JPS582806B2 - 熱可塑性樹脂管内周壁へのリング植設方法及び金型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂管内周壁へのリング植設方法及び
その為に使用する金型の一例に関し、詳細には熱可塑性
樹脂管の管端受口部内周壁に、該受口部の内径よりも幾
分大きい外径を有するリングを植設する方法及び金型に
関するものである。

パイプ類の接合手段としては、従来種々の方法が研究さ
れており、長尺パイプの一端を拡径して受口とし、他端
はそのまま挿口としたいわゆる片受片挿パイプの場合に
おいても、受口部の２次成形に際して拡径部の一部に更
に拡大部を設け、該拡犬部に対応する内周面側の凹条溝
にパッキング類、たとえばシール用ゴム輪を装着し、こ
れによって水密性を付与すると共に、パッキング類の摩
擦力によるパイプの離脱防止を計る方法が知られている
。

ところで、これらの方法にあっては、パイプ類の接合を
行なう場合、内部溝にはあらかじめパッキング類を装着
し、次いでパイプ類の挿入接合が行なわれている。

しかしながら、挿入時の摩擦力によって、パッキング類
がころがり出す場合もあるので、安全且つ確実な接合を
阻害する恐れもあり、尚十分なものとは言い難い。

また、これらの拡大部は、通常２次成形によって設けら
れることが多いため、成形に際して特別の技術と相当な
熟練が要求されるにもかかわらず、当接拡犬部の肉厚は
非拡大部に比してなお薄肉化する傾向がある。

従って、拡大部は応力の集中を受け易《なって、パイプ
類の強度が低下傾向を示すばかりでなく、拡大部におけ
る剛性も低下し易い。

本発明者等は以上の如き欠点の改善に着眼し、種々工夫
を重ねた結果、ここに本発明を完成した。

即ち、本発明の目的は、パイプ類の挿入接合時にパッキ
ング類が所定位置からころがり出すのを可及的に予防し
得ると共に、拡大部における強度低下及び剛性低下の傾
向を可及的に抑制し、且つ強度及び剛性が増大されたよ
うなパイプ類を容易に且つ確実に整形し得るような方法
及び金型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方法とは可塑化状態に
ある熱可塑性樹脂管の端部内周壁にパッキング係合用の
リングを植設する方法であって、テーパコアのテーパ面
に沿う方向へ拡径する複数のセグメント群の訂面と端面
の各二部を切欠いた段部と、前記リングの端面に当接さ
れる係止而によって形成される環状溝にリングを収納保
持せしめ、該リングの外周面を前記環状溝より突出せし
めた状態において熱町塑性樹脂管を被装し、前記リング
が該管の内周面に植設固定された後、前記セグメント群
の縮径退避と脱型を行なうところに要旨が存在する。

またこの方法を適用できるリング植設用金型とは、可塑
化状態にある熱可塑性樹脂管の端部に挿入され、該管の
端部内周壁にパッキング係合用のリングを植設するリン
グ植設用金型であって、該金型は、テーパコアと、該テ
ーパコアのテーパ面に沿う方向へ拡縮径する複数のセグ
メント群と、前記リングの一方の端面に当接する係正面
とからなり、又前記セグメント群はその頂面と端面の各
一部を切欠いた段部な有し、前記セグメント群の拡径時
に該段部と前記係正面によって前記リングの収納部を形
成すると共に、前記収納部を構成する部材の最大外径が
前記リングの最大外径より小さくなる様に構成したこと
を要旨とするものである。

ところで、本発明のリング植設用金型におけるリングは
、前記金型のセグメント群に形成される段部にいったん
掛止められ、しかるのちセグメント群を拡径することに
よって金型外部に露出した状態のままで安定的に固定さ
れる。

従って、当該状態に維持された金型及びリング上へ軟化
された熱可塑性樹脂材祠を被覆し、当該材料の硬化後に
セグメント群を縮径すると、金型によるリングの固定状
態が解除される。

次に本発明の構成を更に詳細に述べる。

本発明のリング植設用金型は、可動部材及び非可動部材
からなるが、ここで「町動」とは金型内部における相対
的位置関係について意味するものである。

従って、「非可動部材」とは金型内部で与えられた固定
的位置を保持し得る部材を意味し、「可動部材」とは、
外力により移動もし《は変形し得る部材あるいは該部材
の移動もし《は変形に対応して移動もしくは変形し得る
部材を意味する。

