JP2000334521A - ネジ成形装置、ネジ成形方法及び給油管組付体 - Google Patents

ネジ成形装置、ネジ成形方法及び給油管組付体

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属パイプにネジ部を成形する際に、当該ネ
ジ部を正確且つ容易に成形できる装置と方法を提供す
る。 【解決手段】 主成形ポンチ１はそのままにして、副成
形ポンチ２を前進せしめ、金属パイプ３の一部３ａを径
方向内側に若干凹ませる予備成形を行う。この後、副成
形ポンチ２を後退するとともに主成形ポンチ１を前進さ
せることで、図５及び図６に示すように、金属パイプ３
の外周に１８０°位相をずらせてネジ部４，４が成形さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属パイプ（鋼管）
にネジを成形する装置、この装置を用いて金属パイプに
ネジを成形する方法及びこれら装置及び方法にて得られ
たネジ付き金属パイプを組み込んだ給油管組付体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】金属パイプにネジを成形する方法として
ロール成形法とポンチ成形法が知られている。ロール成
形法は、図１１（ａ）に示すように、成形溝１００ａを
形成した芯金１００に金属パイプ１０１を被せて、金属
パイプ１０１が芯金１００と一体的に回転しはじめた
ら、同図（ｂ）に示すように、芯金１００と反対方向に
回転する成形ローラ１０２の凸条成形部１０２ａを金属
パイプ１０１に押し付け、塑性変形させて徐々に成形溝
１００ａに倣ったネジ部１０３を成形する方法である。
【０００３】一方、本願発明はポンチ成形法に分類さ
れ、このポンチ成形法としては、例えば特開昭６１−２
５３１４０号公報に開示されるものが知られている。即
ち、図１２（ａ）に示すように、先端成形部１０４ａの
曲率が目的とするネジ部の谷部の曲率となった複数の成
形ポンチ１０４を１点（セットの中心部）に向かって進
退自在とし、これら複数の成形ポンチ１０４の中心に成
形すべき金属パイプ１０１をセットし、次いで、複数の
成形ポンチ１０４をセットの中心部に向けて移動し、成
形ポンチ１０４の先端成形部１０４ａで金属パイプ１０
１に圧力を加え塑性変形させてネジ部を成形する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ロール成形法にあって
は、成形ローラの凸条成形部１０２ａの頂点で金属パイ
プに圧力を加え、連続的に塑性加工を行うため、換言す
れば、凸条成形部１０２ａの頂点と金属パイプ１０１と
が図１１（ｂ）のＣ方向から見た場合、点接触に近い状
態で当るため、凸条成形部１０２ａの頂点が接している
部分の材料のみが延ばされ、この延びた材料によってネ
ジ部が成形される。その結果、ネジ部の肉厚が極端に減
少する。
【０００５】また、ロール成形法にあっては、パイプ外
周に沿ってネジ部を一周以上形成しない二条ネジのよう
な場合の成形には不向きである。
【０００６】一方、ポンチ成形法にあっては、成形ポン
チの先端成形部の曲率は目的とするネジ部の谷部の曲率
と等しく、成形前の金属パイプの外周の曲率よりも小さ
い。そのため、図１２（ｂ）に示すように、加工の初期
段階では成形ポンチの先端成形部の両端ｐのみが金属パ
イプの外周に当り、この部分から成形が開始され、成形
ポンチの間の材料はネジ部を形成する方向に移動せず、
図１２（ｃ）に示すように径方向外側に膨れてしまう。
そして、最終的には外側に膨れた部分の材料を成形ポン
チで挟み込み、均一なネジ部を成形することができな
い。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係るネジ成形装置は、複数の主成形ポンチとこれ
ら複数の主成形ポンチ間に配置される副成形ポンチとを
備え、前記複数の主成形ポンチはその先端成形部の曲率
半径が目的とするネジの谷部の曲率半径と等しくされ、
また前記副成形ポンチは金属パイプの周方向に沿った寸
法が主成形ポンチよりも小さく且つ主成形ポンチとは独
立して進退動する構成とした。
【０００８】前記ネジ成形装置として、二条ネジを成形
する場合には、例えば、主成形ポンチを４個とし、これ
ら４個の主成形ポンチのうちの対をなす主成形ポンチ間
に副成形ポンチを配置する構成とする。
【０００９】また、前記ネジ成形装置を用いて金属パイ
プにネジを成形するには、開いた状態の複数の主成形ポ
ンチの中心に金属パイプをセットするとともに主成形ポ
ンチ間に副成形ポンチを臨ませ、副成形ポンチにて予備
成形を施した後、主成形ポンチを縮径してネジ部を形成
する。このように、主成形ポンチによる成形に先立っ
