JP2709393B2 - 環状波形管とその製造方法及び装置 - Google Patents

環状波形管とその製造方法及び装置

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  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、合成樹脂またはゴム等の樹脂材料を用いて
帯材を形成しこの帯材を螺旋状に捲回する技術を用いて
形成した環状凹凸波形管とこれを製造する方法とこの製
造方法に用いる管の製造装置とに関するものである。
〈従来の技術〉 従来この種の合成樹脂材料を用いた凹凸波形管とその
製法並びに装置としては大別して二種のものがあり、そ
の一つは、合成樹脂押出成型装置を用いて予め円筒状の
チユーブを押出し成形し、これを上下に対向させて配設
したキヤタピラ状無端割金型内に案内し、チユーブ内に
熱風を吹き込んでチユーブを膨張させて金型に押し付け
て成形する環状凹凸波形管とその製造方法及び装置であ
り、他の一つは合成樹脂押出成型装置を用いて帯状材料
を押出し成形し、これを管形成用マンドレル上に螺旋状
に捲回して形成する螺旋凹凸波形管とその製造方法及び
装置である。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前者の方法では、装置全体が極めて大
型のものとなり、複雑で、製品に対する製造コストが高
くなるという問題があり、殊に、押出したチユーブに内
圧を加えてチユーブを拡張し割金型に押し付けて成型す
るものであるため、厚い管壁を必要とする大径管や偏平
耐圧管の製造が困難であるという問題があり、この方法
によって製造される波形管はチユーブを押出し成形し
て、これを凹凸波形状に形成するものであるから、合成
樹脂材の分子の配向方向が筒軸方向に沿った方向となり
耐圧偏平強度に秀れた管を製造することが困難であると
いう問題があった。他方、後者の方法では、比較的小型
で簡易な装置を用いることが出来コスト的にみて低価格
の波形管を製造することが可能であり、押し出し成形す
る帯材の厚さを厚いものとすることにより、厚肉の管壁
をもった耐圧管を製造することも容易にでき、また、例
えば管径が2000mmとか3000mmという大径管を製造するこ
ともマンドレルの径を管の内径に相当する大きさをもっ
たものとすることによって、容易に製造できるという点
で秀れた製法であり、また、この方法によって製造され
る管は帯材を管周方向に順次捲回して管壁を形成するも
のであるから、合成樹脂材の分子の配向方向が管周方向
に沿った方向となり耐圧偏平強度に秀れた管を製造する
ことができるという点でも秀れたものであるが、唯従来
の該方法によって得られる凹凸波形管は、凹凸波形が螺
旋状のものに限られ、環状の凹凸波形をもった管を得る
ことが出来ないという問題があった。このように凹凸波
形が螺旋状である場合には、管端同士の接続、管端の他
物への接続に際して水密性・気密性を確実に保持させる
接続が困難であることと、帯状材料の接合部が凹凸螺旋
の山部なり谷部なりの一定箇所のみに連続したものとし
て集中し、この接合部を凹凸波形の各部に分散させるこ
とが不可能であるため接続部に脆弱部が集中するという
問題があった。
本発明は、このような問題点を解決することを目的と
し、後者における帯状材を用いて形成した波形管が持つ
利点と、その方法の利点とを活用しながら、かつ、この
波形管が有する問題点を払拭し去った波形管とこれを製
造する方法並びにその方法に使用する管製造装置をここ
に提案するものである。
〈課題を解決するための手段〉 該目的を達成するための本発明の構成を、実施例に対
応する第1図乃至第8図を用いて説明すると、本発明に
かかる環状波形管の構成は、管壁(1)の凹凸波形を環
状に形成した波形管であって、該環状の凹凸波形におけ
る山部(2)とこれに連なる一方の側壁部(3)と谷部
