(57)【要約】【課題】座金を製造する際の材料の歩留まりを高くするとともに、切削または研削を行うことなく低コストで座金の内径部の面取りを行うこと。【解決手段】座金７０を製造する座金製造方法は、線材６０を所定の長さで切断して切断部材６５を生成する切断工程と、切断部材６５を、据え込み部材３０によって押圧することで、該切断部材６５の一端面および他端面に円形状からなる凹部６７を形成するとともに、該凹部６７の外縁を面取りする据え込み工程と、切断部材６５のうち凹部６７内の部分を打ち抜く打抜工程と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
座金を製造する座金製造方法において、
線材を所定の長さで切断して切断部材を生成する切断工程と、
前記切断部材を、据え込み部材によって押圧することで、該切断部材の一端面および他端面に円形状からなる凹部を形成するとともに、該凹部の外縁を面取りする据え込み工程と、
前記切断部材のうち前記凹部内の部分を打ち抜く打抜工程と、
を備えたことを特徴とする座金製造方法。
【請求項２】
前記切断部材の一端側を載置部に載置する載置工程と、
一端側が前記載置部に載置された前記切断部材の他端側を予備据え込み部材によって押圧する予備成形工程と、をさらに備え、
前記据え込み工程は、前記予備成形工程の後で行われることを特徴とする請求項１に記載の座金製造方法、
【請求項３】
前記予備成形工程で押圧された前記切断部材を、前記据え込み工程が行われる前に１８０度反転させる反転工程をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の座金製造方法。
【請求項４】
前記据え込み工程の前に行われ、前記切断工程で生成された切断部材の一端を平坦にする端面矯正工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の座金製造方法。
【請求項５】
前記据え込み工程は、前記切断部材の一端面または他端面の略中心を該一端面または該他端面の法線方向に沿って延ばす押し出し工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の座金製造方法。
【請求項６】
座金を製造する座金製造装置において、
線材を所定の長さで切断して切断部材を生成する切断部と、
前記切断部材を押圧することで、該切断部材の一端面および他端面に円形状からなる凹部を形成するとともに、該凹部の外縁を面取りする据え込み部材と、
前記切断部材のうち前記凹部内の部分を打ち抜く打抜部と、
を備えたことを特徴とする座金製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座金を製造する座金製造方法および座金を製造する座金製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物を締結する際にボルトが用いられることがある。このようにボルトを用いる場合には、ボルトが座金の内径部内を通過するようにして使用される。従来の座金９５は、図３に示すように、平板材の平鉄板９０をプレス加工で打ち抜くことによって生成されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、このように平鉄板９０から座金９５を製造する場合には、材料の歩留まりが低く、破棄する材料は全体のうちの５０％前後になってしまい、座金の製造コストが高くなってしまう。
【０００４】
また、このような製造方法では、座金９５の内径部および外径部がせん断された状態のままであり、内径部および外径部のエッジは角張っており面取りされた状態とはなっていない。また、特許文献２に示される座金９５ａ，９５ｂ，９５ｃにおいても、やはり座金９５ａ，９５ｂ，９５ｃの内径部９６ａ，９６ｂ，９６ｃのエッジは角張っており、面取りされた状態とはなっていない（図４（ａ）−（ｃ）参照）。
【０００５】
このように、座金の内径部が面取りされていない場合には、座金の内径部のエッジがボルト座面と軸部との接合部に形成されたアール（丸み）と干渉してしまい、正確な締め付けができず、ボルトが緩んでしまう原因となる。
【０００６】
他方、このような座金の内径部の面取りを行うには、別の装置による切削または研削などの追加の加工が必要となる。このため、内径部が面取りされた座金は、その製造コストがさらに高くなってしまっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２７７６１９号公報
