JP2014047594A - 改修用ドレンの製造方法及び当該製造方法を用いて製造された改修用ドレン - Google Patents

Abstract

【課題】耐衝撃性に優れた改修用ドレン及びその製造方法を提供する。
【解決手段】前端面から後端側に向かうにつれて直径が拡大し、かつ、回転中心軸の方向に向かって内側に湾曲した湾曲面を有する円錐台状の荒加工用金型を用いて、板状素材をヘラ絞り加工することにより荒加工品を製造する工程（工程Ａ）と、円柱体の後端側に、当該円柱体の軸中心が一致するようにして円板体が設けられ、かつ、円柱体と円板体の接合境界部にアールが設けられた仕上げ加工用金型を用いて、前記荒加工品をヘラ絞り加工することにより、円筒体の後端から半径方向に広がるフランジ部が一体形成された形状の改修用ドレンを製造する工程（工程Ｂ）とを含み、板状素材としては鉛板が好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築資材である改修用ドレンを製造するための方法及び、当該製造方法を用いて製造された改修用ドレンに関するものである。

従来、建造物（建物、道路、公園等）の防水工事として既設の排水孔が劣化した場合でも雨水の漏れが生じないように、防水対策として鉛や鋳物で形成された改修用ドレンを既設の排水孔上部に被せ工事がなされており、種々の形状及び構造を有した改修用ドレンが知られている（例えば下記の特許文献１〜３）。
排水管の中に挿入される筒状の管部材と、管部材の片側端面に四方へ広がるフランジ部とから構成された従来の改修用ドレン８は、図２に示されるように、板状素材を円筒状にして溶接ラインａの位置を半田溶接等で溶接して管部材６を作製する一方、前記管部材６の直径に対応する開口穴を中央部に設けた板状のフランジ部材７を作製し、このようにして作製した２つの独立した部品を、フランジ部材７の開口穴の位置に管部材６を配置して、溶接接合ラインｂの部分を半田溶接等で結合（接合）することにより製造される。

特開２００２−０５４２７４号公報 実開平０６−０７３２２２号公報 特許第４４０５４７３号公報

しかし、図２に示されるような工程により製造された従来の改修用ドレンは、防水工事において、既設排水孔の形状に沿わせるために木槌等を用いて、たたいて沿わせる作業を行った際に、管部材とフランジ部材の接合溶接部分が衝撃で割れるという不具合が生じることがあった。
このような溶接部分の割れを防止するために管部材とフランジ部材とをヘラ絞り加工によって一体成形することも考えられるが、ヘラ絞りの一般的加工方法は、製品形状を形成するための円筒形金型の表面を鉄製素材がヘラにより絞られ、仕上金型表面に沿いながら製品形状を徐々に形成していき、最終端面に到達し製品を完成させる方法であり、ヘラ絞り加工は素材自体が持つ剛性を利用するものである。従って、素材自体に剛性があれば、裏面に形状を保持する金型等は不要であり、鉄製品には有効であるが、鉛等の軟性素材の場合には、ヘラ絞りをする際に素材の裏面に形状を保持する金型等が無ければ、素地は加わった負荷を受け止めることができずに、弱い箇所へ逃げて変芯が起きたり変形したりする等、製品形状を安定させることが困難である。特に、図２に示されるような形状の改修用ドレンをヘラ絞り加工により製造しようとすると、鉛製ドレンの標準的な管部材（円筒部）の長さは約１８ｃｍであるので、鉛の柔らかさでは一般的なヘラ絞り加工によってこのような長さにまで均一に絞り込むことは容易ではないという問題があった。

本発明は、改修用ドレンの欠点である衝撃に弱い機能を向上させるために、溶接を無くした改修用ドレン及びその製造方法を提供することを課題とする。
本発明者等は、種々検討を行った結果、ヘラ絞り加工時に変芯や変形が起こりにくい形状を有した金型を用いて鉛板を加工することにより、従来の改修用ドレンの欠点である溶接部分を無くし、割れに強い一体形成構造の改修用ドレンが製造できることを見い出して本発明を完成した。

