JPH10193452A - 樹脂製レジューサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小径管部の肉厚を縮径加工前に予め薄くしてお
くことによって、縮径加工後の小径管部の内周面に凹溝
部を生じることがなく、また縮径加工によって生じる残
留応力を無くすことにより、特に、熱を利用して接合す
る施工方法においても、加熱融着部分に変形を生じない
樹脂製レジューサの製造方法を提供する。 【解決手段】円筒状の樹脂製の原管１を加熱軟化させ、
大径管部５（２）から連続する小径管部６（３）を成形
する樹脂製レジューサの製造方法において、小径管部５
に成形される部分である原管１の端部３の内周面側を所
定肉厚ｔまで切削する工程と、端部３を縮径可能な温度
まで加熱する工程と、端部３を金型１１に穿設された通
孔１２の拡径部１３から連続する縮径部１４に強制的に
挿入することにより縮径し、小径管部６を成形する工程
とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大径管部と小径管
部とから構成される樹脂製レジューサの製造方法に係
り、特に、径が多段に成形（いわゆる多段落ち）される
樹脂製レジューサの製造方法に好適なものであって、長
期にわたって初期の寸法を維持し、また加熱融着されて
も変形することのない樹脂製レジューサの製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】大径管部と小径管部とから構成される樹
脂製レジューサの製造方法として、従来は、加熱軟化せ
しめた熱可塑性樹脂を所定の形状に加工された金属製金
型に圧入する方法と、熱可塑性樹脂製の原管から二次加
工する方法との２種類の方法が採用されていた。

【０００３】このうち、熱可塑性樹脂製の原管から二次
加工する方法は、図６に示すように、熱可塑性樹脂製の
原管５０の端部５１を加熱することにより軟化させた
後、その軟化させた端部５１を金型６０に穿設された通
孔６１の拡径部６２から連続する縮径部６３に強制的に
挿入することにより縮径し、小径管部５３を成形するも
のである。

【０００４】このとき、原管５０の端部５１は加熱され
て軟化しているため、金型６０の通孔６１に形成した縮
径部６３に強制的に挿入されると、絞り込まれて小径管
部５３が成形される。つまり、小径管部５３の肉厚は、
絞り込まれることによって大径管部５２の肉厚よりも厚
くなるとともに、長さも管軸方向に延びて増大すること
になる。また、小径管部５３は強制的に変形させて成形
されるため、内部応力が蓄えられた状態となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、熱可塑性
樹脂製の原管から二次加工する従来の方法では、小径管
部５３は、絞り込まれることによって肉厚の増大が多大
となるため、内周面側に均等に増肉されず、内周面側に
管軸方向に沿って深い凹溝部５４が何条にも発生すると
いった問題があった。なお、小径管部５３の外周面側に
おいては、金型６０の縮径部６３の内周面に圧接した状
態となるため、このような凹溝部５４は発生しない。

【０００６】また、縮径加工された小径管部５３の外周
面又は内周面を必要寸法だけ切削加工した樹脂製レジュ
ーサＲを用いて配管施工を行う場合、特に、熱を利用し
て接合する施工方法においては、樹脂製レジューサＲの
小径管部（縮径加工部分）５３に存在する残留応力によ
り、加熱された部分が縮径前の状態に戻ろうとする。そ
のため、図８に示すように、小径管部５３の端面５３ａ
に熱を加え溶融させて接合するバット融着においては、
溶融部と非溶融部との界面近傍に多大な応力が発生し、
融着界面近傍の管強度が低下するといった問題があっ
た。また、小径管部５３が加熱軟化される結果、残留応
力によって小径管部５３の端面５３ａの内周面の径と外
周面の径とが拡径され、接合される相手側のパイプ１０
０の端面１００ａとの形状が不一致となって段差が生じ
る。そのため、接合している部分の面積が小さくなっ
て、十分な接合強度が得られないといった問題があっ
た。

【０００７】また、図９に示すように、樹脂製レジュー
サＲをエレクトロフュージョン継手１１０によってパイ
プ１００に融着する場合、樹脂製レジューサＲの小径管
部５３と相手側のパイプ１００の端部とをエレクトロフ
ュージョン継手１１０に挿入した後、エレクトロフュー
ジョン継手１１０の加熱用配線１１１に通電して、エレ
クトロフュージョン継手１１０を溶融するとともに、熱
伝導により小径管部５３の外周面も溶融して、エレクト
ロフュージョン継手１１０と樹脂製レジューサＲの小径
管部５３とを接合する。このとき、小径管部５３に存在
する残留応力により、小径管部５３は縮径前の状態に戻
ろうとするが、小径管部５３の外周面はエレクトロフュ
ージョン継手１１０の内周面に圧接した状態となってい
るため、外周面側には膨張できず、内周面側に座屈（座
屈部分を符号５３ｂにより示す）して正常な接合状態を
得ることができないといった問題があった。

