JPH0953772A - ステンレス鋼管の接続構造及び接続端部の成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶接や成形金型を用いることなくステンレス
鋼管端部に、変形量が小さくして金属組織を変質させず
に一体に形成した接続用フランジ部を、独特なパッキン
グを用いて接続する。 【解決手段】 運搬可能な機台上に設けた被加工管を
把持するクランプ装置にステンレス鋼管を回動不能に把
持し、前記鋼管の軸線と一致した回転軸に複数の円筒状
ローラを装着した拡管マンドレルを嵌着した回転装置
を、前記機台のベッド上に鋼管開口端部に対向して進退
自在に設けた管端加工装置によりステンレス鋼管端部を
テーパ状もしくは円筒状に拡開して金属組織を変質させ
ることなしにフランジ部に形成せしめ、該フランジ部同
志を三角形又はＨ型をした独特のパッキングを介してフ
ランジ継手を用いて接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼管同
志を接続した鋼管の接続構造及び管鋼端部を接続可能な
フランジ状に加工する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から管端同志を接続する手段として
は、図８に示すように管端の外部に雄ねじを切った同径
の管端７ａ同志を突き合わせて、当該部分に雌ねじを内
面に形成した管継手（ソケット）９を螺合して接合する
方法が一般的に用いられてきたが、このような方法によ
りステンレス鋼管を接続しようとすると、ねじ切り加工
が通常の鋼管に比べて容易ではなく、ねじ切りに時間を
要すると共に、高い加工精度が要求されて、均一な品質
を得るのが困難であった。

【０００３】従来から化学工場やその他の腐蝕液の配管
にはステンレス鋼管が用いられてきたが、近年、高層住
宅の普及につれて給排水に用いられる金属管で発生する
錆や腐蝕に対する対応が求められるようになり、従来の
鋼管に換えてステンレス鋼管が多用されるようになり、
そのための接続手段が工夫されるようになった。そこ
で、上記の欠点を無くしたステンレス鋼管の接続方法と
して、、図９に示すように、短いステンレス鋼管７ｂの
端部にフランジ部７ｃを形成した継手部材を、接続すべ
きステンレス鋼管７の端部に溶接したフランジ付きステ
ンレス鋼管同志を突き合わせて、該フランジ部にルーズ
フランジ継手９を裏側に押し当ててボルトナット９ａに
より緊締する方法が用いられてきた。しかし、この方法
により接続しようとすれば、ステンレス製のフランジ部
付き管継手部材を別部品として作ってから溶接しなけれ
ばならず、ステンレス鋼の溶接には困難を伴うと同時
に、開先部の形成や溶接部７ｄを平滑に仕上げるのに手
間が掛かり、極めて高価なものとなり、また、溶接歪み
よるフランジ精度の低下、及び、溶接時の加熱による金
属組織の変化（マルテンサイト化）をもたらす等の欠点
がある。

【０００４】そこで、前記溶接フランジに代えて、ステ
ンレス鋼管の端部を直接フランジ状に加工して一体成形
体としたものとして、図１０に示すようなものがある。
即ち、フランジ受け部を形成した管ホルダー１０内にス
テンレス鋼管７を保持して、第１の工程で、断面が台形
をした截頭円錐状の一対の小径ローラを偏心保持した一
次成形用の円錐ローラ６ｂを前記鋼管端部に圧接しなが
らテーパ状に拡開した後、該成形ローラに換えて偏心支
持する二次成形用の大径の円錐ローラ７ｃ面で前記テー
パ部を押圧しながら前記フランジ受け部に圧着せしめて
フランジ７ｃに成形するものがあるが、この成形方法に
よると、この一次加工の際にフランジ面に小さな傷や凹
凸を生じて腐蝕の原因ともなるので、フランジ面を砥石
等により平坦に二次加工することが必要となる。（実開
平６−７６７８８号公報参照）

