JP2608769B2 - 合成樹脂螺旋管の製造方法とこの方法に使用する屈曲成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば地中に埋設して使用されるコルゲー
ト管のように、外周面に螺旋突条が形成された合成樹脂
管の製造方法と、この方法に使用される帯状合成樹脂材
の屈曲成形装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来からこの種の合成樹脂管を製造するには、例え
ば、仮装円柱上に数本の成形用回転軸を配設して、該成
形用回転軸の一端部を基台に片持状に軸架すると共に、
各回転軸を駆動手段に連結し、且つこの成形用回転軸を
前記仮装円柱の軸芯に対してやや周方向に傾斜させた状
態にし、管成形時には、成形後に螺旋状の補強条となる
中空突条部分と管内周壁となる板状部分とを有する半溶
融状態の帯状成形材を成形用ダイから押し出して、該帯
状成形材を各成形軸上間に亘るように螺旋状に巻き付け
ると共に、この巻き付け時に成形材の一側縁部と隣り合
う他側縁部とを順次重合溶着させて成形軸を回転駆動さ
せながら外周面に中空突条を螺旋状に設けた合成樹脂管
を連続成形していく方法が採用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この方法によると、成形用ダイにより
予め、成形後に螺旋状の補強条となる中空突条部分と管
内周壁となる板状部分とを有する半溶融状態の帯状成形
材を押し出して、成形用回転軸に高速で螺旋状に巻回す
るものであるから、半溶融状態の帯状成形材が引張り等
によって変形する虞れがあると共に巻回中に型崩れが生
じ、従って、この帯状成形材によって形成される螺旋状
中空突条の形状や厚み等が不均一となる。

さらに、成形用回転軸上で半溶融状態の成形材をその
一側縁部と隣り合う他側縁部とを順次重合溶着させるも
のであるから、重合させたのち、一定の温度にまで冷却
して溶着一体化するまでには比較的時間がかかり、その
間にズレや変形が生じて整然とした形状の管体をえるこ
とができず、製品価値が低下するという問題点があっ
た。

本発明はこのような問題点を解消するために創案され
たものであり、螺旋突条の形状や肉厚が一定化された高
精度の合成樹脂螺旋管を効率良く製造できる方法及びこ
の方法に使用する帯状合成樹脂材の屈曲成形装置を提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の合成樹脂螺旋管
の製造方法は、半溶融状態の帯状合成樹脂材を、水槽内
に配設した外周縁が成形用回転軸よりも大径の円弧状に
彎曲した成形面に形成している成形板に向かって供給し
てこの成形板の成形面に被覆させながら該成形面に沿っ
て移動させることにより、形成すべき合成樹脂螺旋管の
彎曲方向に連続的に屈曲させると共に、両端に水平縁部
を有し且つ上部が開口した断面Ｕ字状ないしＶ字状の基
体部からなる突条材に成形し、この突条材を水槽内を通
過中に該合成樹脂材の軟化温度よりもやや低い温度に冷
却したのち、成形用回転軸に、隣接する突条材の一側水
平縁部と他側水平縁部とが重合するべく連続供給して該
成形用回転軸上に螺旋状に巻回すると共に隣接する突条
材の重合された水平縁部の対向側部間に半溶融状態の合
成樹脂材を介在させることによってこの合成樹脂材によ
り一体化させながら螺旋突条を形成していくことを特徴
とするものである。

この製造方法において、突条材の対向側部間に介在さ
せる半溶融状態の合成樹脂材としては、該突条材の幅よ
りも大きい幅を有する帯状合成樹脂材であってもよく、
紐状ないしは細紐帯状の合成樹脂材であってもよい。

又、突条材に形成する帯条合成樹脂材の屈曲成形装置
としては、成形用回転軸の突条材巻込始端部側の下方
に、外周縁が成形用回転軸よりも大径の円弧状に彎曲し
た成形面とされ、且つ該成形面の断面がＵ字状ないしは
Ｖ字状に形成されると共に、該成形用回転軸の外周に沿
う方向に円弧状に彎曲してなる成形板を配設し、該成形
板の基端側を帯状合成樹脂材の導入側に指向させると共
に、先端側を成形用回転軸に供給される隣接する突条材
の一側水平縁部と他側水平縁部とが重合するように成形
用回転軸の外周面に対して接線方向に臨ませ、さらに、
この成形板の成形面上を移動する突条材の冷却手段とし
て成形板の成形面を投入させた水槽を配設してなること
を特徴とするものである。

