JP2006214463A

JP2006214463A - 管継手の製造方法

Info

Publication number: JP2006214463A
Application number: JP2005025311A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Ogawa; 勝博尾川
Original assignee: OGAWA PIPE KK
Current assignee: OGAWA PIPE KK
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2005-02-01
Publication date: 2006-08-17

Abstract

【課題】溶融メッキ処理の前に製品素材を切断加工等することで、従来と比較して製造工程数を増加させることなく、ニップル端面にもメッキ層を形成させることにある。
【解決手段】パイプ材からなる継手素材を管継手１０の所定の製品寸法に切断して製品素材を成形し、切断された製品素材の少なくとも内径周縁部を面取り加工し、面取り加工された製品素材全体を溶融金属浴に浸漬して溶融メッキ処理を施し、その後、製品素材の外周面にネジ部を加工することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、配管に用いられる継手の製造方法に係り、具体的には、メッキ処理が施されかつ管同士を接続可能に構成されたネジ付きの継手（以下、ニップルとも呼ぶ）の製造方法に関する発明である。

従来、この種のニップルは、主に、管またはコネクター等の継手との接続に際し、該管
または継手の内径端部に形成されたメネジにねじ込まれてそれぞれを接続するため使用されるもので、パイプ（配管用炭素鋼管からなるパイプ材）にＪＩＳ規格の管用テーパーネジを施したものである（特許文献１を参照。）。
このニップルは、内部に水・油・薬品などの液体（蒸気などの液体が蒸発した気体も含む）を通す用途で用いる配管、若しくはその配管同士を連結する継手（コネクター役に相当するもの）として、メッキ処理されたニップルがあり、その使用用途として、具体的には上水道配管、排水下水配管、ガス・空調配管・消化設備であるスプリンクラーの配管等の配管設備に使用されてきた。さらに、配管される場所としては、空中（屋内外問わず）、水中、土中と、さまざまである。
そして、上記のニップルにおける一般的な製造工程としては、第一工程としてまず長尺のパイプを溶融亜鉛浴に浸漬（どぶ漬け）させることにより、溶融亜鉛メッキを外面・内面ともに付着させる。
その後、第二工程でJISの定める規定の製品寸法に切断する。
ついで、第三工程として、その第二工程によって形成された切断面（端面）の内周縁のバリ（切断加工によってぴん立ちとなった角部）の面取り加工及び外周縁の面取り加工をする。
次に、第四工程でパイプ外周部に両側の端面からJIS規定の寸法分、ネジ山を形成させるための切削加工（ネジ切り）を施して完成するものであった。