【０００５】しかし、上記した従来の管端加工は、ステ
ンレス鋼管の端部に管軸に対して直角にフランジを形成
するので、変形量が大きくて、回転軸に偏心して設けら
れた円錐状ローラにより鋼管面を強く押圧するものであ
るから、ローラの先端部と後端部とではローラの周速が
異なり、フランジの外側部分と内側部分とで加工差が生
じることとなり、加工歪みが発生しやすく、また、金属
格子のずれが生じ易く、金属組織が変質して腐蝕し易い
原因となるので、これらの欠点を除いたローラの加工摩
擦が小さくて、加工歪みがなくて、金属組織も変質させ
ないようにすることが必要であるから、ステンレス鋼管
の加工にとっては不充分である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ステンレス
鋼管を接続するのに、従来のようにフランジ継手部材の
溶接を用いることもなく、また、フランジを管軸に直角
に設けることなく、円筒状ローラにより鋼管端部を拡開
して、テーパ状もしくはテーパに続く大径の管状の接続
端部を形成することにより、変形量が小さくて、フラン
ジ部の金属組織が変質せずに、本体部分と同じオーステ
ナイトの平滑な面に仕上げてフランジ部となし、該フラ
ンジ部同志を独特なパッキングを用いて接続する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】運搬可能な機台上に設け
た被加工管を把持するクランプ装置にステンレス鋼管を
回動不能に把持し、前記鋼管の軸線と一致した回転軸を
備えた回転装置を、前記機台のベッド上に鋼管開口端部
に対向して進退自在に設けて、複数の円筒状ローラを前
記回転軸に傾斜して回動自在に軸支して設け、該ローラ
を回転させながら回転装置を徐々に前進させて鋼管端部
をテーパ状に拡開するか、複数の円筒状ローラを前記回
転軸に平行に回動自在に軸支した加工ローラによりテー
パ部に続いて大径の管状に均質に拡開して、金属組織を
変質させることなしにフランジ部に形成せしめ、該フラ
ンジ部同志を独特のパッキングを介して接続する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、平坦な機台１上に設け
られた平滑なベッド１ａ上に成形ローラ６を軸支する回
転装置２を滑動自在に設け、該回転装置２はハンドル８
を回動することにより前後方向に進退自在となし、前記
回転装置には成形ローラ６を軸支するチャックを有する
回転軸５が駆動可能に設けられると共に、回転装置には
前記回転軸５を駆動する駆動装置４が連動して設けら
れ、前記回転装置の前方の機台上には被加工管を回動不
能に把持するクランプ装置３を設けて管端にフランジを
加工する装置を構成する。前記回転装置２は、ハンドル
８を旋回させることによりベッド上を前後方向に移動可
能に送りねじ棒８ａに連結され、回転装置２の回転軸５
には、先端部に成形ローラ６ａの支持軸６を軸支するチ
ャック部５ｂが、後端部に回転駆動用スプロケット５ａ
が、それぞれ設けられ、更に、回転装置２の上部には、
モータＭ及びスプロケット４ａからなる駆動装置が、ス
プロケット５ａを介して回転軸５を駆動するように設け
られている。また、前記機台１上の駆動装置２の前方に
は、ハンドル３ｂにより開閉して鋼管７を回動不能に把
持するクランプ装置３が、鋼管の軸線と回転軸５の軸線
とが同軸線上になるように設けられ、更に、機台１の側
面には運搬用の把手１ｂが設けられて、運搬可能な鋼管
端部にフランジを加工する装置を構成している。

【０００９】

【実施例１】以下、本発明の一つの実施例を図面に基づ
いて説明する。本発明は、上記した構成を備えた図１に
示すような、運搬可能な平坦な機台１上に設けたベッド
１ａ上に成形ローラ６を軸支する回転装置２を滑動自在
に設けて、該回転装置の前方には被加工管を把持するク
ランプ装置３を設けた管端にフランジを加工する装置に
於いて、クランプ装置３にステンレス鋼管７を回動不能
に固定し、図２に示すように、回転軸５のチャック部５
ｂに、複数の円筒状の成形ローラ６ａを４５°に傾斜し
て回動自在に支持したローラ軸６ｂを嵌着して、駆動装
置４のスイッチを入れて成形ローラ６ａが回転をはじめ
たら、ハンドル８を回して回転装置２を徐々に前進させ
て円筒状ローラ面を鋼管端部に押圧すると、鋼管端部７
ｃは次第にテーパ状に均一に拡開されるので、前記円筒
状成形ローラ６ａを管端の被加工部に強過ぎることがな
いように押圧すれば、等周速の回転面により鋼管端部は
変質することなくテーパ状フランジが形成される。

