JPH07186279A - 繊維強化プラスチック曲管の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】軸心が湾曲したガラス繊維強化プラスチック曲
管を効率よく、しかも、外周面を傷つけることなく製造
する。 【構成】連続成形機２０の成形マンドレル２２から、直
管状態になった未硬化のガラス繊維強化プラスチック管
１０が推進され、成形マンドレル２２に同心状態で取り
付けられた管体支持具４９によって内部から支持され
る。管体支持具４９が所定の長さにわたってガラス繊維
強化プラスチック管１０を支持した状態になると、切断
機３０によって切断されて、管体支持具４９が成形マン
ドレル２２から取り外される。そして、管体支持具４９
の軸心部を挿通する剛性軸体４９ａが可撓性筒体４９ｂ
から引き抜かれて、可撓性筒体４９ｂが湾曲されること
により未硬化のガラス繊維強化プラスチック管１０が硬
化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸心が湾曲した繊維強
化プラスチック製の曲管の製造方法およびその製造装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂モルタルをガラス繊維によって補強
したガラス繊維強化プラスチック管は、優れた強度特性
を有しており、下水管等として広く利用されている。軸
心が直線状態になった直管状のガラス繊維強化プラスチ
ック管は、通常、樹脂を含浸した連続するガラス繊維
を、樹脂モルタル層と合わせて、直線状に延びるマンド
レルに螺旋状に巻き付けて成形するフィラメント・ワイ
ンディング方式によって連続的に製造されている。

【０００３】このようなフィラメント・ワインディング
方式によって製造されるガラス繊維強化プラスチック管
から、軸心が湾曲した曲管を製造する場合には、所定の
長さに切断して、その直管の外周面を、未硬化の状態で
保持して湾曲させなければならない。このために、製造
される曲管の外周面に凹凸等が生じやすく、外観不良に
なるおそれがある。

【０００４】また、特公昭５９−３３０９１号公報に
は、内部に直線状の剛性の軸体が挿通した弾性筒体の外
周面に成形材料を積層して管状に成形し、この管状の成
形材料が完全に硬化する前に、弾性筒体から直線状の軸
体を抜き取り、成形材料を弾性筒体とともに湾曲させて
硬化させる方法が開示されている。弾性筒体は硬化した
管体から抜き取られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような曲管の製造
方法によって、ガラス繊維強化プラスチック製の曲管を
製造する場合には、弾性筒体の外周面に成形材料を積層
して、所定の長さのガラス繊維強化プラスチック管を１
本ずつ成形するために、フィラメント・ワインディング
方式のように連続的に製造することができず、生産効率
がひじょうに悪いという問題がある。しかも、１本の管
毎に成形材料が積層されて製造されているために、製造
された管毎に肉厚が相違して、一定の品質にならないと
いう問題もある。

【０００６】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、一定の肉厚になった曲管を連続的
に製造することができる繊維強化プラスチック曲管の製
造方法およびその装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の繊維強化プラス
チック曲管の製造方法は、直線状に延びる成形マンドレ
ルに繊維強化プラスチック材料を積層して直管状の繊維
強化プラスチック管を成形し、該成形マンドレル上を未
硬化の状態で推進させる工程と、可撓性筒体の軸心部に
剛性軸体が着脱可能に挿通した管体支持具によって、成
形マンドレルから推進される未硬化の繊維強化プラスチ
ック管を内部から支持して所定の長さに切断する工程
と、所定の長さに切断された未硬化の繊維強化プラスチ
ック管を支持する管体支持具から剛性軸体を引き抜く工
程と、未硬化の繊維強化プラスチック管の内部の可撓性
筒体を湾曲させて、繊維強化プラスチック管を湾曲させ
る工程と、湾曲された繊維強化プラスチック管を硬化さ
せる工程と、硬化した繊維強化プラスチック管から可撓
性筒体を取り外す工程と、を包含するものであり、その
ことにより上記目的が達成される。

