(57)【要約】【課題】  １個の棒状素材から互いに嵌め合うことのできる座金と頭付ボルトとを同時にかつスクラップなしで一貫して圧造成形する座金とボルトの同時圧造方法を提供すること。【解決手段】  １つの金属製の丸棒状ブランクＢから座金ＤとボルトＧとを多段式圧造機でスクラップなしに一貫して圧造する座金とボルトの同時圧造方法であって、第１工程Ｓ１で上記ブランクＢを所望形状にパンチング加工して円板部Ｃ１と円柱部Ｃ２とを一体成形し、これを第２工程Ｓ２で円柱部Ｃ２を打ち抜き環状の座金Ｄと円柱体Ｅとに分断して先ず座金Ｄを形成し、その後、第２工程Ｓ２で打ち抜ぬかれた円柱体Ｅの一端部に所定形状の頭部Ｇ１を有し、かつ、上記座金Ｄの孔径Ｄ１に適合するネジ形成用軸部Ｇ２を備えたボルトＧを圧造するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の丸棒材を所定寸法に切断して得られた１つのブランクから座金とボルトとを多段式圧造機でスクラップなしに一貫して圧造する座金とボルトの同時圧造方法であって、第１工程で上記ブランクを所望の形状にパンチング加工して円板部と円柱部とを一体成形し、これを第２工程で円柱部を打ち抜き環状の座金と円柱体とに分断して先ず座金を形成し、その後、それ以後の工程で第２工程で打ち抜ぬかれた円柱体の一端部に所定形状の座金と嵌合する座面を有する頭部を備え、かつ、上記座金の孔径に適合するネジ形成用軸部を備えたボルトを圧造することを特徴とする座金とボルトの同時圧造方法。
【請求項２】
金属製の丸棒材が鉄や鋼等の金属加工硬化の発生する金属の場合、第２工程にて打ち抜ぬかれた円柱体を１８０°反転させて第３工程に移送し、第３工程で円柱体の金属加工硬化が発生した打ち抜き側端部とは反対側端部に予備頭部を形成する頭部予備成形を施し、然る後、それ以後の工程で予備頭部が所定の寸法形状になり、円柱体が所定の寸法形状になるように仕上圧造と軸絞り加工とを施すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の座金とボルトの同時圧造方法。
【請求項３】
第２工程にて打ち抜ぬかれた円柱体をそのまま第３工程に平行移送し、第３工程で円柱体の打ち抜き側端部に、打ち抜き時に発生した金属加工硬化部分が頂面に拡散された予備頭部を形成する頭部予備成形を施し、然る後、それ以後の工程で予備頭部の頂面中央部に治具用角穴を成形加工するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の座金とボルトの同時圧造方法。
【請求項４】
第２工程で円柱部を打ち抜ぬいて環状の座金と円柱体とに分断するとき、ボルトの軸径より大径のピアシング工具にて円柱部を打ち抜くと共に、円柱部の打ち抜き大径端部とパンチとがダイの入り口側に設けられた所定深さの大径孔部に受け入れられるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の座金とボルトの同時圧造方法。
【請求項５】
第１工程で上記ブランクをパンチング加工して円板部と円柱部とを一体成形するとき、円板部における下面の円柱部との連結部周りに断面アールの環状溝を形成すると共に、円板部における上面に環状溝と対応する外径の凹みをもつ受部を形成し、第２工程でパンチにより円柱部を打ち抜いて環状の座金と円柱体とに分断するとき、上記円板部における環状溝部分の薄肉底部にて分断するすることを特徴とする請求項４に記載の座金とボルトの同時圧造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、金属製の丸棒材を所定寸法に切断して得られた１つのブランクから座金とボルトとをスクラップなしに同時に圧造する座金とボルトの同時圧造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、座金は金属製の板材から打ち抜き加工により形成され、またボルトは丸棒材を所定寸法に切断して得られたブランクから多段圧造加工によりそれぞれ個別に圧造成形されていた。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  ところが、上記した製造方法によれば、金属製の板材から打ち抜き加工により環状の座金を形成する際、打ち抜いた残りの部分が抜きカスとなり、材料の無駄が生じる問題があり、また、座金とボルトとを個別に製造するため一貫して能率よく製造することができず、コスト高となる問題を有していた。
