JP2849640B2 - 継手付波形管とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、外周面が凹凸波形状に形成されている熱可
塑性合成樹脂管であって、内周面が略平滑な直管状に形
成されている管の管端に継手が取り付けられている継手
付波形管とその製造方法に関するものである。

〈従来の技術〉 従来この種波形管の連結継手としては、種々のものが
開発されて使用されているが、多用されている継手は、
別紙第11図に示したように、二つ割り状の半円弧状金具
（01）であって、内面に接続する波形管の凹凸波形の谷
部に係合する突起（03）を溶接して連設形成するととも
に、周方向の両端部を水平外方に突出させてボルト・ナ
ツト（22），（23）等によって締め付け連結するための
突出部（02），（02）を形成し、管の外周方向から被せ
て締め付けるようにしたものであった。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、この種の合成樹脂製波形管は、素材と
しての熱可塑性合成樹脂材料そのものが樹脂材そのもの
の性質として成形後における冷却硬化に伴って成形収縮
やアト収縮を生ずる性質を有し、殊にこの種波形管にあ
っては径方向の収縮が顕著であって、かつ、押し出し機
からの素材の熔融温度、押し出し圧、外気温度状態その
他の諸条件によって、収縮率が異なり、管径が一定径と
なり難く、不揃いのものとなり、例えば内径1,000mmφ
の管にあっては直径10mm以上の差を生ずる。

そのため、前記第11図に示したような管の外周面から
締め付け連結する方式の管継手を用い、管の表面に厚さ
10mm程度の厚いゴムシート材を巻き付けてパツキングと
して使用しても、管径の大きい方の管端上に締め付け力
が集中し、管径の小さい方の管は未だ締め付け圧不足と
なり、接続する両管に対して均一な締め付けを行うこと
ができず、漏水の原因となり、時には内圧によって一方
の管が抜け外れるという事故を生ずる原因ともなってい
た。

また、このような外周面が凹凸波形に形成されている
管を管の硬化収縮後に管端を再び加熱して拡開用治具等
を押圧挿入して管径を拡張変形させた後、治具を抜いて
継手を挿入することも理論的には考えられるが、この場
合多大な手数と時間を要し、それでいて拡開した部分の
管の凹凸波形が乱れ、商品価値を低下させるのみなら
ず、熱と拡開作用とにより管壁が劣化し易くなり、殊に
前記のような大径の管にあっては、全周壁を均等に加熱
することが困難であり、実用化が困難であるという問題
が有る。

本発明は、このような問題点を解決することを目的と
し、前記のように、管それ自体が成形後に縮径するとい
う自然現象に着目し、この縮径作用によって管径が不揃
いになるという欠点を逆に利用し、管端部に継手を強固
に取り付けた管とその製造方法とを提案するものであ
る。

〈課題を解決するための手段〉 該目的を達成するための本発明の構成を、実施例に対
応する第１図乃至第３図を用いて説明すると、本発明に
かかる継手付波形管は、熱可塑性合成樹脂材によって、
内周面（１）が略平滑な直管状で外周面（２）が凹凸波
形状に形成されている管（Ａ）であって、管端部（ａ）
における内周面（１）内に継手（Ｂ）における円筒部
（11）が挿嵌配設されていて、該円筒部（11）の外周部
に位置する管（Ａ）の内周面（１′）の管径（ｒ′）が
該円筒部（11）により収縮作用が阻止されて、その他の
部分の内周面（１）の管径（Ｒ′）に比して大径となっ
ている構成としたものである。

また、このような構成を有する継手付波形管の製造方
法の構成は、内周面（１）が略平滑な直管状で外周面
（２）が凹凸波形状の管（Ａ）を熱可塑性合成樹脂材で
形成し、成形型からの開放後、常温まで冷却するまでの
間に、外径径（ｒ）を収縮途中における該管（Ａ）の内
周面（１）の管径（Ｒ）と略同径若しくはそれよりも小
径に形成した継手（Ｂ）の円筒部（11）を管端部（ａ）
内に挿嵌し、この状態で６時間以上管（Ａ）を経時収縮
させ、この収縮圧によって管端に継手（Ｂ）を連結する
構成としたものである。

〈作用〉 本発明は、このような構成としたものであるから、管
端への継手の取り付けが容易にでき、それでいて管端に
挿入された継手は、管自体の自己収縮という自然力の利
用により、径方向への収縮作用が収縮途中において継手
の挿入筒部によって阻止され、継手における挿入筒部に
対して全外周面から均等にかつ緊密に圧着された状態を
保持した継手付波形管を得ることができるものである。

