(57)【要約】【課題】平板状の金属素材からプレス加工によって袋ナットを良好に製造することができる袋ナットの製造方法を提供する。【解決手段】平板状の金属素材１０をカップ状にプレス成形するカップ形成工程（ｂ）と、該カップ形成工程（ｂ）にてカップ状に成形された金属素材１０をネジ型４２に外嵌して、外径を縮径させると共に全長を伸張させるようにプレス成形することで、前記ネジ型４２に倣った雌ネジが内面に形成された袋ナット２０を形成する雌ネジ形成工程（ｃ）と、前記ネジ型４２を回転させて（矢印Ａ）前記雌ネジ形成工程（ｃ）にて形成された袋ナット２０からネジ型４２を抜脱させるネジ型抜脱工程とを備える。【選択図】図１
2006297444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の金属素材をカップ状にプレス成形するカップ形成工程と、
該カップ形成工程にてカップ状に成形された金属素材をネジ型に外嵌して、外径を縮径させると共に全長を伸張させるようにプレス成形することで、前記ネジ型に倣った雌ネジが内面に形成された袋ナットを形成する雌ネジ形成工程と、
前記ネジ型を回転させて前記雌ネジ形成工程にて形成された袋ナットからネジ型を抜脱させるネジ型抜脱工程と
を備えることを特徴とする袋ナットの製造方法。
【請求項２】
前記金属素材の材質は、銅合金である
ことを特徴とする請求項１に記載の袋ナットの製造方法。
【請求項３】
前記雌ネジは、テーパネジである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の袋ナットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、袋ナットの製造方法に関するものであり、詳しくは、平板状の金属素材から、プレス成形によって、雌ネジ及び底部を有する袋ナットを製造する袋ナットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
袋ナットは、配管の端部を閉塞するためや、螺着されたボルトの先端を被覆したりするため等に用いられるものであり、略カップ状に形成されており、内面に雌ネジと、軸方向の一端側に底部とを有するものである。なお、袋ナットの一種として、底部に貫通孔が穿設されたものもあり、このような袋ナットは、底部が内方に延出するフランジとして機能することから、配管を接続するため等に用いられる。そして、袋ナットとしては、金属製のものがあり、このような金属製の袋ナットは、雌ネジを有するものであることから、一般に、金属素材を切削加工することによって製造されていた。
【０００３】
上記背景技術は、一般的になされている事項であり、本願出願人は、出願時において、この背景技術が記載された文献を特に知見していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
切削加工によって袋ナットを製造すると、短時間で製造することが困難である。また、切削によって金属素材から材料が除去されるため、金属素材の材料全体を有効に活用することができない。そこで、切削加工に比して短時間で製造することが可能で、しかも、金属素材の材料全体を有効に活用可能なプレス加工によって袋ナットを製造することが、単に想定できるが、袋ナットは、カップ状のものであり、しかも、雌ネジを有するものであることから、平板状の金属素材からプレス加工によって製造しようとしても、単純には、所望の形状の袋ナットを的確に製造することができない。なお、プレス加工は、金属素材を塑性変形させて所望の形状を得る手法であり、鍛造の一種であるが、ダイ型とパンチ型との間に金属素材を配置して、ダイ型に対してパンチ型を押圧させることで金属素材に塑性変形の加工を施すものであり、ダイ型に対するパンチ型の１回のストロークにより、金属素材をダイ型及びパンチ型に倣った形状に塑性変形させることのできる加工方法である。
【０００５】
本発明は、上記実状を鑑みてなされたものであり、平板状の金属素材からプレス加工によって袋ナットを良好に製造することができる袋ナットの製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の採った主要な手段は、
