JP4297329B2 - 管継手 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電力ケーブル、通信ケーブル等を地中に埋設するときに使用するような管体の接続に好適な管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述例のような管体は地中に埋設されるため、管体と管体との接続部分である管継手部分には高い止水性を持たせる必要がある。
【０００３】
そのための構成として、粉粒状をなす吸水膨張性の樹脂素材を不織布繊維の外周面に付着保持させた水密封止用繊維シートを用いたものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
この管継手は、管体を接続する部分に水密封止用繊維シートを取り付けたものであって、その取り付けは、図１４に示したように管継手の接続部を形成する形成材料１０１の一部が水密封止用繊維シート１０２に入り込んだ状態で水密封止用繊維シート１０２と形成材料とを溶着一体化させて行う。つまり、金型に取り付けた水密封止用繊維シート１０２に向けて溶融した形成材料を射出して管継手の接続部分を成形（射出成形）する。
【０００５】
管体の接続に際しては、管継手の接続部に対して管体を単に嵌めてから、地中に埋めればよい。地中の水分が管体と管継手の界面に浸入し、これによって水密封止用繊維シート１０２を構成する吸水膨張性の樹脂素材１０３が数十倍もしくは数百倍に膨潤膨張して、管体と管継手との間の隙間いっぱいに充満し、完全な水密性を得ることができると記載されている。
【０００６】
しかし、水密封止用繊維シートは、上述したように粉粒状である吸水膨張性の樹脂素材を繊維の外周面に付着保持させて形成したものであるため、溶融樹脂の熱や圧力の影響を受けやすい。図１４中、破線からなる斜線を施した部分αが溶融樹脂の影響を受けた部分である。
【０００７】
このため吸水膨張性の樹脂素材１０３が変質等させられ、その本来の役割（水膨張）を充分に果たさなくなってしまう恐れがある。
【０００８】
また、水密封止用繊維シートは不織布で構成されており、厚み方向に伸縮可能なように、すなわち、ふわっと厚みをもたせた構造であるので、繊維の粗密もあり、溶着状態に不均質な部分が発生しやすく、水膨張機能が劣る部分ができるおそれもある。
【０００９】
さらに、形成材料１０１に無秩序に取り込まれた吸水膨張性の樹脂素材１０３が膨張するときに、接続部の強度や寿命等に影響を及ぼすおそれも考えられる。
【００１０】
このような理由から、水密封止用繊維シートの選択や、成形条件（圧力や温度）の設定に、非常に高度な技術を要し、均質な製品を安定して得ることは難しかった。
【００１１】
また一般に、吸水膨張性の樹脂は高価であって、上述のように水密封止用繊維シートのみで構成する溶着一体化構造では、安価に製造することはできなかった。
【００１２】
【特許文献１】
実公平７−５２４６７号。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、水膨張による止水が確実に行えるとともに、そのような製品を比較的容易に、しかもより安価に得られ、さらに、安定した製品を得られるようにすることを主たる課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そのための手段は、管体の端部を接続する接続部を有し、該接続部における管体と対向する外層側に、水分を吸収して膨張する水膨張部を保持した管継手であって、上記水膨張部よりも内層側に、上記接続部の成形時に溶着されて該接続部と一体になるシート状の不織布で形成した保持用介装部を設け、上記水膨張部を、不織布に粉粒状、又は、繊維状の水膨張材を混入して形成し、上記保持用介装部を、上記接続部の形成前にニードルパンチによりあらかじめ水膨張部に対して一体化し、上記水膨張部を、上記接続部の長さ方向の外側端部に部分的に配設した管継手であることを特徴とする。
【００１５】
上記保持用介装部は、水膨張部よりも内装側、すなわち接続部側に位置するので、水膨張部が接続部を形成する形成材料により封じ込められたり、熱や圧力による影響を受けたりすることを防ぎつつ、接続部と一体化する。