前記課題を解決可能な本発明の製造方法は、ヘラ絞り加工機に取り付けられた金型と、当該金型に装着した板状素材とを一緒に回転させながらヘラ絞り加工を行うことにより改修用ドレンを製造する方法であって、当該方法が、以下の工程Ａ及びＢ：
工程Ａ：荒加工用金型として、前記板状素材を装着する金型の前端面から後端側に向かうにつれて直径が拡大し、かつ、金型回転中心軸の方向に向かって内側に湾曲した湾曲面を有する円錐台状のものを準備し、当該荒加工用金型を前記ヘラ絞り加工機に取り付けた後、前記板状素材を前記荒加工用金型の前端面に装着し、前記板状素材と前記荒加工用金型を回転させながら当該板状素材にヘラを押し当ててヘラ絞り加工を行い、前記鉛板素材が、前記荒加工用金型の表面形状と同様の形状になるまで変形させて荒加工品を得る１次加工工程、及び
工程Ｂ：仕上げ加工用金型として、円柱体の後端側に、当該円柱体の軸中心が一致するようにして円板体が設けられ、かつ、前記円柱体と円板体の接合境界部にアールが付けられたものを準備し、当該仕上げ加工用金型を前記ヘラ絞り加工機に取り付けた後、前記工程Ａで得た荒加工された板状素材を前記仕上げ用金型の前端面に装着し、前記荒加工された板状素材と前記仕上げ用金型を回転させながら当該荒加工された板状素材にヘラを押し当ててヘラ絞り加工を行い、前記仕上げ用金型の表面形状と同様の形状になるまで前記荒加工された板状素材を変形させて、円筒体の後端から当該円筒体の半径方向に広がるフランジ部が一体形成されてなる改修用ドレンを製造する２次加工工程
を含むことを特徴とする。

又、本発明は、前記板状素材として鉛板を使用することを特徴とするものでもある。

更に、本発明は、上記の方法を用いて製造された改修用ドレンでもある。

従来の改修用ドレンは、別個の部材を半田溶接で結合する方法で形成されているので、材質の組成が融合されず、例えば木槌で衝撃を受けると素材の組成が違う結合部が弱くなり割れたりするという問題点を有しているが、本発明の製法を用いてヘラ絞り加工を行うことにより一体形成された鉛製の改修用ドレンは、円筒体部分とフランジ部分の境界に結合部（溶接部）が存在せず、素材組成も壊れないために均等な固さと粘りを維持し、耐衝撃性に優れている。

本発明の改修用ドレンの製造方法における製造工程を示す図である。 従来の改修用ドレンの製造方法における製造工程の一例を示す図である。

以下、本発明の製法における加工手順を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の製法における加工工程の一例を示したものであり、図１（ａ）〜（ｂ）が第１の工程Ａ（１次加工工程）に対応し、図１（ｃ）以降が、第２の工程Ｂ（２次加工工程）である。
本発明の製法における第１の工程Ａ（１次加工工程）では、ヘラ絞り加工機２に、図１（ａ）に示されるような湾曲傾斜面を有した円錐台状の荒加工用金型３を取り付けた後、この鉛ドレン荒加工用金型３の回転軸中心の前端面側先端に板状素材１をセットし、荒加工用金型３の対面側に位置するヘラ絞り加工機のセンター押さえ具９で板状素材を押さえつけて固定し、板状素材１と金型３を一緒に回転させながらヘラ４を押し当ててヘラ絞り加工を行うが、この図１（ａ）は、ヘラ４を板状素材１に押し当てる前の状態を示すものである。この際、荒加工用金型３の前端側部分の外径はφ３６〜φ９８ｍｍが一般的であり、後端側部分の外径はφ３００〜φ３５０ｍｍが一般的である。
荒加工用金型３の回転軸中心の前端面側先端に取り付けられる板状素材１としては、JIS H4301：2009規定された鉛板で純度９９．９％以上の厚さ２ｍｍの鉛板をほぼ３００ｍｍ前後の角状に切断した後、この鉛板のほぼ中心にヘラ絞り加工機にセットする為の穴を開け、その穴を軸としてほぼ半径１５０ｍｍに切断した円状のものが好ましい。

