JPS6145526B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパツキン接続用受口成形装置に関し、
詳細には、薄肉化の防止されたパツキン接続用受
口を効率的に得る為の装置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挿込接合す
る手段が上水分野を中心にして汎用されるに及
び、種々の形状の受口部構造が開発される様にな
つている。この様な受口構造は単に長尺物だけで
なく、短尺の管継手にも適用され、上水分野は勿
論のこと下水分野、農業用利水配管分野、工場配
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の最も代表的な構
造であるパツキン接続用受口を例示する上半部切
除側面図であつて、パイプ１は本管部２，拡径部
３及び隆起部４からなると共に、隆起部４によつ
て形成される環状溝にはシール用パツキン５が装
着されるものである。この様な拡径受口の成形手
段としては種々考えられるが、作業の簡便性等か
ら考えれば一旦通常の押出成形法によつて均一且
つ無頭のパイプを形成し、これをスリーブ拡径加
工する方法が有利であるとされている。ところで
この様な方法によると、通常均一な肉厚t₁のパイ
プ１を押出成形し、切断後管端部を再加熱して軟
化した後該軟化部に適当な芯型を押込んで拡径加
工される。この結果拡径部３の肉厚t₂は本管部２
の肉厚t₁より薄くなり、また隆起部４の肉厚t₃は
t₂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３及び隆起部４における機械的強
度が本管部２より低下してくるのは当然で、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。

本発明者等は前記の様な事情に着目し、簡単な
操作で拡径部の薄肉化を防止し機械的強度の優れ
たパツキン接続用受口を得る方法を開発せんとし
て鋭意研究を重ねた結果、以下に示す様な方法を
採用すれば拡径部の薄肉化が効果的に防止できる
ことを確認した。即ち第２，３図はスリーブ拡径
部の薄肉化を防止する基本例を説明する為の要部
縦断面図で、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。パイプ１の端部は
加熱軟化された後受口成形用芯型６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拡
径受口が形成される。そこで芯型６の外周に本管
部２の肉厚t₁とほぼ同程度の隙間をあけて外型を
配置しておき、当該隙間内へ管肉樹脂分を押し詰
める様にして成形する。第２図は成形途中の状態
を示すもので、パイプ１の先端は拡径部６ｂ及び
隆起部６ｃを乗り越え、外型７の奥部７ａに突き
当る直前まで押し込まれている。ところが芯型６
の拡径部６ｂ及び隆起部６ｃはガイド部６ａより
大径であるから、管端部に形成された拡径部３及
び隆起部４と外型７との間には隙間Ａ及びＢが生
じる。そして芯型６における外径は隆起部６ｃ＞
拡径部６ｂの関係にあるから、管端部における肉
厚は当然ながら隆起部３＜拡径部２となる。しか
も外型７と芯型６の隙間巾は全長に亘つて一定t₁
であることは前記の通りであるから、前記隙間に
はＢ＞Ａの関係が生じる。従来例ではこの工程の
後に外型７を被装し、拡径受口の外形を整えたう
えで冷却して脱型するのであるが、本方法では拡
径受口が軟化状態を維持している間に更にパイプ
１を押込み、外型７と芯型６の間において管肉樹
脂分を圧縮変形し、これを前記隙間Ａ及びＢに移
行充填せしめ、第３図の如き状態となつた後に冷
却脱型する様になつている。従つて拡径部の肉厚
はいずれも本管部１と同程度の肉厚t₁に形成でき
るから、結局パツキン接続用受口部の機械的強度
