(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂管を加熱により軟化させて曲げた後、冷却硬化させてベンダ管とする熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法において、前記熱可塑性樹脂管の外周に対してベルト形状のヒーターを、ヒーター間に隙間を設けつつ巻き付け、前記ベルト形状のヒーターを断熱材で覆って固定した後、前記ヒーターで前記熱可塑性樹脂管を加熱して軟化させ、所望の曲率で曲げてベンダ管を得ることを特徴とする熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法。
【請求項２】
前記ヒーターを複数設け、前記熱可塑性樹脂管の外周に対して並列に巻き付けることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂の曲げ加工方法。
【請求項３】
前記ヒーターの温度を検出し、前記熱可塑性樹脂管の加熱温度を設定温度に調整することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂管の内形に変形を防止する曲げ変形自在の支持管を挿入して所望の曲率のベンダ管に曲げることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載の熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂管を加熱により軟化させて曲げた後、冷却硬化させてベンダ管とする熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置において、
ベルト形状を成し、前記熱可塑性樹脂管の外周に並列に巻き付ける複数のヒーターと、
当該ヒーターの外周を覆うとともに、ヒーターを固定する断熱材と、
前記ヒーターに付設され、ヒーターの温度を検出する温度センサと、
当該温度センサからの温度信号に応じてヒーターの温度を制御する制御部とからなることを特徴とする熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂管を所望な曲率に曲げる際、前記熱可塑性樹脂管の内径に挿入し、当該熱可塑性樹脂管の扁平変形を防止する、曲げ変形自在な支持管を有することを特徴とする請求項５に記載の熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置。
【請求項７】
前記ヒーターに防水処理を施したことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法及びその装置に係り、特に、掘山の形状に合わせたベンダ管を敷設するため、熱可塑性樹脂管を現場で所望の曲率のベンダ管に曲げる熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱可塑性樹脂管のベンダ管は、呼び径に合わせて、曲率半径Ｒが設定されている。例えば、呼び径５０ｍｍあるいは７５ｍｍの直径に対しては、曲率半径Ｒの５０００ｍｍ、１００００ｍｍが用意されている。しかし、従来の曲率半径Ｒでは、掘山の形状に適合せずに埋設できないという問題がある。このため、現場で掘山の形状に合わせて熱可塑性樹脂管を所望の曲率にベンダ管を曲げる熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法及びその装置が提示されている。例えば、ＴＰＶ管ベンダ（東亜電機工業製造）は、加熱部を内蔵する開閉自在のボックス形により形成されており、中で熱可塑性樹脂管を加熱している。その後に取出して加熱により軟化された熱可塑性樹脂管を所望する曲率に曲げている。この所望の曲率に曲げる加工方法としては、特開平７−２５６７４８号公報が開示されている。同公報によれば、熱可塑性樹脂管の外形状にあった形状の半分の穿設された板を、可撓性のある軸に、複数ほぼ等間隔で挿通してなる半割れの曲げ型を用いている。加熱された熱可塑性樹脂管が上記半割れの曲げ型で両側より挟着された上、曲げ型を曲げることにより熱可塑性樹脂管の曲げ加工を行い、この曲げを保持した状態で冷却してベンダ管としている。また、他の例として、得ようとする曲げ曲率、曲げ角度を有する２分割の外型を用いて、加熱した熱可塑性樹脂管を挟持して、熱可塑性樹脂管の両端を密封した熱可塑性樹脂管内を加圧空気で加圧して外型に密着させ、このまま冷却した後、外型を開いてベンダ管とする方法が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱部を内蔵するＴＰＶ管ベンダは、予備加熱が必要であり、この時間が小径（呼び径２５ｍｍ）で３０分から大径（呼び径１５０ｍｍ）で１時間を要するとともに、更に、熱可塑性樹脂管を加熱軟化する時間を要するため、作業性が良くない。