JP2016180443A - 金属管及びその金属管の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管本体の外面に対して突出部をすき間なく接合する。
【解決手段】管本体４の挿し口３外面に形成された突出部５を有し、管本体４は内面塗装が施されたものであり、突出部５が、周方向一箇所に切り欠きが形成された弾性を有する帯状のリング８と、リング８の内面を覆う帯状の軟ろう材９とから形成され、リング８は、軟ろう材９を管本体４の挿し口３外面に押し付ける状態で、挿し口３外面に嵌め合わされ、管本体４の挿し口３の外面に対して、リング８が軟ろう材９によりろう接されて、突出部５が挿し口３外面に形成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、外面に突出部が形成された金属管及びその製造方法に関する。

従来、土中に埋設される水道管等に広く使用される鋳鉄管は、内外径が一定な円筒形の直管部を挟んで管軸方向一端側に内外径が直部よりも大きい受口が形成され、他端側に挿し口が形成されている。

このような鋳鉄管は、受口の内面にロックリング及びゴム輪が取り付けられ、挿し口外面に突出部が形成されている。鋳鉄管の受口に、管軸方向に隣接する他の鋳鉄管の挿し口を、その突出部が受口のロックリングを乗り越えるように挿入し、順次、複数の鋳鉄管を管軸方向に連結する。

連結する鋳鉄管に対し、相互に離間する管軸方向に外力が作用した場合、受口のロックリングに，挿し口の突出部を係止させることで、鋳鉄管の抜け出しを防止している。

上記鋳鉄管の挿し口の突出部の形成方法としては、焼鈍処理後の管本体の挿し口の外周にリングをアーク溶接し、必要に応じて余盛り部分を除去して仕上げることが行われている。

しかしながら、アーク溶接により挿し口の突出部を形成すると、被溶接部材である管本体が急加熱、急冷されるため、管本体は熱影響を受けて、材質的変化、機械的変化が生じたり、溶接部分において残留応力が生じたりする。そのため、適切なアーク溶接の条件設定が必要になり、溶接後に熱処理が必要な場合もあった。

そこで、アーク溶接を用いることなく、挿し口外面にリングを形成する方法が開示されている（特許文献１参照）。この形成方法は、内面に溝が形成された一つ割れリングの溝内にワイヤー状のろう材を収納し、管本体の挿し口外面にリングを嵌め合わせ、焼鈍処理を行うことにより、ろう材を溶融させ、管本体の挿し口外面にリングを接合するものである。

特許文献１に記載された形成方法は、管本体の焼鈍処理により、挿し口外面にリングを固定することができ、接合部への熱影響を受けることがない。

特開２００５−６９４１５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された形成方法では、ワイヤー状のろう材を収納するために、リングの内面に溝を形成する必要があった。また、リングの溝内のろう材は、ワイヤー状であるので、管本体に対する接合面の管軸方向の幅が小さくなり、リングの管本体に対する接合面積を確保することが難しい。

ろう材は、焼鈍処理により溶融して、リングの溝内から管軸方向外向きに、リングの内面と管本体の外面との間へと入り込むが、管軸方向の外側に向かうに従って、均一に入り込み難くなる。このため、リングの内面の管軸方向の外端部と管本体の外面との間にすき間が生じて、切欠きが残存するという問題があった。

そこで、この発明の課題は、管本体の外面に対して突出部をすき間なく接合することにある。

前記の課題を解決するために、この発明に係る金属管は、管本体と、その管本体の外面に形成された突出部を有する金属管において、前記突出部は弾性を有する帯状のリングと、そのリングの内面を覆う帯状の軟ろう材とから形成され、前記リングは、前記軟ろう材を前記管本体の外面に押し付ける状態で、その外面に嵌め合わされ、前記管本体の外面に対して、前記リングが前記軟ろう材によりろう接された構成としたのである。

この構成では、帯状のリングの内面を覆う帯状の軟ろう材により、管本体の外面に対して、リングがその内面全面でろう接される。このため、管本体の外面とリングとの間にすき間が生じず、管本体の外面に対し、接合強度が不均一でない突出部が形成される。

上記構成において、前記管本体は内面塗装が施されており、前記軟ろう材が前記管本体の内面塗装前の予熱で溶融するものである構成を採用することができる。

このようにすると、管本体の内面塗装前の予熱を利用することで、軟ろう材を溶融させ、管本体の外面に対して、リングをろう接することができる。

また、管本体の内面塗装前の予熱温度は、通常、管本体の焼鈍処理の処理温度よりも十分に低い。このため、突出部の形成時、管本体が熱影響を受けて、材質的変化、機械的変化が生じない。

また、前記管本体は、直管部を挟んで管軸方向一端に受口が形成され、他端に挿し口が形成されたものであり、その管本体の挿し口外面に前記突出部が形成された構成を採用することができる。

