JPS61189816A - クロス管継手の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は直管からクロス管継手を製造する方法に関す
る。

〔従来の技術〕

管継手の一種である第１図に示すクロス管継手（１）は
、母管（２）に２本の枝管（３）　（１’）が直交した
形状をし、配管の十字に交差した部位に使用される。

管を素材としたクロス管継手の最も簡単な製造方法は、
第２図に示すプラグ引抜き法である。

簡単に説明すると、まず第２図（イ）に示すように製品
母管（２）と略々同一外径の素管（４）の枝出し予定部
２箇所に透孔（５）（５）を穿つ。次いで第２図（０１
に示すように透孔（５）の周囲のクロスハツチングで示
す領域（８）を加熱した素管（４）を透孔（５）を下に
してダイス（６）の上に載せ、製品枝管（３）の外郭形
状と同一の内郭形状のダイス穴（７）と透孔（５）の両
中心を一致させ、しかる後、透孔（５）を貫通し素管（
４）内のプラグαＧと連結した引抜棒（９）を下方に引
く。その結果、第２図（ハ）に示すように透孔（５）が
プラグαｑで押し拡げられ、ダイス穴（７）内に枝管（
８）を形成する。以上と同様の方法を反対側の透孔（５
）に対しても適用して、クロヌ管継手（１）の形状を得
る。

ところが、上述したプラグ引抜き法では、第２図（′ｂ
）に示すクロスハツチング領域（８）の材料のみが枝管
材料として供されるので、枝管（３）（８）の高さＨが
制約される。枝管高さＨが大きいほど、枝管端に他の配
管を溶接する場合の作業性が高く、また強度的に信頼性
の劣る枝管端層接部を強度的に重要な枝管つけ根部から
遠ざけることができるが、プラグ引抜き法で得られる枝
管高さＨは枝管径ＤＪの３０％程度が限度とされておシ
、これ以上の高さの枝管を得る場合には縮径−プラグ引
抜き法と呼ばれる方法が用いられている。

この方法は、まず第３図（イ）に示すように、製品母管
（２）よシ大径の素管（６）を短径ＤＩが製品母管（２
Ｊの外径Ｄｌよシわずかに小さい偏平素管（１１）に加
工する。次いで第８図幹）に示すように、製品管継手の
外郭形状と略々−同一の内郭形状を有する上下−組のダ
イス（６１（６）の下ダイス（６）に前記偏平素管（１
１）を長径方向が鉛直となるようセットした後、上ダイ
ス（６′）を降下させて長径方向に圧縮加工する。

ここで、偏平素管（１１）を第３図幹）の如く両管端側
の領域Ａと、中央部の領域Ｂとに分けて考えると、領域
Ａは上下をダイス（６１（６）で拘束された状態で圧縮
されるため、増肉と軸方向の伸びとを伴いながら局長が
強制的に減少させられる。一方、領域Ｂはダイス穴（７
）の部分が開放されているために、第８図（ハ）に示す
如くダイス穴（７）　（７’）内に隆起部（財）（１２
）の中央に下穴をあけ、第２図と同様の方法でプラグ引
抜きを施す。これにより隆起部（ハ）（１２’）に枝管
が形成されるが、隆起部ａ２（１２）の材料体積は明ら
かに第２図幹）のハツチング領域（８）よシ大きく、し
たがって縮径加工の導入によって枝管高さの増加が可能
となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この縮径加工において第８図（嗜の偏平素管
（１）の局長をｔｏ、第８図（ハ）の加工後の材料の隆
起部中央断面の局長をｔとすると、領域Ｂでの局長減少
がない場合に１−１０となシ、隆起高さイは最大となる
。しかし、領域Ｂにおいてもダイス穴（７）（７）に隣
接したダイス円筒部（１３（１８）による拘束は免れず
、また領域Ａの周方向の圧縮変形の影響も受けるために
、局長減少は避けられない。

したがって実際にはｌ　＜　Ｌｏとなシ、この傾向はダ
イス穴径ＤＪとダイス円筒部径ＤＩの比（ＤＪ／ＤＩ。

第６図参照）が小さいほど著しい。

領域Ｂでの局長減少を小さくするには、第８図（ハ）に
おいて隆起部を除いた周長ｔの領域の増肉を抑制すれば
よい。これは第３図（に）の偏平素管（１１’）におい
て、高さｔの範囲すを低温に、それ以外の範囲ａ、ａ　
を高温とすることによって達成される。