(4)とこの谷部(4)に連なる他方の側壁部(5)と
に亙って管壁形成帯材(6)の融着接続縁部(7)が螺
旋状に分散されて存在している構造としたものである。
また、このようにした環状波形管を製造する方法とし
ては、管製造機(C)におけるマンドレル(11)上に螺
旋状に順次捲回させる無端ベルト(V)の構造を、平面
視において該無端ベルト(V)の捲回方向先端側(V1
a)が幅(W)方向後方側(a)で捲回方向後端側(V
1b)が幅(W)方向先行側(b)に傾斜する傾斜方向
に沿って、突条部(V1)を突出形成した部分と該突条
部(V1)を形成しない肉薄部(V2)とした部分とが交
互に形成され、これら両部(V1),(V2)の傾斜角が
該無端ベルト(V)を前記マンドレル(11)上に捲回し
たとき突条部(V1)の先端側側縁部(V1a)と後端側
側縁部(V1b)とが一致し、肉薄部(V2)の先端側側
縁部(V2a)と後端側側縁部(V2b)とが一致する傾
斜角に形成してあるものとし、このようにした無端ベル
ト(V)を前記マンドレル(11)上に螺旋状に順次捲回
して、該マンドレル(11)上に突条部(V1)による環
状の山部(12)と肉薄部(V2)による谷部(14)とを
交互に形成し、このようにした螺旋捲回無端ベルト
(V)上に樹脂材料製の管壁形成帯材(6)をその一部
を重合させ、若しくは側縁部を接当させながら螺旋状に
捲回して管を形成し、無端ベルト(V)を管軸方向先端
側位置において成形管から順次分離させ、マンドレル
(11)の内部を通して巻き始め位置に戻して順次循環さ
せることによって、連続的に環状波形管を製造するよう
にしたものである。
また、この方法を実施するに当たって使用する装置と
しては、仮想円周面(R)に沿って無端ベルト(V)を
螺旋方向に回転させながら軸線方向に移行させるマンド
レル(11)と、該マンドレル(11)上に順次螺旋状に捲
回する無端ベルト(V)と、該無端ベルト(V)の構造
が、平面視において捲回方向先端側(V1a)が幅
(W)方向後方側(a)で捲回方向後端側(V1b)が
幅(W)方向先行側(b)に傾斜する傾斜方向に沿っ
て、突条部(V1)を突出形成した部分と該突条部
(V1)を形成しない肉薄部(V2)とした部分とが交互
に形成され、これら両部(V1),(V2)の傾斜角が該
無端ベルト(V)を前記マンドレル(11)上に捲回した
姿勢において突条部(V1)の先端側側縁部(V1a)と
後端側側縁部(V1b)とが一致し、肉薄部(V2)の先
端側側縁部(V2a)と後端側側縁部(V2b)とが一致
する傾斜角に形成した構造とされていることと、前記マ
ンドレル(11)の内部に形成した無端ベルト(V)の循
環用空間部(S)と、無端ベルト(V)の捲回始端部に
位置して無端ベルト(V)をマンドレル(11)上に案内
する案内体(15)と、マンドレル(11)の周方向一側に
位置して無端ベルト(V)上に捲回する樹脂材料の管壁
形成帯材(6)を供給する帯材押出機(16)とを有する
構造とした環状波形管の製造装置を用いて実施すること
ができる。
〈作用〉 本発明における環状波形管は上記のような構成とした
ものであるから、例えば地中に埋設するとき、地面に掘
設した溝内に環状波形管(A)を敷設し、第3図のよう
に管端近くの谷部(4)にゴム製Oリング(8)を嵌入
すると共に、接続する次位の波形管(A′)の管端近く
の谷部(4)にも同様にOリング(8)を嵌入した後、
環状溝(d),(d)を形成した管継手(B)にその両
側から圧入し、管端(p),(p′)同士を接当させる
と共に、環状溝(d),(d)にOリング(8),
(8)を嵌合させることによって波形管(A),
(A′)の接続を行い、該管継手上を含む管上に掘起し
た土を埋め戻して波形管を地中に埋設する。
〈実施例〉 以下本発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。
図中第1図乃至第8図は、本発明の第1実施例を示す
