JP2572190B2 - 管材用テーパねじ転造機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばガス管や管継手
等に形成される管材用テーパねじの転造機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に管材の端部にテーパねじを形成す
る方法として切削加工及び塑性加工がある。切削加工は
旋盤等により管の肉厚部をテーパ状に削除する形でねじ
を形成するため、機械的強度上、有用なねじ溝底部の肉
厚が切削加工されない部分の肉厚に比べ極単に薄くな
り、その結果管の強度上あるいは耐食性上等に問題があ
る。

【０００３】一方、塑性加工は管材の端部を、予め、他
の機構により所望のテーパねじのテーパ勾配までテーパ
状に塑性変形させ、次にねじ山を有する転造ローラによ
りテーパねじを成形するため、工程数が多く、絞り機構
とねじ転造機構の双方を備えたねじ転造機は構造複雑と
なり大型化してガス配管工事等、移設が頻繁に行なわれ
る作業状況下にあっては取扱いが容易ではなかった。

【０００４】かかる現状に鑑み、本願出願人は先に特開
昭６３−１６８２６号において、塑性加工に於いて工程
数が少なく予想される転造機自体の機構をも単純・小型
化せしめ得る、管材用テーパねじ転造法を提案した。こ
れによれば、夫々が所望のテーパ勾配に等しいテーパ周
面部分をもち、かつ所望のねじの有効径リード角にほぼ
等しいリード角の転造成形ねじ部と、該転造成形ねじ部
に隣接して上記テーパ勾配より大なる勾配のテーパ周面
部分を有する絞り成形ねじ部とから形成される複数個の
転造ローラを周状に配設したヘッドと、管材とを相対回
転させ、上記転造ローラあるいは管材を相対移動するこ
とで上記転造ローラにより管材の端面から徐々にテーパ
絞り加工及び転造ねじ加工をする。

【０００５】これを図７〜図１０を参照して以下に説明
する。転造ローラ１０は所望のテーパ勾配に等しいテー
パ周面部分を有し、かつ所望のねじの有効径リード角と
ほぼ等しいリード角θの転造成形ねじ部１（例えばロー
ラ軸線Ｘに対し１°４７′の角度を有するテーパ周面）
と、上記ねじ部１に隣接して上記テーパ勾配より大きな
勾配のテーパ周面部分（例えば８°等）を有する絞り成
形ねじ部３とから成る。７は、後述するヘッド９（第８
図）にローラ１０を装着するためのシャフト嵌合孔であ
る。

【０００６】図８及び図９は以上説明した転造ローラ１
０を装着した円筒状ヘッド９の側面図及び断面図であっ
て、複数個（図では５個）のローラ１０は夫々、シャフ
ト１１に嵌合され、夫々適切な位置で固着される。各シ
ャフト１１は、ヘッド９の長手軸線Ｙを中心とした所定
の円ａの周上に軸線Ｙを囲む様に、ヘッド底部９′に形
成されたシャフト貫通穴１７に配設される。シャフト１
１はその両端部に周溝１２を有し、貫通穴１７に挿入
後、リングピン１４により嵌め込まれることによりシャ
フト１１の軸線Ｘ方向移動が制止される。一方、ヘッド
９の開口部にはヘッドカバー１５が装着され、ヘッドカ
バー１５には、シャフト１１の数と同数のシャフト貫通
穴１７′と、成形される管３０（図１０）を通すための
管穴１９とが形成される。ヘッド底部９′より突出した
シャフト１１の端部と同様に、ヘッドカバー１５から突
出した端部にもリングピン１４′が嵌め込まれる。以上
の様にして装着されたシャフト１１及び転造ローラ１０
はヘッド９に対し回転可能に支持される。

【０００７】図１０はヘッド９を有するテーパねじ転造
機構２０を概略的に示す側面図であって転造ローラ１０
を有するヘッド９は回転を与えるため駆動手段としての
モータ１３に連結される。モータ１３及びヘッド９は、
モータ支持台２１を介して本機構２０の基部２３に対し
軸線Ｙ方向（即ち長手方向）に摺動可能に設置され、基
部２３内に形成された摺動軸２５上をモータ支持台２１
が移動する。成形されるべき管３０は基部２３上に設け
られた保持部材２７によりクランプされる。２９は保持
部材２７に管３０をクランプするためのクランプハンド
ルであり、手動にて回転することにより管３０を締付固
定する。

