(57)【要約】【課題】材料の無駄が少なく、製造コストが低廉で、強度的にも優れた均一な片落レデューサを製造する。【解決手段】本発明の片落レデューサの製造方法は、成形体を形成するように雄型と雌型とを配置する工程と、雄型と雌型とのキャビティに、硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する工程と、硬質ポリ塩化ビニル樹脂を固化することにより筒状体を成形する工程と、雄型と雌型とを除去する工程と、成形後の筒状体を開口部の中心線に垂直な方向に切断する工程とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に各々１個ずつ開口部を有する筒状体であり、一方の開口部の内径が他方の開口部の内径より大きく、大径開口部から小径開口部にかけてテーパ状の側面を有し、大径開口部の中心線と小径開口部の中心線とが平行かつズレを有する片落レデューサの製造方法であって、
成形体を形成するように雄型と雌型とを配置する工程と、
前記雄型と雌型とのキャビティに、硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する工程と、
前記硬質ポリ塩化ビニル樹脂を固化することにより筒状体を成形する工程と、
前記雄型と雌型とを除去する工程と、
成形後の前記筒状体を開口部の中心線に垂直な方向に切断する工程と
を備える片落レデューサの製造方法。
【請求項２】
成形後の前記筒状体の外壁面は、周方向に配置する凸部を有し、該凸部に沿って筒状体を切断する請求項１に記載の片落レデューサの製造方法。
【請求項３】
硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する前記工程において、射出時の温度が１７５℃〜２２０℃であり、射出圧力が９５ＭＰａ〜１４５ＭＰａである請求項１または２に記載の片落レデューサの製造方法。
【請求項４】
筒状体を切断する前記工程の後に、フランジまたはソケットを開口部に溶接する請求項１〜３のいずれかに記載の片落レデューサの製造方法。
【請求項５】
前記雌型に、該雌型から分離可能な射出部を配置し、該射出部により硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する請求項１〜４のいずれかに記載の片落レデューサの製造方法。
【請求項６】
成形用の雄型と雌型とを配置する前記工程において、前記雌型に、該雌型より大径の雌型を結合した後、前記雄型を配置する請求項１〜５のいずれかに記載の片落レデューサの製造方法。
【請求項７】
大径開口部から小径開口部に向かって側面の厚さが薄くなる請求項１〜６のいずれかに記載の片落レデューサの製造方法。
【請求項８】
大径開口部の側面の厚さが３ｍｍ〜６ｍｍであり、小径開口部の側面の厚さが２ｍｍ〜３．５ｍｍである請求項７に記載の片落レデューサの製造方法。
【請求項９】
硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する前記工程において、前記雌型のうち、レデューサの大径開口部を形成する側より樹脂を射出する請求項７または８に記載の片落レデューサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接による継ぎ目がなく、強度の強い片落レデューサの製造方法に関する。特に、製造効率が高く、製造コストが廉価な片落レデューサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場内の環境を維持し、工場周辺の環境を保全するために、多くの工場にはダクト設備が設けられ、ダクト材には硬質ポリ塩化ビニル樹脂が多用されている。これは、硬質ポリ塩化ビニル樹脂が、亜鉛メッキ鉄板やステンレス鉄板等と比較して、耐薬品性、耐食性と絶縁性に優れ、加工性、施工性と経済性等が高いためである。
【０００３】
ダクト管には、４５度エルボ、９０度エルボ、ソケット、レデューサ等があり、これらのうちレデューサは、内径が異なる２つの配管を接続するための継手である。このため、レデューサは、両端に各々１個ずつ開口部を有する筒状体であり、一方の開口部は他方の開口部より内径が大きく、大径開口部から小径開口部までがテーパ状である。
【０００４】