図で、第1図乃至第3図は波形管に関する図である。
該波形管(A)は合成樹脂材料で形成した帯状材を用
いて形成した波形管であって、その構造は第1図に示し
たように、管壁(1)を環状の凹凸波形に形成した波形
管である。而して、該環状の凹凸波形はその山部(2)
とこれに連なる一方の側壁部(3)とこれに連なる谷部
(4)とこの谷部(4)に連なる他方の側壁部(5)と
に亙って螺旋状に管壁形成帯材(6)の融着接続縁部
(7)が分散して存在する構造としたものである。該波
形管(A)の第1図右上縦断部分の縦断端面部分におけ
る先行捲回帯材と後続捲回帯材との関係を分解して示す
と、第2図のようになる。但し、該管壁形成帯材(6)
の両側縁部分(6a),(6b)の形状は同図に示したよう
に傾斜状に形成したもののみに限らず、階段状に形成し
てもよく、直角に形成して突き合わせ状に接合したもの
としてもよい。また、該管壁形成帯材(6)の幅を2ピ
ツチ分なり3ピツチ分なりの広幅のものとして、管壁
(1)を2重壁、3重壁のものとすることもできる。
次いで、このような構造の環状波形管を製造するため
の方法とその方法に用いる管製造装置について説明する
と、第4,5図に示したように、動力源(M)の回転によ
って公転する動力伝達機構(G)を介して同一方向に回
転する多数(図では6本)の回転ローラー(11a),(1
1b)…を仮想円周面(R)に沿って配置構成したマンド
レル(11)の外周面に、無端ベルト(V)をその側縁部
同士を突き合わせるようにして螺旋状に順次捲回させ
る。而して、この螺旋捲回させる無端ベルト(V)の構
造を、第6,7図に示したように(図面は説明の便宜上長
手方向に短縮して示してある)平面視において捲回方向
先端側(V1a)が幅(W)方向後方側(a)で捲回方
向後端側(V1b)が幅(W)方向先行側(b)に傾斜
する傾斜方向に沿って、所定幅(W1)をもつ突条部
(V1)を突出形成した部分と該突条部(V1)を形成し
ない所定幅(W2)の肉薄部(V2)とした部分とを交互
に形成し、これら両部(V1),(V2)の傾斜角を該無
端ベルト(V)を前記マンドレル(11)上に捲回したと
き突条部(V1)の先端側側縁部(V1a)と後端側側縁
部(V1b)とが一致し、肉薄部(V2)の先端側側縁部
(V2a)と後端側側縁部(V2b)とが一致する傾斜角
と長さ(L)を有する構造とする。
このようにした無端ベルト(V)を第4,8図に示した
ようにその捲回始端部に配置したベルト案内体(15)を
介して前記マンドレル(11)上に螺旋状に順次捲回して
該マンドレル(11)上において突条部(V1)による環
状の山部(12)と肉薄部(V2)による環状の谷部(1
4)とを交互に形成し、このようにした螺旋捲回無端ベ
ルト(V)の一端をマンドレル(11)の中芯部に横架形
成したベルト循環案内筒(17)によって形成した空間部
(S)内を通して捲回始端側に移動させて循環させる。
このようにして、マンドレル(11)上に捲回させた無
端ベルト(V)上に、該マンドレル(11)の周方向一側
に配置した帯材押出機(16)のノズル部(16′)から押
出形成した合成樹脂材料製の管壁形成帯材(6)をその
一部を重合させながら螺旋状に捲回し、その外周面を管
軸方向に移行自在とした圧接ローラー(13)で圧接しな
がら連続的に環状波形管(A)を製造するのである。
第9図は無端ベルト(V)の別実施例を示したもの
で、マンドレル(11)上に螺旋捲回したときの一回転長
さ(L)中に二組の突条部(V1)と肉薄部(V2)とを
それぞれ平行傾斜状に形成したもので、当該無端ベルト
(V)の一捲回帯幅内に周方向に連続した二本の環状の
山部(12)と谷部(14)とを形成するようにしたもので
ある。これを同図について説明すると、無端ベルト
(V)を矢印方向に螺旋状に捲回したとき、突条部(V
1)の捲回方向先端側側縁部(V1a)に一回転後の当該
突条部(V1)の捲回方向後端側側縁部(V1b)が接当
