JPS605451B2 - 管材の増肉成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂からなる管材を増肉加工する方法
に関し、より詳細には長尺管材の端部を受□状に拡径加
工したり、或は短尺管材を管継手状に加工したりする場
合に、加工部を増肉して機械的強度を補強し得る様に改
善された方法に関するものである。

押出成形法によって成形された最尺若しくは短尺の無頼
管は、それ自体で用・廃水等各種流体の輸送管或はケー
ブル保護管等として広汎に利用されている他、これらを
２次加工して片受片挿或は両受の長尺管や管継手に成形
する技術も種々開発されている。

ところでこれらの管材を配管施工する際或は配管施工後
に管路が外力を受けた場合、これらの外力が最も集中し
易いのは管継手部或は接続受□部であるから、管材の一
端を受口状に２次加工したり或は管村全体を管継手状に
２次加工する場合には、加工部の機械的強度を特別強化
することが望ましい。本発明者等は前述の様な状況のも
とで、無頭の熱可塑性樹脂製管村を２次加工して片受片
挿或は両受の長尺管や管継手を成形する際に、加工部を
所定形状に成形すると共に加工部を増肉成形し、機械的
強度を補強し得る様な方法を提供しようとして種々研究
を重ねてきた。その様な研究の一環として、加工部の内
外面を規制する芯金型と外型の間にやや広いめの隙間を
設けておき、この隙間に加熱軟化した管端部を押し込む
ことによって加工部を増肉加工する方法を開発し、比較
的増肉程度の少ない加工法においては既に実用化の段階
に達している。ところが糟肉程度を相当高めようとする
と、押込み増肉時における加工部樹脂分の変形が不均一
になって加工都内外面に好ましくない条痕を生じること
があり、この様な条痕をなくする為には加工部を溶融点
付近まで加熱軟化して圧縮変形し易くする必要が生じる
ことを確認した。殊に大口径管を増肉成形加工する場合
には、圧縮変形するのに極めて大きな力が必要となるか
ら、加工部の軟化程度を更に高める必要があり、加工部
は変形歪に加えて熱劣化が促進され最終成形品の物性に
悪影響を及ぼすことが確かめられた。この様なところか
ら、増肉加工による機械強度の補強効果を有効に発揮す
るためにも、熱劣化等による加工部の物性低下を抑制し
得る様な改善が望まれることとなった。本発明は前述の
様な事情に着目してなされたものであって、その目的は
、管村を増肉成形加工する際に、加工部の熱劣化を可及
的に抑制しつつ比較的小さい圧縮力で十分に増肉加工し
得る様な方法を提供しようとするものである。

かかる目的を達成し得た本発明の増肉成形法とは、増肉
を順次段階的に実施得る様にし、加工部が比較的小さい
軟化程度のときでも十分に増肉加工し得る様に改善した
もので、その具体的構成とは、加熱軟化された熱可塑性
樹脂管材の加工部内面を芯金型によって規制し、また外
面を外型によって規制すると共に、前記管材の加工部を
圧縮変形して管材の一部若しくは全体を増肉しつつ成形
する方法であって、前記芯金型及び外型の少なくとも一
方の規制面には、管材樹脂分が受ける圧縮力に応じて軸
方向に退避する如き規制部材を配置しておき、管軸方向
からの押込み力によって管材樹脂分を圧縮変形しつつ管
材加工部を増肉成形し得る様に構成したところに要旨が
存在する。即ち、熱可塑性樹脂製管材の先端部のみに本
発明方法を適用することによって、たとえば片受片挿の
管材を得ることができ、また短尺の管材全長に亘つて本
発明を適用することによって管継手を得ることができる
。そして本発明によれば加工部の軟化程度が小さい場合