ところが、偏平素管（１１）にこのような温度差をつけ
るのは作業上困難であシ、実際には次に示す上下の隆起
部を別々に形成する方法が採用されることが多い。

すなわち、第３図（ロ）において、はじめに範囲すおよ
びａ′を低温に、肩囲ａを高温とした偏平素管（１１）
を使用して一次の縮径加工を行う。このような温度差は
、偏平素管（１１）の全体を加熱した後、第４図（イ）
の如く範囲す、ａ　を水に浸漬することによって容易に
得られる。第５図（６）はこの−次縮径加工が終了した
状態を示し、上下ダイス（６）　（６’）の間隔δ′は
、第３図（切における上下ダイス（６）　（６’）の間
隔δの釣機である。このとき、下ダイス穴（７）にゆ隆
起部（２）が形成されるが、その母体となる範囲ａ′は
低温のため変形が小さく、隆起部（２）の高さはわずか
である。

一次縮径加工が終ると次に、この−次加工材σ勇を再加
熱し、その後、第４図（四に示す如く、偏平素管（１１
）の状態での範囲ａに相当する部位を残して水に浸漬し
、二次の縮径加工を行う。第５図（ロ）はこの二次縮径
加工が終了した状態を示し、上ダイス穴（７）内にも隆
起部（１２）が形成される。この加工により、第８図に
示す中央領域Ｂの局長減少を抑制することができ、偏平
素管（１１）の全体を加熱して縮径加工した場合よシも
大きな隆起高さＩが得られる。

しかしながら、この上下の隆起部を別々に形成する方法
は、工程数を多くするばかりだけでなく、加熱、冷却の
繰り返しのためにエネルギー面での無駄が多い。また、
温度差のばらつきによって、得られる隆起部の高さが安
定しにくいという問題もある。さらに、基本的な問題と
して、温度差による変形抵抗の違いが小さい材料、たと
えばステンレス鋼などに対しては、温度差をつけても大
きな隆起高さは得られず、炭素鋼の場合と同一の隆起高
さを得るには、素管径を大きくせざるを得ない。また、
部分水冷による温度差に起因する熱応力によって破断が
生じるような材質に対しても適用できない。

本発明の目的は、これらの問題を全て解決し得るクロス
管継手の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の製造方法は、偏平加工された素管内に外向きに
連結された２個のプラグ付工具をその２個のプラグがそ
れぞれ素管長径側の２箇所の枝管予定部に臨む姿勢で挿
入した状態とし、この状態で製品管継手の外郭形状と等
しい内郭形状のダイスにより前記素管をその２箇所の枝
管予定部を前記２個のプラグで管内面よシ支持しつつ素
管長径方向に圧縮加工することにより、母管部を形成す
ると同時に２箇所の枝管予定部を隆起せしめ、前記プラ
グ付工具を素管外へ除去した後、前記隆起部をプラグ引
抜き法により枝管となす点に特徴がある。

すなわち、本発明の製造方法は縮径−プラグ引抜き法の
縮径加工において、偏平素管をその枝管予定部をプラグ
で素管内側から支持しつつ縮径して、枝管予定部を半ば
強制的に隆起させるものであるから、大きな隆起高さが
安定して得られ、素管径を小さくできるばかりでなく、
偏平素管に温度差をつける必要がないので温度差に起因
する問題が全て解決され、更に縮径加工Ｉｋ１回で済ま
せてしまうので、工数面、エネルギー面でも極めて有利
なものとなる。

縮径加工以外の工程、たとえばプラグ引抜き工程などに
ついては従来法と同一である。

以下、図面により本発明の製造方法を詳細に説明する。

第６図は本発明の製造方法における縮径加工法を段階的
に示したものである。この縮径加工法においては、まず
第６図（イ）に示す如く、断面円形の素管（ロ）を偏平
加工する。偏平素管（１１’）の局長ｔｏ、長径方向の
内径り６短径方向の内径ｈＪの設定方法については後で
述べる。この偏平加工は冷間、熱間のいずれで行っても
よい。

次に、偏平素管（１１）を加熱する。その後、この偏平
素管（１１）を第６図幹）に示す如く下ダイス（６）上
に適当な治具（図示せず）で長径方向が鉛直になシ、か
つ枝管予定部の中心α尋が下ダイス穴（７）の中心に一
致するようにセットする。上ダイス（６）上下ダイス（
６）の上下対称位置に予め待機させである。

