JP2019105323A - 複合管 - Google Patents
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Abstract
【課題】複合管における被覆層の伸縮性を損なうことなく、複合管の敷設の作業性を向上させる。【解決手段】複合管10は、管状の管体12と、管状とされて管体12の外周を覆い、径方向外側へ凸となる環状の山部22と、径方向外側が凹となる環状の谷部24とが軸方向Sに交互に形成されて蛇腹状とされた被覆層20と、管体12と被覆層20との間に配置された中間層14と、を有し、被覆層の平面視において、山部22が、軸方向Sと直交する方向に対して傾斜している部分を含むか、又は山部22の側壁と頂壁とが、軸方向Sの断面において、軸方向Sに対して鋭角に接続されている部分を含む。【選択図】図1
Description
本発明は、複層構造の複合管に関する。
内周面に凹凸を形成した可撓性の保護層により管体の外周面を覆った複合管が開示されている(特許文献1参照)。保護層の内周面に凹凸を形成することにより、管体の外周に対する保護層内側の接触面積が小さくなることで、摩擦抵抗を小さくしている。これにより、保護層の端部を管体の軸方向にたくし寄せて、管体の接続端部を露出させる作業の効率を向上させている。
しかしながら、上記した従来例では、複合管の外周の凸部が平面視で複合管の軸方向に対して垂直に延びていたり、断面略矩形波状の凸部の壁が複合管の軸方向に対して垂直に形成されていたりしていた。このため、複合管を梁の近傍や壁の孔等に通す際に、凸部で引っ掛かりが生じることがあった。
本発明は、複合管における被覆層の伸縮性を損なうことなく、複合管の敷設の作業性を向上させることを目的とする。
第1の態様に係る複合管は、管状の管体と、管状とされて前記管体の外周を覆い、径方向外側へ凸となる環状の山部と、径方向外側が凹となる環状の谷部とが軸方向に交互に形成されて蛇腹状とされた被覆層と、前記管体と前記被覆層との間に配置された中間層と、を有し、前記被覆層の平面視において、前記山部が、軸方向と直交する方向に対して傾斜した部分を含むか、又は前記山部の側壁と頂壁とが、軸方向断面において、軸方向に対して鋭角に接続されている部分を含む。
この複合管では、被覆層の平面視において、山部が軸方向と直交する方向に対して傾斜している部分を含むか、又は山部の側壁と頂壁とが、軸方向断面において、軸方向に対して鋭角に接続されている部分を含むので、複合管を梁の近傍や壁の孔等に通す際に、山部での引っ掛かりが抑制される。引っ掛かりが生じたとしても、山部が梁等に対して容易に滑ることで、複合管を通す作業を円滑に行うことができる。
第2の態様は、第1の態様に係る複合管において、前記山部が、軸方向断面において、側壁から頂壁にかけて丸みを帯びている部分を含む。
この複合管では、山部が、軸方向断面において、側壁から頂壁にかけて丸みを帯びている部分を含むので、複合管を梁の近傍や壁の孔等に通す際に、山部での引っ掛かりが抑制される。
第3の態様は、第1の態様に係る複合管において、前記山部と前記谷部が、軸方向断面において、正弦波状に形成されている請求項1に記載の複合管。
この複合管では、山部と谷部は、軸方向断面において、正弦波状に形成されているので、複合管を梁の近傍や壁の孔等に通す際に、山部での引っ掛かりが抑制される。
第4の態様は、第2の態様に係る複合管において、前記山部が、軸方向断面において、前記被覆層の径方向外側に凸のアーチ状に形成され、前記谷部は、軸方向断面において平坦に形成されている。
この複合管では、山部が、軸方向断面において、被覆層の径方向外側に凸のアーチ状に形成され、谷部が、軸方向断面において平坦に形成されているので、複合管を梁の近傍や壁の孔等に通す際に、山部での引っ掛かりが抑制される。
本発明によれば、複合管における被覆層の伸縮性を損なうことなく、複合管の敷設の作業性を向上させることができる。
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は同一の構成要素又は実質的に同一の構成要素であることを意味し、実施の形態において重複する説明は省略する。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において、適宜、変更可能である。
ここで、実施の形態の説明において、記号「〜」を用いて表される数値範囲は、当該記号「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、組成物中の各成分の量は、各成分に該当する物質が組成物中に複数存在する場合には、特に断りがない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
さらに、「主成分」とは、特に断りがない限り、混合物中における質量基準の含有量が最も多い成分を意味する。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において、適宜、変更可能である。
ここで、実施の形態の説明において、記号「〜」を用いて表される数値範囲は、当該記号「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
