(57)【要約】【課題】軸部品に逃げ溝を転造する際に座面に生じ易かったバリを生じ難い有頭部品の製造方法。【解決手段】本発明に係る有頭部品の製造方法は、所定径の線材５を軸方向へ押圧して大径の大径軸部１および当該線材５とほぼ同径の小径軸部２を一体成形する押圧工程と、前記小径軸部２に環状の逃げ溝３を成形する転造工程とを含む。前記転造工程は、前記逃げ溝３の成形過程で発生した小径軸部２の余肉２ａを大径軸部１へ向かうように流動させる工程であることを特徴とする。これにより、前記転造工程の際に生じる余肉２ａを大径軸部２に取り込むことができるので、材料を廃棄するなど無駄にすることが無いという利点がある。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定径の線材を軸方向へ押圧して大径の大径軸部および当該線材とほぼ同径の小径軸部を一体成形する押圧工程と、前記小径軸部に環状の逃げ溝を転造成形する転造工程とを含む有頭部品の製造方法であって、
前記転造工程は、前記逃げ溝の成形過程で発生した余肉を大径軸部へ向かうように流動させる工程であることを特徴とする有頭部品の製造方法。
【請求項２】
前記転造工程は、一対の転造ダイスの摺動により前記逃げ溝を成形する工程であり、
前記転造ダイスは、前記逃げ溝を成形するよう徐々に側方へ突出する余肉押出し部を具備しており、
前記余肉押出し部は、転動する大径軸部を上方へ案内する傾斜上面を備え、
前記傾斜上面は、上方へ案内した大径軸部の座面へ前記余肉を肉盛りして成ることを特徴とする請求項１に記載の有頭部品の製造方法。
【請求項３】
前記押圧工程は、前記大径軸部の座面に凹溝を成形する工程であり、
前記凹溝は、前記逃げ溝の成形過程で発生する前記余肉を収納するよう形成されて成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有頭部品の製造方法。
【請求項４】
前記凹溝は、前記座面と小径軸部との接続箇所に配されて成り、前記小径軸部の外径に沿って所定深さまで延び、この深さを保ち所定の径まで広げ、ここからさらに径方向へ広げつつ所定角度で切り上げられて成ることを特徴とする請求項３に記載の有頭部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、首下に逃げ溝を備える有頭部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の有頭部品の製造方法は、特許文献１および特許文献２に開示されている。まず、特許文献１に開示の有頭部品の製造方法は、所定径の線材を軸方向に押圧することで大径の大径軸部および小径の脚部を一体成形する第一押圧工程と、前記脚部を遊嵌させ保持し当該脚部の先端側から押圧して拡径させた小径軸部を成形する第二押圧工程と、前記小径軸部にねじ山を転造成形する転造工程とを含む。前記第二押圧工程は、前記脚部の全長に渡って拡径させる工程ではなく、大径軸部に隣接する箇所を前記脚部の径に留めた逃げ溝として得る工程である。つまり、特許文献１に開示の有頭部品の製造方法は、前記転造工程ではなく、前記第二押圧工程により大径軸部の首下に小径の逃げ溝を成形している。
【０００３】
一方、特許文献２に開示の有頭部品の製造方法は、前記逃げ溝を転造することでを成形する逃がし転造工程を含み、前記逃がし転造工程は、対向配置した一対の転造ダイスを摺動させることで前記脚部を転動させる工程である。また、前記転造ダイスは、転動する脚部へ徐々に食い込むよう形成された突部を有しており、この突部は、脚部の余肉を当該脚部の先端側および大径軸部側へ流動させるように形成されて成る。また、前記突部は、脚部の先端側へ流動した余肉を徐々に下方へ案内する傾斜壁面を備えており、この傾斜壁面は、転造終期では傾斜角度を小さくする一方、転造初期では傾斜角度を大きくして成る。さらに、突部の上面は、前記大径軸部側へ流動した余肉を徐々に大径軸部側へ押し上げるよう形成されており、転造後期に至ると転造ダイスの平坦な上面に接続されて成る。したがって、特許文献２に開示の有頭部品の製造方法は、脚部の先端側へ流動した余肉を徐々に下方へ案内するので、大径軸部の座面が転造ダイスの上面へ向かうよう押し付けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010-42440号公報
