JP3279326B2 - 金属管・複合管の受口部製造方法及びこれに用いる金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、予め拡径された金属管
端部ないし複合管端部の開口端側を縮径して所定内径の
開口端を有する受口部の製造方法と、これに用いる金型
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。この種の受口部は、金属管や複合管の管
端部をゴムバルジ成形等により拡径し、然る後、その拡
径された管端部の開口端側を所定径まで縮径することに
より形成される。

【０００３】管端部拡径後に上記のような縮径加工を行
う方法としては、例えば特開平２ー１３０１２７号公報
に記載されているような技術がある。これは、図９に示
すように、管１００の端部１００ａを所定径に拡径した
後、その管端部１００ａの開口端１００ｂ側を縮径用内
型１０１の凹部１０１ａ内に圧入し、その開口端１００
ｂ側の端面を凹部１０１ａ内の所定径の円柱状コア部１
０２に当接させるものである。これによれば、拡径され
た管端部１００ａの開口端１００ｂ側が凹部１０１ａに
圧入されるので、その凹部１０１ａの内面に沿った所定
の形状に縮径されることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然るに、金属管又は複
合管の素材が例えば電縫管（金属帯板を円形に成形した
後その継目を溶接してなる管）である場合には、上記の
ような従来の縮径方法によると、次のような問題が生じ
る。すなわち、電縫管の拡径加工を行うと、その溶接部
が非溶接部に比べて硬く拡径時に伸長されにくいため
に、拡径後の管端部における開口端側の端面に溶接部が
凸部となって現れる。また、拡径される管に偏肉がある
場合、つまり肉厚の大きい箇所と小さい箇所とがある場
合、その肉厚の大小により拡径管端部の開口端側の端面
に凹凸ができる。

【０００５】そして、このような凸部又は凹凸の存在す
る管端面を上記公報に記載されているような方法によっ
て縮径すると、その凸部等が上記コア部１０２に当た
り、縮径加工の内径を規制することとなるため、所定の
内径に縮径加工することができない。従って、そのまま
では当該受口部に他管の挿口部を挿入した際に受口部内
面と挿口部外面との間に比較的大きな隙間ができ、接合
が不安定となる結果を招くことになる。

【０００６】本発明は、金属管や複合管の拡径管端部の
開口端側を縮径して受口部を製造する場合における上記
のような問題に対処するもので、拡径管端部の開口端に
多少の凸部や凹凸があっても、縮径加工によって内径寸
法が均一又は略均一の開口端を有する受口部が得られる
ようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
願の請求項１に係る発明（以下、第１発明という）は、
次のように構成したことを特徴とする。すなわち、金属
管又は複合管における拡径管端部の開口端側を縮径し
て、その開口端を所定径の円柱状コア部に当接させるこ
とにより所定内径の開口端を有する受口部を製造する方
法において、上記開口端の円柱状コア部への当接時にそ
の開口端の端面の前方に該開口端の端面に存在する凸部
を逃がすための逃げ部が存在するようにした状態で当該
開口端側を縮径する。

【０００８】また、本願の請求項２に係る発明（以下、
第２発明という）は、第１発明の実施に使用する金型で
あって、次のように構成したことを特徴とする。すなわ
ち、上記金属管又は複合管における拡径管端部の開口端
側を所定形状に縮径させ得るように一端面から内奥に向
けて徐々に径小となる凹部を有する外型と、縮径される
開口端が当接し得るように外型の内方に配置されて縮径
時における前記開口端の端面位置を規制する所定径の円
柱状コア部を有する内型とを含み、前記内型のコア部外
周面と外型の内周面との間には、コア部に開口端が当接
した時にその開口端の端面の前方に該開口端の端面に存
在する凸部を逃がすための逃げ部が存在するように、当
該周方向における少なくとも一部に所定のクリアランス
を設ける。

