(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流通する管状体外周に密着して管状体を接続するために使用される管継手用グリップリングであって、コイル状の金属線材を巻き戻して、巻き戻した金属線材の上下に配置した一対の押さえローラで金属線材の上反りまたは下反りを防止しつつ金属線材に連続的なくさび状の溝加工を施し、くさび状の溝加工を施した金属線材をリング状に加工した後、所定長さのリング片に切断し、切断した所定長さのリング片の両端面に切削処理を施すことによって得た管継手用グリップリング。
【請求項２】
流体の流通する管状体外周に密着して管状体を接続するために使用される管継手用グリップリングの製造方法であって、コイル状の金属線材を巻き戻して、巻き戻した金属線材の上下に配置した一対の押さえローラで金属線材の上反りまたは下反りを防止しつつ金属線材に連続的なくさび状の溝加工を施し、くさび状の溝加工を施した金属線材をリング状に加工した後、所定長さのリング片に切断し、切断した所定長さのリング片の両端面に切削処理を施すことを特徴とする管継手用グリップリングの製造方法。
【請求項３】
流体の流通する管状体外周に密着して管状体を接続するために使用される管継手用グリップリングの製造装置であって、
金属線材をコイル状に巻き取る巻取装置と、
巻取装置から巻き戻した金属線材に連続的なくさび状の溝加工を施すために、少なくとも一対の上下の形状矯正ローラと少なくとも一対の左右の形状矯正ローラとを備えた形状矯正ユニットと、いずれか一方のローラが外周面にくさび状の溝加工を施すための切削刃を形成された切削ローラで他方のローラがサポートローラである少なくとも一対の切削ローラユニットとをこの順で配し、さらに、形状矯正ユニットと切削ローラユニットの間ならびに切削ローラユニットの後方に金属線材の上反りまたは下反りを防止するための一対の上下の押さえローラを配してなる切削加工装置と、
くさび状の溝加工を施した金属線材をリング状に加工するリング加工装置と、  リング状金属線材を所定長さのリング片に切断する切断装置と、
切断した所定長さのリング片の両端面に切削処理を施すための切削装置と
を有することを特徴とする管継手用グリップリングの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属線材に関し、特に管状体端部の処理が不要で、両側から挿入した管状体の軸方向移動を阻止して、管状体を接続するための接続金具である管継手に使用されるグリップリング用金属線材に関する。
【０００２】
また、本発明は、管状体端部の処理が不要で、両側から挿入した管状体の軸方向移動を阻止して、管状体を接続するための接続金具である管継手に使用されるグリップリングに関する。
【０００３】
【従来の技術】
産業機器に多用されている配管用管状体の相互接続には継手が使用されており、管状体相互の固定と継手部の密封性とを得るために従来より各種の構造のものが提案されている。強固な固定手段を伴う構造としては主としてフランジ方式、ねじ込み方式、溶接方式等の構造が多用されているが、配管作業の効率は低く、また無理な取り付けによる漏洩の危惧も皆無とは言えなかった。
【０００４】
このため、配管の継手部に対して、ねじ切り、溶接等の加工が不要で、管状体相互の多少の偏芯も吸収できる簡易継手が使われることも多い。簡易継手は、スリーブ部材の両端それぞれにゴム製ガスケットとリテーナをカップリングによって組み付けてゴム製ガスケットの弾性によって管状体の端部のシール性を確保するようになっており、切断したままの管状体端部同士をカップリングの締め付けのみで接続される。なお、用途によっては、先に各部材のみを組み上げ、単一部材にした継手に両方向よりそれぞれ管状体端部を挿入して管状体を相互に接続する用い方もされている。
【０００５】
上記簡易継手においては、ゴム製ガスケットをカップリングの締め付けによって配管に密着させる構造であるため、接続された管状体の軸方向への移動が許容される。しかし、管状体が移動し管状体が抜けると内部流体が漏洩し、内部流体が高温である場合や危険な化学物質である場合には大変危険であり、大事故にもつながりかねない。従って、安全確保のために、必ず配管を床や壁面に固定する等による管状体の抜け防止措置が別途必要であり、その工事のためのコストを増加させていた。
【０００６】
