JP2021089020A - 挿し口突部の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に突部を形成することが可能な挿し口突部の形成方法を提供する。【解決手段】突部２２を利用した離脱防止機能を備えた管継手における第二の管２０の挿し口２１の外周に突部２２を形成する挿し口突部の形成方法であって、溶接トーチ３１を、第二の管２０の軸心Ｃ２０に直交する直交面Ｐ１に対して挿し口２１の先端側へ傾斜させて、挿し口２１の外周に肉盛溶接を行う肉盛溶接工程を含み、肉盛溶接工程において、溶接トーチ３１は、鉛直上方に対して、第二の管２０の回転方向下流側へ傾斜するように配置される。【選択図】図４

Description

本発明は、管の挿し口の外周に突部を形成する挿し口突部の形成方法に関する。

従来、管の挿口の外周に突部を備えた管継手としては、例えば図１２（ａ）に示すように、離脱防止機能を持たせたスリップオンタイプのものがある。この管継手９０１は、一方の管９１０の挿し口９１１が他方の管９２０の受口９２１に挿入され、受口９２１の内周と挿し口９１１の外周との間をシールするゴム製のシール材９２２が受口９２１の内側に設けられている。

また、受口９２１の内側におけるシール材９２２よりも奥側には、ロックリング９２３が設けられる。挿し口９１１の外周には、後述するように、受口９２１の奥側からロックリング９２３に係合可能な突部９１２が形成される。

突部９１２の先端側の面９１２ａは、先端とは反対側の面９１２ｂよりも緩やかに傾斜するように形成される。これにより、突部９１２がシール材９２２及びロックリング９２３を通過する際の抵抗を低減し、挿し口９１１を受口９２１に挿入する際に要する接合力（押込み力）を低減できる。また、挿し口９１１が受口９２１から離脱する方向に移動した際に、突部９１２がロックリング９２３に係合して離脱防止機能が発揮される。

従来、このような突部を形成する挿し口突部の形成方法としては、例えば特許文献１に記載のように、リング部材を挿し口の外周に配置して溶接する方法が一般的である。一方、突部を肉盛溶接により形成する方法が特許文献２に記載されている。特許文献２に記載された形成方法では、図１２（ｂ）に示すように、型部材として挿し口９１１に一対の銅製のリング９３１・９３２を外嵌めして固定し、挿し口９１１を軸心周りに回転させながら、溶接トーチを用いて、一対のリング９３１・９３２間に鉄系の溶着金属９３３を供給して肉盛溶接を行う。その後、リング９３１・９３２を挿し口９１１から取り外すことにより、挿し口９１１の外周に突部９３４を形成する。

特開平９−１８９３８８号公報 特開２００８−１８５１１４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された形成方法では、リング部材を管の挿し口に嵌める必要がある。また、特許文献２に記載された形成方法では、リング９３１・９３２を着脱する必要がある。このように、従来技術においては、略リング状の部材を管に取り付けたり取り外したりする必要があるため、突部を容易に形成することが困難であった。

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、容易に突部を形成することが可能な挿し口突部の形成方法を提供するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、突部を利用した離脱防止機能を備えた管継手における管の挿し口の外周に前記突部を形成する挿し口突部の形成方法であって、溶接トーチを、前記管の軸心に直交する面に対して前記挿し口の先端側へ傾斜させて、前記挿し口の外周に肉盛溶接を行う肉盛溶接工程を含むものである。

請求項２においては、突部を利用した離脱防止機能を備えた管継手における管の挿し口の外周に前記突部を形成する挿し口突部の形成方法であって、前記管の軸心方向において、前記挿し口の先端とは反対側から前記挿し口の先端側に向かって順に複数列の肉盛部を形成するように、溶接トーチを用いて肉盛溶接を行う肉盛溶接工程を含むものである。

請求項３においては、前記肉盛溶接工程において、前記管の軸心方向において隣接する肉盛部の前記管への溶け込み部は、互いに重複するように形成されるものである。

請求項４においては、前記肉盛溶接工程において、前記管の径方向に複数層の肉盛部を形成する場合、前記複数層のうち一の層は、前記管に対して溶け込むように肉盛溶接され、前記複数層のうち前記一の層とは異なる他の層は、前記管に対して溶け込まないように肉盛溶接されるものである。

請求項５においては、前記肉盛溶接工程において、前記溶接トーチは、前記一の層を肉盛溶接する場合、前記管の軸心に直交する面に対して前記挿し口の先端側へ傾斜するように配置されるものである。

請求項６においては、前記肉盛溶接工程において、前記溶接トーチは、前記他の層を肉盛溶接する場合、前記管の軸心に直交する面に対して平行となるように配置されるものである。

請求項７においては、前記肉盛溶接工程において、前記管を軸心回りに回転させながら肉盛溶接する場合、前記溶接トーチは、鉛直上方に対して、前記管の回転方向下流側へ傾斜するように配置されるものである。

請求項８においては、前記肉盛溶接工程において、前記溶接トーチは、前記管の軸心方向から見て、前記管の軸心を向かないように配置されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、容易に突部を形成することができる。

請求項２においては、容易に突部を形成することができる。

請求項３においては、安定した強度を確保することができる。

請求項４においては、所望の形状を確保し易くすることができる。

請求項５においては、所望の形状を確保し易くすることができる。

請求項６においては、所望の形状を確保し易くすることができる。

請求項７においては、所望の形状を確保し易くすることができる。

請求項８においては、所望の形状を確保し易くすることができる。

管継手を示す側面断面図。 突部を示す拡大側面断面図。 挿し口突部の形成方法を示すフローチャート。 （ａ）溶接トーチの配置を示す側面図。（ｂ）同じく、正面図。 肉盛溶接工程に応じた溶接トーチの条件を示す図。 第一肉盛溶接工程の様子を示す図。 第二肉盛溶接工程の様子を示す図。 第三肉盛溶接工程の様子を示す図。 肉盛部の加工代及び傾斜角度を示す拡大側面断面図。 （ａ）第一変形例に係る突部及び肉盛部を示す拡大断面図。（ｂ）第二変形例に係る突部及び肉盛部を示す拡大断面図。 （ａ）第三変形例に係る突部及び肉盛部を示す拡大断面図。（ｂ）第四変形例に係る突部及び肉盛部を示す拡大断面図。 （ａ）従来技術における管継手を示す側面断面図。（ｂ）従来技術における挿し口突部の形成方法を示す側面断面図。