従ってまた、可動部材と非可動部材の絶対的位置関係は
問わないものであり、たとえば管に対しリングを植設す
る場合において、金型そのものを所定位置に固定し、管
を移動するような構成、管を固定し金型そのものを管内
に挿入し、もしくは管外に抜去するように移動するよう
な構成、あるいは管と金型を共に移動するような構成は
、本発明を実施する者の自由に委ねられるところである
。

本発明における可動部材としては、まずテーパコアが挙
げられる。

テーパコアは金型内のほぼ中央部に配置され、外周面に
テーパが設げられる中空芯のリングであるが、中実のマ
ンドレル形式を採用し得ることは言うまでもない。

該テーパは、通常金型先端部方向に傾斜するように設け
られるが、場合によっては金型根元部方向に傾斜するよ
うに設けることも可能である。

尚、該テーパはテーハーコア外周の軸方向全幅にわたっ
て設ける必要はな《、又テーパの傾斜角度は全周にわた
って一定値に維持するのが望ましいが、特殊の用途の場
合には定距離間隔（円周上の）をおいて、傾斜角度を相
違させることも可能であり、更に必要であれば小角度部
分の傾斜角度を零とすることも可能である。

また、テーパコアの軸方向前後進運動は、通常金型外部
のピストン運動により与えられるが、その他適宜の運動
伝達機構が採用され得る。

尚、前記ピストンは、通常テーパコアの金型根元部にお
ける背面に連結されるが、ピストンは１本でよい。

本発明のテーパコアは、通常上記の如く構成され、中実
の場合は一体に成形し得るが、中空芯の場合は２乃至４
つ割り、もしくはそれ以上の構成部分に分割し、それら
全部もしくは一部のみを軸方向に前後進運動させ、ある
いはそれらの前後進運動を同時にもし《は経験時に適宜
の順序で行なわせることもできる。

次に本発明の他の可動部材としてセグメント群が挙げら
れる。

セグメント群は前記テーパコアのテーパ面に当接し、且
つテーパ面上を摺動し得るように形成されると共に、通
常数個乃至数十個に分割され、それらの各セグメントが
相隣接して当接されている時に、その外径は最も小さ《
なっている。

従って、前記テーパコアが前後進運動をすれば、セグメ
ントはテーパ面上を摺動するので、テーバ面を摺り上る
時には各セグメントの隣接関係を保持したままで離反さ
れ、各セグメントの外周曲線及び内周曲線を連結して形
成される円の外径及び内径が拡大され、またテーパ面を
摺り下る時にはセグメントが徐々に近接し、遂には各境
界面が当接され、前記円の外径及び内径が極小値になる
まで縮小される。

本発明の各セグメントは上記の如く構成されるので、外
面は一定の曲率を有する曲面であり、金型中心軸とは常
にで定距離を有するが、内面は一定の曲率な有すると共
に、テーパ面が設けられている。

また、各セグメントは全て同一〇形状とし、金型中心軸
に直角の断面において中心方向にわずか縮小された扇形
状に構成してもよいが、あるいは形状の異なった２群に
大別し、一方は前記扇形状、他方は中心方向に縮小され
ない矩形状又は逆台形状とし、これらを交互に配置され
るように構成することもできる。

またセグメントを２群に大別した場合は、たとえば次の
様に構成させることもできる。

即ち、テーパコア上を最高位置に摺り上った状態におい
て、各セグメントが互いに離反せず、隣接した個々のセ
グメントが当接するようにしておき、テーパコアのテー
パ角度を１つおきに大きさの異なるセグメントに対応さ
せて変化するように設けておく。

このようにすればテーパコアを軸方向に前後進運動させ
た時に、テーパの大きな部分に対応するセグメントが軸
心方向に摺動し、次いでテーパの小さな部分に対応する
セグメントが軸心方向に摺動する。

従って、セグメントの内面は、前記テーパコアのテーパ
面の形状に応じて種々設計変更すべき場合があるので、
必ずしも前記の如く形成されるべきものではなく、部分
的には変形し得ない様な部材を配置し、あるいは大きさ
の異なった部材を配列するのが好ましい場合もある。

