JP3046746B2 - ねじ及びねじの製造方法 - Google Patents
ねじ及びねじの製造方法Info
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- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 54
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
- B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
- B21H3/02—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape external screw-threads ; Making dies for thread rolling
- B21H3/027—Rolling of self-tapping screws
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B25/00—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
- F16B25/0036—Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はねじ条の山の径が変化す
る特殊非円形ねじ部が形成されたねじ及びその製造方法
に関する。
る特殊非円形ねじ部が形成されたねじ及びその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボルトを含む広義のねじには、ねじ条の
山および谷の各径が全域に亘って同径なメートルねじや
ユニファイねじ等の通常のねじのほかに、山の径を一巻
き（１ピッチ）中に複数箇所で他の部分よりも大とした
断面投影形状が多角形状をなす非円形ねじがある。通常
のねじはねじ山の径が一定で、ねじ山の頂角も全域に亘
って均一であるが、非円形ねじはねじ山の径が変化し、
頂角も均一でない。
山および谷の各径が全域に亘って同径なメートルねじや
ユニファイねじ等の通常のねじのほかに、山の径を一巻
き（１ピッチ）中に複数箇所で他の部分よりも大とした
断面投影形状が多角形状をなす非円形ねじがある。通常
のねじはねじ山の径が一定で、ねじ山の頂角も全域に亘
って均一であるが、非円形ねじはねじ山の径が変化し、
頂角も均一でない。
【０００３】上記非円形ねじは素孔やバーリング孔等に
対するセルフタッピングねじとして広く使用されている
が、ねじ山の最高部のねじ山高さがメートルねじやユニ
ファイねじより高いため、初期ねじ込みトルクが大とな
り、自動でトルクチェックを行う場合、充分にねじ込ま
れない場合が生ずる。
対するセルフタッピングねじとして広く使用されている
が、ねじ山の最高部のねじ山高さがメートルねじやユニ
ファイねじより高いため、初期ねじ込みトルクが大とな
り、自動でトルクチェックを行う場合、充分にねじ込ま
れない場合が生ずる。
【０００４】また、ねじ山の径及び頂角がメートルねじ
やユニファイねじと異なって不均一で、図１６に示すよ
うに、めねじの谷２０とねじ山２１の間に隙間２２が生
じ、その接触面積は、図１７に示すメートルねじやユニ
ファイねじ等のねじ山２３とめねじ２４との間の接触面
積に比し小となるため、軸方向の耐力、締付破断トルク
値が劣り、ために使用分野も一部制限されるという不都
合がある。
やユニファイねじと異なって不均一で、図１６に示すよ
うに、めねじの谷２０とねじ山２１の間に隙間２２が生
じ、その接触面積は、図１７に示すメートルねじやユニ
ファイねじ等のねじ山２３とめねじ２４との間の接触面
積に比し小となるため、軸方向の耐力、締付破断トルク
値が劣り、ために使用分野も一部制限されるという不都
合がある。
【０００５】
【本発明の目的】本発明はセルフタッピングねじとして
使用でき、初期ねじ込みトルクが小で、しかも従来の前
記欠点が除去された締付強度、締付破断トルクが大にし
て使用分野を拡大できるねじを提供できるようにした。
使用でき、初期ねじ込みトルクが小で、しかも従来の前
記欠点が除去された締付強度、締付破断トルクが大にし
て使用分野を拡大できるねじを提供できるようにした。
【０００６】
【本発明の構成】本発明の第１の構成に係るねじは、ね
じ条が螺旋状に形成されてなるねじの基部側にはねじ山
の高さおよび頂角が一定な円形ねじ部が形成され、この
円形ねじ部に続く先端部側には、ねじ山の高さおよび頂
角を前記円形ねじ部と略同じくする最高部と、この最高
部に比してねじ山の高さが小で、ねじ山の頂角が大であ
る最低部をねじ条の一巻きにつき交互に複数個備えて軸
直角断面が略正多角形を呈し、ねじ条の谷の径は一定で
あるが、ねじ山の高さおよび頂角が前記最高部と最低部
との間で徐々に変化する特殊非円形ねじ部を形成したも
のとしてある。
じ条が螺旋状に形成されてなるねじの基部側にはねじ山
の高さおよび頂角が一定な円形ねじ部が形成され、この
円形ねじ部に続く先端部側には、ねじ山の高さおよび頂
角を前記円形ねじ部と略同じくする最高部と、この最高
部に比してねじ山の高さが小で、ねじ山の頂角が大であ
る最低部をねじ条の一巻きにつき交互に複数個備えて軸
直角断面が略正多角形を呈し、ねじ条の谷の径は一定で
あるが、ねじ山の高さおよび頂角が前記最高部と最低部
との間で徐々に変化する特殊非円形ねじ部を形成したも
のとしてある。
【０００７】また、第２の構成に係るねじは、前記特殊
非円形ねじ部にてねじの軸方向に隣り合うねじ条の最高
