JP3894387B2 - 管継手の製造方法及びその方法で得られる管継手 - Google Patents
管継手の製造方法及びその方法で得られる管継手 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3894387B2 JP3894387B2 JP32785497A JP32785497A JP3894387B2 JP 3894387 B2 JP3894387 B2 JP 3894387B2 JP 32785497 A JP32785497 A JP 32785497A JP 32785497 A JP32785497 A JP 32785497A JP 3894387 B2 JP3894387 B2 JP 3894387B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- mold
- tube
- pipe joint
- trumpet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Joints With Pressure Members (AREA)
- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、管継手の製造方法とその方法で溶接管を材料にして作られるサニタリー継手等の管継手に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、飲料(ジュース、牛乳、ビール等)移送用の配管材としては、一般的にサニタリー管が使用されている。このサニタリー管や科学液移送管などの接続に用いる管継手は種々ある。その管継手の一例を図1に示す。
【0003】
図1(a)は、溶接式フェルールであり、これには、全長F2 が短いものと長いもの(ロングフェルール)がある。図中1は接続用の鍔、2はシールパッキンの一部を嵌めるパッキン溝を示す。また、図1(b)は内面にネジを切ったエキスパンド式フェルール、図1(c)は後部外周にネジを付けたフェルール付管用ネジアダプタである。配管の接続は、これ等の管継手を溶接、ネジ込み等で配管材の接続側端部に取付け、対向した2つの管継手の鍔1をシールパッキン(図示せず)を挟んで突き合わせ、クランプバンド(図示せず)で締付ける方法で行われる。クランプバンドには継手外周の鍔1が嵌まる溝を設けてあり、その溝の斜面に働く分力で接続相手の2つの鍔が引き寄せられて接続部のシールがなされる。なお、類似の管継手にホースの接続を行う図1(d)のフェルール付ホース口がある。これも前3者と同じくクランプ継手であり、この発明の製造対象品である。
【0004】
これ等の管継手は、清潔さや耐食性が要求される場合、ステンレス鋼製のものが利用されている。
【0005】
ところで、上述した如き管継手でIDF/ISO規格を満たすものはシームレス管で製作されており、溶接管製のものは無かった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
シームレス管製の継手は、厚肉の特殊な管材を用い、その外周(図1(a)の鎖線部)を一端に鍔ができるように削り込んで作られるので、材料ロスや切削の手間が多くなり、高価につく欠点がある。
【0007】
また、図1(a)の溶接式フェルールで全長F2 が長いロングフェルールや図1(c)のフェルール付管用ネジアダプタ、或いは図1(d)のフェルール付ホース口については、材料ロスを少なくするために溶接式フェルールにスリーブやネジアダプタや竹の子ニップルを溶接して継ぎ足す方法で製造しているが、この方法も工程増加によるコストアップが避けられず、製品価格が高くなる。
【0008】
そこで、厚肉の管材から鍔を削り出すのではなく、鍛造して管端の鍔を作ることを考えた。この方法で最終製品に近い厚さの管材にうまく鍔を形成できれば、鍔を削り出したりネジアダプタ等を継ぎ足したりする必要が無くなり、管継手のコスト低減が図れる。
【0009】
ところが、ISO規格の管継手は、鍔の特にネック部の厚みが管の本体部の厚みよりも相当厚く、従来法では、そのような厚い鍔は削り出す以外に作りようがなかった。
【0010】
管材が溶接管であると、鍛造による伸びで溶接部に所謂鋳引け(図2のように、溶接金属3と母材金属4の接合部が抗張力差で凹む現象)が起こり、得られる鍔の有効肉厚が特に薄くなってしまう。また、通常のフレア加工では、形成される鍔の内端コーナ部に図3に示すように丸味がつき、コーナの角出しのために一点鎖線よりも左側部分を削り取る必要が生じて鍔1の有効厚みが更に薄くなってしまう。従って、シームレス管を用いる場合にも一般的な鍛造法では満足な鍔を作れず、このため、図1に示すようなクランプ継手は厚肉のシームレス管を材料とし、コスト面で不利な削り出し法で製作せざるを得なかった。
【0011】
この発明は、コスト低減のために、シームレス管を材料とする場合は勿論、溶接管を材料とする場合にも要求肉厚を満足する鍔を鍛造法で作り出せるようにした管継手の製造方法を提供することを第1の課題としている。
