(57)【要約】【課題】ダイスの加工部分のみを交換可能とすることで、ダイスを丸ごと交換する手間をなくし、簡易な交換作業でねじの転造作業を速やかに再開させることができるねじ転造ダイスを提供する。【解決手段】ねじ転造ダイス１では、ローラダイス５が、ベース部材１０と、それに着脱可能な加工部材１５とから構成されており、また、セグメントダイス２５も同様に、ベース部材３５と、それに着脱可能な加工部材３５とから構成されている。即ち、両ダイスにおいて、ねじ基材にねじ転造加工を行う加工部材のみが着脱可能となっており、加工部材に形成されたねじ形状が摩耗、破損等した場合には、加工部材のみを交換すればよく、ダイスを丸ごと交換する必要がないので、交換作業が簡単になるだけでなく、ダイス全体のコストを低減させることもできる。【選択図】  図１
2004255448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視略円環形状を有し、その軸心部の中空部に挿嵌された回転軸の回転に伴って回転するローラダイスと、当該ローラダイスと所定の隙を形成し、ローラダイスを挟んで前記回転軸と反対側に位置する平面視略円弧状のセグメントダイスとを備え、前記両ダイス間でねじの基材に対してねじ部の転造加工を行うねじ転造ダイスであって、
前記ローラダイスは、
前記中空部を備え、前記回転軸に回転可能に装着されて、実質的に前記基材に加工を行わない第１のベース部材と、
当該第１のベース部材に形成された第１の取付部に着脱可能に取り付けられ、前記基材に対してねじ転造加工を行う平面視略円弧状の第１の加工部材とを備え、
当該第１の加工部材の外周面には第１のねじ形状が形成されており、
前記セグメントダイスは、
前記第１の加工部材と対向し、その第１の加工部材と協働して前記基材にねじ転造加工を行う平面視略円弧状の第２の加工部材を備え、
当該第２の加工部材の内周面には第２のねじ形状が形成されており、
前記第１及び第２の加工部材間で前記ねじの基材を挟み込み、前記第１のねじ形状と第２のねじ形状とによって前記ねじの基材に対してねじ部の転造加工をすることを特徴とするねじ転造ダイス。
【請求項２】
前記セグメントダイスは、前記第２の加工部材が着脱可能に取り付けられる第２のベース部材をさらに備え、
当該第２のベース部材には、前記第２の加工部材が取り付けられる第２の取付部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のねじ転造ダイス。
【請求項３】
前記第１の加工部材は、前記第２の加工部材に対して、それと同じ個数、又はその整数倍の個数だけ前記ローラダイスに配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ転造ダイス。
【請求項４】
前記ねじ転造ダイスを平面視したとき、少なくとも一対の前記第２の加工部材が、前記回転軸を挟んで対向した状態に配設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のねじ転造ダイス。
【請求項５】
前記第１の加工部材の円弧の円周方向各端面における前記第１のねじ形状が、各端面の中心点に対してそれぞれ点対称となっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のねじ転造ダイス。
【請求項６】
前記第２の加工部材の円弧の円周方向各端面における前記第２のねじ形状が、各端面の中心点に対してそれぞれ点対称となっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のねじ転造ダイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト等のねじの基材に対してねじ部を転造加工するねじ転造ダイスに関し、詳細には、ローラダイスとセグメントダイスとからなるロータリ型のねじ転造ダイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ボルト等のねじの基材に対してねじ部を転造加工するのに、ロータリ型のねじ転造ダイスが採用されている。このロータリ型のねじ転造ダイスでは、鉛直方向に延びる回転軸を中心として回転する円環形状のローラダイスと、該ローラダイスを挟んで前記回転軸と反対側に配設された円弧状のセグメントダイスとでねじの基材を挟み込んでねじの転造加工をする構造となっている。詳細には、ローラダイスの外側円周面及びセグメントダイスの内側円周面には、それぞれねじ形状が形成されており、両ダイス間でねじの基材を挟み込んでローラダイスを回転させると、前記各ねじ形状によってねじ基材の外周面にねじ部が転造加工されるようになっている。また、一般的に、これらローラダイス及びセグメントダイスは、鋼材等の材料で一体成形されており、その円周面又は円弧面全域に渡ってねじ形状が連続して形成されている。