以下では、図中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｆ、矢印Ｂ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。

以下では、本発明の一実施形態に係る挿し口突部の形成方法について説明する。

まず、図１及び図２を参照し、本実施形態に係る挿し口突部の形成方法により形成された突部２２を具備する管継手１の構成について説明する。

管継手１は、２本の管を接続するためのものである。管継手１は、突部２２を利用した離脱防止機能を備える。管継手１は、第一の管１０の受口１１と、第二の管２０の挿し口２１と、によって構成される。

図１に示す第一の管１０及び第二の管２０は、それぞれ軸心方向を前後方向へ向けた略円筒状に形成される。第一の管１０及び第二の管２０は、互いに前後に並んで配置される。第一の管１０及び第二の管２０は、それぞれダクタイル鋳鉄管（金属管の一例）によって構成される。第一の管１０は、第二の管２０の前側に配置される。

第一の管１０の受口１１は、第二の管２０を受ける部分である。受口１１は、第一の管１０の後端部に形成される。受口１１は、内径及び外径が他の部分（挿し口側）よりも大きくなるように形成される。受口１１は、シール溝１１ａ及びロックリング収納溝１１ｂを具備する。

シール溝１１ａは、後述するシール材１２を取り付けるための溝である。シール溝１１ａは、受口１１の内周における後端部側（開口端部側）に形成される。シール溝１１ａは、受口１１の周方向に沿った略円環状に形成される。

ロックリング収納溝１１ｂは、後述するロックリング１４を取り付けるための溝である。ロックリング収納溝１１ｂは、シール溝１１ａの前方（受口奥側）に形成される。ロックリング収納溝１１ｂは、受口１１の周方向に沿った略円環状に形成される。

このように構成される受口１１には、シール材１２、ホルダ１３及びロックリング１４が設けられる。

シール材１２は、受口１１の内周と挿し口２１の外周との間をシールするものである。シール材１２は、略円環状に形成される。シール材１２は、ゴム等の弾性体によって構成される。シール材１２は、ロックリング収納溝１１ｂに嵌め合わされるヒール部１２ａと、受口１１の内周と挿し口２１の外周との間で圧縮されるバルブ部１２ｂと、を具備する。

ホルダ１３は、ロックリング１４を保持すると共に芯出しを行うためのものである。ホルダ１３は、略円環状に形成される。ホルダ１３は、樹脂等によって構成される。ホルダ１３は、ロックリング収納溝１１ｂに嵌め合わされる。

ロックリング１４は、第二の管２０が受口１１から抜けるのを防止するためのものである。ロックリング１４は、周方向の一箇所で分割された一つ割りの略リング状に形成される。ロックリング１４は、ホルダ１３に嵌め合わされる。

第二の管２０の挿し口２１は、第一の管１０の受口１１に挿入される部分である。挿し口２１は、第二の管２０の前端部（先端部）に形成される。挿し口２１の外径は、受口１１の内径よりも小さくなるように形成される。挿し口２１は、突部２２を具備する。

突部２２は、挿し口２１の外周において突出するように形成される部分である。突部２２は、挿し口２１の周方向に沿った略円環状に形成される。突部２２は、図２に示すように、側面断面視において略台形状に形成される。突部２２は、溶着金属（溶接ビード）によって形成される。突部２２は、後側傾斜面２２ａ及び前側傾斜面２２ｂを具備する。

後側傾斜面２２ａは、突部２２の後部（第二の管２０の先端とは反対側）に形成された傾斜面である。後側傾斜面２２ａは、側面断面視において、挿し口２１の外周に対して傾斜するように形成される。

前側傾斜面２２ｂは、突部２２の前部（第二の管２０の先端側）に形成された傾斜面である。前側傾斜面２２ｂは、後側傾斜面２２ａよりも傾斜角度（挿し口２１の外周に対する傾斜角度）が小さくなるように形成される。

このような後側傾斜面２２ａ及び前側傾斜面２２ｂが形成されることで、突部２２は、側面断面視において、重心が後方に偏ったような略台形状に形成される。

このように構成される管継手１の第二の管２０の挿し口２１は、図１に示す第一の管１０の受口１１に後方から挿入される。突部２２は、シール材１２及びロックリング１４の内側を前方へ通過する。突部２２は、傾斜角度が小さな前側傾斜面２２ｂ（図２参照）により、シール材１２及びロックリング１４を通過するときの抵抗を低減することができる。当該突部２２は、ロックリング１４を通過して、当該ロックリング１４よりも前方（受口奥側）に配置される。

こうして受口１１に挿し口２１が挿入された状態において、第一の管１０と第二の管２０とが互いに離間する方向へ相対移動すると、突部２２は、ロックリング１４に近接し、傾斜角度が大きな後側傾斜面２２ａが当該ロックリング１４と係合する。このように、管継手１は、突部２２を利用して、第一の管１０（受口１１）から第二の管２０（挿し口２１）が離脱するのを防止することができる。

以下では、図３から図９までを参照し、上述のような突部２２を形成する方法（挿し口突部の形成方法）について説明する。

本実施形態に係る挿し口突部の形成方法は、準備工程、肉盛溶接工程（第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程）及び加工工程を具備する。

