JPH08177833A - おねじとその金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 射出成形によって製造する場合に金型の型割
線に起因してねじ部の表面に発生するすじ（隆起）を後
処理しなくても、めねじと干渉しないおねじとその金型
を提供する。 【構成】 ねじ部の基端部３から終端部４にかけての表
面に、且つねじ溝の谷部よりもねじ軸線７寄りの位置
に、帯状の平面部１０が形成されており、すじ８は、そ
の上に存在している。その金型のキャビティ内面には、
ねじ溝の谷部よりもねじ軸線寄りに相当する位置に、金
型の開閉方向と平行で、且つ、金型を開く時に型割線で
分割される平面部が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は射出成形によって製造さ
れたおねじとその製造に用いられる射出成形用金型に関
し、より詳しくは、射出成形時に金型の型割線（パーテ
ィングライン、金型の合せ面ともいう）に起因してねじ
部の表面に発生するすじを後処理する必要がないおね
じ、およびそのようなおねじを射出成形するのに用いら
れる金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形法はプラスチックを成形するた
めに開発され、その後、順次技法が進展し、最近では金
属粉末、セラミックス粉末、超硬合金粉末等を原料とす
る射出成形法が開発されつつあり、各種素材の射出成形
品が提供されるようになってきた。

【０００３】一方、おねじは、従来、切削加工中心の方
法で製造されてきたが、労力負担や製造能率等を改善す
るには限界があり、特に、自動車、電気製品その他各種
の分野で使用される複雑な形状のおねじ、たとえば１つ
のねじ頭に複数のねじ部が付いているものや、ねじ頭が
複雑な形状を有するものや、ねじ頭が機械部品そのもの
であるもの等を製造するのは困難で労力負担や製造能率
等の改善はあまり望めず、さらには要求された通りの形
状のものを製造できない場合もある。

【０００４】上記問題を解決すべく、プラスチック、金
属あるいはセラミックスを素材とするおねじを射出成形
によって製造することが試みられている。特に射出成形
法によれば賦形の自由度が大きく、３次元的に複雑な形
状を有する成形体を得ることができるので、複雑な形状
を有し切削加工中心では製造困難または不可能だったお
ねじを、比較的容易に製造することが可能である。

【０００５】しかし、おねじを射出成形する場合には、
金型の開閉に伴う物理的制約からねじ部の表面を縦断す
るように金型の型割線が位置するので、成形されたおね
じには、図１に示すようにねじ部１を縦断するすじ８、
すなわち金型のずれによる段差やバリが形成される。こ
のすじは、ねじ山およびねじ溝の局所的な隆起であるか
ら、このすじによってねじ精度は低下し、おねじはめね
じに入りにくくなり、最悪の場合には全く入らなくな
る。

【０００６】このため、射出成形されたおねじは、ねじ
部のすじを後処理する必要があり、射出成形後にねじ部
のすじを削り取るか、あるいは射出成形の際にはねじ切
りせずに予備成形に止め射出成形後にタップ等でねじ切
りを行う等の切削加工が依然として必要である。したが
って、おねじを射出成形する場合であっても、切削加工
を完全に省略できないのが現状である。

【０００７】特に、金属製やセラミックス製のねじの中
には非常に硬くて切削加工が困難なものがあり、そのよ
うな材質のものこそ射出成形法で製造すべきであるが、
そのような材質のものはもともと後処理の切削加工が困
難であるという宿命を負っており、切削加工の完全な省
略が強く望まれる。

【０００８】さらに、せっかく複雑な形状のおねじを射
出成形しても、おねじの形状があまりに複雑すぎると、
ねじ部の表面に切削機械がとどかず、すじを削ったりタ
ップ加工したりするのが困難または不可能な場合があ
り、最悪の場合には後処理の切削加工ができなくてねじ
を完成させられない場合もある。したがって、複雑な形
状のおねじを射出成形する場合にも、後処理の切削加工
を省略することが強く望まれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の現状
を鑑みてなされたものであり、その目的は、第一に、射
出成形後のねじ部に後処理の切削加工を施す必要がない
おねじを提供することにあり、第二に、上記のおねじを
射出成形するのに用いられる金型を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第一発明においては、射出成形によって製
造されるおねじを、少なくとも１本のねじ部と全ねじ部
の基端部に一体的に連設される１つの頭部とからなり、
成形用金型の型割線に起因してねじ部の表面に発生する
すじは、ねじ部の基端部から終端部にかけての表面に且
つねじ溝の谷部よりもねじ軸線寄りの位置に形成され
た、帯状の平面部上に存在するように構成した。

