JP2005001335A

JP2005001335A - 外形波形状の可撓管の製造方法

Info

Publication number: JP2005001335A
Application number: JP2003169957A
Authority: JP
Inventors: Kanefusa Hayashi; 兼芳林
Original assignee: Sankei Giken Co Ltd
Current assignee: Sankei Giken Co Ltd
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】蛇腹状の表面形状を有する可撓性の通水管路、特に住宅や商業施設等の給排水管および給排水管継手において、滑らかな表面性を備える外形波形状の可撓管の製造方法を提供する。
【解決手段】内面ゴム層、補強線材および／または繊維補強層、外面ゴム層から形成される円筒状の胴壁が蛇腹状の形状を有する可撓管において、該胴壁の管軸方向の断面の略中央部に前記補強線材および／または前記繊維補強層を配置し、該補強線材および／または該繊維補強層の内側および外側に前記内面ゴム層および前記外面ゴム層を設けて得られた積層成形体の該外面ゴム層の外周面上に、断面形状において一辺が前記蛇腹の表面形状に対応した少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形状を呈する帯状の成形部材を前記管軸に対し所定角度で巻き付けて成形するものである。これにより、成形部材を変更することで各種の形状に対応可能である。
【選択図】図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛇腹状の表面形状を有する可撓性の通水管路、特に住宅や商業施設等の給排水管および給排水管継手において、円筒状の胴壁が蛇腹状の形状を有する外形波形状の可撓管の製造方法に関し、特に滑らかな表面性を備える外形波形状の可撓管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から上下水道等の地中埋設管路に使用される耐震性可撓管としては、内面ゴム層と外面ゴム層とからなるゴム層の内部に一定ピッチに配置された鋼製リングおよび第１、第２補強層が設けられ、これらからなる円筒状の胴壁が管軸方向に沿って外側に膨らんだ山部および谷部を有する波状の凹凸（蛇腹状の凹凸）を形成し、その両端部が端部リングを介してフランジに固定されたものである。そして、可撓管に可撓性を持たせるためのこの凹凸は、内面ゴム層、第１補強層、鋼製リング、第２補強層、外面ゴム層を設けて積層成形体を形成した後で、綿やナイロンといった耐熱性を有する繊維からなる織布等を外面ゴム層の外周面全面に巻いて、その上を所定の間隔でスパイラル状に布ロープを外面ゴム層に食い込むようにして巻き回して、さらに加硫させることにより形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の可撓管は外表面が布目等の凹凸模様を呈しているので、汚れやすく、見た目もすっきりしない。また、外面ゴム層の外周面全面を織布等で巻いて、さらにその上を布ロープで巻き回すので、製造が煩雑であるといった不都合があった。本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、このように外面ゴム層の外周面全面を織布等で巻いて、さらにその上を布ロープで巻き回すことなく、しかも布目等の凹凸模様の無い滑らかな表面性を呈する波形状が管軸方向に沿って形成される可撓管の製造方法を提供することにある。
【０００４】
【発明を解決するための手段】
以上の課題に鑑み、本発明においては、内面ゴム層と外面ゴム層とからなるゴム層の内部に一定ピッチに配置された補強線材および／または繊維補強層が設けられてなる円筒状の積層成形体の外面ゴム層の外周面上に、断面形状において一辺が可撓管の外表面の蛇腹の表面形状に対応した少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形を呈する帯状の成形部材を管軸に対し所定角度で巻き付けて圧縮し、次いで、ゴム層を加硫することで、外周面が滑らかな表面性を呈すると共に管軸方向に波形状（蛇腹状の形状）を形成することとした。
【０００５】
より具体的には、本発明は次のような外形波形状の可撓管の製造方法を提供する。
【０００６】
（１）内面ゴム層、補強線材および／または繊維補強層、外面ゴム層から形成される円筒状の胴壁が蛇腹状の形状を有する可撓管を製造する方法であって、該胴壁の管軸方向の断面の略中央部に前記補強線材および／または前記繊維補強層を配置し、該補強線材および／または該繊維補強層の内側および外側に前記内面ゴム層および前記外面ゴム層を設けて得られた積層成形体の該外面ゴム層の外周面上に、断面形状において一辺が前記蛇腹の表面形状に対応した少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形を呈する帯状の成形部材を前記管軸に対し所定角度で巻き付けて成形する工程を含むことを特徴とする外形波形状の可撓管の製造方法。