「平板状の金属素材をカップ状にプレス成形するカップ形成工程と、
該カップ形成工程にてカップ状に成形された金属素材をネジ型に外嵌して、外径を縮径させると共に全長を伸張させるようにプレス成形することで、前記ネジ型に倣った雌ネジが内面に形成された袋ナットを形成する雌ネジ形成工程と、
前記ネジ型を回転させて前記雌ネジ形成工程にて形成された袋ナットからネジ型を抜脱させるネジ型抜脱工程と
を備えることを特徴とする袋ナットの製造方法」
である。
【０００７】
上記構成の袋ナットの製造方法では、カップ形成工程にて平板状の金属素材をカップ状にプレス成形した上で、雌ネジ形成工程にて、ネジ型に金属素材を外嵌させてネジ型に倣った雌ネジを形成する。従って、上記構成の袋ナットの製造方法によれば、平板状の金属素材から袋ナットをプレス加工によって良好に製造することができる。
【０００８】
また、雌ネジ形成工程にて形成された雌ネジは、ネジ型に螺着された状態となるのであるが、ネジ型抜脱工程にて、ネジ型を回転させて袋ナットから抜脱させるため、ネジ型抜脱工程を経た袋ナットは、ネジ型に螺着された状態となっていない。よって、ネジ型抜脱工程を経た袋ナットを、プレス加工機のダイ型やパンチ型から構成されたプレス型から円滑に取り出すことができる。
【０００９】
ところで、雌ネジ形成工程では、カップ状にプレス成形された金属素材を、その外径が縮径し、且つ、その全長が伸張するようにプレス成形することから、内面の材料がネジ型のネジ溝に良好に流動して充填される。よって、この雌ネジ形成工程においては、ネジ型に倣った雌ネジが良好に形成される。
【００１０】
上記手段において、
「前記金属素材の材質は、銅合金である
ことを特徴とする袋ナットの製造方法」
としてもよい。
【００１１】
銅合金は、鉄鋼に代表される他の金属材料に比して、可塑性に優れ、プレス成形によって大きく塑性変形させることができるものである。よって、銅合金を金属素材の材質とすることで、所望の形状の袋ナットをプレス成形によって的確に形成することができる。
【００１２】
上記手段において、
「前記雌ネジは、テーパネジである
ことを特徴とする袋ナットの製造方法」
としてもよい。
【００１３】
雌ネジがテーパネジであれば、ネジ型を僅かに回転させることでネジ型と袋ナットとの螺着状態が大きく緩むため、ネジ型抜脱工程にて、袋ナットからネジ型を円滑に抜脱することができる。また、雌ネジ形成工程において、カップ状にプレス成形された金属素材の内面の材料をネジ型に倣って流動させるに際し、カップ状の金属素材の奥側の材料を大きく流動させなければならないのに対して、開口側の材料を小さく流動させればよいので、プレス成形では塑性変形させ難いカップ状の開口側の端部についても所望の形状を得易く、雌ネジを的確に形成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
上述した通り、本発明によれば、平板状の金属素材からプレス加工によって袋ナットを良好に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る袋ナットの製造方法の実施形態としての一例を、以下、図面に従って詳細に説明する。なお、以下では、打抜工程のプレス加工を行う打抜ステージ、カップ形成工程のプレス加工を行うカップ形成ステージ、及び、雌ネジ形成工程の加工を行う雌ネジ形成ステージの夫々を具備する１台のプレス加工機にて、金属素材から袋ナットをプレス成形する製造方法を例示する。
【００１６】
このようなプレス加工機では、打抜ステージ、カップ形成ステージ及び雌ネジ形成ステージに、夫々対応するプレス型（ダイ型及びパンチ型）が装着されており、各プレス型の１ストロークの作動、例えば、各ダイ型に対して上昇した各パンチ型を下降させて金属素材をプレス成形した後に再度、各パンチ型を上昇させるといった１往復の作動により、打抜ステージの金属素材に打抜工程の加工が、カップ形成ステージの金属素材にカップ形成工程の加工が、雌ネジ形成ステージの金属素材に雌ネジ形成工程の加工が、夫々同時に施される。また、プレス加工機への材料の供給、打抜ステージにて加工された金属素材についての次のカップ形成ステージへの搬送、カップ形成ステージにて加工された金属素材についての次の雌ネジ形成ステージへの搬送、及び、雌ネジ形成ステージにて形成された袋ナットについてプレス加工機から取り出しの夫々については、プレス加工機が具備する適宜の搬送装置によって行われる。
