JP2900230B2 - 熱可塑性エラストマ曲り管の製造方法 - Google Patents

熱可塑性エラストマ曲り管の製造方法

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JP2900230B2
JP2900230B2 JP6358495A JP6358495A JP2900230B2 JP 2900230 B2 JP2900230 B2 JP 2900230B2 JP 6358495 A JP6358495 A JP 6358495A JP 6358495 A JP6358495 A JP 6358495A JP 2900230 B2 JP2900230 B2 JP 2900230B2
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鐘光 西木
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/02Bending or folding
    • B29C53/08Bending or folding of tubes or other profiled members
    • B29C53/083Bending or folding of tubes or other profiled members bending longitudinally, i.e. modifying the curvature of the tube axis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば空調機器のドレ
ンホース、バイパスホース、燃料ゲージ用透明管、浄水
器用ホース等として用いられる熱可塑性エラストマ曲り
管の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂、例えば硬質塩化ビニル樹
脂からなる曲り管は、一般に公知のブロー成形、すなわ
ち押出機から加熱により可塑化させた樹脂材料をチュー
ブ状に押し出し、冷却によって硬化しないうちにこのチ
ューブ(パリソン)を金型内に挟み、チューブ内に空気
を吹き込んで膨らませることにより金型内面に押し付
け、この状態で冷却硬化させるといった成形法により製
造される。ところが、空調機器の結露水を排出するため
のドレンホース等、図6に示すような三次元方向に複雑
に屈曲した形状の曲り管101をブロー成形によって製
造しようとすると、複雑に分割された金型が必要になる
ため、このようなドレンホース等の場合は、図7に示す
ように、一部に蛇腹部102aを有する二次元方向の屈
曲形状の曲り管102として製造し、機器への接続の際
にZ方向に延びる前記蛇腹部102aを図中一点鎖線で
示すようにX方向及びY方向へ屈曲させるようにしてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記ブロー成形による
曲り管の製造方法においては、次のような問題が指摘さ
れる。 (1) ブロー成形によって製造された硬質塩化ビニル樹脂
製の曲り管は伸縮性に劣るため、接続端部の密着性に問
題を生じることがある。 (2) 成形可能な管の肉厚が制限される。 (3) 管断面の円周方向において肉厚が不均一となる偏肉
が生じやすく、特に屈曲部分において顕著な偏肉が発生
する。 (4) 分割された金型を用いるため、金型分割面(パーテ
ィングライン)に沿ったバリが発生し、成形後のバリ除
去作業が必要である。 (5) 金型製作コストが高いため、大量の製品供給が見込
めない場合は安価な製品の提供が困難であり、曲り管の
形状によっては金型製作が不可能である。
【0004】本発明は、上記のような事情のもとになさ
れたもので、その技術的課題とするところは、成形過程
で偏肉やバリを生じることがなく、三次元方向に屈曲し
た曲り管であっても容易にかつ安価に製造することが可
能な曲り管の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係る熱可塑性エラストマ曲り管の製造方法は、
成形しようとする曲り管と対応する屈曲形状の金属棒か
らなるマンドレルの外周に熱可塑性エラストマ素管を予
備加熱により軟化させて圧入嵌合し、この圧入嵌合され
た素管をその造管温度の50〜80%の成形温度で所定
時間加熱してから冷却することによって曲り管を成形
し、互いに密着状態にあるこの曲り管とマンドレルの間
に圧縮空気を供給しながら前記曲り管を離型するもので
ある。この方法において一層好ましくは、マンドレルの
外周に素管を圧入嵌合する際にこの素管を予め予備加熱
により軟化させると共に、素管の圧入方向端部内周に界
面活性剤を塗布する。また、マンドレルからの曲り管の
離型に際しては、吹出口内周面が先端に向けて大径にな
る圧縮空気供給ノズルを用い、マンドレルの先端部に位
