(57)【要約】  パイプ節のように、中空内部を有する射出成形されたプラスチック製品（１０）を生産する方法であって、環状成形キャビティを区画する外側ダイ部品（１１、１２）と内側マンドリル（１３）を形成するステップと、成形キャビティ（１４）へプラスチック材料を導入するステップと、マンドリルの表面へ開口する流路（３７）を通し、マンドリルと成型品の内部表面との間の中間面に加圧流体を送出するステップと、外側ダイ部品（１１、１２）を閉じた状態にしたままマンドリル（１３）を取り外すステップとを含む。そのような中空成型品を生産する装置、中空成型品そのもの、及び、老朽化し、破損し、あるいは、損傷された既存のパイプラインをライニングする方法も記述される。
2008543621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一端部で開口する中空の内部を有する射出成形されたプラスチック製品を生産する方法であって、
外側ダイ部品と内側マンドレルとを有し、断面において環状をなす成形キャビティを形成するステップと、
前記成形キャビティ中へプラスチック材料を導入するステップと、
成型品が固体表面を形成するに少なくとも十分に冷えた後、その前記表面における開口部への前記マンドレル中の流路を通し、前記マンドレルと前記成型品の内部表面との間の中間面へ、加圧流体を送出するステップと、
前記外側ダイ部品を閉じた状態としたまま、前記マンドレルを取り外すステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
少なくとも前記プラスチック材料を送出するステップの後において、冷却液が前記マンドレルの内部を通されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記成型キャビティの一端部は、外側ねじ条を持ち前記成型キャビティの一端部において該当内側ねじ条を形成する、終端ダイ部品により閉鎖されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記プラスチック材料が前記成型キャビティに導入される際、前記成型品の前記内部表面上に内側を向く環状の塞止部が形成される、環状の空間を形成するように、前記終端ダイ部品及び前記マンドレルの該当端部が形成されることを特徴とする任意の先行する請求項記載の方法。
【請求項５】
前記終端ダイ部品は、前記マンドレルの取外の前か、あるいはその取外の後に除去され、前記他の外側ダイ部品は、前記マンドレルの取外の後にのみ分離されることを特徴とする任意の先行する請求項に記載の方法。
【請求項６】
ねじ付けされた前記終端ダイ部品は、それを緩めることにより、前記他の外側ダイ部品が分離される前に、除去されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記加圧流体は、ガスであることを特徴とする任意の先行する請求項に記載の方法。
【請求項８】
前記加圧流体は、空気であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記加圧流体は、前記成形キャビティの中への導入前に予め冷却されていることを特徴とする、任意の先行する請求項記載の方法。
【請求項１０】
前記加圧流体は、中間面の領域に亘って略一様に分布する複数点において、前記マンドレルと前記成型品の前記内部表面との間の前記中間面へ送出されることを特徴とする任意の先行する請求項記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの開放端を有する中空成型品を、射出成形により、生産する装置であって、
使用時に中空成型品の外表面を形成する成形キャビティの外側の壁を区画し分離可能な、外側ダイ部品と、
前記中空成型品の内側面を区画する内側マンドレルと、
前記マンドレルは、流体源に圧力下で選択的に連通可能なダクトに通じる内部流路に連通する、表面の少なくとも一部上に分布する、複数の開口部を有する装置。
【請求項１２】
前記マンドレルの前記表面の一部における前記複数の開口部の各寸法のうちのその少なくとも１つは、前記成形キャビティへ射出の際、前記プラスチック材料の進入を抑制するようになっていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記孔は、長尺スロットであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記孔は、断面において略円形であることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
前記マンドレルの少なくとも一部の表面は、円筒状の曲壁を含むことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか記載の装置。
【請求項１６】
前記マンドレルの少なくとも一部の表面は、その平坦な端壁を含むことを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記成型品の開放端に、該当内側ねじ条部を形成するねじ条を持つ終端ダイ部品をさらに備える請求項１１から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記外側ダイ部品と前記マンドレルのいずれもが、射出後及び前記マンドレルの取外前に、前記成型品を冷却するために冷却液が使用時に流通する冷却液流路を有することを特徴とする請求項１１から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記成形キャビティ内へ臨む前記外側ダイ部品の前記表面は、前記成型品の前記内側部分を区画する表面よりも粗く、それにより、前記成型品と前記マンドレル間に関して、前記成型品と前記外側ダイ部品との間の摩擦力を促進し、前記マンドレルの取外を容易にすることを特徴とする請求項１１から１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
