(57)【要約】    【課題】  転造によって希望するねじ山およピッチを備えたマルチピッチねじを製造する方法を提供する。    【解決手段】  既存の回転ダイス６１、６２の等ピッチの突起６１０、６２０によって一般的（等リード角）な螺旋ねじの軌跡を形成し、非等リード角の回転ダイス６３の階段状の突起６３２によって形成する階段状のねじの軌跡を重ね合わせることで、マルチピッチねじ山を効率的に転造加工する。ここで、非等リード角回転ダイス６１を１個のみ用いるため、複数の非等リード角回転ダイスの階段状の突起によりねじ山がなめされてしまうことがない。【選択図】  図２
2006043745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に環状または螺旋状に繋がる略逆Ｖ字状の突起を備えた複数の回転ダイスによって、軸状のブランク材の外周面に螺旋状のマルチピッチねじ山を転造加工するマルチピッチねじの製造方法において、
前記複数の回転ダイスの内の一個を除く他の回転ダイスは、前記突起が等ピッチに設けられた等リード角ねじ製造用の回転ダイスであり、
前記一個の回転ダイスは、前記突起が少なくとも一部に溝方向に波状変化する階段状に設けられた非等リード角ねじ製造用の回転ダイスであり、
当該複数の回転ダイスによって、軸状のブランク材の外周面に前記等ピッチの突起によって形成された等リード角ねじの軌跡と、前記階段状の突起によって形成された階段状のねじの軌跡とが重ね合わさったマルチピッチねじ山を転造することを特徴とするマルチピッチねじの製造方法。
【請求項２】
外周面に環状の略逆Ｖ字状の突起を備えた複数の回転ダイスによって、軸状のブランク材の外周面に螺旋状のマルチピッチねじ山を転造加工するマルチピッチねじの製造方法において、
前記複数の回転ダイスの内の一個を除く他の回転ダイスは、前記突起が等ピッチに設けられた等リード角ねじ製造用の回転ダイスであり、
前記一個の回転ダイスは、前記突起が、一部に前記等ピッチの突起に比べその断面形状が僅かに幅が広くかつ僅かに高さが低く溝方向に波状変化する階段状に設けられていると共に、当該階段状の突起を除く残り部分には、等ピッチに設けられた非等リード角ねじ製造用の回転ダイスであり、
当該複数の回転ダイスによって、軸状のブランク材の外周面に前記等ピッチの突起によって形成された等リード角ねじの軌跡と、前記階段状の突起によって形成された階段状のねじの軌跡とが重ね合わさったマルチピッチねじ山を転造することを特徴とするマルチピッチねじの製造方法。
【請求項３】
前記等ピッチの突起と前記階段状の突起の断面積が略同一に設定されたことを特徴とする請求項１又は請求項２のマルチピッチねじの製造方法。
【請求項４】
前記非等リード角ねじ製造用の回転ダイスは、軸心に対して平行な部位の両端部にテーパ部が設けられてなり、テーパ部から平行な部位への切り替わり部分に前記階段状の突起が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１のマルチピッチねじの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１の製造方法を用いるマルチピッチねじの製造装置。
【請求項６】
ねじ山とねじ山との谷底部分は等リード角であり、
ねじ山の側壁が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のリードを有するマルチピッチねじ（ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されているマルチピッチねじ）、マルチピッチねじの製造方法、および、それに用いる製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
締結用のねじの緩みについては多くの対策が立てられたが、いずれも完全ではなかった。
従来のねじの概念「ある一定のピッチを持つ螺旋」を変え、複数のリードを持つ「ねじ」、即ち、ピッチが異なるリード部分が連続して設けられた「マルチピッチねじ」により、この問題が解決できることが、発明者らの研究によって確認されている（非特許文献１）。
【０００３】
また、複数のリードを持つマルチピッチねじのボルトとナットの構成および組み合わせと、それらを送りねじ機構等に応用するものが、本発明者らによって特願２００２−３４６８９１号として提案されている。
【０００４】
従来、複数のリードを有するマルチピッチねじに関するものとして、棒状部材の外周面に軸線方向に順次ずれたＶ溝が連通して設けられており、この溝に係合する係合片が間欠的に移動される間欠送り装置が公知である。当該装置のねじ（送り軸）の螺旋状溝は、例えば特許文献１に記載された装置のように、直線状の深い溝底を有する大溝部と、浅い溝底を有する小溝部が交互に連通して設けられており、溝底方向に弾性付勢された係合片が同一の溝部の対向する両側面に摺接するときには進み角が零で、異なる溝部の対向する側面にそれぞれ摺接するときには進み角が生じるようになっている。
【０００５】
上記の間欠送り装置に用いられるねじ（送り軸）の製造方法として、多数の刃が円周方向に等間隔でｎ個、軸方向に１／ｎピッチずつ順次ずれ、回転方向と平行に円周方向沿って形成された略円筒状のバイトを用いる製造方法が公知である。当該製造方法においては、例えば、特許文献２に記載された製造方法のように、棒状の被加工物とバイトが同一方向に１：１で回転されて、被加工物の外周部に軸線方向に順次ずれたＶ溝が連通して階段状に続く螺旋状溝が加工されるようになっている。
【０００６】
また、直線状の溝部が階段状に連通して形成されたねじ（螺旋状の溝／ねじ）は、切り替わり部分において動きに無理を生じたり、ノイズが発生する不都合があり、これを解消するものとして、例えば、特許文献３に記載されたリードスクリューのように、切り替わり部分を曲線としたものが提案されている。
【０００７】