レデューサには、２つの配管を同一直線状に接続する同軸レデューサと、２つの配管の中心線を平行にずらして接続する片落レデューサとがある。図３は、片落レデューサの断面図である。片落レデューサは、図３に示すように、大径開口部３１の中心線３１ａと小径開口部３２の中心線３２ａとが平行であり、ズレＨを有する。
【０００５】
図５は、片落レデューサの従来の製造方法を示す工程図である。片落レデューサの製造方法は、図５（ａ）に示すように、まず、縦２ｍ×横１ｍ程度の硬質ポリ塩化ビニル樹脂製プレート５１から、扇形の板状体５１ａを切り出す。つぎに、図５（ｂ）に示すように、切り出した扇形の板状体５１ａを、温浴、油浴または温風により加熱し、軟化する。その後、図５（ｃ）に示すように、漏斗状に成形する。最後に、図５（ｄ）に示すように、左右の端面５１ｂを溶接することにより、片落レデューサを製造することができる。図４は、従来の片落レデューサの斜視図である（非特許文献１参照）。図４に示す例では、側面４１の２つの開口部にフランジ４２，４３を形成している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】東都積水株式会社、製品カタログ「エスロンダクトＥ管［硬質塩化ビニル製］７５〜６００」、ｐ２、エスロンダクト管・Ｅ管シリーズ、フランジタイプ、片落レデューサ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の片落レデューサの製造方法では、図５（ａ）に示すように、硬質ポリ塩化ビニル樹脂製プレート５１から、扇形の板状体５１ａを切り出すため、多数枚の硬質ポリ塩化ビニル樹脂製プレートを予め準備し、保管しておく必要があり、保管用スペースが取られ、工場スペースが奪われる。また、扇形の板状体５１ａを切り出した後のプレートは、すべて廃棄物となるため、大量の廃棄物が発生し、材料の無駄が多い。
【０００８】
レデューサの大径部分は、物理的強度を確保するために、厚さを厚くする必要があり、これに対して小径部分は、大径部分に比べて厚さを薄くする方が、材料の無駄を少なくすることができる。しかし、図５（ａ）に示すように、硬質ポリ塩化ビニル樹脂プレート５１から切り出す従来の製造方法では、１枚のプレートは厚さが一定であるため、一定の厚さのレデューサしか製造することができない。したがって、小径部分の厚さに合わせて製造すると、大径部分の物理的強度が不十分となり、大径部分の厚さに合わせて製造すると、材料の無駄が生じる。
【０００９】
一方、図５（ｄ）に示すように、左右の端面５１ｂを溶接すると、製造した片落レデューサは、図４に示すように、テーパ状の側面４１に、溶接による継ぎ目４１ａが発生し、継ぎ目４１ａの部分は強度が低く、継ぎ目の部分で破損しやすい。また、図５に示すように、レデューサの製造には、プレートからの切り出し工程（図５（ａ））、加熱・軟化工程（図５（ｂ））、成形工程（図５（ｃ））、溶接工程（図５（ｄ））の各工程が必要である。このため、レデューサを、設置前に予め自分で製造する必要があり、手間がかかり、製造には熟練が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、両端に各々１個ずつ開口部を有する筒状体であり、一方の開口部の内径が他方の開口部の内径より大きく、大径開口部から小径開口部にかけてテーパ状の側面を有し、大径開口部の中心線と小径開口部の中心線とが平行かつズレを有する片落レデューサの製造方法である。本発明の片落レデューサの製造方法は、成形体を形成するように雄型と雌型とを配置する工程と、雄型と雌型とのキャビティに、硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する工程と、硬質ポリ塩化ビニル樹脂を固化することにより筒状体を成形する工程と、雄型と雌型とを除去する工程と、成形後の筒状体を開口部の中心線に垂直な方向に切断する工程とを備える。
【００１１】
成形後の筒状体の外壁面が、周方向に配置する凸部を有し、凸部に沿って筒状体を切断する態様が好ましい。また、硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する工程において、射出時の温度は１７５℃〜２２０℃が好ましく、射出圧力は９５ＭＰａ〜１４５ＭＰａが好ましい。筒状体を切断する工程の後に、フランジまたはソケットを開口部に溶接する工程を設けることができる。また、雌型に、雌型から分離可能な射出部を配置し、配置した射出部により硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する態様が好ましい。成形用の雄型と雌型とを配置する工程において、雌型に、雌型より大径の雌型を結合した後、雄型を配置する態様が好適である。
