JP2816720B2 - 合成樹脂管の製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐圧強度が要求される電線保護管その他の地
中埋設管として使用される合成樹脂管の製造方法とその
装置に関するものである。

〔従来の技術〕 従来から、この種の合成樹脂管としては、管壁が連続
螺旋突条に形成されている管体と、一定間隔毎に断面内
向きコ字状の突条リング部を設けている管体とが知られ
ており、前者の合成樹脂管は仮想円上に並設された回転
成形軸上に一定幅の合成樹脂帯状材を供給してその一部
で螺旋突条を形成しながら側縁部を互いに重合融着させ
るようにして螺旋状に巻回することにより形成され、後
者の合成樹脂管は、凹凸状の半円形内面を有する多数の
ブロック体を無端状に連結してなる上下一対の成形部材
をキャタビラ式に運行させる共にこれらの対向ブロック
体の対向内面によって形成される円形空間部に押出ダイ
から円筒状の半溶融合成樹脂を押し出し、その内周面を
空気圧によって外径方向に押圧してブロック体の凹凸内
面に密接させることにより形成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前者の連続螺旋突条を有する合成樹脂
管の製造方法或いは装置によれば、比較的大径の管体を
得ることができる利点を有する反面、得られた合成樹脂
管はその外周面が連続螺旋突条の管壁に形成されている
ため、管同士を接続させる場合、その対向端部間を水密
にシールするには対向した管の端部外周面間にスリーブ
を被嵌し、該スリーブの内周面と管の外周種面間に環状
シール材を介在させなければならないが、環状シール材
を被着させても、該シール材の内周面と螺旋突条間の周
溝間に空間が生じてシール効果を奏することができない
ものである。

従って、このような螺旋突条を有する管体の継手を行
うには、両管体の対向端部における螺旋状周溝をパテ材
などによって埋設して端部外周面を平坦面に形成したの
ち、半割りスリーブをその平坦面間に被嵌し、これらの
半割りスリーブの対向端部に突設したフランジ部間にシ
ール材を介在させた状態でボルトナット等によって締め
つけることにより接続しなければならず、継手作業に極
めて手間取る上に継手構造が複雑化するという問題点が
ある。

一方、後者のように、一定間隔毎に断面内向きコ字状
の突条リング部を設けている管体においては、各突条リ
ング部が独立した状態で突設しているために、突条リン
グ部間に形成されている隣接する周溝が不連続となって
いるから、管体の端部同士の継手を行う場合には、該突
条リング部の外周面間をスリーブにより環状シール材を
介し水密状態に接続することができるが、このような管
体の製造方法或いは装置は、上記のように多数の成形ブ
ロック体を連結してなる上下一対の成形部材間に半溶融
状態の合成樹脂材を円筒形状に押し出しながらブロワー
により成形ブロック体の内面に押圧されるものであるか
ら、管体を形成している合成樹脂の分子配列が管軸方向
に指向した状態となっているために、耐圧強度が弱く、
特に深い場所に埋設される場合にはその土圧に対して充
分に耐えることができないという問題点を有し、さら
に、製造面においても、成形ブロック体の大きさに限度
があって大径の合成樹脂管を製造することが困難であ
り、その上、装置全体が大規模となって設備費が高騰す
るという難点があった。

また、仮想円上に互いに平行に配設された回転軸上に
無端成形ベルトを螺旋状に巻き付けながら巡回させ、こ
の無端形成ベルトに回転軸に対する該無端成形ベルトの
送り角度に等しい角度でもってベルトの両側端間に斜め
方向に突設している突条部により仮想円の円周方向に連
続するリング状の突条部を形成し、無端成形ベルト上に
同一送り角度でもって半溶融状態の帯状樹脂材料を螺旋
状に巻付けていくことにより、上記リング状の突条部に
よって一定間隔毎に断面内向きコ字状の突条リング部を
有する管体を形成し、この管体を回転軸上に螺旋巻きし
た無端成形ベルトと共に突条リング部に係合する周溝を
設けた送り軸により、回転軸上を軸端方向に移動させて
管体を回転軸から前方に抜き取ることによって製造する
方法が知られている。

