JPS6261373B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はねじ転造装置用マンドレルに関し、
特に管材に対しねじを転造加工するとき、該管材
の内部に配設するマンドレルに関する。

管材のごとく、中空部を有し、肉厚も比較的薄
い素材においては、転造方式によつてねじを形成
するのがむつかしく、そのため管材に対しねじ形
成する場合、切削方式によるのが普通であつた。

ところが近時、上記のような管材に対するねじ
転造装置として、管材の内部にマンドレルを配設
することによつて管材の外周にねじ溝を形成する
ようにしたものが発明されている。すなわち上記
ねじ転造装置はマンドレルの外径をねじを転造し
ようとする管材の内径とほぼ同じに形成するとと
もにマンドレルの外周には転造すべきねじと同一
ピツチのねじ溝を刻設してなり、このマンドレル
を管材の内部に嵌入し、管材の半径方向外側より
管材に対し転造ロールを圧接させて、マンドレル
の外周のねじ溝と同一ピツチのねじ溝を管材の外
周に転造するように構成したものであつた。

上記装置の場合、転造加工によつて管材の内周
面がマンドレル外周のねじ溝に食込み、管材とマ
ンドレルがねじ結合の状態となるため、転造加工
後マンドレルを管材より抜出すには、少なくとも
マンドレルまたは管材の何れか一方を回転させな
がら行なう必要があるが、転造加工時の管材の発
熱のために管材内周とマンドレル外周との間が焼
付き状態となるので、抜出時の回転操作が円滑に
行なえず、そのためマンドレルの抜出しがしばし
ば困難となることがあつた。

この発明は上記の欠点を解決するため、長さ方
向にはほとんど膨張しないが径方向には膨張可能
な構造にマンドレルを形成し、転造加工するとき
は管材の内部においてマンドレルを径方向に膨張
させ、転造加工後のマンドレルの抜出時には、マ
ンドレルを膨張前の状態に戻すようにしたもので
ある。

以下にこの発明の実施例を図によりながら説明
する。１０は外筒、２０は外筒１０の中空部１１
を貫通する棒状の心金である。外筒１０はその外
径をねじを転造しようとする管材４０の内径より
若干小（例えば直径で0.3mm程度小さ目）に形成
するとともに外筒１０の外周には転造すべきねじ
と同一ピツチのねじ溝１２を刻設する。また外筒
１０の中空部１１は両端を除く部分を心金２０の
外径よりも大なる内径にして外筒１０内周と心金
２０外周との間の間隙を流体充填室イとしてい
る。１３は外筒１０の一端の外周に突設した鍔
部、１４，１５は外筒１０の一端の内周に形成し
たｏリング嵌合溝、１６は外筒１０の他端の端面
に環状に凹設したｏリング嵌合溝である。

また心金２０には、両端に外筒１０両端面の挾
着手段２１，２２を設けている。すなわち心金２
０の一端にはその外周にねじ２３を刻設し、この
ねじ２３の部分に締付部材２４を螺合することに
よつて外筒２０の一方の端面の挾着手段２１と
し、また心金２０の他端の端面には外筒１０の外
径よりも若干小さい外径とした盤体２４をビス
（図示省略）にて固着することによつて外筒１０
の他方の端面の挾着手段２２としているが、挾着
手段２１，２２の構造は上記に限るものではな
い。２６は心金２０の一方の端面から流体充填室
イに至るよう心金２０に穿設した流体通路、２７
は流体供給用ホースで、ニツプル２８を介して流
体通路２６の開口端に接続されている。２９は心
金２０に形成した冷却水室、３１は冷却水室２９
に通じるように形成した冷却水流入孔、３２は冷
却水流出孔である。また３３，３４，３５はｏリ
ング嵌合溝１４，１５，１６に嵌入したｏリング
で、これらｏリング３３，３４，３５によつて流
体充填室イの気密性を高めている。

