JP2933408B2 - 金属管・複合管の受口部製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属管・複合管の受口部
製造方法、すなわち金属管や複合管の管端部をゴムバル
ジ成形法により拡径して受口部を形成する方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば建築物の配管材として用いられる
金属管や、金属管内面に耐食性の合成樹脂を被覆してな
る複合管においては、その管端部に他管接続用の受口部
が形成される。

【０００３】この種の受口部は、金属管や複合管の管端
部を拡径することによって成形されるが、そのような管
端拡径法として、従来においては、例えば特開平２ー１
１２３３号公報や特開平２ー１３０１２６号公報に示さ
れているようなゴムバルジ成形法が使用される。

【０００４】これは、図６に示すように所定形状の内面
を有する金型１００内に、その内面とは所定の間隙を有
する状態で当該管１０１の端部をセットして、その管内
にバルジ成形用ゴム１０２を嵌装し、その状態で押圧部
材１０３によりゴム１０２を軸方向の矢印ａ方向に押圧
・圧縮して径方向に膨張させることによって管端部１０
１ａを拡径させるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】然るに、上記のような
従来のゴムバルジ成形法においては、押圧部材１０３を
管中央部側から管端方向（図６の矢印ａ方向）に移動さ
せて管１０１内のゴム１０２を一方向から押圧して圧縮
させていたため、次のような問題が生じていた。

【０００６】すなわち、管１０１内のゴム１０２を一方
向からのみ押圧して圧縮させようとすると、管端部１０
１ａを所定径まで拡径させる必要上、押圧部材１０３を
当初のゴム圧縮開始位置からゴム圧縮方向（ａ方向）に
相当距離移動させなければならないため、押圧部材１０
３のストローク、つまり軸方向のゴム圧縮ストロークＬ
を長くする必要がある。そのため、それだけ拡径加工の
影響を受ける管部分の軸方向の範囲が大きくなり、受口
部としての製品形状とは関係のない部分に対してまで金
型が必要となっていた。

【０００７】しかも、従来のゴムバルジ成形法において
は、押圧部材がゴムを圧縮させつつ所定位置（拡径開始
位置）まで移動すると、その位置から拡径終了位置まで
の範囲Ｌ’において管１０１の外面が金型１００の内面
に密着するまで拡径することから、図７に拡大して示す
ように、押圧部材１０３と管１０１の内面との間に隙間
ｂが生じ、この隙間ｂにゴム１０２の一部が入り込ん
で、その入り込んだゴム部分１０２ａが引きちぎられる
という問題があった。

【０００８】本発明は、金属管や複合管の端部に受口部
を形成する場合における上記のような問題に対処するも
ので、従来の方法に比べて管軸方向のゴム圧縮ストロー
クを短縮化できる方法を提供し、もって拡径加工の影響
を受ける範囲を小さくして、製品形状とは関係のない管
の非拡径部分を保持するための金型部分の減少を図ると
共に、できるだけバルジ成形用ゴムの損傷が起きないよ
うにようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係る金属管・複合管の受口部製造方法は、金属管
又は金属管内面に合成樹脂を被覆してなる複合管の管内
にゴムを嵌装し、そのゴムを軸方向に圧縮して径方向に
膨張させることにより、金属管又は複合管の管端部を拡
径して受口部を製造するに当たり、次のように構成した
ことを特徴とする。

【００１０】すなわち、先ず、第１工程として、管の中
央部側からゴムを押圧して軸方向に所定量だけ圧縮する
ことにより、管端部を未拡径状態と最終拡径状態との間
の中間拡径状態まで拡径させる。この時の管端部に対す
る拡径率は最終拡径率の２０％〜８０％が有効である
が、５０％付近が最も効果的で好ましい。

【００１１】次に、第２工程として、その圧縮されたゴ
ムを開放して当初の非圧縮状態に復帰させる。更に、第
３工程として、上記第１工程におけるゴム圧縮分と略等
しい分だけ管端側からゴムを軸方向に圧縮して保持す
る。

【００１２】そして、このようにゴムを圧縮保持した状
態で、第４工程として、管の中央部側から再びゴムを軸
方向に圧縮して管端部を最終拡径状態まで拡径させる。

【００１３】

【作用】上記の構成によれば、第１工程で管中央部側か
らゴムを押圧・圧縮して管端部を中間拡径状態まで拡径
させた後、そのゴムを一旦当初の非圧縮状態に復帰させ
た上で（第２工程）、その反対側の管端側から第１工程
のゴム圧縮分と略等しい分だけゴムを圧縮・保持し（第
３工程）、その状態で再び管の中央部側からゴムを軸方
向に圧縮して管端部を最終拡径状態まで拡径させるの
で、第１工程及び第４工程における管中央部側からのゴ
ムの軸方向圧縮ストロークは、一方向からゴム圧縮を行
う場合に比べて少なくすることができる。