そこで、図１に例示するように、ステンレス鋼や鋼鉄を素材とし、内面の円周方向に、くさび状の溝１を有する、ばね鋼からなるグリップリング２が管継手の構成部材として使用されている。このグリップリングを備えた管継手については、特表２００１−５０７７８２公表特許公報に開示されている。ここでは、図２に基づいて説明する。図２において、３は回動可能な継手片、４は固定の継手片である。継手片３の内面にはグリップリング２が密着しており、グリップリング２の一方の端部には係止片５が係合しており、この係止片５はボルト６とナット７からなる締結機構で固定されている。また、継手片４の内面にはゴム製ガスケット８が密着している。上記グリップリング２とゴム製ガスケット８の内径は、この継手に挿入される管状体の外径よりも僅かに大きく形成されている。そこで、その管継手に両側から管状体を挿入し、ボルト６をナット７から離脱して係止片５を引き抜くと、グリップリング２のばね作用によってくさび状の溝１が挿入された管状体に食い込み、管状体の軸方向の移動が阻止される。さらに、継手片３を継手片４の内面に沿って回動し、ボルト６とナット７により、継手片３と継手片４をしっかりと固定する。
【０００７】
このように、グリップリングを有する管継手によれば、管状体の軸方向の移動は許容されず、しっかりと固定される。このグリップリングは従来、次のような方法で製造されていた。
【０００８】
すなわち、所定形状の金属線材をコイル状に巻き取り、この金属コイルから所定長さの金属線材を切り取り、切り取った金属線材をリング状にするために「曲げ加工」し、そのリング状に曲げ加工した金属線材を円環状にするためにリング状金属線材の両端面を「溶接」し、溶接に伴う熱歪みを除去するために「歪み取り焼鈍」を行い、円環状金属線材の内面円周方向に旋盤等を用いてくさび状の溝を施すための「切削加工」を行い、さらに、連続体である円環状金属線材を不連続体とするために「溶接部切除」を行ってリング片を得、最後に、リング片の両端面に「切削処理」を施すという作業が行われていた。
【０００９】
このように、従来のグリップリングの製造方法は、多くの加工工程を必要とし、しかも、溶接や歪み取り焼鈍や溶接部切除は、くさび状の溝加工にとっては余分な工程であって、必ずしも必須の工程ではない。さらに、溶接部切除によって材料歩留まりが低下するという問題もある。その上、溶接や歪取り焼鈍に伴う熱処理の影響で表面酸化や変色が発生し、表面性状が劣化するので製品の付加価値が低下するという欠点もある。従って、従来のグリップリングの製造方法では、製造コストの上昇は避けられず、良好な品質のグリップリングを提供することができない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、表面性状が良好で低コストの管継手用グリップリングを提供することにある。また、本発明の目的は、金属線材を用いて効率的に管継手用グリップリングを製造することができる方法を提供することにある。さらに、本発明の目的は、その管継手用グリップリングを製造するに好適な装置を提供することにある。
【００１１】
【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の最も重要な特徴は、金属線材に連続的な切削加工を施すことにある。この特徴を有するので、グリップリング材料として好適である、表面性状が良好で低コストの金属線材を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明のグリップリング用金属線材は、コイル状の金属線材を巻き戻して、巻き戻した金属線材に連続的な切削加工を施すことにより得ることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明のグリップリング用金属線材の製造方法は、コイル状の金属線材を巻き戻して、巻き戻した金属線材に連続的な切削加工を施すことを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の管継手用グリップリングの製造方法は、コイル状の金属線材を巻き戻して、巻き戻した金属線材に連続的な切削加工を施し、切削加工を施した金属線材をリング状に加工した後、所定長さのリング片に切断し、所定長さのリング片の両端面に切削処理を施すことを特徴としている。
【００１５】
また、本発明のグリップリング用金属線材の製造装置は、金属線材に連続的な切削加工を施す切削加工装置を有することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の管継手用グリップリングの製造装置は、金属線材に連続的な切削加工を施す切削加工装置と、切削加工を施した金属線材をリング状に加工するリング加工装置と、リング状金属線材を所定長さのリング片に切断する切断装置と、所定長さのリング片の両端面に切削処理を施すための切削装置とを有することを特徴としている。
【００１７】
