JPS5922646B2 - 管端部の拡径方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱町塑性材料で形成されたパイプの２次加工法
に関し、詳細にはパイプの先端を強制的に拡径して受口
部とする場合に生じる該受口部の５ 薄肉化傾向を効果
的に抑制する方法の改良に関するものである。

パイプの接合手段としては、従来各種管継手を使用する
突き合せ接合手段が主流を占めていたが、所謂片受片挿
の長尺管を直接的に抑込接合する手１０段が上水分野を
中心として汎用されるに及び、種々の形状を有する受口
部構造が開発される様になつている。

この様な受口部構造は単に長尺管だけでなく、短尺の管
継手にも適用され、上水分野は勿論のこと、下水道分野
、農業用利水配管分野工１５楊配管分野、冷暖房配管分
野等にも広く利用されつつある。第１図はこの様な受口
部におけるもつとも代表的な構造を示す上半部切除側面
図であつて、パイプ１は、本管部１、拡径部２、隆起部
３からなると共に、隆起部によつて形成される環状２０
溝にはシール用のパッキング５が装着され、所謂パッキ
ング継手用の受口部を構成している。この様な受口部構
造の成形手段としては種々考えられるが、成形作業の簡
便性から考えればいつたん通常の押出成形法によつて均
一且つ無頭のパイプを２５形成し２次加工によつて拡径
するのが有利であるとされている。即ち後者の方法によ
ると通常均一な肉厚（第１図におけるｔｌ）のパイプ１
が押出成形され、切断後管端部を再加熱して軟化し、つ
いで該軟化部に適当な芯金が押入されて拡径部３０（第
１図における２及び３の部分）が形成される。従つて拡
径部２の肉厚を２は本管部１の肉厚ｔｌより薄＜なり、
隆起部３の肉厚を３はを２よりも更に薄いものとならざ
るを得ない。そうなると拡径部２や隆起部３における機
械的強度は本管部１３５より低下するのは当然で、再加
熱による熱的劣化や継手部に生じ易い応力集中等の因子
が複雑に影響する結果、受口部全般の機械的強度は一層
弱くなり、配管後の破損事故や漏水はしばしば継手部で
発生している。そこで受口部の肉厚を本管部の肉厚と同
程度若しくはそれ以上に形成するという対策案が提出さ
れた。

第２図はその為に考えられた押出成形管の要部断面図で
、受口部に相当する長さＬに亘つて、肉厚Ｔ４（Ｔ４〉
Ｔ，）を有する厚肉部４が形成されている。従つてこの
厚肉部４を拡径加工に付した時にある程度薄肉化しても
本管部１の肉厚ｔ１と同程度若しくはそれ以上に形成し
得るという利点がある。ところでこの方法に使用される
材料管は、押出速度を一定にしつつ引取速度を周期的に
調整することによつて製造されるものであるから、管製
造時の作業規準確立に高度の技術が要求される。第３，
４図は代替案として提出された方法を示す要部断面図で
あつて、パイプ１は全長に亘つて等しい肉厚に形成され
たものを使用する。

該パイプ１の端部は加熱軟化され、受口成形用芯型７上
に乗り上げられるが、このままでは第１図の如き薄肉化
した受口部が得られるので、予め外型６を芯型７の周辺
に配置しておき、且つその隙間を全て本管部１と同一の
巾（Ｔ，）とし、その隙間内へ管肉を押しつめる様な方
法を採用している。即ち第３図は成形途中の状態を示す
もので、パイプ１の先端１２はテーパ部８、平行部９及
び隆起部１０を乗り越え、外型６の奥部１３に突き当る
直前まで押し込まれている。ところがテーパ部８、平行
部９及び隆起部１０はガイド部７に比していずれも大径
であるから、パイプに形成された拡径部２や隆起部３と
外型６との間には第３図の如き隙間Ａ，Ｂ，Ｃが生じる
。そして芯型７に訃ける外径は隆起部１０〉平行部９〉
テーパ部８の関係にあるからパイプに｝ける肉厚は当然
ながら隆起部３く拡径部２となる。そして外型６と芯型
７の隙間巾は全長に亘つて一定（Ｔ，）であることは前
述の通りであるから、前記隙間にはＣ＞Ｂ＞Ａの関係が
生じることとなる。この関係は、パイプ先端１２が外型
６の奥部１３に突き当るまで維持される。従来であれば
この工程の後に外型６が被装され、受口部の外形を整え
た上で冷却脱型されるのであるが、本方法では受口部が
軟化状態を維持したままでパイプ１を更に押込み、外型
６と芯型７の間に｝いて軟化状態にある受口部を強制的
に圧縮変形し，変形された管肉を前記隙間Ａ，Ｂ，Ｃに
移行充満せしめ第４図の如き状態になつてから冷却脱型
する様になつている。従つて受口部の肉厚は、いずれも
本管部１と同程度（Ｔ，）に形成できるだけでなく、第
２図の如き特殊なパイプを必要としないので経済的にみ
ても極めて有利な方法と考えられる。ところがこの様な
方法が、第２図の如き特殊パイプを使用する方法に代つ
て汎用されはじめるに及び、幾つかの難点が指摘される
様になつてきた。