【００１７】
上述したプレス加工機による製造方法では、まず、打抜ステージでの打抜工程にて、図１（ａ）に示すように、銅合金、具体的には黄銅、より具体的にはＣ２６００（ＪＩＳ規定）を材質として、板厚が均一に形成された圧延材を打ち抜いて、個々の袋ナットとなる平板状で円板状の金属素材１０を形成する。ここで、本例では、板厚が３ｍｍの金属圧延材を打ち抜いて、直径が４０ｍｍの円板状の金属素材１０を形成する。
【００１８】
ところで、金属素材１０の材質としては、銅合金、アルミニウム合金、チタン合金、ステンレス鋼や炭素鋼等の鉄鋼等、プレス成形可能な材質であればよく、適宜材質を採用することができるが、プレス成形により大きく塑性変形させることができる可塑性に優れた材質を採用するのが好適である。また、特に、水道配管やガス配管等の配管の部品として用いられる袋ナットは、一般に、防錆に優れた黄銅により形成されており、黄銅は、鉄鋼よりも可塑性に優れた材質であることから、配管の部品として用いられる袋ナットを製造する場合には、金属素材１０の材質として、黄銅を採用するのが好適である。
【００１９】
次に、カップ形成ステージでのカップ形成工程にて、図１（ｂ）に示すように、プレス型であるダイ型３０とパンチ型３１との間に円板状の金属素材１０を配置し、ダイ型３０に対してパンチ型３１を押圧して金属素材１０をプレス成形することで、円板状の金属素材１０をカップ状に塑性変形させる。ここで、本例では、外径が２７ｍｍ、内径が２１ｍｍであり、全長が１０ｍｍとなったカップ状に塑性変形させる。なお、本例では、カップ状の金属素材１０の開口側の端部をダイ型３０及びパンチ型３１によって拘束せず、開放させるため、カップ状の金属素材１０の端面部分は自由に塑性変形される。よって、上述の全長は、カップ状の金属素材１０の全周に渡る正確な寸法ではなく、概略の寸法となるが、これに限らず、カップ状の金属素材１０の開口側の端部をダイ型３０及びパンチ型３１によって拘束することで、端部の形状がダイ型３０及びパンチ型３１に倣った形状となり、全長が正確な寸法となるようにしてもよい。
【００２０】
ところで、カップ状の金属素材１０の円筒部分の肉厚は３ｍｍで、円板状の金属素材１０の板厚と同程度となるが、カップ形成工程において、肉厚を、当初の円板状の金属素材１０の板厚に比して、若干、薄くなるようにしてもよい。このように、当初の板厚よりも円筒部分の肉厚が薄くなるようにプレス成形することで、円板状の金属素材１０をカップ状に良好に塑性変形させることができる。また、カップ状の金属素材１０の円筒部分の肉厚を薄くする場合には、薄くし過ぎると、後述する雌ネジを形成するのに十分な肉厚を確保できなくなることから、当初の板厚に比して、少なくとも８０％、具体的に、少なくとも９０％、より具体的に、少なくとも９５％の肉厚を確保できるようにすることが望ましい。
【００２１】
次に、雌ネジ形成ステージでの雌ネジ形成工程にて、図（ｃ）に示すように、カップ状の金属素材１０をネジ型４２の外側に嵌め、すなわち外嵌し、ダイ型４０に対してパンチ型４１を押圧して、カップ状の金属素材１０をさらにプレス成形する。すると、ダイ型４０及びパンチ型４１に倣った外観形状を呈し、内面にネジ型４２に倣った雌ネジ２２を有する袋ナット２０が形成される。ここで、本例では、カップ状の金属素材１０の外径を縮径させて２４ｍｍとし、全長を伸張させて１４ｍｍとする。また、本例では、袋ナット２０の開口側の端部をダイ型４０及びパンチ型４１により拘束して、ダイ型４０及びパンチ型４１に倣った端部形状にプレス成形しているが、袋ナット２０の開口側の端部をダイ型４０及びパンチ型４１により拘束せず、開放して、端部形状を、自由に塑性変形した形状となるようにしてもよい。この場合には、袋ナット２０の端部を別途のプレス加工や切削等によって所望の形状となるように加工して、袋ナット２０の完成品とすればよい。
【００２２】