上記切削加工装置は、コイル状の巻きぐせを解消するために、少なくとも一対の上下の形状矯正ローラと少なくとも一対の左右の形状矯正ローラとを備えた形状矯正ユニットを備えるのが好ましく、金属線材に連続的な切削加工を施すために、いずれか一方のローラが外周面に切削刃を形成された切削ローラで他方がサポートローラである少なくとも一対の切削ローラユニットを有するのが好ましい。
【００１８】
上記切削ローラユニットの前後に、金属線材の上方または下方への反りを押さえるための上下一対の押さえローラを設けるのが好ましい。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。図３において、９はコイル状に巻き取られた金属線材、１０はコイル状の金属線材を巻き戻して金属線材に連続的なくさび状の溝加工を施す切削加工装置（グリップリング用金属線材の製造装置）、１１はくさび状の溝加工を施した金属線材をリング状に加工するリング加工装置、１２はリング状に加工されたリング状金属線材を所定長さのリング片に切断するせん断装置でリング加工装置１１に組み込まれている。１３は所定長さのリング片の両端面に切削処理を施すための切削装置（例えば、フライス盤）である。切削加工装置１０の詳細は図４に示し、リング加工装置１１の詳細は図７に示す。金属線材の素材としては、グリップリング用である場合、ばね用ステンレス鋼線（特に、ＪＩＳ−Ｇ−４３１４によるＳＵＳ３０４−ＷＰＢ）を用いるのが好ましい。その引っ張り強さは、線径により異なるが、５００〜２０００Ｎ／mm2  であるのが好ましい。５００Ｎ／mm2  未満では強度不足であり、２０００Ｎ／mm2  を超えると、管状体を挿入しにくくなるという不都合な点があるからである。
【００２０】
また、グリップリング用金属線材の線径は２〜２０mmとすることができる。さらに、グリップリング用金属線材は連続切削加工に際してコイル状に巻き取る前に、真直加工（上下または左右に配置した形状矯正ローラなどにより、まっすぐにする機械加工）を施すことにより、振れ（真直線からの偏り量）が２０mm／ｍ以下にするのが好ましい。この振れの数値が２０mm／ｍを超えると、切削加工時に小振幅の振動の発生により切削不良が生じるという不都合があるからである。
【００２１】
図４において、１４は形状矯正ユニットであり、二対の上下の形状矯正ローラ１５、１５および１６、１６と、二対の左右の形状矯正ローラ１７、１７および１８、１８とを備えている。左右の形状矯正ローラ１７または１８のもう１本は紙面の裏面側にある。これらの形状矯正ローラは図５（ａ）（ｂ）に示すように、円形断面の金属線材３４の外形に沿った形状を有していることが好ましい。この形状矯正装置は、２対の上下の形状矯正ローラと２対の左右の形状矯正ローラからなるが、１対の上下の形状矯正ローラと１対の左右の形状矯正ローラから構成されてもよく、この方式以外に、ローラ列の間に被矯正材を通して被矯正材の形状を矯正する方式である、いわゆるローラレベラを使用することもできる。
【００２２】
図４において、１９、２０は切削ローラユニットの前方に配置された上押さえローラ、下押さえローラである。これら上下の押さえローラも、図５（ａ）に示す形状矯正ローラと同じように、円形断面の金属線材３４の外形に沿った形状を有していることが好ましい。
【００２３】
図４において、２１は第一切削ローラ、２２は第一サポートローラ、２３は第二切削ローラ、２４は第二サポートローラである。本実施例では、二対の切削ローラユニットを有している。第一切削ローラ２１と第二切削ローラ２３の外周面には、図６に示すように、金属線材３４に、くさび状の溝加工を施すための切削刃２５が形成されている。また、第一サポートローラ２２と第二サポートローラ２４も、図５（ａ）に示す形状矯正ローラと同じように、円形断面の金属線材３４の外形に沿った形状を有していることが好ましい。図４では、第一切削ローラと第二切削ローラの２本の切削ローラを有しているが、場合によっては、切削ローラは１本でもよく、３本以上でもよい。
【００２４】
図４において、２６、２７は切削ローラユニットの後方に配置された上押さえローラ、下押さえローラである。これら上下の押さえローラも、図５（ａ）に示す形状矯正ローラと同じように、円形断面の金属線材３４の外形に沿った形状を有していることが好ましい。また、第一切削ローラ２１と第二切削ローラ２３の間にも、上下の押さえローラを設置することもできる。
【００２５】
図４において、２８はモータ、２９はインバータであり、インバータ２９によってモータ２８の速度が制御される。３０はタイミングベルト、３１は中間ギヤ、３２は伝動ベルト、３３は操作盤である。
【００２６】
図７において、くさび状の溝加工を施した金属線材３５をリング状に加工するリング加工装置は、金属線材導入器具３６、第一ガイド部材３７、第一可動ローラ３８、第二可動ローラ３９および第三可動ローラ４０を備えている。これらの可動ローラはリング径を調節するために、図示しない操作機器により矢視方向に移動可能である。
