JPH0392329A - 熱可塑性樹脂チューブの拡径方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱可塑性樹脂チューブの拡径方法および装置
に関する。

詳しくは、合威樹脂などの熱可塑樹脂よりなるチューブ
の端部をラッパ形状に拡径成形加工すべく、熱可塑性樹
脂チューブの端部を加熱軟化し拡径治具を挿入する拡径
方法および装置に関する。

〔従来の技術］ 従来、熱可塑性樹脂チューブの拡径方法は、熱可塑性樹
脂チューブが加熱により軟化する性質を利用し、所定の
拡径形状を有する発熱体の治具を該チューブ端部に挿入
して拡径する方法が用いξ・れていた。

例えば、特開昭６１−２４１１２９号公報に記載される
方法は、第１５図に示す如く熱可塑性樹脂チューブ１０
１の端部１０３に所定の拡径形状（円錐状）の拡径成形
部１０４を有する半田ごて等の拡径治具１０２を加熱し
た後、これを前記端部１０３に強制的に、挿入すること
により、該樹脂チューブ１０１の端部１０３にラッパ状
のフランジ部（拡径部）１０５を形或するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかるに、前記従来技術の場合には、拡径治具１０２の
温度が低かったり、加熱時間が短かったりして、加熱不
足により樹脂チューブが十分軟化せず、所定の拡径寸法
が得られなかったり、無理に拡径治具１０２を挿入しよ
うとすると樹脂チューブ１０１が座屈する等の欠点があ
る．そのため、拡径成形加工の自動化が困難で、もっぱ
ら人為作業による熟練技術に依るもので、生産性に乏し
いものであった． また、樹脂チューブ１０１の端部１０３を拡径した後、
その拡径した形状を安定させるために樹脂チューブ１０
１の端部１０３に拡径治具１０２を挿入したまま外部よ
り冷却するか、あるいは拡径治具１０２の加熱１ｇを切
って冷却固化する必要がある。その際に、冷却した拡径
治具゛１０２に冷却した樹脂が固着し、取り外しが困難
となり、不良品が生じる等の欠点があった。

因って、本発明は上記従来技術における欠点に鑑みて開
発されたもので、作業者の熟練技術を必要とせず、安定
した拡径形状が得られるとともに、樹脂チューブの拡径
治具への固着による不良品の発生を防止できる等、生産
性の良い熱可塑性樹脂チューブの拡径方法および装置の
提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達戒するための本発明の熱可塑性樹脂チュー
ブの拡径方法は、熱可塑性樹脂チューフと拡径治具を同
軸上に相対し、該チューブ端部と拡径治具を所定の加熱
温度分布および加熱時間により加熱し、チューブの成形
部位を加熱軟化するとともに、拡径治具をチューブの成
形部位より高温に加熱する。そして、チューブの成形部
位と拡径治具のすくなくともいずれか一方を回転かつ成
形方向に移動しつつ、チューブの成形部位に拡径治具を
挿入し拡径成形を行った後、冷却固化する拡径方法であ
る。

また、上記拡径方法を実施するための拡径装置は、熱可
塑性樹脂チューブを保持し回転させる回転保持部と、該
チューブの成形部位を拡径する拡径治具と、該拡径治具
を保持し前記チューブの軸方向に移動する治具駆動部と
、前記チューブと拡径治具を加熱する加熱部と、前記各
部の駆動およびタイミングを制御する制御部とから構成
されている。

〔作用〕

本発明の熱可塑性樹脂チューブの拡径方法および装置は
、樹脂チューブを加熱し、さらに拡径治具を樹脂チュー
ブよりも高温に加熱することと、拡径成形の際に樹脂チ
ューブと拡径治具の少なくともいずれか一方を回転かつ
成形方向に移動させることにより、安定した拡径成形が
おこなえるとともに、樹脂チューブが拡径治具に固着す
ることを阻止することができる。

