JP7534991B2

JP7534991B2 - リング位置決め治具

Info

Publication number: JP7534991B2
Application number: JP2021041177A
Authority: JP
Inventors: 裕也森田; 親平堤
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2021-03-15
Publication date: 2024-08-15
Anticipated expiration: 2041-03-15
Also published as: JP2022141047A

Description

この発明は、鉄管の端部外周の所定位置にリングを嵌めて固定することにより、突部を形成するリング位置決め治具に関するものである。

図７（７Ａ）に示すように、主に水道管として使用されるダクタイル鋳鉄管の直管である鉄管５０は、一端に受口５１を、他端に挿し口５２を有する継手構造のものが多く、受口５１には、内周面にシール材収容溝５３とロックリング収容溝５４が端面側から順次形成され、挿し口５２の外周には突部５５が形成されている。突部５５には、挿し口５２の端面側に受口５１への差込時に誘導面となるテーパ面５５ａが形成されている。

このような鉄管５０同士を接合するには、図７（７Ｂ）に示すように、一方の鉄管５０のシール材収容溝５３にシール材５６を収容するとともに、ロックリング収容溝５４にロックリング５７とその外周に嵌める芯出しゴム５８とを収容した状態で、他方の鉄管５０の挿し口５２を一方の鉄管５０の受口５１に差し込み、突部５５とロックリング５７との係合により、受口５１から挿し口５２が抜け止めされるようにする。

また、下記特許文献１には、図７に示すような型式の鉄管５０の挿し口５２の外周にリング５９を嵌めて突部５５を形成するための治具として、図８に示すような有底の円筒状体である治具４０が記載されている。

この治具４０の使用に際しては、図８（８Ａ）に示すように、突部５５となるリング５９の外周に、溶接用溝５９ａを形成するとともに、テーパ面５５ａの反対側の端部に径方向外側へ向けて突起５９ｂを形成しておく。

そして、鉄管５０に嵌めたリング５９の外周に治具４０を被せ、治具４０の開口部の周囲の端面でリング５９の突起５９ｂを押し、鉄管５０の外周に沿ってリング５９をスライドさせ、図８（８Ｂ）に示すように、鉄管５０の端面が治具４０の底壁に当接すると、リング５９が鉄管５０に対し所定の位置に位置決めされる。

その後、治具４０を鉄管５０及びリング５９から外し、溶接用溝５９ａの底部と突起５９ｂとをサンダーで削り取り、溶接用溝５９ａの底部において鉄管５０の外周面を露出させ、露出した鉄管５０の外周面にリング５９を溶接して固定する。

一方、近年設置されるトンネル内消火配管などでは、図９に示すように、ダクタイル鋳鉄管の直管である鉄管１０同士を、接合及び解体の作業性改善のため、短い円筒状のハウジング２０を使用して接合するハウジング継手が採用される事例もある。

ハウジング継手で用いられる鉄管１０は、図１０に示すように、両端部の外周に突部１１を有するものとされ、鉄管１０同士の継手部では、図１１及び図１２に示すように、接合する鉄管１０の端部外周に跨るようにゴムリング２１を嵌め、その外側にハウジング２０を二分割した半割カップリング２０ａを被せ、半割カップリング２０ａ同士をボルト・ナットを用いた締結機構２２により締結する。

突部１１の形成に際しては、鉄管１０の鋳造時に全面加工する方法のほか、鉄管１０とは別に帯鉄や鋼製管等の加工によりリング１１ａを製作し、このリング１１ａを鉄管１０の端面から所定の位置に溶接して固定する方法が用いられている。

鉄管１０の端部外周の所定位置にリング１１ａを嵌めて固定する方法としては、図１３及び図１４に示すように、鉄管１０の端部外周に端面からの距離を計測して嵌込溝１２を形成し、周方向の一箇所に差入用切割部１１ａ_sを有するリング１１ａを弾性変形させつつ嵌込溝１２に嵌め込み、リング１１ａを浮いてしまわないように万力３０で押さえ付けた状態で仮止め溶接し、万力３０の除去後に全周にわたって溶接する方法がある。