【００１４】言い換えると、管中央部側からゴムを押圧
・圧縮して管端部を所定径まで拡径させる場合に、第１
工程では未拡径状態から中間拡径状態まで、また第４工
程では中間拡径状態から最終拡径状態まで、それぞれ同
じ当初位置からゴムを押圧・圧縮するだけで足りるか
ら、一方向のみからゴムを押圧・圧縮して最終拡径状態
まで拡径させる従来方法に比べると、管中央部側からの
ゴムの軸方向圧縮ストロークが少なくて済むことにな
る。

【００１５】従って、その短縮化されたストローク分だ
け拡径加工の影響を受ける管部分の軸方向の範囲も小さ
くなるから、その分だけ製品である受口部の形状とは無
関係な管部分（平行部分）を保持する金型部分を削減す
ることができる。

【００１６】また、このようなゴムの軸方向圧縮ストロ
ーク（管軸方向のゴムの相対的な移動距離）の短縮化、
つまり拡径加工の影響を受ける管部分の範囲の縮小化に
よって、拡径時における押圧部材と管内面との間の隙間
にバルジ成形用ゴムが入り込んで引きちぎられる割合を
減少させることができるから、それだけゴムの寿命も延
びることになる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。実施例 この実施例は、厚さ２．０ｍｍ、外径１１０ｍｍの鋼管
の端部を拡径して、その管端部に外径が１３２ｍｍ（拡
径率２０％）の受口部を製造する場合に関する。

【００１８】先ず、図１に示すように、所定形状の内面
（成形面）を有する金型１内に、その内面とは所定の間
隙を有する状態で鋼管２の端部２ａをセットすると共
に、その鋼管２の内部にバルジ成形用のゴム（本実施例
ではウレタンゴム）３を嵌装し、更にそのゴム３の両端
を第１押圧部材４及び第２押圧部材５で閉鎖する。

【００１９】そして、この状態で、第１工程として、図
２に示すように、鋼管２の中央部側から第１押圧部材４
によりゴム３を管端部２ａ側に向けて矢印Ａ方向に所定
量だけ押圧・圧縮して径方向に膨張させることにより、
上記最終拡径率の約５０％まで管端部２ａを拡径させ
る。

【００２０】次に、第２工程として、図３に示すよう
に、その圧縮されたゴム３を開放して当初の非圧縮状態
に復帰させる。そして、第３工程として、図４に示すよ
うに、上記第１工程におけるゴム圧縮分と略等しい分だ
け管端部２ａ側からゴム３を第２押圧部材５により軸方
向に圧縮して保持する。

【００２１】然る後、その状態で、第４工程として、管
２の中央部側から再び第１押圧部材４によりゴムを矢印
Ａ方向に所定量（最終拡径状態まで拡径させるのに必要
な残りの約５０％分）だけ圧縮して、１３２ｍｍの外径
を有する最終拡径状態（拡径率２０％）まで管端部２ａ
を拡径させる。

【００２２】このような構成によれば、第２図に示す第
１工程では管中央部側からバルジ成形用ゴム３を押圧・
圧縮して管端部２ａを最終拡径率まで拡径させる必要は
なく、その約５０％の中間拡径状態まで拡径させるだけ
で足りるから、従来方法のように一方向からゴムの圧縮
により最終拡径状態まで拡径させる場合に比べて、ゴム
３の軸方向の圧縮ストロークＳが少なくて済むことにな
る。

【００２３】そして、第１工程後の第２工程でゴム３を
当初の非圧縮状態に一旦復帰させ、更に第３工程で管端
部２ａ側から第１工程のゴム圧縮分と略等しい分だけゴ
ム３を圧縮・保持し、その状態で再び管２の中央部側か
らゴム３を軸方向に押圧・圧縮するが（第５図に示す第
４工程）、この時、管端部２ａは第１工程で中間拡径状
態まで既に拡径されているので、その残りの拡径分、つ
まり中間拡径状態から最終拡径状態まで拡径させる分だ
けゴム３を押圧・圧縮すればよいことになる。

【００２４】従って、第１工程の場合と同様に、第４工
程においてもゴム圧縮ストロークＳ’が従来方法の場合
よりも短縮されることになる。しかも、この場合、第１
工程後にゴム３は当初の非圧縮状態に復帰されているこ
とで、管中央部側から行うゴム圧縮の圧縮開始位置は、
第１工程及び第４工程において同じとなるから、全工程
として見ても軸方向のゴム圧縮ストロークＳ又はＳ’は
従来方法に比べて短縮されることになる。

【００２５】これにより、その短縮されたストローク分
だけ拡径加工の影響範囲を小さくすることができ、製品
である受口部の形状とは無関係の管部分（平行部分）を
保持する金型部分を減少させることができる。