【0012】
また、その製造方法で溶接管を材料にして作ったISO規格を満足できる管継手(クランプ継手)を提供することを第2の課題としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、下記a)〜e)の工程を経て所望の管継手を製造する。
a)所定長さに切断された管材の一端の口を冷間フレア加工してラッパ状に広げる予備加工工程、
b)予備加工後の管材を所定範囲の温度に加熱して軟化させる工程、
c)加熱軟化した管材の他端側を金型の成形穴に入れた後、管材内に金型軸心と平行なバーチカルローラを挿入し、このバーチカルローラで管材のストレート部を前記成形穴の内面に押し付けながらバーチカルローラと金型を同調回転させ、さらに、金型と同調回転して金型に相対接近するコーンローラで成形穴から突出している管材の一端側ラッパ状部を外側に押し曲げて成形穴の入口部に設けられている鍔成形溝に押し込み、かつ、当該部のコーンローラ接触面を管材の軸心と直角な面に成形する熱間ローリング鍛造工程、
d)ローリング鍛造後の管材を成形穴から出して急冷する工程、
e)急冷後の管材の表面を機械加工して所定の寸法、形状に仕上げる工程を経て所望の管継手を得る管継手の製造方法。
【0014】
なお、予備加工工程でラッパ状に広げる口の曲げ角度は20°〜50°の範囲とするのが望ましい。
【0015】
また、ローリング鍛造工程では、成形圧をバランスよく加えるため、及び成形時間を短縮するために複数個のコーンローラを用いて管材のラッパ状部の押し曲げを複数箇所で同時進行させて行うのが望ましい。
【0016】
かかる方法によれば、材料管がシームレス管、溶接管のどちらであっても、ISO規格を満たす管継手を製作できる。
【0017】
【作用】
金型の成形穴から突出した管材のラッパ状部をプレス機による一発成形で一気に外側に押し曲げると、溶接管使用時に伸びが大きくなる鍔部に鋳引けが発生し、加工される鍔の内端コーナ部に曲げによる丸味もつくが、管材を回転させてバーチカルローラとコーンローラで極部加圧を行うローリング鍛造法によれば、変形伸びが徐々に進行するので鋳引けが生じ難い。また、仮に鋳引けが起こっても、コーンローラによる均し作用で凹んだ箇所が埋め戻される。
【0018】
また、コーンローラによる加圧で管材の塑性流動が起こり、流動した金属の大部分が内側に流れて一発成形のフレア加工では丸味がついて空所となる鍔の内端コーナ部を埋める。これにより、ネック厚みが厚くてしかも厚みばらつきの少ない鍔が得られる。
【0019】
また、内側に流れた金属がバーチカルローラとコーンローラによって成形されるため、鍔の内端のコーナも直角に近い状態に角出しされる。
【0020】
管材の予備加工は、コーンローラによる管材の一端の押し曲げをスムーズに行うために必要である。この予備加工による管の口の曲げ角度(図4(b)のフレア角γ)は、実験の結果、20°〜50°が適していた。この角度が小さ過ぎるとラッパ状部の押し曲げがスムーズにいかず、逆に大き過ぎると、能力の大きなフレア加工用プレス機が必要になるほか、溶接管使用時に管材の溶接継ぎ目部に亀裂が入ったりする。
【0021】
なお、この発明の方法によれば、ロングフェルール、フェルール付管用ネジアダプタ、フェルール付ホース口の3者に関して溶接継ぎ足し部の無いものを製作できるが、シームレス管を削り出して作る従来品もコストを無視すれば溶接継ぎ足し部の無いものを作ることが可能であるので、シームレス管製の管継手については、この発明の方法で作られたものと従来品の区別がつかないことがある。これに対し、溶接管製の管継手は酸洗すると管の溶接部を確認でき、溶接管で作られたことが判る。コスト面ではシームレス管よりも安価な溶接管を利用した方が有利であり、溶接管の使用でISO規格を満たす管継手の更なる低価格化が図れる。
【0022】
【発明の実施の形態】
図4に基づいて、この発明の製造方法の概要を説明する。
【0023】
図4(a)は、長尺管から切り出した管材5を示している。この管材5は、シームレス管でもよいし、安価な溶接管でもよい。
【0024】
所定長さに切断したこの管材5を予備加工工程に供し、冷間プレス機でフレア加工して管材の一端に管の口を広げるラッパ状部6(図4(b)参照)を形成する。そのラッパ状部の曲げ角度γは、先に述べた理由から20°〜50°が好ましい。
【0025】
次いで、予備加工後の管材5を所定の温度に加熱する。このときの温度は、管の材質が通常の鉄であれば第2変態温度(約700℃)で塑性変形が容易になって熱間鍛造が行える。また、ステンレス鋼の熱間成形品については固溶化熱処理温度(表1参照)が規定されているのでそれに従う。
【0026】
【表1】
【0027】
この後、加熱した管材5を加熱炉から出して金型にセットし、鍔の熱間ローリング鍛造を行う。
【0028】
