(57)【要約】【課題】ねじ材料の軸部先端に設けたドリル部に生じている鍛造時のバリを、ねじ山の転造工程と同時に確実に取り除くことができるドリルねじの転造ダイスを提供する。【解決手段】ドリル部４の外面にドリル部鍛造時のバリ６が形成されたねじ材料１の前記元軸部２にねじ山７を転造するダイスであり、前記ダイス１１ａに形成したねじ山加工面１２の下部でねじ材料１の転がり方向の途中の位置に、第１のバリ取り突起１５と第２のバリ取り突起１６を設け、両バリ取り突起１５、１６が上下の幅とねじ山加工面の延長線に向く衝撃付加面１５ａ、１６ａの突出高さが異なるように形成され、ドリル部４に形成されたバリ６に段階的な衝撃を加えることでバリを除去する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部の先端にドリル部が設けられ、このドリル部の外面にドリル部鍛造時のバリが形成されたねじ材料の前記軸部にねじ山を転造するダイスであり、前記ダイスに形成したねじ山加工面の下部でねじ材料の転がり方向の途中の位置に、ドリル部のバリを除去するための第１のバリ取り突起と、この第１のバリ取り突起に対して前記ねじ材料の転がり方向の下流に位置する第２のバリ取り突起を設け、前記第１のバリ取り突起と第２のバリ取り突起が、ねじ材料のドリル部に形成されたバリに段階的な衝撃を加えることでバリを除去するように、上下の幅とねじ山加工面の延長線に向く衝撃付加面の突出高さが異なるように形成されているドリルねじの転造ダイス。
【請求項２】
上記第１のバリ取り突起は、ドリル部のバリを含む軸方向の長さよりも短い上下の幅を有し、衝撃付加面が転造されるねじ材料のドリル部におけるバリに当接して該ドリル部の外周面に達しない突出高さに形成され、上記第２のバリ取り突起は、転造されるねじ材料のバリを含むドリル部の軸方向の長さに見合う上下の幅を有し、衝撃付加面が前記ドリル部の外周面に近接する突出高さに形成されている請求項１に記載のドリルねじの転造ダイス。
【請求項３】
上記第１のバリ取り突起は、その長さが第２のバリ取り突起よりも長く設定され、ダイスに対して、転造されるねじ材料のドリル部におけるバリの先端側に当接する位置に設けられ、上記第２のバリ取り突起は、ダイスに対して、第１のバリ取り突起の後端側の位置に、上下方向が転造されるねじ材料のドリル部全長と対応する配置で設けられている請求項２に記載のドリルねじの転造ダイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、軸部の先端にドリル部が設けられたドリルねじの製造に用いるダイス、更に詳しくは、ねじ材料の軸部先端に設けたドリル部に生じている鍛造時のバリを、ねじ山の転造工程と同時に確実に取り除くことができるドリルねじの転造ダイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
軸部の先端に穿孔用のドリル部を備えたドリルねじは、特許文献１や２で知られているように、軸部の一端に頭部と他端にドリル部を鍛造により形成してねじ材料とし、この後一対の転造ダイスを用い、前記軸部にねじ山を転造して製造されることになる。
【０００３】
図３（ａ）は、ドリルねじのねじ材料１を示し、所定長さに切断した線材を用いた元軸部２の一端に頭部３と他端にドリル部４を鍛造により形成し、前記ドリル部４は、鍛造による凹溝５の形成時に、凹溝５部分の押し込まれたねじ素材の余剰部分が凹溝５の周縁や先端から外部に突出してバリ６となる。
【０００４】
図３（ｂ）は、バリ取り後の完成したドリルねじ１ａを示し、上記元軸部２を絞り込むことによって軸部２ａにねじ山７が転造によって形成され、ドリル部６から図３（ａ）のバリ６が除去された形態となり、このバリ６は軸部２ａにねじ山７を転造するときに除去することになる。
【０００５】
上記のように、軸部２ａにねじ山７を転造するときバリ６を除去するようにした従来のドリルねじ用の転造ダイスは、特許文献１や２のように、ダイスに形成したねじ山加工面の下部にドリル部の逃がし部を設け、この逃がし部におけるねじ材料の転がり方向に沿ってバリ取り部を設けた構造になっている。
【０００６】
上記バリ取り部は、特許文献１の場合、逃がし部における後端側の位置に、ねじ材料の軸方向に沿う上下幅が、ドリル部の全長よりも大きく、また、ドリル部の外周面に対する突出高さが、ドリル部の外径に接触する高さに設定されたバリ取り面によって形成され、このバリ取り面で、ねじ材料の転がりにより回転するドリル部のバリを除去してドリル部の外径を仕上げることになる。
