JPH08207133A

JPH08207133A - 樹脂製ベンド管の製造方法

Info

Publication number: JPH08207133A
Application number: JP7017779A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yoshino; 豊吉野; Yukio Hamano; 幸雄浜野; Jinichiro Nakamura; 仁一郎中村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-02-06
Filing date: 1995-02-06
Publication date: 1996-08-13

Abstract

(57)【要約】【目的】円筒状の樹脂製原管を加熱軟化させ、所定の
ベンド角を有するように成形する樹脂製ベンド管の製造
方法を改良する。具体的には、樹脂製ベンド管の肉厚
を、背肉部分と背腹部分及び端部の全長にわたって容易
に均一に製造できるようにする。【構成】先ず、曲げられる部分４１を融解吸熱ピーク
温度の近辺の温度まで加熱した原管４０を、有底筒状の
金型１０と、金型１０と同軸のコア２０との間に形成さ
れ、拡大部３１を有する環状溝３０内に挿入する。次
に、原管４０の外端部４３を環状溝３０の奥側へ押圧す
ることにより、曲げられる部分４１を環状溝３０の拡大
部３１内に充填し、増肉加工する。次に、前記原管４０
をアニールしてから冷却し、環状溝３０内から抜き出
す。次に、前記原管４０を融解加熱ピーク温度よりも低
い温度で加熱して曲げ加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスや上下水道などの
配管が曲げられる部分に使用される樹脂製ベンド管の製
造方法に関し、詳しくは、肉厚が全長にわたって均一に
なるようにした樹脂製ベンド管の製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ガスや上下水道などに使用される配管は
JIS によって規格化された直管や継手が使用される。例
えば、JIS K 6742に規定されている水道用硬質塩化ビニ
ル管を接続するには、JIS K 6743に規定されている水道
用硬質塩化ビニル管継手（以下、管継手という）が使用
される。JISK 6742 には直管の寸法や許容差なども規定
されており、例えば呼び径が150mm であれば、肉厚は9.
6mm とされている。またJIS K 6743に規定された管継手
には、射出成形機によって成形したＡ形と、押出成形機
によって製造された原管を加熱して加工したベンド管の
ようなＢ形の２種類がある。

【０００３】JIS K 6743のＢ形の管継手は、例えば呼び
径が150mm であれば、肉厚が11.2mmの原管を加工したも
のと規定されている。直管の呼び径と管継手の呼び径と
が同一であっても、管継手の原管の肉厚が直管の管継手
の肉厚よりも厚く規定されているのは、原管が加工して
曲げられると、背肉部分が薄くなるため、背肉側の肉厚
を予め厚くしておき、加工後にも直管と同じ最低限の肉
厚を確保できるようにするためである。

【０００４】しかし、原管の外周面と内周面とが同芯で
あると、曲げ加工後の背肉部分の肉厚が腹肉部分の肉厚
よりも薄くなり、偏肉した状態となる。そこで偏肉する
ことがないように曲げ加工するプラスチックベンド管の
製造方法を、本出願人は特開平６−７９７７５号公報に
開示している。この製造方法は、外周面と内周面とを偏
芯させて厚肉部分と薄肉部分とを有するような原管を形
成し、その原管の厚肉部分の外周面にマーキングを形成
し、このマーキングを目安として肉厚部分が背肉部分と
なるように曲げ加工するものである。このような方法に
よって曲げ加工されたベンド管は、曲げ加工の際に背肉
部分が減肉され、腹肉部分が増肉されるため、肉厚が全
長にわたって均一に形成される。

【０００５】さらに本出願人は厚肉部と薄肉部とを交互
に有する樹脂管の製造方法を特公昭５８−７４４８号公
報に開示している。この方法によって製造された樹脂管
は、厚肉部が端末に来るように切断され、その切断され
た厚肉部を加熱軟化させることにより内径を拡大した継
手部分を得ることができる。その継手部分は厚肉部を拡
大したものであるから薄肉にならず、強度が低下するこ
とがない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】JIS K 6743の規定によ
ってベンド管を製造する方法は、肉厚が均一な原管を加
熱して押出成形機によって加工するものである。この方
法により製造されたベンド管は、図６に示すように曲が
り部分１０１は、規定の肉厚を確保することができる
が、端部１０２は加工されていないため、肉厚が薄くな
らない。したがって、ベンド管の端部１０２の内径は、
接合される直管１１０の内径よりも小さくなり、圧損に
より流量を確保することができないといった不具合があ
った。