【特許文献２】実公昭３９−０３７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、材料の歩留まりを高めるとともに、切削または研削を行うことなく座金の内径部の面取りを低コストで行う座金製造方法および座金製造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】
【０００９】
本発明の座金製造方法は、
座金を製造する座金製造方法であって、
線材を所定の長さで切断して切断部材を生成する切断工程と、
前記切断部材を、据え込み部材によって押圧することで、該切断部材の一端面および他端面に円形状からなる凹部を形成するとともに、該凹部の外縁を面取りする据え込み工程と、
前記切断部材のうち前記凹部内の部分を打ち抜く打抜工程と、
を備えている。
【００１０】
本発明の座金製造方法は、
前記切断部材の一端側を載置部に載置する載置工程と、
一端側が前記載置部に載置された前記切断部材の他端側を予備据え込み部材によって押圧する予備成形工程と、をさらに備え、
前記据え込み工程が、前記予備成形工程の後で行われてもよい。
【００１１】
本発明の座金製造方法は、
前記予備成形工程で押圧された前記切断部材を、前記据え込み工程が行われる前に１８０度反転させる反転工程をさらに備えてもよい。
【００１２】
本発明の座金製造方法は、
前記据え込み工程の前に行われ、前記切断工程で生成された切断部材の一端を平坦にする端面矯正工程をさらに備えてもよい。
【００１３】
本発明の座金製造方法において、
前記据え込み工程は、前記切断部材の一端面または他端面の略中心を該一端面または該他端面の法線方向に沿って延ばす押し出し工程を有してもよい。
【００１４】
本発明の座金製造装置は、
座金を製造する座金製造装置であって、
線材を所定の長さで切断して切断部材を生成する切断部と、
前記切断部材を押圧することで、該切断部材の一端面および他端面に円形状からなる凹部を形成するとともに、該凹部の外縁を面取りする据え込み部材と、
前記切断部材のうち前記凹部内の部分を打ち抜く打抜部と、
を備えている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、線材を切断した切断部材を用いるので、材料の歩留まりを高めることができる。また、切断部材の一端面および他端面に円形状からなる凹部を形成するとともに当該凹部の外縁を面取りするので、切削または研削を行うことなく、座金の内径部の面取りを低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態による座金製造方法における各工程を示す概略図。
【図２】本発明の実施の形態による座金製造方法によって生成された切断部材および座金の概略構造を示す縦断面図。
【図３】従来の座金製造方法の一例を説明するための上方平面図。
【図４】従来の座金製造方法の別の例を説明するための斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態
以下、本発明に係る座金製造方法および座金製造装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１（ａ）−（ｇ）および図２（ａ）−（ｃ）は本発明の実施の形態を示す図である。
【００１８】
本実施の形態の座金製造装置はナットホーマなどの塑性加工機械からなり、座金７０（図１（ｇ）参照）を製造するために用いられる。図１（ａ）−（ｄ）に示すように、座金製造装置は、線材６０を所定の長さで切断して切断部材６５を生成する切断部１０と、切断部材６５を載置するためのダイスなどからなる雌型の第一載置部１７と、当該第一載置部１７内に挿入されて切断部材６５を押圧する押圧部１６と、を備えている。また、座金製造装置は、さらに、押圧部１６によって押圧された後の切断部材６５の下端側（一端側）を載置するためのダイスなどからなる雌型の第二載置部（載置部）２２と、下端側が第二載置部２２内に載置された切断部材６５の上端側（他端側）を押圧する予備据え込み部材２１も備えている。
【００１９】