【００２６】また、このようなゴム３の軸方向圧縮スト
ローク（管軸方向のゴムの相対的な移動距離）の短縮
化、つまり拡径加工の影響を受ける管部分の範囲の縮小
化によって、拡径時における第１押圧部材４と管内面と
の間の隙間にバルジ成形用ゴム３が入り込んで引きちぎ
られる割合が減少するから、それだけゴム３の寿命も延
びることになる。

【００２７】尚、このような方法で、上記鋼管２の端部
２ａの拡径加工を行ったところ、管平行部において拡径
加工の影響を受けた範囲は約７０ｍｍであり、従来方法
の場合に比べて小さい（約半分となる）ことが確認され
た。

【００２８】また、工程回数が５００回を越えた時点で
もバルジ成形用ゴムの座屈は殆ど認められず、従来より
もゴムの損傷が少ないことが確認された。ここで、本発
明と従来方法との効果上の差異を更に明瞭に示すため、
以下に従来のゴムバルジ成形法によって受口部を製造し
た場合を比較例として記す。第１比較例 上記実施例と同じ材料を用い、同じ拡径率まで管端部を
拡径させた。この時、一方向から、つまり管の中央部側
から最終拡径率までバルジ成形用ゴムの押圧・圧縮を行
って拡径加工を終了させた。

【００２９】この方法で受口部を製造したところ、管平
行部に対して拡径加工の及ぼした範囲は約１４０ｍｍで
あった。また、工程回数が５００回を越えた時点でゴム
を調べたところ、座屈が著しいことが判明した。第２比較例 上記実施例と同じ材料を用い、同じ拡径率まで管端部を
拡径させた。この時、第１比較例とは異なり、管の先端
側から最終拡径率までバルジ成形用ゴムの押圧・圧縮を
行って拡径加工を終了させた。

【００３０】この方法で受口部を製造したところ、ゴム
が管端面に食い込み、正常な成形体が得られないことが
判明した。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、金属管
や複合管の管端部をゴムバルジ成形法により拡径して受
口部を製造する場合において、管中央部側からのゴムの
軸方向圧縮ストロークを従来方法の場合よりも小さくす
ることができるから、それだけ拡径加工の影響を受ける
管平行部分の範囲を少なくすることができる。

【００３２】これにより、製品である受口部の形状とは
無関係な管部分を保持する金型部分を従来に比べて小さ
くすることが可能となり、しかも拡径加工時における押
圧部材と管内面との間の隙間にバルジ成形用ゴムが入り
込んで引きちぎられる割合を減少させることができる。
従って、それだけゴムの損傷を少なくすることができ、
高価なバルジ成形用ゴムの長寿命化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すもので、金型内にセット
した管（鋼管）の内部にバルジ成形用ゴムを嵌装して、
そのゴムを押圧・圧縮させる直前の状態を示す管端部周
辺の縦断面図である。

【図２】上記管の中央部側からゴムを押圧・圧縮して管
端部を中間拡径状態まで拡径させる第１工程を示す同じ
く縦断面図である。

【図３】第１工程後に第２工程により上記ゴムを当初の
非圧縮状態に復帰させた状態を示す同じく縦断面図であ
る。

【図４】第２工程後に上記ゴム圧縮分に略等しい分だけ
管端部側からゴムを軸方向に圧縮して保持する第３工程
を示す同じく縦断面図である。

【図５】第３工程後に再び管中央部側からゴムを軸方向
に圧縮して管端部を最終拡径状態まで拡径させる第４工
程を示す同じく縦断面図である。

【図６】従来の一般的なゴムバルジ成形法によって金属
管や複合管の受口部を製造する場合を例示する縦断面図
である。

【図７】従来方法の問題点を示すために使用した拡径加
工時における管端部周辺の拡大縦断面図である。

【符号の説明】

２・・・管（鋼管）、 ２ａ・・・管端部、 ３・・・ゴム（バルジ成形用ウレタンゴム）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属管又は金属管内面に合成樹脂を被覆
   してなる複合管の管内にゴムを嵌装し、そのゴムを軸方
   向に圧縮して径方向に膨張させることにより、金属管又
   は複合管の管端部を拡径して受口部を製造する方法であ
   って、当該管の中央部側からゴムを押圧して軸方向に所
   定量だけ圧縮することにより、未拡径状態と最終拡径状
   態との間の中間拡径状態まで管端部を拡径させる第１工
   程と、その圧縮されたゴムを開放して当初の非圧縮状態
   に復帰させる第２工程と、この第２工程後に上記ゴム圧
   縮分と略等しい分だけ上記管端部側からゴムを軸方向に
   圧縮して保持する第３工程と、この第３工程後に管の中
   央部側から再びゴムを軸方向に圧縮して管端部を最終拡
   径状態まで拡径させる第４工程とを有することを特徴と
   する金属管・複合管の受口部製造方法