【０００３】
ところで、ロータリ型のねじ転造ダイスでは、ローラダイス及びセグメントダイスがそれぞれ一体に構成されているため、おねじ部の長さ寸法やピッチなどが異なるねじの種類毎にそれ等のローラダイス及びセグメントダイスを用意する必要があり、設備コストが高くなるという問題がある。特に、形状が特殊なねじに対しては、ねじの種類毎にそれ等のダイスを用意することは極めて困難である。このような問題を解決するために、例えば、異なったいくつかのパターンを持つダイスを並列配置して１つのダイスを形成し、複数種類のねじを転造加工する場合も比較的コストを低く抑えられるという効果が得られるダイスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−１２２８０９（第４−５頁、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術では、ローラダイスを長期に渡って使用した場合、長期の使用に伴ってその外周面に形成されたねじ形状が一部でも摩耗又は破損等したときには、ローラダイスを丸ごと交換しなければならなかった。このため、ローラダイスのまだ使用できる箇所を十分使用することができず、使用効率が悪いという問題があった。また、ローラダイスは一般的に大きさ及び重量が大きいため、交換作業に多くの手間と時間とがかかり、速やかには作業を復旧できないという問題があった。また、特許文献１に係るダイスは、特殊な形状のねじを転造する場合には有効であるが、一般的なねじの転造の際に発生する上記のような問題を解決できるものではなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ダイスの加工部分のみを交換可能とすることで、ダイスを丸ごと交換する手間をなくし、簡易な交換作業でねじの転造作業を速やかに再開させることができるねじ転造ダイスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のねじ転造ダイスは、平面視略円環形状を有し、その軸心部の中空部に挿嵌された回転軸の回転に伴って回転するローラダイスと、当該ローラダイスと所定の隙を形成し、ローラダイスを挟んで前記回転軸と反対側に位置する平面視略円弧状のセグメントダイスとを備え、前記両ダイス間でねじの基材に対してねじ部の転造加工を行うものであって、前記ローラダイスは、前記中空部を備え、前記回転軸に回転可能に装着されて、実質的に前記基材に加工を行わない第１のベース部材と、当該第１のベース部材に形成された第１の取付部に着脱可能に取り付けられ、前記基材に対してねじ転造加工を行う平面視略円弧状の第１の加工部材とを備え、当該第１の加工部材の外周面には第１のねじ形状が形成されており、前記セグメントダイスは、前記第１の加工部材と対向し、その第１の加工部材と協働して前記基材にねじ転造加工を行う平面視略円弧状の第２の加工部材を備え、当該第２の加工部材の内周面には第２のねじ形状が形成されており、前記第１及び第２の加工部材間で前記ねじの基材を挟み込み、前記第１のねじ形状と第２のねじ形状とによって前記ねじの基材に対してねじ部の転造加工をすることを特徴とする。
【０００８】
この構成のねじ転造ダイスでは、ローラダイスは、中空部を備え、回転軸に回転可能に装着されて、実質的にねじ基材に加工を行わない第１のベース部材と、当該第１のベース部材に形成された第１の取付部に着脱可能に取り付けられ、ねじ基材に対してねじ転造加工を行う平面視略円弧状の第１の加工部材とを備え、当該第１の加工部材の外周面には第１のねじ形状が形成されている。また、セグメントダイスは、第１の加工部材と対向し、その第１の加工部材と協働してねじ基材にねじ転造加工を行う平面視略円弧状の第２の加工部材を備え、当該第２の加工部材の内周面には第２のねじ形状が形成されている。ローラダイスでは、ねじ基材にねじの転造加工を行う第１の加工部材が、第１のベース部材に形成された取付部に着脱可能に取り付けられるので、ねじ基材にねじ転造加工を行う加工部材のねじ形状が摩耗又は破損等した場合も、その破損した加工部材のみを交換すればよく、ダイス全体を交換する必要がない。従って、ダイスの交換作業を簡易化でき、ねじ転造作業を速やかに再開することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載のねじ転造ダイスでは、前記セグメントダイスは、前記第２の加工部材が着脱可能に取り付けられる第２のベース部材をさらに備え、当該第２のベース部材には、前記第２の加工部材が取り付けられる第２の取付部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成のねじ転造ダイスでは、請求項１に記載の発明の作用に加えて、ローラダイスと同様に、セグメントダイスもまたベース部材と加工部材とから構成されているので、ねじ基材にねじ転造加工を行う加工部材のねじ形状が摩耗又は破損等した場合も、その破損した加工部材のみを交換すればよく、ダイス全体を交換する必要がない。