この屈曲成形装置において、成形用回転軸に近接する
成形板の先端部に、突条材を摺接案内する彎曲面が該成
形板の曲げ半径よりも小さく形成された調整板を配設し
てもよく、さらに、この調整板に適宜な加熱機構を内蔵
させておいてもよい。

〔作用〕

半溶融状態の帯状合成樹脂材を成形用回転軸に螺旋状
に巻回させる前に、水槽内に配設した外周縁が成形用回
転軸よりも大径の円弧状に彎曲した成形面に形成してい
る成形板に向かって供給してこの成形板の成形面に被覆
させながら該成形面に沿って移動させることにより、形
成すべき合成樹脂螺旋管の彎曲方向に連続的に屈曲させ
ると共に、両端に水平縁部を有し且つ上部が開口した断
面Ｕ字状ないしＶ字状の基体部からなる突条材に成形
し、この突条材を水槽内に通過中に該合成樹脂材の軟化
温度よりもやや低い温度に冷却させるものであるから、
突条材は内外面から冷却水により効率よく均一に冷却さ
れ、突条材が変形する虞れのない安定した形状を維持し
ながら成形用回転軸に供給されると共にその供給時に適
度に彎曲しているので、成形用回転軸上に対する巻回が
容易且つ円滑に行え、さらに、成形用回転軸上で螺旋状
に巻回して隣接する突条材の対向側部間に半溶融状態の
合成樹脂材を介在させた際に、この半溶融状態の合成樹
脂材が突条材によって冷却作用を受けて硬化が促進さ
れ、該合成樹脂材を介して突条材間を直ちに一体化させ
ながら螺旋突条を形成していくものである。

この時、突条材の対向側部間に介在させる半溶融状態
の合成樹脂材として、該突条材の幅よりも大きい幅を有
する帯状合成樹脂材を使用すると、該帯状合成樹脂材が
内管となる二重管を製造することができ、紐状ないしは
細幅帯状の合成樹脂材を使用すると、突条材の内面が管
の内壁面となる合成樹脂螺旋管を製造することができ
る。

又、半溶融状態の帯状合成樹脂材を上記のような突条
材に屈曲成形するには、水槽内に配設した外周縁が成形
用回転軸よりも大径の円弧状に彎曲した成形面に形成し
ている成形板の成形面に該帯状合成樹脂材を被覆させな
がら該成形面に沿って移動させることによって行われ、
突条材はこの成形板の通過中に、外面は勿論のこと、基
体部が上部が開口した断面Ｕ字状ないしＶ字状であるの
で、該開口部を通じて冷却水により内面も外面と同様に
効率よく冷却されて該成形板の先端から成形用回転軸へ
と供給される。

この際、成形板の先端部に、突条材を摺接案内する彎
曲面が該成形板の曲げ半径よりも小さく形成された調整
板を配設しておくことによって成形板から成形用回転軸
への突条材の巻付けが一層円滑に行われ、又、この調整
板に適宜な加熱機構を内蔵させておくことによって、突
条材を巻回や溶着に最適な温度に調整したのち成形回転
軸に供給することができる。

〔実 施 例〕

本発明の実施例を図面について説明すると、（１）は
成形用回転軸で、複数本の円筒状軸（1a）（1a）・・・
（1a）を同心円上に所定間隔ごとに配設してこれらの円
筒状軸（1a）の一端部側を機枠（16）に回転自在に支持
させると共に適宜な回転駆動機構（図示せず）を介して
同一方向に一斉に回転させられるように構成してなるも
のである。

なお、成形用回転軸（１）を構成するこれらの複数本
の円筒状軸（1a）は、中心に配した軸（２）にその両端
部をリンク（３）（４）を介して支持させ、このリンク
（３）（４）を軸（２）を支点として適宜な機構を介し
回動させることにより成形回転軸（１）の径を形成すべ
き合成樹脂螺旋管Ｂの径に応じて拡縮させるように構成
しておいてもよく、又、成形用回転軸（１）を一本の回
転軸によって形成するか、或いは表面に多数個の回転ロ
ーラを巻取り方向に並列させた状態に設けた軸体より構
成したものであってもよい。