【０００７】
また、特許文献２のバリ取り部は、逃がし部における前半に設けた傾斜面と後半に位置する平坦面によって形成され、この平坦面がドリル部の外径に接触する高さに設定された構造を有し、回転するドリル部のバリを前半の傾斜面で徐々に押し倒し、後半の平坦面でバリに衝撃を加えて除去すると共に、ドリル部の外径を仕上げることになる。
【０００８】
上記バリ取り部は、何れの場合も、ねじ材料の軸方向に沿う上下幅がドリル部バリを含む全長よりも大きく、また、バリ取り面や平坦面のドリル部外周面に対する突出高さが、ドリル部の外径に接近する高さに設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２１７号公報
【特許文献２】特開平３−２３４３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ドリル部から張り出すバリの厚みが厚い場合、バリはドリル部に対する一体化強度が強く、このため、特許文献１のバリ取り部のように、ドリル部のバリに対して該ドリル部の軸方向に沿う全長に亘り、一度に衝撃を加えて除去する構造になっていると、単純に一度の衝撃を与えるだけではバリを飛ばしきれない事態が発生し、バリの根本が残ることで不良品の発生になると共に、バリ取り部及びダイスに加わる衝撃が過大となり、バリ取り部及びダイスの耐久性を低下させるという問題がある。
【００１１】
また、特許文献２のバリ取り部は、前半の傾斜面でバリを徐々に折り曲げて平坦面でこれを除去しようとするため、ドリル部から張り出すバリの厚みが薄い場合、前半の傾斜面でバリをドリル部の外周に巻き付けることになり、このため、巻き付いたバリは後半の平坦面で打撃を加えても除去できない事態が発生したり、巻き付いたバリが後半の平坦面でドリル部の凹溝部分に押し込まれ、この凹溝を埋めてしまうという問題がある。
【００１２】
更に、図３（ａ）と（ｂ）のように、ドリルねじのドリル部は、その先端が円錐形のような尖り先端４ａに形成されており、バリ６の先端側はこの尖り先端４ａの周面から軸方向前方に張り出した形状になっているが、特許文献１と２のように、従来のバリ取り部は、上下の幅寸法がドリル部４のバリ６を含む軸方向長さに対応するよう設定されているので、バリ６に衝撃を与える場合、バリ６の尖り先端４ａの円錐形周面から張り出す部位や、尖り先端４ａの軸方向前方に張り出した部分に対する衝撃付加が十分に行えず、このため、バリ６の厚みに関係なく、尖り先端４ａの円錐形周面にバリの取り残しが発生するという問題がある。
【００１３】
そこで、この発明の課題は、ドリル部のバリに対して部分的な衝撃と全体的な衝撃を二段階的に加えることで、バリの厚みに変動があっても取り残しがないよう確実に除去でき、ドリル部を綺麗に仕上げると共に、ダイスの耐久性向上を図ることができるドリルねじの転造ダイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、軸部の先端にドリル部が設けられ、このドリル部の外面にドリル部鍛造時のバリが形成されたねじ材料の前記軸部にねじ山を転造するダイスであり、前記ダイスに形成したねじ山加工面の下部でねじ材料の転がり方向の途中の位置に、ドリル部のバリを除去するための第１のバリ取り突起と、この第１のバリ取り突起に対して前記ねじ材料の転がり方向の下流に位置する第２のバリ取り突起を設け、前記第１のバリ取り突起と第２のバリ取り突起が、ねじ材料のドリル部に形成されたバリに段階的な衝撃を加えることでバリを除去するように、上下の幅とねじ山加工面の延長線に向く衝撃付加面の突出高さが異なるように形成されているようにしたものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のドリルねじの転造ダイスにおいて、上記第１のバリ取り突起は、ドリル部のバリを含む軸方向の長さよりも短い上下の幅を有し、衝撃付加面が転造されるねじ材料のドリル部におけるバリに当接して該ドリル部の外周面に達しない突出高さに形成され、上記第２のバリ取り突起は、転造されるねじ材料のバリを含むドリル部の軸方向の長さに見合う上下の幅を有し、衝撃付加面が前記ドリル部の外周面に近接する突出高さに形成されているようにしたものである。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項２に記載のドリルねじの転造ダイスにおいて、上記第１のバリ取り突起は、その長さが第２のバリ取り突起よりも長く設定され、ダイスに対して、転造されるねじ材料のドリル部におけるバリの先端側に当接する位置に設けられ、上記第２のバリ取り突起は、ダイスに対して、第１のバリ取り突起の後端側の位置に、上下方向が転造されるねじ材料のドリル部全長と対応する配置で設けられているようにしたものである。