従って、転造ダイス全体として、ダイスの交換作業をより簡易化でき、ねじ転造作業を速やかに再開することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載のねじ転造ダイスでは、請求項１又は２に記載のねじ転造ダイスの構成に加えて、前記第１の加工部材は、前記第２の加工部材に対して、それと同じ個数、又はその整数倍の個数だけ前記ローラダイスに配設されていることを特徴とする。
【００１２】
この構成のねじ転造ダイスでは、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、第１の加工部材が、第２の加工部材と同じ個数、又はその整数倍の個数だけローラダイスに配設されているので、ローラダイス１回転あたりのねじの生産数を増加させることができ、生産効率を向上できる。
【００１３】
また、請求項４に記載のねじ転造ダイスでは、請求項１乃至３の何れかに記載のねじ転造ダイスの構成に加えて、前記ねじ転造ダイスを平面視したとき、少なくとも一対の前記第２の加工部材が、前記回転軸を挟んで対向した状態に配設されていることを特徴とする。
【００１４】
この構成のねじ転造ダイスでは、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の作用に加えて、ねじ転造ダイスを平面視したとき、第２の加工部材が、回転軸を挟んで少なくとも一対対向した状態に配設されているので、ローラダイスにバランスよく転造圧をかけることができ、転造加工に伴って回転軸に曲げ荷重が作用するのを防止することができる。また、少なくとも一対の第２の加工部材に対して、第１の加工部材がそれと同数又はその整数倍設けられているので、ローラダイスの１回転あたりのねじの生産数を増加させることができ、生産効率をより向上できる。
【００１５】
また、請求項５に記載のねじ転造ダイスでは、請求項１乃至４の何れかに記載のねじ転造ダイスの構成に加えて、前記第１の加工部材の円弧の円周方向各端面における前記第１のねじ形状が、各端面の中心点に対してそれぞれ点対称となっていることを特徴とする。
【００１６】
この構成のねじ転造ダイスでは、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加えて、第１の加工部材の円弧の円周方向各端面における第１のねじ形状が、各端面の中心点に対してそれぞれ点対称となっているので、第１の加工部材を、その取り付け方向に特に注意することなくローラダイスの第１のベース部材に取り付けることができる。また、ねじ基材の長さが短い場合には、第１の加工部材を回転させて、それまで使用していなかった側の部分で再度ねじ転造を行うことができ、ダイスの命数を延ばすことができると共に、ねじの品質を安定させることができる。
【００１７】
また、請求項６に記載のねじ転造ダイスでは、請求項１乃至４の何れかに記載のねじ転造ダイスの構成に加えて、前記第２の加工部材の円弧の円周方向各端面における前記第２のねじ形状が、各端面の中心点に対してそれぞれ点対称となっていることを特徴とする。
【００１８】
この構成のねじ転造ダイスでは、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加えて、第２の加工部材の円弧の円周方向各端面における第２のねじ形状が、各端面の中心点に対してそれぞれ点対称となっているので、第２の加工部材を、その取り付け方向に特に注意することなくセグメントダイスの第２のベース部材に取り付けることができる。また、ねじ基材の長さが短い場合には、第２の加工部材を回転させて、それまで使用していなかった側の部分で再度ねじ転造を行うことができ、ダイスの命数を延ばすことができると共に、ねじの品質を安定させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したねじ転造ダイスの一実施形態について、図面を参照して説明する。尚、本実施の形態では、２つの加工部材が取り付けられたローラダイスと、該ローラダイスと離間して、その外側に一対となって配設された２つのセグメントダイスとから構成されるねじ転造ダイスについて説明する。まず、図１及び図２を参照して、転造ダイス１の構造について説明する。ここで、図１は、転造ダイス１の全体構成を示す斜視図であり、図２は、同平面図である。図１及び図２に示すように、転造ダイス１は、平面視略円環状のローラダイス５と、該ローラダイス５の円環の径方向（以下、単に「ローラダイス５の径方向」という。）外側に所定間隔を空けて離間して位置する平面視略円弧状のセグメントダイス２５とから構成されている。ローラダイス５及びセグメントダイス２５の何れも、ローラダイス５の径方向に所定の幅を有し、またその径方向と直交するローラダイス５の軸心Ｌ方向に所定の厚みを有した外形形状を有している。尚、本実施の形態におけるねじ転造ダイス１は、従来の転造ダイスと同様に、鋼材からなるものである。
