(57)【要約】【課題】廉価かつ効率的な手段により、異物の発生しにくいガス絶縁開閉装置用ネジを提供する。【解決手段】雌ネジの具体例は、従来のネジ形状から不完全ネジ部２を除去して、完全ネジ部１のみとした形状のネジで、完全ネジ部１の入口側フランク６の任意の点７を始点として、入口方向に戻るつる巻線８に沿って不完全ネジ部２を切除したものである。雌ネジの谷底径φＤ3と、切除するための加工径φＤ4が、Ｄ3＜Ｄ4となるように加工する。【選択図】図２
2008240903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジの加工において、切削工具のアプローチを受ける入口近傍の入口側フランクにおける任意の点を通るつる巻線に沿って、ネジの繰返しピッチに至らない不完全ネジ部を切除したことを特徴とするガス絶縁開閉装置用ネジ。
【請求項２】
工作機械の同時３軸制御機能により加工したネジに対し、同様に前記同時３軸制御機能により、前記不完全ネジ部を切除したことを特徴とする、請求項１記載のガス絶縁開閉装置用ネジ。
【請求項３】
前記ネジと、その不完全ネジ部を切除するための工具と、の加工開始点及び軸方向干渉量の少なくとも一方を制御することにより、前記工具とネジとの干渉範囲を、前記入口側フランクの範囲内に収まるように抑制したことを特徴とする請求項１又は２記載のガス絶縁開閉装置用ネジ。
【請求項４】
前記不完全ネジ部を切除したネジの完全ネジ部についても、一ピッチ又は二ピッチ以上、切除したことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置用ネジ。
【請求項５】
貫通またはネジ逃げを施したネジの加工において、工具の入口側だけでなく、出口近傍の出口側フランクのつる巻線に沿って不完全ネジ部を切除したことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置用ネジ。
【請求項６】
ネジのネジ切り加工を行う工程と、
加工した前記ネジについて、切削工具のアプローチを受ける入口近傍の入口側フランクにおける任意の点を通るつる巻線に沿って、ネジの繰返しピッチに至らない不完全ネジ部を切除する工程と、
を含むことを特徴とするガス絶縁開閉装置用ネジの加工方法。
【請求項７】
工作機械の同時３軸制御機能により、ネジのネジ切り加工を行う工程と、
前記ネジ切り加工の数値データから、完全ネジ部の入口側フランク上の点の座標値を計算する工程と、
計算した前記座標値に基いて、前記同時３軸制御機能により、前記ネジに対し、前記不完全ネジ部を切除する工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のガス絶縁開閉装置用ネジの加工方法。
【請求項８】
前記ネジと、その不完全ネジ部を切除するための工具と、の加工開始点及び軸方向干渉量の少なくとも一方を制御することにより、前記工具とネジとの干渉範囲を、前記入口側フランクの範囲内に収まるように抑制する工程を含むことを特徴とする請求項６又は７記載のガス絶縁開閉装置用ネジの加工方法。
【請求項９】
前記不完全ネジ部を切除したネジの完全ネジ部についても、一ピッチ又は二ピッチ以上、切除する工程を含むことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置用ネジの加工方法。
【請求項１０】
貫通またはネジ逃げを施したネジの加工において、工具の入口側だけでなく、出口近傍の出口側フランクのつる巻線に沿って不完全ネジ部を切除する工程を含むことを特徴とする請求項６から９のいずれか一項に記載のガス絶縁開閉装置用ネジの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス絶縁開閉装置用ネジに関する技術を改良したものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、変電所などにおいて、接地容器内に遮断器等と消弧ガスを封入した、いわゆるガス絶縁開閉装置（Gas Inslated Switch 。以下「ＧＩＳ」とも呼ぶ）が用いられ、設備のコンパクト化に役立っている。一般に、ＧＩＳに用いるＧＩＳ用ネジの加工は、切削または転造用のタップによるプランジ加工によるものが主であるが、最近では工作機械の同時３軸制御機能によるヘリカル補間を用いて加工されているネジも採用されつつある。