置する曲り管の端部外周縁に前記吹出口内周面を圧接し
て圧縮空気を供給しながら前記曲り管を引き抜くもので
ある。
【0006】
【作用】上記構成において、マンドレルは素管にその内
周側から変形を与え、成形過程でこの素管を曲った状態
に保持しておくための型部材である。熱可塑性エラスト
マは常温では弾性を有するが、加熱すると弾性が小さく
なって可塑化(軟化)する性質を有するため、この熱可
塑性エラストマからなる素管は、マンドレルの外周に圧
入嵌合した状態で前記素管の造管温度の50〜80%の
成形温度に加熱して可塑化させてから冷却することによ
って、マンドレルと対応した屈曲形状の曲り管となる。
成形温度が前記温度範囲より低いと、熱可塑性エラスト
マからなる素管が十分に可塑化せず、成形完了後のスプ
リングバックによる戻り変形が大きくなる。逆に成形温
度が前記温度範囲より高い場合はクラックを生じるおそ
れがある。また、マンドレルへの圧入に際しては、適当
な温度に予備加熱することによって弾性を低下させると
共に、界面活性剤の塗布によって、マンドレルとの摩擦
抵抗を少なくして容易に圧入することができる。
【0007】成形された曲り管は、マンドレルの表面に
密着しているため、そのままではマンドレルから容易に
抜けないが、マンドレルと曲り管との間に圧縮空気を供
給することによって曲り管の内面がマンドレルから離れ
るので、容易に離型することができる。この場合の圧縮
空気の供給には、例えば吹出口内周面が先端に向けて大
径になる圧縮空気供給ノズルを用い、マンドレルの先端
に位置する曲り管の先端部外周縁に前記吹出口内周面を
圧接して、マンドレル及びその外周の曲り管の前面空間
に圧縮空気を供給することによって、この圧縮空気は曲
り管の壁面を僅かに押し広げるようにしてマンドレルと
の間に介入されるので、この状態で曲り管を引き抜く。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係る熱可塑性エラストマ曲り
管の製造方法の一実施例として、空調機器のドレンホー
スとして用いられる三次元方向に屈曲した形状の曲り管
の製造方法を、図1乃至図5を参照しながら説明する。
【0009】まず図1は、マンドレル2の外周に素管1
を圧入嵌合する工程を示すものである。マンドレル2
は、ステンレス鋼(SUS)からなる丸棒を複数箇所で
屈曲させた三次元の屈曲形状を呈し、すなわちX方向へ
延在され先端21aが球面状に形成された第一部分21
と、この第一部分21からR状の屈曲部22を介してZ
方向へ延在された第二部分23と、この第二部分23か
らR状の屈曲部24を介してX方向へ延在された第三部
分25と、この第三部分25からR状の屈曲部26を介
してY方向へ延在され基台3に固定された第四部分27
とからなり、前記基台3に複数個並んで配置されている
(図では1個のみ示す)。前記第四部分27は、基台3
側の基端部27aがテーパ状段差部27bを介して他の
部分より大径に形成されている。このマンドレル2の屈
曲角度は、素管1から成形される曲り管1’(図2〜図
4参照)の離型後のスプリングバックによる戻り変形を
見込んで設定されている。
【0010】素管1は熱可塑性エラストマである透明な
可撓性塩化ビニル樹脂からなり、その内径が、マンドレ
ル2における基端部27a及びテーパ状段差部27b以
外の部分の外径に比較して0.2〜0.5mm程度小径
のものが選定される。また、この素管1は予めマンドレ
ル2と略同等の長さに切断されている。
【0011】素管1は、マンドレル2へ圧入する前に6
5〜75℃に予備加熱すると共に、その圧入方向の端部
1aの内周面に界面活性剤を塗布する。この界面活性剤
としては、例えば家庭用液体洗剤なども好適である。先
に述べたように、可撓性塩化ビニル樹脂からなる素管1
は、内径がマンドレル2の外径よりも僅かに小径である
が、前記予備加熱によって弾性が低下(軟化)している
ので、マンドレル2の外周面への圧入に伴って容易に拡
径されると共に、前記界面活性剤がマンドレル2の外周
面と素管1の内周面との間に介入し、潤滑膜を形成する
ので、マンドレル2の三次元の屈曲形状に倣って変形し
ながら、小さな摩擦抵抗で容易に圧入される。また、マ
ンドレル2の第一部分21の先端部21aは球面状をな
すことから、素管1の圧入方向の端部1aの内周を前記
先端部21aに位置合わせする作業も極めて容易であ
る。
【0012】図2は、素管1を加熱して曲り管1’を成
形する工程を示すものである。すなわち上述の圧入嵌合
工程において、基台3上の各マンドレル2に、それぞれ
素管1をその圧入方向の端部1aが基台3とほぼ衝合す
るまで圧入嵌合したら、この状態で例えばゴム加硫成形
用の加硫缶等の圧力容器(図示省略)内に収納し、この
圧力容器内に熱蒸気を供給することによって、素管1を
所定温度で所定時間加熱する。この時の熱蒸気による成
形温度は素管1の材質や肉厚によって多少異なるが、図
