(57)【要約】【課題】ＦＲＰＭ管やＦＲＰ管等の管における挿口を、未熟練者であっても精度良く短時間で形成可能にする。【解決手段】管１０を好ましくは第１レーザー測定器２１に対して相対回転させながら、第１レーザー測定器２１によって管１０の平均外径φ１０を測定する。挿口１３の目標外径φ１３と前記平均外径φ１０とから管端部１０ｅの所要削り量ｄ０を算出する。さらに管１０を工具位置に対して相対回転させながら、工具位置に設けた工具３３によって管端部１０ｅを削る。第２レーザー測定器３１によって削り量を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体管部と、前記本体管部より一方側の管端部に形成されて相手管の受口に挿し込まれる挿口とを備えた管を製造する管製造方法であって、
前記本体管部から前記管端部まで一様な円形断面に成形された管の外径を第１レーザー測定器によって測定する工程と、
前記挿口の目標外径と前記第１レーザー測定器による測定外径とから前記管端部の所要削り量を算出する工程と、
前記管を工具位置に対して相対回転させながら、前記工具位置に配置した工具によって前記管端部を削る工程と、
第２レーザー測定器によって削り量を測定する工程と
を備えたことを特徴とする管製造方法。
【請求項２】
前記外径の測定工程では、前記管を第１レーザー測定器に対して相対回転させながら、前記第１レーザー測定器によって前記管の平均外径を測定することを特徴とする請求項１に記載の管製造方法。
【請求項３】
前記管端部を削るのと併行して、前記第２レーザー測定器によって削り量を測定することを特徴とする請求項１又は２に記載の管製造方法。
【請求項４】
前記第１レーザー測定器による測定外径を管理端末に記憶する工程と、
前記算出時に前記管理端末から前記測定外径の記憶データを読み出す工程と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の管製造方法。
【請求項５】
本体管部と、前記本体管部より一方側の管端部に形成されて相手管の受口に挿し込まれる挿口とを備えた管を製造する管製造装置であって、
前記本体管部から前記管端部まで一様な円形断面に成形された管の外径をレーザーによって測定する第１レーザー測定器を含む外径測定部と、
前記挿口の目標外径と前記第１レーザー測定器による測定外径から前記管端部の所要削り量を算出する算出部と、
前記管を工具位置に対して相対回転可能に保持する管保持手段と、
前記工具位置に配置されて前記管端部を削る研削手段と、
前記管端部の削り量をレーザーによって測定する第２レーザー測定器を含む削り量測定部と
を備えたことを特徴とする管製造装置。
【請求項６】
前記第１レーザー測定器による測定外径を記憶する記憶部、及び前記算出時に前記測定外径の記憶データを読み出す読出部を含む管理端末を、更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の管製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば強化プラスチック複合管（以下「ＦＲＰＭ管と称す」）や強化プラスチック管（以下「ＦＲＰ管」と称す）等の、強化繊維を含有する硬質樹脂管、コンクリート管その他の管を製造する方法及び装置に関し、特に管端部に挿口を形成する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲＰＭ管やＦＲＰ管等の硬質樹脂管は、例えば下水道管渠、農業用水路、工業用水路、発電用導水路などを構成する管体として広く適用されている。硬質樹脂管の一方側の管端部には挿口が形成され、反対側の管端部には受口が形成されている。挿口が相手管の受口に挿し込まれることで延伸される。
【０００３】
硬質樹脂管を製造する際は、まず該硬質樹脂管の本体管部から挿口側の管端部まで一様な外径の円筒状に成形する。その後、管端部の外周面を削って小径にすることによって挿口を形成する。挿口は、受口との嵌め合いの必要から外径の公差（バラツキ許容範囲）が小さい。これに対し、本体管部の外径の公差（バラツキ）は比較的大きい。したがって、挿口を形成する前の管端部においても、外径のバラツキが比較的大きい。このため、削り量が１本ごとに異なる。
【０００４】
前記挿口を形成する際は、先ず大まかな研削時間を設定して管端部を研削する。前記研削時間の経過後、複層断面構造の硬質樹脂管の場合は目視や手触りで管端部の表面に現れた層を確認する。それに基づいて残りの研削時間を設定して再度研削する。場合によっては目視・手触りによる確認、研削時間設定、研削実行を数回繰り返す。最後に円周尺で挿口の外径を測定し、公差に収まっているかを確認する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６２−２１６１８号公報