【特許文献２】特開平07-308727号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の有頭部品の製造方法は、脚部を拡径する際、第一押圧工程により得られた径とほぼ同径の逃げ溝が拘束されていないので、脚部の余肉が拡径時に軸方向へ流動し易い。これにより、逃げ溝の形状や直径が定まり難く安定した品質の有頭部品を得難いという問題があった。一方、特許文献２に開示の有頭部品の製造方法は、異なる角度に設定された上面および傾斜壁面を具備する転造ダイスが必要となるので、当該転造ダイスの加工に時間を要し有頭部品の製造原価が増大するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る有頭部品の製造方法は、所定径の線材を軸方向へ押圧して大径の大径軸部および当該線材とほぼ同径の小径軸部を一体成形する押圧工程と、前記小径軸部に環状の逃げ溝を転造成形する転造工程とを含む有頭部品の製造方法であって、前記転造工程は、前記逃げ溝の成形過程で発生した余肉を大径軸部へ向かうように流動させる工程であることを特徴とする。なお、前記転造工程は、一対の転造ダイスの摺動により前記逃げ溝を成形する工程であり、前記転造ダイスは、前記逃げ溝を成形するよう徐々に側方へ突出する余肉押出し部を具備しており、前記余肉押出し部は、転動する大径軸部を上方へ案内する傾斜上面を備え、前記傾斜上面は、上方へ案内した大径軸部の座面へ前記余肉を肉盛りして成ることが好ましい。また、前記押圧工程は、前記大径軸部の座面に凹溝を成形する工程であり、前記凹溝は、前記逃げ溝の成形過程で発生する前記余肉を収納するよう形成されて成ることが好ましい。さらに、前記凹溝は、前記座面と小径軸部との接続箇所に配されて成り、前記小径軸部の外径に沿って所定深さまで延び、この深さを保ち所定の径まで広げ、ここからさらに径方向へ広げつつ所定角度で切り上げられて成ることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る有頭部品の製造方法は、転造工程の際に生じる余肉を大径軸部に送り込み当該大径軸部を成形できるので、材料を無駄にすることが無いという利点がある。また、本発明に係る有頭部品の製造方法は、転造工程において逃げ溝を成形可能な転造ダイスを使用するものであって、前記転造ダイスは、前記余肉を大径軸部へ案内するとともに前記逃げ溝を成形する余肉押出し部を具備している。したがって、逃げ溝の成形のみならず径方向へ張り出す余肉を大径軸部へ肉盛りできるので、大径軸部の強度を高めることができるという利点もある。さらに、本発明に係る有頭部品の製造方法は、前記押圧工程において、大径軸部の座面に前記余肉を収納できる凹溝を成形するので、前記転造工程において、径方向へ張り出す余肉を凹溝へ押し込むことができる。したがって、前記余肉は、大径軸部の座面からはみ出すことなく大径軸部の一部として構成されるので、座面から軸方向へ突出する部位がなく、締結時に不具合を生じ難い有頭部品を得ることができるという利点もある。また、本発明に係る有頭部品の製造方法は、小径軸部の外径に沿って大径軸部側へ深さを増し径方向へ広がるに連れて所定角度で切り上げられる凹溝を予め形成しているので、前記凹溝に案内される余肉を小径側から徐々に拡径方向へ流動させることができる。これにより、機械的強度を要する小径側から肉盛りされるので強度的にも強く平坦な座面も得ることができるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る有頭部品の製造方法の押圧工程を説明するための説明図であり、（ａ）は線材をセットした状態を示し、（ｂ）は線材を押圧した状態を示し、（ｃ）は押圧品を排出した状態を示す。