準備工程（ステップＳ１０）は、突部２２が形成されていない管（第二の管２０）を準備する工程である。準備工程において、第二の管２０は適宜の支持部材（後述するローラ等）によって支持される。なお、本実施形態においては、図４に示すように、第二の管２０は軸心方向を前後方向に向け、かつ挿し口２１が前方を向くように配置されるものとする。

図３に示すように、準備工程が行われた後で、肉盛溶接工程（第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程）が行われる。肉盛溶接工程は、第二の管２０の挿し口２１の外周に肉盛部を形成する工程である。本実施形態では、３回の肉盛溶接工程（第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程）が行われる。各肉盛溶接工程においては、溶接トーチ３１を用いて溶接が行われる。

より詳細には、各肉盛溶接工程では、図４に示す溶接トーチ３１から溶接ワイヤ（不図示）を挿し口２１の外周に向けて送り出し、当該溶接ワイヤを溶融させることで肉盛溶接が行われる。本実施形態では、このような肉盛溶接を、ＣＭＴ（ｃｏｌｄ ｍｅｔａｌ ｔｒａｎｓｆｅｒ）溶接方法によって行う。なお、ＣＭＴ溶接方法は、アークの発生と同期して溶融池に向けて溶接ワイヤを送り出す工程と、当該溶接ワイヤが溶融池に達すると短絡が検出され溶接ワイヤを戻す工程と、を繰り返して行う溶接方法である。

各肉盛溶接工程においては、溶接トーチ３１が第二の管２０の上方に配置されると共に、当該溶接トーチ３１の先端（溶接ワイヤの送出方向）が概ね下方を向くように配置される。また、各肉盛溶接工程においては、溶接トーチ３１が適宜の位置及び向き（傾斜角度）に固定された状態で、肉盛溶接が行われる。より具体的には、各肉盛溶接工程においては、溶接トーチ３１が固定された状態で、第二の管２０を所定のローラにより正面視反時計回り方向に回転させながら肉盛溶接が行われる。各肉盛溶接工程においては、第二の管２０を１回転させることで、第二の管２０の全周に亘る略円環状の肉盛部が形成される。肉盛溶接工程ごとに適宜溶接トーチ３１の位置及び向きを変更しながら、当該肉盛溶接工程を複数回（本実施形態では、３回）行うことで、所望の形状の肉盛部を形成することができる。

ここで、図４及び図５を用いて、各肉盛溶接工程における、溶接トーチ３１の位置や向き等に関する条件について説明する。

本実施形態においては、溶接トーチ３１の位置や向き等に関する条件として、主に軸方向傾斜、周方向傾斜、オフセンタ、径方向位置、軸方向位置等の項目を有している。以下、各項目について説明する。

軸方向傾斜は、第二の管２０の軸心方向における溶接トーチ３１の傾斜の有無が設定される項目である。ここで、第二の管２０の軸心方向における溶接トーチ３１の傾斜とは、第二の管２０の軸心Ｃ２０に直交する面（直交面Ｐ１）に対して、溶接トーチ３１の上側（先端とは反対側）が、挿し口２１の先端側へ傾斜していることを指す。なお、図４（ａ）には、軸方向傾斜の大きさ（傾斜角度）、すなわち直交面Ｐ１と溶接トーチ３１の軸心Ｌ１とが成す角をＡ１で示している。なお、図４等では、便宜上、直交面Ｐ１の記載を簡略化し、直線で示している。

周方向傾斜は、第二の管２０の周方向における溶接トーチ３１の傾斜の有無が設定される項目である。ここで、第二の管２０の周方向における溶接トーチ３１の傾斜とは、鉛直上方に対して、溶接トーチ３１が、第二の管２０の軸心Ｃ２０を中心として当該第二の管２０の回転方向下流側へ傾斜していることを指す。すなわち、本実施形態のように、第二の管２０が正面視反時計回り方向に回転する場合、溶接トーチ３１の上側が正面視左方に傾倒するように傾斜することになる。なお、図４（ｂ）には、周方向傾斜の大きさ（傾斜角度）、すなわち鉛直方向と溶接トーチ３１の軸心Ｌ１とが成す角をＡ２で示している。

オフセンタは、第二の管２０の軸心Ｃ２０を基準とする溶接トーチ３１の水平方向への変位の有無が設定される項目である。ここで、第二の管２０の軸心Ｃ２０を基準とする溶接トーチ３１の水平方向への変位とは、溶接トーチ３１の軸心Ｌ１が第二の管２０の軸心Ｃ２０に対して水平方向（特に、第二の管２０の回転方向下流側（本実施形態では、左方向））へと変位していることを指す。より具体的には、オフセンタが設定されない場合、第二の管２０の軸心方向（正面）から見て、溶接トーチ３１の先端は第二の管２０の軸心Ｃ２０を向くように（軸心Ｌ１が軸心Ｃ２０を通るように）配置される。またオフセンタが設定される場合、第二の管２０の軸心方向（正面）から見て、溶接トーチ３１の先端は第二の管２０の軸心Ｃ２０を向かないように（軸心Ｌ１が軸心Ｃ２０の左方を通るように）配置される。なお、図４（ｂ）には、オフセンタが設定されない場合の溶接トーチ３１を二点鎖線で、オフセンタが設定される場合の溶接トーチ３１を実線で示している。また、図４（ｂ）には、オフセンタの大きさ（変位量）、すなわち第二の管２０の軸心Ｃ２０から溶接トーチ３１の軸心Ｌ１までの水平方向（左右方向）の距離をＬ２で示している。

径方向位置は、第二の管２０の外周に対する溶接トーチ３１の位置（距離）が設定される項目である。ここで、第二の管２０の外周に対する溶接トーチ３１の位置（距離）とは、第二の管２０の外周から溶接トーチ３１の先端までの、当該溶接トーチ３１の軸心Ｌ１に沿う方向における距離である。なお、図４（ａ）には、径方向位置をＹで示している。