また、嵌込溝１２を形成することなく、差入用切割部１１ａ_sのないリング１１ａを、図１５に示すように、鉄管１０の端面からの距離を計測して所定位置まで圧入装置により嵌め入れ、図１６に示すように、万力３０で押さえ付けた状態で仮止め溶接し、万力３０の除去後に全周にわたって溶接する方法が採用されることもある。

特開２００２－１３０５５９号公報

しかしながら、図１３乃至図１６に示すような方法では、リング１１ａの位置決め時における鉄管１０の端面からの距離の計測や、仮止め溶接時における万力３０でのリング１１ａの押さえ付けに多くの工数が掛かるという問題がある。また、図１５及び図１６に示す圧入装置を使用する方法では、圧入装置の設置に多大な設備投資が必要となる。

その対策として、図８に示すような治具４０を、リング１１ａの位置決め及び固定に使用することも考えられるが、リング１１ａは、管軸方向の寸法が短いことから、リング１１ａに溶接用溝５９ａと突起５９ｂに相当する部分を形成することは困難である。

また、仮に溶接用溝５９ａと突起５９ｂを形成して治具４０を適用しても、次工程での溶接用溝５９ａの底部と突起５９ｂの削り取りに非常に手間が掛かるほか、治具４０を被せたまま仮止め溶接することができず、さらに、リング１１ａは厚いため、溶接用溝５９ａが深くなり、溶接用溝５９ａの底部中央付近の溶接が難しく、溶接後に溶接用溝５９ａを埋める処理も必要となり、工数が増えて生産性が低くなるという問題もある。

そこで、この発明は、少ない工数でリングを鉄管に対して正確に位置決めし、容易に固定できる治具を提供することにより、生産性の向上を図ることを課題とする。

上記課題を解決するため、この発明に係る治具は、鉄管の端部外周にリングを位置決めして固定し、突部を形成するためのものであって、環状体を主体として構成され、
前記環状体は、鉄管の端部の外周に被せられる周環部と、その一端から径方向内側へ迫り出し鉄管の端面に宛がわれる端環部とからなり、
前記周環部の内周にリングを保持するリング保持溝が形成され、
前記環状体が周方向の締付用切割部を有し、前記締付用切割部に臨んでリングを鉄管に密着させるための締付機構が設けられ、
前記周環部には、外周と内周とに貫通するように、リングを鉄管に仮付け溶接するための開口部が形成されているものとしたのである。

また、前記周環部は、外周の段差を介して、前記端環部から離れた一端側の外周が大径部とされ、前記端環部寄りの他端側が小径部とされており、
前記開口部が前記周環部の段差を切り欠くように大径部と小径部とにわたっているものとしたのである。

また、前記環状体は、前記締付用切割部の反対側に開閉用切割部を有することにより、一対の半環状体からなるものとされ、
前記半環状体同士が前記開閉用切割部を跨ぐヒンジを介して連結され、リングの保持又は保持解除時に前記半環状体が開閉可能とされているものとしたのである。

この発明に係るリング位置決め治具を使用すると、環状体のリング保持溝にリングを嵌め入れて保持し、周環部を鉄管の端部外周に被せて端環部を鉄管の端面に宛がうだけで、鉄管に対してリングを位置決めすることができ、締付機構によりリングの浮き上がりを防止した状態で、開口部を介してリングを鉄管に仮止め溶接することができるので、少ない工数でリングを鉄管に対して正確に位置決めし、容易に固定することができる。また、圧入装置の設置のための設備投資も不要であり、加工コストを抑制することができる。