【０００７】また、特開平６−７９７７５号公報に開示
されたプラスチックベンド管の製造方法は、曲げ加工す
る原管に厚肉部分と薄肉部分とを有するように偏肉させ
るための特別の金型が必要である。さらに、一定の方向
に偏肉した管を作るためには、押出成形時に条件を安定
させ、条件管理を厳密にする必要があるなど余分なコス
トがかかるといった経済的な不具合があった。

【０００８】また、特公昭５８−７４４８号公報に開示
された樹脂管の製造方法は、厚肉部が端末に来るように
切断して拡径することにより、薄肉とならない継手部分
を形成することができるが、厚肉部を曲げ加工すること
により、ベンド管を製造することも可能である。ベンド
角が大きいと肉厚が比較的薄くなり、ベンド角が小さい
と肉厚が比較的厚くなり、さまざまな曲げ角度に対応す
るためには、各種の肉厚の原管を用意しなければならな
い不都合さがあった。押出成形では短時間に多量生産が
でき、多種少量生産には必ずしも適していない。

【０００９】そこで、本発明は背肉部分と腹肉部分との
肉厚及び端部の肉厚が全長にわたって容易に均一に成形
できるようにした樹脂製ベンド管の製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段は、円筒状の樹脂製原管を加熱軟化させ、所定の
ベンド角を有するように成形する樹脂製ベンド管の製造
方法において、原管の曲げられる部分を加工可能な温度
まで加熱する工程と、前記原管の端部を軸方向に押圧す
ることにより、原管の加熱された曲げられる部分を増肉
加工する工程と、前記増肉加工された原管を上記加熱温
度よりもやや高い温度でアニールする工程と、前記アニ
ールされた原管を融解加熱ピーク温度よりも低い温度で
加熱して曲げ加工する工程とを含むことを特徴とする樹
脂製ベンド管の製造方法である。

【００１１】また上記の発明をさらに具体化した発明
は、有底筒状の金型と、前記金型内に同軸に配置される
コアとの間に、拡大部を中間に有する環状溝を形成し、
前記環状溝内に、上述の曲げられる部分を加熱した状態
の原管を挿入し、前記原管の端部を押圧することによ
り、曲げられる部分を環状溝内の拡大部内に充填して増
肉加工することを特徴とする樹脂製ベンド管の製造方法
である。

【００１２】上記した二つの発明で原管を増肉加工する
際の加工温度は特に限定するものではないが、原料樹脂
の融解吸熱ピーク温度近辺の温度が適当である。またア
ニールは前記した融解吸熱ピーク温度よりも５〜20℃高
い温度で行うことが望ましい。原管を曲げ加工する際の
温度は、融解吸熱ピーク温度よりも５〜25℃低い温度に
加熱して行うことが望ましい。

【００１３】

【作用】上記第１の手段によれば、原管の曲げられる部
分を加工可能な温度まで加熱するので、原管の当該部位
は力を受けて変形可能な状態となる。そして次の原管の
端部を軸方向に押圧する工程により、原管は横方向に広
がり、加熱された部位が増肉される。さらにこの原管
は、上記の加熱温度よりもやや高い温度でアニールされ
るため、変形によって生じた内部応力は除去される。続
いてこの原管は、融解加熱ピーク温度よりも低い温度で
加熱して曲げ加工され、所定の樹脂製ベンド管が製造さ
れる。本発明では、増肉加工された曲げられる部分を加
工することにより、背肉部分が減肉される。また、端部
は変形しないため、全長にわたって所定の肉厚のベンド
管を製造することができる。

【００１４】上記第２の手段では、金型とコアとの間の
環状溝内に挿入された状態の原管は、加熱されて軟化状
態にある曲げられる部分が環状溝に形成した拡大部に位
置する。原管の端部が環状溝の奥側へ相対的に押圧され
ると、加熱された曲げられる部分は軟化された状態にあ
るため、環状溝の拡大部内に充填されて増肉加工され
る。