【００１１】そして好適には、上記おねじを、少なくと
も１本のねじ部の周囲に、そのねじ部を切削加工するに
際して障害となる他のねじ部および頭部の付属物のうち
の少なくとも１つが隣接するように構成した。

【００１２】また、本発明の第二発明においては、上記
おねじを射出成形するのに用いられる金型を、少なくと
も１本のねじ部と全ねじ部の基端部に一体的に連設され
る１つの頭部とからなり、成形用金型の型割線に起因し
てねじ部の表面に発生するすじは、ねじ部の基端部から
終端部にかけての表面に且つねじ溝の谷部よりもねじ軸
線寄りの位置に形成された、帯状の平面部上に存在して
いるおねじを射出成形するための金型であって、前記金
型のキャビティ内面には、ねじ部に相当する部分の各型
割線にそれぞれ対応して、ねじ溝の谷部よりもねじ軸線
寄りに相当する位置に、金型の開閉方向と平行で、且
つ、金型を開く時に型割線で分割される平面部が設けら
れているように構成した。

【００１３】そして好適には、上記の射出成形用金型
を、少なくとも１本のねじ部の周囲に、そのねじ部を切
削加工するに際して障害となる他のねじ部および頭部の
付属物のうちの少なくとも１つが隣接して形成されるよ
うにキャビティ内面が造型されているように構成した。

【００１４】

【作用】本発明のおねじには、成形用金型の型割線と対
向するねじ部表面に、ねじ溝の谷部よりもねじ軸線寄り
に位置する帯状の平面部が設けられてるので、射出成形
時に型割線に起因してねじ部表面に発生するすじは、必
ず前記平面部上に形成されている。ここで、前記平面部
は、ねじ部の基端部から終端部までのいずれの地点にお
いてもねじ溝の谷部より低く位置しているから、その平
面部上に形成された局所的隆起であるすじの頂点も谷部
より低くなる。そのため、本発明のおねじをめねじに嵌
める時に、おねじのねじ部にあるすじはめねじのねじ穴
内面と接触せず、互いに干渉し合わない。したがって、
本発明のおねじは、射出成形後にねじ部のすじを取り除
く必要がなく、後処理の切削加工が不要である。

【００１５】さらに、本発明のおねじは、ねじ部のすじ
を取り除く必要がなく、後処理の切削加工が不要なの
で、ねじ部の切削加工を困難または不可能とするような
他のねじ部や頭部の付属物が付いていても差し支えな
く、３次元的形状の自由度が極めて大きい。

【００１６】一方、おねじを射出成形するために用いら
れる本発明の金型は、そのキャビティ内面に、ねじ溝の
谷部よりもねじ軸線寄りに相当する位置に、金型の開閉
方向と平行で、且つ、金型を開く時に型割線で分割され
る平面部が設けられており、この平面部はねじ部に相当
する部分の全ての型割線をカバーしているので、射出成
形可能な任意の素材を用いて本発明のおねじを成形する
ことができる。したがって、本発明の金型を用いれば、
おねじを射出成形した後の切削加工を省略することがで
きる。

【００１７】そして、上記平面部以外のキャビティ内面
は、成形体にねじ部の切削加工を困難または不可能とす
るような他のねじ部や頭部の付属物が付くことになるか
否かと無関係に成形体の形状に合わせて自由に造型する
ことができる。したがって、本発明の金型を用いれば、
後処理の切削加工を全く考慮せずに非常に込み入った形
状のおねじを製造することができる。

【００１８】

【実施例】以下、実施例に沿って、本発明をさらに詳し
く説明する。図２は本発明のおねじの一例（１０１）を
示す斜視図であり、図３〜図５は、それぞれ図２のおね
じ１０１の平面図、正面図、およびねじ部の横断面図で
ある。また、図６、図７（Ａ）（Ｂ）には、本発明のお
ねじの他の例（１０２〜１０４）を示す。

【００１９】これらの図に沿って説明すると、本発明の
おねじは射出成形によって製造される３次元的形状の自
由度が高いものであり、少なくとも１本のねじ部と全ね
じ部の基端部に一体的に連設される１つの頭部とからな
る。典型的には図２のおねじ１０１のように一本のねじ
部１とその基端部３に一体的に連設される単純な形状の
頭部２からなるものを例示できるが、これに限定される
わけではなく、図６のおねじ１０２のように頭部形状の
複雑なもの、図７（Ａ）のように向きの違う２本以上の
ねじ部１を有するもの、あるいは図７（Ｂ）のように２
本以上のねじ部１が短い間隔で隣接しているもの等も例
示できる。