尚、セグメントはテーパコアのテーバ面を摺り上る時に
は、強制的に外径及び内径が拡大されるが、テーパ面を
摺り下る時に外径及び内径が縮小され難い場合もあるの
で、セグメントには伸縮可能で復元力のあるゴムやバネ
を内蔵もし《は取付けるのが好ましいこともある。

これらのバネは、セグメントで形成される円の中心を通
して反対側に対峙するセグメント同士を緊着せしめるよ
うに取付けてもよいが、好まし《は輪状ゴムまたは輪状
バネを使用し、拡径時の伸びに対する復元力を利用して
、強制的にセグメントを復元縮小させるような構成が例
示される。

あるいは、セグメントとテーパリングの当接面をＴ形案
内溝とＴ形突起により係合させ、更にセグメントの背面
より外力を与えて強制的に軸心方向へ移動させることも
できる。

本発明において所望により設けられる他の可動部材の１
つは、垂直の係正面を有し且つ軸方向に前後進し得る係
正部材である。

当該係止部材は、本発明の金型の使用により植設される
べきリングの端面に当接し、熱可塑性樹脂材料の被覆時
におけるリングの揺動乃至摺動を抑制する必要がある場
合に特に有用であるが、当該係止部材は必ずしも可動部
材として構成する必要はなく、非可動部材として予めリ
ング掛止め位置に隣接した位置に固定しておいても、本
発明の目的は十分に達成し得る。

本発明において所望により設けられる更に他の可動部材
の１つは、熱可塑性樹脂管外周壁面整形用可動金型（以
下単に整形用金型という）である。

本発明の金型を使用して、熱可塑性樹脂管の内周壁にリ
ングが植設される場合は、通常いったん押出成形された
パイプを部分的に（通常、長尺管の管端部を）加熱軟化
し、当該パイプ中に本発明の金型を挿入することによっ
て行なわれる。

従って、軟化されたパイプは金型及び植設すべきリング
上を摺動するような結果となり、リングをのり越えたパ
イプは、リングを抱き込むような形で管先端部が再縮径
される。

しかしながら、樹脂材料自身の重みのため、金型下部で
は必ずしも所望形状にまで縮径されるとｋ堝らない。

小口径管にあっては、管材の冷却と共に自然に縮径傾向
がみられ特に不都合はないが、大口径管の場合には外力
により縮径を助けるようにした方が有利である。

また、リングをのり越えた管材は、リング部分において
自然に冷却縮径傾向を示し、リングの抱き込み状態（即
ち、管に対する植設状態）が増大されるが、よりすぐれ
た植設状態を得るためには、リングをのり越えることに
より生じる小隆起部の軸方向両端部に対して外力を加え
、隆起根部を圧縮するのが好ましい場合もある。

また、いったん押出成形されたパイプ類に対する２次成
形手段として、本発明の金型を使用する場合は、小隆起
といえども非隆起部に対して若干薄肉化せざるを得ない
ので、隆起根部を中心として小隆起部方向に外力を加え
れば、樹脂材料の圧縮によって小隆起部の薄肉化傾向を
抑制することも可能であり、更にはリングをのり越えた
部分における管材の外周壁面は必ずしも全周にわたって
統一されているとも限らないので、小隆起部近傍に外力
を加え、当該部分の形状を整えることも可能である。

本発明の成形用金型は、ここに述べた理由によって特に
有用とされる場合あるいはその他特殊の事情がある場合
に付加されるが、必ずしも必要なものではない。

しかして整形用金型としては、前述の如き理由から明ら
かな様に、種々の機構のものが採用され得る。

代表的な機構としては、本発明の金屋外部から中心軸方
向に対して可動であるような機構、本発明の金型外部に
おいて被覆された管材の外周壁に沿って中心軸と平行方
向に可動であるような機構、あるいはこれらを適宜に組
合わせたような構造等が例示される。

