JPH06166100A - プラスチック管の曲げ加工用芯材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プラスチック管を曲げ加工する際に、各管端部
の断面変形を抑制することができる。 【構成】プラスチック曲り管１１内に挿入された際に、
その各端部内に、曲げ加工によっても圧縮変形しない硬
質部３２がそれぞれ配置され、曲げ加工によって湾曲す
るプラスチック管の中央部に配置されるように、各硬質
部３２にて挟まれており、前記曲げ加工に伴って容易に
撓む軟質部３３とを有している。軟質部３３は２分割さ
れている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック管を曲げ
加工する際に、該プラスチック管内に挿入されて使用さ
れる芯材に関し、特に、プラスチック管の曲げ加工に際
してのプラスチック管の偏平化を抑制し得る芯材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック管を用いてガス用配管、水
道用配管あるいは下水用配管を施工する場合、湾曲して
配置する部分には、通常、プラスチック曲り管が使用さ
れている。該プラスチック曲り管は、中央部分が湾曲さ
れており、各端部が他の管との接続が容易になるよう
に、直線状に延びる直管部になっている。このようなプ
ラスチック曲り管は、例えば、特開昭５８−１８８９０
号公報に開示されているように、直線状に延びるプラス
チック直管内に加熱流体を充填して、該プラスチック直
管を軟化させた状態で、金型内にて曲げ加工することに
より製造される。

【０００３】曲げ加工に際しては、プラスチック直管
は、湾曲半径方向において、管軸方向に力が加わらない
曲げ中立面の外周側部分では、管軸方向への引っ張り歪
が生じ、反対に曲げ中立面の内周側部分では管軸方向へ
の圧縮歪が生じる。そのために、管断面において曲げ方
向には管の内径が減少する方向へと力が加わり、反対に
曲げ方向と直交する方向には管内径が増大する方向へと
力が加わって、管断面が偏平化されるおそれがある。特
に、他の管と接続される管端部においては、外径および
肉厚が所定の寸法になっている必要があり、管端部にお
いては偏平化を避ける必要がある。

【０００４】このような問題を解決するために、特開昭
５３−１９３８５号公報、特公昭５８−１８８８号公報
等には、プラスチック管を金型で曲げ加工する前に、該
プラスチック管内に砂などの流動性材料を充填したり、
可撓性芯材を挿入することにより、管の偏平化を抑制し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、砂など
の流動性充填材を使用する場合は、プラスチック管の断
面の偏平化に対し、プラスチック管の内径が増大する方
向へ、砂等の充填材が流動するために、内径が減少する
方向への断面形状変化に対しては有効に機能せず、その
結果、曲げ変形によって、断面が５％程度偏平化される
ことは避けられない。５％程度の偏平化は、プラスチッ
ク曲り管の湾曲部においては許容されるが、管端部で
は、他の管との接続のために、許容されるものではな
い。

【０００６】ゴムのような可撓性芯材を使用する場合で
も、軟質なものを使用すれば、容易に変形するために、
流動性の充填材を使用する場合と同様に、偏平化を十分
に防止することができない。これに対して、可撓性を有
する硬質の芯材を使用する場合には、芯材が挿入された
プラスチック直管を曲げ加工する際に、芯材とプラスチ
ック管との間に大きな摩擦抵抗が作用し、曲げ加工した
後にプラスチック曲り管から芯材を引き抜くことは容易
ではなく、しかも、芯材も著しく摩耗することになる。
また、芯材の曲げ反力が大きくなり、所定の湾曲状態に
するために多大な力が必要となり、作業性が低下する。

【０００７】本発明は上記従来の問題を解決するもので
あり、その目的は、プラスチック曲げ管の管端部に管接
続に必要な寸法精度を付与でき、しかも、金型による曲
げ成形および曲げ成形後の引き抜きが容易なプラスチッ
ク管の曲げ加工用芯材を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のプラスチック管
の曲げ加工用芯材は、直線状に延びるプラスチック管を
加熱軟化させた状態で、金型により曲げ加工する際に、
該プラスチック管内に挿入されて該プラスチック管と共
に曲げ加工されるプラスチック管の曲げ加工用芯材であ
って、プラスチック管における湾曲されない各端部内に
配置されており、プラスチック管の曲げ加工によっても
断面形状が変化しない材質の硬質部と、各硬質部に挟ま
れており、該プラスチック管の曲げ加工に伴って容易に
湾曲される材質の軟質部と、を有するものであり、その
ことにより上記目的が達成される。

