雌ねじの形成方法

【課題】筒状部材への雌ねじ形成を簡単に、かつねじ切り負荷を小さくできるようにする。
【解決手段】円形穴１２を有する筒状部材１の６角形の外周１１を、ダイス２の円弧溝２１で押圧して円形に縮径すると、この円形穴が６角形穴１２ａに塑性変形する。次に６角形穴１２ａに内接する円の直径とほぼ同じ下径のタップで、雌ねじ１３を形成する。雌ねじ１３は、６角形穴１２ａの各辺の中央近辺にのみ形成されるので、ねじ切り負荷を小さくできる。なお６角形穴１２ａには、塑性変形によって加工硬化が期待される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋連結用のスリーブ等の筒状部材の内周に、雌ねじを形成する方法であって、特に筒状部材の円形穴を多角形穴に塑性変形させて、この多角形穴にねじの下径が内接するように雌ねじを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、鉄筋連結用のスリーブ等の筒状部材の内周に、雌ねじを切削する場合には、通常図１５に示すタップを使用している（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１４６７２１号公報（１〜３頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかるにタップを使用して雌ネジを形成する場合には、まず雌ねじの下径（最小径）の穴をドリル等によって開け、この下穴にタップをねじ込みながら雌ねじを形成する。したがってタップによって、下穴の内壁を全周に渡って削り込むため、筒状部材が硬い材質の場合には、タップによるねじ切り作業の負荷が大きくなり、さらにはタップの損耗が早くなるという問題があった。
【０００４】
そこで本発明の目的は、ドリル等による下穴削り工程が不要であると共に、ねじ切り作業の負荷が少ない雌ねじの形成方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決すべく、本発明による雌ねじの形成方法の特徴は、多角形の筒状部材に設けた円形穴を、ダイス等を用いて多角形穴に塑性変形させ、次いでこの多角形穴の内壁の一部分にのみ雌ねじを形成することにある。すなわち、本発明による雌ねじの形成方法は、筒状部材の軸心に雌ねじを形成する方法であって、この筒状部材の外周は多角形であって内周は円形穴になっており、この筒状部材の外周を円弧溝を有する複数個のダイスで押圧して、またはこの筒状部材を円形の絞りに通すことによって、この筒状部材の円形穴を多角形穴に塑性変形させる第１の工程と、この多角形穴に雌ねじを形成する第２の工程を有している。そして上記雌ねじの下径は、上記多角形穴の内接円の径にほぼ等しくなっている。
【０００６】
また本発明による雌ねじの形成方法の他の特徴は、筒状部材の外周が円形の場合である。すなわち、この雌ねじの形成方法は、筒状部材の軸心に雌ねじを形成する方法であって、この筒状部材の外周は円形であって内周は円形穴になっており、この筒状部材の外周を複数個のダイスで押圧して、またはこの筒状部材を多角形の絞りに通すことによって、この筒状部材の円形穴を多角形穴に塑性変形させる第１の工程と、この多角形穴に雌ねじを形成する第２の工程を有している。
【０００７】
上記複数個のダイスのそれぞれの溝形状は、軸対称であって、この軸の周りにこの複数個のダイスを集合させると全体で多角形の開口孔を構成するように形成してあり、上記雌ねじの下径は、上記多角形穴の内接円の径にほぼ等しくしてある。
【０００８】
上記筒状部材は、一端に雄ねじを有する鉄筋の連結用スリーブであることが好ましく、またこの筒状部材は、コンクリートに埋設されて、雄ねじ部材と連結されるインサートであることも好ましい。さらに上記ダイスの溝は、所定の軸方向間隔を隔てて複数列形成したものであってもよい。
【０００９】