しかしながら、この方法によれば、先に巻きつけたベ
ルト部分の突条部の端面と次に巻き付けるベルト部分の
突条部の対向端面とを合わせなければ突条部を円周方向
に連続させることができず、このように調整しながら螺
旋巻きすることは実際上極めて困難であり、両者間にズ
レが生じて精度のよい突条リング部を形成することがで
きない。その上、無端成形ベルトは回転軸上に螺旋巻き
する毎に、その螺旋巻きした部分を回転軸とは別に仮想
円の外周方に配設している上記送り軸によって順次強制
的に移動させなければならなく、この時、無端成形ベル
トは回転軸上に締め付けるように巻付けているためにそ
の移動が困難であると共に移動時に突起部同士がズレて
精度のよい管体を製造することができないという問題点
がある。

本発明はこのような問題点を解消し得る合成樹脂管の
製造方法とその方法を実施するための装置を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の合成樹脂管の製
造方法は、外周頂面が一定幅に形成されている螺旋羽根
を有する複数本の回転成形軸を、仮想円上に平行に且つ
全ての回転成形軸における上記仮想円の中心から最も外
径方向に向いている外周頂面部分を仮想円の中心に対し
て直交する同一垂直面上に位置させた状態で仮想円の中
心回りに一体的に公転させながらこの回転成形軸上に半
溶融状態の合成樹脂帯状材を、先に巻回した帯状材部分
に次に巻回する帯状材部分の対向部を重合させるように
して螺旋状に巻き付けることにより回転成形軸の外周頂
面によって突条リング部を形成し且つ軸方向に隣接する
外周頂面間で小径環部を形成すると同時に、全ての回転
成形軸を帯状材の巻き取り方向に同一回転速度でもって
上記一回の公転中に一回自転させることにより突条リン
グ部を回転成形軸の軸心方向に送り出していくことを特
徴とするものである。

又、このような合成樹脂管の製造装置としては、仮想
円上に平行に配設され且つ外周頂面が一定幅に形成され
ている螺旋羽根を有する複数本の回転成形軸と、これら
の回転成形軸を上記仮想円上で同一方向に同一速度で公
転駆動させると機構と、その一回の公転中に全ての回転
成形軸を一回転させる駆動機構と、仮想円上の回転成形
軸上に一定幅を有する合成樹脂帯状材を螺旋状に巻回す
るように供給する押出成形手段とからなることを特徴と
するものである。

〔作用〕

仮想円上に平行に配設され且つ外周頂面が一定幅に形
成されている螺旋羽根を有する複数本の回転成形軸上に
半溶融状態の合成樹脂帯状材を螺旋状に巻回するように
供給すると、回転成形軸が自転することなく仮想円上を
公転させた場合にはこれらの回転成形軸の螺旋羽根の外
周頂面に内接する合成樹脂の帯状材の対向面が該羽根の
断面形状に沿って内向きコ字状に変形しながら一巻きし
た間に円周方向に連続した円形突条リング部が形成され
ることになり、この一巻き間に回転成形軸を一回転させ
ると、その円形突条リング部が一ピッチだけ前方に搬送
されることになる。

従って、この動作を連続させながら、半溶融状態の合
成樹脂帯状材を、先に供給した帯状材の一側縁部に次に
巻回させる帯状材の他側縁部を重合融着させながら供給
すれば、円形突条リング部と小径環部とが交互に連続し
た構造を有する合成樹脂管が製造できるものである。

〔実 施 例〕

本発明の実施例を図面について説明すると、第１図は
ポリエチレン等の硬質合成樹脂よりなる管体（１）を示
すものであって、全周に亘って一定幅の頂面部（2a）の
両側端縁に内方に向かって一定高さ側縁部（2b）（2c）
を一体に形成してなる断面が内向きコ字状の円形突条リ
ング部（２）を管軸方向に一定間隔毎に設けられている
と共に隣接する円形突条リング部（２）（２）の対向側
壁部（2b）（2c）の内周端に小幅の小径環部（３）の両
側端縁を一体に連設させてなるものであり、これらの円
形突条リング部（２）及び小径環部（３）は、管体の軸
芯に対して螺旋状に巻回した一定厚さと幅を有する合成
樹脂帯状体によって形成され、その樹脂の分子配列は、
螺旋円周方向に指向しているものである。