【００１２】
大径開口部から小径開口部に向かって側面の厚さが薄くなる片落レデューサが好ましく、この場合、大径開口部の側面の厚さは３ｍｍ〜６ｍｍが好適であり、小径開口部の側面の厚さは２ｍｍ〜３．５ｍｍが好適である。硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する工程では、雌型のうち、レデューサの大径開口部を形成する側より樹脂を射出する態様が好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の製造方法によれば、原材料として硬質ポリ塩化ビニル樹脂製プレートが不要であるため、プレートの保管スペースが不要となり、工場スペースを広く使用できる。また、材料の無駄が少なく、製造コストを低減でき、強度的にも優れた均一な片落レデューサを提供できる。さらに、本発明によれば、製造効率を高め、必要なサイズの片落レデューサを容易かつ速やかに提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の片落レデューサの製造方法に使用する成形用金型の断面図である。
【図２】本発明の方法により製造する片落レデューサの断面図である。
【図３】片落レデューサの断面図である。
【図４】従来の片落レデューサの斜視図である。
【図５】片落レデューサの従来の製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明の片落レデューサの製造方法に使用する他の態様の成形用金型の断面図である。
【図７】本発明の片落レデューサの製造方法に使用する他の態様の雌型の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２は、本発明の方法により製造する片落レデューサの断面図である。片落レデューサは、図２に示すように、両端に各々１個ずつ開口部２１，２２を有する筒状体であり、一方の開口部２１の内径Ｄ1が他方の開口部２２の内径Ｄ2より大きい。また、大径開口部から小径開口部にかけてテーパ状の側面２３を有し、大径開口部の中心線２１ａと小径開口部の中心線２２ａとが平行であり、かつズレＨを有する。一般的な片落レデューサでは、Ｈ＝（Ｄ１−Ｄ2）×１／２であり、偏心レデューサともいう。
【００１６】
本発明の片落レデューサの製造方法は、成形型を配置し、硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出成形し、成形型を除去した後、成形後の筒状体を開口部の中心線に垂直な方向に切断する。従来の片落レデューサの製造方法では、硬質ポリ塩化ビニル樹脂製プレートから、扇形の板状体を切り出すため、多数枚の硬質ポリ塩化ビニル樹脂製プレートを予め準備し、保管しておく必要がある。これに対して、本発明の製造方法では、射出成形法によるため、樹脂製プレートを準備しておく必要がなく、保管用スペースが取られることがなく、工場スペースを広く使用することができる。また、扇形の板状体を切り出した後のプレート屑が発生しないため、材料の無駄が少なく、製造コストを低減することができる。
【００１７】
硬質ポリ塩化ビニル樹脂製プレートから切り出す従来の方法では、１枚のプレートは厚さが一定であるため、一定の厚さのレデューサしか製造することができない。これに対して、本発明の製造方法では、射出成形法を採用するため、レデューサの大径部分は、物理的強度を確保するために、厚さを厚くすることができる。また、小径部分は、材料の無駄を少なくし、製造コストを低減するために、大径部分に比べて厚さを薄くすることができる。さらに、射出成形により製造するため、図２に示すように、大径開口部から小径開口部に向かって、当該部位の口径に合わせて、側面の厚さを次第に薄くすることができる。かかる態様により、なお一層材料の無駄を省き、強度的にも優れた片落レデューサを提供することができる。
【００１８】