（５）は成形用回転軸（１）の巻取り始端部側の下方
に配設した屈曲成形装置を構成する成形板で、一部を切
欠除去したドーナツ形状に形成され、その切欠一端部を
この端部に対して接線方向の斜め上方に配設した帯状合
成樹脂材（A₁）の押出成形手段のノズル（６）に指向さ
せると共に切欠他端部を成形用回転軸（１）の外周面に
対して接線方向に臨ませた状態にして機枠（16）等に固
定されてある。

この成形板（５）の外周縁は、成形用回転軸（１）よ
りも大径の円弧状に彎曲していると共にその両側面を適
宜幅だけ切除して一定幅と一定高さを有する断面Ｕ字状
の成形面（７）に形成されてあり、さらに周方向に適宜
間隔毎に、この成形面（７）の外周端面から成形面
（７）の高さよりも大きく切除した切欠部（８）を設け
てある。

（９）は成形板（５）の切欠他端部、即ち、先端部に
装着した調整板で、厚さが成形板（５）の成形面（７）
の厚みに等しく形成されてあり、その外周面側を成形板
（５）の成形面（７）に連なる下端から成形用回転軸
（１）の外周面に近接する上端に向かって徐々に成形面
（７）の外径から成形用回転軸（１）の外径近くにまで
変化する彎曲面（10）に形成されてある。

この調整板（９）は下端部を成形板（５）の端部に穿
設した嵌合溝部（11）に嵌合して着脱自在に取付けられ
てあり、形成すべき合成樹脂螺旋管（Ｂ）の径、即ち、
成形用回転軸（１）の径に応じた彎曲面（10）を有する
別な調整板と取り替え可能となっている。

（12）はこの調整板（９）に内蔵したヒータ等の加熱
機構である。なお、このような加熱手段としては、外部
からの温風の吹きつけ等を採用してもよい。

（13）は成形板（５）の両端部以外の部分を没入させ
た水槽で、成形板（５）の成形面（７）を摺動する帯状
合成樹脂材（A₁）で形成した突条材（A₂）を冷却するも
のである。

（14）は成形用回転軸（１）に半溶融状態の合成樹脂
材（Ｃ）を供給するための押出成形手段のノズルであ
る。

このように構成した装置を使用して合成樹脂螺旋管
（Ｂ）を製造するには、ノズル（６）から成形板（５）
の成形面（７）の幅よりも幅広い一定幅を有する平帯状
合成樹脂材（A₁）を平帯のまゝ、或いは成形板（５）の
成形面（７）に沿う形状にして押し出しながら、該帯状
合成樹脂材（A₁）を成形板（５）の成形用回転軸よりも
大径の円弧状に彎曲した成形面に被覆させながら該成形
面に沿って移動させることにより突条材（A₂）に成形
し、この突条材（A₂）を該成形板（５）から成形用回転
軸（１）にこの成形用回転軸（１）の回転によって螺旋
状に巻回させていくことにより製造されるものである
が、この製造方法を以下に詳しく述べる。

まずノズル（６）から例えば、ポリエチレン樹脂、ポ
リプロピレン樹脂等のポリオレフィン系の硬質合成樹脂
からなる半溶融状態の帯状合成樹脂材（A₁）を成形材
（５）の成形面（７）に供給すると、該帯状合成樹脂材
（A₁）が成形板（５）の成形面（７）を被覆しながら、
成形面（７）によりその形状を保持されつつ移動する。

この時、帯状合成樹脂材（A₁）が平帯状態のまゝ成形
板（５）に供給する場合には、成形板（５）の成形面
（７）にローラ（図示せず）を対応させて配設してお
き、このローラで帯状合成樹脂材（A₁）を屈曲させて成
形面（７）の端面から両側面に押し付けながら成形すれ
ばよいが、予め、ノズル（６）によって帯状合成樹脂材
（A₁）を成形板（５）の成形面（７）に沿う形状として
押し出しながら、成形面（７）に供給する方が望まし
い。

