(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向一つ割りの挿口リングを管の挿口に外ばめし、この挿口リングの外周溝に溶融金属を供給して、この挿口リングを挿口に溶接することにより挿口突部を形成するに際し、前記挿口リングが外ばめされた管を軸心まわりに回転させながら、この挿口リングにおける周方向の分割部を構成するリング一端部から、この挿口リングを押さえローラにより挿口に押圧しつつ、管の回転方向に沿った押さえローラの前方における外周溝へ溶融金属を供給し、管の回転にともない外周溝に対し周方向に溶融金属を供給した後に、前記押さえローラが前記分割部におけるリング他端部から逸脱して挿口リングの押圧ができなくなることに対応して、前記溶接による入熱量を低下させることを特徴とする管の挿口突部の形成方法。
【請求項２】
外周溝を有した周方向一つ割りの挿口リングを管の挿口に外ばめしてこの挿口に溶接することにより挿口突部を形成するための装置であって、軸心まわりに回転するように支持された管の挿口リングの外周溝に溶融金属を供給することで、前記挿口リングと挿口とを溶接可能な溶接トーチと、前記管の回転方向に沿った溶接トーチよりも後方側の位置に設けられて、この溶接トーチにより溶融金属が供給される手前の挿口リングの部分を挿口に押圧可能な押さえローラとを有し、前記溶接トーチは、前記挿口リングにおける周方向の分割部を構成するリング一端部から、管の回転にともない外周溝に対し周方向に溶融金属を供給した後に、前記押さえローラが前記分割部におけるリング他端部から逸脱して挿口リングの押圧ができなくなることに対応して、前記溶接による入熱量を低下させることができるように構成されていることを特徴とする管の挿口突部の形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管の挿口突部の形成方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダクタイル鋳鉄管の継手として、互いに接合される一対の管どうしの離脱を防止した離脱防止管継手あるいは耐震管継手が知られている。また、このような管継手として、互いに接合される一方の管の挿口の外周に挿口突部を形成するとともに、この挿口が挿入される他方の管の受口の内部にロックリングを装着して、挿口突部が受口の奥側からロックリングに引っ掛かることにより、受口と挿口の離脱を防止したものが知られている。
【０００３】
鋳鉄管の挿口の外周に挿口突部を形成するための手法として、図７に示すようなものが知られている。すなわち、図７において、ダクタイル鋳鉄管１の一端部には挿口２が形成されており、この挿口２に挿口リング３が外ばめされて固定されることにより、挿口突部４が形成される。挿口２の先端には、面取部５が形成されている。挿口リング３には、外周溝６と外周テーパ面７とが形成されている。８は外周溝６の溝底部である。
【０００４】
このようなものにおいて、挿口突部４を形成する際には、同図（ａ）（ｂ）に示すように挿口２の面取部５の案内作用によって挿口リング３を挿口２に外ばめし、この挿口リング３を挿口２の先端から距離をおいて位置させるとともに、その外周テーパ面７を挿口２の先端側になるように位置させる。次に、同図（ｃ）に示すように外周溝６に溶接を施して溶融金属を供給し、かつ溶接時の熱により溝底部８およびそれに対応した挿口２の表面部分に溶け込みを生じさせる。同図（ｃ）において、９はその溶接部、１０はその溶け込み部である。溶接作業が終了したなら、同図（ｄ）に示すように挿口リング３の外周テーパ面７に対応して、挿口２の先端にテーパ加工を施し、挿口２と挿口リング３とにわたってテーパ面１１を形成することで、所要の形状の挿口突部４を形成することができる。
【０００５】
図７（ｃ）に示すように外周溝に溶融金属を供給する際には、管１すなわち挿口２を水平方向に支持してその軸心のまわりにゆっくりと回転させながら、溶接トーチを用いて、周方向に沿って徐々に作業を行うことになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