【００１５】

【実施例】本発明に係る実施例を図１ないし図５を参照
して説明する。図１は、本発明に係る第１の工程を示す
原管および金型の一部断面正面図である。図２は、本発
明に係る第２の工程を示す原管および金型の断面正面図
である。図３は、本発明に係る第３の工程を示す原管お
よび金型の断面正面図である。図４は、本発明に係る第
４の工程を示す原管の断面正面図である。図５は、本発
明に係る第５の工程を示す樹脂製ベンド管の断面正面図
である。

【００１６】本発明は図１に示すような金型１０とコア
２０とを使用して、全長にわたって均一な肉厚のベンド
管を製造する方法である。金型１０は有底筒状の外筒１
１内に同軸の環状凸部１２を底部１３から突設し、外筒
１１と環状凸部１２との間に環状溝１４を形成したもの
である。環状凸部１２の外端面はテーパ面１５とする。

【００１７】他方、コア２０は前記金型１０の外筒１１
内に同軸に配置される変形筒状であり、内端部には金型
１０の環状凸部１２の端部と嵌合するように段差部２１
を形成する。コア２０の外周は内端部側が金型１０の環
状凸部１２のテーパ面１５と連続するようにし、外端部
側はテーパ面２２によって拡径する。このようなコア２
０を金型１０の外筒１１内に収納すると、金型１０の外
筒１１の内周面とコア２０の外周面との間にも環状溝３
０が形成される。この環状溝３０の内部は内径が縮径し
た拡大部３１が形成された状態となる。

【００１８】このような金型１０とコア２０とによって
形成される連続した環状溝１４，３０内には、円筒状の
樹脂製原管４０が挿入される。環状溝１４，３０内に挿
入された原管４０は環状溝１４，３０の深さよりも長
く、かつ原管４０の曲げられる部分４１が環状溝３０の
拡大部３１に位置するようにする。

【００１９】原管４０は環状溝１４，３０内に挿入する
前に、原管４０の曲げられる部分４１のみ加熱し、内外
両端部４２，４３を加熱しないようにする。このように
両端部４２，４３を加熱しない理由は、後記する増肉加
工の際に、端部の変形を防ぐためである。この加熱する
長さＬは環状溝１４，３０の拡大部３１の長さｌよりも
やや長くする。加熱方法は特定するものではないが、例
えば加熱する部分以外はマスキングしておき、加熱エア
ーを吹きつけることもできる。また、原管４０は示差走
査熱量計（ＤＳＣ）で計測された融解吸熱ピーク温度の
近辺の温度まで加熱する。例えば融解吸熱ピーク温度が
125℃の中密度ポリエチレン製の原管４０は約 128℃ま
で加熱する。

【００２０】このように曲げられる部分４１が加熱され
た原管４０は、図２に示すように金型１０の外筒１１内
に挿入し、同時に原管４０内にコア２０を内挿する。こ
のとき原管４０の外端部４３が環状溝３０から食み出し
た状態となり、また、原管４０の加熱されて曲げられる
部分４１は、環状溝１４，３０の拡大部３１内に位置す
る。このような原管４０の外端部４３を押圧すると、原
管４０の曲げられる部分４１は、加熱されて溶融状態に
あるため、図３に示すように環状溝３０の拡大部３１内
に充填されて増肉加工される。

【００２１】このように曲げられる部分４１が増肉加工
された原管４０は、金型１０とコア２０の間の環状溝１
４，３０内に挿入された状態で、増肉加工時の加熱温度
よりも５〜20℃高い温度で加熱しアニールする（歪みを
無くする）。原管４０の外端部４３が押圧されて曲げら
れる部分４１が増肉されたときは、この曲げられる部分
４１に歪みが発生するが、アニールすることにより、こ
の歪みが十分に除去される。すなわち一般的に、このア
ニール温度は増肉加工時の加熱温度より５〜20℃高い温
度が好ましい。これは確実に増肉加工時の加熱温度より
高くなければ歪みの解放がされ難いし、高すぎると樹脂
の分解などが起きる危険性があるからである。したがっ
て、増肉加工時の温度が上記したように 128℃であれ
ば、アニールするための加熱温度は 135℃で、時間は約
15分間とする。

【００２２】加熱後、原管４０を冷却し、コア２０を原
管４０内から抜き出す。原管４０が曲げられる部分の内
面４１は増肉されているが、増肉した部分は縮径したコ
ア２０の内端部であるから、コア２０を原管４０内から
抜き出すことができる。

