(57)【要約】      （修正有）【課題】ねじ締め時間を短縮し、かつ所定の締結力が得られ、ねじの緩みを抑えることが可能なねじの製造方法を提供する。【解決手段】平坦状の端面２１ａから突出する凸部２１ｂを有するダイス２１と、カップ状の凹み２０ａを有する第１パンチ２０とにより、ダイス２１の凸部２１ｂから突出する材料線１の先端を圧造し、締結ねじの座面となる外周縁に曲部１ｂを残したまま、凹部１ｄを有する頭部１ａを成形する予備据込み工程Ｂと、ダイス２１と、頭部１ａにリセス１ｃを成形する凸部３０ｂを有する第２パンチ３０とにより、頭部１ａを圧造し、頭部１ａの凹部１ｄに干渉しないようなリセス１ｃを成形する仕上据込み工程Ｃと、頭部１ａから延びる脚部１ｅに加工してねじを成形するねじ成形工程Ｄと、を含む。【選択図】図１
2012066256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦状の端面から突出する凸部を有するダイスと、カップ状の凹みを有する第１パンチとにより、前記ダイスの凸部から突出する材料線の先端を圧造し、締結ねじの座面となる外周縁に曲部を残したまま、凹部を有する頭部を成形する予備据込み工程と、
前記ダイスと、前記頭部にリセスを成形する凸部を有する第２パンチとにより、前記頭部を圧造し、前記頭部の凹部に干渉しないようなリセスを成形する仕上据込み工程と、
前記頭部から延びる脚部に加工してねじを成形するねじ成形工程と、
を含むことを特徴とする締結ねじの製造方法。
【請求項２】
前記予備据込み工程の前段に、切断して所定寸法の材料線を得る材料成形工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の締結ねじの製造方法。
【請求項３】
前記予備据込み工程の前段に、太い軸部、または太い材料から絞り出して所定寸法の材料線を得る材料成形工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の締結ねじの製造方法。
【請求項４】
頭部の座面に、外周縁の曲部を残してリセスに干渉しないような凹部を有し、
前記頭部の着座面が、前記曲部の外周縁よりなることを特徴とする締結ねじ。
【請求項５】
前記凹部は、前記リセスの底部に向う傾斜面を有することを特徴とする請求項４に記載の締結ねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば部品などをワークに所定の締結力で締結する締結ねじの製造方法及び締結ねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年多く普及している例えば携帯電話、パソコン及び携帯型音楽プレーヤ等の電気製品や自動車部品等においては、その軽量化、薄型化及び小型化等から比較的厚みの薄いワークに部品を固定するようにした構造が採用されている。このような部品固定構造において、この部品を固定するためには主として締結ねじが採用されている。
【０００３】
この固定構造に使用される締結ねじには、頭部に一体のカップ状の鍔にこれの周縁に沿って延び且つ緩み方向に向かうに従って座面から突出して傾斜するとともに緩み方向の端面が座面に対してほぼ直立した複数個の突片を形成し、この突片が座面の周縁に沿い等間隔をおいて複数個形成されたものがある（引用文献１）。
【０００４】
また、締結ねじには、頭部の座面に凹部が形成され、厚みの薄いワークに対しても傾斜することなくねじ込みができるようにし、ねじ込み作業中に雌ねじが潰れたり、下穴が変形することがないようにしたものがある（引用文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１４２４８
【特許文献１】特開２００７−３２１９３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
引用文献１の締結ねじでは、締付け時に座面の周縁に沿い等間隔をおいて複数個形成された突片がワークに食い込み、またワークが変形したりすることがあり、所定の締結力が得られない。
【０００７】
また、引用文献２の締結ねじでは、頭部の座面に凹部が形成されていることで、適正な締結力で部品をワークに固定することができても、ねじの頭部の座面が部品に着座した状態において確実に頭部外周にて部品に接するようになっておらず、ねじに緩みが生じやすく時間が経過すると、ねじが緩み、固定された部品がワークに対してずれを生じている等の課題がある。
【０００８】
この発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、締結ねじの製造工程を短縮することができる締結ねじの製造方法を提供し、また締め付力を向上することができる締結ねじを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、平坦状の端面から突出する凸部を有するダイスと、カップ状の凹みを有する第１パンチとにより、前記ダイスの凸部から突出する材料線の先端を圧造し、締結ねじの座面となる外周縁に曲部を残したまま、凹部を有する頭部を成形する予備据込み工程と、
