JPH04164614A - 合成樹脂製波形管のフランジ形成方法 - 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、管壁に螺旋状の中空凸状を有する合成樹脂製
波形管の端部にフランジを形成させる方法に関する。

［従来の技術１ 合成樹脂製の上記波形管は螺旋状の中空凸状やその中空
凸状の間に位置する凹部の働きで曲りやすく、しかも鋼
管に比べて軽量である割に強度に優れているため、その
特性を生かして送水管や各種の流体配管に用いられてい
る。

従来、この種の波形管は、端部に形成されている螺旋状
の凹部にゴムパツキンを巻き付け、それをソゲノド形の
継手に差し込むことにより接続し、上記ゴムパツキンに
よって内部通路と外部との間の水密性を保つようにして
いた。ところが、その接続構造は、口径が３００程度の
比較的小口径でかつ軽量な波形管の接続には便利である
けれども、口径が５００■以上もあり人力で動かせるこ
とができないほど重い波形管の接続には不向きである。

すなわち、小口径で軽量な波形管の場合には、ａＲＭ状
の凹部にゴムパツキンを巻き付ける作業や、波形管の端
部と継手とを嵌合する作業が容易である。しかし、大口
径で重い波形管においては、その全周囲に手が回り難か
ったり全（手が回らないことがある上、波形管を人力で
動かすことさえきわめて困難であるため、螺旋状の凹部
にゴムパンキンを巻き付けることや、波形管の端部と継
手とを嵌合する作業がきわめて困難となり、それらの作
業を行うこと自体が不可能な場合も多々ある。

他方、金属管で構成される流体配管では、フランジを一
体に具備する金属管のフランジ同士を結合するという接
続方式が汎用的に適用されている。

したがって合成樹脂製の波形管においてもその端部にフ
ランジを一体に形成し、そのフランジを利用して波形管
同士や波形管と継手などを接続するようにすれば、大口
径の波形管でも作業性よく高い水密性を保ち得る状態で
接続することができると考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、波形管は長尺筒状物であり、しかもその波形
管の端部にフランジを一体成形した成形品は波形管から
フランジが外側乙こ突き出た形になるため、合成樹脂で
連続押出することが困難であるばかりか、それをインジ
ェクション成形することも困難である。このような事情
の下では、波形管の端部を金型にセットしてフランジを
インサート成形することが有益であるとも考えられる。

そのようなインサート成形に用いる波形管は、一般に連
続押出成形された長尺の波形管の所定箇所を軸心と直行
する方向ムこ切断することにより得られるものであり、
そうして得られた所定長さの波形管では、螺旋状の中空
凸状が波形管の切断端面で部分的に正面視円弧形状に開
口し、そのような開口が形成されない箇所では中空凸状
の間の谷部管壁が突き出た状態になる。また、波形管の
切断端面ば程度に差があるとしても多かれ少なかれぎざ
ぎざになっていることが多い。

したがって、螺旋状の中空凸状を有する波形管の端部に
フランジをインサート成形しようとする場合、波形管の
端部を成形型の上型と下型とて挾むことによってその端
部周囲乙こフランジ成形空間を形成することと共に、波
形管の端面で開口している中空凸状の開口を成形型の一
部を利用して塞ぎ、成形空間に注入される熔融樹脂がそ
の開口から中空凸状の内部空間に侵入することを防いで
おく必要がある。

ところが、波形管の端面ば上述のようにぎさぎざになっ
ていることが多いため、成形型の一部で中空凸状の開口
を隙間のない状態に確実に塞いでしまうことは難しい。

他方、フランジ成形空間にゾル状態の溶融樹脂を所定圧
力で注入して通常のインサート成形を行うと、波形管の
管壁、特に螺旋状の中空凸状が高温高圧の溶融樹脂と接
触して軟化し、熔融圧潰されて不規則に変形する。たと
えば波形管が高密度ポリエチレン樹脂であれば、その軟
化温度が約１２０°Ｃ程度であるのに対し、成形時の溶
融樹脂（たとえば高密度ポリエチレン樹脂）の温度はそ
れよりも高温であり、しかも熔融樹脂に所定の注入圧力
が加わっているためにそのような現象が起こる。そのた
め、中空凸状の開口が確実に塞がれていない場合は勿論
、その隙間が当初において確実に塞がれているとしても
溶融樹脂が注入されることによって事後的に中空凸状の
溶融圧潰に伴う不規則な変形が起こって成形型による開
口の閉塞状態が損なわれ、それによって生した隙間から
熔融樹脂が中空凸状の内部空間に侵入するという事態を
生しやすい。そして、そのような事態を生しると、注入
樹脂量をあらかしめ正確に定めておくことが難しくなっ
て材料樹脂の歩留りが低下したり、あらかじめ予定した
適正な成形品が得られないといった事態を招く。

