JP4447261B2 - プレス式管継手の接合方法 - Google Patents
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Description
また、このとき気密材を内蔵する環状溝部のパイプ挿入側管端面をパイプ外周面に食い込ませるように変形させ、この変形によってシール性及びパイプの引抜き抵抗力を高めようとしている。
また、気密材が収容されている溝状部位がプレスされると、このプレスに伴って溝状部位にも引張残留応力が生じたり、更には、継手の端部(環状溝部の端部)がパイプ外周に食い込むことによっても引張残留応力が生じるため、溝状部位やパイプ側においても強度が低下して、管継手が腐食環境下に晒された場合、応力腐食割れが生じるおそれがあった。
この気密材には、通常は押圧されたときの変形量となる締め代が予め設けられており、接合後の継手とパイプのシール性を高めるためにはこの締め代を大きくする必要があるが、締め代を大きくするためには気密材の内径に対してパイプ外径を大きくする必要性があり、この場合、環状溝部にパイプを内挿しようとしたときのパイプ外周面と気密材が接触する力が強まるため、気密材が傷つくおそれがあった。更に、この締め代が大きいとプレス時に気密材に強い押圧力が加わり、気密材の変形後に環状溝部から膨出するような形状に極度に潰れるように変形するため、圧縮割れによる気密材の破断にもつながるなど、気密材の耐久性に更に悪影響を与えていた。
また、気密材を収納する環状溝部の先端側がパイプ外周面に食い込むことによって継手先端側やパイプ外周面が割れ易くなるという問題もあった。
また、変形量の大きさから、変形箇所によってパイプへの食い込み度合に差が生じるという問題もあった。
図1は、本発明におけるプレス式管継手の接合前の状態を示した断面図であり、図において1は継手本体であり、この継手本体1に接続パイプ6を接合して管継手を設けるようにしている。継手本体1及び接続パイプ6は防食性を有する金属材料、例えばCr−Ni−Si−Cu系のステンレス鋼によって形成される。
継手本体1において、最小の内径部分が接続パイプ6の外径よりも小径になるような拡径段部2をバルジ成形等の成形手段によって形成し、継手本体1の端部側を拡径した拡径部1cの内周面1bに接続パイプ6を挿入したときにこのテーパ状の拡径段部2の後端部位を接続パイプ6の突当て部2aとすることによって接続パイプ6を係止状態で保持できるようにしている。
また、図6に示すように、継手本体1の端部側に形成した受口部3の端縁3bと接続した接続パイプ6の外周面6aとの間には隙間Dを形成している。
本発明のプレス式管継手は、継手本体1の拡径部1cの先端側に受口部3を膨出形成し、この受口部3に収納したOリング等の気密材5で接続パイプ6の外周面6aを周面シールし、この継手本体1の外周面1aを圧着してこの接続パイプ6を圧着接合し、受口部3の膨出曲面3aと継手本体1の外周面1aとの連結部位をテーパ部4を含む大きいアール面12で連結しているので、プレス部分である受口部3全体や、受口部3と継手本体1の拡径部1cとを結ぶ部分に引張残留応力を生じさせることがないばかりか、接合後には圧縮残留応力を有しているので、この圧縮残留応力の特性によって管継手の強度を向上させ、長期に亘って材料の脆化を防ぐことができる。
また、継手本体1の受口部3の端縁3bと、接続パイプ6の外周面6aとの間には隙間Dを形成しているので、端縁3bと外周面6aが接触して腐食することがない。
なお、長さCを変えることによって圧着部11を八角形状に設けたときの圧着力を調整することができ、この長さCを適切な値に設定することによって圧着部11の最小変形量によって最大の引抜き阻止力を得ることができる。