【０００８】成形されるべき管３０は図中右方向より保
持部材２７を通り挿入せしめられ、次いで転造ローラ１
０と接触した後クランプハンドル２９により管３０の長
手軸がモータ１３及びヘッド９の軸線Ｙと共軸状に固定
される。転造ローラ１０は、前述した様に完成のテーパ
勾配より大きな勾配のテーパ周面部分を有する絞り成形
ねじ部３（図ではねじ山５を省略されている）を備えて
いるため挿入された管３０は絞り成形ねじ部３の周面と
ローラ端面３１との接点（即ちエッジ）で接する必要は
なく、ねじ部３の周面上で係合すれば良い。

【０００９】管３０を固定した後、作業者はモータ１３
を始動させることによりヘッド９が回転する。ヘッド９
の回転に伴い、ヘッド９に回転可能に装着された各シャ
フト１１は軸線Ｙを中心として回転し、シャフト１１本
体も嵌合されたローラ１０と共にシャフト軸線Ｘを中心
として回転する。各ローラ１０は前述した如くねじ山５
（第７図）を有することにより管３０の端部より次々と
ねじ３３が刻設される。

【００１０】管３０は保持部材２７により軸線Ｙ上の移
動を制止されているため、連続的なねじ３３の刻設に伴
いヘッド９及びモータ１３及びモータ支持台２１は、図
中右方向へと自動的に移動し、管３０の先端部３５はや
がて転造ローラ１０の転造成形ねじ部１へと導かれ所望
のテーパ勾配を有するねじが刻設されることになる。そ
して管３０の端面３５が転造ローラ１０のねじ部１の端
面３４に到達した時点でモータ１３を停止させることで
一連のテーパねじ転造工程は終了する。尚、転造終了後
の管３０の本機構２０から取り外しはモータ１３の回転
を逆転することでヘッド９は図中左方向へスライドし、
ねじの係合解除がなされるが、別の方法として保持部材
２７によるクランプを解除し管３０を手動で廻しながら
取り外しても良い。

【００１１】転造ローラ１０を装着したヘッド９が管３
０に向けて移動させる代わりに、モータ１３を基部２３
上に固定して保持部材２７及びクランプハンドル２９が
ヘッド９に向かって左方向へと移動する機構でも良く、
又シャフト１１上にローラ１０を固定せずに摺動可能と
して各ローラ１０がねじの刻設と共に図中右方向へと移
動しても良い（モータ、保持部材固定）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の構成
においては管材のセット時絞り成形ねじ部の周面上に管
材が接すれば自動的に送り込めるようにするためには転
造ローラにリード角を設けることが必要である。つま
り、所定のリード角を有するねじ部１，３を加工する必
要があり、転造ローラの加工が大変であった。また一
旦、加工後はリード角を調整することは不可能である。

【００１３】そこで本発明は、転造ローラ自体にはリー
ド角を設けることなく、転造ローラの取付配置に工夫を
することにより同一の目的を達成せんとするものであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、夫々が所望のテーパ勾配に等しい
テーパ周面部分をもち、かつ所望のねじの有効径リード
角に対応する傾斜角度で管材軸線に対して傾斜して取付
けられる転造成形用溝付部と、該転造成形用溝付部に隣
接して上記テーパ勾配より大なる勾配のテーパ周面部分
を有する絞り成形用溝付部とから形成される複数個の転
造ローラを周方向にその軸方向位置を所定ピッチづつず
らして配設したヘッドを有する管材用テーパねじ転造機
が提供される。

【００１５】

【作用】本発明によれば、転造ローラ自体には単に溝
（螺線溝ではなく一個一個が独立した不連続の円周溝）
が形成してあるだけで、従って、従来の如くリード角を
有するねじを形成する必要がない。その代わりに、転造
ローラを軸線方向に所定ピッチずつずらし、かつ管軸線
に対しリード角に相当する角度だけ傾斜させることによ
り、各転造ローラに形成した溝が軸線方向に見て、あた
かもリード角に沿って形成された連続した螺線溝を形成
し、その結果、加工すべき管は一旦食いつかせれば自動
的にリード角効果により内方に送られる。それにより、
管には絞りとねじ加工が同時になされる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図４に管
３０に対する転造ローラ１００の配置関係を概念的に示
す。各転造ローラ１００は図７に示す転造ローラ１０と
同様な絞成形用溝付部分１０３と転造成用溝付部１０１
とを有する。これら絞成形用溝付部分１０３と転造成形
用溝付部１０１の径等は基本的には図７に示す転造ロー
ラ１０のそれと同一であるが、相違するのは、転造ロー
ラ１００の外周に形成されるのは、上述の如く、ねじで
なく独立した不連続の溝である点である。