こうして成形板（５）の成形面（７）に供給される帯
状合成樹脂材（A₁）は、その両側縁部が成形面（７）と
成形板（５）の外周端間で形成された段周部（15）に摺
接して水平縁部（a₁）（a₂）となった断面Ｕ字状の突条
材（A₂）に成形、保持されると共にこの突条材（A₂）が
成形面（７）に摺動しながら水槽（13）中を通過して調
整板（９）に至る。この間に、水槽内の冷却水によっ
て、突条材（A₂）は外面は勿論のこと、内面を基体部の
開口部を通じて、その樹脂の軟化温度よりもやや低い温
度に冷却され、その形状を保持すると共に成形面（７）
に沿って長さ方向に彎曲した状態に形成される。

この際、成形板（５）の外周部複数個所に設けた切欠
部（８）によって基体部の開口部を通じて突条材（A₂）
がその内面側からも冷却され、全長に亘って均一且つ迅
速な冷却作用を受けて調整板（９）に達する。

さらに、この調整板（９）の彎曲面（10）を突条材
（A₂）が通過中に、該突条材（A₂）がさらに形崩れが生
じることなく彎曲させられると共に加熱機構（12）によ
って軟化温度よりやゝ低い一定の温度に正確に調整され
たのち、成形用回転軸（１）に螺旋状に巻き取られる。

成形用回転軸（１）上においては、先行する突条材
（A₂）の一側水平縁部（a₁）上に次に巻回する突条材
（A₂）の他側水平縁部（a₂）が重合するように螺旋状に
巻き付けられるものであるが、この時、ノズル（14）か
ら半溶融状態の合成樹脂材（Ｃ）がこれらの水平縁部
（a₁）（a₂）間に供給され、水平縁部（a₁）（a₂）によ
ってサンドイッチ状に挟まれた状態で溶着、一体化しな
がら螺旋状に巻回していく。

この時、半溶融状態の合成樹脂材（Ｃ）が水平縁部
（a₁）（a₂）材によって冷却作用を受けて硬化が促進さ
れ、前記溶着、一体化が短時間で急速に行われて突条材
（A₂）により螺旋突条（A3）を形成しながら合成樹脂螺
旋管（Ｂ）が連続的に製造されるものである。

この製造方法において、上記半溶融状態の合成樹脂材
（Ｃ）として突条材（A₂）の水平縁部（a₁）（a₂）間の
幅よりもやや大なる幅を有する平帯状のものをノズル
（14）から押し出し、第３図に示すように、該半溶融状
態の合成樹脂材（Ｃ）の一側縁部を先行する突条材
（A₂）の一側水平縁部（a₁）と次に巻回する突条材
（A₂）の他側水平縁部（a₂）間に挟着一体化させると共
に他側縁部上に該突条材（A₂）の一側水平縁部（a₁）を
重合溶着させれば、成形用回転軸（１）上に螺旋状に巻
回するこの平帯状合成樹脂材（Ｃ）によって合成樹脂螺
旋管（Ｂ）の平坦な内周壁面が形成された二重管を得る
ことができる。

又、上記半溶融状態の合成樹脂材（Ｃ）として突条材
（A₂）の水平縁部（a₁）（a₂）の幅に略等しい紐状のも
のをノズル（14）から押し出し、第４図に示すように、
該紐状合成樹脂材（Ｃ）を先行する突条材（A₂）の一側
水平縁部（a₁）と次に巻回する突条材（A₂）の他側水平
縁部（a₂）間に挟着一体化させれば、突条材（A₂）によ
って形成される螺旋突条（A3）の内面が管の内壁面とな
った単管が製造される。