【０００９】

【作用】本発明の曲げ加工用芯材では、直線状に延びる
プラスチック管を曲げ加工する際に、該プラスチック管
内に挿入される。そして、プラスチック管が曲げ加工さ
れる際には、プラスチック管中央部の湾曲される部分内
に位置する軟質部が容易に湾曲されるために、プラスチ
ック管は容易に湾曲されるとともに、プラスチック管の
各端部内に位置する硬質部は、断面形状がほとんど変形
しないために、管端部の偏平化が防止される。プラスチ
ック管の湾曲された部分内に位置する軟質部は、変形容
易であるために、該湾曲部からも容易に引き抜くことが
できる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例について示す。本発明
の曲げ加工用芯材は、図２に示すように、金型２０を使
用したプラスチック曲り管１０の製造に用いられる。プ
ラスチック曲り管１０は、図１に示すように、各側部に
設けられた直管部１１および１１と、各直管部１１およ
び１１を連結する湾曲部１２と、を有している。図１に
示すプラスチック曲り管１０は、150×45゜ベンドと呼ば
れており、各直管部１１の長さＦが195±10％、管端部
の外径Ｄ０'が165±0.5％、管端部の肉厚ｔが12.3＋1.
5、湾曲部１２の中心角度θが45゜±3゜、湾曲部１２の軸
心における半径Ｒが500±10％、湾曲部１２中心部の外
径Ｄ０が、165±８％に規定されている。これらの寸法
において、特に、管端部外径Ｄ０'および管端部肉厚ｔ
は、他のプラスチック管との接続に支障が生じないよう
に、他の寸法よりも厳しく規定されている。

【００１１】金型２０は、プラスチック管を湾曲させる
際にその湾曲方向の内周側に固定的に配置された内周側
金型２１と、該内周側金型２１に嵌合される可動式の外
周側金型２２とを有しており、内周側金型２１の外周面
に断面半円形状の凹溝が湾曲状態で設けられており、ま
た、外周側金型２２の内周面に断面半円形状の凹溝が湾
曲状態で設けられている。そして、内部に本発明の芯材
３０を嵌合されたストレートな加工用のプラスチック直
管を加熱して軟化させた状態で、各金型２１および２２
の凹溝内に嵌合させることによって、プラスチック曲り
管１０が形成される。

【００１２】該プラスチック曲り管１０の製造に使用さ
れる本発明の芯材３０は、図３に示すように、曲り管１
０とされるプラスチック直管のほぼ全長にわたって嵌入
されるように、該プラスチック直管にほぼ等しい全長を
有する円柱状をしている。該芯材３０は、各端部に容易
に変形しない円柱状の硬質部３２および３２と、各硬質
部材３２間に設けられた一対の円柱状の軟質部３３およ
び３３と、を有している。各軟質部３３と各硬質部３２
との端面同士は、それぞれ強固に接着されている。これ
は、後述するように、引き抜き時の作業性をよくするた
めのものであって、必ずしも接着されている必要はな
い。各硬質部３２および各軟質部３３は、軸心部にそれ
ぞれ貫通孔３１を有しており、該貫通孔３１内を連結棒
４１が挿通している。連結棒４１は可撓性を有していれ
ばよく、例えば、蛇腹管が使用される。そして、該連結
棒４１の端部が軟質部３２から外方へと延出しており、
それぞれの端部に各ボルト４２がねじ止めされて、各軟
質部３２および３２と、各硬質部３３および３３とが一
体化されている。なお、図３では、軟質部３２および３
２の端面同士は、長軸方向に直角の断面で接している
が、テーパー状に接してもよい。

【００１３】各硬質部３２と各軟質部３３とは、それぞ
れ外径が一定になっており、それらの全長は、曲げ加工
されるプラスチック直管の全長にほぼ等しくされてい
る。また、各硬質部３２および各軟質部３３の外径は、
それぞれがプラスチック直管の内部に挿入された際に該
プラスチック直管内周面にそれぞれ密着するように、プ
ラスチック直管の内径とほぼ同一か、それよりも若干小
さく設定されている。

