JP6934236B2 - 食い込み式管継手用リングの製造方法 - Google Patents
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Description
この発明は、管継手用リングに関し、特に、食い込み式管継手で使用されるリングの製造法に関する。
管継手として、図１に示すように、後端側から管が挿入される管状ボディと、ボディの後端側から突出した管の周囲に嵌められるフロントリングおよびパックリングと、フロントリングおよびバックリングを締め付けて管をボディに固定する袋ナットとを備えている食い込み式管継手が知られている（特許文献１など)。
このような食い込み式管継手において、袋ナットを締め付けると、フロントリングおよびバックリングの各前端部が径方向内方に変形させられて管に食い込み、管が強く締付けられる。これにより、所要の管保持力が得られて、高圧環境下においても十分なシール性を有する管継手が得られる。
食い込み式管継手のフロントリングおよびバックリングに対しては、表面硬度を管より高くすることが求められており、そのため、これらのリングは浸炭処理が行われたステンレス鋼製のものが用いられることが多い。そして、この浸炭処理は、例えば、ワークの変形等が少ない６００℃以下の低温での浸炭処理方法によって行われるようになった（特許文献２など）。
食い込み式管継手のステンレス鋼製のフロントリングおよびバックリングに対して浸炭処理を施すと、表面硬度がビッカース硬さで４００〜１３００HV程度に硬化する。表面硬度はステンレス鋼の種類や浸炭条件により制御されるものの、同じ種類のステンレス鋼、同じ浸炭条件を用いて浸炭を行ったとしても、２００ＨＶ程度の硬度のバラツキが生じる。
この発明の目的は、硬度のバラツキを小さくすることができる食い込み式管継手のリングの製造方法を提供することにある。
本発明（１）は、後端部から管が挿入される環状ボディと、ボディの後端側から突出した管の周囲に嵌められるリングと、リングを締め付けて管をボディに固定する袋ナットとを備えている食い込み式管継手に用いられるリングの製造方法であって、環状の素材を所定形状の環状体に形成する形状形成工程と、形状形成工程で得られた環状体を浸炭処理する浸炭工程と、浸炭工程後の環状体を研磨する研磨工程とを有することを特徴とする食い込み式管継手用リングの製造方法である。
環状の素材を所定形状の環状体に形成する形状形成工程を経た環状体は、浸炭工程によって表面から数十μｍの範囲に炭素原子が侵入する浸炭が行われて、表面部の硬度が上がる。
しかし、この硬度上昇は、環状体の外周面の位置によりバラツキが生じている。また、個々の環状体の違いによってもバラツキが生じている。この硬度のバラツキを小さくするために、これまで、浸炭技術の改善が試みられてきたが、浸炭技術の改善によっては十分にはこのバラツキを小さくすることはできなかった。
本発明者らは、浸炭技術の改善ではなく、浸炭工程後の後処理に着目し、量産性やコスト的にも実用可能な技術を見出し、本発明に到った。その浸炭工程後の後処理とは、硬度のバラツキが生じている表面部を研磨することである。この後処理によって、個々のリングの表面のどの位置に対しても硬度を一定に保つことができ、さらに個体間のバラツキもほとんどなくすることができることを発見した。このバラツキを顕著に小さくできるという理由は、硬度の低い表面部分が選択的に除去されるからと推測される。
本発明（２）は、食い込み式管継手用リングの製造方法であって、研磨工程がバレル研磨であることを特徴とする。
リングの表面部の硬度の低い部分を選択的に除去する方法としては、バレル研磨法、バフ研磨法、ブラスト研磨法、ベルト研磨法、ショット研磨法等の種々の研磨法があるが、その中でも量産性やコストの観点からバレル研磨法が望ましい。
本発明（３）は、リングが、ボディ側のフロントリングとナット側のバックリングとからなり、少なくともバックリングが本発明（１）または本発明（２）の製造方法により製造されることを特徴とする食い込み式管継手用リングの製造方法である。
食い込み式管継手で使用されるリングは、１種のものもあれば、２種以上のものもある。リングが２種から構成され、一つがフロントリングであり、もう一つがバックリングであるのが好ましく、少なくともバックリングが本発明（１）または本発明（２）の製造方法により製造されることが好ましい。この方式のリングでは、管保持力が低下することなく締め付けトルクの低減が可能となるからである。
このリングの製造方法によると、食い込み式管継手用リングであって、リングの外周面の硬度のバラツキを小さくすることにより、食い込み式管継手のシール性を向上させることができる。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等および各種製造条件は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１に示すように、この発明の製造方法によって作られる食い込み式管継手（１０）は、後端側から管（１２）が挿入される管状ボディ（継手部材）（１１）と、ボディ（１１）の後端側から突出した管（１２）の周囲に嵌められるフロントリング（１３）およびバックリング（１４）と、フロントリング（１３）およびバックリング（１４）を締め付けて管（１２）をボディ（１１）に固定する袋ナット（１５）とを備えている。
