(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転造ダイスによりねじ素材にねじ山を転造するねじ転造装置において、前記ねじ素材および転造ダイスに供給される転造油を５０乃至１５０℃に加温する転造油加温手段を備えるねじ転造装置。
【請求項２】
転造ダイスによりねじ素材にねじ山を転造するねじ転造装置において、転造油槽に一端が接続され、途中にポンプを備える転造油供給管の他端転造油供給口を前記ねじ素材に臨ませて設け、前記転造油槽内の転造油を５０乃至１５０℃に加温する転造油加温手段を備えるねじ転造装置。
【請求項３】
前記転造油加温手段は、転造油槽内に設けたコイル状のパイプよりなるヒートコイルと、同ヒートコイル内へ所要温度の加熱媒体を供給する温度制御器とを備え、加熱媒体と転造油槽内の転造油との熱交換によって転造油を５０乃至１５０℃に制御するようにした請求項２に記載のねじ転造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転造ダイスによってねじ素材の表面にねじ山を転造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】
ボルトを含むねじの製造装置は、平駒と呼ばれる平ダイスや丸駒と呼ばれる丸ダイス等の転造ダイスを２個１対備え、これらの転造ダイス間に円柱状のねじ素材を供給してねじ素材の外周面にねじ山加工を行なうものとしてある。
【０００３】
ねじ素材の材料強度が大きい場合には、ねじ素材の塑性変形を容易にするために、予めねじ素材を所定温度に加温してから転造を行なう温間加工が広く行われている。
【０００４】
しかしながら、従来の温間加工においては、ねじ素材は一旦所定温度に加温されるが、加温後のねじ素材は転造ダイスにセットされて転造加工されるまでの間に周囲の空気により冷却され、また、転造加工時にねじ素材及び転造ダイスに供給される転造油が常温（２５℃程度）であるために、ねじ素材及び転造ダイスの表面温度が著しく下がる。
【０００５】
したがって、ねじ素材の転造加工時の塑性変形が容易に行なわれず、ねじ部にしわや重なりが発生し易く、これらがねじの機械的強度の低下の原因となっている。
【０００６】
図３はＪＩＳ  Ｂ１０４３にて規定されているねじ部の外観におけるしわ及び重なりの許容限界を示した図であり、しわ及び重なりがねじの谷底や有効径（ピッチ径）の下側に向かって発生すると、ねじの締結時や締結されたねじにねじ部のせん断破壊や疲労破壊が起こり易く、ねじの信頼性が低下する。
【０００７】
特に、このようなしわや重なりのあるねじが航空機等に使用された場合には人命に影響を及ぼす重大な事故が発生するおそれがある。なお、同図３中の符号Ｈはねじ山の高さを示す。
【０００８】
【本発明の目的】
本発明の目的とするところは、上記問題点を解消し、十分な機械的強度を有し、信頼性の高いねじを製造できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るねじ転造装置は、転造ダイスによりねじ素材にねじ山を転造するねじ転造装置において、前記ねじ素材および転造ダイスに供給される転造油を５０乃至１５０℃に加温する転造油加温手段を備える構成のものとしてある。
【００１０】
また、本発明に係るねじ転造装置は、転造ダイスによりねじ素材にねじ山を転造するねじ転造装置において、転造油槽に一端が接続され、途中にポンプを備える転造油供給管の他端転造油供給口を前記ねじ素材に臨ませて設け、前記転造油槽内の転造油を５０乃至１５０℃に加温する転造油加温手段を備える構成のものとしてあり、より詳しくは、前記転造油加温手段が、転造油槽内に設けたコイル状のパイプよりなるヒートコイルと、同ヒートコイル内へ所要温度の加熱媒体を供給する温度制御器とを備え、加熱媒体と転造油槽内の転造油との熱交換によって転造油を５０乃至１５０℃に制御するようにした構成のものとしてある。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明に係るねじ転造装置の実施例を添付図面に示す具体例に基づいて説明する。
【００１２】
本実施例のねじ転造装置１は、ケーシング１ａ内に２個１対の転造ダイスたる左右の丸ダイス２、３を備え、ケーシング１ａの内底部から前記転造ダイス間に臨む支持板４の上端にてねじ素材５を支えるようになっている。
【００１３】
前記左右の丸ダイス２、３間には、ケーシング１ａの外部に設けた転造油槽６に一端が接続された転造油供給管７の他端給油口８がねじ素材５に上方から臨むよう下向きに開口しており、ケーシング内の底面付近には転造油の濾過器９を設けてあって、同濾過器は返油管１０を介して前記転造油槽６に接続してある。
【００１４】
しかしてねじ転造装置１は、前記転造油槽６内の転造油１１を所定の温度に加温する転造油加温手段１２を備えていて、この加温手段はヒートコイル１３と温度調節器１４とで構成してある。
【００１５】
前記ヒートコイル１３は熱伝導性の良好な金属パイプ製のものとしてあって、転造油槽６内に設けられており、ヒートコイルには前記温度調節器１４内から同調節器内で所定温度に加熱された加熱媒体が流通されるようになっていて、加熱媒体には例えば潤滑油を使用し、温度調節器１４内においては前記加熱媒体を例えば電気ヒータ等で所定の温度に加熱できるようにしてある。なお、図中の符号１５は転造油供給用のポンプ、１６、１７はそれぞれ前記加熱媒体の往管と同復管を示す。
【００１６】
次に、上述のように構成したねじ転造装置の使用例を説明する。
