JP6619674B2 - 樹脂管のインコアの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂管の端部に嵌入されるインコアの製造方法に関する。

水道用ポリエチレン管の接続に使用する継手として、社団法人日本水道協会の規格（JWWA B116）の水道用ポリエチレン管用金属継手が広く使用されている。当該継手は、例えば図５（ａ）に示すように、胴１１、ナット１２、リング１３、インコア１４の部品から構成されている。この中で、インコア１４は樹脂管Ｔの開口端部に嵌入されるテーパ筒状の金属部材であり、主に小口径のものはステンレス製のプレス加工品（図５（ａ）のインコア１４）、大口径のものは銅合金の切削加工品（図５（ｂ）のインコア１４）から構成されているのが一般的である。

給水装置の更なる耐震化を図るうえでは、継手からの樹脂管の引抜性能を向上させることが重要であり、特許文献１、２には、インコアの外周面において軸方向に複数の竹の子状の段部を形成する技術が記載されている。これらの技術によれば、段部が樹脂管の内周面に喰い込むことにより、インコア（継手）からの樹脂管の抜けが阻止される。

特開２００９−７９７５０号公報 特開２０１１−１７３５６号公報

前記したように従来のインコア１４は、ステンレス板のプレス加工品、或いは銅合金の切削加工品の場合が殆どである。プレス加工品のインコア１４は製造コストが安価で済むという利点があるが、前記段部をプレス加工で形成することは極めて難しい。逆に切削加工品のインコア１４の場合には、図５（ｃ）に示す段部１５を切削加工により形成できるが、切削加工に時間がかかるため製造コストが高くなるという問題がある。特に、インコア１４に鍔部１６が形成されている場合には、元の円筒形状からの削り代（２点鎖線で囲った部分）が大きくなるので、材料の無駄が多くなり、切削加工時間も長くなって製造コストが一層高くなる。

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、製造コストを抑えてインコアの外周面に突部を形成可能な樹脂管のインコアの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、樹脂管の開口端部に嵌入されるインコアの製造方法であって、プレス成形により円錐台形状のテーパ筒部を形成し、孔部を有し当該孔部の内周部には円周方向に沿う角状の刃部が全周に形成された刃具を前記テーパ筒部の小径側から軸方向に沿って前記テーパ筒部の外周面に喰い込ませることにより、前記外周面に、前記刃部の喰い込みにより円周方向に沿って連続的に隆起する突条部からなる突部を隆起させるものであり、前記刃部の径寸法が異なる複数の刃具を用いて、前記突条部を軸方向に複数形成することを特徴とする。

本発明によれば、インコアをプレス加工により形成したうえで、刃具をテーパ筒部の小径側から軸方向に沿ってテーパ筒部の外周面に喰い込ませるという簡単かつ迅速な方法でインコアの外周面に突部を形成できるので、従来の切削加工により突部を形成する方法に比して、加工時間が短くなり、無駄な削り代も無いので、インコアの製造コストを低減できる。
また、本発明によれば、形状の簡単な刃具を用いてインコアに突条部を形成できる。
また、本発明によれば、刃部の径寸法が異なる複数の刃具により、複数の突条部を容易に形成できる。

また、本発明は、樹脂管の開口端部に嵌入されるインコアの製造方法であって、プレス成形により円錐台形状のテーパ筒部を形成し、孔部を有し当該孔部の内周部には円周方向に沿う角状の刃部が間欠的に形成された刃具を前記テーパ筒部の小径側から軸方向に沿って前記テーパ筒部の外周面に喰い込ませることにより、前記外周面に、前記刃部の喰い込みにより円周方向に沿って間欠的に隆起する突条部からなる突部を隆起させるものであり、前記刃部の径寸法が異なる複数の刃具を用いて、前記突条部を軸方向に複数形成することを特徴とする。

本発明によれば、インコアをプレス加工により形成したうえで、刃具をテーパ筒部の小径側から軸方向に沿ってテーパ筒部の外周面に喰い込ませるという簡単かつ迅速な方法でインコアの外周面に突部を形成できるので、従来の切削加工により突部を形成する方法に比して、加工時間が短くなり、無駄な削り代も無いので、インコアの製造コストを低減できる。
また、本発明によれば、形状の簡単な刃具を用いてインコアに突条部を形成できる。
また、本発明によれば、刃部の径寸法が異なる複数の刃具により、複数の突条部を容易に形成できる。

