JP2003028378A - 樹脂製ベンド管とその製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】成形後の曲げ戻りが小さく、樹脂製の湾曲部に
損傷を受けにくい樹脂製ベンド管と、その製造方法およ
び製造装置を提供する。 【解決手段】本発明の樹脂製ベンド管１は、原管２を構
成する樹脂よりも高強度でかつ塑性加工可能な金属その
他の素材からなる薄肉の管状体３により、湾曲部２１の
外周面または内周面が被覆されたことを特徴としてい
る。かかる管状体３で原管２を被覆した状態で、原管２
および管状体３を冷間で曲げ加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスや上下水道な
どの配管が曲げられる部分に使用される樹脂製ベンド管
と、その製造方法および製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば本出願人の出願に係る特開平８−
２０７１３３号公報に開示されているように、樹脂製ベ
ンド管を製造する方法としては、ポリエチレン樹脂やポ
リプロピレン樹脂等からなる直管状の原管を加熱状態で
型内に保持して所定のベンド角を賦形し、その後冷却す
る、という方法が一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のような加熱成形による製造方法で得られた樹脂製ベ
ンド管は、特にその材質が熱可塑性の結晶性樹脂からな
る場合、成形後の経時変化によってベンド角の曲げ戻り
がしばしば生じる。また、加熱成形による製造方法で
は、管径が大きい場合、加熱や冷却に時間を要するので
生産性が低下する。さらに、樹脂製ベンド管はその形状
が湾曲しているため、直管に比較して、輸送や施工の
際、湾曲部の表面に損傷を受けやすいという事情もあ
る。

【０００４】本発明は係る事情に鑑みてなされたもの
で、成形後の曲げ戻りが小さく、樹脂製の湾曲部に損傷
を受けにくい樹脂製ベンド管と、係る樹脂製ベンド管の
効率的な製造方法および製造装置を提供することを解決
課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の樹脂製ベンド管の構成は、原管を構成する
樹脂よりも高強度でかつ塑性加工可能な金属その他の素
材からなる薄肉の管状体により、湾曲部の外周面が被覆
されたことを特徴としている。

【０００６】また、本発明の樹脂製ベンド管の他の構成
は、原管を構成する樹脂よりも高強度でかつ塑性加工可
能な金属その他の素材からなる薄肉の管状体により、湾
曲部の内周面が被覆されたことを特徴としている。

【０００７】これらの発明によれば、樹脂製の原管とそ
れを被覆する管状体とを冷間で同時に曲げ加工すること
ができるので、加熱や冷却に要する時間が不要になり、
生産性が向上する。また、樹脂製原管の経時変化によっ
て生じるベンド角の曲げ戻りを、管状体の強度および剛
性によって押さえ込むことができるので、長期間にわた
って安定した形状が得られるとともに、埋設強度や耐圧
強度も向上する。

【０００８】かかる管状体の材質としては、ステンレス
鋼をはじめとして、鉄鋼、アルミニウム合金、チタン、
銅合金等を目的や用途に応じて選択することができる。
管状体は、原管の外周面および内周面のいずれを被覆し
てもよく、また内外両面を被覆してもよい。ただし、管
状体が原管の外周面を被覆する場合は、管状体が原管の
保護管となり、原管の湾曲部に傷がつくのを防ぐことが
できる。また、管状体の材質によっては、原管を構成す
る樹脂に対して好ましくない影響を及ぼすような透過性
物質が原管内に浸透するのを防ぐこともできる。

【０００９】さらに本発明の樹脂製ベンド管において
は、管状体の腹側に、スリットまたはパンチングホール
を形成したり、あるいはエッチング加工を施すことによ
って、管状体の湾曲部に生じる曲げ皺を小さくすること
ができる。

