JP2010255671A - 合成樹脂製可撓管 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造が簡単であり、製造不良を発生させずに効率よく製造することが可能であるとともに、可撓性が抑制された合成樹脂製可撓管を提供する。
【解決手段】 外管２と内管３を含む合成樹脂製可撓管１であって、外管２は、略Ｓ字形状を含む断面を有する硬質条帯４を螺旋状に捲回し、硬質条帯４の隣接する側縁において上向き側縁部と下向き側縁部を係合して連結することにより形成されたものであり、内管３は、軟質樹脂製の管壁３１と、管壁の内周に硬質樹脂製の条帯が所定の間隔を有するように螺旋状に接着一体化された硬質螺旋部３２とにより構成された可撓管であり、外管２と内管３とが互いに可撓管軸方向に摺動可能なように非接着とされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、合成樹脂製の可撓管に関する。特に、急な曲げ部が生じにくいように管の可撓性が制限された合成樹脂製可撓管に関するものである。

合成樹脂製の可撓管としては、電線や電力ケーブル、光ファイバーケーブルなどの保護管として地中に埋設される合成樹脂製の地中埋設用可撓性管が使用されている。旧来、この種の地中埋設用保護管としては、管体壁面に凹凸部が蛇腹状に形成された可撓性に優れた波形硬質プラスチック管が知られていたが、この凹凸部にケーブルが接触して損傷したり、波形硬質プラスチック管が極端に屈曲配管された際に、その内部に挿通したケーブルに過度の曲げ応力がかかったりする問題があった。そこで、屈曲配管施工が可能な適度の可撓性を有するが、極端に屈曲することが抑制されたような地中埋設用可撓管が提案されている。

例えば、特許文献１には、図３に示したように、硬質合成樹脂製の硬質条帯９１を螺旋状に捲回して形成した外層と、この外層の内周面に被着した軟質合成樹脂製の内層９２とで管を構成し、前記外層を、略直線状の底壁部９１１と、その一側縁に底壁部から立設した上向き側縁部９１２と、底壁部から他側縁に向かって順次連設された立上がり部９１３、上壁部９１４および下向き側縁部９１５とからなる断面略Ｓ字形の硬質条帯９１を螺旋状に捲回し、隣接する側縁において上向き側縁部９１２と下向き側縁部９１５を係合して連結することにより形成するとともに内層９２に接着し、さらに前記内層９２の内周面に、硬質合成樹脂製のテープを所定の間隔をあけて螺旋状に捲回して硬質螺旋部９３として被着して地中埋設管を構成すると、管が極端に屈曲することが抑制できることが開示されている。

特開２００３−６５４７１号公報

上記特許文献に記載の地中埋設管においては、軟質内層９２の外側に接着一体化された断面略Ｓ字形の硬質条帯９１の係合構造によって内層９２の伸縮が規制されるとともに、硬質螺旋部９３によっても管の伸縮が規制される。ここで、外層９１と内層９２と硬質螺旋部９３とは互いに融着一体化されており、管の伸縮や曲げに必要な弾性変形は、主に軟質材料で形成された内壁９２のうち、硬質螺旋部９３、９３の間の部分が変形することによって行われている。

ここで、外層を構成する硬質条帯９１の底壁部９１１が、硬質螺旋部９３に対して管の中心軸方向にずれた位置に接着されていると、硬質螺旋部９３、９３の間の部分の内壁９２の変形が阻害され、管の可撓性が損なわれてしまうため、特許文献１に記載の地中埋設管においては、硬質条帯９１、特に底壁部９１１の接着位置を、硬質螺旋部９３に対して正確に合わせて接着一体化する必要があった。

しかしながら、可撓管のいわゆるスパイラル成形法による製造工程において、ホース成形軸上で硬質螺旋部９３、内層９２、外層（９１）の順に捲回一体化されて上記地中埋設管が製造される際には、硬質螺旋部９３の位置が内層９２によって見えなくなってしまうため、底壁部９１１の軸方向の接着位置を硬質螺旋部９３に対して正確に合わせて接着一体化するのは難しかった。
また、底壁部９１１の硬質螺旋部９３に対する接着位置は、連続成形する可撓管の製造中には検査・確認をすることができず、製造後にしか検査することができないため、検査によって接着位置の不良が発見されると、製造された可撓管を廃棄しなければならなくなるという問題もあった。