【０００３】
以下、図２０を参照してＧＩＳ用ネジの従来例について説明する。図２０は、雌ネジの一部分を示す断面斜視図であり、この図に示すように、従来のＧＩＳ用ネジは、加工したままでは完全ネジ部１および不完全ネジ部２から構成された一般的な形状をしている。すなわち、ネジは、凹凸要素を含む螺旋構造の繰返しである一方、長さは有限であるため、凹凸要素を一回分含む部分と、一回分に満たない端部があり、ここでは、前者を完全ネジ部、後者を不完全ネジ部と呼ぶ。
【０００４】
次に、図２１は、図２０と同じ雌ネジの断面図である。この図のように、不完全ネジ部２は１ピッチあり、入口に進むにしたがって細い（肉薄となる）不完全ネジ部３が形成されていく。また、図２２のように、雄ネジに関しても同様に、完全ネジ部１、不完全ネジ部２で構成され、細く肉薄な不完全ネジ部３が形成されている。
【０００５】
このように構成されたＧＩＳ用ネジは、通電部、絶縁部、機構部など様々な箇所に締結用として用いられている。
【特許文献１】特開昭６２−２８５１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ＧＩＳの縮小化に伴い、従来以上に高い絶縁性能が要求される一方で、異物の発生が地絡事故につながる可能性が増える可能性もある。特に機器内部に用いられている従来のＧＩＳ用ネジにおいては、図２１に示したように細く肉薄となる不完全ネジ部３が返ることによりバリとなり、締結時の剥離により異物となることがある。また、バリを抑制するために、図２３のように面取り４を施す場合が多いが、この対処では、細いバリ３を完全に除去することはできないうえ、新たにバリ５を発生させてしまうため、依然として異物の問題が付きまとうことになる。
【０００７】
また、不完全ネジ部の除去と、ネジ山の丸め加工を組合せる提案もあるが（特許文献１参照）、複数種類の工程の組合せは作業効率や費用上の難点もあり、改善が求められていた。
本発明は、上記のような従来の課題を解決するもので、廉価かつ効率的な手段により、異物の発生しにくいガス絶縁開閉装置用ネジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様では、ガス絶縁開閉装置用ネジの加工において、切削工具のアプローチを受ける入口近傍の入口側フランクにおける任意の点を通るつる巻線に沿って、ネジの繰返しピッチに至らない不完全ネジ部を切除したことを特徴とする。
【０００９】
このように、不完全ネジ部を除去することにより、従来は不完全ネジ部において入口付近に行くにしたがって発生していた細いバリの発生や、それによるネジ締結時における異物の発生を効果的に抑制可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような本発明によれば、廉価かつ効率的な手段により、異物の発生しにくいガス絶縁開閉装置用ネジを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るＧＩＳ用ネジに関し、複数の最良の実施形態について、図に沿って説明する。なお、背景技術や課題での説明と共通する前提事項は適宜省略する。また、各実施形態については、便宜上、メートルネジを例に説明するが、本発明はこれに限定されないことは言うまでもない。
【００１２】
〔１．第１実施形態〕
第１実施形態は、本発明の基本的態様であり、ガス絶縁開閉装置用ネジの加工において、切削工具のアプローチを受ける入口近傍の入口側フランクにおける任意の点を通るつる巻線に沿って、ネジの繰返しピッチに至らない不完全ネジ部を切除したものである。
【００１３】
まず、雌ネジの具体例は、図１に示すように、従来のネジ形状（図２０）から不完全ネジ部２を除去して、ネジ構造としては完全ネジ部１のみとした形状のネジで、その断面図を図２に示す。すなわち、この例では、完全ネジ部１の入口側フランク６の任意の点７を始点として、入口方向に戻るつる巻線８に沿って不完全ネジ部２を切除している。そして、雌ネジの谷底径φＤ3と、切除するための加工径φＤ4が、Ｄ3＜Ｄ4となるように加工する。
