(57)【要約】 【課題】所望の機能を有するボス部材を安価に製造可能なボス部材の製造方法を得る。【解決手段】一端に軸部２より大径のセレーション部６を有する頭部３と、この頭部３と軸部２との間の首部に凹部５を設けてなるボス部材の製造において、素材１０はあらかじめ熱処理され且つ所定硬度を有するアルミニウム合金熱処理材であって、これに圧造加工を行い、頭部３と締結部材が螺合される螺合部を形成した軸部２とを有する一次加工素材１１を得、次のローリング工程４０において、前記素材１１の首部の外周に前記凹部５を形成してボス部材１を得るボス部材の製造方法であるので、素材の加工後に熱処理を加える必要がなく、そのため、加工工数が削減できコストが低減される。また、ボス部材はアルミニウム合金熱処理材製で、ワークもアルミニウム製であるので、これら部品を再生する場合に分別処理する必要がなく、そのまま再生することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に軸部より大径のセレーション部（６）を有する頭部（３）と、この頭部と軸部との間の首部外周に溝形状の凹部（５）を設けてなるボス部材の製造において、素材（１０）はあらかじめ熱処理され且つ所定硬度を有するアルミニウム合金熱処理材であって、これに圧造加工を行い、セレーション部を有する頭部と締結部材が螺合される螺合部を形成した軸部とを有する一次加工素材（１１）を得、次に次工程のローリング工程（４０）において、前記一次加工素材の首部の外周に前記凹部を転造加工により形成してボス部材（１）を得るようにしたことを特徴とするボス部材の製造方法。
【請求項２】
アルミ合金熱処理材はその硬度が少なくともＨＶ１００以上であることを特徴とする請求項１記載のボス部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに被締結物を取り付けるに際し、ワークと被締結物との間に介在させ、ねじで被締結物を固定するためのボス部材の製造において、この製造コストを低減可能にするボス部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の軽量化及び薄型化のために電子基板を積層し、この前面にカバーや表示ユニットを取り付ける場合、これら被締結物を取り付けるワークは軽量化を目的としてアルミニウム合金が採用され、しかも、比較的薄いものが採用されている。このようなワークにカバーや表示ユニット等の被締結物を取り付けるに際しては通常、ねじが使用されているが、このねじを直接ワークに螺合するにはワークに十分な厚みがなく、固定強度の減少を招いていた。これを防止することからねじを螺合して取り付けるのに十分な強度を有するボス部材をワークに固定し、このボス部材にねじを螺合して被締結物を取り付けているのが現状である。
【０００３】
このようなボス部材として、最近では多くの種類のものが使用されており、例えば、ワークに形成されている取付穴（図示せず）よりも若干径の大きい頭部とこの頭部に立設され前記取付穴に嵌入し得る径となっている軸部とが金属材料で一体に形成されてなり、軸部の外周面には、頭部との境界部分に、全周にわたって断面四角形の溝部が形成されている。また、頭部の外周面には回り止め用のローレットあるいはセレーションが形成され、軸部にはねじを螺合可能な有底円筒形状あるいは軸部から頭部にかけて貫通する貫通穴形状の下穴が形成されているものがある。そして、これを製造する場合は、最初に素材１１０に別工程で有底あるいは貫通円筒穴形状の下穴を形成し、この後、図７に示す頭部圧造工程１３０において、前記素材１１０を受け駒に挿入すると同時に加圧パンチで加圧して軸部より大径で且つセレーション部が形成された所定の厚みの頭部を有する一次加工素材を形成する。
【０００４】
次に、この一次加工素材を次工程の溝加工工程１４０に移し、図８に示すように、頭部１０３と軸部１０２との間の首部に環状の溝部１０５が形成されるようになっている。この溝加工は通常、切削加工により行われているが、最近では一部に圧造加工により行われているものも出てきている。このようにして、首部に環状の溝部１０５が形成された二次加工素材が得られると、次にこれを固定するワークより硬度を高くする必要から製品としての所定の硬度を得るために熱処理工程１５０に移され、この工程において二次加工素材に所定硬度を与えてボス部材１０１を得ているのが現状である。
【特許文献１】登録意匠第８９５７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このように、素材に様々な加工を加えて二次加工素材を得てから、これに所定硬度が得られるように熱処理を施す場合、必然的に製品化までの製造工数が多くかかり、コストが上昇しており、製品の単価が低減できなかった。また、ユーザからの供給コストの低減が求められる中で、様々なコスト低減策が講じられているが、機械の高速化による対応だけでは、限界があり、大きな成果が得られていない。特に、ボス部材が大きいと、軸部の締結部にはあらかじめねじあるいはナットを螺合するための雌ねじあるいは雄ねじを形成する必要があるが、これら雌ねじあるいは雄ねじを形成するための二次加工が必要となり、そのため、この加工工程を熱処理するまでに設けねばならないが、この雌ねじあるいは雄ねじを形成する場合、切削加工により行っており、その時間当たりの製造数量に限度があり、短時間に纏まった数量が得られていない。このため、熱処理に要する適正な数量が必要な時間に得られず、適正数量になるまで処理ができず、納期の遅延を招いている。一方、少ない量でも処理はできるが、熱処理に必要なガスの量を少なくすることができず、熱処理費用が高価になる等の課題が生じている。