【０００８】また、本発明の繊維強化プラスチック曲管
の製造装置は、直線状に延びる成形マンドレルに繊維強
化プラスチック材料を積層して直管状態になった繊維強
化プラスチック管を成形し、その成形マンドレル上を未
硬化の状態で推進させる連続成形装置と、可撓性筒体の
軸心部に剛性軸体が着脱可能に挿通しており、前記連続
成形装置の成形マンドレルの先端部に同心状態で着脱さ
れて、成形マンドレルから推進される未硬化の繊維強化
プラスチック管を内部から支持する管体支持具と、該管
体支持具にて所定の長さにわたって支持された未硬化の
繊維強化プラスチック管を切断する切断機と、を具備す
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】本発明の繊維強化プラスチック曲管の製造方法
では、成形マンドレル上にて成形されて推進される直管
状態になった未硬化の繊維強化プラスチック管が、管体
支持具に支持された状態で切断される。切断された繊維
強化プラスチック管は、管体支持具にて支持された状態
で、管体支持具の軸心部に配置された剛性軸体が可撓性
筒体から引き抜かれる。これにより、未硬化の直管状態
の繊維強化プラスチック管は可撓性筒体にて支持された
状態になり、可撓性筒体を湾曲させることによって、繊
維強化プラスチック管が湾曲される。湾曲した繊維強化
プラスチック管が硬化されることによって、繊維強化プ
ラスチック曲管が製造される。

【００１０】また、本発明の繊維強化プラスチック管の
製造装置では、連続成形装置によって、直管状態になっ
た未硬化の繊維強化プラスチック管が成形マンドレルか
ら推進されると、この成形マンドレルに同心状態で取り
付けられた管体支持具によって、未硬化の繊維強化プラ
スチック管が内部から支持される。管体支持具が所定の
長さにわたって未硬化の繊維強化プラスチック管を支持
した状態になると、切断機によって未硬化の繊維強化プ
ラスチック管が切断されて、管体支持具が成形マンドレ
ルから取り外される。そして、管体支持具の軸心部を挿
通する剛性軸体が可撓性筒体から引き抜かれて、繊維強
化プラスチック管は可撓性筒体によって支持された状態
になる。このような状態で、可撓性筒体が湾曲されて未
硬化の繊維強化プラスチック管が硬化される。硬化した
繊維強化プラスチック管からは可撓性筒体が取り除かれ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１２】図１は本発明の一例であるガラス繊維強化
プラスチック製曲管の製造装置の平面図、図２はその製
造装置の正面図である。

【００１３】図１および図２に示すガラス繊維強化プラ
スチック製曲管の製造装置は、軸心線が直線状態になっ
た直管状のガラス繊維強化プラスチック管１０を連続的
に製造する連続成形機２０と、その連続成形機２０によ
って製造されたガラス繊維強化プラスチック管１０を所
定の長さに切断する切断機３０と、この切断機３０によ
って切断された所定長さのガラス繊維強化プラスチック
管１０を取り出す管取出し機４０とを有している。

【００１４】連続成形機２０は、支持台２１に片持ち状
態で水平に支持された中空の成形マンドレル２２を有し
ている。この成形マンドレル２２の一方の端部には帯状
の紙２３が螺旋状に巻き付けられて、成形マンドレル２
２上に紙管２４が形成されている。成形マンドレル２２
の外周面上に形成された紙管２４は、ベルト式の推進機
２５によって回転力が付与されて、螺旋状に推進されて
いる。この推進機２５は、紙管５０に、周回移動するベ
ルトを巻き掛て、そのベルトによって紙管２４に回転力
を与えて紙管２４を螺旋状に推進させている。

【００１５】成形マンドレル２２上に形成されて螺旋送
りされる紙管２４の外周面上には、帯状の離型フィルム
１１が順次巻き付けられて、紙管２４を覆っている。そ
して、離型フィルム１１の外周面上に補強材としてのガ
ラスロービング１２が巻き付けられている。離型フィル
ム１１に巻き付けられたガラスロービング１２の外周面
には、その上方に配置された供給器２６から供給される
樹脂モルタルが積層されている。そして、ガラスロービ
ング１２上に形成された樹脂モルタル層に、ガラスロー
ビング１３が巻き付けられ、さらに、そのガラスロービ
ング１３に離型フィルム１４が巻き付けられている。