両端において開口する成形パイプ節を生産する請求項１１から１９のいずれかに記載の装置であって、前記マンドレルの前記端部は、テーパか、斜めにされるか、そうでなければ除かれた（ｒｅｌｉｅｖｅｄ）部分を持ち、終端差込の協動部分も、テーパか、斜めにされるか、そうでなければ除かれた部分を持ち、それにより、製品の成型時に内側に放射する環状の塞止部を形成する装置。
【請求項２１】
前記外側ダイの少なくとも一つは、それ上の表面形態を持ち、それにより、完成品に、ギザギザか、あるいは他の表面形態を形成し、前記完成品を機械手段でつかみ、かつその長手方向軸回りに回転させるのを容易にすることを特徴とする請求項１１から２０のいずれか記載の装置。
【請求項２２】
請求項１から１０のいずれかに記載の方法により生産されるパイプ節であって、パイプラインを形成するために他の同様のパイプ節と組み立てられるために使用され、前記パイプ節は、一端に外側噛合手段と、他端に相補的な内側噛合手段とを有し、それにより、このような２つのパイプ節を端端噛合するパイプ節。
【請求項２３】
前記外側及び内側噛合手段は、それぞれ相補的なねじ条部を備えることを特徴とする請求項２２記載のパイプ節。
【請求項２４】
ねじ条を持つ部分の形状及び寸法は、パイプの連続長さが互いに連結される際、結合される前記パイプ節の内側・外側輪郭は実質的に一定であることを特徴とする請求項２３記載のパイプ節。
【請求項２５】
前記外側ねじ条を有する前記パイプ節の端部には、隣接する雄型テーパが設けられ、前記内側ねじ条を有する前記パイプ節の端部には、ねじることにより２つの隣接パイプ節が連結される際前記テーパが近接接触するように、前記パイプ節の他端上の前記雄型テーパの形状を補完する形状をなす、雌型テーパが設けられることを特徴とする請求項２３または２４記載のパイプ節。
【請求項２６】
前記テーパの一端部には、Ｏリングシールの受け入れに適する環状溝が設けられることを特徴とする請求項２５記載のパイプ節。
【請求項２７】
前記雄型テーパには、前記環状溝が設けられることを特徴とする請求項２６記載のパイプ節。
【請求項２８】
前記パイプ節の前記端部には、前記ねじ付き部に隣接する非ねじ部が設けられ、それにより一のパイプ節の前記外側ねじ付け端部を他のパイプ節の前記内側ねじ付け端部へ噛合することにより、連続するパイプ節が連結される際、パイプの非ねじ部が並置され、パイプの前記非ねじ部の一つには、Ｏリングシールの受け入れに適する環状溝が設けられることを特徴とする請求項２３または請求項２４記載のパイプ節。
【請求項２９】
前記外側ねじ部に隣接する、パイプの前記非ねじ部には、前記環状溝が設けられることを特徴とする請求項２８記載のパイプ節。
【請求項３０】
前記ねじ条は、多条形をなすことを特徴とする請求項２３から２９のいずれかに記載のパイプ節。
【請求項３１】
前記ねじ条は、４条形をなすことを特徴とする請求項３０記載のパイプ節。
【請求項３２】
前記ねじ条は、非対称の台形輪郭を有し、前記ねじ条の一方のフランクは他方のフランクよりもより小さなラジアル角を有し、前記より小さなラジアル角を有するフランクは、圧力側フランクとして振る舞うのに適することを特徴とする請求項２３から３１のいずれかに記載のパイプ節。
【請求項３３】
前記ねじ条及びねじ部に隣接する、ギザギザの様な、表面形成がなされ、それにより、パイプの連続長を互いにねじるのを容易とすることを特徴とする請求項２３から３１のいずれかに記載のパイプ節。
【請求項３４】
前記外側及び内側噛合手段は、２つの隣接するパイプ節間における実質的に長手方向直線的なスラストにより、噛合する、それぞれ相補的なスナップ噛合部材を備えることを特徴とする請求項２２記載のパイプ節。
【請求項３５】
プラスチック材料からなることを特徴とする請求項２３から３４のいずれかに記載のパイプ節。
【請求項３６】
老朽化し、破損したか、あるいは損傷した既存のパイプラインをライニングする方法であって、
ｉ）前記既存のパイプラインのラインをトレースするステップと、
ｉｉ）既存のパイプラインの長さに沿って間隔をあけ２つのピット又はアクセス開口部を、掘削するか、あるいは形成して、パイプを露出させるステップと、
ｉｉｉ）このように露出したパイプの節を除去するステップと、
ｉｖ）請求項２３から２４のいずれかに記載のパイプ節であって、その外径が、前記既存のパイプラインを形成するパイプの内径以下であるものを、前記露出したパイプの節の内部へ導入するステップと、
ｖ）その露出端へ軸方向のスラストを作用させることにより、既存のパイプライン内へ前記パイプ節を前方押圧するステップと、
ｖｉ）前記第１のパイプ節の前記露出端へ請求項２２から３５のいずれかに記載の第２のパイプ節を噛合させるステップと、
ｖｉｉ）前記第２のパイプ節を軸方向に押圧し、それが前記既存のパイプライン内へ移動し、かつ、前記第１のパイプ節が前記既存のパイプライン内へ更に移動するように、促進するステップと、
さらに、前記ステップｉｖ）からｖｉｉ）を、既存のパイプラインが前記２つのピット間にライニングされるまで繰り返すステップとを、含む方法。
【請求項３７】
地中パイプラインを敷設する方法であって、
ｉ）前記パイプラインの目標線に沿って間隔をあけ２つのピット又はアクセス開口部を、掘削するか、あるいは形成するステップと、
ｉｉ）その間の予備地下通路を形成し、前記２つのピット内をあけるステップと、
ｉｉｉ）請求項２３から３４のいずれかに記載のパイプ節の一端部を、前記２つのピット間の通路の一つにおいて、前記地下通路内へ導入するステップと、
ｉｖ）その露出端部にスラストを作用させることにより、前記パイプ節を前記通路内へ押圧するステップと、
ｖ）前記第１のパイプ節の前記露出端部へ請求項２２から３５のいずれかに記載の第２のパイプ節を噛合させるステップと、
ｖｉ）その露出端部へ軸方向スラストを作用させることにより、前記第２のパイプ節を押圧し、それにより、前記第１のパイプ節を前記通路に沿って更に進めるステップと、
前記他のピット又はアクセス開口部において、前記パイプ節の導入が行われている端部から離れた前記通路の端部へ、前記第１のパイプ節の先頭端部が到着するまで、ステップｉｉｉ）からｖｉ）を繰り返すステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、好ましくはプラスチック材料の射出成形による中空成型品の生産に概ね関し、特に、しかし排他的ではなく、長尺管の生産に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形による管の生産には、多くの長所がある。その中で、壁厚さを一定にできること、使用される材料は、非常に長いパイプをその場で製造するという旧式の押出工程に適するものでなくてもよいこと、という事実がある。