【０００９】上記のようにして管端部にテーパ状のフラ
ンジ部が形成されたステンレス鋼管７は、図５に示すよ
うに、断面が略三角形をした金属やセラミックス等から
なる環状の芯体１１の表面をゴムやテフロン等の弾性材
１１ａにより被覆した独特のパッキングを用いれば、三
角形の両斜面が鋼管端部のテーパ状フランジ部７ｃの内
周面に接するように突き合わせて、フランジ部外周面を
従来のルーズフランジ継手９とボルトナット９ａにより
締めつけて接続することができる。また、上記のルーズ
フランジ継手に換えて、図６に示すように外面に雄ネジ
を設けたユニオン９ｂと内面に雌ネジを設けたユニオン
９ｃからなる従来のユニオン継手により接続することも
可能である。そして、これらの継手が鋼管端部のテーパ
状フランジ面７ｃに接する部分は、該フランジ部と同一
の傾斜面を形成しておくことが必要であることは言うま
でもない。

【００１０】

【実施例２】本発明のもう一つの実施例を図面に基づい
て説明する。本発明は、図１に示すような、運搬可能な
平坦な機台１上に設けたベッド１ａ上に成形ローラ６を
軸支する回転装置２を滑動自在に設けて、該回転装置の
前方には被加工管を把持するクランプ装置３を設けた管
端にフランジを加工する装置に於いて、クランプ装置３
にステンレス鋼管７を回動不能に固定して、図３に示す
ように、中程より先端部は先細のテーパ状をなし、後端
部は平行な円柱状をなしたマンドレルのローラフレーム
部の溝に複数の円筒状ローラを回動自在に支持したマン
ドレルの基部を、前記回転軸５のチャック部５ｂに嵌着
する。次いで、前記ステンレス鋼管の端部外面に当型を
設けて、ローラフレーム部の円筒状ローラをマンドレル
のテーパ部に移動させて鋼管内にマンドレルを装着し
て、駆動装置４のスイッチを入れて成形ローラ６ａが回
転をはじめたら、ハンドル８を回して回転装置２を徐々
に前進させると、マンドレルフレームが大径方向へと少
しづつ移動するので、円筒状ローラ面が鋼管内面をテー
パ状に拡開し、テーパ部に続いて大径の円筒面が形成さ
れて、鋼管端部７ｃは円筒状ローラ６ａにより等周速の
回転面で均一に拡開されるので、鋼管端部は材質が変質
することなくフランジ状に加工される。

【００１１】また、前記マンドレルを用いた加工ロール
に代えて、図４に示すような加工ロールを用いてフラン
ジ部を形成することも可能である。即ち、先端側がテー
パ面をなし後端側が円筒面をなしたローラ６ａを、ロー
ラ軸６に設けた取付部材６ｃに回転軸と平行になるよう
に複数個回動自在に軸支して加工ローラを構成して、前
記ローラ軸６を回転軸５のチャック部５ｂに嵌着する。
次に、前記クランプ装置３にステンレス鋼管７を回動不
能に固定して、該鋼管の端部外面に当型１０を設け、前
記ローラ６ａのテーパ面の先端が鋼管内面に接するよう
に調整したら、駆動装置４のスイッチを入れて成形ロー
ラ６ａが回転をはじめると、ハンドル８を回して回転装
置２を徐々に前進させて、鋼管端部をテーパ状に続いて
大径の筒状に拡開してフランジ部を形成する。