【０００６】
本発明の目的は、このような課題を解消するとともに所望の機能を有するボス部材を安価且つ短時間に製造可能としたボス部材の製造方法を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、一端に軸部２より大径のセレーション部６を有する頭部３と、この頭部３と軸部２との間の首部外周に溝形状の凹部５を設けてなるボス部材の製造において、素材１０はあらかじめ熱処理され且つ所定硬度を有するアルミニウム合金熱処理材であって、これに圧造加工を行い、セレーション部６を有する頭部３と締結部材が螺合される螺合部を形成した軸部２とを有する一次加工素材１１を得、次に次工程のローリング工程４０において、前記一次加工素材１１の首部の外周に前記凹部５を転造加工により形成してボス部材１を得るようにしたボス部材の製造方法を提供することで達成される。
【０００８】
また、この構成において、アルミ合金熱処理材はその硬度が少なくともＨＶ１００以上とすることで、アルミニウム製のワークに対してこれを圧入固定する際にこれが変形することなく確実に固定できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、あらかじめワークの硬度より高い所定硬度を有するように熱処理された素材を使用してボス部材を圧造成形しているので、素材の加工後に熱処理を加える必要がなく、そのため、加工工数が削減できコストが低減される。また、圧造加工速度を高速化する場合に比べて、簡単にコスト低減が図れることからこのコスト低減に要する費用が少なくなり、ユーザの要求にも迅速に対応できる。特に、比較的大きいボス部材の製造においては、雌ねじあるいは雄ねじを軸部に形成する工程があれば、これの製品化が可能になるので、小ロットづつのユーザへの供給も可能になり、ユーザにおける在庫が減少する。しかも、このボス部材はアルミニウム合金熱処理材製で、ワークもアルミニウム製であるので、これら部品を再生する場合に分別処理する必要がなく、そのまま再生することができる。その上、ワークと異なる材料で製造されたボス部材を使用したものに比べて資源の有効活用が向上するとともに再生コストの低減を図ることができ、環境問題解消の一助となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図６に基づき説明する。図５及び図６において、１は本発明により製造される、材料があらかじめ熱処理されて所定硬度を有するアルミニウム合金熱処理材製のボス部材であり、この硬度は通常、少なくともＨＶ１００以上となるように処理されている。しかも、このボス部材１はその加工において、生じる加工硬化により、製品となった段階でその硬度が１割程度増加しており、このボス部材１は軸部２とこの軸部２より大径の頭部３とから構成されている。このボス部材１の軸部２には中心線上に有底円筒穴形状に明けられた下穴４が設けられている。この下穴４は軸部２の軸端から頭部３に向かって有底円筒穴形状に形成されているが、この他に軸端から頭部端にかけて貫通した貫通穴形状（図示せず）であってもよい。この下穴４は締結部材であるねじ（図示せず）が螺合されて組み合わされる螺合部となっているので、この径はねじの脚部に形成されるねじ山の有効径とほぼ同径かそれ以下となっている。
【００１１】
また、この軸部２と頭部３との間の首部には軸部２より小径で頭部３の厚さの約１／２程度の幅を有するとともに軸部外周に沿う外周溝形状の凹部５が形成してあり、この凹部５は軸線に沿う断面において、底面側が狭く開放側が広くなるよう少なくとも一方が、あるいは両側が傾斜している。この凹部５はアルミニウム板等のワーク（図示せず）の取付穴（図示せず）にボス部材１が加圧入固定された時、ワークの肉が嵌り込む溝であり、これにより、ワークに対して抜け止め構造となっている。この首部には軸部２の直径より大径の前記頭部３が連続して一体的に設けてあり、この頭部３にはその中心から放射方向に且つ円周上に等間隔をおいて山形形状の複数の突部が突出した形状のセレーション部６が形成されている。このセレーション部６は外周を鋸歯状の山形形状としているが、この形状以外に、例えば、花びら形状であってもよい。
【００１２】
次にこのボス部材１の製造方法について図１乃至図４により説明すると、所定寸法に設定され且つ材料が、あらかじめ熱処理されて所定硬度を有するアルミニウム合金熱処理材製の素材１０即ち、この実施の形態では、硬度は少なくとも１００ＨＶ以上となるように設定されている素材１０に対して、図１に示すように、所定の下穴４が穴明け工程２０で形成される。この穴明け工程２０に続いて、頭部圧造工程３０が配置してあり、この工程により図２に示すように、圧造加工が加えられて頭部３には一次加工素材１１の軸部側外周にセレーション部６が形成される。この工程の受け駒３１はボス部材１の軸部外径に相当する支持穴３２を有しており、この支持穴３２には押出ピン３３が軸方向に摺動自在に内挿されている。この支持穴３２の先端にはこれより大きい外径で前記ボス部材１の頭部外周に形成されるセレーション部６に対応する山形形状の成形穴３４が形成してあり、この深さは前記ボス部材１の頭部３の厚みより僅かに浅くなっている。