【０００８】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、小径管部の肉厚を縮径加
工前に予め薄くしておくことによって、縮径加工後の小
径管部の内周面に凹溝部を生じることがなく、また縮径
加工によって生じる残留応力を無くすことによって、特
に、熱を利用して接合する施工方法においても、加熱融
着部分に変形を生じない樹脂製レジューサの製造方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の樹脂製レジューサの製造方法は、円筒状の
樹脂製の原管を加熱軟化させ、大径管部から連続する小
径管部を成形する樹脂製レジューサの製造方法におい
て、小径管部に成形される部分である前記原管の端部の
内周面側又は外周面側を所定肉厚まで切削する工程と、
前記端部を縮径可能な温度まで加熱する工程と、前記端
部を金型に穿設された通孔の拡径部から連続する縮径部
に強制的に挿入することにより縮径し、小径管部を成形
する工程とを含むことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１１】図１は、本発明の樹脂製レジューサＲの製
造方法の一工程である縮径工程を示す原管及び金型の正
面より見た断面図、図２は、本発明の樹脂製レジューサ
の製造方法によって得られた樹脂製レジューサＲの断面
図、図３は、本発明の樹脂製レジューサの製造方法によ
って得られた樹脂製レジューサＲの底面図である。

【００１２】縮径工程では、通孔１２を穿設した金型１
１を使用する。通孔１２は、金型１１の表面側（図１で
は上方側）に形成した拡径部１３と、この拡径部１３か
ら連続して形成された縮径部１４とからなっている。拡
径部１３の内径は、製造する樹脂製レジューサＲの大径
管部５の外径と同一寸法とし、縮径部１４の内径は、製
造する樹脂製レジューサＲの小径管部６の外径とほぼ同
一寸法とする。また、金型１１の上方には、通孔１２と
対向して昇降動する重量物（又はプレス）２１を配置す
る。

【００１３】次に、このような装置によって中密度ガス
用ポリエチレン管の２００Ａ×１００Ａの樹脂製レジュ
ーサＲ（図２参照）を成形する方法について説明する。

【００１４】２００Ａ２号管を１００ＡＵ管に縮径加工
する際、２００Ａ２号管を所定の長さに切断し、この切
断した２００Ａ２号管（以下、原管という）１の一端
部、すなわち小径管部である１００Ａ管に縮径加工され
る部分３の内周面側又は外周面側（本実施形態では内周
面側としている）を切削して、１サイズ下の１５０Ａ２
管の肉厚ｔとする。また、１００Ａ側直管部長さが１２
０ｍｍ必要である場合、切削長さＬは、６０〜１２０ｍ
ｍ（本実施形態では１２０ｍｍ）とする。ただし、切削
長さＬは、縮径加工後、必要な１００Ａ側寸法に仕上げ
る際の切除長さにより増減する。

【００１５】次に、このような寸法に切削された原管１
の一端部（縮径加工部）３を加熱して軟化させる。合成
樹脂は融点以上の温度で加熱されると、一部の分子は固
体状態を維持するが、他の分子は液体状態に変化する。
分子が全て液体状態に変化すると、形を保たなくなるた
め、原管１の一端部３の加熱温度は融点温度の近辺まで
とする。中密度ガス用ポリエチレンの融点温度は１２５
℃であるので、この原管１の場合は約１２０℃まで加熱
する。加熱媒体としては、例えばグリセリン油を使用す
ることができる。

【００１６】次に、この加熱された原管１の一端部３
を、重量物（又はプレス）２１によって強制的に金型１
１の通孔１２内に挿入する。通孔１２は金型１１の表面
側に拡径部１３、裏面側に縮径部１４を形成したもので
あるから、図１に示すように、原管１の一端部３を拡径
部１３から挿入し、重量物（又はプレス）２１によって
強制的に押し下げると、加熱されていない原管１の他端
部２が金型１１の拡径部１３内に挿入され、加熱されて
軟化している原管１の一端部３が金型１１の縮径部１４
内に絞り込まれて、小径管部６が成形される。

【００１７】小径管部６は原管１の周方向Ｘ及び軸方向
Ｙに強制的に変形して成形されるが、一端部３は予め１
サイズ下の１５０Ａ２管の肉厚ｔに切削されているた
め、縮径しても肉厚の増大がそれほど大きくならないの
で、内周面側にほぼ均等に増肉され（他端部２とほぼ同
じ肉厚となる）、また小径管部６内に蓄えられる応力も
それほど大きなものではない。そのため、小径管部６の
内周面に管軸方向に沿って凹溝部（図７の凹溝部５４）
が発生することはない（図３参照）。

【００１８】次に、このようにして小径管部６が成形さ
れた原管１を、金型１１の通孔１２内に挿入したままで
再度加熱し、所定時間アニールして小径管部６に存在す
る残留応力を除去する。このときの加熱温度が高すぎる
と、小径管部６の表面部分のみが溶融状態となって、結
晶化の状態が外周面側と内周面側とで異なってしまうこ
とになり、逆に加熱温度が低すぎると、アニールの効果
を得るための時間が長く必要となって生産性が低下す
る。そこで、アニールするための加熱温度は、樹脂の劣
化などの危険性も考慮して、加工可能温度（１２０〜１
３０℃）よりも５〜１０℃高くする。