（実施例） 以下、本発明の熱可塑性゛樹脂チューブの拡径方法およ
び装置の実施例について図面を参照しながら詳細に説明
する。

（第１実施例） 第１図〜第２図は、本発明の熱可塑性樹脂チューブの拡
径方法に用いる装置の第ｌ実施例を示し第１図は平面図
、第２図は側面図、第３図は拡径治具の側面図、第４図
は拡径成形部の半截断面図、第５図（ａ），　（ｂ），
　（Ｃ）は拡径成形方法を示す説明図、第６図はワーク
と拡径治具の加熱状態を示す説明図、第７図はワークの
チャックを示し、第７図（ａ）はコレットの正面図、第
７図中）はカツラの断面図、（Ｃ）はチャックの正面図
、第８図はワークと拡径治具の加熱温度と成形方向への
移動量との関係を示す説明図、第９図（ａ），　（ｂ）
は拡径成形部を示す半截断面図、第１０図（ａ），　（
ｂ）はワークの拡径成形状態を示す断面図、第ｌ１図（
ａ），　（ｂ）は拡径治具の斜視図、第１２図はワーク
の拡径成形状態を示す説明図である。

さて、第１図および第２図において、１は長方形状の基
台で、この基台１には長手方向の一方の側部に成形材料
（以下ワークという）の保持部２が載置されている。こ
のワーク保持部２の上部には長尺のワーク３（例えば、
テフロンチューブ等）を挿入して締め付け保持するチャ
ック４を具備する回転自在なスピンドル（図示省略）が
設けられている．そして、前記チャック４は第７図示の
如くコレソトチャック式に締め付ける構或となっている
。

すなわち、第７図（ａ）に示す円錐部３Ｉとすり割り３
２を備えるコレフト３０と、このコレント３０のネジ部
３３にｖＩ．＠するカツラ３４とから威り、コレット３
０にワークを装着後、カツラ３４をコレット３０に螺着
して締め付けることによりワークをスピンドルを介して
回転自在に保持し得るように構威されている。

尚、前記チャック４のスピンドルにはブーリー１０ａを
固着するとともに基台１上側に配設されたモーク９の駆
動軸に駆動ブーリー１０ｃを固着し、両プーリー１０ａ
，１０ｃをベルト１０ｂにて連結することにより、前記
チャフク゜４に保持したワークを回転し得るように構威
されている。

また、前記基台１の上側には、前記ワーク保持部２の前
側（第１図における右側部）には電気駆動方式のスライ
ドユニット６が設けられ、このスライドユニット６上に
は数値制御により位置決めを行える治具保持部５がガイ
ドレール６ａに沿って移動自在に搭載されている。この
治具保持部５の上部にはワーク３と同一軸上に拡径治具
１７を嵌合固定する拡径治具挿入穴７が配設されるとと
もに嵌合された拡径治具１７を固定する固定ネジ８が設
けられている。

前記拡径治具１７第３図に示す如く、治具本体１７ａの
先端部に設けたワーク３の成形部位の拡径前の内径に対
応する外径のガイド部１９と治具本体１７ａの軸線に対
して所定角度のテーパ一部を有する翼片状の拡径部２０
と、前記治具挿入穴７に装着する取り付け部２２とから
形威されている。また前記拡径部２０の拡径用テーバ一
部の斜面には拡径時にワーク３内面を損傷しないように
面取りするかあるいはＲ面が形戒されている。さらに前
記取り付け部２２には治具挿入穴７への取着時における
拡径治具１７の突き出し量を一定にするストンパー２１
が設けられている。尚前述の拡径治具１７は、それぞれ
異なる外径の挿入部１９および拡径部２０を有する複数
の拡径治具１７を用意しておき、拡径成形するワーク３
の内径並びに拡径々に対応した拡径治具ｌ７と交換する
ことにより多種のワーク３の拡径成形加工に対応できる
ように構成されている。