【０００４】  そこで、本発明は１個の棒状素材から互いに嵌め合うことの可能な所望形状の座金とボルトとを同時にかつスクラップなしで一貫して圧造成形することのできる座金とボルトの同時圧造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上記した問題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明は、金属製の丸棒材を所定寸法に切断して得られた１つのブランクから座金とボルトとを多段式圧造機でスクラップなしに一貫して圧造する座金とボルトの同時圧造方法であって、第１工程で上記ブランクを所望の形状にパンチング加工して円板部と円柱部とを一体成形し、これを第２工程で円柱部を打ち抜き環状の座金と円柱体とに分断して先ず座金を形成し、その後、それ以後の工程で第２工程で打ち抜ぬかれた円柱体の一端部に所定形状の座金と嵌合する座面を有する頭部を備え、かつ、上記座金の孔径に適合するネジ形成用軸部を備えたボルトを圧造することを特徴とする。
【０００６】  また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において金属製の丸棒材が鉄や鋼等の金属加工硬化の発生する金属の場合、第２工程にて打ち抜ぬかれた円柱体を１８０°反転させて第３工程に移送し、第３工程で円柱体の金属加工硬化が発生した打ち抜き側端部とは反対側端部に予備頭部を形成する頭部予備成形を施し、然る後、それ以後の工程で予備頭部が所定の寸法形状になり、円柱体が所定の寸法形状になるように仕上圧造と軸絞り加工とを施すようにしたことを特徴とする。
【０００７】  また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において第２工程にて打ち抜ぬかれた円柱体をそのまま第３工程に平行移送し、第３工程で円柱体の打ち抜き側端部に、打ち抜き時に発生した金属加工硬化部分が頂面に拡散された予備頭部を形成する頭部予備成形を施し、然る後、それ以後の工程で予備頭部の頂面中央部に治具用角穴を成形加工するようにしたことを特徴とする。
【０００８】  また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において第２工程で円柱部を打ち抜ぬいて環状の座金と円柱体とに分断するとき、ボルトの軸径より大径のピアシング工具にて円柱部を打ち抜くと共に、円柱部の打ち抜き大径端部とパンチとがダイの入り口側に設けられた所定深さの大径孔部に受け入れられるようになっていることを特徴とする。
【０００９】  さらに、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において第１工程で上記ブランクをパンチング加工して円板部と円柱部とを一体成形するとき、円板部における下面の円柱部との連結部周りに断面アールの環状溝を形成すると共に、円板部における上面に環状溝と対応する外径の凹みをもつ受部を形成し、第２工程でパンチにより円柱部を打ち抜いて環状の座金と円柱体とに分断するとき、上記円板部における環状溝部分の薄肉底部にて分断するすることを特徴とする。
【００１０】  なお、上記した各工程の間にさらに細かな予備工程を設けるようにしてもよいことは勿論である。
【発明の効果】
【００１１】  本発明による座金とボルトの同時圧造方法によれば、１個の棒状素材から互いに嵌め合うことの可能な所望形状の座金とボルトとを同時にスクラップなしで一貫して圧造成形することができる。その結果、素材の無駄をなくすことができ、その上、座金とボルトとを多段式圧造機で同時にかつ一貫して圧造成形できるので、量産が容易に行えると共に設備の小型化も図ることができ、その上、座金とボルトとの管理も容易にできる。