図5(a)、(b)にローリング鍛造装置の概要を示す。図中11は成形穴12を有する金型である。成形穴12の入口部には、鍔成形溝13が設けられている。この金型11は、保持治具15にセットされて回転駆動機構(図示せず)により保持治具15と共に定位置で回転せしめられる。
【0029】
金型11の底部は可動底板14によって形成されており、その可動底板14が保持治具15内の油圧式押し上げ機構(図示せず)により押し上げられて鍛造後の管材(クルード製品)が抜取り可能な位置まで成形穴12から押し出される。
【0030】
図5(a)、(b)の16は、金型11の軸心と平行なバーチカルローラ、17はコーンローラである。金型11の直上に配置されるこのバーチカルローラ16とコーンローラ17は、金型11と同調回転する。また、両者は、油圧式昇降機構(図示せず)で昇降せしめられる。さらに、バーチカルローラ16は送り機構(これも図示せず)で横送りして金型11内の管材5に横向きに圧力を加え得るようにしてある。コーンローラ17は、バランスの良い加圧成形を行うために、2個をペアにして金型11の中心基準で対称位置に配置している。
【0031】
なお、バーチカルローラ16とコーンローラ17は、高温の管材に接触するので、気体で表面の強制冷却を行うようにしておくのがよい。
【0032】
予備加工して所定の温度に加熱した管材5を、図6(a)に示すように金型11の成形穴12に入れ、その後、バーチカルローラ16とコーンローラ17を降下させ、管材5内に進入したバーチカルローラ16で管材5のストレート部7を成形穴12の内面に押し付ける。この状態でローラ16、17を更に降下させて金型11と同調回転するコーンローラ17で管材5のラッパ状部6を加圧成形する。ラッパ状部6は外広がりの方向に傾斜しているので、上端に押し下げ力が加えられると上部側から徐々に外側に開くように押し曲げられて金型の鍔成形溝13内に納まっていく。その様子を図6(b)に示す。鍔成形溝13は、外径側の溝深さが管材5の肉厚よりも浅くなっており、従って、押し曲げ後のラッパ状部6は鍔成形溝13から若干突出する。その突出部がコーンローラ17に均されながら押し潰されて軟化した金属の塑性流動が起こり、流動する金属の大部分が移動規制を受けない管の内径側に流れて通常の押し曲げ成形では丸味がついて空所となる部分(鍔1の内端コーナ部となる部分)を埋める。
【0033】
さらに、内側に流れた金属がバーチカルローラ16とコーンローラ17に成形されて鍔1の内端コーナ部の角出しがなされ、このようにしてネック部の有効肉厚が充分に厚い鍔が作り出される。
【0034】
熱間ローリング鍛造が終了したら、保持治具15内の押し上げ機構で鍛造済の管材5を押し上げ、成形穴12から抜き取って急冷する。以上の工程を経て黒皮のあるクルード製品が出来る。そこで、このクルード製品を機械加工して図1に示すような管継手に仕上げる。
【0035】
なお、熱間ローリング鍛造工程の全所要時間は、材料の特性や生産性に影響を及ぼすので短いほどよく、管材5がステンレス鋼なら最大でも30秒くらいにとどめるのが望ましい。
【0036】
以下に、より詳細な実施例を挙げる。
【0037】
ISO2852−1993Eの規格に基づく公称サイズ63.5の溶接式フェルールをこの発明の方法で製造した。そのフェルールの要部の寸法諸元を以下に示す(図1を同時参照)。
C6 =60.3、C10=64.1、C7 =77.5、L1 =2.85、α=20°、R2 =2、F2 =21.5(ロングフェルールは42)、なお、単位は角度を除いていずれもmmである。
【0038】
造管機で製造した約5mm厚のSUS304の溶接管を所定長さ(試作サイズのフェルールはF2 +11〜13mmが適当であった)に切断して管材とし、これをプレス機を用いて常温下でフレア加工して一端に曲げ角(フレア角)γ=30°のラッパ状部を形成した。
【0039】
その後、この管材を加熱炉に入れて1050℃〜1100℃に加熱した。次に、所定温度になった管材を加熱炉から出してローリング鍛造装置の金型に入れ、成形穴から突出しているラッパ状部の熱間ローリング鍛造を実施した。
【0040】
その熱間ローリング鍛造は、金型を263rpmの速度で回転させ、さらに、バーチカルローラとコーンローラ(コーンローラはテーパ角36°のものを用いた)を管材との速度差が出ないように回転させて行い、コーンローラによるラッパ状部の加圧成形(鍔の形成)は、4秒で完了させた。
【0041】
なお、バーチカルローラとコーンローラの降下開始点は、最適温度で鍛造を行うために両ローラの降下速度を考慮して適正位置を定める必要がある。その位置が低過ぎる場合、高過ぎる場合とも、加圧された金属の塑性流動が不安定になって鍔の内端コーナ部の角出しがうまくいかないことがある。例示のケースでは、熱間鍛造位置の直上10cm〜30cm程度が好ましかった。
【0042】
また、バーチカルローラによる管材ストレート部の成形穴内面への押付け力は、25kgf〜70kgf(これは全荷重)が好ましかった。
【0043】