〈実施例〉 以下本発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。

説明の便宜上製造方法から説明する。

第１図乃至第３図は、本発明の第１実施例を示す図で
あって、先ず、内周面（１）が略平滑な直管状に形成さ
れている内管と、その外周面上に位置して外周面（２）
が凹凸波形状に形成されている外管とからなる波形管
（Ａ）を熱可塑性合成樹脂材によって製造する。

この代表的な製造手段としては、押し出し機から偏平
帯状の素材を押し出してこれを螺旋状に巻回して内管を
形成した後、この外周面上に断面凹状若しくは凸状とし
た帯状素材を螺旋状に巻回して外管を形成する手段と、
このような凹状若しくは凸状とした帯状素材を用いて外
管を形成した後に、その内面側から偏平帯状の素材を融
着して内管を形成する手段と、内管を押し出し機からチ
ユーブ状に押し出し形成した後、その外周面上に凹状・
凸状の帯状素材を螺旋状に巻回して外管を形成する手段
と、周知のキヤタピラー方式の管成型機の場合のよう
に、チユーブ状に押し出し形成した管に内圧を加えて成
形型に押し付けて凹凸状の外管を形成した後、その内面
に別のチユーブ状管を融着して内管を形成する手段とが
ある。このような手段の何れか若しくは他の手段によっ
て形成した管（Ａ）における製造中の管端部（ａ）、即
ち、先行して製造された所定の管長さ部分が切断された
後の管端部（ａ）内に、外周径（ｒ）を収縮途中におけ
る該管（Ａ）の内周面（１）の管径（Ｒ）と略同径若し
くはそれよりも小径に形成した連結部（12）付き継手
（Ｂ）の円筒部（11）を挿嵌し、次いで、この管（Ａ）
を必要な所定長さ寸法部分で切断し、直ちに切断した側
の管端部（ａ）内にも、前記と同じ継手（Ｂ）の円筒部
（11）を挿嵌し、このようにして両管端部（ａ），
（ａ）に継手（Ｂ），（Ｂ）を挿入した管（Ａ）を、こ
の状態で24時間以上自然状態下に放置し、管（Ａ）を経
時収縮させ、この収縮圧によって管端に継手（Ｂ）が連
結されている継手付波形管を製造する。

このようにして製造された管（Ａ）は、第２図にみら
れるように、管端部（ａ）における内周面（１）内に継
手（Ｂ）における円筒部（11）が挿嵌配設され、該円筒
部（11）の外周部に位置する管（Ａ）の内周面（１′）
の管径（ｒ′）が該円筒部（11）によって、その他の部
分の内周面（１）の管径（Ｒ′）に比して大径となって
いる状態でそれ以上の収縮作用が阻止されて、継手にお
ける円筒部（11）に対して全外周面から均等にかつ緊密
に圧着し、その圧着力によって継手（Ｂ）を強固に保持
している継手付きの管が得られる。

〈実験例〉 而して、前記管の製造手段の内、２番目に記載した凸
状帯状素材を螺旋状に捲回して外管を形成した後、その
内側から偏平帯状の素材を融着して内管を形成するとい
う手段によって、内外管共に硬質ポリエチレン素材を用
いて、内管の製造時における内周面（１）を310.0mmφ
とし、内管の肉厚を1.5mmとし、外管の内厚を2.0mm、螺
旋波形における山部と谷部との形状を第１図のような台
形状とし、山部の平坦部を18mm、谷部の平坦部を12mm、
山部の谷部との表面深さ18mm、傾斜壁部分の放射角に対
する開き傾斜角を15°角とし、谷部の全肉厚を3.5mmと
し、管長を1,000mmに切断した管（Ａ）を10本形成し、
それぞれ管端部に、前記実施例の方法に沿って、円筒部
（11）の外周面径306.0mmとした継手（Ｂ）を、接着剤
を使用することなく裸管のままで挿入し、24時間経過し
た後、両端の継手（Ｂ），（Ｂ）のフランジ部（12），
（12）に400kgの力を加えて管から引き抜く試験をした
が10本共何れも抜けなかった。この実験では、両端の継
手（Ｂ），（Ｂ）の内の何れか一方の継手（Ｂ）を管
（Ａ）から引き抜くことができた時点での引き抜き力の
平均値は、520kgであった。