でも段階的且つ徐々に増肉加工されるから、加工部の熱
劣化を可及的に抑制し得ることになり、しかも成形と同
時に増肉加工されるから、その機械的強度は非加工管に
比べて卓越したものとなる。かくして配管作業中或は配
管施工後の管材接続部の損傷や液漏れ事故等を可及的予
防し得ることになった。以下実施例たる図面に基づいて
本発明の構成及び作用効果を具体的に説明するが、図例
は最も代表的なものを例示するにすぎず、前記並びに後
記説明の趣旨に徴して適宜に設計を変更して実施するこ
とは勿論可能であり、それらは何れも本発明の技述的範
囲に含まれるものである。

第１〜６図は本発明の方法によって熱可塑性樹脂管材の
端部をパッキン接続用受口状に加工する方法を例示する
もので、第１図は被加工管村１と成形装置２とを対向し
て配置した状態を示す要部断面側面図、第４〜６図は成
形手順を説明する為の要部縦断面図〜第２，３図は第１
図におけるローロ線断面相当図で、成形装置２の芯金型
３に内蔵される拡縮径部材４（セグメント４ａ，４ｂ）
の配置例を示すものである。まず第１〜６図の例で使用
する成形装置２の構成及び作動機構を簡単に説明する。
本装置２は管材１の端部内面を規制する芯金型３、端部
外面を規制する割型の外型５及び、先端面を押圧規制す
る端面押圧部材６を主たる構成とする。芯金型３はガイ
ド部３ａ及び拡軽成形部３ｂを有すると共に、隆起成形
部位層には拡縮蓬部材４が内蔵される。舷緒怪部材４は
コーン７を左右移動することによって拡縮径し得る様に
構成されるが、その構成はたとえば第２，３図に示す如
きものである。即ち図例の拡縮径部材４は、扇状のセグ
メント４ｂと逆扇状のセグメント４ａとを円形に絹合せ
た構造からなり、各セグメント４ａ，４ｂの内周側はコ
ーン７に接合された蟻８ａ，８ｂと係合している。そし
てコーン７と共に蟻８ａ，８ｂを芯金型３の藤方向に移
動することによって、各セグメント４ａ？ ４ｂは放射
方向に舷縮摩される。尚蟻８ａは隙間なくセグメント４
ａと係合しているが、蟻８ｂは隙間９を有してセグメン
ト４ｂと係合している。そしてシリンダ等適宜の駆動源
によってロッド１０（第１図）を左方に押し、コーン７
を第１図左方に移動するとセグメント４ａは放射方向に
拡蚤し、またセグメント４ｂはセグメント４ａとせり合
う様にして同時に舷摩して第２図の如き真円状の舷蚤状
態が得られる。一方ロッド１０を第１図右方に引いてコ
ーン７を右方に移動すると、まずセグメント４ａが縮蓬
方向に退避し、次いで隙間９に対応する時間差をおいて
セグメント４ｂが椀径し、第３図の如き縮蚤状態となる
。この様に本例芯金型３では、成形品脱型時のアンダー
カット解消の為に隆起成形部を拡縮蚤可能に構成するが
、拡縞径機構自体は何ら本発明を制限するものではない
から、他の公知の舷糠蚤機構或はそれらの改善機構を適
宜に採用し得ることは当然である。前述の様に構成され
た芯金型３の外周には被加工管材１の肉厚と同等若しく
はそれ以上の隙間を隔てて外型５が配置される。外型５
は芯金型３の隆起成形部（拡縮径部材４の位置）を境に
して第１外型部材５ａ，第２外型部材５ｂとから構成さ
れ、各外型部村５ａ，５ｂは更に２つ割りされて芯金型
３の外方へ退避し得る様に構成する。しかも各外型部材
５ａ，５ｂ内周には規制部材１１ａ，１１ｂが装着され
、これらは押しバネ１２ａ，１２ｂによって隆起成形部
方向に付勢されている。端面押圧部材６は芯金型３の根
元部外周に摺動可能に配置され、後述する如く管村加工
部を圧縮成形するものである。次にこの成形装置を用い
て管材１の端部を加工する方法を説明する。まず第１図