更に、一定ピッチを持つ螺旋からなる一般的なねじについては、多数の製造方法および製造装置が提案、実用化されている。例えば、特許文献４に記載された転造機のように、外周面に環状突起からなる波形状が設けられた複数の回転ダイスを用い、各転造ダイスを被転造材の丸棒に対して適当なねじり角を持って配置し、丸棒が転造ダイスの間で相対回転および軸線方向に移動されることにより、丸棒の外周面に雄ねじが塑性加工される方法および装置が公知である。
【特許文献１】実公平３−４３４８８号公報
【特許文献２】特公昭６３−１２７２４号公報
【特許文献３】実開昭６２−７４４７５号公報
【特許文献４】特公昭５９−３７６９９号公報
【非特許文献１】日本機械学会論文集、Ｃ編、６２巻（５９７号）、ｐ１９６３−１９６８、「極端にゆるみにくいねじ締結体の開発」、藤井  洋、他、１９９６年。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
締結用のねじの緩みを防止するものとして、マルチピッチねじ（ボルト部材）が極めて有効であるが、これを効率的かつ安価に製造する技術が確立されておらず、実用化が困難であった。同様に、このマルチピッチねじの原理を応用した送りねじ機構についても、送りねじ（ボルト部材）の製造が困難で、高価となる欠点があった。
【０００９】
上記特許文献１に記載された装置のねじ（送り軸）は、直線状の深い溝底を有する大溝部と、浅い溝底を有する小溝部が交互に通過して設けられており、締結用のねじ（ボルト部材）として使用した場合、不均一な溝の深さで強度上の不都合があった。また、溝底方向に弾性付勢された係合片と溝部の摺接組み合わせによってのみマルチピッチねじとしての作用を呈するものであり、一般の雌ねじ（ナット部材）との組み合わせは考慮されていなかった。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載された製造方法は、多数の刃が外周に設けられた円筒状のバイトによって階段状に続く螺旋状溝を加工するものであり、切削による素材の浪費が生じる欠点があった。また、当該方法で製造されるねじ（ボルト部材）は、上記特許文献１に記載された装置のねじ（送り軸）と同様の不都合を有していた。
【００１１】
上記特許文献３に記載されたリードスクリューは、直線状の溝部が階段状に連通して形成されたねじ（螺旋状の溝／ねじ）の切り替わり部分が曲線にとなっており、送りねじ機械等に好適ではあるが、その製造方法については開示されておらず、実用化は困難であった。
【００１２】
また、上記特許文献４に記載された転造機は、丸棒が転造ダイスの間で相対回転および軸線方向に移動されることにより、丸棒の外周面に雄ねじが塑性加工されるようになっており、効率的な転造加工と共に切削による素材の浪費がないばかりか、塑性加工されたねじ山の強度が増加する利点がある。ところが、この転造機および方法をこのまま用いても、希望するねじ山およピッチを備えたマルチピッチねじ（ボルト部材）の製造ができなかった。
【００１３】
そこで、本発明は効率的で素材を浪費しない転造によって製造し得る、希望するねじ山およピッチを備えたマルチピッチねじ（ボルト部材）、マルチピッチねじを製造する方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、請求項１の発明は、外周面に環状または螺旋状に繋がる略逆Ｖ字状の突起を備えた複数の回転ダイスによって、軸状のブランク材の外周面に螺旋状のマルチピッチねじ山を転造加工するマルチピッチねじの製造方法において、
前記複数の回転ダイスの内の一個を除く他の回転ダイスは、前記突起が等ピッチに設けられた等リード角ねじ製造用の回転ダイスであり、
前記一個の回転ダイスは、前記突起が少なくとも一部に溝方向に波状変化する階段状に設けられた非等リード角ねじ製造用の回転ダイスであり、
当該複数の回転ダイスによって、軸状のブランク材の外周面に前記等ピッチの突起によって形成された等リード角ねじの軌跡と、前記階段状の突起によって形成された階段状のねじの軌跡とが重ね合わさったマルチピッチねじ山を転造することを技術的特徴とする。      
【００１５】
また、請求項２の発明は、外周面に環状の略逆Ｖ字状の突起を備えた複数の回転ダイスによって、軸状のブランク材の外周面に螺旋状のマルチピッチねじ山を転造加工するマルチピッチねじの製造方法において、
前記複数の回転ダイスの内の一個を除く他の回転ダイスは、前記突起が等ピッチに設けられた等リード角ねじ製造用の回転ダイスであり、
前記一個の回転ダイスは、前記突起が、一部に前記等ピッチの突起に比べその断面形状が僅かに幅が広くかつ僅かに高さが低く溝方向に波状変化する階段状に設けられていると共に、当該階段状の突起を除く残り部分には、等ピッチに設けられた非等リード角ねじ製造用の回転ダイスであり、
当該複数の回転ダイスによって、軸状のブランク材の外周面に前記等ピッチの突起によって形成された等リード角ねじの軌跡と、前記階段状の突起によって形成された階段状のねじの軌跡とが重ね合わさったマルチピッチねじ山を転造することを技術的特徴とする。      
【００１６】
請求項６のマルチピッチねじは、ねじ山とねじ山との谷底部分は等リード角であり、
ねじ山の側壁が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明は、既存の回転ダイスの等ピッチの突起によって形成された一般的な螺旋ねじの軌跡と、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスの階段状の突起によって形成された階段状のねじの軌跡とが重ね合わせるようになっており、マルチピッチねじ山を簡単かつ効率的に転造加工することができる。ここで、全ての回転ダイスを、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスを用いることも理論的には可能であるが、非常に精密に加工を行っても、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス相互の加工誤差から、１の非等リード角ねじ製造用の回転ダイスの階段状の突起で転造された階段状のねじ山が、他の非等リード角ねじ製造用の回転ダイスの階段状の突起でなめされてしまい、現実には行い得ない。これに対して、請求項１の発明では、係る複数の非等リード角ねじ製造用の回転ダイスの階段状の突起によりねじ山がなめされてしまうことがないので、加工精度が非常に高い非等リード角ねじ製造用の回転ダイスを用いることなく、１の非等リード角ねじ製造用の回転ダイスで、適切にマルチピッチねじを製造することが可能である。更に、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスは製造が難しく高価であるが、請求項１では、複数の回転ダイスの内の１個で済むため、廉価にマルチピッチねじを製造することができる。