また、ＴＰＶ管ベンダは、各種の予め定められたサイズの呼び径の熱可塑性樹脂管を加熱するため、サイズに応じて本体左右のサイズ選択穴にサイズ選択金具を左右に差し込む必要があり、間違ってサイズ選択金具を選択すると熱可塑性樹脂管の加熱が一様にならないため、取出して曲げるとき所望の形状に曲がらないことが生ずる。また、熱可塑性樹脂管は加熱後に取出して曲げるため、予め定められたサイズの呼び径以外は加熱できないため曲げられないという問題がある。また、曲率が小さいときには熱可塑性樹脂管が変形するという問題が生ずる。特開平７−２５６７４８号公報においては、上記と同様に加熱されたものを曲げるため、上記と同様な問題が生ずる。また、曲げ曲率、曲げ角度を有する２分割の外型を用いて加熱して熱可塑性樹脂管を曲げる場合には、曲げる熱可塑性樹脂管の呼び径が限定されている。また、前記の場合にも、呼び径は、５０、７５、１００ｍｍの管径に対応する加熱曲げ工具しか無く、自由な呼び径に対応できる曲げ加工方法が望まれている。
【０００４】
本発明は上記問題点に着目し、熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法及びその装置に係り、特に、掘山の形状に合わせたベンダ管を敷設するため、熱可塑性樹脂管を現場で所望の曲率にベンダ管を曲げることができるとともに、作業性が良く、様々な管種に対応できて曲げることが可能な熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法及びその装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法は、熱可塑性樹脂管を加熱により軟化させて曲げた後、冷却硬化させてベンダ管とする熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法において、前記熱可塑性樹脂管の外周に対してベルト形状のヒーターを、ヒーター間に隙間を設けつつ巻き付け、前記ベルト形状のヒーターを断熱材で覆って固定した後、前記ヒーターで前記熱可塑性樹脂管を加熱して軟化させ、所望の曲率で曲げてベンダ管を得ることを特徴としている。
この場合において、前記ヒーターを複数設け、前記熱可塑性樹脂管の外周に対して並列に巻き付けるようにしても良い。
また、この場合において、前記ヒーターの温度を検出し、前記熱可塑性樹脂管の加熱温度を設定温度に調整すると良い。
【０００６】
また、前記熱可塑性樹脂管の内形に変形を防止する曲げ変形自在の支持管を挿入して所望の曲率のベンダ管に曲げるようにすると良い。この変形防止の支持管を挿入する際に、グリースなどの潤滑剤を用いることにより抜きやすくなる他、ヒーターの加熱温度が何らかの理由で通常よりも高温になった場合、熱可塑性樹脂管と変形防止管が固着することを防止できる。
また、所望の曲率のベンダ管が熱いうちに掘山内に移動し、微調整の角度で曲げて補正するようにすると良い。
【０００７】
本発明に係る熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置は、熱可塑性樹脂管を加熱により軟化させて曲げた後、冷却硬化させてベンダ管とする熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置において、ベルト形状を成し、前記熱可塑性樹脂管の外周に並列に巻き付ける複数のヒーターと、当該ヒーターの外周を覆うとともに、ヒーターを固定する断熱材と、前記ヒーターに付設され、ヒーターの温度を検出する温度センサと、当該温度センサからの温度信号に応じてヒーターの温度を制御する制御部からなるように形成されている。
【０００８】
この場合に、前記熱可塑性樹脂管を所望な曲率に曲げる際、前記熱可塑性樹脂管の内径に挿入し、当該熱可塑性樹脂管の扁平変形を防止する、曲げ変形自在な支持管を有するようにすると良い。また、前記ヒーターに防水処理を施すと良い。また、ベルト形状のヒーターを使用することにより、加熱しながら曲げることができる。
【０００９】
【作用】
