(57)【要約】【課題】塩ビ原管から高精度の長尺角型パイプを成形する装置を提供する。【解決手段】塩ビ原管から成形しようとする角型パイプＡの上下面および角パイプコ−ナを内ア−ルに成形するための、近接・離間する上下１対の横設された金型２，２を、撓みにくいみぞ形鋼で構成し、しかも、これらの金型２を離間させて、丸パイプ塩ビ原管から角パイプＡに成形するための拡間部材３の機構を、これらの金型２，２の長手方向に等分布させて拡間するので、角型パイプＡがその長手方向に均一に成形でき、特に、金型２，２のコ字両側にア−ルを設けているので、角型パイプＡの左右面の引伸ばし成形が円滑に行われ、ひいては、高精度の長尺角型パイプが成形できる。【選択図】図３
2005161864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原管から成形しようとする角型パイプの上面および下面、更に角型パイプの各コ−ナを内ア−ルに成形するための、上向きおよび下向きであって、該コ字のコ−ナにア−ルをもつ断面コ字体を向き合せて構成した１対の鉄鋼製短冊状金型を横設し、該金型と、これらの金型との間に挟まれ、かつ、該金型を拡間する略等分布した機構からなる拡間部材とに、該金型近接時に、加熱炉で加熱軟化した熱可塑性合成樹脂製原管を該金型に外嵌できる可及的小径の厚肉丸パイプとして選定してから、これを外嵌し、前記拡間部材の運動で前記１対の金型を、その長手方向に略均等に拡間させ、該拡間により当該角パイプの左右面を形成するように引伸し、次いで、当該外嵌されたままの角パイプを冷却硬化して取出すようにしたことを特徴とする長尺角型パイプの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、丸パイプの原管から形成する長尺角型パイプの製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、橋梁の排水設備の目的は、路面の滞水による交通の停滞、スリップ事故などの機能低下を防止するため、雨水の排水を迅速に行うことにあり、また他の目的は、滞水による鉄鋼部材の腐蝕を防止するため、雨水の排水を迅速に行うことにもある。
【０００３】
かかる橋梁の排水設備の一つに排水管があって、これには高架部のものと地中のものとがあり、高架部の排水管は、主桁および横桁の水平方向に沿う横管、垂直方向に沿う縦管、橋脚に沿う横管および縦管に大別される。
【０００４】
この排水管の材質は、原則として耐蝕性に優れたＪＩＳＫ６７４１の硬質塩ビ管とするが、振動を受け易い箇所や寒冷地ではＪＩＳＧ３４４４の一般構造用炭素鋼鋼管としている。
【０００５】
そして、この排水管は一般に、支持金具を使った添架方式で配置され、美観を損なわないようにしている。そのため、断面４角状の化粧板でカバ−した例も知られている。
【０００６】
以上のような排水管は、厚肉管であるＶＰ管や薄肉管であるＶＵ管を用いているが、これらの管に代り、美観上、特に都市においては排水管の形状を変更することが要求され、最近では角型パイプが要求されるようになった。
【０００７】
一方、本出願人はコ−ルドパリソン法の技術をも専門としているが、かかる技術を応用した、次のような合成樹脂製角胴の成形に成功した。
【０００８】
すなわち、特許文献１に示すように、固定部材に設けられ、かつ、成形された角胴の一辺の長さを構成する第１の面成形用引伸ばし部材（金型ともいう）と、可動部材に設けられ、かつ、前記第１の面成形用引伸ばし部材に対向した第２の面成形用引伸ばし部材（金型もという）とに、加熱軟化した熱可塑性樹脂製原管を外嵌し、前記可動部材を固定部材に対し、成形される角胴の他辺の長さを構成するだけの距離を離間させることにより、原管から角胴を成形する。
【特許文献１】特許第２６２７８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、かかる原管から角胴を成形する方法を用いて、角型パイプを形成しようとすると、この角型パイプが長尺ものだけに、第１および第２の面成形用引伸ばし部材が両端支持型（横型）となることから、その中央部に撓みが生じ、成形された長尺角型パイプが中央部で弯曲状に変形することが判明した。
【００１０】