この発明に係るリング位置決め治具を鉄管の端部に被せた状態を示す斜視図同上の（２Ａ）管軸方向に直交する一部切欠外面図、（２Ｂ）環状体を（２Ａ）のＸ－Ｘ断面で表した管軸方向の概略断面図同上の環状体を開いた状態を示す一部切欠外面図同上の環状体への鉄管の挿入過程を示す管軸方向の概略断面図同上の開口部からの仮止め溶接状態を示す部分拡大斜視図同上の仮止め溶接状態を示す管軸方向の部分拡大断面図一般的な継手構造を有するダクタイル鋳鉄管の直管を示す（７Ａ）管軸方向の断面図、（７Ｂ）鉄管の接合部を示す管軸方向の部分拡大断面図特許文献１に記載の治具を使用したリングの（８Ａ）位置決め過程を示す管軸方向の断面図、（８Ｂ）位置決め状態を示す管軸方向の断面図ハウジング継手を採用したトンネル内の消火配管を示す斜視図ハウジング継手用のダクタイル鋳鉄管の直管を示す管軸方向の外面図同上のハウジング継手部を示す管軸方向の部分拡大断面図同上のハウジング継手部の管軸方向に直交する断面図同上の鉄管の端部にリングを弾性変形させて嵌める工程を示す斜視図同上の万力でリングを押さえ付けた状態を示す管軸方向の部分拡大断面図同上の鉄管の端部にリングを圧入装置で嵌める工程を示す斜視図同上の万力でリングを押さえ付けた状態を示す管軸方向の部分拡大断面図

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１及び図２に示すリング位置決め治具１は、図１０に示すようなハウジング継手で用いられる鉄管１０の両端部に、その外周を取り巻く突部１１を形成するため、リング１１ａを位置決めして固定する工程で使用するものである。

このリング位置決め治具１は、環状体２を主体として構成され、環状体２は、鉄管１０の端部の外周に被せられる周環部３と、その一端から径方向内側へ迫り出し鉄管１０の端面に宛がわれる端環部４とからなるものとされている。周環部３の内周には、リング１１ａを嵌め入れて保持するリング保持溝５が形成されている。

環状体２は、周方向の締付用切割部６ａを有し、締付用切割部６ａに臨んでリングを鉄管１０に密着させるための締付機構７が設けられている。

締付機構７は、締付用切割部６ａを挟んで環状体２から径方向外側へ延びる一対の舌片７ａと、舌片７ａの抜穴に挿通されるボルト７ｂと、ボルト７ｂにねじ込まれるナット７ｃとからなり、ボルト７ｂの頭部とナット７ｃとで環状体２を締め付けるものである。

周環部３には、外周と内周とに貫通するように、リング１１ａを鉄管１０に仮付け溶接するための開口部８が周方向に複数形成されている。

周環部３の外周は段差を有し、この段差を介して端環部４から離れた一端側の外周が大径部３ａとされ、端環部４寄りの他端側が小径部３ｂとされている。開口部８は、周環部３の段差を切り欠くように、大径部３ａと小径部３ｂとにわたっている。

また、環状体２は、締付用切割部６ａの反対側に開閉用切割部６ｂを有し、一対の半環状体２ａからなるものとされている。半環状体２ａ同士は、開閉用切割部６ｂを跨ぐヒンジ９を介して連結され、ヒンジ９の回転軸を中心として、リング１１ａの保持又は保持解除時に半環状体２ａが開閉可能とされている。

上記のようなリング位置決め治具１を使用して、鉄管１０の両端部の外周に突部１１を形成するには、図３に示すように、環状体２の一対の半環状体２ａを、締付機構７による締付前の状態で、ヒンジ９の回転軸を中心とする回動に伴い開いておき、リング１１ａを周環部３の内側に位置させ、一対の半環状体２ａを閉じることにより、リング１１ａをリング保持溝５に嵌め入れる。

リング１１ａは、鉄管１０の外周に締め付けたとき、差入用切割部１１ａ_sにおいて僅かに隙間があく程度の寸法になるものとしておくとよい。

次に、図４に示すように、鉄管１０の端部をリング１１ａの内周に差し入れて、周環部３が鉄管１０の外周に被さるようにし、リング位置決め治具１をさらに進行させて、鉄管１０の端面を端環部４に突き当てる。