軸方向位置は、第二の管２０の軸心方向における溶接トーチ３１の位置が設定される項目である。ここで、第二の管２０の軸心方向における溶接トーチ３１の位置とは、第二の管２０の軸心方向における所定の位置を基準位置とした、溶接トーチ３１の前後方向の位置である。本実施形態では、後述するように、最も後側に形成される肉盛部を溶接する際（第一肉盛溶接工程）の溶接トーチ３１の位置（第二の管２０の表面における溶接位置）を基準位置として、軸方向位置Ｘを定義している。

各肉盛溶接工程においては、図５に示すように、上述の条件（軸方向傾斜、周方向傾斜等）がそれぞれ個別に設定されている。各肉盛溶接工程において、図５に示す条件に従って溶接トーチ３１の位置及び向きを調整した状態で、第二の管２０に対して肉盛溶接が行われる。例えば、第一肉盛溶接工程と第二肉盛溶接工程のように、軸方向位置Ｘを変更せずに複数回の肉盛溶接を行うことで、第二の管２０の径方向に複数の層の肉盛部を積層させて形成することができる。また、第一肉盛溶接工程及び第二肉盛溶接工程と、第三肉盛溶接工程のように、軸方向位置Ｘをずらして複数回の肉盛溶接を行うことで、第二の管２０の軸心方向に複数の列の肉盛部を形成することができる。

なお、図５に示すように、本実施形態では、溶接トーチ３１の位置や向き等に関する条件として、軸方向傾斜、周方向傾斜等の有無が設定されているものとしたが、実際には、軸方向傾斜等の有無だけでなく、その大きさ（傾斜角度や変位量、距離等）が具体的に設定されている。当該大きさの具体的な値については特に限定するものではなく、第二の管２０の種別等に応じて適宜設定することができる。また本実施形態では説明を省略するが、各肉盛溶接工程において、溶接に関するその他の条件（例えば、溶接速度、溶接電流、溶接電圧等）も適宜設定される。

以下では、第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程について具体的に説明する。

図３に示すように、準備工程が行われた後で、まず、第一肉盛溶接工程（ステップＳ２０）が行われる。第一肉盛溶接工程は、挿し口２１の外周に第一肉盛部４１を形成する工程である。図６に示すように、第一肉盛部４１は、挿し口２１の外周に最初に積層される溶着金属である。第一肉盛溶接工程において、挿し口２１の外周に対して肉盛溶接を行うことで、母材（第二の管２０）を溶かしながら（溶け込み部５１を形成しながら）、肉盛部４１を形成することができる。

第一肉盛溶接工程においては、図５及び図６に示すように、軸方向傾斜、周方向傾斜及びオフセンタが「あり」に設定された状態で、肉盛溶接が行われる。また、第一肉盛溶接工程においては、径方向位置Ｙが「Ｙ１」、軸方向位置Ｘが「０」にそれぞれ設定された状態で、肉盛溶接が行われる。このように径方向位置Ｙ及び軸方向位置Ｘが設定されるため、第一肉盛溶接工程においては、溶接トーチ３１は第二の管２０の径方向及び軸心方向に移動することはなく、一定の位置に固定された状態で溶接が行われる。

第一肉盛溶接工程においては、軸方向傾斜を「あり」に設定することで、第一肉盛部４１の前側に比較的緩やかな傾斜面４１ａを形成することができる。具体的には、肉盛溶接において、溶着金属（第一肉盛部４１）には、溶接トーチ３１の向きに対して略垂直な面が形成される。よって、溶接トーチ３１を直交面Ｐ１に対して前方へ傾斜させると、当該溶接トーチ３１の向きに対して垂直な面、すなわち、前方へ向かうにつれて挿し口２１の外周に接近する傾斜面４１ａを、第一肉盛部４１の前側に形成することができる。当該傾斜面４１ａは、第一肉盛部４１の後側に形成された傾斜面４１ｂよりも、緩やかな面となるように形成される。

また、周方向傾斜を「あり」に設定することにより、図４（ｂ）に示す第二の管２０の頂部から回転方向下流側にずれた位置に対して溶接を行うことができる。第二の管２０の頂部では、溶接時に溶融金属に対して当該溶融金属が潰れる方向（溶融金属の高さが低くなる方向、すなわち第二の管２０の軸心Ｃ２０に向かう方向）に重力が加わるため、仮に、当該頂部に対して溶接を行うと、溶融金属が潰れ、高さが低い肉盛部が形成される可能性がある。これに対して、本実施形態では、頂部からずれた位置に対して溶接を行うことで、溶接時に溶融金属に対して潰れる方向に重力が加わり難くなって、第一肉盛部４１の高さが低くなるのを防止することができる。

また、オフセンタを「あり」に設定することにより、第二の管２０の頂部から回転方向下流側によりずれた位置に対して溶接を行うことができる。このため、第一肉盛部４１の高さが低くなるのを防止することができる。

このように、第一肉盛溶接工程では、軸方向傾斜、周方向傾斜及びオフセンタが「あり」に設定された状態で溶接を行うことで、図６に示すように、前側に緩やかな傾斜面４１ａを有し、かつ、高さが確保された第一肉盛部４１を形成することができる。また、第一肉盛溶接工程によって、側面断面視において重心が後方に偏ったような略台形状、すなわち、突部２２に類似した形状の第一肉盛部４１を形成することができる。この第一肉盛部４１に対して積層又は隣接するように、後述する第二肉盛溶接工程及び第三肉盛溶接工程でさらに肉盛部を形成することで、所望の形状（すなわち、突部２２に近い形状）の肉盛部を容易に形成することができる。

