JP2021116868A - 複合管及び複合管接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】内管からコルゲート管及び中間層を剥がし易い複合管を、一つの製造ラインで製造可能にする。【解決手段】複合管１４は、管状とされ、径方向外側へ凸となる環状の山部４４Ａと、径方向外側が凹となる環状の谷部４４Ｂとが軸方向に交互に形成されて蛇腹状とされ、山部４４Ａと谷部４４Ｂで軸方向に短縮可能なコルゲート管４４と、コルゲート管４４の内側に配置された中間層４６と、中間層４６の内側に配置され、最外層４８（外周面）が中間層４６と付着し難い素材で構成された内管４２と、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、複合管及び複合管接続構造に関する。

外側がコルゲート管であり、中間層が発泡樹脂で構成され、内側層がポリオレフィン系樹脂で構成された複合管を、一つのライン（同時押出）で成形する方法が開示されている（特許文献１参照）。

特開２００４−３２２５８３号公報

しかしながら、上記した従来例では、中間層が発泡樹脂で構成され、内側層も樹脂で構成されているので、押出成形により内管の外側で樹脂を溶融及び発泡させて中間層を形成する際に、その熱により内側層の外周面が溶融し、冷却後に中間層が内側層の外周面に付着し易い。

一方、複合管を管継手に接続する場合、コルゲート管及び中間層を内側層の軸方向に縮めて内管から剥がし、内側層を露出させることが一般に行われる。このとき、中間層が内側層の外周面に付着していると、コルゲート管及び中間層を容易に剥がすことができず、内側層を管継手に接続する作業を容易に行うことができないと考えられる。

また、中間層と内側層との付着を抑制するために、発泡成形された中間層を冷却してから、該中間層に内側層を挿入することも考えられるが、工程が増加するため一つのラインで製造することが難しくなる。

本発明は、内管からコルゲート管及び中間層を剥がし易い複合管を、一つのラインで製造可能にすることを目的とする。

第１の態様に係る複合管は、管状とされ、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、前記山部と前記谷部で前記軸方向に短縮可能なコルゲート管と、前記コルゲート管の内側に配置された中間層と、前記中間層の内側に配置され、外周面が前記中間層と付着し難い素材で構成された内管と、を有する。

この複合管では、内管の外周面が中間層と付着し難い素材で構成されているので、押出成形により樹脂を内管の外側で溶融及び発泡させて中間層を形成しても、中間層が内管の外周面に付着し難い。したがって、複合管を管継手に接続する際に、コルゲート管及び中間層を内管の軸方向に縮めて内管から剥がすことが容易となる。また、複合管の製造時に、発泡成形された中間層を冷却してから該中間層に内側層を挿入する工程が不要となる。

第２の態様は、第１の態様に係る複合管において、前記内管が、少なくとも２層構造となっている。

この複合管では、内管が少なくとも２層構造となっているので、内管の外周面を構成しない内側の層の材料をある程度自由に選定しつつ、中間層と内管の外周面との付着を抑制できる。

第３の態様は、第１の態様又は第２の態様に係る複合管において、前記内管の前記外周面が、金属で構成されている。

この複合管では、内管の外周面が金属で構成されているので、該外周面の融点が、押出成形により樹脂を内管の外側で溶融及び発泡させて中間層を形成する際の温度よりも高い。したがって、中間層と内管の外周面との付着を抑制できる。

第４の態様は、第１の態様又は第２の態様に係る複合管において、前記内管の前記外周面が、フッ素樹脂で構成されている。

この複合管では、内管の外周面がフッ素樹脂で構成されており、滑り易いので、中間層と内管の外周面との付着を抑制できる。また、複合管を管継手に接続する際に、コルゲート管及び中間層を内管から剥がして内管を露出させ易い。

第５の態様は、第１〜第４の態様の何れか１態様に係る複合管において、前記中間層が、前記内管の前記外周面の素材より融点の低い材料で構成されている。

この複合管では、中間層が、内管の外周面の素材より融点の低い材料で構成されているので、押出成形により樹脂を内管の外側で溶融及び発泡させて中間層を形成する際に、内管の外周面が溶融しない。したがって、中間層と内管の外周面との付着を抑制できる。

第６の態様に係る複合管接続構造は、第３の態様に係る複合管と、前記複合管の前記内管に挿入される筒状の芯材と、前記芯材の外周部に配置されたロック爪と、を有する管継手と、を備えている。