上記によれば、熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置は、熱可塑性樹脂管を加熱により軟化させて曲げた後、冷却硬化させてベンダ管としている。ベンダ管には、先ず、ベルト形状のヒーターが熱可塑性樹脂管の外周に直接螺旋状に巻かれる。次に、ベルト形状のヒーターの外周上に、更に、断熱材が覆うとともに、ベルト形状のヒーターは断熱材を介して締結部材で巻かれて固定されている。ヒーター、断熱材、および締結部材は、変形自在に形成されているために、熱可塑性樹脂管の呼び径が変化してもいずれにも対応することが可能となっている。また、ヒーターを断熱材で覆っているため、ヒーターで熱可塑性樹脂管を加熱する温度が外部に逃げることがなくなり、熱可塑性樹脂管を迅速に軟化させることができる。ベルト形状のヒーターには、ヒーターの温度を検出する温度センサが付設されている。ヒーターで熱可塑性樹脂管を加熱する温度は、温度センサで検出され、制御部に送信される。制御部は、温度センサからの温度信号に応じてヒーターの温度を制御し、ヒーターが熱可塑性樹脂管の呼び径、あるいは、曲げる半径に応じて最適になるように加熱する温度を可変にしている。熱可塑性樹脂管の曲げは、ヒーターで加熱して軟化している時に行うことができる。また、ヒーターで熱可塑性樹脂管を加熱後に、ベンダ管が熱いうちに掘山内に移動し、微調整の角度をつけてベンダ管の曲げを補正することができ、ベンダ管の位置合わせが堀山内で行なえる。ヒーターが熱可塑性樹脂管を加熱して軟化して所望の曲率のベンダ管に曲げるときに、熱可塑性樹脂管の内部には、支持管を挿入されているため、変形を防止することが可能となっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法及びその装置の実施形態を添付した図面に従って詳細に説明する。図１は熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置１の概略構成図、図２、図３、および、図４は熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置１を構成する各部品図である。
【００１１】
図１において、曲げ加工装置１は、熱可塑性樹脂管５を加熱して軟化させた後に、所定の曲率（曲げ半径）で曲げる。熱可塑性樹脂管５の曲げ加工装置１は、ベルト形状のヒーター１１と、断熱材１３と、締結部材１５と、温度センサ１７と、温度調節器１９、および、曲げ変形防止管２１とから構成されている。曲げ加工装置１は、熱可塑性樹脂管５を加熱して軟化させるとともに、所望の曲率、即ち、曲げ半径Ｒｄ（図５に示す）で曲げて、ベンダ管Ｂｔを形成している。
【００１２】
上記のベンダ管Ｂｔは、硬質のポリ塩化ビニル管等の熱可塑性樹脂管５よりなる曲管であり、通常は、後述する道路Ｈｙに埋設された電気・電話や水道・排水等の施工管Ａ２５と、これとは方向が異なって敷設される施工管Ｂ２７とを接続する箇所に用いられている。
【００１３】
ベルト形状のヒーター１１（以下、ヒーター１１という）は、図１に示すように、ベンダ管Ｂｔを加熱して軟化する箇所のベンダ管Ｂｔの外周に接して巻かれている。ヒーター１１は、最小カーブ半径１０ｍｍであり、折曲げ自在で、かつ、図２（ａ）に示すように、ベルト形状の幅広に形成されているため、ベンダ管Ｂｔに連続して巻き付けられ易くなっている。また、ヒーター１１は、図２（ｂ）の断面で示すように、発熱部のニクロム線１１ａを耐熱性シリコンゴム１１ｂで被覆しており、外部は完全防水処理が施されている。また、ヒーター１１は、一端部が温度調節器１９と電源用電線３５を介して電源３１に接続されて電流を受けて発熱し、巻かれているベンダ管Ｂｔを加熱して軟化させ、曲げ加工を容易にしている。また、ヒーター１１を、図３に示すように、温度調節器１９に接続されているヒーター用電線２９に並列に複数個を接続させて、この複数個のヒーター１１ａ、１１ａ…をベンダ管Ｂｔの外周に順次並列に巻き付けても良い。これにより、複数のヒーター１１ａ、１１ａ、…の一部のニクロム線が切断しても他のヒーター１１で加熱することが出来る。
【００１４】
断熱材１３は、ヒーター１１の温度を上昇させ、また、加熱中の火傷を防止するために、とう洞で用いられているケーブル火災防止カバーＦＴＣ（Ｆｉｒｅ  Ｔｉｇｈｔ  Ｃｏｖｅｒ）を用いている。断熱材１３は、寸法が、縦４００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚さ５ｍｍで形成され、材料として耐熱性、熱伝導率の低い保温性を有する石綿、アルミナ・シリカ質、あるいはガラスウール等の断熱材に、変形自在で耐水性、耐汚泥性、および耐熱性のあるナイロン、ビニール、ウレタン等の材料を被覆して形成している。この断熱材１３のカバーを用いたことにより、次のような効果が得られた。