【００１６】このようにして、成形マンドレル２２上に
形成された紙管２４上に、ガラス繊維強化プラスチック
管１０が連続的に成形される。成形されたガラス繊維強
化プラスチック管１０は、硬化炉内にて硬化されていな
いために、未硬化の状態になっている。

【００１７】図３はこの成形マンドレル２２における紙
管２４が螺旋送りされる先端部の断面図である。図３に
示すように、中空の成形マンドレル２２の先端の端面は
開口しており、その先端部内に、受け具２７が嵌合され
ている。受け具２７の軸心部には、テーパー状の凹部２
７ａが形成されている。凹部２７ａは、成形マンドレル
２２の開口した端面内に開口しており、その開口から離
れるにつれて順次内径が小さくなっている。受け具２７
の凹部２７ａ内には、管取り出し機４０における直線状
になった管体支持具４９の先端部が支持されている。管
体支持具４９は、成形マンドレル２２上に紙管２４とと
もに製造されて螺旋状に推進される繊維強化プラスチッ
ク管１０を支持するために設けられており、受け具２７
は、直線状の管体支持具４９の先端部を支持して、この
管体支持具４９を成形マンドレル２２と同心状態に配置
している。

【００１８】受け具２５に先端部が支持される管体支持
具４９は、軸心部を直線状に挿通する円筒状の剛性軸体
４９ａと、この剛性軸体４９ａの各端部を除いた中央部
に嵌合されたゴム等の可撓性を有する可撓性筒体４９ｂ
とを有している。剛性軸体４９ａは、所定長さに製造さ
れるガラス繊維強化プラスチック管１０の軸方向長さよ
りも若干長くなっている。剛性軸体４９ａは、可撓性筒
体４９ｂ内から抜き取られるようになっている。可撓性
筒体４９ｂは、成形マンドレル２２側の先端部外周面
が、先端側になるにつれて順次外径がさくなったテーパ
ー状に形成されている。

【００１９】剛性軸体４９ａの先端部には、接合部材４
９ｃが嵌合している。この嵌合部材４９ｃの先端部は、
剛性軸体４９ａの先端よりも突出した状態になってお
り、その先端部外周面が、成形マンドレル２２内に配置
された受け具２７のテーパー状の凹部２７ａに密着する
テーパー状になっている。また、剛性軸体４９ａの基端
部には、円柱状の連結部材４９ｄが嵌合されており、こ
の連結部材４９ｄが剛性軸体４９ａの基端部から延出し
た状態になっている。

【００２０】管体支持具４９は、図２に示すように、取
り出し機４０の可動ブラケット４１によって、基端部の
連結部材４９ｄが、水平状態で片持ち状態になってお
り、接合部材４９ｃが成形マンドレル２２の受け具２７
内に嵌合されることによって、この成形マンドレル２２
とは同軸状態になる。

【００２１】成形マンドレル２２の先端部近傍には、成
形マンドレル２２上にて成形されて、管体支持具４９に
支持された繊維強化プラスチック管１０を切断する切断
装置３０が配置されている。この切断装置３０は、図１
に示すように、成形マンドレル２２の側方に配置された
基台３１と、この基台３１上に成形マンドレル２２と平
行に配置された一対のガイドレール３６と、各ガイドレ
ール３６に沿って移動するようになった基板３７と、こ
の基板３７上に成形マンドレル２２とは直交状態で配置
された一対のガイドレール３２と、各ガイドレール３２
によって案内される支持台３３と、この支持台３３上に
取り付けられた２台のモーター３４および３５とを有し
ている。

【００２２】一方のモーター３４は、成形マンドレル２
２から遠方側に配置されており、その駆動によって支持
台３３成形マンドレル２２に接離する方向に移動させる
ようになっている。他方のモーター３５は、成形マンド
レル２２に近接した位置に配置されており、出力軸が成
形マンドレル２２と平行になっている。そして、その出
力軸に回転刃３８が取り付けられている。