この複合管接続構造では、芯材を内管に挿入することで、ロック爪の内管の内周部に接触するため、内管が抜けようとした場合には、爪が内管の内周部に引っ掛かり、内管の抜けを抑制することができる。また、内管の外周面が、金属で構成されているので、ロック爪が内管の内周部に引っ掛かったときの内管の拡径が抑制される。このため、内管をロック爪によってより確実に保持できる。

第７の態様は、第６の態様に係る複合管接続構造において、前記ロック爪が、樹脂材料で形成されて前記外周部に接触する環状部と、前記環状部に設けられて前記内管の内周部に接触する金属製の爪と含んで構成される。

この複合管接続構造では、金属よりも変形し易い樹脂材料で環状部が形成されているため、環状部が金属で形成されている場合に比較して拡径し易くなり、金属製の爪が複合管の内周に食い込み易くなり、複合管の抜け止め抑制効果を高めることができる。

本発明によれば、内管からコルゲート管及び中間層を剥がし易い複合管を、一つの製造ラインで製造可能にすることができる。

本実施形態に係る複合管接続構造を示す断面図である。 管継手のロック爪を示す斜視図である。 管継手のロック爪を示す一部を断面にした斜視図である。 変形例に係るロック爪を示す斜視図である。 変形例に係る複合管の一部を示す断面図である。 本実施形態に係る複合管を示す斜視図である。 本実施形態に係る複合管を示す半断面図である。 本実施形態に係る複合管の内管の端部が露出した状態を示す半断面図である。 本実施形態に係る複合管の内管の端部が露出した状態を示す斜視図である。

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。

（複合管接続構造）
図１から図３において、本実施形態に係る複合管１４を備えた複合管接続構造１２について説明する。

図１に示されるように、複合管接続構造１２は、管継手１０と、複合管１４とを含んで構成されている。管継手１０及び複合管１４は、一例として、給水や給湯の用途に好適に使用し得るものであるが、水以外の液体、あるいは気体を含む、あらゆる流体の用途にも使用し得るものである。

管継手１０は、芯材２８と、ロック爪２０とを含んで構成されている。具体的には、管継手１０は、芯材２８が形成された継手本体１６と、止水部材１８、及びロック爪２０を含んで構成されている。管継手１０は、直線状に形成され、長手方向中央部を挟んで左右対称形状である。なお、管継手１０は、左右対非称形状であってもよく、例えば略Ｌ字型、略Ｔ字型、略十字型等、任意の形状に構成されていてもよい。

本実施形態の継手本体１６は、一直線状に形成された管形状であり、軸心部には、流路２２が貫通している。継手本体１６の長手方向中央部には、径方向外側（矢印Ｒ方向）へ突出するフランジ２４が形成されている。継手本体１６におけるフランジ２４の両側には、複合管１４に挿入される芯材２８が形成されている。

芯材２８の外周の先端側には、第１の溝３０が形成されている。第１の溝３０には、止水部材１８が収容される。止水部材１８は、弾性体からなるＯリング等の部材である。第１の溝３０は、溝底が軸方向に渡って一定の径に形成されている。

また、芯材２８の外周における第１の溝３０のフランジ２４側には、第２の溝３２が形成されている。第２の溝３２には、後述するロック爪２０が収容される。第２の溝３２は、ロック爪２０の環状部３６よりも軸方向の長さが長く形成されている。第２の溝３２の溝底のフランジ２４側には、一定径とされた一定径部３２Ａが形成されている。第２の溝３２の溝底における芯材２８の先端側（フランジ２４とは反対側）には、芯材２８の先端側に向けて溝底の径が拡大するテーパー状の傾斜面３２Ｂが形成されている。継手本体１６における芯材２８とフランジ２４との間には、ストッパ３４が設けられている。このストッパ３４は、複合管１４の端部を突き当てる部位であり、芯材２８よりも大径に形成されている。

（ロック爪）
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態のロック爪２０は、芯材２８の外周部、具体的には第２の溝３２に配置される。このロック爪２０の全体形状は略Ｃ字状である。言い換えれば、ロック爪２０は、周方向に連続していない、一例として、一部が離れた環状に形成されている。ロック爪２０は、全体形状を略Ｃ字状とすることで、径方向に弾性変形（拡径、及び縮径）が容易になっている。このため、芯材２８の第２の溝３２に収容する場合に、芯材２８の径よりも内径が大きくなるようにロック爪２０を拡径させることができ、これによって、ロック爪２０を第２の溝３２に容易に収容することができる。