部に、ねじの中心軸線に対して適宜角度の捩じりを与え
たものとしてある。
非円形ねじ部にてねじの軸方向に隣り合うねじ条の最高
部に、ねじの中心軸線に対して適宜角度の捩じりを与え
たものとしてある。
【０００８】本発明の第３の構成に係るねじは、前記特
殊非円形ねじ部のねじ条を、ねじ基部側のフランクとね
じ先端側のフランクがねじ山に対して対称をなすよう形
成したものとしてあり、本発明の第４の構成に係るねじ
は、前記特殊非円形ねじ部の先端部に、外径が先端に向
かって小となる先細りテーパー状の特殊非円形テーパー
ねじ部を形成したものとしてある。
殊非円形ねじ部のねじ条を、ねじ基部側のフランクとね
じ先端側のフランクがねじ山に対して対称をなすよう形
成したものとしてあり、本発明の第４の構成に係るねじ
は、前記特殊非円形ねじ部の先端部に、外径が先端に向
かって小となる先細りテーパー状の特殊非円形テーパー
ねじ部を形成したものとしてある。
【０００９】また、本発明の第５の構成に係るねじは、
前記特殊非円形テーパーねじ部の谷の径及びねじ山の高
さがともに先端に向かって小となるように形成されると
ともに、ねじの先端まで特殊非円形テーパーねじ部を形
成したものとしてある。
前記特殊非円形テーパーねじ部の谷の径及びねじ山の高
さがともに先端に向かって小となるように形成されると
ともに、ねじの先端まで特殊非円形テーパーねじ部を形
成したものとしてある。
【００１０】本発明の第６の構成に係るねじの製造方法
は、溝の深さが一定な円形ねじ転造用の複数の転造溝
と、この円形ねじ転造用の転造溝に続いて、溝間の山部
が同じ高さで同一平面上にあり、かつ、溝の深さが溝の
方向に向かって徐々に変化して最深部と最浅部を交互に
有する特殊非円形ねじ転造用の複数の転造溝がそれぞれ
転造面の全幅に亘って所定のリード角で平行直線状に形
成されてなる転造平ダイスにより、特殊非円形ねじが転
造される部分の横断面積が、円形ねじが転造される部分
の横断面積に比して小となる段付きの丸棒材よりなるブ
ランク材に螺旋状のねじ条を転造することを特徴として
いる。
は、溝の深さが一定な円形ねじ転造用の複数の転造溝
と、この円形ねじ転造用の転造溝に続いて、溝間の山部
が同じ高さで同一平面上にあり、かつ、溝の深さが溝の
方向に向かって徐々に変化して最深部と最浅部を交互に
有する特殊非円形ねじ転造用の複数の転造溝がそれぞれ
転造面の全幅に亘って所定のリード角で平行直線状に形
成されてなる転造平ダイスにより、特殊非円形ねじが転
造される部分の横断面積が、円形ねじが転造される部分
の横断面積に比して小となる段付きの丸棒材よりなるブ
ランク材に螺旋状のねじ条を転造することを特徴として
いる。
【００１１】また、本発明の第７の構成に係るねじの製
造方法は、前記ブランク材を、特殊非円形ねじが転造さ
れる部分の横断面積が、円形ねじが転造される部分の横
断面積に比して１．０〜８．０％小なるものとするとと
もに、特殊非円形ねじが転造される部分と円形ねじ部が
転造される部分との間を連続してつなぐ移行部を形成し
たものとすることを特徴としている。
造方法は、前記ブランク材を、特殊非円形ねじが転造さ
れる部分の横断面積が、円形ねじが転造される部分の横
断面積に比して１．０〜８．０％小なるものとするとと
もに、特殊非円形ねじが転造される部分と円形ねじ部が
転造される部分との間を連続してつなぐ移行部を形成し
たものとすることを特徴としている。
【００１２】また、本発明の第８の構成に係るねじの製
造方法は、前記ブランク材を、先端部の外径が先端に向
かって小となる先細りテーパー部が形成されたものとす
るとともに、転造ダイスはブランク材の先端部に対応す
る箇所の山部を徐々に高くする傾斜部を形成したものと
することを特徴としている。
造方法は、前記ブランク材を、先端部の外径が先端に向
かって小となる先細りテーパー部が形成されたものとす
るとともに、転造ダイスはブランク材の先端部に対応す
る箇所の山部を徐々に高くする傾斜部を形成したものと
することを特徴としている。
【００１３】
【実施例】以下本発明に係るねじを図１〜１０に示す実
施例により説明する。図１において、本発明に係るねじ
は頭部１、無螺子部７に続くねじ部を通常の円形ねじ部
２ａ、特殊非円形ねじ部２ｂおよび先端部の特殊非円形
テーパーねじ部２ｃとで構成してある。
施例により説明する。図１において、本発明に係るねじ
は頭部１、無螺子部７に続くねじ部を通常の円形ねじ部
２ａ、特殊非円形ねじ部２ｂおよび先端部の特殊非円形
テーパーねじ部２ｃとで構成してある。
【００１４】円形ねじ部２ａは例えばメートル並目ねじ
としてあり、いうまでもなくねじ条における山３ａの
径、谷４ａの径は図３、４のように全域に亘ってそれぞ
れ同一であり、断面の投影形状は図２のように真円を呈
しており、また山の頂角は全域に亘って同じである。
としてあり、いうまでもなくねじ条における山３ａの
径、谷４ａの径は図３、４のように全域に亘ってそれぞ
れ同一であり、断面の投影形状は図２のように真円を呈
しており、また山の頂角は全域に亘って同じである。
【００１５】特殊非円形ねじ部２ｂは、ねじ条における
谷４ｂの径は全域に亘って円形ねじ部２ａにおける谷４
ａの径と同一であるが、山３ｂの径がねじ条に沿って変
化するよう構成されている。特殊非円形ねじ部２ｂにお
けるねじ山３ｂは、円形ねじ部２ａのねじ山３ａと高さ
Ｈおよび頂角の角度αを同じくする最高部Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄがねじ条の一巻きについて複数回現われ、例えば最高
部がねじ条の一巻きについて６個現われる場合には、図
