JP2003276083A - ネジ部を有する筒状成形品の成形方法及びその成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一部にネジ部を有する成形部を備えた筒状成形
品を高精度かつ高外観に成形することができる、ネジ部
を有する筒状成形品の成形方法及びその成形装置を提供
する。 【解決手段】成形部内面形状に略対応する外面形状を有
するコア型２を、内径がコア型２の最大径部より大きな
筒状成形材料の加工部５５にコア型の軸方向に相対移動
させて挿入するコア型挿入工程と、筒状成形材料の少な
くとも加工部５５を加熱して易変形状態にする成形材料
加熱工程と、筒状成形材料を固定しつつ、コア型２の中
心軸を成形すべき成形部の中心軸に対して平行状態に保
ちながら偏芯させつつ、コア型２を成形すべき成形部の
中心軸周りに公転させて加工部５５をコア型２外面で筒
状成形材料の外周方向に圧縮しつつネジ部を有する成形
部を成形する成形工程と、ネジ部を有する成形部が成形
された筒状成形品をコア型の軸方向に相対移動させて離
型する離型工程とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネジ部を有する筒
状成形品の成形方法及びその成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂配管材の端部に受口を形成する方法
としては、以下に述べるような方法が従来から行われて
いる。

【０００３】（１）筒状成形材料としての樹脂パイプ等
の受口形成部に外面が受口の内面形状に沿う形状をした
金型を圧入する方法（スリーブ方式） （２）筒状成形材料としての樹脂パイプ内にコア型を挿
入したのち、油圧でコア型の一部（シェル）を外側に押
し広げるように移動させてパイプを拡径し受口を成形す
る所謂花びらコアを用いる方法（油圧によるシェル拡径
方式） （３）特開平７−１５８０号公報、特開平７−１５８２
号公報等に開示されているように、筒状成形材料として
の樹脂パイプ内にコア型を挿入したのち、機械的にコア
型の一部（シェル）を外側に押し広げるように移動させ
てパイプを拡径し、受口を成形する所謂花びらコアを用
いる方法（機械的作用によるシェル拡径方式） （４）射出成形によりアンダーカット部のない受口類似
形状の成形品を成形したのち、この受口類似成形品を切
削することによりアンダーカット部を形成して受口を得
る方法 （５）厚肉のパイプまたは円柱のロッドを押出成形した
物を切削加工して受口形状にする方法 しかしながら、上記のような従来の方法は、それぞれ以
下に述べるような問題を備えている。

【０００４】上記（１）の方法の場合、型構造は簡単で
あるが、コア型を圧入する際あるいは引き抜く際に大き
な力が必要である。しかも、受口にゴム輪の嵌合溝等の
大きな凹凸のアンダーカット部を有する場合、成形後に
コア型が成形品から抜けなくなる恐れがある。

【０００５】上記（２）の方法の場合、シェルが拡径方
向に移動し樹脂パイプの内面に密着するようになってい
るため、得られた受口部分の内面に型痕が残り、外観不
良や受口に内嵌られるシール用ゴム輪の装着不良を招い
たりする恐れがある。また、シェルの構造上充填後に保
圧をかける場合に、装置の故障の恐れがあるため大きな
保圧をかけにくい。

【０００６】上記（３）の方法の場合、シェルの拡径機
構が複雑で、かつ、部品点数が多く故障の原因になりや
すい。また、金型の構造が複雑なので、小口径のものの
成形には不適であるとともに、金型の製作費が高くな
る。

【０００７】上記（４）、（５）の方法の場合、精度よ
く受口を成形することができるが、加工費用がかさむ。
また、直管では端部の切削加工が難しく、まず、切削加
工して得た継手を直管の端部に接着または融着する方法
を取らねばならず、二次加工費用がかさむ。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて、成形装置の構造が簡易で少なくとも一部
にネジ部を有する成形部を備えた筒状成形品を高精度か
つ高外観に成形することができる、ネジ部を有する筒状
成形品の成形方法及びその成形装置を提供することを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１に係る発明のネジ部を有する筒状成
形品の成形方法は、アンダーカット部となるネジ部を有
する成形部を備えた筒状成形品の成形方法であって、前
記成形部内面形状に略対応する外面形状を有するコア型
を、内径がこのコア型の最大径部より大きな筒状成形材
料の加工部にコア型の軸方向に相対移動させて挿入する
コア型挿入工程と、筒状成形材料の少なくとも前記加工
部を加熱して易変形状態にする成形材料加熱工程と、筒
状成形材料を固定しつつ、コア型の中心軸を成形すべき
成形部の中心軸に対して平行状態に保ちながら偏芯させ
つつ、コア型を成形すべき成形部の中心軸周りに公転さ
せて前記加工部をコア型外面で筒状成形材料の外周方向
に圧縮しつつネジ部を有する成形部を成形する成形工程
と、ネジ部を有する成形部が成形された筒状成形品をコ
ア型の軸方向に相対移動させて離型する離型工程と、を
備えていることを特徴とする。