【０００３】
この点は、特定の活動領域において、既設の排水管交換に使用される時に特にそうだが、排水目的に使用することを意図してパイプ節が製造されることについて、特別の関連を有する。
【０００４】
排水目的の現代のプラスチック・パイプは、主として、押出によって生産され、輸送のために巻かれたり、設置の際溝部へ敷設され、比較的長尺のパイプを生産できる点を含む、多くの長所がある。
【０００５】
しかしながら、押出管には、ある欠点、特に、押出中のプロセス・パラメータにおける変化により、また、隣接するパイプ節の接続のため配置するにはパイプの直径より必ず大径の外部スリーブが必要となることにより、壁厚が絶対に一定だとは限らないという欠点がある。
【０００６】
多くの用途については、特に、開放された溝中にパイプを最初に敷設する際には、この点は黙認できる。しかしながら、交通による過負荷あるいは時間的な浸食に起因し、劣化したパイプを復活させるということになれば、押出管の機械的強度は、この目的のため使用されるであろういくつかの技術を可能とするに不十分となる。これらの技術のうちのひとつは、破損しているか、そうでなければ劣化した、土管あるいはファイバー管内への新しい置換パイプを導入することを含む。
【０００７】
置換のために既存のパイプラインを掘削する費用および困難性は、代案がない場合に限って、この方針を受け入れ可能とする。
【０００８】
実際には、節約のため、かつこの処置を経済的に実現可能にするために、採用されてきた一つの方法は、パイプのラインに沿って間隔をあけて配置される一連の掘削道を作り、２つの離れた掘削道間で新しいパイプを引き進めることにより、古いものの内部に新しいパイプを挿入することである。こうすると、パイプの内部直径がわずかに小さくなるが、既存のパイプラインの容量が、このプロセスによって著しく縮小されることはない。
【０００９】
しかしながら、導入されつつある新しいパイプの壁強度は、導入の摩擦抵抗を克服するために、どれだけの力を適用できるかという点を決定する。もし、長大なパイプが使用されるならば、この力は、莫大で実用的でないであろう。この理由により、掘削道は、常に比較的接近して配置されねばならない。パイプラインの結束性が損傷され、その完全性が劣化し、モール、あるいはピッグ（ｐｉｇ）をまず導入し穴を広げる必要がある環境では、穴は事を複雑にし、コスト高を招く。
【００１０】
本発明は、互いに適合し得る比較的短い射出成形パイプ節を用いることにより、より古いパイプの内部に沿って、新しいパイプ節を押す、より大きな力を適用できるという認識に基づく。それは、各新しいパイプ節は、中間点において、その先端部ではなくその後端部に適用される力を持ちうるからであり、長尺の押出パイプへ技術を適用可能なことが必要となろう。
【００１１】
さらに、射出成形管を使用すると、外部スリーブの使用を含まず、それ故、パイプラインの外表面と内表面が実質的に連続し、隣接するパイプ節間の結合時ですら分断されないままにする、新結合形態を採用できるようになる。
【００１２】
しかしながら、今のところ、パイプ節のような長尺製品の射出成形は、内部曲面を区画する、成形キャビティ内の内部マンドレルを用いる必要があるため、困難性をはらんでいる。
【００１３】
使用に先立ち、あるいは使用後に、組立及び分解を必要とする組立式マンドレルが試みられてきたが、これは高価であり、成形サイクルをより長くし、更にしばしば、パイプの内部中に長尺の塞止線を作り出す結果となる。
【００１４】
排水管パイプラインについての重要な考察の一つは、パイプの内部表面に可能な限り邪魔物がないようにすべきであり、腐食や有機的成長に強い滑らかで硬い表面を呈すべきとするものである。
【特許文献１】ドイツ国１０３  ３３  １６０Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そこで本発明は、単一の固体マンドレルを内部表面を区画するために使用することができる、長尺の射出成型プラスチック製品を生産する方法を提供しようとするものである。また、本発明は、滑らかで連続的で途切れない内側面を残すべく、射出成型品からマンドレルを取り外す処置及び配置に注目する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様によれば、少なくとも一端部で開口する中空の内部を有する射出成形されたプラスチック製品を生産する方法であって、外側ダイ部品と内側マンドレルとを用い、断面において環状をなす成形キャビティを形成するステップと、前記成形キャビティ中へプラスチック材料を導入するステップと、成型品が固体表面を形成するに少なくとも十分に冷えた後、その前記表面における開口部への前記マンドレル中の流路を通し、前記マンドレルと前記成型品の内部表面との間の中間面へ、加圧流体を送出するステップと、前記外側ダイ部品を閉じた状態としたまま、前記マンドレルを取り外すステップとを含む。
【００１７】
加圧流体は、２つの機能を果たす。すなわち、マンドレルの外側表面と成型品の内部表面と間の潤滑剤の機能だけでなく、マンドレルから成型品の材料に間隔をあけるのに役立つ分離剤あるいは離型剤として、それにより、外側ダイ部品へ成型品を圧し、射出成型品の密度を維持し、それに冷却効果を提供し、同時に、マンドレルの離型を促進する。
【００１８】
好ましい配置では、加圧流体が、マンドレル中の流路を通じてその表面の開口部に送られる。
【００１９】
そのような開口部は、好ましくは、成形キャビティへ導入時に、射出成形されるべきプラスチック材料が開口部に入らないように少なくとも一つの寸法が十分に小さくなるような、形状及びサイズをなし、勿論、この目的のため、形成品を形成すべき材料の導入中、マンドレル内の流路へ予備圧力が印加されてもよい。この点で、成形中に成形キャビティ内に加圧流体が存在する結果、好ましくない成形が引き起こされないようにするため、成形されるべきプラスチック材料以外の、成形キャビティ中に入るあらゆる流体のための、脱出ルートが設けられることは、重要である。