【００２０】
また、ローラダイス５及びセグメントダイス２５は、それぞれボルト等のねじの基材（図示外）に対してねじ転造加工を行うための加工部材を備えている。具体的には、ローラダイス５は、自身外周面側にねじ形状１６が形成された第１の加工部材１５を備え、セグメントダイス２５は、自身内周面側に上記ねじ形状１６と対向するねじ形状３６が形成された第２の加工部材３５を備えている。そして、ねじ基材は、ローラダイス５の中空部６に挿嵌された回転軸５０の図中時計回り方向への回転に伴って、時計回りの基端側（以下、「上流側」という。）から時計回りの先端側（以下、「下流側」という。）へと搬送されつつ、第１の加工部材１５と第２の加工部材３５との間に挟まれてその外周面にねじ部が転造されることになる。
【００２１】
次に、図３及び図４を参照して、ローラダイス５の構造について説明する。ここで、図３は、ローラダイス５の斜視図であり、図４は、ローラダイス５の分解斜視図である。図３及び図４に示すように、ローラダイス５は、中空部６によって自身軸心部が開放されたベース部材１０と、そのベース部材１０の外側周面１０ｃ側に着脱可能に取り付けられる２つの加工部材１５とから構成されており、全体的に、平面視円環形状を図中上下方向に引き延ばした略ドーナツ型形状を有している。詳しくは、ベース部材１０は、その外周部分が一部切り欠かれた略円環状の上側面１０ａと、当該上側面１０ａと平行に位置する完全な円環形状の下側面（図示外）とを備え、それら上下側面は、ローラダイス５の径方向内側及び外側に位置し、軸心Ｌと平行な内側周面１０ｂ及び外側周面１０ｃで連結されている。
【００２２】
中空部６は、内側周面１０ｂによって画成されており、その一部が、切り欠き６０によって軸心Ｌ方向に渡って略直方体状に切り欠かれた形状となっている。この切り欠き６０は、仮想線で示す回転軸５０の外周面から突出した突出部（図示外）と係合するようになっており、それにより、回転軸５０とローラダイス５との正確な係合位置が決まることになる。尚、ベース部材１０は、請求項における第１のベース部材に相当し、加工部材１５は、同第１の加工部材に相当する。
【００２３】
また、ベース部材１０の外側周面１０ｃ側において、中空部６を挟んで対向する位置には、後に詳述する加工部材１５を取り付けるための加工部材取付部１３，１３が一対となって形成されている。加工部材取付部１３，１３は、それぞれ平面視略円弧状に切り欠かれた形状を有し、互いに対向した状態でローラダイス５の周方向に沿って扇角略８０°の領域に渡って形成されている。詳細には、加工部材取付部１３，１３は、上記略８０°の領域において、外側周面１０ｃから内側周面１０ｂ方向に向かってローラダイス５の径方向寸法略５分の２程度、かつ上側面１０ａから下側面方向に向かって軸心Ｌ方向寸法の略５分の４程度切り欠かれた形状となっている。尚、加工部材取付部１３，１３は、請求項における第１の取付部に相当する。
【００２４】
そして、各加工部材取付部１３において、外側周面１０ｃから内側周面１０ｂ方向に向かってローラダイス５の径方向寸法略５分の２程度進んだ位置には、ローラダイス５の径方向と直交するように湾曲した正面視略長方形の第１の鉛直壁１３ａが形成されており、上側面１０ａから下側面方向に向かって軸心Ｌ方向寸法の略５分の４程度進んだ位置には、軸心Ｌと直交する平面視略円弧状の水平壁１３ｂが形成されている。さらに、加工部材取付部１３の周方向両端部には、ローラダイス５の周方向と直交し、かつ軸心Ｌと平行な第２の鉛直壁１３ｃがそれぞれ形成されている。この第２の鉛直壁１３ｃは、加工部材取付部１３の上流側と下流側とにそれぞれ形成されている。
【００２５】
そして、加工部材取付部１３，１３には、ねじの基材（図示外）にねじ転造加工をするための加工部材１５がそれぞれ取り付けられることになる。加工部材１５は、図４に示すように、ベース部材１０に形成された加工部材取付部１３，１３と同様に平面視略円弧形状を有し、ローラダイス５の径方向に所定の幅を有する円弧形状の上側面１５ａと、上側面１５ａと同一形状かつ平行な下側面（図示外）と、当該上下側面をローラダイス５の径方向内側及び外側でそれぞれ連結する内側周面１５ｂ、外側周面１５ｃと、前記上下側面をローラダイス５の周方向両端部でそれぞれ連結する両端面１５ｄ，１５ｅとを備えた６面体形状を有している。内側周面１５ｂ、外側周面１５ｃは、共に正面視で前記周方向に長手の略長方形形状を有し、それぞれ上下側面の円弧状辺に沿って湾曲している。尚、加工部材取付部１３が、ローラダイス５の周方向に沿って扇角略８０°の範囲に形成されていたのに対し、この加工部材１５は、同周方向に沿って扇角略７０°の範囲に形成されている。