【０００７】
本発明によれば、可撓管は円筒状の胴壁の管軸方向の断面中央部に補強線材および／または繊維補強層を配置し、補強線材および／または繊維補強層の内側および外側に内面ゴム層および外面ゴム層を設けて得られた積層成形体の該外面ゴム層の外周面上に、断面形状において一辺が蛇腹の表面形状に対応した少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形を呈する帯状の成形部材を前記管軸に対し所定角度で巻き付けて成形されるので、その外面ゴム層の外周面は、成形部材によって波形状（蛇腹状の形状）に形成されることになる。また、従来のように、綿やナイロンといった耐熱性を有する繊維からなる織布等を外面ゴム層の外周面全面に巻いて、その上を所定の間隔でスパイラル状に布ロープを外面ゴム層に食い込むようにして巻き回す必要がないので、生産性に優れることになる。また、可撓管の外周面を波形状に形成する際に使用される成形部材は波形等の形状が容易にしかも自在に成形でき、また、その表面性も凹凸模様のない滑らかなものから布目等といった各種凹凸模様を容易に自在に形成できるものにすることによって、可撓管の外表面の形状や模様の変更等に容易に対応できることになる。
【０００８】
この成形部材は、積層成形体の外面ゴム層の外表面に巻き付けた後、約１４０℃の温度で１〜１．５時間程度加熱して積層成形体のゴム層を加硫させるので、耐熱性を有し、天然ゴムや合成ゴム、或いは、ＳＢＲ系ゴムといった可撓管を構成するゴム層に対する離型性に優れ、任意の形状に容易に成形できるシリコーンゴム等のようなゴムや可撓性を有する合成樹脂が好ましい。また、巻き付ける作業面からゴム硬度が３０〜７０度程度の可撓性に優れるシート体のものがより好ましい。
【０００９】
ここで、帯状とは、帯のように一定の厚みと幅をもって細長く続く形をいう。また、断面形状において一辺が少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形を呈する成形部材とは、成形部材の断面が四角形状の四辺からなり、その一辺が少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形に形成していることをいい、矩形の断面の一辺が波形状に加工されたものをいう。また、胴壁とは、可撓管の管本体を長手方向（管軸方向）に切断した際の管本体の壁面、すなわち、ゴム層や補強線材および／または繊維補強層等が積層されて構成された積層成形体の壁面をいう。また、管軸方向の断面とは、可撓管の管軸方向（管本体の長手方向）を２つ割した断面をいう。また、ここにいう内側、外側とは可撓管の中心部（管軸）に近い方を内側、遠い方を外側とする。
【００１０】
尚、本発明に係る可撓管は、一般住宅や商業施設において、給排水用の管、ダクト、ホース、その他排水を流すための流路として用いられる管本体および排水が流れるような接続をすることができる継手のことを意味する。ここでは排水のみを表現しているが、排水のみならず、給水にも適用でき、水以外の流体に対しても適用できるため、本発明の可撓管は、給水継手やその他の流体を流す流路の継手および管本体を含むことができる。
【００１１】
補強線材は、例えば、バネ鋼線、硬鋼線、ピアノ線などのばね用炭素鋼線、ステンレス鋼線などのばね用合金鋼線、またはりん青銅線などのばね用銅合金線等の弾性限界が高い金属線材料や、エンジニアリングプラスチックのような有機材料、スティール繊維、カーボン繊維、ガラス繊維その他の繊維を含む複合材料等を含んでよく、上述の可撓管本体の材料であるゴム層よりも高い剛性を有することが好ましい。この補強線材には、１本若しくはそれ以上の線材がコイルのように略円形を次から次へと描きつつ、軸方向に進んで行くようなコイル状の補強材であってもよい。また、線材等をリング形状に成形し、複数のリングを略同軸上に並べ、前後のリングに何らかの機械的関係を持たせたものであってもよい。
【００１２】
繊維補強層とは、スティール繊維、カーボン繊維、ガラス繊維、ポリエステルやアラミド繊維等の有機繊維、その他の繊維等の靭性の高い繊維から構成された強靭性繊維シートであって、例えば、タイヤコードのようなもので、変形に対する補強材として機能する。一般に、タイヤコードは、コードという撚った繊維等を並べて形作る場合もあるが、ここでは、強靭な繊維を織って作られた布のようなものを含んでよい。このように強靭性繊維シートは、一般にエラストマーに比べれば伸縮性が低く、変形はし難いが、無理に変形させた場合でも脆性的に折れる等の破壊に至ることが少ない。繊維自体やそれらの並べ方や織り方により物理特性を制御することが可能である。