挿口リング３は、完全な環状に形成して管１に圧入させるようにするよりも、むしろ周方向一つ割りにしてある程度弾性的に拡径した状態で管に外ばめさせた方が、管１の口径が公差の範囲内で変動したときにも支障なく外ばめ状態で装着することができるので、好都合である。
【０００７】
しかし、このように周方向一つ割りの構成とした場合には、その分割部の溶接処理を問題なく行わなければならないという技術的課題が生じる。
そこで本発明は、このような課題を解決して、周方向一つ割りのリングを挿口に外ばめした状態でこの挿口に溶接することより、管に挿口突部を形成するに際し、その溶接処理を問題なく行えるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、周方向一つ割りの挿口リングを管の挿口に外ばめし、この挿口リングの外周溝に溶融金属を供給して、この挿口リングを挿口に溶接することにより挿口突部を形成するに際し、前記挿口リングが外ばめされた管を軸心まわりに回転させながら、この挿口リングにおける周方向の分割部を構成するリング一端部から、この挿口リングを押さえローラにより挿口に押圧しつつ、管の回転方向に沿った押さえローラの前方における外周溝へ溶融金属を供給し、管の回転にともない外周溝に対し周方向に溶融金属を供給した後に、前記押さえローラが前記分割部におけるリング他端部から逸脱して挿口リングの押圧ができなくなることに対応して、前記溶接による入熱量を低下させるものである。
【０００９】
また本発明は、外周溝を有した周方向一つ割りの挿口リングを管の挿口に外ばめしてこの挿口に溶接することにより挿口突部を形成するための装置が、軸心まわりに回転するように支持された管の挿口リングの外周溝に溶融金属を供給することで、前記挿口リングと挿口とを溶接可能な溶接トーチと、前記管の回転方向に沿った溶接トーチよりも後方側の位置に設けられて、この溶接トーチにより溶融金属が供給される手前の挿口リングの部分を挿口に押圧可能な押さえローラとを有し、前記溶接トーチを、前記挿口リングにおける周方向の分割部を構成するリング一端部から、管の回転にともない外周溝に対し周方向に溶融金属を供給した後に、前記押さえローラが前記分割部におけるリング他端部から逸脱して挿口リングの押圧ができなくなることに対応して、前記溶接による入熱量を低下させることができるように構成したものである。
【００１０】
したがって本発明によると、押さえローラが挿口リングの分割部におけるリング他端部から逸脱して挿口リングの押圧ができなくなることに対応して、溶接による入熱量を低下させるため、押さえローラによる押圧ができなくなっても、挿口リングに熱歪などが生じにくく、その溶接処理を問題なく行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図６に示すように、まず管１の挿口２に挿口リング３が外ばめされる。挿口リング３は、図７に示したものと同様に、外周溝６と、外周テーパ面７と、溝底部８とを有する。また、図示のように挿口リング３は周方向一つ割りに形成され、挿口２にゆるく外ばめされるように構成されている。１２はその周方向に沿った分割部、１３は分割部１２におけるリング一端部、１４は分割部１２におけるリング他端部である。
【００１２】
挿口リング３が外ばめされた鋳鉄管１は、水平方向に支持されたうえで、その軸心のまわりにゆっくりと回転されながら、本発明にもとづく管の挿口突部の形成方法および装置によって、その挿口リング３が挿口２に溶接される。
【００１３】
図３に示すように、本発明にもとづく管の挿口突部の形成装置は、前述のように水平方向に支持された管１の挿口２の頂部に対応して配置された溶接トーチ２１と、管１の回転方向Ｄに沿った溶接トーチ２１よりも後方側におけるこの溶接トーチ２１のすぐ近傍に設けられた第１の押さえローラ２２と、管１の回転方向Ｄに沿った第１の押さえローラ２２よりも後方側の位置、すなわち第１の押さえローラ２２よりも溶接トーチ２１から離れた位置に配置された第２の押さえローラ２３とを有する。
【００１４】