ここで「筒状部材の外周は多角形」とは、筒状部材の断面形状が多角形であることを意味しており、三角形、四角形、五角形、及び六角形以上の多角形でもよいが、四角形、及び六角形が、より好ましい。また「筒状部材の内周は円形穴」
とは、筒状部材は、断面形状が円形の中空穴を有していることを意味している。また「円弧溝を有する複数個のダイス」とは、筒状部材の外周を、プレス等で押圧する溝形状が、円弧形状になっているダイスを意味し、円形を１８０度ずつ２分割したもの、１２０度ずつ３分割したもの、及び４個以上に分割したものが該当する。
【００１０】
上記「円形の絞りを通す」とは、筒状部材の外径より小さい円形の穴を有するダイスを用いて、押出し又は引抜き加工することを意味する。「筒状部材の円形穴を多角形穴に塑性変形させる」とは、本願発明の主要な特徴の１であって、筒状部材の多角形の外周を、円弧溝のダイスで押圧して縮径等すると、中空の円形穴が、この外周の多角形にほぼ相似する多角形の穴に塑性変形するという、経験的事実に基づくものである。すなわちこの方法によれば、円形穴を有する外周が多角形の筒状部材を準備すれば、この筒状部材に、容易かつ短時間に多角形の中空穴を形成することができる。なお円形穴に多角形の中子を挿入して、円形穴を多角形穴に塑性変形させてもよい。
【００１１】
また上記「雌ねじの下径は、上記多角形穴の内接円の径にほぼ等しい」とは、本願発明の主要な特徴の１であって、雌ねじの下径、すなわち最小径が、多角形穴の内壁、すなわち多角形の各辺で構成される壁に接する円の直径に、略等しいことを意味する。この方法によれば、雌ねじは、多角形穴の内壁を構成する多角形の各辺の中央付近にのみ形成されることになり、タップ作業における負荷が、大幅に減少する。
【００１２】
上記「上記複数個のダイスのそれぞれの溝形状は軸対称であって、この軸の周りにこの複数個のダイスを集合させると全体で多角形の開口孔を構成する」とは、
例えば全体で三角形の開口孔を構成する場合には、この三角形の各辺の中央部分を三つに等分割した溝を有する３個のダイスを意味する。また例えば全体で四角形の開口孔を構成する場合には、この四角形を１８０度ずつ、上下対称形に二分割した溝を有する２個のダイス、または９０度ずつ、軸対称形に四分割した溝を有する４個のダイスを意味する。なお五角形以上の場合には、奇数の多角形につては、上述した三角形の場合と同様に分割し、偶数の多角形につては、上述した四角形の場合と同様に分割した溝を有するダイスを意味する。
【００１３】
なお「上記筒状部材の外周を複数個のダイスで押圧して、またはこの筒状部材を多角形の絞りに通すことによって、この筒状部材の円形穴を多角形穴に塑性変形させる」とは、本願発明の主要な特徴の１であって、筒状部材の円形の外周を、上述したように全体で多角形の開口孔を構成する複数個のダイスで押圧して縮径等すると、中空の円形穴が、この複数個のダイスで構成する多角形にほぼ相似する多角形の穴に塑性変形するという、経験的事実に基づくものである。すなわちこの方法によれば、円形穴を有する円筒状部材を準備すれば、この円筒状部材に、容易かつ短時間に多角形の中空穴を形成することができる。なお円形穴に多角形の中子を挿入して、円形穴を多角形穴に塑性変形させてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
雌ねじを、多角形穴の内壁を構成する各辺の中央部分にのみ形成するため、タップ作業における負荷が大幅に減少する。またタップに掛かる負荷が大幅に減少するため、タップ自体の損耗を減少させることができる。また多角形の中空穴は、ダイスを用いて、円形の中空穴を有する筒状部材の外周を縮径することによって、容易かつ短時間に形成することができる。またドリル等による下穴削り工程が不要になる。
【００１５】