【００１３】
内面ゴム層、外面ゴム層とは、例えば、管本体がその断面形状において略円形であるとき、内側を形成するのが内面ゴム層であり、外側を形成するのが外面ゴム層である。これらゴム層は、一般には、天然ゴムや合成ゴムで、或いは、ＳＢＲ系ゴム、ＣＲ系ゴム、ＥＰＤＭ系ゴム、ＮＢＲゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等で、または、これらを含む広い概念であるエラストマー（ゴム弾性を示す高分子）で構成されてよい。また、両層が同一の材料で構成されても、異なる材料で構成されてもよい。
【００１４】
（２）内面ゴム層、補強線材および／または繊維補強層、外面ゴム層から形成される円筒状の胴壁が蛇腹状の形状を有する可撓管を製造する方法であって、該胴壁の管軸方向の断面の略中央部に前記補強線材および／または前記繊維補強層を配置し、該補強線材および／または該繊維補強層の内側および外側に前記内面ゴム層および前記外面ゴム層を設けて積層成形体を形成する工程と、該積層成形体の前記外面ゴム層の外周面上に、断面形状において一辺が前記蛇腹の表面形状に対応した少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形を呈する帯状の成形部材を前記管軸に対し所定角度で巻き付ける工程と、前記成形部材を巻き付けた状態で前記ゴム層を加硫する工程と、加硫後に前記成形部材を前記積層成形体から取り外す工程と、からなる外形波形状の可撓管の製造方法。
【００１５】
本発明によれば、可撓管は円筒状の胴壁の断面中央部に補強線材および／または繊維補強層を配置し、補強線材および／または繊維補強層の内側および外側に内面ゴム層および外面ゴム層を設けて積層成形体を形成する工程と、該積層成形体の前記外面ゴム層の外周面上に、断面形状において一辺が蛇腹の表面形状に対応した少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形を呈する帯状の成形部材を前記管軸に対し所定角度で巻き付ける工程と、前記成形部材を巻き付けた状態で前記ゴム層を加硫する工程と、加硫後に前記成形部材を前記積層成形体から取り外す工程とを備えているので、加硫して得られた可撓管の外周面は、成形部材によって波形状（蛇腹状の形状）に形成されることになる。また、従来のように、綿やナイロンといった耐熱性を有する繊維からなる織布等を外面ゴム層の外周面全面に巻いて、その上を所定の間隔でスパイラル状に布ロープを外面ゴム層に食い込むようにして巻き回すという煩雑な工程が必要ないので、生産性に優れることになる。
【００１６】
（３）前記成形部材は、前記波形を呈する面を前記外面ゴム層側に面するようにして、前記積層成形体の前記外面ゴム層に巻き付けられることを特徴とする（１）または（２）に記載の外形波形状の可撓管の製造方法。
【００１７】
本発明によれば、成形部材に形成されている波形を呈する面が積層成形体の外面ゴム層に面するように巻き付けられているので、ゴム層を加硫して得られた可撓管の外周面は管軸方向に沿った波形（蛇腹状の形状）が形成されることになる。ここで、成形部材を外面ゴム層に面するように巻き付けるとは、成型部材に形成された波形状の凹凸面が積層成形体の外面ゴム層に少なくとも転写されるように押し付けて巻き付けることを含むものとする。
【００１８】
（４）前記成形部材は、シリコーンゴムの成形体であることを特徴とする（１）から（３）いずれか記載の外形波形状の可撓管の製造方法。
【００１９】
本発明によれば、成形部材は、シリコーンゴムの成形体であるので、耐熱性、離型性、成型性等に優れることになる。このため、積層成形体のゴム層を加硫する際の条件下でも劣化することなく、また、天然ゴム、合成ゴム、或いは、ＳＢＲ系ゴムといった可撓管を形成するゴム層に対する離型性もよく、耐久性に優れることになる。また、成型性に優れているので、任意の形状のものが容易に成形できることになる。すなわち、山部と谷部のピッチや高低等を任意に変えた波形状のものや、表面性が平滑であるものから布目等の凹凸模様を呈するものまで各種成形することができる。
【００２０】
（５）前記補強線材の内側および外側に前記管軸方向に沿って繊維補強層を設置し、該繊維補強層の間ならびに内側および外側に中間ゴム層ならびに内面ゴム層および外面ゴム層を設置することを特徴とする（１）から（４）いずれか記載の外形波形状の可撓管の製造方法。
【００２１】
本発明によれば、補強線材の内側および外側に管軸方向に積層した繊維補強層を設置し、該繊維補強層の間ならびに内側および外側に中間ゴム層ならびに内面ゴム層および外面ゴム層を設置するので、それぞれ異なる構造、特性を有する材料を使用することができ、補強線材による耐圧性の向上と、繊維補強層によるゴム層の伸縮時における引張強度の向上によって、管本体が優れた耐圧性を保有し、しかも伸縮性を向上して屈曲可能範囲が拡大され、加えて引張強度を著しく向上されることになる。