ボディ（１１）の中間部外周に外向きフランジ（１６）が形成され、その前後両端部の外周におねじ部（１７）（１８）がそれぞれ形成されている。ボディ（１１）の後端部の内周には、前側の部分より少し内径の大きい大径部（１１ａ）が形成され、その後端部内周には、前方に行くにつれて径が小さくなるテーパ面（１１ｂ）が形成されている。
袋ナット（１５）の前端部側の内周に、めねじ（１５ａ）が形成されており、これがボディ（１１）の後端部のおねじ部（１８）にねじ嵌められている。袋ナット（１５）の後端には、内向きフランジ（１５ｂ）が形成されている。
この発明の製造方法は、後端部から管が挿入される環状ボディと、ボディの後端側から突出した管の周囲に嵌められるリングと、リングを締め付けて管をボディに固定する袋ナットとを備えている食い込み式管継手に用いられるリングの製造方法であって、環状の素材を所定形状の環状体に形成する形状形成工程と、形状形成工程で得られた環状体を浸炭処理する浸炭工程と、浸炭工程後の環状体を研磨する研磨工程とを有することを特徴としている。
本実施例で用いられたリングの材料は、ステンレス鋼ＳＵＳ３１６材である。
浸炭工程は、例えば特許文献２に記載の方法でなされてもよい。浸炭の温度は、４００〜６００℃の温度範囲であり、さらに好適なのは４００〜５５０℃、もっと好適なのは４５０〜５００℃の温度範囲である。
研磨工程は、浸炭工程後のリングを研磨石、コンパウンド、水とともにバレル研磨機にかけて行った。バレル研磨後のリングをバレル研磨機から取り出し、水洗後、乾燥機にて乾燥を行った。
硬度の測定は、株式会社フーチュアテック製微小硬度計ＦＭ−８００を用い、加重５０ｇでマイクロビッカース硬度として測定した。
硬度測定は日本工業規格ＪＩＳ２２４４「ビッカース硬さ試験−試験方法」に準じて行った。１個の試作品に対し、５区画の測定を行い、各区画の硬度を算出した。
図２および図３は５種類の試験品のリングのバレル研磨前後の表面硬度を示すグラフであり、Ｙ軸は硬度（ＨＶ）を示し、Ｘ軸は測定された５箇所の位置を示している。
図２および図３は５種類の試験品のリングのバレル研磨前後の表面硬度を示すグラフであり、Ｙ軸は硬度（ＨＶ）を示し、Ｘ軸は測定された５箇所の位置を示している。
バレル研磨前の硬度測定結果である図２をみると試作品の硬度（ＨＶ）はばらついており、基準値σより、約５０ＨＶ高いもの、約１００ＨＶ低いものが存在し、最も大きな硬度差は１５０ＨＶとなる。また、同じ試作品においても、測定箇所による硬度のバラツキが存在していることがわかる。
図３は図２において用いた試験品について、バレル研磨後に同様の試験を行ったものであり、全ての硬度は基準値σに対し、１０ＨＶ以内の硬度に収まっている。
このバラツキの差は、環状体の表層部がバレル研磨により除去される際に、硬度の低い部分が選択的に除去され、除去された１層の直下の層で、硬度のばらつきの少ない層がバレル研磨により現れた結果であろうと推測される。
１０：食い込み式管継手管継手（管継手）
１１：管状ボディ（ボディ）
１１ａ：大径部
１１ｂ：テーパ面
１２：管
１３：フロントリング
１４：バックリング
１５：袋ナット
１５ａ：めねじ
１５ｂ：内向きフランジ
１６：外向きフランジ
１７：おねじ部
１８：おねじ部
１１：管状ボディ（ボディ）
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１５ｂ：内向きフランジ
１６：外向きフランジ
１７：おねじ部
１８：おねじ部
Claims (2)
- 後端部から管が挿入される環状ボディと、ボディの後端側から突出した管の周囲に嵌められるリングと、リングを締め付けて管をボディに固定する袋ナットとを備えている食い込み式管継手用リングの製造方法であって、
環状の素材を所定形状の環状体に形成する形状形成工程と、
形状形成工程で得られた環状体を浸炭処理する浸炭工程と
浸炭工程後の環状体を研磨する研磨工程とを有し、
前記リングの材質はステンレス鋼ＳＵＳ３１６材であり、
前記研磨工程は、前記環状体表面の浸炭硬化層の表面層をバレル研磨し、研磨後の表面硬度のばらつきがビッカース硬度で±１０HV以内とすることを特徴とする食い込み式管継手用リングの製造方法。 - 前記リングが、ボディ側のフロントリングとナット側のバックリングとからなり、少なくともバックリングが請求項１の製造方法により製造されることを特徴とする食い込み式管継手用リングの製造方法。
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