５に示すように断面の投影形状が角部を丸められた正六
角形を呈する。
谷４ｂの径は全域に亘って円形ねじ部２ａにおける谷４
ａの径と同一であるが、山３ｂの径がねじ条に沿って変
化するよう構成されている。特殊非円形ねじ部２ｂにお
けるねじ山３ｂは、円形ねじ部２ａのねじ山３ａと高さ
Ｈおよび頂角の角度αを同じくする最高部Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄがねじ条の一巻きについて複数回現われ、例えば最高
部がねじ条の一巻きについて６個現われる場合には、図
５に示すように断面の投影形状が角部を丸められた正六
角形を呈する。
【００１６】この特殊非円形ねじ部２ｂのねじ山３ｂ
は、図６、７のようにねじ条に沿って隣り合う最高部間
のねじ山の高さＨ1 はＨ＞Ｈ1 となっており、最高部間
に形成した最低部に向けて徐々に低くなっている。また
最高部間におけるねじ山の頂角の角度α1 、α2 、・・
・、αn は、最高部から最低部に向けて徐々に大となる
よう形成されていて、最高部における頂角の角度αに対
してα＜α1 ＜α2 ＜・・・＜αn となるように形成さ
れている。なお、特殊非円形ねじ部のねじ基部側のフラ
ンクとねじ先端側のフランクは図７のようにねじ山の頂
角の変化にかかわらず、ねじ山に対して対称に形成され
ている。 また、ねじ山における頂角の角度は少なくとも
α＜αn となるようにすればよく、α1 、α2 がαと等
しくなるように形成する場合やα1 、α2 がαn と等し
くなるように形成する場合もある。
は、図６、７のようにねじ条に沿って隣り合う最高部間
のねじ山の高さＨ1 はＨ＞Ｈ1 となっており、最高部間
に形成した最低部に向けて徐々に低くなっている。また
最高部間におけるねじ山の頂角の角度α1 、α2 、・・
・、αn は、最高部から最低部に向けて徐々に大となる
よう形成されていて、最高部における頂角の角度αに対
してα＜α1 ＜α2 ＜・・・＜αn となるように形成さ
れている。なお、特殊非円形ねじ部のねじ基部側のフラ
ンクとねじ先端側のフランクは図７のようにねじ山の頂
角の変化にかかわらず、ねじ山に対して対称に形成され
ている。 また、ねじ山における頂角の角度は少なくとも
α＜αn となるようにすればよく、α1 、α2 がαと等
しくなるように形成する場合やα1 、α2 がαn と等し
くなるように形成する場合もある。
【００１７】特殊非円形テーパーねじ部２ｃは、山３ｃ
の径がねじの先端に向かって小となる先細りのテーパー
状に形成されており、また谷４ｃの径も先端に向かって
小となる先細りのテーパー状に形成してある。この特殊
非円形テーパーねじ部２ｃにおけるねじ山３ｃは図９、
１０のように前述した特殊非円形ねじ部２ｂのねじ山３
ｂと同じく、最高部Ｅ、Ｆ、Ｇがねじ条の一巻きにつき
複数回現われるよう構成され、最高部の頂角の角度αも
特殊非円形ねじ部の最高部と同じであるが、最高部の高
さはねじ条に沿ってねじの先端に向かい徐々に小となる
よう形成されている。
の径がねじの先端に向かって小となる先細りのテーパー
状に形成されており、また谷４ｃの径も先端に向かって
小となる先細りのテーパー状に形成してある。この特殊
非円形テーパーねじ部２ｃにおけるねじ山３ｃは図９、
１０のように前述した特殊非円形ねじ部２ｂのねじ山３
ｂと同じく、最高部Ｅ、Ｆ、Ｇがねじ条の一巻きにつき
複数回現われるよう構成され、最高部の頂角の角度αも
特殊非円形ねじ部の最高部と同じであるが、最高部の高
さはねじ条に沿ってねじの先端に向かい徐々に小となる
よう形成されている。
【００１８】特殊非円形ねじ部２ｂと同テーパーねじ部
２ｃにおけるねじの軸方向に隣り合う最高部は、ねじの
中心軸線に対して１０〜１５°程度の捩りを与えて配列
してあり、特殊非円形ねじ部２ｂと同テーパーねじ部２
ｃの外形は捩り多角形状を呈している。しかして特殊非
円形ねじ部及びそのテーパーねじ部の山の最高部にはタ
ップ刃を形成してある。
２ｃにおけるねじの軸方向に隣り合う最高部は、ねじの
中心軸線に対して１０〜１５°程度の捩りを与えて配列
してあり、特殊非円形ねじ部２ｂと同テーパーねじ部２
ｃの外形は捩り多角形状を呈している。しかして特殊非
円形ねじ部及びそのテーパーねじ部の山の最高部にはタ
ップ刃を形成してある。
【００１９】なお、上述した実施例のねじは、円形ねじ
部２ａから特殊非円形テーパーねじ部２ｃに至る全域に
亘ってピッチが一定となるようねじ条を形成したものと
してある。
部２ａから特殊非円形テーパーねじ部２ｃに至る全域に
亘ってピッチが一定となるようねじ条を形成したものと
してある。
【００２０】次に、本発明に係るねじの製造方法の具体
例を図１１〜１５に基づいて説明する。ねじを転造する
前の素材たる丸棒材よりなるブランク材は、例えば図１
１に示す形状のものとしてあって、このブランク材５に
は頭部６に続いて円形ねじ部２ａ、特殊非円形ねじ部２
ｂおよび特殊非円形テーパーねじ部２ｃがそれぞれ転造
される大径部８、小径部１０および先細りのテーパー部
１１が形成されており、また大径部８および小径部１０
の間にはこれら大径部と小径部の間をなだらかにつなぐ
移行部９が形成されている。
例を図１１〜１５に基づいて説明する。ねじを転造する
前の素材たる丸棒材よりなるブランク材は、例えば図１
１に示す形状のものとしてあって、このブランク材５に
は頭部６に続いて円形ねじ部２ａ、特殊非円形ねじ部２
ｂおよび特殊非円形テーパーねじ部２ｃがそれぞれ転造
される大径部８、小径部１０および先細りのテーパー部
１１が形成されており、また大径部８および小径部１０