【００２６】
また、加工部材１５のローラダイス５周方向両端部に形成された両端面１５ｄ，１５ｅは、共に軸心Ｌ方向に長手の略長方形形状を有しており、図中では、端面１５ｅが上流側に、端面１５ｄが下流側にそれぞれ位置している。また、加工部材１５の外側周面１５ｃには、連続したねじ形状１６（請求項における第１のねじ形状に相当）が形成されており、このねじ形状１６によってねじの基材にねじが形成されることになる。ここで、特に図示しないが、加工部材１５の両端面１５ｄ及び１５ｅにおける各ねじ形状１６は、各端面１５ｄ，１５ｅの中心点に対して点対称となっている。即ち、端面１５ｄをその中心点を基準に反転させると、端面１５ｅと重なるように、詳細には、端面１５ｄに現出するねじ形状１６が、端面１５ｄの反転によって端面１５ｅに現出するねじ形状１６と重なるようにねじ形状１６は形成されている。
【００２７】
加工部材１５は、その内側周面１５ｂが、ベース部材１０に形成された加工部材取付部１３の第１の鉛直壁１３ａに対向し、図示外の下側面が加工部材取付部１３の水平壁１３ｂに対向し、上流側の端面１５ｅが加工部材取付部１３の上流側に位置する第２の鉛直壁１３ｃに対向した状態で、加工部材取付部１３に取り付けられることになる。ここで、上述したように、加工部材取付部１３がローラダイス５の周方向に沿って扇角略８０°の範囲に形成されているのに対し、加工部材１５は、同周方向に沿って扇角略７０°の範囲に形成されており、両者の間には隙間が形成された状態となっている。この隙間は、加工部材取付部１３の下流側に形成されており、当該隙間には、加工部材１５を加工部材取付部１３に不動状態に固定するための略直方体形状の固定部材４０が嵌め込まれることになる。
【００２８】
具体的には、加工部材１５の各面を、それぞれ対向する壁部に当接させた状態で、上記隙間に固定部材４０を介在させ、該固定部材４０をボルト９０で締め付けてベース部材１０に固定することにより、加工部材１５が加工部材取付部１３に取り付けられることになる。ここで、固定部材４０を介在させる隙間を加工部材取付部１３の下流側に形成することにより、加工部材１５に作用するローラダイス５の周方向への力を下流側で確実に支持することができる。尚、詳細には図示しないが、ベース部材１０に加工部材１５が取り付けられると、ベース部材１０の外側周面１０ｃと加工部材１５の外側周面１５ｃとが同一円周面上に位置し、その面から、加工部材１５の外側周面１５ｃに形成されたねじ形状１６が所定量だけ突出した状態となる。また、ベース部材１０からの加工部材１５の取り外しは、ボルト９０を弛めて固定部材４０を取り外すことで簡単に完了する。
【００２９】
上述のように、加工部材１５では、ねじ形状１６が外側周面１５ｃに連続して形成されており、その両端面１５ｄ，１５ｅに現出するねじ形状１６が各面の中心点に対して点対称となっている。これにより、図４に示すように、複数の加工部材取付部１３を備えたベース部材１０に対して、加工部材１５を同じ向きで、具体的には、端面１５ｅが上流側に位置するように取り付けても、また、端面１５ｄが上流側に位置するように取り付けても、上流側及び下流側に現出するねじ形状１６は常に同じものとなる。従って、ベース部材１０への加工部材１５の取り付け時、例えば加工部材１５の交換時等に、その取り付け方向が規制されることがなく、取り付け作業を簡単に行うことができる。
【００３０】
次に、図５及び図６を参照して、セグメントダイス２５の構造について説明する。ここで、図５は、セグメントダイス２５の斜視図であり、図６は、セグメントダイス２５を分解した状態を示す分解斜視図である。尚、図５に示す一対のセグメントダイス２５は、図１に示すようにローラダイス５を挟んだときと同じ状態で対向している。図５及び図６に示すように、セグメントダイス２５は、平面視略円弧状の６面体形状で、かつ上述の加工部材１５と略相似形状である加工部材３５と、当該加工部材３５が着脱可能に取り付けられるベース部材３０とから構成されており、全体的に、加工部材３５と略相似となった平面視略円弧状の６面体形状を有している。
【００３１】