【００１８】
請求項１の発明では、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスとして外周面に環状に突起が形成された物を用いる場合には、突起の一部のみ転造に用いられ、残りの突起部分は転造したねじ山の送りにのみ用いられる。このため、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスは、当該一部のみを階段状の非等ピッチとし、残りの突起部分は等ピッチに製造することが好適である。これは、全ての突起を階段状に製造すると製造コストが嵩むのに加えて、一部の突起で転造したマルチピッチねじ山を、送り部分（残りの突起部分）でなめてしまうのを防ぐことができるからである。
【００１９】
一方、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスとして外周面に螺旋状に繋がる突起が形成された物を用いる場合には、突起は、全長に亘って階段状に製造することが好適である。      
【００２０】
請求項２の発明は、既存の回転ダイスの等ピッチの突起によって形成された一般的な螺旋ねじの軌跡と、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスの階段状の突起によって形成された階段状のねじの軌跡とが重ね合わせるようになっており、マルチピッチねじ山を簡単かつ効率的に転造加工することができる。ここで、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスを１個のみ用いるため、複数の非等リード角ねじ製造用の回転ダイスの階段状の突起によりねじ山がなめされてしまうことがない。更に、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスは製造が難しく高価であるが、請求項２では、複数の回転ダイスの内の１個で、更にその一部にのみ階段状の突起を設ければ済むため、廉価にマルチピッチねじを製造することができる。非等リード角ねじ製造用の回転ダイスは、当該一部のみを階段状の突起とし、残りの突起部分は等ピッチで製造してあるため、一部の階段状の突起で転造したマルチピッチねじ山を、送り部分（残りの突起部分）でなめてしまうのを防ぐことができる。
【００２１】
更に請求項２の発明では、等リード角ねじ製造用の回転ダイスの等ピッチの突起が、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスの階段状の突起より高く、幅は狭く設定されている。このため、各等リード角ねじ製造用の回転ダイスの等ピッチの突起の先端が加工中にマルチピッチねじの最底部を形成することで、マルチピッチねじ加工が安定、連続して行える。
【００２２】
請求項３の発明では、等ピッチの突起と階段状の突起の断面積が略同一に設定されているため。等リード角ねじ製造用の回転ダイスと非等リード角ねじ製造用の回転ダイスに加わる負荷が均一化され、マルチピッチねじ山の転造を安定して行える。
【００２３】
請求項４の発明では、非等リード角ねじ製造用の回転ダイスは、テーパ部から平行な部位への切り替わり部分に階段状の突起が設けられている。即ち、実際にブランク材に当たって転造を行うテーパ部から平行な部位への切り替わり部分に、階段状の突起が設けられているため、マルチピッチねじ山の転造を安定して行える。更に、送り部分（平行な部位の突起部分）に階段状の突起を設けることを可能な限り避けるため、切り替わり部分の階段状の突起で転造したマルチピッチねじ山を、送り部分の階段状の突起でなめてしまうのを防ぐことができる。
【００２４】
請求項６のようにマルチピッチねじを形成することで、ねじ全体の実効的リードはリード角の緩い区間とリード角の急な区間との平均値となる。そして、ねじの緩みに対する対抗力は、軸方向の力によるリード角の緩い区間での相手の部材との摩擦力が支配的になるから、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。一方、ねじ溝の最底部（ねじ山とねじ山との谷底部分）は一般的な螺旋ねじ形状で等リード角になっているため、相手側のねじの先端部が該最低部内を摺動することで、円滑なねじ送り、ねじ締めを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
[第１実施形態]
始めに図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る製造方法および製造装置の概要を説明する。転造ヘッド１０は、３個の回転ダイスを用いる既存のものを流用し、３個の回転ダイス６１、６２、６３の内、回転ダイス６１、６２は既存の等ピッチねじ製造用のものであり、回転ダイス６３は第１実施形態の固有の構造である。以下、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３として参照する。
【００２６】
図２に示すように転造ヘッド１０は、中央に通孔１２ｄを有する円板状の基板１２と、中央に通孔１３ｄを有する円板状の固定板１３とを備え、基板１２の一方の面には内部にクラッチを備えた制御機構部１４および固定軸１５が組み付けられている。基板１２の他方の面と固定板１３との間には、上述した３個の略円筒状の等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３が配置され、偏心軸１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃによって上記の通孔１２ｄおよび通孔１３ｄと同心円上でかつ均等な間隔をおいて回転可能に取り付けられている。