なお、ノズル（14）から押し出される合成樹脂材
（Ｃ）は、突条材（A₂）と同一合成樹脂材であっても、
異質の合成樹脂材であってもよい。

又、上記実施例における成形板（５）の成形面（７）
は、成形板（５）の外周端面によって形成したが、第７
図及び第８図に示すように、成形板（５）の円弧状外周
部に適宜間隔毎に円形ロール（17）（17）・・・（17）
を回転自在に軸支し、これらのロール（17）の周面及び
両側面によって上記と同様な突条材（A₂）の成形面
（７）に形成すると共に軸（18）によって突条材（A₂）
の水平縁部（a₁）（a₂）を形成させるようにしてもよ
い。この場合、調整板（９）はロール（17）の延長上に
配設されるのは勿論である。又、円形ロール（17）（1
7）・・・（17）の両側部を小径に形成してその外周面
で突条材（A₂）の水平縁部（a₁）（a₂）を形成させるよ
うにしてもよい。

さらに、このような成形板（５）の成形面を断面Ｕ字
状に形成しているが、このような断面形状以外のＶ字状
等の適宜な山形形状に形成しておけばよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の合成樹脂管の製造方法によれ
ば、半溶融状態の帯状合成樹脂材を成形用回転軸に螺旋
状に巻回させる前に、水槽内に配設した外周縁が成形用
回転軸よりも大径の円弧状に彎曲した成形面に形成して
いる成形板に向かって供給してこの成形板の成形面に被
覆させながら該成形面に沿って移動させることにより、
形成すべき合成樹脂螺旋管の彎曲方向に連続的に屈曲さ
せると共に、両端に水平縁部を有し且つ上部が開口した
断面Ｕ字状ないしＶ字状の基体部からなる突条材に成形
し、この突条材を水槽内を通過中に該合成樹脂材の軟化
温度よりもやや低い温度に冷却するものであるから、突
条材の外面は勿論のこと、内面も基体部に設けられた開
口部を通じて冷却水により効率よく冷却されて、突条材
は全体として均一に冷却され、突条材が変形する虞れの
ない安定した形状で且つその肉厚を一体化した状態に保
持しながら成形用回転軸に供給することができ、その供
給時に適度に彎曲しているので、成形用回転軸上に対す
る巻回が容易且つ円滑に行えるものであり、さらに、成
形用回転軸上で螺旋状に巻回して隣接する突条材の対向
側部間に半溶融状態の合成樹脂材を介在させた際に、こ
の半溶融状態の合成樹脂材が突条材によって冷却作用を
受けて硬化が促進され、該合成樹脂材を介して突条材間
が直ちに溶着一体化して突条材による螺旋突条が整然と
形成することができ、精度のよい合成樹脂螺旋間を能率
よく製造することができるものである。

さらに、突条材の対向側部間に介在させる半溶融状態
の合成樹脂材として、該突条材の幅よりも大きい幅を有
する帯条合成樹脂材を使用すると、該帯状合成樹脂材が
内管となる二重管を製造することができ、紐状ないしは
細幅帯状の合成樹脂材を使用すると、突条材の内面が管
の内壁面となる合成樹脂螺旋管を製造することができ
る。

又、半溶融状態の帯状合成樹脂材を上記のような突条
材に屈曲成形する装置としては、成形用回転軸の突条材
巻込始端部側の下方に、外周縁の一部が成形用回転軸よ
りも大径の円弧状に彎曲した成形面とされ、且つ該成形
面の断面がＵ字状ないしはＶ字状に形成されると共に、
該成形用回転軸の外周に沿う方向に円弧状に彎曲してな
る成形板を配設し、該成形板の基端側を帯状合成樹脂材
の導入側に指向させると共に、先端側を成形用回転軸に
供給される隣接する突条材の一側水平縁部と他側水平縁
部とが重合するように成形用回転軸の外周面に対して接
線方向に臨ませ、さらに、この成形板の成形面上を移動
する突条材の冷却手段として成形板の成形面を没入させ
た水槽を配設してなるものであるから、この成形板の成
形面によって半溶融状態の帯状合成樹脂材を正確な形状
の突条材に成形すると共に内外面から冷却水により効率
よく均一に冷却しつつ適度に彎曲させながらその先端か
ら成形用回転軸に円滑に導入させることができるもので
ある。

さらに、この成形板によって成形される突条材は、成
形板を通過中に水槽からなる冷却手段によって適度に硬
化させられて、形崩れの発生をなくすることができると
共に、上記した成形用回転軸上でを溶着一体化を促進さ
せることができる。