【００１４】各硬質部３２は、プラスチック直管が曲げ
加工される際における湾曲によって、湾曲半径方向に圧
縮変形を生じない材料により構成されている。各硬質部
３２の長さは、曲げ加工されたプラスチック曲げ管１０
の各直管部１１の長さと同一か、これよりも若干短くさ
れている。

【００１５】硬質部３２を構成する材料としては、例え
ば硬質ゴムが用いられる。硬質部３２として硬質ゴムを
使用する場合には、加工温度、即ち曲げ加工に際して加
工用のプラスチック直管が加熱される温度（通常１２０
〜１５０℃）によっても変形しない耐熱性が必要であ
り、例えばブタジエンゴム、シリコンゴム、ネオプレン
ゴム、フッ素ゴム等が使用される。

【００１６】各硬質部３２にて挟まれた各軟質部３３
は、曲げ加工されたプラスチック曲り管１０の湾曲部１
２を形成するようになっており、例えば、曲げ加工に際
して容易に撓む軟質ゴムによって構成されている。各軟
質部３３として軟質ゴムを使用する場合には、硬質部３
２として硬質ゴムを使用する場合と同様に、耐熱性が必
要であり、例えば天然ゴム、合成ゴム等が使用される。

【００１７】このような構成の本発明の芯材３０を使用
してプラスチック曲り管１０を製造する場合には、各軟
質部３３および各硬質部３２のそれぞれの貫通孔３１
に、連結棒４１を挿通して、該連結棒４１の各端部を各
ボルト４２によって、それぞれねじ止めする。これによ
り、各軟質部３３および各硬質部３２が一体化される。
このようにして一体化された芯材３０は、曲げ加工され
るプラスチック直管内に挿入される。次に、芯材３０が
挿入されたプラスチック直管を、所定の温度にまで加熱
して軟化させる。そして、加熱されたプラスチック直管
を金型２０の内周側金型２１の凹溝内に嵌入して、外周
側金型２２の凹溝に嵌合されるように該外周側金型２２
を内周側金型２１に加圧し密着させる。これにより、所
望の曲げ加工が施されたプラスチック曲り管１０が形成
される。

【００１８】このとき、プラスチック直管は、プラスチ
ック曲り管１０の湾曲部１２とされる中央部が曲げ成形
される。該プラスチック直管の中央部内には、容易に撓
む芯材３０の軟質部３３が配置されているために、該プ
ラスチック直管の中央部は小さな曲げ反力によって容易
に曲げ成形される。

【００１９】また、曲げ加工されるプラスチック直管
は、曲げ成形に際して、湾曲半径方向において、管軸方
向に力が加わらない曲げ中立面の外周側部分では、管軸
方向への引っ張り歪が生じ、反対に曲げ中立面の内周側
部分では管軸方向への圧縮歪が生じるために、これらの
歪により管断面が偏平化されようとする。しかし、加工
されるプラスチック直管の各端部内には、曲げ加工によ
っても半径方向の圧縮変形を生じない芯材３０の各硬質
部３２が配置されているために、製造されるプラスチッ
ク曲り管１０の各端部は、断面円形状に保たれている。
従って、製造されたプラスチック曲り管１０の管端部外
径および管端部肉厚は、他の管と容易に接続し得る寸法
精度とされる。

【００２０】これに対して、製造されるプラスチック曲
り管１０の湾曲部１２は、軟質部３３によって拘束され
た状態で湾曲されるために、若干、偏平化される。しか
し、プラスチック曲り管１０の湾曲部１２は、管の接続
に関与しないために、偏平化されても、問題はない。

【００２１】曲げ加工が終了すると、各内周側金型２１
および外周側金型２２間に位置するプラスチック曲り管
１０は冷却されて硬化される。プラスチック曲り管１０
が硬化すると、各金型２１および２２からプラスチック
曲り管１０が取り出される。そして、芯材３０の各硬質
部３２の外側に配置された各ボルト４２を取り外して、
接着された硬質部３２および軟質部３３同士に分割す
る。そして、接着された硬質部３２および軟質部３３を
連結棒４１から取り外して、プラスチック曲り管１０内
から各端部側へとそれぞれ引く抜く。