【００２７】
基板１２の他方の面と固定板１３には、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３を挿通する偏心軸１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃが取り付けられる部分に、傾斜面１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび１３ａ、１３ｂ、１３ｃが対応して設けられている。偏心軸１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃは、基板１２の通孔１２ｅ及び固定板１３の通孔１３ｅに保持される。この傾斜面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１３ａ、１３ｂ、１３ｃと前述の偏心軸１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃとの組み合わせで、回転ダイス６１、６２、６３の軸線と、基板１２および固定板１３の中心線Ｘとの間隔、及び、ひねり角θ（図１参照）が調整されるようになっている。なお、この転造ヘッド１０において、傾斜面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び偏心軸１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃが備えられているは、種々の径のねじを形成可能にするためで、ねじの径に合わせて回転ダイス６１、６２、６３−中心線Ｘ間の距離と共にひねり角θが調整される。従って、単一径のマルチピッチねじを形成する場合には特に必要としないものである。
【００２８】
ボルト１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、基板１２と固定板１３を規定の間隔を持って平行に固定するためのスペーサを兼ねる。ボルト１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃは、基板１２の通孔１２ｆ及び固定板１３の通孔１３ｆに保持される。ブランク材２０は鉄等の可塑性を有する丸棒から加工されたものであり、転造によってねじ部が形成される軸部２０ａが設けられている。
【００２９】
続いて、図４〜図７を参照して上述の等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の形状について説明する。図４（Ｄ）は回転ダイスの基本形状となる略円柱部材６０を示す側面図である。等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３は、基本形状が同一の高強度金属材の略円柱部材６０から形成されている。略円柱部材６０の軸線部分には上記の偏心軸１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃが挿通される軸孔６０ａが設けられており、また、軸方向の両端部の外周（軸心に平行は部位６０ｃの外縁）には対称なテーパ部６０ｂが各々形成されている。
【００３０】
図４（Ａ）は等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１を示す側面図であり、図４（Ｂ）は断面図であり、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）のＸ１部を示す拡大断面図である。上述したように等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１は、転造ヘッドにおいて等ピッチのねじを転造する既存の回転ダイスである。等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１は、円周面に環状で細幅の略逆Ｖ字状の等ピッチ突起６１０が軸方向に一定間隔（ピッチＰ）で連続して設けられており、テーパ部６０ｂを除く部分で隣接する環状の等ピッチ突起６１０の間に形成されるＵ字状谷部６１１の深さ（等ピッチ突起６１０の高さと同じ）ｈ１は一定に設定されている。一方、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１の両端部に設けられたテーパ部６０ｂにおいては、隣接する環状の等ピッチ突起の間に形成されるＵ字状谷部６１１の深さｈａ、ｈｂ（即ち、最初の突起６１０ａ、２番目の突起６１０ｂの高さ）が順次深くなっていくようになっている。また、最初の突起６１０ａは、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１の一方の軸端面から一定の位置、つまり図４（Ｃ）に示す距離ＬＡの位置から始まるようになっている。
【００３１】
図５（Ａ）は等リード角ねじ製造用の回転ダイス６２を示す側面図であり、図５（Ｂ）は断面図であり、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）のＸ２部を示す拡大断面図である。上述したように等リード角ねじ製造用の回転ダイス６２は、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１と同様に転造ヘッドにおいて等ピッチのねじを転造する既存の回転ダイスである。等リード角ねじ製造用の回転ダイス６２は上記の等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１と同一な等ピッチ突起６２０が軸方向に一定間隔（ピッチＰ）で連続して設けられている。等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１と同様に、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６２の両端部に設けられたテーパ部６０ｂにおいては、隣接する環状の等ピッチ突起の間に形成されるＵ字状谷部６２１の深さｈａ、ｈｂ（即ち、最初の突起６２０ａ、２番目の突起６２０ｂの高さ）が順次深くなっていくようになっている。ここで、最初の突起６２０ａは図５（Ｃ）に示されるように、回転ダイス６２の一方の軸端面から距離ＬＢ（ＬＡ＜ＬＢの関係を持って）の位置から始まるようになっている。なお、ＬＡとＬＢの距離の差は、各等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の円周長と上記ブランク材２０のねじ部が形成される軸部２０ａの円周長の比によって設定されている。