【特許文献２】特開２０００−１８０１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
経験が浅い作業者においては、削り量の判断及び確認に時間を要し、決められたタクトタイム内に仕上げるのが容易でなかった。特に目視や手触りによる確認作業や円周尺による測定作業は十分な経験や熟練度が無いと困難であった。
本発明は、前記事情に鑑み、外径にバラツキのある硬質樹脂管その他の管における挿口を、未熟練者であっても精度良く短時間で形成可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明方法は、本体管部と、前記本体管部より一方側の管端部に形成されて相手管の受口に挿し込まれる挿口とを備えた管を製造する管製造方法であって、
前記本体管部から前記管端部まで一様な円形断面に成形された管の外径を第１レーザー測定器によって測定する工程と、
前記挿口の目標外径と前記第１レーザー測定器による測定外径とから前記管端部の所要削り量を算出する工程と、
前記管を工具位置に対して相対回転させながら、前記工具位置に配置した工具によって前記管端部を削る工程と、
第２レーザー測定器によって削り量を測定する工程と
を備えたことを特徴とする。
当該管製造方法によれば、成形時の管の外径にバラツキがあっても、個々の管に応じた所要削り量を的確に算出できる。さらに実際に削った量を精度良く測定できる。したがって、未熟練者であっても挿口形成作業を短時間で行うことができる。
前記管は、樹脂製でもよく、コンクリート製でもよく、金属製でもよく、複数種の材質からなる管であってもよい。好ましくは、前記管は、ＦＲＰＭ管、ＦＲＰ管などの、強化繊維を含有する硬質樹脂管である。
前記管は、管軸を水平に向けて置いたときに上下に潰れるように変形する管が好ましく、前記変形による長径と短径との差が１ｍｍ以上になる管がより好ましい。
前記管の口径は、好ましくは１０００ｍｍ以上、より好ましくは１５００ｍｍ以上、一層好ましくは２０００ｍｍ以上である。本発明は、口径が大きいほど効果的である。
前記第１レーザー測定器及び前記第２レーザー測定器が、共通のレーザー測定器によって構成されていてもよい。
【０００８】
前記外径の測定工程では、前記管を第１レーザー測定器に対して相対回転させながら、前記第１レーザー測定器によって前記管の平均外径を測定することが好ましい。
当該管製造方法によれば、第１レーザー測定器から管端部までの距離を管の全周にわたって測定することによって、管端部の平均外径が求まる。管が自重で撓んでいたり外周面に凹凸があったりしても、円周尺によって測定したのと同等の測定結果が得られる。したがって、所要削り量の算出値の信頼性を確保できる。
【０００９】
前記管端部を削るのと併行して、前記第２レーザー測定器によって削り量を測定することが好ましい。
これによって、管端部を削りながら、その削り量をリアルタイムで検知できる。したがって、管端部を所要削り量だけ削ることで目標外径の挿口を確実に形成することができる。
【００１０】
前記管製造方法において、前記第１レーザー測定器による測定外径を管理端末に記憶する工程と、前記算出時に前記管理端末から前記測定外径の記憶データを読み出す工程を更に実行することが好ましい。
前記管理端末は電子日誌として用いることができる。電子日誌に記憶した作業データを活用することによって、挿口の削り出しを自動化できる。
【００１１】
本発明装置は、本体管部と、前記本体管部より一方側の管端部に形成されて相手管の受口に挿し込まれる挿口とを備えた管を製造する管製造装置であって、
前記本体管部から前記管端部まで一様な円形断面に成形された管の外径をレーザーによって測定する第１レーザー測定器を含む外径測定部と、
前記挿口の目標外径と前記第１レーザー測定器による測定外径から前記管端部の所要削り量を算出する算出部と、
前記管を工具位置に対して相対回転可能に保持する管保持手段と、
前記工具位置に配置されて前記管端部を削る研削手段と、
前記管端部の削り量をレーザーによって測定する第２レーザー測定器を含む削り量測定部と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、当該管製造装置は、前記第１レーザー測定器による測定外径を記憶する記憶部、及び前記算出時に前記測定外径の記憶データを読み出す読出部を含む管理端末を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、管端部の挿口を未熟練者であっても精度良く短時間で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る管製造装置の概略構成を示す解説図である。