3に示すように、素管1を製造する場合の造管温度の5
0〜80%の温度、一層好ましくは60〜73%の温度
とする。これは、成形温度が低過ぎると、素管1を構成
する可撓性塩化ビニル樹脂が十分に可塑化せず、成形完
了後のスプリングバックによる戻り変形が大きくなるか
らであり、逆に成形温度が高すぎると、クラックを生じ
るからである。
【0013】上述のような成形温度で所定時間蒸気加熱
することによって、素管1は全周均一に加熱され、可塑
化して殆ど弾性を失うので、マンドレル2と対応した屈
曲形状に塑性変形される。また、素管1の内径がマンド
レル2よりも大径である場合は、特にマンドレル2の屈
曲部22,24,26に対応して屈曲された部分の断面
形状が変化して偏肉を生じるが、素管1の内周面は圧入
によってマンドレル2の外周面に全周密接しているた
め、このような偏肉を生じることはない。そして所定の
成形時間が経過して熱蒸気の供給を停止したら、図2に
示す嵌合状態のまま前記圧力容器から取り出して直ちに
クーリングシャワー装置(図示省略)へ移送し、2〜4
℃の冷水シャワーで冷却する。このため、素管1は、マ
ンドレル2に対応した屈曲形状のまま架橋硬化して弾性
を回復し、曲り管1’となる。この冷却に際しては、透
明だった曲り管1’が白濁するが、この白濁は、後述す
る乾燥によって解消することができる。
【0014】図4は、上述の工程によって成形された曲
り管1’をマンドレル2の外周から離型する工程を示す
ものである。この離型工程においては、エアコンプレッ
サ(図示省略)に接続されたエアガン4を用いる。エア
ガン4は、その先端に圧縮空気供給ノズル41が着脱自
在に取り付けられており、この圧縮空気供給ノズル41
は、外径が曲り管1’の外径よりも大径であると共に内
径が曲り管1’の外径よりも小径に形成され、その吹出
口内周面42は、先端に向けて大径になるテーパ面に形
成されている。
【0015】すなわち、曲り管1’をマンドレル2の外
周から離型する際には、図4(A)に示すように、まず
エアガン4を片手で持ってその圧縮空気供給ノズル41
のテーパ状吹出口内周面42を、マンドレル2の先端部
21aの外周に位置する曲り管1’の端部外周縁1bに
密接させ、この状態で前記エアコンプレッサからの圧縮
空気を供給しながら、もう一方の手で曲り管1’を引き
抜く。図4(B)に示すように、前記圧縮空気は、その
圧力Pが曲り管1’の内周面を押し広げるように作用す
ることによって、互いに密着状態にあった曲り管1’と
マンドレル2の間に介入し、しかも可撓性塩化ビニル樹
脂からなる曲り管1’は容易に弾性変形するため、互い
に対応した屈曲形状での嵌合状態にも拘らず離型抵抗が
小さく、容易に離型することができる。なお、前記圧縮
空気供給ノズル41は、大きさの異なる複数種類のもの
が用意され、成形される曲り管1’の外径に応じて適宜
に選択使用される。
【0016】離型した曲り管1’は、図5に示すよう
に、マンドレル2の形状に対応した三次元の屈曲形状、
すなわちX方向へ延在された一端部11と、そこからR
状の屈曲部12を介してZ方向へ延在された部分13
と、この部分13からR状の屈曲部14を介してX方向
へ延在された部分15と、この部分15からR状の屈曲
部16を介してY方向へ延在されテーパ部17bを介し
て拡径された大径部17aを有する他端部17とからな
る。この曲り管1’は、両端部11,17を切断して所
定の製品寸法に揃えた後、5〜7分洗浄し、先の冷水シ
ャワーによる冷却時に生じた曲り管1’の白濁を除去す
るために乾燥炉へ移して乾燥する。乾燥炉内の温度は、
曲り管1’の変形を防止するために温度センサによって
41〜45℃に管理され、この温度で2時間乾燥させる
ことにより、前記白濁は完全に解消される。
【0017】この実施例の製造方法によれば、成形しよ
うとする曲り管の形状にもよるが、成形可能な管の肉厚
は無限であり、屈曲部12,14,16においても偏肉
がなく、しかもブロー成形の場合のような金型分割面に
よるバリの発生もないため、品質の高い製品を安価に提
供することができる。また、芯型であるマンドレル2
は、ステンレス鋼からなる丸棒を屈曲させるだけで製作
できるため、型費用がブロー成形用の金型に比較して極
めて安価である。
【0018】なお、上述の実施例においては、空調機器
のドレンホースとして用いられる三次元屈曲形状の曲り
管1’の製造方法について説明したが、空調機器のバイ
パスホース、燃料ゲージ用透明管、浄水器用ホース等と
して用いられる曲り管、例えば二次元屈曲形状の曲り管
の製造にも同様に適用可能であり、また、可撓性塩化ビ
ニル樹脂以外の熱可塑性エラストマ(例えばポリエステ
ル系など)も適用可能である。また、この実施例では、
成形工程における加熱に熱蒸気を用いたが、電気炉や熱
湯浸漬による加熱方法を採用することもでき、その後の
冷却や乾燥は自然冷却及び自然乾燥でも良い。
【0019】