また、組成物中の各成分の量は、各成分に該当する物質が組成物中に複数存在する場合には、特に断りがない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
さらに、「主成分」とは、特に断りがない限り、混合物中における質量基準の含有量が最も多い成分を意味する。
[第1実施形態]
図1から図3において、本実施形態に係る複合管10は、管体12と、被覆層20と、中間層14と、を有している。
図1から図3において、本実施形態に係る複合管10は、管体12と、被覆層20と、中間層14と、を有している。
(1)管体12の構成
管体12は、円筒形の管状とされ、樹脂材料を用いて形成された樹脂管である。この管体12は、被覆層20の内側に配置されている。樹脂材料としての樹脂には、例えば、ポリブテン、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、並びに塩化ビニル等が挙げられる。樹脂は1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。樹脂の中でも、ポリブテンが好適に用いられ、ポリブテンを主成分として含むことが好ましい。例えば、管体12を構成する樹脂材料中において、ポリブテンを85質量%以上含むことがより好ましい。また、管体12を構成する樹脂材料には、他に添加剤が含有されてもよい。
管体12は、円筒形の管状とされ、樹脂材料を用いて形成された樹脂管である。この管体12は、被覆層20の内側に配置されている。樹脂材料としての樹脂には、例えば、ポリブテン、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、並びに塩化ビニル等が挙げられる。樹脂は1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。樹脂の中でも、ポリブテンが好適に用いられ、ポリブテンを主成分として含むことが好ましい。例えば、管体12を構成する樹脂材料中において、ポリブテンを85質量%以上含むことがより好ましい。また、管体12を構成する樹脂材料には、他に添加剤が含有されてもよい。
管体12の外径は、特に限定されるものではないが、例えば10mm〜100mmの範囲に設定されている。最も好ましい管体12の外径は12mm〜35mmの範囲である。
また、管体12の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば1.0mm〜5.0mmに設定されている。最も好ましい管体12の厚さは1.4mm〜3.2mmの範囲である。
(2)被覆層20の構成
被覆層20は、管体12の外径よりも一回り大きい円筒形の管状とされ、管体12に中間層14を介在させて配設されている。被覆層20は、樹脂材料を用いて形成された樹脂管である。樹脂材料としての樹脂には、例えば、ポリブテン、ポリエチレン、ポリプロピレン、及び架橋ポリエチレン等のポリオレフィン、並びに塩化ビニル等が挙げられる。樹脂は1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。樹脂の中でも、低密度ポリエチレンが好適に用いられ、低密度ポリエチレンを主成分として含むことが好ましい。例えば、被覆層20を構成する樹脂材料中において、低密度ポリエチレンを80質量%以上含むことがより好ましく、90質量%以上含むことが更に好ましい。
被覆層20は、管体12の外径よりも一回り大きい円筒形の管状とされ、管体12に中間層14を介在させて配設されている。被覆層20は、樹脂材料を用いて形成された樹脂管である。樹脂材料としての樹脂には、例えば、ポリブテン、ポリエチレン、ポリプロピレン、及び架橋ポリエチレン等のポリオレフィン、並びに塩化ビニル等が挙げられる。樹脂は1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。樹脂の中でも、低密度ポリエチレンが好適に用いられ、低密度ポリエチレンを主成分として含むことが好ましい。例えば、被覆層20を構成する樹脂材料中において、低密度ポリエチレンを80質量%以上含むことがより好ましく、90質量%以上含むことが更に好ましい。
また、被覆層20に使用される樹脂のMFR(Melt Flow Rate)は0.25以上に設定されることが好ましく、0.3以上に設定されることがより好ましい。さらに、MFRが0.35〜1.2の範囲に設定されることが一層好ましい。MFRが0.25以上に設定されると、中間層14に被覆層20の樹脂が入り込み易くなり、被覆層20(特に後述する谷部24)と中間層14との接着度を高めることができる。
また、MFRが1.2以下に設定されると、被覆層20の成形の際にバリが発生し難くなる。なお、被覆層20を構成する樹脂材料には、他に添加剤が含有されてもよい。
被覆層20は、径方向Rの外側へ凸となる環状の山部22と、径方向Rの外側が凹となる環状の谷部24とを、管体12の軸方向Sに沿って交互に連続して形成されている。つまり、被覆層20は蛇腹状に構成され、軸方向に短縮可能とされている。山部22は谷部24よりも径方向Rの外側に配置されている。被覆層20は、コルゲート管である。