【００１６】
また、保持用介装部は、水膨張部よりも内層側の空間に位置して、必要な水膨張部の体積を小さくする。換言すれば、その存在により水膨張部の使用量を減らす。
【００１７】
また上記保持用介装部は、不織布で形成している。不織布は、必要とする性状（性質、柔軟性、厚み等）を得るのが容易であり、さらに溶融樹脂との結合が、溶融樹脂が不織布繊維に入り込んで強固に行えるからである。
【００１８】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、保持用介装部は水膨張部よりも内層側に位置して、形成材料と水膨張部との直接の接触を防ぐので、水膨張部が接続部を形成する形成材料により封じ込められたり、熱や圧力による影響を受けたりすることを防ぎつつ、接続部と一体化する。また、形成材料と水膨張部とが直接接触しないので、接続部を成形したことで水膨張部に不均質な部分が発生してしまうことをなくすこともできる。
【００１９】
この結果、水膨張部の所期の機能を確保して、充分に膨張をさせることができ、高い止水性を得ることができる。また、不均質部分の発生をなくして、安定した品質の製品を得ることができる。
【００２０】
また保持用介装部は、水膨張部よりも内層側の空間に位置して空間を占有するので、必要な水膨張部の量を減らすことができる。このため、高価である水膨張性の樹脂の使用量を抑えて、安価に製造することができる。
【００２１】
上記保持用介装部は、接続部の形成前にあらかじめ水膨張部に対して一体化しておくと、１つの部材として扱えるので、製造において作業性がよい。
【００２２】
また上記保持用介装部を、不織布で形成すると、必要とする性状（性質、柔軟性、厚み等）を得るのが容易であって、所望の製品が得られやすいという効果を達成できる。また、溶融樹脂が不織布繊維間に入り込んで一体化するので、保持用介装部と溶融樹脂との結合が強固に行える。さらに、不織布に吸水性を持たせることによって、水膨張部に対して積極的に水を供給して、水膨張部の膨張をより効率よく行わせることができる効果も有する。
【００２３】
上記水膨張部の外層側に水膨張部を覆う外装部を設けると、接続前、また接続作業時に、水膨張部を保護して、水膨張部から水膨張部を構成する水膨張性樹脂などの重要な材料が脱落することを防止できる。また接続作業前に雨水等で濡れて不測に膨張してしまうことを抑止できる。
【００２４】
接続後にあっては、外装部が、膨張した水膨張樹脂などの材料が脱落することを防止するので、一度接続を外した後でも再び使用（接続）することができるようになる。
【００２５】
上記水膨張部を接続部に対して部分的に配設すると、保持用介装部を設けたことによる水膨張部の少量化の効果と相俟って、より一そう安価に製造できることになる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態を、以下図面を用いて説明する。
図１は、管継手１の斜視図であり、この管継手１は、各種ある管継手のうちの一例で、図２に示したような管体としての波付き合成樹脂管２（以下、管体という）同士を接続するための管継手１である。
【００２７】
上記管体２は、らせん状の突条２ａを外周面に有するもので、例えば硬質ポリエチレン等で形成されている。
【００２８】
管継手１はこのような管体２の端部を螺合により接続する接続部１ａを両側部に有した筒状で、螺合用の凹凸を有する内面には、水分を吸収して膨張し、接続した管体２との間の止水を行う止水機能層３を形成している。この例の管継手１では、長さ方向の全体が接続部１ａと同一の形状である。
【００２９】
上記止水機能層３は、水膨張性の不織布からなる水膨張部４を用いて形成している。
【００３０】
図３が止水機能層３の構造を示す説明図で、止水機能層３は、上記水膨張部４よりも内層側、すなわち接続部１ａ側に、不織布からなる保持用介装部５を設けて形成している。
【００３１】
上記保持用介装部５は、主として水膨張部４を保護しつつ、接続部１ａとの結合を強固にするためのもので、水膨張性を有しない不織布で形成する。不織布の材料は、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ等、一般的な合成繊維等でよいが、耐熱性を有するものであるのがよい。