図３に示すように、第一肉盛溶接工程が行われた後で、第二肉盛溶接工程（ステップＳ３０）が行われる。第二肉盛溶接工程は、第二肉盛部４２を形成する工程である。第二肉盛溶接工程においては、第一肉盛部４１に対して溶接を行うことで、当該第一肉盛部４１の上に肉盛部を形成（第二肉盛部４２を積層）することができる。

第二肉盛溶接工程においては、図５及び図７に示すように、周方向傾斜及びオフセンタが「あり」に設定された状態で、肉盛溶接が行われる。また、第二肉盛溶接工程においては、径方向位置Ｙが「Ｙ２」（本実施形態では、Ｙ２＞Ｙ１とする）、軸方向位置Ｘが「０」にそれぞれ設定された状態で、肉盛溶接が行われる。すなわち、第二肉盛溶接工程では、第一肉盛溶接工程と同じ軸方向位置Ｘ（同じ列）において肉盛溶接が行われる。これによって、第一肉盛部４１に対して積層するように第二肉盛部４２が形成される。また、先に形成した層（第一肉盛部４１）の高さを考慮して、径方向位置Ｙが「Ｙ１」よりも大きな「Ｙ２」に設定される。また第一肉盛溶接工程と同様、第二肉盛溶接工程においては、溶接トーチ３１は第二の管２０の径方向及び軸心方向に移動することはなく、一定の位置に固定された状態で溶接が行われる。

また、第二肉盛溶接工程においては、第一肉盛溶接工程とは異なり、軸方向傾斜が「なし」に設定された状態で肉盛溶接が行われる。当該溶接トーチ３１は、図７に示すように、第二の管２０の軸心Ｃ２０に対して直交する直交面Ｐ１に対して平行に配置される。これによって、溶着金属が径方向外側へと高く積み上がるように肉盛溶接を行うことができる。これによれば、第二肉盛部４２を無駄なく高く積層して第二肉盛部４２の高さを確保することができ、ひいては、高さの高い２層の肉盛部（第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２）を形成することができる。

また、第二肉盛溶接工程においては、第一肉盛部４１にのみ溶け込むように、言い換えれば、第二の管２０に溶け込まないように肉盛溶接を行っている。これにより、第二肉盛部４２を無駄なく高く積層し、第二肉盛部４２の高さを確保することができる。

図３に示すように、第二肉盛溶接工程が行われた後で、第三肉盛溶接工程（ステップＳ４０）が行われる。第三肉盛溶接工程は、挿し口２１の外周に第三肉盛部４３を形成する工程である。第三肉盛溶接工程においては、挿し口２１の外周（第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２より前側の部分）に対して溶接を行うことで、第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２と隣接する列に肉盛部（第三肉盛部４３）を形成することができる。

第三肉盛溶接工程においては、図５及び図８に示すように、軸方向傾斜、周方向傾斜及びオフセンタが「あり」に設定された状態で、肉盛溶接が行われる。また、第三肉盛溶接工程においては、径方向位置Ｙが「Ｙ３」（本実施形態では、Ｙ３＜Ｙ１とする）、軸方向位置Ｘが「Ｘ１」にそれぞれ設定された状態で、肉盛溶接が行われる。このように、径方向位置Ｙが「Ｙ３」に設定されるため、溶接トーチ３１は、第一肉盛溶接工程よりも第二の管２０の外周に近い位置に固定される。また、軸方向位置Ｘに「Ｘ１」が設定されるため、溶接トーチ３１は、基準位置から第二の管２０の先端側に向かってＸ１だけ移動された位置に固定されることになる。また第一肉盛溶接工程及び第二肉盛溶接工程と同様、第三肉盛溶接工程においては、溶接トーチ３１は第二の管２０の径方向及び軸心方向に移動することはなく、一定の位置に固定された状態で溶接が行われる。

このように、軸方向位置Ｘが「Ｘ１」に設定された状態で肉盛溶接を行うことで、図８に示すように、溶接トーチ３１を前方へ移動させた位置（第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２の前側）に、もう１列肉盛部を形成することができる。これによって、肉盛部（第一肉盛部４１から第三肉盛部４３）を前後に複数列形成し、当該肉盛部の前後方向幅を確保することができる。また、先に形成された後側の肉盛部（第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２）の前側に隣接するように第三肉盛部４３を形成することで、後側の肉盛部から前傾するような傾斜面４３ａを形成することができる。特に本実施形態では、軸方向傾斜を設定することで、第三肉盛部４３に緩やかな傾斜面４３ａを容易に形成することができる。

また、第三肉盛溶接工程で、挿し口２１の外周に、第一肉盛溶接工程で形成された溶け込み部５１と前後に重複するように溶け込み部５３を形成している。このように溶け込み部５３を重複させることで、前後に隣接する溶け込み部５１・５３の隙間を無くして、肉盛部の強度を確保することができる。

このように、第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程においては、同一の列における複数層の肉盛溶接と、異なる列への肉盛溶接と、を組み合わせて、断面形状が突部２２よりも一回り大きな肉盛部を形成している。

また、上記第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程によれば、側面断面視において重心が後方に偏ったような略台形状、すなわち、突部２２に近い形状の肉盛部（第一肉盛部４１から第三肉盛部４３）を形成することができる。当該肉盛部は、前側の傾斜面４３ａの傾斜角度Ｄ１１が、後側の傾斜面４１ｂの傾斜角度Ｄ１２よりも小さな側面断面視略台形状に形成される（図９参照）。

なお、肉盛部の表面は平坦ではない（凹凸が形成されていたり、屈曲したりしている）ため、上述の傾斜角度Ｄ１１及び傾斜角度Ｄ１２は肉盛部の表面形状から近似的に推定した傾斜面の傾斜角度と考えることができる。ただし、厳密に肉盛部の形状を管理する場合には、傾斜角度Ｄ１１及び傾斜角度Ｄ１２を適宜定義することも可能である。例えば、図９には、傾斜角度Ｄ１１及び傾斜角度Ｄ１２の定義方法の一例を示している。