図4を用いて、被覆層20の断面構造を詳しく説明する。被覆層20の蛇腹状の径方向Rの最も外側の部分は外側壁(頂壁)22Aとされ、径方向Rの最も内側の部分は内側壁24Aとされる。径方向Rにおける外側壁22Aと内側壁24Aとの中間部Mを境界として、径方向Rの外側は山部22とされ、径方向Rの内側は谷部24とされる。
山部22は、軸方向S(図1参照)に沿って延設された外側壁22Aと、外側壁22Aの軸方向Sの両端からそれぞれ径方向Rの内側へ向かって延設された一対の側壁22Bとを備えている。外側壁22Aと側壁22Bとの間には、径方向Rの外側へ突出された円弧状の外屈曲部22Cが形成されている。
谷部24は、軸方向S(図1参照)に沿って延設された内側壁24Aと、内側壁24Aの両端からそれぞれ径方向Rの外側へ向かって延設された一対の側壁24Bとを備えている。内側壁24Aと側壁24Bの間には、径方向Rの内側へ突出された円弧状の内屈曲部24Cが形成されている。
被覆層20の山部22の径方向Rの内側には、外側壁22Aと一対の側壁22Bとにより径方向Rの外側と軸方向Sの一方及び他方とを取り囲んで、凹状の山空間23が形成されている。この山空間23には、中間層14の径方向Rの外側の一部が係止される構成とされている。
山部22の軸方向Sの長さL1は、谷部24の軸方向Sの長さL2よりも長く設定されている。長さL1は、後述する短縮変形時の外側壁22Aの変形しやすさを確保するため、長さL2の1.2倍以上であることが好ましい。また、長さL2は、0.8mm以上であることが好ましい。これは、長さL2が0.8mm未満では、被覆層16を製造する金型の谷部の幅が小さすぎて、被覆層16の製造時において、被覆層16を構成する樹脂を押し出した後に、金型で当該樹脂に凹凸をつける時に、当該樹脂の金型の谷部に対応する部分が細く壊れやすくなり、被覆層16の成形が難しくなるからである。一方、長さL1は、長さL2の5倍以下であることが好ましい。これは、長さL1を長さL2の5倍以下にすることにより、複合管10の可撓性を保つことができるからである。また、長さL1が長すぎると、複合管10を敷設する際に、地面との接触面積が大きくなって施工しにくくなるためでもある。
なお、図4に示されるように、長さL1は、被覆層16における境界A2と交差する部分において、被覆層16の径方向Rの外側から見た表面における軸方向S外側間の距離(被覆層16の径方向Rの外側に凸となる部分の軸方向S一方側の表面と軸方向S他方側の表面との距離)である。また、長さL2は、被覆層16における境界A2と交差する部分において、被覆層16の径方向Rの内側から見た表面における軸方向S外側間の距離(被覆層16の径方向Rの内側に凸となる部分の軸方向S一方側の表面と軸方向S他方側の表面との距離)である。
なお、図4に示されるように、長さL1は、被覆層16における境界A2と交差する部分において、被覆層16の径方向Rの外側から見た表面における軸方向S外側間の距離(被覆層16の径方向Rの外側に凸となる部分の軸方向S一方側の表面と軸方向S他方側の表面との距離)である。また、長さL2は、被覆層16における境界A2と交差する部分において、被覆層16の径方向Rの内側から見た表面における軸方向S外側間の距離(被覆層16の径方向Rの内側に凸となる部分の軸方向S一方側の表面と軸方向S他方側の表面との距離)である。
被覆層20の厚さの最も薄い部分は0.1mm以上に設定され、最も厚い部分は0.4mm以下に設定されている。このような厚さに設定されると、被覆層20の端部は軸方向Sに沿ってたくし寄せて短縮変形させ易い構成となる。
山部22の径方向Rの外側表面と谷部24の同一方向の外側表面との半径差ΔRは、被覆層20の厚さの平均の800%以下に設定されている。半径差ΔRが大きすぎると、短縮変形の際に、山部22の軸方向Sに沿った部分(外側壁22A)が変形し難く、加えて谷部24が径方向Rの外側へ膨出したり、隣り合う山部22同士が近づかないで歪んだ変形状態となり易い。半径差ΔRが被覆層20の厚さの平均の800%以下に設定される場合では、山部22の軸方向Sの長さが谷部24の軸方向Sの長さよりも長く設定されることにより、上記変形状態となることを効果的に抑制することができる。この山部22の軸方向Sの長さの設定は、半径差ΔRが600%以下に設定される場合により有効とされる。
被覆層20の径(最外部の外径)は、特に限定されるものではないが、例えば13mm〜130mmの範囲に設定されている。
図1から図3に示されるように、複合管10は、被覆層20の平面視において、被覆層20の山部22が、軸方向Sと直交する方向、具体的には径方向Rと平行な線Lに対して傾斜した部分を含んでいる。複合管10が、敷設箇所の一例としての建物の梁16の近傍に、該梁16の長手方向と直交するように挿通される場合を想定したとき、線Lは梁16の長手方向に一致する。
図1、図3に示される例では、山部22がスパイラル状に形成されており、すべての山部22が、線Lに対して傾斜している。
一方、図2に示される例では、山部22が軸方向Sに振幅を有する波状の一例としての正弦波状に形成されている。波状は正弦波状に限られず、三角波状等の種々の形状であってもよい。更に、山部22や谷部24が連続するような周期をもつ波形であってもよい。山部22は、径方向Rと平行な線Lに対して傾斜した部分と、傾斜していない部分とを含んでいる。線Lに対して傾斜していない部分とは、複合管10の平面視において、線Lが山部22の接線と一致する部分である。線Lに対して傾斜した部分とは、線Lが山部22の接線と一致しない部分である。線Lに対して傾斜した部分と、傾斜していない部分とは、被覆層20の周方向に周期的に形成されている。
