JPH0929830A - 樹脂製ベンド管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の曲率半径及びベンド角を有する樹脂製
のベンド管の製造方法を改良する。具体的には、製造工
程を簡易にするとともに、製造効率を向上させる。 【解決手段】 対向するベンド金型１０と一対のストレ
ート金型２０とを使用する。ベンド金型１０には円弧状
の溝１１を形成する。溝１１の曲率半径ｒは、ベンド管
１の曲率半径Ｒと同じか若しくは小さくする。溝１１の
曲げ角度γは、ベンド管１のベンド角θと同じか若しく
は大きくする。中央部を加熱することにより軟化させた
直管３を、ベンド金型１０とストレート金型２０とによ
って挟み、直管３を撓める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の曲率半径及
びベンド角を有するような樹脂製ベンド管の製造方法に
関し、詳しくは、製造工程を簡易にするとともに製造効
率を向上させ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】上下水道や電気、ガスなどの配管の曲が
り部には、図５に示すような樹脂製ベンド管（以下、ベ
ンド管という）１が使用されることがある。ベンド管１
を製造するには、通常、製造しようとするベンド管１の
曲率半径Ｒに等しい曲率半径及びベンド角度θに等しい
曲げ角度を有する上下金型１０１，１０２が使用されて
いる。尚、本明細書中では、ベンド管の曲率半径Ｒと
は、ベンド管の各断面の中心が描く軌跡の曲率半径を指
す。また金型の曲率半径とは、金型に所定の管を完全に
密着して沿わした際に、その管の中心が描く軌跡の曲率
半径を言う。

【０００３】従来技術では、上下金型１０１，１０２が
加熱されて軟化している樹脂製の直管を所定時間、挟ん
だ状態とすることにより加圧成形し、次いで上下金型１
０１，１０２を冷却することにより、加圧成形された樹
脂管を硬化し、最後に脱型することにより、ベンド管１
を得ることができる。しかし、上記のような成形法によ
って製造されたベンド管１は、脱型後に曲げが幾分、戻
って曲率半径Ｒが増大し、かつベンド角θが減少すると
いった戻りが生じていた。したがって上記の成形法で
は、厳密に所定の曲率半径Ｒ及びベンド角θを有するベ
ンド管１を得ることが困難であるといった不具合があっ
た。

【０００４】加熱成形されたベンド管１に戻りが生じる
のは、加熱されて軟化した状態の樹脂管が粘弾性を有
し、曲げられたうえに、短時間に冷却されることによ
り、残留応力が生じるからであると考えられる。したが
って、加熱されて軟化した状態の樹脂管を長時間にわた
って加圧すれば、完全な塑性流動によって残留応力を消
失させることができる。また、極めて徐々に冷却するこ
とにより、熱応力の発生を防止することができる。しか
し、このように長時間を掛けて製造することは、生産性
が低下するといった問題が生じる。

【０００５】このような現象に鑑み、製造されたベンド
管１に戻りが生じることがなく、しかも生産性を低下さ
せないようにした樹脂製ベンド管の製造方法が、特開平
４−１９３５２４号公報に開示されている。この製造方
法は、以下の第１段階から第４段階から構成される。

【０００６】第１段階では、樹脂の直管を所定の曲率半
径Ｒよりも小さな曲率半径Ｒで、かつ所定のベンド角θ
よりも大きなベンド角θの金型により、曲がり成形管を
加圧成形する。第２段階では、曲がり成形管を上記した
加熱温度と常温との中間温度で冷却したうえで脱型す
る。第３段階では、所期のベンド管の曲率半径Ｒ及びベ
ンド角θと等しい曲率半径及び曲げ角度を有する金型に
よって、前記曲がり成形管を加圧成形する。この加圧成
形によって、最終製品となるベンド管１が所定に曲率半
径Ｒとベンド角θとに設定される。第４段階では、金型
冷却によって最終製品の冷却を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平４−１９３５２
４号公報に開示された樹脂製ベンド管の製造方法におい
て、第１段階で成形される曲がり成形管は、残留応力が
生じていている。この残留応力は曲率半径Ｒを増大さ
せ、ベンド角θを減少させようとする。しかし、この曲
がり成形管の曲率半径及びベンド角は、所期のベンド管
１の曲率半径Ｒよりも大きく、ベンド角θよりも小さい
ため、この残留応力によって、所期のベンド管１の形状
となる方向に戻される。そして、第３段階での加圧成形
によって、この残留応力が打ち消され、製品の曲げ寸法
が安定される。したがって、最終製品となるベンド管１
は、所定の曲率半径Ｒとベンド角θとを維持する。