【００２２】
例えば、可撓管の内側の繊維補強層は送液面に近く、内圧、熱に対する耐久性等が必要であり、スチールコード等の金属繊維、グラスファイバー等の無機繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維等の有機繊維の使用が好適で、これらの繊維を１方向に配列した太い主繊維とし、これと交差する細い副繊維を利用して簾状の織物とし、樹脂等の接着強化処理と未加硫ゴム材料の塗布を行い、所定の形状に切断して成形に使用することが好適である。一方、外側の繊維補強層は、可撓管の外面に近く、外部よりの圧力、衝撃力等から可撓管を保護する作用を有するものであり、特に高強度を必要としないため、使用される繊維材料としてはナイロンやポリエステルの織布が好適であり、内側の繊維補強層と同様に所定の形状に切断して成形に使用することが好適である。
【００２３】
ここで、補強線材の内側および外側とは、例えば、管本体がその断面形状において略円形であるとき、円筒状の胴壁の断面の略中央部に配置された補強線材に対して、管本体の管軸側を内側、反対側の外周面側を外側いう。
【００２４】
（６）前記補強線材は、前記繊維補強層の間に二段で交互する位置に離間して設置されることを特徴とする（５）に記載の外形波形状の可撓管の製造方法。
【００２５】
本発明によれば、補強線材を繊維補強層の間に二段で交互する位置に離間して設置することにより、線径の細い線材からなる補強線材を使用できるので、補強線材による剛性を高めることなく、高い耐圧性を有する可撓管を得ることができ、同じ耐圧性を有する可撓管であっても、柔軟性が優れることになる。このため、地中深く埋設して使用される場合のように、より土圧が大きく作用し耐圧性が要求される可撓管には好適である。尚、これは可撓管の中間部のみ二段にして補強したり、必要によっては更に補強線材の段数を増やしても良い。
【００２６】
ここで、可撓管の胴壁の断面視において、繊維補強層の間に２段に、しかも上段と下段の鋼製補強線材が上下方向に重ならないで交互に位置するように設けるとは、例えば、補強線材が略円形を次から次へと描きつつ、スパイラル状に巻き回して構成したコイル状のものである場合には、円形の径が異なる２種類のものを、位置を違えて配置すればよい。また、略円形のリング状のものからなる場合には、円径の径が異なる２種類のリングを所定間隔で交互に複数個配置すればよい。
【００２７】
（７）内面ゴム層、補強線材および／または繊維補強層、外面ゴム層から形成される円筒状の胴壁が蛇腹状の形状を有する可撓管において、該胴壁の管軸方向の断面の略中央部に一定ピッチを有する補強線材を備え、該補強線材の内側および外側に内面ゴム層および外面ゴム層を設けた構成であって、該外面ゴム層の外周面が、前記胴壁の断面視において、前記管軸方向に平滑な表面性の波形状を備えるものであることを特徴とする外形波形状の可撓管。
【００２８】
本発明によれば、円筒状の胴壁の断面中央部に一定ピッチを有する補強線材を配置し、該補強線材の内側および外側に内面ゴム層および外面ゴム層を設けた構成であって、該外面ゴム層の外周面が、布目模様等の凹凸模様を有しない滑らかな表面性を呈し、胴壁の管軸方向の断面視において管軸方向に平滑な波形状に形成されているので、汚れ難く、見た目もすっきりして意匠性に優れると共に、可撓性に優れる。また、凹凸模様に沿ったひび割れ等の発生も生じ難いことになる。
【００２９】
ここで、平滑な波形状とは、外面ゴム層の外周面が布目模様等の凹凸模様を有さず、滑らかな表面性を呈し、断面視において管軸方向に沿って、山部と谷部とを交互に形成する波形状のことをいう。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しつつ、より詳しく説明する。
【００３１】
先ず、本発明に係る可撓管の製造方法を説明するに当たり、本発明の製造方法で得られる可撓管について説明する。図１は、一実施例である可撓継手の構成を示す部分破断側面図である。また、図２は、図１に示す実施例の変形例である可撓継手の構成を示す部分破断側面図である。尚、これらの図では、判りやすくするために、寸法を適宜調整してある。
【００３２】
図１において、可撓継手１０は、ホース部１１と、そのホース部１１の両端にホース部１１の部材の一部を巻き込むようにしてホース部１１よりやや大きめの径でそれぞれ配置される端部リング（補強リング）４０と、止め具のようにして該端部リング４０をフランジ３０の抜け止めとなるべくフランジ３０の端面側（反ホース部側）の内周に面する角部にある円環状のＬ字状凹部（または段差部）３２近傍に配置したフランジ３０と、から構成される。
【００３３】