【００１４】
第１実施形態とは逆の例として、仮に、図４のように完全ネジ部１の出口側フランク９の任意の点１０を始点としてしまうと、図５のように、出口側フランク９と切除面１１とで成される角度βは３０°と鋭角になるので、バリ５が発生してしまうところ、第１実施形態では、図２に例示したような切削により、このような不都合が回避可能となる。
【００１５】
また、第１実施形態については、図６のように、雄ネジに関しても同様であり、完全ネジ部１の入口側フランク６の任意の点７を始点として、入口方向に戻るつる巻線８に沿い、雄ネジの谷底径φＤ5と切除するための加工径φＤ6が、Ｄ5＞Ｄ6となるように加工する。
【００１６】
以上のように、第１実施形態によれば、図２のように不完全ネジ部２を完全に切除し、さらに図３に示すように、入口側フランク６と切除面１１とで成される角度αは１５０°と鈍角になるため、従来は不完全ネジ部において入口付近に行くにしたがって発生していた細いバリの発生や、それによるネジ締結時における異物の発生を効果的に抑制可能となる。
【００１７】
〔２．第２実施形態〕
次に、第２実施形態は、工作機械の同時３軸制御機能により加工したネジに対し、同様に前記同時３軸制御機能により、前記不完全ネジ部を切除した例で、図７を用いて説明する。
【００１８】
まず、工作機械の同時３軸制御機能によりネジ加工すなわちネジのネジ切り加工を行った場合、ネジの切り始めと切り終わりの位置が分かるため、図７に示すように、完全ネジ部１の入口側フランク６の任意の点７の座標値を正確に把握することができる。すなわち、前記ネジ切り加工の数値データから、完全ネジ部の入口側フランク上の点の座標値を計算する。
【００１９】
そして、計算した前記座標値に基いて、前記同時３軸制御機能で例えばエンドミルのような工具１２を制御することにより、完全ネジ部１の入口側フランク６の任意の点７を始点とするつるまき線８に沿って切削する。
【００２０】
この時、バリを抑制するためには任意の点７は図８のように入口側フランクの始点１３から終点１４の間にあれば良く、これら始点１３と終点１４について、雌ネジの谷底の中心１５からの軸方向距離は、それぞれＬ1、Ｌ2となる。ここで、ネジのピッチをＰとすると、Ｌ1、Ｌ2はそれぞれ下記の数式１及び数式２で表される。
Ｌ1＝０．０６２５Ｐ  …  数式１
Ｌ2＝０．３７５０Ｐ  …  数式２
【００２１】
以上のように、第２実施形態によれば、工作機械の同時３軸制御機能で加工したネジについて、同様に３軸制御により高精度な形状で不完全ネジ部を除去することにより、フランクの任意の点の座標を正確に把握可能となり、高精度な形状を再現性良く加工可能となる。
【００２２】
〔３．第３実施形態〕
次に、第３実施形態は、ネジと、その不完全ネジ部を切除するための工具と、の加工開始点及び軸方向干渉量の少なくとも一方を制御することにより、工具とネジとの干渉範囲を、入口側フランクの範囲内に収まるように抑制するものである。
【００２３】
なお、ここでいう干渉範囲は、加工開始点を中心に、軸方向干渉量ぶんの広がりを持ち、軸方向干渉量は、ネジのピッチと、ネジ径（雌ネジの内径又は雄ネジの外径）と、加工径と、工具径と、に基づいて定まる。
【００２４】
まず、雌ネジを例にとって、図９を用いて説明する。すなわち、図９に示すように、工具径φｄの工具１２を用いて、雌ネジの谷底径φＤ3よりも若干大きい加工径φＤ4で不完全ネジ部２を切除した場合、加工開始点１６の前後のフランクを、エンドミルなどの工具１２との干渉により削ることによる、干渉部１７が発生してしまう。
【００２５】
その時の軸方向干渉量Ｑ１は、図１０に沿って、次のように表せる。まず、ネジの中心Ｏと、加工開始時の工具１３の中心Ｏ1とを結ぶ直線１８を想定する。また、ネジの中心Ｏと、工具１２と雌ネジの内径部１９との交点２０と、を結ぶ直線２１を想定する。そして、直線１８と直線２１とで成す角θ1と、およびネジのピッチＰにより、軸方向干渉量Ｑ1は、次の数式３で表される。
Ｑ1＝Ｐ・θ1／３６０  …  数式３
【００２６】
