JPH0144955B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は水道鉛管の端部に鍔部を形成し、鍔
部を利用して、継手に鉛管を取付ける冷間継手
と、継手に用いられる鍔部の形成法に関する。

水道管には、鉛管、塩ビ管、銅管、鉄管、HI
管、ステンレス管などがある。

従、水道管は、鉛管が主流をなしていた。鉛管
は、可撓性に富み、自在に曲げることができるの
で、地中に埋設し、水道本管、止水栓などを簡単
に接続できる。日本の土壌は酸性が強く、鉛管は
酸に強いので、日本の風土に特に適する。

塩化ビニール製の水道管は、熱を加えて簡単に
曲げることができる。また、塩ビ製水道管は、継
手と接着剤で接着することができる。アメリカの
農場などでは、頻用される。敷設が容易だからで
ある。

しかし、塩化ビニール製の水道管、機械的に弱
い。地震があると、破断することがある。破断す
ると、洩水する。水道管は、地震にも耐える堅固
なものでなければならない。地震のたびに断水す
るようではいけない。

銅管は、アルカリに強い。ヨーロツパはアルカ
リ性土壌の場所が多いので、ヨーロツパでは銅管
が用いられることもある。

しかし、銅管は薄いものが多く、機械的に弱
い。日本酸性土壌が多く、銅管は酸により簡単に
腐蝕してしまう。日本では銅管を殆ど用いない。

鉄管は堅牢である。高層住宅の水道配管に用い
られることが多い。水圧が高いからである。

しかし、鉄道は、腐蝕する。腐蝕すると、さび
を含んだ「赤水」ができる。内部にさびが生ずる
と、流路が狭くなる。これを防ぐには、鉄管内部
をビニールで被覆しなければならない。

鉄管には、いまひとつの欠点がある。硬くて曲
げることができず、自在に彎曲して配管できない
ということである。

これらは、比較的、古い水道管である。HI管、
ステンレス管などは新しい。

本発明者は、鉛管が水道管として最も優れたも
のである、という強い信念をもつている。

鉛管は地震にもよく耐える。鉛管は酸に強い。
鉛管は今もなお、日本の水道管の大部分を占めて
いる。しかし、取付工事が難しいこと、鉛毒のこ
となどがあり、この欠点のため、鉛管以外の水道
管を採用しようという傾向が近年になつてあらわ
れてきた。

この傾向は、東京と大阪で顕著にみられた。

取付工事の点について説明する。

鉛管は、熱間法により、継手と結合していた、
といえる。鉛管は継手とハンダ付けされていたの
である。ハンダを溶かして作業するから熱間法と
仮に呼ぶ。

止水栓、分水栓、その他の栓や水道本管につな
がる継手は、わずかにテーパのついた円錐形状の
分岐管部を備えている。鉛管を、円錐形分岐管部
へ嵌込みハンダ付けして、鉛管と継手を結合す
る。

熱間法の取付手順を説明する。

(1) 鉛管の端部に、円錐形状の、刃つき工具を差
込み工具をねじる。鉛管の端内周部が面取りさ
れる。

(2) 先が円錐形に仕上げられた木製の「タンピ
ン」を面取りされた端部へ当て、かなづちでタ
ンピンを叩く。鉛管の端部が僅かに拡つて、ラ
ツパ状になる。ラツパ端部へ、継手円錐形状分
岐を押込む。

(3) ガソリンを燃して、炎を出すトーチランプ
で、鉛管、継手を加熱する。ハンダを溶して、
これを鉛管、継手の結合部へ流し込む。冷却す
るとハンダが硬固し、鉛管、継手は一体化す
る。

以上である。

従来、鉛管は全て熱間法によつて継手にハンダ
づけされていた。ハンダづけされた鉛管と継手の
連結部は強固である。地震があつても抜けない。
水漏れが起るという事も少ない。60年以上の実績
があり、信頼性も高い。

本発明者はこう考える。

ハンダ付け作業は決して難しいものではない。
しかし、いくつかの“コツ”と“カン”が要るの
は事実である。熟練者でなければならない。

水道工事の作業者は、必ずしも熟練者ばかりと
は限らない。

数年前に東京都で、水道工事中に、トーチラン
プが爆発する、という事故があつた。事故は都議
会で取上げられた。

事実、作業者の取扱いのミスによつて、トーチ
ランプが爆発た、ということであつた。しかし、
議会では、鉛管が爆発した、というふうに受けと
られ、熱間法による鉛管の工事は、大層、危険な
ものである、という印象を強くした。

