(57)【要約】【課題】管の端部の外周に筒状の突部部材を締りばめさせ、この突部部材と管とを一体的に固定することで、管の端部の外周に外周突部を形成する際に、突部部材を管の端部の外周に締りばめさせたときに、この突部部材が管の軸心方向奥側に対して末広がり状に塑性変形をするのを防止する。【解決手段】挿口４の端部の外周に締りばめされることで、挿口４の端部の外周に挿口突部６を形成可能な筒状の金属製の挿口リング１０であって、挿口リング１０における挿口４の奥側に対応する一端部１０ａ側の内面から他端部１０ｂ側の内面に向けて先すぼまり状となるテーパ面１１が形成されて、挿口リング１０の一端部１０ａ側の締めしろよりも他端部１０ｂ側の締めしろが大きく形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管の端部の外周に締りばめされることで、前記金属管の端部の外周に外周突部を形成可能な筒状の金属製の突部部材であって、前記突部部材における前記金属管の奥側に対応する一端側の内面から前記突部部材の他端側の内面に向けて先すぼまり状となるテーパ面が形成されて、前記突部部材の一端側の締めしろよりも前記突部部材の他端側の締めしろが大きく形成されていることを特徴とする管の外周突部の形成部材。
【請求項２】
請求項１に記載する形成部材が金属管の端部の外周に締りばめされ、前記形成部材と前記金属管とがろう付けにより互いに固定されていることを特徴とする外周突部を有する管。
【請求項３】
請求項１に記載する形成部材の内面に凹部を形成し、前記凹部にろう材を収容したうえで、前記形成部材の一端側が金属管の奥側に対応するように前記金属管の外周に締りばめさせ、前記ろう材を加熱して融解させることで前記形成部材と前記金属管とをろう付けにより固定することを特徴とする管の外周突部の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管の外周突部の形成部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、耐震機能を有する鋳鉄管の継手部として、例えば、図３に示すような構造のものがある。すなわち継手部を構成する一方の管の受口１の内周にはロックリング収容溝２が形成されており、このロックリング収容溝２には周方向に一つ割りのロックリング３が収容されている。受口１に挿入される他方の管の挿口４の先端部の外周には、先すぼまり状のテーパ面５を有する外周突部としての挿口突部６が形成されており、ロックリング３が収容されている状態の受口１内に挿口４が挿入されて、挿口突部６がロックリング３に受口奥側からかかり合い可能とされている。これにより、受口１と挿口４との間に離脱防止機能が付与されている。また、挿口突部６がロックリング３と受口１における奥端面１ａとの間を移動できる分だけ、挿口４は受口１に対して伸縮自在であり、これにより、受口１と挿口４との間に伸縮機能が付与されている。なお、テーパ面５は、ロックリング３が収容された状態の受口１内に挿口４を挿入する際の案内の役割を果たす。
【０００３】
このような継手構造において、挿口突部６を挿口４の先端部の外周に形成するには、例えば、筒状部材の一端側の内周に形成された環状溝に環状のろう材が収容されたものを用いることがある。（例えば、特許文献１参照。）
このような筒状部材（以下、挿口リングと記す）を用いて挿口の外周に挿口突部を形成する方法の一例、ここでは製造工場などにおいて鋳造後の鋳鉄管の挿口の外周に挿口突部を形成する方法を図４を参照しながら説明する。
【０００４】
図４に示すように、挿口４における、挿口４の端面４ａから軸心方向に一定の範囲Ｒの部分は、この範囲Ｒ以外の外周４ｂと比べて若干薄肉な小径部４ｃが軸心方向と平行な外周面を有するように形成されており、これにより、挿口４の外周４ｂと小径部４ｃの外周との境界には径方向の高さがαの段部４ｄが径方向に形成される。
【０００５】
また、円筒状に形成された挿口リング７の、例えば図示のように見て右側の内周には環状溝７ａが形成されており、この環状溝７ａにはろう材としてのインサートメタル８が環状溝７ａからはみ出さないように収容されている。挿口リング７の内径ｄは挿口４の小径部４ｃの外径Ｄよりも若干小さく形成されており、このように形成された挿口リング７が小径部４ｃの外周に締りばめされるように、すなわち挿口リング７が弾性変形の範囲で拡径している状態で小径部４ｃの外周にはめ合わせられるように、挿口リング７は、例えばＪＩＳ材料記号のＦＣＤ６００（引張強さが６００Ｎ／ｍｍ２以上）で表されるダクタイル鋳鉄にて形成されている。なお、挿口突部が形成される前の挿口４の先端部の外周には、挿口リング７を小径部４ｃの外周に締りばめする際に案内となる先すぼまり状のテーパ面４ｅが、その最小外径が挿口リング７の内径ｄよりも小さくなるように形成されている。
【０００６】