の間にはこれら大径部と小径部の間をなだらかにつなぐ
移行部９が形成されている。
【００２１】大径部８および小径部１０の径は円形ねじ
部２ａおよび特殊非円形ねじ部２ｂの山の径より小、か
つ谷の径よりも大に形成されていて、大径部９と小径部
１０の径の関係が、小径部の横断面積が大径部の横断面
積に比して１．０〜８．０％小となるようにしてある。
小径部１０の横断面積を大径部８の横断面積に比して減
少させる比率はねじの呼び径及びピッチにより異なる。
部２ａおよび特殊非円形ねじ部２ｂの山の径より小、か
つ谷の径よりも大に形成されていて、大径部９と小径部
１０の径の関係が、小径部の横断面積が大径部の横断面
積に比して１．０〜８．０％小となるようにしてある。
小径部１０の横断面積を大径部８の横断面積に比して減
少させる比率はねじの呼び径及びピッチにより異なる。
【００２２】特殊非円形ねじ部２ｂを転造する部分を小
径にするのは、転造特殊非円形ねじ部２ｂにおけるねじ
山の平均高さが円形ねじ部２ａにおけるねじ山の高さに
比べて小であるため、同じ径のブランク材にねじ条を転
造すると、特殊非円形ねじ部の谷の径が円形ねじ部の谷
の径よりも大となってしまい、ねじの精度が低下してし
まうからである。
径にするのは、転造特殊非円形ねじ部２ｂにおけるねじ
山の平均高さが円形ねじ部２ａにおけるねじ山の高さに
比べて小であるため、同じ径のブランク材にねじ条を転
造すると、特殊非円形ねじ部の谷の径が円形ねじ部の谷
の径よりも大となってしまい、ねじの精度が低下してし
まうからである。
【００２３】大径部と小径部の径は、例えばねじ山の外
径が８ｍｍ（Ｍ８）のねじを製造する場合には大径部の
径φ1 が７．１０ｍｍ、小径部の径φ2 が６．９６ｍｍ
のブランク材を使用し、ねじ山の外径が６ｍｍ（Ｍ６）
のねじを製造する場合には大径部の径φ1 が５．２７ｍ
ｍ、小径部の径φ2 が５．１３ｍｍのものを使用する。
なお、移行部９の傾斜角β1 は１５°程度、テーパー部
１１の傾斜角β2 は１３°程度にするのが好適である。
径が８ｍｍ（Ｍ８）のねじを製造する場合には大径部の
径φ1 が７．１０ｍｍ、小径部の径φ2 が６．９６ｍｍ
のブランク材を使用し、ねじ山の外径が６ｍｍ（Ｍ６）
のねじを製造する場合には大径部の径φ1 が５．２７ｍ
ｍ、小径部の径φ2 が５．１３ｍｍのものを使用する。
なお、移行部９の傾斜角β1 は１５°程度、テーパー部
１１の傾斜角β2 は１３°程度にするのが好適である。
【００２４】上述したブランクねじ５にねじ条を転造す
るための転造平ダイスには図１２〜１５に示す構造のも
のを使用する。この転造平ダイス１２には製造しようと
するねじ条の一巻きの長さより若干大なる幅の矩形の転
造面が形成されていて、この転造面にはブランク材５に
ねじ条を形成するための複数の転造溝１３が転造面の全
幅に亘って平行直線状に形成されており、この転造溝は
製造するねじのリード角と同じ傾斜角が付されている。
るための転造平ダイスには図１２〜１５に示す構造のも
のを使用する。この転造平ダイス１２には製造しようと
するねじ条の一巻きの長さより若干大なる幅の矩形の転
造面が形成されていて、この転造面にはブランク材５に
ねじ条を形成するための複数の転造溝１３が転造面の全
幅に亘って平行直線状に形成されており、この転造溝は
製造するねじのリード角と同じ傾斜角が付されている。
【００２５】この転造平ダイス１２の転造面はブランク
材５の大径部８、小径部１０およびテーパー部１１にそ
れぞれねじ条を転造する円形ねじ転造部１４ａ、特殊非
円形ねじ転造部１４ｂおよび特殊非円形テーパーねじ転
造部１４ｃで構成されていて、円形ねじ転造部１４ａお
よび特殊非円形ねじ転造部１４ｂにおいては、転造溝間
の山部１８ａが同じ高さに形成されていて同一平面上に
あるが、特殊非円形テーパーねじ転造部１４ｃにおける
転造面は、転造溝間の山部１８ｂが下方へ行くに従って
徐々に高くなるよう前面方向に向かって傾斜が付されて
いて、ブランク材５のテーパー部１１の傾斜に倣うよう
になっている。
材５の大径部８、小径部１０およびテーパー部１１にそ
れぞれねじ条を転造する円形ねじ転造部１４ａ、特殊非
円形ねじ転造部１４ｂおよび特殊非円形テーパーねじ転
造部１４ｃで構成されていて、円形ねじ転造部１４ａお
よび特殊非円形ねじ転造部１４ｂにおいては、転造溝間
の山部１８ａが同じ高さに形成されていて同一平面上に
あるが、特殊非円形テーパーねじ転造部１４ｃにおける
転造面は、転造溝間の山部１８ｂが下方へ行くに従って
徐々に高くなるよう前面方向に向かって傾斜が付されて
いて、ブランク材５のテーパー部１１の傾斜に倣うよう
になっている。
【００２６】円形ねじ転造部１４ａには、溝の深さおよ
び溝の谷の角度が円形ねじ部２ａの山の高さＨおよび頂
角の角度αと全長に亘って同じ転造溝１３ａが形成され
ている。
び溝の谷の角度が円形ねじ部２ａの山の高さＨおよび頂
角の角度αと全長に亘って同じ転造溝１３ａが形成され
ている。
【００２７】特殊非円形ねじ転造部１４ｂには、溝の深
さが徐々に変化し、溝の谷１５が波形となる形状の転造
溝１３ｂが形成されていて、この転造溝１３ｂは最深部
１５ａの深さが、特殊非円形ねじ部２ｂの高さＨと同じ
で、最深部間の中間に形成された最浅部１５ｂに向かっ
て徐々に浅くなるように形成されており、この最深部が
特殊非円形ねじ部２ｂにおけるねじ山の最高部を形成す
る。なお、図中の符号１６は円形ねじ転造部１４ａにお
ける転造溝１３ａの谷を示している。この最深部は、図
１２に仮想線１７Ａ・・・１７Ｆで示されるように、隣
合う転造溝の最深部を結んだ線が一定の傾斜角をもって