を高度に維持し得ることになつている。

ところが、この様な方法が実用化され始めるに
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４図に示される通りである。即ち拡
径部６ｂを過ぎたパイプ先端８が隆起部６ｃにさ
しかかり、或はこれ乗り越えるときに、該先端８
が隆起部６ｃの根元部或は外型７の内面９に当接
することは避け難い。その為パイプの押込みに対
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６ａに至つてい
ないので、仮想線１０で示す様な腰くだけ現象を
起こすことがしばしば経験された。そしてこの様
な現象の為に成形作業能率は著しく低下し、また
不良品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、その目的は、パイプの押込圧による変
形によつてパツキン接続用受口部の薄肉化を抑制
する際に、芯型隆起部を乗り越える時の抵抗をな
くすことによつて前記腰くだけ現象を解消し、作
業能率や歩留りの低下を招くことのない様な新規
な成形装置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装置の構成と
は、熱可塑性樹脂パイプの管端部を、薄肉化の防
止を図りつつ１段目加工し、次いでパツキン接続
用受口状に２段目加工する為の装置であつて、該
装置は、少なくともパツキン溝形成部分が放射
方向に拡縮径可能に構成された拡縮径部材と、該
拡縮径部材が縮径状態のときにその外周を保護し
また拡径する際には退避する如き可動スリーブを
備えた受口成形用芯型と、前記可動スリーブの
外周に所定の空間を隔てて配置され、可動スリー
ブと同時的に軸方向に移動する増肉成形用筒体、
前記可動スリーブと増肉成形用筒体の間で軸方
向に移動可能に構成され、パイプの先端面方向か
ら圧力を加える端面規制部材、及び前記筒体の
先端部に配置された割型の外周規制部材とから構
成されてなることを要旨とするものである。

以下実施例たる図面によりながら本発明装置の
構成、使用態用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これらを
適当に変更して実施することは何れも本発明の技
術的範囲に含まれるものである。第５〜１０図は
本発明に係る成形装置を例示するもので、第５，
１０図は縦断面図、第６図は要部縦断面図、第７
図は第５図における−線断面図、第８，９図
は、本装置における芯型６の拡縮径部分の構造を
例示するもので、第１０図の−線及び−
線方向における芯型６部分のみを断面で示すもの
である。また第５図は第８，９図における−
線方向断面図に相当するものである。尚第５，６
図は加熱軟化されたパイプ１の管端部を増肉加工
する工程、第１０図は増肉加工された管端部をパ
ツキン接続用受口状に加工する工程を夫々説明す
るものである。図例の成形装置は、拡縮径部材１
１（セグメント１１ａ及び１１ｂ）を内蔵し、し
かもその外表面には固定スリーブ１２及び可動ス
リーブ１３を備えた受口成形用芯型６、拡径受口
部の先端面を規制する端面規制部材１４、芯型６
の外周にパイプ１の非拡径部の肉厚t₁と同程度若
しくはやや広い目の空間を距てて配置された増肉
成形用筒体１５、及び増肉成形用筒体１５の先端
部においてパイプ１の拡径テーパ部を外面から規
制する規制部材１６、及び該規制部材１６を所定
位置に支持する円筒状支持部材１７を主たる構成
とする。受口成形用芯型６に内蔵された拡縮径部
材１１は、第５図及び第８，９図に表われる如く
複数個のセグメント１１ａ及び１１ｂを組合せた
構造を有し、ロツド１８を押してコーン１９を図
面右方に移動させることにより、各セグメント１
１ａ及び１１ｂがテーパ面２０及び２１に沿つて
持ち上げられ、第１０図に示す如く拡径し得る様