その１つは第５図に示される通りである。即ち、テーパ
部８、平行部９を過ぎたパイプ先端１２が隆起部１０を
乗り越える時に、該先端１２が外型６の隆起成形部内面
１５に当接することは避け難い。その為パイプの押し込
みに対して大きな抵抗を受けることになるが、加熱軟化
されている根元部は未だガイド部７に至つて｝らないの
で、１４で示す様な腰くだけ現象を起すことがしばしば
経験された。この現象は単に隆起部１０乗り越え時にの
み生じるのではなく、楊合によつてはテーパ部８乗り越
え時にも生じることがあり、第３，４図に示す方法の作
業能率を低下させるだけでなく、不良品の多発による歩
留り低下を余儀なくされることもあつた。本発明はこの
様な事情に着目してなされたものであつて、七の目的は
、パイプの押込み圧による変形によつて受口部の薄肉化
を抑制する方法に訃いて、芯型乗り越え時の抵抗を減少
することによつて前記腰くだけ現象を削減し、作業能率
や歩留りの低下を招くことのない様な管端部拡径方法を
提供せんとするものである。

かかる目的を達成し得た本発明方法の構成とは、加熱軟
化された管端部の内周面を、一部を拡縮径可能に構成し
た受口成形用芯型によつて規整し、また七の外周面を外
形規整用外型によつて整形しつつ薄肉化の防止された受
口を管端部に形成するに際し、１縮径された受口成形用
芯型に管端部の加熱軟化されたパイプを被装して管端部
を拡径する工程、２受口成形用芯型の外周に所定の空間
を設けて外形規整用外型を配置する工程、８パイプ先端
が前記芯型に挿込まれた後、該芯型の拡縮径可能部を拡
径し、管端拡径部の一部を内周面側から押し拡げて隆起
部を形成する工程、４前記挿込方向からパイプに押込力
を加え管内を管端部と前記外型との隙間に移行充填し、
受口部に訃ける薄肉化を防止しつつ全体に管肉を行き渡
らせる工程、を順次実施することに要旨が存在し、もつ
て受口部の薄肉化をスムーズに抑制すると共に、隆起根
本部等を含む受口全体の内・外面をシヤープに成形し得
る様にしている。

周本明細書では、便宜上固定された芯型にパイプを挿込
んでいく方法を中心に述べるが、パイプを固定し七の加
熱端部内へ前記芯型を圧入していく場合でも同様に適用
し得ることは言う迄もない。また芯型及び外型の形状や
構造等は一切本発明を制限するものではなく、受口の形
状等に応じて任意に選定し得ることは当然である。以下
本発明の構成及び作用効果を実施例たる図面に基づいて
説明するが、もとより下記説明は本発明の代表的実施例
を中心にして述べるものにすぎず、前記並びに後記説明
の趣旨に徴して実施例を変更することは、本発明の技術
的範囲を逸脱するものではない。