【００１０】請求項２に係る発明のネジ部を有する筒状
成形品の成形方法は、コア型挿入工程と、成形材料加熱
工程との間に、少なくとも成形部の外面形状に略対応す
る内面形状を有し、軸方向に２つ以上に分割された組み
立て自在な分割型からなる外型を組み立てて前記加工部
を外型によって囲繞する外型装着工程を備え、成形工程
にあたり、外型の内周面で加工部の外周面をクランプし
つつ、コア型の中心軸を成形すべき成形部の中心軸に対
して平行状態に保ちながら偏芯させつつ、コア型を成形
すべき成形部の中心軸周りに公転させて前記加工部をコ
ア型外面で外型の内面方向に圧縮しつつネジ部を有する
成形部を成形し、離型工程にあたり、成形部の中心軸か
らコア型の外周面との最大距離が成形部の最小内径より
大きくなる状態にコア型を成形部の中心軸方向に移動さ
せるとともに、外型を成形部の中心軸から分割型の最小
内径部までの距離が成形部の最大外径よりも大きくなる
状態に分割したのち、筒状成形品をコア型の軸方向に相
対移動させて離型することを特徴とする。

【００１１】請求項３に係る発明のネジ部を有する筒状
成形品の成形装置は、成形すべき筒状成形品に形成され
たアンダーカット部となるネジ部を含む成形部の内面形
状に略対応する外面形状を有するとともに、最大外径が
筒状成形材料の内径より小径のコア型と、上記成形部と
なる筒状成形材料の加工部を外側から囲繞するように組
み立自在で、分割時に成形部が取り出し可能に分割され
る複数の分割型からなり、少なくとも成形部の外面形状
に略対応する内面形状を有する外型と、コア型の中心軸
を成形すべき成形部の中心軸に対して平行状態に保ちな
がら偏芯させつつ、コア型を成形すべきネジ部を有する
成形部の中心軸周りに公転させてコア型外面で筒状成形
材料の外周方向に圧縮させるコア型偏芯公転機構と、を
備えている。

【００１２】本発明の成形方法において使用される成形
材料の材質としては、高密度ポリエチレン等の結晶化度
が高く、収縮性の大きい樹脂が好適であるが、塩化ビニ
ル樹脂、ポリスチレン等の非結晶性樹脂も使用可能であ
る。

【００１３】コア型の形状は、その最大外径が筒状成形
材料内径より小さく設計されていればよいが、ネジ部お
よび平行部などに接触する部分の作製寸法は、予め熱収
縮を見込んだ寸法で設計することが好ましい。

【００１４】コア型の偏芯量は、成形品の成形部のサイ
ズ、形状あるいは使用樹脂の種類によって成形条件およ
び収縮量が異なり、コア型が偏芯公転運動した際にその
軌跡が成形部の内面形状に沿う寸法（製品寸法）で運動
するために必要な量に設計すればよく、特に限定されな
いが、例えば、高密度ポリエチレンを用いて呼び径５０
の受口付き配管材を成形する場合、０．１〜２０ｍｍ程
度が好ましい。

【００１５】本発明の成形方法において、成形材料加熱
工程は、コア型を加工部内に挿入する前でも後でも構わ
ない。

【００１６】コア型を加工部内に挿入する前に加工部を
加熱する方法としては、特に限定されないが、オイルバ
スに筒状成形材料の少なくとも加工部を浸漬して加熱す
る方法、遠赤外線ヒータ、シーズヒータなどのヒータに
よって加熱する方法、ブロアーなどで熱風を供給して加
熱する方法等が挙げられる。また、コア型を加工部内に
挿入した後に加工部を加熱する方法としては、特に限定
されないが、コア型および外型内に設けられたヒータで
加熱する方法やコア型および外型内に設けられた熱媒体
流路に蒸気や加熱オイル等の熱媒体を供給して加熱する
方法等が挙げられる。