図３および図４にに示すように、第１の押さえローラ２２は、挿口リング３の外周に当たることで、この挿口リング３の部分を挿口１に向けて押圧可能なローラ部２７と、挿口リング３の外周溝６にその軸心方向の実質的な隙間なしにはまり込む環状突部２８と、挿口２の端面１５に接することができる大径のフランジ部２９とを有している。したがって、第１の押さえローラ２２は、溶接トーチ２１の近傍の位置で、挿口リング３における今まさに溶接されようとしている部分を、挿口２に対して軸心方向に位置決めした状態で、この挿口２に押圧することができるように構成されている。
【００１５】
第２の押さえローラ２３は、図３および図５に示すように、挿口リング３の外周に当たることで、この挿口リング３の部分を挿口１に向けて押圧可能なローラ部３０と、挿口リング３の外周溝６にその軸心方向の実質的な隙間なしにはまり込む環状突部３１とを有している。この第２の押さえローラ２３は、図２に示すようにたとえば第１の押さえローラ２２から管１の周方向に沿って約９０度離れた位置に設けられている。３２は支持ブラケットである。この第２の押さえローラ２３は、第１の押さえローラ２２から周方向に距離をおいた位置において、挿口２の軸心方向に沿って第１の押さえローラ２２と同じ位置で挿口リング３を押圧することがす可能である。
【００１６】
溶接トーチ２１は、このように第１および第２の押さえローラ２２、２３によって位置決め状態で挿口２に押圧された挿口リング３の外周溝６に溶接を施して溶融金属を供給し、それによって溶接部９および溶け込み部１０を形成可能に構成されている。
【００１７】
次に、上記の構成にもとづく管の挿口突部の形成方法について説明する。鋳鉄管１は、図示のように水平方向に支持された姿勢でその軸心のまわりに回転される。また管１には、溶接作業が開始される前の適宜の時期に、作業者の手作業などによって挿口リング３がゆるく外ばめされている。そして、第１の押さえローラ２２により挿口２の頂部で挿口リング３を軸心方向に位置決めさせた状態で押圧するとともに、溶接トーチ２１を挿口リング３の外周溝６に臨ませる。また、第２の押さえローラ２３により、第１の押さえローラ２２から周方向に距離をおいた位置で、同様に挿口リング３を軸心方向に位置決めさせた状態で押圧する。
【００１８】
そして、この状態で、管１をゆっくりと回転させながら、図６に示す挿口リング３のリング一端部１３を始点として、上記のように第１および第２の押さえローラ２２、２３で挿口リング３を挿口２に押圧しつつ、溶接トーチ２１により挿口リング３の外周溝６へ溶融金属を供給し、管１の回転にともない外周溝６に対しリング一端部１３から周方向に溶融金属を供給し、溶接部９と溶け込み部１０とを形成する。
【００１９】
図１は、リング一端部１３を始点として溶接を開始した後、管１がほぼ１回転したときの状況を示す。このとき、第１の押さえローラ２２はすでにリング他端部１４から逸脱しており、分割部１２の空間の部分に対応して位置している。これに対し、溶接トーチ２１は、まだリング他端部１４の終点の位置まで溶接を完了していない。すなわちリング他端部１４では、その溶接の終点の近傍の一定範囲において、もはや第１の押さえローラ２２による押圧を受けなくなった自由端を有する状態で溶接を行わざるを得ない状況となる。
【００２０】
このとき、それまでと同様の条件で溶接を行うと、挿口リング３のリング他端部１４の自由端の部分が過大な熱影響を受け、図１において仮想線で示すようにこの部分が径方向に広がるように熱変形する。すなわち、この部分が挿口２から浮き上がるように熱変形する。したがって、何ら対処を施さないと、このように浮き上がった状態でリング他端部１４が挿口２に溶接されてしまい、その部分では挿口突部が規定の寸法よりも高く形成されてしまう。
【００２１】
また、上述のように自由端となった状態のリング他端部１４に溶接を施すと、第１の押さえローラ２２による押圧力が存在しないために、その外周溝６の部分が他の部分よりも大きく熱膨張しようとする。このとき、図７に示すように、挿口リング３の外周溝６はこの挿口リング３の軸心に沿った中央の部分に形成されているのではなく、この挿口リング３を挿口２に外ばめしたときに挿口１の端面１５から離れることになる位置に形成されている。このため、何ら対処を施さないと、図２（ａ）において仮想線で示すように、リング他端部１４における挿口２の端面１５に近い部分よりも外周溝６を有した部分の方が大きく熱膨張して、リング他端部１４は、その自由端が挿口１の端面１５に近づく方向に湾曲するように変形することになる。