【００１７】
ここで、上記転造ダイスは、固定ダイスと移動ダイスからなり、ねじ山加工面間にねじ材料を挟んで対向し得るように配置され、固定ダイスと移動ダイスは、長さ方向の全長に亘って設けたねじ山加工面が、交互に並列する傾斜状態の突起部と谷溝によって形成され、前記ねじ山加工面の下部が、前記ねじ山加工面よりも凹入するドリル部の逃がし部となり、固定ダイスと移動ダイスの何れか一方又は両方におけるドリル部の逃がし部に、第１のバリ取り突起と第２のバリ取り突起が設けられている。
【００１８】
上記第１のバリ取り突起は、ねじ材料の転がり方向に長く、上下の幅が狭い横長のブロック状に形成され、ドリル部の逃がし部に対して、ねじ材料の転がり方向に沿う途中の位置で、ねじ山が転造されるねじ材料のドリル部に形成されているバリに対して、該バリのドリル部の先端から突出する部分に対応する上下位置に、前記転がり方向に沿うように水平に配置され、ドリル部のバリに対して部分的な一段目の衝撃を加えるようになっている。
【００１９】
また、第２のバリ取り突起は、ドリル部のバリを含む長さに対応する上下の幅を有する矩形状のブロックに形成され、ドリル部の逃がし部に対して、上記第１のバリ取り突起の後端側の位置で、ドリル部の全長に対応する上下位置に配置され、第１のバリ取り突起で衝撃が加えられて脆くなった先端側のバリと、残りのバリに二段目の衝撃を加えることでこれを確実に除去することになる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によると、ダイスに形成したねじ山加工面の下部に、上下の幅とねじ山加工面の延長線に向く衝撃付加面の高さが異なる第１のバリ取り突起と第２のバリ取り突起を設けたので、ドリル部のバリに対して第１のバリ取り突起で部分的な一段目の衝撃を加え、これによって脆くなったバリに第２のバリ取り突起で全体的な二段目の衝撃を加えることになり、一段目の衝撃でバリを部分的に脆くするだけであるので、バリの厚みが薄い場合は、ドリル部にバリが巻き付くのを防ぎ、また、バリの厚みが厚い場合もバリを部分的に脆くでき、このように、一段目の衝撃でバリの一部を次の衝撃で容易に破壊できる程度に脆くなった状態にすることで、第２のバリ取り突起によって加える二段目の衝撃がバリの全体に対して有効に作用し、第２のバリ取り突起でバリ全体を確実に除去できることになり、バリを綺麗かつ確実に取り除けるのでドリルねじ製造時の不良品の発生を防ぐことができる。
【００２１】
また、第１と第２のバリ取り突起でバリに対して二段的に衝撃を加えてバリ取りを行うので、バリ取り時に発生する衝撃を緩和でき、バリの厚みが厚い場合でも第１と第２のバリ取り突起及びダイスに対して、一気に大きな負荷がかかるのを防ぐことで、第１と第２のバリ取り突起及びダイスの耐久性を向上させることができる。
【００２２】
更に、第１のバリ取り突起を、ドリル部のバリを含む軸方向の長さよりも短い上下の幅とし、ドリル部におけるバリの先端側に当接する位置に設けるようにすれば、第１のバリ取り突起でバリの尖り先端の円錐形周面から張り出す部位や、尖り先端の軸方向前方に張り出した部分に衝撃を有効に加えることができ、一段目の衝撃でバリの当該部分を部分的に脆くするので、第２のバリ取り突起による衝撃でバリ全体を確実に除去でき、このため、バリの厚みに関係なく、尖り先端の円錐形周面や先端部におけるバリの取り残し発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）はこの発明に係るダイスのねじ山加工面を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂでの拡大した横断平面図、（ｃ）は（ａ）の矢印ｃ−ｃでの拡大した縦断側面図
【図２】はこの発明に係るダイスに設けたバリ取り部の構造を示す斜視図