このような合成樹脂管の製造装置を第２図及び第３図
に基づいて説明すると、（４）は中心回転軸（５）の周
囲における所望径を有する仮想円周上に、周方向に一定
間隔毎に並列し、且つ中心回転軸（５）と同一軸芯方向
に並行に配設された複数本の回転成形軸で、軸部（4a）
の周囲に一定ピッチを有する同一形状の螺旋羽根（4b）
を一体に設けてなるものであり、この螺旋羽根（4b）の
外周頂面（4c）は全長に亘って一定幅に形成されてあ
る。

なお、螺旋羽根（4b）の外周頂面（4c）の形状は平帯
形状であっても、断面が凸弧状に彎曲した形状のもので
あってもよい。

上記中心回転軸（５）は同一軸芯上で前部中心回転軸
（5a）と後部中心回転軸（5b）とに分割されてあり、後
部中心回転軸（5b）の後端部は機台（６）に立設した固
定支持壁（6a）に回転自在に支承されている共にこの機
台（６）上に配設、固定した前後円形枠状フレーム
（７）（８）の対向面間における円周方向の少なくとも
三方に前後溝付支持ローラ（９）（10）を回転自在に軸
支し、中心部を前記後部中心回転軸（5b）上に回転自在
に支承された前後円形回転板（11）（12）の外周端面を
これらの前後溝付支持ローラ（９）（10）の溝内に回転
自在に嵌入、支持させてある。

さらに、上記各回転成形軸（４）の基端部に延設して
いる小径軸部（4d）を前後円形回転板（11）（12）に貫
通状態で回転自在に支持させてあり、これらの小径軸部
（4d）に小径歯車（13）を固着していると共にこれらの
小径歯車（13）を後部中心回転軸（5b）に固着している
大径歯車（14）に噛合させてある。

又、前部中心回転軸（5a）の後端は前部円形回転板
（11）の前面中心部に一体的に固着していると共に該前
部中心回転軸（5a）の先端には連結板（15）を固着して
あり、この連結板（15）の外周部に軸受（16）を介して
各回転成形軸（４）の先端部を回転自在に支承させてあ
る。

（17）は成形軸公転用駆動モータで、その駆動軸に固
着した歯車（18）を後部円形回転板（12）の背面中央部
に一体に設けている中心歯車（19）に噛合させてある。

（20）は成形軸自転用駆動モータで、その駆動軸に固
着したプーリ（21）と後部中心回転軸（5b）の後端に固
着したプーリ（22）間にベルト（23）を掛け渡して後部
中心回転軸（5b）を回転させ、上記前部大径歯車（14）
から回転成形軸（４）の前端に固着している前部小径歯
車（13）に回転を伝達するものである。

このように構成した合成樹脂管の製造装置において、
成形軸公転用駆動モータ（17）を駆動すると、その歯車
（18）に噛合している後部円形回転板（12）の中心歯車
（19）が回転して回転成形軸（４）の小径軸部（4d）を
貫通状態で支持している前後円形回転板（11）（12）が
一体的に回転し、全ての回転成形軸（４）が前部中心回
転軸（5a）の回り仮想円上を公転すると共にその公転中
に各回転成形軸（４）の小径歯車（13）が大径歯車（1
4）に噛合しながら回転することになる。

この状態において、成形軸自転用駆動モータ（20）を
駆動して大径歯車（14）を回転成形軸（４）の公転方向
に回転させると、この大径歯車（14）の回りを自転しな
がら公転する小径歯車（13）の回転数を減少させること
になり、両モータ（17）（20）及び大小径歯車（13）
（14）の歯数を適宜設定することにより、回転成形軸
（４）が仮想円上で形成すべき合成樹脂管が一回転する
間に一回自転するように調整する。

又、全ての回転成形軸（４）は予め同一姿勢、即ち、
仮想円の最も外径側に向いている螺旋羽根の外周頂面
（4c）が中心回転軸（５）の軸芯に対して直交する同一
垂直面上に位置するように配設されてある。