【００１７】復数個の同一の転造ローラ１００が図６の
展開図に示す如く、軸線方向Ｘに見て所定ピッチａだけ
ずらして螺線状に並べられている。つまり、図６におい
て、転造ローラ１００が→→→→→の順番で
示す如く、ピッチａずつ後方にずれ、しかもこの→
→→→→は実際は図４に示す如く（３個の転造ロ
ーラのみ図示）、螺線状に配列されている。その結果、
管３０は軸線方向の送りに伴い転造ローラ１００に→
→→→→の順番で接触し、その端部に絞り、テ
ーパねじ加工（転造）を施される。

【００１８】各転造ローラ１００は図５に示す如く、展
開図で見れば、軸線Ｘに対してリード角に相当する所定
の角度αだけ傾斜して取りつけられる。例えば、転造ロ
ーラ１００の支持軸１１１をヘッド９に対して傾斜させ
てとりつければよい。以上の如く構成することにより、
転造ローラ自身にはリード角が付与されていないにも拘
らず、等価的にリード角効果が得られ、従って、管３０
を一番目あるいは２番目の転造ローラに一旦食い付かせ
れば、その後はリードにより自動的に送りが行われる。
尚、加工手順、方法等は図７図以下に示す従来技術と全
く同様である。

【００１９】図１〜図３は図４〜図６に示す転造ローラ
配置を組み込んだ転造ねじ切り機の一実施例を示すもの
である。基本的構成は図１０に示すものと同一であるの
で説明を省略する。図１から明らかな如く、転造ローラ
１００は軸線Ｘ方向に見て、ピッチａだけずれている。
尚、転造ローラ１００の支持軸１１１は上述の如く、ヘ
ッド（枠体）に対して所定角度αだけ傾斜しているが、
図４，５では角度αを誇張して描いてあり、実際は非常
に小さい角度（例、１°前後）である。

【００２０】図１〜３に示す転造ねじ切り機ではヘッド
９（ヘッド底部９′）に被加工管３０の真円度（外周の
真円度）を出すための心出し具１２０が固設される。心
出し具１２０は基本的には鉛筆削り器の原理を応用した
もので、円錐状のテーパ開口１２１（但し、図面ではテ
ーパ角が非常に小さいため円筒孔に見える）を有する本
体１２３が取り付け軸１２５を介してヘッド９に着脱自
在に取り付けられる。

【００２１】図２，３に示す如く、本体１２３にはその
開口１２１内に突出するカッターブレード（刃）１３７
が埋設される。その径方向の突出量は調整ボルト１２７
により調整出来る。そのため、カッターブレード１３７
には例えば、調整ボルト１２７が挿入される長孔１２９
が形成される。開口１２１内に管３０を挿入し、管３０
あるいは心出し具１２０を相対回転させることにより、
管３０の外周が丁度鉛筆削り器の要領で削られ、しかも
更なる軸線方向の送り中は、その削られた面を案内とし
て深く入っていくので、削られた外周面は管の軸心に関
わりなく実質上完全な円（真円）になる。尚、１３１は
管３０の挿入位置を規制するストッパ（当り）である。

【００２２】ねじ転造に際しては、高精度の加工を行う
ためには、管の外周の真円度が確保されていることが前
提であり、そのために上述の如き心出し具１２０を一体
的に組み付けることは極めて有用である。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば転造ローラ自体にはリー
ドねじを形成することなく、その配置を上述の如く工夫
することにより従来の２つの工程（絞り工程及びねじ転
造工程）が１つの工程ですむことにより製造時間の短縮
及び転造機自体の構造も単純・小型化され従って工事現
場間の移動が容易である。また、転造ローラ自体の製造
も容易、安価になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテーパねじ転造機の一実施例を示
す長手断面図である。

【図２】図１の左端面図である。

【図３】図１に示される心出し具の断面図である。

【図４】本発明に係る転造ローラと管との配置関係を示
す図である。

【図５】転造ローラの取付位置を示すための展開図であ
る。

【図６】転造ローラの螺線状配置を説明するための平面
展開図である。

【図７】従来の転造ローラの部分的縦断面図である。

【図８】図７の転造ローラを装着した従来のヘッドの部
分的縦断面図である。

【図９】第８図におけるIX−IX線に沿った横断面図であ
る。

【図１０】従来のテーパねじ転造機構の概略図である。

【符号の説明】

３０…管 １００…転造ローラ １１１…支持軸

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 夫々が所望のテーパー勾配に等しいテー
   パ周面部分をもち、かつ所望のねじの有効径リード角に
   対応する傾斜角度で管材軸線に対して傾斜して取付けら
   れる転造成形用溝付部と、該転造成形用溝付部に隣接し
   て上記テーパ勾配より大なる勾配のテーパ周面部分を有
   する絞り成形用溝付部とから形成される複数個の転造ロ
   ーラを周方向にその軸方向位置を所定ピッチづつずらし
   て配設したヘッドを有する管材用テーパねじ転造機。