【図３】（ａ）はねじ材料を示す正面図、（ｂ）は完成したドリルねじを示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、ねじ材料に転造加工を施してドリルねじを得るこの発明の転造ダイス１１を示し、このダイス１１はねじ材料１の転造方向に長い長方形となる固定ダイス１１ａと移動ダイス１１ｂの組み合わせからなり、ねじ材料１の元軸部２を転圧する間隔を設けて対向させる両者のねじ山加工面１２は、それぞれねじ山７と谷部７ａを形成する突起部１２ａと谷溝１２ｂが交互に並列する状態で長さ方向の全長に亘って設けられ、前記突起部１２ａは、谷部７ａを成形するための頂部が平坦な台形条の断面形状を有し、隣接するこの突起部１２ａ間がねじ山７を成形するＶ字状の谷溝１２ｂとなり、突起部１２ａと谷溝１２ｂはねじ材料１の転がり方向に沿って下がる所定の傾斜角度になっている。
【００２６】
なお、ねじ材料１の構造は図３（ａ）に、完成したドリルねじ１ａは図３（ｂ）に示したとおりである。
【００２７】
上記固定ダイス１１ａと移動ダイス１１ｂのねじ山加工面１２の下部は、このねじ山加工面１２よりも凹入するドリル部４の逃がし部１３となり、ドリル部４のバリ６を含む軸方向全長よりも長い上下の幅でダイス１１ａ、１１ｂの全長に亘って形成され、前記固定ダイス１１ａと移動ダイス１１ｂの何れか一方又は両方における逃がし部１３の途中の位置に、バリ取り部１４が設けられ、このバリ取り部１４は、上下の幅とねじ山加工面１２の延長線に向く衝撃付加面の突出高さが異なる第１のバリ取り突起１５と第２のバリ取り突起１６で形成されている。
【００２８】
図１（ａ）のように、第１のバリ取り突起１５と第２のバリ取り突起１６は、その下側面が同じ水平レベルとなるようダイス１１ａに固定され、第１のバリ取り突起１５の衝撃付加面１５ａと第２のバリ取り突起１６の衝撃付加面１６ａは、図１（ｃ）のように、ねじ山加工面１２の延長線１２ｃに向く突出高さが、第２のバリ取り突起１６の方が高くなり、第１のバリ取り突起１５の衝撃付加面１５ａと第２のバリ取り突起１６の間に段差がある。
【００２９】
上記第１のバリ取り突起１５は、ねじ材料１の転がり方向に長く、上下の幅が狭い横長の突条に形成され、ドリル部４の逃がし部１３に対して、ねじ材料１の転がり方向に沿う途中の位置で、ねじ山７が転造されるねじ材料１のドリル部４に形成されているバリ６に対して、該バリ６のドリル部４の先端から突出する部分に対応する上下の位置に、前記転がり方向に沿う水平に配置され、その衝撃付加面１５ａは、転造されるねじ材料１のドリル部４におけるバリ６に当接して該ドリル部４の外周面に達しない突出高さに形成され、ドリル部４のバリ６に対して部分的な一段目の衝撃を加えるようになっている。
【００３０】
また、第２のバリ取り突起１６は、ドリル部４のバリ６を含む長さに対応する上下の幅を有する矩形状のブロック状に形成され、ドリル部４の逃がし部１３に対して、上記第１のバリ取り突起１５の後端側の位置で、ドリル部４のバリ６を含む全長に対応する上下方向の位置に配置され、その衝撃付加面１６ａは前記ドリル部４の外周面に近接もしくは接触する突出高さに形成され、上記第１のバリ取り突起１５で衝撃が加えられて脆くなった先端側のバリと、ドリル部４の外周にある残りのバリに二段目としての衝撃を加えるようになっている。
【００３１】
上記第１のバリ取り突起１５の長さを、ねじ材料１の元軸部２における周長の数倍となる横長に形成したので、ねじ山７の転造時に回転移動するバリ６の先端に対して、ドリル部４から容易に離脱するような脆くなった状態にするために必要な衝撃付与回数を確保でき、また、第２のバリ取り突起１６は、ねじ材料１のドリル部４の周長に見合う長さとすることで、第２のバリ取り突起１６に進入するバリ６の位相条件が一定しなくても、バリ６の軸方向全長に対して確実に衝撃を与えることができると共に、長さを短く設定することで、除去したバリのドリル部４外周への巻き込み発生を防ぎ、同時に、この第２のバリ取り突起１６でドリル部４の外周面を仕上げることになる。
【００３２】
なお、上記したバリ取り部１４は、図示の場合、矩形状となるブロック基台１７の前面に、第１のバリ取り突起１５と第２のバリ取り突起１６を一体に設け、前記ブロック基台１７をダイス１１ａに設けた角孔に嵌め込んで固定し、第１のバリ取り突起１５と第２のバリ取り突起１６を、逃がし部１３に対して上記した条件の配置としたものである。
【００３３】