また、本発明は、樹脂管の開口端部に嵌入されるインコアの製造方法であって、プレス成形により円錐台形状のテーパ筒部を形成し、孔部を有し当該孔部の内周部には円周方向に沿う角状の刃部が全周に形成された刃具を前記テーパ筒部の小径側から軸方向に沿って前記テーパ筒部の外周面に喰い込ませることにより、前記外周面に、前記刃部の喰い込みにより円周方向に沿って連続的に隆起する突条部からなる突部を隆起させるものであり、径寸法の異なる刃部が軸方向に複数形成された１つの刃具を用いて、前記突条部を軸方向に複数形成することを特徴とする。

本発明によれば、インコアをプレス加工により形成したうえで、刃具をテーパ筒部の小径側から軸方向に沿ってテーパ筒部の外周面に喰い込ませるという簡単かつ迅速な方法でインコアの外周面に突部を形成できるので、従来の切削加工により突部を形成する方法に比して、加工時間が短くなり、無駄な削り代も無いので、インコアの製造コストを低減できる。
また、本発明によれば、形状の簡単な刃具を用いてインコアに突条部を形成できる。
また、本発明によれば、径寸法の異なる刃部が軸方向に複数形成された１つの刃具により、複数の突条部を容易に形成できる。

また、本発明は、樹脂管の開口端部に嵌入されるインコアの製造方法であって、プレス成形により円錐台形状のテーパ筒部を形成し、孔部を有し当該孔部の内周部には円周方向に沿う角状の刃部が間欠的に形成された刃具を前記テーパ筒部の小径側から軸方向に沿って前記テーパ筒部の外周面に喰い込ませることにより、前記外周面に、前記刃部の喰い込みにより円周方向に沿って間欠的に隆起する突条部からなる突部を隆起させるものであり、径寸法の異なる刃部が軸方向に複数形成された１つの刃具を用いて、前記突条部を軸方向に複数形成することを特徴とする。

本発明によれば、インコアをプレス加工により形成したうえで、刃具をテーパ筒部の小径側から軸方向に沿ってテーパ筒部の外周面に喰い込ませるという簡単かつ迅速な方法でインコアの外周面に突部を形成できるので、従来の切削加工により突部を形成する方法に比して、加工時間が短くなり、無駄な削り代も無いので、インコアの製造コストを低減できる。
また、本発明によれば、形状の簡単な刃具を用いてインコアに突条部を形成できる。
また、本発明によれば、径寸法の異なる刃部が軸方向に複数形成された１つの刃具により、複数の突条部を容易に形成できる。

また、本発明は、前記突部の高さ寸法が０．２〜０．６ｍｍであることを特徴とする。

本発明によれば、突部が樹脂管の内周面に効果的に喰い込み、インコアからの樹脂管の抜けを阻止できる。

また、本発明は、前記テーパ筒部の大径側の端部には、径外方向に延設される環状の鍔部が形成され、前記鍔部の幅寸法が、前記樹脂管の厚み寸法の７５％以上で継手の胴の内径寸法よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、鍔部の外縁と継手の胴の内周との間の隙間を小さくできるため、樹脂管に引張荷重がかかった際、樹脂管の拡径部が当該隙間へ逃げるように変形することを抑制できる。したがって、樹脂管の拡径部が継手のリングに正常に引っ掛かることにより、継手からの樹脂管の抜けが防止される。

本発明によれば、インコアの外周面に突部を形成するにあたり、製造コストを抑えることができる。

本発明に係るインコアの製造方法の説明図であり、複数の刃具を使用する例を示す。 本発明に係るインコアの製造方法の説明図であり、単体の刃具を使用する例を示す。 本発明の継手の断面図であり、（ａ）は通常状態、（ｂ）は樹脂管に引張荷重がかかった場合を示す。 本発明の突条部の変形例を示すインコアの側面図である。 （ａ）は従来の継手の側断面図、（ｂ）および（ｃ）は従来のインコアの側断面図であり、（ｂ）は鍔部無しのタイプ、（ｃ）は鍔部有りのタイプを示す。

本発明の製造対象となるインコア１は、図３に示すように、ポリエチレン管等の樹脂管Ｔの継手１０を構成する部品である。継手１０は、胴１１、ナット１２、リング１３およびインコア１から構成されている。胴１１、ナット１２、リング１３は公知構造のものでよく、それらの説明は省略する。

