JP4168373B2 - 緩み止め締結構造及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緩み止め締結構造、特に管継手用の緩み止め締結構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
緩み止め締結構造の代表例として管継手の締結構造が挙げられる。従来よりこの管継手の締結構造の主要部品である管継手用袋ナットは、まず精密鋳造法により略円筒形状の金属素材を製造し、次に旋削加工によりこの金属素材の内周面の円周方向に連続しためねじをねじ切り、管継手用袋ナットとしたものが実用に供されていた。
また従来より、転造加工により、管継手用袋ナット素材の内周面の円周方向に連続しためねじを転写成形することが試みられたが実用化が困難であった。実用化が困難な主因として、本発明者らの検討から後述の比較例に記すように、 (1)内周面周方向に連続しためねじを転写成形しようとしても転造加工時の転造ダイスへの負荷抵抗が非常に大きいので工業生産が困難である、(2)(1)の試みで転造加工時の負荷抵抗が大きいのは転写ねじ部への十分な潤滑油の安定供給ができないからである、(3)切削により内周面にめねじをねじ切り加工する場合は精密な加工機を要し、加工時間が長く、特にステンレス製部材にめねじ加工するのは切削条件が難しく、特別の切削バイト等を要し困難なものである、ことがわかった。
【０００３】
本発明の先願発明に該当する特願2000-274272号公報には図４の緩み止め締結構造が開示されている。図４の緩み止め締結構造80は、おねじ81、ナット82（18-8ステンレス鋼製）、及びナット82の内周面の周方向に断続的にねじ切られためねじのねじ山83を具備している。このねじ山83は特開平10-99931号公報（特願平8-258898号公報）に記載の塑性加工法により形成されたものである。もって、緩み止め締結構造80はめねじの高強度低剛性に起因する弾性変形とおねじ側の低硬度高剛性による塑性変形が相まって、振動あるいは捻じり等の外力に対し強い緩み抵抗を発揮するという効果を有する。
特開平10-99931号公報は内ねじを有する金属製部品の製造方法及びその装置の発明を開示しており、図３に示すように、軸方向に複数に分割されると共に外周におねじ部を設けた第一の芯金30の軸方向中心部に第二の芯金50を挿入し、第一の芯金30のおねじ部35にカップ状の金属製素材（筒状体）20を被せ、筒状体20の外周を複数のパンチ60により求心方向に加圧して筒状体20を変形させると共に筒状体20の内周側に第一の芯金30のおねじ部35を転写せしめてめねじ部を形成し、次いで第一の芯金30の軸方向中心部に挿入されていた第二の芯金50をおねじ部35の領域から撤去し、第一の芯金30のおねじ部35を求心方向に縮径し、内側にめねじ部を形成した筒状体20を捻らずに取り出すことを特徴としている。
しかしながら、このめねじ部形成方法は取り回しが煩雑となり工業生産性が低いという問題を有していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする課題は、工業生産性に富むと共に良好な緩み止め締結機能を有する新規な緩み止め締結構造、特に管継手用緩み止め締結構造及びその製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明の緩み止め締結構造は、おねじに対し、螺合すべきナットのめねじを断続的に配置させためねじ山群で構成する緩み止め締結構造であって、前記ナットは、外周面に多角部を有しこの多角部の対辺に対応する内周面の位置に突部が形成され隣接する前記突部の間に有底溝が形成された袋ナット用素材からなり、前記突部に回転する転造ダイスを接触させることにより成形されるめねじ山群を有することを特徴とする。前記緩み止め締結構造は内周面の有底溝部分がねじ加工時に未加工部分になるのでねじ加工の負荷を工業生産可能な範囲に抑える作用を有する。更にこの有底溝を通って潤滑油がめねじ山群に安定供給されるのでねじ加工時の加工負荷低減に寄与するものである。
【０００６】
また本発明の緩み止め締結構造の製造方法は、おねじに対し、螺合すべきナットのめねじを断続的に配置させためねじ山群で構成する緩み止め締結構造の製造方法であって、前記ナット用の略円筒状素材を塑性加工により外周面に多角部を形成し、この多角部の対辺に対応する内周面の位置に突部を形成すると共に前記突部と隣接する突部との間に有底溝を形成して袋ナット用素材とし、塑性加工後に得られた前記突部に回転する転造ダイスを接触させることによりめねじを形成してめねじ山群とすることを特徴とする。また前記めねじは平行めねじをねじ転造法により形成してもよい。本発明の方法により、ねじ加工性が良好であり、駄肉を減じた薄肉、軽量の緩み止め締結性に富む袋ナットを提供することができる。
【０００７】
本発明の緩み止め締結構造におけるナットの構成は特に管継手用袋ナットに好適であり、実用性に富む。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の緩み止め締結構造は従来のものと同等以上の緩み止め締結効果を発揮するために金属材料で形成するのが好ましい。実用性の高いのは鉄合金製及び／または銅合金製の緩み止め締結構造であり、特にステンレス鋼製及び／またはベリリウム銅合金製のものが好ましい。
【０００９】
【実施例】