【００１０】また、本発明の樹脂製ベンド管の製造方法
は、直管状態にある樹脂製原管の外周面および内周面の
うち少なくともいずれか一方を、この原管を構成する樹
脂よりも高強度でかつ塑性加工可能な金属その他の素材
からなる薄肉の管状体により被覆した後、前記原管およ
び管状体を冷間で同時に曲げ加工することを特徴とす
る。この製造方法によれば、樹脂製の原管を加熱・冷却
するのに要する時間が不要になるので、樹脂製ベンド管
の生産性が向上する。

【００１１】また、本発明の樹脂製ベンド管の製造装置
の構成は、直管状態にある樹脂製原管の外周面および内
周面のうち少なくともいずれか一方を、この原管を構成
する樹脂よりも高強度でかつ塑性加工可能な金属その他
の素材からなる薄肉の管状体により被覆した状態で、前
記原管および管状体を冷間で同時に曲げ加工する樹脂製
ベンド管の製造装置であって、ベンド角の曲率半径に対
応して形成された円弧状の外形を有する曲げ成形ダイ
と、この曲げ成形ダイの弧部外周面に相対して配置され
た複数個の押し付けシューとを備え、各押し付けシュー
が曲げ成形ダイの弧部中心に向かって進退可能に、かつ
少なくとも２個以上の押し付けシューが曲げ成形ダイの
弧部外周面に沿って円弧状に移動可能に保持されたこと
を特徴とする。

【００１２】また、本発明の樹脂製ベンド管の製造装置
の他の構成は、直管状態にある樹脂製原管の外周面およ
び内周面のうち少なくともいずれか一方を、この原管を
構成する樹脂よりも高強度でかつ塑性加工可能な金属そ
の他の素材からなる薄肉の管状体により被覆した状態
で、前記原管および管状体を冷間で同時に曲げ加工する
樹脂製ベンド管の製造装置であって、ベンド角の曲率半
径に対応して形成された円弧状部分およびこの円弧状部
分に連続する直線状部分を有し、前記円弧状部分の中心
軸回りに回転可能に保持されたロータリーダイと、前記
ロータリーダイの直線状部分に相対して配置され、前記
ロータリーダイの直線状部分との間に原管の一端を把持
してロータリーダイとともに回転するクランプダイと、
前記ロータリーダイの円弧状部分に相対して配置され、
直管状態にある原管および管状体を前記ロータリーダイ
の回転に同期して軸方向に前進させるプレッシャーダイ
と、直管状態にある原管の一端から原管内に装入される
マンドレルと、直管状態にある原管の腹側外面に当接す
るワイパーダイとを備えることを特徴とする。

【００１３】これらの構成にかかる樹脂製ベンド管の製
造装置によれば、管状体の湾曲部の腹側に生じる曲げ皺
を小さくして、樹脂製ベンド管を精度よく効率的に製造
することができる。また、ベンド角の設定や調整も容易
に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しつつ説明する。

【００１５】＜樹脂製ベンド管＞図１は、本発明の第１
の実施の形態にかかる樹脂製ベンド管１（１Ａ）の斜視
図である。この樹脂製ベンド管１（１Ａ）は、樹脂製原
管２の外周面が金属製の管状体３によって被覆されたも
のである。管状体３は、原管２の両端の直線状部分を除
いて中央近傍の湾曲部２１のみを被覆するように外装さ
れ、原管２の外周面に密着している。

【００１６】また、図２は、本発明の第２の実施の形態
にかかる樹脂製ベンド管１（１Ｂ）の斜視図である。こ
の樹脂製ベンド管１（１Ｂ）は、樹脂製原管２の内周面
が金属製の管状体３によって被覆されている。管状体３
は、原管２の両端の直線状部分を除いて中央近傍の湾曲
部２１のみを被覆するように内装され、原管２の内周面
に密着している。

【００１７】これらの樹脂製ベンド管１において、原管
２を構成する樹脂には、例えばポリエチレン樹脂、ポリ
プロピレン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂等が利
用される。ただし、常温下で適度な可撓性を有する管材
用の樹脂であれば、特に前記した樹脂に限定されない。