図９においては、前側の傾斜面４３ａの径方向内側端部の位置Ｐ１１と傾斜面４３ａの中途部の位置Ｐ１２とを結ぶ直線Ｌ１１と、挿し口２１の外周と、が成す角度を前側の傾斜面４３ａの傾斜角度Ｄ１１と定義している。また、後側の傾斜面４１ｂの径方向内側端部の位置Ｐ１３と傾斜面４１ｂの中途部の位置Ｐ１４とを結ぶ直線Ｌ１２と、挿し口２１の外周と、が成す角度を後側の傾斜面４１ｂの傾斜角度Ｄ１２と定義している。また、位置Ｐ１２・Ｐ１４は、挿し口２１の外周から径方向外側に所定距離（例えば、１．５ｍｍ）だけ離れた位置とする。

また、本実施形態では、後側（第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２）を肉盛溶接してから、前側（第三肉盛部４３）を肉盛溶接している。このように、第二の管２０の先端とは反対側から肉盛溶接を行うことで、反対側（後側）の高さを確保してから、先端側に肉盛溶接を行うことができ、ひいては先端側に緩やかな傾斜面４３ａを形成することができる。

また、後側の肉盛部（第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２）は、管継手１の離脱防止の際にロックリング１４と当接するため、離脱防止の際に負荷が加わり易い。このような負荷が加わり易い後側の肉盛部を最初に形成することで、当該肉盛部の形成時に挿し口２１の外周を確実に溶融させ（溶け込み部５１を形成し）、溶接の精度を安定させて、安定した強度を確保することができる。

図３に示すように、第三肉盛溶接工程が行われた後で、加工工程（ステップＳ５０）が行われる。加工工程は、第一肉盛部４１から第三肉盛部４３を加工する（例えば、切削加工、研削加工等を施す）ことで、第一肉盛部４１から第三肉盛部４３の形状を整えて、挿し口２１の外周に突部２２（図９参照）を形成する工程である。加工工程においては、肉盛溶接工程において形成された肉盛部から、突部２２の形状に不要な部分（加工代）を除去することで、所望の形状の突部２２が形成される。なお、加工工程における加工方法は特に限定するものではない。

前述の如く、本実施形態では、第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程により、突部２２に近い形状の肉盛部（第一肉盛部４１から第三肉盛部４３）を形成している。これによれば、加工工程において、肉盛部の加工代（図９に示す各肉盛部の斜線部）の低減を図ることができる。また、本実施形態によれば、図１２に示す従来技術とは異なり、略リング状の部材を用いることなく突部２２を容易に形成することができる。

また、本実施形態では、第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程にＣＭＴ溶接方法を採用することで、他の溶接方法（例えば、アーク溶接方法等）よりも入熱量を減らすことができる。これによって、第一肉盛部４１から第三肉盛部４３の高さを確保することができる。これによれば、入熱量が比較的多い他の溶接で肉盛部を形成する場合と比較して、溶接回数を減らすことができる。また、ＣＭＴ溶接方法によれば、スパッタの発生を抑制することもできる。これによって、スパッタを除去する作業の負担を軽減することができる。

以上の如く、本実施形態に係る挿し口突部の形成方法は、突部２２を利用した離脱防止機能を備えた管継手１における第二の管２０（管）の挿し口２１の外周に前記突部２２を形成する挿し口突部の形成方法であって、溶接トーチ３１を、直交面Ｐ１（前記第二の管２０の軸心Ｃ２０に直交する面）に対して前記挿し口２１の先端側へ傾斜させて、前記挿し口２１の外周に肉盛溶接を行う肉盛溶接工程（ステップＳ２０・Ｓ４０）を含むものである。

このように構成することにより、容易に突部２２を形成することができる。具体的には、離脱防止機能のための突部２２は、挿し口２１の先端側に比較的緩やかな前側傾斜面２２ｂを形成すると共に、挿し口２１の先端とは反対側に比較的急な後側傾斜面２２ａを形成する必要がある。溶接トーチ３１を挿し口２１の先端側に傾斜させることによれば、挿し口２１の先端側に比較的緩やかな傾斜面４１ａ・４３ａを有する第一肉盛部４１及び第三肉盛部４３を形成することができる。これによって、所望の角度の前側傾斜面２２ｂを有する突部２２を容易に形成することができる。また、所望の形状の突部２２を形成し易いため、溶接により形成された肉盛部４１〜４３をさらに加工する場合には、加工代の低減を図ることもできる。

また、以上の如く、本実施形態に係る挿し口突部の形成方法は、突部２２を利用した離脱防止機能を備えた管継手１における第二の管２０（管）の挿し口２１の外周に前記突部２２を形成する挿し口突部の形成方法であって、前記第二の管２０の軸心方向（前後方向）において、前記挿し口２１の先端とは反対側から前記挿し口２１の先端側に向かって順に複数列の肉盛部４１〜４３を形成するように、溶接トーチ３１を用いて肉盛溶接を行う肉盛溶接工程（ステップＳ２０〜Ｓ４０）を含むものである。

このように構成することにより、先に形成された第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２から第二の管２０の表面に向かって緩やかに傾斜するような傾斜面４３ａを形成することができる。これによって、挿し口２１の先端側に比較的緩やかな前側傾斜面２２ｂを有する突部２２を容易に形成することができる。

また、前記肉盛溶接工程において、前記第二の管２０の軸心方向において隣接する第一肉盛部４１及び第三肉盛部４３の前記第二の管２０への溶け込み部５１・５３は、互いに重複するように形成されるものである。