偏平素管（１りのセットが終ると、両端にドーム状のプ
ラグ亜１メを外向きに接続した支柱α０、ならびに支柱
←Ｑに直角に連結したつかみ棒α力からなる隆起工具α
燵（プラグ付工具）を、そのつかみ棒αηをマニプレー
タ（至）で２かんで偏平素管（１１）内に挿入する。こ
のとき、プラグ（至）（１５’）の中心軸を上下ダイス
穴（７）　（７’）の中心に一致させ、プラグ甑１５）
が偏平素管（１１′）の枝管予定部に臨むようにする。

偏平素管（１１’）のセットと隆起工具α０のセットと
は順番が逆になってもよく、要は第６図ヤ）の状態が実
現できればよい。

第６図（切において、プラグαυ（１５）の高さに支柱
αＱＩの長さを加えた隆起工具高さ―は、当然のことな
がら偏平素管（１１）の長径方向の内径り、よりわずか
に小さい。また、プラグ（１５（１５’）の径ｄｍは偏
平素管（１１）の短径方向の内径ｈａよシ小さい。

偏平素管（１１）の短径方向の外径ＤＩは上下ダイス（
６）（６′）の半円溝輪（２０５の径ＤＩ（−製品母管
径）よシ小である。

偏平素管（１１）と隆起工具α呻とｐセットが終ると、
上ダイス（６′）を降下させ、偏平素管（１１）をその
長径方向に圧縮する。この圧縮により、偏平素管（１１
’）の短径が広がり、第６図（ハ）に示すようにワーク
外面が上下ダイス（６］　（６’）の半円溝Ｈ（２０）
に接する。

また、上下枝管予定部は管内よシブラグαＧ（１５）で
支持されているので若干隆起する。そして、この上下ダ
イス（６１（６’）による縮径加工が最後まで行われる
ことにより、第６図に）に示すように断面円形の母管部
（２）が形成されると同時に、上下ダイス（７）（７′
）内に隆起部（ＬＳ５（１２’）が同時形成される。

このとき、隆起高さＩは（ｈｍ−Ｄｔ）／２に隆起部（
６）の頂部肉厚ｔｍを加えた値となる。頂部肉厚ｔｍは
素管αυの肉厚ｔｏと略々同一であるので、隆起高さＩ
は隆起工具高さ―によって決まることになる。

また隆起部Ｑ２（ｔ２’）が形成される際に、この部分
が始めから終りまで内側からプラグ（至）（１５）で支
持され、この部分の周長減少が殆どない。したがって、
第６図に）の縮径加工完了時点における隆起部中央断面
の周長ｔは、偏平素管（ロ）の周長Ｌｏと略々同一とな
る。

このことから、製品管継手（１）の枝管（３）（８）の
高さＨから隆起高さイを決定すれば、素管αυの外径Ｄ
ｏが計算できることになる。また、隆起高さＩから隆起
工具高さｈＩｉｌが計算され、偏平素管（１１）の長径
方向の内径ｈ／を決めることができる。プラグ径ｄｍを
、ダイス穴内径ＤＪ　（−製品枝管外径）から２　ｔ、
を差し引いた値よりわずかに小さな値とすれば、偏平素
管（１１）の短径力゛向の内径り、も決められる。

縮径加工が終了すると、ワークから隆起工具α呻を取出
す。その方法としては、例えば第７図に示すように、支
柱α・をガス切断してプラグ（至）（１５’）を分離し
、マニプレータ（ト）により支柱α・とつかみ棒αηを
抜き取り、プラグαｅ（１５’）は落下させてワーク外
へ取出す方法がある。プラグ（１９（１５’）とつかみ
棒αηは再利用される。これ以外にも、例えば支柱部分
に油圧、スクリュウ等を利用したジヤツキ機構を組込み
、隆起工具高さ血を機械的に変化させるようにすれば、
隆起工具α呻がそのままの形で取出すことができ、再使
用も容易となる。

隆起工具α呻が取出されると、プラグ引抜き法により枝
管（ａ）（８）の形成を行うが、その手順は前述したと
おシ従来法と同様であるので、詳しい説明は省略する。

〔実施例〕

本発明の製造方法により、外径８６０履φ、肉厚７０Ｍ
、材質ＳＵＳｇ１６の素管から、母管部外径６７ＯＮφ
、同肉厚７Ｑ７ｍ、枝管部外径４８０ｍφ、同肉厚８５
Ｍ１間高さ２８０１１ｍのクロス管継手を製造すること
ができた。