インコア１は、円錐台形状のテーパ筒部２と、テーパ筒部２の大径側の端部から径外方向に延設される環状の鍔部３とを備えた筒状の金属部材である。テーパ筒部２の小径側の端部の外径は、樹脂管Ｔの内径以下である。インコア１は、小径側から樹脂管Ｔの開口端部に差し込まれて、鍔部３がほぼ樹脂管Ｔの端面に突き当たるまで嵌入される。これにより、インコア１の外周面４に倣って樹脂管Ｔの端部周りは端面に向けて拡径した状態となる。

インコア１のテーパ筒部２および鍔部３は、プレス成形により形成されている。インコア１の材質はステンレスが一般的であるが、良好なプレス成形性や強度が得られれば、他の金属材でも構わない。インコア１の大きさは、小口径（呼び径１３〜２５）サイズや大口径（呼び径３０〜５０）サイズ等であり、特に限定されるものではない。

「突部（突条部５）の形成方法」
図１を参照して、インコア１の外周面４において、軸Ｏ方向に間隔を空けて２条の突条部５を形成する一方法例を説明する。本実施例では、２つの刃具としてそれぞれ孔部を有した第１刃具２１および第２刃具２２を使用する。第１刃具２１は、一端（図１における下端）が開口形成された筒胴部２３を備えている。第１刃具２１は、この筒胴部２３のみから構成された刃具であってもよいし、他端側（図１における上方側）にプレス装置（図示せず）等への取付部が形成された刃具であってもよい。筒胴部２３の材質は合金工具鋼等である。筒胴部２３は円筒形状の他、角筒形状であってもよい。また、刃具としては、筒形状以外にも、孔部を有した板形状のものであってもよい。

筒胴部２３の孔部の内周部２４には、円周方向に沿う角状の刃部２５が全周にわたり形成されている。本実施例では、筒胴部２３の孔部の内周面と下端面とが直角に交差する開口縁部が刃部２５を構成する。刃部２５の径寸法Ｄ１は、インコア１のテーパ筒部２の小径部よりも大きく、大径部よりも小さい。第２刃具２２も第１刃具２１と同様の形状であるが、第２刃具２２の刃部２６の径寸法Ｄ２は、第１刃具２１の刃部２５の径寸法Ｄ１よりも小さい。

図１（ａ）は、インコア１を、テーパ筒部２の小径側が上方に位置するように所定の設置部３１に載置した場合を示している。インコア１は、例えば鍔部３が図示しない固定機構に押さえられる等の構造により設置部３１上に固定される。この状態から、インコア１の上方から第１刃具２１を同軸状に降下させ、図１（ｂ）に示すように、刃部２５がテーパ筒部２の外周面４に当接してからもなお第１刃具２１に下方への押圧荷重をかける。これにより、刃部２５がテーパ筒部２の外周面４に喰い込んだ状態となり、テーパ筒部２の喰い込まれた部分は外周面４から押し上げられるように変形し、軸Ｏの円周方向全周にわたり、外周面４から隆起した第１の突条部５Ａが形成される。突条部５Ａは、例えば図１（ｂ）に拡大して示すように概ね外周面４から略山形状に突設する。

突条部５Ａが形成された後、第１刃具２１を上昇させ、今度は図１（ｃ）、（ｄ）に示すように第２刃具２２を降下させ、同様の要領で突条部５Ｂを形成する。第２刃具２２の径寸法Ｄ２は第１刃具２１の径寸法Ｄ１よりも小さいので、図１（ｅ）に示すように、突条部５Ｂは突条部５Ａよりもテーパ筒部２の小径側に形成される。

突条部５Ａ，５Ｂの形成順序については、もし突条部５Ｂと第１刃具２１の刃部２５とが干渉しないのであれば、つまり軸Ｏを中心とする突条部５Ｂの外径寸法が第１刃具２１の径寸法Ｄ１よりも小さいのであれば、先に突条部５Ｂを形成し、後に突条部５Ａを形成してもよい。

「突部（突条部５）の他の形成方法」
図２に示す突条部５の形成方法では、１つの刃具２７で２条の突条部５を形成する。刃具２７は、下端が開口形成された筒胴部２３を備えている。筒胴部２３の孔部の内周部２４には、円周方向に沿う角状の刃部２５、２６が全周にわたり形成されている。刃部２５は、筒胴部２３の孔部の内周面と下端面とが直角に交差する開口縁部により構成されている。刃部２６は、刃部２５の上方の内周面において小径部と大径部とによって形成される段差角部により構成されている。刃部２６の径寸法Ｄ２は刃部２５の径寸法Ｄ１よりも小さい。刃部２５、２６の径寸法Ｄ１、Ｄ２は、インコア１のテーパ筒部２の小径部よりも大きく、大径部よりも小さい。