ここでθ1は、雌ネジの内径φＤ1、加工径φＤ4および工具径φｄにより、次の数式４で表される。
θ1＝cos-1〔{(D4-d)2+(D1+d)(D1-d)}/2D1(D4-d)〕  …  数式４
これにより、図１１に示すように、加工開始点１６を想定して加工しても、実際には加工開始点の奥側ではＬ3〜Ｌ5の幅で、手前側ではＬ4〜Ｌ3の幅で加工されていることになる。
【００２７】
そこで、入口側フランク６の任意の点７を加工開始点１６とする場合、Ｌ4＞Ｌ1、Ｌ5＜Ｌ2となるように、加工開始点を定めるＬ3や工具径ｄなどの値を算出調整する。このようにしないと、入口側フランク６をうまく加工することができず、Ｌ5＞Ｌ2となる場合などは出口側フランクを削ることになるため、バリの発生を引き起こすことになる。
【００２８】
また、図１２は雄ネジの場合であり、この時の干渉量Ｑ2は、図１３をもとに、次のように表せる。まず、ネジの中心Ｏと加工開始時の工具１２の中心Ｏ1とを結ぶ線１８とを想定する。また、ネジの中心Ｏと、工具１２と雄ネジの外径部２３との交点２４とを結ぶ直線２５を想定する。そして、直線１８と直線２５との成す角θ2、およびネジピッチＰにより、次の数式５で表される。
Ｑ2＝Ｐ・θ2／３６０  …  数式５
【００２９】
ここでθ2は、雄ネジの外径φＤ5、加工径φＤ6および工具径φｄにより、次の数式６で表される。
θ2＝cos-1〔{(D6+d)2+(D5+d)(D5-d)}/2D5(D6+d)〕  …  数式６
【００３０】
雄ネジの場合も、上記雌ネジの場合に準じ、工具とネジとの干渉範囲が入口側フランクの範囲内に収まるように、加工開始点（Ｌ3）を制御したり、工具径ｄなどと通じ軸方向干渉量Ｑ2を制御する。
【００３１】
以上のように、第３実施形態によれば、入口側フランクの加工開始点および工具径ｄの値を適切に選択し干渉量を調整して加工することにより、不完全ネジ部を切除するための工具１２とネジとの干渉で生じる過大な切除によるネジ形状の崩れを抑制し、バリの発生を効果的に防止可能となる。また、干渉によるネジ形状の崩れを生じさせない範囲で、最大の工具径φｄを選択可能となり、十分な剛性のある工具を使用してより高精度な加工を実施可能となる。
【００３２】
〔４．第４実施形態〕
次に、第４実施形態は、不完全ネジ部を切除したネジの完全ネジ部についても、一ピッチ又は二ピッチ以上、切除する例であり、図１４を用いて説明する。
【００３３】
まず、図１４は、不完全ネジ部を切除した後のネジに、面取り工具２６により面取り４を施したものであるが、これだけでは、面取り４により完全ネジ部１との間で干渉部２７が生じるぶん、完全ネジ部１が削られる。この結果、削られた完全ネジ部１では、図１５の拡大図に示すように、出口側フランク９と面取り４の成す角γは７５°の鋭角であるため、バリ５が形成される問題が残る。
【００３４】
そこで、図１６に示すように、完全ネジ部１をさらに一ピッチから数ピッチ切除することにより、面取り４と完全ネジ部１との干渉を防ぐことができる。
【００３５】
以上のように、第４実施形態では、完全ネジ部をさらに数ピッチ切除して、面取り加工と完全ネジ部との干渉を防止することにより、干渉に基くネジ形状の崩れによるバリの発生を確実に抑制可能となる。
【００３６】
〔５．第５実施形態〕
さらに、第５実施形態は、貫通またはネジ逃げを施したネジの加工において、工具の入口側だけでなく、出口近傍の出口側フランクのつる巻線に沿って不完全ネジ部を切除する例で、図１７を用いて説明する。
【００３７】
すなわち、図１７は貫通ネジ、図１８はネジ逃げ２８があるネジ形状を示す。また、２９はネジ加工工具の入口、３０はネジ加工工具の出口である。そして、出口３０にも不完全ネジ部２があるため、入口２９と同様に切除する必要がある。
【００３８】
この際、出口３０側については、出口側フランク９の任意の点１０を始点とするつる巻線８に沿って、不完全ネジ部２を切除する。また、この加工を入口２９側から行う場合は、図１９のような刃部３１が工具ボディ３２よりも外側に逃げている溝加工用工具３３を用いる。
【００３９】