【００１７】易変形状態とは、加工部がコア型の偏芯公
転により容易に変形する状態をいい、このときの加熱温
度は、筒状成形材料を構成する材料の軟化点温度以上で
あるのが好ましく、特に結晶化温度以上、融点温度以下
が好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。

【００１９】図１は、本発明にのネジ部を有する筒状成
形品の成形装置を示している。

【００２０】図１に示すように、この成形装置１は、コ
ア型２と、外型３と、コア型偏芯公転機構４とを備え、
筒状成形品として図２に示すような雄ねじ部５２がアン
ダーカット部として外面に設けられた受口５１を成形部
として有する片受口付き直管５を成形することができる
ようになっている。

【００２１】コア型２は、図１に示すように、その外面
２１が筒状をしていて、後で詳述するようにコア型偏芯
機構４の軸部本体４５２が一端から挿入され、軸部本体
４５２に外嵌されたベアリング６を介してコア型２の中
心軸周りに回転自在になっている。また、コア型２は、
その径が筒状成形材料である予め押出成形された樹脂パ
イプ５ａの内径より少し小径に形成されている。

【００２２】外型３は、その軸に沿って分割された２つ
の分割型３１、３１と支持板３２とを備え、成形部であ
る受口５１の外周面に沿う内面形状、つまり受口５１の
外周面に形成される雄ねじ部５２に対応する螺旋状の溝
部が形成しているとともに、その最小径が樹脂パイプ５
ａの外径と略同じになっている。また、支持板３２は、
両分割型３１、３１を離接自在に動くように支持してい
るとともに、中央に後述する軸部本体４５２の挿通孔３
３が穿設されている。

【００２３】また、外型３は、その成形面に沿ってヒー
タ３４と冷媒が通る冷却管３５を備えている。

【００２４】図１に示すように、コア型偏芯公転機構４
は、ケーシング４１と、回転ケース４２と、進退部材
（押し引きアンギュラ）４３およびスライドブロック
（偏芯アンギュラ）４４と、コア型２を回転自在に支持
する軸部４５とを備えている。回転ケース４２は、軸受
け４６により支持されてケーシング４１内で回転自在な
っているとともに、スプロケット４７が外嵌されてい
る。

【００２５】そして、回転ケース４２は、電動機４８の
回転軸に設けられたギヤ４８１、チェーン４９およびこ
のスプロケット４７を介して電動機４８の回転駆動力が
伝達されケーシング４１内で回転するようになってい
る。

【００２６】進退部材４３は、断面略小判形をしてお
り、回転ケース４２内にコア型方向にスライド自在に挿
入されているとともに、その後端が油圧シリンダ（図示
せず）のロッド先端に回転自在に支持されていて、回転
ケース４２の回転に伴って回転するとともに、油圧シリ
ンダのロッドの伸縮によって回転ケース４２内をコア型
２方向に進退するようになっている。

【００２７】また、進退部材４３は、コア型２側の面
に、断面矩形をして進退部材４３のスライド軸に対して
傾斜するアンギュラピン４３１が突設されている。

【００２８】一方、スライドブロック４４は、コア型２
側の面に後述する軸部４５に連結される連結ピン４４１
を有し、進退部材４３側の面にアンギュラピン４３１と
同じ断面形状で同じ角度で傾斜するアンギュラ穴４４２
が穿設され、このアンギュラ穴４４２にアンギュラピン
４３１が摺動自在に挿入されている。

【００２９】すなわち、スライドブロック４４は、進退
部材４３がコア型２方向に前進後退することによって、
アンギュラピン４３１がアンギュラ穴４４２内に進退す
る。しかも、アンギュラ穴４４２およびアンギュラピン
４３１が進退部材４３の進退方向に対して傾斜して設け
られているので、アンギュラピン４３１のアンギュラ穴
４４２内への進退によってその中心軸をコア型２の中心
軸に直交する方向に回転ケース４２内でスライドするよ
うになっている。また、進退部材４３が回転ケース４２
の回転に伴って回転すると、アンギュラピン４３１を介
してその回転力がスライドブロック４４にも伝達され、
スライドブロック４４も進退部材４３とともに回転する
ようになっている。

【００３０】軸部４５は、基台部４５１と、軸部本体４
５２とを備え、基台部４５１がその中心軸をスライドブ
ロック４４の中心軸に一致させるようにして連結ピン４
４１を介して固定されている。