以上の状況があるため、従来は管壁に螺旋状の中空凸状
を具備する波形管の端部にフランジをインサート成形す
ることは困難であるか、あるいは不可能であると考えら
れていたのであり、その結果、インサート成形によって
端部にフランジを一体に形成した上記波形管は現実に存
在していない。

以上の事情の下で、本発明者は鋭意調査研究を重ね、管
壁に螺旋状の中空凸状を具備する波形管の端部の中空凸
状の開口にフランジ成形用材料が侵入することを確実に
防止し得るという新規な技術を開発し、その結果、本発
明を完成したものである。すなわち、本発明は、管壁に
螺旋状の中空凸状を具備する波形管の端部にインサート
成形によってフランジを適正に形成することのできる方
法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］ 本発明による合成樹脂製波形管のフランジ形成方法は、
管壁に螺旋状の中空凸状を具備する合成樹脂製波形管の
端部に金型コアを挿入して波形管の内面を支持させると
共に、上記波形管の端面に環状パツキンを配設し、その
環状パ・ンキンを上記金型コアに設けられた環状段付部
で波形管の端面に押し付けて波形管の端面で開口する中
空凸状の円弧状開口を塞ぎ、さらに波形管の端部を上型
と下型とで挟んで波形管の端部周囲に中空凸状の少なく
とも１ピッチ分を含むフランジ成形空間を形成させ、そ
の状態で上記フランジ成形空間に液状樹脂を注入し、上
記中空凸状が上記液状樹脂との接触で熔融圧潰されるこ
とを制限しながらフランジを波形管の端部と一体にＲＩ
Ｍ成形もしくは注型成形するものである。

［作　用１ この方法によれば、波形管の端面に配設されたパツキン
が金型コアの環状段付部で上記端面に押し付けられるた
め、波形管の端面がぎざぎざになっていても比較的確実
に中空凸状の開口が閉塞され、従来のように成形型の一
部で中空凸状の開口を塞ぐ場合に比べて閉塞状態の確実
性が向上する。

ところで、周知のようにＲＩＭ成形はインジェクション
成形法の一種である。このＲＩＭ成形では、所定量の重
合開始剤を含む液状の合成樹脂上ツマ−と所定量の活性
剤を含む液状の合成樹脂モノマーとを所定の成形金型温
度に保持された成形型の成形空間に同時に注入し、成形
空間の内部で両方の合成樹脂上ツマ−（以下、液状樹脂
という。

）を極めて短時間で重合させることにより成形品を得る
方法である。この方法によると、成形空間に成形材料で
ある合成樹脂を液状で注入するので、通常のインジェク
ション成形で溶融樹脂を注入する場合に比べ、注入圧力
が小さくても成形空間全体への材料の十分な回り込みが
行われると共に、成形金型温度も低くて済み、成形に要
する時間も短くなる。そのため、ＲＩＭ成形によれば、
成形材料としての液状樹脂の種類を適切に選定して上記
注入圧力や成形金型温度をある程度低く抑制することが
可能になる。

以上説明したことにより、本発明方法によれば、パツキ
ンで上記中空凸状の開口が確実に塞がれていることに加
え、ＲＩＭ成形を採用したことにより液状樹脂の注入圧
力や成形金型温度が低く抑えられ、しかも成形に要する
時間が短縮されるため、それらが相乗的に作用し合って
波形管端部の管壁とりわけ中空凸状の溶融圧潰に伴う変
形や、中空凸状への液状樹脂の侵入が可及的最小限度に
抑えられるか、あるいはそれらを全く生じなくなる。