次に上記マンドレルの使用法を以下に説明す
る。まずねじを転造しようとする管材４０の一端
よりその内部４１に上記マンドレルを嵌入したの
ち、流体供給用ホース２７および流体通路２６を
通して流体充填室イの流体（例えば油）に対し圧
力を印加し、これによつて外筒１０を膨張させ
る。この場合外筒１０はその両端面が心金２０に
設けた挾着手段２１，２２によつて挾着されてい
るので長さ方向にはほとんど膨張せず、径方向に
のみ膨張するだけとなり、外筒１０に形成したね
じ溝１２のピツチが変わることはない。外筒１０
の径方向の膨張は、外径が管材４０の内径とほぼ
同じになるようにすればよい。このようにしてマ
ンドレルを管材４０の内部４１に配設しておき、
管材４０の半径方向外側より管材４０に対し転造
ロール５０を圧接させながら管材４０または転造
ロール５０を管材４０の長さ方向に移動させる
と、外筒１０のねじ溝１２と同一ピツチのねじ溝
４２が管材４０の外周に転造されることになる。
転造時には管材４０の発熱のために流体充填室イ
の流体温度が上昇することになるので（通常70〜
80℃位に達する）、冷却水室２９に冷却水を通水
して温度の上昇を抑制する。転造加工後は流体に
対する加圧を解除することにより、膨張した外筒
１０は元の外径まで収縮することになるので、管
材４０内周と外筒１０外周との間には外筒１０が
径方向に膨張した分の間隙ａが生じることになる
（図面では誇張して示したが実施例の場合、0.15
mm程度の間隙となる）。その後は管材４０または
マンドレルを回転させながらマンドレルを管材４
０より抜出す。

外筒１０は使用の都度膨張収縮を繰返すことに
なるので、外筒１０の素材としては、外筒１０が
膨張収縮を繰返しても容易に金属疲労をきたさな
いものを選定する。

外筒１０の外径をねじを転造しようとする管材
４０の内径よりどの程度小さく設定するかは、管
材４０の内径にもよるが、通常は直径で0.1〜0.3
mm小さくなるようにするとよい。何れにしても外
筒１０はその素材自体が有する機械的化学的性質
を損なわない範囲内で膨張収縮を繰返すように使
用することは言うまでもない。

以上説明したようにこの発明のマンドレルは、
長さ方向にはほとんど膨張しないが径方向には膨
張可能な構造に形成したので、マンドレルの外径
がねじを転造しようとする管材の内径よりも小に
形成されていても、マンドレルを膨張させること
によつてマンドレル外周と管材内周との間に生じ
る間隙を解消できることになり、管材に対するね
じ形成を管材の変形をきたすことなく行なえ、ま
た転造加工後のマンドレルの抜出時には、マンド
レルを膨張前の状態に戻すことによつてマンドレ
ル外周と管材内周との間に間隙が生じることにな
り、円滑な回転によつてマンドレルの抜出しが行
なえ、管材に対する転造ねじの形成を容易にでき
ることになる。

そしてマンドレルは長さ方向にはほとんど膨張
しないため、マンドレルの膨張時、マンドレルの
外周に刻設したねじ溝のピツチが変化したりする
ことがないので、正確なピツチのねじ溝を管材に
形成できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す断面図、第２
図は第１図―線の拡大断面図、第３図は第１
図―線の拡大断面図、第４図〜第７図は使用
状態を示す要部拡大断面図であつて第４図は管材
内部においてマンドレルを膨張する前の断面図、
第５図は同上においてマンドレルを膨張した状態
の断面図、第６図は転造加工時の断面図、第７図
は転造加後マンドレルを膨張前の状態に戻した断
面図である。 １０…外筒、１１…中空部、１２…ねじ溝、２
０…棒状の心金、２１，２２…外筒両端面の挾着
手段、２６…流体通路、イ…流体充填室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管材に対しねじを転造加工するとき、該管材
   の内部に配設するものであつて、外筒１０とその
   中空部１１を貫通する棒状の心金２０とからな
   り、外筒１０は外径を前記管材の内径より若干小
   に形成するとともに外筒１０の外周には転造すべ
   きねじと同一ピツチのねじ溝１２を刻設し、かつ
   外筒１０の前記中空部１１は少なくとも両端を除
   く部分を前記心金２０の外径よりも大なる内径に
   して外筒１０内周と心金２０外周との間の間隙を
   流体充填室イとしてなり、また心金２０には前記
   外筒１０両端面の挾着手段２１，２２、および心
   金２０外面より前記流体充填室イへ至る流体通路
   ２６とを設けてなるねじ転造装置用マンドレル。