【００３２】
図６（Ａ）は非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３を示す側面図であり、図６（Ｂ）は断面図であり、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）のＸ３部を示す拡大断面図であり、図６（Ｄ）は図６（Ａ）中のＤ部を示す拡大図である。上述したように非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３は、既存の等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２と異なり、第１実施形態の固有の構造である。非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３は、その外周面に上記の等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２の等ピッチ突起６１０、６２０と同一な等ピッチ突起６３０が軸方向に一定間隔（ピッチＰ）で連続して設けられていると共に、一方のテーパ部６０ｂと円筒状部分の切り替わる円周面に、略環状で波状に連続的に変化する階段状の非等リード角突起６３１〜６３３が形成されている。また、最初の突起６３０ａは図６（Ｃ）に示されるように、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の一方の軸端面から距離ＬＣ（ＬＢ＜ＬＣの関係を持って）の位置から始まるようになっている。なお、ＬＢとＬＣの距離の差は、上記ＬＡとＬＢの距離の差と同様に設定されている。
ここで、階段状の非等リード角突起６３１〜６３３は基本形状が同一であり、テーパ部６０ｂの外径の変化に伴いその設けられた位置により階段状の非等リード角突起の先端部分が順次変化しており、階段状の非等リード角突起６３２、６３３がその基本形状を示している。
【００３３】
図７（Ａ）は等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）と階段状の非等リード角突起６３２（６３３）の基本形状の相違を説明するために、その中心線を一致させて重ね合わせた断面を拡大誇張して示されている。
等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）の高さｈ１は、階段状の非等リード角突起６３２（６３３）の高さｈ２より僅かに高く、任意の位置における等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）の幅Ｗ１は階段状の非等リード角突起６３２（６３３）の対応位置における幅Ｗ２より僅かに狭く設定されている。
なお、等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）と階段状の非等リード角突起６３２（６３３）の高さｈ１とｈ２および幅Ｗ１とＷ２の差は両者の断面積が略同一となるように設定されている。
【００３４】
図７（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）、（Ｂ４）は、上記の等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）と階段状の非等リード角突起６３２（６３３）との基本形状の相違を説明するため、等ピッチ突起６１０と階段状の非等リード角突起６３２とを重ね合わせて示している。階段状の非等リード角突起６３２の中心線ｌ’に、等ピッチ突起６１０側中心線ｌが一致した図７（Ｂ１）の状態から、階段状の非等リード角突起６３２（６３３）中心線ｌ’が図の右方向に変化して図７（Ｂ２）の状態となり、次に階段状の非等リード角突起６３２（６３３）中心線ｌ’が図の左方向に変化して図７（Ｂ３）の状態（図７（Ａ）と同じ）となり、さらに、中心線ｌ’が図の右力向に変化して図７（Ｂ４）の状態となるように設定されている。即ち、等ピッチ突起６１０は、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１の外周方向（軸線に対して垂直方向）に対して中心位置が動かないのに対して、非等リード角突起６３２は、中心位置が外周方向に対して左右へ移動するように構成されている。ここで、非等リード角突起６３１、６３２、６３３の変位幅の間に、等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）が収まるようにすることで、後述するように非等リード角突起６３１、６３２、６３３で転造した軌跡を、等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）でなめることがないよう構成してある。
【００３５】