このような可動部材の移動乃至変形は、他の可動部材の
移動乃至変形と連動せしめ得ることは言うまでもない。

尚、整形用金型の内面と樹脂管の外周形状は必ずしも一
致されることが要請されず、たとえばリング植設部の両
側のみを圧縮整形するものであってもよい。

本発明の可動部材は、通常前記の如きものを包含するが
、この他本発明に悪影響を及ぼさず、あるいは種々改良
の目的で別の可動部材を設けることは、本発明の技術的
範囲を逸脱するものではない。

その様な可動部材としては、たとえばリングの固定動作
に関与しない部分たとえば長尺管におげろ管端の拡径部
が可動化されたもの等を挙げることができ、要は可動部
材の移動乃至変形によってリングが固定され、リングの
管材内周壁植設後再度移動乃至変形し、金型と管材の離
反を許し得るような構造は全て本発明の技術的範囲に属
する。

本発明の金型を使用することにより、管材内周壁に植設
されるリングの材質は特に限定されるものではな《、た
とえば鋼、合金等の金属あるいは熱硬化性樹脂等を例示
することができる。

また、これらのリングは管端部に対し１本設けるのみで
もよいが、所望により２本以上を設けることも可能であ
る。

尚、当該リングは管端部に植設された後、パイプ類の接
合操作を行なうにあじって、シール用ゴム輪の如きパッ
キング類をかみ合わせて使用されるものであるから、リ
ングの大きさ及び形状はパッキング類の係合、パイプの
挿入接合、パイプ類の補強に悪影響を及ぼさないもので
あれば、どのようなものを使用してもよい。

たとえばリングの断面形状としては矩形、円形、半円形
、楕円形などを例示することができ、それらは中空のも
のを使用しても差支えない。

従って、本発明の金型は、これらのリングを掛止め且つ
固定し得るようにリングの外形に応じた部分構造を採用
すればよい。

本発明の金型は上記の如く構成されるが、その構成及び
作用を実施例たる図面に基づいて説明すれば下記の通り
である。

第１図は、本発明の金型を使用して成形されるリングの
植設されたパイプ類に対して、ゴムリングを係合せしめ
た状態における部分断面図であって、殊に片受片挿パイ
プの場合を示すものである。

図中１はパイプ本体部、２は第１段拡大部、３は第２段
拡大部、４は小隆起部、５はリング、６はゴムリングで
ある。

第２〜６図は本発明の金型を使用して、いったん押出成
形されたパイプ類に対してリングを植設しようとする場
合の各工程の概略図を示す部分断面図または断面図であ
り、第７，８図は断面図な示す。

第２図は金型本体７、リング５、未変形状態のパイプ１
を準備した状態の概略部分断面図である。

図中、８はセグメントであり、変形前である。

９はテーパコア、１０は輪状バネ、１１及び１２は整形
用金型、１３はセグメントの段部である。

尚、本状態におげるＡ−Ａ線断面図は第７図に示す通り
である。

第３図はセグメントの段部１３にリング５を遊離可能に
掛止め、パイプ１と対向せしめた状態の概略断面図であ
る。

リング５の上端が、セグメントの段部１３内に掛止めら
れ、下端は非固定状態であることが理解される。

第４図はテーパコア９が図面上右方に摺動され、セグメ
ント８がその接する面上を摺動拡大し、リング５の上端
から下端に至る全周がセグメント段部１３によって押圧
固定され、パイプ１と対向せしめた状態の概略部分断面
図であり、リング５はセグメントの段部１３によって金
型の適所に安定的に固定される。

この場合、リング５が例えば楕円形になる等多少歪んで
いても、第８図（第４図のＢ−Ｂ線断面図）の如くセグ
メント８０周方向への均等な拡径によってリング５の真
円度は適正に矯正される。

またテーパコア９の摺動は図示されていないピストン等
の機構で行なうことが可能である。

輪状バネ１０ぱ、たとえば円状バネで形成され伸縮可能
であり、セグメント８の拡大変形に悪影響な与えない。

尚、本状態におげるＢ−Ｂ線断面図は第８図に示す通り
である。

第５図はこのように変形された金型上を加熱軟化された
パイプが摺動した状態を示すものであり、パイプ１は第
１段拡大部２、第２段拡大部３、小隆起部４と変形され
、小隆起部４に対応する内周面にはリング５が当接され
、管肉を隆起せしめている。