し、これに続く肉薄部(V2)の先端側側縁部(V2a)
と当該肉薄部(V2)の後端側側縁部(V2b)が接当
し、同様に次位の突条部(V1′)の先端側側縁部(V1
a′)に後端側側縁部(V1b′)が前記突条(V1)の
接当位置と比して周方向180°角位相位置で接当して、
無端ベルト(V)の一回転捲回幅内に実質的に二本の環
状山部(12),(12)を形成することができるようにし
たものである。
同様に無端ベルト(V)の一螺旋捲回長さ(L)内に
三組の突条部(V1)と肉薄部(V2)とを形成すること
によって三本の環状山部(12)…を形成することもでき
る。
以上の実施例にあっては、前記第1〜3図に示したよ
うに断面コ字形の波形管を製造するのに適した構造の無
端ベルト(V)について示したが、本発明にいう環状波
形管は断面コ字形の波形管のみに限らず無端ベルト
(V)の表面形状を変えることによって、例えば断面弧
状波形・台形波形・三角波形等の波形をもったものとす
ることもできる。
第10図及び第11図に示した実施例は、断面弧状の環状
波形管を製造するのに適した無端ベルト(V)の構造を
示したものである。該無端ベルト(V)は第10図に示し
たように突条部(V1)と肉薄部(V2)とを滑らかに連
続する凹凸波形状に形成したもので、これをマンドレル
(11)上に捲回した場合の外観形状は第11図に示した通
りのものとなる。このようにした無端ベルト(V)上
に、前記と同様にして樹脂材料製の管壁形成帯材(6)
を捲回形成すると滑らかな弧状の環状波形を有する波形
管を形成することができる。
第12図乃至第13図に示した実施例は環状波形管の別実
施例を示したもので、樹脂押出機(16)のダイスを上半
部が一方向に回転移動するものとし、ノズル部(16′)
から押出される管壁形成帯材(6)の形状を第12図に示
したように、弧状に突出した厚肉部(6a)と偏平肉部
(6b)とが傾斜方向に沿って交互に位置する形状のもの
とし、かつ、厚肉部(6a)の長さを前記無端ベルト
(V)における環状山部(12)の外周長さに等しい長さ
のものとし、前記第11図に示した無端ベルト(V)上に
螺旋状に捲回させることによって、第13図に示したよう
に山部(2)の肉厚が厚く谷部(4)の肉厚が薄い弧状
波形をもつ環状波形管(A)を形成したものである。
また、該第12図のように形成した管壁形成樹脂帯材
(6)を用い、これを前記第6図乃至第8図に示した断
面角形の突条部(V1)を有する無端ベルト(V)上に
螺旋状に捲回させることによって、第14図に示したよう
に、環状の山部(2)のみを断面弧状の厚肉とした環状
波形管(A)を形成することができる。また、該第12図
に示した管壁形成樹脂帯材(6)における厚肉部(6a)
の断面形状を、例えば前記第6図で示した無端ベルト
(V)における突条部(V1)のような角形の厚肉部を
もったものとする第15図に示したように環状波形の山部
(2)のみを断面角形の厚肉部とした環状波形管(A)
を形成することができる。
第16図及び第17図は、断面弧状波形の環状波形管
(A)を製造する製造装置の実施例を示したもので、前
記第4図及び第5図に示したと同様の管製造装置におけ
るマンドレル(11)上に、前記第10図及び第11図に示し
た弧状凹凸波形を有する無端ベルト(V)を捲回して形
成した環状波形マンドレル(11′)の外周部二箇所に、
直径を該環状波形マンドレル(11′)の直径と略同大と
し、かつ、外周面を同マンドレル(11′)におけるピツ
チと同一ピツチの螺旋波形状に形成した押圧ローラ(13
a),(13a)を配設し、これら両押圧ローラー(13
a),(13a)をマンドレル(11′)の回転数と同期回転
させることによって、環状波形管(A)を形成するよう
にしたものである。このように押圧ローラー(13a),
(13a)の径をマンドレル(11′)の径と略同一大のも
のとすることによって、管(A)の外周面に対するスリ
ツプを最小限のものとして管の製造を行うことができる
