管の挿口突部の形成方法

【課題】管の挿口突部を、簡易に形成できるようにするとともに、確実に挿口と一体化できるようにする。
【解決手段】金属製の管の挿口３１の外周に突部３７を形成するに際し、挿口３１の外面３４に、突部３７の幅に相当する間隔をおいて、突部３７の側面形状に対応した形状を有する一対の型部材３３Ａ、３３Ｂを配置し、これら型部材３３Ａ、３３Ｂどうしの間に溶接金属３６を供給する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管の挿口突部の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道管などに用いられる管として、一端に受口が形成されるとともに他端に挿口が形成され、互いに接続される一方の管の受口の内部に他方の管の挿口を挿入するようにした受挿構造の管継手を構成するものがある。このような管は、ダクタイル鋳鉄によって形成された鋳鉄管であることが一般的である。このような管どうしの管継手として、地震発生時などにおいて受口からの挿口の抜け出しを防止した耐震構造を有するものが知られている。一般的な耐震構造は、挿口の先端の外周に突部を形成するとともに、受口の内部にロックリングを収容して、抜け出し力が作用したときに挿口の突部がロックリングに当たることで、その抜け出しを阻止するようになっている。
【０００３】
ところで、鋳鉄管は遠心鋳造によって製造されるのが一般的である。しかし、遠心鋳造によって製造する際には、金型からの脱型が不可能にならないように、挿口の外周に突部を一体に鋳造することは行われていない。そこで、上記のような突部は、管を鋳造した後に溶接などによって後付けされることが一般的である。
【０００４】
図７は、従来の挿口突部の形成方法の一例を示す。ここで、１１はダクタイル鋳鉄管の挿口である。まず、同図（ａ）に示すように、挿口１１の外周に浅溝１２を加工する。次に、同図（ｂ）に示すように、浅溝１２に、周方向一つ割りの鉄製あるいは鋼製のリング１３をはめ込む。次に、同図（ｃ）に示すように、リング１３と挿口１１とを隅肉溶接によって一体化し固定する。１４、１５は、その隅肉溶接部である。最後に、同図（ｄ）に示すように、余盛部手入れを行うことで、挿口突部１６が形成される。ここでは、余盛部手入れとして、挿口１１の先端側にテーパ面１７を形成するとともに、これとは反対側に直角仕上を施している。１８は、その直角仕上部である。
【０００５】
図７において、浅溝１２を形成するのは、挿口突部１６に十分な強度を付与するためである。テーパ面１７や直角仕上部１８を形成するために、溶接余盛り部をグラインダーで研削するなどの作業が行われる。
【０００６】
図８は、従来の挿口突部の形成方法の他の例であって、特許文献１に記載されたものを示す。ここでは、同図（ａ）に示すように、幅広のリング２１の外周にあらかじめ深溝２２を形成することでこの深溝２２の底部２３を薄肉に形成しておき、このリング２１を挿口１１にゆるい「締まりばめ」状態で外ばめする。同図（ｂ）は、その外ばめが完了した状態を示す。
【０００７】
次に、同図（ｃ）に示すように深溝２２に溶接金属２４を供給する。すると、この溶接金属２４は、深溝２２の底部２３と、この底部２３の近傍の挿口１１の管壁部分とを溶融させる。２５は、それによって生じた溶け込み部である。溶接金属２４は、深溝２２の側部に対応したリング２１の部分も溶かし込み、それによってリング２１が挿口１１に一体化される。その後、同様に余盛部手入れを行って、テーパ面２６を形成するとともに、溶接金属２４の外面をリング２１の外面と面一になるように仕上ることで、挿口突部２７が形成される。
【特許文献１】特開平９−２５０６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図７に示した方法では、挿口１１に浅溝１２を加工することが必要であるばかりか、グラインダーなどを用いて溶接余盛り部の仕上加工を行うことが必要であり、その工程が簡易であるとはいえない。また、管路の敷設現場で所定の長さの管を得るために切管を施した場合には、その敷設現場で溝加工やグラインダー加工を行うことが必要となるため、非常に時間を要することになってしまう。
【０００９】
図８に示した方法でも、同様に溶接余盛り部の仕上加工が必要になってしまう。また、リング２１として、溝加工が施されたものを準備することが必要である。しかも、図８の方法では、リング２１と挿口１１とは深溝２２が形成されていた部分で溶接されているだけであるため、テーパ面２６の部分では両者が一体化しておらず、したがって両者の間に隙間が生じることが皆無であるとはいい難い。
【００１０】
そこで本発明は、このような課題を解決して、管の挿口突部を、簡易に形成できるようにするとともに確実に挿口と一体化できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するため本発明は、金属製の管の挿口の外周に突部を形成するに際し、前記挿口の外面に、前記突部の幅に相当する間隔をおいて、前記突部の側面形状に対応した形状を有する一対の型部材を配置し、これら型部材どうしの間に溶接金属を供給するものである。
【発明の効果】
【００１２】