そして、本発明の製法における１次加工工程では、図１（ａ）の状態から、ヘラ絞り機を運転させて板状素材１と荒加工用金型３を回転させ、ヘラ４を板状素材１に押し当て荒加工用金型３に沿わせるように板状素材１をヘラ４で押しながら絞りこんでいき、板状素材１の外周端部が、荒加工用金型３の最大外径となる部分と接するまでヘラ絞り加工を行い１次工程を完了する（図１（ｂ））。ヘラ絞り加工機の運転を停止し、ヘラ絞り加工品を荒加工用金型３から取り外すと、荒加工用金型３の表面形状に対応した、朝顔のように外側に広がった湾曲面を有する荒加工品１’が得られる。
鉛板（素材）をヘラ絞り加工することによって、円筒体部分とフランジ部分の境界位置に接合部を有しない一体成形された鉛製ドレンを構成するには、柔らかい鉛を絞っていく過程において、鉛板の裏面側に形状を保持するための金型（形状保持金型）を設けて素材の逃げ場を無くし、形状を保持させながらヘラ絞りを行うことが有効であり、本発明の製法では、改修用ドレンの製造に適した荒加工用金型として、図１（ａ）に示されるような、金型の前端面から後端側に向かうにつれて直径が拡大し、かつ、金型回転中心軸の方向に向かって内側に湾曲してラッパ状に広がった湾曲面を有する円錐台状のものが使用される。加工金型として、湾曲面を有しない円錐台状の金型を用いた場合や、金型回転中心軸から外側方向に膨らんで湾曲した湾曲面を有する金型を用いた場合には、以下に述べる２次加工工程のようにしてヘラ絞り加工を行った際に変芯や変形が生じやすくなる。

本発明の製法における第２の工程Ｂ（２次加工工程）では、仕上げ加工用金型として、図１（ｃ）に示されるような、円柱体の後端側に、当該円柱体の軸中心が一致するようにして円板体が設けられ、かつ、前記円柱体と円板体の接合境界部にアールが付けられたものを準備し、この仕上げ加工用金型５（点線で図示されている）をヘラ絞り加工機２に取り付けた後、鉛ドレン仕上げ加工用金型５の回転軸中心の前端面側先端に、前記工程Ａで得た荒加工品１’をセットし、仕上げ加工用金型５の対面側に位置するヘラ絞り機のセンター押さえ具９で荒加工品１’を押さえつけて固定する。
そして、ヘラ絞り加工機を運転させ、荒加工品１’と仕上げ加工用金型５を一緒に回転させながら、ヘラ４を荒加工品１’に押し当て、仕上げ加工用金型５に沿わせるように荒加工品１’をヘラ４で押しながら絞りこんでいき（図１（ｄ））、荒加工品１’の外周端部が、仕上げ加工用金型５の最大外径となる部分と接するまでヘラ絞り加工を行い２次工程を完了し、仕上げ加工品１”を得る（図１（ｅ））。この際、仕上げ加工品１”の円筒体部分とフランジ部分の境界位置には、仕上げ加工用金型５によってアール（丸み）が付けられる。
本発明の製造方法を用いた場合には、フランジ部分の厚みを１ｍｍ程度にまで薄くすることができ、このような厚みによって、改修用ドレンを地面に設置した際、フランジ部分が地面に沿い易くなる。

上記の２次工程を終えた仕上げ加工品１”の前端面（ヘラ絞り加工機のセンター押さえ具９で押さえられた部分）を、ヘラ絞り加工機に設置された切断バイトにより、ヘラ絞り加工機を運転させて仕上げ加工品１”と仕上げ加工用金型５を回転させながら切り取り、鉛製の改修用ドレンを完成させる。この改修用ドレンの製品厚みとしては、１〜１．５ｍｍが一般的である。
図１（ｆ）は、本発明の製造方法により製造された改修用ドレン１”の外観の一例を示す図であり、この改修用ドレン１”には、円筒体部分とフランジ部分との境界に結合部（溶接部）が存在せず、木槌でたたいた際にも割れが生じにくい。
尚、本発明の製法では、仕上げ加工用金型を構成する円柱体と円板体の接合境界部に設計上のアールを設ける、即ち角部に丸みを付けることで、ヘラ絞り加工後の仕上げ加工品の円筒体部分とフランジ部分との境界にアールを設けることができ、これにより、この境界部分において均一な厚みと強度を持たせることができ、従来の鉛製改修用ドレンで課題となっていた溶接結合部が扱い方によっては割れる等の問題を解決することができる。