のであるが、製造する管の外観光沢があまり必要でない
場合には、当該押圧ローラー(13a),(13a)の直径を
小径のものとして実施することもできる。また、押圧ロ
ーラー(13a)は一個でもよく、また、螺旋の軸方向長
さも最小限1ピツチ分あればよい。
第18図は、管製造装置の更に別の実施例を示したもの
で、前記第16,17図に示した無端ベルト(V)によって
形成したマンドレル(11′)の外周部に、押圧ローラー
(13a)に代えて流体吹出しノズル(13b)を配置し、管
壁形成用帯材(6)の重合部に向けて、フアン(F)か
ら圧送される空気を噴出させることによって、管(A)
の外周部に対し無接触で管(A)を製造することができ
るようにしたものである。言うまでもなく、該ノズル
(13b)から噴出させる空気は常温であってもよく、熱
風であってもよい。更に、気体に限らず温水、熱水等の
液体としてもよい。液体を用いる場合には、帯材(6)
の重合直後の部分に吹き付けるようにするとよい。
なお、該流体吹出ノズル(13b)並びに前記各管製造
装置における押圧ローラー(13),(13a)は、管壁形
成帯材(6)の重合部若しくは接当部同士の融着度をよ
り確実に行なうためのもので、管壁形成帯材(6)同士
が確実に融着する場合には必ずしも必要なものではな
い。
以上の説明から明らかなように、本発明にいう環状波
形管は、その管壁形成帯材(6)の形状を変えることに
よって均等肉厚の管のみならず、部分的に肉厚の異なる
管を形成することもできる。管の形成素材としては、合
成樹脂材料のみに限らず、天然ゴム、合成ゴム等の樹脂
材料であってもよいことはいうまでもない。
以上本発明の代表的と思われる実施例について説明し
たが、本発明は必ずしもこれらの実施例構造、実施例方
法のみに限定されるものではなく、本発明にいう構成要
件を備え、かつ本発明にいう目的を達成し、以下にいう
効果を有する範囲内において適宜改変して実施すること
ができるものである。
〈発明の効果〉 以上の説明から既に明らかなように本発明は、管それ
自体が環状の凹凸形状であるため、管同士の接続並びに
他の機器等への接続に当たって、水密性を保持させるこ
とが容易にでき、それでいて、樹脂材料の分子の配向方
向が管周方向であるため耐圧偏平強度に優れ、しかも、
管壁形成帯材の融着部が管波形の谷部なり山部なりに集
合せず、環状波形の全域に分散して位置するので、外力
に対して集中的な脆弱部が存在しない耐圧管を得ること
ができる。また、その製造にあたっては、管壁形成帯材
の肉厚を調整することによって、管壁の厚い管を任意に
製造することができ、マンドレルとこの外周面に捲回す
る無端ベルトを調整することによって、比較的小型の管
製造機を用いて2000mmφなり3000mmφなりという大径管
をも任意に製造することができるという顕著な効果を有
するものである。
【図面の簡単な説明】
図面中第1図乃至第8図は本発明の実施例を示すもの
で、第1図は波形管の一部切断正面図、第2図は管壁形
成帯材の縦断端面分解図、第3図は同連結状態の一部切
断正面図、第4図は製造装置の正面図、第5図は同側面
図、第6図は無端ベルトの部分斜視図、第7図は同部分
平面図、第8図は同全体斜視図、第9図及び第10図はそ
れぞれ無端ベルトの別実施例を示す部分斜視図、第11図
は第10図の全体斜視図、第12図は管壁形成帯材の部分斜
視図、第13図は波形管の中央縦断部分図、第14図及び第
15図は波形管の更に別の実施例を示す一部縦断部分図、
第16図及び第17図は製造装置の別実施例を示す正面図及
び側面図、第18図は同装置の更に別実施例を示す背面図
である。 図中、(1)は管壁、(2)は山部、(3),(5)は
側壁部、(4)は谷部、(6)は帯材、(11)はマンド
レル、(12)は山部、(14)は谷部、(15)は案内体、
(16)は押出機、(C)は管製造機、(R)は仮想円周
面、(S)は空間部、(V)は無端ベルト、(V1)は