１．（ＦＴＣ）使用前：ヒーター温度  ８０〜９０度（２５分経過時）
２．（ＦＴＣ）使用後：ヒーター温度  １００度（１４分経過時）
３．（ＦＴＣ）使用後：ヒーター温度  １６０度（２３分経過時）
【００１５】
締結部材１５は、粘着性のあるテープ形状の締結部材でも良く。また、紐、ワイヤハーネスあるいは鋼線等で締結しても良い。また、締結部材１５は、断熱材１３と一体に形成し、その一端部に粘着テープを装着して、ベンダ管Ｂｔの外周に巻き付けた、ヒーター１１および断熱材１３を締結するようにしても良い。
【００１６】
温度センサ１７は、熱電対からなり、そのセンサ用電線３３の一端部は温度調節器１９に接続され、また、他端部はヒーター１１に接して配設されている。温度センサ１７は、ベンダ管Ｂｔとヒーター１１との間、あるいは、ヒーター１１と断熱材１３との間に配設され、ヒーター１１が熱可塑性樹脂管５を加熱する温度を測定して温度調節器１９に送信している。
【００１７】
温度調節器１９は、図示しないコントローラが内蔵されて形成されている。温度調節器１９は、図３に示すように、ヒーター用電線２９を介してヒーター１１に、センサ用電線３３を介して温度センサ１７に、および、電源用電線３５を介して電源３１に接続している。温度調節器１９は、温度センサ１７からヒーター１１が熱可塑性樹脂管５を加熱している温度信号を受けて測定した測定温度と、設定している設定温度とを比較して、電源用電線３５を介して電源３１からヒーター１１に供給する電流を調整し、設定した温度にしている。温度調節器１９は、温度を設定する時に、温度を上下に移動し設定した温度にする上げ用スイッチ１９ａと、下げ用スイッチ１９ｂが設けられている。また、温度調節器１９には、設定された温度が表示される表示器１９ｃが設けられている。また、所望の温度が設定できる温度設定スイッチにより温度を設定するようにしても良い。
【００１８】
曲げ変形防止管２１は、図４に示すように、屈曲自在の塩化ビニール管２１ａと、塩化ビニール管２１ａと一体に製造されている螺旋状で、硬線の硬質塩化ビニール２１ｂにより構成されている。曲げ変形防止管２１は、図１に示すように、ベンダ管Ｂｔの内径部に隙間Ｓａを有して挿入され、ベンダ管Ｂｔが偏平に変形することを防止している。曲げ変形防止管２１は、例えば、ばね材を巻いた円筒形等、耐熱性、および屈曲自在であれば他の構成、材料でも良い。曲げ変形防止管２１は、ベンダ管Ｂｔの曲げが比較的に緩曲線で、ベンダ管Ｂｔとの隙間Ｓａが大きい場合には、潤滑材を使用しなくてもベンダ管Ｂｔから容易に抜くことができる。しかし、ベンダ管Ｂｔの曲げが小さくて、ベンダ管Ｂｔとの隙間Ｓａが小さい場合には、潤滑材を使用しなければ、ベンダ管Ｂｔから曲げ変形防止管２１を抜くことができず、グリース等の潤滑材を用いることにより抜き易くなり、挿入時に変形防止管２１にグリース等の潤滑材を塗布すると良い。潤滑材を使用すると、変形防止管２１が抜きやすくなるとともに、ヒーターの加熱温度が何らかの理由で通常より高温となったとき、熱可塑性樹脂管と変形防止管２１が固着することを防止できる。
【００１９】
次に、図１において、熱可塑性樹脂管５の曲げ加工装置１の作動について説明する。ベンダ管Ｂｔとなる熱可塑性樹脂管５の外周に、ヒーター１１が巻き付けられる。温度センサ１７が前記ヒーター１１に取着される。ヒーター１１および温度センサ１７が装着されたら、その外方より断熱材１３を被せて巻き付ける。このとき、ヒーター１１へのヒーター用電線２９、および温度センサ１７からのセンサ用電線３３は、断熱材１３の外部に出して巻き付けられている。  断熱材１３は、締結部材１５により締結される。熱可塑性樹脂管５の内径には、曲げ変形防止管２１が挿入される。この曲げ変形防止管２１は、ヒーター１１等が装着される前に挿入するようにしても良い。
【００２０】
この状態で、電源３１よりヒーター１１に電流を送り、ヒーター１１を熱して、熱可塑性樹脂管５を加熱し軟化させる。ヒーター１１が設定された温度に上昇し、所定の時間が経過したら、図示しない曲げ工具で熱可塑性樹脂管５を曲げて、所望の曲げ半径Ｒｄを有するベンダ管Ｂｔを得る。上記で、加熱温度は熱可塑性樹脂管５の焦げを防止し品質保持を図るため、温度調節器１９にてヒーター１１の温度を最高値で１５０度とした。また、このとき、熱可塑性樹脂管５の内径面の温度は１００度以内に収まり、曲げ変形防止管２１は前記のようにそれに耐える許容温度を有する材料を使用すれば良い。曲げられたベンダ管Ｂｔには、熱可塑性樹脂管５の内径に曲げ変形防止管２１が挿入されているため、偏平あるいはへこみ等の変形がない。上記の図示しない曲げ工具は、熱可塑性樹脂管５の一端を固定し、他端をシリンダあるいはモータ等の力を与える搬送可能な配管用ベンダ装置により曲げても良いし、あるいは、所望の曲げ半径Ｒｄを有する治具を当接させて人力により曲げても良い。