このうち予備据え込み部材２１は、図１（ｄ）に示すように、略中心に予備凸形状部２６を有しており、当該予備凸形状部２６によって切断部材６５の上面の略中心にプレ凹部６６を形成するように構成されている。
【００２０】
また、座金製造装置は、予備据え込み部材２１によって据え込まれた後の切断部材６５を１８０度反転させる（上下方向を逆転させる）反転部（図示せず）と、予備据え込み部材２１によって押圧された後の切断部材６５をさらに押圧することで、当該切断部材６５の下面（一端面）および上面（他端面）に円形状からなる凹部６７を形成するとともに当該凹部６７の外縁を面取りする据え込み部材３０と、切断部材６５のうち凹部６７内の部分を打ち抜く打抜部４１も備えている（図１（ｆ）（ｇ）参照）。なお、打抜部４１によって切断部材６５のうち凹部６７内の部分が打ち抜かれることによって、座金（最終処理は未だ終わっていない座金）７０が生成されることとなる。
【００２１】
上述した据え込み部材３０は、図１（ｆ）に示すように、上方側に位置するとともに略中心に上部凸形状部３６を有する上部据え込み部材３１と、下方側に位置するとともに略中心に下部凸形状部３７を有する下部据え込み部材３２と、を有している。なお、下部据え込み部材３２は、略中心に円形状からなる開口部３８を有している。
【００２２】
また、図１（ｇ）に示すように、打抜部４１と対向する位置には、切断部材６５を支持する雌型ダイス４２が設けられている。
【００２３】
なお、本願では図示しないが、座金製造装置は、凹部６７内の部分が打ち抜かれることで生成された座金７０のバリを除去するバレル研磨部と、座金７０の表面のスケール（酸化皮膜）を除去するスケール除去部も備えている。
【００２４】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
【００２５】
まず、切断部１０によって、線材６０が所定の長さで切断されることで、切断部材６５が生成される（切断工程）（図１（ａ）（ｂ）参照）。この際、切断部材６５の直径ｄ１は最終的に生成される座金７０の外径部の５０％程度からなっており、切断部材６５の高さ（切断長さ）ｈ１は、ｄ１の７０％程度が望ましく、例えば６．５ｍｍ程度からなっている。
【００２６】
次に、切断部材６５の下端側（一端側）が第一載置部１７内に載置される。その後、押圧部１６によって、下端側が第一載置部１７内に載置された切断部材６５の上端側（他端側）が押圧される（端面矯正工程）（図１（ｃ）参照）。このとき、切断部材６５の下端（一端）が第一載置部１７によって矯正され、平坦な平面となる（下面が平坦になる）。このとき、切断部材６５の高さｈ２はｈ１の９５％程度の高さからなり（ｈ２≒ｈ１×０．９５）、直径ｄ２はｄ１よりも例えば０．０５ｍｍ程度長くなっている（ｄ２≒ｄ１＋０．０５ｍｍ）。なお、このように切断部材６５の下端（一端）を平坦な平面にすることによって、最終的に生成される座金７０の一端面と他端面を確実に平坦な形状にすることができるので好ましい。
【００２７】
次に、切断部材６５の下端側（一端側）が第二載置部（載置部）２２内に載置される（載置工程）。このとき、底面から高さｈ３．４までの部分が第二載置部２２内に載置されることとなる（図１（ｄ）および図２（ａ）参照）。その後、予備据え込み部材２１によって、下端側が第二載置部２２内に載置された切断部材６５の上端側（他端側）が押圧される（予備成形工程）（図１（ｄ）参照）。
【００２８】
このとき、切断部材６５の高さｈ３．１は４．５ｍｍ程度になっており、切断部材６５の直径ｄ３．１はｄ２よりも０．０５ｍｍ程度長くなっている（ｄ３．１≒ｄ２＋０．０５ｍｍ）（図２（ａ）参照）。また、直線状部分の高さｈ３．２は１．０〜１．５ｍｍ程度からなっている。また、切断部材６５のうち第二載置部２２の上方に位置する部分（予備据え込み部材２１によって押圧される部分）は直径ｄ３．３からなり、プレ凹部６６は直径ｄ３．２からなっている。このプレ凹部６６の傾斜角度θ１は６０度程度からなっている。なお、直径ｄ３．３は最終的に生成される座金７０の外径の例えば７０％程度からなっている。
【００２９】
次に、反転部（図示せず）によって、予備成形工程で押圧された切断部材６５が１８０度反転される（反転工程）（図１（ｅ）参照）。
【００３０】