この後、あるいは同時に第６図に示す如く整形用金型１
１及び１２（好まし《は２つ乃至４つ割りである）を小
隆起部４方向へ移動させ、パイプ１を押圧しつつ外形を
整え、同時にリング５の植設を完了し、リング５とパイ
プ１との間隙を減少せしめると共に、小隆起部４の肉厚
減少傾向を抑制する。

この他、整形用金型１１及び１２の移動順序を変更し、
たとえばまず整形用金型１２を左方へ移動して小隆起部
４を押圧し、次いで整形用金型１１を右方へ移動せしめ
ると共に整形用金型１２を右方へ移動し、最後に整形用
金型１１を左方へ戻す方法、あるいは整形用金型１１を
予め右方へ移動した状態でパイプ１の摺動を行ない、同
時にパイプ１と平行せしめる如《に整形用金型１２を左
方へ移動し、最後に整形用金型１１を左方、整形用金型
１２を右方に夫々移動する方法等を採用することも可能
である。

かくしてリング５の植設が完了すれば、パイプ１を充分
に冷却し、整形用金型１１及び１２を当初の位置へ戻す
。

次いでテーパコア９を左方に移動すると、弾性を有する
輪状バネ１０の復元力によりセグメント８が縮小復元さ
れるので、金型７はパイプ１より容易に抜去し得る。

またパイプ１の抜き出し時期はセグメント８の縮小復元
と同時であってもよく、特に限定するものではない。

以上の実施例は、片受片挿パイプの受口部における成形
に供される金型を示したものであるが、カラー継手の成
形に供される金型も若干の設計変更を伴なって提供され
る。

また、前記実施例は、単に代表的実施態様を図示したに
止まるものであつで、この他種々変形改良された実施態
様を採用し得ることは言うまでもない。

本発明は上記の如く構成されるので、挿入接合時の摩擦
力、使用時の水圧等によっても、パッキング類の離脱が
防止され、且つ管端部の強度及び剛性の増大されたパイ
プ類、即ち内周壁に真円度の高いリングの植設されたパ
イプ類を極めて容易且つ確実に成形し得ることとなった
のであり、本発明に係る金型の産業上における利用価値
は極めて高いものがある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の金型の実施例を示すものであって、第１
図は該金型の使用により成形されたパイプの使用状態に
おげろ部分断面図、第２〜８図は該金型の使用工程を示
す概略部分断面又は断面図、第７，８は各々ｌ−Ａ線、
Ｂ−Ｂ線、におげる断面図である。 １・・・・・・パイプ、４・・・・・・小隆起部、５・
・・・・・リング、６・・・・・・ゴムリング、７・・
・・・・金型、８・・・・・・セグメント、９・・・・
・・テーパコア、１０・・・・・・輪状バネ、１１，１
２・・・・・・整形用金型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可塑化状態にある熱可塑性樹脂管の端部内周壁にパ
   ッキング係合用のリングを植設する方法であって、テー
   パコアのテーパ面に沿う方向へ拡径する複数のセグメン
   ト群の頂面と端面の各一部を切欠いた段部と、前記リン
   グの端面に当接される係止面によって形成される環状溝
   にリングを収納保持せしめ、該リングの外周面を前記環
   状溝より突出せしめた状態において熱可塑性樹脂管を被
   装し、前記リングが該管の内周面に植設固定された後、
   前記セグメント群の縮径退避と脱型を行なうことを特徴
   とする熱可塑性樹脂管内周壁へのリング植設方法。 ２ 可塑化状態にある熱可塑性樹脂管の端部に挿入され
   、該管の端部内周壁にパッキング係会用のリングを植設
   するリング植設用金型であって、該金型はテープコアと
   、該テーパコアのテーパ面に沿う方向へ拡縮径する複数
   のセグメント群と、前記リングの一方の端面に当接する
   係正面とからなり、又前記セグメント群はその頂面と端
   面の各一部を切欠いた段部を有し、前記セグメント群の
   拡径時に該段部と前記係正面によって前記リングの収納
   部を形成すると共に、前記収納部を構成する部材の最大
   外径が前記リングの最大外径より小さくなる様に構成し
   たことを特徴とする熱可塑性樹脂管内周壁へのリング植
   設用金型。