したがって、本発明の目的は、製造が簡単であり、製造不良を発生させずに効率よく製造することが可能であるとともに、可撓性が抑制された合成樹脂製可撓管を提供することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、外管と内管とを非接着状態とした合成樹脂製可撓管とすると、内管と外管の管軸方向の相対位置に起因する問題が解決できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、外管と外管の内側に設けられた内管を含む合成樹脂製可撓管であって、外管は、略直線状の底壁部と、その一側縁に底壁部から立設した上向き側縁部と、底壁部から他側縁に向かって順次連設された立上がり部、上壁部および下向き側縁部とで構成される略Ｓ字形状を含む断面を有する硬質条帯を螺旋状に捲回し、硬質条帯の隣接する側縁において上向き側縁部と下向き側縁部を係合して連結することにより形成されたものであり、内管は、軟質樹脂製の管壁と、管壁の内周に硬質樹脂製の条帯が所定の間隔を有するように螺旋状に接着一体化された硬質螺旋部とにより構成された可撓管であり、外管と内管とが互いに可撓管軸方向に摺動可能なように非接着とされていることを特徴とする合成樹脂製可撓管である。

本発明において、硬質条帯が略Ｓ字形状を含む断面を有するものであるとは、硬質条帯の断面が少なくとも底壁部と上向き側縁部と立上がり部、上壁部および下向き側縁部とで構成される略Ｓ字形状を含むものであることを意味する。従って、略Ｓ字形状に対してさらに補強リブなどを追加したような断面もまた、「略Ｓ字形状を含む断面」に含まれる。

本発明によれば、外管と内管とが互いに可撓管軸方向に摺動可能なように非接着とされているため、製造時に互いの管軸方向の位置を制御・規定する必要がなくなり、可撓管の製造を簡単かつ効率的に行うことが可能となる。また、本発明の合成樹脂製可撓管もまた可撓性が抑制された可撓管である。

本発明の合成樹脂製可撓管の構造を示す部分断面図である。 本発明の合成樹脂製可撓管の管壁の構造を示す断面図である。 従来の合成樹脂製可撓管の管壁の構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下に示す本発明に係る合成樹脂製可撓管１は、例えば地中埋設用可撓管として使用される合成樹脂製可撓管である。図１に示すように、合成樹脂製可撓管１は、硬質合成樹脂(例えば硬質塩化ビニル等)製の断面略Ｓ字形の硬質条帯４を螺旋状に捲回して形成された外管２と、この外管２の内周側に設けられた内管３とによって構成されている。外管２と内管３は互いに非接着状態で設けられており、両者は管軸方向に互いに摺動可能とされている。
本実施形態においては、外管２の内径寸法と内管３の外径寸法は略一致し、両者は互いに接触する関係にあるが、外管２と内管３とを互いに遊挿関係となるように、あるいは両者が互いに密着関係となるように設けることもできる。

図２には、合成樹脂製可撓管１の管壁の詳細な断面構造を示す。図２では下側を管中心軸側として示す。外管２は、断面略Ｓ字形の硬質条帯４を螺旋状に捲回して構成されており、詳細には、硬質条帯４は、可撓管の中心軸と略平行に設けられた略直線状の底壁部４１と、この底壁部４１から管の外周方向に向けて立設されて硬質条帯４の一側縁を形成する上向き側縁部４２と、底壁部４１から硬質条帯４の他側縁に向かって順次連設された立上がり部４３、上壁部４４および下向き側縁部４５とで構成される略Ｓ字状断面を有する条帯であり、外管２の形成に当たっては、硬質条帯４の隣接する側縁同士における上向き側縁部４２と下向き側縁部４５が互いにオーバーラップして係合することにより連結一体化されている。また、硬質条帯４の隣接する側縁同士は互いに非接着状態とされ、互いに動くことが許容されている。このような構成の外管２は、上向き側縁部４２と下向き側縁部４５が互いに係合することによって、立上り部４３と上向き側縁部４２と下向き側縁部４５が互いに協働して、制限された伸縮性・可撓性を持つ管部材となっている。

内管３は、管壁３１の内周面に硬質螺旋部３２が融着一体化された可撓管である。
管壁３１は、略円筒状に形成された軟質合成樹脂(例えば軟質塩化ビニル等)製の軟質な管壁であり、管壁３１の内周面には、管の中心軸に沿った扁平な長方形状の断面を有する硬質合成樹脂(例えば硬質塩化ビニル等)製の硬質螺旋部３２が、融着一体化されている。硬質螺旋部３２は、硬質合成樹脂製のテープ１２を所定の間隔を離して螺旋状に捲回し、隣接するテープ１２、１２間に螺旋状の間隙１３を形成しつつ、管壁３１の内面に接着一体化されることにより形成され、管体内面に螺旋状に露出している。なお、硬質螺旋部３２の管軸方向における幅Ｗ１や間隙１３の幅Ｗ２を広くしたり狭くしたりして、内管３の可撓性を調整することができる。
以上の構成を有する内管３は、制限された伸縮性可撓性を持つとともに、管壁３１が水密性を有しており、地中に埋設された際に管の内部に水が浸入してくるのを防止する。