図２に示すように、大径開口部の側面の厚さＴ１は、レデューサ内の内容物の種類や口径によっても異なるが、一般には、レデューサの物理的強度を確保する点で、３ｍｍ以上が好ましく、３．５ｍｍ以上がより好ましい。一方、厚さＴ1は、材料の無駄を少なくし、製造コストを低減する点で、６ｍｍ以下が好ましく、５．５ｍｍ以下がより好ましい。小径開口部の側面の厚さＴ2は、レデューサ内の内容物の種類や口径によっても異なるが、一般には、レデューサの物理的強度を確保する点で、２ｍｍ以上が好ましく、２．５ｍｍ以上がより好ましい。一方、厚さＴ2は、材料の無駄を少なくし、製造コストを低減する点で、３．５ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がより好ましい。
【００１９】
図５（ｄ）に示すように、左右の端面５１ｂを溶接する従来の製造方法では、製造した片落レデューサには、図４に示すように、テーパ状の側面４１に、溶接による継ぎ目４１ａが発生する。これに対して、本発明の製造方法では、射出成形法により一体成形するため、継ぎ目が生じることがない。したがって、強度が強く、均一な片落レデューサを製造することができる。また、本発明によれば、レデューサの設置前に、予め施工業者が自分でレデューサを製造する必要がなく、必要な種類のレデューサを、必要な時に、必要な量だけ入手することができる。
【００２０】
図２に示すように、片落レデューサのサイズは、代表的な品番でも大径の開口部２１の内径Ｄ1が２１６ｍｍ〜６００ｍｍ、小径の開口部２２の内径Ｄ2が１６５ｍｍ〜３７０ｍｍ、長さＬが１００ｍｍ〜４００ｍｍと多品種である。また、２つの開口部の中心線が一致する同軸レデューサと比較して、片落レデューサは、レデューサ同士の溶接に熟練を要する。本発明の製造方法では、成形後の筒状体を開口部の中心線２１ａ，２２ａに垂直な矢印Ａの方向で任意の場所を切断する。したがって、比較的大サイズの片落レデューサを纏めて一体成形することにより製造効率を高めることができる。また、成形後、任意のサイズに切断するため、レデューサ同士の溶接作業を経ることなく、工事に必要なサイズの片落レデューサを容易かつ速やかに提供することができる。また、切断後の残りのレデューサは、別の工事に使用することができるため、経済的である。成形後の筒状体の外壁面が、図２に示すように、周方向に配置する凸部２３ａを有すると、レデューサを切断するときの目印となり、凸部２３ａに沿って筒状体を切断すると、容易に切断できる。
【００２１】
図１は、本発明の片落レデューサの製造方法に使用する成形用金型の断面図である。図１（ａ）は、硬質ポリ塩化ビニル樹脂の射出部１の断面図である。射出部１は、スプル１１とランナ１２とを備える。図１（ｂ）は、成形用の雌型２の断面図であり、図１（ｃ）は、成形用の雄型３の断面図である。図１（ａ）に示す射出部１を、図１（ｂ）に示す雌型２の中に、矢印Ｂの方向に嵌合する。また、図１（ｃ）に示す雄型３を、図１（ｂ）に示す雌型２の中に、矢印Ｃの方向に嵌合する。嵌合後の状態を図１（ｄ）に示す。図１（ｄ）に示すように、射出部１と雌型２と雄型３とを、たとえばボルト５のような部材で固定することにより、成形用の雌型２と雄型３との間にキャビティ４が形成される。
【００２２】
成形体を形成するように、雌型２と雄型３の配置後、雌型２と雄型３と間のキャビティ４に、硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出し、樹脂を充填する。樹脂の射出・充填は、射出部１におけるスプル１１とランナ１２を通して行う。硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する工程において、射出時の温度は、樹脂の軟化を促進し、流動性を高める点で、１７５℃以上が好ましく、１８５℃以上がより好ましい。一方、射出時の温度は、硬質ポリ塩化ビニル樹脂の劣化を抑える点で、２２０℃以下が好ましく、２１０℃以下がより好ましい。また、硬質ポリ塩化ビニル樹脂の射出圧力は、均一な樹脂成形体を得る点で、９５ＭＰａ以上が好ましく、１０５ＭＰａ以上がより好ましい。一方、射出圧力は、成形型の寿命を維持し、安全性を高める点で、１４５ＭＰａ以下が好ましく、１３０ＭＰａ以下がより好ましい。
【００２３】
図１に示す例では、雌型２に、雌型２から分離可能な射出部１を配置し、射出部１により硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する。射出成形用金型にはスプルとランナを形成するが、射出成形用金型の製造コストのうち大部分を占めるのが、スプルとランナの形成である。片落レデューサのサイズは多様であるから、それぞれのサイズのレデューサを形成する金型にスプルとランナを準備すると製造コストが大きくなる。したがって、雌型と射出部を分離可能とし、各サイズの雌型に共通の射出部を使用するように設計することにより、製造コストを低減することができる。