続いて、図１〜図６を参照し、旋盤等の機械を用いて上記の転造ヘッド１０および等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３による、ブランク材２０の軸部２０ａにマルチピッチねじを加工する方法について説明する。図１に示す状態において、固定軸１５を介して転造ヘッド１０が固定され、転造ヘッド１０の軸線と一致する線上に、ブランク材２０が回転可能、かつ、その軸線方向に進退可能に配置されている。ブランク材２０が矢印Ａ方向（時計方向）に回転されると共に矢印Ｂ方向に移動され、固定板１３の通孔１３ｄに挿通される（図２参照）。すると、図３に示されるように、ブランク材２０の軸部２０ａは、３個の等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の各テーパ部６０ｂ（図４〜図６参照）に均等に当接し、軸部２０ａの回転と同期して等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３が回転される。すると、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の調整されたひねり角θ（図１参照）と等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）によって定まるピッチのねじ溝が軸部２０ａの先端部から徐々に転造形成される。
【００３６】
更に、ブランク材２０の軸部２０ａが回転と共に矢印Ｂ方向に移動され、軸部２０ａが等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の各テーパ部６０ｂと円筒状部分の切り替わる位置に達すると、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２に設けられた突起６１０、６２０によって一般的（等リード角）な螺旋ねじが軸部２０ａの外周面に転造されると同時に、そのねじ溝が非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の階段状の非等リード角突起６３１、６３２、６３３によってマルチピッチ状に転造される。
【００３７】
図８（Ａ）、図８（Ｂ１）、図８（Ｂ２）は、上記の加工によって軸部２０ａの外周面に転造加工されたマルチピッチねじ溝９０を、分かりやすくするために平面状に模式的に表している。ここで、図８（Ａ）と図８（Ｂ１）とは同じ切断端部であるが、断面位置と見る角度を異ならしてある。一方、図８（Ｂ１）と図８（Ｂ２）とは同じ図であるが、図８（Ｂ２）中には、塑性加工による移動部を網線ハッチングで表している。即ち、図８（Ｂ２）中の網線ハッチング部位が塑性加工されて、図８（Ｂ１）に示す形状が形成される。軌跡９１０ａは、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２に設けられた等ピッチ突起６１０、６２０によって形成された一般的（等リード角）な螺旋ねじの軌跡である。一方、軌跡９１０ｂは非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の階段状の非等リード角突起６３１、６３２、６３３によって形成された階段状のねじの軌跡である。第１実施形態では、両者の軌跡９１０ａ、９１０ｂが重ね合わさったマルチピッチねじ溝９０がブランク材２０の軸部２０ａの外周面に形成される。
【００３８】
図８（Ａ）、図８（Ｂ１）に原理的に示されるように、略Ｖ字状に形成されたねじ溝９０の両側面の大部分（底部近傍を除く側壁）は軌跡９１０ｂの形状を呈し、階段状あるいは、マルチピッチねじ（つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続する）となっている。また、ねじ溝９０の最底部（ねじ山とねじ山との谷底部分）９１１は軌跡９１０ａの一般的な螺旋ねじ形状で等リード角になっている。
【００３９】
このようにマルチピッチねじを形成することで、ねじ全体の実効的リードはリード角の緩い区間とリード角の急な区間との平均値となる。そして、ねじの緩みに対する対抗力は、軸方向の力によるリード角の緩い区間での相手の部材との摩擦力が支配的になるから、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。一方、ねじ溝９０の最底部（ねじ山とねじ山との谷底部分）９１１は一般的な螺旋ねじ形状で等リード角になっているため、相手側のねじの先端部が該最低部内を摺動することで、円滑なねじ送り、ねじ締めを実現できる。
【００４０】
ここで、リード角の緩い区間のリード角をゼロ（平坦）にすることができる。
このように形成すると、リード角がゼロの区間では軸方向の力がそのまま摩擦力に変化し、ねじを回そうとする分力が全く働かないから、リード角のゼロの区間の摩擦力がより強くなり、より強い緩み止め作用を奏する。
【００４１】
ここで、リード角の急な区間のリード角をセルフロック角度より急勾配にすることができる。ここで、セルフロックに関しては、たとえば、実用新案登録第２５７７７８６号公報に、ねじをウォーム減速機付きモータで回転させ、ナット部材を送る自動車パワーシートが開示されている。ここでは、モータを駆動しないときのロックは、送りねじ自体のセルフロックあるいはウォーム減速機のセルフロックで実現される。
このように形成すると、ねじの緩み止め作用をリード角の緩い区間で担保しつつ、平均の実効的なリードを大きくとることができる。したがって、僅かな回転でねじを締めたり、螺合するナットを進めたりすることができる。
【００４２】
この加工においては、上述したように等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）と階段状の非等リード角突起６３２（６３３）の断面積が略同一となるように設定されているため、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３のテーパ部６０ｂの切り替わり部において、ブランク材２０の軸部２０ａの外周面が塑性変形される量、即ち仕事量が略均一となる。このため、ブランク材２０の軸部２０ａの外周面へマルチピッチねじ溝９０を転造する時に、各等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３に偏った負荷が加わることがない。