なお、山部22が、被覆層20の平面視において、軸方向Sと直交する方向に対して傾斜した部分を含んでいれば、山部22の形状は上記のものに限られず、他の形状であってもよい。
山部22が線Lとなす角度は、30〜45°としてもよい。
山部22が線Lとなす角度は、30〜45°としてもよい。
(変形例)
複合管10は、山部22が軸方向Sと直交する方向に対して傾斜している部分を含んでいる構成に限られず、代わりに、山部22の側壁22Bと頂壁22Dとが、軸方向S(図3参照)の断面において、軸方向Sに対して鋭角に接続されている部分を含んでいる構成であってもよい。
複合管10は、山部22が軸方向Sと直交する方向に対して傾斜している部分を含んでいる構成に限られず、代わりに、山部22の側壁22Bと頂壁22Dとが、軸方向S(図3参照)の断面において、軸方向Sに対して鋭角に接続されている部分を含んでいる構成であってもよい。
図5に示される例では、山部22は、軸方向Sの断面において、側壁22Bから頂壁22Dにかけて丸みを帯びている部分を含んでいる。具体的には、山部22と谷部24が正弦波状に形成されている。図6に示される例では、山部22と谷部24が三角波状に形成されている。図7に示される例では、山部22は、被覆層20の径方向外側に凸のアーチ状に形成され、谷部24は、軸方向Sの断面において平坦に形成されている。
図5から図7において、何れの側壁22Bも、軸方向S(図3参照)と平行で、かつ頂壁22Dに接する線S1に対して、鋭角に接続されている。換言すれば、線S1と側壁22Bとがなす角度θは、側壁22Bと頂壁22Dとの接続部分で、鋭角となっている。図5、図7においては、山部22から頂壁22Dにかけて丸みを帯びているので、角度θは、側壁22Bから頂壁22Dに近づくにしたがって次第に減少する。図6においては、断面直線状の一対の側壁22Bが、頂壁22Dで交わっているので、角度θは一定である。なお、角度θは、30〜60°としてもよい。角度θが30°を下回ると、山高さが低くなり過ぎて伸縮性が悪化する可能性がある。
(3)中間層14の構成
中間層14は、シート状とされ、管体12と被覆層20との間に配置されている。中間層14の内周面は平坦状とされ、管体12の外周に全面的に接触しつつ、管体12の外周を覆っている。なお、ここでの「全面的に接触」とは、全ての部分がぴったりと密着している必要はなく、実質的に全面が接触していることを意味する。したがって、シート状の中間層14の継ぎ目部分が一部離間していたり、管体12と被覆層20との間でシワになった部分が一部離間していたりする場合を含んでいる。
中間層14は、シート状とされ、管体12と被覆層20との間に配置されている。中間層14の内周面は平坦状とされ、管体12の外周に全面的に接触しつつ、管体12の外周を覆っている。なお、ここでの「全面的に接触」とは、全ての部分がぴったりと密着している必要はなく、実質的に全面が接触していることを意味する。したがって、シート状の中間層14の継ぎ目部分が一部離間していたり、管体12と被覆層20との間でシワになった部分が一部離間していたりする場合を含んでいる。
中間層14としての樹脂には、例えば、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレンプロピレンジエンゴム、並びにこれらの樹脂の混合物が挙げられる。樹脂の中でも、ポリウレタンが好ましい。中間層14はポリウレタンを主成分として含む層(すなわち、多孔質ウレタン層)であることが好ましい。例えば、中間層14の構成成分中において、ポリウレタンを80質量%以上含むことが好ましく、90質量%以上含むことがより好ましい。なお、中間層14としての多孔質樹脂層には、他の添加剤が含有されてもよい。
中間層14における孔の存在比率(例えば、発泡体の場合であれば発泡率)はJIS−K6400−1(2012年)の付属書1に記載の方法を用いて測定することができる。ここでは、25個/25mm以上の存在比率であることが好ましく、更に45個/25mm以下の存在比率であることがより好ましい。中間層14は発泡体であることが好ましい。
また、中間層14としての多孔質樹脂層の密度は12kg/m3〜22kg/m3の範囲に設定されている。
複合管10では、内部の管体12の端部に管継手(図示せず)等を接続するときに、被覆層20の端部を軸方向Sに沿って短縮変形させてずらし、管体12の端部が露出される。このとき、短縮変形させた被覆層20に中間層14の軸方向Sのずれが追従せず、管体12の外表面に中間層14が置き去りになって、管体12の端部が十分に露出されない場合がある。
そこで、多孔質樹脂層の密度が22kg/m3以下に設定されることにより、中間層14が適度な柔軟性を有し、被覆層20の端部を短縮変形させて管体12の端部を露出させる際に、中間層14が被覆層20の端部のたくし寄せに対して良好に追従し、管体12の外表面への中間層14の置き去りを抑制することができる。その結果、管体12の端部を容易に露出させることができる。
一方、多孔質樹脂層の密度が12kg/m3以上に設定されることにより、中間層14は適度な強度を有し、複合管10の製造等の加工時における中間層14の破れや破損の発生を効果的に抑制することができる。