に示す様に芯金型３の拡縮律部村４を拡摩すると共に、
その外周所定位置に外型部村５ａ，５ｂを配置し、端面
押圧部材６を図面右方に退避することによって成形準備
段階が完了する。次いで加熱軟化された管材１の端部を
芯金型３と外型５の間に挿込んでい〈と、管端部はガイ
ド部３ａを経た後拡蓬成形部３ｂに乗り上げながら拡淫
され、更に隆起成形部たる拡縮怪部材４を乗り越えて第
４図の如き加工状態が得られる。この工程で管材１は拡
蓬及び隆起に伴なう外型の増加によって加工部は薄肉化
する。また芯金型３と外型５との間には、前述の如く管
材１のものと肉厚と同等若しくはそれ以上の隙間が設け
られているから、拡径、隆起された管端部と外型５の間
には薄肉程度に応じて隙間ができる。そこで本発明では
、管端部が軟化状態を維持している時に管村１の挿込み
方向から押込力を作用させると共に、端面押圧部材６を
加工部方向に移動し、管端樹脂分を圧縮変形することに
よってこれを前記隙間方向に移行充填する。そして前記
隙間が充満された後更に押込力を作用すると、外型部材
５ａ，５ｂの内面に装着された規制部材１１ａ，１１ｂ
は押しバネ１２ａ，１２ｂに抗して左右方向に退避する
。この場合規制部村１１ａ，１１ｂの作動は油圧抵抗型
のものを用いてもよく、或は機械的に積極移動する様に
してもよい。その結果、第５図の如く管端加工部は全体
に百つて管材１当初の肉厚と同程度以上に増肉され、特
に拡蓬テーパ部ｌａ及び隆起テーパ部ｌｂは規制部材１
１ａ，１ １ｂの左右退避に伴なつて著しく増肉され
ることになる。この様にして管端部を増肉成形した後は
これを冷却硬化し、第６図の如く第１外型部材５ａを外
方に退避させると共に舷縮蓬部材４を縮蓬してアンダー
カットを解消し、加工された管村１を図面左方に抜去す
ればよい。本発明によって管材１の端部を増肉成形する
場合は、たとえば前述の様な装置を使用し前述の様な手
順で実施されるが、本例で最も特徴付けられるのは、糟
肉成形工程で管端樹脂分に圧縮力をかけて予め設定され
た空間に管端樹脂分を押し詰めた後、更に加えられる圧
縮力に応じて規制部材１１ａ及び１１ｂが退避し得る様
に構成した点であり、それによって拡蚤テーパ部ｌａ及
び隆起テーパ部ｌｂの増肉程度を高め得る様にした点に
ある。

従ってかかる特徴を有効に発揮し得る限り、規制部材４
ａ，４ｂの進退機構、管端加工部圧縮機構等は図例に限
定される訳ではなく他の種々の機構を採用できる。また
芯金型３（拡額蓬部材４を含む）及び外型５の形状は、
目的とする管端加工部の形状に応じて種々変更し得るこ
とは当然で、図面は数ある受□形状の１例を示すものに
すぎない。外型５は２つの外型部村５ａ，５ｂを組合せ
て別体として作動し得るものを示したが、これらは一体
に構成したものであっても差支えない。更に前記した成
形手順の他の例として、拡縞蓬部材４を縮径した状態で
管材１を挿込み、増肉前にこれを拡径する方法、或は管
材挿込み工程で第１外軽部材５ａを外方に退避せしめて
おき、増肉前に加工部外面に移動せしめる様な方法等、
図面によって説明した以外の種々の手順を採用すること
も可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含
まれる。第７，８図は本発明の他の実施例を説明するも
ので、比較的短尺の管材１を管継手状に増肉加工する場
合を示している。

本例で使用する装置は筒状の外型５、芯金型３及び端面
押圧部材６ａ，６ｂからなり、芯金型３の外面は緩やか
なテーパ状に形成されており、ＴＳ接合用の管継手を成