突条部、(V2)は肉薄部、(V1a),(V2a)は先
端側側縁部、(V1b),(V2b)は後端側側縁部、
(W)は幅である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】管壁(1)が環状の凹凸波形に形成されて
    いる波形管であって、該環状の凹凸波形における山部
    (2)とこれに連なる一方の側壁部(3)と谷部(4)
    とこの谷部(4)に連なる他方の側壁部(5)とに亙っ
    て螺旋状に分散されて管壁形成帯材(6)の融着接続縁
    部(7)が存在する樹脂材料製の環状波形管。
  2. 【請求項2】請求項に記載の環状波形管を製造する方
    法であって、管製造機(C)におけるマンドレル(11)
    上に螺旋状に順次捲回させる無端ベルト(V)の構造
    を、平面視において該無端ベルト(V)の捲回方向先端
    側(V1a)が幅(W)方向後方側(a)で捲回方向後
    端側(V1b)が幅(W)方向先行側(b)に傾斜する
    傾斜方向に沿って、突条部(V1)を突出形成した部分
    と該突条部(V1)を形成しない肉薄部(V2)とした部
    分とが交互に形成され、これら両部(V1),(V2)の
    傾斜角が該無端ベルト(V)を前記マンドレル(11)上
    に捲回したとき突条部(V1)の先端側側縁部(V1a)
    と後端側側縁部(V1b)とが一致し、肉薄部(V2)の
    先端側側縁部(V2a)と後端側側縁部(V2b)とが一
    致する傾斜角に形成されているものとし、このようにし
    た無端ベルト(V)を前記マンドレル(11)上に螺旋状
    に順次捲回して該マンドレル(11)上に突条部(V1
    による環状の山部(12)と肉薄部(V2)による谷部(1
    4)とを交互に形成し、このようにした螺旋捲回無端ベ
    ルト(V)上に樹脂材料製の管壁形成帯材(6)をその
    一部を重合させ、若しくは側縁部を接当させながら螺旋
    状に捲回して管を形成し、無端ベルト(V)を管軸方向
    先端側位置において成形管から順次分離させ、マンドレ
    ル(11)の内部を通して巻き始め位置に戻して順次循環
    させ、連続的に環状波形管を製造する環状波形管の製造
    方法。
  3. 【請求項3】仮想円周面(R)に沿って無端ベルト
    (V)を螺旋方向に回転させながら軸線方向に移行させ
    るマンドレル(11)と、該マンドレル(11)上に順次螺
    旋状に捲回する無端ベルト(V)と、該無端ベルト
    (V)の構造が、平面視において捲回方向先端側(V1
    a)が幅(W)方向後方側(a)で捲回方向後端側(V
    1b)が幅(W)方向先行側(b)に傾斜する傾斜方向
    に沿って、突条部(V1)を突出形成した部分と該突条
    部(V1)を形成しない肉薄部(V2)とした部分とが交
    互に形成され、これら両部(V1),(V2)の傾斜角が
    該無端ベルト(V)を前記マンドレル(11)上に捲回し
    た姿勢において突条部(V1)の先端側側縁部(V1a)
    と後端側側縁部(V1b)とが一致し、肉薄部(V2)の
    先端側側縁部(V2a)と後端側側縁部(V2b)とが一
    致する傾斜角に形成した構造とされていることと、前記
    マンドレル(11)の内部に形成した無端ベルト(V)の
    循環用空間部(S)と、無端ベルト(V)の捲回始端部
    に位置して無端ベルト(V)をマンドレル(11)上に案
    内する案内体(15)と、マンドレル(11)の周方向一側
    に位置して無端ベルト(V)上に捲回する樹脂材料製の
    管壁形成帯材(6)を供給する帯材押出機(16)とから
    なる環状波形管の製造装置。
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