前記ダイスと、前記頭部にリセスを成形する凸部を有する第２パンチとにより、前記頭部を圧造し、前記頭部の凹部に干渉しないようなリセスを成形する仕上据込み工程と、
前記頭部から延びる脚部に加工してねじを成形するねじ成形工程と、
を含むことを特徴とする締結ねじの製造方法である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記予備据込み工程の前段に、切断して所定寸法の材料線を得る材料成形工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の締結ねじの製造方法である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記予備据込み工程の前段に、太い軸部、または太い材料から絞り出して所定寸法の材料線を得る材料成形工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の締結ねじの製造方法である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、頭部の座面に、外周縁の曲部を残してリセスに干渉しないような凹部を有し、
前記頭部の着座面が、前記曲部の外周縁よりなることを特徴とする締結ねじである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記凹部は、前記リセスの底部に向う傾斜面を有することを特徴とする請求項４に記載の締結ねじである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明では、予備据込み工程において、ダイスと第１パンチとにより材料線の先端を圧造し、締結ねじの座面となる外周縁に曲部を残したまま、凹部を有する頭部を成形することで、仕上据込み工程では、ダイスと第２パンチとにより、頭部を圧造し、頭部の凹部に干渉しないようなリセスを成形するだけであり、製造工程を短縮することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、予備据込み工程の前段に、切断して所定寸法の材料線を得る切断工程を含むことで、締結ねじの材料線を容易に得ることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明では、予備据込み工程の前段に、太い軸部、または太い材料から絞り出して所定寸法の材料線を得る絞出工程を含むことで、締結ねじの材料線を容易に得ることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明では、頭部の座面に、外周縁の曲部を残してリセスに干渉しないような凹部を有し、頭部の着座面が、曲部の外周縁よりなることで、締付け時に曲部の外周縁が締付け面に接触するので、締付け面に喰い込んで引っ掛かることがなく、締め付力を向上することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明では、凹部は、リセスの底部に向う傾斜面を有することで、頭部の強度を損なうことなく着座面を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】締結ねじの製造方法を説明する図である。
【図２】予備据込み工程を説明する図である。
【図３】締結ねじの正面図である。
【図４】締結ねじの一部断面拡大図である。
【図５】ねじ込み状態を示す要部断面拡大図である。
【図６】締結ねじの他の実施の形態の一部断面拡大図である。
【図７】締結ねじの他の実施の形態の一部断面拡大図である。
【図８】実施の形態の締結ねじの時間に対するトルクを示す図である。
【図９】従来の締結ねじの時間に対するトルクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の締結ねじの製造方法及び締結ねじの実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
【００２２】
［締結ねじの製造方法］
この実施の形態の締結ねじの製造方法を、図１に基づいて説明する。この実施の形態の締結ねじの製造方法は、材料成形工程Ａと、予備据込み工程Ｂと、仕上据込み工程Ｃと、ねじ成形工程Ｄとを含む。
【００２３】