さらに、前記ワーク保持部２と治具保持部５との間の基
台１の上側（第１図において中央部）には前記ワーク３
の軸線と直角（Ｙ方向、具体的には第１１図の矢印方向
）に移動する移動部材１３ａに加熱部１３を搭載すると
ともに移動部材１３ａのガイド部１５を敷設し、かつ前
記加熱部１３はガイド部１５のアリに対応する移動部材
１３ａのアリ１５ｂをスライド自在に係合するとともに
ガイド部ｌ５に沿って移動する移動部材１３ａの上側に
保持片１３ｂを介して加熱体１２を載置した構或であり
、基台１上側に配設したシリンダ１４のロソド１４ａを
前記移動部材１３ａに連結することにより工７シリンダ
１４を作動して加熱部１３をＹ方向に移動自在に措威し
ている。

しかして、第６図に示す如く加熱体１２はチャソク４と
拡径治具１７間に渡架保持されたワーク３の成形部位近
傍から拡径治具ｌ７の拡径部２０近傍までワーク３の軸
線方向に加熱温度が分布するように設けられるとともに
、ワーク３の成形部位の基端側よりも先端部がさらにそ
の先端部よりも拡径治具１７の拡径部２０が高温に加熱
されるように保持片１３ｂにより傾斜させて設けられた
横戒となっている。

また、加熱部１３がＹ方向（第１図矢印方向）に移動す
る通路端の基台１上側には、加熱部１３の位置決めを制
御する位置センサ１６ａ，１６ｂがそれぞれワーク加熱
位置と退避位置に設置されている。

また基台１の側部（第１図右側）位置には、前記保持部
２の駆動部であるモータ９の回転駆動・回転速度および
治具保持部５の駆動部であるスライドユニソト６の移動
速度、加熱部１３の駆動部であるエアシリンダｌ４の移
動並びに加熱時間・冷却時間と各部２，５．１３間にお
ける作動タイミング等を制御する制御部２３が設けられ
ている。

以上の構威から或る装置を用いてのワーク３の拡径成形
加工は、所定の拡径形状の拡径部２０を有ずる拡径治具
１７の取り付け部２２を治具保持部５の拡径治具挿入穴
７に嵌合し、ストツバ２１が挿入穴７の開口端に突き当
たったところで固定ビス８によりワーク３をチャノク４
に取着した際にワーク３と同一軸線上でかつ拡径部２０
が基台１と平行になるように締め付け固定する。次に治
具保持部５をワーク取り付け位置に移動した後、ワーク
３をワーク保持部２内に挿入して予めカツラ３４に弛め
てあるチャック４を貫通させる。そして、ワーク３の成
形部位の開口端が拡径治具１７に設けた拡径部２０の基
端部分に突き当たったところでチャック４のカツラ３４
をコレント３０に締め付けつつワーク３を保持部２に保
持固定する。

そして、所定の拡径形状の成形品を得るための加工条件
（加熱時間、加熱温度、拡径治具挿入速度、拡径治具初
期位置、拡径治具挿入量）の設定をした制御部２３の起
動ボタンを操作しシーケンスを作動させて成形加工を始
める。

まず、モータ９を駆動しワーク３を回転させ、加熱体１
２を発熱させ、加熱温度が一定レベルに達した時点で、
加熱部１３をワーク３の直下の加熱位置に移動させ上記
ワーク３を回転させながら、所定の温度分布で所定の時
間加熱する（第５図ａ参照）。このとき加熱部１３によ
り、ワーク３の成形部位よりも拡径治具１７の方が高温
になっている。

所定時間加熱後、拡径治具１７を装着した治具保持部５
をワーク３の方に所定速度にて所定量だけ移動させ拡径
を行う（第５図ｂ，　　ｃ参照）。

ワーク３の成形部位の開口端は、第５図ｂの如く、初め
は回転しなから拡径部１９に倣い片寄っている。その後
所定時間、一定位置（拡径位置）で回転しながら加熱を
行うと第５図Ｃの如く次第に軟化したワーク３の成形部
位の開口端はき完全にラッパ形状に拡径する。その後加
熱体１２の発熱を止め空冷することによりワーク３を固
化させる。