【００１３】
一方、支持穴３２の中心線上には加圧パンチ３５が配置してあり、この加圧パンチ３５の先端には前記ボス部材１の頭部端面側に前記セレーション部６の外径より大径で前記成形穴３４で形成されるセレーション部６より薄い余肉部１２を形成する余肉形成穴３６を有している。この穴３６の深さは前記ボス部材１の頭部３の厚みから前記成形穴３４の深さを引いた寸法になっており、これら両方の穴３４、３６の深さを合わせたものが前記頭部の厚みとなるように設定されている。
【００１４】
この頭部圧造工程３０には前記余肉部１２を除去してセレーション部６を形成するトリミング作業が含まれており、これは図３に示すように、前記受け駒３１の支持穴３２の中心線上にトリミングパンチ３７が移動して位置するようになっている。このトリミング作業ではセレーション部６の外周形状とトリミングパンチ３７の内形状が一致するように調整配置してあり、押出ピン３３が前方のトリミングパンチ側へ移動して一次加工素材１１を押し出して前記余肉部１２にトリミングパンチ３７が食い込むことで、頭部３の外周面全体には図４に示すように、セレーション部６が形成された二次加工素材１３が得られるようになっている。この作業は次工程で凹部５を形成するために素材を水平に支えるのに必要な頭部座面をできる限り平坦にすることを目的として必要な作業である。
【００１５】
次にはローリング工程４０が配置してあり、この工程では前記セレーション部６を有する二次加工素材１３が頭部３を上にして転造ダイス（図示せず）により頭部３と軸部２との間の首部を転造加工することで、首部の外周には凹部５が形成されるようになっている。これにより、軸部２の外周に環状の凹部５が形成されたボス部材１が得られる構成である。これら圧造加工により素材が塑性変形され、素材の表面には加工硬化が生じることになる。
【００１６】
このような構成において、あらかじめ軸部２より大きい頭部３が得られるような所定長さ寸法に設定された素材１０に対して穴明け工程２０で下穴４をあけ、この素材１０を頭部圧造工程３０に供給する。この頭部圧造工程３０では図２に示されたように、受け駒３１の支持穴３２に素材１０が加圧パンチ３５で圧入されると同時にこの素材１０の挿入先端が所定位置にある押出ピン３３の端部に当接するが、更に、加圧パンチ３５が移動するので、素材１０が成形穴３４に充満する。一方、加圧パンチ側の素材１０も余肉形成穴３６に充満することになり、この加圧作用により軸部側にセレーション部６を有し、頭部端部に厚みの薄い余肉部１２を有する頭部３が形成された一次加工素材１１が得られる。この一次加工素材１１が得られると、加圧パンチ３５は後退し、続いて、この受け駒３１の中心線上にトリミングパンチ３７が移動して位置決めされる。
【００１７】
このトリミングパンチ３７はあらかじめその内形状が受け駒３１の成形穴形状と一致するようになっており、図３に示すように、トリミングパンチ３７が受け駒側へ移動して前記一次加工素材１１の余肉部１２に当接すると、前記押出ピン３３がトリミングパンチ３７の方向へ移動し、この一次加工素材１１を受け駒３１の支持穴３２から押し出す。これにより、図４に示すように、余肉部１２には外周の抜きカス１４が除かれてトリミングパンチ３７で前記セレーション部６と同様の形状が形成される。このようにして、頭部３の全外周にセレーション部６が形成された二次加工素材１３は次にローリング工程４０に供給される。
【００１８】
このローリング工程４０では、セレーション部６を有する頭部３を上に軸部２を垂下した状態で転造ダイス（図示せず）間に供給され、二次加工素材１３には頭部座面側の軸部２に凹部５が転造加工により形成される。以上により図５及び図６に示すようなボス部材１が完成する。尚、この実施の形態においては、螺合部として雌ねじが形成される下穴４を有するボス部材の製造方法について説明したが、何もこれに限定されるものではなく、例えば、軸部２の外周に雄ねじが形成されたボス部材にも適用できる製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を示す製造工程のフロー図である。
【図２】頭部圧造工程における加圧状態を示す要部断面図である。
【図３】トリミング作業を示す要部断面図である。
【図４】セレーション部が形成された状態を示す要部断面図である。
【図５】ボス部材の要部断面図である。
【図６】図５の右側面図である。
【図７】本発明の従来例を示す製造工程のフロー図である。
【図８】図７の従来例で形成されたボス部材の使用状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  ボス部材
２  軸部
３  頭部
４  下穴
５  凹部
６  セレーション部
１０  素材
１１  一次加工素材
１２  余肉部
１３  二次加工素材
１４  抜きカス
２０  穴明け工程
３０  頭部圧造工程
３１  受け駒
３２  支持穴
３３  押出ピン
３４  成形穴
３５  加圧パンチ
３６  余肉形成穴
３７  トリミングパンチ
４０  ローリング工程
【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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