て、従来であれば外側に膨らむ箇所を副成形ポンチによ
って内側に凹ませておくことで、主成形ポンチ間に発生
する突起を可及的に小さくすることができる。
【００１０】前記ネジ成形装置を用いて金属パイプにネ
ジを成形他の方法としては、開いた状態の複数の主成形
ポンチの中心に金属パイプをセットするとともに主成形
ポンチ間に副成形ポンチを臨ませ、主成形ポンチ及び副
成形ポンチの先端成形部で金属パイプ外周面を押圧する
とともに主成形ポンチ及び副成形ポンチを同時に縮径す
ることで中間深さまでネジの谷部を成形し、この後、副
成形ポンチを後退させ主成形ポンチのみで最終のネジ形
状まで成形する。
【００１１】また、本発明に係るネジ成形装置及び成形
方法により得られた二条ネジを形成した金属パイプにキ
ャップを組合せることで、給油管組付体とすることがで
きる。この場合、前記二条ネジの傾斜角度を適正に設定
することで、キャップが所定角度、例えば３６０°若し
くは１８０°回転しないうちに閉め付けが完了し、この
時点で空廻り機構にてハンドルが空廻りする構成にする
ことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係る
ネジ成形装置の成形前の状態を示す図、図２は同ネジ成
形装置の成形途中の状態を示す図、図３は同ネジ成形装
置の成形終了時の状態を示す図、図４は別実施例に係る
成形方法を説明した図２と同様の図、図５は本発明方法
により得られた二条ネジを成形したパイプの平面図、図
６は同二条ネジを成形したパイプの縦断面図である。
【００１３】図示したネジ成形装置は金属パイプに二条
ネジを成形するものであり、主成形ポンチ１と副成形ポ
ンチ２を備える。
【００１４】主成形ポンチ１は４つ配設されているが、
その数は任意である。主成形ポンチ１は成形位置にセッ
トされた金属パイプ３の中心に向かって進退可能とさ
れ、その先端成形部１ａの曲率半径は成形しようとする
ネジ部の谷部の曲率半径になっている。
【００１５】主成形ポンチ１は、中心から離れることで
開状態となり、中心に向かって移動し、対をなす主成形
ポンチ１の一端が当接することで閉状態となる。そし
て、対をなす主成形ポンチ１間に前記副成形ポンチ２が
配設される。この副成形ポンチ２は主成形ポンチ１とは
独立して進退可能とされ、その先端成形部２ａの形状は
丸くなっている。
【００１６】尚、図示例では二条ネジを成形するため
に、対をなす主成形ポンチ１間だけに副成形ポンチ２を
設け、対をなさない主成形ポンチ１間には副成形ポンチ
２を設けなかったが、通常の螺旋ネジを成形する場合に
は、各主成形ポンチ１間に副成形ポンチ２を配置する。
更に通常の螺旋ネジを成形する場合には、１つの主成形
ポンチ１に所定ピッチで複数の成形部１ａを設ける。
尚、複数の成形部１ａは図１，２において紙面垂直方向
に重なる。また、主成形ポンチ１及び副成形ポンチ２を
進退動せしめる機構は、油圧シリンダユニット等公知の
手段を用いる。
【００１７】以上のネジ成形装置を用いて金属パイプ３
に二条ネジを成形するには、先ず、図１に示す状態から
主成形ポンチ１はそのままにして、副成形ポンチ２を前
進せしめ、図２に示すように、金属パイプ３の一部３ａ
を径方向内側に若干凹ませる予備成形を行う。
【００１８】この後、図３に示すように、副成形ポンチ
２を後退するとともに主成形ポンチ１を前進させること
で、図５及び図６に示すように、金属パイプ３の外周に
１８０°位相をずらせてネジ部４，４が成形される。こ
の実施例にあってはネジ部４，４の間に未成形部分５，
５を残すようにしている。
【００１９】尚、成形の手順としては、図４に示すよう
に、主成形ポンチ１及び副成形ポンチ２を同時に前進せ
しめて中間深さまでネジの谷部を成形し、この後、副成
形ポンチ２のみを後退させ、主成形ポンチ１を更に前進
せしめることで最終のネジ形状まで成形するようにして
もよい。
【００２０】図７は本発明方法により得られた二条ネジ
付き金属パイプ３とキャップ１０とからなる給油管組付
体の断面図、図８は図７のＡ−Ａ方向矢視図、図９は図
７のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【００２１】給油管組付体は金属パイプ３とキャップ１
０とからなり、金属パイプ３には前記ネジ部４，４が形
成され、キャップ１０は挿入部１１とハンドル部１２と
所定の力が作用したときに挿入部１１に対しハンドル部
１２を空廻りせしめる空廻り機構１３からなる。
【００２２】前記ハンドル１２の裏側に中間プレート１
４が回転可能に取付けられている。一方、前記ハンドル
１２の裏側で中間プレート１４の外側には環状規制部材
１５が固着され、この環状規制部材１５の切欠部１６に
前記中間プレート１４の凸部１７が位置している。
