JP2951425B2 - 給湯配管における信号線の配線方法及び給湯用配管材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セントラルヒ−ティン
グシステムなどの給湯配管において、給湯機や端末器具
に付属するセンサと制御部の間で交信したり、制御部で
各部を制御するための制御用の信号線を配線する方法、
及び信号線を有する給湯用の配管材に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】制御用の信号線を配管とは別に配線する
と、信号線を保護するためのチュ−ブなどの配管が別に
必要となるので、従来は、例えば図７のような信号線付
きの配管材が使用されている。すなわち、それぞれポリ
エチレンなどの可撓性のある材料で製造された往路の給
湯管１と復路の給湯管２とを接触する状態に並べ、管
１，２の上又は下の間隙ｂに絶縁被覆された銅線等から
なる複数（通常は３本）の信号線ａを縦添えし、この状
態で給湯管１，２の外周へ全長にわたって断熱性を有す
るテ−プ４を半幅ずつラップさせながら巻き付け、給湯
管１，２を一体化するように結合している。この配管材
は、多くの場合信号線ａが外周に位置する状態にコイル
状に巻いて梱包されるが、配管に当たってはアンコイル
し、可撓性のある波付きのさや管６内に挿入して配管さ
れる。

【０００３】図７のような管材を配管して施工したセン
トラルヒ−ティングシステムにおいて、システムの能力
アップのための信号線ａの増設や、信号線ａの劣化など
による更新の際に、信号線ａを有する給湯管１，２をさ
や管６から抜き出して交換するのは、屈曲の多い敷設が
なされている場合、給湯管１，２が可撓性を有するとし
ても極めて困難であり、また、信号線付きの給湯管１，
２をさや管６ごと交換するのは建物の壁や床などの構造
部分にまで工事範囲が及び、そのために要する時間と費
用が増大する。また、図７の間隙ｂから既設の信号線ａ
を抜き出し、この間隙ｂ内に新たな信号線を挿入するこ
とは不可能である。したがって、さや管６内の空間ｃへ
一端からメッセンジャワイヤを通管させてその先頭を他
端に引き出し、この引き出した端部へ信号線を連結して
配管の他端方向へ引き込む方法によって配線している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、さや管
６内にメッセンジャワイヤを挿入して信号線を引き込む
のは、施工時間を長く要し施工費が高くなる欠点を有す
る。また、従来の信号線を有する配管材は、信号線ａが
絶縁被覆した銅線であるため、例えば前述のようにコイ
ル状に巻いて梱包したものをアンコイルするときに、信
号線ａに加わる縮み方向への力により信号線ａが座屈し
易く、さらに、給湯管１，２がシステム内でヒ−トサイ
クルにより伸縮すると、信号線ａも熱応力による過大な
張力と収縮力により座屈や断線が起こり易い欠点があっ
た。本発明の目的は、このような欠点を解消した給湯配
管における信号線の配線方法、及び給湯用配管材を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明者らは前記の課題を
解決するため、鋭意研究の結果、直線記憶型の超弾性金
属線が信号線の機能をもつとともに、配線する場合のメ
ッセンジャワイヤとしての機能を併せもち、信号線とし
ても座屈しにくく給湯管の熱応力の影響を受けにくいこ
とを見出し、本発明を完成させたもので、本発明に係る
第一の配線方法によれば、配管された給湯管の一端部か
ら、絶縁被覆された超弾性金属線からなる信号線を挿入
することを特徴とする、給湯配管における新規な信号線
の配線方法が提供される。

【０００６】本発明に係る第二の配線方法は、二本接し
て並べた状態で外周にテ−プを巻いて結合した可撓性の
ある給湯管を、可撓性を有するさや管内に挿入した状態
で配管し、前記給湯管内，前記給湯管と前記テ−プとに
よって形成される間隙内，前記テ−プと前記さや管の内
壁とによって形成される空間内のいずれかに、絶縁被覆
された直線記憶型の超弾性金属線からなる信号線を一端
部から挿入することを特徴としている。