言い換えると、本発明方法では、ＲＩＭ成形を採用した
ので通常のインジェクション成形に用いられる水飴程度
の流動性を有するに過ぎない溶融樹脂に比べてシール性
の困難な液状樹脂を成形材料に用いるものではあるけれ
ども、中空凸状の開口が波形管の端面に押し付けられた
パツキンで閉塞されていることに加え、液状樹脂注入圧
力が低くて済み、同時に中空凸状の溶融圧潰に伴う変形
が起こりにくいために成形中に中空凸状の内部に液状樹
脂が侵入しにくくなるのであり、そのような新規な技術
によってフランジを波形管の端部にインサート成形する
ことができるようになるのである。

また、注型成形は成形材料である液状樹脂を圧力を加え
ずに成形空間に流し込む方法である。したがって、注型
成形による場合にも、パンキンで上記中空凸状の開口が
確実に塞がれていることに加え、液状樹脂の注入圧力や
成形金型温度が低く抑えられるので、波形管端部の中空
凸状の溶融圧。

潰に伴う変形や、中空凸状への液状樹脂の侵入が可及的
最小限度に抑えられるか、あるいはそれらを全く生じな
くなる。

また、本発明方法によれば、中空凸状の少なくとも１ピ
ッチ分を含む部分にフランジが形成されるため、フラン
ジを形成する樹脂層と波形管を形成していた樹脂層との
重なり部分の直線幅の割に波形管の端部とフランジとの
接合部分の面積が広く確保されることになって波形管に
対するフランジの接合強度が大きくなる。

（実施例］ 第１図は本発明の実施例方法の説明図である。

すなわち、同図は、合成樹脂製波形管１００の端部に金
型コア１を挿入して波形管１００の内面を支持させると
共に、上記波形管１００の端面１０１にシリコンゴムな
どの耐熱材料で作られた環状パツキン２を配設し、その
パツキン２を上記金型コア１に設けられた環状段付部１
１で波形管端面１０１に押し付けて波形管端面１０１で
開口する中空凸状１１０の円弧状開口１１１を塞ぎ、さ
らに波形管１００の端部を上型３と下型４とで挟んで波
形管１００の端部周囲にフランジ成形空間Ｓを形成させ
た状態を示している。

上記波形管１００は内面平滑な内壁樹脂層と螺旋状凸部
を形成する外壁樹脂層とを二層状番こ熱融着させながら
成形機ヘッドから連続的に押し出して・　　一体化した
ものであり、上記中空凸状１１０は内壁樹脂層の一部と
外壁樹脂層とによっで蝮旋状ムこ形成されている。なお
、波形管１００は他の成形方法で作られたものであって
もよい。また、波形管１゜Ｏはたとえば高密度ポリエチ
レン樹脂で連続押出成形された長尺物を所定位置で軸心
と直行する方向に切断したものであり、その端面１０１
が切断面となっている。したがって、端面１０１の一部
では中空凸状１１０が円弧状に開口していると共に、残
りでは波形管１００の谷部１２０を形成している管壁が
円弧状となって突き出ている。１１２はそのように突き
出た円弧状の管壁を示している。さらに端面１０１は切
断端面であるから多かれ少なかれぎざぎざになっている
。

金型コアｌは上記環状段付部１１よりも径大な環状段付
部１２を有していて、その径大な環状段付部１２に形成
された環状溝にシリコンゴムなどの耐熱材料で作られた
環状パンキン５が保持されており、その環状パツキン５
が上記フランジ成形空間Ｓに臨まされている。

上型３には上記フランジ成形空間Ｓの他に、空気抜き孔
３１とフランジ成形空間Ｓとをっなく材料溜り３２とス
リット状の材料通路３３、および波形管１００の谷部１
２０に噛み合う螺旋凸状３４などが形成されている。ま
た、上型３と波形管１００との隙間にシリコンゴムなど
の耐熱材料で作られたパンキン６が介在されており、こ
のパツキン６によって液状樹脂の洩れ出しを防くように
しである。下型４には材料混合用ヘッド４１、混合へン
ド４１の材料注入口４２や材料溜り４３とフランジ成形
空間Ｓとをつなくスリット状の材料通路４４、および波
形管１゜Ｏの谷部１２０に噛み合う蜂旋凸状４５などが
形成されている。下型４と波形管１００との隙間には上
型゛２における場合と同様にパツキン６が介在されてお
り、このパツキン６によって液状樹脂の洩れ出しを防く
よう番こしである。なお、上型３と下型４との合せ面の
隙間には必要に応じて液状樹脂の洩れ出しを防ぐための
パツキンを介在させる。このパツキンにもシリコンゴム
などの耐熱材料で作られたものが用いられる。