このような構成において、図４（ａ）に示すように、挿口リング７を鋳造後の鋳鉄管の挿口４の開口部付近でかつ挿口４と同軸上に配置し、この状態の挿口リング７を図外のリング圧入装置により軸心方向に挿口奥側に向けて押圧する。
【０００７】
このとき、挿口リング７を挿口４におけるテーパ面４ｅに接触させて弾性変形の範囲で拡径させつつ、図４（ｂ）に示すように、挿口リング７における挿口４の奥側に対応する端面（以下、奥側端面と記す）７ｂが段部４ｄに接触するまで押圧し、この挿口リング７を小径部４ｃの外周の所定の位置に締りばめさせる。なお、挿口リング７における奥側端面７ｂが段部４ｄに接触するとこれをリング圧入装置に設けられたセンサが感知し、挿口リングの圧入動作を停止するようになっている。
【０００８】
次に、この鋳造後の鋳鉄管に熱処理を施すため、この挿口リング７が締りばめされている状態の挿口４を横転式の熱処理炉（図示は省略）内に送り込む。熱処理炉内に送り込まれた挿口４及びその外周に締りばめされた挿口リング７は軸心周りに回転しながら加熱される。このとき、熱処理炉内においては体積の小さい挿口リング７が体積の大きい挿口４よりも早く温度上昇して熱膨張するが、挿口リング７は小径部４ｃの外周に締りばめされているので、小径部４ｃの外周の所定の位置からずれることが無い。
【０００９】
熱処理炉内において、挿口４及び挿口リング７が加熱されると、挿口リング７の環状溝７ａ内に収容されているインサートメタル８が融解しはじめ、図４（ｃ）に示すように、ろう８ａとして小径部４ｃの外周と挿口リング７の内周との微小な隙間に管軸方向及び周方向に対して万遍無く入り込む。そして、このろう８ａが熱処理工程において徐冷されて固化し、挿口４と挿口リング７とが一体的に固定される。
【００１０】
その後、挿口４及び挿口リング７を熱処理炉外に送り出し、図４（ｄ）に示すように、挿口４の先端部及び挿口リング７における環状溝７ａを含む部分を機械加工により除去し、テーパ面５を有する挿口突部６を形成する。
【００１１】
【特許文献１】
特開平９−７９４４１号公報（第４頁、第１図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の挿口突部の形成方法においては、挿口リング７が小径部４ｃの外周に締りばめされるように、すなわち弾性変形の範囲で拡径した状態で小径部４ｃの外周にはめ合わせられるように、ＦＣＤ６００製の挿口リング７を用いている。しかし、このＦＣＤ６００製の挿口リング７はコストが高く、また熱処理時の影響により、ＪＩＳ材料記号のＦＣＤ４２０（引張強さが４２０Ｎ／ｍｍ２以上）で表されるダクタイル鋳鉄と同等の引張強さになってしまうことから、最近ではＦＣＤ６００製の挿口リング７よりもコストが低いＦＣＤ４２０製の挿口リングを用いることが望まれている。
【００１３】
しかしながら図５（ａ）に示すように、ＦＣＤ４２０製の挿口リング９を用いた場合、挿口４における小径部４ｃの外周に、この小径部４ｃの外径Ｄよりも小さい内径ｄの挿口リング９を拡径させつつ締りばめさせようとすると、挿口リング９はＦＣＤ６００製の挿口リング７に比べて降伏点が低いため、例えば挿口リング９における奥側端面９ｂ側が軸心方向挿口奥側に向けて末広がり状に塑性変形をしてしまうことがあった。
【００１４】
このように塑性変形してしまうと、挿口リング９を小径部４ｃの外周にはめ合わせるときに、挿口リング９の奥側端面９ｂが挿口４における段部４ｄを乗り越えてしまうことがあり、こうなるとリング圧入装置に設けられたセンサが、挿口リング９が小径部４ｃの外周の所定の位置にはめ合わされたことを感知できず、挿口リング９が挿口４のさらに奥側まで押圧され続けてしまうことがあった。
【００１５】
また、このような形状に挿口リング９が塑性変形してしまうと、挿口リング９が小径部４ｃの外周を締め付ける力が弱くなり、熱処理時に、熱膨張した挿口リング９が小径部４ｃの外周からずれてしまうことがあった。
【００１６】
さらに、図５（ｂ）に示すように、挿口リング９における末広がり状に塑性変形した部分９ｃの内周と小径部４ｃの外周とが接触していない状態で挿口４と挿口リング９とのろう付けが行われると、この塑性変形した部分９ｃの内周と小径部４ｃの外周とが接着されないことから、小径部４ｃの外周と挿口リング９とが十分に固定されないことがあった。しかも、このような状態のまま機械加工によりテーパ面５が形成されると小径部４ｃの外周と挿口リング９との接着面積がさらに狭められ、所望の離脱阻止力を発揮できなくなる恐れがあった。
【００１７】
上記のような問題を解決するためには、挿口リング９を小径部４ｃの外周にはめ合わせる際に、挿口リング９における挿口４の奥側に対応する部分が管軸方向受口側に対して末広がり状に塑性変形をすることを防止する必要がある。
【００１８】