【００２４】
図７は、本発明の片落レデューサの製造方法に使用する他の態様の雌型の断面図である。片落レデューサのサイズは多様であるから、小サイズの片落レデューサを製造するときは、たとえば、図７に示すような小サイズの雌型２ａを使用するが、大サイズの片落レデューサを製造するときは雌型２ａと雌型２ｂを結合した雌型２を使用することにより、金型の製造コストを全体として低減することができる。すなわち、成形用の雄型と雌型とを配置する工程において、小径の雌型に、大径の雌型を結合した後、雄型を配置することにより、安価に片落レデューサを製造することができる。
【００２５】
図６は、本発明の片落レデューサの製造方法に使用する他の態様の成形用金型の断面図である。図１（ｄ）に示すような成形用金型を使用することにより、有用な片落レデューサを製造することができるが、大径開口部から小径開口部に向かって厚さが薄くなる片落レデューサを製造するときは、図６に示すような成形用金型を使用する態様が好ましい。この成形用金型は、図６に示すように、硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する工程において、雌型２のうち、レデューサの大径開口部２１を形成する側より硬質ポリ塩化ビニル樹脂を射出する。レデューサの大径開口部２１は、小径開口部２２と比較して、厚さが厚いため、雌型２と雄型３との間に形成するキャビティ４は、大径開口部２１を形成する部位の方が、小径開口部２２を形成する部位より広い。したがって、射出部１を用いて、キャビティの広い側より、キャビティの狭い側に向かって射出することにより、均一で物理的強度の大きい成形体を得ることができる。
【００２６】
ポリ塩化ビニル樹脂は射出成形をすると、成形体の表面にシルバーストリークが発生しやすい。シルバーストリークは、射出成形するポリ塩化ビニル樹脂中に水分や有機物質等の揮発成分が多く存在すると発生しやすいため、射出成形前にポリ塩化ビニル樹脂を乾燥しておく態様が好ましい。
【００２７】
ポリ塩化ビニル樹脂には、射出成形時の熱分解による脱塩酸を防止する点で、熱安定剤を添加するのが好ましい。熱安定剤には種々のものがあるが、水道水用パイプに使用するレデューサ等では、重金属の溶出を避ける点で、毒性の低いＳｎ系またはＣａ−Ｚｎ系の熱安定剤が好ましい。また、Ｍｇ4.5Ａｌ2（ＯＨ）13ＣＯ3・３Ｈ2Ｏ等のハイドロタルサイトは、熱安定性と融点が高く、Ｃａ−Ｚｎ系熱安定剤と併用すると効果的である。ハイドロタルサイトは、結晶間に層間水を含むため、配合前に加熱し、無水型とするのが好ましい。ポリ塩化ビニル樹脂には、必要に応じて、ＴｉＯ2等の填料、着色剤、潤滑剤、離型剤等を配合することができる。
【００２８】
硬質ポリ塩化ビニル樹脂の射出後、樹脂を冷却し、固化することにより筒状体を成形する。成形後、雄型と雌型とを除去し、ゲートカットする。つづいて、図２に示すように、筒状体を開口部の中心線２１ａ，２２ａに垂直な矢印Ａの方向に切断することにより、任意のサイズの片落レデューサを製造することができる。その後に、必要に応じて、筒状体の開口部に、フランジまたはソケットを溶接する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
強度が高く、均一な片落レデューサを低コストで提供することができる。また、製造の効率を高め、必要なサイズの片落レデューサを容易かつ速やかに提供することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  射出部
２  雌型
３  雄型
４  キャビティ
１１  スプル
１２  ランナ
２１，２２  開口部
２３  側面
２３ａ  凸部
３１  大径開口部
３２  小径開口部
４１ａ  継ぎ目
５１  硬質ポリ塩化ビニル樹脂製プレート
５１ａ  扇形の板状体
５１ｂ  端面
【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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【図７】
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