JPH0656232B2 - 金属管へのフランジ取付方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はダクタイル鋳鉄管等の金属管にフランジを取付
ける方法に関するものである。

［従来の技術］ 従来方式の一つとして、金属管にフランジを圧入方式に
より取付けることが提案されている（例えば、特開昭５
５−１３１４３３号公報参照）。

この圧入方式は、第４図（イ）において、締りばめの寸
法関係をもつ金属管１を差し込みフランジ３に該金属管
１の管軸に沿って、油圧ジャッキ８の機械的外力を加え
て押し込み組立て後、該金属管１と差し込みフランジ３
を第４図（ロ）の如く溶接７するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、金属管外径および差し込みフランジ内径
の歪みや両者の中心軸のずれがあると、嵌合面の全面に
亘って均一な嵌合力（結合力）が得にくく、場合によっ
ては局部的な隙間を生じることもある。このため、より
高い曲げ強さを得るには限界があった。

そこで、ハブ部を有するフランジが多用されている。こ
れによって、管端部からの溶接部までの距離が長くなる
ことから、曲げ強さは増えるといえる。

一方、このハブ部を有することにより、圧入時の押圧力
を増やさねばならず、それだけ圧入設備が大型化するば
かりか、この押圧力が増えるに比例して嵌合後の結合力
が増大することにはならないという問題がある。

また、この圧入方式では専用設備がない場合には、治具
の組立て、および芯出し作業に時間を要し、嵌合作業は
必ずしも良好とはいえない。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、結
合強度の高い、かつ嵌合作業性が良好な金属管へのフラ
ンジ取付方法を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の金属管へのフランジ取付方法は、金属管の端部
に加熱したハブ部を有するフランジを嵌め込み、該フラ
ンジの熱収縮により一体化させるとともに、該金属管と
ハブとを隅肉溶接することである。

［作用］ 所要温度に加熱して内径を熱膨脹させたハブ部を有する
フランジを金属管に嵌合する。この嵌合はすきま嵌めで
行われるため、押込み装置を用いることなく容易に行わ
れる。

嵌合後は、該フランジの冷却（空冷）に伴なう熱収縮に
より、強固な一体化が得られる。

また、両者の真円度に多少の歪みがあったとしても、フ
ランジの熱収縮により徐々に、しかも均等に締め付けら
れるため、より密着性のよい嵌合となる。さらに中心軸
のズレや傾きも生じにくい。

［実施例］ 本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図において、１は金属管、例えばダクタイル鋳鉄管
で、その端部外周面を約１mm程度切削加工して嵌合段部
２を形成する。

３は同鋳鉄管１と同材質の差し込みフランジで、フラン
ジ部４とハブ部５とからなり、該フランジ３の内径も所
定寸法に切削加工する。なお、６はボルト孔である。

前記鋳鉄管１とフランジ３の関係寸法はすきま嵌めとな
るよう加工する。

以上のように製作された差し込みフランジ３をバーナ
（または加熱炉でもよい）により２００℃〜４００℃に
加熱して膨脹させた後、速やかに鋳鉄管１の嵌合段部２
に嵌め込んだ。前記嵌合は、すきま嵌めとフランジ３の
熱膨脹により容易に挿入される。

前記嵌合後は加熱フランジ３の熱収縮により鋳鉄管１に
強固に密着する。

その後、鋳鉄管１とハブ部５の端部とを隅肉溶接７し
て、溶接フランジ付ダクタイル鋳鉄管を製作し、フラン
ジ３および鋳鉄管１の端面を切削加工して第２図に示す
製品を得た。

なお、特に鋳鉄管１がパーライト鋳鉄及び靱性の低いベ
ーナイト鋳鉄の場合は、伸びが比較的少ないことから、
耐割れ性の点で圧入方式に比べて焼き嵌め方式が有利で
ある。また、フランジ３はＳＳ材であってもよい。

（実施例１） 呼び口径２００φのダクタイル鋳鉄管（内径２０８φ、
外径２２０φ、管長５０００mm、肉厚６．０mm）を用
い、管端部外周を切削加工して嵌合段部の外径寸法精度
を２１８φ（＋０，−０．１）とした。同様に同質のフ
ランジ（幅４７mm）の内径を加工して内径寸法精度２１
７．７５mmφ（＋０，−０．０５）とした。

このようにしてなるフランジをバーナにより２５０℃に
加熱した後、直ちに鋳鉄管に嵌め込み、該フランジが冷
えるのを待った。その後、ハブ部の端部と鋳鉄管を隅肉
溶接して、供試管を得た。

（実施例２） 呼び口径２００φのダクタイル鋳鉄管（内径２０５φ、
外径２２０φ、管長５０００mm、肉厚７．５mm）を用
い、前記実施例１と同様の供試管を得た。フランジは前
記実施例１と同一とした。

（実施例３） 前記実施例１と同一の鋳鉄管を用いた。

フランジはその巾を９４mmとし、加工寸法精度は前記実
施例１と同一とした。

（比較例） 前記実施例と同一呼び径のダクタイル鋳鉄管を用い、そ
の端部外周を加工するとともにフランジの内径も加工し
た。そして、両部材に加工寸法精度（締め代）を０．４
３mmとした。

次いで、前記フランジを油圧ジャッキにより０．９５Ｔ
onの押圧力をもって、金属管に嵌合した後、前記と同様
の隅肉溶接して比較管を得た。

以上のようにして得られた各供試管および比較管を第３
図に示す如く、それぞれフランジを突き合せ、ボルトに
て締結した後、第４図に示す如く支点間距離６ｍにし
て、その上に載荷し、その中央から荷重を加えて曲げ試
験を行った結果を下表に示す。

なお、曲げ試験は溶接部が破壊するまで荷重を加え、こ
のときの曲げモーメントを測定した。

また、比率は、比較例の曲げモーメントを１００％とし
たときの各実施例の曲げモーメントを％で示したもので
ある。

上表から明らかなように、実施例１のものは強固な一体
化により、比較例と比べて曲げモーメントが３０％と著
しく向上した。

また、実施例２については、管肉の増加による剛性アッ
プの結果、曲げモーメントは比較例に比べて７４％も向
上した。

さらに、実施例３については、フランジ長さを長くする
ことにより一体化がさらに高められる結果、曲げモーメ
ントは比較例に比べて６４％も向上した。

以上のように本発明の焼き嵌め方式は、圧入方式に比較
して優れた曲げモーメント特性を発揮するものとなっ
た。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成されているので、以下に記載
されるような効果を奏する。

金属管に対するフランジ嵌合を焼き嵌め方式としたの
で、油圧ジャッキなどによる押込み装置を用いることな
く、すきま嵌めで嵌合できることとなって、その作業が
著しく容易となった。

また、このようにして得られたフランジ付金属管は金属
とフランジとの馴じみが良く、強固に一体化し、この一
体化に伴ない結合力が強化され、破壊曲げ（溶接部の耐
割れ性）に対して著しく向上することとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る嵌合前の一部切欠き縦断
面図、第２図は本発明の実施例に係る嵌合後の一部切欠
き縦断面図、第３図は試験方法を示す概略図、第４図は
従来例を示し、同図（イ）は嵌合圧入方式の概略図及び
同図（ロ）はその製品図である。 １……ダクタイル鋳鉄管 ３……差し込みフランジ ５……ハブ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属管の端部に加熱したハブ部を有するフ
   ランジを嵌め込み、該フランジの熱収縮により一体化さ
   せるとともに、該金属管とハブとを隅肉溶接することを
   特徴とする金属管へのフランジ取付方法。