【００３２】
また上記水膨張部４は、不織布に粉粒状の高吸水性樹脂等の水膨張材６を混入して形成するとよい。混入は、接着剤（バインダ）を用いて不織布を構成する繊維に接着したり、繊維間に保持したりする。好ましくは、不織布を構成する基材繊維と水膨張体のほかに、成形時の熱で溶ける低融点の熱可塑性合成樹脂、好ましくは繊維状の熱可塑性樹脂を混入しておくとよい。混入はごく僅かでよく、例えば２〜１５％程度でよい。水膨張体の膨張を阻害しないように、さらに好ましくは、２〜８％でよい。
【００３３】
このような保持用介装部５と水膨張部４を形成するための保持用介装不織布５ａと水膨張不織布４ａは、図４に示したように、相互に重合して一体として、管継手１の接続部１ａへの保持に備える。
【００３４】
上記一体化は、不織布同士であるから例えばニードルパンチで行うとよいが、接着剤等による他の方法で行うもよい。
【００３５】
保持用介装不織布５ａ（保持用介装部５）と水膨張不織布４ａ（水膨張部４）の厚みについては、水膨張部４が水膨張したときに充分な止水性能を得られるように適宜設定すればよい。水膨張不織布４ａの水膨張性能等を考慮して例えば１：１や２：１というように設定できるが、いずれにしてもこれまで必要だった厚みを、２層で構成すればよいことになる。
【００３６】
一体化して一枚となったシート材は、水膨張不織布４ａが内側になるように筒状に丸めた筒状部材７として使用する。すなわち、筒状部材７を、管継手１成形用の型（図示せず）に巻き付けたような状態に嵌めてから、形成材料たる合成樹脂を射出して、管継手１の成形を行う。上記筒状体７の端部同士は、適宜幅重ね合わせて、その重合部分をニードルパンチや縫い付け、さらには接着剤やステープル等を用いた適宜の方法で固定する。固定は仮止め程度でもよい。
【００３７】
成形を行うと、筒状部材７は、溶融樹脂に押されて、型の螺旋状の凹凸に沿うように変形する。そして保持用介装部５は、図３に示したように水膨張部４よりも内側で、管継手１を形成する形成材料が水膨張部４に接することを防止するとともに、管継手１と一体になる。高温の溶融樹脂との接触が絶たれるので、水膨張部４は熱や圧力により影響を受けずにすむ。
【００３８】
また、水膨張部４内に混入した熱可塑性樹脂が溶けることによって、型が螺旋状の凹凸を有するような形態であっても、その形状に沿った形で安定し、水膨張材６を保持する。このため、管体２を接続部１ａへねじ込むときの作業性を確保でき、また均一な膨張を可能にして、確実な止水性能を得られる。
【００３９】
上述のように構成した管継手１は、管体２の端部を接続部１ａに螺合することで管体２同士を接続し、地中に埋設すれば、止水機能層３が地中の水分を含み、このことによって止水機能層３の水膨張部４が膨張し、管体２との接合部分で止水性を得られる（図５、図６参照）。
【００４０】
接続は、図７に示したように行う。すなわち、接続する一方の管体２に管継手１をねじ込み［図７（ａ）］、管継手１の端面を管体２の端面に一致させる［図７（ｂ）］。続いて接続する別の管体２の端面を先の管体の端面に突き合わせ、最後に、一度ねじ込んだ管継手１を戻し［図７（ｃ）］、管継手１の中央と管体同士の接合部分とを一致させる（図５参照）。このように接続作業は簡易迅速に行える。
【００４１】
なお、管継手１の止水機能層３の内面と管体２の外面との間には、図７（ｂ）に示したように、接続時に略均一な隙間１ｂができるように寸法を設定する。このような隙間１ｂの存在により毛細管現象が起こりやすくなり、水膨張部４を膨張させるための水が入りやすくなって、水膨張部４の膨張を全体にわたって効率よく行わせることができる。
【００４２】
また、上記保持用介装部５を構成する不織布に吸水性を持たせることによって、水膨張部４に対してより積極的に水を供給することができ、水膨張部４の膨張をより効率よく行わせることができる。
【００４３】
以上のような結果、次の如き効果を達成する。
【００４４】
上記水膨張部４は、保持用介装部５によって形成材料との直接の接触が防止されるので、水膨張部４が接続部１ａを形成する形成材料により封じ込められたり、熱や圧力による影響を受けたりすることはなく、確実な止水性能を発揮できる。