また、ブランク材２０の軸部２０ａの先端部が各等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３のテーパ部６０ｂの切り替わり部を通り抜けると、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の円柱部分には同一な等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）が設けられており、両側面の大部分が階段状あるいはマルチピッチねじとなったねじ溝９０にも係わらず、各等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）の先端部分がねじ溝９０の一般的な螺旋ねじ形状である最底部９１１に接触回転し、ブランク材２０の軸部２０ａへのねじ加上が安定してできる。即ち、図７（Ｂ１）、図７（Ｂ２）、図７（Ｂ３）、図７（Ｂ４）を参照して上述したように、非等リード角突起６３１、６３２、６３３で転造した軌跡９１０ａを等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）でなめることがない。更に、ブランク材２０の軸部２０ａが送られると、各等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）は、先端のみがねじ溝９０の上部側に当たり、単に軸部２０ａの送りのみに作用する。
【００４３】
更に、ブランク材２０が図１に矢印Ｂ方向に送られると、軸部２０ａの先端部が基板１２の通孔１２ｄを通過して制御機構部１４のクラッチ（図示せず）に達する。すると、クラッチによる公知な作用によって固定軸１５と基板１２との回転連結が絶たれ、基板１２、固定板１３および等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３がブランク材２０の軸部２０ａと共に一体に回転するようになる。これにより、ねじ転造加工が終了する。
この状態で、ブランク材２０が図１に矢印Ａと反対方向に回転され、また、同時に矢印Ｂ方向と反対方向に移動されると、加工されたブランク材２０の軸部２０ａが転造ヘッド１０から引き出される。
【００４４】
第１実施形態のマルチピッチねじの製造方法及び製造装置では、既存の回転ダイス６１、６２の等ピッチの突起６１０、６２０によって一般的な螺旋ねじの軌跡９１０ａを形成し、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の階段状の突起６３１、６３２、６３３によって形成した階段状のねじの軌跡９１０ｂを重ね合わせることで、マルチピッチねじ溝９０を簡単かつ効率的に転造加工することができる。ここで、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３を１個のみ用いるため、複数の非等リード角ねじ製造用の回転ダイスの階段状の突起によりねじ山がなめされてしまうことがない。更に、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３は製造が難しく高価であるが、第１実施形態では、３個の回転ダイスの内の１個で、更にその一部にのみ階段状の突起３３１、３３２、３３３を設ければ済むため、廉価にマルチピッチねじを製造することができる。等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１は、一部（テーパ部６０ｂの切り替わり部）のみを階段状の突起３３１、３３２、３３３とし、残りの突起部分は等ピッチの等ピッチ突起６３０として製造してあるため、一部の階段状の突起３３１、３３２、３３３で転造したマルチピッチねじ山（軌跡９１０ｂ）を、送り部分（残りの等ピッチ突起６３０）でなめてしまうのを防ぐことができる。
【００４５】
更に、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２の等ピッチの突起６１０、６２０が、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の階段状の突起６３１、６３２、６３３より高く、幅は狭く設定されている。このため、等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２の等ピッチの突起６１０、６２０の先端が加工中にマルチピッチねじの最底部９１１を形成することで、マルチピッチねじ加工が安定、連続して行える。
【００４６】
また、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３は、テーパ部６０ｂから平行な部位への切り替わり部分に階段状の突起６３１、６３２、６３３が設けられている。即ち、実際にブランク材２０に当たって転造を行うテーパ部から平行な部位への切り替わり部分に、階段状の突起６３１、６３２、６３３が設けられているため、マルチピッチねじ山の転造を安定して行える。更に、送り部分（平行な部位の突起部分）に階段状の突起を設けることを可能な限り避けるため、切り替わり部分の階段状の突起で転造したマルチピッチねじ山を、送り部分の非等リード角突起でなめてしまうのを防ぐことができる。
【００４７】
[第２実施形態]
次に、図９及び図１０を参照して第２実施形態について説明する。図９は第２実施形態で用いる転造ヘッド１１０を示し、図１０（Ａ）は当該転造ヘッド１１０で用いる等リード角ねじ製造用の回転ダイス１６１（１６２）を示し、図１０（Ｂ）は当該転造ヘッド１１０で用いる非等リード角ねじ製造用の回転ダイス１６３を示している。上述した第１実施形態では、回転ダイス６１、６２、６３として外周面に環状の突起６１０、６２０、６３０、６３２を備えたものを用いた。これに対して、第２実施形態の等リード角ねじ製造用の回転ダイス１６１、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス１６３は、外周面に螺旋状に繋がる突起１６１０、１６３０を備える。更に、第１実施形態では、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の一部のみ非等リード角突起６３１、６３２、６３３が形成されていたが、第２実施形態では、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス１６３の全外周に亘って非等リード角突起１６３０が設けられている。