【００１８】一方、管状体３を構成する金属には、原管
２を構成する樹脂よりも高強度でかつ塑性加工可能な金
属が利用される。具体的には、ステンレス鋼、鉄鋼、ア
ルミニウム合金、チタン、銅合金等が好適である。管状
体３にＳＵＳ３０４のステンレス鋼を利用する場合、管
状体３の呼び径は概ね十数mm〜数百mm、肉厚は０．６mm
〜３．０mm、管長は２００mm〜数ｍが実用的な範囲であ
り、かかる範囲内で、ベンド角の曲率半径３０mm〜６０
００mm程度の曲げ加工を行うことが可能である。

【００１９】このように構成された樹脂製ベンド管１に
よれば、樹脂製原管２の経時変化によって生じるベンド
角の曲げ戻りが、原管２よりも強度や剛性に勝る管状体
３によって拘束されるので、長期間にわたって安定した
形状が保持される。また、埋設強度や耐圧強度も向上す
る。さらに、管状体３が原管２の外周面を被覆する場合
は、管状体３が原管２の保護管となり、原管２の湾曲部
２１に傷がつくのを防ぐことができる。また、管状体３
の材質によっては、原管２を構成する樹脂に対して好ま
しくない影響を及ぼすような透過性物質が原管２内に浸
透するのを防ぐこともできる。

【００２０】かかる樹脂製ベンド管１は、直管状態にあ
る原管２に管状体３を装着した状態から、冷間での曲げ
加工により成形することができる。曲げ加工を行うため
の製造装置については後述するが、冷間加工が可能とな
ることで、樹脂製原管２の加熱や冷却に要する時間が不
要になり、生産性を向上させることができる。曲げ加工
に際しては管状体３の腹側に曲げ皺が生じるおそれがあ
るが、この曲げ皺を小さくするには、図３に示すような
構成を採用することができる。

【００２１】図３（ａ）に示した構成は、管状体３の腹
側に、周方向に延びる細長いスリット３１を複数本形成
したものである。また、図３（ｂ）に示した構成は、管
状体３の腹側に、軸方向に延びる細長いスリット３２を
複数本形成したものである。また、図３（ｃ）に示した
構成は、管状体３の全周に多数の小さなパンチングホー
ル３３を形成したものである。このように、曲げ加工に
よって曲げ皺の生じる部分に、曲げ皺を吸収しうるスリ
ット３１，３２やパンチングホール３３をあらかじめ形
成しておくことにより、曲げ皺の発生を小さくして加工
後の形状を整えることができる。また、前記したスリッ
ト３１，３２やパンチングホール３３に替えて、イオン
ビームによるエッチング加工を管状体３に施すことによ
り、管状体３の腹側の肉厚を薄くして曲げ皺を小さくす
ることもできる。

【００２２】＜製造装置＞図４〜図５は、前記した樹脂
製ベンド管１を製造する装置の第１の実施の形態を示
す。この製造装置４は、管材や棒状材をいわゆる押し付
け曲げ方式の曲げ加工によって成形する装置であって、
装置基部４１に固定された曲げ成形ダイ４２と、この曲
げ成形ダイ４２に相対して可動状態で配置された複数個
（この例では２個）の押し付けシュー４３とを備えてい
る。

【００２３】曲げ成形ダイ４２は、曲げ加工されるベン
ド角の曲率半径に対応する扇形の外形を有し、その弧部
外周面には、管状体３を装着した原管２が収まる半円溝
４２１が形成されている。

【００２４】押し付けシュー４３も、曲げ成形ダイ４２
に相対するそれぞれの成形面に半円溝４３１を有してい
る。各押し付けシュー４３の半円溝４３１は、軸心が直
線状になるように形成されている。