鉛管は、当時、ハンダ付けする以外の方法がな
かつた。このため、鉛管自体が、水道管として危
険であると断定されるに至つた。

鉛管を否定するいまひとつの契機があつた。

ある大学教授が水道局に対し、公開質問状を提
出した。これは、鉛の毒について、強い懸念を表
明したものであつた。鉛の水道管の内面には、水
酸化物、炭酸水素化物、炭酸塩などの被膜が自然
につく。被膜により、防護されるから、鉛は不動
態になり、化学的に安定化する。これが通念であ
つた。

公開質問状の中で、質問者は、水質の変化につ
いて述べた。過去の水道と、現在の水道では、塩
素の添加量が異なる。消毒のために、塩素、次亜
塩素酸を水道に加えるが、水源の悪化にともなつ
て、添加塩素量も多くなつてきた。塩素は、被膜
形成を妨げ、あるいは被膜を侵し、鉛と直接、触
れ、塩化鉛を作る。塩化鉛は水に溶ける。有害な
鉛イオンが水道水に溶出する。

以上のような公開質問状であつた。

ある都市では、この事故や、鉛毒の疑問などか
ら、鉛管の不使用を決定した。かわりに、ステン
レス管を水道管に使用する事にしたのである。今
から３年前のことである。

ステンレス水道管は、鉛管より割高であるが、
ステンレスであるから、腐蝕に強いだろうと、期
待された。

塩素の問題はステンレスにすることにより解決
されるはずである。

ステンレスは、溶接、ハンダづけのような熱間
作業を必要としないので、作業は安全であるはず
である。

ステンレスは剛性が高い。鉛管のように、工事
現場で、情況に応じ、自在に曲げるというわけに
はゆかない。多様な夥しい数の管継手と、多様な
長さの直管、曲管を予め、多数、製造しておき、
管と管継手とを大量に使用して、互に連結してゆ
く、という方法がとられた。

寸法の予め定まつたステンレス管の端部にはフ
ランジを形成しておく。通常の管継手、パツキ
ン、ユニオンナツトを使つてフランジ付ステンレ
ス管を取付けるのであるから、螺取め作業だけで
よい。熱間作業を全く必要としない。

このように、鉛管とステンレス管では水道工事
の内容が著しくことなる。ステンレスは、高価
で、部品点数も多く、継手も多くなり工事の手数
は極めて煩労になる、という欠点はある。これは
予想された欠点であつた。

しかし、水道管は安価である必要はなく、高価
であつても差支えないし、工事が煩労になつて
も、安全であつて、熟練を要しないのであればこ
れに勝るものはない、と考えられたようである。

３年経つた。意外な弱点が現われてきた。

ステンレス製水道管が、顕著に腐蝕してきたの
である。地中には、酸やアルカリが存在するし、
静電気も起りやすい。化学的、電気化学的な作用
を受け、地中のステンレスは急速に腐蝕した。

ステンレス管の腐蝕は、鉛管に比して極めて急
速に進行した。鉛管から、ステンレスに切換えた
３年前の時点では、予想もされなかつた難点であ
つた。ステンレス管は、あまりに早く、弱点を露
呈した。

他の都市では別の途を歩んだ。ここでは、鉛管
にかえて、特別な塩化ビニル樹脂管が使用され始
めた。HI管とよばれる。極めて硬いプラスチツ
クである。かなづちで叩いても割れない。鉄より
強い。プラスチツクであるから、腐蝕しない。プ
ラスチツクであるから、接着剤で継手と接着でき
る。熱を用いないので安全である。

ステンレスと同様、容易に曲げることはできな
い。そこで、数多くの継手、数多くの直管、を組
合わせて、水道工事を行うことにした。継手箇所
は多く、工事は煩労であつた。接着剤で固着でき
るが、接着部が多いので、簡単にはゆかない。

試行錯誤の後、やはり鉛管が最良の水道管であ
る、という事が分つてきた。

多くの都市では、ひきつづき鉛管を使つてい
る。ステンレス、プラスチツク管を一時期採用し
た都市も、鉛管へ復帰しようとする傾向にある。

しかし、ハンダ付けする熱間法はなお、危険だ
と考える人が多いし、作業者の技倆も低下しつつ
ある。

トーチランプは多量のガソリンを消費する。ハ
ンダ付けのために、貴重なスズを大量に使わなけ
ればならない。

安全性、省資源、省エネルギーの観点から、加
熱手段を全く使わない鉛管継手が強く望まれる。
ここでは、仮に、熱間に対し、冷間とよぶことに
する。

本発明の父は、20年〜10年前に、冷間法のカテ
ゴリーに入るという事を知らず、鉛管と継手とを
ハンダ付け以外の方法で結合する方法についてさ
まざまに研究したことがあつた。