【００２０】図２〜図４に示すように、ねじ部の基端部
から終端部にかけての表面には、図示していない成形用
金型の型割線と対向する領域を切り欠いて、ねじ切りさ
れていない帯状の平面部１０が形成されている。図５
は、おねじ１０１のねじ部横断面図であり、理解しやす
くするために平面部１０を強調している。この図からわ
かるように、ねじ部の横断面において、ねじ軸線７から
平面部１０までの距離ｌは，ねじ溝の谷径ｄよりも短
い。この状態をねじ部全体として見ると、平面部１０は
ねじ溝の谷部６よりもねじ軸線７寄りに位置しており、
別の言い方をすれば、平面部１０はねじ溝の谷部６より
も低い位置に存在している。

【００２１】この切り欠き平面部１０は、射出成形後に
切削加工されたものではなく、射出成形時に形成された
ものであり、その上には射出成形時に金型の型割線に起
因して発生するすじ８がそのまま残っている。しかし、
本発明においては、図５に示すように、すじが乗ってい
る平面部１０をねじ溝の谷部６よりも低くすることによ
って、すじの頂点９がねじ溝の谷部６よりも低い位置に
くるようにしているので、このすじ８がめねじのねじ穴
内面と接触することはない。たとえば外径１０〜２０ｍ
ｍ程度のサイズのおねじの場合には、成形されたねじ部
に０．０３ｍｍ以下の段差または０．２０ｍｍ以下のバ
リが形成されても、めねじの内面と干渉せずに嵌め込む
ことが可能である。

【００２２】なお、平面部１０の形状は、ねじ部が円柱
状の場合には図２のようにねじ軸線に平行の長方形また
は正方形となるが、ねじ部が円錐状の場合には図７
（Ａ）のようにねじ軸線に対して傾いた三角形となる。
また、ねじ部の終端部が曲面の場合には、図７（Ｂ）の
ように平面部の先端に曲面１３が含まれる。

【００２３】図６に示した本発明のおねじの一例（１０
２）は、複雑な形状をしており、ねじ部の周囲１２にす
じを削ったりあるいはねじ切りをする切削機械が入り込
めないほど隣接して頭部の付属物１１が形成されてい
る。しかし、この場合も、予めすじ８が乗っている平面
部１０をねじ溝の谷部よりも低くして、すじの頂点がね
じ溝の谷部よりも低い位置にくるようにしているので、
射出成形後に後処理の切削加工をする必要がない。

【００２４】本発明において、おねじの素材は射出成形
可能なものである限り限定されず、たとえばエンジニア
リングプラスチック（ポリアセタール、ポリカーボネー
ト等）、金属（鋼鉄や各種の硬質合金等）、セラミック
ス等を例示できる。本発明のおねじの中でも、金属粉末
やセラミックス粉末を射出成形して得られる硬質のおね
じは特に切削加工が困難であるから、本発明のように切
削加工を完全に省略できれば非常に都合がよい。

【００２５】本発明のおねじを製造するためには、ねじ
部表面に上記の平面部１０を形成できるようにキャビテ
ィ内面が造型された射出成形用金型を用いる。図８
（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の金型の概略図であり、
特に、ねじ部に相当する部分の開閉状態を説明してい
る。この図８（Ａ）および（Ｂ）に沿って説明すると、
本発明の金型のキャビティ内面には、ねじ部に相当する
部分にねじ切り用の溝３４が設けられているが、型割線
３１のある一帯には、ねじ部に対向する型割線を全てカ
バーするように、平面部３３が設けられている。

【００２６】このキャビティ内面の平面部３３は、型が
閉鎖しているときには一枚の平面であり、型が開いたと
きには型割線で分割されて２枚の平面３３ａ、３３ｂと
なるので、ねじ部の平面部１０にちょうどすじ８が乗る
ことになる。キャビティ内面の平面部３３の高さは、ね
じ溝の谷部よりもねじ軸線３５寄りに相当する位置に設
定されているが、こうすることによって、成形されたね
じ部の平面部１０の高さは、ねじ溝の谷部６より低くな
る。キャビティ内面の平面部３３は、成形されたおねじ
を金型から取り出すために金型の開閉方向ｘと平行に形
成されているが、キャビティ内のねじ軸線３５に対して
傾いているのは差支えなく、むしろ図７（Ａ）のような
円錐状のねじ部を成形するための金型では、必然的にね
じ軸線に対して傾く。

【００２７】上記のような金型を用いておねじを射出成
形するには、図８（Ｂ）のように金型を閉じた状態にし
て成形用原料を射出充填し、成形を行えばよい。具体的
な手順は、原料に応じて適宜決定すべきものであるが、
たとえば金属粉末射出成形によって金属ねじを製造する
場合には、金属粉とバインダーを混練し造粒してから上
記の金型に射出充填して成形し、以後、脱バインダーと
焼結を行えばねじができあがる。