図２（ａ）の状態から、刃具２７をインコア１に対し同軸状に降下させ、図２（ｂ）に示すように、刃部２５、２６がテーパ筒部２の外周面４に当接してからもなお刃具２７に下方への押圧荷重をかける。これにより、刃部２５、２６がテーパ筒部２の外周面４に同時に喰い込んだ状態となり、テーパ筒部２の喰い込まれた部分は外周面４から押し上げられるように変形し、図２（ｃ）に示すように、軸Ｏの円周方向全周にわたり、刃部２５により第１の突条部５Ａが形成され、同時に刃部２６により第２の突条部５Ｂが形成される。

突条部５の外周面４からの突出寸法Ｓは、０．２〜０．６ｍｍの範囲が望ましい。
本発明者は、上記の形成方法で突出寸法Ｓが０．２〜０．６ｍｍの範囲の突条部５を２条形成したステンレス製のインコア１を用いて、引抜性能試験を行った。試験方法は以下の通りである。
（Ａ１）水道用ポリエチレン二層管を長さ２５０〜３００ｍｍで切断し、管の両端に上記の形成方法で作成したインコア１を嵌入したうえで、公知の胴、ナット、リングを用いて管の両端に継手を接合し、これを試料とする。
（Ａ２）試料の両端の継手を試験装置に接続したうえで、内部に常温の水を満たし、内部の空気を除去したうえで、バルブで密閉する。
（Ａ３）試料に水圧０．７５ＭＰａを加える。
（Ａ４）試料に水圧０．７５ＭＰａを加えたまま、試験装置を作動させ、速度１５〜２０ｃｍ／秒で両端の継手を引っ張る。
（Ａ５）継手からの管の抜け出しがないことを確認後、再度水圧０．７５ＭＰａまで昇圧し、漏れの有無を確認する。

本発明者は、呼び径１３、２０の２種類の水道用ポリエチレン二層管に対して、突条部の無い従来のステンレス製のプレス加工品のインコアを用いた試料（比較試料１という）と、竹の子状の断部および鍔部が形成された銅合金製の切削加工品のインコアを用いた試料（比較試料２という）と、本発明の方法で突条部５を２条形成したインコア１を用いた試料（発明試料という）とを作成し、上記（Ａ１）〜（Ａ５）のテストを行った。その結果、（Ａ４）の試験状態においては、比較試料１は樹脂管の材料が降伏して伸びる前に樹脂管が継手から抜け出たのに対し、発明試料および比較試料２はいずれも管の伸びは確認されたものの、管の抜け出しは生じなかった。そして、（Ａ５）の試験状態においては、発明試料および比較試料２はいずれも継手からの水漏れは生じなかった。

以上から、本発明の製造方法により突出寸法Ｓを０．２〜０．６ｍｍの範囲程度とした突条部５を２条形成したインコア１を用いれば、突条部５が樹脂管Ｔの内周面に効果的に喰い込み、従来の銅合金製の竹の子状の断部および鍔部を有した切削加工品のインコアと同程度の耐引抜性を得られることが判った。

次に、図３において鍔部３の幅寸法Ｌは、樹脂管Ｔの厚み寸法の７５％以上であり、胴１１の内径寸法よりも小さい値とすることが望ましい。図３において、（ａ）は通常時の継手状態を示し、（ｂ）は樹脂管Ｔに引張荷重がかかった状態を示している。樹脂管Ｔの端部周りの外径寸法は、インコア１が嵌入していることにより、リング１３の内径寸法よりも拡径されている。したがって、樹脂管Ｔに引張荷重がかかった場合、本来であれば、その樹脂管Ｔの拡径した端部周りがリング１３の端面に引っ掛かることで、樹脂管Ｔの抜けが阻止されるはずである。しかし、もしインコア１の鍔部３の幅寸法Ｌが小さい場合には、鍔部３の外縁と胴１１の内周との間に比較的大きな隙間が形成されることから、樹脂管Ｔの端部がその隙間に逃げるように変形し、樹脂管Ｔの端部周りの外径寸法がリング１３の内径寸法よりも小さくなって樹脂管Ｔがインコア１と共に抜け出るおそれがある。