【０００９】このクリアランスは、例えば図５又は図６
に示すように、外型１４、２４内にセットされた内型１
５、２５の円柱状コア部１５ａ、２５ａに拡径管端部１
２ａ、２２ａの開口端１２ｂ、２２ｂが当接した時にそ
の開口端１２ｂ、２２ｂの端面の前方（同図の状態で右
方）に該開口端の端面に存在する凸部を逃がすための逃
げ部（イ）、（ロ）が確保できるようなものであれば足
りる。

【００１０】上記金型は、外型１４、２４の凹部内面の
先端角度（外型凹部の小径端における内面と管軸方向と
のなす角度）θが２０°〜８０°の範囲であるような拡
径管端部開口端の加工に有効である。また、上記クリア
ランスの奥側に確保される逃げ部（イ）、（ロ）の長さ
（逃げ代）は、縮径加工を受ける拡径管端部の肉厚の少
なくとも（１／２）以上あることが望ましい。更に、上
記クリアランスについては、拡径管端部の肉厚と同等以
下でその略（１／２）以上の範囲内に寸法を設定してお
くことが望ましい。

【００１１】尚、図５に示すような外型１４の場合は、
その凹部小径端よりも奥側の内面と内型１５とのなす角
度αについては任意である。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、金属管又は複合管におけ
る拡径管端部の開口端に溶接部による凸部や偏肉による
凹凸があっても、次のようにして内径が均一又は略均一
の開口端を有する受口部が得られることになる。すなわ
ち、先ず拡径管端部の開口端側を外型の一端面側から凹
部内に圧入していくと、その凹部の内面形状に沿うよう
に該開口端側が縮径されて、その内方に配置された内型
の円柱状コア部に突き当たる。この状態では、上記開口
端の端面に存在する凸部がコア部に当接するだけであ
り、その開口端の内周側が全周にわたってコア部に当接
した状態とはなっていない。

【００１３】その後、この状態で更に縮径加工が継続さ
れることにより、管の拡径肩部、つまり拡径部と非拡径
部（平行部）との間の管部分が絞り加工を受けると共
に、その力と同一の力が上記開口端に作用してその端面
を潰そうとする。その場合、開口端の前方に逃げ部が存
在することにより、開口端の端面を潰そうとする力の大
きさに応じて開口端がその前方の逃げ部の方に逃げるの
で、その端面が従来よりも潰され易くなる。その結果、
縮径される開口端の端面に上記のような凸部が存在して
いたとしても、該端面が潰し加工による力を受けて比較
的容易に潰されることとなる。これにより、内径が均一
又は略均一の開口端を有する受口部が得られることにな
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。先ず、こ
の実施例で使用する金型について説明する。図１に示す
ように、金型１は、金属管たる電縫鋼管（以下、管とい
う）２の管端部２ａの拡径に使用される第１外型３と、
その拡径された管端部２ａの開口端２ｂ側を所定形状に
縮径する縮径用の第２外型４と、この第２外型４内に嵌
合セットされた内型５とからなる。

【００１５】このうち、第１外型３は、一端に開口部３
ｂを有し、その開口部３ｂから拡径された管端部２ａの
開口端２ｂ側が所定量だけ突出するように構成されてい
る。また、第２外型４は、第１外型３に対向する端面か
ら内奥に向けて徐々に径小となる凹部４ａを有し、その
凹部４ａの内面に沿って拡径管端部２ａの開口端２ｂ側
が圧入されることにより、該開口端側を所定形状に縮径
するようになっている。

【００１６】一方、内型５は、拡径管端部２ａよりも所
定量だけ小さな外径の円柱状コア部５ａを有し、上記開
口端２ｂ側の縮径時にその端面がコア部５ａの外面に突
き当たるように第２外型４内に同心状に設けられてい
る。そして、この内型５におけるコア部５ａと第２外型
４における凹部４ａの小径端との間には、コア部５ａの
外面に開口端２ｂが当接した時に該開口端の前方にその
逃げ部が存在するように、所定のクリアランスＣが設け
られている（図２、図４参照）。