内管３の硬質螺旋部３２や外管２を構成する硬質合成樹脂材料としては、比較的硬質の樹脂材料が使用でき、例えば、ポリプロピレン樹脂や高密度ポリエチレン樹脂やポリアミド樹脂や硬質塩化ビニル樹脂などの硬質熱可塑性樹脂が好ましく使用できる。
内管３の管壁３１を構成する軟質合成樹脂材料としては、比較的軟質の樹脂材料が使用でき、例えば、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）や、軟質塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）や低密度ポリエチレン樹脂（ＬＤＰＥ）、熱可塑性ウレタン系エラストマー（ＴＰＵ）、軟質塩化ビニル樹脂などの熱可塑性の軟質樹脂材料が好ましく使用できる。
内管３の管壁３１と硬質螺旋部３２を構成する樹脂材料は互いに接着可能であるもの、特に、互いに熱融着可能な材料となるように選択することが好ましい。

上記合成樹脂製可撓管１の製造方法について説明する。まず最初に、外管２と内管３とを別々に製造して、外管２に内管３を挿入して合成樹脂製可撓管１を完成させる製造方法について説明する。

外管２は、図２に示された略Ｓ字状の所定断面を有するように押出機から半溶融状態で硬質樹脂条帯４を押出して、条帯の外表面を冷却してホース断面形状を固定化しつつ、上向き側縁部４２と下向き側縁部４５とを互いに係合させるように公知のホース成形軸に螺旋状に捲回して、隣接する硬質条帯側縁部同士が接着・融着しないようにしながら、冷却固化させることにより、不定長の可撓管として製造できる。

一方、内管３は、押出機から半溶融状態で押出された所定形状（扁平長方形状）の硬質合成樹脂製のテープ１２を、公知のホース成形軸に対して、テープ１２の側縁部の間に所定の間隔の隙間１３ができるように螺旋状に捲回して硬質螺旋部３２とし、さらに別の押出機から半溶融状態で押出された幅広テープ状の軟質合成樹脂製の軟質帯状体を硬質螺旋部３２を覆うように螺旋状に捲回し、その側縁同士を融着一体化して管壁３１を形成して、硬質螺旋部３２と管壁３１とを融着一体化し、その後冷却・固化して、不定長の可撓管として製造することができる。
本実施例では、管壁３１と硬質螺旋部３２とは、それらの当接部が熱融着により一体化される。

得られた外管２と内管３をそれぞれ、所定の長さにカットして、外管２の内側に内管３を挿入して、定尺の合成樹脂製可撓管１を完成させることができる。挿入に際しては、接着剤などは使用せず、外管２と内管３とが互いに可撓管軸方向に摺動可能となるようにし、必要であれば、滑剤や潤滑液などを併用すればよい。挿入作業においては、外管２の両管端部に管をねじる方向のモーメントを与えて、外管２の内径を拡大状態としながら内管３の挿入を行い、内管３の挿入後にモーメントを徐荷して外管２を縮径させて内管３に沿わせるようにすると、内管３の挿入作業を円滑に行うことができる。本製造方法によれば、既存のホース製造設備をそのまま活用して合成樹脂製可撓管１の製造を行うことができ、設備利用効率を高めることができる。

なお、このような製造方法により合成樹脂製可撓管１を製造する場合には、それぞれ独立して製造される外管２と内管３とを、外管２の内径が内管３の外径よりも若干小さくなるように製造した上で、外管２にモーメントを加えて拡径して内管３を挿入し、その後モーメントを除荷して外管２を縮径させて内管３の表面に密着させるようにすることが好ましい。このようにすれば、外管２が内管３を締め付けるようになって、合成樹脂製可撓管１を運搬・施工する際に外管２から内管３が抜け落ちてしまうような不具合が防止できるという効果も得られる。

定尺の合成樹脂製可撓管１であれば、上記製造方法により製造できるが、不定長の合成樹脂製可撓管１を製造したい場合には、以下のようにすればよい。すなわち、ホース成形軸を２台並べて配置し、それぞれのホース成形軸上で、外管２および内管３の製造（押出・捲回・冷却固化）を行う。そして、第１のホース成形軸により製造された外管２を構成する硬質条帯４を、第２のホース成形軸により製造された内管３の外周に乗り移らせるように移行させて捲回して外管２を再構成し、外管２、内管３の製造とそれらの一体化を同時並行的に行うことにより、不定長の合成樹脂製可撓管１を製造することができる。