に構成する。また可動スリーブ１３は適宜の駆動
源によつて、前記拡縮径部材１１の拡縮径作動と
同時的に図面の左右に移動し得る如く構成する。
即ち拡縮径部材１１が縮径した状態のときには、
可動スリーブ１３は図面右端にまで移動してお
り、固定スリーブ１２と共に芯型６の全表面を覆
つている（第５図）。そして拡縮径部材１１が前
述の如く拡径する際には、可動スリーブ１３は図
面左方に移動して固定スリーブ１２との間に隙間
ができ、拡縮径部材１１はこの隙間から芯型６の
外周に隆起する様に構成する（第１０図）。端面
規制部材１４は可動スリーブ１３と後述する増肉
成形用筒体１５の間に配置され、増肉成形工程で
拡径部を端面方向からも圧縮して増肉効果を高め
得る様、適宜の駆動源によつて図面左右に移動し
得る如く構成されている。増肉成形用筒体１５
は、増肉成形工程で規制部材１６共に管端拡径部
を外周から封鎖して圧縮力を保持し、管肉樹脂分
の移行充填による増肉を可能にするもので（第５
図）、増肉成形後は管端部の拡径加工を妨げない
様図面左方に退避する（第１０図）。規制部材１
６は第７図に示す如く割り型に構成されており、
これらはシリンダ２２等適宜の駆動源によつて拡
縮径可能に構成されており、最縮径状態のときに
増肉成形部材１５の先端部に係合し得る様に構成
する（第５図）。そして成形加工終了後は第７図
鎖線或は第１０図に示す如く拡径してパイプ１表
面から退位する。図中２３は弾性チユーブで、後
述する如くパツキン接続用受口を最終成形する
際、或は成形終了後成形部を冷却硬化する際に使
用するものである。

次に本成形装置を使用して管端部にパツキン接
続用受口を形成する方法を説明す。本装置による
成形工程では、まず第１の段階で管端部の増肉加
工が行なわれる。増内加工工程は第５，６図に示
す手順で行なわれる。即も芯型６の拡縮径部材１
１を縮径させてこれを可動スリーブ１３内に退避
させると共に、増肉成形用筒体１５を右端まで進
出させて縮径された規制部材１６と嵌合せしめ
る。そしてスリーブ１２，１３、増肉成形用筒体
１５及び規制部材１６で構成される隙間に、管端
部を加熱軟化したパイプ１を押込む。すると、管
端部は固定スリーブ１２及び可動スリーブ１３の
外筒に沿つて拡径されるが、前述の如く可動スリ
ーブ１３と増肉成形用筒体１５の間にはパイプ１
の非拡径部の肉厚t₁と同等或はそれよりやや広い
目の隙間が設けられているから、管端拡径部と増
肉成形用筒体１５の間には隙間ができる（第５
図）。従つて管端部が軟化状態を維持していると
きにパイプ挿込方向から押圧力を加え、管端部の
管内樹脂分に変形を与えて前記隙間に樹脂分を移
行充填し、第６図の如く管端部を増肉加工する。
本発明では更にこの樹脂分移行充填工程で、第５
図の如く予め端面規制部材１４を僅かに退位して
配置しておき、パイプ１を押込む際に端面規制部
材１４を同時に図面右方に押して拡径部端面方向
からも圧縮力をかけ、管端部を両方向から挟圧す
る様に構成することにより、管肉樹脂分の増肉が
一段と効率良く行なえる様にしている。この様に
本発明では、管端部を芯型６に被装し或は圧縮増
肉する工程で、拡縮径部材１１は可動スリーブ１
３内に退避しており、パイプ先端は可動スリーブ
１３表面に沿つてスムーズに挿込まれる。従つて
第４図で説明した様にパイプ先端が隆起部等に突
き当つて挿込抵抗が増大する様なことはまつたく
なく、それに伴なつて軟化根元部に腰くだけ現象
を生じる様な恐れもなくなる。この様にして管端
部の増肉加工が終了すると、次いで該管端部の隆
起部の隆起加工が行なわれる。この隆起加工工程
は、先に装置の説明でも述べた様に、増肉成形用
筒体１５を図面左方に退避すると共に規制部材１
６を管端部外方に退避せしめ、次いでロツド１８
を押してコーン１９と図面右方に移動して拡縮径
部材１１を拡径すると共に可動スリーブ１３を図
面左方に移動して、拡縮径部材１１を芯型６の外