【図２】本発明に係る有頭部品の製造方法の別の押圧工程を説明するための説明図であり、（ａ）は線材をセットした状態を示し、（ｂ）は線材を押圧した状態を示し、（ｃ）は押圧品を排出した状態を示す。
【図３】本発明に係る有頭部品の製造方法の転造工程を説明するための動作説明図であり、（ａ）は押圧品をセットした状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図３の状態から転動を進めた状態を説明する動作説明図であり、（ａ）は転動開始初期の状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図５】図４の状態から転動を進めた状態を説明する動作説明図であり、（ａ）は転動開始中期の状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図６】図５の状態から転動を進めた状態を説明する動作説明図であり、（ａ）は転動開始後期の状態を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【図７】図３のＥ視の固定ダイスを示す一部切欠き拡大側面図である。
【図８】本発明に係る有頭部品の凹溝を示す要部一部切欠き拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る有頭部品の製造方法について図１ないし図８に基づき説明する。まず、本発明に係る有頭部品は、図６（ａ），（ｂ）に示すように大径の大径軸部１と、この大径軸部１から縮径し軸方向へ延びる小径軸部２と、この小径軸部２と大径軸部１とを一体に接続する小径の逃げ溝３とを備えて成る。
【００１０】
また、本発明に係る有頭部品は、前記大径軸部１、小径軸部２、逃げ溝３を備えていればよく、部材同士の締結するためのピンやリベットであったり、小径軸部２の外周に螺旋状のねじ山（図示せず）を具備するボルトやタッピンねじであったり、あるいは歯車の一種であるウォームギヤなど多岐に渡る。
【００１１】
本発明に係る有頭部品の製造方法は、所定径の線材５を軸方向へ押圧する押圧工程と、この押圧工程により得られた押圧品６に環状の逃げ溝３を転造成形する転造工程とを含む。
【００１２】
前記押圧工程は、図１，図２に示すように所定の長さに切断された線材５を受け駒１０（１１）から一部突出するよう保持し、前記受け駒１０（１１）に対向配置されたパンチ１５を当該受け駒１０へ接近させ、パンチ１５によって大径軸部１を成形した後、パンチ１５を復帰させて受け駒１０（１１）から押圧品６を排出する工程である。
【００１３】
前記押圧品６は、前記逃げ溝３を成形される前のものであり、平坦な座面１ｂを具備する大径軸部１および線材５の直径にほぼ等しい小径軸部２を具備して成る。また、前記押圧品６は、図１に示すように前記座面１ｂに窪みを付けた凹溝１ａを備えてもよく、または図２に示すような前記凹溝１ａを具備しないものであってもよい。
【００１４】
なお、前記押圧品６の凹溝１ａは、図１（ａ），（ｂ）および図３（ｂ）または図８に示すように、後記転造工程の際に生じる余肉２ａを収納可能な大きさとなるよう予め寸法設定されている。
【００１５】
前記受け駒１０（１１）は、何れも線材５およびノックアウトピン１７を挿通可能に構成されており、一方は環状の突起１０ａを備えた受け駒１０、他方は平坦な端面を具備した受け駒１１として構成される。
【００１６】
前記突起１０ａは、大径軸部１の座面１ｂへ入り込み凹溝１ａを付すよう形成されており、図１（ｂ），（ｃ）および図３（ｂ）に示すような所定の曲率または図８に示すような所定角度に切り上げられた凹溝１ａを成形可能に構成される。