この発明のダイス１１は、上記のような構成であり、移動ダイス１１ｂが退動位置にある状態で、固定ダイス１１ａと移動ダイス１１ｂの間に、予め元軸部２両端に頭部３とドリル部４が鍛造によって加工され、前記ドリル部４の周囲から軸方向前方亘り、凹溝５の形成によりバリ６が突出しているねじ材料１を供給し、移動ダイス１１ｂを前進位置に移動させると、両ダイス１１ａと１１ｂで挟まれたねじ材料１の元軸部２は、転がりながら両ダイス１１ａと１１ｂのねじ山加工面１２で転圧を受け、谷部７ａが絞られて素材の一部が谷溝１２ｂに流れることでねじ山７が形成される。
【００３４】
ねじ材料１の元軸部２に対するねじ山７の加工時に、ドリル部４は逃がし部１３間に納まって回転しながら移動し、ねじ山７の加工途中において、先ず、ドリル部４のバリ６における先端部が回転しながら第１のバリ取り突起１５によって衝撃が加えられる。
【００３５】
この第１のバリ取り突起１５は、バリ６に対してドリル部４の先端部に位置する部分と対応する上下位置に配置され、その衝撃付加面１５ａが転造されるねじ材料１のドリル部４におけるバリ６に当接して該ドリル部４の外周面に達しない突出高さに設定されているので、バリ６に対してドリル部４の先端部に対して部分的に衝撃を加え、バリ６のドリル部４の円錐形先端に連なる部分に対して効率的に脆くすることができ、前記衝撃付加面１５ａがドリル部４の外周面よりも低くなっていることで、バリ６の衝撃を加えた部分のドリル部４への巻き付き発生を防いでいる。
【００３６】
次に、ドリル部４は第１のバリ取り突起１５を通過すると、第２のバリ取り突起１６によって衝撃が加えられる。
【００３７】
第２のバリ取り突起１６は、バリ６に対してドリル部６のバリ６を含む全長に対応する上下位置に配置され、その衝撃付加面１６ａが転造されるねじ材料１のドリル部４の外周面に近接又は当接する突出高さに設定されているので、バリ６の全長に対して強い衝撃を加えることができ、この衝撃により、バリ６のドリル部４の先端部に位置する部分は、脆くなった根本部分から確実に離脱すると共に、バリ６のドリル部４の外周に位置する部分は根本部分から一気に折り取られ、これによりバリ６はドリル部４から離脱して除去され、両ダイス１１ａｓ１１ｂ間の下部空間に落下排出される。
【００３８】
上記第２のバリ取り突起１６は、衝撃付加面１６ａが転造されるねじ材料１のドリル部４の外周面に当接する突出高さに設定すると、ドリル部４からバリ６を除去すると共に、ドリル部４の外周面を綺麗に仕上げることができる。
【００３９】
また、バリ６の除去において、第１のバリ取り突起１５でバリ６の先端側に衝撃を加え、バリ６の先端側におる根本部分を脆くし、その後、第２のバリ取り突起１６で一気に衝撃を加えてバリを除去するので、二段階的な衝撃によりバリ６を綺麗かつ確実に取り除けるだけでなく、バリ取り時に発生する衝撃を段階的にすることで緩和でき、一気に大きな負荷がかかるのを防ぐことで、第１と第２のバリ取り突起１５、１６及びダイス１１ａ、１１ｂの耐久性を向上させることができる。
【００４０】
更に、一段目の衝撃でバリの当該部分を部分的に脆くするので、第２のバリ取り突起１６による衝撃でバリ全体を確実に除去でき、このため、バリ６の厚みに関係なく、尖り先端の円錐形周面や先端部におけるバリ６の取り残し発生を防ぐことができる。
【００４１】
上記のように、ねじ材料１は、ドリル部４が第２のバリ取り突起１６を通過すると、両ダイス１１ａと１１ｂのねじ山加工面１２による転圧が続き、両ダイス１１ａと１１ｂの端部から取り出されることで、図３（ｂ）に示したドリルねじ１ａが得られることになる。
【符号の説明】
【００４２】
１        ねじ材料
１ａ      ドリルねじ
２        元軸部
２ａ      軸部
３        頭部
４        ドリル部
５        凹溝
６        バリ
７        ねじ山
１１      ダイス
１１ａ    固定ダイス
１１ｂ    移動ダイス
１２      ねじ山加工面
１２ａ    突起部
１２ｂ    谷溝
１３      逃がし部
１４      バリ取り部
１５      第１のバリ取り突起
１５ａ    衝撃付加面
１６      第２のバリ取り突起
１６ａ    衝撃付加面
１７      ブロック基台
【図１】
2019010665.tif 000003
【図２】
2019010665.tif 000004
【図３】
2019010665.tif 000005