【００２５】各押し付けシュー４３は、外側に設けられ
た油圧シリンダ等の加圧装置４４を介し、曲げ成形ダイ
４２の弧部中心に向かって進退可能に保持されている。
さらに、各押し付けシュー４３は、加圧装置４４を保持
する図示しない保持装置を介して、押し付けシュー４３
が曲げ成形ダイ４２の弧部外周面に沿って円弧状に移動
しうるように保持されている。

【００２６】この製造装置４によって樹脂製ベンド管１
を製造するには、まず図４に示すように、管状体３を装
着した原管２（以下、「ワーク１０」という。）を押し
付けシュー４３と曲げ成形ダイ４２との間に挟み込む。
そして、図５に示すように、各押し付けシュー４３を曲
げ成形ダイ４２の弧部外周面に向かって前進させなが
ら、同時に、各押し付けシュー４３を曲げ成形ダイ４２
の弧部外周面に沿って、互いに離反するように移動させ
る。これにより、ワーク１０が曲げ成形ダイ４２の弧部
外周面に沿うように賦形される。ワーク１０のベンド角
は、押し付けシュー４３を曲げ成形ダイ４２の弧部外周
面に沿って移動させる距離により任意に調整することが
できる。

【００２７】なお、この実施の形態では２個の押し付け
シュー４３を採用しているが、押し付けシュー４３を３
個以上にすることもできる。その場合、中央に位置する
押し付けシュー４３はワーク１０の固定用として曲げ成
形ダイ４２に向かって進退するのみとし、両端に位置す
る複数個の押し付けシュー４３を円弧移動させるように
するのが合理的である。

【００２８】図６〜図８は、前記した樹脂製ベンド管１
を製造する装置の第２の実施の形態を示す。この製造装
置５は、管材や棒状材をいわゆるロータリードロー曲げ
方式の曲げ加工によって成形する装置であって、図示し
ない装置基部に回転可能に保持されたロータリーダイ５
１と、このロータリーダイ５１に取り付けられたクラン
プダイ５２と、ロータリーダイ５１の周囲に配置された
プレッシャーダイ５３およびワイパーダイ５４等を備え
ている。

【００２９】ロータリーダイ５１は、ベンド角の曲率半
径に対応して形成された円弧状部分５１１と、この円弧
状部分５１１に連続する直線状部分５１２とを有し、円
弧状部分５１１の中心軸回りに回転するように保持され
ている。ロータリーダイ５１の円弧状部分５１１および
直線状部分５１２の外周面には、ワーク１０が収まる半
円溝５１３が形成されている。

【００３０】クランプダイ５２は、ロータリーダイ５１
の直線状部分５１２に相対して取り付けられ、ロータリ
ーダイ５１とともに回転する。クランプダイ５２にも、
ロータリーダイ５１に面する成形面にワーク１０が収ま
る半円溝５２１が形成され、これらロータリーダイ５１
とクランプダイ５２との間にワーク１０の一端が挟み込
まれて固定される。

【００３１】プレッシャーダイ５３は、ロータリーダイ
５１の円弧状部分５１１に相対して、ロータリーダイ５
１に対するワーク１０の挿入位置近傍に配置されてい
る。プレッシャーダイ５３にも、ロータリーダイ５１に
相対する成形面に半円溝５３１が形成され、これらプレ
ッシャーダイ５３とクランプダイ５２との間にワーク１
０が挟み込まれる。プレッシャーダイ５３は、ブースト
シリンダー等の加圧装置５５を介して軸方向に進退自在
に保持され、ロータリーダイ５１の回転に同期してその
接線方向に移動する。

【００３２】ワイパーダイ５４は、ロータリーダイ５１
に対するワーク１０の挿入位置の手前側に配置されて、
プレッシャーダイ５３に相対している。ワイパーダイ５
４は先端が薄くなった嘴状の部材で、プレッシャーダイ
５３に相対する成形面には半円溝５４１が形成され、成
形面の背面はロータリーダイ５１の円弧状部分５１１の
外周面に沿うように湾曲している。