現れるように形成してある。この傾斜角γにより特殊非
円形ねじ部の外形が捩れ正多角形状に形成される。
さが徐々に変化し、溝の谷１５が波形となる形状の転造
溝１３ｂが形成されていて、この転造溝１３ｂは最深部
１５ａの深さが、特殊非円形ねじ部２ｂの高さＨと同じ
で、最深部間の中間に形成された最浅部１５ｂに向かっ
て徐々に浅くなるように形成されており、この最深部が
特殊非円形ねじ部２ｂにおけるねじ山の最高部を形成す
る。なお、図中の符号１６は円形ねじ転造部１４ａにお
ける転造溝１３ａの谷を示している。この最深部は、図
１２に仮想線１７Ａ・・・１７Ｆで示されるように、隣
合う転造溝の最深部を結んだ線が一定の傾斜角をもって
現れるように形成してある。この傾斜角γにより特殊非
円形ねじ部の外形が捩れ正多角形状に形成される。
【００２８】特殊非円形テーパーねじ転造部１４ｃの転
造溝１３ｃは、特殊非円形ねじ転造部１４ｂにおける転
造溝１３ｂと同じく溝の深さが徐々に変化する波形形状
のものとしてあって、転造溝１３ｃの溝の深さはねじの
先端に対応する方向に向かって徐々に浅くなるよう形成
されている。
造溝１３ｃは、特殊非円形ねじ転造部１４ｂにおける転
造溝１３ｂと同じく溝の深さが徐々に変化する波形形状
のものとしてあって、転造溝１３ｃの溝の深さはねじの
先端に対応する方向に向かって徐々に浅くなるよう形成
されている。
【００２９】上述した転造平ダイス１２によってブラン
ク材５にねじ条を転造することにより、ブランク材５の
外周面における大径部８には円形ねじ部２ａが、小径部
１０には特殊非円形ねじ部２ｂが、テーパー部１１には
特殊非円形テーパーねじ部２ｃが形成される。
ク材５にねじ条を転造することにより、ブランク材５の
外周面における大径部８には円形ねじ部２ａが、小径部
１０には特殊非円形ねじ部２ｂが、テーパー部１１には
特殊非円形テーパーねじ部２ｃが形成される。
【００３０】上述した構成の本発明のねじは先端部分の
特殊非円形ねじ部のテーパーねじ部を被締結物の素孔や
バーリング孔へ入れてねじ回すことにより、特殊非円形
テーパーねじ部及び特殊非円形ねじ部のねじ山で素孔や
バーリング孔にねじ立てされる。 特殊非円形ねじ部のね
じ山は、最高部では山の高さおよび頂角が円形ねじ部と
ほぼ同じであり、最低部では最高部に比して山の高さが
小、頂角が大であるので、まず、最低部のねじ山が前記
素孔やバーリング孔に食い込み、この最低部が食い込ん
で形成されためねじの溝に最高部のねじ山が案内されて
円形ねじ部のねじ山の高さおよび頂角に対応するめねじ
が形成される。 すなわち、めねじの溝は、まず最低部に
よって浅く、かつ大なる頂角で形成され、徐々に深く、
かつ小なる頂角に形成され、最高部では円形ねじ部のね
じ条に対応する深さおよび頂角のめねじが形成されるの
で、ねじ込みトルクを低く、かつ一定に保つことができ
る。さらにねじ回すことにより、被締結物のすでにタッ
ピングされているめねじ孔へ通常の円形ねじ部が螺合す
るので、特殊非円形ねじ部だけの螺合と異なり、めねじ
との接触面積が大となり、締付破断トルク、ねじ嵌合部
の強度を大ならしめることができる。
特殊非円形ねじ部のテーパーねじ部を被締結物の素孔や
バーリング孔へ入れてねじ回すことにより、特殊非円形
テーパーねじ部及び特殊非円形ねじ部のねじ山で素孔や
バーリング孔にねじ立てされる。 特殊非円形ねじ部のね
じ山は、最高部では山の高さおよび頂角が円形ねじ部と
ほぼ同じであり、最低部では最高部に比して山の高さが
小、頂角が大であるので、まず、最低部のねじ山が前記
素孔やバーリング孔に食い込み、この最低部が食い込ん
で形成されためねじの溝に最高部のねじ山が案内されて
円形ねじ部のねじ山の高さおよび頂角に対応するめねじ
が形成される。 すなわち、めねじの溝は、まず最低部に
よって浅く、かつ大なる頂角で形成され、徐々に深く、
かつ小なる頂角に形成され、最高部では円形ねじ部のね
じ条に対応する深さおよび頂角のめねじが形成されるの
で、ねじ込みトルクを低く、かつ一定に保つことができ
る。さらにねじ回すことにより、被締結物のすでにタッ
ピングされているめねじ孔へ通常の円形ねじ部が螺合す
るので、特殊非円形ねじ部だけの螺合と異なり、めねじ
との接触面積が大となり、締付破断トルク、ねじ嵌合部
の強度を大ならしめることができる。
【００３１】
【発明の作用、効果】本発明の請求項１に係るねじによ
れば、円形ねじに続いて、最高部のねじ山が円形ねじ部
のねじ山高さ及び頂角と略同一であり、また、最低部の
ねじ山が最高部のねじ山よりも高さが小であるとともに
頂角が大であって、これら最高部と最低部がねじ条の一
巻きに交互に現れて略多角を有する特殊非円形ねじが形
成されているので、最低部によって形成された、浅くて
溝の頂角が大なるめねじに、ねじ山の最高部が案内され
て円形ねじ部に対応する深さおよび頂角のめねじが形成
され、したがって初期ねじ込みトルクが小となり、被締
結物へのねじ立てが容易になるため、トルクチェックの
自動化を図れる。また、この特殊非円形ねじ部の最高部
におけるねじ山の径は円形ねじ部のねじ山の径と同径な
ので、特殊非円形ねじ部によりねじ立てされためねじの
径が円形ねじ部の径と同径に形成され、円形ねじ部のね
じ込みトルクが小でねじ込み時間を短縮せしめることが
でき、しかも円形ねじ部とめねじ間の接触面積が大で、
ねじの締付破断トルク及び嵌合部の強度を大ならしめる
ことができる。
れば、円形ねじに続いて、最高部のねじ山が円形ねじ部
のねじ山高さ及び頂角と略同一であり、また、最低部の
ねじ山が最高部のねじ山よりも高さが小であるとともに