第１図の状態からフランジ成形空間Ｓに成形材料である
液状樹脂を混合用ヘンド４１から注入すると、フランジ
が波形管１００の端部と一体にＲＩＭ成形され、同時に
成形によって形成されたフランジの内周に上記環状パツ
キン２が保持される。また、環状パツキン５がフランジ
の表面に保持される。ＲＩＭ成形は、中空凸状１１０が
液状樹脂との接触で溶融圧潰することを制限しながら行
う。すなわち、中空凸状１１０が熔融圧潰しないか、あ
るいは成形に支障のない程度に溶融圧潰を抑制し得るよ
うな成形条件（成形金型温度やフランジ成形空間Ｓへの
注入圧力や成形に要する時間など）の下でＲＩＭ成形を
行う。

混合用ヘッド４１からフランジ成形空間Ｓに注入される
液状樹脂は、重合開始剤を含む液状樹脂と活性剤を含む
液状樹脂との混合物であり、フランジ成形空間Ｓの内部
ではきわめて短時間でその重合が完了してフランジを形
成する。液状樹脂には、たとえばウレタンやジシクロペ
ンタジェンなどの樹脂層ツマ−が選定される。ジシクロ
ペンタジェンの場合の成形金型温度は８０°Ｃ程度、注
入圧力は５ｋｇ／ｃｍ”程度が適切であり、そうした場
合の重合完了までの時間は数秒から数分の間である。こ
の程度の成形金型温度、注入圧力および重合時間（成形
に要する時間）であれば、フランジ成形空間Ｓに注入さ
れた液状樹脂の接触した波形管１００の中空凸状１１０
が溶融圧潰することが効果的に制限され、その溶融圧潰
に伴う中空凸状１１０の不規則な変形を生じないか、た
とえ生じたとしてもそノ変形によってパンキン２による
中空凸状１１０の開口１１１の閉塞状態が損なわれるこ
とはなく、フランジ成形空間Ｓの液状樹脂が中空凸状１
１０に侵入することはない。

波形管１００が高密度ポリエチレン樹脂であり、液状樹
脂としてポリエチレン樹脂を用いる場合、許容できる成
形金型温度は４０〜１００°Ｃ程度、注入圧力は０．３
〜１０ｋｇ／ｃｍ”、重合時間は５〜３６００秒程度で
あり、これは液状樹脂の注入量によって異なる。言い換
えれば、成形金型温度、注入圧力、重合時間などは調整
可能である。なお、上記範囲外であると、樹脂周りが悪
くなって適正な成形がなされなかったり、中空凸状１１
０の溶融や圧潰が生して材料歩留りが低下したり、樹脂
の侵入で中空凸状１１０が塞がれて材料歩留りが低下し
たりするおそれがある。

第２図は上記方法で形成されたフランジ７を端部に有す
る波形管１００の使用状態を示しており、同図の破線イ
はフランジ７が形成される前の中空凸状１１０の輪祁線
を表している。フランジ７はその根元部分に具備された
筒状の樹脂層７１が波形管１００を形成している樹脂層
と重なって強く当たった状態に密着されている。なお、
樹脂層７１の外形を太き（して同図のフランジ７と樹脂
層７１の全体を厚肉のフランジとしてもよいが、そのよ
うにすることは材料樹脂の必要量が多くなる上、見栄え
が悪くなるなどの不都合があり、しかも強度の点でもフ
ランジをそのように厚肉にする必要性がないので、回倒
のようにしておくことが望ましい。

