JPH0890671A - プラスチックベンド管の製造方法 - Google Patents

プラスチックベンド管の製造方法

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Publication number
JPH0890671A
JPH0890671A JP6226760A JP22676094A JPH0890671A JP H0890671 A JPH0890671 A JP H0890671A JP 6226760 A JP6226760 A JP 6226760A JP 22676094 A JP22676094 A JP 22676094A JP H0890671 A JPH0890671 A JP H0890671A
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JP
Japan
Prior art keywords
bending
plastic
pipe
bend
curvature
Prior art date
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Pending
Application number
JP6226760A
Other languages
English (en)
Inventor
Jinichiro Nakamura
仁一郎 中村
Yukio Hamano
幸雄 浜野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】残留応力を抑制して曲げ戻りを充分に防止でき
る多種類のプラスチックベンド管を共通の金型で低コス
トにて、しかも優れた作業能率で製造できるプラスチッ
クベンド管の製造方法を提供する。 【構成】正規の曲率半径よりも曲率半径が小で正規のベ
ンド角よりもベンド角が大の曲げ成形面を有する曲げ金
型1に加熱プラスチック管を当接し、該加熱プラスチッ
ク管をその両端に荷重を加えて曲げ金型1に沿い曲げ、
該曲げ管を上記加熱温度と常温との中間温度に冷却した
うえで、同曲げ管を曲げ金型1の中央位置において、曲
げ金型1よりも長さが短い押え金型2により押えた状態
でその管両端に上記横荷重とは逆方向の横荷重を加えて
ベンド角並びに曲率半径を正規値に設定し、注水により
冷却する。

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ベンド管の
製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】配管、例えば、ガス、水道あるいは、下
水道配管の曲り部の施工には、ベンド管が不可欠であ
る。
【0003】旧来、所定のベンド角並びに曲率半径を有
するプラスチックベンド管を製造するには、加熱したプ
ラスチック管を、前記所定のベンド角に等しいベンド角
並びに前記所定の曲率半径に等しい曲率半径の成形溝を
有する金型で、所定の時間かけて加圧成形し、ついで冷
却水で冷却しているが、製造後、時間の経過と共に不可
避的に曲げが幾分戻ってしまう。
【0004】この曲げ戻りの主な原因は、プラスチック
管を曲げると、曲げ応力が発生し、この曲げ応力は、プ
ラスチックの加熱軟化状態では、樹脂の分子鎖の伸びに
よって漸次に消失していくが、製造能率上、曲げプラス
チック管を熱軟化状態に保持する時間をそれほど長くと
り得ず、曲げプラスチック管を水冷固化する際に、応力
が一部残留した状態となり、この残留応力状態が冷却に
より凍結され、製造されたプラスチックベンド管に残量
応力が作用する結果であると考えられる。
【0005】本出願人においては、かかる不具合を解消
するために、プラスチックベンド管の正規のベンド角よ
りも大きなベンド角並びに正規の曲率半径よりも小さな
曲率半径の成形溝を有する金型で加熱プラスチック直管
を過剰に曲げ、この過剰曲げ管を中間温度(上記加熱温
度と常温との中間の温度)に冷却のうえ脱型し、而るの
ち、この過剰曲げ管を、正規のベンド角並びに正規の曲
率半径の成形溝を有する金型で矯正し、最終的に冷却固
化して正規のプラスチックベンド管を製造すること(既
存の90°ベンド用金型、45°ベンド用金型、22.