そこで本発明は、かかる問題を解決することを主たる目的とし、角型パイプの他辺の長さを各種の寸法にした角型パイプを成形できることを副たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる目的を達成するため、本発明の要旨とするところは、原管から成形しようとする角型パイプの上面および下面、更に角型パイプの各コ−ナを内ア−ルに成形するための、上向きおよび下向きであって、該コ字のコ−ナにア−ルをもつ断面コ字体を向き合せて構成した１対の鉄鋼製短冊状金型を横設し、該金型と、これらの金型との間に挟まれ、かつ、該金型を拡間する略等分布した機構からなる拡間部材とに、該金型近接時に、加熱炉で加熱軟化した熱可塑性合成樹脂製原管を該金型に外嵌できる可及的小径の厚肉丸パイプとして選定してから、これを外嵌し、前記拡間部材の運動で前記１対の金型を、その長手方向に略均等に拡間させ、該拡間により当該角パイプの左右面を形成するように引伸し、次いで、当該外嵌されたままの角パイプを冷却硬化して取出すようにしたことを特徴とする長尺角型パイプの製造装置にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、断面コ字体の鉄鋼製短冊状の金型、つまり、みぞ形鋼の金型を用いているので、金型に長手方向における撓みが生じにくく、かつ、この金型を拡間する拡間部材を金型に対し略均等に分布した機構を用いているので、成形された角型パイプが長手方向に均質にでき、したがって、この長尺角型パイプの加工精度が向上し、高品質の角型パイプにすることができる。
【００１３】
しかも、断面コ字のコ−ナにア−ル（丸み）を設けた１対の金型により、原管を引伸するので、角型パイプの左右面の成形に無理が生じなく、これによっても、精度の高い長尺角型パイプが成形できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を、添付図面に示す実施例により詳細に述べる。
【００１５】
図１は本発明の実施例の全体側面図、図２は図１の要部詳細図、図３は図２のＡ〜Ａ矢視断面図、図４は図１のＢ矢視要部側面図、図５は本発明の実施例による角型パイプ図である。
【００１６】
本発明の実施例の橋梁の排水用角型パイプの製造装置１は、管長１．５ｍから４ｍ（長尺）の量産化され、安価で品質保証された塩ビ製（熱可塑性合成樹脂製）の丸パイプ原管を、約１３０℃（加熱軟化温度）に加熱軟化して、図５に示すように例えば呼び径（断面縦寸法Ｃ×横寸法Ｂ）１１０×２１０ｍｍまたは１５０×２５０ｍｍの角型パイプＡに引伸ばし形成（いわゆる拡間という）する装置であって、成形された全長Ｆ＝２ｍの角型パイプＡは、橋梁の主桁や横桁の外桁の外側に、取付金具により添架するものである。なお、角型パイプＡの肉厚Ｔは８〜９ｍｍ、内ア−ルＲは２０ｍｍとなっている。
【００１７】
したがって、この角型パイプＡはＪＩＳＫ６７４１で規定された引張り試験、偏平試験、浸漬試験に合格し、水圧試験では１０ｋｇ／ｃｍ2 かける３分間試験も満足し、耐振性のある強度をもつものである。
【００１８】
さて、本実施例の角型パイプＡの製造装置１を述べる前に、この角型断面長方形の長尺パイプの製造法を概説する。
【００１９】
すなわち、原管製造メ−カまたは原管押出機から入手した硬化している丸パイプ原管を、間欠的に供給し且つ間欠的に取出すように構成した巨大な加熱炉から所定の軟化状態になった１本（または若干本２〜３本）を取出し、これを、近接させた状態の上下１対の、角型パイプの上下面を形成する引伸ばし部材（金型）に、略全長に亘り外嵌させた後、この引伸ばし部材を、当該角型パイプの上下面を形成しながら、所定の一辺を形成する長さだけ、長手方向に亘り均等に離間（拡間）させて角型パイプの左右面を形成して、所定の角型パイプＡを製造する。
【００２０】
次いで、この角型パイプＡを引伸ばし部材にセットしたまま、冷却空気または冷却水により冷却硬化させて取出すと、図５に示す完成品（Ａ）が得られる方法である。
【００２１】
かかる角型パイプＡの製造法によると、パイプ押出機やＦＲＰ引き成形法により直接角型パイプを成形する方法に比べ、パイプ押出機の高価なダイやサイジング装置や冷却水槽や定速引出装置や定尺切断装置等が不要となり、それ故、巨大な加熱軟化用加熱炉（コ−ルドパリソン法実施工場では常設している）を特設しても、設備費を特段に安価にできることは勿論、所定の寸法の角型パイプに近い、量産化されて安価で且つ品質保証された原管を選定さえすれば、すなわち、１対の相対する近接した面成形用引伸ばし部材にその略全長に亘り外嵌できる小径の丸パイプ原管を選定さえすれば、所定の強度をもつ厚肉で引伸ばしによる欠点が発生せず、特に、前記のような強度を得ることができると共に、異形状（断面台形や３００×１００ｍｍの楕円）の長尺角型パイプを成形することができる。      
