JP6994847B2 - 樹脂製配管の製造方法 - Google Patents
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Description
この発明の一の実施形態に係る樹脂製配管の製造方法では、図1に例示するように、樹脂材料から成形した長尺管状素材を所定の長さに切断して、樹脂製チューブ素材を形成する切断工程と、前記樹脂製チューブ素材の端部のみを局所的に加熱し、該加熱の後、当該端部の内側に形状維持器具を挿入した状態で当該端部を冷却して、樹脂製チューブ部材を得る局所アニール工程と、前記樹脂製チューブ部材の端部および、該樹脂製チューブ部材に連結する樹脂製管継手もしくは他の樹脂製チューブ部材の端部をともに加熱して溶融させ、それらの端部どうしを突き合わせて溶着する端部溶着工程とを行うことにより、樹脂製配管を製造する。図1に示す実施形態のように、必要に応じて、切断工程の後、局所アニール工程に先立って、樹脂製チューブ素材の端部をテーパー形状にする端部加工工程をさらに有することができる。
切断工程では、一般に押出成形により成形される長尺管状素材を、製造しようとする樹脂製配管で用いる箇所に応じた所定の長さに切断することで、一本以上の樹脂製チューブ素材を形成する。樹脂製チューブ素材は通常、直線もしくは曲線状の直管もしくは曲管形状をなす。
この切断工程では、たとえば、長尺管状素材を大まかにカットする一段目の切断と、その後、高い精度で所定の長さにカットしつつ端面を仕上げる二段目の切断とに分けて行うことができる。
切断工程で得られた樹脂製チューブ素材に対しては、そのまま後述の局所アニール工程を行うことも可能であるが、局所アニール工程の前に、端部加工工程を行うことが好適である。
端部加工工程を行う場合は、たとえば端面カッター等を用いて、図2(a)に縦断面図で示すような樹脂製チューブ素材11の端部12に、その端部12が、図2(b)に同様の図で示すように、端部12の端面に近づくにつれて、同図では右側に向かうに従って肉厚が漸減するテーパー形状とする加工を施す。より好ましくは、樹脂製チューブ素材11の両端部12のそれぞれを、図示のようなテーパー形状とする。このことによれば、溶着後の内ビードを有効に低減することができる。
なおここでは、必ずしも、樹脂製チューブ素材11の端部12の軸線方向の全体をテーパー形状とすることを要せず、少なくとも、端部12の内径から半径方向外側に肉厚の半分以上離れた位置までの領域がテーパー形状であれば、上記の効果を得ることができる。また、端部12のテーパー形状のテーパー角度αは、中心軸線CAに直交する溶着端面に対して5°~10°の範囲内とすることが好適である。
上述した切断工程の後、または、端部加工工程の後、端部溶着工程に先立って、樹脂製チューブ素材の端部のみを局所的に加熱するとともに、その加熱後に、当該端部に形状維持器具を挿入した状態で当該端部を冷却して、樹脂製チューブ部材を得る局所アニール工程を行う。
一般に樹脂製管継手は、射出成形により成形した後、寸法安定性を高める目的等でその全体を加熱する全体アニール処理を施すが、樹脂製チューブ部材は、従来は押出成形により成形した後にそのまま、樹脂製管継手等と端部で溶着させて連結していた。
この場合、従来の方法では、樹脂製チューブ部材の端部で、押出成形により生じた残留応力が端部溶着時の加熱によって解放されることにより、それと溶着される樹脂製管継手等の端部に比して大きな変形や撓みが発生し、これが、溶着後に樹脂製管継手等の端部との間に大きな位置ずれや段差を生じさせて、製品としての樹脂製配管の品質を低下させる原因となっていた。
したがって、この実施形態では、樹脂製チューブ素材の全体を加熱・冷却する全体アニール工程を行わず、樹脂製チューブ素材の端部のみを局所的に加熱するとともに冷却する局所アニール工程を行う。