また、本例では、雌ネジ形成工程において、雌ネジ２２として、管用テーパねじＲｃ１／２（ＪＩＳ規格）が形成されるのであるが、ネジ型４２は、対応する雄ネジである管用テーパねじＲ１／２（ＪＩＳ規格）と略同一形状であり、ネジ山の有効径が１９．８ｍｍ程度であるのに対して、カップ状の金属素材１０の円筒部分の内径は２１ｍｍであり、ネジ型４２のネジ山の有効径よりも大きいことから、カップ状の金属素材１０をネジ型４２に良好に外嵌させることができる。
【００２３】
なお、カップ状の金属素材１０をネジ型４２に良好に外嵌させるためには、カップ状の金属素材１０の内径を、ネジ型４２の最大径よりも、少なくとも０．１ｍｍ、好ましくは少なくとも０．５ｍｍ、より好ましくは少なくとも１ｍｍ、大きくするのが好適である。一方で、カップ状の金属素材１０の内径が、ネジ型４２の最大径よりも大き過ぎると、ネジ型４２に外嵌したカップ状の金属素材１０に大きなガタツキを生じてしまう。よって、カップ状の金属素材１０の内径を、ネジ型４２の最大径よりも、多くとも５ｍｍ、好ましくは多くとも３ｍｍ、より好ましくは多くとも２ｍｍ、といったように僅かに大きくするのが好適である。
【００２４】
このように雌ネジ形成ステージでの雌ネジ形成工程にて形成された袋ナット２０は、ネジ型４２が螺着された状態となっており、このままでは、プレス加工機から取り外すことができない。そこで、雌ネジ形成ステージでのネジ型抜脱工程にて、袋ナット２０に対してネジ型４２を回転させて（図１（ｃ）における矢印Ａ）、袋ナット２０からネジ型４２を抜脱させる。ここで、袋ナット２０の雌ネジ２２はテーパネジであるため、ネジ型４２を僅かに回転させれば、袋ナット２０とネジ型４２との螺着状態が大きく緩むため、袋ナット２０からネジ型４２を円滑に抜脱することができる。なお、袋ナット２０の円筒部分が円形であり、袋ナット２０がパンチ型４１やダイ型４０に回動自在となっている態様では、ネジ型抜脱工程を、ダイ型４０に対してパンチ型４１を押圧させた状態で行うこととすると、袋ナット２０をダイ型４０及びパンチ型４１にて堅固に固定した状態で、袋ナット２０に対してネジ型４２を的確に回転させることができることから好適である。一方、袋ナット２０が、ダイ型４０に回動不能となる形態であれば、パンチ型４１をダイ型４０に対して離間させた状態で、ダイ型４０に対してネジ型４２を回転させて、ネジ型抜脱工程を行うこともできる。
【００２５】
ところで、袋ナット２０の外観形状は、雌ネジ形成工程でのパンチ型４１によって形成されるが、円形状に限らず、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、六角面等の工具掛け面２３を有する形状としてもよい。この場合には、カップ形成工程にて形成されたカップ状の金属素材１０を、雌ネジ形成工程にて外径を縮径させて工具掛け面２３を形成し、縮径させた分の材料を流動させて内面に雌ネジ２２を形成する。
【００２６】
また、この場合には、雌ネジ形成工程にて、カップ状の金属素材１０を、全周に渡って均一に塑性変形させることができないことから、図２（ｃ）に示すように、雌ネジ２２のネジ谷（図示二点鎖線ａ）については十分に所望の形状が得られる一方で、雌ネジ２２のネジ山（図示二点鎖線ｂ）については、部分的に欠損（図における矢印ｃ部分）を生じる虞がある。しかしながら、このようにネジ山に欠損を生じても、ネジ山としての十分な形状が得られた部分（図示矢印ｄ部分）によって、雌ネジ２２としての機能を確保することができる。
【００２７】
次に、このようにして製造された袋ナット２０は、一端側に底部２１を有し、他端側が開口されると共に内面に雌ネジ２２が刻設されたものであり、その使用の例を、図３及び図４に基づいて説明する。
【００２８】
図３に示す袋ナット２０は、配管５０の端部を完全に閉塞できるものである。図示するように、配管５０の端面と袋ナット２０の底部２１との間にパッキン５２を介在させて、配管５０の端部の外面に刻設された雄ネジ５１に袋ナット２０を螺着することで、配管５０の端部を封止する封止キャップとして袋ナット２０を用いることができる。なお、図示は省略するが、雄ネジ５１または雌ネジ２２の少なくとも一方が管用テーパネジであれば、パッキン５２を省略して、配管５０の外面に刻設された雄ネジ５１にシールテープを巻回した上で、袋ナット２０を配管５０に螺着してもよい。