【０００８】しかし、このようにしてベンド管１を製造
するには、曲率半径及び曲げ角度が異なる２種類の金型
が必要となるため、製造工程も煩雑となるだけでなく、
製造効率も低下するといった不具合もあった。

【０００９】そこで本発明は、上記した二つの従来技術
が持つ問題点を一挙に解決するものであり、簡易な製造
工程で所定形状のベンド管を製造することができる製造
方法を提供することを目的とするものである。

【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、合成樹脂直管を加熱して軟化し、さらに当該
直管を押し曲げてベンド管を製造する方法において、表
面に円弧状の溝が設けられ、所期のベンド管の曲率半径
と同じか若しくは小さな曲率半径を有し、かつ所期のベ
ンド管のベンド角よりも大きな曲げ角度を備えたベンド
型に、加熱されて軟化した直管の中央部を当接させる工
程と、前記直管のベンド型に当接していない部位であっ
てベンド型に当接している面と反対の面に、一対の当て
型を当接して直管を押圧し、直管を所期のベンド角以上
に押し曲げ、冷却した後に脱型する工程を含むことを特
徴とする樹脂製ベンド管の製造方法である。

【００１１】上記手段によれば、一対の当て型が直管に
当接し、直管はベンド型に沿って曲げられる。ベンド型
は、製造しようとする所期のベンド管のベンド角よりも
大きな曲げ角度を備え、当て型の当接によって、直管は
所期のベンド角度よりも大きく曲げられる。そしてその
状態で冷却されて、脱型される。この脱型されたベンド
管は、所期のベンド角よりも大きなベンド角を持つもの
であるが、残留応力等の影響により、時間の経過に伴っ
てベンド角度が小さくなる。そして本発明の方法による
と、所期のベンド角度になったところでベンド管は安定
し、それ以上の形状変化は少なくなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る実施例を図１ないし
図４を参照して説明する。図１（ａ）は、実施例１の前
段の工程を示す正面図、図１（ｂ）は、同じく側面図で
ある。図２は、実施例１の後段の工程を示す正面図であ
る。図３（ａ）は、実施例２の前段の工程を示す正面
図、図３（ｂ）は同じく側面図である。図４は、実施例
２の後段の工程を示す正面図である。

【００１３】（実施例１）実施例１において使用する装
置は、円弧部を有するベンド金型１０と、ベンド金型１
０の幅よりも若干広い間隔で配置した一対のストレート
金型（当て型）２０とを接近・離隔するように対向させ
たものである。ベンド金型１０は例えばフロアーＦ上に
固定し、ストレート金型（当て型）２０と対向する上面
側には円弧形の溝１１を形成する。ベンド金型１０の曲
率半径ｒは、成形するベンド管１の曲率半径Ｒと同じか
若しくは小さくし、ベンド金型１０の曲げ角度αは成形
するベンド管１のベンド角θよりも大きくする。また、
溝１１の側面形状は図１（ｂ）に示すように、成形する
ベンド管１が嵌まるような半円形とする。