表面に隆起させる。すると芯型６外周で増肉加工
され且つ尚軟化状態を維持している管端部は、第
１０図に示す如く隆起成形されてパツキン接続用
受口状に成形されることになる。従つてこの管端
部を冷却硬化した後拡縮径部材１１を縮径し、該
装置から管端部を脱型すればよい。ところで前記
隆起成形工程で、隆起部構造が複雑となり或は隆
起部に比較的鋭角の角部があるとき（たとえば第
１０図の拡縮径部材１１における隆起根元部１
１′）は、該角部に管端部内面が密着せず、第１
０図鎖線に示す如く形成される場合が考えられ
る。従つてこの様な場合は、筒状支持材１７の開
口端内面に設けた弾性チユーブ２３に空気等の圧
縮流体を圧入し、これを膨張させてパイプ１の外
周に密接し、筒状支持材１７の内部に気密室を形
成した後、支持材１７の適所に設けた孔２４から
スチームや空気等の圧縮流体を圧入して拡径部を
外周から圧縮成形する様にすれば、芯型６の外周
面に管端隆起部を確実に密着させることができ
る。かくして隆起部が複雑で且つ鋭角の角を有す
る場合でも、所定の隆起部に適正加工し得るもの
である。しかるに比較的簡素な隆起形状の場合
は、前述の如き圧縮整形を要することなく隆起成
形し得るので、本発明では該圧縮整形手段の付設
を必須とするものではなく、これを省略すること
も可能である。しかるに前記圧縮整形手段、即ち
弾性チユーブ２３等の付設は、この他管端部を冷
却硬化する際にも有利に適用できるので本発明の
好ましい実施態様として推奨される。即ち、成形
加工部を冷却硬化する際に弾性チユーブ２３を
水、空気等で膨張せしめ、筒状支持材１７内に形
成される気密室に冷霧冷風等の冷却媒体を送入し
て圧縮整形と共に管端拡径部の冷却硬化を促進さ
せることも可能である。

本発明はたとえば前述の如く構成され且つ使用
されるが、その要旨とするところは、前にも述べ
た様に、少なくともパツキン溝形成部分が放射
方向に拡縮径可能に構成された拡縮径部材と、該
拡縮径部材が縮径状態のときにその外周を保護
し、また拡径する際には退避する如き可動スリー
ブを備えた受口成形用芯型と、前記可動スリー
ブの外周に所定の空間を隔てて配置され、可動ス
リーブと同時的に軸方向に移動する増肉成形用筒
体、前記可動スリーブと増肉成形筒体の間で軸
方向に移動可能に構成され、パイプの先端面方向
から圧力を加える端面規制部材、及び前記筒体
の先端部に配置された割型の外周規制部材とから
構成され、管端部を一旦増肉加工した後、この増
肉された管端部を隆起加工することによつて薄肉
化の防止されたパツキン接続用受口部を効率的に
成形し得る様にした点に特徴を有する。従つてか
かる要旨を逸脱することなく、また前記特徴を有
効に発揮し得る限り図例の装置を適宜に設計変更
することは勿論可能である。例えば受口成形用芯
型に内蔵される拡縮径部材としては、軸方向に変
位しつつ拡縮径する構造のものを示したが勿論こ
の様な構造に限定される訳ではなく、従来から知
られた種々の拡縮径機構及びそれらの改善機構を
適宜に選択して採用することができる。特に拡縮
径部材の外面形状は目的とするパツキン接続用受
口の形状に応じて適宜に定めるべきもので、一律
的には定められない。また可動スリーブは管端部
を増肉する工程で芯型外面を包囲し、拡縮径部材
をその内部に収納し得るものであり、また増肉管
端部を隆起成形する工程では拡縮径部材の拡径隆
起を許す如く移動可能に構成されたものである限
りその他の構成は何ら限定されず、またその移動
機構についても何ら制限されない。増肉成形用筒
体及び外周規制部材についても、増肉成形工程で
管端増肉加工部分を密封して管端樹脂分の圧縮増
肉を可能にし、しかも増肉成形後は次の隆起成形
工程を阻害しない様に退避する如く構成されてお
ればよい。殊に外周規制部材は６つ割のものを例
示したが、その割数についても２つ割以上であれ
ばよいのであつて、またその前進若しくは退避駆