【００１２】  また、金属製の丸棒材としてたとえば鉄や鋼等の金属加工硬化の発生する金属製の丸棒材を用いる場合、第２工程にて打ち抜ぬかれた円柱体を１８０°反転させて第３工程に移送し、第３工程で円柱体の金属加工硬化が発生した打ち抜き側端部とは反対側端部に予備頭部を形成するように構成すれば、頭部の圧造成形に際し、金属加工硬化に伴う不具合発生を防止することでき、良好な圧造成形が行えるので好ましい。
【００１３】  また、第２工程にて打ち抜ぬかれた円柱体をそのまま第３工程に平行移送し、第３工程で円柱体の打ち抜き側端部に、打ち抜き時に発生した金属加工硬化部分が頂面に拡散された予備頭部を形成する頭部予備成形を施し、然る後、それ以後の工程で予備頭部の頂面中央部に治具用角穴を成形加工するようにすれば、金属加工硬化部分をボルトの頭部頂面に効果的に分散できるのでボルトの締結機能に障害をもたらすことを抑えることができるので好ましい。
【００１４】  さらに、第１工程で上記ブランクをパンチング加工して円板部と円柱部とを一体成形するとき、円板部における下面の円柱部との連結部周りに断面アールの環状溝を形成すると共に、円板部における上面に環状溝と対応する外径の凹みをもつ受部を形成し、第２工程でパンチにより円柱部を打ち抜いて環状の座金と円柱体とに分断するとき、上記円板部における環状溝部分の薄肉底部にて分断するようにすれば、座金に上記環状溝と受部の凹みとによる薄肉部分が形成され、ピアシング工具による分断が容易であると共に、分断された座金の中心孔周りには薄肉部分が残ることになる。これによりボルトによる座金の締め付け時に上記薄肉部分の変形により該座金に反力を与えることが可能となり、ボルトＨの緩み止め効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１及び図２は本発明方法による座金とボルトの圧造工程を示すもので、切断工程とそれに続く５つの工程で１個の素材から互いに嵌め合うことのできる座金と頭付のボルトを得るものである。その場合、図１及び図２に示すものは、金属製の丸棒材として鉄や鋼等の金属加工硬化の発生する金属製の丸棒材Ａを用い、また、ボルトの使用に際して締め付け力の一定化を図るため、ボルトの先端には所定の締め付けトルクで破断するセレーションを備えた小径軸部が形成されている。【００１６】  先ず、切断工程では、連続した金属製の丸棒材Ａをクイル先端口１より間歇的に送り出し、それを先端口１を横切るカッター２で切断すると、円柱状のブランクＢが得られる。【００１７】  このようにして得られたブランクＢは、切断と同時にそのカッター２によって第１工程Ｓ１のダイ３の直前部へ押しやられ、対応するパンチ４によってパンチングを受ける。ダイ３の型孔３ａには底部にノックアウトピン５を有し、対応するパンチ４にはその前端面に円形状の型孔４ａを有するものとし、パンチングと同時にブランクＢをダイ３の型孔３ａに押し込んで、円板部Ｃ１と円柱部Ｃ２とを一体成形してなる圧造素材Ｃを形成する。【００１８】  次いで、ノックアウトピン５の突出によって圧造素材Ｃをダイ３より押し出すと、それを移送チャック（図示せず）で、第２工程Ｓ２のダイ６へ運び、ピアシング工具７によって円柱部Ｃ２を打ち抜き環状の座金Ｄと円柱体Ｅとに分断して、先ず座金Ｄを形成する。【００１９】  その後、座金Ｄはピアシング工具７の後退に伴ってピアシング工具７上から適宜取出手段（図示せず）により外部に取り出される。一方、ノックアウトピン８の突出によって円柱体Ｅをダイ６より押し出すと共に、それを移送チャックで第３工程のダイ９へ移送する。その場合、第２工程にて打ち抜ぬかれた円柱体Ｅを１８０°反転させて第３工程のダイ９に移送する。円柱体Ｅは第３工程で、対応するパンチ１０によってパンチングを受ける。その場合、ダイ９の型孔９ａには底部にノックアウトピン１１を有し、対応するパンチ１０にはその前端面に断面台形状の型孔１０ａを有するものとし、打ち抜ぬかれた円柱体Ｅの金属加工硬化が発生した打ち抜き側端部とは反対側端部に予備頭部Ｆ１を形成して予備頭部Ｆ１をもつ予備成形ボルトＦを形成する。【００２０】  然る後、ノックアウトピン１１の突出によって予備成形ボルトＦをダイ９より押し出すと共に、それを移送チャックで最終工程のダイ１２へ移送する。