【０００７】 本発明に係る第一の給湯用配管材は、二
本接して並べた可撓性を有する給湯管の外周にテ−プを
巻いて結合した配管材において、前記給湯管内又は前記
給湯管と前記テ−プとによって形成される間隙内に、絶
縁被覆された直線記憶型の超弾性金属線からなる信号線
が配線されていることを特徴としている。

【０００８】 本発明に係る第二の給湯用配管材は、二
本接して並べた状態で外周にテ−プを巻いて結合した可
撓性のある給湯管を可撓性を有するさや管内に挿入した
配管材において、前記給湯管内，前記給湯管と前記テ−
プとによって形成される間隙内，前記テ−プと前記さや
管の内壁とによって形成される空間内のいずれかに、絶
縁被覆された直線記憶型の超弾性金属線からなる信号線
を配線したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明に係る配線方法によれば、信号線は絶縁
被覆された金属線の超弾性により、外力がない状態では
固くぴんと伸びた状態を保っており、外力が作用すると
その力の作用した方向へしなやかに曲がるが、外力がな
くなると歪みがなくなって容易に元の状態に復元するの
で、信号線を配管された給湯管内又は給湯管とテ−プと
の間隙内若しくはさや管内の空間部へ端部から挿入する
とき、当該信号線は、その押し込み方向の先頭より前記
挿入経路の曲がった部分にもよく追随して円滑に給湯管
内へ押し込まれ、メッセンジャワイヤを必要としない。

【００１０】本発明に係る配線方法によって給湯管内に
信号線を配線した場合、及び、本発明に係る配管材のう
ち、給湯管内に絶縁被覆された直線記憶型の超弾性金属
線からなる信号線が配線された配管材を使用して配管し
た場合、信号線の端末を当該給湯管の端末から呼び出
し、例えばＴ字型の分路を有する管継ぎ手の一の継ぎ手
部に給湯管を連結し、この継ぎ手部から直進する分路よ
り前記信号線の端部を引き出し、当該分路をＯリングで
水密にシ−ルすることにより、前記給湯管から他の継ぎ
手部の方向に水路を形成して使用すると、当該給湯管が
最初の通湯による熱膨張によって伸びたとき、信号線は
伸びることなく当該給湯管に引き込まれる状態になり、
給湯管が冷えて収縮するとき、信号線はＯリングシ−ル
部で固定されて給湯管が収縮した長さだけ当該給湯管内
でたるみ、その後信号線は給湯管の膨縮に応じてたるみ
を増減するにとどまり、断線や座屈を生じない。

【００１１】本発明方法のうち、給湯管相互とそれに巻
き付けたテ−プとによって形成される間隙内に信号線を
片端から挿入して配線した場合、及び、本発明に係る配
管材のうち、給湯管相互とそれに巻き付けたテ−プとに
よって形成される間隙内に、絶縁被覆された直線記憶型
の超弾性金属線からなる信号線が配線された配管材を使
用して配管した場合は、最初の通湯により給湯管が熱膨
張したとき当該給湯管は信号線に沿って伸び、給湯管が
冷えて収縮するとき信号線はそれに応じてたるみ、その
後信号線は給湯管の膨縮に応じてたるみを増減するにと
どまり、断線や座屈を生じない。

【００１２】本発明方法のうち、給湯管に巻き付けたテ
−プとさや管の内壁との空間内に片端から信号線を挿入
して配線した場合、及び、本発明に係る配管材のうち、
給湯管に巻き付けたテ−プとさや管の内壁との空間内
に、絶縁被覆された直線記憶型の超弾性金属線からなる
信号線が配線された配管材を使用して配管した場合は、
給湯管がヒ−トサイクルによって膨縮しても、信号線は
その影響を受けず断線や座屈を生じない。