【００２２】
そこで、第１の押さえローラ２２が挿口リング２から逸脱してそのリング他端部１４を押圧できなくなる場合に、それに対応して、溶接トーチ２１による入熱量を低下させる。具体的には、管１の回転速度を高めて溶接の送りを大きくしたり、溶接トーチ２１におけるワイヤフィード量を低下させたり、溶接トーチ２１における溶接電流を低下させたり、あるいはこれらを組み合わせたりすることで、入熱量の低下を図る。そうすることで、リング他端部１４は必要以上に加熱されず、このため第１の押さえローラ２２による押圧がなくても熱歪が発生しにくく、図１に示すような浮き上がりの発生や、図２（ａ）に示すような湾曲の発生を防止することができる。
【００２３】
このように溶接トーチ２１による入熱量を低下させた状態でリング他端部１４の溶接を完了すると、その後に挿口リング３の分割部１２におけるリング一端部１３とリング他端部１４との間に空間が残されることになる。このとき、上記のように溶接トーチ２１による入熱量を低下させた状態で、さらに管１を軸心周りに回転させると、図示のように上記空間に肉盛り溶接部３３を形成することができる。これにより、周方向にわたって欠損のない完全に環状の挿口突部を形成することができる。
【００２４】
結局、第１の押さえローラ２２が挿口リング２から逸脱してそのリング他端部１４を押圧できなくなる範囲と、それに続く分割部１２の空間の範囲、すなわち図２（ｂ）に示す範囲Ｒにおいて、溶接トーチ２１による入熱量を低下させることで、浮き上がりや湾曲がなく、しかも分割部１２の空間が肉盛り溶接により充填されることで欠損がない状態で、良好に挿口突部を形成することができる。なお、第１の押さえローラ２２が挿口リング２から逸脱する以前、すなわち第１の押さえローラ２２がまだ挿口リング２を押圧しておりその押圧状態が終了していない時点から、予備的に入熱量を低下させることも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、周方向一つ割りの挿口リングを管の挿口に外ばめし、この挿口リングの外周溝に溶融金属を供給して、この挿口リングを周方向の分割部におけるリング一端部から挿口に溶接することにより挿口突部を形成するに際し、押さえローラが分割部におけるリング他端部から逸脱して挿口リングの押圧ができなくなることに対応して、前記溶接による入熱量を低下させるため、押さえローラによる押圧ができなくなっても、挿口リングに熱歪などが生じにくく、その溶接処理を問題なく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の管の挿口突部の形成方法を示す図である。
【図２】同形成方法を示す他の図である。
【図３】本発明の実施の形態の管の挿口突部の形成装置の概略構成を示す要部の断面図である。
【図４】図３における第１の押さえローラの拡大側面図である。
【図５】図３における第２の押さえローラの拡大側面図である。
【図６】鋳鉄管に挿口リングを外ばめする様子を示す図である。
【図７】従来の管の挿口突部の形成方法を示す図である。
【符号の説明】
１    ダクタイル鋳鉄管
２    挿口
３    挿口リング
１２    分割部
１３    リング一端部
１４    リング他端部
２１    溶接トーチ
２２    第１の押さえローラ
【図１】
0003989272.tif 000002
【図２】
0003989272.tif 000003
【図３】
0003989272.tif 000004
【図４】
0003989272.tif 000005
【図５】
0003989272.tif 000006
【図６】
0003989272.tif 000007
【図７】
0003989272.tif 000008