【００１４】他方、ストレート金型（当て型）２０は
「コ」字形の連結棒２１の両端部にヒンジ２２などによ
って揺動可能に取り付けたものであり、ベンド金型１０
と対向する下面には、ストレートな溝２３を形成する。
この溝２３の側面形状は図１（ｂ）に示すように、成形
するベンド管１が嵌まる半円形とし、溝２３の長さはベ
ンド管１の直線部の長さ以上とする。連結棒２１の中央
には昇降機２４を取り付け、ストレート金型（当て型）
２０がベンド金型１０に接近・離隔することができるよ
うにする。

【００１５】実施例１に係る装置は以上のように構成
し、次にベンド管１を製造する方法について説明する。
先ず、合成樹脂製の直管３の中央部を加熱して、曲げ加
工が可能になるまで軟化させる。次に、その直管３の中
央部をベンド金型１０の頂部にセッティングする。続い
て図２に示すように、昇降機２４によってストレート金
型（当て型）２０を下降させ、直管３のベンド型１０に
当接していない部位であってベンド型１０に当接してい
る面と反対の面に、ストレート金型（当て型）２０を押
し当てる。そして一対のストレート金型（当て型）２０
が直管３の両端部を押し下げることによって、直管３を
撓ませる。ストレート金型（当て型）２０は連結棒２１
に揺動可能に取り付けられているため、撓んだ直管３の
向きに対応してストレート金型（当て型）２０は直管３
の両端部を押し下げることができる。

【００１６】直管３は所定のベンド角θ度よりも大きな
角度となるまで加圧する。具体的には、所定のベンド角
θに対して５％から２０％程度大きな角度になるまで押
し曲げる。ベンド金型１０の頂部にセッティングされて
いる直管３の中央部は加熱されて軟化しているため、直
管３の両端部を押し下げられるだけで、ベンド部が形成
される。また、直管３の両端部はストレートな溝２３に
よって押し下げられるため、所定の直線部を確保するこ
とができる。この状態で十分に冷却した後、ストレート
金型（当て型）２０を上昇させる。すると、残留応力に
よる戻りによって、所期の曲率半径Ｒとベンド角θを有
するベンド管１を得ることができる。

【００１７】なお上記実施例１はベンド金型１０をフロ
アーＦ上に固定し、ストレート金型（当て型）２０がベ
ンド金型１０に接近・離隔する場合について説明した
が、ストレート金型（当て型）２０を取り付ける連結棒
２１をフロアーに固定し、ベンド金型１０を移動させる
ことにより、ベンド金型１０がストレート金型（当て
型）２０に接近・離隔するようにすることも可能であ
る。

【００１８】ここで、実施する場合の寸法の一例を示
す。ベンド管１の材質が高密度ポリエチレン、呼び径が
75（外径が89mm）、所期の曲率半径Ｒが270mm 、所期の
ベンド角θ度が45°のベンド管を製造する場合であれ
ば、ベンド金型１０は曲率半径が243mm であって、ベン
ド金型の曲げ角度αは１２０°のものを使用する。スト
レート金型（当て型）２０は長さが100mm とする。そし
て、直管をベンド金型１０によって曲げ角度αが50°ま
で押し曲げ、冷却した後、脱型する。

【００１９】（実施例２）実施例２はＳ字形のベンド管
２を製造する方法である。実施例２において使用する装
置は、一対の並列治具３０，３１を接近・離隔可能に対
向させたものである。並列治具３０，３１は上記実施例
１と同様のベンド金型１０とストレート金型（当て型）
２０とを所定の間隔で配置したものである。このような
並列治具３０，３１は、図３に示すように両方のベンド
金型１０，１０がともに、対向する並列治具３０，３１
のベンド金型１０とストレート金型（当て型）２０との
間であって、ストレート金型（当て型）２０寄りに対向
し、ストレート金型（当て型）２０，２０が対向してい
るベンド金型１０，１０の外側面よりも外側にずらせた
位置関係とする。一方の並列治具３０はフロアーＦ上に
固定し、他方の並列治具３１は連結棒３２によって、ベ
ンド金型１０とストレート金型（当て型）２０とを連結
する。連結棒３２には昇降機２４を取り付ける。