【００１３】

【実施例】先ず、本発明方法及び本発明配管材の実施例
における信号線について説明すると、使用する超弾性金
属としては、超弾性金属の中でも優れた耐疲労特性，耐
蝕性，幅広い弾性限界（超弾性）をもち、かつ電気抵抗
も小さいところから、Ｎｉ−Ｔｉ系合金を使用し、しか
も金属組織が室温でオ−ステナイト相に変態する組成比
率のものを使用する。具体的には、Ｎｉ５０．７ないし
５３．０原子％，残部Ｔｉの組成のもの、あるいは、Ｎ
ｉ５０．７ないし５３．０原子％，Ｔｉ４９．３ないし
４７．０原子％であって、Ｎｉ又は／及びＴｉの一部を
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｐｄ，Ｗ，Ｃｕのいずれ
かの一種又は二種以上により、０．０１ないし５．０原
子％の範囲内で置換した組成のものが好ましく使用され
る。

【００１４】前記のような組成の合金鋳塊を、熱間圧延
により太径の線材に加工した後、冷間加工と焼鈍とを繰
り返して細径の線材に加工し、これをさらに冷間加工に
より所定の線径、例えば０．１ないし１．０ｍｍ程度の
線材に加工した後、４００℃ないし７５０℃の温度で数
秒ないし６０分程度熱処理（直線形状記憶処理）して常
温まで冷却し、超弾性金属線を製造する。なお、６００
℃以上で熱処理する場合には、酸化を抑えるためアルゴ
ンなどの不活性ガス雰囲気中で行うのが好ましい。超弾
性金属線は電解研磨仕上げの光沢面を有するものが好ま
しいが、これに限定されない。

【００１５】超弾性金属線に絶縁被覆される樹脂には、
固体表面摩擦係数が小さく、弾性率の高い材料を使用す
るのが好ましい。例えば四フッ化エチレン重合体（ＰＴ
ＦＥ）、四フッ化エチレンーパ−フロロアルキルービニ
ルエ−テル共重合体（ＰＦＡ）、四フッ化エチレンー六
フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四フッ化エチレ
ン共重合体などのフッ素系樹脂、ポリプロピレン、高密
度ポリエチレンその他のポリオレフィン系樹脂、ポリエ
チレンテレフタレ−ト（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフ
タレ−ト（ＰＢＴ）その他の耐熱性ポリエステル、ポリ
フェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド、
ポリオキシメチレンなどの耐熱性材料が好ましい。

【００１６】前記のような被覆材を超弾性金属線に被覆
するには、通常の電線製造用の押出被覆装置を使用し、
金属線と被覆層とが充分に密着するように被覆する。例
えば、送り出しボビンから超弾性金属線を予熱のため通
電ゾ−ンに通過させ、これを真空引き可能なクロスヘッ
ドゾ−ンに導き、パイプダイスから押し出される溶融樹
脂を均一に被覆し、直ちに冷却水槽に導いて被覆層を冷
却固化させ、これを乾燥工程に導いて乾燥させ、必要に
応じて耐電圧試験を行いながら巻き取る。

【００１７】図１は本発明に係る配線方法の実施例を説
明するための断面図であり、シラン架橋によるポリエチ
レン管からなる内径７ｍｍ，外径１０ｍｍの往路の給湯
管１と復路の給湯管２は、接触する状態に並べられ、外
周に放射断熱効果を有するテ−プ４を半幅ずつラップさ
せながら巻き付けて結合したもので、テ−プ４には、プ
ラスチックフィルムからなるベ−ス材にアルミ箔を貼り
合わせた肉厚０．１ｍｍ程度のシ−トを、幅３ｍｍ程度
にスリットしたものを使用している。この給湯管１，２
を、図７におけるさや管６と同様な蛇腹状の波を有し、
プラスチックによって内径２２ｍｍ，外径２７．５ｍｍ
程度に製造された可撓性のあるさや管に挿入して配管材
を製造した。この配管材を全長２０ｍに切断したもの
を、両端部の近傍で約１５０ｍｍの曲げ半径を有する立
ち上げ状の曲げ部を、途中一個所に約１５０ｍｍの曲げ
半径を有する曲げ部を、さらに他の二箇所に約４５０ｍ
ｍの曲げ半径を有する曲げ部をそれぞれ形成した状態
で、全体を床に設けた図示しないフレ−ムに固定してテ
スト配管した。