【００２０】
成型品の端部において該当する内側ねじ条を形成するため、外側ねじ条を持つ終端ダイ部品により成形キャビティの一端部が閉鎖されるのが、好ましい。成型後にそのような挿入物を除去するには、そのように形成される条のねじを緩めればよい。
【００２１】
終端ダイ部品とマンドレルの該当端部は、好ましくは、環状空間をなすように形成され、その空間では、成形キャビティ内へのプラスチック材料導入時に、成型品の内部表面上に、内向きの環状塞止部が形成される。そのような終端ダイ部品が取り外されるのは、マンドレルの取外の前でも後でもよく、そのとき、好ましくは、他の外側ダイ部品がマンドレルの取外後にのみ分離される。
【００２２】
ねじ付き終端ダイ部品は、好ましくは、外側ダイ部品が分離される前に、そのねじを緩めることにより除去される。
【００２３】
本発明の方法は、加圧流体として液体を利用して実施してもよいが、加圧流体は、ガスであることが好ましく、最も簡便なガスは、空気である。空気は、無制限の量、容易に利用可能だからである。
【００２４】
流体、ガス、あるいは空気のいずれであれ、加圧流体は、それが成形キャビティの中への導入前に、予備的に冷却されていることが好ましい。その有効性を最大限にするため、加圧流体は、好ましくは、接触面の領域上に実質的に均等に分布する複数の点において、マンドレルと成型品の内側表面との接触面へ送られる。
【００２５】
別の態様では、本発明は、少なくとも１つの開放端を有する中空成型品を生産する装置であって、使用時に中空成型品の外表面を形成する成形キャビティの外側の壁を区画し分離可能な、外側ダイ部品と、前記中空成型品の内側面を区画する内側マンドレルと、流体源に圧力下で選択的に連通可能なダクトに通じる内部流路に連通する、表面の少なくとも一部上に分布する、複数の開口部を有する前記マンドレルとを含む、装置を提供する。
【００２６】
マンドレルの表面の一部において、前記各開口部の少なくとも一つの寸法は、プラスチック材料が成形キャビティに射出される際、好ましくは、プラスチック材料の進入を禁止するようになっている。
【００２７】
これは、複数の小さな環状開口部によるか、あるいは、長尺スロット状の開口部により達成できる。長尺スロット状の開口部は、そのそれぞれが流体が流れるためのより大きな断面領域を提供できると共に、とはいえ、同時に、例えば射出されたプラスチック材料の表面張力により、成形中、プラスチック材料の進入は、禁止される。
【００２８】
長尺パイプ節の生産において、マンドレルは、外側ダイ組立品の終端部分に接する平坦な端面を備え、円筒状に曲がる単一体要素であってもよい。
【００２９】
他端において、終端ダイ部品は、成型品の開口端において、該当する内側ねじ部を形成するねじ条を持っていてもよい。
【００３０】
勿論、パイプ節をともにねじとめできるようにするため、内側ねじ条が設けられる他端部において、成型品上の外側ねじ条が設けられるように、外側ダイ部品は、同様に形成されてよい。
【００３１】
そして、パイプの隣接する節は、単に互いにねじられ、それらはパイプライン内へ組み立てられる。
【００３２】
内側あるいは外側の表面内にＯリングを受け入れる適当な環状溝が設けられてもよく、２つの隣接するパイプ節が完全にねじ込まれた位置となると、互いに合う配置となる該当する溝が設けられてもよい。
【００３３】
使用時に冷却材が流通できる冷却材流路を準備することにより、本発明の装置は、外側ダイ部品及び／またはマンドレルのための冷却手段を含んでもよい。成型品の射出成形中及びその後において、ダイ部品を冷却するために使用されてもよいし、さらには、射出の後でマンドレルの取外前（及び／またはその最中）に、成型品そのものを冷却するために使用されてもよい。
【００３４】
外側ダイ部品の内部表面とマンドレルの外部表面の間の差動摩擦を助長するため、外側ダイ部品自体の内部表面は粗くされてもよい。
【００３５】
外側ダイ部品の分離動作は、成型品から放射状に離れる向きであり、他方、マンドレルの分離は、マンドレルの表面と成型品の内部表面の間の相対的な滑り運動を含んでいるため、これは受け入れ可能である。
【００３６】
本発明は、本発明の方法によって作られたか、あるいは本発明の装置を使用する成型品をも包含する。特に、本発明は、他の同様なパイプ節と組立ててパイプラインを形成するために使用されるパイプ節を提供し、そのパイプ節は、一端部に外側ねじ条を有し、他端部に相補的な内側ねじ条を有し、それにより、このような２つのパイプ節を互いに端端ねじ止めできるようになっている。
【００３７】
本発明の好ましい実施の形態では、連続するパイプ節が互いに連結されると、連結されたパイプ節の、内側及び外側の輪郭が実質的に一定になるような、ねじ条を持つ部品の形状及び寸法を伴って、パイプ節が形成される。
【００３８】
好ましくは、隣接する雄型テーパが外側ねじ条を有するパイプ節の端部に設けられ、漏斗状か、あるいは雌型のテーパが内側ねじ条を有するパイプ節の端部に設けられ、その漏斗状か、あるいは雌型のテーパの形状は、パイプ節の他端部上の雄型テーパのそれと相補的であり、それにより、ねじりによって２つの隣接パイプ節が互いに連結されると、テーパが近接接触する状態となるようになっている。
【００３９】
隣接するパイプ節間の連結を液密とするのを支援するため、前記テーパのうちの１つには、Ｏリングシールを受け入れるのに適する環状溝が設けられてもよい。この環状溝は、雄型テーパ部分上に形成されてもよい。
【００４０】
簡便には、パイプ節の端部には、ねじ部に隣接する非ねじ部が設けられてもよい。それにより、一のパイプ節の外側ねじ端部が他のパイプ節の内側ねじ端部に入り込む噛合結合により、連続するパイプ節が連結されるとき、パイプ節の非ねじ部が並置され、かつ、そのパイプ節の非ねじ部の一つには、Ｏリングシールを受け入れるに適する環状溝が備えられているとよい。
【００４１】
そのような実施の形態では、外向きねじ条部に隣接する、パイプの非ねじ部には、前記環状溝が設けられてもよい。
【００４２】