また、さらに別の製造方法として、管壁３１を構成する樹脂材料と、外管２を構成する樹脂材料が互いに非接着の関係にある場合には（例えば、外管２を硬質塩化ビニル樹脂、内管の管壁３１をオレフィン系熱可塑性エラストマー、内管の硬質螺旋部３２を高密度ポリエチレン樹脂により構成する場合）、一本のホース成形軸上に、半溶融状態の硬質螺旋部３２、管壁３１、外管２を順次捲回・形成して、本発明の合成樹脂製可撓管１を製造することもできる。また、管壁３１を構成する樹脂材料と、外管２を構成する樹脂材料が互いに熱融着しないように、その内周面側や外周面側を適宜冷却しながら捲回一体化する場合にも、一本のホース成形軸上に、半溶融状態の硬質螺旋部３２、管壁３１、外管２を順次捲回・形成して、本発明の合成樹脂製可撓管１を製造することができる。この製造方法によれば、一本のホース成形軸によって合成樹脂製可撓管１を不定長に連続成形でき、挿入工程も必要としないので、製造効率が非常に高い。

本発明の合成樹脂製可撓管の作用効果を説明する。
本発明の合成樹脂製可撓管１は、外管２と、内管の硬質螺旋部３２が、それぞれ、管の伸縮性や可撓性を制限する働きを行い、合成樹脂製可撓管１の可撓性が適度に制限される。そのため、地中に埋設する際、配管途中に存在する障害物等のため直線上に埋設することができないとき、これを迂回して屈曲配管することができるとともに、合成樹脂製可撓管１が局所的に屈曲してしまうことが防止され、ケーブルの引き入れや引き抜きの作業が容易であるとともに、挿通させたケ一ブルを傷付けるような虞がない。

また、本発明の合成樹脂管１においては、外管２が内管３に対し、管軸方向に摺動可能なよう非接着とされているので、外管２の管軸方向位置によって、内管３の管壁３１の可撓性が影響を受けることがない。従って、本発明においては、内管の硬質螺旋部３２と外管の硬質条帯の底壁部４１の管軸方向の位置をそろえる必要がない。そのため、本発明の合成樹脂製可撓管１においては、外管を内管に対して管軸方向に任意の位置で設けることができて、製造が非常に容易となる上に、それら軸方向位置を検査する必要もない。

また、本発明の合成樹脂製可撓管によれば、内管と外管を別々に製造して後から挿入するという便利な製造方法を採ることも可能となる。このような製造方法を採る場合には、ホース成形軸や、その周辺の押出し機など、既存のホース製造設備をそのまま活用して製造を行うことができ、設備利用効率が高められて、製造コストの低減に有効である。

また、内管と外管を別々に製造して後から挿入するという製造方法を採る場合には、外管２の螺旋ピッチと内管３の螺旋ピッチをそれぞれ独立に決めることができるので、設計・製造上の自由度も増して、合成樹脂製可撓管の製造効率を高めることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。例えば、管の用途はケーブル保護用の地中埋設管に限定されるものではなく、下水や排水を流すための配管や、その他の用途にも使用できる。

また、硬質条帯４や硬質螺旋部３２の断面形状は、半径方向に突設する補強リブを設けるなど、適宜変更することもできる。

本発明の合成樹脂製可撓管は、光ファーバーケーブルなどを挿通して保護するための地中埋設管として好適に使用することができ、その製造も簡単に行うことができ、産業上の利用価値が高い。

１ 合成樹脂製可撓管
２ 外管
３ 内管
３１ 管壁
３２ 硬質螺旋部
１３ 隙間
４ 硬質条帯
４１ 底壁部
４２ 上向き側縁部
４３ 立ち上がり部
４４ 上壁部
４５ 下向き側縁部

Claims (1)

1. 外管と外管の内側に設けられた内管を含む合成樹脂製可撓管であって、
   外管は、略直線状の底壁部と、その一側縁に底壁部から立設した上向き側縁部と、底壁部から他側縁に向かって順次連設された立上がり部、上壁部および下向き側縁部とで構成される略Ｓ字形状を含む断面を有する硬質条帯を螺旋状に捲回し、硬質条帯の隣接する側縁において上向き側縁部と下向き側縁部を係合して連結することにより形成されたものであり、
   内管は、軟質樹脂製の管壁と、管壁の内周に硬質樹脂製の条帯が所定の間隔を有するように螺旋状に接着一体化された硬質螺旋部とにより構成された可撓管であり、
   外管と内管とが互いに可撓管軸方向に摺動可能なように非接着とされていることを特徴とする合成樹脂製可撓管。

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