(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転造素材の外周面に当接され、その外周面を塑性変形させて、おねじ等が設けられたねじ部とそのねじ部より外径が小さな棒先部とを有する軸状部材を転造する棒先付きねじ用転造ダイスにおいて、
軸状部材のねじ部のねじ溝を形成するダイスねじ山と軸状部材のねじ部のねじ山を形成するダイスねじ溝とを有するねじ転造面と、
そのねじ転造面に沿って並設され、軸状部材の棒先部にねじ溝を形成する棒先用ダイスねじ山と軸状部材の棒先部にねじ山を形成する棒先用ダイスねじ溝とを有する棒先用転造面とを備え、
その棒先用転造面における棒先用ダイスねじ山の山頂は前記ダイスねじ山の山頂より高くされ、且つ、前記棒先用ダイスねじ溝の谷底は前記ダイスねじ山の山頂より低くされると共に、前記棒先用ダイスねじ山のねじ山高さは、前記ダイスねじ山のねじ山高さ以下とされ、さらに、前記棒先用転造面のピッチは、前記ねじ転造面のピッチと略等しくされると共に、前記棒先用ダイスねじ溝の谷底の切取り高さは、その棒先用ダイスねじ溝の谷底の幅が前記ダイスねじ溝の谷底の幅より大きく形成されるように、前記ダイスねじ溝の谷底の切取り高さより大きくされていることを特徴とする棒先付きねじ用転造ダイス。
【請求項２】
前記棒先用転造面のリード角は、前記ねじ転造面のリード角と略等しくされていることを特徴とする請求項１記載の棒先付きねじ用転造ダイス。
【請求項３】
前記棒先用ダイスねじ山の山頂と前記ダイスねじ山の山頂との高低差は略０．０５ｍｍ以上かつ前記ダイスねじ山のねじ山高さの略１／２以下とされており、前記棒先用ダイスねじ溝の谷底と前記ダイスねじ山の山頂との高低差は略０．０５ｍｍ以上かつ前記ダイスねじ山のねじ山高さの略１／２以下とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の棒先付きねじ用転造ダイス。
【請求項４】
前記ダイスねじ溝の谷底と前記棒先用ダイスねじ溝の谷底とに連通する切欠き溝を備え、その切欠き溝の谷底は前記ダイスねじ溝の谷底から前記棒先用ダイスねじ溝の谷底へ向けて上昇傾斜されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の棒先付きねじ用転造ダイス。
【請求項５】
前記切欠き溝の溝幅は前記ダイスねじ溝の谷底から前記棒先用ダイスねじ溝の谷底へ向けて漸減されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の棒先付きねじ用転造ダイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被転造素材の外周面を塑性変形させて、おねじ等が設けられたねじ部とそのねじ部より外径が小さな棒先部とを有する軸状部材を転造する棒先付きねじ用転造ダイスに関し、特に、被転造素材の外周面がスリップすることを防止して、かかるスリップに伴って軸状部材のねじ部のおねじ等が剥離して破損することを防止することができる棒先付きねじ用転造ダイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
棒先付きねじ部品は、おねじが形成されたねじ部と、そのねじ部の先端に設けられる円柱状の棒先部とを備え、かかる棒先部の外径はねじ部の外径より小さくされている。このような棒先付きねじ部品の製造は、例えば、一対の転造平ダイスにより軸状素材であるワークの外周面を塑性変形させて、その外周面に棒先部とねじ部とを同時に転造することにより行われる。この製造に使用される転造平ダイスの１面には、棒先付きねじ部品のねじ部を転造するために複数のねじ山及びねじ溝を有する転造ねじ面と、その転造ねじ面に沿って並設され、棒先付きねじ部品の棒先部を転造する平面状の平坦部とが設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した転造平ダイスでは、棒先付きねじ部品の棒先部を転造する平坦部が平面状に形成されるため、かかる平坦部に当接した軸状素材の外周面が平坦部上でスリップして、かかるスリップに伴って転造ねじ面により転造されたおねじが剥離して破損してしまうという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、被転造素材の外周面がスリップすることを防止して、かかるスリップに伴って軸状部材のねじ部のおねじ等が剥離して破損することを防止することができる棒先付きねじ用転造ダイスを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載の棒先付きねじ用転造ダイスは、被転造素材の外周面に当接され、その外周面を塑性変形させて、おねじ等が設けられたねじ部とそのねじ部より外径が小さな棒先部とを有する軸状部材を転造するものであり、軸状部材のねじ部のねじ溝を形成するダイスねじ山と軸状部材のねじ部のねじ山を形成するダイスねじ溝とを有するねじ転造面と、そのねじ転造面に沿って並設され、軸状部材の棒先部にねじ溝を形成する棒先用ダイスねじ山と軸状部材の棒先部にねじ山を形成する棒先用ダイスねじ溝とを有する棒先用転造面とを備え、その棒先用転造面における棒先用ダイスねじ山の山頂は前記ダイスねじ山の山頂より高くされ、且つ、前記棒先用ダイスねじ溝の谷底は前記ダイスねじ山の山頂より低くされると共に、前記棒先用ダイスねじ山のねじ山高さは、前記ダイスねじ山のねじ山高さ以下とされ、さらに、前記棒先用転造面のピッチは、前記ねじ転造面のピッチと略等しくされると共に、前記棒先用ダイスねじ溝の谷底の切取り高さは、その棒先用ダイスねじ溝の谷底の幅が前記ダイスねじ溝の谷底の幅より大きく形成されるように、前記ダイスねじ溝の谷底の切取り高さより大きくされている。