移送された予備成形ボルトＦは第４工程で、対応するパンチ１３によってパンチングを受ける。その場合、ダイ１２の絞り部付き型孔１２ａには底部にノックアウトピン１４を有し、対応するパンチ１３にはその前端面に浅い椀状の型孔１３ａを有するものとし、第４工程で予備頭部Ｆ１をもつ予備成形ボルトＦに仕上圧造と軸絞り加工とを施して、上記座金Ｄの孔径に適合するネジ形成用軸部Ｇ１とその基端部に浅い椀状の頭部Ｇ２を有するボルトＧを形成する。その場合ネジ形成用軸部Ｇ１の先端部には小径軸部Ｇ３が形成されている。【００２１】  その後、ノックアウトピン１１の突出によってボルトＧをダイ９より押し出すと共に、それを移送チャックで第５工程のダイ１２へ���送する。移送された予備ボルトＧは第５工程で、対応するパンチ１５によってパンチングを受け、仕上圧造と共にネジ形成用軸部Ｇ１の先端の小径軸部Ｇ３の外周にセレーションが形成される。これにより、先端にセレーションが形成された小径軸部Ｈ３をもち、ネジ形成用軸部Ｈ１と頭部Ｈ２を有するボルトＨを形成する。これにより１つのブランクＢからスクラップなしでボルトＨと座金Ｄを一貫して圧造することができる。なお、ネジ形成用軸部Ｈ１には、図示していないがその後の工程で連続的にネジ転造によりネジが形成される。【００２２】  以上のように上記した座金とボルトの同時圧造方法によれば、１個のブランクＢから互いに嵌め合うことの可能な所望形状の座金ＤとボルトＨとを同時にスクラップなしで一貫して圧造成形することができる。その結果、素材の無駄をなくすことができ、その上、座金ＤとボルトＨとを多段式圧造機で同時にかつ一貫して圧造成形できるので、量産が容易に行えると共に設備の小型化も図ることができ、また、座金ＤとボルトＨとの管理も容易にできる。【００２３】  上記した実施の形態では、金属製の丸棒材Ａとして鉄や鋼等の金属加工硬化の発生する金属製の丸棒材を用いた場合について説明したもので、その場合、第２工程にて打ち抜ぬかれた円柱体を１８０°反転させて第３工程に移送し、第３工程で円柱体Ｅの金属加工硬化が発生した打ち抜き側端部とは反対側端部に予備頭部を形成するようにして、頭部の圧造成形に金属加工硬化による不具合が発生しないようにしている。【００２４】  また、たとえば、金属製の丸棒材が鉛、銅、アルミ等の金属加工硬化の発生しない金属の場合や金属加工硬化によるボルトの締結機能に障害が発生しにくいものについては、図３に示すように第２工程Ｓ２にて打ち抜ぬかれた円柱体Ｅ′を１８０°反転させることなくそのまま第３工程Ｓ３に移送し、第３工程Ｓ３で円柱体Ｅ′の打ち抜き側端部に予備頭部Ｆ１′を圧造する頭部予備成形を行って予備成形ボルトＦ′を形成するようにしてもよい。
なお、ボルトＨの先端に締め付けトルクを一定化するためのセレーションを備えた小径軸部Ｈ３は特に設けなくてもよいことは勿論である。【００２５】  また、図４は、別の実施の形態を示すもので、円柱状のブランクＢから座金Ｄ及び頭部付きのボルトＨが容易に圧造成形できるようにするため、第１工程Ｓ１では、円板部Ｃ１と円柱部Ｃ２との間にテーパー状に膨らむ連結部Ｃ５を形成し、第２工程Ｓ２では、連結部Ｅ５が円柱体Ｅ側に残るように打ち抜いて分断し、第３工程Ｓ４では、テーパー状に膨らむ連結部Ｆ５を介して太鼓形状の予備頭部Ｆ１を形成し、第４工程Ｓ４では、連結部Ｇ５を残したまま頭部Ｇ１とネジ成形軸部Ｇ２及び小径軸部Ｇ３とを成形するようにしている。第５工程Ｓ５では、小径軸部Ｇ３にセレーションＨ４を形成するように構成したものである。