【００２７】
以上のように構成される本発明のグリップリング用金属線材の製造装置で製造された金属線材を、リング加工装置とせん断装置と切削装置を用いて、以下のようにして管継手用グリップリングに加工することができる。
【００２８】
コイル状に巻き取られた金属線材を巻き戻し、切削加工装置により金属線材に連続的な切削加工を施す。すなわち、図４において、巻き戻した金属線材３４を形状矯正ユニット１４を通過させることにより、コイル状の巻きぐせを取る。さらに、上下の押さえローラ１９と２０および２６と２７により、金属線材３４の上反りまたは下反りを防止し、第一サポートローラ２２と第二サポートローラ２４で金属線材３４をサポートしつつ、第一切削ローラ２１と第二切削ローラ２３で金属線材３４に連続的なくさび状の溝を形成する。これらの押さえローラの作用としては、金属線材のパスラインの調整と、下押さえローラ２０および２７の回転速度を調整することによる金属線材の移動速度の調整と、切削加工に伴う振動防止などの効果が期待できる。
【００２９】
この点で、上下の押さえローラによる金属線材のクランプ力は、１０Ｎ／cm2  以上とするのが好ましい。しかし、そのクランプ力が過大であると、金属線材の移動速度の調整が困難になり、場合によっては、金属線材が塑性変形することもあるので、１０００Ｎ／cm2  以下でクランプするのが好ましい。また、押さえローラと金属線材の接触方式としては、図５（ａ）に示すように、金属線材３４と曲面で接触する方式が最も安定して金属線材をクランプできるが、図８（ａ）に示すように、上押さえローラ４１および下押さえローラ４２が金属線材３４と複数箇所で接触するようにしたり、図８（ｂ）に示すように、上押さえローラ４３と下押さえローラ４４が金属線材３４と点で接触するようにすることもできる。
【００３０】
また、切削ローラの中心とその前後の押さえローラの中心との距離は、上記のような押さえローラの作用を期待するためには短くするのが好ましい。この点であまり長くなると押さえ効果が期待できなくなるので、切削ローラの中心とその前後の押さえローラの中心との距離は３００mm以下にするのが好ましい。
【００３１】
以上のようにして、くさび状の溝を形成された金属線材は、リング加工装置においてリング状に加工される。すなわち、図７において、金属線材３５は金属線材導入器具３６、第一ガイド部材３７を経て、第一、第二、第三可動ローラ３８、３９、４０をそれぞれ矢視方向に移動させることにより任意のリング径に調節することができる。これら可動ローラの中では、第一可動ローラ３８と第二可動ローラ３９が主としてリング径の調節の働きをし、第三可動ローラ４０が主として真円度のバラツキ低減の働きをすると共に内部応力を除去する働きをする。そして、図３に示すリング加工装置１１に組み込まれたせん断装置１２でリング状金属線材を所定長さのリング片に切断する。
【００３２】
このリング片の両端面に図３に示す切削装置１３で切削処理を施して、図１に示すグリップリング２を得る。本発明の方法によって製造した管継手用グリップリングは、従来の製造方法における溶接や歪み取り焼鈍の工程による表面酸化や変色等の問題がなく、表面性状が良好である。
【００３３】
図４では、第一切削ローラ２１および第二切削ローラ２３とも、上方から金属線材３４を切削加工しているが、図９（ａ）に示すように、金属線材３４の上方に位置する切削ローラ４５により金属線材３４の上部に切削加工を施した後、図９（ｂ）に示すように、金属線材３４の側方に位置する切削ローラ４６により金属線材３４の側部にも切削加工を施すように、切削ローラを配置することもできる。さらに、必要に応じて、図９（ｂ）に示すように、金属線材３４の上部および一方の側部に切削加工を施した後、金属線材３４の図９（ｂ）とは反対側の側方に配置した切削ローラ（図示せず）により、金属線材３４の他方の側部にも切削加工を施すことができる。
【００３４】
さらに、金属線材３４の切削加工を、図１０（ａ）→図１０（ｂ）→図１０（ｃ）で示すように、多段階で行うこともできる。このように、多段階で切削を行えば、１回当たりの切削量を少なくすることができるので、金属線材の変形抵抗が小さくなる。従って、切削加工装置を通過させる線材の速度を上昇させることができる（加工効率が上昇する）。なお、切削工程数は、図１０に示す３段階以外に、必要に応じて４段階以上とすることもできる。
【００３５】