その後、図１及び図２に示すように、締付機構７の一対の舌片７ａの抜穴にボルト７ｂを挿通し、ボルト７ｂにナット７ｃをねじ込み、ボルト７ｂの頭部とナット７ｃとで環状体２を介してリング１１ａを締め付け、リング１１ａを鉄管１０の外周に密着させる。

そして、この状態で、図５及び図６に示すように、周環部３の開口部８を介して、リング１１ａを鉄管１０にスポット状の溶接部１１ｂで仮付け溶接する。

このように、上記のようなリング位置決め治具１を使用すると、環状体２のリング保持溝５にリング１１ａを嵌め入れて保持し、周環部３を鉄管１０の端部外周に被せて端環部４を鉄管１０の端面に宛がうだけで、鉄管１０に対してリング１１ａを正確に位置決めすることができ、締付機構７によりリング１１ａの浮き上がりを防止した状態で、開口部８を介してリング１１ａを鉄管１０に仮止め溶接することができる。

また、このとき、周環部３は、大径部３ａよりも小径部３ｂで開口部８が浅くなっており、鉄管１０とリング１１ａの接触部分が近くに見えるので、仮付け溶接の作業を容易に行うことができる。

そして、仮付け溶接が終了すると、締付機構７のボルト７ｂとナット７ｃによる環状体２の締め付けを緩めて、鉄管１０の端部からリング位置決め治具１を外し、図１０に示すように、鉄管１０の全周にわたってリング１１ａを溶接することにより、鉄管１０の両端部外周を取り巻く突部１１が形成された状態とする。

ところで、上記実施形態では、リング位置決め治具１を、ハウジング継手で用いられる鉄管１０の両端部の外周にリング１１ａを嵌めて突部１１を形成する際に使用する場合について例示したが、リング位置決め治具１は、リング保持溝５の形状や寸法を適宜設定することにより、例えば、図７に示すような継手構造を有する鉄管５０の挿し口５２の外周にリングを嵌めて突部５５を形成する際に使用することもできる。

１リング位置決め治具
２環状体
２ａ半環状体
３周環部
３ａ大径部
３ｂ小径部
４端環部
５リング保持溝
６ａ締付用切割部
６ｂ開閉用切割部
７締付機構
７ａ舌片
７ｂボルト
７ｃナット
８開口部
９ヒンジ
１０鉄管
１１突部
１１ａリング
１１ａ_s 差入用切割部
１１ｂ溶接部

Claims

鉄管(10)の端部外周にリング(11a)を位置決めして固定し、突部(11)を形成するための治具であって、環状体(2)を主体として構成され、
前記環状体(2)は、鉄管(10)の端部の外周に被せられる周環部(3)と、その一端から径方向内側へ迫り出し鉄管(10)の端面に宛がわれる端環部(4)とからなり、
前記周環部(3)の内周にリング(11a)を保持するリング保持溝(5)が形成され、
前記環状体(2)が周方向の締付用切割部(6a)を有し、前記締付用切割部(6a)に臨んでリング(11a)を鉄管(10)に密着させるための締付機構(7)が設けられ、
前記周環部(3)には、外周と内周とに貫通するように、リング(11a)を鉄管(10)に仮付け溶接するための開口部(8)が形成されているリング位置決め治具(1)。
前記周環部(3)は、外周の段差を介して、前記端環部(4)から離れた一端側の外周が大径部(3a)とされ、前記端環部(4)寄りの他端側が小径部(3b)とされており、
前記開口部(8)が前記周環部(3)の段差を切り欠くように大径部(3a)と小径部(3b)とにわたっていることを特徴とする請求項１に記載のリング位置決め治具(1)。
前記環状体(2)は、前記締付用切割部(6a)の反対側に開閉用切割部(6b)を有することにより、一対の半環状体(2a)からなるものとされ、
前記半環状体(2a)同士が前記開閉用切割部(6b)を跨ぐヒンジ(9)を介して連結され、リング(11a)の保持又は保持解除時に前記半環状体(2a)が開閉可能とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリング位置決め治具(1)。