【００１８】前記テスト配管に先立ち、Ｎｉ５０．８５
原子％，Ｔｉ残の合金鋳塊を前述の要領により、線引き
の仕上げ加工率４０％，線径０．５ｍｍの線材に加工
し、これを５００℃の温度で５分間熱処理（直線記憶処
理）して図２の超弾性金属線３１を製造し、この超弾性
金属線３１に肉厚０．２ｍｍの絶縁被覆３２（ＰＦＡ）
を施すとともに、これを長さ２１ｍに切断して二本の信
号線３を用意した。この信号線３の超弾性金属線３１
は、ほぼ１０℃の温度でその金属組織がオ−ステナイト
相への変態を完了し、室温で外力が加わらないときはぴ
んと伸びた状態を呈し、外力が加わるとその作用方向に
曲がるが、外力がなくなると歪みがなくなって直線状態
に復元した。また、この超弾性金属線は、引っ張り試験
における応力−歪線図での見かけの弾性係数Ｅが３８０
０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上で、回復可能な超弾性歪が少なく
とも７．２％以上であった。なお、ここで見かけの弾性
係数Ｅについて説明すると、図８は超弾性特性を示す応
力−歪線図で、Ｏ−Ａ間はオ−ステナイト相での弾性域
であるが、直線状ではなく若干上方に凸の曲線となって
おり、これを便宜上見かけの弾性，Ａ点を見かけの降伏
点，σＹを見かけの降伏応力とし、Ａ点における見かけ
の弾性係数Ｅ＝σＹ／εＹと定義する。

【００１９】次に、前記信号線３を前記のようなテスト
配管に対し、給湯管１，２の端部から他端部の方向へ押
し込む要領で挿入した。このとき当該信号線３は各曲げ
部でも円滑に通管し、先端がそれぞれ給湯管１，２の他
端部から突出するまで配線することができた。

【００２０】前述のように各信号線３を給湯管１，２内
に挿入した後、例えば図３のようなＴ字型の分路７０を
有する管継ぎ手７を給湯管１，２の両端部に二個ずつ使
用して、給湯管１，２の両端部において管１，２の端部
とそれぞれの信号線３の端部とを水密に分岐した。すな
わち、各管継ぎ手７の一方の竹の子状の継ぎ手部７１に
各給湯管１，２の端部を連結し、この継ぎ手部７１から
直進する分路７３より信号線３の端部を引き出し、当該
分路７３に沿って延長するように固定されている保持ス
リ−ブ８へ信号線３の端部を通すとともに、この端部を
さらに押さえボルト８０へ軸方向に沿って貫通させ、保
持スリ−ブ８内へＯリング８１及びバックアップリング
８２を介して押さえボルト８０をねじ込むことにより、
信号線３を緊張させた状態でそれぞれの分路７３をシ−
ルし、それぞれの給湯管１，２の端部を他方の竹の子状
の継ぎ手部７２の方向へ連通させ、両端部において給湯
管１，２とそれぞれの信号線３の端部とが水密に分離し
た状態の給湯管１，２からなる二本の流路を形成した。

【００２１】前記流路に対し、８０℃の湯と室温（２０
ないし１５℃）の水とによる温度サイクルを２０００回
加えた（管１，２と信号線３の分岐部に対し、８０℃で
３ｋｇ／ｃｍ² の内圧を付加）ところ、最初８０℃の湯
を通したとき約１０ｃｍ管１，２の伸びが認められ、こ
の伸びに応じて信号線３の端部が管１，２内に引き込ま
れたが、その後は変化がなく、信号線３の座屈や断線も
認められず、保持スリ−ブ８のシ−ル部分の水漏れも生
じなかった。すなわち、最初信号線３が管１，２内に引
き込まれた後は、ヒ−トサイクルの都度内部で信号線３
が前記引き込まれた長さの範囲でたるみを増減する。