材料成形工程Ａでは、切断して所定寸法の材料線を得る工程、または太い軸部、または太い材料から絞り出して所定寸法の材料線を得る工程で構成される。切断して所定寸法の材料線を得る工程では、圧造機に材料線を供給し、矯正ローラ間を通して真っ直ぐにした後、材料線１の先端をストッパ１０に当て、切り駒１１と切断刃１２により、材料線１を所定寸法に切断する。また、太い軸部、または太い材料から絞り出して所定寸法の材料線を得る工程では、ねじ径（軸径）に対し頭径が過大のときは、頭部を成形し切れないので、太い軸部、太い材料からねじとなる細い部分は別に絞り出す方式により成形し、所定寸法の材料線１を得る。
【００２４】
予備据込み工程Ｂでは、第１パンチ２０と、ダイス２１を用い、締結ねじの頭部を成形する予備据込みを行う。第１パンチ２０は、カップ状の凹み２０ａを有し、ダイス２１は、平坦状の端面２１ａから突出する凸部２１ｂを有する。この平坦状の端面２１ａから突出する凸部２１ｂを有するダイス２１と、カップ状の凹み２０ａを有する第１パンチ２０とにより、ダイス２１の凸部２１ｂから突出する材料線１の先端を圧造し、締結ねじの座面となる外周縁に曲部１ｂを残したまま、凹部１ｄを有する頭部１ａを成形する。
【００２５】
第１パンチ２０とダイス２１を用いて材料線１の先端を圧造するが、図２に示すように、第１パンチ２０のカップ状の凹み２０ａの径Ｄ１よりダイス２１の凸部２１ｂの立ち上がり部の径Ｄ２が小さく形成されており、ダイス２１の凸部２１ｂから突出する材料線１の先端を、カップ状の凹み２０ａを有する第１パンチ２０とにより圧造するときに、  カップ状の凹み２０ａによって材料線１の先端が押され、先端部はカップ状の凹み２０ａの形状になり、一方、ダイス２１の凸部２１ｂによって凹部１ｄが成形される。このとき、ダイス２１の凸部２１ｂによって先端部が押されるが、第１パンチ２０のカップ状の凹み２０ａの径Ｄ１よりダイス２１の凸部２１ｂの立ち上がり部の径Ｄ２が小さく形成されていることから、先端部が凹むようになり、この凹部１ｄを成形することによって締結ねじの座面となる外周縁に曲部１ｂが成形される
【００２６】
仕上据込み工程Ｃでは、第２パンチ３０と、ダイス２１を用い、締結ねじの頭部１ａを成形する仕上据込みを行う。第２パンチ３０は、頭部１ａにリセス１ｃを成形する凸部３０ｂが凹部３０ａに形成されており、ダイス２１は予備据込み工程Ｂで用いたものを用い、第２パンチ３０と、ダイス２１とにより頭部１ａを圧造し、頭部１ａの凹部１ｄに干渉しないようなリセス１ｃを成形する。
【００２７】
ねじ成形工程Ｄでは、加工装置４０を用い、頭部１ａから延びる脚部１ｅに加工してねじを成形する。加工装置４０として、転造加工装置を用い、転造加工によりねじを成形することが好ましい。
【００２８】
このように、この実施の形態の締結ねじの製造方法では、予備据込み工程Ｂにおいて、ダイス２１と第１パンチ２０とにより材料線１の先端を圧造し、締結ねじの座面となる外周縁に曲部１ｂを残したまま、凹部１ｄを有する頭部１ａを成形することで、仕上据込み工程Ｃでは、ダイス２１と第２パンチ３０とにより、頭部１ａを圧造し、頭部１ａの凹部１ｄに干渉しないようなリセス１ｃを成形するだけであり、製造工程を短縮することができる。
【００２９】
また、予備据込み工程Ｂの前段に、材料成形工程Ａを有し、この材料成形工程Ａが、切断して所定寸法の材料線を得る工程であり、また太い軸部、または太い材料から絞り出して所定寸法の材料線を得る工程であることで、締結ねじの材料線１を容易に得ることができる。
【００３０】
［締結ねじ］
この実施の形態の締結ねじを、図３乃至図９に基づき説明する。この実施の形態の締結ねじ１０１は、図１及び図２に示す実施の形態の締結ねじの製造方法により成形されるが、この締結ねじの製造方法に限定されるものではない。
【００３１】
この締結ねじ１０１は、頭部１０２と、これに一体に形成された脚部１０３とからなるねじであり、頭部１０２にはドライバビット（図示せず）からねじ込み駆動力が伝達されるリセス１２０が形成されている。このリセス１２０は、十字状であるがこれに限定されない。
【００３２】
頭部１０２と一体の脚部１０３には、２条のねじ山１３０が頭部１０２の座面１２１の近くから脚部１０３の先端にかけて形成してあり、この脚部１０３は頭部側から先端部分まで同一断面形状であるが、僅かではあるが徐々に細くなっていてもよい。また、脚部１０３には、２条のねじ山１３０が形成されているが、これに限定されず３条のねじなどの多条でもよい。
【００３３】
また、脚部１０３に形成されている２条のねじ山１３０は、等間隔のピッチを有しており、頭部側の不完全ねじ部１０３ａの長さＸを、先端側のねじガイド部１０３ｂの長さＹより短くしている。
【００３４】
締結ねじ１０１は、図４に示すように、頭部１０２の座面１２１に、頭部１０２の外周縁１２２から中心にかけて頭部１０２のリセス１２０の底部方向に向けて角度θだけ傾斜した傾斜面１２３ａを有する円錐の凹部１２３が形成されている。
【００３５】