ねじ素材５は金属製の線材を図示省略のヘッダにて所定長さに切断したものとしてあり、切断後のねじ素材をホッパおよびフィーダ（図示省略）により高周波誘導コイル等の加熱装置（図示省略）に送り、この加熱装置にて所定温度（約４００℃）に加熱して前記丸ダイス２、３間の前記支持板４上に一つ一つ供給し、ねじ素材５に所定温度の転造油を供給しながらねじ素材５の外周面にねじ山を転造する。
【００１７】
ところで転造油は、転造油槽６内で転造油加温手段１２によって所定温度（５０〜１５０℃）に加温され、ポンプ１５の駆動により転造油供給管７を経て転造油供給口８からねじ素材５に供給される。
【００１８】
より詳しくは、転造油槽６内の転造油１１は、温度調節器１４内にて所定温度に加熱され、ヒートコイル１３内を流通する加熱媒体と熱交換して所定温度に加温され、ねじ素材５へ供給される。
【００１９】
ねじ素材５に供給された後の転造油は濾過器９によって金属屑等の混入物が除去され、返油管１０を流れて転造油加温槽６に戻され、再び加温されてねじ素材及び転造ダイスに供給される。
【００２０】
上述のように構成した本発明の装置によってねじを転造し、ねじ部のしわ及び重なりの発生状況についての評価実験を行った。同評価実験においては、チタン合金よりなるねじ素材５を予め４００℃に加熱しておき、引火点が約１７５℃の転造油を５０℃、７０℃、１００℃および１５０℃にそれぞれ加温した転造油を供給しながら転造した。なお、従来例として２５℃（室温）の転造油を供給しながら転造したねじについても同様の評価実験を行った。
【００２１】
図２はねじ部のしわ及び重なりの評価実験の結果を示すものであり、ＪＩＳ  Ｂ１０４３に規定されているしわ及び重なりの限界を評価基準とした。同図２において、評価の欄に示した評価ランクＡ〜Ｃの詳細はそれぞれ次ぎのとおりである。
Ａ：ねじの谷底および有効径の内側に向かうしわ及び重なりが全くない
Ｂ：ねじの有効径の内側に向かうしわ及び重なりがあるが、その発生位置、深さおよび長さがねじ強度に影響しない範囲である
Ｃ：ねじの谷底および有効径の下側に向かうしわまたは重なりがある
【００２２】
同図２に示したように、従来例たる２５℃の転造油を供給しながら転造したねじではねじ部のしわ及び重なりが許容限界を超えて発生し、製品ねじとして不適合なものであったが、５０℃以上に加温した転造油を供給したものでは、転造後のねじ部のしわ及び重なりの発生状態がかなり改善され、ねじの有効径の内側に向かうしわや重なりの発生が殆どなかった。
【００２３】
特に７０℃以上の転造油を供給したものでは外観上の差異は殆どなく、いずれの温度条件下においてもねじの有効径の内側に向かうしわや重なりが全くなくて良好な製品ねじを得られることがわかった。
【００２４】
上述した評価実験においては１５０℃を超える温度に加温した転造油についての実験を行わなかったが、転造油の温度が１５０℃以上では引火の危険性があり、また温度を高くすると転造油が酸化して転造油の品質が劣化し易くなる。
【００２５】
したがって、転造油の温度を５０乃至１５０℃に設定して供給すれば十分な機械強度を有する製品ねじを転造することができるのであるが、作業の安全性と転造油の品質保持の点を考慮すれば転造油の加温条件は５０乃至１００℃が好適であり、さらに製品ねじの品質をより高品質のものとするには、転造油の加温条件を７０乃至１００℃に設定するのが好ましい。
【００２６】
なお、上述した実施例ではねじ素材としてチタン合金製のものを使用し、ねじ転造前にねじ素材を予め４００℃に加熱したが、この加熱温度は使用するねじ素材の材質・特性に応じて適宜決める必要がある。また、本実施例の装置では、転造油槽６をねじ転造装置１のケーシング１ａ外に設けてあるが、ケーシング内に設ける場合もある。
【００２７】
さらに、本実施例の装置における転造油加温手段１２では転造油槽６内に設けたヒートコイル１３内に所定温度の加熱媒体たる潤滑油を供給して転造油を間接的に加温する構成としてあるが、例えば転造油槽６内に電熱ヒータ等の発熱体を設けて転造油を直接加温する構成とする場合もあるし、転造油供給管７のまわりに電熱ヒータ等の発熱体を設ける場合もある。また、本実施例においては転造ダイスとして丸ダイス２、３を用いているが、平ダイス等の他の転造ダイスを用いる場合もある。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、所定温度に加温した転造油をねじ素材に供給しながら転造を行うので、ねじ素材及び転造ダイスの表面温度が著しく低下することがなくて転造中のねじ素材及び転造ダイスの温度を所定に保つことができる。
【００２９】
したがってねじ素材の塑性変形が良好に行われ、ねじ部のしわ及び重なりの発生が殆どなく、十分な機械的強度を有し、信頼性の高いねじを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るねじ転造装置の実施例を示す構成図。
【図２】ねじ部のしわ及び重なりの評価実験の結果を示す表。
【図３】ねじ部のしわ及び重なりの許容限界を示すねじの拡大断面図。
【符号の説明】
１・・・ねじ転造装置
２、３・・・丸ダイス
４・・・支持板
５・・・ねじ素材
６・・・転造油槽
７・・・転造油供給管
８・・・転造油供給口
９・・・濾過器
１０・・・返油管
１１・・・転造油
１２・・・転造油加温手段
１３・・・ヒートコイル
１４・・・温度調節器
１５・・・ポンプ
１６・・・加熱媒体往管
１７・・・加熱媒体復管
【図１】
0004525872.tif 000002
【図２】
0004525872.tif 000003
【図３】
0004525872.tif 000004