【図２】図２は、前記管製造装置によって製造されたＦＲＰＭ管の斜視図である。
【図３】図３は、前記管製造装置における外径測定部の正面図である。
【図４】図４は、前記外径測定部の第１レーザー測定器による距離の実測値及び累積移動平均を示すグラフである。
【図５】図５は、前記管製造装置における研削部の正面図である。
【図６】図６は、外径測定部の変形例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、管製造装置１を示したものである。製造目的の管は、硬質樹脂管であるＦＲＰＭ管１０である。詳細な図示は省略するが、ＦＲＰＭ管１０の断面構造は、外面ＦＲＰ層１０ａ、樹脂モルタル層１０ｂ、内面ＦＲＰ層１０ｃを含む積層構造になっている。内外のＦＲＰ層１０ａ，１０ｃはそれぞれガラス繊維等の強化繊維と、該強化繊維に含浸された熱硬化性樹脂とを含む。中間の樹脂モルタル層１０ｂは、砂などの骨材と熱硬化性樹脂を含む。
【００１６】
図２に示すように、ＦＲＰＭ管１０は、本体管部１１と、挿口１３と、受口１４（継手部）を有している。本体管部１１は、一定径の円筒形状に形成され、ＦＲＰＭ管１０の両側の管端部を除く中間部分を占めている。一方側の管端部１０ｅ（図２において左端部）に挿口１３が形成されている。挿口１３の外径は、本体管部１１の外径より小さい。挿口１３の外周面と本体管部１１の外周面との間に段差１５が形成されている。本体管部１１の外径の公差は、比較的大きく、例えば±２ｍｍ程度である。これに対し、挿口１３の外径の公差は、比較的小さく、例えば±１ｍｍ程度である。
ＦＲＰＭ管１０における反対側の管端部１０ｆ（図２において右端部）には、本体管部１１より大径かつ短筒状の受口１４が設けられている。
ＦＲＰＭ管１０の口径は、例えば数十ｍｍ〜数千ｍｍである。ここでは、１０００ｍｍ以上、より好ましくは１５００ｍｍ以上、一層好ましくは２０００ｍｍ以上の大口径とする。
ＦＲＰＭ管１０の登録重量（平均重量）は、好ましくは６００ｋｇ／４ｍ以上、より好ましくは１３００ｋｇ／４ｍ以上、一層好ましくは２３００ｋｇ／４ｍ以上である。
【００１７】
詳細な図示は省略するが、複数のＦＲＰＭ管１０が一列に連ねられ、例えば下水道管、農業用水管、工業用水管などとして用いられる。各ＦＲＰＭ管１０の挿口１３が、隣接するＦＲＰＭ管１０（相手管）の受口１４に挿し込まれて接合される。
【００１８】
図１に示すように、管製造装置１は、成形部２０と、外径測定部３０と、研削部４０を備えている。成形部２０は、円筒形状の金型２１と、内面ＦＲＰ供給部２２と、樹脂モルタル供給部２３と、外面ＦＲＰ供給部２４と、熱硬化炉２５を有している。成形部２０によって、挿口１３及び受口１４の形成前の一様な円形断面のＦＲＰＭ管１０が成形される。
【００１９】
図１及び図３に示すように、外径測定部３０は、レーザー変位計３１（第１レーザー測定器）と、第１管保持手段３２と、コントローラ３５（第１制御手段）を有している。レーザー変位計３１によってＦＲＰＭ管１０の外径が測定される。レーザー変位計３１の下方に管保持手段３２が設けられている。管保持手段３２は、複数対の管回転ローラ３４を含み、ＦＲＰＭ管１０を水平に保持した状態で回転させる。コントローラ３５は、レーザー変位計３１及び管保持手段３２を制御する。
【００２０】
図１及び図５に示すように、研削部４０は、レーザー変位計４１（第２レーザー測定器）と、第２管保持手段４２と、研削手段４３と、コントローラ４５（第２制御手段）を有している。レーザー変位計４１によって管端部１０ｅの削り量が測定される。レーザー変位計４１の下方に管保持手段４２が設けられている。管保持手段４２は、複数対の管回転ローラ４４を含み、ＦＲＰＭ管１０を水平に保持した状態で回転させる。該ＦＲＰＭ管１０の管端部１０ｅの直下位置（工具位置）に研削手段４３が配置されている。研削手段４３は、円筒状の研削工具４３ａと、昇降機構４３ｂと、回転機構４３ｃを含む。昇降機構４３ｂによって研削工具４３ａが昇降される。回転機構４３ｃによって研削工具４３ａが自軸まわりに高速回転される。コントローラ４５は、レーザー変位計４１、管保持手段４２及び研削手段４３を制御する。
【００２１】
図１に示すように、さらに管製造装置１は、管理端末５０を含む。管理端末５０は、パーソナルコンピューター（ＰＣ）によって構成され、ＣＰＵ５１、メモリ５２（記憶部）、ディスプレイ５３を含む。好ましくは、管理端末５０としては、タブレット、ノートパソコンなどの携帯可能かつ無線通信可能なＰＣが用いられている。管理端末５０は、作業内容を記録し管理する電子日誌として利用される。