本発明者の父が、当時、案出した冷間継手法は
次のようであつた。

(1) 円錐形状の木製タンピンで鉛管端部をラツパ
状に拡径する。

(2) 継手には、円錐形状の差込管部を作つてお
き、ここに雄螺条を切つておく。

(3) 鉛管にユニオンを入れておき、鉛管端部へ継
手の差込管部を強く差込む。ユニオンナツトを
継手の雄螺条へ螺込み、かたく締める。

以上である。(1)〜(2)は熱間法の継手とほとんど変
らず、(3)が冷間法であるゆえんである。

ラツパ状の鉛管端部は、継手の差込管部外壁
と、ユニオンナツトの内壁にはさまれて固定され
る。管軸とある程度の角をなすよう鉛管端部は傾
いているから、（ラツパ状であるから）抜け難い。

このような継手構造を本発明者の父が案出し
た。

しかし、これなお十分な継手強度がなかつた。

新しい均一な鉛管であればこれでも良い。水洩
れも起らないし、地震にも耐えるかも知れない。

水道管工事は、常に新しい鉛管を使うとは限ら
ない。既設の鉛管に、継手を付けたい場合もあ
る。テーパ状に拡径した部分を押える固定方法で
は、老化した鉛管に対して十分な継手強度がえら
れない。老化した鉛管は、腐蝕しており、しかも
不均一に腐蝕しているからである。

老化した鉛管に対し、この継手は水洩れの惧れ
があつたし、地震にも耐えない、と思われた。

抜止めのため、継手のテーパ面に逆行防止用の
爪状突起を設ける、という事も試みてみた。しか
し老化した鉛管に対しては、十分な抜止め作用を
もたらさなかつた。

鉛管への復帰の途が、全国的に模索されつつあ
る。

理想的な冷間継手を求めて研究、開発がなされ
始めた。

ある水道機器メーカーは、既に実用的な冷間継
手を発明した、と誇称している。しかし、よくた
だしてみると、この冷間継手は、本発明者の父が
10〜20年前に考案した継手と同一であつた。その
考案から一歩も踏出したものではない。新しい鉛
管に採用できても、古い鉛管には使えない。近い
将来に露呈するあろう欠陥を、本発明者は、既に
よく知つている。

ラツパ状に拡径した部分が弱いのである。難点
はここにある。

補強するため、鉛管のラツパ状端部に、しんち
ゆう、やステンレスの薄い帯板を巻きつけ、ユニ
オンナツトでしめる、という事も考えられてい
る。

しかし、このようなものは短期間にさびて、な
くなつてしまう。役に立つはずがない、と本発明
者は思う。

ある県では、鉛管の外側に塩化ビニール膜をコ
ートした複合鉛管が作られ、注目を集めている。
外側を被覆すると、腐蝕しないので、既製の鉛管
であつても、端部がなお丈夫である。そのはずで
ある、と考えられるからである。

しかし、これは素人考えである。鉛管の特長
は、可撓性にある。可撓性に対する理解が、未だ
薄いのは残念なことである。塩化ビニール膜を外
側に被覆すると、鉛管は、可撓性を失う。容易に
曲げることができない。

鉛管の最大の特長を殺してしまつて、どうし
て、鉛管が生かされようか？鉛管は自然のままが
良い。

この県が複合鉛管に、魅力を感じやすいのは理
由がある。水道管内の圧力が高いからである。水
圧が高いので、剛堅な水道管を望むわけであろ
う。しかし、水圧が高くても、自然の鉛管が使え
ないというのではない。使いかたを知らないだけ
である。

鉛管端部を拡げる、というのは、熱間法に於け
る常套手段であつた。

冷間法を開発する場合、従前の様式にとらわれ
てはいけない。

鉛を拡げると薄くなる。弱くなる。脆くなる。
偏肉部もできる。熱間法の場合、ハンダを流込む
から、拡径部鉛管を補強しつつ、継手と鉛管とを
結合できたのである。

ハンダのような流動媒体を欠く、冷間法では、
鉛管をことさら薄くしてはならない。

逆にしなければならない。

鉛管を拡げるのではなく、縮めるのである。押
縮めれば、鉛管は太くなり、強くなる。

本発明は、拡げるのではなく押し縮めて、鉛管
端部に鍔部を形成し、鍔部を用いて、継手と鉛管
とを結合するようにする。

押し縮せて作製された鍔部は強力である。古い
鉛管であつても堅牢な連結部を形成することがで
きる。

以下、実施例を示す図面によつて、本発明の構
成、作用及び効果を詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例に係る冷間継手の断面
図である。