なお本発明によって形成した雌ねじは、上述したように、多角形穴の内壁を構成する各辺の中央付近にのみ形成するものであって、円形の下穴の内壁全周に渡って形成した雌ねじに較べて、ねじに該当する部分の割合が少なくなり、ねじの強度がその分低下する。しかし、その強度が低下する分は、雌ねじの長さを増やせば、容易に補うことができるが、本発明の効果的な特徴は、雌ねじを螺刻する多角形穴は、塑性変形によって加工硬化するため、雌ねじ自体の強度を向上させることができるという点にある。したがって、ねじに該当する部分の割合が少なくなっても、ねじの強度の低下分を補うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１〜図１４を参照しつつ、本発明による雌ねじの形成方法について説明する。図１〜図３は、筒状部材１の円形穴１２を、ダイス２で押圧して多角形に塑性変形させる工程を示している。すなわち筒状部材１は、外周１１が６角形の鉄製であって、その軸心に円形穴１２が開口している。ダイス２は、相互に対向して開口する円弧形状の溝２１を有している。円弧形状の溝２１の間に、筒状部材１の外周１１を挟み込んで押圧すると、６角形の外周１１が、円形外周１１ａに縮径する。このとき６角形の頂角部分が、辺の部分より大きく縮径されるので、図２に示すように、この筒状部材の円形穴１２は、６角形穴１２ａに塑性変形する。
【００１７】
図３は、円形穴１２から塑性変形した６角形穴１２ａにタップをたてて、雌ねじ１３を螺刻した状態を示している。すなわちタップの谷径は、６角形穴の内接円１３ａの径と略同じになっているため、雌ねじ１３の下径は、この内接円の径と略同じに形成される。したがって雌ねじ１３は、６角形穴１２ａの各辺の中央近辺には形成されるが、各頂角の部分には削り代がないため、その部分には、ねじ部分がない空間１３ｂが残る。なお図３において、符号１３ｃは、雌ねじ１３の山径（最大径）を示している。
【００１８】
図４〜図６は、筒状部材１０１の外周１１１が３角形であって、その軸心に円形穴１１２が開口する場合を示している。ダイス１０２は、軸対称に１２０度ずつ３分割されており、それぞれ軸心に向って開口する円弧形状の溝１２１を有している。円弧形状の溝１２１の間に、筒状部材１０１の外周１１１を挟み込んで押圧すると、３角形の外周１１１が、円形外周１１１ａに縮径する。このとき３角形の頂角部分が、辺の部分より大きく縮径されるので、図５に示すように、この筒状部材の円形穴１１２は、３角形穴１１２ａに塑性変形する。
【００１９】
図６は、円形穴１１２から塑性変形した３角形穴１１２ａにタップをたてて、雌ねじ１１３を螺刻した状態を示している。すなわちタップの谷径は、３角形穴の内接円１１３ａの径と略同じになっていため、雌ねじ１１３の下径は、この内接円の径と略同じに形成される。したがって雌ねじ１１３は、３角形穴１１２ａの各辺の中央近辺には形成されるが、各頂角の部分には削り代がないため、その部分には、ねじ部分がない空間１１３ｂが残る。なお図６において、符号１１３ｃは、雌ねじ１１３の山径（最大径）を示している。
【００２０】
図７〜図９は、円形の筒状部材２０１の円形穴２１２を、６角形のダイス２０２で押圧して６角形に塑性変形させる工程を示している。すなわち筒状部材２０１は、外周２１１が円形の鉄製であって、その軸心に円形穴２１２が開口している。ダイス２０２は、１８０度ずつ上下対称に２分割されており、相互に対向して開口する溝２２１を有している。溝２２１は、軸心周りに集合させると、６角形の開口孔を構成する形状になっている。
【００２１】
ダイス２０２の相互に対向して開口する溝２２１の間に、筒状部材２０１の円形の外周２１１を挟み込んで押圧すると、この円形の外周が、６角形外周２１１ａに縮径する。このときダイス２０２の６角形の溝２２１の各辺部分が、頂角の部分より大きく縮径するので、図８に示すように、筒状部材２０１の円形穴２１２は、６角形穴２１２ａに塑性変形する。
【００２２】