このようにすると、一対の型部材と、これら型部材によって挟まれた挿口の部分とによって、溶融金属を流し込んで挿口突部を形成するための型ができあがるため、溝加工を施さなくても、この型のとおりの形状の挿口突部を形成することができる。また溶接金属の凝固後のグラインダー加工なども不要である。しかも、溶接金属によって挿口の表面部分に溶け込みが生じるため、挿口突部を全幅において確実に挿口に一体化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１において、３１はダクタイル鋳鉄製の管の挿口、３２はその端面である。挿口突部を形成するときには、図１および図２に示すように、挿口３１の端面３２から管軸方向に所定の距離をおいた位置に、一対の型部材としての銅製のリング３３Ａ、３３Ｂを外ばめして固定する。図示のようにリング３３Ａ、３３Ｂは横断面が矩形状であり、挿口３１の外面３４からの高さが、形成しようとする挿口突部の高さと同等以上になるように形成されている。リング３３Ａ、３３Ｂどうしの距離は、形成しようとする挿口突部の幅寸法に対応したものとする。リング３３Ａ、３３Ｂを挿口３１に固定するための手段としては、適当なクランプやその他の器具などを用いることができる。このクランプを、挿口３１の端面に掛け合わせ可能なものとすれば、リング３３Ａ、３３Ｂを挿口３１に固定するときに、管軸方向に沿ったリング３３Ａ、３３Ｂの位置決めを容易に行うことができる。
【００１４】
次に、溶接トーチ３５を用いて、管すなわち挿口３１をその軸心まわりに回転させながら、一対のリング３３Ａ、３３Ｂどうしの間に鉄系の溶接金属３６を供給して肉盛溶接を行う。
【００１５】
このとき、トーチ３５の位置は、次のように設定する。すなわち、溶接アークが、トーチ３５における溶接ワイヤの先端と挿口３１の外面３４との間で発生し、溶接ワイヤとリング３３Ａ、３３Ｂとの間で発生しないように、トーチ３５の位置を設定する。こうすると、溶接金属３６によって銅製のリング３３Ａ、３３Ｂに加えられた熱は、銅が熱の良導体であるために素早く拡散する。その結果、溶接金属３６が迅速に凝固して、溶接アークや溶接金属３６の熱によって銅製のリング３３Ａ、３３Ｂが溶けて溶接金属３６や挿口３１に溶着するような事態の発生を、効果的に防止することができる。ちなみに、銅の融点は１０８３℃で鉄の融点である１５４０℃よりも低いが、その熱伝導率は３９０Ｗ／ｍ／Ｋであって、鉄の熱伝導率である８４Ｗ／ｍ／Ｋに比べて４．６倍も高い値である。
【００１６】
溶接部３６が凝固したなら、図２（ｃ）に示すように、型部材としてのリング３３Ａ、３３Ｂを取り外すことで、挿口突部３７を形成することができる。
【００１７】
工場などの屋内で作業を行う場合には、自動溶接機を用いることが効率的である。管路の敷設現場などの屋外で作業を行う場合は、手溶接用の溶接棒を使用することで、小型の溶接電源があれば挿口突部３７を形成することができる。
【００１８】
このようにして挿口突部３７を形成すると、挿口３１の外面に直接に肉盛溶接を行うため、挿口突部３７を形成するためのリングがはまり込む溝を挿口３１に形成する必要がないという利点がある。図１および図２においては、図面を模式的に描いているが、実際の挿口突部３７は、図３に示すようになる。ここで、３８は挿口１１への溶け込み部であり、この溶け込み部３８が挿口突部３７の全幅にわたって形成されることで、挿口突部３７が確実に挿口３１に一体化される。よって、上述のように溝を形成しなくてもの所要の強度を備えた挿口突部３７を形成することができる。また、一対のリング３３Ａ、３３Ｂを用いるものであるため挿口突部３７を任意の幅で形成することができる。リング３３Ａ、３３Ｂを横断面矩形状とすることで、図示のように挿口３１の外面３４に対して突部３７を垂直に近い形で形成することができる。突部の高さは、溶接時の電流、電圧、速度、肉盛数などの種々の溶接条件を変更することで、調節することができる。
【００１９】
図４に示すように、できあがった挿口突部３７に対して隅肉溶接を行うことができる。３９はその隅肉溶接部で、それによってテーパ面４０を形成することもできる。このようにさらに隅肉溶接部３９を形成することで、溶接部の脚長を大きくすることができて、さらなる強度向上を図ることができる。
【００２０】
図５に示すように、リング３３Ｂとして、内周テーパ面４１を有するものを利用すれば、挿口突部３７を形成するときに同時にテーパ面４０を形成することが可能である。
【００２１】
リング３３Ａ、３３Ｂに代えて、図６に示すように、挿口３１の周方向に沿った一部分にのみ配置される一対の銅製の短尺の型部材４２Ａ、４２Ｂを用いることもできる。この場合は、溶接を行いながら型部材４２Ａ、４２Ｂを挿口３１の周方向に沿って移動させることにより、同様に肉盛溶接を行って挿口突部３７を形成することができる。
【００２２】
上記においては、リング３３Ａ、３３Ｂや短尺の型部材４２Ａ、４２Ｂとして銅製のものを用いたが、これらをセラミックなどの他の材料によって形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の管の挿口突部の形成方法を示す図である。
【図２】同形成方法を示す他の図である。
【図３】同方法によって形成された挿口突部の構造を示す図である。
【図４】同方法によって形成された他の挿口突部を示す図である。
【図５】同方法によって形成されたさらに他の挿口突部を示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の管の挿口突部の形成方法を示す図である。
【図７】従来の管の挿口突部の形成方法を示す図である。
【図８】従来の他の管の挿口突部の形成方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
３１挿口
３３Ａ、３３Ｂリング
３４外面
３６溶接金属
３７挿口突部
４２Ａ、４２Ｂ型部材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の管の挿口の外周に突部を形成するための方法であって、前記挿口の外面に、前記突部の幅に相当する間隔をおいて、前記突部の側面形状に対応した形状を有する一対の型部材を配置し、これら型部材どうしの間に溶接金属を供給することを特徴とする管の挿口突部の形成方法。

【図１】