そこで本発明はこのような問題を解決して、管の端部の外周に筒状の突部部材を締りばめさせ、この突部部材と管とを一体的に固定することで、管の端部の外周に外周突部を形成する際に、突部部材を管の端部の外周に締りばめさせたときに、この突部部材が管の軸心方向奥側に対して末広がり状に塑性変形をするのを防止することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、金属管の端部の外周に締りばめされることで、前記金属管の端部の外周に外周突部を形成可能な筒状の金属製の突部部材であって、前記突部部材における前記金属管の奥側に対応する一端側の内面から前記突部部材の他端側の内面に向けて先すぼまり状となるテーパ面が形成されて、前記突部部材の一端側の締めしろよりも前記突部部材の他端側の締めしろが大きく形成されているものである。
【００２０】
このような構成によれば、突部部材における金属管の奥側に対応する一端側の内面から前記突部部材の他端側の内面に向けて先すぼまり状となるテーパ面が形成されて、前記突部部材の一端側の締めしろよりも前記突部部材の他端側の締めしろが大きく形成されていることにより、前記突部部材の一端側を、前記金属管の奥側に対して末広がり状に塑性変形しない程度に前記金属管の外周に締りばめさせることができ、かつ前記突部部材の他端側を、前記突部部材の一端側よりも強く前記金属管の外周に締りばめさせることができる。したがって、前記突部部材の内周面全面と前記管の端部の外周とを確実に接触させた状態で前記突部部材を前記管の端部の外周に締りばめさせることができる。
【００２１】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載する形成部材が金属管の端部の外周に締りばめされ、前記形成部材と前記金属管とがろう付けにより互いに固定されているものである。
【００２２】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載する形成部材の内面に凹部を形成し、前記凹部にろう材を収容したうえで、前記形成部材の一端側が金属管の奥側に対応するように前記金属管の外周に締りばめさせ、前記ろう材を加熱して融解させることで前記形成部材と前記金属管とをろう付けにより固定するものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の管の外周突部の形成部材を用いて、金属管である鋳造後の鋳鉄管の挿口の端部の外周に外周突部としての挿口突部を形成する方法を図１及び図２を参照しながら説明する。なお、本発明の実施の形態にて用いる管の挿口は、図４に示したものと同様に形成されている。
【００２４】
図１に示すように、管の外周突部の形成部材としての挿口リング１０は円筒状に形成されており、例えばＦＣＤ４２０にて形成されている。この挿口リング１０の内面には、挿口リング１０の一端部１０ａ側の開口部から他端部１０ｂ側の開口部にかけて先すぼまり状のテーパ面１１が形成されている。このテーパ面１１により規定される挿口リング１０の最大内径ｄ１は、例えば、挿口４の小径部４ｃの外径Ｄよりもわずかに小さい大きさに形成されており、テーパ面１１により規定される挿口リング１０の最小内径ｄ２は、例えば、図４にて示した挿口リング７の内径ｄと同様に形成されている。したがって、挿口リング１０の一端部１０ａ側の締めしろよりも挿口リング１０の他端部１０ｂ側の締めしろが大きく形成されている。これにより、挿口リング１０における他端部１０ｂ側が、一端部１０ａ側よりも強く小径部４ｃの外周に締りばめ可能とされている。
【００２５】
また、挿口リング１０の最大肉厚ｔは、図４にて示した挿口リング７の肉厚よりも若干厚くなるように形成されている。これにより、挿口リング１０の他端部１０ｂ側においては、図４にて示した挿口リング７よりも強く締りばめができるようにされている。また、挿口リング１０における他端部１０ｂ側の内面には環状溝１０ｃが形成されており、この環状溝１０ｃには環状のインサートメタル８が環状溝１０ｃからはみ出さないように収容されている。
【００２６】
このような構成において、管の挿口の端部の外周に挿口突部を形成するには、図１に示すように、挿口リング１０を挿口４の開口部付近でかつ挿口４と同軸上に配置し、この状態の挿口リング１０を図外のリング圧入装置により軸心方向に挿口奥側に向けて押圧する。
【００２７】
押圧された挿口リング１０は、その一端部１０ａ側の最大内径ｄ１が、挿口４の小径部４ｃの外径Ｄよりもわずかに小さく、かつ従来の挿口リング７の内径ｄよりも大きく形成されているので、この一端部１０ａ側には、従来の挿口リング７に作用した程度の大きなリング拡径力が作用しない。したがって、挿口リング１０がＦＣＤ４２０製のものであっても、図２（ａ）に示すように、その一端部１０ａ側が、例えば図５に示したように、管軸方向受口側に対して末広がり状に塑性変形をすることを防止することができる。さらに、挿口リング１０の内面には、挿口リング１０の一端部１０ａ側の開口部から他端部１０ｂ側の開口部にかけて先すぼまり状のテーパ面１１が形成されており、かつこのテーパ面１１により規定される挿口リング１０の最小内径ｄ２が挿口リング７の内径ｄと同様に形成されて、挿口リング１０における他端部１０ｂ側の締めしろが一端部１０ａ側の締めしろよりも大きく形成されていることから、挿口リング１０が挿口４の奥側に向けて押圧されるにつれて、挿口リング１０を挿口４における小径部４ｃの外周に確実により強い力で締りばめさせることができる。