【００１７】
図８は、前記突起１０ａによって付された凹溝１ａであり、当該凹溝１ａは、小径軸部２から直径を変えず大径軸部１の頂部へ向かい座面１ｂへ入り込み、所定角度で径方向へ広がりかつ深さを増し、ここから深さを保って径方向へ広がり、前記座面１ｂへ所定角度で切り上げられた形状となっている。したがって、前記突起１０ａは、図８に示す凹溝１ａと逆に隆起した環状の構成となっている。
【００１８】
前記パンチ１５は、前記受け駒１０（１１）に保持された線材５を軸方向へ押圧して塑性変形させ大径軸部１を成形する金型であり、前記受け駒１０（１１）に接触する直前まで接近可能に構成される。また、前記パンチ１５は、十字形状などから成る凸部１５ａを備えるので、押圧して形成された大径軸部１の頂部に図１および図２に示すような十字形状などから成る駆動部１ｃを転写可能に構成される。
【００１９】
前記ノックアウトピン１７は、図１（ａ）または図２（ａ）に示すように常時は前記受け駒１０（１１）に挿通され、受け駒１０（１１）に保持した線材５の突出量を定めて成る。また、図１（ｂ）または図２（ｂ）に示すように前記パンチ１５の接近によって生じる押付力に耐え得るよう構成され線材５の塑性加工を可能に構成されている。
【００２０】
また、ノックアウトピン１７は、図１（ｃ）および図２（ｃ）に示すパンチ１５の復帰に合わせて当該受け駒１０（１１）の端面から一部突出するよう摺動し、図１（ｂ）または図２（ｂ）に示す押圧品６を受け駒１０（１１）から排出可能に構成される。
【００２１】
前記転造工程は、図３ないし図６に示すように一対の転造ダイスを用いる工程であり、前記押圧品６を前記ダイスによって転動させることで本発明に係る有頭部品を仕上げる工程である。
【００２２】
前記転造ダイスは、所定の間隔を空けて配された固定ダイス２０および移動ダイス２１であり、前記移動ダイス２１は、固定配置された固定ダイス２０に対して平行にかつ相対移動可能に構成されている。また、前記転造ダイスは、図３（ｂ）に示すようにこれに供給された押圧品６の小径軸部２を挟持しつつ、前記座面１ｂを僅かに浮かして当該押圧品６を支持するよう構成されている。
【００２３】
さらに、前記転造ダイスは、図３ないし図６に示されるように、小径軸部２を挟持しつつ転動させる過程において、当該小径軸部２へ徐々に深く入り込み図６（ｂ）に示す逃げ溝３を成形する余肉押出し部２０ａ，２１ａを具備する。
【００２４】
前記余肉押出し部２０ａ，２１ａは、転動開始初期では図４（ｂ）に示すように小さな先尖り形状を成しており、転動開始中期では図５（ｂ）に示すように先ほどから厚みを増した突起形状を成し、転動開始後期では図６（ｂ）に示すように逃げ溝３を仕上げる形状を成す。また、余肉押出し部２０ａ（２１ａ）は、図７に示すように、鋭角な三角形と長方形の領域を備えており、前記長方形の上辺に接続され左端から所定角度で傾斜する傾斜上面２０ｂ（２１ｂ）を備える。
【００２５】
ここで、本発明に係る有頭部品を製造する押圧工程および転造工程を順に説明する。まずは、線材５から押圧品６を成形する押圧工程について図１に基づき説明する。
【００２６】
前記線材５は、前記ノックアウトピン１７を摺動自在に備えた受け駒１０に供給され、ノックアウトピン１７の端面に当接している。この時、線材５は、図１（ａ）に示すように受け駒１０から所定長さだけ突出して当該受け駒１０に支持される。
【００２７】
前記パンチ１５は、受け駒１０に接近する方向へ移動することで、図１（ｂ）に示すように突出していた線材５を軸方向へ押圧する。これにより、線材５は、前記凹溝１ａおよび駆動部１ｃを備えた大径軸部１と、前記小径軸部２とから成る押圧品６へ形を変える。
【００２８】
そして、前記パンチ１５は、元の位置まで復帰を始めるので、前記大径軸部１から離反する。また、この時、ノックアウトピン１７は、図１（ｃ）に示すように前記パンチ１５の移動方向に沿って摺動するので、前記押圧品６を受け駒１０から排出する。