【００１２】上記のようにして管端部にフランジ部を形
成したステンレス鋼管７は、図７に示すように、断面が
略Ｈ字型をしたステンレス鋼からなる環状の継手１１の
凹溝内にゴムやテフロン等の弾性材１１ａを装着してパ
ッキング部材を構成し、該パッキング部材の凹溝内の弾
性材１１ａに前記鋼管端部のフランジ部７ｃ端面が接す
るように突き合わせて、フランジ部外周斜面にルーズフ
ランジ継手９に設けた斜面部分を押し当ててボルトナッ
ト９ａにより締めつけられて接続される。

【００１３】本発明により上記のようにして管端に成形
するフランジ７ｃは、回転軸と平行に回動自在に軸支さ
れた円筒状ローラ６ｃによりステンレス鋼管表面が押圧
されるので、従来の偏心したテーパーロールのようにロ
ーラ面の周速に差が生じることもなく、摩擦抵抗も非常
に小さいから、鋼管表面は均一に加圧されて、加工歪み
や金属格子面のずれも発生することがなく、平滑に仕上
げられる。更に、ハンドル８を回転させて移動台２の送
り量を制御することにより、円筒状ローラ６ｃによる鋼
管面の押圧力を鋼管の変形量に合わせて最適な状態に制
御することができて、フランジ面が過熱することもない
ので、フランジ部を変質させることもない。従って、本
発明ににより形成したフランジ部７ｃを備えたステンレ
ス鋼管７は、図５乃至７に示すようなどくとくのフラン
ジ継手９を用いることによりフランジ部を締めつけて簡
単に接続することができ、また、当該接続部分の腐蝕も
起こりにくいものにすることができる。

【００１４】本発明の装置は、小型で軽量であるから、
機台の側部に取っ手１ｂを設けておけば、作業現場に容
易に運搬することが可能であり、回転装置２や駆動装置
４を分離できるようにしておくとより運搬が容易とな
り、必要とする作業現場に運び込んで配管の現状に合わ
せて自由に作業を行うことができる。尚、上記した実施
例に基づく本発明の説明に於いて、回転装置２の送りに
手動によりハンドルを回すねじ送り機構を用いている
が、本発明はこれに限定されるものではなく、油圧機構
や電動機構による自動送り機構を用いてもよいことは言
うまでもない。また、鋼管が長過ぎて前記クランプ装置
だけでは真っ直ぐに支持することができない場合には、
機台前方に補助支持台を設けて鋼管後部を支持すること
が可能である。更に、フランジ部を成形するのにフラン
ジ成形金型を裏当てして行ったが、ローラを金型面に大
して強く押圧しないようにすることが必要ある。押圧力
が強いとフランジ面に小さな凹凸を生ずるからである。

【００１５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の管端部の加
工装置は、加工ローラを円筒状またはそれに近い形状と
したとしたのでローラ加工面の円周速度に差がなく、管
端のフランジ加工部分を均等に押圧できて、フランジ部
の金属組織を変質させることなく成形することが可能で
あるり、また、独特な構造をした接続パッキングを用い
たことにより従来のフランジ継手を用いて簡単に接続す
ることができる。また、小型で軽量であるから運搬が容
易であり、ローラにより加工するので騒音や振動も発生
しないので、どのような場所ででも加工することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置全体を示す側面図である。

【図２】本発明の第１の加工ローラによる管端加工部の
拡大図である。

【図３】本発明の第２の加工ローラによる管端加工部の
拡大図である。

【図４】本発明の第３の加工ローラによる管端加工部の
拡大図である。

【図５】本発明により成形した鋼管の第１の接続構造を
示す断面図である。

【図６】本発明により成形した鋼管の第２の接続構造を
示す断面図である。

【図７】本発明により成形した鋼管の第３の接続構造を
示す断面図である。

【図８】周知の鋼管の接続構造を示す断面図である。

【図９】溶接フランジ部を形成したステンレス鋼管の接
続構造を示す断面図である。

【図１０】従来の鋼管端部のフランジ加工を示す工程図
である。

【符号の説明】

１ 装置の機台 １ａ 機台のベッド ２ 回転装置 ３ クランプ装置 ３ａ 開閉ハンドル ４ 駆動装置 ５ 回転軸 ５ａ スプロケット ６ 加工ローラ軸 ６ａ 加工ローラ ７ 被加工鋼管 ７ｃ 鋼管フランジ部 ８ 送りハンドル ８ａ 送りねじ棒 ９ 管継手部材 １０ フランジ成形型 １１ パッキング