ロック爪２０は、樹脂材料で形成されて外周部に接触する環状部３６と、環状部３６に設けられて複合管１４における内管４２の内周部に接触する金属製の爪４０と含んで構成されている。環状部３６は、略Ｃ字状に形成されている。この環状部３６には、ロック爪２０を芯材２８に装着した際の芯材先端側（図面矢印Ｆ方向）の端部に、反対側の端部に向けて軸線に沿って延びるスリット３８が周方向に間隔を開けて複数形成されている。本実施形態では、スリット３８が５箇所形成されている。

環状部３６の外周部には、スリット３８とスリット３８との間、及びスリット３８と環状部３６の周方向端部３６Ｅとの間に、金属製の爪４０が突出している。この爪４０は、各々独立して環状部３６の樹脂中に一体的に埋設されており、一部分が環状部３６の外周部から突出している。爪４０は、一例として、金属板等をプレス成型することで形成できる。また、爪４０は、環状部３６を樹脂材料を用いて成型する際に、樹脂材料と一体化することができる。

以後、本明細書において、爪４０のうちで、環状部３６の外周部から突出している部分を食い込み部４０Ａと呼ぶ。

食い込み部４０Ａは、環状部３６の径方向に対して、芯材２８の先端側とは反対側、言い換えれば、芯材２８に対して複合管１４を嵌め込む方向に傾斜している。

一例として、環状部３６の外径は、ロック爪２０を芯材２８の第２の溝３２に収容した場合に、環状部３６が芯材２８の外面よりも突出しないように決められている。なお、ロック爪２０を第２の溝３２に収容した場合に、環状部３６は、第２の溝３２の底面(芯材２８の外周部）に接触する。

一方、図３に示されるように、第２の溝３２にロック爪２０が収容された状態で計測して、各々の食い込み部４０Ａの先端を通る仮想円ＦＣの径φは、芯材２８の外径Ｄ（図１参照）よりも大で、かつ複合管１４における内管４２の内周部に接触する外径に設定されている。

（複合管）
図６から図９において、本実施形態に係る複合管１４は、多層構造とされた複合管であり、被覆層としてのコルゲート管４４と、中間層４６と、内管４２とを有している。

コルゲート管４４は、管状とされ、径方向外側へ凸となる環状の山部４４Ａと、径方向外側が凹となる環状の谷部４４Ｂとが軸方向（軸Ｓの方向）に交互に、例えば連続して形成されて蛇腹状とされ、山部４４Ａと谷部４４Ｂで軸方向に短縮可能とされている。このコルゲート管４４は、内管４２の外径よりも一回り大きい円筒形の管状とされ、内管４２に中間層４６を介在させて配設されている。コルゲート管４４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。

中間層４６は、コルゲート管４４の内側、具体的には内管４２とコルゲート管４４の間に配置され、例えば発泡樹脂で構成されている。中間層４６の内周面は平坦状とされ、内管４２の外周に全面的に接触しつつ、内管４２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、中間層４６の一部が内管４２から離れている場合を含んでいる。また、中間層４６は、発泡樹脂で構成されていなくてもよい。

中間層４６は、内管４２の後述する最外層４８の素材より融点の低い材料で構成されている。最外層４８は、内管４２の外周面の一例である。この中間層４６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４６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４６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４６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。

内管４２は、中間層４６の内側に配置され、外周面が中間層４６と付着し難い素材で構成されている。この内管４２は、円筒形の管状とされると共に、少なくとも２層構造となっており、図示の例では最外層４８と内側層５０の２層構造となっている。最外層４８は、内側層５０の外側に密着して設けられている。内管４２の外周面を構成する最外層４８は、一例として、内管４２を構成する樹脂よりも引張剛性の高い金属材料を含んだ層とすることができる。一例として、最外層４８は、アルミニウム又は銅等の金属で構成されている。内管４２の外側に最外層４８を形成するために、例えば金属シートを内側層５０の外周に巻き付けてもよいし、金属管の内側に内側層５０を挿入してもよい。