【００３１】軸部本体４５２は、支持板３２に設けられ
た挿通孔３３を介して外型３内部を臨んだ状態で、コア
型２内部に挿入され、コア型２がベアリング６を介して
着脱自在に支持されているとともに、軸部本体４５２周
りに回転自在になっている。

【００３２】また、軸部本体４５２内には、コア型２を
加熱するヒータ４５３およびコア型２を冷却する冷却水
の冷却管４５４が設けられている。

【００３３】なお、進退部材４３やスライドブロック４
４の材質としては、特に限定されないが、少なくとも進
退部材４３やスライドブロック４４の接触部を形成する
部分が耐衝撃性や耐じん性などを持つ材料で形成されて
いることが好ましく、強度の関係からマルエージング
鋼、クロム−モリブデン鋼（ＳＭＣ鋼）や工具鋼（ＳＫ
Ｄ鋼）がより好ましい。また、耐磨耗性や低摩擦化など
を考慮すれば、真空焼入れやタフトライドなどの表面熱
処理を施すことがさらに好ましい。

【００３４】つぎに、図３及び図４によってこの成形装
置１を用いた本発明の成形方法を工程順に説明する。

【００３５】 図３（ａ）に示すように、外型３を２
つの分割型３１、３１が離れた状態にするとともに、コ
ア型２をその中心軸が支持板３２の挿通孔３３の中心軸
と一致した状態にしておく。

【００３６】 ヒータ３４、４５３によって外型３お
よびコア型２の成形面付近を樹脂パイプ５ａの易変形温
度まで加熱しておく。

【００３７】 例えばオイルバスで易変形温度以上に
加熱された樹脂パイプ５ａの一端部である加工部５５を
コア型２に外嵌する。

【００３８】 図３（ｂ）に示すように、２つの分割
型３１、３１を閉合して外型３によって加工部５５を囲
繞するように組み立てて外型３の最小径部で樹脂パイプ
５ａの外周面をクランプする。

【００３９】 図３（ｃ）に示すように、回転ケース
４２を回転させながら、徐々に進退部材４３をコア型２
側に進出させてコア型２を偏芯させながら、樹脂パイプ
５ａを外型３の型面方向に圧縮する。

【００４０】 図４（ａ）に示すように、回転ケース
４２を回転させながら、コア型２をさらに偏芯量を増加
させて外型３との間で全周にわたって均一に圧縮して受
口５１を成形する。

【００４１】 冷却管３５、４５４に冷却水を通して
外型３およびコア型２を冷却して樹脂を冷却固化させた
のち、図４（ｂ）に示すように、コア型２を中立位置ま
で戻すとともに、図４（ｃ）に示すように、外型３の両
分割型３１、３１をその最小径部が受口５１の最大外径
部より受口５１の中心軸より離れた位置にくるように分
離する。

【００４２】 図４（ｃ）に示すように、受口５１が
形成された片受口付き直管５をコア型２の軸方向に抜き
取り離型する。ただし、離型に支障が無ければ、必ずし
もコア型２を中立位置に戻す必要はない。

【００４３】なお、およびの工程は、順序が逆でも
構わない。

【００４４】このようにコア型２が偏芯状態を保ちなが
ら公転し、しかも、コア型２の周面が加工部５５内面に
沿ってスムーズに転動するので、加工部５５の樹脂を内
部から外型３の成形面に向かって垂直に均等に圧縮し、
樹脂の収縮力を均等に分散できるので、その形状を矯正
すると共に密度を高めることができる。すなわち、雄ね
じ部のような複雑なアンダーカット形状の受口を備えた
成形部であっても、均一な密度を持ち、そりや変形、残
留ひずみ等が少なく、収縮ムラのない高精度で外観の優
れた（金型転写性に優れた）筒状成形品を容易に一体成
形することができる。

【００４５】そして、この筒体にあっては、図５（ａ）
に示すように管端に継ぎ手５３を螺入結合させることが
できるとともに、図５（ｂ）に示すように２本の片受口
付き直管５を継ぎ手５４によって各シール部材５４ａに
より止水した状態で連結することができる。