【００２１】
曲げられたベンダ管Ｂｔは、曲げ加工装置１から外された状態で温かい状態で維持されており、図５に示すように、道路Ｈｙに掘られた掘山Ｂａに搬入される。このベンダ管Ｂｔは、施工管Ａ２５と施工管Ｂ２７との間に挿入され、施工管Ａ２５と施工管Ｂ２７とを接続する。このとき、ベンダ管Ｂｔが、施工管Ａ２５と施工管Ｂ２７とに合わない場合には、ベンダ管Ｂｔが施工管Ａ２５と施工管Ｂ２７とに合うように角度の微調整が行われ、例えば、ベンダ管Ｂｔと施工管Ｂ２７の位置Ｗａが合わせられる。このとき、微調整は人力によっても良く、あるいは、ベンダ管Ｂｔが取着される掘山Ｂａを利用して、図示しないジャッキ等により行っても良い。施工管Ａ２５と施工管Ｂ２７との間に挿入されたベンダ管Ｂｔは、水で濡らした布を被せて冷却して硬化させる。この後、例えば、３分間後に熱可塑性樹脂管５の内径に挿入されている曲げ変形防止管２１を抜き、作業が完了する。この作業時間は、例えば、１５０ｍｍの熱可塑性樹脂管では表１のような結果が得られた。
【表１】
0003685056.tif 000002
【００２２】
上記の結果より、従来では約１時間要していた曲げ加工が、本発明では、取着作業を含めても約３０分で済み、作業時間を短縮することができた。
上記に記載したように本発明は、熱可塑性樹脂管を加熱により軟化させて曲げた後、冷却硬化させてベンダ管Ｂｔとする熱可塑性樹脂管５の曲げ加工方法において、熱可塑性樹脂管５の外周をベルト形状のヒーター１１で巻いた上を、更に、断熱材１３で覆って固定した後、前記ヒーター１１を加熱して熱可塑性樹脂管５を軟化させて所望の曲率のベンダ管Ｂｔを得るようにしたため、掘山Ｂａの形状に合わせたベンダ管Ｂｔを敷設するため、現場で所望の曲率にベンダ管Ｂｔを曲げることができるとともに、作業性が良く、様々な管種に対応できて曲げることが可能となっている。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明における熱可塑性樹脂管の曲げ加工方法およびその装置は、熱可塑性樹脂管の外周に対してベルト形状のヒーターを隙間を設けつつ巻き付け、前記ベルト形状のヒーターを断熱材で覆って固定した後、ヒーターで熱可塑性樹脂管を加熱して軟化させて所望の曲率で曲げてベンダ管を得るとき、ヒーター、断熱材、および締結部材が変形自在に形成されているので、熱可塑性樹脂管の呼び径が変化してもいずれの管種にも対応することができる。また、ヒーターが断熱材で覆われているため、ヒーターで熱可塑性樹脂管を加熱するとき温度が外部に逃げることがなくなり、熱可塑性樹脂管を迅速に軟化させることができ、作業効率が向上する。ヒーターで熱可塑性樹脂管を加熱する温度は、温度センサで検出されて制御部に送信され、制御部は温度センサからの温度信号に応じてヒーターの温度を制御し、ヒーターが熱可塑性樹脂管の呼び径、あるいは、曲げる半径に応じて最適になるように加熱する温度を可変にしているので、ベンダ管の焦げを防止し品質保持を図ることができる。また、ヒーターで熱可塑性樹脂管を加熱後に、ベンダ管が熱いうちに掘山の中に移動し、微調整の角度をつけてベンダ管の曲げを補正し、管の位置合わせができるため、取付け作業が容易になり、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱可塑性樹脂管の曲げ加工装置の概略構成図である。
【図２】本発明に用いる曲げ加工装置のヒーターの部品図である。
【図３】本発明に用いる曲げ加工装置の温度調節器と複数のヒーターの部品図である。
【図４】本発明に用いる曲げ加工装置の曲げ変形防止管の部品図である。
【図５】ベンダ管を使用する概念図である。
【符号の説明】
１………曲げ加工装置、５………熱可塑性樹脂管、
１１………ベルト形状のヒーター、１３………断熱材、１５………締結部材、
１７………温度センサ、１９………温度調節器、２１………曲げ変形防止管、
２５………施工管Ａ、２７………施工管Ｂ、３１………電源、
Ｂｔ………ベンダ管
【図１】
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【図２】
0003685056.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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