形し得る様に構成されている。芯金型３はその外周を一
対の規制部材１３ａ，１３ｂで被装されており、この規
制部材１３ａ，１３ｂは摺敷軸１４ａ，１４ｂに摺動自
在に支持されると共に、押しバネ１２ａ，１２ｂによっ
て対向方向に付勢されている。また外型５と芯金型３と
の隙間両関口部には端面押圧部材６ａ，６ｂが配置され
ている。従って第７図に示す状態に配置された芯金型３
と外型５との間に加熱軟化された管材１を挿入し、端面
押圧部材６ａ，６ｂを内側にむかつて押圧すると、管村
１は圧縮変形して規制部材１３ａ，１３ｂ方向に移行充
填される。そして更に押圧力を作用すると、規制部材１
３ａ，１３ｂは押しバネ１２ａ，１２ｂに抗して左右方
向に退避し、第８図の如く規制部材１３ａ，１３ｂの間
に樹脂分が充満されて中央部内面にストッパ用段部が形
成される。この様に本発明の方法を採用すれば、管全体
を増肉加工するのみならず、所望に応じてその内面或は
外面に段部を形成することも可能である。また第７，８
図に示した様な方法において芯金型３及び外型５の形状
や構造を適宜に変更すれば、使用目的に応じた形状の管
継手を成形することができ、それらの程度の設計変更は
本発明を実施する者の自由に委ねられている。本発明は
以上の如く構成されており、無頼の管材の一端を拡釜受
口状に加工したり或は短管を２次加工して管継手を形成
する際に、成形加工と同時に加工部を増肉することが可
能となり、機械的諸強度の優れた拡律受□や管継手等を
比較的簡単な操作で製造し得ることになったものである
。しかも本発明では、加工部樹脂分が受ける圧縮力に応
じて、芯金型又は外型の規制面が適正方向に退避し、増
肉成形を徐々に行なうようにしたから、比較的小さい圧
縮力によって増肉成形を行なうことができる。かくして
小口径の管材はもとより、比較的大口径の管材であって
も押圧増肉工程で被加工部が好ましくない変形を生じた
り、或は軟化工程で熱影響をうけた非加工部に腰くだけ
現象等が生じたりすることもなく、増肉成形工程を極め
て円滑且つ正確に実施し得ることになったものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明によって管材の端部を受□状に加工
する場合の装置及び作業手順を例示するもので「第１図
は要部断面側面図、第４〜６図は要部縦断面図、第２，
３図は拡縮径部材の配置例を示すもので第１図における
Ｄ−０線断面図である。 第７，８図は本発明の他の実施例で短尺管材から管継手
を成形する場合を例示する縦断面図である。１・・・管
材、２・・・成形装置、３・・・芯金型、４・・・拡縮
径部材、４ａ，４ｂ・・・セグメント、５・・・外型、
５ａ…第１外型部材、５ｂ・・・第２外型部材、６，６
ａ，６ｂ・・・端面押圧部村、７…コーン、８ａ，８ｂ
・・・蟻、９・・・隙間、１０・・・ロッド、１１ａ，
１１ｂ，１３ａ，１３ｂ…規制部材、１２ａ，１２ｂ…
押しバネ。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加熱軟化された熱可塑性樹脂製管材の加工部内面を
   芯金型によって規制し、また外面を外型によって規制す
   ると共に、前記管材の加工部を圧縮変形して管材の一部
   若しくは全体を増肉しつつ成形する方法であって、前記
   芯金型及び外型の少なくとも一方の規制面には、管材樹
   脂分が受ける圧縮力に応じて軸方向に退避する如き規制
   部材を配置しておき、管軸方向からの押込み力によって
   管材樹脂分を圧縮変形しつつ管材加工部を増肉成形する
   ことを特徴とする管材の増肉成形法。