図９は、円形穴２１２から塑性変形した６角形穴２１２ａにタップをたてて、雌ねじ２１３を螺刻した状態を示している。すなわちタップの谷径は、６角形穴の内接円２１３ａの径と略同じになっているため、雌ねじ２１３の下径は、この内接円の径と略同じに形成される。したがって雌ねじ２１３は、６角形穴２１２ａの各辺の中央近辺には形成されるが、各頂角の部分には削り代がないため、その部分には、ねじ部分がない空間２１３ｂが残る。なお図９において、符号２１３ｃは、雌ねじ２１３の山径（最大径）を示している。
【００２３】
図１０〜図１１は、円形の筒状部材３０１の円形穴３１２を、６角形の絞り３０２を通すことによって６角形に塑性変形させる工程を示している。すなわち図１０に示すように、絞り３０２は、テーパー状の開口孔３２１を有しており、この開口孔は、入口部分が円形で、出口に向って６角形となる先細形状に形成してある。
一方筒状部材３０１は、外周３１１が円形の鉄製であって、その軸心に円形穴３１２が開口している。
【００２４】
そこで図１１に示すように、筒状部材３０１を、絞り３０２のテーパー状の開口孔３２１を通して引き抜くと、円形の外周３１１が、６角形外周３１１ａに縮径する。このとき絞り３０２の６角形の開口孔３２１の各辺部分が、頂角の部分より大きく縮径するので、筒状部材３０１の円形穴３１２は、６角形穴３１２ａに塑性変形する。なお図１や図４に示すような外周が多角形の円筒部材を、円形の絞りを通すことによっても、この円筒部材の軸心に設けた円形穴を多角形に塑性変形させることができる。
【００２５】
なお上述した雌ねじを形成した筒状部材は、その両端部の、一端に雄ねじを形成した鉄筋をねじ込むことによって、鉄筋の連結用スリーブとして使用できる。
【００２６】
図１２〜図１４は、筒状部材４０１の円形穴４１２を、所定の軸方向間隔を隔てた３列の溝を有するダイス４０２で押圧して、軸方向の３箇所において多角形に塑性変形させる工程を示している。すなわち筒状部材４０１は、外周４１１が６角形の鉄製であって、その軸心に円形穴４１２が開口している。ダイス４０２は、１８０度ずつ上下対称に２分割したものであって、相互に対向して開口する円弧形状の溝４２１ａを３列有している。なお３列の円弧形状の溝４２１ａは、所定の長さで隔ててあり、その間の溝形状４２１ｂは、筒状部材４０１の外周４１１と略同じ６角形になっている。
【００２７】
ダイス４０２の間に、筒状部材４０１の外周４１１を挟み込んで押圧すると、３列の円弧形状の溝４２１ａの部分において、６角形のこの外周が、円形外周４１１ａに縮径する。一方３列の円弧形状の溝４２１ａの間の溝形状４２１ｂは、上述したように筒状部材４０１の外周４１１と略同じ６角形になっているため、この部分は縮径されずに６角形のままで残っている。したがって縮径後の筒状部材４０１の外周は、図１３に示すように、縮径された円形の外周に間に、縮径されないままの６角形の外周４１１ｂが、所定の軸方向間隔を隔てて３列並んだ状態になる。
【００２８】
さてダイス４０２の３列の円弧形状の溝４２１ａによって、筒状部材４０１の６角形の外周４１１が、円形の外周４１１ａに縮径される部分においては、この外周の６角形の頂角部分が、辺の部分より大きく縮径されるので、図１４に示すように、この部分に位置する筒状部材の円形穴４１２は、６角形穴４１２ａに塑性変形する。しかるに縮径されないままの６角形の外周４１１ｂ部分は、円形穴４１２も殆んど縮径されない部分４１２ｂが残る。したがって筒状部材４０１の円形穴４１２は、塑性変形を受けた後は、軸方向に６角形穴４１２ａに塑性変形された部分４１１ａと、あまり塑性変形されずに円形穴のままに残っている部分４１１ｂとが、軸方向に交互に並ぶ状態になる。
【００２９】
したがって塑性変形後の筒状部材４０１に、タップをたてる等によって雌ねじを螺刻すると、６角形穴４１２ａに塑性変形された部分４１１ａにのみ、雌ネジが形成される。なお筒状部材４０１には、縮径されないままの６角形の外周４１１ｂが３列形成されるので、この筒状部材一端部に、雄ねじを形成した鉄筋等を連結してコンクリートに埋設すれば、インサートとして使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