隣接するパイプ節の噛合を容易にするため、ねじ条は、好ましくは、多条形をなす。例えば、それらを４条形にすると、条を噛合させるために、４分の１回転を上回る回転は不要になる。ねじ条は、それ自体、非対称の台形の輪郭をもち、ねじ条の一つのフランクは、軸に直交するラジアル平面に対し、他よりも小さな角をなしてもよい。より小さなラジアル角度をもつフランクは、このように圧力側フランクとしての役割をなすものとして適する。
【００４３】
本発明によって形成されるパイプ節には、さらに、パイプの外部表面上のねじ条部に隣接する表面形成（ギザギザにする等）が設けられてもよく、それにより、ハンドル装置が、回転するパイプをその長手方向軸の回りにしっかりしたグリップを取られるようにして、連続するパイプ節を互いにねじり易くするとよい。
【００４４】
本発明は、老朽化し、破損したか、あるいは損傷した既存のパイプラインをライニングする方法及び地中パイプラインを敷設する方法をも包含する。
【００４５】
老朽化し、破損したか、あるいは損傷した既存のパイプラインをライニングするその方法は、基本的に、前記既存のパイプラインのラインを配するステップと、既存のパイプラインの長さに沿って間隔をあけ２つのピットを、掘削するか、あるいは形成して、パイプを露出させるステップと、このように露出したパイプの節を除去するステップと、ここで定義されるパイプ節であって、その外径が、前記既存のパイプラインを形成するパイプの内径以下であるものを、前記露出したパイプの節の内部へ導入するステップと、その露出端へ軸方向のスラストを作用させることにより、既存のパイプライン内へ前記パイプ節を前方押圧するステップと、前記第１のパイプ節の前記露出端へここで定義される第２のパイプ節をねじ込むステップと、前記第２のパイプ節を軸方向に押圧し、それが前記既存のパイプライン内へ移動し、かつ同様に、前記第１のパイプ節が前記既存のパイプライン内へ更に移動するように、促進するステップと、さらに、前記各ステップを、既存のパイプラインが前記２つのピット間にライニングされるまで繰り返すステップとを、含む。
【００４６】
地中パイプラインを敷設する方法は、基本的に、前記パイプラインの目標線に沿って間隔をあけ２つのピットを掘削するステップと、その間の予備地下通路を形成し、前記２つのピット内をあけるステップと、ここで定義されるパイプ節の一端部を、前記２つのピット間の通路の一つにおいて、前記地下通路内へ導入するステップと、その露出端部にスラストを作用させることにより、前記パイプ節を前記通路内へ押圧するステップと、前記第１のパイプ節の前記露出端部へここで定義されるパイプ節をねじ込むステップと、その露出端部へ軸方向スラストを作用させることにより、前記第２のパイプ節を押圧し、それにより、前記第１のパイプ節を前記通路に沿って更に進めるステップと、前記他のピットにおいて、前記パイプ節の導入が行われている端部から離れた前記通路の端部へ、前記第１のパイプ節の先端部が到着するまで、前記各ステップを繰り返すステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
添付図面を参照しながら、以下、単なる例示として種々の実施の形態を更に詳しく説明する。
図１は、本発明の原理に従って成型品を形成するための型の部分縦断面である。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線上で得られる断面図である。
図３は、図１の型を用いて作成されたパイプ節形態をなす成型品の縦断面である。
図４は、成型品の他の実施の形態を拡大して詳細表示した縦断面図である。
図５は、そのＩＶ−ＩＶ線上で得られる図３の成型品の断面図である。
図６は、損傷したか破損した老朽パイプラインを引き直す本発明の原理により作成された複数のパイプ節の使用法の概要図である。
【００４８】
まず図１を参照すると、中心線ＣＬを中心とする円筒状の製品を形成するための多部品成形構造１０が示されている。
【００４９】
成形構造１０は、基本的に、長尺マンドレル１３に配設される成形キャビティを区画する、上方おも型部材１１及び下方おも型部材１２を備える。
【００５０】
成型品が、およそ、長さ半メートル、直径１０センチメートルとなるようにするため、型は、その幅よりも長さの方が著しく長い。このため、型の更なる長さを示す中心部における破断線を伴って、型の両端部が詳細に表示されている。
【００５１】
２つの型部材１１、１２及びマンドレル１３は、以下に詳述される特定の特徴を有し、符号１４を以て略示される、環状の成形キャビティを区画する。
【００５２】
左手端部において、図１中に見えるように、成形キャビティ１４は、終端型部材１５により閉鎖され、終端型部材は、マンドレル１３の対応平端面１７と堅く噛み合う平端面１６を伴って形成される。
【００５３】
マンドレル１３の平端面１７の端部を囲むのは、以下により詳述される機能を有する環状のベベル端部１８である。
【００５４】
各型部材１１、１２は、各々半円筒状の内部曲表面１９、２０（図２参照）をそれぞれ有し、それにより、成型時において、成型品の円筒状外部表面を形成する。これらの表面１９、２０は、滑らかな表面ではなく、やや粗くされるが、その目的は、後に再び詳説される。
【００５５】
各円筒状曲面１９、２０は、ラジアル方向内側に張り出し、軸方向に延びる、複数のリブあるいは隆起部２１、２２をそれぞれ有し、リブあるいは隆起部は、図３と関係して詳細が後述される成型品の外表面のリブ節を形成する。また、リブあるいは隆起部の機能は、以下詳述される。
【００５６】
終端型部材１５は、おも型部材１１、１２の内部表面１９、２０のと同径の円筒面を有する部分２３を持ち、終端型部材は、これらのおも型部材内にスライド可能である。
【００５７】
最も内側の端部領域において、終端型部材は、その本体部分の直径よりも小径で、符号２４をもって略示される端部を有し、この部分２４の円筒面には、多条ねじ条２５が刻設される。
【００５８】
ねじ条２５のフライトは、その条が、マンドレル１３の直径とおも型部材１１、１２の内部表面１９、２０の直径のほぼ中程の直径をなす円筒平面上に位置する深さを持つようになっている。
【００５９】
ねじ付き端部２４と終端型部材１５の円筒部分２３との間は、テーパ領域２６である。
【００６０】
成形キャビティ１４の他端部において、マンドレル１３は、おも型部材１１、１２を越えて軸方向に延びる。各おも型部材は、マンドレル１３と合致する直径の各円筒状終端表面２７、２８、内側きねじ部２９、３０、及びそれぞれラジアル方向内側きに放射状をなす円筒リブ３３、３４を有するテーパ部３１、３２を伴って、形成される。