【発明の効果】本発明に係る熱可塑性エラストマ曲り管
の製造方法によれば、次のような効果が実現される。 (1) 接続端部の密着シール伸縮性に優れた曲り管が得ら
れる。 (2) 成形可能な管の肉厚が無限である。 (3) 管断面の円周方向において肉厚が不均一となる偏肉
が生じない。 (4) 曲り管の表面にバリが発生しないので、成形後のバ
リ除去作業が必要であると共に、品質が向上する。 (5) 金属棒からなる安価なマンドレルによって成形され
るため、少ない製品個数でも製品を安価に提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱可塑性エラストマ曲り管の製造
方法の一実施例において、マンドレルの外周に素管を圧
入嵌合する工程を示す斜視図である。
【図2】上記実施例において、マンドレルの外周に圧入
嵌合した素管を加熱してから冷却することにより曲り管
を成形する工程を示す斜視図である。
【図3】上記実施例における素管の造管温度、成形温度
及び加熱時間の関係を示す図である。
【図4】上記実施例において、成形後の曲り管とマンド
レルの間に圧縮空気を供給しながら前記曲り管を抜き出
し離型する工程を示す説明図である。
【図5】上記実施例において製造された曲り管を示す斜
視図である。
【図6】従来方法により製造され三次元方向に屈曲した
形状の硬質塩化ビニル樹脂からなる曲り管を示す斜視図
である。
【図7】従来方法により製造され蛇腹部を有する硬質塩
化ビニル樹脂からなる曲り管を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 素管 1’ 曲り管 2 マンドレル 4 エアガン 41 圧縮空気供給ノズル 42 吹出口内周面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29K 101:12 B29L 23:00 (56)参考文献 特開 昭63−54214(JP,A) 特開 平1−133705(JP,A) 特開 昭60−260318(JP,A) 特開 平6−210759(JP,A) 特開 平6−137468(JP,A) 松崎 昭二、「熱可塑性エラストマ ー」、平成3年2月15日、化学工業日報 社発行 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 53/00 - 53/84 B29B 13/02 F16L 9/12 F16L 11/04 - 11/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形しようとする曲り管と対応する屈曲
    形状の金属棒からなるマンドレルの外周に熱可塑性エラ
    ストマからなる素管を圧入嵌合する工程と、 前記マンドレルに圧入嵌合された前記素管をその造管温
    度の50〜80%の成形温度で所定時間加熱してから冷
    却することにより曲り管を成形する工程と、 互いに密着状態にある前記曲り管とマンドレルの間に圧
    縮空気を供給しながら前記曲り管を抜き出し離型する工
    程と、 からなることを特徴とする熱可塑性エラストマ曲り管の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、 マンドレルの外周に素管を圧入嵌合する際にこの素管を
    予め予備加熱により軟化させると共に、素管の圧入方向
    端部内周に界面活性剤を塗布することを特徴とする熱可
    塑性エラストマ曲り管の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1の記載において、 離型に際しては、吹出口内周面が先端に向けて大径にな
    る圧縮空気供給ノズルを用い、マンドレルの先端部に位
    置する曲り管の先端部外周縁に前記吹出口内周面を圧接
    して圧縮空気を供給しながら前記曲り管を引き抜くこと
    を特徴とする熱可塑性エラストマ曲り管の製造方法。
JP6358495A 1995-02-28 1995-02-28 熱可塑性エラストマ曲り管の製造方法 Expired - Lifetime JP2900230B2 (ja)

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KR102086084B1 (ko) * 2019-08-06 2020-03-06 이광복 수족관용 기체공급관 가공방법 및 수족관용 기체공급관

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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松崎 昭二、「熱可塑性エラストマー」、平成3年2月15日、化学工業日報社発行

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