加工部材３５は、上述したように、加工部材１５と略相似形状であって、平面視略円弧形状で、かつその円弧の径方向に所定の幅を有する上側面３５ａと、上側面３５ａと同一形状かつ平行な下側面（図示外）と、当該上下側面を前記径方向内側及び外側でそれぞれ連結する内側周面３５ｂ、外側周面３５ｃと、上下側面を前記円弧の周方向両端部でそれぞれ連結する両端面３５ｄ，３５ｅとを備えた６面体形状を有している。内側周面３５ｂ、外側周面３５ｃは、共に正面視で前記周方向に長手の略長方形形状を有し、それぞれ上下側面の円弧状辺に沿って湾曲している。尚、加工部材３５は、加工部材１５と同様に、前記円弧の周方向に沿って扇角略７０°の範囲に形成されている。
【００３２】
また、加工部材３５の内側周面３５ｂには、連続したねじ形状３６が形成されており、このねじ形状３６と加工部材１５に形成されたねじ形状１６とによって図示外のねじ基材にねじ部が形成されることになる。ここで、特に図示しないが、加工部材３５の両端面３５ｄ及び３５ｅにおける各ねじ形状３６は、各端面３５ｄ，３５ｅの中心点に対して点対称となっている。即ち、端面３５ｄをその中心点を基準に反転させると、端面３５ｅと重なるように、詳細には、端面３５ｄに現出するねじ形状３６が、端面３５ｄの反転によって端面３５ｅに現出するねじ形状３６と重なるようにねじ形状３６は形成されている。尚、ベース部材３０は、請求項における第２のベース部材に相当し、加工部材３５は、同第２の加工部材に相当し、ねじ形状３６は、同第２のねじ形状に相当する。
【００３３】
また、ベース部材３０は、前記円弧の周方向断面が略Ｌ字型で、その略Ｌ字型断面を前記円弧の周方向に引き延ばした、詳細には、その周方向に沿って、加工部材３５と等しい扇角略７０°だけ引き延ばした形状となっており、軸心Ｌと直交し、かつ軸心Ｌ方向に所定厚を有する平面視略円弧状の水平壁３０ａと、当該水平壁３０ａの外側周縁から図中上方に向かって垂設され、前記円弧の径方向に所定厚を有する鉛直壁３０ｂとを備えている。この水平壁３０ａの上側面３０ａ１と加工部材３５の下側面（図示外）、鉛直壁３０ｂの内側周面３０ｂ１と加工部材３５の外側周面３５ｃはそれぞれ略同一形状となっている。そして、加工部材３５は、ベース部材３０の水平壁３０ａの上方領域と鉛直壁３０ｂの内方領域とが重なる領域に形成された加工部材取付部３８に、上記略同一形状の面同士がそれぞれ互いに当接した状態で、固定手段によってベース部材３０に取り付けられることになる。尚、加工部材取付部３８は、請求項における第２の取付部に相当する。
【００３４】
本実施の形態では、加工部材３５のベース部材３０への固定手段として、固定板４１を用いている。具体的には、ベース部材３０上に配置された加工部材３５は、ベース部材３０の鉛直壁３０ｂの上端面及び下流側端面に、ボルト９１を締め付けて固定板４１を取り付けることによって、ベース部材３０に固定されることになる。鉛直壁３０ｂの上端面に取り付けられた固定板４１は、軸心Ｌ方向で、下流側端面に取り付けられた固定板４１は、円弧の周方向で、それぞれ加工部材３５を支持することになるが、鉛直壁３０ｂの下流側の端面に固定板４１を取り付けることにより、加工部材３５に作用する前記円弧の周方向への力を下流側で確実に支持することができる。尚、詳細には図示しないが、ベース部材３０に加工部材３５が取り付けられると、ベース部材３０の水平壁３０ａの内周端面と加工部材３５の内側周面３５ｂとが同一円周面上に位置し、その面から、加工部材３５の内側周面３５ｂに形成されたねじ形状３６が所定量だけ突出した状態となる。また、ベース部材３０からの加工部材３５の取り外しは、ボルト９１を弛めて固定板４１を取り外すことで簡単に完了する。
【００３５】
そして、以上のように構成されたローラダイス５及びセグメントダイス２５は、図１に示すように、それぞれ各ダイスの円及び円弧の中心が一致するように、所定の間隙を空けて配設されることになる。このとき、セグメントダイス２５は、ローラダイス５の外側で対向して不動状態に配置され、その内側で、ローラダイス５が軸心Ｌを中心とした回転軸５０の回転に伴って図中時計回り方向に回転することになる。詳細には、図７に示すように、基材へのねじ転造は、不動状態に配置されたセグメントダイス２５の加工部材３５の上流側に位置する端面３５ｅと、回転前のローラダイス５の下流側に位置する端面１５ｄとが周方向において略同一箇所にある状態からローラダイス５が時計回り方向に回転することによって、ねじ基材が下流側に搬送され、加工部材１５と加工部材３５とに挟み込まれて基材の外周面にねじ部が形成されることになる。
【００３６】
以上説明したように、本実施の形態のねじ転造ダイス１では、ローラダイス５が、ベース部材１０と、それに着脱可能な加工部材１５とから構成されており、また、セグメントダイス２５も同様に、ベース部材３０と、それに着脱可能な加工部材３５とから構成されている。即ち、両ダイスにおいて、ねじ基材にねじ転造加工を行う加工部材のみが着脱可能となっており、加工部材に形成されたねじ形状が摩耗、破損等した場合には、加工部材のみを交換すればよく、ダイスを丸ごと交換する必要がないので、交換作業が簡単になるだけでなく、ダイス全体のコストを低減させることもできる。これは、加工部材が超硬材のような高価な材質からなるものである場合には、特に有効である。