【００６１】
傾斜表面３１は、ねじ部２９、３０から型部材１１、１２の円筒面１９、２０まで延びる。
【００６２】
このように、成形キャビティ１４は、外側きに漏斗状をなすテーパによって製品端部へ至る一端部において内側きねじ条を伴い、また、該当テーパにより成型品の本体から離れた他端部において外側きねじ条を伴う、中空成型品を区画する、円筒形状をなしている。
【００６３】
型部材１１、１２、１３、１５が、すべてともに取り付けられたら、成形キャビティ１４は、型部材１１の開口部３５及び型部材１２の対応する開口部３６を通して、充填可能となる。実際には、射出された材料の均一な送出を促進するため、型の長さに沿って配置される、多数の開口部３５、３６が存在してもよい。
【００６４】
図１、２から分かるように、マンドレル１３は、その表面全域上に非常に小さい開口部（図には、明瞭のため大幅に拡大された、いつかの開口部だけが示されている）を複数有する。
【００６５】
図２から分かるように、これらの開口部３７は、ラジアル方向内部端部で軸方向の流路３９に連通する、マンドレル１３内のラジアル方向の流路３８の出口端である。
【００６６】
図１中に概略図示されるように、マンドレル１３の右手端部には、カップリング４１内でマニホールド室４０と連通する軸方向の流路３９がある。カップリングは、加圧下の流体源（図示せず）に至るダクト４２に冷却ユニット４３を介して連通する。冷却ユニットは、図には概略的に図示されているだけであるが、既存のどの種のものであってもよい。
【００６７】
型部材１１、１２、１５内における他の冷却材流路が、設けられてもよいが、詳細には図示されない。
【００６８】
図１、２中に図示された装置が使用されるにあたり、多部品成形技術において従来からある、適当なクランプ手段（図示せず）によって、型が閉じられ閉鎖位置に保持される際、熱され溶融したプラスチック材料が、成形キャビティ１４に、それが完全に満たされるまで、射出される。
【００６９】
この間、非常に小さな寸法からなる開口部３７は、射出成形プラスチックには使われない。これは部分的には、この材料の表面張力のためであり、また部分的には、ラジアル方向の流路３８への溶融したプラスチック材料が進入するのを阻止するに十分なほどの過圧状態に、流路３９がおかれるためである。
【００７０】
規則的な配列状に図示されているが、孔３７は、実際には、マンドレルの表面上に不規則に配置される。また、孔サイズはマンドレルの長さに沿って変化し、マンドレルの端部でより大きくなり、移動時のボリュームを補償できるようになっている。
【００７１】
この処置は、加圧されたガスを成形キャビティ１４中へ予備的に導入するという結果をもたらすから、成型品の誤成形を避けるため成形キャビティ１４が満たされるまでの間、ガスが通って脱出できる適当な出口点（図示せず）が設けられる。
【００７２】
実際、射出時には、成形キャビティは、やや「過注入」され、即ち、キャビティ自体の、計算上あるいは測定上の体積よりも、わずかに多くの材料が射出される。しかしながら、これは、例えば、１ｋｇ当たり０．０００１ｋｇのという領域の非常に小さなファクタである。
【００７３】
一旦、成形キャビティ１４が満杯となると、型部材は、マンドレル１３（図２参照）中の流路４４や型部材１１、１２、１５中に他の流路（図示せず）を通過した冷却液によって冷却される。そして、成形された材料が、少なくともそれ自体とマンドレル１３の間の接触面領域で皮膚を形成するのに十分に冷えたとき、ダクト４２を介しての、流路３９の加圧が増やされ、液体は、開口部３７から、マンドレル１３とキャビティ１４内の成型品の内表面との間にこのように創出される隙間、へ流出できるようになる。
【００７４】
同時に、この目的のため冷却材および潤滑剤の役割をする液体が流路３７から流れ出るのに伴い、マンドレル１３は、図１の矢印Ａ方向に、軸方向に取り外される。
【００７５】
マンドレル１３を、それが引き抜かれるに伴い、その長手方向軸回りに回転させることは可能であろうが、これは一般に不必要であると考えられ、まっすぐに引くことが好ましい。
【００７６】
マンドレル１３が引き抜かれたら、その後、終端型部材１５もまた、それを回転させ、ねじ条フライト２５により形成された、成型製品のねじ部から無駄なくその「ねじを緩める」ことにより引き抜かれる。
【００７７】
成型品において、このように形成される該当するリブを用いて、終端型部材１５のねじを緩めることは、型部材１１、１２におけるリブ２１、２２の内部噛合により容易となっている。それにより、型の中心線ＣＬにより定義される軸まわりにおける、成型品のあらゆる回転に抗し得る。
【００７８】
終端型部材１５が引き抜かれたら、図２の離型線Ｂにおいて分かれる二重矢印Ｂの方向に離すと、２つの型部材１１、１２は分離できる。
【００７９】
２つのおも型部材１１、１２に対し荒い内側円筒面１９、２０を持つことにより、成型品の外部表面を粗面とすると、型からの離型後直ちに、成型品の冷却を促進できる。
【００８０】
マンドレル１３のベベル端部１８は、円筒隆起部４６を有する成型品の内部円筒面上に、ラジアル方向内向きの円筒隆起部４６の形成を促進する。円筒隆起部は、成型品の末端を向く略ラジアル方向の傾斜面４７と、略ラジアル方向の垂直面４８とを有する。
【００８１】
この隆起部は、キャビティをシールし、ガスが開口部３７を通って導入されるにつれ、マンドレルの取外を容易にする上で、重要な役割を果たす。
【００８２】
隆起部４６を形成するキャビティの寸法は、形成される壁の厚さに依存し、厚さが大きくなるほど大きくなり、また、射出材料の性質に依存して変化する。
【００８３】
今図１および３を参照すると、隣接するパイプ節を連結する前に、成型品において、適当な弾性Ｏリングシール４９を受け入れる該当環状溝３３’を、型部材１１、１２の右手端部における円筒のリブ３３、３４が、形成する点が理解されよう。
【００８４】
事実、図３は、２つの隣接するパイプ節５０、５１の一部を示す軸方向半断面図であり、各パイプ節は図１、図２に関して述べた型による成型品として形成され、図３は中心線ＣＬよりも上の部分のみを示す。
【００８５】