動源についてもどの様なものを用いてもよい。更
にこれら必須の構成要件に加えて、本発明装置の
機能を一段と優れたものにする為の諸種の付属部
品（たとえば図示した如き筒状支持材や圧縮整形
用弾性チユーブ等）を付設すること等は本発明を
設計し或は利用する者の自由に委ねられており、
それらの程度の設計変更は何れも本発明の技術的
範囲に含まれるものである。従つて第５，１０図
に示した如く拡径隆起成形後加工部外周に圧縮流
体を噴射して加工部を圧縮整形する手段に代え
て、管端加工部外周に割型の外周規整用外型を圧
接する手段を採用することもできる。また第１０
図で示した隆起成形工程では管端部が拡径隆起さ
れるにつれて、管開口端面が隆起部方向に引き戻
される傾向があるが、この場合は該開口端面の移
動に応じて端面規制部材１４を更に右方に押し込
む様にすることも可能である。

本発明は以上の如く構成されており、熱可塑性
樹脂パイプの管端部をパツキン接続用受口状に加
工するに際し、まず外周面の平滑な可動スリーブ
上に管端部を被装して増肉する１段目加工を実施
した後、拡縮径部材を拡径隆起させて隆起成形す
る２段目加工を実施し得る様にしたから、管端部
を芯型に被装する際の押込抵抗は著しく軽減さ
れ、被装・増肉工程で第４図に示した様な腰くだ
け現象を生じることなく円滑且つ確実な増肉加工
を行なうことが可能となつた。しかも本発明装置
によれば、可動スリーブと増肉成形用筒体との隙
間巾を変更することによつて増肉程度を自由に変
更することができ、受口部に要求される機械強度
に応じた適宜の増肉加工に適用し得るものであ
る。かくして薄肉化の防止されたパツキン接続用
受口を効率的に成形することができ、しかも成形
不良品の発生を大巾に低減し得ることになり、高
い生産効率のもとに機械的諸特性の卓越したパツ
キン接続用受口を成形し得ることになつた。

【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
の方法で成形したパツキン接続用受口を例示する
上半部切除側面図、第２〜４図は薄肉化の防止さ
れたパツキン接続用受口成形法を例示する要部縦
断面図である。第５図以下は本発明に係る成形装
置及び該装置を用いた成形工程を例示するもの
で、第５，１０図は縦断面図、第６図は要部縦断
面図、第７図は第５図における−線断面図、
第８，９図は拡縮径部材の配置状態を例示するも
ので、第１０図における−線及び−線断
面相当図である。 １……パイプ、２……本管部、３……拡径部、
４……隆起部、５……パツキン、６……受口成形
用芯型、７……外型、８……パイプ先端、１１…
…拡縮径部材、１１ａ，１１ｂ……セグメント、
１２……固定スリーブ、１３……可動スリーブ、
１４……端面規制部材、１５……増肉成形用筒
体、１６……規制部材、１７……円筒状支持材、
１８……ロツド、１９……コーン、２０，２１…
…テーパ面、２３……弾性チユーブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑性樹脂パイプの管端部を、薄肉化の防
   止を図りつつ１段目加工し、次いでパツキン接続
   用受口状に２段目加工する為の装置であつて、該
   装置は、少なくともパツキン溝形成部分が放射
   方向に拡縮径可能に構成された拡縮径部材と、該
   拡縮径部材が縮径状態のときにその外周を保護し
   また拡径する際には退避する如き可動スリーブを
   備えた受口成形用芯型と、前記可動スリーブの
   外周に所定の空間を隔てて配置され、可動スリー
   ブと同時的に軸方向に移動する増肉成形用筒体、
   前記可動スリーブと増肉成形用筒体の間で軸方
   向に移動可能に構成され、パイプの先端面方向か
   ら圧力を加える端面規制部材及び前記筒体の先
   端部に配置された割型の外周規制部材とから構成
   されることを特徴とするパツキン接続用受口成形
   装置。