以上のように、第５実施形態では、貫通またはネジ逃げが施されているネジの加工の際、出口近傍の出口側フランクの任意の点を通るつる巻線に沿って、出口側の不完全ネジ部を切除することにより、工具の入口側だけでなく出口側のバリも抑制可能となり、異物発生をさらに効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態を雌ネジに適用したＧＩＳ用ネジの部分断面斜視図
【図２】本発明の第１実施形態におけるＧＩＳ用ネジの部分断面図
【図３】図２のＡ部を示す拡大図
【図４】本発明の第１実施形態とは異なる加工例を示す断面図
【図５】図４のＢ部を示す拡大図
【図６】本発明の第１実施形態を雄ネジに適用したＧＩＳ用ネジの部分拡大図
【図７】本発明の第２実施形態におけるＧＩＳ用ネジの部分断面図
【図８】本発明の第２実施形態におけるＧＩＳ用ネジの部分拡大説明図
【図９】本発明の第３実施形態を雌ネジに適用したＧＩＳ用ネジの部分断面図
【図１０】図９の状態を軸方向から見た位置関係を示す概念図
【図１１】本発明の第３実施形態におけるＧＩＳ用ネジの部分拡大説明図
【図１２】本発明の第３実施形態を雄ネジに適用したＧＩＳ用ネジを示す図
【図１３】図１２の状態を軸方向から見た位置関係を示す概念図
【図１４】本発明の第４実施形態と対比するネジの面取り加工を示す部分断面図
【図１５】図１４のＣ部を示す拡大図
【図１６】本発明の第４実施形態におけるＧＩＳ用ネジの部分断面図
【図１７】本発明の第５実施形態におけるＧＩＳ用ネジの一例を示す部分断面図
【図１８】本発明の第５実施形態におけるＧＩＳ用ネジの他の例を示す部分断面図
【図１９】図１７、１８の加工に用いる工具を例示する図
【図２０】従来のＧＩＳ用ネジ（雌ネジ）の部分断面斜視図
【図２１】従来のＧＩＳ用ネジ（雌ネジ）の部分断面図
【図２２】従来のＧＩＳ用ネジ（雄ネジ）の部分拡大図
【図２３】従来のＧＩＳ用ネジ（雌ネジ）の部分拡大断面図
【符号の説明】
【００４１】
１…完全ネジ部
２…不完全ネジ部
３…細い不完全ネジ部
４…面取り
５…バリ
６…入口側フランク
７…入口側フランクの任意の点
８…つる巻線
９…出口側フランク
１０…出口側フランクの任意の点
１１…切除面
１２…エンドミルなどの工具
１３…入口側フランクの始点
１４…入口側フランクの終点
１５…雌ネジの谷底の中心
１６…加工開始点
１７…干渉部
１８…ネジの中心と工具の中心とを結ぶ直線
１９…雌ネジの内径部
２０…工具と雌ネジの内径部の交点
２１…ネジの中心と２０とを結ぶ直線
２２…加工部
２３…雄ネジの外径部
２４…工具と雄ネジの外径部の交点
２５…ネジの中心と２４とを結ぶ直線
２６…面取り工具
２７…干渉部
２８…ネジ逃げ
２９…ネジ加工工具の入口
３０…ネジ加工工具の出口
３１…刃部
３２…工具ボディ
３３…溝加工用工具
【図１】
2008240903.tif 000003
【図２】
2008240903.tif 000004
【図３】
2008240903.tif 000005
【図４】
2008240903.tif 000006
【図５】
2008240903.tif 000007
【図６】
2008240903.tif 000008
【図７】
2008240903.tif 000009
【図８】
2008240903.tif 000010
【図９】
2008240903.tif 000011
【図１０】
2008240903.tif 000012
【図１１】
2008240903.tif 000013
【図１２】
2008240903.tif 000014
【図１３】
2008240903.tif 000015
【図１４】
2008240903.tif 000016
【図１５】
2008240903.tif 000017
【図１６】
2008240903.tif 000018
【図１７】
2008240903.tif 000019
【図１８】
2008240903.tif 000020
【図１９】
2008240903.tif 000021
【図２０】
2008240903.tif 000022
【図２１】
2008240903.tif 000023
【図２２】
2008240903.tif 000024
【図２３】
2008240903.tif 000025