成型品５１の左手部分は、正確一定の壁厚からなる円筒状壁５２を有し、その壁には、型要素１１におけるリブ２１により形成され、リブにより分離される一対の軸方向溝２１’が刻設される。
【００８６】
これらの平行リブは、パイプ節５１の正反対の部分上の該当リブと合致し、五条の溝２１’と、間が空いた複数のリブとは、図３から分かるように、パイプの円周の３０度部分に亘って広がる。
【００８７】
リブと溝の該当セットは、図３の実施の形態における雌型端部の分のみ図示されているが、パイプの各端部に設けられてもよい。
【００８８】
図３から分かるように、一本のパイプの「雄型」端の溝３３’中のＯリングシール４９を用いて、「雄型」パイプの端５３が「雌型」パイプの内部に向けられたリブあるいは塞止部４６の肩表面４８に出会うまで、２つの隣接するパイプを互いにねじ込むことができる。
【００８９】
図３から分かるように、ねじ条のフライトは、ラジアル平面へ１０度領域の圧力側フランク５４とラジアル平面へ約２０度領域のリードフランク５５を含む、略台形状をなす。ねじ条は、ほぼ管壁５０、５２の厚さの中程にあることが図３中ではっきり分かる。
【００９０】
２つのパイプがともに堅くねじ留めされると、テーパ部は堅固に噛合して、高い摩擦結合を形成し、かつＯリングシール３３’を圧縮して、隣接するパイプ間に、気密、及び／または、液密シールを形成する。
【００９１】
使用にあたり、連続するパイプは、同じ方向に捻られるから、更なるパイプを加えると、直前にねじ締めされたパイプ節同士の接続が、強化される。
【００９２】
さらに、パイプ同士は、パイプの壁厚内において作動する結合手段により連結されるから、別にパイプの外径を拡大する外部スリープは不要であり、また、小さな塞止部・リブ４６は別として、パイプの滑らかな内側面は全く妨げられない。この塞止部・リブの寸法は、図中、図示のため誇張されていることに注意すべきである。実際には、その寸法は、ラジアル方向の寸法で１ミリメートルの半分より大きくなることはなかろう。モールドが完了した後、この塞止部は除去される。
【００９３】
今図４を参照すると、隣接するパイプ節の２つの端部のみが互いにはめ込まれたところを示す、他の実施の形態が図示されている。
【００９４】
本実施の形態では、パイプ節７０の「雄型」端部は、パイプ節７１の「雌型」端部へ噛み合って示される。
【００９５】
本実施の形態では、パイプ節７０は、ねじ付き領域と外側壁の間にテーパを持たず、むしろ、２つの平行な同軸円筒面７４、７５の間に、肩部７２と段差７３を有する。
【００９６】
パイプ節７１の雌型部分のねじ条フライト７７と互いに貫通し合う領域として略示される、ねじ条フライト７６は、より小径の終端円筒面７８から円筒面７５を分離する。
【００９７】
パイプ節７１の「雌型」端部は、それへパイプ節７０の雄型部材を導入し易くする漏斗形の入口７９と、漏斗形部分７９の内側端部とねじ条フライト７７の間に円筒面８０とを有する。この円筒面には、Ｏリングシール８２を受け入れる円筒溝８１が形成される。
【００９８】
Ｏリングシール８２と噛み合う対向面７５、８０を形成することにより、そのシール上の接触圧力は、２つのパイプ節を互いに結合するねじ条への締付力とは無関係となる。
【００９９】
図示していないが、他の実施の形態では、パイプ節の一端部をより大径となし、隣接するパイプ節の反対端部を、従来の土管と同様な要領で受け入れるようにする。
【０１００】
対をなす２つの端部は、互いにねじ止めされてもよいし、その結合に簡単なＯリングシールが使用されてもよい。
【０１０１】
あるいは、各端部に協動するスナップ噛合部材が形成され、それにより、パイプ節を互いに噛合し、圧縮力および引張力の両方に抗してそれらを保持してもよい。
【０１０２】
今図６を参照すると、ここに記述されるような節を用いてパイプラインを設置するプロセスが、略示されている。
【０１０３】
パイプラインを形成するにあたり、まず、パイプラインの目標レベルの真下の深さまで、２つの間隔をあけて配置されるピット６０、６１が掘削される。
【０１０４】
そして、それ自体は既知の手段、故にここでは記述しない、を用いて、パイプの目標線に続く通路６２であって、ピット６０への開口部６６と、ピット６１への開口部６７とを有するものが形成される。
【０１０５】
そして、図３あるいは４に関連して図示され記述されるようなパイプ節６３が、開口部６６へ導入される。適当なプレス機械６５が、この目的のため、ピット６０に配置される。このプレス機械の詳細は、この発明の主題の一部を形成しないので、ここでは詳述しない。プレス機械６５は、パイプ６３の露出端部を結合し、２つのピット６０、６１の間に形成される通路６２に沿ってそれを押圧すれば十分である。
【０１０６】
その後、プレス機械は取り去られ、パイプ６３の露出端部にねじ込まれた、新規のパイプ節６４と、プレス６５とが、パイプ節６４の露出端部に再結合され、これとパイプ６３とが、通路６２に沿って推進される。
【０１０７】
パイプ節６３の先端部が入口６７を通りピット６１の中へ現われるまで、このプロセスは繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の原理に従って成型品を形成するための型の部分縦断面である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線上で得られる断面図である。
【図３】図１の型を用いて作成されたパイプ節形態をなす成型品の縦断面である。
【図４】成型品の他の実施の形態を拡大して詳細表示した縦断面図である。
【図５】ＩＶ−ＩＶ線上で得られる図３の成型品の断面図である。
【図６】損傷したか破損した老朽パイプラインを引き直す本発明の原理により作成された複数のパイプ節の使用法の概要図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月17日(2007.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一端部で開口する中空の内部を有する射出成形されたプラスチック製品を生産する方法であって、
外側ダイ部品と内側マンドレルとを有し、断面において環状をなす成形キャビティを形成するステップと、