【０００６】
この請求項１記載の棒先付きねじ用転造ダイスによれば、ねじ転造面によって被転造素材の外周面に軸状部材のねじ部のおねじ等が転造される場合、被転造素材の外周面には軸状部材の棒先部が同時に転造され、その棒先部には棒先用転造面の棒先用ダイスねじ溝および棒先用ダイスねじ山によってねじ山およびねじ溝が形成される。また、棒先用ダイスねじ山の山頂はダイスねじ山の山頂より高くされ、且つ、棒先用ダイスねじ溝の谷底はダイスねじ山の山頂より低くされ、さらに、棒先用転造面のピッチは、ねじ転造面のピッチと略等しくされると共に、棒先用ダイスねじ溝の谷底の切取り高さは、その棒先用ダイスねじ溝の谷底の幅がダイスねじ溝の谷底の幅より大きく形成されるように、ダイスねじ溝の谷底の切取り高さより大きくされている。このため、転造後の軸状部材は、その棒先部のねじ溝の谷底がねじ部のねじ溝の谷底より低く、棒先部のねじ山の山頂がねじ部のねじ溝の谷底より高く転造される。しかも、かかる場合に、棒先用ダイスねじ山の高さはダイスねじ山の高さ以下なので、転造後の軸状部材における棒先部のねじ山高さは、軸状部材のねじ部におけるねじ山高さ以下に転造されるのである。
【０００７】
請求項２記載の棒先付きねじ用転造ダイスは、請求項１記載の棒先付きねじ用転造ダイスにおいて、前記棒先用転造面のリード角は、前記ねじ転造面のリード角と略等しくされている。
【０００８】
請求項３記載の棒先付きねじ用転造ダイスは、請求項１または２に記載の棒先付きねじ用転造ダイスにおいて、前記棒先用ダイスねじ山の山頂と前記ダイスねじ山の山頂との高低差は略０．０５ｍｍ以上かつ前記ダイスねじ山のねじ山高さの略１／２以下とされており、前記棒先用ダイスねじ溝の谷底と前記ダイスねじ山の山頂との高低差は略０．０５ｍｍ以上かつ前記ダイスねじ山のねじ山高さの略１／２以下とされている。
【０００９】
請求項４記載の棒先付きねじ用転造ダイスは、請求項１から３のいずれかに記載の棒先付きねじ用転造ダイスにおいて、前記ダイスねじ溝の谷底と前記棒先用ダイスねじ溝の谷底とに連通する切欠き溝を備え、その切欠き溝の谷底は前記ダイスねじ溝の谷底から前記棒先用ダイスねじ溝の谷底へ向けて上昇傾斜されている。
【００１０】
この請求項４記載の棒先付きねじ用転造ダイスによれば、請求項１から３のいずれかに記載の棒先付きねじ用転造ダイスと同様に作用する上、切欠き溝によって、軸状部材におけるねじ部のねじ山と棒先部のねじ山との境界部分の転造が行われる。しかも、切欠き溝の谷底はダイスねじ溝の谷底から棒先用ダイスねじ溝の谷底へ向けて上昇傾斜されるので、転造された軸状部材のねじ部と棒先部との境界部分では、ねじ部のねじ山が棒先部のねじ山の頂部から徐々に外周方向へ隆起するように形成される。
【００１１】
請求項５記載の棒先付きねじ用転造ダイスは、請求項１から４のいずれかに記載の棒先付きねじ用転造ダイスにおいて、前記切欠き溝の溝幅は前記ダイスねじ溝の谷底から前記棒先用ダイスねじ溝の谷底へ向けて漸減されている。
【００１２】
この請求項５記載の棒先付きねじ用転造ダイスによれば、請求項１から４のいずれかに記載の棒先付きねじ用転造ダイスと同様に作用する上、切欠き溝によって、軸状部材におけるねじ部のねじ山と棒先部のねじ山との境界部分の転造が行われる。しかも、切欠き溝の溝幅はダイスねじ溝の谷底から棒先用ダイスねじ溝の谷底へ向けて漸減されるので、転造された軸状部材のねじ部と棒先部との境界部分では、ねじ部のねじ山の山頂幅が漸増するように形成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施例である棒先付きねじ用平転造ダイス（以下、単に「転造ダイス」と称す）１の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。尚、図１では、後述するワーク１０の転造を行う一対の転造ダイス１のうち、転造盤（図示せず）に固定される一方の転造ダイス１を図示しており、かかる固定される転造ダイス１に対して平行移動される他方の転造ダイス１の図示を省略している。
【００１４】
転造ダイス１は、軸状素材の外周面におねじを有するねじ部および棒先部を転造する工具であり、図２（ａ），（ｂ）に示すワーク１０の軸部１１の外周面を塑性変形させて、その外周面におねじ部２１及び棒先部２２を転造して図２（ｃ）に示す棒先付きねじ部品（以下、単に「ねじ部品」と称す。）２０を製造することができる工具である。