5°ベンド用金型、11.25°ベンド用金型を使用し
て、例えば、90°ベンド管を製造するときは、45°
ベンド用金型で過剰曲げ成形を行い、次いで、90°ベ
ンド用金型で矯正して冷却固化すること)を既に提案し
た(特開平4−193524号公報)。
【0006】このプラスチックベンド管の製造方法によ
れば、中間段階の過剰曲げ管に残留している応力を、矯
正曲げ成形時に発生する逆方向応力でよく相殺できる結
果、プラスチックベンド管の残留応力を僅小にでき、上
記の曲げ戻りを排除できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記プ
ラスチックベンド管の製造方法では、別個の二個の金型
で加圧成形しなければならないため、成形時間の長時間
化が避けられない、プラスチック管の曲げ成形部分の全
体を金型で覆ってしまうために、注水しても冷却に時間
がかかる、汎用のベンド管(90°ベンド管、45°ベ
ンド管、22.5°ベンド管、11.25°ベンド管)
以外のベンド管を製造するには、新たに金型を調達しな
ければならず、金型コストが高いために製造コストのか
なりの増大が避けられない、等の不利がある。
【0008】本発明の目的は、残留応力を抑制して曲げ
戻りを充分に防止できる多種類のプラスチックベンド管
を共通の金型で低コストにて、しかも優れた作業能率で
製造できるプラスチックベンド管の製造方法を提供する
ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係るプラスチッ
クベンド管の製造方法は、製造しようとするプラスチッ
クベンド管の正規の曲率半径よりも曲率半径が小で同プ
ラスチックベンド管の正規のベンド角よりもベンド角が
大の曲げ成形面を有する曲げ金型に加熱プラスチック管
を当接し、該加熱プラスチック管をその両端に荷重を加
えて曲げ金型に沿い曲げ、該曲げ管を上記加熱温度と常
温との中間温度に冷却したうえで、同曲げ管を曲げ金型
の中央位置において、曲げ金型よりも長さが短い押え金
型により押えた状態でその管両端に上記横荷重とは逆方
向の横荷重を加えてベンド角並びに曲率半径を正規値に
設定し、注水により冷却することを特徴とする構成であ
る。
【0010】以下、図面を参照しつつ本発明の構成を説
明する。図1は本発明において使用するベンダ−の一例
を示す説明図である。図1において、1は固定の曲げ金
型であり、曲げ成形面11は、通常、断面半円状の溝面
とされ、その曲げ成形面11のベンド角並びに曲率半径
は、製造対象であるベンド管中の最大ベンド角並びに最
小曲率半径に等しくされている(例えば、90°ベンド
管のベンド角並びに曲率半径に等しくされている)。
【0011】2は凹曲押え面21を有する押え金型であ
り、ラム22により上下可動とされ、凹曲押え面21の
長さL2は、曲げ金型1の曲げ成形面11の長さL1に較べ
充分に短くされている(1/3〜1/4程度)。31,
31は曲げ金型1の両側に配設された下部シリンダ−、
32,32は押え金型2の両側に配設された上部シリン
ダ−であり、各シリンダ−の先端には半円管状のパイプ
受け4が取り付けられている。このパイプ受けの取り付
け構造は、回動自在とすることが好ましい。金型1並び
に2を挾む両側の各上シリンダ−32と各下シリンダ−
31とは、上部側に開の傾斜線状の配置とされている。
【0012】本発明により、上記ベンダ−を用いてプラ
スチックベンド管を製造するには、図2の(イ)に示す
ように、軟化点に加熱したプラスチック管Aを曲げ金型
1上に載置のうえ曲げ金型1の中央位置にて押え金型2
の押え面21で押え、上部シリンダ−32,32の加圧
操作によりこのプラスチック管Aの両端に横荷重を加
え、同プラスチック管Aを曲げ金型1の曲げ成形面11
に沿い曲げて、同プラスチック管Aを製造しようとする
ベンド管の正規のベンド角よりも大のベンド角並びに正
規の曲率半径よりも小の曲率半径に過剰に曲げ成形す
る。
【0013】その後、この過剰曲げ状態を、プラスチッ
ク管温度が自然冷却により上記加熱温度と常温との中間