熱間ローリング鍛造後、管材を金型から出して急冷した。こうして得られたロングフェルール用クルード製品の断面形状を図7に示す。管材5の一端側に形成された鍔1の外径側は端面が傾斜して後退しているが、この部分は仕上げ加工時に除去する領域であるので平坦になっていなくても問題はない。このクルード製品の図中鎖線外の領域を旋削してISO規格を満たす継手を得た。
【0044】
なお、図1(a)のF2 が70mm(その他の寸法諸元等は上記と同じ)のフェルール付管用ネジアダプタやF2 が100mmのフェルール付ホース口(共に溶接継ぎ足し部無し)も同様の条件で製造することができた。
【0045】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の方法によれば、安価な溶接管を材料にしてISO規格を満たすクランプ継手を製作でき、管継手のコスト低減と生産性の向上が図れる。
【0046】
なお、シームレス管を材料とする場合も、鍔の削り出しが不要、及び長寸の継手については溶接継ぎ足しが不要となることにより、コスト低減と生産性改善の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)溶接式フェルールの半断面図
(b)エキスパンド式フェルールの半断面図
(c)フェルール付管用ネジアダプタの半断面図
(d)フェルール付ホース口の半断面図
【図2】鋳引けの説明図
【図3】鍔の内端コーナ部に丸味が付いた例を示す図
【図4】(a)管材の斜視図
(b)フレア加工後の管材の断面図
【図5】(a)ローリング鍛造装置の概要を示す部分破断正面図
(b)バーチカルローラとコーンローラの位置関係を示す平面図
【図6】(a)加熱した管材を金型に入れた状態を示す断面図
(b)鍔の形成過程を示す図
【図7】熱間鍛造して得られたクルード製品の断面図
【符号の説明】
1 鍔
2 パッキン溝
5 管材
6 ラッパ状部
7 ストレート部
11 金型
12 成形穴
13 鍔成形溝
14 可動底板
15 保持治具
16 バーチカルローラ
17 コーンローラ
Claims (4)
- 所定長さに切断された管材の一端の口を冷間フレア加工してラッパ状に広げる予備加工工程、
予備加工後の管材を所定範囲の温度に加熱して軟化させる工程、
加熱軟化した管材の他端側を金型の成形穴に入れた後、管材内に金型軸心と平行なバーチカルローラを挿入し、このバーチカルローラで管材のストレート部を前記成形穴の内面に押し付けながらバーチカルローラと金型を同調回転させ、さらに、金型と同調回転して金型に相対接近するコーンローラで成形穴から突出している管材の一端側ラッパ状部を外側に押し曲げて成形穴の入口部に設けられている鍔成形溝に押し込み、かつ、当該部のコーンローラ接触面を管材の軸心と直角な面に成形する熱間ローリング鍛造工程、
ローリング鍛造後の管材を成形穴から出して急冷する工程、
急冷後の管材の表面を機械加工して所定の寸法、形状に仕上げる工程を経て所望の管継手を得る管継手の製造方法。 - 予備加工工程でラッパ状に広げる口の曲げ角度を20°〜50°の範囲とする請求項1記載の管継手の製造方法。
- 前記コーンローラをn個(n≧2)用い、そのコーンローラによる管材のラッパ状部の押し曲げをn箇所で同時進行させて行う請求項1又は2記載の管継手の製造方法。
- 溶接管を材料にして請求項1乃至3のいずれかの方法で作られた一端に接続用の鍔を備えるクランプ式管継手。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32785497A JP3894387B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 管継手の製造方法及びその方法で得られる管継手 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32785497A JP3894387B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 管継手の製造方法及びその方法で得られる管継手 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11159669A JPH11159669A (ja) | 1999-06-15 |
JP3894387B2 true JP3894387B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=18203730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32785497A Expired - Lifetime JP3894387B2 (ja) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | 管継手の製造方法及びその方法で得られる管継手 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3894387B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003166676A (ja) * | 2001-12-03 | 2003-06-13 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | マリンホース |