【００４５】
また、接続部１ａの形成材料と水膨張部４とが直接接触しないので、接続部１ａを成形したことで水膨張部４に不均質な部分が発生してしまうことをなくすこともでき、安定した品質の製品を得ることができる。
【００４６】
さらに、止水機能層３に保持用介装部５を設けたので、止水機能層３における水膨張部４の占める割合を、これまで（止水機能層３全体を水膨張部４で構成する場合）よりも少なくすることができる。このため、高価である水膨張材６の使用量を抑えて、安価な製造を実現することができる。
【００４７】
また、水膨張部４も保持用介装部５も不織布で構成しているので、所望の性状を得るのが自由に行える。すなわち、熱溶融性や形態保持性、通気性、密度、吸水性等の性質や柔軟性、厚み等の機能に関する設定の自由度が高い。このため、所望とする製品を得やすい。しかも、ニードルパンチにより強固な一体化が簡単にできる。
【００４８】
また保持用介装部５を不織布で形成したので、管継手１の形成材料との噛み合いがよく、一体性が高い。しかも、水膨張部４も保持用介装部５とは、ニードルパンチにより強固に一体化しているので、水膨張部４と管継手１との一体性も高くできる。
【００４９】
さらに水膨張部４と保持用介装部５は、管継手１の成形に先立って一体化しているので、１つの部材として扱え、製造において作業性がよい。
【００５０】
以下、その他の実施の形態について説明する。
図８は、水膨張部４の構成の他の例を示しており、前記のような粉粒状の水膨張材６に代えて、繊維状の水膨張材８（以下、水膨張繊維という）を用いた場合の例である。すなわち水膨張部４を構成する不織布は、水膨張繊維８（図中塗りつぶして示す）と、形を整えるための一般的な不織布材料繊維９（図中白抜きで示す）と、管継手形成時の熱によって溶けるバインダとしてのバインダ繊維１０（図中曲線で示す）とを混合して形成している。なお、水膨張繊維８が管継手１を成形する時の熱により溶ける性質であるならば、上記バインダ繊維１０を省略できる。
【００５１】
図９は、保持用介装部５を、不織布ではなく合成樹脂シートや発泡樹脂シートで構成した例で、このように不織布以外でも保持用介装部５を構成できる。水膨張部４との接合一体化は、熱溶着またはゴムのり等の接着剤を用いるなどして適宜行えばよい。水膨張部４は、水膨張材が粉粒状（水膨張材６）であるも繊維状（水膨張繊維８）であるも、いずれでもよい。
【００５２】
図１０は、水膨張部４を接続部１ａの全体に設けるのではなくて、部分的に設けた管継手１の一例を示している。この例では、接続部１ａの長さ方向に沿って部分的に形成しており、水膨張部４は、接続部１ａの外側の端部に形成している。管体２と管継手１との間に水が浸入すると、水膨張部４における水を吸った部分から順に膨張してすぐさま止水効果が得られるので、水膨張部４は端部側に形成しておけば充分に止水機能を果たすことができる。
【００５３】
製造に当たっては、止水機能層３全体に保持用介装部５を設け、必要な部分のみに水膨張部４を設けるべく、例えば図１１に示したように、必要大の保持用介装不織布５ａの一部に、それよりも小さい必要大の水膨張不織布４ａを一体化すればよい。
【００５４】
水膨張部４の必要量を前記のように厚み方向で減らせる上さらに、面方向でも減らせるので、コストをより一そう低く抑えることができる。
【００５５】
図１２は、水膨張部４を部分的に設ける場合のその他の例を示しており、この場合には、螺旋状をなす周方向に沿って部分的に形成している。
【００５６】
図１３は、さらにその他の例を示し、水膨張部４の外層側、すなわち接続する管体２と接する側に水膨張部４を覆う外装部１１を設けた例である。
【００５７】
すなわち、外装部１１は、図１３（ａ）に示したように不織布や、図１３（ｂ）に示したように合成樹脂シート、発泡樹脂シート、または織物で構成し、それぞれ、水膨張部４に対してニードルパンチや接着等の適宜の方法で接合している。上記合成樹脂シートには、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが採用でき、上記発泡樹脂シートには、ウレタン発泡体、ＰＥ発泡体、ＰＰ発泡体等を採用できる。単発泡か連続発泡かは問わない。上記織物には、綿布等を採用できる。