樹脂製チューブ部材の両端部のそれぞれを、樹脂製管継手もしくは他の樹脂製チューブ部材の端部と溶着させることを想定している場合、その前の局所アニール工程では、樹脂製チューブ素材の両端部のそれぞれを加熱・冷却することが好ましい。
特にここでは、樹脂製チューブ素材11の回転速度を10rpm~30rpmとすることが好適である。この回転速度が遅すぎる場合、熱風が集中し端部12が溶融変形するおそれがあり、また速すぎる場合、アニール不足となる懸念がある。
端部12の中心軸線CAの周りでの加熱ノズル2の回転速度は、10rpm~30rpmとすることが好ましい。加熱ノズル2の回転速度が遅すぎる場合、熱風が集中し端部12が溶融変形するおそれがあり、この一方で、速すぎる場合、アニール不足となることが考えられる。
この冷却では、図7に示すような形状維持器具21を用いる。なおこの形状維持器具21は、樹脂製チューブ素材11の端部12の内側に整合し、当該内側に挿入して嵌め込むことのできる円柱状の挿入部22と、挿入部22の後端側(図7では下側)に段差を介して形成されて、挿入部22よりも外径が大きい円柱状の保持部23とで構成されている。
以上に述べたようにして得られた樹脂製チューブ部材は、樹脂製管継手もしくは他の樹脂製チューブ部材と連結するための端部溶着工程に供される。そして、このような連結を繰り返して、所期した形状をなす樹脂製配管を製造することができる。
2 加熱ノズル
4 加熱空間
11 樹脂製チューブ素材
12 端部
21 形状維持器具
22 挿入部
23 保持部
α 端部12のテーパー角度
BD 熱風の噴射方向
AD 軸線方向
CA 中心軸線
θ 軸線方向に対する噴射方向の角度
Claims (6)
- 樹脂製配管を製造する方法であって、
樹脂材料から成形した長尺管状素材を所定の長さに切断して、樹脂製チューブ素材を形成する切断工程と、
前記樹脂製チューブ素材の端部のみを局所的に加熱し、該加熱の後、当該端部の内側に形状維持器具を挿入した状態で当該端部を冷却して、樹脂製チューブ部材を得る局所アニール工程と、
前記樹脂製チューブ部材の端部および、該樹脂製チューブ部材に連結する樹脂製管継手もしくは他の樹脂製チューブ部材の端部をともに加熱して溶融させ、それらの端部どうしを突き合わせて溶着する端部溶着工程と
を有する、樹脂製配管の製造方法。 - 前記切断工程の後であって局所アニール工程の前に、前記樹脂製チューブ素材の端部を、その端部の端面に近づくにつれて肉厚が減少するテーパー形状とする加工を施す端部加工工程をさらに有する、請求項1に記載の樹脂製配管の製造方法。
- 局所アニール工程で、樹脂製チューブ素材の端部を加熱するに際し、加熱装置を固定し、樹脂製チューブ素材を当該端部の中心軸線の周りで回転させながら、加熱装置の加熱ノズルから当該端部に向けて熱風を噴射する、請求項1又は2に記載の樹脂製配管の製造方法。
- 局所アニール工程で、樹脂製チューブ素材の端部を加熱するに際し、樹脂製チューブ素材を固定し、樹脂製チューブ素材の端部の周囲にて当該端部の中心軸線の周りで加熱装置の加熱ノズルを回転させながら、加熱装置の加熱ノズルから当該端部に向けて熱風を噴射する、請求項1又は2に記載の樹脂製配管の製造方法。
- 局所アニール工程で、樹脂製チューブ素材の端部を加熱するに際し、樹脂製チューブ素材の端部の周囲を覆って加熱装置を配置し、加熱装置の内側で当該端部を加熱する、請求項1又は2に記載の樹脂製配管の製造方法。
- 局所アニール工程で、樹脂製チューブ素材の端部の加熱後の冷却を、当該端部の自然冷却により行う、請求項1~5のいずれか一項に記載の樹脂製配管の製造方法。
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