所要時間空冷した後加熱部１３を初期位置に戻すととも
に、治具保持部５も初期位置に戻しモータ８の回転を止
める。

上記本実施例による成形加工条件の１例を下記表１にて
示す。

（以下余白） 表 １ 上記諸条件の加熱体ｌ２による加熱温度分布をグラフに
して示すとともに、このグラフの加熱温度分布に対する
ワーク３の取り付け位置および拡径治具挿入量について
第８図に示した。第８図に示す如く、ワーク３の成形部
位の開口端の温度よりも拡径治具１７の温度が高くなる
ように設定されている。これは、拡径治具の温度が低い
と、拡径治具挿入時にワーク３の成形部位の開口端が冷
やされ、拡径するのに十分な軟化が得られなくなるため
である。

本実施例によれば、ワーク３を真直に保持しつつ回転し
、加熱後拡径治具を挿入し更に空冷を行うことにより、
ワーク３の軸対称となるラッパ形状をした拡径部が得ら
れる。

また、加熱体１２、拡径治具１７、加熱温度、加熱時間
、治具挿入量および治具挿入速度を変更することにより
、多様な角度・口径のラッパ形状の成形加工に対応する
ことができ、多品種少量生産における効率の向上が図れ
る． さらに、ワーク３が拡径治具１７に溶着しないため、確
実かつ容易に成形品が取り出せるなどの利点を有する。

尚、本発明は当該実施例に限定されるものではなく、ワ
ーク保持部２を移動可能に構成するととともに治具保持
部５を基台１に固設し、ワーク３を所定時間加熱後、回
転させながらワーク保持部２を所定量移動させて拡径を
行う構或とする。また、加熱体ｌ２を略リング状に形威
し、加熱部１３の移動の際にワーク３に干渉しないよう
にワーク３の軸方向にスリントを設けた構成とする。さ
らに、ワーク３を回転させず拡径治具１７を回転させる
構威とし、回転しないワーク３に拡径治具１７を回転さ
せながら挿入して拡径を行う構或とする。また、ワーク
３と拡径治具１７とを相対的に回転させつつワーク３に
拡径治具１７を挿入する構威等とすることができ、当該
実施例と同様な効果が得られる。

また、拡径治具ｌ７の形状は、第３図に示す形状に限定
されるものではなく、第１１図ａ，ｂの如く拡径部２０
を複数設けることもできる、さらに、第１２図に示す様
に拡径部２０を段付やフランジ型とすることもできる。

但し、ワーク３の内面と拡径部２０との接触面積が増大
することは、ワーク３の内面と拡径部２０との摩擦の増
加につながり、拡径成形時にワーク３がねじれる等不具
合が生しる。従って、ねじれが生じない程一度にワーク
３の内面と拡径部２０との接触面積を考慮する必要があ
る．（第２実施例） 第１３図および第ｌ４図は、本発明による熱可塑性樹脂
チューブの拡径方法及び装置の第２実施例を示し、第１
３図は可変拡径治具部の説明図，第１４図ａ，ｂは拡径
成形時の説明図である。

当該実施例に示される熱可塑性樹脂チューブのの拡径方
法に用いる装置は、前記第１実施例における拡径治具１
７を可変拡径治具部２４に変更するとともに、治具保持
部５の上部にシリンダ２９を設けて構戊した点が異なり
、他の構成は同一の構成から威るもので、他のｔｌ或に
ついては同一番号を付してその説明を省略する。

可変拡径治具部２４は、軸２５と、該軸２５の軸方向に
設けられたスリットの間にビン２６にまり回動可能に固
定された羽部２７と、該羽部２７にカム溝２８を設けて
構成されている。

シリンダ２９は、治具保持部５の上部に設けられ、シリ
ンダ２９のシリンダロンド２９ａは前記可変拡径治具部
２４のカム溝２８に接続され、羽部２７をシリンダロン
ド２９ａの進退により開閉するように構威されている． 以上の構成からなる装置を用いての拡径方法は、ワーク
３の拡径成形部を可変拡径治具部２４の軸２５先端に挿
入し、ワーク３を所定の加熱位置にセントしてチャック
４により締め付け固定する。その後、前記第１実施例と
同様にワーク３を回転させながらワーク３と可変拡径治
具部２４とを加熱する。