フランジ７は上述したフランジ成形空間Ｓで８１Ｍ成形
されて波形管１００の端部に一体形成されたものであり
、そのフランジ成形空間Ｓは中空凸状１１０の少なくと
も１ピッチ分を含む部分に形成されるため、フランジ７
と波形管１００との融着による接合部分も中空凸状１１
０の少なくとも１ピッチ分を含む範囲になる。したがっ
て、フランジ７と波形管１００の重なり部分の直線幅り
の割に、接合部分の面積が広く確保されて大きな接合強
度が得られる。なお、上記接合部分が中空凸状１１０の
１ピッチ分より短いと、接合強度の不足を生しる懸念が
ある。

２００は合成樹脂製の継手であり、この継手２００は端
部にフランジ２１０を有すると共に、フランジ２１０の
内周部分に環状の凸部２２０を有している。

この継手２００は上記凸部２２０を波形管１００のフラ
ンジ７の内側に差し込み、その端面でフランジ７に保持
されているパツキン２に接触し、かつそのパツキン２を
波形管１００の端面１０１に押し付けている。また、フ
ランジ７とそれに対向する継手２００側のフランジ２１
０とによってフランジ７に保持されているパツキン５が
挟圧される。なお、双方のフランジ７．２１０同士ボル
ト・ナンドやクランプ形の締結手段によって結合される
。

以上説明した接続状態においては、パンキン２と継手２
００の凸部２２０端面との接触箇所が水密シールされる
のでその接触箇所からの水洩れが防止される。また、パ
ツキン２と波形管１００の端面１０１との接触箇所も水
密シールされる。さらに、パツキン５によってフランジ
７とフランジ２１０との間が水密シールされる。ここで
、パツキン２による水密性が確実に保たれていれば、そ
の外側のパツキン５による水密性保持は必ずしも必要で
ないようにも考えられるが、それら両方のパツキン２゜
５によって二重に水密性が確保される構成であると、そ
の信転性が飛躍的に高まる利点がある。

第３図はフランジ７に保持された環状パツキン５の変形
例を示している。このパツキン５は突起５１を有してお
り、その突起５１がフランジ７の樹脂層中に埋入されて
アンカーリング作用を発揮している。このようなパツキ
ン５は上述したところと同様に、フランジ成形空間Ｓに
あらかじめ配設され、フランジ７をＲＩＭ成形すること
によってそのフランジ７に保持される。

以上の実施例ではＲＩＭ成形を行う場合について説明し
たが、ＲＩＭ成形の代わりに注型成形を行ってもよく、
その方法も本発明に含まれる。

［発明の効果； 以上のように本発明方法によれば、従来では極めて困雛
であるかもしくは不可能であるとされていた波形管とフ
ランジとのインサート成形が可能になるという卓越した
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例方法の説明図、第２図は上記方
法で形成されたフランジを端部に有する波形管の使用状
態を示す一部破断側面図である。 １・・・金型コア、２・・・環状パツキン、３・・・上
型、４・・・下型、ＩＩ・・・環状段付部、１００・・
・波形管、１０］・・・波形管の端面、１１０・・・中
空凸状、１１１・・・中空凸状の開口、Ｓ・・・フラン
ジ成形空間。 第２図 第１図 ４５　　４１　　　Ｑ＜ ２　・・・環状パツキン ３　・・・上型 ４　・・・下型 ＩＩ・・・環状段付部 １００・・・波形管 １０１・・・波型管の端面 １１０・・・中空凸状 ＩＩ＋・・・中空凸状の開口 Ｓ　・・・フランジ成形空間 平成３年１２月２５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、管壁に螺旋状の中空凸状を具備する合成樹脂製波形
   管の端部に金型コアを挿入して波形管の内面を支持させ
   ると共に、上記波形管の端面に環状パッキンを配設し、
   その環状パッキンを上記金型コアに設けられた環状段付
   部で波形管の端面に押し付けて波形管の端面で開口する
   中空凸状の円弧状開口を塞ぎ、さらに波形管の端部を上
   型と下型とで挟んで波形管の端部周囲に中空凸状の少な
   くとも１ピッチ分を含むフランジ成形空間を形成させ、
   その状態で上記フランジ成形空間に液状樹脂を注入し、
   上記中空凸状が上記液状樹脂との接触で溶融圧潰される
   ことを制限しながらフランジを波形管の端部と一体にＲ
   ＩＭ成形もしくは注型成形することを特徴とする合成樹
   脂製波形管のフランジ形成方法。