具体的に説明すると、先ず上記素管を長径方向の外径１
０３７Ｈ１短径方向の外径５５０頭の偏平素管に加工し
た。ついで、この偏平素管の全体を１０００℃に加熱し
た後、偏平素管内に全高８８０順、プラグ径２８０ｍの
隆起工具を挿入し、縮径加工により高さ１７５朋の隆起
部を有する生成品を得だ。しかる後、隆起部に６０麿φ
の下穴を明け、この部分を熱間でプラグ引抜き法により
製品枝管が確保できる寸法にまで加工した。

これに対し、加熱、水冷を繰り返して隆起部を片方ずつ
形成する従来法の場合には、同じ高さの隆起部を得るの
に外径９１　Ｑｌｆｆｌφ、肉厚７０頭の素管を必要と
し、本発明の実施により約６％の歩留向上を達成するこ
とができた。

〔発明の効果〕

本発明の効果は次のとおシである。

（１）縮径加工により隆起部が形成される際に、この部
分が始めから終シまで内側からプラグで支持され、この
部分の局長減少が殆どないので、従来法と較べて大きな
隆起高さが得られ、枝管高さの大きな製品価値の高いク
ロス管継手ｔ−製造するこ魯とができる。また、枝管高
さを従来法の場合と同じとすれば、大きな隆起高さが得
られる分、素管外径を小さくでき、歩留向上を図ること
ができる。

（２１２箇所の隆起部を１回の加熱でしかも同時に形成
するので、工程数が少なく、エネルギー面でも有利であ
る。

（３）　　縮径加工に際してワークを全体的に加熱し、
しかも加熱、冷却の繰シ返しがないため、加工温度が安
定するとともに、前述したとおり隆起高さＨが隆起工具
高さｈｍによって一義的に決まるので、隆起部に安定し
た量の材料を供給し得、板管高さを安定させることがで
きる。

（４）　ワークに温度差をつけず、プラグによる支持で
隆起部を形成するので、温度差による変形抵抗の違いが
小さい例えばヌテンレス鋼などの材料も、炭素鋼の材料
とほとんど同じ寸法に加工することができ、かつ温度差
に起因する熱応力による破断も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はクロス管継手の形状を示す半断面図、第２図（
イ）〜（ハ）はプラグ引抜き法を段階的に示す断面図、
第８図り）〜（ハ）は従来の縮径加工法（ワーク全体加
熱）を段階的に示す斜視図および断面図、第４図（イ）
（ロ）はワークの部分加熱のための冷却法を示す模式図
、第５図（イ）（ロ）は従来の縮径加工法（ワーク部分
加熱）を段階的に示す断面図、第６図（イ）〜に）は本
発明に係る縮径加工法（ワーク全体加熱、プラグ併用）
を段階的に示す斜視図および断面図、第７図は同法にお
ける隆起工具の取出し方を例示する断面図である。 図中、１：クロス管継手、２：母管、８，３：枝管、４
：素管、５，５：透孔、６，６：ダイス、７．７′：ダ
イス穴、１０ニア＠ラグ、１１：素管、１１：偏平素管
、１２，１２：隆起部、１５，１５　ニブラグ、１６：
支柱、１７：つかみ棒、１８：マニプレータ、１９：隆
起工具（デクグ付工具）。 第１図 第７図 第２１ｉｉｉ１ 第３Ｅ 第４図 第６図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏平加工された素管内に外向きに連結された２個
   のプラグ付工具をその２個のプラグがそれぞれ素管長径
   側の２箇所の枝管予定部に臨む姿勢で挿入した状態とし
   、この状態で製品管継手の外郭形状と等しい内郭形状の
   ダイスにより前記素管をその２箇所の枝管予定部を前記
   ２個のプラグで支持しつつ長径方向に圧縮加工すること
   により、母管部の形成と同時に２箇所の枝管予定部を隆
   起せしめ、前記プラグ付工具を素管外へ除去した後、前
   記隆起部をプラグ引抜き法により枝管となすことを特徴
   とするクロス管継手の製造方法。
2. （２）圧縮加工を素管に温度差をつけることなしに行う
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のクロス
   管継手の製造方法。