なお、回転ダイス１６１、１６２の基本形状は図４（Ｄ）を参照して上述した第１実施形態と同様に、高強度金属材の略円柱部材６０である。更に、第１実施形態では、回転ダイス６１、６２、６３がひねり角θを持って配置されたが、第２実施形態では、回転ダイス１６１、１６２、１６３は、軸線Ｘに対して水平に配置されている。即ち、偏心軸１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃが通常軸で、また、傾斜面１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、および１３ａ、１３ｂ、１３ｃを有さない基板１２と固定板１３とからなる転造ヘッド１１０が使用される。この第２実施形態の構成でも、第１実施形態と同様にマルチピッチねじを転造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上の実施形態は３個の回転ダイスを使用するものであるが、２個以上の回転ダイスであれば本発明のマルチピッチねじの製造方法および製造装置の実施が可能である。例えば、２個の回転ダイスを用いる場合には、等リード角ねじ製造用の回転ダイスと非等リード角ねじ製造用の回転ダイスとを用い、４個の回転ダイスを用いる場合には、３個の等リード角ねじ製造用の回転ダイスと１個の非等リード角ねじ製造用の回転ダイスとを用いる。      
【００４９】
更に、第１実施形態では、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の一部のみ非等リード角突起６３１、６３２、６３３が形成されていたが、非等リード角突起を全周囲に亘って形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るマルチピッチねじの製造装置を示す側面図である。
【図２】転造ヘッド１０を示す分解斜視図である。
【図３】本発明に係るマルチピッチねじの製造装置を用いた転造方法の原理を示す斜視図である。
【図４】図４（Ａ）は等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１を示す側面図であり、図４（Ｂ）は断面図であり、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）のＸ１部を示す拡大断面図であり、図４（Ｄ）は回転ダイスの基本形状となる略円柱部材６０を示す側面図である。
【図５】図５（Ａ）は等リード角ねじ製造用の回転ダイス６２を示す側面図であり、図５（Ｂ）は断面図であり、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）のＸ２部を示す拡大断面図である。
【図６】図６（Ａ）は非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３を示す側面図であり、図６（Ｂ）は断面図であり、図６（Ｃ）は図６（Ｂ）のＸ３部を示す拡大断面図であ、図６（Ｄ）は図６（Ａ）中のＤ部を示す拡大図である。
【図７】図７（Ａ）は等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）と階段状の非等リード角突起６３２（６３３）の基本形状の相違を説明する図である。図７（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）、（Ｂ４）各等リード角ねじ製造用の回転ダイス６１、６２、非等リード角ねじ製造用の回転ダイス６３の回転に伴う等ピッチ突起６１０（６２０、６３０）と階段状の非等リード角突起６３２（６３３）との相対位置の変化を説明する図である。
【図８】図８（Ａ）、図８（Ｂ１）、図８（Ｂ２）は本発明に係るマルチピッチねじの製造方法および製造装置のよって加工されるマルチピッチねじのねじ山を模式的に表した図である。
【図９】本発明の第２実施形態において使用される転造ヘッドを示す側面図である。
【図１０】図１０（Ａ）本発明の第２実施形態において使用される等リード角ねじ製造用の回転ダイスを示す側面図であり、図１０（Ｂ）は非等リード角ねじ製造用の回転ダイスを示す側面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  転造ヘッド
１２  基板
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  傾斜面
１２ｄ  通孔
１２ｅ  通孔
１２ｆ  通孔
１３  固定板
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  傾斜面
１３ｄ  通孔
１３ｅ  通孔
１３ｆ  通孔
１４  制御機構部
１５  固定軸
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ  偏心軸
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ  ボルト
２０  ブランク材
２０ａ  軸部
６０  略円柱部材
６１、６２  等リード角ねじ製造用の回転ダイス
６３  非等リード角ねじ製造用の回転ダイス
６１０〜６３０  等ピッチ突起
６３３、６３３  階段状の非等リード角突起
９０  ネジ溝
９１０ａ、９１０ｂ  軌跡
９１１  最低部
【図１】
2006043745.tif 000003
【図２】
2006043745.tif 000004
【図３】
2006043745.tif 000005
【図４】
2006043745.tif 000006
【図５】
2006043745.tif 000007
【図６】
2006043745.tif 000008
【図７】
2006043745.tif 000009
【図８】
2006043745.tif 000010
【図９】
2006043745.tif 000011
【図１０】
2006043745.tif 000012