【００２３】成形マンドレル２２上にて成形された繊維
強化プラスチック管１０が、管体支持具４９上に所定の
長さにわたって支持された状態になると、モーター３４
によって取付台３３全体がガラス繊維強化プラスチック
管１０に接近され、図３に示すように、回転刃３８が、
管体支持具４９における可撓性筒体４９ｂのテーパー状
になった先端部に対向されて、モーター３５によって回
転される回転刃３８により、ガラス繊維強化プラスチッ
ク管１０が紙管２４とともに切断される。切断されたガ
ラス繊維強化プラスチック管１０および紙管２４の各端
部からは、管体支持具４９の可撓性筒体４９ｂの各端部
が延出した状態になっており、また、可撓性筒体４９ｂ
の各端部からは剛性軸体４９ａの各端部がそれぞれ延出
した状態になる。

【００２４】なお、基板３７は、成形マンドレル２２と
平行になったガイドレール３６に沿って移動するように
なっており、従って、回転刃３８によるガラス繊維強化
プラスチック管１０の切断位置を変更できるようになっ
ている。

【００２５】管体支持具４９を有する管取り出し機４０
は、図２に示すように、管体支持具４９の連結部材４９
ｄを着脱可能に支持する可動ブラケット４１を有してい
る。この可動ブラケット４１は、管体支持具４９の上方
においてフレーム４３に平行に架設されたネジ軸４２に
螺合した状態で垂下されている。このネジ軸４２は、フ
レーム４３上に配置されたモーター４４によって正逆回
転され、ネジ軸４２に螺合された可動ブラケット４１は
ネジ軸４２に沿って移動されるようになっている。可動
ブラケット４１は、管体支持具４９の基端部に設けられ
た連結部材４９ｄが着脱可能に係合されるようになって
いる。

【００２６】ネジ軸４２の下方には、水平状態になった
昇降台４５が設けられてる。この昇降台４５は水平状態
で昇降されるようになっており、その上面には、ネジ軸
４２に対して直角に延びる一対のガイドレール４６が設
けられている。昇降台４５は、可動ブラケット４１が成
形ブラケット２２から離れるように移動して管体支持具
４９が昇降台４５の上方に位置されると上昇し、切断さ
れたガラス繊維強化プラスチック管１０の各端部から延
出した管体支持具４９における可撓性筒体４９ｂの各端
部が各ガイドレール４６上にそれぞれ支持される。この
ような状態になると、管体支持具４９の連結部材４９ｄ
と可動ブラケット４１との係合状態が解除される。管体
支持具４９に支持された未硬化のガラス繊維強化プラス
チック管１０は、各ガイドレール４６間にて、昇降台４
５の上面とは適当な間隔をあけて配置されている。

【００２７】昇降台４５の一方の側方には、昇降台４５
上のガイドレール４６に沿って延びる一対の搬入レール
４７が配置されている。この搬入レール４７上には、管
体支持具４９における可撓性筒体４９ｂの各端部が載置
されて昇降台４５のガイドレール４６上まで搬入され
る。

【００２８】昇降台４５の他方の側方には、昇降台４５
上のガイドレール４６に沿って延びる一対の搬出レール
４８が配置されている。この搬出レール４８は、可動ブ
ラケット４１との係合状態が解除された状態で昇降台４
５上のガイドレール４６に載置された管体支持具４９に
おける可撓性筒体４９ｂの各端部がそれぞれ移載されて
搬出される。

【００２９】搬出レール４８にて搬出される管体支持具
４９は、曲げ加工のための作業台５０にまで搬送される
ようになっている。この作業台５０では、管体支持具４
９上に支持された未硬化の繊維強化プラスチック管１０
から管体支持具４９の剛性軸体４９ａが取り外されて、
可撓性筒体４９ｂに支持されたガラス繊維強化プラスチ
ック管１０が曲げ加工される。

【００３０】作業台５０の側方には、曲げ加工された未
硬化の繊維強化プラスチック管１０を硬化させる硬化炉
６０が設けられている。

【００３１】このような構成のガラス繊維強化プラスチ
ック曲管の製造装置の動作は次の通りである。成形マン
ドレル２２に帯状の紙２３が螺旋状に巻回されて、紙管
２４が形成されると、推進機２５のベルトが紙管２４に
巻き掛けられる。そして、推進機２５が駆動されること
によりベルトが周回移動して紙管２４が回転される。こ
れにより、成形マンドレル２２上を紙管２４が螺旋状に
推進される。