【００２０】どちらのストレート金型（当て型）２０も
揺動することができるように，ヒンジ３３などによって
フロアーＦ及び連結棒３２に取り付ける。それぞれのベ
ンド金型１０の対向面には、図３（ｂ）に示すように円
弧形の１１溝を形成し、ストレート金型（当て型）２０
の対向面にはストレートな溝２３を形成する。どちらの
溝１１，２３も実施例１と同様、成形するベンド管２２
が嵌まる半円形とする。

【００２１】実施例２に係る装置は以上のように構成
し、次にＳ形のベンド管２を製造する方法について説明
する。先ず、合成樹脂製の直管３の曲げられる部位３
ａ，３ａを加熱して、曲げ加工が可能になるまで軟化さ
せる。次に、その直管３をフロアー上の並列治具３０の
上にセッティングする。そして図４に示すように、移動
する並列治具３１を下降させ、直管３をＳ字形に変形さ
せる。本実施例では、直管３は二箇所の部分で曲げられ
るので、一方のベンド金型１０は、直管３を他方のベン
ド金型１０に押しつけるための当て型としても機能す
る。

【００２２】直管３の両端部はストレート金型（当て
型）２０に接合し、中間部がベンド金型１０，１０に当
接するため、両端に直線部を有するＳ字形のベンド管２
が形成される。Ｓ字部分のベンド角度は、所期のそれよ
りも５％から２０％程度大きな角度になるまで押し曲げ
る。このＳ字形のベンド管２は、１対の並列治具３０，
３１に挟まれた状態で十分に冷却した後、移動する並列
治具３１を上昇させる。その後、残留応力による戻りに
よって、所期の曲率半径Ｒとベンド角θを有するＳ字形
のベンド管２を得る。

【００２３】なお、実施例２は上記した内容に限定する
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、一対の並列治具はともに連結棒によっ
てベンド金型とストレート金型（当て型）とを取り付
け、鉛直方向に対向させ、合成樹脂製直管を鉛直方向に
立てた状態で、一対の並列治具を水平方向に移動して成
形することもできる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、円弧状の溝を形成した
ベンド金型と、ストレート金型とを使用するだけで所期
の曲率半径及びベンド角度を有するベンド管を製造する
ことができる。したがって、製造工程が簡易になり、製
造効率も向上するため、製品のコストダウンも図ること
も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明に係る実施例１の前段の工程を
示す正面図、（ｂ）は同じく側面図である。

【図２】本発明に係る実施例１の後段の工程を示す正面
図である。

【図３】（ａ）は本発明に係る実施例２の前段の工程を
示す正面図、（ｂ）は同じく側面図である。

【図４】本発明に係る実施例２の後段の工程を示す正面
図である。

【図５】ベンド管の正面図である。

【符号の説明】

１ ベンド管 ２ ベンド管 ３ 直管 ３ａ 曲げられる部位 １０ ベンド金型 ２０ ストレート金型 ３０ 並列治具 ３２ 連結棒 Ｒ ベンド管の曲率半径 α ベンド金型の曲げ角度

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂直管を加熱して軟化し、さらに
   当該直管を押し曲げてベンド管を製造する方法におい
   て、表面に円弧状の溝が設けられ、所期のベンド管の曲
   率半径と同じか若しくは小さな曲率半径を有し、かつ所
   期のベンド管のベンド角よりも大きな曲げ角度を備えた
   ベンド型に、加熱されて軟化した直管の中央部を当接さ
   せる工程と、前記直管のベンド型に当接していない部位
   であってベンド型に当接している面と反対の面に、一対
   の当て型を当接して直管を押圧し、直管を所期のベンド
   角以上に押し曲げ、冷却した後に脱型する工程を含むこ
   とを特徴とする樹脂製ベンド管の製造方法。