第６，７図は本発明に係る拡径方法を例示する要部縦断
面図で、パイプ１の管端部をパツキン接続受口状に拡径
する場合を示している。パイプ１を受口成形用芯型７に
被装しまたその外周に外形規整用外型６を配置していく
手順は第３，４図の場合と同様であるが、本発明ではパ
イプ１を芯型７に被装する前後に｝いて該芯型７を拡縮
径変化させる点で著しく相違する。即ち本発明で使用す
る芯型７の隆起成形部は拡縮径可能に構成され、図例で
はコーン１６を図面の左右に移動することによつて、複
数割りの拡縮径部材１７が放射方向に拡縮径し得る様に
構成される。そしてコーン１６を図面左方に引くと、拡
縮径部材１７はリングバネ等の収束部材（図示しない）
によつて軸心方向に縮径して第６図に示す様な状態とな
るが、パイプ１の被装はこの芯型７が縮径した状態で行
なわれる。このためパイプ１の先端１２は外型６の隆起
成形部内面１５に突き当ることがなく、また拡縮径部材
１７で構成される芯型７の隆起成形部は退避しているか
ら、パイプ１の被装は少ない抵抗のもとに円滑に実施で
きる。パイプ１の先端１２が隆起成形部を通過した後、
或は該先端１２が外型６の奥部１３にまで至つた後、コ
ーン１６を右方に押して拡縮径部材１７を拡径させてパ
イプ１の先端部を隆起成形する。周本図例に訃いても芯
型７と外型６との間にはパイプ１の肉厚Ｔ，とほぼ等し
い隙間が一様に設けられるから、芯型７に被装され更に
は隆起成形された管端部は薄肉化し外型６との間に第３
図で説明した如き空間ができるが、パイプ１を挿込方向
から押付けて管端部の樹脂成分を圧縮し、空間を埋める
如く変形させることによつて第７図の如き薄肉化の防止
された受口部を得ることができる。殊に本発明ではパイ
プ１の加熱端部を芯型７に被装する段階で芯型７の隆起
部１０を縮径する様にしたから、被装段階に訃ける挿込
抵抗が少なく、またそれに伴なつてパイプ１の先端１２
が外型６の隆起成形部内面１５に突き当ることもない。
この為被装段階でパイプが第５図の如き腰くだけ現象を
生じる恐れがなくなつた。しかも増肉時の圧縮力によつ
て樹脂分は隆起部１０の根元角部等にも十分に行き渡る
ので、受口部の内面形状を極めてシャープに成形するこ
とができる。また押込み段階にお・いては、管端加熱軟
化部は少なくとも芯型７のガイド部７に至つているから
、押込み工程でもパイプ１が腰くだけ現象を生じること
もない。この様にして拡径加工が終了すると拡径部を冷
却固化し、外型６を外周方向に脱型する工程と拡縮径部
材１７を縮径させて芯型７を抜去する工程を適宜に実施
することによつて脱型操作が行なわれる。第８，９図は
他の実施例を示す要部断面図で、外型６及び芯型７の成
形部形状は異なるが実質的構成内容は第６，７図と同様
である。即ち本例では管端部に２段の隆起部を形成する
為に、外型６及び芯型７（殊に拡縮径部材１７）の形状
が変更されている。また本例では拡径端部を規整するも
のとして押付部材１８を配置するが、これは芯型７の根
元部外周に左右摺動自在にすると共に、外型−６と芯型
７の隙間端に嵌入し得る様に構成されている。七して管
端部を芯型７に被装する段階では、第６図でも示した如
く拡縮径部材１７を縮径することによつて被装作業は少
ない挿込抵抗のもとに円滑に行なわれるが、更に押付部
材１８は図面左方に退避して配置されるから、パイプ１
の先端１２は所定位置より奥方向に至る如く被装される
（第８図）。七して拡縮径部材１７を拡径した後パイプ
１を押込んで管肉成分を隙間に充填移行させる工程では
、パイプ１を矢印イ方向から押込むと共に押付部材１８
を矢印口方向に押圧し、パイプ１の先端１２を拡径部力
向に押圧する。この様に拡径部を両方から押圧する様に
すれば、管肉成分の隙間への充填移行を一層確実に実施
できるので好ましい結果をもたらす。即ち拡径加工部が
長くなり或は拡径形状が複雑になると、挿込方向からの
押込が加工奥部まで及びがたくなり受口先端部位に訃け
る充填移行が不十分となり、場合によつては該先端部位
の薄肉防止効果が低下することも考えられる。第８，９
図の如く押付部材１８による押圧力を同時に作用させる
ことによつて、拡径部全般に亘る薄肉化防止を一段と均
一にしかも確実に達成することができる。この場合押付
部材１８はパイプ１の挿込方向からの押込力と同時に作
動させてもよいし、或は押込作業完了後作動してもよい
ことは当然である。第１０図は前記第８，９図の方法で
得た受口部の効果を説明する一部切除要部側面図で、隆
起部３の奥側に漸次拡径する膨出部３ｂが形成される。
従つて挿口管Ｂはパツキング５との接触部を中心として
矢印方向に揺動乃至旋回し得るから、パイプ接合部に働
く曲げ力を吸収し得ると共に、ゆるやかな屈曲配管にも
適応し得るという利点がある。本発明の拡径法は例えば
前述の如き受口部の拡径成形に適用されるが、その要旨
はあくまでも芯型７の隆起部或はこれと拡径部を縮径し