ホース部１１は、内面ゴム層２０と外面ゴム層２１とからなる円筒状の胴壁１４ａの断面視略中央部に補強線材２５が配置され、この補強線材２５の内側および外側には第１繊維補強層２３および第２繊維補強層２４が配置されている。この第１繊維補強層２３および第２繊維補強層２４は管軸Ｌ−Ｌ方向に全面的に張り巡らされており、ホース部１１全域およびフランジ３０やニップル５０付端部リング４０との継ぎ目をも補強している。ホース部１１に第１繊維補強層２３および第２繊維補強層２４が配置されている区域内であって、両端のフランジ３０の間に、補強線材２５が配置されている。この補強線材２５は、単線材が所定ピッチで連続的に螺旋状に巻かれた円筒コイルばねであって、小さいばね定数を有していて、可撓継手１０の円筒状の胴壁１４ａの蛇腹状山部の伸び、縮みに追随して管軸Ｌ−Ｌ方向ならびに管軸Ｌ−Ｌ直角方向に容易に変位するものであって、ホース部１１の骨組みのように同心円が連なるホース状にホース部１１の管軸Ｌ−Ｌ方向に延びている。また、第１繊維補強層２３と第２繊維補強層２４との間には、補強線材２５のピッチ間を埋める中間ゴム層２２が配置されている。そして、外面ゴム層２１の外周面は、胴壁１４ａの断面視において管軸Ｌ−Ｌ方向に沿って波形状を形成し、凹凸のない滑らかな表面性を呈している。尚、補強線材２５の内側および外側に配置された繊維補強層２３，２４は、補強線材２５の内側か外側のいずれか一方のみに配置されるものであってもよい。
【００３４】
フランジ３０は、また、その内周面を少しホース部１１の外周に食い込ませており、内側（ホース部側）にもフランジ３０が移動しないようにされている。可撓継手１０のフランジ３０のフランジ面を接続相手にボルト等の締結部材で固定するための小穴３１がフランジ３０に設けられている。可撓継手１０の管軸Ｌ−Ｌを中心としてホース部１１の外周よりも外側であって、同一円周上に放射状に小穴３１が複数個開けられている。
【００３５】
上記端部リング４０は、内側（ホース部側）に端部リング４０の内径と略同寸法の内径のニップル５０と溶接等によって接合されおり、折り返される第１繊維補強層２３により包まれ、更にその周りをホース部１１の主構成部材である内周側に配置される内面ゴム層（合成ゴム）２０により包まれている（後述の図６参照）。従って、最端部には、該合成ゴムがフランジ３０面より盛り上がって外側に張り出した端部１２が形成されており、相手フランジ３０面とのシール材としても機能することができる。尚、本実施例では、端部リング４０はニップル５０に接合されているが、ニップル５０を接合しないで、端部リング４０のみであってもよい。
【００３６】
フランジ３０の外径は、この継手において最も大きな径である。ホース部１１の外径および内径は、それより小さい径であり、このようにまっすぐに延びた状態では、この内径の中空部１３が、排水や水等の流体を流すことができるように、この可撓継手１０に形成されることになる。
【００３７】
本実施例においては、内面ゴム層２０と外面ゴム層２１および中間ゴム層２２のキュア（加硫）によってこれらの部材が一体的に結合されている。このホース部１１の両端のフランジ３０に至る継ぎ目手前まで、補強線材２５が配置されているが、その先には配置されていない。一方、第１繊維補強層２３は、その先も内面ゴム層２０に包まれて一体的に複合化されてフランジ３０を超えて配置されている。図にあるように、本実施例では、繊維補強層２３，２４が補強線材２５の内側、外側に配置されており、全体として強度のバランスがとりやすいと考えられ、より好ましい。特に、継ぎ目近傍では、第１繊維補強層２３は補強線材２５が途切れても、連続的に延びるように配置され、強度の非連続性を緩和しやすいと考えられる。尚、この補強繊維層は第１繊維補強層２３のみであってもよく、また第２繊維補強層２４のみであってもよい。
【００３８】
本実施例では、例として、内面ゴム層２０、外面ゴム層２１および中間ゴム層２２には、ＥＰＤＭゴムを用い、補強線材２５には、ＪＩＳ規格にあるバネ鋼を用い、繊維補強層２３，２４には、一般に市販されているポリエステル繊維を織って作られるスダレ織りのタイヤコードを用いた。尚、各ゴム層２０，２１，２２、補強線材２５、繊維補強層２３，２４に使用するものとしては、これらに限定されるものではない。更に、内面ゴム層２０、外面ゴム層２１および中間ゴム層２２は、それぞれ同じ材料を用いることとしているが、物性の適正化を図るために、材料を変えることも可能である。
【００３９】
また、上記の実施例において、可撓継手１０のホース部１１に配置される補強線材２５を図２に示すように、第１繊維補強層２３と第２繊維補強層２４との間に、二段（内外二重）になるように、異なる径のものをピッチをずらして交互する位置に離間して配置してもよい。すなわち、可撓継手１０Ａのホース部１１において、第１繊維補強層２３の少し外側に第１補強線材２５ａが配置され、第２繊維補強層２４の少し内側に第２補強線材２５ｂが配置されている。第１補強線材２５ａと第２補強線材２５ｂはいずれも単線材が所定ピッチで連続的に螺旋状に巻かれた円筒コイルばねであって、ピッチ間隔は略同じであるが、円筒の内径が第１補強線材２５ａの方が第２補強線材２５ｂより小さくなっている。そして、これらの補強線材２５ａ，２５ｂが半ピッチずれるようにして配置されている。尚、本変形例は、前述の図１に示した実施例における補強線材２５の構成を変更した以外は同一であるので、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４０】