これに対し、鍔部３の幅寸法Ｌを、樹脂管Ｔの厚み寸法の７５％以上であり、胴１１の内径寸法よりも小さい値とすることで、鍔部３の外縁と胴１１の内周との間の隙間を小さくできる。これにより、樹脂管Ｔの端部には、その小さな隙間に入り込める程度の変形は起きず、図３（ｂ）に示すように、樹脂管Ｔの端部の外周面側が鍔部３と胴１１とリング１３とに囲まれて圧縮され、リング１３に引っ掛かることにより樹脂管Ｔの抜けが阻止される。

以上、本発明の好適な実施形態を説明した。突条部５は２条に限らず、１条でもよいし３条以上であってもよい。また、突条部５は円周方向に連続して形成する場合に限られず、例えば図４に示すように、円周方向に間欠的に形成してもよい。この場合、例えば、刃具の孔部の内周部において、円周方向に沿う角状の刃部を間欠的に形成すればよい。また、突形状についても条形状に限られず、例えば突部をスポット的に複数形成してもよい。

１ インコア
２ テーパ筒部
３ 鍔部
４ 外周面
５ 突条部（突部）
１０ 継手
２１，２２，２７ 刃具
２３ 筒胴部
２４ 内周部
２５，２６ 刃部
Ｔ 樹脂管

Claims (6)

1. 樹脂管の開口端部に嵌入されるインコアの製造方法であって、
   プレス成形により円錐台形状のテーパ筒部を形成し、
   孔部を有し当該孔部の内周部には円周方向に沿う角状の刃部が全周に形成された刃具を前記テーパ筒部の小径側から軸方向に沿って前記テーパ筒部の外周面に喰い込ませることにより、前記外周面に、前記刃部の喰い込みにより円周方向に沿って連続的に隆起する突条部からなる突部を隆起させるものであり、
   前記刃部の径寸法が異なる複数の刃具を用いて、前記突条部を軸方向に複数形成することを特徴とする樹脂管のインコアの製造方法。
2. 樹脂管の開口端部に嵌入されるインコアの製造方法であって、
   プレス成形により円錐台形状のテーパ筒部を形成し、
   孔部を有し当該孔部の内周部には円周方向に沿う角状の刃部が間欠的に形成された刃具を前記テーパ筒部の小径側から軸方向に沿って前記テーパ筒部の外周面に喰い込ませることにより、前記外周面に、前記刃部の喰い込みにより円周方向に沿って間欠的に隆起する突条部からなる突部を隆起させるものであり、
   前記刃部の径寸法が異なる複数の刃具を用いて、前記突条部を軸方向に複数形成することを特徴とする樹脂管のインコアの製造方法。
3. 樹脂管の開口端部に嵌入されるインコアの製造方法であって、
   プレス成形により円錐台形状のテーパ筒部を形成し、
   孔部を有し当該孔部の内周部には円周方向に沿う角状の刃部が全周に形成された刃具を前記テーパ筒部の小径側から軸方向に沿って前記テーパ筒部の外周面に喰い込ませることにより、前記外周面に、前記刃部の喰い込みにより円周方向に沿って連続的に隆起する突条部からなる突部を隆起させるものであり、
   径寸法の異なる刃部が軸方向に複数形成された１つの刃具を用いて、前記突条部を軸方向に複数形成することを特徴とする樹脂管のインコアの製造方法。
4. 樹脂管の開口端部に嵌入されるインコアの製造方法であって、
   プレス成形により円錐台形状のテーパ筒部を形成し、
   孔部を有し当該孔部の内周部には円周方向に沿う角状の刃部が間欠的に形成された刃具を前記テーパ筒部の小径側から軸方向に沿って前記テーパ筒部の外周面に喰い込ませることにより、前記外周面に、前記刃部の喰い込みにより円周方向に沿って間欠的に隆起する突条部からなる突部を隆起させるものであり、
   径寸法の異なる刃部が軸方向に複数形成された１つの刃具を用いて、前記突条部を軸方向に複数形成することを特徴とする樹脂管のインコアの製造方法。
5. 前記突部の高さ寸法が０．２〜０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の樹脂管のインコアの製造方法。
6. 前記テーパ筒部の大径側の端部には、径外方向に延設される環状の鍔部が形成され、
   前記鍔部の幅寸法が、前記樹脂管の厚み寸法の７５％以上で継手の胴の内径寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の樹脂管のインコアの製造方法。

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