【００２３】而して、中間プレート１４は凸部１７が環
状規制部材１５の切欠部１６内で移動できる範囲で回動
可能とされる。尚、本実施例にあっては凸部１７はスプ
リング１８にて切欠部１６の一端側に当接するように付
勢されている。
【００２４】また、中間プレート１４の外周にはＬ字状
の切込みを入れることで、弾性係止片１９が設けられ、
この弾性係止片１９の先端にフック２０を形成してい
る。一方、挿入部１１の前記弾性係止片１９と対向する
部分には鋸歯状凹凸部２１が形成されている。更に挿入
部１１の側面には前記ネジ部４に係止する凸部２２が形
成されている。
【００２５】尚、空廻り機構１３は上記の構成に限ら
ず、例えば、中間プレート１４を挿入部１１側に、鋸歯
状凹凸部２１をハンドル１２の裏側面に形成してもよ
い。
【００２６】以上において、キャップ１０を締め付ける
には、挿入部１１の側面に形成した凸部２２がネジ部
４，４の間に未成形部分５を通るようにして、キャップ
１０を金属パイプ３内に挿入し、ハンドル１２を時計方
向に廻す。尚、図８はハンドルを下方から見ているので
反時計方向が締め付け方向になる。
【００２７】すると、凸部２２はネジ部４の下腹に当っ
ているので、キャップ１０はネジ部４の傾斜に沿って移
動しつつ金属パイプ３内に進入し、キャップ１０のパッ
キン２３が金属パイプ３の開口端に押し付けられる。パ
ッキン２３による押し付け力が高まり十分に気密性が担
保される状態になると、キャップ１０の回動に対する抵
抗力が大きくなる。すると、図１０に示すように弾性係
止片１９が上方に変形して、先端フック２０が鋸歯状凹
凸部２１を乗り越え、ハンドル１２の部分が挿入部１１
に対して空廻りする。このときの音とクリック感によっ
て使用者は締め付けが完了したことを容易に知ることが
できる。
【００２８】本実施例にあっては、ネジ部４の傾斜角θ
を適切な角度に設定することで、ハンドル１２を半周
（１８０°）廻す間、若しくは１／４周（９０°）廻す
間にキャップの締め付けが完了するようにしている。即
ち、ネジ部４の傾斜角θを小さくし過ぎると、ハンドル
１２を１周以上廻しても空廻り状態にならず、逆にネジ
部４の傾斜角θを大きくし過ぎると、ハンドル１２を少
し廻しただけで空廻り状態となり、外れやすくなる。し
たがって、ネジ部４の傾斜角θを適切な角度に設定する
ことが重要である。
【００２９】尚、使用者の締め忘れ等を防ぐことを目的
とするのであれば、ハンドル１２を１回（３６０°）廻
す間に締め付けが完了するようにしてもよい。
【００３０】また、締め付けが完了した後、ハンドル１
２に開方向の外力が作用すると、中間プレート１４が開
方向（図８で反時計方向）に回動し、キャップが緩む虞
れがある。しかしながら、この実施例にあっては、ハン
ドル１２に開方向の外力が作用した場合、ハンドル１２
のみがスプリング１８に抗して反時計方向に回動し、中
間プレート１４はそのままであるので、キャップ１０が
緩むことはない。尚、使用者が意識的にキャップを外す
場合には、切欠部１６の一端１６ａが中間プレート１４
の凸部１７を押して廻すことになる。
【００３１】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
複数の主成形ポンチを用いて金属パイプにネジ部を成形
するにあたり、金属パイプ外周面のうち成形時に複数の
主成形ポンチの間となる部分を副成形ポンチにて、予め
或いは主成形ポンチによる成形と同時に予備成形して、
当該主成形ポンチの間となる部分を径方向内側に凹ませ
たので、主成形ポンチ間で材料を挟み込んで成形するこ
とがなく、均一なネジ部を成形することができる。
【００３２】具体的な数値をもって示せば、ネジ山
（谷）の幅が４．０ｍｍ、ネジ山の高さ（谷の深さ）が
３．１８ｍｍのネジ部を成形した場合、成形初期におい
て主成形ポンチ間となる部分に成形後に残る凸部の大き
さは幅０．５ｍｍ以下、高さ０．２ｍｍ以下であった。
従って、ネジ部としての機能に全く支障がないものであ
った。
【００３３】特に、ネジの部分を樹脂成形品とせず金属
で成形することで、割れ及び傷に対する強度が大幅に向
上する。
【００３４】また、給油管組付体に関しては、従来にあ
ってはキャップを２，３回廻して締め付けを完了するよ
うにしているので、ユーザー自身は完全に締めたと思っ
ても締め付けが不完全なままとなることがある。しかし
ながら、本発明に係る給油管組付体によれば、キャップ
を１回転させないうちに所定の締め付け力でキャップを
締め付けることができるので、何回廻したか忘れてしま
って不完全な締め付けをしてしまうことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るネジ成形装置の成形前の状態を示