以下、図面及び実施例により本発明を詳細に説明するが、それらにより本発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１において、10’はステンレス鋼製の円筒状素管を塑性加工（例えば冷間鍛造）にて圧造成形した緩み止め締結構造用素材（管継手に使用する袋ナット用素材）であり、外周面にレンチ掛け用の多角部３を設けてある。多角部３は８角形状になっており、各多角部表面はそれぞれ平面（対辺）になっている。４は外周面の頂部であり、各表面は曲面になっている。多角部３の対辺に対応する内周面の位置に内周面突部２’が形成されると共に突部２’と隣接する突部２’との間に有底溝１が軸線方向に沿って設けてある。図１の有底溝１は合計で８箇所存在している。以下転造加工によりめねじを加工する方法を説明する。まず塑性加工（例えば冷間鍛造）で圧造成形した管継手に使用する袋ナット用素材10’を用意し、所定の固定用治具（図示省略）にセットする。次に固定した素材10’の内周面突部２’に回転する転造ダイス（図示省略）を接触させて転造加工によるめねじ２を転写成形する。通常、転造ダイス（図示省略）はめねじ径と略同一外径の平行おねじを用いる。転造加工時、軸線方向の有底溝１と転造ダイス（図示省略）とは所定の間隙を有し接触しないようになっているので、この間隙から潤滑油をめねじ山群２に安定して供給することができ、潤滑効果を得られる。よって難加工性のステンレス鋼製素材10’に転造加工によりめねじを効率良く転写成形することができ、もって実用性に富む緩み止め締結構造（管継手用袋ナット等）を提供することができる。
【００１１】
（実施例１）
SUS304製の円筒状素管を塑性加工（例えば冷間鍛造）して図１に示す構造の管継手用袋ナット素材10’を製造した。次に転造加工によりこの素材の内周面の周方向に断続的なめねじを成形することを試みた。その結果、有底溝１を通って潤滑油がめねじ山群（図１の突部２’）に安定して供給され、良好な潤滑効果を得られたことを反映してねじ加工の加工負荷が実用に耐える範囲内に抑えられた。もって図２に示す管継手用袋ナット10を効率良くかつ良好な寸法精度でねじ加工し得ることができた。管継手用袋ナット10の流体配管挿入側（図２の５側）からステンレス鋼製の流体配管（図示省略）を挿入し、次いで継手のおねじ側（図示省略）と管継手用袋ナット10とを螺合することにより前記液体配管を前記継手と接続したところ、良好な緩み止め締結効果を得られた。
製造した管継手用袋ナット10を図２の真上側から見たときのめねじ（めねじ山群）２の投影面積は、仮に管継手用袋ナット10の内周面周方向に連続してめねじが形成されたとした場合の投影面積を100％としたときに比べて、相対的に80％であった。本発明者らの関連する他の検討から、めねじ（めねじ山群）２の投影面積が50％超、好ましくは70％以上ならば実用に耐え得る、後述の比較例１に比較しても緩み止め締結効果を得られることがわかった。
（比較例１）
実施例１と同じSUS304製の円筒状素管の内周面の周方向に、転造加工により、連続しためねじを転写成形することを試みたが、加工負荷が大きくなりねじ加工が困難であった。
【００１２】
図１及び図２では有底溝１を軸線方向に設けた場合を記載したが特に限定されない。例えば、有底溝１が軸線方向となす角度が45度以下、好ましくは20度以下であれば実用に耐える緩み止め締結効果を得ることができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載した効果を奏する。
１）袋ナット用素材の内面に断続的な突部を形成すると共に突部と隣接する突部との間に有底溝を形成することで、冷間鍛造時の圧造荷重が少なく、圧造成形金型の負荷が軽減できる。
２）更に、袋ナット用素材を用いて内面に転造めねじを転写成形する際、内周面に連続しためねじを転写成形する必要がなく、断続的に存在する突部にのみめねじを転写成形すればよいことと、転造成形時の潤滑油が有底溝によって十分に供給されることとで、転造ダイスの負荷抵抗が軽減されて加工負荷が少なく、強度の強い転造めねじ（めねじ山群）が容易に効率よく成形できる。
３）管継手用袋ナットの内周面に連続しためねじを転造により転写成形したものに比べて、内周面に断続的なめねじ（めねじ山群）を転造により転写形成したものの方が、緩み止め締結効果が得られる。
以上記述の通り、本発明によれば、工業生産性に富むと共に良好な緩み止め締結機能を有する新規な緩み止め締結構造、特に管継手用緩み止め締結構造及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いるねじ加工前の袋ナット素材の
一例を示す斜視図である。
【図２】 本発明の緩み止め締結構造の一例を示す斜視図である。
【図３】 従来のめねじ形成方法を示す縦断面図である。
【図４】 従来の緩み止め締結構造の一例を示す部品図である。
【符号の説明】
１ 有底溝、２ めねじ（めねじ山群）、２’ 突部、３ 多角部、４ 頂部、５ 配管挿入側、10 管継手用袋ナット、10’ 袋ナット用素材。

Claims (2)

1. おねじに対し、螺合すべきナットのめねじを断続的に配置させためねじ山群で構成する緩み止め締結構造であって、
   前記ナットは、外周面に多角部を有しこの多角部の対辺に対応する内周面の位置に突部が形成され隣接する前記突部の間に有底溝が形成された袋ナット用素材からなり、前記突部に回転する転造ダイスを接触させることにより成形されるめねじ山群を有することを特徴とする緩み止め締結構造。
2. おねじに対し、螺合すべきナットのめねじを断続的に配置させためねじ山群で構成する緩み止め締結構造の製造方法であって、
   前記ナット用の略円筒状素材を塑性加工により外周面に多角部を形成し、この多角部の対辺に対応する内周面の位置に突部を形成すると共に前記突部と隣接する突部との間に有底溝を形成して袋ナット用素材とし、塑性加工後に得られた前記突部に回転する転造ダイスを接触させることによりめねじを形成してめねじ山群とすることを特徴とする緩み止め締結構造の製造方法。

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