所定時間加熱後シリンダ２９のシリンダロンド２９ａを
徐々に突出させて羽部２７を押し広げる．加熱軟化され
たワーク３の拡径成形部は羽部２７に倣い次第に拡径さ
れる。羽部２７が所定角度に広がった時点でシリンダ２
９を停止し、ワーク３の拡径成形部が軸対称に拡径する
まで加熱しつつ拡径成形を行う．拡径成形が完了した後
、加熱体１２による加熱を停止し、所定の時間空冷を行
う。ワーク３の拡径成形部が空冷により固化した後、シ
リンダ２９のシリンダロンド２９ａを後退させて羽部２
７を初期位置まで閉じる。その後、チャック４を緩めて
ワーク３を取り外す。

本実施例によれば、シリンダ２９のシリンダロッド２９
ａの突出量にともない拡径角度が変えられることにより
、角度の異なる形状の拡径成形に際し、複数個の拡径治
具を作戒する必要が無く、多種少量生産に対応できる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明熱可塑性樹脂チューブの
拡径方法及び装置によれば、多種のラッパ形状の拡径成
形部が品質良く安定して生産できるなど顕著な効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第ｌ２図は、本発明の熱可塑性樹脂チューブの
拡径方法に用いる装置の第１実施例を示し、第１図は平
面図、第２図は側面図、第３図は拡径治具の側面図、第
４図は拡径成形部の半截断面図、第５図（ａ），　（ｂ
），　（Ｃ）は拡径成形方法を示す説明図、第６図はワ
ークと拡径治具の加熱状態を示す説明図、第７図はワー
クのチャックを示し、第７図（ａ）は正面図、第７図（
ｂ）はカツラの断面図、第７図（Ｃ）はチャックの正面
図、第８図はワークと拡径治具の加熱温度と成形方向へ
の移動量との関係を示す説明図、第９図（ａ）．（ロ）
は拡径成形状態を示す半截断面図、第１０図（ａ），（
ハ）はワークの拡径成形状態を示す断面図、第１１図（
ａ）．　（ｂ）は拡径治具の斜視図、第１２図はワーク
の拡径成形状態を示す説明図、第１３図および第１４図
は同第２実施例を示し、第１３図は可変拡径治具の説明
図、第１４図（ａ）．　（ｂ）は拡径成形時の説明図で
ある． １・・・基台 ２・・・保持部 ３・・・熱可塑性樹脂チューブ ５・・・治具保持部 ６・・・スライドユニット ９・・・モータ １３・・・加熱部 １４・・・エアシリンダ １７・・・拡径治具 ２３・・・制御部 ２４・・・可変拡径治具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂チューブの成形部位を加熱した後、
   該チューブの成形部位に拡径治具を挿入し拡径成形を行
   う方法において、前記熱可塑性樹脂チューブの成形部位
   と拡径治具を同軸上に相対させるとともに前記チューブ
   の成形部位と拡径治具を所定の加熱温度分布および加熱
   時間により加熱し、前記熱可塑性樹脂チューブの端部を
   加熱軟化し、かつ、前記拡径治具を前記熱可塑性樹脂チ
   ューブの成形部位よりも高温に加熱し、熱可塑性樹脂チ
   ューブの端部と拡径治具の少なくともいずれか一方を回
   転かつ成形方向に移動しつつ拡径成形を行った後、冷却
   固化することを特徴とする熱可塑性樹脂チューブの拡径
   方法。
2. （２）熱可塑性樹脂チューブを回転かつ移動自在に保持
   する保持部と、該熱可塑性樹脂チューブの端部を拡径成
   形する拡径治具と、該拡径治具を回転かつ移動自在に保
   持する治具保持部と、前記熱可塑性樹脂チューブの成形
   部位と前記拡径治具を加熱する加熱部と、前記各部の駆
   動部の駆動およびタイミングを制御する制御部とから構
   成したことを特徴とする熱可塑性樹脂チューブの拡径装
   置。