温度になるまで保持する。この間、過剰曲げプラスチッ
ク管の曲げ応力が、時間の経過に伴い漸次に減少してい
く。しかし、この減少速度は緩慢であり、上記中間温度
に達した時点でも、まだ、相当に応力が残留している。
【0014】上記中間温度に達すると、上部シリンダ−
の加圧を開放し、図2の(ロ)に示すように、下部シリ
ンダ−31,31を作動させ、上記上部シリンダ−32
による荷重とは逆方向の横荷重を加え、プラスチック管
Aと曲げ金型1の曲げ成形面11との間に隙間gを形成
する方向の曲げモ−メントを作用させ、プラスチック管
Aの曲げを、製造しようとするベンド管の正規のベンド
角並びに正規の曲率半径に矯正し、この曲げ矯正プラス
チック管を冷却水の注水により冷却固化してベンド管の
製作を終了する。
【0015】上記矯正曲げにより発生する曲げ応力は、
上記中間温度時での残留応力とは逆方向であり、この残
留応力が矯正曲げにより発生する曲げ応力で相殺されて
減じられ、この減じられた状態で樹脂の分子鎖が冷却固
化により凍結される結果、ベンド管の残留応力を僅小に
できる。
【0016】上記において、中間温度を低くし過ぎ、中
間温度に達するまでの時間が余り長くなると、矯正曲げ
直前での残留応力が著しく小となり、矯正曲げにより生
じる曲げ応力が、かえってベンド管に残留応力として残
るようになるから、中間温度は、これらの兼ね合いから
設定され、例えば、ポリエチレン管の場合、加熱温度8
5〜75℃に対し、中間温度は60〜50℃程度とされ
る。
【0017】上記において、プラスチック管の曲げ形成
中でのしわ発生防止等のために、プラスチック管に砂を
充填することができ、この場合、常温の砂を入れ、プラ
スチック管を加熱すること、加熱した砂を入れ、更にプ
ラスチック管を加熱することができる。
【0018】本発明により製造されるベンド管のベンド
部は、完全な円弧状(何の位置でも曲率半径が同じ)で
はなく、ベンド角並びに曲率半径は、次ぎのように取り
扱われる。すなわち、図3において、点線は過剰曲げ
を、実線は矯正曲げをそれぞれ示し、p1’並びにp2
を過剰曲げでの横荷重作用点(管受けのほぼ中央点)と
すると、これらの各点とプラスチック管各端との間は、
曲げモ−メントの作用を受けないから、直線状のままで
あり、各点p1’並びにp2’での法線が交叉する点を
o’とすると、過剰曲げのベンド角はθ’、実質的な率
半径はp1’−o’(p2’−o’)で与えられる。ま
た、図3において、矯正曲げに伴い、上記の各点p1
並びにp2’が点p1並びにp2に移動するとすると、各
点p1並びにp2とプラスチック管各端との間は、直線状
のままであり、各点p1並びにp2での法線が交叉する点
をoとすると、矯正曲げのベンド角はθ、実質的な率半
径はp1−o(p2−o)で与えられる。
【0019】
【作用】図2の(イ)において、加熱プラスチック管A
を過剰に曲げる際、曲げ金型1の曲げ成形面11に接す
るプラスチック管部分aの曲率半径が同一になるから
(曲げ金型の曲げ成形面の曲率半径が一様であるた
め)、このプラスチック管部分aに作用する曲げモ−メ
ントは一様となり、プラスチック管が相当高温で軟化さ
れるにもかかわらず、プラスチック管の挫折を防止でき
る。また、横荷重作用点と曲げ金型との間のプラスチッ
ク管部分a’においては、その間隔が短く、横荷重に基
づくこの間(横荷重作用点と曲げ金型との間)の曲げモ
−メントが小であるから、この間のプラスチック管部分
a’においても、プラスチック管が相当高温で軟化され
るにもかかわらず、プラスチック管の挫折を防止でき
る。
【0020】図2の(ロ)において、中間温度に冷却し
たプラスチック管を正規のベンド角並びに曲率半径に曲
げ矯正する際、押え金型近傍のプラスチック管部分には
大きな曲げモ−メントが作用するが、中間温度への冷却
により樹脂が相当に固まっているので、プラスチック管
の挫折を防止できる。
【0021】従って、過剰曲げ、矯正曲げともスム−ズ
に行うことができ、こけらの協働による残留応力の排除
をスム−ズに行い得る。
【0022】
【実施例】曲げ金型には、曲率半径300mm、ベンド