【００２２】このとき、芯材３０は、接着された硬質部
３２および軟質部３３同士にそれぞれ分割されているた
めに、プラスチック曲り管１０から容易に引き抜くこと
ができる。しかも、容易に変形しない硬質部３２は、プ
ラスチック曲り管１０の各端部に位置されているため
に、各硬質部３２は該プラスチック曲り管１０の湾曲部
１２を通ることなく、該プラスチック曲り管１０の外部
へと容易に排出される。また、芯材３０の各端部以外の
大部分は変形の容易な軟質部３３となっているために、
その曲げ反力が小さく、プラスチック曲り管１０内周面
とは小さな摩擦抵抗によって該プラスチック曲り管１０
内を移動される。従って、２分割された芯材３０は、き
わめて小さい力でプラスチック曲り管１０から引き抜く
ことができ、引き抜き時の作業性が向上すると共に、芯
材３０外周面の摩耗も抑制される。

【００２３】本発明の芯材を使用して製造したポリエチ
レン曲り管（口径150mm）の管端部外径の実測結果を図
４に示す。湾曲部の中心角度が11.25゜、22.5゜、45゜の３
種類の曲り管を製造し、各管の管端部における外径を周
方向の４箇所について測定した。管端部において、図５
に示すように、番号５で示す湾曲の中心側部分と番号１
で示す湾曲外周側部分との方向（１−５）、以下同様
に、番号２−６における方向、番号３−７における方
向、番号４−８における方向のそれぞれの外径を測定し
た。いずれの曲り管においても、それぞれの方向の測定
値は、規格寸法の上限値と下限値との間であった。

【００２４】このように、管端部の外径が規格寸法の範
囲内にあれば、他の管との接続を支障なく行うことがで
きる。例えば、バット融着の場合は、曲り管と接続され
る管との段差が５％以内となり、ソケット融着の場合
は、継手とのクリアランスが約１mm以内となる。

【００２５】図６は本発明の芯材の他の例を示す側面図
である。この芯材３０は、各軟質部３３を構成する変形
容易な一対の軟質材料３３ａが、硬質部３２にまで延出
しており、該硬質部３２では、金属スリーブ３２ｂが軟
質材料３３ａに嵌合されて、該軟質材料３３ａを補強し
ている。該金属スリーブ３２ｂは、軟質材料３３ａの端
面に当接する端面が覆われて、その周縁部にフランジ部
３２ｃが形成されている。金属スリーブ３２ｂの外径は
軟質部３３の外径にほぼ等しくなっており、その内部の
軟質材料３３ａを圧縮して、容易に変形しないように硬
質化している。フランジ３２ｃの外径は加工されるプラ
スチック直管の外径にほぼ等しく設定されている。

【００２６】このような構成の芯材３０を使用した場合
も、加工されるプラスチック直管をプラスチック曲り管
１０に曲げ成形する際に、各硬質部３２によって、加工
されるプラスチック直管の各端部における偏平化が防止
される。その結果、製造されるプラスチック曲り管１０
の管端部には、他の管が容易に接続される。

【００２７】

【発明の効果】本発明のプラスチック管の曲げ加工用芯
材は、このように、プラスチック管における曲げ変形さ
れる中央部が軟質部になっており、また、各端部が硬質
部になっているために、プラスチック管を容易に曲げ変
形し得るとともに、各端部における断面の変形を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラスチック曲り管を示す断面図。

【図２】本発明の芯材を使用したプラスチック曲り管の
製造プロセスを示す断面図。

【図３】本発明の芯材の一例を一部破断して示す側面
図。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の芯材を使
用して製造したプラスチック曲り管の管端部の外径精度
を示すグラフ。

【図５】図４に示す外径寸法の測定位置を示す管端面の
説明図。

【図６】本発明の芯材の他の例を一部破断して示す側面
図。

【符号の説明】

１０ プラスチク曲り管 ２０ 金型 ３０ 芯材 ３２ 硬質部 ３３ 軟質部 ４１ 連結棒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状に延びるプラスチック管を加熱軟
   化させた状態で、金型により曲げ加工する際に、該プラ
   スチック管内に挿入されて該プラスチック管と共に曲げ
   加工されるプラスチック管の曲げ加工用芯材であって、 プラスチック管における湾曲されない各端部内に配置さ
   れており、プラスチック管の曲げ加工によっても断面形
   状が変化しない材質の硬質部と、 各硬質部に挟まれており、該プラスチック管の曲げ加工
   に伴って容易に湾曲される材質の軟質部と、 を有するプラスチック管の曲げ加工用芯材。