(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転している被加工材に押し当て該被加工材を塑性変形させてねじを形成するねじ転造用ローラであって、ＪＩＳ管用テーパねじＢ０２０３を基本に加工されたおねじの外径が管端部より徐々に山高さが低くなる様にローラの山の底部のＲを少しづつ大きくすると共に、ローラの山の底部のＲを該ローラの山の頂部のＲよりも大きくしたことを特徴とする薄肉鋼管用ねじ転造ローラ。
【請求項２】
回転している被加工材に押し当て該被加工材を塑性変形させてねじを形成するねじ転造用ローラであって、転造ローラ山底部は外径と平行で且つローラの山の底部のＲを該ローラの山の頂部のＲより大きくした山底部を有し、加工されたおねじの外径部を押さえることができるようにしたことを特徴とする薄肉鋼管用ねじ転造ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄肉鋼管用ねじ転造ローラに関する。詳しくは、ガス配管用に用いられる薄肉鋼管の外径にねじを転造加工するとき、管の縮径を少なくすることができる薄肉鋼管用ねじ転造ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガス配管用薄肉鋼管にＪＩＳＢ０２０３規格のテーパーねじを塑性加工するには、図４に示すようなねじ転造用ヘッドを用いてねじ転造を行うことが可能である。
【０００３】
このねじ転造用ヘッドは同図に示すように、所望のテーパー勾配に等しいテーパー周面部分を有し、且つ所望のねじの有効径リード角とほぼ等しいリード角θの転造成形ねじ部５ａ（例えばローラ軸線Ｘに対し１°４７′の角度を有するテーパー周面）と、上記転造成形ねじ部５ａに隣接して上記テーパー勾配より大きな勾配のテーパー周面部分（例えば８°）を有する絞り成形ねじ部５ｂとからなる転造ローラ５（絞り成形ねじ部５ｂのねじ山の形状は転造成形ねじ部５ａのねじ山と異なる形状でも同一形状でも良い。）の複数個が、円筒状のハウジング６の円周上に被加工管７の軸線に対してそれぞれ平行に配設されている。
【０００４】
そして、ヘッド４を固定しておき、そのねじ転造用ローラ５間に被加工管７を回転させながら押し込むことにより、被加工管７はねじ転造用ローラ５のリード角により矢印Ａ方向に引き込まれ、その外周にテーパーねじ転造形成されるようになっている。なお、被加工管７を回転させず、ヘッド４の方を回転させても転造可能である。
【０００５】
図５は、ねじ転造用ローラをさらに詳細に示す図である。ねじ山の角度は５５°であり、山底には０．２６ｍｍのＲが付けられている。この山底は被加工材にねじを転造した場合、被加工材にねじ山の頂部を形成するところである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなねじ転造ヘッドにより薄肉鋼管をねじ転造すると、管はその剛性不足により縮径し、ねじ山が正常に盛り上がらず、ねじ山表面がむしれた状態となり外観が不良になるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、薄肉鋼管にねじ転造を行った場合でも、縮径が少なく、且つ、ねじ山表面にむしれがなく、滑らかな表面に加工することができる薄肉鋼管用ねじ転造ローラを実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の発明の薄肉鋼管用ねじ転造ローラは、回転している被加工材に押し当て該被加工材を塑性変形させてねじを形成するねじ転造用ローラであって、ＪＩＳ管用テーパねじＢ０２０３を基本に加工されたおねじの外径が管端部より徐々に山高さが低くなる様にローラ山底形状のＲもしくはフラット面を少しづつ大きくしたことを特徴とする。また、請求項２の発明は、回転している被加工材に押し当て該被加工材を塑性変形させてねじを形成するねじ転造用ローラであって、転造ローラ山底部は外径と平行で且つ底部のＲ形状を規定より大きくした山底部もしくはフラットにした山底部を有し、山の高さを低くし、加工されたおねじの外径部を押さえることができるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この構成を採ることにより、薄肉鋼管にねじ転造を行った場合でも、転造ローラの山の高さを低くしたことにより被加工管の縮径が少なくなり、山底部Ｒを大に、又はフラットにして山底径を大にしたことにより被加工管のねじ山頂部の表面を押さえることができ、表面にむしれのない滑らかな表面に加工することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態のねじ転造ローラ１０を示す半断面図である。本実施の形態は、所望のテーパー勾配に等しいテーパー周面部分を有し、且つ所望のねじの有効径リード角とほぼ等しいリード角θの転造成形ねじ部１１（例えばローラ軸線Ｘに対し１°４７′の角度を有するテーパー周面）と、上記転造成形ねじ部１１に隣接して上記テーパー勾配より大きな勾配のテーパー周面部分（図は１２°）を有する絞り成形ねじ部１２とからなり、山の角度が５５°であることは図５で説明した従来例と同様である。本実施の形態の特徴は、山の頂部１３のＲを大として山の高さを低くしたこと、及び山底１４のＲを大としたことである。ちなみに、山の頂部１３のＲは従来例では０．３７ｍｍであるのに対し本実施の形態は０．４ｍｍであり、山底部１４のＲは従来例では０．２６ｍｍであるのに対し本実施の形態では０．５ｍｍとした。
【００１１】
このように構成された本実施の形態は、被加工管にねじ転造を行ったとき、転造ローラの山の頂部１３のＲを大とし、山の高さを低くしたことにより、被加工管のねじ転造による塑性変形を少なくして縮径を抑えることができる。これにより、従来の転造ねじでは、管の薄肉化はＳＧＰ管に対して約１５％が限度であったものを、本実施の形態の転造ローラでは約３０％の薄肉化が可能となった。これにより省資源化、配管の軽量化が可能となり、さらに管の内径を従来の転造ねじに比して大とすることができるため圧損が少なくなり、流量の維持が可能となる。