このように調整されて回転駆動される複数本の回転成
形軸（４）の仮想円上に合成樹脂押出手段（24）の成形
用ノズル（25）から一定幅と厚みを有するポリエチレン
等の半溶融状態の合成樹脂帯状材（ａ）を供給すると、
回転成形軸（４）の公転によって合成樹脂帯状材（ａ）
が仮想円上の回転成形軸（４）上に螺旋状に巻回されて
いくものであるが、今、合成樹脂帯状材（ａ）が回転成
形軸（４）上に一巻きされた状態で回転成形軸（４）を
自転させることなく公転させると、その合成樹脂帯状材
（ａ）の内周面に接した全ての回転成形軸（４）の螺旋
羽根（4b）の外周頂面（4c）が同一垂直面上に位置して
いるので、その頂面（4c）が円形軌跡を描いて各回転成
形軸（４）の螺旋羽根（4b）に押接している合成樹脂帯
状材（ａ）の部分が該螺旋羽根（4b）に沿って断面内向
きコ字状に屈曲変形し、螺旋羽根（4b）の外周頂面（4
c）に当接した部分が頂面部（2a）に形成されると共に
螺旋羽根（4b）の傾斜面に沿って変形した部分が該頂面
部（2a）の両端縁に連なる側壁部（2b）（2c）に夫々形
成されて円周方向に連続した円形突条リング部（２）と
なる、 このように、回転成形軸（４）が公転する間に円形突
条リング部（２）が成形されるものであるが、この公転
中に該回転成形軸（４）を１回自転させると、形成され
た円形突条リング部（２）が螺旋羽根（4b）の一ピッチ
だけ前方に送られる。

このようにして合成樹脂帯状材（ａ）による円形突条
リング部（２）が一定ピッチ毎に順次独立した状態で成
形されると共に螺旋羽根（4b）の谷部に押し込み変形す
る合成樹脂帯状材（ａ）の部分によって隣接する円形突
条リング部（２）の対向側壁部（2b）（2c）を一体的に
連続させた小径環部（３）が成形され、該小径環部
（３）を介して連らなる独立した円形突条リング部
（２）とによって蛇腹形状の合成樹脂管体（１）が製造
されるものである。

この際、回転成形軸（４）上に供給する上記合成樹脂
帯状材（ａ）は螺旋状に巻回する時に、先に巻回した帯
状材の一側部に次に巻回する帯状材の他側部が重合しな
がら融着、一体化するものであるが、その重合幅は、合
成樹脂帯状材（ａ）の幅や供給角度によって変化し、幅
広い帯状材を使用すれば、二個以上の独立した円形突条
リング部（２）（２）を形成しながら回転成形軸（４）
上に巻回していくものである。

なお、以上の実施例において、中心回転軸（５）を前
部回転軸（5a）と後部回転軸（5b）とに二分割している
が、一本の中心回転軸（５）の先端に連結板（15）に代
えて大径歯車（14）と同径、同歯数の大径歯車を固着す
る一方、各回転成形軸（４）の先端に小径歯車（13）と
同径、同歯数の小径歯車を固着し、これらの歯車を噛合
させた構造にしても上記したように、回転成形軸（４）
の一公転（成形される合成樹脂管の一回転）に対して一
自転を行うように駆動することができ、又、このような
駆動機構は上記のような噛合歯車機構に限定されること
なく、その他の適宜な手段により行ってもよいのであ
る。

又、回転成形軸（４）の外周適所に該回転成形軸
（４）と噛合するようにして同調回転する押圧ローラ
（図示せず）を配設しておくことによって、円形突条リ
ング部（２）及び小径環部（３）の成形が確実且つ精度
よく行えるものである。