この際、成形板の先端部に、突条材を摺接案内する彎
曲面が該成形板の曲げ半径よりも小さく形成された調整
板を配設しておくことによって成形板から成形用回転軸
への突条材の巻付けが一層円滑に行われ、又、この調整
板に適宜な加熱機構を内蔵させておくことによって、突
条材を巻回や溶着に最適な温度に調整したのち成形用回
転軸に供給することができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は製造装置
の簡略平面図、第２図は簡略正面図、第３図は成形用回
転軸上で製造される合成樹脂螺旋管の一部断面図、第４
図はその別な構造の合成樹脂螺旋管の一部断面図、第５
図は屈曲成形装置の正面図、第６図はその側面図、第７
図は屈曲成形装置の別な例を示す正面図、第８図はその
側面図である。 （１）……成形用回転軸、（５）……成形板、（６）…
…ノズル、（７）……成形面、（９）……調整板、（1
0）……彎曲面、（12）……加熱機構、（13）……水
槽、（14）……ノズル、（A₁）……帯状合成樹脂材、
（A₂）……突条材、（Ｂ）……合成樹脂螺旋管、（Ｃ）
……合成樹脂材、（a₁）（a₂）……水平縁部。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半溶融状態の帯状合成樹脂材を、水槽内に
   配設した外周縁が成形用回転軸よりも大径の円弧状に彎
   曲した成形面に形成している成形板に向かって供給して
   この成形板の成形面に被覆させながら該成形面に沿って
   移動させることにより、形成すべき合成樹脂螺旋管の彎
   曲方向に連続的に屈曲させると共に、両端に水平縁部を
   有し且つ上部が開口した断面Ｕ字状ないしＶ字状の基体
   部からなる突条材に成形し、この突条材を水槽内を通過
   中に該合成樹脂材の軟化温度よりもやや低い温度に冷却
   したのち、成形用回転軸に、隣接する突条材の一側水平
   縁部と他端水平縁部とが重合するべく連続供給して該成
   形用回転軸上に螺旋状に巻回すると共に隣接する突条材
   の重合された水平縁部の対向側部間に半溶融状態の合成
   樹脂材を介在させることによってこの合成樹脂材により
   一体化させながら螺旋突条を形成していくことを特徴と
   する合成樹脂螺旋管の製造方法。
2. 【請求項２】突条材の対向側部間に介在させる半溶融状
   態の合成樹脂材は、該突条材の幅よりも大きい幅を有す
   る帯状合成樹脂材であって、この帯状合成樹脂材により
   管の内壁を形成することを特徴とする請求項記載の合
   成樹脂螺旋管の製造方法。
3. 【請求項３】突条材の対向側部間に介在させる半溶融状
   態の合成樹脂材は、紐状ないしは細幅帯状の合成樹脂材
   であって、この合成樹脂材を管の内面側に露出させるこ
   となく突条材の内面を管の内壁面とすることを特徴とす
   る請求項記載の合成樹脂螺旋管の製造方法。
4. 【請求項４】成形用回転軸の突条材巻込始端部側の下方
   に、外周縁が成形用回転軸よりも大径の円弧状に彎曲し
   た成形面とされ、且つ該成形面の断面がＵ字状ないしは
   Ｖ字状に形成されると共に、該成形用回転軸の外周に沿
   う方向に円弧状に彎曲してなる成形板を配設し、該成形
   板の基端側を帯状合成樹脂材の導入側に指向させると共
   に、先端側を成形用回転軸に供給される隣接する突条材
   の一側水平縁部と他側水平縁部とが重合するように成形
   用回転軸の外周面に対して接線方向に臨ませ、さらに、
   この成形板の成形面上を移動する突条材の冷却手段とし
   て成形板の成形面を突入させた水槽を配設してなること
   を特徴とする帯状合成樹脂材の屈曲成形装置。
5. 【請求項５】成形用回転軸に近接する成形板の先端部
   に、突条材を摺接案内する彎曲面が該成形板の曲げ半径
   よりも小さく形成された調整板を配設したことを特徴と
   する請求項記載の帯状合成樹脂材の屈曲成形装置。
6. 【請求項６】調整板に適宜な加熱機構を内蔵させている
   請求項記載の帯状合成樹脂材の屈曲成形装置。