特開平７−２４３２２７号公報

しかし、上述の製造方法で製作されたニップルでは、第一工程の段階で溶融亜鉛メッキを施しているがためにその後の各工程における切削加工により、結果的にメッキ部をはがす形になっており、完成品の状態では、もともとの溶融亜鉛メッキを施す前の炭素鋼管材質が表出している部分が出来てしまう。つまり、第二工程である切断加工で生じた端面部分、第三工程での内側の角部をカットする事で生じた面（内面取り部）、及び外周縁の面取り加工部分（ねじ切り加工の前段階で通常施すネジの角度付け処理部分）、そして、第四工程のネジ切り加工により生じたネジ部のすべてはメッキ被覆がなされていない状態になってしまい、使用上、配管される場所や用途を問わず、基本的にはこれらのメッキが被覆されていない箇所から腐食が進行することとなる。
また、もともとのニップル自体の素材は炭素鋼管（鉄）であり、特に水を含む液体に晒される環境下では、酸化によるサビ等による腐食が顕著に現れ、劣化の進行は早まる結果となる。
そして、上記した問題点が生じる大きな点は、溶融亜鉛メッキ処理が各切削工程よりも先に施されているということであるが、これは、ニップルにおけるネジの精度に関わる要因からきている。つまり、工程として、各切削工程、とくに、ネジを切った後に溶融亜鉛メッキを施した場合には、JIS基準に基づいて、機械加工によって形成されたネジ山の上に溶融亜鉛メッキの層が重なる形となり、その層の厚みがネジ精度の低下を招き、基準となる公差の範囲に留めることが困難となり、また、溶融亜鉛メッキの特性としては、メッキ層を付着させたい素材に対して、その素材の持つすべての面にむら無く均一にメッキ層を付着させることが難しく、とくにニップルにおいては、ネジ山が連続して連なる形状であるため、ネジ山とネジ山との間のネジ溝にメッキ層のたまりができやすく、径の細いサイズのニップルにおいては、そのネジ山同士の間隔（ピッチ）も狭まる形となるため、その現象は顕著にあらわれ、つまりは、ネジ溝が完全に埋まってしまい、規格の形状の範囲に留めることができず、実施されていないのが現状である。
また、これらの問題を解決する手段として、ステンレス素材を用いたニップル（ステンニップル）がある。このステンレスという素材は耐食性にすぐれており、サビ等による腐食に対しては炭素鋼管の比ではなく、衝撃に強いことからも、用途としては幅広く使用することが可能であるが、しかし、コスト面において、溶融亜鉛メッキ付きのニップルと比較した場合には、約３倍以上に及ぶものであった。
さらに、溶融亜鉛メッキを施さずに、全ての切削加工工程を済ませた状態のニップルに電気メッキ法による比較的層の薄いメッキ層を形成する手段があるが、この方法においては、ニップルの管中央付近に位置する内周面まで均一な電流密度をかけられず、ニップルの内周面にはメッキされない箇所ができ、実際の使用にさいしては、そのメッキされない部分から腐食が進行してしまうという問題点を有していた。
本発明は上述した点に鑑みて創案されたものである。つまり本発明が解決しようとする課題は、溶融メッキ処理の前に製品素材を切断加工等することで、従来と比較して製造工程数を増加させることなく、ニップル端面にもメッキ層を形成させることにある。

上記課題を解決するために、本発明は次の手段をとる。
つまり、その外周面が両端から所定の寸法だけネジ加工され、且つメッキ処理された管継手を製造する管継手の製造方法であって、パイプ材からなる継手素材を管継手の所定の製品寸法に切断して製品素材を成形し、切断された製品素材の少なくとも内径周縁部を面取り加工し、面取り加工された製品素材全体を溶融金属浴に浸漬して溶融メッキ処理を施し、その後、製品素材の外周面にネジ部を加工することを特徴とする。

上述した本発明によれば、パイプ材からなる素材を製品素材として切断加工及び面取り加工し、その後メッキ処理を施し、更にその後、製品素材の外周面にネジ加工をするため、その端面（切断加工及び面取り加工時に生じた面）にメッキ層を保持したニップルを製造することができる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
図１〜図４はニップルを示した図であり、図５〜図１０は各製造工程後の製品素材の外観を示した斜視図であり、図１１は従来のニップルの一部側面図である。なお、各図に示す網目模様は、メッキ処理された状態を示す。
本実施例によって製造されたニップル１０は、図１の通り、その両端外周面にネジ部６，６が形成され、ネジ部６，６間には帯部８が形成された継手である。図２のニップル１０断面を見ると、その内周面２のほかに、端面４にもメッキ層５が形成されており、図４の配管２０内を通る水などによる腐食を防止する処理がなされている。つまり端面４のメッキ層５は、図３の通り、面取りされた内周縁の面取り部４ｂと切断面４ａの両者に均一な厚みで形成され、その均一な厚みのまま内周面２のメッキ層５に連なっている。
そして、ニップル１０は、図４の通り、その端面４から配管２０にネジ込むことで取り付けられ、両配管２０，２０は、ニップル１０を挟んで連結された状態となる。