【００１５】
なお、以下本実施例では、ＪＩＳ規格Ｂ０２０５（メートル並目ねじ）に規格されるメートル並目ねじのおねじ、特に、ねじの呼びがＭ８×１．２５のおねじを転造することができる転造ダイス１について説明する。
【００１６】
ここで、図２を参照して、転造ダイス１により転造されるワーク１０、及び、そのワーク１０から製造されるねじ部品２０について説明する。図２（ａ）は、転造前のワーク１０の正面図であり、図２（ｂ）は、転造後のねじ部品２０の正面図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示すねじ部品２０における棒先部２２の拡大図である。図２（ａ）に示すように、ねじ部品２０の素材であるワーク１０は、主に、略円柱状の軸部１１と、その軸部１１の一端側に設けられる略六角柱状の頭部１２とを備えている。このワーク１０の軸部１１の外周面には、転造ダイス１によってねじ部２１及び棒先部２２が一括して転造される。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、ねじ部品２０は、棒先付き六角ボルトの一種である。このねじ部品２０は、転造ダイス１によって、ワーク１０の軸部１１の外周面にねじ部２１が転造されると共に、そのねじ部２１の転造と同時に棒先部２２が転造されたものである。また、ねじ部２１の外周面には本ねじ山２１ａ及び本ねじ溝２１ｂが螺旋状に形成されており、棒先部２２の外周面には棒先ねじ山２２ａ及び棒先ねじ溝２２ｂが螺旋状に形成されている。
【００１８】
ねじ部２１及び棒先部２２は境界部分２３を介して連設されている。また、ねじ部品２０は、その棒先部２２の外径ｄがねじ部２１の外径Ｄより小さくされており（ｄ＜Ｄ）、ねじ部品２０をナット等のめねじ内へねじ込む場合には、棒先部２２をナットのめねじ内へ挿入することによって、かかるナット等をねじ部２１の本ねじ山２１ａの始端Ｓ（図２（ｂ）右側）へと案内することができる。
【００１９】
ここで、図２（ｃ）に示すように、本ねじ山２１ａのねじ山高さ（基準ねじ山高さ）Ｈ１の値は、棒先ねじ山２２ａのねじ山高さ（基準ねじ山高さ）Ｈ２の値以上とされている（Ｈ１≧Ｈ２）。また、棒先ねじ山２２ａの山頂は本ねじ溝２１ｂの谷底に比べて高低差ΔＨ１だけ高くされ、棒先ねじ溝２２ｂの谷底は、本ねじ溝２１ｂの谷底に比べて高低差ΔＨ２だけ低くされている。更に、棒先部２２の棒先ねじ溝２２ｂのピッチ及びリード角は、ねじ部２１の本ねじ溝２１ｂのピッチ及びリード角と略等しくされ、且つ、棒先部２２の棒先ねじ山２２ａのねじ山角度はねじ部２１の本ねじ山２１ａのねじ山角度と略等しくされている。
【００２０】
上記のように構成されたねじ部品２０によれば、その棒先部２２がナット等のめねじ内へ傾いて挿入された場合でも、棒先部２２の棒先ねじ山２２ａ及び棒先ねじ溝２２ｂがナット等のねじ溝及びねじ山と螺合して、かかるナット等をねじ部２１側へ向けて円滑に案内することができる。しかも、棒先部２２の外径ｄはおねじ部２１の外径Ｄより小さくされるので、棒先ねじ山２２ａ及び棒先ねじ溝２２ｂとナット等のねじ溝及びねじ山との間に若干の隙間を設けることができる。このため、棒先部２２がナット等のめねじ内へ傾いて挿入された場合でも、棒先部２２がナット等のめねじ内で焼き付くことを防止することができる。
【００２１】
また、図２（ｃ）に示すように、ねじ部２１と棒先部２２との境界部分２３には、ねじ部２１の本ねじ山２１ａの始端Ｓと、棒先部２２の棒先ねじ溝２２ｂの終端Ｅとが設けられている。ねじ部２１の本ねじ山２１ａの始端Ｓは、棒先ねじ溝２２ｂの終端Ｅの近傍であって、棒先ねじ山２２ａの山頂に設けられている。本ねじ山２１ａには、その始端Ｓからねじ部２１側（図２（ｃ）左側）へ向けてねじ山高さ及びねじ山幅が漸増する境界本ねじ山２３ａが螺旋状に凸設されている。即ち、ねじ部２１の本ねじ山２１ａは棒先部２２の棒先ねじ山２２ａの頂部から徐々に軸部１１の外周方向へ隆起するように形成されている。更に、棒先ねじ溝２２ｂには棒先部２２側（図２（ｃ）右側）からその終端Ｅへ向けて溝深さ及び溝幅が漸減する境界棒先ねじ溝２３ｂが螺旋状に凹設されている。
【００２２】
このように境界部分２３には、境界本ねじ山２３ａ及び境界棒先ねじ溝２３ｂが設けられるので、棒先部２２がナット等のめねじ内へ傾いて挿入された場合でも、かかる境界本ねじ山２３ａ及び境界棒先ねじ溝２３ｂによって、そのナット等の傾きを修正することができる。しかも、境界本ねじ山２３ａは、本ねじ山２１ｂの始端Ｓからねじ部２２側（図２（ｃ）左側）へ向けてねじ山高さ及びねじ山幅が漸増されるので、棒先部２２がナット等のめねじ内へ傾いて挿入された場合に、かかる境界本ねじ山２３ａとナット等のねじ山とが噛み合って焼き付くことを防止することができる。
【００２３】