【００１７】このクリアランスＣは、上記凹部４ａの小
径端の位置からその奥側に軸方向に沿って一定の長さ、
つまり逃げ代Ａを有する。尚、この実施例で使用した金
型１におけるクリアランスＣの径方向寸法及び逃げ代
は、いずれも１．５ｍｍであり、第２外型凹部４ａの小
径端内面と軸方向とのなす角度θは４５°である。

【００１８】このような金型を用いて本実施例方法は、
次のようにして行う。先ず、図１及び図２に示すよう
に、第１外型３の開口部３ｂから管２における拡径管端
部２ａの開口端２ｂ側を所定量だけ突出させた状態で、
第１外型３に第２外型４を相対的に近づけていくことに
より、第２外型３の凹部４ａ内に拡径管端部開口端２ｂ
側を圧入していく。

【００１９】このようにすると、拡径管端部開口端２ｂ
側が第２外型凹部４ａの内面に沿って縮径されつつ、該
開口端２ｂが内型５における円柱状コア部５ａの外面に
突き当たる。この時、突き当たった開口端２ｂの前方に
は、所定のクリアランスＣが存在する。次に、こうして
所定位置にクリアランスＣが存在する状態でコア部５ａ
に拡径管端部開口端２ｂを突き当てた後、中断すること
なく更に所定量だけ両外型３、４を相対的に近づけるこ
とにより、図３及び図４に示すように拡径管端部開口端
２ｂの端面に一定の潰し加工力が作用する状態まで該開
口端２ｂ側を縮径する。

【００２０】このような構成によれば、第１外型３の開
口部３ｂから突出した拡径管端部２ａの開口端２ｂ側
は、図１及び図２に示すように第２外型４の凹部４ａ内
に圧入されることにより、その凹部４ａの内面に沿うよ
うに縮径される。そして、所定位置まで圧入された時に
拡径管端部開口端２ｂが内型５の円柱状コア部５ａの外
面に突き当たり、その状態で、更に所定量だけ両外型
３、４が相対的に近づけられることにより、管２の平行
部２ｃと拡径管端部２ａとの間に位置する拡径肩部２ｄ
が絞り加工を受け、その力と同一の力の分だけ開口端２
ｂにこれを押し潰そうとする力が作用する。

【００２１】この時、開口端２ｂに例えば溶接部による
比較的硬い凸部（図示せず）が存在していると、その凸
部が他の部分よりも先に円柱状コア部５ａの外面に当接
して、通常はその凸部が支えとなるため、開口端２ｂの
内周面側が全周にわたってコア部５ａに当接する前に拡
径肩部２ｄの縮径が行われてしまう。しかし、上記の構
成においては、円柱状コア部５ａと第２外型凹部４ａの
小径端との間に所定のクリアランスＣが設けられた状態
で、更に所定量だけ両外型３、４が相対的に近づけられ
るので、開口端２ｂにおける凸部にこれを押し潰そうと
する力が作用した際に、図３及び図４に示すように、そ
の端面の前方のクリアランスＣが開口端２ｂの端面に存
在する凸部を逃がすための逃げ部として作用する。

【００２２】このため、開口端２ｂに存在していた凸部
は、そのような逃げ部のない場合に比較して、より潰れ
易くなる。その結果、拡径肩部２ｄの縮径時に作用する
力によって開口端２ｂの凸部が比較的容易に潰され、該
開口端２ｂの内周側が全周にわたってコア部５ａに当接
するようになる。これにより、縮径後における拡径管端
部開口端２ｂの内径寸法のバラツキを極めて少なくする
ことができ、内径が略一定の開口端を有する受口部が得
られることになる。