ここで、多孔質樹脂層の密度はJIS−K7222(2005年)に規定の方法により測定することができる。なお、測定環境は温度23℃、相対湿度45%である。
多孔質樹脂層の密度を上記範囲に制御する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば孔の存在比率(例えば、発泡体である場合であれば発泡率)を調整する方法、樹脂の分子構造を調整する方法等が挙げられる。樹脂の分子構造を調整する方法として、樹脂の原料となるモノマーの分子構造や、それらの架橋構造を調整する方法を実用的に使用することができる。
中間層14は、例えば、管体12の外周長と略等しい長さの幅を有するように帯状に形成されたシート状の発泡部材を管体12の周囲に巻き付けながら、被覆層20となる樹脂をその外周に供給して成形することにより構成することができる。本実施形態では、弾性変形可能な発泡部材を中間層14として用いる。
中間層14には、谷部24の内側壁24Aと管体12との間に圧縮されつつ挟持された圧縮挟持部14Aが形成されている。中間層14の厚みは、自然状態(圧縮や引っ張りなどの力が作用していない状態)で、管体12の外周と内側壁24Aの径方向内側面との差よりも厚くなっている。圧縮挟持部14Aでは、圧縮により、中間層14は、自然状態の厚みより薄くなっている。中間層14の隣り合う圧縮挟持部14A同士の間には、凸部14Bが形成されている。凸部14Bは、圧縮挟持部14Aよりも大径とされ、山空間23内へ突出されている。山空間23内において、凸部14Bの頂部(最も径方向外側部分)と外側壁22Aとは離間している。中間層14は、圧縮挟持部14Aと凸部14Bとが軸方向Sに交互に連続して形成され、外周面が波状となっている。
管体12と被覆層20との間から抜き出した中間層14の自然状態における軸方向Sの長さは、被覆層20の軸方向Sの長さの90%〜100%の範囲に設定されている。中間層14の長さがこのように設定されると、管体12と被覆層20との間に中間層14が伸張状態において保持されることがなくなるので、被覆層20を短縮変形させる際に、中間層14と被覆層20との相対移動が生じ難くなる。このため、中間層14が被覆層20と共に軸方向Sに沿って短縮変形させ易くなるので、管体12の端部を簡単に露出させることができる。
(作用及び効果)
本実施の形態に係る複合管10によれば、以下の作用及び効果を得ることができる。図1から図4において、複合管10では、被覆層20の平面視において、山部22が軸方向Sと直交する方向(線L)に対して傾斜している部分を含む。また、図5から図7において、複合管10では、被覆層20の平面視において、山部22の側壁22Bと頂壁22Dとが、軸方向Sの断面において、軸方向Sに対して鋭角に接続されている部分を含む。
本実施の形態に係る複合管10によれば、以下の作用及び効果を得ることができる。図1から図4において、複合管10では、被覆層20の平面視において、山部22が軸方向Sと直交する方向(線L)に対して傾斜している部分を含む。また、図5から図7において、複合管10では、被覆層20の平面視において、山部22の側壁22Bと頂壁22Dとが、軸方向Sの断面において、軸方向Sに対して鋭角に接続されている部分を含む。
図5に示される複合管10では、山部22が、軸方向Sの断面において、側壁22Bから頂壁22Dにかけて丸みを帯びている部分を含んでいる。具体的には、山部22と谷部24が正弦波状に形成されている。図6に示される複合管10では、山部22と谷部24が三角波状に形成されている。そして、図7に示される複合管10では、山部22が、軸方向Sの断面において、被覆層20の径方向外側に凸のアーチ状に形成され、谷部24が、軸方向Sの断面において平坦に形成されている。
したがって、複合管10を梁16の近傍や壁の孔(図示せず)等に通す際に、山部22での引っ掛かりが抑制される。引っ掛かりが生じたとしても、山部22が梁16等に対して容易に滑ることで、複合管10を通す作業を円滑に行うことができる。
このように、本実施形態によれば、複合管10における被覆層20の伸縮性を損なうことなく、複合管10の敷設の作業性を向上させることができる。
複合管10を例えば管継手(図示せず)と接続する際には、図1から図3に示される端部が露出されていない被覆層20に対して、被覆層20を軸方向Sに短縮変形させて、図8に示されるように、管体12の端部を露出させる方向の力を作用させる。図4に示されるように、被覆層20において、山部22の外側壁22Aと谷部24の内側壁24Aとを比較すると、外側壁22Aの軸方向Sの長さL1は内側壁24Aの長さL2よりも長く設定される。特に、外側壁22Aの長さL1は内側壁24Aの長さL2の1.2倍以上に設定される。さらに、被覆層20の厚さは0.1mm〜0.4mmに設定される。従って、外側壁22Aは、内側壁24Aよりも変形し易く、図9に示されるように、径方向Rの外側へ膨出されて変形する。
力が継続的に作用すると、図10に示されるように、被覆層20において、隣り合う山部22同士が近づき、山部22の外屈曲部22Cがこの部位を起点として内側へ変形し、かつ、谷部24の内屈曲部24Cがこの部位を起点として内側へ変形する。このため、図8に示されるように、複合管10の端部では、被覆層20の一部が管体12を露出させる方向へ移動する。