【００２２】
また、コ−ルドパリソン法による角型パイプへのブロ−成形法に比べ、ブロ−成形のようにコ−ナ部が薄肉にならず、単にパイプ両端における左右面における端辺が凹状弯曲変形するだけで、上方向に引伸ばされることから、ブロ−成形によるチャッキングロスに比べ、切落しロスが大幅に節減でき、ひいては、生産費を上げることがない。
【００２３】
次に、かかる角型パイプの製造法を適用した本発明の実施例の角型パイプの製造装置１の概略を述べる。
【００２４】
図１において、この装置（１）では、長尺（１．５ｍ〜４ｍ）の上下１対の面成形用引伸ばし部材（治具または金型ともいう）２，２が、いわゆる片持支持のフリ−の状態で、横設しており、特に、これらの引伸ばし部材２，２は、所定の角型パイプＡの上下面を形成する短冊状の長尺金型で構成されている。
【００２５】
したがって、上下、特に上の引伸ばし部材２の動きを規制するものが殆どなく、原管に対し無理な引伸ばしをすることなく成形できる。
【００２６】
これらの引伸ばし部材２，２の上下間に、該引伸ばし部材２，２を互に離間させて、角型パイプＡの上下面を形成させながら左右面を形成させるための拡間部材３を介在している。
【００２７】
この拡間部材３は、図１中Ｘ方向（原管軸方向）に運動させると、短冊状長尺金型である引伸ばし部材２，２の長手方向全体に亘り略均等に拡間する引伸ばし力を作用させるようにしており、したがって、製造装置全体が鉄鋼製とはいえ、長尺故に発生する撓み変形、すなわち、引伸ばし部材２，２の撓みを防止している。
【００２８】
この拡間部材３は、油圧シリンダ４の押引き（原管軸方向、つまり水平方向）作用によって、原動節たるロ−ラ５と従動節たるカム面６とを介して、短冊状長尺金型の上側の引伸ばし部材２を図３中Ｙ方向（原管軸直交方向）に持上げ引伸ばし拡間（垂直運動）させる。
【００２９】
したがって、かかる１対の短冊状長尺金型の引伸ばし部材２，２を近接させておき、これらの引伸ばし部材２，２に加熱軟化した原管（不図示）をその金型略全長またはそれより若干短尺に亘り外嵌する。
【００３０】
次いで、この拡間部材３の、油圧シリンダ４による水平運動によって、引伸ばし部材２，２に対し、傾斜面の仕事による垂直運動に変え強力に拡間させると、厚肉の丸パイプ原管から厚肉（８〜１０ｍｍ）で、かつ、ブロ−成形のように必要な内部力のみにより、角型パイプＡにおける上、下面が形成できると共に、左、右面の形成が同時にできる。
【００３１】
次に、以上の角型パイプの製造装置１を「本体フレ−ム７」、「引伸ばし部材２」および「拡間部材３」に分けて詳細に述べる。
【００３２】
この「本体フレ−ム７」は外形が略直方体を横設した状態で構成し、上部架台８と下部架台９とから成り、上部架台８における４本の柱１０，１０の左右側上端に前後梁（上下、左右および前後等は図１を基準にいう。したがって、上下左右等は相対的な表現である。以下同じ）（不図示）をそれぞれ設け、これらの前後梁の中間部に２本の左右梁１１を設けている。
【００３３】
したがって、この上部架台８は、梁（１１）や柱（１０）等の構造部材の組合せによる骨格体であって、少なくとも、その左右面はア−チ状になっており、それ故、原管や角型パイプＡの左または右からの出し入れに支障がなく、その上、引伸ばし部材２の拡間運動や拡間部材３の原管軸方向運動や成形状態の視認や成形後の冷却操作に好都合になっている。
【００３４】
下部架台９は、この上部架台８と平面視で同一形状で、かつ、長手方向片側にのみ突出して構成しており、この下部架台９に上部架台８を載置している。
【００３５】
この下部架台９も偏平な直方体状の骨格体で構成されており、この下部架台９の突出部９ａに油圧シリンダ用支持スタンド１２を立設し、この油圧シリンダ用支持スタンド１２で油圧シリンダ４を昇降（約５０ｍｍ）可能に支持している。そして、拡間部材３の一端にユニバ−サルジョィント（自在継手）１３を介して、この油圧シリンダ１４と連結している。