この構成によると、先行する管本体の受口に後続の管本体の挿し口を順々に挿し込み、その突出部を利用して抜け止めする管継手により、複数の管本体を連結することができる。

前記の課題を解決するために、この発明に係る金属管の製造方法としては、上記の構成を備える金属管の製造方法であって、前記管本体の外面に弾性を有する帯状のリングを嵌め合わせ、前記管本体の内面塗装前の予熱温度で溶融する帯状の軟ろう材を、前記リングの内面を覆う状態で、前記管本体の外面と前記リングとの間に固定し、前記管本体を内面塗装前の予熱温度に加熱して、その管本体の内面塗装を施し、前記軟ろう材により、前記リングを前記管本体の外面にろう接して、前記突出部を形成した構成を採用することができる。

この構成によると、軟ろう材により、リングは、その内面全面で管本体の外面にろう接され、管本体の外面とリングとの間にすき間が生じない。

また、管本体が加熱される内面塗装前の予熱温度により、軟ろう材が溶融して、リングが管本体の外面にろう接され、リングと軟ろう材とにより突出部が形成される。

以上のように、この発明は、リングの内面を覆う軟ろう材により、リングの内面全面が管本体の外面にろう接されるので、管本体の外面とリングとの間にすき間が生じず、管本体の外面に対し、接合強度が不均一でない突出部が形成される。

また、軟ろう材は、管本体を内面塗装前の予熱温度で溶融するので、管本体の内面塗装前の予熱を利用して、管本体の外面に突出部を容易に接合することができる。

この発明に係る実施形態の金属管の縦断面図 （ａ）同上の金属管の挿し口の拡大縦断面図、（ｂ）同上の金属管の挿し口側から見た正面図 （ａ）同上の軟ろう材の挿し口外面への固定前の状態を示す概略図、（ｂ）同上の軟ろう材の挿し口外面への固定状態を示す概略図、（ｃ）挿し口外面にリングがろう接された状態を示す概略図

以下、この発明に係る実施形態の金属管を添付図面に基づいて説明する。
この実施形態の金属管は、図１に示すように、内外径が一定な円筒形の直管部１を挟んで、管軸方向一端に受口２が、他端に隣り合う他の鋳鉄管の受口に挿入される挿し口３が形成された管本体４と、管本体４の挿し口３外面に形成される突出部５とを有する。

受口２は、管本体４よりも内外径が大きく形成され、その内面において、ロックリング６が保持される保持溝２ａと、ゴム輪７が取り付けられる取り付け溝２ｂとが全周に形成されている。保持溝２ａは、取り付け溝２ｂよりも管軸方向内側に配置される。

挿し口３は、管本体４と同じ内径を有し、その外面に突出部５が形成される。突出部５は、図２に示すように、挿し口３外面に嵌められる帯状のリング８と、リング８の内面を覆い、リング８により挿し口３外面に押し付けられる帯状の軟ろう材９とから形成される。

管本体４は、鋳鉄により成形され、機械的強度を確保するために、焼鈍処理が施されている。管本体４は、受口２の内面に溶剤系塗料を用いた塗装が施され、直管部１及び挿し口３の内面にエポキシ樹脂粉体を用いた粉体塗装が施されて、耐食性が付与されている。

リング８は、周方向一箇所に切り欠き８ａを有する鋳鉄製の環状体であり、図２（ａ）に示すように、管軸方向に一定幅を有する帯状に形成されている。リング８は、挿し口３の管端側の端部にテーパ部８ｂが形成され、テーパ部８ｂは、管端に向かって径方向内向きに傾斜する。

リング８は、弾性を有しており、その内径が管本体４の外径よりも少し小さく形成される。リング８は、その弾性によって、軟ろう材９を挿し口３外面に押し付ける状態で、挿し口３外面に対して締まり嵌めされ、軟ろう材９によりリング８が挿し口３外面にろう接されている。

軟ろう材９は、周方向一箇所に切り欠き９ａを有する環状体であり、管軸方向にリング８の内面を覆う幅を有する帯状に形成されている。軟ろう材９は、ＪＩＳ Ｚ３００１−３で規定されるはんだから形成され、上述した管本体４の内面塗装前の予熱温度（２６０〜２７０℃）よりも、低い融点（２４０〜２５０℃）を有するものが使用される。

なお、管本体４の内面塗装前の予熱温度は、塗料の種類により適宜設定されるが、軟ろう材９は、その設定された予熱温度よりも低い融点を有するもの、すなわち、管本体４の内面塗装前の予熱で溶融するものであればよい。

図２（ｂ）に示すように、軟ろう材９は、切り欠き９ａがリング８の切り欠き８ａに対して周方向に一致し、かつ、リング８の内面を覆う状態で、リング８と挿し口３外面との間に位置している。