このように、締結ねじ１０１は、リセス１２０を形成した頭部１０２を有し、頭部１０２の座面１２１に、外周縁１２２の曲部を残してリセス１２０に干渉しないような凹部１２３を形成し、頭部１０２の着座面１２４が、曲部の外周縁１２２よりなる。この凹部１２３は、リセス１２０の底部に向う傾斜面１２３ａにより形成されることで、頭部１０２の強度を損なうことなく着座面１２３ａを形成することができる。
【００３６】
また、凹部１２３は、リセス１２０の底部に向う傾斜面１２３ａにより形成され、この実施の形態では、凹部１２３を円錐の形状としているが、図６に示すように、凹部１２３の傾斜面１２３ａの角度θを大きくした円錐の形状としてもよく、さらに頂部を平面とした円錐台の形状などとしてもよい。
【００３７】
また、図７に示すように、凹部１２３が低部面１２３ｂを有する皿状に形成され、凹部１２３によって、着座面１２４が、曲部の外周縁１２２よりなる。
【００３８】
次に、締結ねじ１０１による締付を、図５に基づいて説明する。締結ねじ１０１は、ねじ込まれて頭部１０２の座面１２１が着座すると、外周縁１２２の着座面１２４が最も先に着座し、頭部１０２の外周縁１２２に形成した着座面１２４の作用により、締結ねじ１０１にはねじ込み後の所定軸力が継続して作用することになる。
【００３９】
すなわち、頭部１０２の座面１２１には、これの外周縁１２２を残して凹部１２３が形成され、外周縁１２２には、着座面１２４が形成されていることで、締付け時に着座面１２４が部品１５０の締付面に引っかかったり、食い込むことがなく円滑に摺動して回転し、短時間に適正な締結力で部品１５０をワーク１５１に固定することができる。しかも、着座面１２４が、部品１５０に着座した状態においては、着座面１２４が確実に部品１５０に接するようになっており、着座面１２４によって部品１５０を押圧する押圧面積が広くなることからねじに緩みが生じにくい。
【００４０】
また、脚部１０３は、頭部側の不完全ねじ部１０３ａの長さＸを、先端側のねじガイド部１０３ｂの長さＹより短くしたことで、脚部１０３の頭部側において所定の締め付けトルクが容易に得られ、しかも緩みも生じにくい。
【００４１】
この実施の形態の締結ねじと従来の締付ねじの破壊トルク測定を、図８及び図９に示す。図８は実施の形態の締結ねじの時間に対するトルクを示し、図９は従来の締結ねじの時間に対するトルクを示し、締付の試験機は友好製のｄｅｌｖｏ  ＤＬＶ８１５−ＥＫＮを用い、回転数は４５０ｒｐｍとした。
【００４２】
この破壊トルク測定において、実施の形態の締結ねじが従来の締付ねじと比較して、締付破壊トルクが実施の形態の締付ねじでは、最大値が２０．００Ｋｇｆ・ｃｍであるのに対し、従来の締付ねじでは最大値が１８．３４Ｋｇｆ・ｃｍである締め付力を向上することができた。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
この発明は、例えば部品などをワークに所定の締結力で締結する締結ねじの製造方法及び締結ねじに適用可能であり、ねじ締め時間を短縮し、かつ所定の締結力が得られ、ねじの緩みを抑えることが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ      材料成形工程
Ｂ      予備据込み工程
Ｃ      仕上据込み工程
Ｄ      ねじ成形工程
１      材料線
１ａ    頭部
１ｂ    曲部
１ｃ    リセス
１ｄ    凹部
１ｅ    脚部
１０    ストッパ
１１    切り駒
１２    切断刃
２０    第１パンチ
２０ａ  カップ状の凹み
２１    ダイス
２１ａ  平坦状の端面
２１ｂ  凸部
２２    ピン
３０    第２パンチ
３０ａ  凹部
３０ｂ  凸部
４０    加工装置
１０１  締付ねじ
１０２  頭部
１０３  脚部
１０３ａ  頭部側の不完全ねじ部
１０３ｂ  先端側のねじガイド部
１２０  リセス
１２１  頭部２の座面
１２２  頭部２の外周縁
１２３  凹部
１２４  着座面
１３０  ねじ山
１５０  部品
１５１  ワーク
【図１】
2012066256.tif 000003
【図２】
2012066256.tif 000004
【図３】
2012066256.tif 000005
【図４】
2012066256.tif 000006
【図５】
2012066256.tif 000007
【図６】
2012066256.tif 000008
【図７】
2012066256.tif 000009
【図８】
2012066256.tif 000010
【図９】
2012066256.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月1日(2012.2.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦状の端面から突出する凸部を有するダイスと、カップ状の凹みを有する第１パンチとにより、前記ダイスの凸部から突出する材料線の先端を圧造し、締結ねじの座面となる外周縁に曲部を残したまま、凹部を有する頭部を成形する予備据込み工程と、