このように、補強線材を複数個にすることにより、線径の細い線材からなる補強線材を使用できるので、同じ耐圧性を有する可撓継手であっても、柔軟性が優れることになる。このため、地中深く埋設して使用される場合のように、より土圧が大きく作用し耐圧性が要求される可撓継手には好適である。尚、これは可撓継手の中間部のみ二段にして補強したり、必要によっては更に段数を増やしてもよい。
【００４１】
次に、本発明に係る外形波形状の可撓継手の製造方法について、図面を参照にしつつ、より詳しく説明する。
【００４２】
図３は、マンドレルに内面ゴム層を形成した状態を示す部分破断側面図であり、図４は、内面ゴム層に繊維補強シートを巻回、積層して第１繊維補強層を形成する状態を示す部分破断側面図であり、図５は、第１繊維補強層にニップル付端部リング、フランジとコイル状の補強線材を配置した状態を示す部分破断側面図であり、図６は、第１繊維補強層および内面ゴム層を端部リングに巻き上げて固定した状態を示す部分破断側面図であり、図７は、フランジと端部リングを第１繊維補強層と内面ゴム層で固定した状態を示す部分破断側面図であり、図８は、図７においてコイル状の補強線材間に中間ゴム層、その上に第２繊維補強層、外面ゴム層を形成した状態を示す部分破断側面図であり、図９は、図８の外面ゴム層の外周面上に成形部材を巻き回す状態を示す部分破断側面図である。また、図１０は、成形部材の一実施形状を示す斜視図である。尚、以下の実施形態では上述の実施例で説明したと同一の構成要素には同一符号を付し説明を省略する。また、判りやすくするために、寸法を適宜調整してある。
【００４３】
本発明に係る外形波形状の可撓管の製法方法は、図３から図８までに示す補強線材および／または繊維補強層を配置し、補強線材および／または繊維補強層の内側および外側に内面ゴム層および外面ゴム層を設けて積層成形体を形成する工程と、図９に示す積層成形体に成形部材を巻き付ける工程と、ゴム層を加硫する工程（図示せず）と、加硫後に成形部材を取り外す工程（図示せず）からなる。
【００４４】
図３に示すように、まず、中空製品の内部の形状及び寸法を決定するための中心部品である円筒状のマンドレル６０の表面に、所定の幅のゴムシートを巻き付け、突き合わせ部を接着剤などで接合して円筒状の内面ゴム層２０を形成する。また、ゴムシートの代わりにゴムチューブを用いてもよくこの場合は接合作業を省くことができる。
【００４５】
次に、図４に示すように、この内面ゴム層２０の外周面上に、予め所定の幅に裁断された帯状の繊維シート７０を管軸Ｌ−Ｌに対し、ホース部１１の釣合角度より小さい成形角度で繊維方向が交叉するように、交互に２プライ巻き付けて積層し、第１繊維補強層２３を形成する。この成形角度は４５°〜５０°の範囲で設定される。尚、ホース部１１の釣合角度とは、管軸Ｌ−Ｌに対し、所定の角度で巻付けられた繊維コードが、それにより形成された未加硫の積層成形体１４が軸方向に圧縮されたり、または管本体内周面が外周方向に加圧されたとき、径方向および軸方向に変位して、力学的に釣合って静止する角度をいう。
【００４６】
続いて、図５に示すように、この第１繊維補強層２３の一方の端部、例えば、左端部外周面上にニップル５０付き端部リング４０を嵌め込み、次いでフランジ３０、コイル状の補強線材２５およびフランジ３０’を第１繊維補強層２３の他端からその表面を滑らすように嵌め込んで行き、長手方向全体にわたって嵌入、配置したのち、ニップル５０’付き端部リング４０’を嵌入する。このコイル状の補強線材２５は、地震時の地盤ひずみから可撓管の変位角度ならびに変位量を予測し、埋設管径に応じて、好ましい横弾性係数その他の機械的特性を有する線材を適宜に選択し、線径、巻数などを決定し、所定のばね定数が得られるように設計し、製作される。そして、このコイル状の補強線材２５を形成する線材としては、弾性限界が高い金属線材料、例えば、ばね鋼線、ピアノ線などのばね用炭素鋼線、ステンレス鋼線などのばね用合金鋼線、またはりん青銅線などのばね用銅合金線などの単線を用いることができる。
【００４７】
次に、図６に示すように、両端の端部リング４０，４０’を芯にして、第１繊維補強層２３の端縁部２３ａ，２３ａ’で端部リング４０、４０’およびニップル５０，５０’を巻き、その後に内面ゴム層２０の端縁部２０ａ，２０ａ’も巻き上げる。
【００４８】