このとき、中間層14では、中間層14が被覆層20に密着され、凸部14Bが隣り合う谷部24の側壁24Bの間に係合している。これにより、中間層14が被覆層20の動きに追従して中間層14が同一方向に動き易くなる。したがって、図8に示されるように、複合管10の端部を露出させる作業において、被覆層20及び中間層14を軸方向Sに沿ってたくし寄せて(短縮変形させて)複合管10の端部を簡単に露出させることができる。つまり、被覆層20の移動に対して、管体12の外周に中間層14が置き去りになることを効果的に抑制することができる。
さらに、上記複合管10では、中間層14がシート状の発泡材により形成されるので、管体12に対する滑り性が向上され、管継手(図示せず)へ接続する際に、図8に示されるように、軸方向Sに沿って被覆層20を容易にずらしてたくし寄せることができる。
また、上記複合管10では、中間層14の厚さが、自然状態において径方向Rにおける管体12の外周と被覆層20の内周との差よりも厚い設定とされている。このため、図4に示されるように、中間層14の圧縮挟持部14Aが被覆層20の谷部24によって圧縮され、挟持される。この部位では、中間層14と被覆層20との密着性を向上させることができる。
加えて、図4に示されるように、中間層14の凸部14Bの部位は、被覆層20の山部22の山空間23内に入り込み、隣り合う谷部24の側壁24B間に係合される。このため、複合管10の端部において、被覆層20を軸方向Sに沿ってたくし寄せて短縮変形させた場合、被覆層20の動きに中間層14が追従し易くなるので、被覆層20及び中間層14をしっかりと短縮変形させて管体12の端部を露出させることができる。
また、上記複合管10では、図9及び図10に示されるように、被覆層20を短縮変形させる際に、被覆層20の山部22において外側壁22Aが膨出して変形する。このため、被覆層20の外屈曲部22Cや内屈曲部24Cの屈曲角度や外側壁22A等の厚さに多少のバラツキがあっても、谷部24が径方向Rの外側へ膨出したり、隣り合う山部22同士が近づかないで歪んだ変形状態となることを抑制することができる。これにより、短縮変形させた被覆層20の端部の外観の低下を効果的に抑制することができる。
また、本実施の形態では、図4に示される被覆層20において、外側壁22Aの断面形状は軸方向S(図1)に沿った略直線状に形成されているが、径方向Rの外側へ凸となる弧状に外側壁22Aの断面形状が形成されてもよい。このように構成される被覆層20では、外側壁22Aが径方向Rの外側へ膨出して変形し易い構成とされる。なお、被覆層20の谷部24において、内側壁24Aは径方向Rの内側へ凸となる弧状の断面形状に形成してもよい。
また、本実施の形態では、図4に示される複合管10において、中間層14の管体12側表面は平坦面とされ、管体12の外周面の略全面的に接触される。複合管10の端部において、管体12に対して中間層14及び被覆層20を軸方向Sに沿って相対移動させると、図8に示されるように、管体12の端部が露出される。管体12の外周面と中間層14の管体12側の表面との摩擦力が大きいので、中間層14及び被覆層20は、短縮変形された位置に保持され、容易に戻り難くなる。
また、上記複合管10では、自然状態における中間層14の軸方向Sの長さが、被覆層20の同一方向の長さの90%〜100%の範囲に設定される。このような比率では、管体12と被覆層20との間において、中間層14を伸張状態から解放して保持することができる。このため、被覆層20と中間層14との相対移動が生じ難く、被覆層20の短縮変形に追従させて中間層14を短縮変形させることができるので、管体12の端部を確実に露出させることができる。
また、上記複合管10では、被覆層20のMFRが0.25以上とされ、加えて中間層14が発泡材により形成されているので、中間層14の気泡に被覆層20の樹脂が入り込み易くなる。このため、被覆層20と中間層14との接着力を向上させることができる。
[第2実施形態]
図11〜図13を用いて、本発明の第2実施形態に係る複合管10について説明する。本実施の形態に係る複合管10では、第1実施の形態に係る複合管10の中間層14を複合中間層140に代えた構成の点が異なっている。また、図12に示される被覆層20において、外側壁22Aの厚さH1は内側壁24Aの厚さH2よりも薄く設定されている。本実施形態は、これらの相違する構成の点以外は、本実施の形態に係る複合管10と第1実施の形態に係る複合管10とは同一の構成を備えている。なお、第1実施形態と同様に、外側壁22Aの厚さH1を、内側壁24Aの厚さH2と同程度に設定してもよい。
図11〜図13を用いて、本発明の第2実施形態に係る複合管10について説明する。本実施の形態に係る複合管10では、第1実施の形態に係る複合管10の中間層14を複合中間層140に代えた構成の点が異なっている。また、図12に示される被覆層20において、外側壁22Aの厚さH1は内側壁24Aの厚さH2よりも薄く設定されている。本実施形態は、これらの相違する構成の点以外は、本実施の形態に係る複合管10と第1実施の形態に係る複合管10とは同一の構成を備えている。なお、第1実施形態と同様に、外側壁22Aの厚さH1を、内側壁24Aの厚さH2と同程度に設定してもよい。