【００２２】
ＦＲＰＭ管１０は、例えば次のようにして製造される。
＜成形工程＞
図１に示すように、管製造装置１の成形部２０において、円筒形状の金型２１に供給部２２からの内面ＦＲＰ層１０ｃを巻き付ける。その外周に供給部２３からの樹脂モルタル層１０ｂを積層する。更にその外周に供給部２４からの外面ＦＲＰ層１０ａを巻き付ける。これによって、管状の積層体１０ｄを得る。該積層体１０ｄを熱硬化炉２５に導入して、各層１０ａ，１０ｂ，１０ｃに含まれる熱硬化性樹脂を硬化させる。さらに所定の長さに切断する。これによって、ＦＲＰＭ管１０の仕掛品が得られる。この段階のＦＲＰＭ管１０は、挿口１３及び受口１４が未形成であり、本体管部１１から管端部１０ｅ，１０ｆまで一様な円形断面になっている。
【００２３】
＜外径測定工程＞
図３に示すように、該ＦＲＰＭ管１０を外径測定部３０に搬入し、管保持手段３２の管回転ローラ３４上に載せて保持させる。大口径のＦＲＰＭ管１０は、自重で撓み、長径を水平へ向け短径を垂直に向けた楕円状断面になる。前記長径と短径との差は、例えば１ｍｍ以上である。
管回転ローラ３４を回転させることによって、ＦＲＰＭ管１０を自軸まわりに等速回転させる。
なお、回転中、ＦＲＰＭ管１０はたえず自重で撓み変形し、見た目上は長径が常にほぼ水平へ向けられた楕円状断面に保持される。
【００２４】
ＦＲＰＭ管１０はレーザー変位計３１に対して相対回転される。該相対回転と併行して、レーザー変位計３１からレーザー３１ａを照射することによって、該レーザー変位計３１からＦＲＰＭ管１０までの距離Ａを一定時間（例えば０．２秒）置きに検出する。検出のたびに、その検出信号がコントローラ３５に入力される。
なお、図１においては、レーザー変位計３１を本体管部１１の直上に配置して、レーザー変位計３１から本体管部１１までの距離を検出しているが、レーザー変位計３１を管端部１０ｅの直上に配置して、レーザー変位計３１から管端部１０ｅまでの距離を検出してもよい。
【００２５】
図３のグラフに示すように、ＦＲＰＭ管１０の外周面は、通常、凸凹であるために、前記相対回転に伴って検出距離Ａが変動する。コントローラ３５は、検出信号が入力されるたびに、検出距離Ａの累積移動平均を取る。ＦＲＰＭ管１０を一周させることによって、検出距離Ａの累積移動平均が収束する。収束した距離Ａの平均値からＦＲＰＭ管１０の平均外径φ１０が求まる。
当該外径測定部３０による平均外径φ１０の測定値は、円周尺をＦＲＰＭ管１０に巻いて測定した値と殆ど一致している。円周尺によって正確かつ短時間で測定するにはある程度の技能を要するが、外径測定部３０によれば、そうした技能を要さずに正確かつ短時間で測定を行うことができる。さらに、成形したＦＲＰＭ管１０の外径が公差内に収まっているか否かを平均外径φ１０に基づいて判定できる。
【００２６】
前記平均外径φ１０の測定値は、ＦＲＰＭ管１０の識別情報等と共に管理端末５０のメモリ５２にデーターベース化されて記憶される。好ましくは、コントローラ３５から管理端末５０へ平均外径φ１０の測定値と前記識別情報が自動転送される。これによって、作業日誌の作成を一部自動化できる。
コントローラ３５に付属のモニタ（図示せず）に平均外径φ１０の値が表示され、作業者がそれを見ながら管理端末５０に直接入力してもよい。
【００２７】
＜所要削り量算出工程＞
前記ＦＲＰＭ管１０の管端部１０ｅに挿口１３を形成するのに先立って、作業者が、研削部４０のコントローラ４５に挿口１３の目標外径φ１３を入力しておく。さらに作業者は、挿口形成作業対象のＦＲＰＭ管１０の識別情報をコントローラ４５に入力する。
コントローラ４５は、該識別情報を添付して管理端末５０へ平均外径転送要求を出す。これに応じて、管理端末５０のＣＰＵ５１（読出部）がメモリ５２から対応するＦＲＰＭ管１０の平均外径φ１０の値を読み出してコントローラ４５へ転送する。これを受けたコントローラ４５は、平均外径φ１０（第１レーザー測定器による測定外径）と目標外径φ１３とから管端部１０ｅの所要削り量ｄ０を算出する。算出式は次式である。
ｄ０＝（φ１０−φ１３）／２                （１）
これによって、成形時のＦＲＰＭ管１０の外径にバラツキがあっても、個々のＦＲＰＭ管１０に応じた所要削り量ｄ０を的確に算出できる。平均外径φ１３はレーザー変位計３１で測定したものであり、円周尺によって正確に測定したのと同等の測定結果が得られるから、所要削り量ｄ０の算出値の信頼性を確保できる。