【００１２】
また、本実施の形態の転造ローラでは、ねじ転造時のラジアル荷重が従来に比して小さくなるため、管の多角形化が防止される。（従来のねじ転造では多角形化があった。）また、変形が少ないため、内ライニング管においても、従来のコア内蔵継手が使用可能である。
【００１３】
また、本実施の形態では、転造ローラの山底部１４のＲを大にした（これは谷を浅くしたことになる。）ことにより、被加工管にねじ転造を行ったとき、肉の盛り上がりが少なくとも転造ローラ１０の山底部１４に届き、押圧されるため表面にむしれのない滑らかな表面が得られる。なお、この場合、転造されたねじの山の高さは低くなり管継手にねじ結合したときの引っかかり率が下がるが、その量は僅かであり、従来の継手が使用可能であり、表１及び２に示すように継手とねじ結合した場合の耐圧試験結果に異常は認められなかった。
【００１４】
なお、表１の耐水圧試験は次の条件で行った。ねじＮＯ．１は継ぎ手として違径ソケットを、Ｎ０．２及び３は違径チーズを、ＮＯ．４はキャップをそれぞれ用い、シール材として、Ｎ０．１及び２にはＳ−２を、Ｎ０．３及び４には転造用をそれぞれ用い、締付は手締めにより１回転及び１．５回転し、その時の締付トルクをそれぞれ測定した。そして漏れの有無の項の▲１▼〜▲５▼の条件は、
▲１▼は、１７．５Ｋｇ／ｃｍ2 の水圧をかけ、１時間後に漏れを確認する。
▲２▼は▲１▼の確認後３５Ｋｇ／ｃｍ2 に加圧し２４時間後に漏れを確認する。
▲３▼は▲２▼の確認後一度水圧を抜き、７２時間放置した後に再度３５Ｋｇ／ｃｍ2 の水圧をかけ、２４時間後に漏れを確認する。
▲４▼は４５°戻し、▲５▼は９０°戻した時の漏れを確認する。
この結果は表１の通りである。
【００１５】
【表１】
0004215324.tif 000002
【００１６】
表２の耐空気圧試験は次の条件で行った。ねじＮＯ．１及び３は継ぎ手としてキャップを、Ｎ０．２及び４は違径ソケットをそれぞれ用い、シール材として、Ｎ０．１及び２にはＳ−２を、Ｎ０．３及び４には転造用をそれぞれ用い、締付は手締めにより１回転及び１．５回転し、その時の締付トルクをそれぞれ示した。そして漏れの有無の項の▲１▼〜▲５▼の条件は、
▲１▼は、６Ｋｇ／ｃｍ2 の空気圧をかけ、水槽に入れて気泡の有無を確認する。
▲２▼は▲１▼の確認後２４時間放置し漏れを確認する。
▲３▼は▲２▼の確認後一度空気圧を抜き、２４時間放置した後に再度６Ｋｇ／ｃｍ2 の空気圧をかけ、漏れを確認する。
▲４▼は４５°戻し、▲５▼は９０°戻した時の漏れを確認する。
この結果は表２の通りである。
【００１７】
【表２】
0004215324.tif 000003
【００１８】
表３は本実施の形態の転造ねじ（薄肉パイプＴ＝２．３）と、従来の切削ねじ（ＳＧＰ）との強度を曲げ試験により比較した結果である。表より、本実施の形態は切削ねじに比較して曲げ強度はやや小さくなるが、たわみ量は大きくなりねばりが大きくなること、即ち折れにくいことを示している。
【００１９】
【表３】
0004215324.tif 000004
【００２０】
図２は本発明の第２の実施の形態のねじ転造ローラを示す半断面図である。本実施の形態は、大略前第１の実施の形態と同様であり、異なるところは、被加工管にねじ転造した場合のねじ山高さが低くできるように転造ローラ１０の山底部１４をフラットとしたことである。このように構成された本実施の形態は、前実施の形態と同様な作用・効果を有する。
【００２１】
図３は従来及び本発明の転造ローラで転造したねじ断面を示す図で、（ａ）は従来のＪＩＳ規格、（ｂ）及び（ｄ）は本発明の第１の実施の形態、（ｃ）及び（ｅ）は本発明の第２の実施の形態によるものであり、（ｂ）及び（ｃ）は山の高さを徐々に低くし、山の頂上をフラットもしくはＲ形状としたもので、（ｄ）及び（ｅ）は山の高さは一定で、山の頂上をフラットもしくはＲを大きく山を低くしたものである。図から分かるように、本発明の転造ローラは何れも山の盛り上がりが良好である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の薄肉鋼管用ねじ転造ローラに依れば、転造ローラの山底部のＲを大に、またはフラットにしたことにより、被加工管にねじ転造を行ったとき、肉の盛り上がりが少なくとも転造ローラの山底部に届き、押圧されるため表面にむしれのない滑らかな表面が得られる。なお、この場合、転造されたねじの山の高さは低くなり管継手にねじ結合したときの引っかかり率が下がるが、その量は僅かであり問題はない。また本発明は、ねじ転造時のラジアル荷重が小さくなるため、縮径及び多角形化がなく、従来、内ライニング管が縮径によりコア内蔵継手が使用できなかったのに対して縮径を少なくして使用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す半断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す半断面図である。
【図３】従来及び本発明のねじ転造ローラで転造したねじの断面を示す図である。
【図４】従来のテーパーねじ転造用ヘッドを示す断面図である。
【図５】従来のねじ転造用ローラを示す半断面図である。
【符号の説明】
１０…ねじ転造用ローラ
１１…転造成形ねじ部
１２…絞り成形ねじ部
１３…ねじ山の頂部
１４…ねじ山の底部
【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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