さらに、中心回転軸（５）の全長に亘って中心部に貫
通孔を設け、その貫通孔を通じて外部から内管形成用合
成樹脂帯状材の押出しノズルと内面成形ローラとの支持
部材を挿通して、中心回転軸（５）の先端外方に配設す
れば、上記のように形成される合成樹脂管の内面に半溶
融状態の合成樹脂帯状材を螺旋状に重合させながら密着
させて第４図に示すような、内面が平坦面の内管層
（ｂ）を有する合成樹脂管を形成することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、仮想円上に平行に配設
され且つ外周頂面が一定幅に形成されている螺旋羽根を
有する複数本の回転成形軸と、これらの回転成形軸を上
記仮想円上で同一方向に同一速度で公転駆動させる機構
と、その一回の公転中に全ての回転成形軸を一回転させ
る駆動機構、仮想円上の回転成形軸上に一定幅を有する
合成樹脂帯状材を螺旋状に巻回するように供給する押出
成形手段とからなり、全ての回転成形軸における上記仮
想円の中心から最も外径方向に向いている外周頂面部分
を仮想円の中心に対して直交する同一垂直面上に位置さ
せた状態でこれらの回転成形軸を仮想円の中心回りに一
体的に公転させながらこの回転成形軸上に半溶融状態の
合成樹脂帯状材を先に巻回した帯状材部分に次に巻回す
る帯状材部分の対向部を重合させるようにして螺旋状に
巻き付けるものであるから、仮想円の中心回りを公転す
る回転成形軸の外周頂面によって合成樹脂帯状材に円形
突条リング部と隣接する円形突条リング部の対向側壁部
内周端間を連接させた小径環部とを円滑に成形すること
ができると共に、上記仮想円の中心から最も外径方向に
向いている回転成形軸の外周頂面部分上に合成樹脂帯状
材が供給され、これらの全ての回転成形軸の外周頂面部
分を仮想円の中心に対して直交する同一垂直面上に位置
させた状態で公転させるものであるから、歪みや変形の
生じていない円周方向に正確に突出した円形突条リング
部を確実に形成することができる。

さらに、全ての回転成形軸を帯状材の巻き取り方向に
同一回転速度でもって上記一回の公転中に一回自転され
るので、回転成形軸の一回の公転によって成形された上
記円形突条リング部を回転成形軸の螺旋羽根の螺旋ピッ
チでもって順次確実に軸心方向に送り出していくことが
でき、円形突条リング部と小径環部とが交互に連続した
構造を有する合成樹脂管を精度よく且つ能率的に製造し
得るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は合成樹脂
管の一部を断面した側面図、第２図は製造装置の簡略縦
断側面図、第３図はその簡略正面図、第４図は成形し得
る別な構造の合成樹脂管の一部を断面した側面図であ
る。 （１）……合成樹脂管体、（２）……円形鍔状リング
部、（2a）……頂面部、（2b）（2c）……側壁部、
（３）……小径環部、（４）……回転成形軸、（4a）…
…軸部、（4b）……螺旋羽根、（4c）……外周頂面、
（５）……中心回転軸、（６）……機台、（11）（12）
……前後円形回転板、（13）……小径歯車、（14）……
大径歯車、（17）（20）……モータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 53/58 - 53/70,53/74 B29D 23/00 F16L 9/12 B29L 23:00 - 23:24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周頂面が一定幅に形成されている螺旋羽
   根を有する複数本の回転成形軸を、仮想円上に平行に且
   つ全ての回転成形軸における上記仮想円の中心から最も
   外径方向に向いている外周頂面部分を仮想円の中心に対
   して直交する同一垂直面上に位置させた状態で上記仮想
   円の中心回りに一体的に公転させながらこの回転成形軸
   上に半溶融状態の合成樹脂帯状材を、先に巻回した帯状
   材部分に次に巻回する帯状材部分の対向部を重合させる
   ようにして螺旋状に巻き付けることにより回転成形軸の
   外周頂面によって突条リング部を形成し且つ軸方向に隣
   接する外周頂面間で小径環部を形成すると同時に、全て
   の回転成形軸を帯状材の巻き取り方向に同一回転速度で
   もって上記一回の公転中に一回自転させることにより突
   条リング部を回転成形軸の軸心方向に送り出していくこ
   とを特徴とする合成樹脂管の製造方法。
2. 【請求項２】仮想円上に平行に配設され且つ外周頂面が
   一定幅に形成されている螺旋羽根を有する複数本の回転
   成形軸と、これらの回転成形軸を上記仮想円上で同一方
   向に同一速度で公転駆動させる機構と、その一回の公転
   中に全ての回転成形軸を一回転させる駆動機構と、仮想
   円上の回転成形軸上に一定幅を有する合成樹脂帯状材を
   螺旋状に巻回するように供給する押出成形手段とからな
   ることを特徴とする合成樹脂管の製造装置。