このニップル１０の製造方法は、図５〜１０に示す複数の工程からなる。先ず、ニップル１０の製品寸法（図１を参照。）を有し、その端面４が面取りされた第二の製品素材１０ｂを製造する。次に、その第二の製品素材１０ｂ全体を溶融メッキ処理して第三の製品素材１０ｃを製造する。次に、第三の製品素材１０ｃの外周面にネジ部６を加工形成してニップル１０を製造する。
以下、ニップル１０の製造方法について図５〜１０を用いて詳しく説明する。

なお、メッキ層５の厚みや、ニップル１０の製品寸法tk，ネジ部６寸法tn，帯部８寸法to等（図１を参照。）は、一般的にはＪＩＳ規格等の公的規格によって定められるが、連結される配管２０の寸法等に応じて適宜変更してもよい。

［切断処理及び面取り処理］
先ず、図５の第一の製品素材１０ａを得るため、素材となるパイプ材としての長尺な鋼管（図示しない。）を、円盤状のロールカッター等のパイプ切断機で切断して、製品寸法tkを有する第一の製品素材１０ａを得る。
そして図６の第二の製品素材１０ｂを得るため、第一の製品素材１０ａを旋盤などの面取り機で面取り処理して、内周縁の面取り部位４ｂ及び外周縁の面取り部位４ｃが形成された第二の製品素材１０ｂを得る。

このとき、図７のように、外周縁の面取り部位４ｃが先端角度θ＝４５°〜５５°となるよう、第一の製品素材１０ａを面取りすることが好ましい。第一の製品素材１０ａの外周縁の面取り部位４ｃを面取りせずに後述のネジ加工を行った場合、図１１に示すニップル３０のネジ部３６で最も縁先端に位置するネジ山３４は、その外側フランク面３４ａが垂直に切り取られた状態となる。このためネジ山３４は、その厚みが薄く尖った状態となる。この尖った状態のネジ山３４はその厚みが薄いため、外力によって容易に折れ曲がったり、つぶれたりして（例えば、破線矢印で示した状態）、ニップル１０を配管２０にねじ込む際の引っかかりとなる。
この場合図７に示す第二の製品素材１０ｂのように、予め所定の先端角度θで外周縁を面取りしておくことで、縁先端に位置するネジ山のひっかかりの高さ寸法ｔｓを低くすることができ、ネジ先端部のネジ加工を良好に行なうことができる。

次に、第二の製品素材１０ｂを酸洗，水洗した後にフラックス処理を行い、溶融亜鉛浴に浸漬（どぶ漬け）する。どぶ漬けした第二の製品素材１０ｂは、冷却及び化成処理され図８の第三の製品素材１０ｃとなり、後述のネジ加工が行われる。
ここで第二の製品素材１０ｂは、素材となる長尺な鋼管よりも軽いため、第二の製品材１０ｂ単体のままでは溶融亜鉛浴に浮んでしまう場合がある。このため、例えば、複数の第二の製品素材１０ｂに針金等を通して数珠状にしてから溶融亜鉛浴に入れたり、複数の第二の製品素材１０ｂを隙間の開いたザル等の箱体中に収納したり、所定の冶具で固定した状態で溶融亜鉛浴に入れる。上述の状態で溶融亜鉛浴に浸された第二の製品素材１０ｂは、溶融亜鉛浴の亜鉛の流れ等によって揺り動かされるため、満遍なくメッキ処理される。また、第二の製品素材１０ｂは、絶えず揺り動かされているため、複数の第二の製品素材１０ｂは、互いに接着することなくメッキ処理される。

なお、素材となる長尺な鋼管をメッキ処理した場合には、冷却時にメッキの雫が垂れた状態で固化するため、固化したメッキの雫をヤスリなどで削る工程が必要となる。一方、予め製品寸法に短寸化した第二の製品素材１０ｂでは雫の量も少ないため、この工程を省略することができる。

［ネジ加工処理］
最後に、図１０のニップル１０を得るため、図９の通り第三の製品素材１０ｃの両端から切削ネジ加工機を用いて外周面にネジ部６を形成して製品であるニップル１０を得る。