軟ろう材９は、管本体４の内面塗装前の予熱で溶融し、リング８が軟ろう材９により管本体４の挿し口３にろう接して、管本体４の挿し口３外面に突出部５が形成される。

実施形態の金属管は、上述のようなものであり、図２（ａ）に示すように、リング８は、その内面全面が軟ろう材９により挿し口３外面に接合する。このため、管本体４の挿し口３外面とリング８との間にすき間が生じず、従来のものと比較して、突出部５は、管本体４の挿し口３外面に対し、接合強度が不均一でない突出部５が形成される。

また、軟ろう材９が管本体４の内面塗装前の予熱で溶融するので、管本体４の内面塗装前の予熱により軟ろう材９が溶融し、リング８を挿し口３外面に容易に接合することができる。

なお、軟ろう材９は、管本体４の内面塗装前の予熱により溶融するが、管本体４の内面塗装前の予熱温度に管本体４が加熱されればよく、管本体４の加熱は、管本体４の内面塗装前の予熱に限られない。この実施形態のように、管本体４の内面塗装前の予熱を利用することにより、管本体４の内面塗装と、軟ろう材９によるリング８の挿し口３外面へのろう接とを同時に行うことができる。

また、一般に、管本体４の内面塗装前の予熱温度は、通常、管本体の焼鈍処理の処理温度よりも十分に低い。このため、突出部５の形成時、管本体が熱影響を受けて、材質的変化、機械的変化が生じない。

さらに、ろう材は、一般に、その材料の融点が高いほど、その接合強度が高くなるが、融点が高くなるに従って、材料費が高くなる。本実施形態の軟ろう材９は、従来のろう材よりも融点が低いので、材料費の上昇を抑えられる。

次に、実施形態の金属管の製造方法を図面に基づいて、説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、焼鈍処理を施した管本体４の挿し口３外面に帯状のリング８を嵌め合わせる。このとき、リング８は、その弾性により、管本体４の挿し口３外面に締まり嵌めされる。

帯状の軟ろう材９を周方向一箇所に切り欠き９ａを有する環状に形成し、ろう接用のフラックス（図示省略）を塗布する。その後、環状の軟ろう材９を、切り欠き９ａがリング８の切り欠き８ａに対して周方向に一致するように、挿し口３外面とリング８との間に差し込む（図３（ｂ）参照）。

このとき、軟ろう材９は、リング８の内面を覆う状態で、リング８の弾性により、リング８と挿し口３の外面との間に固定される。

この固定状態で、管本体４を内面塗装の予熱温度まで加熱して、管本体４の受口２内面に溶剤系塗料を用いた塗装を行い、直管部１及び挿し口３内面にエポキシ樹脂粉体を用いた粉体塗装を行う。このとき、軟ろう材９はリング８の内面を覆う状態で溶融し、リング８が、その弾性により、軟ろう材９を押し付ける。

塗装後、管本体４の温度が、軟ろう材９の凝固温度以下となるまで、管本体４を大気中で放冷し、図３（ｃ）に示すように、リング８を固化した軟ろう材９により挿し口３外面にろう接し、余分なフラックスと軟ろう材９をブラシ等で除去する。

このようにして、挿し口３外面にリング８及び軟ろう材９からなる突出部５が形成される。

１ 直管部
２ 受口
２ａ 保持溝
２ｂ 取り付け溝
３ 挿し口
４ 管本体
５ 突出部
６ ロックリング
７ ゴム輪
８ リング
８ａ 切り欠き
８ｂ テーパ部
９ 軟ろう材
９ａ 切り欠き

Claims (4)

1. 管本体と、その管本体の外面に形成された突出部を有する金属管において、
   前記突出部は弾性を有する帯状のリングと、そのリングの内面を覆う帯状の軟ろう材とから形成され、前記リングは、前記軟ろう材を前記管本体の外面に押し付ける状態で、その外面に嵌め合わされ、前記管本体の外面に対して、前記リングが前記軟ろう材によりろう接されたことを特徴とする金属管。
2. 前記管本体は内面塗装が施されており、前記軟ろう材が前記管本体の内面塗装前の予熱で溶融するものであることを特徴とする請求項１に記載の金属管。
3. 前記管本体は、直管部を挟んで管軸方向一端に受口が形成され、他端に挿し口が形成されたものであり、その管本体の挿し口外面に前記突出部が形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の金属管。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の金属管の製造方法であって、前記管本体の外面に弾性を有する帯状のリングを嵌め合わせ、前記管本体の内面塗装前の予熱温度で溶融する帯状の軟ろう材を、前記リングの内面を覆う状態で、前記管本体の外面と前記リングとの間に固定し、前記管本体を内面塗装前の予熱温度に加熱して、その管本体の内面塗装を施し、前記軟ろう材により、前記リングを前記管本体の外面にろう接して、前記突出部を形成した金属管の製造方法。

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