次に、据え込み部材３０によって、予備成形工程で押圧された切断部材６５が押圧されて塑性加工される（据え込み工程）（図１（ｆ）参照）。このとき、上部据え込み部材３１の上部凸形状部３６によって切断部材６５の一端面（図１（ｆ）における上面）に円形状からなる凹部６７が形成されるとともに、当該凹部６７の外縁が面取りされる。同様に、下部据え込み部材３２の下部凸形状部３７によって、切断部材６５の他端面（図１（ｆ）における下面）に円形状からなる凹部６７が形成されるとともに、当該凹部６７の外縁が面取りされる。また、凹部６７よりも外縁側の部分が平板状に据え込まれる。
【００３１】
またこのとき、下部据え込み部材３２の開口部３８から切断部材６５の他端面の略中心が当該他端面の法線方向に沿って延ばされ、切断部材６５の余分な部分が据え込み部材３０の外部へ押し出される（押し出し工程）（図１（ｆ）参照）。
【００３２】
ここで、切断部材６５の外径部の直径はｄ４．４からなり、傾斜した凹部６７の外方側の直径（大径）はｄ４．３からなり、内方側の直径（小径）はｄ４．２からなっている（図２（ｂ）参照）。また、切断部材６５の厚みはｈ４．１からなり、凹部６７の深さはｈ４．２からなっている。そして、凹部６７の傾斜角度θ２は６０度よりも小さな角度からなっている。
【００３３】
また、押し出し工程で押し出された部分の直径ｄ４．１は例えば４．０〜４．５ｍｍ程度からなっており、押し出された部分の長さは切断工程において切断された切断部材６５の長さや切断部材６５の太さによって決まる。
【００３４】
次に、打抜部４１によって、切断部材６５のうち凹部６７内の部分が打ち抜かれる（打抜工程）（図１（ｇ）参照）。このことによって、内径部７１が面取りされた座金７０が生成される。なお、打ち抜かれた抜きカスは雌型ダイス４２の中空内へと飛ばされる。
【００３５】
次に、バレル研磨部によって生成された座金７０のバリが除去され、また、スケール除去部によって、生成された座金７０の表面のスケール（酸化皮膜）が除去される。
【００３６】
本実施の形態によれば、ナットホーマなどの塑性加工機械からなる一台の座金製造装置によって、切断工程、端面矯正工程、予備成形工程、据え込み工程および打抜工程（これらに加え、載置工程と反転工程）が行われるので、切削または研削を行うことなく座金７０の内径部７１の面取りを行うことができ、従来のように別の装置を用いることなく、低コストで内径部７１が面取りされた座金７０を生成することができる。なお、このように座金７０の内径部７１が面取りされているので、座金７０がボルト座面と軸部との接合部に形成されたアール（丸み）と干渉してしまい、ボルトが緩んでしまうことも防止することができる。
【００３７】
また、座金７０が塑性加工によって生成されるので座金７０が加工硬化されることとなり、その強度は、原料である線材６０の強度の１．２倍から１．４倍へと向上させることができる。このため、高強度の締め付けにも用いることができる座金７０を生成することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では上述のように、切断部材６５の余分な部分が開口部３８から据え込み部材３０の外部へ出され、最終的には打ち抜かれる（図１（ｆ）（ｇ）参照）。このため、切断工程において切断部材６５の大きさにばらつきがあったとしても、所定の大きさからなる座金７０を確実に生成することができる。
【００３９】
また、従来のように平鉄板９０からプレス加工で打ち抜くことによって座金９５が生成されるのではなく（図３参照）、本実施の形態によれば、座金７０が、線材６０が所定の長さで切断されることで生成されるので、材料の歩留まりを従来の５０％程度から８０％程度へと高めることができる。なお、一般に、平板材よりも線材６０の方が価格が安いことから、歩留まりの向上と相まって、座金７０を生成するためにかかる材料費を３０％程度安くすることができる。
【００４０】
また、本実施の形態では、据え込み工程を行う前に、予備成形工程で予備的に押圧して成形するので、最終的に生成される座金７０の形状をより確実に均一にすることができる。
【００４１】
また、本実施の形態では、予備成形工程と据え込み工程との間で、切断部材６５を反転させているが、このように切断部材６５を反転させることによって、経験則上、生成される座金７０の平坦度を向上させることができる点で好ましい。
【００４２】
さらに、本実施の形態では、予備成形工程で予めプレ凹部６６を切断部材６５の他端側（図１（ｄ）の上端側であり、図１（ｅ）の下端側）にのみ形成しているが、このようなプレ凹部６６を形成することによって、経験則上、打抜工程における打ち抜きを精度よく行うことができ、かつ、座金７０の内径部７１の傾斜を滑らかにすることができる点で好ましい。