【００３６】
したがって、拡間部材３は、油圧シリンダ４のシリンダロッドの先端で若干の上下左右運動自在に片持支持されており、しかも、１対の引伸ばし部材２，２で挟まれて下側の引伸ばし部材２で支持されている。
【００３７】
したがって、油圧シリンダ４の引き作用（水平運動）方向と、下側の引伸ばし部材２の長手方向とが正確な平行状態になくても、ユニバ−サルジョィント１３で矯正されて平行化し、ひいては、角型パイプＡの上下面が平行となり、製品精度の高い角型パイプＡを成形することができる。
【００３８】
勿論、後記のように油圧シリンダ４は拡間部材３の上昇に応じ上昇し、常時、拡間部材３を成形されようとする角型パイプの断面中央に位置させる。
【００３９】
次に、「引伸ばし部材２」について述べる。
【００４０】
この「引伸ばし部材２」は、図１、図２および図３に示すように、断面上向きおよび下向きコ字体が向い合って構成しており、また、所定の長さ（例えば２ｍ）の角型パイプＡの管長より若干長くなった鉄鋼製短冊状長尺金型で構成している。
【００４１】
そして、断面コ字体のコ−ナにはア−ルＲを形成し、角型パイプＡにエッジをなくして強度を保持し、また、このア−ルＲにより原管の上下方向引伸ばしに無理が生じないようにしている。
【００４２】
このコ字体の両足の内面に沿って、図３に示すように次のような複数の従動節たるカム面６，６が切削加工により一体的に構成している。
【００４３】
すなわち、このコ字体の両足の内側に、原動節たるロ−ラ（コマ）５の巾と略同一の肉厚で、傾斜面１５と頂平面１６との組合せによる従動節たるカム面６を対向して構成している。
【００４４】
これらのカム面６，６は当該引伸ばし部材２の長手方向に所定の間隔（例えば５０ｃｍ）で配分して設けているので、複数の原動節たるロ−ラ５がこの原管軸方向に転動して各カム面６に乗ると、引伸ばし部材２は垂直方向に均等に引き離され拡間する。したがって、長尺物たる角型パイプは高精度で成形できる。
【００４５】
また、この１対の引伸ばし部材のうち、下側の引伸ばし部材２は、いわゆる固定状態になっている。すなわち、下側の引伸ばし部材２の一端（油圧シリンダ側）は、図１に示すように下部架台９に立設した載置スタンド１７上に載置されており、他端は、図１に示すように本体フレ−ム７に取付けられた上向きの下部エアシリンダ１８で支持されている。      
【００４６】
一方、上側の引伸ばし部材２は、前記拡間部材３に載置され、樹脂延伸を自由にするため、いわゆるフリ−の状態になっている。
【００４７】
しかも、この上側の引伸ばし部材２の一端（油圧シリンダ側）は、図１に示すように上部架台８に設けられた上限ストッパ−１９に当接可能となり、他端は、本体フレ−ム７に取付けられた下向きの上部エアシリンダ２０に当接している。
【００４８】
したがって、角型パイプＡの左右面は、高精度の寸法になると共に、必要に応じ変更することができる。
【００４９】
これらの上、下部エアシリンダ２０，１８には、図４に示す引伸ばし部材用ガイド２１，２１がそれぞれ連結している。
【００５０】
すなわち、下部エアシリンダ１８のシリンダロット２３には上向きにコ字状のガイド部材２３が連結し、このガイド部材２３に、下側の引伸ばし部材２が略密接して内嵌載置しており、また、このガイド部材２３の側方は本体フレ−ム７に取付けられたガイドレ−ル２４に案内されて昇降する。
【００５１】
また、上部エアシリンダ２０のシリンダロッド２５には、下向きコ字状のガイド部材２６が連結し、このガイド部材２６に、上側の引伸ばし部材２が略密接して内嵌被覆しており、また、このガイド部材２６も、前記ガイドレ−ル２４に案内されて昇降する。
【００５２】
したがって、引伸ばし部材２，２の他端は、これらのガイド部材２３，２６により正姿勢となって、角型パイプＡを高精度に成形することができる。
【００５３】
殊に、上部エアシリンダ２０に連結したガイド部材２６は、上側の引伸ばし部材２の引き離し時の上昇をエア抵抗力を与えて瞬間的上昇を規制し、徐々に行い、延伸を良好に成形するようになっている。そのとき、下部エアシリンダ１８は下側の引伸ばし部材２の他端を固定状態で支持している。
【００５４】
そして、原管挿入時や、成形された角型パイプＡの取出時には、上下部エアシリンダ２０，１８を図２中Ｙ方向に作動させて各ガイド部材２３，２６を上下側の引伸ばし部材２，２から外して、これらの引伸ばし部材２，２を油圧シリンダ４側で片持支持として、その挿入・取出し作業を容易にしている。