このようにして継手（Ｂ）を強制的に引き抜いた後の
管端部（ａ）の径は、引き抜き後24時間経過後の計測で
は、平均302.0mmφになっていた。

以上の実験から、管（Ａ）の内周面（１）と継手
（Ｂ）の円筒部（11）との間の結合力は、管（Ａ）内に
大きな内圧を掛けない限り、管（Ａ）の内周面（１）と
継手（Ｂ）の円筒部（11）との間に特別な水密手段を施
さなくても使用できるものであることが分かった。

しかしながら、両部（１），（11）間のより一層の緊
密度を必要とする場合には、両部（１），（11）の一方
若しくは双方に接着剤を塗布するなり、円筒部（11）の
外周面にゴムリングやゴムシートバンドなどの水密部材
を嵌着するなりして、両部（１），（11）間に水密剤を
介在させたり、また、後記第６図に示したように、円筒
部（11）の外周面にクサビ形の突起（16）を突出形成す
るなりの手段を採用することが好ましい。

なお、第１、第２図に示した継手（Ｂ）は、円筒部
（11）の外方に外周方向に突出するフランジ状の連結部
（12）を一体的に連設形成したもので、該フランジ部
（12）にはその周方向数箇所に連結用孔（13）…を形成
してある。

このようにした継手（Ｂ）を管（Ａ）の端部に連結し
た二つの管（Ａ），（Ａ）を接続するには、第３図に示
したように、両フランジ部（12），（12）間にリング状
のゴムパツキング（21）を介在させ、前記連結用孔（1
3）…にそれぞれボルト（22）…を挿通し、ナツト（2
3）…で締め付ければよい。

第４図乃至第９図は何れも、継手（Ｂ）の別実施例を
示したもので、第４図に示した実施例は、継手（Ｂ）の
連結部（12）の形状を前記実施例の場合と同様に形成し
たもので、対向させた用フランジ状連結部（12），（1
2）の外周部に、内周面側を開放した断面コの字形状の
環状連結金具（24）を嵌合して挟持連結するようにした
もの、第５図に示した実施例は、第４図に示した継手
（Ｂ）におけるフランジ状連結部（12），（12）の突出
幅を接続する管（Ａ）の波状凸部の外周面（２）の径よ
りも小さいものとし、環状連結金具（24）による挟持連
結姿勢において、該金具（24）の外周面が管（Ａ）の波
状凸部の外周面（２）よりも突出しない形状としたも
の、第６図の実施例は、継手（Ｂ）の形状を円筒状のも
のとし、その一側端部上に丸棒材（12a）を溶接して連
結部を形成したものであって、図中（16）は円筒部（1
1）の外周面に突出形成したクサビ形突起である。第７
図に示したものは円筒状素材の一端部近く部分を外周方
向に押圧して断面Ｖ字形の連結部（12）を形成したも
の、第８図に示したものは、フランジ状に形成した連結
部（12）の外側壁面に二本の環状リブ（15）を突出形成
したもの、第９図に示したものは、相互に連結する継手
（Ｂ），（Ｂ′）の形状を互いに異なる形状としたもの
で、一方の管端部に連結する継手（図において左側の継
手）（Ｂ）の形状を、円筒部（11）の外端部に円錐部
（14）を介して大径の円筒状とした連結部（12a）を連
設形成したものとし、その幅方向中間部分を外周方向に
膨出させて環状溝（14′）を形成し、ゴムリング状パツ
キング（21）を該部に介装するようにし、他方の継手
（右側の継手）（Ｂ′）を、円筒部（11）をそのまま延
長した単一筒状のものとし、その外端部分を連結部（12
b）として前記左側継手（Ｂ）の大径とした連結部（12
a）内に挿入し、両連結部分（12a），（12b）間を、前
記ゴムリング状パツキング（21）でシールするようにし
たものである。

このゴムリング状パツキング（21）は、シール性能上
の点でゴム材が好ましいが、軟質合成樹脂材料を用いて
形成したものであってもよく、その製造に当たっては、
第10図に示したように、素材（15a）を棒状に成形した
ものを、所定長さに切断して、切断端面同士を接着剤等
を用いて接着接続（15′）することによって環状に形成
すればよい。