た状態でパイプ１の挿込みを行ない、パイプ１の先端が
少なくとも隆起部を通過した後芯型拡縮径部材を拡径し
つつパイプを押込み、管端部の薄肉化を可及的に防止せ
んとするものである。殊に芯型へのパイプの被装工程で
芯型の拡径部を縮径させて訃くことにより、被装段階に
｝ける挿込抵抗を少なくし第５図の如き腰くだけ現象が
起こらない様にした点に最大の特徴がある。従つてかか
る要旨を逸脱することなくそれらの特徴を有効に発揮し
得る限り、図例の他種種の変更実施が可能である。たと
えば外型及び芯型の形状や構造は目的とする受口構造に
応じて自由に設計を変更して実施することができ、また
芯型の少なくともアンダーカツトとなる部分が拡縮径可
能に構成される限り芯型の拡縮径機構も何ら限定的でな
く、公知の種々の拡縮径機構及び七の改良機構は全て本
発明に適用し得るものである。向前記各実施例では均一
な肉厚のパイプを使用する場合を中心に述べたが、第２
図で示した様な厚肉部４を有する特殊パイプの場合でも
同様に実施し得ることは当然である。また前記各実施例
では．受口部の肉厚を一様にｔ１とし且つ本管部１の肉
厚と同一となる様に設計したが、必ずしもこれらに限定
されるものではなく、受口部の形状に応じて肉厚に変動
をもたらせたり、本管部１より若干薄いめ若しくは若干
厚いめに調節すること等は本発明を実施する者の選択の
自由に委ねられる。第１１，１２図は本発明の方法によ
つて得られる受口部の変形を例示する上半部切除側面図
であり、第１１図は拡径部にバツキン係合用リング１９
を植設しパツキン５を安定的に係止し得る様にしたもの
である。また第１２図は受口部の奥部にストツパ一形成
用のリング２０を植設し、挿口管との接続時に｝ける受
口奥部の損傷を予防し得る様にしたものである。この様
な例からも明らかにされる通り、本発明は単に管端部を
種々の形状に拡径加工する場合のみに止まらず、所望に
応じて拡径加工と共にパツキン係合用リング１９やスト
ツパ一形成用リング２０等を植設する様な場合にも適用
し得るものであり、要はバィプの管端部が拡径される様
な加工方法である限り全てに適用し得るものである。本
発明は以上の如く構成されているので、パイプの端部を
加熱軟化して拡径するに際し、拡径部に起こりがちな薄
肉化現象が町及的に防止されるだけでなく、パイプ挿込
み時の抵坑を極力減少させたので、挿込み抵抗による軟
化根元部の腰くだけ現象がほぼ完全に防止されることと
なり、作業能率の向上、不良品発生率の減少等に寄与し
得るところは極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を説明するもので、第１図は公知の方法で
成形された受口管を例示する上半部切除側面図、第２図
は拡径部の薄肉化を防止する為に考えられたパイプを例
示する要部縦断面図、第３〜５図は均等な肉厚のパイプ
を用いて薄肉化の防止された拡径部を得る方法の公知例
を示す要部縦断面図である。 第６図以下は本発明に係る拡径方法の実施例で、第６〜
９図は拡径加工手順を例示する要部縦断面図、第１０〜
１２図は本発明によつて製造される受口部を例示する要
部縦断面図である。１・・・・・・本管部、２・・・・
・・拡径部、３・・・・・・隆起部、４・・・・・・厚
肉部、５・・・・・・パツキン、６・・・・・・外形規
整用外型、７・・・・・・受口成形用芯型、８・・・・
・・テーパ部、９・・・・・・平行部、１０・・・・・
・隆起部、１２・・・・・・パイプの先端、１３・・・
・・・外型奥部、１４・・・・・・腰くだけ部、１６・
・・・・・コーン、１７・・・・・・拡縮径部材、１８
・・・・・・押付部材、１９・・・・・・パッキン係合
用リング、・・・・・・ストツパ一形成用リング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑性樹脂管の端部を拡径し且つ該拡径部の一部
   を内面側から押し拡げて隆起成形し受口部とする方法に
   おいて、加熱軟化された管端部の内周面を、一部に拡縮
   径可能部分を形成した受口成形用芯型によつて規整し、
   またその外周面を外形規整用外型によつて整形しつつ薄
   肉化の防止された受口を管端部に形成するに際し、（１
   ）縮径された受口成形用芯型に管端部の加熱軟化された
   パイプを被装して管端部を拡径する工程、（２）受口成
   形用芯型の外周に所定の空間を設けて外形規整用外型を
   配置する工程、（３）パイプ先端が前記芯型に挿込まれ
   た後、該芯型の拡縮径可能部を拡径して管端拡径部の一
   部を内面側から押し拡げて隆起部を形成する工程、（４
   ）前記挿込方向からパイプに押込力を加え管肉を管端部
   と前記外型との隙間に移行充填し、受口部における薄肉
   化を防止しつつ全体に管肉を行き渡らせる工程、を順次
   実施することを特徴とする管端部の拡径方法。