また、図１１に示すように、切削加工時の金属線材３４の反りを防止するために、上下の押さえローラ４７と４８で金属線材３４を上方と下方からしっかりクランプして、金属線材３４の側方に設けた切削ローラ４９により金属線材３４を切削することもできる。５０はモータで、モータ５０に直結された駆動側スプロケット５１と従動側スプロケット５２はベルト５３で接続されており、モータ５０が回転することにより、スプロケット５１からベルト５３を介してスプロケット５２および伝達軸５４を経て切削ローラ４９に回転が伝達され、金属線材３４が連続的に切削加工される。
【００３６】
図４の切削加工装置において、第一切削ローラ２１と第二切削ローラ２３と上押さえローラ１９および２６が駆動ローラであり、他のローラは従動ローラである。この場合、切削加工装置の前方に金属線材押し込み用駆動ピンチローラを設けることもできるし、切削加工装置の後方に金属線材引き抜き用駆動ピンチローラを設けることもできる。金属線材押し込み用駆動ピンチローラまたは金属線材引き抜き用駆動ピンチローラによれば、線速の安定性という利点がある。
【００３７】
なお、図３において、リング加工装置１１は切削加工装置１０の後に連続して設けられているが、切削加工装置で金属線材に連続的な切削加工を施してコイル状に巻き取った後、このコイル状の金属線材を巻き戻して別に設けたリング加工装置で金属線材をリング状に加工し、次いで、リング状金属線材を所定長さのリング片に切断することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は上記のとおり構成されているので、次の効果を奏する。
（１）請求項１記載の発明によれば、表面性状が良好で低コストの管継手用グリップリングを提供することができる。特に、一対の押さえローラで金属線材の上反りまたは下反りを防止しつつ金属線材に連続的なくさび状の溝加工を施すことにより、金属線材のパスラインの調整と切削加工に伴う振動防止効果に加えて、押さえローラの回転速度を調整することで金属線材の移動速度の調整を行うことが可能になる。
（２）請求項２記載の発明によれば、多くの加工工程や余分な加工工程を必要とすることなく、低コストで材料歩留まりの良好な管継手用グリップリングの製造方法を提供することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、請求項２記載の方法を実施するに好適な装置であって、コイル状の金属線材の巻きぐせを解消しつつ金属線材に連続的な切削加工を施すための装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）はグリップリングの側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図、図１（ｃ）はグリップリングの斜視図、図１（ｄ）は図１（ａ）のＤ−Ｄ矢視拡大断面図である。
【図２】グリップリングを用いる管継手の斜視図である。
【図３】グリップリングの製造装置の概略構成図である。
【図４】切削加工装置の側面図である。
【図５】図５（ａ）は上下の形状矯正ローラと金属線材の係合関係を示す図、図５（ｂ）は左右の形状矯正ローラと金属線材の係合関係を示す図である。
【図６】切削ローラと金属線材の係合関係を示す図である。
【図７】リング加工装置の概略構成図である。
【図８】図８（ａ）は上下の押さえローラで金属線材をクランプする状態の一実施例を示す図、図８（ａ）は上下の押さえローラで金属線材をクランプする状態の別の実施例を示す図である。
【図９】図９（ａ）（ｂ）は金属線材の上部と側部を連続的に切削加工する状態を示す図である。
【図１０】金属線材を多段階で切削加工する状態を示す図である。
【図１１】金属線材に反りを発生させないように切削加工する方法を示す図である。
【符号の説明】
１…くさび状の溝
２…グリップリング
３、４…継手片
５…係止片
６…ボルト
７…ナット
８…ゴム製ガスケット
９…コイル状金属線材
１０…切削加工装置
１１…リング加工装置
１２…せん断装置
１３…切削装置（旋盤）
１４…形状矯正ユニット
１５、１６、１７、１８…形状矯正ローラ
１９、２６、４１、４３、４７…上押さえローラ
２０、２７、４２、４４、４８…下押さえローラ
２１…第一切削ローラ
２２…第一サポートローラ
２３…第二切削ローラ
２４…第二サポートローラ
２５…切削刃
２８…モータ
２９…インバータ
３０…タイミングベルト
３１…中間ギヤ
３２…伝動ベルト
３３…操作盤
３４、３５…金属線材
３６…金属線材導入器具
３７…第一ガイド部材
３８…第一可動ローラ
３９…第二可動ローラ
４０…第三可動ローラ
４５、４６、４９…切削ローラ
５０…モータ
５１…駆動側スプロケット
５２…従動側スプロケット
５３…ベルト
５４…伝達軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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