鉛管１は、端部に厚肉の鍔部２が造形してあ
る。鍔部２の造形については後に述べる。

継手本体３は、鉛管と、止水栓、分水栓、水道
本管、支管などを連絡するもので、任意の目的を
もつものであつてもよい。

継手本体３には軸方向に貫孔４が穿つてある。
これが流路となる。

継手本体３の一方の端部外側には、雄螺条５が
切設してある。

継手本体３の一方の開口部は、内径の広い鉛管
差込口６となつており、鍔部２の外周面に殆ど隙
間なく接触し、鍔部を保持する。

鉛管差込口６は、垂直な当り面７で終る。

当り面７と、鉛管鍔部２の前面との間には、パ
ツキン８が介装される。

鍔部２後面には、金属製のリーフ９を予め嵌込
んでおく。

継手本体３の雄螺条５には、ユニオンナツト１
０が螺合する。ユニオンナツト１０は、リーフを
介して、鍔部２を押し、継手本体３の当り面７へ
向けて、鍔部２を強圧する。

次に、鉛管の鍔部の造形につき説明する。

第２図は直円環状鍔部を造形した鉛管端部の一
部切断正面図である。

この鍔部は後面１１が平坦である。鍔部の長さ
Ｌ、厚みＴは、鉛の強度を考慮して、適当に決め
る。鉛管の内径をＩ、外径をＯ、厚みをｔとす
る。鍔部の膨出厚さＳは、 Ｓ＝Ｔ−ｔ (1) 及び 2t＝Ｏ−Ｉ (2) で決まる。

鍔部の長さＬは、７mm以上、膨出厚さＳは1.5
mm以上であるのが望ましい。内径13mm、外径20mm
の水道鉛管の場合、厚みｔは3.5mmであるから、
膨出厚さＳを1.5mmとすると、鍔部の厚みＴは５
mmとなつて、十分な強さをもつている。

第３図は他の例を示す鉛管の一部切断正面図で
ある。

後面１２が、テーパ状になつている。テーパ状
にすると、ユニオンナツト１０で強圧したとき、
鍔部後面に軸方向の強い剪断応力がかからず、鍔
部は実効的により強くなる。

次に、鍔部の造形方法について説明する。

第４図は、鍔部造形器の開放状態の斜視図であ
る。

鍔部造形器１３は、２つの半円筒体１４，１
５、半円筒体１４，１５を枢結する枢軸１６、半
円筒体１４に取付けられた止め螺子１７、締付ナ
ツト１８などよりなる。

一方の半円筒体１５の開放端には１対の突片１
９，１９が形成してある。

他方の半円筒体１４の開放端には、１対の突片
２０，２０が形成されている。突片２０，２０に
は、支軸２１が差込んであり、これによつて止め
螺子１７を回転自在に支持する。

締付ナツト１８止め螺子１７に螺合する。

半円筒体１４，１５の内周面２２，２２は、鉛
管の外周を保持するためのもので、鉛管にほば等
しい曲率をもたせてある。

内周面２２の前方の一部は、より内径の大きい
拡径部２３となつている。拡径部２３は、鉛管の
鍔部の外径を決定する。拡径部２３と、内周面２
２の間の段部２４は、鍔部を第２図、或は第３図
のように造形する目的に応じ、軸に対し直角に、
或はテーパ状に形成する。

第５図はタンピン２５の正面図である。

タンピン２５は小径先端部２６、これに続く大
径部２７、これに続くテーパ部２８などを持つ。
アルミ合金で作製してある。

面取り２９された小径先端部２６は、鉛管へ挿
入し、肩部３０で、鉛管の端を押しこんで鍔部を
造形する。

第６図は、鉛管の端部を、鍔部造形器１３によ
つて固定した状態を示す斜視図である。

鉛管１に予めリーフ９を通しておき、先端を半
円筒体１４，１５で挾んで、止め螺子１７を倒し
て、締付ナツト１８を突片１９，１９に嵌込む。
そして、締付ナツト１８を緊締すると、鉛管端部
は鍔部造形器１３に固定される。

鉛管端部は、鍔部造形器１３の端面より僅かに
突出した状態で固定しなければならない。

次にタンピン２３の小径先端部２６を、鉛管１
の前端に差入れる。

鉛管１を左手で持ち、右手でかなづち、或は木
づちを持つて、タンピン２５のテーパ部２８の頂
部を叩く。

タンピンの肩部３０が、鉛管１の端面を強く押
す。鉛管はやわらかいので、軸方向に縮む。その
かわり、軸と直角な方向には拡がろうとする。

タンピンの小型先端部２６が差込まれているか
ら、鉛管１は、内側へ拡がることはできない。鉛
管１は外側へ拡径し、鍔部造形器１３の内周拡径
部２３を満すような形成になる。

第７図はこのようにして造形作業が行われた後
の造形器、鉛管、タンピンの断面図である。

このようにして、鉛管の端に、強い鍔部が形成
される。

鍔部２の前面はパツキン８に当接する。

シール機能をより高めるためには、第８図に示
すように、周回突条３１を肩部３０に設けたタン
ピンを使えば良い。

鍔部２の前面は、第９図に示すような周回凹溝
３２ができる。周回凹溝３２がパツキン８を押え
ると、平坦面で押える時に比較し、シール機能が
高揚する。

逆に第１０図に示すように、周回凹溝３３を有
するタンピンを使い、第１１図に示すような周回
突条３４を有する鍔部２を造形することとしても
良い。

効果を述べる。

(1) 鉛管の端部を拡径してテーパ状にするのでは
なく、端部を叩き縮めて、鍔部に造形する。

鉛管は厚くなり、強度は増す。テーパ状のも
のに比し、数十倍の強度がある。継手強度は大
きい。地震にも耐え、水漏れもない。

(2) 造形器内面に充填するよう変形させるから、
古くて不均一に腐蝕した鉛管であつても、均一
な鍔部を造形できる。

(3) 冷間継手であるから、トーチランプを使つて
ハンダ付をする必要がない。安全である。作業
者の練度を特に必要としない。取扱いが楽であ
る。

ガソリン、スズなどを要しないから、省資
源、省エネルギー効果が高い。

(4) 鍔部は長さＬを持ち、これを継手の内周面に
当てるから、軸と直角方向の曲げモーメントに
対しても強い継手となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る冷間継手の断面
図。第２図は鍔部を造形した鉛管端部の一部切断
正面図で、鍔部後面が平坦になつている例を示
す。第３図は鍔部を造形した鉛管端部の一部切断
正面図で、鍔部後面がテーパ状になつている例を
示す。第４図は鍔部造形器の開放状態の斜視図。
第５図はタンピンの正面図。第６図は鉛管端部に
鍔部造形器を取付けた状態を示す斜視図。第７図
は、鍔部造形が終つた時の、鍔部造形器、鉛管、
タンピンの断面図。第８図は周回突条を有するタ
ンピンの正面図。第９図は周回凹溝を有する鉛管
端部の一部切断正面図。第１０図は周回凹溝を有
するタンピンの正面図。第１１図は周回突条を有
する鉛管端部の一部切断正面図。 １……鉛管、２……鍔部、３……継手本体、４
……貫孔、５……雄螺条、６……鉛管差込口、７
……当り面、８……パツキン、９……リーフ、１
０……ユニオンナツト、１１，１２……鍔部後
面、１３……鍔部造形器、１４，１５……半円筒
体、１６……枢軸、１７……止め螺子、１８……
締付ナツト、１９，２０……突片、２１……支
軸、２２……内周面、２３……拡径部、２４……
段部、２５……タンピン、２６……小径先端部、
２７……大径部、２８……テーパ部、２９……面
取り、３０……肩部、３１……周回突条、３２…
…周回凹溝、３３……周回凹溝、３４……周回突
条。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 枢軸１６によつて枢結された二つ割りの半円
   筒体１４，１５と、半円筒体１４，１５を閉じる
   ための、止め螺子１７、締付ナツト１８とよりな
   り、半円筒体１４，１５の内周面２２の一部には
   段部２４を介して拡径部２３が形成してある 鍔部造形器と、鉛管１に嵌りこむ小径先端部２６
   と鉛管１端面に当接する肩部３０を有するタンピ
   ン２５とよりなることを特徴とする水道鉛管の鍔
   部造形器。 ２ 円筒形の内周面２２と、これより拡径した内
   筒状の拡径部２３とを内面に形成した鍔部造形器
   によつて鉛管１の端部を挟持し、鉛管１に嵌りこ
   む小径先端部２６と鉛管１端面に当接する肩部３
   ０を有するタンピン２５を鉛管１に差入れ、タン
   ピン２５を叩き、常温に於いて、鉛管端部を変形
   させて、鍔部を造形することを特徴とする水道鉛
   管用冷間継手の製造方法。