(1)複合中間層140の構成
複合管10の複合中間層140は、第1実施の形態に係る複合管10の中間層14と、中間層14と管体12との間に配設されたシート状の低摩擦樹脂層13とを含んで構成されている。低摩擦樹脂層13の内周面のすべり抵抗値、具体的には管体12の外周面とのすべり抵抗値は、中間層14の管体12とのすべり抵抗値よりも小さい値に設定されている。
複合管10の複合中間層140は、第1実施の形態に係る複合管10の中間層14と、中間層14と管体12との間に配設されたシート状の低摩擦樹脂層13とを含んで構成されている。低摩擦樹脂層13の内周面のすべり抵抗値、具体的には管体12の外周面とのすべり抵抗値は、中間層14の管体12とのすべり抵抗値よりも小さい値に設定されている。
(2)低摩擦樹脂層13の構成
低摩擦樹脂層13の自然状態における厚さは、中間層14の自然状態の厚さよりも薄く設定されている。表現を代えれば、中間層14の厚さは、低摩擦樹脂層13の厚さよりも厚く設定されている。中間層14は複合管10における熱保護の役割を有し、中間層14の厚さが厚いほど熱保護性を向上させることができる。
低摩擦樹脂層13の自然状態における厚さは、中間層14の自然状態の厚さよりも薄く設定されている。表現を代えれば、中間層14の厚さは、低摩擦樹脂層13の厚さよりも厚く設定されている。中間層14は複合管10における熱保護の役割を有し、中間層14の厚さが厚いほど熱保護性を向上させることができる。
一方、低摩擦樹脂層13の厚さが薄く設定されているので、被覆層20を軸方向Sに沿って短縮変形させる際に、低摩擦樹脂層13の追従性を向上させることができる。このため、複合中間層140では、中間層14の厚さが相対的に厚くされ、低摩擦樹脂層13の厚さが相対的に薄くされ、熱保護性と追従性との双方の向上が図られている。
また、熱保護性及び被覆層20への追従性の観点から、中間層14の自然状態における厚さは低摩擦樹脂層13の厚さの10倍〜200倍の範囲に設定されている。さらに、中間層14の厚さは、低摩擦樹脂層13の厚さの20倍〜150倍の範囲に設定することがより好ましく、25倍〜100倍の範囲に設定されることが一層好ましい。
詳しく説明すると、低摩擦樹脂層13の厚さは、被覆層20への追従性の観点から、0.05mm〜7mmの範囲に設定されている。また、低摩擦樹脂層13の厚さは0.08mm〜5mmの範囲に設定されることが好ましく、更に低摩擦樹脂層13の厚さは0.1mm〜3mmの範囲に設定されることがより一層好ましい。ここで、低摩擦樹脂層13の厚さは、複合管10から低摩擦樹脂層13を取り出して、任意の3箇所を測定して得られた値の平均値とされる。
また、径方向Rにおいて、低摩擦樹脂層13の外周と被覆層20の谷部24の内側壁24Aとの差、すなわち中間層14の圧縮挟持状態における厚さは、例えば0.3mm〜5mmの範囲に設定されている。さらに、この厚さは0.5mm〜3mmの範囲に設定されることが好ましく、厚さは1mm〜2mmの範囲に設定されることがより一層好ましい。
低摩擦樹脂層13としての樹脂には、例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリオレフィン(詳しく説明すると、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンのいずれか)等が挙げられる。低摩擦樹脂層13は、上記樹脂を主成分として含んでいれば、他に添加剤を含有していてもよい。
低摩擦樹脂層13の形態としては、例えば、不織布、編物、織物、フィルム等が挙げられる。不織布には、例えばメルトブロー、スパンボンド等が含まれている。編物には、例えばラッセル、トリコット、ミラニーズ等が含まれている。そして、織物には、例えば平織、綾織、模紗織、絽織、絡み織等が含まれている。
特に、低摩擦樹脂層13として、ポリエステルを主成分として含むポリエステル不織布やポリエステルトリコット、ナイロンを主成分として含むナイロン不織布やナイロントリコット、ポリエチレンを主成分として含むポリエチレンフィルムが好ましい。さらに、低摩擦樹脂層13には、ポリエステル不織布又はナイロントリコットがより好ましい。
また、低摩擦樹脂層13に不織布が採用される場合、不織布の目付量は例えば10g/m2〜500g/m2の範囲に設定されている。また、不織布の目付量は12g/m2〜200g/m2の範囲に設定されることが好ましく、更に不織布の目付量は15g/m2〜25g/m2の範囲に設定されることがより好ましい。
低摩擦樹脂層13の内周面におけるすべり抵抗値(単位は「N」)は、中間層14の内周面におけるすべり抵抗値よりも小さければ特に限定されないが、例えば、10N〜24Nの範囲に設定されている。好ましくは、すべり抵抗値は12N〜23Nの範囲に設定されている。
また、低摩擦樹脂層13の内周面におけるすべり抵抗値は、中間層14の内周面におけるすべり抵抗値の0.36倍〜0.90倍の範囲に設定され、好ましくは0.44倍〜0.85倍の範囲に設定されている。