【００２８】
またこのとき、一端部１０ａ側が末広がり状に変形していないことから、挿口リング１０の奥側端面１０ｄが挿口４における段部４ｄに確実に接触することができ、これをリング圧入装置に設けられたセンサが感知し、挿口リング１０を所定の位置まで押圧することができる。
【００２９】
さらに、テーパ面１１を有する挿口リング１０が一定の外径Ｄの小径部４ｃにはめ合わされることで、挿口リング１０が適宜に拡径して、その内周面全面で小径部４ｃの外周に接触することができる。なお、挿口リング１０の最大肉厚ｔが、図４にて示した挿口リング７の肉厚よりも若干厚くなるように形成されているため、挿口リング１０の他端部１０ｂ側においては、図４にて示した挿口リング７よりも強く締りばめができるようにされている。
【００３０】
挿口リング１０が小径部４ｃの所定の位置に締りばめされると、従来の技術においても述べたように、この鋳造後の鋳鉄管に熱処理を施すため、この挿口リング１０が締りばめされている状態の挿口４を横転式の熱処理炉（図示は省略）内に送り込む。
【００３１】
このとき、図２（ｂ）に示すように、挿口リング１０が小径部４ｃの外周にしっかりと締りばめされていることから、挿口リング１０が熱膨張をしても小径部４ｃの外周からずれることがない。また、挿口リング１０の内周面全面と小径部４ｃの外周とが接触していることからろう８ａを挿口リング１０の内周面全面と小径部４ｃの外周との微小な隙間に万遍無く行き渡らせることができる。したがって、その後の熱処理工程においてろう８ａが徐冷されたときに、挿口４と挿口リング１０とを十分に固定することができる。
【００３２】
その後、挿口４及び挿口リング１０を熱処理炉外に送り出し、挿口４の先端部、挿口リング１０の外周及び挿口リング１０における環状溝１０ｃを含む部分を機械加工により除去し、テーパ面５を有する挿口突部６を形成する。
【００３３】
このようにして形成された挿口突部６は、挿口４と挿口リング１０との接着面積が十分に確保された状態でしっかりと一体的に接着されているので、所望の離脱阻止力を発揮することができる。
【００３４】
なお、あらかじめ、挿口リング１０における奥側端面１０ｄとテーパ面１１とのなす角度が９０度となるように奥側端面１０ｄを形成しておけば、挿口リング１０が小径部４ｃの外周に締りばめされたときに、挿口４の外周４ｂと奥側端面１０ｄとのなす角度が９０度となるようにできる。これにより、離脱阻止力をより発揮できる挿口突部６を形成することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、突部部材における金属管の奥側に対応する一端側の内面から前記突部部材の他端側の内面に向けて先すぼまり状となるテーパ面が形成されて、前記突部部材の一端側の締めしろよりも前記突部部材の他端側の締めしろが大きく形成されていることにより、前記突部部材の一端側を、前記金属管の奥側に対して末広がり状に塑性変形しない程度に前記金属管の外周に締りばめさせることができ、かつ前記突部部材の他端側を、前記突部部材の一端側よりも強く前記金属管の外周に締りばめさせることができる。したがって、前記突部部材の内周面全面と前記管の端部の外周とを確実に接触させた状態で前記突部部材を前記管の端部の外周に締りばめさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管の外周突部の形成部材を示す図である。
【図２】図１に示した管の外周突部の形成部材を用いて管の挿口の外周に挿口突部を形成している状態を示す図である。
【図３】耐震機能を有する管の継手構造の一例を示す断面図である。
【図４】従来の技術における管の挿口突部の形成方法を示す断面図である。
【図５】従来の技術における技術的課題を示す図である。
【符号の説明】
４    挿口
６    挿口突部
１０    挿口リング
１０ａ  一端部
１０ｂ  他端部
１１    テーパ面
【図１】
2004225827.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004225827.tif 000005
【図４】
2004225827.tif 000006
【図５】
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