KR100654255B1 (ko) | 2005-05-12 | 2006-12-06 | 박범용 | 머플러 배관연결구의 제조방법 |
JP5231671B1 (ja) | 2012-07-31 | 2013-07-10 | イハラサイエンス株式会社 | 継手およびそのフェルール製造方法 |
CN112427559B (zh) * | 2020-10-22 | 2022-09-16 | 浙江美联智能科技有限公司 | 包覆锭子的锭盖成型方法 |
CN113753135B (zh) * | 2021-09-14 | 2022-12-23 | 东风商用车有限公司 | 一种商用车挡泥板支架及制造工艺 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP32785497A patent/JP3894387B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11159669A (ja) | 1999-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4863365A (en) | Method and apparatus for deforming reformable tubular pipe liners | |
US5735156A (en) | Method and apparatus for forming a non-circular pipe | |
CA2967914C (en) | Method of producing steel pipe and press die used for same | |
CN100518984C (zh) | 圆管钢构件弧形冷弯成型模具 | |
EP0026043A1 (en) | Method of producing clad steel articles | |
CN106903868A (zh) | 一种法兰盘内衬管翻边装置 | |
JP3894387B2 (ja) | 管継手の製造方法及びその方法で得られる管継手 | |
CN108421839A (zh) | 一种球扁钢双孔模挤压成型方法 | |
CN102773307B (zh) | 平行三通接头的成型工艺 | |
CN104043677A (zh) | 一种碳素钢管/不锈钢管复合管的制备方法 | |
CN113976789B (zh) | 一种带内外法兰结构的钛合金薄壁超大锥角异形环锻件空心缩径挤压成形工艺方法 | |
CN1057482C (zh) | 一种消除薄壁焊管焊缝残余应力的方法 | |
CN108758142B (zh) | 一种主管变径三通及其生产工艺 | |
JP3072244B2 (ja) | 管の突き合わせ接合方法 | |
JPH0698382B2 (ja) | 熱間での電縫管の製造方法 | |
CN206718461U (zh) | 一种法兰盘内衬管翻边装置 | |
JP2002254127A (ja) | レジューサの製造方法 | |
CN210566912U (zh) | 一种用在工业管道转弯处的对焊偏心异径弯头及其生产装置 | |
US5979202A (en) | Method and apparatus for making pipe line steel grooved-end fittings | |
JPH0147248B2 (ja) | ||
CN214184664U (zh) | 一种冷弯成型两端带直管段弯管的整形工装 | |
CN213495833U (zh) | 一种冷弯成型两端带直管段弯管用弯管机 | |
JPH0437413A (ja) | 大径角形鋼管の製造方法および装置 | |
JPS58103917A (ja) | 大径角形鋼管の製造方法 | |
JPS58212818A (ja) | 分岐管の成形法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040707 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061121 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061207 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131222 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |