JPH03128190A - 枝出し管の製造方法 - 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］ 未発ＩＪＪは、木管に枝管を分岐接続する枝出し管の製
造方法。

［従来の技術］ 従来、枝出し管の１つである互いに直角をなす方向に配
置された管の接続に用いられるＴ継手（ティ）の製造方
法としては、一般に■機械加工方式、■溶接方式が知ら
れている。

前記■の機械加工方式は、第１Ｏ図に示す上下動可能な
上型Ａと、ベツドＢ上に固定され枝管形成用の孔Ｃを垂
直に設けた下型りの型閉め時に、上下両型Ａ、Ｄ間に本
管Ｅを型込めし、本管Ｅの両側から高圧液を送り込むよ
うになされた液圧バルジによって、木管Ｅの一部を仮想
線で示すように枝管形成用の孔Ｃ内へ膨出ｅさせ、第１
１図に示すような膨出部Ｆを有する部材Ｇを成形したの
ち、膨出部Ｆの先端に機械加工により下孔Ｈを穿設し、
さらに第１２図に示すように、木管Ｅの一方を閉塞部材
Ｉで閉或し、他方からポールＪを急激に内部に送込んで
下孔Ｈから射出して、この射出されたポールＪによりバ
ーリングを行って枝管Ｋを底形し、本管Ｅおよび枝管に
の端部に仕上刃１１工を施す工程によって枝出し管が製
造される。

また、前記■の溶接方式は、第１３図に示すように、木
管Ｅの水平中立面Ｍより上方の周壁部を枝管Ｋに対応す
る円弧状に切除Ｎするとともに、枝管にの接続端部側周
壁部を木管Ｅの水平中立面Ｍより４一方の周壁部に吻合
して咬乗できるように円弧状に！、ＩＪ断したのち、第
１４図に示すように、木管Ｅの円弧状切除部Ｎに対応し
て枝管にの接続端部を吻合綺乗させ、ついで両者Ｅ、に
の接合面外周軌跡Ｈに泊ってすみ肉溶接することによっ
て製造される。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記■の機械加工方式では、製造工程が複雑で
大掛りな製造設備を必要とするために製造設備費がきわ
めて高価格となり経済的に不利であるばかりか、ポール
バーリング峙には、ポール（鋼球）が外部に射出される
ため安全性の面で若干の問題点をイｆしている。

一方、前記■の溶接方式では、製造工程の簡略化と製造
設ｆｆｎ費の低減化を達成できるけれども、本管Ｅと枝
管にとをすみ肉溶接で一体結合させるようにしているか
ら、第１５図に示すように、枝管にの周壁内周部に本管
Ｅに対する未溶接部分Ｓが発生するのを回避できない、
したがって、この未溶接部分Ｓが起因して経年的に隙間
腐食を生じ、結合部の強度および密封性等の特性を低下
させる要因になる問題点がある。

このような事情を踏まえ、本願出願人は、特願昭６３−
１４０７２８号により、工程の簡略化と、製造ｆｌｉｋ
　６７１費の低減化を図り２作業の安全性を向上させる
とともに、木管と枝管を容易かつ確実に接続することが
でき、しかも結合部の経年劣化による強度特性および密
封特性等の賭特性の低下を抑制することができる枝出し
管の製造方法を提案した。

この枝出し管の製造方法は、第９Ａ図に示すように、木
管１の中立面Ｘの両側周壁部ＩＡの少なくとも一方周壁
部１ａｌを側面６形に切除して切除面２を形成する工程
と、枝管３の接続端部側周壁部３Ａを前記切除面２に幾
何学的合同の側面山形に切断して切断面４を形成する工
程と、前記切除面２に切断面４を吻合させる工程と、突
合された切除面および切断面の外周軌跡Ｈに沿って突合
せ溶接する工程を具備しているものである。

その結果５通例の切断装置によって木管１の水平中立面
Ｘの両側周壁部ＩＡの少なくとも上方周壁部１ａ１を側
面６形に切除して切除面２を形成するとともに、枝管３
の接続端部側周壁部を切断して切断面４を形成したのち
に切除面２に切断面４を吻合させ、通例の自動または手
動溶接装置を用いて、突合された切除面および切断面の
外周軌１！ＡＨに沿って突合せ溶接することで枝出し管
を製造できるので、製造工程の簡略化と、製造設備費の
低減化を達成できる。しかも、本管の切除面２に枝管の
切断面４を吻合させることで突合された切除面とν」断
面、即ち突合せ而は所謂Ｉ型を呈し、この工型突合せ面
の外周軌跡に沿って突合せ溶接を行うことができるから
、溶接装置におけるトーチの軸線延長上に、常時、前記
工型突合せ面を位置させた状態で、溶は込み状態のよい
確実な溶接、即ち隙間腐食の起らない溶接が可能になる
。

ところで、第９Ａ図および第９Ｂ図に示すように、本管
ｌの水平中立面Ｘと垂直中立面Ｙに直交する横断面Ｚに
対して１両側の２位置で合致する底部Ｐｉ、Ｐ２から垂
直中立面Ｙに対して横断面Ｚの前後２位置（第９Ａ図に
おける横断面Ｚの左右２位置）で合致する頂部Ｐ３　、
Ｐ４にかけて、側面図形が横断面Ｚを対称面とする６形
に切除してνｊ除西面２形成する場合、底部ＰＩ、Ｐ２
および頂部Ｐ３　、Ｐ４の位置は枝管３の外径によって
設定されることになる。

したがって、ｉ９Ａ図および第９Ｂ図のように、木管１
の外径と枝管３の外径および肉厚がそれぞれ等しい組合
せであれば、頂部Ｐ３　、Ｐ４と底部ＰＩ、Ｐ２を結ぶ
直線Ｌｌ、Ｌ２に沿って上側周壁部１ａｌを切除するこ
とで、水平な底部Ｐ１、Ｐ２（第９Ｂ図参照）と前記直
線Ｌｌ、Ｌ２の傾斜角度０（４５度）を有して頂部Ｐ３
　、　Ｐ４から上側周壁部１ａｌの厚さ方向にかけて傾
斜した切除面ａ（第９Ａ図参照）をイ■する側面図形が
６形の切除面２を形成でき、枝管３の接続端部側周を部
も同様に切断することによって、切除面２に幾何学的合
同の側面図形が山形のジノ断面４を形成できる。そして
、切除面２に切断面４を吻合させた場合、切除面の全面
が余すことなく一様に突合せられる。

しかし大径の本管１に小径の枝管３を分岐接続する組合
せに、前記第９Ａ図および第９Ｂ図で述べた方法を採用
すると、木管１と枝管３の肉厚が等しくても、木管ｌの
切除面と枝管３の切断面の全面を余すことなく−・様に
突合せることができなくなる。即ち、第８Ａ図および第
８Ｂ図に示すように、枝管３の外径によって設定される
頂部Ｐ３、Ｐ４と底部Ｐｉ、Ｐ２を結ぶ直線Ｌｌ、Ｌ２
に沿って木管１の上側周壁部１ａｌをジノ除し、同様に
枝管３の接続端部側周を都を切断して、切除面２に切断
面４を吻合させると、第８Ｂ図に示すように、底部ＰＬ
、Ｐ２では、該底部ＰＩ、Ｐ２が水平に形成されている
ために本管１の上側周壁部ｌａｌの厚さ方向の寸法Ｅ１
が枝管３の肉厚ｔ２よりも大きくなり、また第８Ａ図に
示すように、直線ＬＬ、Ｌ２の傾斜角度ＯＸつまり切除
面ａの傾斜角度ＯＸが４５度よりも小さくなるので、頂
部Ｐ３　、Ｐ４側でも本管ｌの厚さ方向の寸法ｔ３が枝
管３の肉１ゾｔ２よりも大きくなる。

即ち、大径の本管１に小径の枝管３を分岐接わ２する組
合せでは、切除面と切断面の全面が余すことなく一様に
合致して突合されず、本管ｌの上側周を部１ａｌが枝管
３の周壁部３Ａよりも内方に突出した状態で突合される
ことになる。

このようなｌ型突合せ面の外周軌跡Ｒに沿って突合せ溶
接を行うと、突合せ面では肉厚の薄い枝管３側の溶は込
みが過剰になって適正な突合せ溶接、つまり、うら波の
生成されるうち波溶接を行うことができない問題点を有
している。

また、枝管３が本管１よりも薄肉である場合では突合せ
面において肉厚差が一層大きくなるので、枝′１′３側
の溶は込みが激しくなるから適正な溶接がさらに困難に
なる。

本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、木管に
小径の枝管を組合せて分岐接続する場合、枝管の肉厚の
如何を問わず突合せ溶接によって適正に接続することが
できる枝出し管の製造方法の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、本管に枝管を分
岐接続する枝出し管の製造方法であって、本管の水平中
立面を境界とする上下両側周壁部の少なくとも上方周壁
部に、水平中立面および垂直中立面に直交する横断面に
対して枝管の外径によって設定され両側２位置で合致す
る底部から前記垂直中立面に対して前記横断面の前後２
位置で合致する頂部にかけて、枝管の外径と肉厚に基づ
いて前記周壁部の厚さ方向の傾斜角度を漸次変化させな
がら側面図形が前記横断面を対称面とした円弧状に四人
す３次元曲面によりなる切除面を形成する工程と、枝管
の接続端部側周壁部を前記切除面に幾何学的合同の側面
図形円弧状の凸形でかつ前記傾斜角度に相当して漸次変
化する切断角度で厚さ方向に３次元間面により切断して
切断面を形成する工程と、前記すＪ西面に切断面を吻合
させる工程と、突合された切除面および切断面の外周４
１Ｌ跡に沿って溶接する工程を具悄したものである。

［作用］ 本発明によれば２本管の周壁の厚さ方向の傾斜角度が底
部から頂部にかけて枝管の外径と肉厚に基づいて漸次変
化する側面図形が円弧状に凹入した３次元曲面よりなる
ジノ除面に対して、前記傾斜角度に相当して漸次変化す
る切断角度で接続端部側周壁部を厚さ方向に前記切除面
に幾何学的合同の側面図形円弧状の凸形で３次元曲面に
よって切断した枝管の切断面を吻合させるので、切除面
とジノ断面の全面を余すところなく一様に合致して突合
すことができる。

［実施例］ 以下１本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第６Ｃ図は本発明の製造工程を示す概略説
明図であり、ｆ５１図において本管１の周壁部ＩＡにお
ける水平中立面Ｘ（中心点Ｏを通りｘｉ、ｘ２．ｘ３．
ｘ４を結ぶ水平面）の上側周壁部１ａｌの縦軸方向中央
部に、第２図に示すように、側面図形が６形に切除され
た９３除而２を形成する。

このすＪ陰面２はｉ３Ａ図および第３Ｂ図に示すように
、木管１よりも外径が小さく肉厚の等しい枝管３の外径
および肉厚に基づいて形成される。

即ち、枝管３の軸！Ｊａｙｔを第１図の水平中立面Ｘと
垂直中立面Ｙ（中心点Ｏを通りｘ５　、　ｘ６　。

ｘ７　、ｘ８を結ぶ垂直面）に直交する横断面Ｚ（ｘ９
．ｘｌｏ、ｘｌｌ　、ｘｉ２を結ぶ垂直面）に対応させ
て第３Ａ図および第３Ｂ図のように、木管ｌと同心状に
直立させた場合に、枝管３の外周下端両側と木管１の上
側周壁部１ａｌ外面との交点Ｐｉ、Ｐ２の２位置が第２
図の底部ＰＬ　、　Ｐ２（但し、一方の底部Ｐ１のみが
図示されている）の外面として設定され、第３Ｂ図に示
す枝管３の外周における木管１の上側周壁部１ａｌ頂点
との交点Ｐ３．Ｐ４の２位置が第２図の頂部Ｐ３．Ｐ４
として設定される。

そして、第４Ａ図に示すように底部ｐｔ　、　Ｐ２は枝
’ｉ７３の周壁部３Ａが本管ｌの上側周壁部１ａｌと同
じ厚さ寸法で突合すことができる傾斜角度０１に設定し
、第４Ｂ図に示すように頂部Ｐ３゜Ｐ４側も分岐管３の
周壁部が本管ｌの上側周壁部Ｌａｌと同じ厚さ寸法で突
合すことのできる傾斜角度０２（肉厚が等しいので４５
度）に設定し。

底部ＰＩ、Ｐ２の径外面と頂部Ｐ３　、Ｐ４を結ぶ［１
１１Ｒ１，Ｒ１（第２図参照）と底部Ｐｉ、Ｐ２の径内
面と頂部Ｐ３　、Ｐ４に連続する上側周壁部ｌａｌの径
内面とを結ぶ曲線Ｒ２，Ｒ２（第２図参照）に沿って、
傾斜角度を頂部Ｐ３　、Ｐ４から底部Ｐｉ、Ｐ２にかけ
て漸次変化させながら側面図形が横断面Ｚを対称面とし
た円弧状に凹入する３次元間面よりなる切除面２を形成
する。

一方、第５図に示す枝管３における周壁部３Ａの接続端
部側（図における下端部側）を、前記切除面２に幾何学
的合同の側面円弧状の凸形でかつ前記切除面２の傾斜角
度に相当して漸次変化するジノ断角度で厚さ方向に３次
元曲面により切断して、下向きの切断面４を形成する。

つぎに、第６Ａ図および第６Ｂ図に示すように１本９１
の切除面２に枝管３のν」断面４を吻合させて、第４Ａ
図および第４Ｂ図のように突合せ、このよに突合された
切除面２と切断面４の外周軌跡（第６Ｂ図のＲ参照）に
沿って、例えば自動または手動のＴＩＧ溶接装置或いは
レーザ溶接装置などによって突合せ溶接することにより
、第６Ｃ図に示すように、木管１と枝管３を一体結合し
た枝出し管６が製造される。

本管１に形成される切除面２は、上側周壁部１ａ１の厚
さ方向の肉厚方向の傾斜角度を底部Ｐ１、Ｐ２の０１か
ら頂部Ｐ３　、Ｐ４側の０２にかけて枝管３の外径と肉
厚に基づいて漸次変化させた３次元＋ｌｂ面で形成し、
枝管３の切断面４を切除面２の傾斜角度に相当して漸次
変化する３次元曲面で！ｕＪ除面西面幾何学的合同に切
断するようにしているから、切除面２と切断面４を吻合
させた場合、切除面２と切断面４の全面を余すことなく
一様に合致させて突合すことができる。そのために、工
型突合せ面において一方（例えば枝管３）側の溶は込み
が過剰になるような問題点が回避され、両者１．３の突
合せ面を均等に溶は込ませてうら波を生成できる適正な
溶接によって第６Ｃ図に示すように枝管３を分岐接続す
ることができる。

木管ｌの外径と枝管３の外径によって設定される第７Ａ
図の底部ＰＩ、Ｐ２の傾斜角度θｌを下記表１に示す、
但し、木管１と枝管３の肉厚が等しいので頂部Ｐ３．Ｐ
４側の傾斜角度θ２は４５度である。

（以下余白） 表 １ 前記実施例では、本管ｌと枝管３の肉厚が等しい場合の
分岐接続方法について説明したが、木管１の肉厚よりも
枝管３の肉厚が薄い場合には、枝管３の外径が前記表１
と同じであっても底部ＰＬ、Ｐ２の傾斜角度０１が大き
くなり、頂部Ｐ３゜Ｐ４側の傾斜角度０２は枝ｔＦ！！
３の肉厚が薄くなった量に応じて４５度よりも大きくな
ることが判る。このように、厚肉の本管ｌに小径かつ薄
肉の枝管３を分岐接続する場合に、本管１と枝管３の外
径および両者の肉厚によって設定される底部Ｐ１、Ｐ２
の傾斜角度θ１と頂部Ｐ３　、Ｐ４側の傾斜角度θ２を
下記表２に示す（但し、本管１の肉厚は１．５川１．枝
管３の肉厚は１．２ｍｍである）。

表 さらに、前述の溶接時において、溶融池に存在する溶融
金属の表面張力が起因して、木管１と枝（（ｇ　３との
結合部内周面が小さい＋１１＋率半径をもった円弧面に
形成されるから、本管１と枝管３との分岐部の流体抵抗
を低減できる。

なお、前記実施例においては、互いに直角をなす方向に
配置された管の接続に用いられるＴ継手（チイ）を用い
て説明しているが、本発明は前記実施例にのみ限定され
るものではなく、各種の枝出し管に適用できることはい
うまでもない。

［発明の効果］ 以上説１男したように、本発明によれば、本管の水平中
立面を境界とする上下両側周壁部の少なくとも上方周壁
部に、水平中立面および垂直中立面に直交する横断面に
対して枝管の外径によって設定され両側２伎置で合致す
る底部から、前記垂直中立面に対して前記横断面の前後
２位置で合致する頂部にかけて、枝管の外径と肉厚に基
づいて前記周壁部の厚さ方向の傾斜角度を漸次変化させ
ながら側面図形が前記横断面を対称面とした円弧状に凹
入する３次元曲面によりなる切除面を形成する工程と、
枝管の接続端部側周壁部を前記９Ｊ除面に幾何学的合同
の側面図形円弧状の凸形でかつ前記傾斜角度に相出して
漸次変化する切断角度で厚さ方向に３次元曲面により切
断して切断面を形成する工程と、前記切除面に切断面を
吻合させる工程と、突合された切除面および切断面の外
周軌跡に沿って溶接する工程によって枝出し管を製造す
るようにしているから、従来の機械方式による製造方法
と比較して、製造工程が簡略化され、かつ製造設備費の
大幅な低減化を達成できるとともに、製造時の安全度が
高いことは勿論、木管の切除面に対して外径または外径
と肉厚の双方が異なる枝管の切断面の全面を余すことな
く一様に合致させて突合すことができるので、例えば枝
管のみが過剰に溶は込む溶接欠陥を生じない、つまり、
溶は辿み状態がよく、うら波が生成される適正なうら波
溶接によって一体結合できるので、結合部の経年劣化に
よる強度特性および密封特性等の特性が低下しないなど
の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は木管の斜視図、第２図は同容形凹部を形成した
側面図、第３Ａ図および第３Ｂ図は谷底と谷頂部の設定
条件を示す説明図、第４Ａ図およびｔｔＳ４　Ｂ図は本
管と枝管の吻合状態を示す断面図、第５図は山形尖部を
形成した枝管の側面図、第６Ａ図は木管と枝管の吻合状
態を示す側面図、第６Ｂ図は回正面図、第６Ｃ図は完成
した枝出し管の一例を示す側面図、第７Ａ図は底部の傾
斜角度を示す拡大断面図、第７Ｂ図は頂部の傾斜角度を
示す拡大断面図、第８Ａ図および第８Ｂ図は比較例の説
明断面図、第９Ａ図および第９Ｂ図は既提案方法によっ
て製造された枝出し管の一例を示す説ＩＩＪ図、第１Ｏ
図ないし第１２図は従来の一例を示す説明図、第１３図
ないし第１５図は従来の他の例を示す説明図である。 ｌ・・・木管 ＩＡ・・・周壁部 ｌａｌ・・・上側周壁部（一方周壁部）２・・・切除面 ３・・・枝管 ３Ａ・・・周壁部 ４・・・切断面 ６・・・枝出し管 ＰＩ、Ｐ２・・・底部 Ｐ３　、Ｐ４・・・頂部 Ｒ・・・外周軌跡 Ｘ・・・水平中立面 Ｙ・・・垂直中立面 Ｚ・・・横断面 ０１・・・底部の傾斜角度 ０２・・・頂部側の傾斜角度 第 諷 第 図 第３Ａ 図 第４Ａ回 ！Ｓ３Ｂ 図 第４Ｂ 詭 ｓ８Ａ 図 第８８Ｉｌ！ 第９Ａ 諷 寥 ０ 図 第９Ｂ 図 ［１ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第１４ 図 ［５ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）本管に枝管を分岐接続する枝出し管の製造方法で
   あって、本管の水平中立面を境界とする上下両側周壁部
   の少なくとも上方周壁部に、水平中立面および垂直中立
   面に直交する横断面に対して枝管の外径によって設定さ
   れ両側２位置で合致する底部から前記垂直中立面に対し
   て前記横断面の前後２位置で合致する頂部にかけて、枝
   管の外径と肉厚に基づいて前記周壁部の厚さ方向の傾斜
   角度を漸次変化させながら側面図形が前記横断面を対称
   面とした円弧状に凹入す３次元曲面によりなる切除面を
   形成する工程と、枝管の接続端部側周壁部を前記切除面
   に幾何学的合同の側面図形円弧状の凸形でかつ前記傾斜
   角度に相当して漸次変化する切断角度で厚さ方向に３次
   元曲面により切断して切断面を形成する工程と、前記切
   除面に切断面を吻合させる工程と、突合された切除面お
   よび切断面の外周軌跡に沿って溶接する工程を具備して
   いることを特徴とする枝出し管の製造方法。