内側層５０は、例えば樹脂材料を用いて形成されている。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。

なお、内管４２の外周面、つまり最外層４８が、フッ素樹脂で構成されていてもよい。内管４２の外周面を構成する素材は、中間層４６と付着し難い素材であればよいので、内側層５０のすべてが最外層４８に覆われておらず、内側層５０の一部が内管４２の外周面に露出していてもよい。また、内管４２の外周面に、中間層４６との付着を抑制可能な形状、例えば軸方向に延びるスクラッチ状の細い筋（図示せず）を形成しておいてもよい。つまり、内管４２の外周面に樹脂素材が全面的に露出している場合と比較して、内管４２の外周面と中間層４６との付着が抑制できる構成であればよい。

また、内側層５０が、複数の層で構成されていてもよい。更に、内側層５０の少なくとも一部の層が、銅等の金属で構造されていてもよい。つまり、内管４２が、最外層４８を含めて３層以上に構成されていてもよい。

（作用、効果）
次に、本実施形態の作用、効果を説明する。本実施形態の管継手１０は、一例として、図１に示されるように、複合管１４の中に芯材２８を挿入することで、複合管１４と接続される。

複合管１４に芯材２８を挿入する前に、図８、図９に示されるように、複合管１４の先端側の一部のコルゲート管４４、及び中間層４６を剥がして内管４２を露出させることが好ましい。露出した内管４２を把持することで、内管４２を保持して内管４２に管継手１０の芯材２８を挿入する作業が行い易くなる。

ここで、本実施形態に係る複合管１４では、内管４２の外周面が中間層４６と付着し難い素材で構成されている。具体的には、内管４２が少なくとも２層構造とされ、内管４２の外周面を構成する最外層４８が金属で構成されている。また、中間層４６が、内管４２の外周面の素材より融点の低い材料で構成されている。したがって、外周面の融点が、押出成形により樹脂を内管４２の外側で溶融及び発泡させて中間層４６を形成する際の温度よりも高い。したがって、押出成形により樹脂を内管４２の外側で溶融及び発泡させて中間層４６を形成しても、内管４２の外周面が溶融しないため、中間層４６が内管４２の外周面に付着し難い。これにより、複合管１４の製造時における中間層４６と内管４２の外周面との付着を抑制できる。

したがって、複合管１４を管継手１０に接続する際に、コルゲート管４４及び中間層４６を内管４２の軸方向に縮めて内管４２から剥がすことが容易となる。

また、複合管１４の製造時に、発泡成形された中間層４６を冷却してから該中間層４６に内側層を挿入する工程が不要となる。このため、内管４２からコルゲート管４４及び中間層４６を剥がし易い複合管１４を、一つの製造ラインで製造可能にすることができる。

更に、内管４２が少なくとも２層構造となっているので、内管４２の外周面を構成しない内側の層の材料をある程度自由に選定しつつ、中間層４６と内管４２の外周面との付着を抑制できる。

内管４２の外周面がフッ素樹脂で構成されている場合、外周面が滑り易いので、中間層４６と内管４２の外周面との付着を抑制できる。また、複合管１４を管継手１０に接続する際に、コルゲート管４４及び中間層４６を内管４２から剥がして内管４２を露出させ易い。

次に、本実施形態の管継手１０は、複合管１４の中に、複合管１４の端部が芯材２８のストッパ３４に当たるまで芯材２８を挿入することで、複合管１４と管継手１０との接続作業を簡単に終了させることができる。

複合管１４の中に芯材２８が挿入された状態では、止水部材１８が複合管１４の内周部に密着して止水を行い、ロック爪２０の環状部３６の内周部が第２の溝３２の底面に接触し、爪４０の食い込み部４０Ａが複合管１４における内管４２の内周部に接触している。

管継手１０から複合管１４が抜けようとした場合には、食い込み部４０Ａの先端が複合管１４の内周に引っ掛かることで、複合管１４の抜けを抑制することができる。なお、食い込み部４０Ａの先端が複合管１４における内管４２の内面に喰い込ませることで、複合管１４の抜けの抑制効果を更に高めることができる。

複合管１４の抜けの抑制効果を高めるには、食い込み部４０Ａの先端を複合管１４の内周に喰い込ませることが好ましいが、食い込み部４０Ａの先端を複合管１４に食い込ませるには、ロック爪２０を拡径させる必要がある。

本実施形態の管継手１０では、管継手１０に接続した複合管１４に対して、管継手１０から抜ける方向に移動させようとする大きな力が作用すると、複合管１４の内周面に爪４０が引っ掛かったロック爪２０も複合管１４と共に第２の溝３２内を芯材２８の先端側に移動する。