【００３２】このとき、管取り出し機４０の可動ブラケ
ット４１には、管体支持具４９の連結部材４９ｄが取り
付けられて片持ち状態で水平になっている。そして、接
合部材４９ｃが、成形マンドレル２２の先端部内に設け
られた受け具２７の凹部２７ａ内に挿入される。

【００３３】成形マンドレル２２上に形成された紙管２
４上には、離型フィルム１１およびガラスロービング１
２が順番に巻回され、さらに、それらの上に供給器２６
から供給される樹脂モルタルが積層される。その後、樹
脂モルタル層の上にガラスロービング１３および離型フ
ィルム１４が順番に巻回される。このようにして、紙管
２４上にガラス繊維強化プラスチック管１０が製造され
ると、図３に示すように、螺旋送りされる紙管２４によ
ってガラス繊維強化プラスチック管１０が紙管２４とと
もに、順次、管体支持具４９の可撓性筒体４９ｂ上に移
動される。

【００３４】そして、ガラス繊維強化プラスチック管１
０が、所定の長さにわたって管体支持具４９に支持され
た状態になると、切断機３０が駆動されて、回転状態に
なった回転刃３８がガラス繊維強化プラスチック管１０
に接近して、ガラス繊維強化プラスチック管１０が紙管
２４とともに切断される。

【００３５】ガラス繊維強化プラスチック管１０および
紙管２４が所定の長さに切断されると、管取り出し機４
０のモーター４４が駆動されてネジ軸４２が回転され、
可動ブラケット４１が、成形マンドレル２２から離れる
方向へと移動する。これにより、可動ブラケット４１に
片支持された管体支持具４９が、成形マンドレル２２か
ら離れる方向へと水平状態で移動して、昇降台４５の上
方に位置される。

【００３６】このような状態になると、昇降台４５が上
昇されて、ガラス繊維強化プラスチック管１０の各端部
から延出した管体支持具４９の各端部が、昇降台４５上
の各ガイドレール４６によって支持された状態になり、
管体支持具４９の連結部材４９ｄが可動ブラケット４１
から外される。管体支持具４９が各ガイドレール４６上
に支持されることにより、ガラス繊維強化プラスチック
管１０は、昇降台４５上面とは若干の間隔をあけた状態
で、各ガイドレール４６間に位置している。

【００３７】ガラス繊維強化プラスチック管１０を支持
する管体支持具４９は、その後、搬出レール４８上を転
動して、作業台５０上に移載される。

【００３８】このとき、昇降台４５上には、新たな管体
支持具４９が搬入レール４７上を転動して搬入され、昇
降台４５が下降することによって、その連結部材４９ｄ
が可動ブラケット４１に片持ち状態で支持されている。
そして、モーター４４の駆動によって、可動ブラケット
４１が成形マンドレル２２に接近するように移動され
て、管体支持具４９の接合部材４９ｃが成形マンドレル
２２先端部内の受け具２７内に挿入されて、管体支持具
４９が成形マンドレル２２に同心状態で水平に配置され
ている。

【００３９】作業台５０上に移載された管体支持具４９
およびガラス繊維強化プラスチック管１０は、管体支持
具４９の剛性軸体４９ａが、可撓性筒体４９ｂから引き
抜かれ、ガラス繊維強化プラスチック管１０内には可撓
性筒体４９ｂのみが残った状態にされる。このような状
態で、ガラス繊維強化プラスチック管１０の各端部から
延出した可撓性筒体４９ｂの各端部に曲げ力が作用さ
れ、ガラス繊維強化プラスチック管１０は、所定の曲げ
角度になるように湾曲される。そして、湾曲されたガラ
ス繊維強化プラスチック管１０が、硬化炉６０内に搬入
されて、加熱されることにより硬化される。

【００４０】硬化されたガラス繊維強化プラスチック管
１０は、硬化炉６０から搬出されて、内部の可撓性筒体
４９ｂおよび紙管２４が取り除かれる。これにより、所
定の曲げ角度になったガラス繊維強化プラスチック曲管
が得られる。