このようにテーパー状に膨らむ連結部を形成しながら順次圧造成形するように構成すれば、ダイやパンチに大きな負荷がかかるのを抑えて円柱状のブランクＢから座金Ｄ及び頭部Ｈ１付きのボルトＨを無理なく容易に成形することができる。【００２６】  また、座金Ｄの形状としては、図２や図４で示した平座金の他、図５で示すように面取りされた座金（ａ）や受部付座金（ｂ）や断面くさび状座金（ｃ）や底部が傾斜する球面受部付座金（ｄ）或いは底部が扁平な球面受部付座金（図示せず）など各種の形状に形成してもよい。その場合、ボルトも仮想線で示すように座金の形状に応じて適宜形状に形成することになる。【００２７】  たとえば球面受部付座金ｄを形成する場合、図６に示すように、第４工程でボルトＧの頭部Ｇ１下面を下外膨らみの球面に形成することになる。なお、小径軸部Ｇ３へのセレーション及びネジ形成軸部Ｇ２へのネジ転造工程については省略している。【００２８】  また、図７及び図８はさらに別の実施の形態を示すもので、第１工程Ｓ１でブランクＢをパンチング加工して円板部Ｃ１と円柱部Ｃ２とを一体成形するとき、円板部Ｃ１における下面の円柱部Ｃ２との連結部周りに断面アールの環状溝Ｃ３を形成すると共に、円板部Ｃにおける上面に環状溝Ｃ３と対応する外径の凹みＣ４をもつ受部Ｃ５を形成し、第２工程Ｓ２でピアシング工具７により円柱部Ｃを打ち抜き受部付の座金Ｄと円柱体Ｅとに分断するとき、円柱部Ｃ（ボルト）の軸径ｄよりも大径のピアシング工具７によりて上記円板部Ｃ１における環状溝Ｃ３の薄肉底部分にて円柱部Ｃを打ち抜くように構成したものである。その場合、円柱部Ｃの打ち抜き大径端部とピアシング工具７とがダイ３の型孔３ａ入り口部に設けられた所定深さの大径孔部３ｂに受け入れられるようになっている。【００２９】  上記のように構成すれば、図８に示すように座金Ｄに上記環状溝Ｄ３と受部５の凹みＤ４とによる薄肉部分が形成され、ピアシング工具７による分断が容易であると共に、分断された座金Ｄの中心孔周りには薄肉部分が残ることになり、これによりボルトＨによる座金Ｄの締め付け時に上記薄肉部分の変形により該座金Ｄに反力を与えることが可能となり、ボルトＨの緩み止め効果が期待できる。【００３０】  また、この実施の形態では第２工程Ｓ２にて打ち抜ぬかれた円柱体Ｆをそのまま第３工程Ｓ３に平行移送し、第３工程Ｓ３で円柱体Ｅの打ち抜き側端部に、打ち抜き時に発生した金属加工硬化部分が頂面に拡散された予備頭部Ｆ１を形成する頭部予備成形を施し、然る後、第４工程Ｓ４で予備頭部Ｆ１をもつ予備成形ボルトＦに仕上圧造と軸絞り加工とを施して、上記座金Ｄの孔径に適合するネジ形成用軸部Ｇ２とその基端部に頂面中央部に治具用角穴Ｇ６が形成された角形頭部Ｇ２を有するボルトＧを形成するようにしている。このように治具用角穴を成形加工するようにすれば、金属加工硬化部分をボルトの頭部頂面に効果的に分散できるのでボルトの締結機能に障害をもたらすことを抑えることができる。なお、ネジ形成軸部Ｇ２へのネジ転造工程については省略している。【００３１】  なお、上記した各実施の形態において各工程の間にさらに細かな予備工程を設けるようにしてもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】  本発明方法に係る切断から圧造５工程までの多段圧造部を示す概略横断平面図である。
【図２】  各工程における圧造品の一部切り欠き側面図である。
【図３】  第３工程の別の実施の形態を示す要部の説明図である。
【図４】  別の圧造品の実施の形態を示す概略説明図である。
【図５】  座金の別の実施の形態を示す要部の説明図である。
【図６】  球面座金と球面ボルトを圧造する場合の工程説明図である。
【図７】  さらに別の圧造品の実施の形態を示す概略説明図である。
【図８】  同座金の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３３】  Ｂ      ブランク
Ｃ１    円板部
Ｃ２    円柱部
Ｃ３    環状溝
Ｃ４    凹み
Ｃ５    受部
Ｄ１    孔径
Ｄ３    環状溝
Ｄ４    凹み
Ｄ５    受部
Ｅ      円柱体
Ｆ      円柱体
Ｆ１    予備頭部
Ｇ      ボルト
Ｇ１    頭部
Ｇ２    ネジ形成用軸部
Ｇ６    角穴
Ｈ      ボルト
Ｈ１    頭部
Ｈ２    ネジ形成用軸部
Ｓ１    第１工程
Ｓ２    第２工程
Ｓ３    第３工程
Ｓ４    第４工程
Ｓ５    第５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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