【００２９】
図４に示す袋ナット２０は、底部２１に貫通孔２４が穿設されたものであり、底部２０を、内方に延出するフランジとして機能させることのできるものである。図示するように、袋ナット２０の底部２１の貫通孔２４に、端部に外方に延出するフランジ６１を有する第一の配管６０を挿通し、第一の配管６０のフランジ６１の端面と、外面に雄ネジ６４が刻設された第二の配管６３の端面との間に、パッキン６２を介在させた状態で、第二の配管６３の雄ネジ６４に袋ナット２０を螺着することで、第一の配管６０と第二の配管６３とを相互に接続する配管接続部品として袋ナット２０を用いることができる。なお、袋ナット２０の底部２１の貫通孔２４については、上述の一連のプレス加工を行う１台のプレス加工機によって穿設してもよく、また、別途のプレス加工機によって穿設したり、別途の切削加工によって穿設してもよい。ここで、上述の一連のプレス加工を行う１台のプレス加工機によって穿設する態様では、このプレス加工機は、上述の一連のプレス加工に加えて、金属素材１０に貫通孔２４を穿設する貫通孔穿設工程の打抜加工をも行うものとなり、貫通孔穿設工程に使用されるプレス型（打抜型）が設けられた貫通孔穿設ステージを具備するものとなる。
【００３０】
なお、工具掛け面２３を有する形状等、袋ナット２０の外観形状が非円形状である場合には、カップ形成工程において、袋ナット２０の最終的な外観形状よりも一回り大きな略相似した外観形状となるように、円板状の金属素材１０をカップ状にプレス成形することとし、雌ネジ形成工程において、カップ状の金属素材１０を、全周に渡って略均一に塑性変形できるようにしてもよい。
【００３１】
以上、本発明に係る袋ナットの製造方法の一例を説明したが、本発明に係る袋ナットの製造方法は上述の例に限らない。
【００３２】
例えば、１台のプレス加工機にて上述した一連のプレス加工を行って袋ナットを製造するに限らず、個別のプレス加工機によって、カップ形成工程や雌ネジ形成工程の個々のプレス加工を行って袋ナットを製造してもよい。また、カップ形成工程は、１回のプレス加工によって、円板状の金属素材をカップ状にプレス成形するに限らず、円板状の金属素材を２回以上の複数回のプレス加工により徐々に塑性変形させて、雌ネジ形成工程に投入し得る外観形状を呈したカップ状の金属素材を形成することとしてもよい。
【００３３】
また、一連のプレス加工における最初の打抜工程にて、圧延材を打ち抜いて平板状で円板状の金属素材を形成するに限らず、鋳造や鍛造によって平板状で円板状の金属素材を形成してもよい。さらに、雌ネジとしては、テーパネジに限らず、メートルネジ等のストレートネジであってもよい。また、ネジとしては、並目ネジであってもよく、細目ネジであってもよいが、細目ネジであるのが好ましい。細目ネジは、並目ネジよりもネジピッチが小さく、ネジ山の高さが低いため、プレス成形し易いからである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る袋ナットの製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】袋ナットの別例を示す図面であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】袋ナットの使用の一例を示す正面図である。
【図４】袋ナットの使用の別例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  金属素材
２０  袋ナット
２１  底部
２２  雌ネジ
２３  工具掛け面
２４  貫通孔
３０  ダイ型
３１  パンチ型
４０  ダイ型
４１  パンチ型
４２  ネジ型
５０  配管
５１  雄ネジ
５２  パッキン
６０  第一の配管
６１  フランジ
６２  パッキン
６３  第二の配管
６４  雄ネジ
【図１】
2006297444.tif 000003
【図２】
2006297444.tif 000004
【図３】
2006297444.tif 000005
【図４】
2006297444.tif 000006