ロック爪２０が複合管１４と共に芯材２８の先端側に移動し、第２の溝３２の底面に形成された傾斜面３２Ｂ上を摺動すると、ロック爪２０は傾斜面３２Ｂによって径方向外側へ押圧される、言い換えれば、ロック爪２０には、傾斜面３２Ｂによりロック爪２０を拡径する力が作用して、ロック爪２０は拡径される。

ロック爪２０が拡径されることで、爪４０は内管４２の内周部へより食い込み、複合管１４の抜け止め抑制効果を更に高めることができる。

本実施形態のロック爪２０は、金属よりも変形し易い樹脂材料で環状部３６が形成されているため、環状部３６が金属で形成されている場合、言い換えれば、ロック爪全体が金属で形成されている場合に比較して拡径し易くなり、金属製の爪４０の食い込み部４０Ａが複合管１４の内周に食い込み易くなっている。このため、本実施形態のロック爪２０は、複合管１４の抜け止め抑制効果、言い換えれば、複合管１４の保持性能が向上している。

また、本実施形態のロック爪２０は、環状部３６の形状がＣ字状とされ、さらに軸方向に延びるスリット３８が複数形成されているので、周方向に連続して環状に形成されている場合に比較して、拡径し易く構成されており、食い込み部４０Ａが複合管１４の内周に更に食い込み易くなっている。

ところで、複合管１４が抜けようとした場合にロック爪２０が拡径すると、ロック爪２０によって複合管１４が径方向外側に押され、ロック爪２０に押されて複合管１４が膨張側に変形する、言い換えれば、複合管１４が拡径することが考えられる。

本実施形態に係る複合管１４において、内管４２の外周面を構成する最外層４８が金属で構成されている場合、ロック爪２０が内管４２の内周部に引っ掛かったときの内管４２の拡径が抑制される。言い換えれば、内管４２の膨張側への変形を抑制することができる。このため、内管４２をロック爪２０によってより確実に保持できる。

このため、管継手１０に接続される内管４２の外周側に、金属製の円筒状のカバー（図示せず）を設けて内管４２の膨張側の変形を抑制する必要がなくなり、カバーを設ける場合に比較して、よりスリムな複合管接続構造１２が実現できる。また、複合管１４を管継手１０に接続する際に、カバーを取り付ける作業も必要とせず、接続作業が容易になる。

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、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。

上記実施形態のロック爪２０は、Ｃ字状に形成されて周方向に連続して形成されていなかったが、図４に示すように、円環状で、周方向に連続して繋がっている形状であってもよい。図４に示すロック爪２０は、軸方向の一端側から他端側に向けて形成されるスリット３８Ａと、軸方向の他端側から一端側に向けて形成されるスリット３８Ｂとが周方向に交互に形成されており、周方向に連続しているが、ロック爪２０と同様に、径方向の拡縮が容易になっている。

１０…管継手、１２…複合管接続構造、１４…複合管、１６…芯材、２０…ロック爪、３６…環状部、４０…爪、４２…内管、４４…コルゲート管、４４Ａ…山部、４４Ｂ…谷部、４６…中間層、４８…最外層（外周面）

Claims (7)

1. 管状とされ、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、前記山部と前記谷部で前記軸方向に短縮可能なコルゲート管と、
   前記コルゲート管の内側に配置された中間層と、
   前記中間層の内側に配置され、外周面が前記中間層と付着し難い素材で構成された内管と、
   を有する複合管。
2. 前記内管は、少なくとも２層構造となっている請求項１に記載の複合管。
3. 前記内管の前記外周面が、金属で構成されている請求項１又は請求項２に記載の複合管。
4. 前記内管の前記外周面が、フッ素樹脂で構成されている請求項１又は請求項２に記載の複合管。
5. 前記中間層は、前記内管の前記外周面の素材より融点の低い材料で構成されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の複合管。
6. 請求項３に記載の複合管と、
   前記複合管の前記内管に挿入される筒状の芯材と、前記芯材の外周部に配置されたロック爪と、を有する管継手と、
   を備えた複合管接続構造。
7. 前記ロック爪は、樹脂材料で形成されて前記外周部に接触する環状部と、前記環状部に設けられて前記内管の内周部に接触する金属製の爪と含んで構成される請求項６に記載の複合管接続構造。

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