このように構成することにより、安定した強度を確保することができる。

また、前記肉盛溶接工程において、前記第二の管２０の径方向に複数層の第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２を形成する場合、第一肉盛部４１（前記複数層のうち一の層）は、前記第二の管２０に対して溶け込むように肉盛溶接され、第二肉盛部４２（前記複数層のうち前記一の層とは異なる他の層）は、前記第二の管２０に対して溶け込まないように肉盛溶接されるものである。

このように構成することにより、第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２の高さが確保し易くなり、ひいては所望の形状を確保し易くすることができる。

また、前記肉盛溶接工程において、前記溶接トーチ３１は、前記第一肉盛部４１を肉盛溶接する場合、直交面Ｐ１（前記第二の管２０の軸心Ｃ２０に直交する面）に対して前記挿し口２１の先端側へ傾斜するように配置されるものである。

このように構成することにより、溶接トーチ３１に対して略垂直な傾斜面４１ａ（挿し口２１の先端側の傾斜面）を有する第一肉盛部４１を形成することができる。これによって、所望の角度の前側傾斜面２２ｂを有する突部２２を形成し易くすることができ、ひいては所望の形状を確保し易くすることができる。

また、前記肉盛溶接工程において、前記溶接トーチ３１は、前記第二肉盛部４２を肉盛溶接する場合、直交面Ｐ１（前記第二の管２０の軸心Ｃ２０に直交する面）に対して平行となるように配置されるものである。

このように構成することにより、第二肉盛部４２の高さが確保し易くなり、ひいては所望の形状を確保し易くすることができる。

また、前記肉盛溶接工程において、前記第二の管２０を軸心Ｃ２０回りに回転させながら肉盛溶接する場合、前記溶接トーチ３１は、鉛直上方に対して、前記第二の管２０の回転方向下流側へ傾斜するように配置されるものである。
また、前記肉盛溶接工程において、前記溶接トーチ３１は、前記第二の管２０の軸心方向から見て、前記第二の管２０の軸心Ｃ２０を向かないように配置されるものである。

このように構成することにより、第一肉盛部４１から第三肉盛部４３が重力の影響によって変形する（重力方向に潰れる）のを抑制することができるため、所望の形状を確保し易くすることができる。

なお、本実施形態に係る第二の管２０は、本発明に係る管の実施の一形態である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、肉盛溶接はＣＭＴ溶接方法によって行うものとしたが、これに限定されるものではなく、任意の溶接方法を用いることができる。なお、肉盛溶接に採用される溶接方法は、第二の管２０への入熱量が比較的少ない溶接方法であることが望ましい。これにより、第一肉盛部４１から第三肉盛部４３の高さを確保し易くすることができる。このような入熱量が比較的少ない溶接方法は、本実施形態のようなＣＭＴ溶接方法に限定されるものではなく、溶接ワイヤを送り出す工程と戻す工程とを繰り返す他の溶接方法、例えば、ＡＷＰ溶接方法等であってもよい。また、肉盛溶接に採用される溶接方法は、入熱量が比較的少ない溶接方法に限定されるものではなく、入熱量が比較的多い他の溶接方法（例えば、アーク溶接方法等）であってもよい。

また、本実施形態の第三肉盛溶接工程のように、後側の列に対して前側に隣接する列の肉盛溶接を行う場合、軸方向傾斜を大きく（第一肉盛工程よりも大きく）してもよい。これにより、前側の列の肉盛部の高さ（特に、後端部の高さ）が高くなるように肉盛部を形成することができる。これによって、後側の列に積層された肉盛部と、前側の列の肉盛部の上面を滑らかに連続させることができる。

また、第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程においては、周方向傾斜及びオフセンタが「あり」に設定されるものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、周方向傾斜及びオフセンタが「なし」に設定されるものであってもよい。また、周方向傾斜又はオフセンタのいずれか一方のみが「あり」に設定されるものであってもよい。

また、第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程においては、第二の管２０が回転するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、溶接トーチ３１が挿し口２１の外側を周回するものであってもよい。

また、本実施形態においては、加工工程を行うものとしたが、これに限定されるものではなく、加工工程を行わないものであってもよい。図１０（ａ）に示す第一変形例は、本実施形態の第一肉盛溶接工程から第三肉盛溶接工程を行うことで、突部１２２を形成したものである。第一変形例によれば、加工工程に要するコストを削減することができ、ひいては、第二の管２０の製造コストの低減を図ることができる。

また、本実施形態では、第一肉盛部４１に対して１層の肉盛部（第二肉盛部４２）を積層するものとしたが、第一肉盛部４１に積層する肉盛部の数はこれに限定されるものではなく、任意に設定することができる。図１０（ｂ）に示す第二変形例は、第一肉盛部２４１に積層する肉盛部の数を１層から２層へ増やしたものである。当該第二変形例において、第一肉盛部２４１には第二肉盛部２４２及び第三肉盛部２４３が積層される。なお、第二変形例においては、第二肉盛部２４２及び第三肉盛部２４３を形成（積層）後、第四肉盛部２４４を形成している。このように、積層する肉盛部の数を増やすことで、肉盛部の高さを確保し易くすることができる。これによって、本実施形態の突部２２よりも径方向幅の大きな突部２２２を容易に形成することができる。

また、各列において、複数の肉盛部を積層するように形成する必要はない。図１１（ａ）に示す第三変形例は、複数の肉盛部を積層しない構成の一例を示すものである。第三変形例において、第一肉盛部３４１には肉盛部が積層されず、当該第一肉盛部３４１の前方に隣接するように第二肉盛部３４２が形成される。このような構成により、本実施形態の突部２２よりも径方向幅の小さな突部３２２を容易に形成することができる。