【００５５】
次に、「拡間部材３」について述べる。
【００５６】
この「拡間部材３」は、図１、図２および図３に示すように、鉄鋼製長尺の短冊状拡間部材本体２７を断面長辺を立てた状態で横設して、上下側の引伸ばし部材２，２間に設けており、この拡間部材本体２７の各側面に、前記原動節たるロ−ラ（ロ−ラベアリングまたはコマをいう）５を支持軸２８を介して取付けている。
【００５７】
そして、これらのロ−ラ５，５は、支持軸２８やロ−ラベアリングの強度をもたせるための寸法に制約され、かつ、引伸ばし部材２，２を近接させるため、左右方向に若干齟齬して取付けている。
【００５８】
したがって、引伸ばし部材２，２を可及的に近接させ、可及的小径の原管を用いるようにしている。
【００５９】
また、この拡間部材本体２７の一端は、前記ユニバ−サルジョィント１３を介して該油圧シリンダ４に連結している。
【００６０】
したがって、この拡間部材３の水平運動により上側の引伸ばし部材２が上昇拡間すると、この油圧シリンダ４も対応して上昇し、拡間部材本体２７を上下側の引伸ばし部材２，２の上、下中間に常時位置させておき、したがって、角型パイプＡの上下面の引伸ばし肉厚等が均一になるようにしている。
【００６１】
以上要するに本実施例の長尺角型パイプの製造装置１では、当該角型パイプの上面および下面やその両側のア−ル状コ−ナを成形し、かつ、拡間の量で当該角型パイプの所定寸法の左右面を成形する１対の長尺状金型（引伸ばし部材）と、これらの金型の間に挟まれ、かつ、金型を拡間するコマ付長尺状拡間部材とに、該金型近接時、巨大な加熱炉で加熱軟化した熱可塑性合成樹脂製（塩ビまたはポリエチレン等）原管を金型略全長、または、それ以下に亘り外嵌し、前記拡間部材の原管軸方向の運動でコマを転動させて金型内面のカム面に乗り上げることにより、特に、長手方向に略等配分したコマとカム面の存在で前記１対の長尺金型をその長手方向に亘り均一に約７秒間で拡間させ、ひいては、角型パイプの成形を軸方向均質に行い、次いで、当該外嵌されたままの角型パイプに冷却エアを吹付け、その後冷却水により冷却硬化してから取出すようにしている。
【００６２】
したがって、かかる長尺角型パイプの製造装置１によると、高品質の角型パイプが容易に、かつ、迅速（冷却期間を含め約７分、約数分）で約２ｍから約４ｍもの長尺パイプが製造できる。
【００６３】
しかも、金型の形状を上側の金型の巾より下側の金型の巾を大きくすれば、前記目的の項で示した台形パイプが製造できるし、長手方向を延長した金型を使用すれば、最大５ｍの管長のパイプも製造できるのである。
【００６４】
殊に、カム面６たる傾斜面１５の途中でロ−ラ５の転動を止めると（油圧シリンダのロッドにストッパ−を介在すると）、拡間距離が縮まり、角型パイプの左右面の縦寸法を変更することができるのである。
【００６５】
なお、本実施例の拡間部材３は、傾斜面をもつカム面６とロ−ラ５の組合せ機構で構成されているが、本発明はこれに限らず、パントグラフ機構や、上下の平行バ−と、これらの中間に位置する前記拡間部材本体２７と、これらの平行バ−と拡間部材本体２７とをピン結合により連結する４本の平行リンクとからなる機構等を、略等分布に用いてもよい。      
【００６６】
更に、ロ−ラ５に代り駆動して自転する偏心カムを用いると傾斜カム面を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施例の全体側面図である。
【図２】図１の要部詳細図である。
【図３】図２のＡ〜Ａ矢視断面図である。
【図４】図１のＢ矢視要部側面図である。
【図５】本発明の実施例の角型パイプ図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  角型パイプの製造装置
２  引伸ばし部材（金型）
３  拡間部材
４  油圧シリンダ
５  ロ−ラ（コマ）
６  カム面
【図１】
2005161864.tif 000003
【図２】
2005161864.tif 000004
【図３】
2005161864.tif 000005
【図４】
2005161864.tif 000006
【図５】
2005161864.tif 000007