先ず、接続パイプ6を継手本体1内に、この接続パイプ6の端部が継手本体1の突当て部2aに当接するまで挿入する。挿入時には、前述したように継手本体1に装着された気密材5の内径、及び継手本体1の拡径部1cの内径が接続パイプ6の外径よりも大径であることから、接続パイプ6は気密材5や拡径部1cに接することなく継手本体1内に挿入することができる。これによって、気密材5は接続パイプ6の挿入によって傷つけられないことに加え、接続パイプ6とのプレス接合が不十分な場合には気密材5によるシールが不十分であることを視認することもできる。
この状態で図2、図5(a)及び図6(a)に示すように継手本体1の外周面1aをプレス工具本体20の上型7a、下型7bからなるダイス7で包囲するようにセットする。セット時には、継手本体1を下型7bに載置し、上型7aを継手本体1にプレス可能な状態にセットする。
更に、アール面部8において、継手本体1の受口部3の外周側の膨出曲面3aと、外周面1aとの連結部位であるアール面12におけるテーパ部4を押圧して、受口部3をパイプ挿入口側に傾倒させるテーパ面9を凹部7dと連結した位置に形成している。
このようにダイス7が先に受口部3に当接することによって、仮に圧着部11に先に当接した場合に発生するおそれのある受口部3が浮き上がろうとする現象すなわち、受口部3が拡径し、パイプ6との隙間が広がってしまう現象を防止し、気密材5による適切なシール性を確保している。
変形後の受口部3付近の形状は、ダイス7のアール面部8から凹部7dにかけての形状と略相似形状に形成される。
また、プレス完了時には、端縁3bと接続パイプ6の外周面6aとの間に隙間Dが形成され、この隙間Dは、例えば、呼び径25Suにおいて約0.5〜0.8mmの間の範囲に設けることができるため、プレス後の隙間Dを極小に設けることができる。
また、プレス後には圧着部11において接続パイプ6は継手本体1内面と凹凸嵌合するため、接続パイプ6を適切に接合させることができる。
パイプ圧着部の辺部形状が円弧の供試品(No.1及び2)、及び六角で辺部が直線であり且つ圧着部の長さCが3mmの供試品(No.3)は、パイプ圧着部において若干のマルテンサイト組織が確認されたが、引抜き抵抗力は約4500Nを確保することができた。また、圧着部が断面略六角形状で辺部が直線であり、且つ圧着部の長さCが5mmである供試品(No.4)は、パイプ圧着部は全てオーステナイト組織となり、接続パイプの引抜き抵抗力もNo.1〜3の供試品に比べて約1.2倍に向上した。更に、圧着部が断面略八角形状で辺部が直線の供試品(No.5〜6)はパイプ圧着部が全てオーステナイト組織であり、接続パイプの引抜き抵抗力が、No.1〜3の供試品に比べて約1.5倍に向上した。
1a 外周面
1c 拡径部
2a 突当て部
3 受口部
3a 膨出曲面
3b 端縁
4 テーパ部
5 気密材
6 接続パイプ
6a 外周面
7 ダイス
7c 押圧面
7d 凹部
8 アール面部
9 テーパ面
10 圧着面
11 圧着部
12 アール面
20 プレス工具本体
C 長さ
D 隙間
Claims (2)
- 薄肉金属管からなる継手本体に薄肉金属管からなる接続パイプを接合するプレス式管継手の接合方法であって、前記継手本体の端部側に膨出形成した受口部にOリング等の気密材を収納し、前記受口部の膨出曲面と継手本体の外周面との連結部位に形成したテーパ部を含む大きいアール面で連結し、この継手本体内に接続パイプを挿入端まで挿入し、継手本体の外周面をプレス工具のダイスで包囲し、継手本体の受口部押圧用の凹部とアール面押圧用のアール面部を有するダイスの押圧面で押圧することにより、前記テーパ部がダイスの押圧面で押圧され、かつ前記アール面を支点として受口部がパイプ挿入側に傾倒するように押圧されると共に、継手本体の受口部端縁と接続パイプの外周面との間に隙間を有するようにし、更には、継手本体の外周面と接続パイプとを前記ダイスに設けた圧着面で圧着接合するようにしたことを特徴とするプレス式管継手の接合方法。
- 前記ダイスの圧着面は断面八角形状である請求項1に記載のプレス式管継手の接合方法。
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