角90°の曲げ成形面のものを使用した。この曲げ金型
の曲げ成形面に、外径114mm、厚み10.4mm、
長さ500mmのポリエチレン管を80℃に加熱のうえ
当接し、この加熱ポリエチレン管を曲げ成形面の中央に
おいて押え金型(円弧長さは、曲げ金型の曲げ成形面長
さの1/4)で押え、その両端に上部シリンダ−の作動
により横荷重を加えて曲げ金型の曲げ成形面に沿い曲
げ、ほぼ60℃の中間温度に達した時に、上部シリンダ
−の加圧を解除し下部シリンダ−を作動させて、ポリエ
チレン管のベンド角を正規の45°に矯正し、冷却水の
注水により冷却固化し、ベンド角45°のポリエチレン
ベンド管を製造した。
【0023】
【発明の効果】本発明に係るプラスチックベンド管の製
造方法は、上述したとおりの構成であり、過剰な中間曲
げを形成し、次いで正規の曲げ寸法に矯正して、中間曲
げ成形時の残留曲げ応力を矯正曲げ時の発生曲げ応力で
相殺・除去し、注水により冷却固化する場合、中間曲げ
並びに矯正曲げに共通の金型を使用でき、また、プラス
チック管の曲げ成形部分の大部分を露出させて注水冷却
を効率よく行うことができるから、優れた生産能率を保
証できる。更に、矯正曲げ寸法を所望寸法に設定でき、
共通の金型で多種類の曲げ寸法のプラスチックベンド管
を製造できる。
【0024】従って、本発明によれば、残留応力に基づ
く曲げ戻りを排除し得る多種類の曲げ寸法のプラスチッ
クベンド管を、優れた生産能率、低金型コストで製造で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において使用するベンダ−の一例を示す
説明図である。
【図2】図2の(イ)は本発明における前段のプラスチ
ック管の曲げ状態を、図2の(ロ)は同じく後段のプラ
スチック管の曲げ状態をそれぞれ示す説明図である。
【図3】本発明における前段並びに後段でのプラスチッ
ク管のベンド角や曲率半径を示す説明図である。
【符号の説明】
A プラスチック管 1 曲げ金型 11 曲げ成形面 2 押え金型 31 下部シリンダ− 32 上部シリンダ−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】製造しようとするプラスチックベンド管の
    正規の曲率半径よりも曲率半径が小で同プラスチックベ
    ンド管の正規のベンド角よりもベンド角が大の曲げ成形
    面を有する曲げ金型に、加熱プラスチック管を当接し、
    該加熱プラスチック管をその両端に荷重を加えて曲げ金
    型に沿い曲げ、該曲げ管を上記加熱温度と常温との中間
    温度に冷却したうえで、同曲げ管を曲げ金型の中央位置
    において、曲げ金型よりも長さが短い押え金型により押
    えた状態でその管両端に上記横荷重とは逆方向の横荷重
    を加えてベンド角並びに曲率半径を正規値に設定し、而
    るのち、注水により冷却することを特徴とするプラスチ
    ックベンド管の製造方法。
JP6226760A 1994-09-21 1994-09-21 プラスチックベンド管の製造方法 Pending JPH0890671A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2353965A (en) * 1999-08-27 2001-03-14 Standard Products Co Forming curved extruded members
JP2002361728A (ja) * 2001-06-08 2002-12-18 Miyaden Co Ltd 樹脂パイプの整形装置及び整形方法
CN113942219A (zh) * 2020-07-15 2022-01-18 奕江山环境科技(北京)有限公司 管道压扁折弯一体机
CN116141652A (zh) * 2023-04-20 2023-05-23 西安哗卫电子科技有限责任公司 Peek管路热弯用的模具及其热弯工艺

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