頂角が大であって、これら最高部と最低部がねじ条の一
巻きに交互に現れて略多角を有する特殊非円形ねじが形
成されているので、最低部によって形成された、浅くて
溝の頂角が大なるめねじに、ねじ山の最高部が案内され
て円形ねじ部に対応する深さおよび頂角のめねじが形成
され、したがって初期ねじ込みトルクが小となり、被締
結物へのねじ立てが容易になるため、トルクチェックの
自動化を図れる。また、この特殊非円形ねじ部の最高部
におけるねじ山の径は円形ねじ部のねじ山の径と同径な
ので、特殊非円形ねじ部によりねじ立てされためねじの
径が円形ねじ部の径と同径に形成され、円形ねじ部のね
じ込みトルクが小でねじ込み時間を短縮せしめることが
でき、しかも円形ねじ部とめねじ間の接触面積が大で、
ねじの締付破断トルク及び嵌合部の強度を大ならしめる
ことができる。
【００３２】本発明の請求項２に係るねじによれば、ね
じの軸方向に隣り合うねじ条の最高部に捩りを与えてあ
るので、被締結物への初期ねじ込みトルクがより小とな
り、ねじ立てをより容易に行うことができる。また、本
発明の請求項３に係るねじによれば、特殊非円形ねじ部
のねじ条が、円形ねじ部と同様にねじ基部側のフランク
とねじ先端側のフランクとが対称をなすよう形成されて
いるので、被締結物に円形ねじ部との接触面積が大なる
正確なめねじを形成できる。
じの軸方向に隣り合うねじ条の最高部に捩りを与えてあ
るので、被締結物への初期ねじ込みトルクがより小とな
り、ねじ立てをより容易に行うことができる。また、本
発明の請求項３に係るねじによれば、特殊非円形ねじ部
のねじ条が、円形ねじ部と同様にねじ基部側のフランク
とねじ先端側のフランクとが対称をなすよう形成されて
いるので、被締結物に円形ねじ部との接触面積が大なる
正確なめねじを形成できる。
【００３３】本発明の請求項４に係るねじによれば、特
殊非円形ねじ部の先端に先細りの特殊非円形テーパーね
じ部を形成してあるので、被締結物の素孔やバーリング
孔が塗装等により縮径していたり、つまったりしている
場合でも、特殊非円形テーパーねじ部の先端およびねじ
山の最高部が孔に食い込むことにより、容易にねじを螺
入することができる。
殊非円形ねじ部の先端に先細りの特殊非円形テーパーね
じ部を形成してあるので、被締結物の素孔やバーリング
孔が塗装等により縮径していたり、つまったりしている
場合でも、特殊非円形テーパーねじ部の先端およびねじ
山の最高部が孔に食い込むことにより、容易にねじを螺
入することができる。
【００３４】本発明の請求項５に係るねじによれば、特
殊非円形テーパーねじ部のねじ条を先端部まで形成し、
その高さを先端に向かって小としてあるので、素孔やバ
ーリング孔への食い込みをより容易にすることができ
る。
殊非円形テーパーねじ部のねじ条を先端部まで形成し、
その高さを先端に向かって小としてあるので、素孔やバ
ーリング孔への食い込みをより容易にすることができ
る。
【００３５】また、本発明の請求項６に係るねじの製造
方法によれば、段付きの丸棒材よりなるブランク材にね
じ条を転造するので、特殊非円形ねじ部のねじ山の最高
部と円形ねじ部のねじ山の高さとを精度良く略同一に加
工することができる。 また、上述のようにブランク材が
段付きの丸棒材であり、しかも特殊非円形ねじ部転造用
の転造溝は溝間の山部が同じ高さで同一平面上に形成さ
れているので、特殊非円形ねじ部の谷の断面形状が一定
な直径の円形で、かつ円形ねじ部の谷の径と同一に加工
され、精度が高く、螺入の容易なねじを製造することが
できる。
方法によれば、段付きの丸棒材よりなるブランク材にね
じ条を転造するので、特殊非円形ねじ部のねじ山の最高
部と円形ねじ部のねじ山の高さとを精度良く略同一に加
工することができる。 また、上述のようにブランク材が
段付きの丸棒材であり、しかも特殊非円形ねじ部転造用
の転造溝は溝間の山部が同じ高さで同一平面上に形成さ
れているので、特殊非円形ねじ部の谷の断面形状が一定
な直径の円形で、かつ円形ねじ部の谷の径と同一に加工
され、精度が高く、螺入の容易なねじを製造することが
できる。
【００３６】本発明の請求項７に係るねじの製造方法に
よれば、ブランク材の大径部と小径部との間に移行部を
形成し、また小径部の横断面積を大径部の横断面積に比
して１．０〜８．０％小ならしめてあるので、特殊非円
形ねじ部から円形ねじ部に移行する部分のねじ条がスム
ーズに繋げられ、ねじ込み作業を容易に行えるねじを製
造することができる。
よれば、ブランク材の大径部と小径部との間に移行部を
形成し、また小径部の横断面積を大径部の横断面積に比
して１．０〜８．０％小ならしめてあるので、特殊非円
形ねじ部から円形ねじ部に移行する部分のねじ条がスム
ーズに繋げられ、ねじ込み作業を容易に行えるねじを製
造することができる。
【００３７】また、本発明の請求項８に係るねじの製造
方法によれば、ブランク材の先端部に先細りのテーパー
部が形成され、また、このテーパー部に対応する箇所の
転造面に傾斜部が形成されているので、ねじの先端部ま
で特殊非円形テーパーねじ部を形成することができ、被
締結物の素孔やバーリング孔が塗装等により縮径してい
たり、つまったりしている場合でも、特殊非円形テーパ
ーねじ部の先端が孔に食い込むことにより、ねじの螺入
が容易なねじを製造することができる。
方法によれば、ブランク材の先端部に先細りのテーパー
部が形成され、また、このテーパー部に対応する箇所の
転造面に傾斜部が形成されているので、ねじの先端部ま
で特殊非円形テーパーねじ部を形成することができ、被
締結物の素孔やバーリング孔が塗装等により縮径してい
たり、つまったりしている場合でも、特殊非円形テーパ