【００２２】前記実施例では、二本の信号線３を使用し
たが、各給湯管１，２のいずれか一方には二本の信号線
を挿入して計三本の信号線を配線することができ、ま
た、管１，２内のみならず、管１，２とテ−プ４が形成
する間隙ｂへ同様に配線しても実施することができる。

【００２３】図１のような給湯管１，２に予め信号線３
を挿入しておき、この管１，２を並べて接触させた状態
でテ−プ４を巻き付けることにより、給湯用の配管材を
製造しながらコイル状に巻き、コイル状に巻いたものを
延線して２０ｍの長さに切断し、これを前記実施例と同
様なさや管に挿入したものを前述の実施例と同様にテス
ト配管し、各管１，２の端末に図３と同様な管継ぎ手７
を使用して管１，２の端部と信号線３を水密に分岐し
て、前記実施例と同様な要領でヒ−トサイクルテストを
行ったが、ほぼ同様な結果であった。

【００２４】図４は本発明方法の他の実施例を示す断面
図であって、図１と同様な給湯管１，２をテ−プ４で巻
いて一体化した配管材を製造し、この配管材を２０ｍに
切断して同様なさや管に挿入したものを、前述と同様な
要領でテスト配管し、管１，２とテ−プ４との間に形成
されている間隙ｂへ、片端より他端方向へ図２と同様な
信号線３を三本挿入することによって配線したが、信号
線３は座屈などを生ずることなく、間隙ｂの全長にわた
って円滑に通すことができた。また、このテスト配管に
対して、前記実施例と同じ要領でヒ−トサイクルテスト
を行ったところ、最初湯を配管内に通したとき管１，２
のみが１０ｃｍ前後伸び、その後信号線３は管１，２の
膨縮に応じ、管１，２が最初に伸びた長さの範囲でたる
みの増減を繰り返し、信号線３の断線や座屈は認められ
なかった。

【００２５】図４のような給湯管１，２を接した状態で
並べ、管１，２相互の上部の間に図２のような信号線３
を三本縦添えし、その外周にテ−プ４をラップ巻きして
管１，２と信号線３とを一体化させた配管材を製造しな
がらコイル状に巻き、コイル状に巻いたものを延線して
２０ｍの長さに切断し、これを前記実施例と同様なさや
管に挿入したものを前述の実施例と同様にテスト配管し
たが、コイル状の配管材の延線時に信号線３の座屈は生
じなかった。このテスト配管に対して、前記と同様な要
領でヒ−トサイクルテストを行ったが、ほぼ同様な結果
であった。この実施例の配管材を製造するときは、図６
のように信号線３を可撓性を有する保護管５に挿入した
ものを使用してもよい。

【００２６】図５は本発明方法のさらに他の実施例を示
す断面図であって、前記実施例におけると同様な給湯管
１，２を接した状態で並べ、これにテ−プ４をラップ巻
きして一体化し、これを可撓性を有するさや管６に挿入
した配管材を製造し、この配管材を２０ｍの長さに切断
して前記実施例と同様にテスト配管した後、さや管６内
の空間部ｃへ、配管の端部より他端部の方向へ前述の実
施例と同様な三本の信号線３を挿入して配線したが、線
３は座屈などを生ずることなく、空間部ｃの全長にわた
って円滑に通すことができた。また、このテスト配管に
対して、前記実施例と同じ要領でヒ−トサイクルテスト
を行ったところ、信号線３は給湯管１，２の膨縮の影響
をほどんど受けず、その断線や座屈は認められなかっ
た。

【００２７】図５の実施例の配管材において、予め信号
線３を空間部ｃ内に挿入した配管材を製造し、これを同
様にテスト配管してヒ−トサイクルテストを行っても同
様な結果であった。図５の例においても、図６における
保護管５を使用することができる。

【００２８】本発明方法においては、既設の給湯配管に
対して、信号線を給湯管の内部又はその近傍の空間へ前
記各実施例と同様な要領で配線することができることは
勿論、図５のような配管材にあってより多数の信号線を
必要とする場合には、空間部ｃにのみでなく、管１，２
内や間隙ｂ内にも信号線を配線することができるほか、
さや管６は前記実施例のような円筒状のもののみでな
く、可撓性があれば楕円管その他の断面形状のものを使
用することができる。