【００３３】この製造装置５によって樹脂製ベンド管１
を製造するには、まず図７に示すように、ロータリーダ
イ５１を回転させて、クランプダイ５２とプレッシャー
ダイ５３とを同軸直線上に揃える。この状態で、ワーク
１０をプレッシャーダイ５３とワイパーダイ５４の間か
ら挿入し、ワーク１０の先端をクランプダイ５２とロー
タリーダイ５１との間に挟み込んで固定する。そして、
図８に示すように、ロータリーダイ５１をクランプダイ
５２とともに回転させ、これに同期させてプレッシャー
ダイ５３およびワーク１０を軸方向に前進させる。これ
により、ワーク１０はロータリーダイ５１の円弧状部分
５１１に沿って巻き込まれながら賦形される。ワーク１
０のベンド角は、ロータリーダイ５１の回転角度により
任意に調整することができる。曲げ加工されるワーク１
０の腹側にはワイパーダイ５４が常時接触しているの
で、このワイパーダイ５４が腹側に生じる曲げ皺を小さ
くする。

【００３４】また、ワーク１０をロータリーダイ５１に
沿って賦形する際には、ワーク１０の座屈を防止して円
形の断面形状を確保するために、ワーク１０の内部にマ
ンドレル５６（心金）を挿入するのが望ましい。このマ
ンドレル５６には、例えば図６に示すような先端が半球
状または半砲弾状になった固体マンドレル５６Ａ、ある
いは図７〜８に示すような先端が多球状または数珠状に
なった自在マンドレル５６Ｂを適宜に選択して使用する
ことができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の樹脂製ベンド管は、樹脂製原管
の湾曲部における外周面または内周面が、原管よりも高
強度でかつ塑性加工可能な金属その他の素材からなる薄
肉の管状体により被覆された構成を有しているので、樹
脂製原管の経時変化によって生じるベンド角の曲げ戻り
が管状体によって拘束され、長期間にわたって安定した
形状が保持される。また、樹脂製ベンド管の埋設強度や
耐圧強度も向上する。

【００３６】この樹脂製ベンド管は、原管およびこれを
被覆する管状体を冷間で同時に曲げ加工して製造するこ
とができる。かかる製造方法によれば、従来のように樹
脂製原管を加熱・冷却するための時間は不要になり、生
産性を向上させることができる。また、そのための製造
装置も、加熱・冷却手段を必要としないものになるの
で、製造装置の構造が簡単になり、経済性も向上する。

【００３７】そして、かかる製造装置として本発明の構
成を採用することにより、本発明の樹脂製ベンド管を精
度よく効率的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の樹脂製ベンド管の第１の実施の形態を
示す斜視図である。