図１に戻って説明する。転造ダイス１は、転造に適した合金工具鋼又は高速度工具鋼等の金属材料で略直方体状に形成されており、主に、その１面（図１手前側）に本ねじ転造面２と、その本ねじ転造面２に沿って並設される棒先転造面３とが設けられている。本ねじ転造面２は、ワーク１０の軸部１１（図２（ａ）参照）にねじ部２１（図２（ｂ）参照）の転造を行うものであり、この本ねじ転造面２には、転造ダイス１の長手方向一端側（図１右側）に食付き部２ａが設けられている。この食付き部２ａは、その始端（図１右側）から終端（図１左側）へ向けて所定の食付き角κ１で上昇傾斜されている。尚、この食付き角κ１は、固定側の転造ダイス１において略１°４０′とされ、移動側の転造ダイス１において略０°とされる。
【００２４】
食付き部２ａの終端（図１左側）には、その食付き部２ａと連続して仕上げ部２ｂが設けられ、この仕上げ部２ｂの終端、即ち、転造ダイス１の長手方向他端側（図１左側）には、仕上げ部２ｂと連続して逃げ部２ｃが設けられている。この逃げ部２ｃは、その始端（図１右側）から終端（図１左側）へ向けて所定の逃げ角κ３で下降傾斜されている。尚、この逃げ角κ３は、固定側の転造ダイス１において略３°００′とされ、移動側の転造ダイス１において略０°とされる。
【００２５】
これらの食付き部２ａ、仕上げ部２ｂ及び逃げ部２ｃで構成された本ねじ転造面２には、複数のねじ部用ねじ山４が刻設されている。複数のねじ部用ねじ山４は、それぞれ食付き部２ａの始端（図１右端）から逃げ部２ｃの終端（図１左端）へ向けて連続して形成されている。この複数のねじ部用ねじ山４は、転造ダイス１の長手方向（図１左右方向）に対してリード角βで食付き部２ａの始端から逃げ部２ｃの終端へ傾斜して刻設されている。リード角βは、転造平ダイス１により転造されるねじ部品２０のねじ部２１（図２（ｂ）参照）のリード角と略等しくされており、略３°１０′とされている。
【００２６】
一方、棒先転造面３は、ワーク１０の軸部１１（図２（ａ）参照）に棒先部２２（図２（ｂ）参照）の転造を行うものであり、本ねじ転造面２の長手方向と略同一方向に沿って連続して形成されている。この棒先転造面３の長手方向一端側（図１右側）には食付き部３ａが設けられており、この食付き部３ａは、その食付き部３ａの始端（図１右側）から仕上げ部３ｂの始端（図１左側）へ向けて所定の食付き角κ２で上昇傾斜されている。
【００２７】
この食付き角κ２は、本ねじ転造面２における食付き角κ１より大きくされており（κ２＞κ１）、この結果、本ねじ転造面２に比べて、棒先転造面３をワーク１０の軸部１１の外周面に食い込み（食付き）易くすることができるのである。尚、この食付き角κ２は、固定側の転造ダイス１において略２°００′とされ、移動側の転造ダイス１において略０°とされる。
【００２８】
食付き部３ａの終端には食付き部３ａと連続して仕上げ部３ｂが設けられ、この仕上げ部３ｂの終端、即ち、転造ダイス１の長手方向他端側（図１左側）には、仕上げ部３ｂと連続して逃げ部３ｃが設けられている。この逃げ部３ｃは、本ねじ転造面２の逃げ部２ｃと同様に、その逃げ部３ｃの始端（図１右側）から終端（図１左側）へ向けて所定の逃げ角κ３で下降傾斜されている。
【００２９】
これらの食付き部３ａ、仕上げ部３ｂ及び逃げ部３ｃで構成された棒先転造面３には、複数の棒先用ねじ山５が刻設されている。複数の棒先用ねじ山５は、それぞれ食付き部３ａの始端（図１右端）から逃げ部３ｃの終端（図１左端）へ向けて連続して形成されている。この複数の棒先用ねじ山５は、転造ダイス１の長手方向（図１左右方向）に対してリード角βで食付き部３ａの始端から逃げ部３ｃの終端へ傾斜して刻設されている。
【００３０】
ここで、棒先転造面３における棒先用ねじ山５のリード角βは、本ねじ転造面２におけるねじ部用ねじ山４のリード角βと略等しくされるので、ワーク１０の軸部１１の外周面に転造されるねじ部２１及び棒先部２２のリード角を略等しく形成することができるのである。
【００３１】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における本ねじ転造面２及び棒先転造面３の部分的な拡大断面図であり、図１に示すねじ部用ねじ山４及び棒先用ねじ山５の傾斜方向（リード角β分の傾き方向）との直交方向（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線方向）に本ねじ転造面２及び棒先転造面３を切断した断面図である。図２に示すように、転造平ダイス１の本ねじ転造面２には、ねじ部品２０のねじ部２１の本ねじ溝２１ｂを形成するため、断面視略台形状に形成された複数のねじ部用ねじ山４がピッチ（間隔幅）Ｐで形成されており、このピッチＰは略１．２５ｍｍとされている。
【００３２】
各ねじ部用ねじ山４は、その頂部に円弧状に形成された山頂４ａが設けられ、各ねじ部用ねじ山４の両側面には略八の字状の傾斜面であるフランク４ｂ，４ｂが設けられている。このねじ部用ねじ山４は、フランク４ｂ，４ｂ間の角度が所定のねじ山角度（ねじ山の角度）αとされており、このねじ山角度αは略６０°とされている。また、ねじ部用ねじ山４の高さ、即ち、その山頂４ａから後述するねじ部用ねじ溝６の谷底６ａまでの距離はねじ山高さ（基準ねじ山高さ）Ｈａとされており、このねじ山高さＨａは略０．６７７ｍｍとされている。