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステンレス鋼管端部を拡開してテーパ状
   のフランジ部を形成した鋼管同志を、断面が略三角形を
   した環状パッキングを介して突き合わせて、前記テーパ
   状フランジ外周面にテーパ面を形成したフランジ継手を
   当ててボルトナットにより締結したことを特徴とするス
   テンレス鋼管の接続構造。
2. 【請求項２】 前記環状パッキングは、金属又はセラミ
   ックスからなる断面が略三角形の環状芯体を耐蝕性弾性
   材で被覆してなることを特徴とする請求項１に記載した
   ステンレス鋼管の接続構造。
3. 【請求項３】 前記耐蝕性弾性材はゴム又はテトラフル
   オロエチレン等の高分子材料からなることを特徴とする
   請求項１に記載したステンレス鋼管の接続構造。
4. 【請求項４】 ステンレス鋼管端部をテーパ状とそれに
   続く円筒状に拡開してフランジ部を形成した鋼管端部
   を、断面が略Ｈ型をした環状パッキング部材の凹溝に嵌
   合して突き合わせて、前記フランジ部のテーパ状外周面
   にテーパ面を形成したフランジ継手を当ててボルトナッ
   トにより緊締したことを特徴とするステンレス鋼管の接
   続構造。
5. 【請求項５】 前記環状パッキングは、金属又はセラミ
   ックスからなる断面が略Ｈ字型をした環状部材の凹溝内
   にゴム、テトラフルオロエチレン等の高分子弾性材を装
   着してなることを特徴とする請求項４に記載したステン
   レス鋼管の接続構造。
6. 【請求項６】 前記フランジ継手に代えて、外面に雄ね
   じを設け、内面に雌ねじを設けてテーパ面を形成したユ
   ニオン継手を、前記テーパ状フランジ外周面に当てて螺
   合することにより締結したことを特徴とする請求項１又
   は４に記載したステンレス鋼管の接続構造。
7. 【請求項７】 平坦な機台上に平滑なベッドを設け、該
   ベッド上に成形ローラを軸支する回転軸を備えた回転装
   置を滑動自在に設け、該回転装置には回転軸を駆動する
   駆動装置を連動して設けると共に、前記回転装置の前方
   機台上には被加工管を回動不能に把持するクランプ装置
   を回転軸と同軸線上に設け、中程より先が先細のテーパ
   状をなしたマンドレルにベアリングカラーを介して設け
   られたローラフレームの溝部に複数の円筒状ローラを回
   動自在に支持した拡管マンドレルの基部を前記回転軸先
   端のチャック部に嵌着したことを特徴とするステンレス
   鋼管の接続端部の成形装置。
8. 【請求項８】 前記拡管マンドレルに換えて、先端部が
   テーパ面をなした円筒状ローラを、ローラ軸に設けた取
   付部材に回転軸と平行になるように複数個回動自在に軸
   支した加工ローラを前記回転軸のチャック部に嵌着した
   ことを特徴とする請求項７に記載したことを特徴とする
   ステンレス鋼管の接続端部の成形装置。
9. 【請求項９】 前記機台のベッド上に設けられた回転装
   置は、クランプ装置に対してハンドルと送りねじにより
   前後方向に移動可能であることを特徴とする請求項７に
   記載したステンレス鋼管の接続端部の成形装置。
10. 【請求項１０】 前記機台のベッド上に設けられた回転
    装置は、クランプ装置に対して電動機構または油圧シリ
    ンダにより前後方向に移動可能であることを特徴とする
    請求項７に記載したステンレス鋼管の接続端部の成形装
    置。
11. 【請求項１１】 前記機台の側面には複数の取っ手を設
    けて、持ち運びが容易であることを特徴とする請求項７
    に記載したステンレス鋼管の接続端部の成形装置。