す図
【図２】同ネジ成形装置の成形途中の状態を示す図
【図３】同ネジ成形装置の成形終了時の状態を示す図
【図４】別実施例に係る成形方法を説明した図２と同様
の図
【図５】本発明方法により得られた二条ネジを成形した
パイプの平面図
【図６】同二条ネジを成形したパイプの縦断面図
【図７】本発明方法により得られた二条ネジとキャップ
とからなる給油管組付体の断面図
【図８】図７のＡ−Ａ方向矢視図
【図９】図７のＢ−Ｂ方向矢視図
【図１０】空廻り機構の作用を示す図
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は従来のロール成形法を説
明した図
【図１２】（ａ）乃至（ｃ）は従来のポンチ成形法を説
明した図
【符号の説明】
１…主成形ポンチ、１ａ…主成形ポンチの成形部、２…
副成形ポンチ、２ａ…副成形ポンチの成形部、３…金属
パイプ、３ａ…金属パイプの一部、４…ネジ部、５…未
成形部分、１０…キャップ、１１…挿入部、１２…ハン
ドル部、１３…空廻り機構、１４…中間プレート、１５
…環状規制部材、１６…切欠部、１７…凸部、１８…ス
プリング、１９…弾性係止片、２０…フック、２１…鋸
歯状凹凸部、２２…凸部、２３…パッキン。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属パイプ材に対しネジを成形する装置
    であって、この装置はセットされた金属パイプの中心に
    対して放射状に配置され且つ金属パイプの中心に向かっ
    て進退動する複数の主成形ポンチと、これら複数の主成
    形ポンチ間に配置される副成形ポンチとを備え、前記複
    数の主成形ポンチはその先端成形部の曲率半径が目的と
    するネジの谷部の曲率半径と等しくされ、また前記副成
    形ポンチは金属パイプの周方向に沿った寸法が主成形ポ
    ンチよりも小さく且つ主成形ポンチとは独立して進退動
    することを特徴とするネジ成形装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のネジ成形装置におい
    て、このネジ成形装置は二条ネジを成形するものであ
    り、４個の主成形ポンチと、これら４個の主成形ポンチ
    のうちの一対の主成形ポンチ間に配置される２個の副成
    形ポンチとを備えることを特徴とするネジ成形装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のネジ成
    形装置を用いたネジ成形方法であって、開いた状態の複
    数の主成形ポンチの中心に金属パイプをセットするとと
    もに主成形ポンチ間に副成形ポンチを臨ませ、副成形ポ
    ンチにて予備成形を施した後、主成形ポンチを前進する
    ことでネジを成形することを特徴とするネジ成形方法。
  4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載のネジ成
    形装置を用いたネジ成形方法であって、開いた状態の複
    数の主成形ポンチの中心に金属パイプをセットするとと
    もに主成形ポンチ間に副成形ポンチを臨ませ、主成形ポ
    ンチ及び副成形ポンチの先端成形部で金属パイプ外周面
    を押圧するとともに主成形ポンチ及び副成形ポンチを同
    時に前進することで中間深さまでネジの谷部を成形し、
    この後、副成形ポンチを後退させ主成形ポンチのみで最
    終のネジ形状まで成形することを特徴とするネジ成形方
    法。
  5. 【請求項５】 請求項３または請求項４に記載のネジ成
    形方法において、金属パイプの外周部に約１８０°位相
    をずらせて二条ネジを形成することを特徴とするネジ成
    形方法。
  6. 【請求項６】 燃料タンクにつながる金属パイプと、こ
    の金属パイプの開口部に取り付けられるキャップとから
    なる給油管組付体において、前記金属パイプには二条ネ
    ジが形成され、また前記キャップは挿入部とハンドル部
    と所定の力が作用したときに挿入部に対しハンドル部を
    空廻りせしめる空廻り機構からなり、更に、前記二条ネ
    ジの角度をキャップが３６０°若しくは１８０°回転し
    ないうちに前記空廻り機構にてハンドルが空廻りするよ
    うに設定したことを特徴とする給油管組付体。
JP14780699A 1999-05-27 1999-05-27 ネジ成形装置、ネジ成形方法及び給油管組付体 Expired - Lifetime JP3462427B2 (ja)

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