また、本実施形態では、前後に２列の肉盛部（後側の第一肉盛部４１及び第二肉盛部４２と、前側の第三肉盛部４３）を形成したが、肉盛部を前後に形成する列の数は２列に限定されるものではなく、３列以上であってもよい。図１１（ｂ）に示す第四変形例は、肉盛部を形成する列の数を２列から３列へと増やしたものである。第四変形例において、３列の肉盛部４４１〜４４３には、肉盛部が積層されていない。また、第四変形例においては、３列の肉盛部４４１〜４４３の形成に伴って３列の溶け込み部が前後に並ぶように形成され、前後に隣り合う溶け込み部は互いに重複するように形成されている（不図示）。なお、肉盛部は、必ずしも前後に複数列形成される必要はなく、例えば、１列だけであってもよい。

なお、積層する肉盛部の数、及び肉盛部を前後に形成する列の数は、突部の形状に応じて適宜変更することができる。例えば、本実施形態及び変形例（第一変形例から第四変形例）では、複数の肉盛溶接工程によって形成される複数の肉盛部によって、所望の形状の肉盛部（ひいては突部２２）を形成するものとしたが、突部２２の形状に応じて、１回の肉盛溶接工程によって形成される肉盛部によって突部２２を形成することも可能である。例えば、第一肉盛溶接工程（図６参照）のみを行い、第一肉盛部４１のみによって突部２２を形成することも可能である。

また、本実施形態及び変形例（第一変形例から第四変形例）では、前側（２列目以降）の肉盛部の上に肉盛部が積層されないものとしたが、突部の形状に応じて、例えば、前側の肉盛部の上に肉盛部を積層してもよい。このように、複数の列において、複数の肉盛部を積層させる場合には、１つの列において必要な数の肉盛部を全て積層してから、他の列の溶接を行うことが望ましい。このように構成することで、溶接トーチ３１の前後方向（第二の管２０の軸心方向）への移動回数を減らして、肉盛溶接工程を簡略化することができる。

また、本実施形態において、第二肉盛部４２は、第一肉盛部４１のみに溶け込むものとしたが、これに限定されるものではなく、第一肉盛部４１及び第二の管２０の外周に溶け込むものであってもよい。

また、本実施形態において、前後に隣接する溶け込み部５１・５３は、互いに重複するように形成されるものとしたが、これに限定されるものではなく、互いに離間していてもよい。

また、本実施形態においては、図１に示すようなスリップオンタイプの管継手１を例示したが、本発明はスリップオンタイプに限定されるものではない。すなわち、本発明は、突部を利用した離脱防止機能を備えた管継手であれば、その他のタイプ（例えば、押輪を利用するものなど）の管継手にも適用できる。

１ 管継手
２０ 第二の管（管）
２１ 挿し口
３１ 溶接トーチ
Ｐ１ 直交面（管の軸心に直交する面）

即ち、請求項１においては、突部を利用した離脱防止機能を備えた管継手における管の挿し口の外周に肉盛溶接を行うことで形成される肉盛部によって前記突部を形成する挿し口突部の形成方法であって、溶接トーチを、前記管の軸心に直交する面に対して前記挿し口の先端側へ傾斜させて、前記挿し口の外周に肉盛溶接を行う肉盛溶接工程を含むものである。

請求項２においては、突部を利用した離脱防止機能を備えた管継手における管の挿し口の外周に肉盛溶接を行うことで形成される肉盛部によって前記突部を形成する挿し口突部の形成方法であって、前記管の軸心方向において、前記挿し口の先端とは反対側から前記挿し口の先端側に向かって順に複数列の肉盛部を形成するように、溶接トーチを用いて肉盛溶接を行う肉盛溶接工程を含むものである。

Claims (8)

1. 突部を利用した離脱防止機能を備えた管継手における管の挿し口の外周に前記突部を形成する挿し口突部の形成方法であって、
   溶接トーチを、前記管の軸心に直交する面に対して前記挿し口の先端側へ傾斜させて、前記挿し口の外周に肉盛溶接を行う肉盛溶接工程を含む、
   挿し口突部の形成方法。
2. 突部を利用した離脱防止機能を備えた管継手における管の挿し口の外周に前記突部を形成する挿し口突部の形成方法であって、
   前記管の軸心方向において、前記挿し口の先端とは反対側から前記挿し口の先端側に向かって順に複数列の肉盛部を形成するように、溶接トーチを用いて肉盛溶接を行う肉盛溶接工程を含む、
   挿し口突部の形成方法。
3. 前記肉盛溶接工程において、
   前記管の軸心方向において隣接する肉盛部の前記管への溶け込み部は、互いに重複するように形成される、
   請求項２に記載の挿し口突部の形成方法。
4. 前記肉盛溶接工程において、
   前記管の径方向に複数層の肉盛部を形成する場合、
   前記複数層のうち一の層は、前記管に対して溶け込むように肉盛溶接され、
   前記複数層のうち前記一の層とは異なる他の層は、前記管に対して溶け込まないように肉盛溶接される、
   請求項２又は請求項３に記載の挿し口突部の形成方法。
5. 前記肉盛溶接工程において、
   前記溶接トーチは、
   前記一の層を肉盛溶接する場合、前記管の軸心に直交する面に対して前記挿し口の先端側へ傾斜するように配置される、
   請求項４に記載の挿し口突部の形成方法。
6. 前記肉盛溶接工程において、
   前記溶接トーチは、
   前記他の層を肉盛溶接する場合、前記管の軸心に直交する面に対して平行となるように配置される、
   請求項４又は請求項５に記載の挿し口突部の形成方法。
7. 前記肉盛溶接工程において、
   前記管を軸心回りに回転させながら肉盛溶接する場合、
   前記溶接トーチは、
   鉛直上方に対して、前記管の回転方向下流側へ傾斜するように配置される、
   請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の挿し口突部の形成方法。
8. 前記肉盛溶接工程において、
   前記溶接トーチは、
   前記管の軸心方向から見て、前記管の軸心を向かないように配置される、
   請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の挿し口突部の形成方法。

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