低摩擦樹脂層13の内周面は、管体12の外周に全面的に接触しつつ、管体12の外周を覆っている。ここで、「全面的に接触する」とは、全ての部分がぴったりと密着されている必要はなく、実質的に全面が接触されていることを意味している。従って、「全面的に接触する」という概念には、管体12に巻き付けた複合中間層140の継ぎ目において低摩擦樹脂層13と中間層14又は管体12とが部分的に剥がれている場合が含まれる。また、管体12と被覆層20との間において複合中間層140が皺になって低摩擦樹脂層13と中間層14又は管体12とが部分的に剥がれている場合も、「全面的に接触する」という概念に含まれる。
複合中間層140において、中間層14と低摩擦樹脂層13とを接着する方法としては、接着剤を両層の間に塗布して接着する方法のほか、フレームラミネート法により接着する方法が挙げられる。特に、後者のフレームラミネート法が好ましい。つまり、複合中間層140はフレームラミネート接着体(以下、単に「フレラミ接着体」ともいう。)として構成されている。
詳しく説明すると、フレームラミネート法は、例えば、中間層(多孔質樹脂層)14中に含まれる可溶性物質を火炎により熱溶融させて染み出させ、この染み出させた溶融物を用いて低摩擦樹脂層13と接着する方法である。フレラミ接着体により形成された複合中間層140では、接着剤を塗布して形成する場合に比し、薄膜化することができる。このため、フレラミ接着体を複合中間層140として含む複合管10では、管体12の端部を露出させる際に、被覆層20への追従性を向上させることができ、加えて複合管10の製造過程において被覆層20にバリを発生し難くすることができる。
本実施の形態に係る複合管10では、複合中間層140を備えることにより、被覆層20の端部を短縮変形させて管体12の端部を露出させた後、被覆層20を元に戻す際に、中間層14の巻き込みを効果的に抑制することができる。
本実施の形態に係る複合管10では、複合中間層140に低摩擦樹脂層13が含まれている。つまり、管体12と低摩擦樹脂層13との間に生じるすべり抵抗値が、管体12と中間層14との間に生じるすべり抵抗値よりも小さいので、管体12に対して複合中間層140は滑り易い。
このため、複合管10においては、被覆層20の端部を短縮変形させて管体12の端部を露出させた後、再び被覆層20の端部を元に戻す際に、複合中間層140が被覆層20の軸方向Sに沿った伸長の動作に対して良好に追従する。従って、複合中間層140の端部が巻き込まれることを効果的に抑制することができる。結果的に、被覆層20及び複合中間層140の端部を綺麗に元の位置に戻すことができるので、複合管10の外観を損なうことがない。
ここで、上記「すべり抵抗値」は例えば以下のように測定される。低摩擦樹脂層13の内周面におけるすべり抵抗値を測定する場合、まず管体12の外周側に被覆層20を配し、管体12と被覆層20との間に複合中間層140を挿入する。複合中間層140の低摩擦樹脂層13は管体12に接して挿入される。この複合管10は軸方向Sに200mmの長さを持って作製される。そして、フォースゲージ(イマダ製普及型デジタルフォースゲージDS2)の先端部に複合管10の一方の端部を接続し、複合管10の他方の端部において被覆層20を軸方向Sに沿って50mmずらしたときの力(単位:N)が測定される。
図12において、外側壁22Aの厚さH1は、内側壁24Aの厚さH2よりも薄く設定され、ここでは厚さH2の0.9倍以下に設定されている。このような厚さに設定されると、外側壁22Aが内側壁24Aに比し変形し易いので、被覆層20の端部は軸方向Sに沿ってたくし寄せて短縮変形させ易い構成となる。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
10…複合管、12…管体、14…中間層、20…被覆層、22…山部、22B…側壁、22D…頂壁、24…谷部、S…軸方向
Claims (4)
- 管状の管体と、
管状とされて前記管体の外周を覆い、径方向外側へ凸となる環状の山部と、径方向外側が凹となる環状の谷部とが軸方向に交互に形成されて蛇腹状とされた被覆層と、
前記管体と前記被覆層との間に配置された中間層と、を有し、
前記被覆層の平面視において、前記山部が、軸方向と直交する方向に対して傾斜した部分を含むか、又は前記山部の側壁と頂壁とが、軸方向断面において、軸方向に対して鋭角に接続されている部分を含む複合管。 - 前記山部は、軸方向断面において、側壁から頂壁にかけて丸みを帯びている部分を含む請求項1に記載の複合管。
- 前記山部と前記谷部は、軸方向断面において、正弦波状に形成されている請求項1に記載の複合管。
- 前記山部は、軸方向断面において、前記被覆層の径方向外側に凸のアーチ状に形成され、
前記谷部は、軸方向断面において平坦に形成されている請求項2に記載の複合管。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111207246A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-29 | 青岛永科机械科技有限公司 | 一种高环刚度热态缠绕结构壁管 |
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-
2017
- 2017-12-13 JP JP2017238893A patent/JP2019105323A/ja active Pending
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