【００２３】尚、溶接部による２．０ｍｍの凸部が拡径
管端部の開口端に生じていた管の当該開口端側につい
て、外径が１３２ｍｍから１１５ｍｍとなるまで、本実
施例方法により縮径加工を行ったところ、当該開口端の
内径のバラツキは１１５ｍｍ＋０．５０ｍｍの範囲に収
まった。一方、比較例として、上記実施例で用いた管と
同じ構成の管５２について、図７及び図８に示すような
金型５１（第２外型５４と内型５５の円柱状コア部５５
ａとのクリアランスｃは１．５ｍｍ、逃げ代は０ｍｍ、
第２外型凹部５４ａの小径端内面の角度θは４５°）を
用いて縮径加工を行ったところ、当該拡径管端部開口端
５２ｂの内径のバラツキは１１５ｍｍ＋１．３０ｍｍで
あった。

【００２４】これらの測定結果から、本実施例による
と、開口端内径寸法のバラツキが比較例に比べて０．８
０ｍｍも小さくなることが判明した。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属管又
は複合管における拡径管端部の開口端側を縮径して、開
口端が所定の内径を有する受口部を製造する場合におい
て、開口端を当接させる内型とその外側の外型との間に
開口端の端面に存在する凸部を逃がすための所定の逃げ
部が確保されるようにしたので、その開口端の内径寸法
のバラツキを極めて少なくすることができる。

【００２６】これにより、管の受口部先端内径の寸法を
他管挿口部の外径寸法に近づけることができ、配管ライ
ンのセンタリングが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、外型（第２外
型）に管及び内型を所定の状態にセットして、その拡径
管端部の開口端側を縮径している状態を示す管端部周辺
の軸方向縦断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】同実施例において拡径管端部開口端側を最終状
態まで縮径した状態を示す同じく管端部周辺の軸方向縦
断面図である。

【図４】図３の要部拡大図である。

【図５】本願第２発明に係る金型の説明に使用した円柱
状コア部周辺の要部拡大縦断面図である。

【図６】同じくの本願第２発明に係る金型の説明に使用
した他の円柱状コア部周辺の要部拡大縦断面図である。

【図７】比較例による受口部製造方法及びその方法に使
用した金型を示す拡径管端部周辺の軸方向縦断面図であ
る。

【図８】図７の要部拡大図である。

【図９】従来における複合管の受口部製造方法の一例を
示す管端部周辺の縦断面図である。

【符号の説明】

１・・・金型、 ２・・・管（電縫鋼管）、 ２ａ，１２ａ，２２ａ・・・拡径管端部、 ２ｂ，１２ｂ，２２ｂ・・・開口端、 ４，１４，２４・・・外型（第２外型）、 ４ａ・・・凹部、 ５，１５，２５・・・内型、 ５ａ・・・円柱状コア部、 Ｃ・・・クリアランス、 （イ），（ロ）・・・逃げ部。

Claims (2)

(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
   してなる複合管における拡径管端部の開口端側を縮径し
   て、その開口端を所定径の円柱状コア部に当接させるこ
   とにより所定内径の開口端を有する受口部を製造する方
   法において、上記開口端の円柱状コア部への当接時にそ
   の開口端の端面の前方に該開口端の端面に存在する凸部
   を逃がすための逃げ部が存在するようにした状態で当該
   開口端側を縮径することを特徴とする金属管・複合管の
   受口部製造方法。
2. 【請求項２】 金属管又は金属管内面に合成樹脂を被覆
   してなる複合管における拡径管端部の開口端側を縮径し
   て受口部を製造する方法に用いる金型であって、上記拡
   径管端部の開口端側を所定形状に縮径させ得るように一
   端面から内奥に向けて徐々に径小となる凹部を有する外
   型と、縮径される開口端が当接し得るように外型の内方
   に配置されて縮径時における前記開口端の端面位置を規
   制する所定径の円柱状コア部を有する内型とを含み、前
   記内型のコア部外周面と外型の内周面との間には、コア
   部に開口端が当接した時にその開口端の端面の前方に該
   開口端の端面に存在する凸部を逃がすための逃げ部が存
   在するように、当該周方向における少なくとも一部に所
   定のクリアランスが設けられていることを特徴とする金
   型。