次いで、図７に示すように、フランジ３０，３０’およびコイル状の補強線材２５を両側へ引き伸ばし、フランジ３０，３０’のＬ字状凹部３２に端部リング４０、４０’が嵌合するようにして密着させると共に、コイル状の補強線材２５の両端部をフランジ３０，３０’に近接させる。或いは、コイル状の補強線材２５の両端部がフランジ３０，３０’に当接するようにしてもよい。この補強線材２５の位置は使用目的に応じて適宜決定すればよい。尚、コイル状の補強線材２５の両端部にフランジ３０，３０’を固定した一体構造部品を使用する場合には、図５に示すように、第１繊維補強層２３上の中央部へ嵌入、配置するだけでよい。
【００４９】
その後、図８に示すように、この第１繊維補強層２３の表面に、ゴムシートをコイル状の補強線材２５のピッチ間を埋めるように巻付け、中間ゴム層２２を形成する。次に、中間ゴム層２２の表面に、第２繊維補強層２４を第１繊維補強層２３と同じ構成と方法で形成し、その第２繊維補強層２４の端縁部をフランジ３０，３０’の側面に貼りつける。更に、この第２繊維補強層２４の表面にゴムシートを巻き、接合して外面ゴム層２１を形成し、フランジ付き円筒状の未加硫の積層成形体１４を作成する。
【００５０】
次に、このようにして得られた図８に示すフランジ付き円筒状の未加硫の積層成形体１４を図９示すように、外面ゴム層２１の外周面全面に成形部材８０を管軸Ｌ−Ｌに対して所定角度で巻き回し締め付ける。この際、成形部材８０は山部と谷部からなる波形状を呈した面が外面ゴム層２１の表面側になるようにして隙間が生じないようにして巻き回す。
【００５１】
この際に使用する成形部材８０としては、図１０に示すように矩形状の断面の一辺が１個の山部８１と２個の谷部８２，８２’からなる波形状を呈した成形面８３であって、その表面は凹凸模様のない滑らかな表面性を有する厚み約５ｍｍ、幅約３０ｍｍの帯状の長尺なシリコーンゴムシートが使用される。尚、このシリコーンゴムの成形部材８０は、円筒状の積層成形体１４に巻き付ける作業面からゴム硬度が３０〜７０度程度の可撓性を有しているものが好ましい。尚、この成形部材としては、上記のシリコーンゴムに限定されるものではなく、少なくとも可撓管を構成するゴム層を加硫する際の温度に対する耐熱性や可撓管を構成するゴム層に対する離型性に優れ、また、任意の形状に容易に成形でき、可撓性を有するゴムや合成樹脂であればよい。また、波形状も上記の形状に限定されるものでなく、複数個の山部８１と谷部８２とからなるもの等であってもよい。また、本実施形態では波形状を呈した成形面８３の表面は、凹凸模様のない滑らかな表面性のものとしているが、布目等の凹凸模様を有するものであってもよい。
【００５２】
続いて、図９に示す成形部材８０で外周面を巻き回して締め付けたフランジ付き円筒状の未加硫の積層成形体１４を約１４０℃の温度で１〜１．５時間程度加熱して内面ゴム層２０、外面ゴム層２１、中間ゴム層２２のゴムを加硫し、その後、成形部材８０およびマンドレル６０を外して図１の製品を得る。
【００５３】
これによって、外面ゴム層２１の外表面が積層成形体１４の胴壁１４ａの断面視において管軸Ｌ−Ｌ方向に波形状に形成された滑らかな表面性を有する可撓継手１０が得られる。
【００５４】
以上は外形波形状の可撓管をホース部にもつ継手について説明してきたが、フランジ３０，３０’といった接合部を有さない管本体（ホース部）であってもよい。この場合には、図５、図６、図７に示す工程においてフランジ３０，３０’や端部リング４０，４０’を嵌入する作業、及び端部リング４０，４０’に第１ゴム層２０や第１繊維補強層２３を巻き上げる作業を省略できる。
【００５５】
また、本発明の外形波形状の可撓管の製造方法は、上記の実施形態に制限されないことは言うまでもなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り種々の方法を選択することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の外形波形状の可撓管の製造方法は、円筒状の胴壁の断面中央部に補強線材および／または繊維補強層を配置し、補強線材および／または繊維補強層の内側および外側に内面ゴム層および外面ゴム層を設けて得られた積層成形体の該外面ゴム層の外周面上に、断面形状において一辺が少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形を呈する帯状の成形部材を前記管軸に対し所定角度で巻き付けて締め付けることにより、可撓管の外面ゴム層の外表面が波形状（蛇腹状の形状）に形成されるので、従来のように、綿やナイロンといった耐熱性を有する繊維からなる織布等を外面ゴム層の外表面全面に巻いて、その上を所定の間隔でスパイラル状に布ロープを外面ゴム層に食い込むようにして巻き回す必要がないため、生産性に優れることになる。
【００５７】
また、可撓管の外周面を凹凸模様のない滑らかな表面性を呈する波形状に形成するために使用される成形部材は、その波形状や表面性を自在に成形できるので可撓管の設計変更等に容易に対応できる。