【００２９】
このように、押圧工程は、受け駒１０への線材５の供給からノックアウトピン１７による押圧品６の排出までの１サイクルを実施する工程であり、これらを繰り返し実施されることで多くの押圧品６が得られる工程である。なお、図２（ａ）ないし図２（ｃ）も前述と同様の押圧工程の状態を示すものであるが、図１（ａ）ないし図１（ｃ）との違いは押圧した押圧品６に凹溝１０ａを付さない点のみであるため一連の説明は省略する。
【００３０】
次に、前記押圧品６に逃げ溝３を転造成形する転造工程について図３ないし図６に基づき説明する。前記押圧品６は、図３（ａ），（ｂ）に示すように前記移動ダイス２１が固定ダイス２０に対して右側へ位置する時、当該移動ダイス２１の側面へ押圧品６の小径軸部２が押し付けられる状態となるように転造ダイスへ供給される。
【００３１】
前記移動ダイス２１は、図４（ａ）に示す転動開始初期において、先ほどの図３（ａ）の位置から左側へ向かって移動する一方、前記固定ダイス２０はその場に留まるよう固定されている。これにより、固定ダイス２０および移動ダイス２１の余肉押出し部２０ａ，２１ａは、転動する小径軸部２へ徐々に食い込み、図４（ｂ）に示すように徐々に大きな三角形の断面となる。したがって、小径軸部２から径方向へ張り出す余肉２ａが発生する。
【００３２】
前記余肉２ａは、図５に示す転動開始中期において、徐々に大きくなり、上方へ傾斜する前記傾斜上面２０ｂ，２１ｂによって大径軸部１側へ押し付けられる。この結果、大径軸部１側へ流動する余肉２ａは、大径軸部１に位置する凹溝１ａへ入り込み、図４（ｂ）および図５（ｂ）の違いからも分かるように当初よりも凹溝１ａの体積を低減することになる。
【００３３】
やがて、前記余肉押出し部２０ａ，２１ａは、図６（ａ）に示す転動開始後期において、先ほどの三角形あるいは台形の形状から図６（ｂ）に示す四角形状へ変化するため、ここからは前記大径軸部２と小径軸部２との間に環状の逃げ溝３を成形し仕上げることになる。しかも、この時、前記傾斜上面２０ｂ（２１ｂ）は、平坦な面に収束しているので、この収束する間に徐々に増す余肉２ａは、前記大径軸部２に付された凹溝１ａへ送り込まれる。よって、転動工程では、押圧工程により得られた押圧品６に比べて座面１ｂの面積を広くかつ平坦に仕上げることができる。
【００３４】
また、前記凹溝１ａが図８に示す形状であれば、余肉押出し部２０ａ，２１ａの食い込みにより生じた余肉２ａは、前記凹溝１ａの小径箇所から大径箇所へと流動し易いので、徐々に拡径するように凹溝を小さくして肉盛りすることができる。したがって、座面１ｂを広い範囲で平坦に仕上げ、大径軸部１の強度を高めることができる。
【００３５】
なお、本発明に係る有頭部品は、前記大径軸部１、小径軸部２、逃げ溝３を備えていればよく、部材同士の締結するためのピンやリベットであったり、小径軸部２の外周に螺旋状のねじ山（図示せず）を具備するボルトやタッピンねじであったり、あるいは歯車の一種であるウォームギヤなど多岐に渡る。
【００３６】
また、前記有頭部品をボルトやタッピンねじに成形する場合、前記転造ダイスは、それぞれ対向面に複数条の傾斜溝（図示せず）を具備するものとし、転造工程において、前記逃げ溝３およびねじ山を同時に成形する。
【符号の説明】
【００３７】
１  …  大径軸部
１ａ…  凹溝
１ｂ…  座面
２  …  小径軸部
２ａ…  余肉
３  …  逃げ溝
５  …  線材
６  …  押圧品
１０  …  受け駒
１０ａ…  突起
１５  …  パンチ
１７  …  ノックアウトピン
２０  …  固定ダイス
２１  …  移動ダイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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