プラスチック材料を導入し形成された前記成形キャビティを満たすステップと、
成型品が固体表面を形成するに少なくとも十分に冷えた後、中間面にて前記マンドレルの前記表面における開口部への前記マンドレル中の流路を通し、前記マンドレルと前記成型品の内部表面との間の中間面へ、加圧流体を送出するステップと、
前記マンドレルを前記成型品から取り外すと共に、前記外側ダイ部品を閉じた状態としたままとするステップとを含む、方法。
【請求項２】
少なくとも前記プラスチック材料を送出するステップの後において、冷却液が前記マンドレルの内部を通されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記成型キャビティの一端部は、外側ねじ条を持ち前記成型キャビティの一端部において該当内側ねじ条を形成する、終端ダイ部品により閉鎖されることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記プラスチック材料が前記成型キャビティに導入される際、前記成型品の前記内部表面上に内側を向く環状の塞止部が形成される、環状の空間を形成するように、前記終端ダイ部品及び前記マンドレルの該当端部が形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記終端ダイ部品は、前記マンドレルの取外の前か、あるいはその取外の後に除去され、前記他の外側ダイ部品は、前記マンドレルの取外の後にのみ分離されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
ねじ付けされた前記終端ダイ部品は、それを緩めることにより、前記他の外側ダイ部品が分離される前に、除去されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記加圧流体は、ガスであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記加圧流体は、空気であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記加圧流体は、前記成形キャビティの中への導入前に予め冷却されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記加圧流体は、中間面の領域に亘って略一様に分布する複数点において、前記マンドレルと前記成型品の前記内部表面との間の前記中間面へ送出されることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの開放端を有する中空成型品を、射出成形により、生産する装置であって、
中空成型品の外表面を形成する成形キャビティの外側の壁を区画し分離可能な、外側ダイ部品と、
前記成形キャビティを満たすことにより形成される前記中空成型品の内側面を区画する内側マンドレルとを備え、
前記マンドレルは、前記マンドレルと前記中空成型品の内側面との間の中間面における表面の少なくとも一部上に分布する、複数の開口部を有し、前記外側ダイ部品を閉じた状態としたまま、前記マンドレルを取り外すため、前記開口部は、流体源に圧力下で選択的に連通可能なダクトに通じる内部流路に連通する装置。
【請求項１２】
前記マンドレルの前記表面の一部における前記複数の開口部の各寸法のうちのその少なくとも１つは、前記成形キャビティへ射出の際、前記プラスチック材料の進入を抑制するようになっていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記開口部は、長尺スロットであることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記開口部は、断面において略円形であることを特徴とする請求項１２記載の装置。
【請求項１５】
前記マンドレルの少なくとも一部の表面は、円筒状の曲壁を含むことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか記載の装置。
【請求項１６】
前記マンドレルの少なくとも一部の表面は、その平坦な端壁を含むことを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記成型品の開放端に、該当内側ねじ条部を形成するねじ条を持つ終端ダイ部品をさらに備える請求項１１から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記外側ダイ部品と前記マンドレルのいずれもが、射出後及び前記マンドレルの取外前に、前記成型品を冷却するために冷却液が使用時に流通する冷却液流路を有することを特徴とする請求項１１から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１９】
前記成形キャビティ内へ臨む前記外側ダイ部品の前記表面は、前記成型品の前記内側部分を区画する表面よりも粗く、それにより、前記成型品と前記マンドレル間に関して、前記成型品と前記外側ダイ部品との間の摩擦力を促進し、前記マンドレルの取外を容易にすることを特徴とする請求項１１から１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
両端において開口する成形パイプ節を生産する請求項１１から１９のいずれかに記載の装置であって、前記マンドレルの前記端部は、テーパか、斜めにされるか、そうでなければ除かれた（ｒｅｌｉｅｖｅｄ）部分を持ち、終端差込の協動部分も、テーパか、斜めにされるか、そうでなければ除かれた部分を持ち、それにより、製品の成型時に内側に放射する環状の塞止部を形成する装置
【請求項２１】
前記外側ダイの少なくとも一つは、それ上の表面形態を持ち、それにより、完成品に、ギザギザか、あるいは他の表面形態を形成し、前記完成品を機械手段でつかみ、かつその長手方向軸回りに回転させるのを容易にすることを特徴とする請求項１１から２０のいずれか記載の装置。
【国際調査報告】
2008543621.tif 000009
2008543621.tif 000010
2008543621.tif 000011
2008543621.tif 000012
2008543621.tif 000013
2008543621.tif 000014