なお、コントローラ４５に代えて、管理端末５０が所要削り量ｄ０を算出して該算出値をコントローラ４５に転送してもよく、作業者が直に所要削り量ｄ０を算出してコントローラ４５に入力してもよい。
【００２８】
＜研削工程＞
図５に示すように、所要削り量算出工程と前後して、前記挿口形成作業対象のＦＲＰＭ管１０を研削部４０へ搬入する。該ＦＲＰＭ管１０を管保持手段３２の管回転ローラ４４上に載せて保持させる。大口径のＦＲＰＭ管１０が自重で撓んで長径を水平へ向けた楕円状断面になる点は外径測定時と同じである。
続いて、管回転ローラ４４を回転させることによって、ＦＲＰＭ管１０を自軸まわりに等速回転させる。すなわち、ＦＲＰＭ管１０が前記工具位置に対して相対回転される。
【００２９】
そして、研削工具４３を高速回転させながら上昇させて、ＦＲＰＭ管１０の管端部１０ｅの外周面の下側部に当てて該外周面を研削する。
ＦＲＰＭ管１０の相対回転及び研削と併行して、レーザー変位計４１から管端部１０ｅの外周面の上側部にレーザー４１ａを照射し、前記外周面の変位量ｄすなわち管端部１０ｅの削り量を測定する。レーザー変位計４１を用いることによって削り量測定をリアルタイムで高精度に行うことができる。削り量の測定値ｄは、コントローラ４５に入力される。コントローラ４５は、削り量測定値ｄを監視し、所要削り量ｄ０に達した時、研削工具４３を自動停止する。
コントローラ４５に付属のモニタ（図示せず）に削り量測定値ｄを表示して、作業者が確認できるようにしてもよい。研削終了後、作業者が円周尺で挿口１３の外径を確認することが好ましい。
このようにして、挿口１３の削り出し作業の大部分を自動化でき、経験の浅い作業者であっても挿口１３を精度良く短時間で形成することができる。
【００３０】
別途、受口１４を作製する。該受口１４を反対側の管端部１０ｆに装着する。
これによって、ＦＲＰＭ管１０が完成する。
【００３１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、図６に示すように、硬質樹脂管１０が比較的小径で撓み変形していない場合は、硬質樹脂管１０を相対回転させることなく、互いに平行をなす直線状の発光部６１及び受光部６２を含む第１レーザー測定器６０を用いて硬質樹脂管１０の外径を測定してもよい。発光部６１と受光部６２との間に硬質樹脂管１０を配置することで、発光部６１からのレーザー６３が硬質樹脂管１０に遮られた部分の幅Ｗによって硬質樹脂管１０の外径を測定できる。
成形部２０は、本発明装置とは別に設けられていてもよい。
外径測定部３０と研削部４０を共有化してもよい。平均外径φ１０を研削部４０のレーザー変位計４１で測定することとし、専用の外径測定部３０を省略してもよい。レーザー変位計３１とレーザー変位計４１とが、共通（単一）のレーザー変位計（レーザー測定器）によって構成されていてもよい。
硬質樹脂管１０は、強化繊維を含有していればよく、ＦＲＰＭ管に限らず、ＦＲＰ管などであってもよい。さらに、対象の管は、硬質樹脂管に限らず、例えば厚みが薄いコンクリート管などであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、例えば下水道管や農業用水管として用いられる強化プラスチック複合管の製造に適用できる。
【符号の説明】
【００３３】
Ａ          距離
ｄ０         所要削り量
１          管製造装置
１０        ＦＲＰＭ管（管）
１０ｅ      管端部
１１        本体管部
１３        挿口
１４        受口
２０        成形部
３０        外径測定部
３１        レーザー変位計（第１レーザー測定器）
３１ａ      レーザー
３２        第１管保持手段
３４        管回転ローラ
４０        研削部
４１        レーザー変位計（第２レーザー測定器）
４１ａ      レーザー
４２        第２管保持手段（管保持手段）
４３        研削手段
４３ａ      研削工具
４３ｂ      昇降機構
４３ｃ      回転機構
４４        管回転ローラ
５０        管理端末
５１        ＣＰＵ（読出部）
５２        メモリ（記憶部）
６０        第１レーザー測定器
６３        レーザー
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020179590.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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