板状素材として、直径ほぼ３００ｍｍ×厚み２ｍｍの円状の鉛板（純度９９．９％以上）を準備する一方、図１（ａ）に示される形状を有した荒加工用金型（前端側部分の外径がφ３８ｍｍで、金型回転中心軸の方向に向かって内側に湾曲した湾曲面を有し、前端面から後端面までの距離（金型高さ）が１８０ｍｍである、製品の種類毎に取り換え可能な円錐台と、後端側の外径がφ３００ｍｍで、製品の種類毎に交換可能な円板体とから成るもの）を準備し、この荒加工用金型を市販のヘラ絞り加工機に取り付け、当該荒加工用金型の前端側に前記鉛板を装着し、荒加工用金型と鉛板を回転させながらヘラを用いてなまり板をヘラ絞り加工し、荒加工用金型の表面形状と同様の形状になるまで鉛板を変形させ（図１（ｂ）参照）、荒加工用金型から取り出して荒加工品を得た。
次に、上記荒加工用金型をヘラ絞り加工機から取り外し、図１（ｃ）に示される形状を有した仕上げ加工用金型（円柱体部分の外径がφ３８ｍｍで、円柱体部分の長さが１８０ｍｍで、円柱体の後端側に設けられた円板体の外径がφ３００ｍｍであるもの）に交換した後、上記で得られた荒加工品を仕上げ加工用金型に装着し、回転させながら荒加工品にヘラを押し当ててヘラ絞り加工を行い、仕上げ加工用金型の表面形状と同様の形状になるまで荒加工品を変形させ、円筒体部分の後端から半径方向に広がるフランジ部の厚みを約１ｍｍにまで薄くして、仕上げ加工品を得た。
最後に、この仕上げ加工品の円筒体部分の前面側を開口させ、図１（ｆ）に示される外観を有した改修用ドレン（円筒体部分の外径φ４０ｍｍ、円筒体部分の長さ１８０ｍｍ、フランジ部の外径φ３００ｍｍ、製品厚み：約１ｍｍ）を製造した。
このようにして製造した改修用ドレンを既設排水孔に配置し、排水孔部分の形状に沿わせるためにフランジ部を木槌でたたいた際にも、円筒体部分とフランジ部分の境界部が割れることはなく、耐衝撃性に優れていることが確認された。又、溶接により製造された従来品よりもフランジ部分の厚みが薄いため、従来品よりも、フランジ部分を排水孔の周囲の平面に密着させることが容易であった。

本発明の製造方法を用いて製造された改修用ドレンは、板状素材をヘラ絞り加工することにより製造され、管状部分とフランジ部分との境界部分に溶接部が存在せず、管状部分とフランジ部分とが一体的に形成されたものであるので、管状部分とフランジ部分との境界部分に外部から力が加わった際にも、当該境界部分に割れが生じにくい。しかも、本発明の製法を用いて製造された鉛製の改修用ドレンは、材質が柔らかいので、既設排水孔の形状に沿わせ易いという利点もある。

１ 板状素材
１’ 荒加工品
１” 仕上げ加工品（本発明の改修用ドレン）
２ ヘラ絞り加工機
３ 荒加工用（形状保持）金型
４ ヘラ
５ 仕上げ加工用金型
６ 管部材
７ フランジ部材
８ 従来の改修用ドレン
９ センター押さえ具
ａ 管部材溶接ライン
ｂ 管部材とフランジ部材との溶接接合ライン

Claims (3)

1. ヘラ絞り加工機に取り付けられた金型と、当該金型に装着した板状素材とを一緒に回転させながらヘラ絞り加工を行うことにより改修用ドレンを製造する方法であって、当該方法が、以下の工程Ａ及びＢ：
   工程Ａ：荒加工用金型として、前記板状素材を装着する金型の前端面から後端側に向かうにつれて直径が拡大し、かつ、金型回転中心軸の方向に向かって内側に湾曲した湾曲面を有する円錐台状のものを準備し、当該荒加工用金型を前記ヘラ絞り加工機に取り付けた後、前記板状素材を前記荒加工用金型の前端面に装着し、前記板状素材と前記荒加工用金型を回転させながら当該板状素材にヘラを押し当ててヘラ絞り加工を行い、前記板状素材が、前記荒加工用金型の表面形状と同様の形状になるまで変形させて荒加工品を得る１次加工工程、及び
   工程Ｂ：仕上げ加工用金型として、円柱体の後端側に、当該円柱体の軸中心が一致するようにして円板体が設けられ、かつ、前記円柱体と円板体の接合境界部にアールが付けられたものを準備し、当該仕上げ加工用金型を前記ヘラ絞り加工機に取り付けた後、前記工程Ａで得た荒加工品を前記仕上げ用金型の前端面に装着し、前記荒加工品と前記仕上げ用金型を回転させながら当該荒加工品にヘラを押し当ててヘラ絞り加工を行い、前記仕上げ用金型の表面形状と同様の形状になるまで前記荒加工品を変形させて、円筒体の後端から当該円筒体の半径方向に広がるフランジ部が一体形成されてなる改修用ドレンを製造する２次加工工程
   を含むことを特徴とする改修用ドレンの製造方法。
2. 前記板状素材として鉛板を使用することを特徴とする請求項１記載の改修用ドレンの製造方法。
3. 請求項１又は２記載の方法で製造された改修用ドレン。

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