【図２】本発明の樹脂製ベンド管の第２の実施の形態を
示す斜視図である。

【図３】図１の構成にかかる樹脂製ベンド管において、
管状体の腹側に生じる曲げ皺を小さくするための構成を
示す斜視図である。

【図４】本発明にかかる樹脂製ベンド管の製造装置の第
１の実施の形態を示す図であり、曲げ加工前の使用状態
を示す説明図である。

【図５】同じく、曲げ加工後の使用状態を示す説明図で
ある。

【図６】本発明にかかる樹脂製ベンド管の製造装置の第
２の実施の形態を示す分解斜視図である。

【図７】図６に示した樹脂製ベンド管の曲げ加工前の使
用状態を示す説明図である。

【図８】同じく、曲げ加工後の使用状態を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 樹脂製ベンド管 １０ ワーク ２ 原管 ２１ 湾曲部 ３ 管状体 ３１ 周方向のスリット ３２ 軸方向のスリット ３３ パンチングホール ４ 製造装置 ４２ 曲げ成形ダイ ４３ 押し付けシュー ５ 製造装置 ５１ ロータリーダイ ５１１ 円弧状部分 ５１２ 直線状部分 ５２ クランプダイ ５３ プレッシャーダイ ５４ ワイパーダイ ５６ マンドレル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 廣司 群馬県桐生市相生町１丁目10−46 株式会 社カワノ内 Ｆターム(参考） 3H019 EA01 EA19 4F209 AA04 AA11 AA34 AD03 AD12 AG12 NA01 NB01 NG03 NK03 NK07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原管を構成する樹脂よりも高強度でかつ
   塑性加工可能な金属その他の素材からなる薄肉の管状体
   により、湾曲部の外周面が被覆されたことを特徴とする
   樹脂製ベンド管。
2. 【請求項２】 原管を構成する樹脂よりも高強度でかつ
   塑性加工可能な金属その他の素材からなる薄肉の管状体
   により、湾曲部の内周面が被覆されたことを特徴とする
   樹脂製ベンド管。
3. 【請求項３】 管状体の腹側に、曲げ皺を小さくするた
   めのスリットまたはパンチングホールが形成されたこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製ベンド
   管。
4. 【請求項４】 管状体の腹側に、曲げ皺を小さくするた
   めのエッチング加工が施されたことを特徴とする請求項
   １または２に記載の樹脂製ベンド管。
5. 【請求項５】 直管状態にある樹脂製原管の外周面およ
   び内周面のうち少なくともいずれか一方を、この原管を
   構成する樹脂よりも高強度でかつ塑性加工可能な金属そ
   の他の素材からなる薄肉の管状体により被覆した後、前
   記原管および管状体を冷間で同時に曲げ加工することを
   特徴とする樹脂製ベンド管の製造方法。
6. 【請求項６】 直管状態にある樹脂製原管の外周面およ
   び内周面のうち少なくともいずれか一方を、この原管を
   構成する樹脂よりも高強度でかつ塑性加工可能な金属そ
   の他の素材からなる薄肉の管状体により被覆した状態
   で、前記原管および管状体を冷間で同時に曲げ加工する
   樹脂製ベンド管の製造装置であって、 ベンド角の曲率半径に対応して形成された円弧状の外形
   を有する曲げ成形ダイと、この曲げ成形ダイの弧部外周
   面に相対して配置された複数個の押し付けシューとを備
   え、 各押し付けシューが曲げ成形ダイの弧部中心に向かって
   進退可能に、かつ少なくとも２個以上の押し付けシュー
   が曲げ成形ダイの弧部外周面に沿って円弧状に移動可能
   に保持されたことを特徴とする樹脂製ベンド管の製造装
   置。
7. 【請求項７】 直管状態にある樹脂製原管の外周面およ
   び内周面のうち少なくともいずれか一方を、この原管を
   構成する樹脂よりも高強度でかつ塑性加工可能な金属そ
   の他の素材からなる薄肉の管状体により被覆した状態
   で、前記原管および管状体を冷間で同時に曲げ加工する
   樹脂製ベンド管の製造装置であって、 ベンド角の曲率半径に対応して形成された円弧状部分お
   よびこの円弧状部分に連続する直線状部分を有し、前記
   円弧状部分の中心軸回りに回転可能に保持されたロータ
   リーダイと、 前記ロータリーダイの直線状部分に相対して配置され、
   前記ロータリーダイの直線状部分との間に原管の一端を
   把持してロータリーダイとともに回転するクランプダイ
   と、 前記ロータリーダイの円弧状部分に相対して配置され、
   直管状態にある原管および管状体を前記ロータリーダイ
   の回転に同期して軸方向に前進させるプレッシャーダイ
   と、 直管状態にある原管の一端から原管内に装入されるマン
   ドレルと、 直管状態にある原管の腹側外面に当接するワイパーダイ
   とを備えることを特徴とする樹脂製ベンド管の製造装
   置。