【００５８】
また、本発明による可撓管は、その外面ゴム層の外周面が、布目模様等の凹凸を有しない滑らかな表面性を呈し、胴壁の断面視において管軸方向に平滑な波形状に形成されているので、汚れ難く、見た目もすっきりして意匠性に優れる。また、凹凸に沿ったひび割れ等の発生も生じ難いことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製造方法で得られた一実施例である可撓継手の構成を示す部分破断側面図である。
【図２】図１に示す実施例の変形例である可撓継手の構成を示す部分破断側面図である。
【図３】マンドレルに内面ゴム層を形成した状態を示す部分破断側面図である。
【図４】内面ゴム層に繊維補強シートを巻回、積層して第１繊維補強層を形成する状態を示す部分破断側面図である。
【図５】第１繊維補強層にニップル付端部リング、フランジとコイル状の補強線材を配置した状態を示す部分破断側面図である。
【図６】第１繊維補強層および内面ゴム層を端部リングに巻き上げて固定した状態を示す部分破断側面図である。
【図７】フランジと端部リングを第１繊維補強層と内面ゴム層で固定した状態を示す部分破断側面図である。
【図８】図７においてコイル状の補強線材間に中間ゴム層、その上に第２繊維補強層、外面ゴム層を形成した状態を示す部分破断側面図である。
【図９】図８の外面ゴム層の外周面上に成形部材を巻き回す状態を示す部分破断側面図である。
【図１０】成形部材の一実施形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ可撓継手
１１ホース部（管本体）
１４積層成形体
１４ａ胴壁
２０内面ゴム層
２１外面ゴム層
２２中間ゴム層
２３第１繊維補強層
２４第２繊維補強層
２５補強線材
３０，３０’ フランジ
４０，４０’ 端部リング
５０，５０’ ニップル
６０マンドレル
７０繊維シート
８０成形部材

Claims

内面ゴム層、補強線材および／または繊維補強層、外面ゴム層から形成される円筒状の胴壁が蛇腹状の形状を有する可撓管を製造する方法であって、
該胴壁の管軸方向の断面の略中央部に前記補強線材および／または前記繊維補強層を配置し、該補強線材および／または該繊維補強層の内側および外側に前記内面ゴム層および前記外面ゴム層を設けて得られた積層成形体の該外面ゴム層の外周面上に、断面形状において一辺が前記蛇腹の表面形状に対応した少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形を呈する帯状の成形部材を前記管軸に対し所定角度で巻き付けて成形する工程を含むことを特徴とする外形波形状の可撓管の製造方法。
内面ゴム層、補強線材および／または繊維補強層、外面ゴム層から形成される円筒状の胴壁が蛇腹状の形状を有する可撓管を製造する方法であって、
該胴壁の管軸方向の断面の略中央部に前記補強線材および／または前記繊維補強層を配置し、該補強線材および／または該繊維補強層の内側および外側に前記内面ゴム層および前記外面ゴム層を設けて積層成形体を形成する工程と、該積層成形体の前記外面ゴム層の外周面上に、断面形状において一辺が前記蛇腹の表面形状に対応した少なくとも１個以上の山部と谷部とからなる波形を呈する帯状の成形部材を前記管軸に対し所定角度で巻き付ける工程と、前記成形部材を巻き付けた状態で前記ゴム層を加硫する工程と、加硫後に前記成形部材を前記積層成形体から取り外す工程と、からなる外形波形状の可撓管の製造方法。
前記成形部材は、前記波形を呈する面を前記外面ゴム層側に面するようにして、前記積層成形体の前記外面ゴム層に巻き付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の外形波形状の可撓管の製造方法。
前記成形部材は、シリコーンゴムの成形体であることを特徴とする請求項１から３いずれか記載の外形波形状の可撓管の製造方法。
前記補強線材の内側および外側に前記管軸方向に沿って繊維補強層を設置し、該繊維補強層の間ならびに内側および外側に中間ゴム層ならびに内面ゴム層および外面ゴム層を設置することを特徴とする請求項１から４いずれか記載の外形波形状の可撓管の製造方法。
前記補強線材は、前記繊維補強層の間に二段で交互する位置に離間して設置されることを特徴とする請求項５に記載の外形波形状の可撓管の製造方法。
内面ゴム層、補強線材および／または繊維補強層、外面ゴム層から形成される円筒状の胴壁が蛇腹状の形状を有する可撓管において、
該胴壁の管軸方向の断面の略中央部に一定ピッチを有する補強線材を備え、該補強線材の内側および外側に内面ゴム層および外面ゴム層を設けた構成であって、該外面ゴム層の外周面が、前記胴壁の断面視において、前記管軸方向に平滑な表面性の波形状を備えるものであることを特徴とする外形波形状の可撓管。