上述したニップル１０の製造方法によれば、切断及び面取りした後の第二の製品素材１０ｂにメッキ処理を施し、その後、第二の製品素材１０ｂにネジ加工をするため、面取りされた内周縁の面取り部位４ｂと切断面４ａの両者にメッキ層５を保持したニップル１０を製造することができる。
このため、取り付け状態時（図４を参照。）のニップル１０端面４は、配管２０を通過する液体に常に晒されることとなるが、端面４のメッキ層５によってその腐食が防止又は低減されることとなる。

［その他の実施の形態］
本発明に係るメッキ処理されたニップル１０の製造方法は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その他各種の実施の形態を取り得る。
先ず、切断加工時（図５を参照。）において、切断刃と面取り刃の両者を備えたロールカッター等の切断機を使用する場合には、鋼管を切断すると同時に両周縁部４ｂ，４ｃの面取りも行うことができる。また第一の製品素材１０ａの内周縁の面取り部位４ｂだけを面取りした状態（図６を参照。）で、どぶ漬けしてもよい。この場合には、第三の製品素材１０ｃの段階で外周縁の面取り部位４ｃを面取り加工してもよい。

次に、ネジ加工時（図９，１０を参照。）においては、既存のネジ転造手段によりネジ切り加工を行うこともでき、ネジ転造で加工されたネジ部６にはメッキ層５が形成されたままの状態となる。またネジ部６は、押し固められて塑性変形しているため、切削ネジ加工されたものよりも強度が高い。このため、図３のように、帯部８付近のネジ山６ａ，６ａが配管２０にねじ込まれず外部に露出したままでも、その腐食や外力による変形を防止又は低減できる。
この場合、通常のジ切り加工を施したニップルは、配管後（ネジ込み後）に外部に露出した残りのネジ部分にサビ止め剤を塗布することで、その炭素鋼管材質部分をシールドし、その寿命を持たせる必要性があったが、この形態をとることにより、その必要はなくなるとともに、後塗装により塗布されたサビ止め剤よりも、溶融亜鉛メッキ層で被覆された状態の方が耐久性の高い状態を維持できる面も特執すべき点である。
またネジ部は、押し固められて塑性変形しているため、切削によりネジ切り加工されたものよりも強度が高く、外力による変形を防止又は低減できる。
この転造ネジならば、耐久性の面と、サビ止め剤を塗布するコスト面から効果的である。なお、上記のように、転造ネジ成形法を実施した場合では、ニップルの表面はすべて溶融亜鉛メッキ層で被覆されることになる。

なお、本実施例に示す製造方法は、実施例に示す丸ニップルや六角ニップルなどのニップル類のほか、配管２０の径を変更するブッシングや、配管２０内の液体の流れを止める盲管など各種の継手類に適用できるものである。

ニップルの側面図である。ニップルの断面図である。ニップルの一部断面図である。ニップルと配管との関係図である。第一の製品素材の斜視図である。第二の製品素材の斜視図である。第二の製品素材の一部側面図である。第三の製品素材の斜視図である。その一端をネジ加工処理した第三の製品素材の斜視図である。ニップルの斜視図である。従来のニップルの一部側面図である。

符号の説明

２内周面
４端面
４ａ切断面
４ｂ内周縁の面取り部位
４ｃ外周縁の面取り部位
５メッキ層
６，３６ネジ部
６ａ，３４ネジ山
８帯部
１０，３０ニップル
１０ａ第一の製品素材
１０ｂ第二の製品素材
１０ｃ第三の製品素材
２０配管
３４ａ外側フランク面

Claims

その外周面が両端から所定の寸法だけネジ加工され、且つメッキ処理された管継手を製造する管継手の製造方法であって、
パイプ材からなる継手素材を前記管継手の所定の製品寸法に切断して製品素材を成形し、該切断された製品素材の少なくとも内径周縁部を面取り加工し、
該面取り加工された製品素材全体を溶融金属浴に浸漬して溶融メッキ処理を施し、
その後、製品素材の外周面にネジ部を加工することを特徴とする管継手の製造方法。