前記ダイスと、前記頭部にリセスを成形する凸部を有する第２パンチとにより、前記頭部を圧造し、前記頭部の凹部に干渉しないようなリセスを成形する仕上据込み工程と、
前記頭部から延びる脚部に加工してねじを成形するねじ成形工程と、
を含み、
前記予備据込み工程では、
前記第１パンチのカップ状の凹みの開口側に広がるテーパ面を有し、
前記第１パンチのカップ状の凹みの外径より前記ダイスの凸部の立ち上がり部の外径が小さく形成されており、
前記ダイスの凸部から突出する材料線の先端を、前記カップ状の凹みを有する第１パンチとにより圧造し、
前記圧造により前記カップ状の凹みによって材料線の先端が押され、先端部は前記カップ状の凹みの形状になり、一方、前記ダイスの凸部によって凹部が成形され、
かつ前記第１パンチのカップ状の凹みの外径より前記ダイスの凸部の立ち上がり部の外径が小さく形成されていることで、前記締結ねじの外周縁に曲部が、前記第１パンチのカップ状の凹みの開口側の広がりテーパ面の内側に離間した状態で成形されることを特徴とする締結ねじの製造方法。
【請求項２】
前記予備据込み工程の前段に、切断して所定寸法の材料線を得る材料成形工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の締結ねじの製造方法。
【請求項３】
前記予備据込み工程の前段に、太い軸部、または太い材料から絞り出して所定寸法の材料線を得る材料成形工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の締結ねじの製造方法。
【請求項４】
頭部の中央にリセスを有し、
前記頭部の座面に、外周縁の曲部を残して前記リセスに干渉しないような凹部を有し、
前記凹部は、前記リセスの底部に向う傾斜面により形成され、
前記頭部の着座面が、前記傾斜面の下側から立ち上がる前記曲部の立ち上がり面よりなり、
前記頭部の着座面を、前記頭部の外周縁より内側に設定したことを特徴とする締結ねじ。
【請求項５】
前記頭部の側面に、上下方向に伸びるテーパ面を形成し、
前記頭部の着座面を、前記テーパ面より内側に設定したことを特徴とする請求項４に記載の締結ねじ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、平坦状の端面から突出する凸部を有するダイスと、カップ状の凹みを有する第１パンチとにより、前記ダイスの凸部から突出する材料線の先端を圧造し、締結ねじの座面となる外周縁に曲部を残したまま、凹部を有する頭部を成形する予備据込み工程と、
前記ダイスと、前記頭部にリセスを成形する凸部を有する第２パンチとにより、前記頭部を圧造し、前記頭部の凹部に干渉しないようなリセスを成形する仕上据込み工程と、
前記頭部から延びる脚部に加工してねじを成形するねじ成形工程と、
を含み、
前記予備据込み工程では、
前記第１パンチのカップ状の凹みの開口側に広がるテーパ面を有し、
前記第１パンチのカップ状の凹みの外径より前記ダイスの凸部の立ち上がり部の外径が小さく形成されており、
前記ダイスの凸部から突出する材料線の先端を、前記カップ状の凹みを有する第１パンチとにより圧造し、
前記圧造により前記カップ状の凹みによって材料線の先端が押され、先端部は前記カップ状の凹みの形状になり、一方、前記ダイスの凸部によって凹部が成形され、
かつ前記第１パンチのカップ状の凹みの外径より前記ダイスの凸部の立ち上がり部の外径が小さく形成されていることで、前記締結ねじの外周縁に曲部が、前記第１パンチのカップ状の凹みの開口側の広がりテーパ面の内側に離間した状態で成形されることを特徴とする締結ねじの製造方法である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項４に記載の発明は、頭部の中央にリセスを有し、
前記頭部の座面に、外周縁の曲部を残して前記リセスに干渉しないような凹部を有し、
前記凹部は、前記リセスの底部に向う傾斜面により形成され、
前記頭部の着座面が、前記傾斜面の下側から立ち上がる前記曲部の立ち上がり面よりなり、
前記頭部の着座面を、前記頭部の外周縁より内側に設定したことを特徴とする締結ねじである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記頭部の側面に、上下方向に伸びるテーパ面を形成し、
前記頭部の着座面を、前記テーパ面より内側に設定したことを特徴とする請求項４に記載の締結ねじである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
請求項５に記載の発明では、頭部の側面に、上下方向に伸びるテーパ面を形成し、頭部の着座面を、テーパ面より内側に設定したことで、頭部の強度を損なうことなく着座面を形成することができる。