【００３７】
また、本実施の形態のねじ転造ダイスでは、複数対の加工部材がそれぞれ対向した状態に配置されているので、ローラダイス５の一回の回転に対して複数本のねじ部品を製造することができ、生産効率を上げることができる。また、セグメントダイス２５が回転軸５０を挟んで対向した状態に設けられているので、ローラダイス５にバランスよく転造圧をかけることができ、転造加工に伴って回転軸５０に曲げ荷重が作用するのを防止することができる。さらに、各加工部材では、その周方向両端面におけるねじ形状が、その面の中心点に対して点対称となっているので、加工部材を取り付ける向きに注意することなく、速やかに取り付け作業を完了することができる。また、これにより、加工部材の軸心Ｌ方向寸法の半分以下の領域でねじ転造が完了してしまうような加工範囲のごく短いねじ部品を転造加工する場合には、１つの加工部材を反転させることにより、軸心Ｌ方向両側で計２度使用することができる。これにより、ダイスの命数を延ばすことができると共に、ねじ部品の品質を安定させることができる。
【００３８】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、２つの加工部材１５を備えたローラダイス５と、それと対向して、それぞれ加工部材３５を備えたセグメントダイス２５を２つ配置したが、ローラダイス５に取り付ける加工部材１５の数及びセグメントダイス２５の数は、本実施の形態のものに限られない。例えば、２つの加工部材１５を取り付けたローラダイス５に対して１つのセグメントダイス２５を配置してねじ転造加工を行ってもよいし、３つ乃至４つ以上の加工部材１５を取り付けたローラダイス５に対して１つのセグメントダイス２５を配置してねじ転造加工を行ってもよい。これらの場合、ローラダイス５の回転に合わせて、タイミングよくねじの基材を供給することによってねじ転造を効率よく行うことが可能となり、好適には、均等なタイミングで円滑に基材を供給するために、ローラダイス５の周方向に沿って加工部材１５を均等に配置するのが望ましい。
【００３９】
また、本実施の形態では、ローラダイス５に平面視略円弧状に切り欠かれた形状の加工部材取付部１３，１３を形成したが、取付部はこの形状に限られるものではない。例えば、直方体の加工部材に対し、取付部の形状を、その加工部材が密接して嵌るように加工部材と同じく直方体状に切り欠かれた形状としてもよいし、また、本実施の形態のように固定手段を介して固定するために、加工部材よりも大きめに切り欠いた任意の形状としてもよい。また、本実施の形態では、取付部１３，１３を、ローラダイス５のベース部材１０内に加工部材１５が収容可能となるような形状に形成したが、例えば、加工部材がローラダイスから突出した状態となるように取付部の形状を変更してもよい。さらに、加工部材取付部に対して加工部材を取り付ける（固定する）際の固定手段も、本実施の形態のものに限られない。尚、以上は、ローラダイス５だけでなく、セグメントダイス２５についても同様に言えることである。
【００４０】
加えて、本実施の形態のように、ローラダイス５の軸心部に設けられた回転軸への負担を軽減するため、セグメントダイス２５を対向した状態で２つ配置し、そのセグメントダイス２５（加工部材３５）と同数、またはその整数倍の個数だけローラダイス５に加工部材１５を取り付けてもよい。このとき、セグメントダイス２５の数は、２つに限られず、２つずつで対向して対が形成されていれば、任意の偶数個とできる。さらに、ベース部材に対して着脱可能とした加工部材自体を、さらに分割可能な形状として使用することも可能である。例えば、軸心Ｌ方向に積層した複数の分割型から構成してもよいし、円弧の周方向に隣接した複数の分割型から構成してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のねじ転造ダイスでは、ローラダイスは、中空部を備え、回転軸に回転可能に装着されて、実質的にねじ基材に加工を行わない第１のベース部材と、当該第１のベース部材に形成された第１の取付部に着脱可能に取り付けられ、ねじ基材に対してねじ転造加工を行う平面視略円弧状の第１の加工部材とを備え、当該第１の加工部材の外周面には第１のねじ形状が形成されている。また、セグメントダイスは、第１の加工部材と対向し、その第１の加工部材と協働してねじ基材にねじ転造加工を行う平面視略円弧状の第２の加工部材を備え、当該第２の加工部材の内周面には第２のねじ形状が形成されている。ローラダイスでは、ねじ基材にねじの転造加工を行う第１の加工部材が、第１のベース部材に形成された取付部に着脱可能に取り付けられるので、ねじ基材にねじ転造加工を行う加工部材のねじ形状が摩耗又は破損等した場合も、その破損した加工部材のみを交換すればよく、ダイス全体を交換する必要がない。従って、ダイスの交換作業を簡易化でき、ねじ転造作業を速やかに再開することができる。