【００３３】
本ねじ転造面２には、ねじ部品２０のねじ部２１の本ねじ山２１ａを形成するため、互いに隣り合うねじ部用ねじ山４，４の間部分に窪んだ空間部分である複数のねじ部用ねじ溝６が設けられている。ねじ部用ねじ溝６は、隣り合ったねじ部用ねじ山４，４の互いに対向するフランク４ｂ，４ｂの間に設けられ、ねじ部用ねじ溝６の底部には、ねじ部品２０のねじ部２１の本ねじ山２１ａにおける山頂を形成するための平面状の谷底６ａが設けられている。
【００３４】
一方、転造平ダイス１の棒先転造面３には、ねじ部品２０の棒先部２２の棒先ねじ溝２２ｂを形成するため、断面視略台形状に形成された複数の棒先用ねじ山５がピッチ（間隔幅）Ｐで形成されている。この各棒先用ねじ山５のピッチＰは、ねじ部用ねじ山４のピッチＰと等しく、略１．２５ｍｍとされている。
【００３５】
各棒先用ねじ山５は、その頂部に円弧状に形成された山頂５ａが設けられ、各棒先部用ねじ山５の両側面には略八の字状の傾斜面であるフランク５ｂ，５ｂが設けられている。尚、棒先用ねじ山５とねじ部用ねじ山４との間部分に設けられるねじ部用ねじ溝６は、隣り合ったねじ部用ねじ山４と棒先用ねじ山５の互いに対向するフランク４ｂ，５ｂの間に設けられている。
【００３６】
棒先用ねじ山５はフランク５ｂ，５ｂ間の角度が所定のねじ山角度αとされており、このねじ山角度αは、ねじ部用ねじ山４のねじ山角度αと等しく、略６０°とされている。また、棒先用ねじ山５の高さ、即ち、その山頂５ａから後述する棒先用ねじ溝７の谷底７ａまでの距離はねじ山高さ（基準ねじ山高さ）Ｈｂとされており、このねじ山高さＨｂは略０．３３２ｍｍとされている。
【００３７】
このように、棒先用ねじ山５のねじ山高さＨｂの値はねじ部用ねじ山４のねじ山高さＨａの値以下とされるので、ねじ部品２０における棒先ねじ山２２ａのねじ山高さＨ２の値を本ねじ山２１ａのねじ山高さＨ１の値以下にすることができる。このため、棒先用ねじ山５によるワーク１０の圧下量はねじ部用ねじ山４によるワーク１０の圧下量以下とされるので、その分、ねじ部品２０の棒先部２２に棒先ねじ山２２ａ及び棒先ねじ山２２ｂを転造する際に生じる転造負荷を軽減することができる。
【００３８】
棒先転造面３には、ねじ部品２０の棒先部２２の棒先ねじ山２２ａを形成するため、互いに隣り合う棒先用ねじ山５の間部分に窪んだ空間部分である複数の棒先用ねじ溝７が設けられている。棒先用ねじ溝７は、隣り合った棒先用ねじ山５，５の互いに対向するフランク５ｂ，５ｂの間に設けられ、棒先用ねじ溝７の底部には、ねじ部品２０の棒先部２２の棒先ねじ山２２ａにおける山頂を形成するための平面状の谷底７ａが設けられている。棒先転造面３における谷底７ａの切取り高さｈｂは、本ねじ転造面２における谷底６ａの切取り高さｈａより大きくされている。このため、棒先転造面３における谷底７ａの幅は、本ねじ転造面２における谷底６ａの幅より大きく形成されている。
【００３９】
また、棒先用ねじ山５の山頂５ａはねじ部用ねじ山４の山頂４ａより高低差Δｈ１分だけ高くされ、且つ、棒先用ねじ溝７の谷底７ａはねじ部用ねじ山４の山頂４ａより高低差Δｈ２分だけ低くされている。このため、転造ダイス１によれば、ねじ部品２０の棒先ねじ山２２ａの山頂を本ねじ溝２１ｂの谷底に比べて高低差ΔＨ１だけ高く、且つ、棒先ねじ溝２２ｂの谷底を本ねじ溝２１ｂの谷底に比べて高低差ΔＨ２だけ低く、形成することができるのである。
【００４０】
具体的に、高低差Δｈ１，Δｈ２は略０．０５以上、且つ、ねじ部用ねじ山４のねじ山高さＨａの略１／２以下とされている。即ち、本実施例の高低差Δｈ１，Δｈ２は、略０．０５ｍｍ以上かつ略０．３３８５（＝０．６７７÷２）ｍｍ以下の範囲とされており、かかる範囲内で適宜設定される。例えば、これらの高低差Δｈ１，Δｈ２は、棒先用ねじ山５のねじ山高さＨｂの値がねじ部用ねじ山４のねじ山高さＨａの値以下（Ｈｂ≦Ｈａ）で、且つ、棒先用ねじ溝７における谷底７ａの切取り高さｈｂがねじ部用ねじ溝６における谷底６ａの切取り高さｈａより大きく（ｈｂ＞ｈａ）なるように設定される。このように、上記範囲で高低差Δｈ１，Δｈ２を設定することによって、転造後のねじ部品２０は、その棒先部２２によるナット等の案内をより円滑に行うことができるのである。
【００４１】
また、これらの高低差Δｈ１，Δｈ２を設定する場合、これらの高低差Δｈ１，Δｈ２は、高低差Δｈ３が略０．２ｍｍとなるように設定される。このように高低差Δｈ３を略０．２ｍｍとすることにより、ねじ部品２０の棒先部２２によるナット等の案内を更に円滑行うことができるのである。尚、高低差Δｈ３はねじ部用ねじ溝６の谷底６ａと棒先用ねじ溝７の谷底７ａとの高低差であり、かかる谷底７ａは、谷底６ａより高低差Δｈ３分、高くされている。
【００４２】