筒状部材への下穴加工が不要であると共に、少ない負荷で雌ねじを形成することができるため、建築部品等に関する産業に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】６角形の筒状部材をダイスで縮径する工程を示す概略断面図である。
【図２】６角形の筒状部材をダイスで縮径した後の断面図である。
【図３】６角形穴に形成した雌ねじの説明図である。
【図４】３角形の筒状部材をダイスで縮径する工程を示す概略断面図である。
【図５】３角形の筒状部材をダイスで縮径した後の断面図である。
【図６】３角形穴に形成した雌ねじの説明図である。
【図７】円形の筒状部材をダイスで縮径する工程を示す概略断面図である。
【図８】円形の筒状部材をダイスで縮径した後の断面図である。
【図９】６角形穴に形成した雌ねじの説明図である。
【図１０】６角形の絞りの左右左側面図及び断面図である。
【図１１】円形の筒状部材を６角形の絞りを通して縮径する工程を示す概略断面図である。
【図１２】３列の溝を有するダイスで縮径する工程を示す概略断面図である。
【図１３】３列の溝を有するダイスで縮径した後の外観を示す斜視図である。
【図１４】３列の溝を有するダイスで縮径した後の概略断面図である。
【図１５】タップの概略外形図である。
【符号の説明】
【００３２】
１、１０１、２０１、３０１筒状部材
１１、１１１、２１１、３１１、４１１外周
１２、１１２、２１２、３１２、４１２円形穴
１２ａ、１１２ａ、２１２ａ、３１２ａ、４１２ａ多角形穴
１３、１１３、２１３雌ねじ
１３ａ、１１３ａ、２１３ａ内接円
２、１０２、２０２、４０２ダイス
３０２絞り
２１、１２１、２２１円弧溝

【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状部材の軸心に雌ねじを形成する方法であって、
上記筒状部材の外周は多角形であって内周は円形穴になっており、
上記筒状部材の外周を円弧溝を有する複数個のダイスで押圧して、またはこの筒状部材を円形の絞りに通すことによって、この筒状部材の円形穴を多角形穴に塑性変形させる第１の工程と、
上記多角形穴に雌ねじを形成する第２の工程を有し、
上記雌ねじの下径は、上記多角形穴の内接円の径にほぼ等しい
ことを特徴とする雌ねじの形成方法。
【請求項２】
筒状部材の軸心に雌ねじを形成する方法であって、
上記筒状部材の外周は円形であって内周は円形穴になっており、
上記筒状部材の外周を複数個のダイスで押圧して、またはこの筒状部材を多角形の絞りに通すことによって、この筒状部材の円形穴を多角形穴に塑性変形させる第１の工程と、
上記多角形穴に雌ねじを形成する第２の工程を有し、
上記複数個のダイスのそれぞれの溝形状は軸対称であって、この軸の周りにこの複数個のダイスを集合させると全体で多角形の開口孔を構成するように形成してあり、
上記雌ねじの下径は、上記多角形穴の内接円の径にほぼ等しい
ことを特徴とする雌ねじの形成方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかにおいて、上記筒状部材は、一端に雄ねじを有する鉄筋の連結用スリーブであることを特徴とする雌ねじの形成方法。
【請求項４】
請求項１または２のいずれかにおいて、上記筒状部材は、コンクリートに埋設されて、雄ねじ部材と連結されるインサートであることを特徴とする雌ねじの形成方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかの１において、上記ダイスの溝は、所定の軸方向間隔を隔てて複数列形成してあることを特徴とする雌ねじの形成方法。

【図１】