【００４２】
また、請求項２に係る発明のねじ転造ダイスでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、ローラダイスと同様に、セグメントダイスもまたベース部材と加工部材とから構成されているので、ねじ基材にねじ転造加工を行う加工部材のねじ形状が摩耗又は破損等した場合も、その破損した加工部材のみを交換すればよく、ダイス全体を交換する必要がない。従って、転造ダイス全体として、ダイスの交換作業をより簡易化でき、ねじ転造作業を速やかに再開することができる。
【００４３】
また、請求項３に係る発明のねじ転造ダイスでは、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、第１の加工部材が、第２の加工部材と同じ個数、又はその整数倍の個数だけローラダイスに配設されているので、ローラダイス１回転あたりのねじの生産数を増加させることができ、生産効率を向上できる。
【００４４】
また、請求項４に係る発明のねじ転造ダイスでは、請求項１乃至３の何れかに記載の発明の効果に加えて、ねじ転造ダイスを平面視したとき、第２の加工部材が、回転軸を挟んで少なくとも一対対向した状態に配設されているので、ローラダイスにバランスよく転造圧をかけることができ、転造加工に伴って回転軸に曲げ荷重が作用するのを防止することができる。また、少なくとも一対の第２の加工部材に対して、第１の加工部材がそれと同数又はその整数倍設けられているので、ローラダイスの１回転あたりのねじの生産数を増加させることができ、生産効率をより向上できる。
【００４５】
また、請求項５に係る発明のねじ転造ダイスでは、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加えて、第１の加工部材の円弧の円周方向各端面における第１のねじ形状が、各端面の中心点に対してそれぞれ点対称となっているので、第１の加工部材を、その取り付け方向に特に注意することなくローラダイスの第１のベース部材に取り付けることができる。また、ねじ基材の長さが短い場合には、第１の加工部材を回転させて、それまで使用していなかった側の部分で再度ねじ転造を行うことができ、ダイスの命数を延ばすことができると共に、ねじの品質を安定させることができる。
【００４６】
また、請求項６に係る発明のねじ転造ダイスでは、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加えて、第２の加工部材の円弧の円周方向各端面における第２のねじ形状が、各端面の中心点に対してそれぞれ点対称となっているので、第２の加工部材を、その取り付け方向に特に注意することなくセグメントダイスの第２のベース部材に取り付けることができる。また、ねじ基材の長さが短い場合には、第２の加工部材を回転させて、それまで使用していなかった側の部分で再度ねじ転造を行うことができ、ダイスの命数を延ばすことができると共に、ねじの品質を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明のねじ転造ダイス１を示す斜視図である。
【図２】図２は、ねじ転造ダイス１の平面図である。
【図３】図３は、ローラダイス５の斜視図である。
【図４】図４は、ローラダイス５の分解斜視図である。
【図５】図５は、セグメントダイス２５の斜視図である。
【図６】図６は、セグメントダイス２５の分解斜視図である。
【図７】図７は、ねじ転造ダイス１の平面図である。
【符号の説明】
１    ねじ転造ダイス
５    ローラダイス
６    中空部
１０    ベース部材（第１のベース部材）
１３    加工部材取付部（第１の取付部）
１５    加工部材（第１の加工部材）
１５ｄ，１５ｅ    端面
１６    ねじ形状（第１のねじ形状）
２５    セグメントダイス
３０    ベース部材（第２のベース部材）
３５    加工部材（第２の加工部材）
３５ｄ，３５ｅ    端面
３６    ねじ形状（第２のねじ形状）
３８    加工部材取付部（第２の取付部）
５０    回転軸
Ｌ    軸心
【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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