【００１９】加工可能温度（１２０〜１３０℃）より５
〜１０℃高い温度で小径管部６を加熱しても、加熱され
ていない大径管部５が金型１１の拡径部１３内に挿入さ
れたままであるから、小径管部６はその形状を維持する
ことができなくなるほど変形することはない。

【００２０】アニール完了後、金型１１に原管１を挿入
した状態で、図示しない冷却槽にて冷却し、冷却完了
後、金型１１より原管１を取り出す。

【００２１】最後に、小径管部６から過度に伸長した部
分を切除するとともに、小径管部６の外径及び肉厚を所
定寸法に仕上げて、図２に示すような樹脂製レジューサ
Ｒの成形を完了する。

【００２２】このようにして成形された樹脂製レジュー
サＲは、小径管部６が無理なく縮径され、残留応力がそ
れほど多くない状態で加熱された後アニールされて、内
部応力がほぼ完全に除去されているため、小径管部６の
寸法は測定誤差の範囲でしか変形しない。また、アニー
ル工程は、原管１を金型１１の通孔１２に挿入したまま
の状態で行われるので、アニールの際に原管１が変形を
起こすおそれもない。

【００２３】このように、所期の寸法を維持する樹脂製
レジューサＲは、図４に示すように、小径管部６の端面
６ａとパイプ１００の端面１００ａとを加熱して突き合
わせ、融着する。この小径管部６は内部応力が除去され
ているため、パイプ１００の端面１０ａと融着するため
に加熱しても、小径管部６の端面６ａが拡径することは
なく、接合される相手側のパイプ１００の端面１００ａ
との形状が一致することから、十分な接合強度が得られ
るものである。

【００２４】また、本発明の樹脂製レジューサＲとパイ
プ１００とを図５に示すように、エレクトロフュージョ
ン継手１１０によって加熱しても、小径管部６は内部応
力が除去されているため、小径管部６の内周面が膨れる
ことなくソケット融着することができるものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明の樹脂製レジューサの製造方法
は、円筒状の樹脂製の原管を加熱軟化させて、大径管部
とこれに連続する小径管部とを成形する樹脂製レジュー
サの製造方法において、小径管部に成形される部分であ
る原管の端部の内周面側又は外周面側を所定肉厚まで切
削する工程と、端部を縮径可能な温度まで加熱する工程
と、端部を金型に穿設された通孔の拡径部から連続する
縮径部に強制的に挿入することにより縮径し、小径管部
を成形する工程とを備えているので、縮径される小径管
部の内周面に凹溝部を生じることなく樹脂製レジューサ
を成形することができる。

【００２６】また、本発明の製造方法によって製造され
た樹脂製レジューサは、小径管部が無理なく縮径された
結果、内部応力がほぼ完全に除去されているため、この
小径管部の端面を他のパイプの端面と融着するために加
熱しても、小径管部が拡径することはない。そのため、
接合される相手側のパイプの端面との形状が一致するこ
とから、十分な接合強度が得られるものである。また、
本発明の製造方法によって製造された樹脂製レジューサ
の小径管部の端面と、相手側のパイプの端面とをエレク
トロフュージョン継手によって加熱しても、小径管部は
内部応力が除去されているため、小径管部の内周面が膨
れることなくソケット融着することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の樹脂製レジューサの製造方法の一工程
である縮径工程を示す原管及び金型を正面より見た断面
図である。

【図２】本発明の樹脂製レジューサの製造方法によって
得られた樹脂製レジューサの断面図である。

【図３】本発明の樹脂製レジューサの製造方法によって
得られた樹脂製レジューサの底面図である。

【図４】本発明の製造方法によって製造された樹脂製レ
ジューサの使用例を示す断面図である。

【図５】本発明の製造方法によって製造された樹脂製レ
ジューサの他の使用例を示す断面図である。

【図６】従来の樹脂製レジューサの製造方法の一工程で
ある縮径工程を示す原管及び金型を正面より見た断面図
である。

【図７】従来の樹脂製レジューサの製造方法によって製
造された樹脂製レジューサの底面図である。

【図８】従来の製造方法によって製造された樹脂製レジ
ューサの使用例を示す断面図である。

【図９】従来の製造方法によって製造された樹脂製レジ
ューサの他の使用例を示す断面図である。

【符号の説明】

Ｒ 樹脂製レジューサ １ 原管 ２ 他端部 ３ 一端部 ５ 大径管部 ６ 小径管部 １１ 金型 １２ 通孔 １３ 拡径部 １４ 縮径部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の樹脂製の原管を加熱軟化させ、
   大径管部から連続する小径管部を成形する樹脂製レジュ
   ーサの製造方法において、小径管部に成形される部分で
   ある前記原管の端部の内周面側又は外周面側を所定肉厚
   まで切削する工程と、前記端部を縮径可能な温度まで加
   熱する工程と、前記端部を金型に穿設された通孔の拡径
   部から連続する縮径部に強制的に挿入することにより縮
   径し、小径管部を成形する工程とを含むことを特徴とす
   る樹脂製レジューサの製造方法。