【００４３】
なお、上述のようにして生成された座金７０は、ボルトによる締結に用いられ、自動車や建築物などの様々な物に用いることができる。この点、内径部７１が面取りされた座金７０を生成する際にコストが高くなると実用性に乏しいものとなるが、本実施の形態によれば、材料として線材６０を利用するとともに、ナットホーマなどの塑性加工機械からなる一台の座金製造装置によって、切断工程、端面矯正工程、予備成形工程、据え込み工程および打抜工程を行うので、内径部７１が面取りされた座金７０を生成する際のコストを低く抑えることができる点で優れている。
【００４４】
実施例
実施例として、座金７０の外径が１６ｍｍからなり、その厚みが１．６ｍｍからなる座金７０を生成する場合を例にとって説明する。
【００４５】
まず、直径が８．８ｍｍからなる線材６０を準備した。次に、切断部１０によって長さが６．３ｍｍからなる切断部材６５が生成された（切断工程）（図１（ａ）（ｂ）参照）。
【００４６】
次に、切断部材６５の下端側（一端側）が第一載置部１７内に載置された。その後、押圧部１６によって、下端側がダイス内に載置された切断部材６５の上端側（他端側）が押圧された（端面矯正工程）（図１（ｃ）参照）。このとき、切断部材６５の高さｈ２は６．０ｍｍからなっていた。
【００４７】
次に、切断部材６５の下端側（一端側）が第二載置部２２内に載置された（載置工程）。その後、予備据え込み部材２１によって、下端側が第二載置部２２内に載置された切断部材６５の上端側（他端側）が押圧された（予備成形工程）（図１（ｄ）参照）。
【００４８】
このとき、切断部材６５の高さｈ３．１は４．５ｍｍとなっており、ｈ３．２は１．０ｍｍとなっていた。また、切断部材６５のうち第二載置部２２の上方に位置する部分（予備据え込み部材２１によって押圧される部分）の直径ｄ３．３は１０．７ｍｍとなり、プレ凹部６６の直径ｄ３．２は７．４ｍｍとなっていた。なお、プレ凹部６６の深さｈ３．３は０．５ｍｍとなっていた（図２（ａ）参照）。
【００４９】
次に、反転部（図示せず）によって、予備成形工程で押圧された切断部材６５が１８０度反転された（反転工程）（図１（ｅ）参照）。
【００５０】
次に、据え込み部材３０によって、予備成形工程で押圧された切断部材６５が押圧されて塑性加工された（据え込み工程）（図１（ｆ）参照）。ここで、切断部材６５の外径部の直径ｄ４．４は１６ｍｍとなり、凹部６７の小さな直径（小径）ｄ４．２は７．４ｍｍとなり、押し出された部分の直径ｄ４．１は４．０ｍｍとなり、凹部６７の深さｈ４．２は１．７ｍｍとなっていた（図２（ｂ）参照）。
【００５１】
次に、打抜部４１によって、切断部材６５のうち凹部６７内の部分（小径より内側の部分）が打ち抜かれた（打抜工程）（図１（ｇ）参照）。このとき、座金７０の内径ｄ５は７．３５ｍｍからなっていた（図２（ｃ）参照）。
【００５２】
最後に、バレル研磨部によって生成された座金７０のバリが除去され、また、スケール除去部によって、生成された座金７０の表面のスケール（酸化皮膜）が除去されることで、（外径が１６ｍｍからなり、厚みが１．６ｍｍからなる）最終的な座金７０が生成された。
【符号の説明】
【００５３】
１０      切断部
１６      押圧部
１７      第一載置部
２１      予備据え込み部材
２２      第二載置部（載置部）
２６      予備凸形状部
３０      据え込み部材（据え込み部材）
３１      上部据え込み部材
３２      下部据え込み部材
３６，３７  凸形状部
３８      開口部
４１      打抜部
４２      雌型ダイス
６０      線材
６５      切断部材
６６      プレ凹部
６７      凹部
７０      座金
７１      座金の内径部
【図１】
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【図２】
2011025288.tif 000004
【図３】
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【図４】
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