ーねじ部の先端が孔に食い込むことにより、ねじの螺入
が容易なねじを製造することができる。
【００３８】したがって本発明によれば、従来の非円形
ねじを使用できなかった部分にも使用でき、ねじの利用
分野を拡大できるという工業上、産業上の多大なメリッ
トがある。
ねじを使用できなかった部分にも使用でき、ねじの利用
分野を拡大できるという工業上、産業上の多大なメリッ
トがある。
【図１】本発明に係るねじの実施例を示す正面図。
【図２】円形ねじ部を示す図１のII-II 線断面図。
【図３】円形ねじ部におけるねじ条の展開図。
【図４】図３のIV-IV 線拡大断面図。
【図５】特殊非円形ねじ部を示す図１のV-V 線断面図。
【図６】特殊非円形ねじ部におけるねじ条の展開図。
【図７】図６のVII-VII 線拡大断面図。
【図８】特殊非円形テーパーねじ部を示す図１のVIII-V
III 線断面図。
III 線断面図。
【図９】特殊非円形テーパーねじ部におけるねじ条の展
開図。
開図。
【図１０】図９のX-X 線拡大断面図。
【図１１】本発明に係るねじの素材たるブランク材の一
例を示す正面図。
例を示す正面図。
【図１２】本発明に係るねじを転造によって製造するの
に使用する転造平ダイスの一例を示す正面図。
に使用する転造平ダイスの一例を示す正面図。
【図１３】図１２のXIII-XIII 線断面図。
【図１４】図１２のXIV-XIV 線断面図。
【図１５】図１２のXV-XV 線断面図。
【図１６】従来の非円形ねじがめねじと係合した状態を
示す横断面図。
示す横断面図。
【図１７】従来の円形ねじがめねじと係合した状態を示
す横断面図。
す横断面図。
１ 頭部 ２ａ 円形ねじ部 ２ｂ 特殊非円形ねじ部 ２ｃ 特殊非円形テーパーねじ部 ３ａ、３ｂ、３ｃ ねじの山 ４ａ、４ｂ、４ｃ ねじの谷 ５ ブランク材 ６ 頭部 ７ 無螺子部 ８ 大径部 ９ 移行部 １０ 小径部 １１ テーパー部 １２ 転造平ダイス １３ 転造溝 １４ａ 円形ねじ転造部 １４ｂ 特殊非円形ねじ転造部 １４ｃ 特殊非円形テーパーねじ転造部 １５ 特殊非円形ねじ転造部における転造溝の谷 １５ａ 最深部 １５ｂ 最浅部 １６ 円形ねじ転造部における転造溝の谷 １８ａ、１８ｂ 転造溝間の山
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 良一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−97763（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−66910（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−42409（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−19857（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭44−16773（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16B 25/06
Claims (8)
- 【請求項１】ねじ条が螺旋状に形成されてなるねじの基
部側にはねじ山の高さおよび頂角が一定な円形ねじ部が
形成され、この円形ねじ部に続く先端部側には、ねじ山
の高さおよび頂角を前記円形ねじ部と略同じくする最高
部と、この最高部に比してねじ山の高さが小で、ねじ山
の頂角が大である最低部をねじ条の一巻きにつき交互に
複数個備えて軸直角断面が略正多角形を呈し、ねじ条の
谷の径は一定であるが、ねじ山の高さおよび頂角が前記
最高部と最低部との間で徐々に変化する特殊非円形ねじ
部を形成してなるねじ。 - 【請求項２】前記特殊非円形ねじ部にてねじの軸方向に
隣り合うねじ条の最高部に、ねじの中心軸線に対して適
宜角度の捩じりを与えてなる請求項１に記載のねじ。 - 【請求項３】前記特殊非円形ねじ部のねじ条を、ねじ基
部側のフランクとねじ先端側のフランクがねじ山に対し
て対称をなすよう形成してなる請求項１または請求項２
に記載のねじ。 - 【請求項４】 前記 特殊非円形ねじ部の先端部に、外径が
先端に向かって小となる先細りテーパー状の特殊非円形
テーパーねじ部を形成してなる請求項１乃至請求項３に
記載のねじ。 - 【請求項５】 前記 特殊非円形テーパーねじ部の谷の径及
びねじ山の高さがともに先端に向かって小となるように
形成されるとともに、ねじの先端まで特殊非円形テーパ
ーねじ部を形成してなる請求項４に記載のねじ。 - 【請求項６】 溝の深さが一定な円形ねじ転造用の複数の
転造溝と、この円形ねじ転造用の転造溝に続いて、溝間
の山部が同じ高さで同一平面上にあり、かつ、溝の深さ
が溝の方向に向かって徐々に変化して最深部と最浅部を
交互に有する特殊非円形ねじ転造用の複数の転造溝がそ
れぞれ転造面の全幅に亘って所定のリード角で平行直線
状に形成されてなる転造平ダイスにより、特殊非円形ね
じが転造される部分の横断面積が、円形ねじが転造され
る部分の横断面積に比して小となる段付きの丸棒材より
なるブランク材に螺旋状のねじ条を転造するねじの製造
方法。 - 【請求項７】 前記 ブランク材を、特殊非円形ねじが転造
される部分の横断面積が、円形ねじが転造される部分の
横断面積に比して１．０〜８．０％小なるものとすると
ともに、特殊非円形ねじが転造される部分と円形ねじ部
が転造される部分との間を連続してつなぐ移行部を形成
したものとすることを特徴とする請求項５に記載のねじ
