになるように周縁斜状部７ｂの角度を設定して
実施するとよい。このように実施しても、ボルトの品質
としては何ら問題はない。そしてこのように実施するこ
とにより、圧造成形中に、第２パンチ６の先端部端面７
の周縁斜状部７ｂが欠けたりする事故を少なくできる効
果がある。

【００１８】またこの発明を実施する場合、第２パンチ
６の打圧時、その先端部をダイス型孔２内へ進入させる
度合については、圧造成形するボルト素材Ｂの寸法に応
じて第２パンチ６のストロークを調整して、頭部１１の
成形不足を招かないようにする必要がある。

【００１９】またこの発明を実施する場合、第２パンチ
６として、先端部端面７の円形底面部７ａの中央に十字
型を突設したものを用いることにより、頭部頂面１１ａ
に十字溝を有するボルトを製造することができる。

【００２０】なお、この発明の方法によりボルトを製造
するにあたり、製造工程中に従来の方法にて、ボルト素
材の軸部の基部にワッシャを組み込んで製造する時は、
ワッシャ組込みボルトを得ることができることは言うま
でもない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の方法に
よると、前面に六角形の型孔２が凹設されたダイス１の
前面に対して交互に進退移動する第１パンチ５および第
２パンチ６によって金属材料Ａの端部を打圧して、六角
形の頭部１１と軸部１２とからなるボルト素材Ｂを形成
する際に、第２パンチ６の先端部端面７は外周の六角形
にほぼ内接する円形部分７ａを凹状に形成するととも
に、その円形底面部７ａの周縁から先端部端面７の外周
縁に至る箇所７ｂを斜状に形成して、金属材料Ａの端部
を第２パンチ６により打圧する時、第２パンチ６の先端
部をダイス１の型孔２内へ進入させて金属材料Ａの端部
を成形するようにしたので、第２パンチ６による打圧
時、金属材料Ａの端部はその側面が型孔２の内周面に
て、またその端部の頂部は第２パンチ６の先端部端面７
にて押圧されて成形されることになり、ボルト素材Ｂの
頭部１１は側面の角部１１ａが角張った形状に形成され
るとともに、頭部１１の頂面１１ｂは第２パンチ６の先
端部端面７の凹状の円形部分７ａによって真円形状に、
そして頂面１１ｂの周縁は先端部端面７の斜状部７ｂに
よって傾斜面１１ｃに形成されることになる。そのため
このようなボルト素材を用いることにより、従来のトリ
ミングボルトと同様な六角頭ボルトを製造することがで
きる。

【００２２】そしてこの発明の方法によると、ダイスの
型孔は、ボルト素材の頭部の高さよりもやや大となる深
さに形成し、また第２パンチの先端部は、外周をダイス
の型孔内周と同形の六角形に形成し、かつその先端部端
面は外周の六角形にほぼ内接する円形部分を凹状に形成
するとともに、その円形底面部の周縁から先端部端面の
外周縁に至る箇所を斜状に形成して、金属材料Ａの端部
を第２パンチにより打圧する時、その先端部をダイスの
型孔内へ進入させることによってボルト素材Ｂを形成す
るので、従来の２段式圧造成形機におけるダイスの型孔
の深さや第２パンチの先端部端面の構造を若干改良した
り、第２パンチの前進度合を若干調整したりするのみ
で、ボルト素材を形成してボルトを製造することができ
る。したがって容易に実施できることになり、トリミン
グ加工が不要である点と相俟って、高品質なボルトを安
価に提供できることになる。

【００２３】しかもこの発明の方法によると、ボルト素
材の頭部は、金属材料の端部を圧造成形するのみで六角
形に形成されるので、トリミング加工による場合のよう
なカエリが頭部の底面に生じる虞が全くないばかりでな
く、このようにして形成されたボルト素材によりボルト
を製造することにより、ボルト素材の軸部の長さに制限
を受けることなく製造できるので、多様な種類のボルト
を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施する場合の製造工程の要部を示
す縦断面である。

【図２】図１における第２パンチとそれによって圧造成
形されたボルト素材の要部拡大縦断図である。

【図３】図２の第２パンチの正面図である。

【図４】この発明の方法によって製造された六角頭ボル
トの斜視図である。

【図５】従来のトリミングボルトの製造において、棒状
の金属材料からボルトが製造されるまでの工程を示し、
上段は平面図、下段は側面図である。

【図６】図５の方法によって製造された六角頭ボルトの
斜視図である。

【図７】従来のアプセットーボルトの製造工程の一部を
示す断面図である。

【図８】図７の方法によって製造された六角頭ボルトの
斜視図である。

【符号の説明】

１ ダイス ２ 六角形の型孔 ５ 第１パンチ ６ 第２パンチ ７ 第２パンチの先端部端面 ７ａ 第２パンチの先端部端面の円形底面部 ７ｂ 第２パンチの先端部端面の周縁斜状部 Ａ 棒状の金属材料 Ｂ ボルト素材 １１ ボルト素材の頭部 １１ａ 頭部の六角形の角部 １１ｂ 頭部の頂面 １１ｃ 頭部の頂部傾斜面 １２ ボルト素材の軸部 １３ ネジ溝

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面に六角形の型孔２が凹設されたダイ
   ス１と、このダイス１の前面に対して交互に進退移動す
   る第１パンチ５および第２パンチ６とを備え、所定長さ
   に切断された棒状の金属材料Ａを、まず第１パンチ５に
   よりダイス１の型孔２に対して打込んで金属材料Ａの端
   部を予備成形し、次いで第２パンチ６により打圧して、
   その金属材料Ａの端部をダイス１の型孔２の形状となる
   ように成形することにより、六角形の頭部１１と軸部１
   ２とからなるボルト素材Ｂを形成し、その後、このボル
   ト素材Ｂの軸部１２の周面にネジ溝１３を刻設してなる
   六角頭ボルトの製造方法において、前記ダイス１の型孔
   ２は、ボルト素材Ｂの頭部１１の高さよりもやや大とな
   る深さに形成し、また前記第２パンチ６の先端部は、外
   周をダイス１の型孔２内周と同形の六角形に形成し、か
   つその先端部端面７は外周の六角形にほぼ内接する円形
   部分７ａを凹状に形成するとともに、その円形底面部７
   ａの周縁から先端部端面７の外周縁に至る箇所７ｂを斜
   状に形成して、前記金属材料Ａの端部を第２パンチ６に
   より打圧する時、第２パンチ６の先端部をダイス１の型
   孔２内へ進入させて金属材料Ａの端部を成形することに
   より、前記ボルト素材Ｂを形成することを特徴とする六
   角頭ボルトの製造方法。