【００４１】作業台５０上での曲げ加工、および硬化炉
６０での硬化中においても、連続成形機２０によって直
管状態のガラス繊維強化プラスチック管１０が連続的に
成形されている。そして、成形マンドレル２２の先端に
接合された新たな管体支持具４９にガラス繊維強化プラ
スチック管１０が支持されて、切断機３０によって所定
の長さに切断され、管取り出し機４０によって取り出さ
れて、順次、管体支持具４９とともに作業台５０上に移
載されている。そして、この作業台５０上で、前述した
ように、未硬化のガラス繊維強化プラスチック管１０の
曲げ加工が順次行われる。

【００４２】従って、連続成形機２０によって一定の肉
厚になったガラス繊維強化プラスチック管１０が連続し
て製造されているために、一定の肉厚のガラス繊維強化
プラスチック曲管が、連続的に製造される。しかも、ガ
ラス繊維強化プラスチック管１０は、管体支持具４９に
よって内部から支持されて切断されるとともに、管体支
持具４９の可撓性筒体４９ｂで支持された状態で曲げ加
工され、さらには、移動の際も管体支持具４９の各端部
が支持されるために、製造されるガラス繊維強化プラス
チック曲管の外周面は傷や凹凸がつくおそれがない。

【００４３】

【発明の効果】本発明の繊維強化プラスチック管の製造
方法および装置は、このように、連続成形される直管状
態の未硬化の繊維強化プラスチック管が、管体支持具に
よって内部から支持された状態で、切断されて曲げ加工
されるために、生産効率が著しく向上する。しかも、未
硬化の繊維強化プラスチック管は内部から支持されるた
めに、外周面を傷つけるおそれもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の繊維強化プラスチック管の製造方法の
実施に使用される装置の一例を示す平面図である。

【図２】その装置の正面概略図である。

【図３】その装置に使用される成形マンドレルと管体支
持具の縦断面図である。

【符号の説明】

１０ ガラス繊維強化プラスチック管 ２０ 連続成形機 ２２ 成形マンドレル ２４ 紙管 ２５ 推進機 ２６ 供給器 ３０ 切断機 ３８ 回転刃 ４０ 管取り出し機 ４９ 管体支持具 ４９ａ 剛性軸体 ４９ｂ 可撓性筒体 ５０ 作業台 ６０ 硬化炉

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状に延びる成形マンドレルに繊維強
   化プラスチック材料を積層して直管状の繊維強化プラス
   チック管を成形し、該成形マンドレル上を未硬化の状態
   で推進させる工程と、 可撓性筒体の軸心部に剛性軸体が着脱可能に挿通した管
   体支持具によって、成形マンドレルから推進される未硬
   化の繊維強化プラスチック管を内部から支持して所定の
   長さに切断する工程と、 所定の長さに切断された未硬化の繊維強化プラスチック
   管を支持する管体支持具から剛性軸体を引き抜く工程
   と、 未硬化の繊維強化プラスチック管の内部の可撓性筒体を
   湾曲させて、繊維強化プラスチック管を湾曲させる工程
   と、 湾曲された繊維強化プラスチック管を硬化させる工程
   と、 硬化した繊維強化プラスチック管から可撓性筒体を取り
   外す工程と、 を包含する繊維強化プラスチック曲管の製造方法。
2. 【請求項２】 直線状に延びる成形マンドレルに繊維強
   化プラスチック材料を積層して直管状態になった繊維強
   化プラスチック管を成形し、その成形マンドレル上を未
   硬化の状態で推進させる連続成形装置と、 可撓性筒体の軸心部に剛性軸体が着脱可能に挿通してお
   り、前記連続成形装置の成形マンドレルの先端部に同心
   状態で着脱されて、成形マンドレルから推進される未硬
   化の繊維強化プラスチック管を内部から支持する管体支
   持具と、 該管体支持具にて所定の長さにわたって支持された未硬
   化の繊維強化プラスチック管を切断する切断機と、 を具備する繊維強化プラスチック曲管の製造装置。