図４（ａ）は、図１のＩＶＡ−ＩＶＡ線における部分断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線における部分断面図である。図４（ａ）に示すように、棒先用ねじ山５は、その本ねじ転造面２側の端部（図３（ａ）右側）に略円弧状の面取り面８が設けられており、この面取り面８は棒先用ねじ山５の山頂５ａからねじ部用ねじ山４の山頂４ａへ向けて下降傾斜されている。このような面取り面８を棒先用ねじ山５の本ねじ転造面２側の端部に設けることによって、ねじ部品２０の境界棒先ねじ溝２３ｂの溝深さを、棒先部２２側から棒先ねじ溝２３ｂの終端Ｅへ向けて漸減するように形成することができる。尚、面取り面８の曲率半径は略０．１〜０．５ｍｍの範囲とされている。
【００４３】
また、ねじ部用ねじ溝６と棒先用ねじ溝７との間には、上述したねじ部品２０の境界本ねじ山２３ａ（図２（ｃ）参照）を形成するため、ねじ部用ねじ溝６と棒先ねじ溝７とに連通する切欠き溝９が設けられている。この切欠き溝９は、ねじ部用ねじ溝６の谷底６ａと棒先用ねじ溝７の谷底７ａとに連通する谷底９ａを備え、この谷底９ａは、ねじ部用ねじ溝６の谷底６ａから棒先用ねじ溝７ａへ向けて上昇傾斜されている。このような谷底９ａを有する切欠き溝９を設けることによって、ねじ部品２０の境界本ねじ山２３ａを、本ねじ山２１ａの始端Ｅからねじ部２１側へ向けてねじ山高さが漸増するように形成することができるのである。
【００４４】
更に、図４（ｂ）に示すように、切欠き溝９は、その谷底９ａの両端に斜面９ｂ，９ｂが設けられており、この各斜面９ｂ，９ｂ及び谷底９ａにより、境界本ねじ山２３ａの外形に適合した断面視略Ｖ字状に形成されている。しかも、この切欠き溝９の溝幅は、ねじ部用ねじ溝６の谷底６ａから棒先用ねじ溝７の谷底７ａへ向けて漸減されている。このように切欠き溝７を形成することによって、ねじ部品２０の境界本ねじ山２３ａを、本ねじ山２１ａの始端Ｓからねじ部２１側へ向けてねじ山幅が漸増するように形成することができるのである。
【００４５】
以上説明したように、本実施例の転造ダイス１によれば、本ねじ転造面２によってワーク１０の外周面にねじ部品２０のねじ部２１を転造する場合、棒先転造面３によってねじ部品２０の棒先部２２を転造することができると共に、棒先用ねじ山５及び棒先用ねじ溝７によって、棒先部２２に棒先ねじ溝２２ｂ及び棒先ねじ山２２ａを形成することができる。
【００４６】
このため、棒先転造面３により転造されるねじ部品２０の棒先部２２は、その棒先部２２の外周面に棒先用ねじ山５及び棒先用ねじ溝７が食い込みつつ転造されるので、ワーク１０の軸部１１が棒先転造面３との当接面でスリップすることを防止することができる。よって、かかるスリップに伴ってワーク１０の外周面に転造された本ねじ山２１ａが剥離することがなく、ねじ部品２０のねじ部２１が破損することを防止することができるのである。
【００４７】
また、棒先用ねじ山５の山頂５ａはねじ部用ねじ山４の山頂４ａより高くされ、且つ、棒先用ねじ溝７の谷底７ａはねじ部用ねじ山４の山頂４ａより低くされると共にねじ部用ねじ溝６の谷底６ａより高くされる。このように本ねじ転造面２および棒先転造面３の各ねじ山４，５及びねじ溝６，７を形成することにより、ねじ部品２０のねじ部２１及び棒先部２２の転造を円滑に行うことができるのである。
【００４８】
更に、ねじ部品２０の棒先部２２を転造する棒先転造面３は、その棒先転造面３におけるねじ山角度α、ピッチＰ及びリード角βが本ねじ転造面２におけるねじ山の角度α、ピッチＰ及びリード角βと略等しくされている。よって、この棒先転造面３は、ねじ部品２０の棒先部２２におけるねじ山の角度、ピッチ、リード角を、ねじ部品２０のねじ部２１におけるねじ山の角度、ピッチ、リード角と略等しく形成することができる。
【００４９】
このため、転造後のねじ部品２０をナット等のめねじへねじ込む場合には、ねじ部品２０の棒先部２２の各ねじ山２２ａ及びねじ溝２２ｂをナット等のめねじに螺合させて案内することができ、更に、かかる案内によりねじ部品２０のねじ部２１の各ねじ山２１ａ及びねじ溝２１ｂのナット等のめねじへのねじ込みを円滑に行うことができるのである。
【００５０】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００５１】
本実施例では、例えば、ねじの呼びがＭ８×１．２５のメートル並目ねじ（metric coares thread）を転造する転造ダイス１について具体的な数値を示して説明したが、必ずしも係る数値にのみ限定されるものではなく、例えば、本実施例の転造ダイスの各数値を、ＪＩＳ規格Ｂ０２０５に規格されたメートル細目ねじ等の他種類のメートルねじ、インチねじ、ユニファイねじ又は台形ねじ等の各種ねじに応じて設定しても良い。
【００５２】
また、本実施例では、ねじ部品２０の本ねじ溝２１ｂ及び棒先ねじ溝２２ｂのピッチを略等しくするため、転造ダイス１におけるねじ部用ねじ山４及び棒先用ねじ山５のピッチＰを略等しくしたが、例えば、転造ダイス１におけるねじ部用ねじ溝６及び棒先用ねじ溝７のピッチを略等しく（いわゆる谷基準で）形成することによって、本ねじ山２１ａ及び棒先ねじ山２２ａのピッチが略等しい（いわゆる山基準の）ねじ部品２０を転造することもできる。