本発明にいう管端への継手円筒部の挿入操作は、前記
実施例に記載した管の製造中において、先行する管部分
を切断した直後の製造中の管端に挿入する方法のほか、
所定寸法に切断した後の管の両端に挿入する手段をとっ
てもよいことは言うまでもないが、何れにしても管の縮
径作用が未だ完了しない間に速やかに行うことが、管の
内周面を傷付けることなく、また挿入操作を容易に行う
ことができる点で有利である。

また、継手を管端部に挿嵌した後、経時収縮させる時
間を６時間以上としたのは、実施例に示したような内周
径300mm余という比較的小径の管であっても、最低６時
間以上縮径現象を生ずるものであることが実測上把握で
きたためで、管の内周径が1,000mmとか3,000mmという大
径管の場合には管壁の肉厚が厚いということもあって管
の成形後24時間以上を経過してもなお縮径現象がみられ
るものである。

本発明にいう管を形成するための素材としては前記実
施例１において記載したポリエチレンのほかポリプロピ
レンのような管成形後において結晶化する性質を有する
素材を用いると収縮率が高く、継手に対する緊密性の高
いものが得られる。

しかし、経済性、耐久性、耐候性等を考慮して例え
ば、ポリ塩化ビニールなどを用いてもよく、熱可塑性の
合成樹脂材料から選択して用いればよい。

また、管の外周面の凹凸波形は、環状の凹凸波形であ
っても螺旋状の凹凸波形であってもよく、また、その断
面形状は、第１実施例において示した台形形状のものに
限らず、方形状、三角形状、波形状等任意の波形形状に
形成することができ、凸条の内部が中空状に形成されて
いることも必要条件ではない。

以上本発明の代表的と思われる実施例について説明し
たが、本発明は必ずしもこれらの実施例構造のみに限定
されるものではなく、本発明にいう目的を達成し、以下
にいう効果を有する範囲内において適宜改変して実施す
ることができるものである。

〈発明の効果〉 本発明は以上の説明から既に明らかなように、熱可塑
性合成樹脂材料が有する冷却硬化時に生ずる収縮作用と
いう自然現象を巧みに利用し、殊に径方向への収縮現象
が生じている間に速やかに所定径を有する管継手の円筒
部を管端内に挿入し、管自体の縮径作用を利用して管端
に継手を連結するものであるから、接着剤による接着性
能のみに頼ることなく、その連結を緊密なものとするこ
とができ、継手筒部の管端内への挿入を大きな時間と手
数とを必要とすることなく、容易にでき、管の使用現場
において単に継手同士を連結すればよいという継手付波
形管を得ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面中第１図乃至第３図は本発明の実施例を示すもの
で、第１図は、連結前の状態を示す縦断正面図、第２図
は連結後の状態を示す縦断正面図、第３図は管端同士の
接続作用状態を示す正面図、第４図乃至第９図は何れも
継手の別実施例を示す要部の部分断面図、第10図はリン
グ状パツキングの形成説明斜視図、第11図は従来の管継
手を示す側面図である。 図中（Ａ）は管、（Ｂ）は継手、（ａ）は管端部、
（Ｒ），（Ｒ′），（ｒ′）は管径、（ｒ）は継手筒部
分の外周径、（１），（１′）は内周面、（２）は外周
面、（11）は円筒部、（12）は連結部を示す。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16L 9/12 F16L 11/11 F16L 47/00 F16L 23/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性合成樹脂材によって、内周面
   （１）が略平滑な直管状で外周面（２）が凹凸波形状に
   形成されている管（Ａ）であって、管端部（ａ）におけ
   る内周面（１）内に継手（Ｂ）における円筒部（11）が
   挿嵌配設され、該円筒部（11）の外周部に位置する管
   （Ａ）の内周面（１′）の管径（ｒ′）が該円筒部（1
   1）により収縮作用が阻止されて、その他の部分の内周
   面（１）の管径（Ｒ′）に比して大径となっている継手
   付波形管。
2. 【請求項２】内周面（１）が略平滑な直管状で外周面
   （２）が凹凸波形状の管（Ａ）を熱可塑性合成樹脂材で
   形成し、成形型からの開放後、常温まで冷却するまでの
   間に、外周径（ｒ）を収縮途中における該管（Ａ）の内
   周面（１）の管径（Ｒ）と略同径若しくはそれよりも小
   径に形成した継手（Ｂ）の円筒部（11）を管端部（ａ）
   内に挿嵌し、この状態で６時間以上管（Ａ）を経時収縮
   させ、この収縮圧によって管端に継手（Ｂ）を連結する
   継手付波形管の製造方法。