【００２３】コア２０を原管４０内から抜き出した後、
図４に示すように冷却された原管４０を金型１０内から
抜き出す。そしてこの原管４０を融解吸熱ピーク温度よ
りも５〜25℃低い温度で加熱して曲げ加工する。融解吸
熱ピーク温度が 125℃の中密度ポリエチレン製の原管４
０であれば、約 110℃で加熱して曲げ加工し、例えば90
°のベンド管５０を形成する。曲げ加工に際して加熱さ
れても、増肉加工後にアニールされ、歪みが十分に除去
されているため、肉厚は変動しない。ただし、このとき
背肉部分は減肉されるが、曲げられる部分４１は増肉さ
れているため、差し引き均一な肉厚となる。しかも、こ
のベンド管５０の両端部５１，５２は加熱されず、当初
の原管４０のままであるから、所期の肉厚を得ることが
できる。

【００２４】ここで原管４０の肉厚をｔとしたときの環
状溝３０の寸法例を示すと、環状溝３０の奥側及び開口
側の幅T₁はT₁＝ｔ、環状溝３０の拡大部３１の幅T₂はT₂
＝1.09t とする。ただし、T₂は一般的な数式ではなく、
曲げ角度や樹脂の種類などによって異なる。すなわち、
曲げ角度や樹脂の種類などに対応してコア２０を製造す
る。

【００２５】上記した実施例では、コア２０の外周は内
端部側が金型１０の環状凸部１２のテーパ面１５と連続
するようにし、外端部側はテーパ面２２によって拡径
し、コア２０の内端部側が外端部側よりも縮径するよう
にした。しかしコア２０の内端部側は図１の仮想線に示
すように縮径することなく、金型１０の環状凸部１２の
テーパ面１５と連続するようなテーパ面２３とすること
もできる。また、原管４０の増肉加工は、周方向にはど
の部位でも同一の厚さとなるように加工したが、曲げ加
工する際の背肉側がより厚くなるように加工しても良
い。

【００２６】さらに、本発明は上記実施例に限定するこ
となく、本発明の要旨内において設計変更することがで
きる。例えば、樹脂は中密度ポリエチレン樹脂だけでな
く、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプ
ロピレン樹脂、ポリフェニレンスルフイド樹脂その他の
結晶性高分子材料であれば何にでも適用することができ
る。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、曲げられる部分を容易
に増肉加工することができるため、背肉部分も必要な肉
厚を確保することができ、所期の肉厚を確保することが
できる。したがって、樹脂製ベンド管を理想的な寸法形
状に製造することができる。しかも、多種類のコアを準
備しておくことにより、曲げられる部分を増肉する厚さ
を変更することができるため、多品種少量生産に対応す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の工程を示す原管および金型
の一部断面正面図である。

【図２】本発明に係る第２の工程を示す原管および金型
の断面正面図である。

【図３】本発明に係る第３の工程を示す原管および金型
の断面正面図である。

【図４】本発明に係る第４の工程を示す原管の断面正面
図である。

【図５】本発明に係る第５の工程を示す樹脂製ベンド管
の断面正面図である。

【図６】従来のベンド管と直管との接合状態を示す断面
正面図である。

【符号の説明】

１０金型１１外筒１４環状溝２０コア３０環状溝３１拡大部４０原管４１曲げられる部分４３外端部５０ベンド管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状の樹脂製原管を加熱軟化させ、所
定のベンド角を有するように成形する樹脂製ベンド管の
製造方法において、原管の曲げられる部分を加工可能な
温度まで加熱する工程と、前記原管の端部を軸方向に押
圧することにより、原管の加熱された曲げられる部分を
増肉加工する工程と、前記増肉加工された原管を上記加
熱温度よりもやや高い温度でアニールする工程と、前記
アニールされた原管を融解加熱ピーク温度よりも低い温
度で加熱して曲げ加工する工程とを含むことを特徴とす
る樹脂製ベンド管の製造方法。
【請求項２】有底筒状の金型と、前記金型内に同軸に
配置されるコアとの間に、拡大部を中間に有する環状溝
を形成し、前記環状溝内に、請求項１に記載の曲げられ
る部分を加熱した状態の原管を挿入し、前記原管の端部
を押圧することにより、曲げられる部分を環状溝内の拡
大部内に充填して増肉加工することを特徴とする樹脂製
ベンド管の製造方法。