【００５３】
本実施例では、ねじ部品２０の棒先ねじ山２２ａのねじ山角度をねじ部２１の本ねじ山２１ａのねじ山角度と略等しく形成するため、転造ダイス１の棒先転造面３のねじ山角度αを本ねじ転造面２のねじ山の角度αと略等しくした。しかしながら、ねじ部品２０の棒先ねじ山２２ａのねじ山角度は、必ずしも、ねじ部２１の本ねじ山２１ａのねじ山角度と略等しく形成する必要はなく、棒先ねじ山２２ａのねじ山角度を本ねじ山２１ａのねじ山角度より小さくしても良い。例えば、棒先ねじ山２２ａのねじ山角度を略５０°又は略５５°とする一方、本ねじ山２１ａのねじ山角度を略６０°としても良い。
【００５４】
このように、ねじ部品２０における棒先ねじ山２２ａのねじ山角度を本ねじ山２１ａのねじ山角度より小さく形成する場合、転造ダイス１の棒先転造面３のねじ山角度αは、本ねじ転造面２のねじ山の角度αより小さくされる。例えば、棒先転造面３のねじ山角度αを略５０°又は略５５°とし、本ねじ転造面２のねじ山の角度αを略６０°としても良い。
【００５５】
更に、例えば、ねじ部品２０のねじ部２１をメートル並目ねじで形成し、棒先部２２を丸ねじ（round thread,knuckle thread）又は電球ねじ（electric socket and lamp-base thread）等で形成しても良い。かかる場合、転造ダイス１の棒先転造面３の棒先用ねじ山５及びねじ溝７は、丸ねじ又は電球ねじ等のねじ山（ねじ溝）に適合した形状に形成されるのである。尚、丸ねじとは、台形ねじの山の頂と谷底とに曲率半径が大きな丸味を付けたねじである。また、電球ねじとは、電球の口金及び受け金に用いるねじであり、丸味付けされた山の頂と谷底とが交互に連続して連なると共にその山の頂および谷底における丸味の曲率半径が略等しく形成されたねじである。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１記載の棒先付きねじ用転造ダイスによれば、ねじ転造面によって被転造素材の外周面に軸状部材のねじ部のおねじ等を転造する場合、被転造素材の外周面には棒先用転造面によって軸状部材の棒先部が転造されると共に、その軸状部材の棒先部には棒先用ダイスねじ溝および棒先用ダイスねじ山によってねじ山およびねじ溝が形成される。即ち、棒先用転造面により転造される軸状部材の棒先部は、その棒先部の外周面に棒先用ダイスねじ溝および棒先用ダイスねじ山が食い込みつつ転造されるので、被転造素材の外周面が棒先用転造面との当接面でスリップすることを防止することができる。よって、かかるスリップに伴って被転造素材の外周面に転造されたおねじ等が剥離することがなく、軸状部材のおねじ等が破損することを防止することができるという効果がある。
【００５７】
また、かかる場合に、棒先用ダイスねじ山の山頂はダイスねじ山の山頂より高くされ、且つ、棒先用ダイスねじ溝の谷底はダイスねじ山の山頂より低くされる。このように、ねじ転造面および棒先用転造面の各ねじ山およびねじ溝を形成することにより、軸状部材のねじ部および棒先部の転造を円滑に行うことができるという効果がある。しかも、棒先用ダイスねじ山の高さはダイスねじ山の高さ以下とされるので、転造後の軸状部材の棒先部のねじ山高さを、かかる軸状部材のねじ部のねじ山高さ以下とすることができる。よって、棒先用ダイスねじ山による被転造素材の圧下量はダイスねじ山による被転造素材の圧下量以下とされるので、軸状部材の棒先部にねじ山及びねじ溝を転造する際に生じる転造負荷を軽減することができるという効果がある。
さらに、棒先用ダイスねじ山の高さがダイスねじ山の高さ以下である上に、棒先用転造面のピッチは、ねじ転造面のピッチと略等しくされると共に、棒先用ダイスねじ溝の谷底の切取り高さは、その棒先用ダイスねじ溝の谷底の幅がダイスねじ溝の谷底の幅より大きく形成されるように、ダイスねじ溝の谷底の切取り高さより大きくされるので、転造後の軸状部材の棒先部のねじ山の山頂を、かかる軸状部材のねじ部のねじ溝の谷底に比べて高く、且つ、転造後の軸状部材の棒先部のねじ溝の谷底を、かかる軸状部材のねじ部のねじ溝の谷底に比べて低く形成することができる。よって、転造後の軸状部材は、その棒先部によるナット等の案内を円滑に行うことができるという効果、換言すれば、棒先部によるナット等の案内を円滑に行うことができる軸状部材を得ることができるという効果がある。
【００５８】
請求項２または３に記載の棒先付きねじ用転造ダイスによれば、請求項１記載の棒先付きねじ用転造ダイスの奏する効果に加え、軸状部材の棒先部を転造する棒先用転造面は、その棒先用転造面のピッチ及びリード角がねじ転造面のピッチ及びリード角と略等しくされている。よって、この棒先用転造面は、軸状部材の棒先部におけるピッチ、リード角を、軸状部材のねじ部におけるピッチ、リード角と略等しく形成することができるという効果がある。
【００５９】
このため、例えば、転造後の軸状部材をナット等のめねじ内へ螺入する場合には、かかるナット等のめねじを軸状部材の棒先部のねじ山及びねじ溝に螺合させつつ案内することができ、かかる案内により軸状部材のねじ部のナット等への螺入を円滑に行うことができるという効果がある。