の製造方法。 - 【請求項８】 前記 ブランク材を、先端部の外径が先端に
向かって小となる先細りテーパー部が形成されたものと
するとともに、転造ダイスはブランク材の先端部に対応
する箇所の山部を徐々に高くする傾斜部を形成したもの
とすることを特徴とする請求項５または請求項６に記載
のねじの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171435A JP3046746B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | ねじ及びねじの製造方法 |
| US08/978,276 US5842923A (en) | 1995-06-14 | 1997-11-25 | Screw and method for its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7171435A JP3046746B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | ねじ及びねじの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338412A JPH08338412A (ja) | 1996-12-24 |
| JP3046746B2 true JP3046746B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=15923076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7171435A Expired - Lifetime JP3046746B2 (ja) | 1995-06-14 | 1995-06-14 | ねじ及びねじの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5842923A (ja) |
| JP (1) | JP3046746B2 (ja) |
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| KR100419900B1 (ko) * | 2001-08-02 | 2004-03-02 | 동남정밀공업 주식회사 | 나사가공용 다이스와 제조장치및 이를 이용한 다이스제조방법 |
| US6494656B1 (en) | 2001-09-13 | 2002-12-17 | Conti Fasteners Ag | Self-tapping screw, blank and method for joining thin workpieces and production method for the same |
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| JP5036238B2 (ja) * | 2006-07-18 | 2012-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | ねじ部材の製造方法 |
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| DE102013210527A1 (de) * | 2013-06-06 | 2014-12-11 | Arnold Umformtechnik Gmbh & Co. Kg | Gewindeformer und Walzbacken |
| DE202016002905U1 (de) * | 2016-04-29 | 2017-08-02 | Arnold Umformtechnik Gmbh & Co. Kg | Schraube |
| DE202018104534U1 (de) * | 2017-08-09 | 2018-10-12 | Tr Vic S.P.A. | Selbstschneidende, selbstbohrende Schraube |
| US11125262B2 (en) * | 2019-10-10 | 2021-09-21 | Research Engineering & Manufacturing, Inc. | Thread forming and thread locking fastener |
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| US3195156A (en) * | 1961-06-27 | 1965-07-20 | Res Engineering And Mfg Inc | Method of producing thread swaging devices |
| BE621925A (ja) * | 1961-09-15 | |||
| US3180202A (en) * | 1963-05-28 | 1965-04-27 | Gen Am Transport | Fluteless thread-forming tools |
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| US3633455A (en) * | 1970-02-13 | 1972-01-11 | Textron Inc | Self-thread-forming fastener with easy thread pickup |
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