【００５８】
このような外装部１１を有した管継手１の止水機能層３では、接続前、また接続作業時においては、外装部１１が水膨張部４を保護して、水膨張部４から水膨張部を構成する水膨張材６や水膨張繊維８が脱落することを防止する。また接続作業前に現場に降る雨や、溜まった雨水や地下水等で不測に濡れて水膨張部４が膨張してしまうことを抑止できる。
【００５９】
接続後にあっても、膨張した水膨張材６や水膨張繊維８が脱落することを外装部１１が防止する。このため、一度接続を外した後でも再び使用（接続）することができる。
【００６０】
この発明の構成と、上記一実施の形態との対応において、
管体は、波付き合成樹脂管２に対応し、
水膨張部は、水膨張部４および水膨張不織布４ａに対応し、
保持用介装部は、保持用介装部５および保持用介装不織布５ａに対応するも、
この発明は、上記構成のみに限定されるものではない。
【００６１】
例えば、管継手１は、上述例のような直線継手のほか、例えば異種管継手等であるもよい。また、その材料は合成樹脂のほか、合成ゴム等であるもよい。さらに止水機能層３の形成（管継手１の成形）は、射出成形のみに限らず、管継手１の形状等に応じて、その他の成形方法（例えばブロー成形等）を採用できる。
【００６２】
また、止水機能層３を形成するために前述の例では、水膨張性の不織布等と、水膨張性でない不織布等とを組み合わせる例を説明したが、一枚の不織布で止水機能層３を構成することもできる。つまり、水膨張性でない一枚の不織布に対し、液状の水膨張材を塗布や含浸して、不織布の片面側のみ、又は片面側の一部分ののみに高吸水性を付与することもできる。
【００６３】
このようにすれば、２部材を一体化する手間は要らず、工程を低減しコストを抑えることができる。また上記方法によれば、厚み方向のみではなく面方向でも部分的に水膨張性を付与することも簡単に行える。
【００６４】
さらに、図３や図８で示したように、保持用介装部５を不織布で構成した場合であって、その保持用介装部５が、膨張した水膨張材６や水膨張繊維８の膨張による加圧力を吸収してしまうおそれがある場合には、水膨張部４と保持用介装部５との間に合成樹脂シート等の適宜のシート材を介装するなどして、膨張した水膨張材６や水膨張繊維８が、保持用介装部５に埋もれないようにするとよい。
【００６５】
また上記例では、止水機能層３を２層または３層に構成する例を示したが、４層等の多層構造に形成するもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 管継手の斜視図。
【図２】 管継手と管体との側面図。
【図３】 止水機能層の構造説明図。
【図４】 止水機能層を構成する部材の斜視図。
【図５】 管体の接続状態を示す断面図。
【図６】 止水機能層の作用状態の説明図。
【図７】 管体の接続方法の説明図。
【図８】 他の例の止水機能層の構造説明図。
【図９】 他の例の止水機能層の構造説明図。
【図１０】 他の例に係る管継手の断面図。
【図１１】 図１０の止水機能層を構成する部材の斜視図。
【図１２】 他の例に係る管継手の断面図。
【図１３】 他の例に係る止水機能層の構造説明図。
【図１４】 従来技術の説明図。
【符号の説明】
１…管継手
１ａ…接続部
２…管体
４…水膨張部
４ａ…水膨張不織布
５…保持用介装部
５ａ…保持用介装不織布
１１…外装部

Claims (1)

1. 管体の端部を接続する接続部を有し、該接続部における管体と対向する外層側に、水分を吸収して膨張する水膨張部を保持した管継手であって、
   上記水膨張部よりも内層側に、上記接続部の成形時に溶着されて該接続部と一体になるシート状の不織布で形成した保持用介装部を設け、
   上記水膨張部を、不織布に粉粒状、又は、繊維状の水膨張材を混入して形成し、
   上記保持用介装部を、上記接続部の形成前にニードルパンチによりあらかじめ水膨張部に対して一体化し、
   上記水膨張部を、上記接続部の長さ方向の外側端部に部分的に配設した
   管継手。

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