【００６０】
特に、請求項３記載の棒先付きねじ用転造ダイスによれば、請求項１または２に記載の棒先付きねじ用転造ダイスの奏する効果に加え、更に、棒先用ダイスねじ山の山頂とダイスねじ山の山頂との高低差は略０．０５ｍｍ以上、且つ、ダイスねじ山のねじ山高さの略１／２以下とされ、棒先用ダイスねじ溝の谷底とダイスねじ山の山頂との高低差は略０．０５ｍｍ以上、且つ、ダイスねじ山のねじ山高さの略１／２以下とされている。よって、被転造素材から転造される軸状部材は、その棒先部のねじ溝の谷底とねじ部のねじ溝の谷底との高低差が略０．０５ｍｍ以上かつダイスねじ山のねじ山高さの略１／２以下とされ、棒先部のねじ山の山頂とねじ部のねじ溝の谷底との高低差が略０．０５ｍｍ以上かつダイスねじ山のねじ山高さの略１／２以下とされる。このように軸状部材の棒先部におけるねじ山およびねじ溝が上記の範囲で形成されることにより、かかる棒先部によるナット等のめねじの案内を更に円滑に行うことができるという効果がある。
【００６１】
請求項４記載の棒先付きねじ用転造ダイスによれば、請求項１から３のいずれかに記載の棒先付きねじ用転造ダイスの奏する効果に加え、切欠き溝により転造された軸状部材における棒先部とねじ部との境界部分では、かかる境界部分に形成されるねじ部のねじ山を、棒先部のねじ山の山頂から徐々に外周方向へ隆起するように形成することができる。このように軸状部材のねじ部のねじ山は棒先部との境界部分で徐々に外周方向へ隆起されるので、軸状部材がナット等のめねじ内へ螺入される場合に、軸状部材におけるねじ部と棒先部との境界部分でナット等のめねじが焼き付くことを防止することができるという効果がある。
【００６２】
請求項５記載の棒先付きねじ用転造ダイスによれば、請求項１から４のいずれかに記載の棒先付きねじ用転造ダイスの奏する効果に加え、切欠き溝により転造された軸状部材の棒先部とねじ部との境界部分では、かかる境界部分に形成されるねじ部のねじ山の山頂幅を漸増するように形成することができる。このように軸状部材のねじ部のねじ山における山頂幅は棒先部との境界部分で漸増されるので、軸状部材がナット等のめねじ内へ螺入される場合に、軸状部材のねじ部と棒先部との境界部分でナット等のめねじが焼き付くことを更に防止することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施例である棒先付きねじ用平転造ダイスの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。
【図２】（ａ）は、転造前のワークの正面図であり、（ｂ）は、転造後の棒先付きねじ部品の正面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す棒先付きねじ部品における棒先部の拡大図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における本ねじ転造面及び棒先転造面の部分的な拡大断面図である。
【図４】（ａ）は、図１のＩＶＡ−ＩＶＡ線における部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線における部分断面図である。
【符号の説明】
１          棒先付きねじ用転造平ダイス（棒先付きねじ用転造ダイス）
２          本ねじ転造面（ねじ転造面）
３          棒先転造面（棒先用転造面）
４          ねじ部用ねじ山（ダイスねじ山）
４ａ        山頂（ダイスねじ山の山頂）
５          棒先用ねじ山（棒先用ダイスねじ山）
５ａ        山頂（棒先用ダイスねじ山の山頂）
６          ねじ部用ねじ溝（ダイスねじ溝）
６ａ        谷底（ダイスねじ溝の谷底）
７          棒先用ねじ溝（棒先用ダイスねじ溝）
７ａ        谷底（棒先用ダイスねじ溝の谷底）
９          切欠き溝
９ａ        谷底（切欠き溝の谷底）
１０        ワーク（被転造素材）
２０        棒先付きねじ部品（軸状部材）
２１        ねじ部
２１ａ      本ねじ山（軸状部材のねじ部のねじ山）
２１ｂ      本ねじ溝（軸状部材のねじ部のねじ溝）
２２        棒先部
Ｈａ        ねじ山高さ（ダイスねじ山のねじ山高さ）
Ｈｂ        ねじ山高さ（棒先用ダイスねじ山のねじ山高さ）
Ｐ          ピッチ
α          ねじ山角度（ねじ山の角度）
β          リード角
ｈａ 切取り高さ（ダイスねじ溝の谷底の切取り高さ）
ｈｂ 切取り高さ（棒先用ダイスねじ溝の谷底の切取り高さ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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