【００２８】本発明の射出成形用金型のキャビティ内面
は、後処理の切削工程を行うための制約を受けないの
で、３次元的形状の自由度が極めて大きい。図９（Ａ）
および（Ｂ）は、図６のおねじ１０２を射出成形するた
めに用いられる金型の概略を示したものである。図９
（Ａ）は金型が開いた状態であり、左右に離れたスライ
ドコア３６ａ、３６ｂのキャビティ内面には、ねじ切り
用の溝３４と、型割線３１で分割された平面部３３ａ、
３３ｂが形成されている。そして成形時には図９（Ｂ）
のように金型が閉じて成形用材料が射出充填される。

【００２９】

【発明の効果】本発明のおねじおよび射出成形用金型
は、射出成形後にねじ部表面のすじを後処理する手間を
はぶき、切削加工の完全省略を可能にしたものであり、
ひいては工程省略による製造能率の向上、切削機械のた
めのスペースおよび設備費の低減、コストダウンをもた
らす。特に、切削工程における労力負担が大きい金属粉
末またはセラミックス粉末の射出成形品については、そ
の効果が非常に大きい。

【００３０】また、本発明のおねじおよび射出成形用金
型は、後処理の切削工程に伴う賦形の制約が全くない。
したがって本発明によれば、従来はすじの後処理に手間
取った複雑な形状のおねじを容易に得ることができ、さ
らには後処理が不可能なために製造できなかった極めて
複雑な形状のおねじを手に入れることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の射出成形によるおねじを示す斜視図であ
る。

【図２】本発明のおねじの一例を示す斜視図である。

【図３】図２のおねじの平面図である。

【図４】図２のおねじの正面図である。

【図５】図２のおねじのねじ部の横断面図である。

【図６】本発明のおねじの他の例を示す斜視図である。

【図７】図７（Ａ）（Ｂ）は、共に本発明のおねじの他
の例を示す斜視図である。

【図８】本発明の射出成形用金型の開閉状態を示す概略
図である。

【図９】本発明の射出成形用金型の開閉状態を示す概略
図である。

【符号の説明】

１…ねじ部 ２…頭部 ３…基端部 ４…終端部 ５…ねじ山の山頂 ６…ねじ溝の谷部 ７…ねじ軸線 ８…すじ ９…すじの頂点 １０…平面部 １１…頭部の付属物 １２…ねじ部の周囲 １３…曲面 ３１…型割線 ３２…合せ面 ３３…キャビティの平面部 ３３ａ、３３ｂ…分割状態の平面部 ３４…ねじ切り用の溝 ３５…キャビティ内のねじ軸線 ３６…スライドコア ３６ａ、３６ｂ…分割状態のスライドコア ｄ…谷径 ｌ…平面部とねじ軸線の距離 ｘ…金型の開閉方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｄ 1/00 2126−4Ｆ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形によって製造されるおねじであ
   って、前記おねじは少なくとも１本のねじ部と全ねじ部
   の基端部に一体的に連設される１つの頭部とからなり、
   成形用金型の型割線に起因してねじ部の表面に発生する
   すじは、ねじ部の基端部から終端部にかけての表面に且
   つねじ溝の谷部よりもねじ軸線寄りの位置に形成され
   た、帯状の平面部上に存在していることを特徴とするお
   ねじ。
2. 【請求項２】 少なくとも１本のねじ部の周囲に、その
   ねじ部を切削加工するに際して障害となる他のねじ部お
   よび頭部の付属物のうちの少なくとも１つが隣接してい
   ることを特徴とする請求項１記載のおねじ。
3. 【請求項３】 少なくとも１本のねじ部と全ねじ部の基
   端部に一体的に連設される１つの頭部とからなり、成形
   用金型の型割線に起因してねじ部の表面に発生するすじ
   は、ねじ部の基端部から終端部にかけての表面に且つね
   じ溝の谷部よりもねじ軸線寄りの位置に形成された、帯
   状の平面部上に存在しているおねじを射出成形するため
   の金型であって、前記金型のキャビティ内面には、ねじ
   部に相当する部分の各型割線にそれぞれ対応して、ねじ
   溝の谷部よりもねじ軸線寄りに相当する位置に、金型の
   開閉方向と平行で、且つ、金型を開く時に型割線で分割
   される平面部が設けられていることを特徴とする射出成
   形用金型。
4. 【請求項４】 少なくとも１本のねじ部の周囲に、その
   ねじ部を切削加工するに際して障害となる他のねじ部お
   よび頭部の付属物のうちの少なくとも１つが隣接して形
   成されるようにキャビティ内面が造型されていることを
   特徴とする請求項３記載の射出成形用金型。