【００４６】また、上述した管端部外面に雄ねじ部５２
を形成した片受口付き直管５の他、図６に示すような管
端部内面に雌ネジ部５５を形成した片受口付き直管５な
ども、外型３の内面形状やコア型２の外面形状をそれに
対応して形成するとともに、それに合わせてコア型２の
公転及び軸芯方向への移動を制御することによって成形
することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のネジ部を有
する筒状成形品の成形方法及びその成形装置によれば、
雄ねじ部のような複雑なアンダーカット形状の受口を備
えた成形部であっても、均一な密度を持ち、そりや変
形、残留ひずみ等が少なく、収縮ムラのない高精度で外
観の優れた筒状成形品を容易に一体成形することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるネジ部を有する筒状成形品の成
形装置の１つの実施の形態をあらわす断面図である。

【図２】図１の成形装置を用いて成形される片受口付き
直管の断面図である。

【図３】図１の成形装置を用いた筒状成形品の成形方法
を工程順に説明する説明図である。

【図４】図３の工程の後工程を順に説明する説明図であ
る。

【図５】図２の筒状形成品の接合例を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の成形方法で成形されるネジ部を有する
ね筒状成形品の他の例をあらわす断面図である。

【符号の説明】

１ 成形装置 ２ コア型 ３ 外型 ３１ 分割型 ４ コア型偏芯公転機構 ５ 片受口付き直管（筒状成形品） ５ａ 樹脂パイプ（筒状成形材料） ５１ 受口（成形部） ５２ 雄ねじ部 ５５ 加工部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンダーカット部となるネジ部を有する
   成形部を備えた筒状成形品の成形方法であって、 前記成形部内面形状に略対応する外面形状を有するコア
   型を、内径がこのコア型の最大径部より大きな筒状成形
   材料の加工部にコア型の軸方向に相対移動させて挿入す
   るコア型挿入工程と、 筒状成形材料の少なくとも前記加工部を加熱して易変形
   状態にする成形材料加熱工程と、 筒状成形材料を固定しつつ、コア型の中心軸を成形すべ
   き成形部の中心軸に対して平行状態に保ちながら偏芯さ
   せつつ、コア型を成形すべき成形部の中心軸周りに公転
   させて前記加工部をコア型外面で筒状成形材料の外周方
   向に圧縮しつつネジ部を有する成形部を成形する成形工
   程と、 ネジ部を有する成形部が成形された筒状成形品をコア型
   の軸方向に相対移動させて離型する離型工程と、 を備えていることを特徴とするネジ部を有する筒状成形
   品の成形方法。
2. 【請求項２】 コア型挿入工程と、成形材料加熱工程と
   の間に、 少なくとも成形部の外面形状に略対応する内面形状を有
   し、軸方向に２つ以上に分割された組み立て自在な分割
   型からなる外型を組み立てて前記加工部を外型によって
   囲繞する外型装着工程を備え、 成形工程にあたり、外型の内周面で加工部の外周面をク
   ランプしつつ、コア型の中心軸を成形すべき成形部の中
   心軸に対して平行状態に保ちながら偏芯させつつ、コア
   型を成形すべき成形部の中心軸周りに公転させて前記加
   工部をコア型外面で外型の内面方向に圧縮しつつネジ部
   を有する成形部を成形し、 離型工程にあたり、成形部の中心軸からコア型の外周面
   との最大距離が成形部の最小内径より大きくなる状態に
   コア型を成形部の中心軸方向に移動させるとともに、外
   型を成形部の中心軸から分割型の最小内径部までの距離
   が成形部の最大外径よりも大きくなる状態に分割したの
   ち、筒状成形品をコア型の軸方向に相対移動させて離型
   することを特徴とする請求項１記載のネジ部を有する筒
   状成形品の成形方法。
3. 【請求項３】 成形すべき筒状成形品に形成されたアン
   ダーカット部となるネジ部を含む成形部の内面形状に略
   対応する外面形状を有するとともに、最大外径が筒状成
   形材料の内径より小径のコア型と、 上記成形部となる筒状成形材料の加工部を外側から囲繞
   するように組み立自在で、分割時に成形部が取り出し可
   能に分割される複数の分割型からなり、少なくとも成形
   部の外面形状に略対応する内面形状を有する外型と、 コア型の中心軸を成形すべき成形部の中心軸に対して平
   行状態に保ちながら偏芯させつつ、コア型を成形すべき
   ネジ部を有する成形部の中心軸周りに公転させてコア型
   外面で筒状成形材料の外周方向に圧縮させるコア型偏芯
   公転機構と、を備えていることを特徴とするネジ部を有
   する筒状成形品の成形装置。