【００２９】前記各実施例において、給湯管１，２は可
撓性があれば銅管であっても差し支えない。また、信号
線３は、絶縁被覆３２内に数本の超弾性金属線３１を離
して設けた多心ケ−ブルの構造であっても実施すること
ができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明に係る配線方法によれば、給湯配
管の制御用信号線を増設又は更新したり、新たな給湯配
管に対して信号線を配線する場合に、メッセンジャワイ
ヤを使用しないで円滑かつ簡単に、しかも建築物の構造
部分を変更することなく低コストで信号線を配線するこ
とができるし、配線後のヒ−トサイクルによる熱応力に
よっても信号線の座屈や断線がない。また、本発明に係
る給湯用配管材によれば、コイル状の配管材を延線して
配管するときや、配管後のヒ−トサイクルにより、信号
線が座屈したり断線したりすることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る配線方法及び給湯用配管材の一例
を説明するための要部の断面図である。

【図２】本発明方法及び本発明の配管材で使用する信号
線の一例を示す断面図である。

【図３】図１の実施例の配線方法及び配管材において、
給湯管と信号線とを管端部で水密に分岐した状態を一部
破断して示す部分図である。

【図４】本発明に係る配線方法及び給湯用配管材の他の
例を説明するための要部の断面図である。

【図５】本発明に係る配線方法及び給湯用配管材のさら
に他の例を説明するための要部の断面図である。

【図６】本発明に係る配線方法及び給湯用配管材のさら
に他の例を説明するための要部の断面図である。

【図７】従来の信号線付きの配管材を示す断面図であ
る。

【図８】超弾性金属線における負荷及び徐荷の応力−歪
線図である。

【符号の説明】

１、２ 給湯管 ３ 信号線 ３１ 超弾性金属線 ３２ 絶縁被覆 ４ テ−プ ５ 保護管 ６ さや管 ７ 管継ぎ手 ７０ Ｔ型分路 ７１、７２ 竹の子状継ぎ手部 ７３ 分路 ８ 保持スリ−ブ ８０ 押さえボルト ８１ Ｏリング ８２ バックアップリング ｂ 間隙部 ｃ 空間部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 四井 光 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 岩井 博久 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−17586（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−237194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−130036（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−275986（ＪＰ，Ａ) 実公 昭53−50128（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16L 11/127 H02G 1/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管された給湯管の一端部から、絶縁被
   覆された直線記憶型の超弾性金属線からなる信号線を挿
   入することを特徴とする、給湯配管における信号線の配
   線方法。
2. 【請求項２】 二本接して並べた状態で外周にテ−プを
   巻いて結合した可撓性のある給湯管を、可撓性を有する
   さや管内に挿入した状態で配管し、前記給湯管内，前記
   給湯管と前記テ−プとによって形成される間隙内，前記
   テ−プと前記さや管の内壁とによって形成される空間内
   のいずれかに、絶縁被覆された直線記憶型の超弾性金属
   線からなる信号線を一端部から挿入することを特徴とす
   る、給湯配管における信号線の配線方法。
3. 【請求項３】 二本接して並べた可撓性を有する給湯管
   の外周にテ−プを巻いて結合した配管材において、前記
   給湯管内又は前記給湯管と前記テ−プとによって形成さ
   れる間隙内に、絶縁被覆された直線記憶型の超弾性金属
   線からなる信号線が配線されていることを特徴とする給
   湯用配管材。
4. 【請求項４】 二本接して並べた状態で外周にテ−プを
   巻いて結合した可撓性のある給湯管を可撓性を有するさ
   や管内に挿入した配管材において、前記給湯管内，前記
   給湯管と前記テ−プとによって形成される間隙内，前記
   テ−プと前記さや管の内壁とによって形成される空間内
   のいずれかに、絶縁被覆された直線記憶型の超弾性金属
   線からなる信号線を配線したことを特徴とする給湯用配
   管材。