JP4690587B2 - 合成樹脂管体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設したり地上の建屋内外において配管し、電線・電話線等のケーブル保護管や排水管・暗渠管等として使用するのに適した合成樹脂管体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、管壁の形状を環状または螺旋状の凹凸波形状に形成した合成樹脂製の波形管は広く一般に知られている。また、このような合成樹脂管体は、既にケーブル保護管や排水管として既に広く使用されるに至っている。
【0003】
このような従来の管体は、管全体の形状が円形の凹凸波形であるため、配管時に安定性が悪く、平行に隣接配管させることが難しく、地中配管の場合にはそれぞれの管体間に土砂が入り込んで直行性が乱され易く、電線等のケーブル挿通作業時に抵抗が大きくなり易く、また流体の抵抗も大きくなり易いという課題を有しているものであった。
【0004】
そこで、このような従来の円形凹凸の波形管が有していた課題を解決することができる管体の構造として、別紙図9乃至図11に示したように、断面形状が略方形の筒部2と断面形状が略円形の筒部3とを管体の軸線方向において交互に配設してある構造とした管体Pを開発し既に出願もしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この管体Pの量産に際し、種々の生産手段について実験の結果、別紙図9乃至11に示したように、前記断面円形とした筒部3の肉厚を方形に無理に延伸させるのであるため、前記方形筒部2における各角部2a…の肉厚A,Bが各辺の中央部分2b…の肉厚Cの35〜20%程度も薄肉化すること、特に図10に拡大して示したように、各角部2a…の軸線方向中間部分Aに比して両隅部分B,Bが極端に薄肉化し、この薄肉化した部分が他の部分に比して耐圧変形性に劣り破損し易くなることを究明するに至った。
【0006】
そこで、上記した管体の弱点を解消する目的で、本発明の出願人と同一の出願人により、方形筒部2の各角部2a…に相当する樹脂チューブ(パリソン)T(以下単にパリソンTと略称)の厚肉部T1の肉厚を方形筒部2の各辺の中央部分2b…に相当するパリソンTの薄肉部T2の肉厚よりも大きくしたパリソンT(図12)をブロー成型することで、伸び率の大きい各角部2a…の成型後の肉厚を各辺の中央部分2b…の成型後の肉厚とほぼ等しくなるように改良された管体が発明されて既に公刊されている(特許第3099185号参照)。この発明により耐圧変形性は改良されたが、この改良された管体は、図13に断面を示すように円形筒部3には前記パリソンTの厚肉部T1に対応して肉厚W1が、又、薄肉部T2に対応して肉厚W2が夫々残留しているので、2本の管体Pを相互に或いは接続箱に夫々連結する場合に、連結具を円形筒部3の外周面に被せて取り付け、締め付ける場合は気密性を保持することができるが、円形筒部3の内周面に挿入して取り付ける場合には、角部2a…に相当する肉厚W1の部分が該内周面に膨出しているので、円形筒部3の内周面の肉厚W2の部位と挿入された連結具の外周面との間に隙間が生じ、気密性を不完全にするいう欠点があった。
【0007】
そこで、本発明は、ここにいう耐圧変形性に弱く破損の原因になり易い方形筒部2の角部2aが、殊に角部2aの両隅部分B,Bが、局部的に弱くなることなく所要の耐圧変形強度を有する程度に強化させてあると共に、円形筒部の内外周面のいずれであっても連結具を気密に接続できる管体を得ることを目的とし、しかも、製造上において生産能率の低下を招くことなく、改良前の管体と同様に効率よく製造可能な管体を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために講じた本発明にいう合成樹脂管体の構成は、断面略方形の筒部2と断面略円形の筒部3とが管体の軸線方向において交互に配設されて管壁1を構成している管体Pであって、押し出し機を2台使用し、該押し出し機によって押し出される樹脂チューブ(パリソン)における、前記方形筒部2の各角部2a…が形成される部分3a…の溶融流れ速度MFRaが、方形筒部2の各辺の中央部分2b…が形成される部分3b…の溶融流れ速度MFRbに比して小さくなるように形成され、かつ、円周方向に略均一な肉厚を有する樹脂チューブTによってブロー成型される構成としたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
この管体を実施するに当たっては、パリソンTにおける方形筒部2の各角部2a…を形成する部分3aと、方形筒部2の各辺の中央部分2b…を形成する部分3bとが円周方向に占める割合は、円周をほぼ8等分した長さを中心とし、±20%程度の範囲で両部分3a,3bが交互に分布するように配分して実施するのが好ましい。又、角部形成部分3aの溶融流れ速度MFRaと辺部形成部分3bの溶融流れ速度MFRbとの比率は、後に実施例説明中で示す比率とするのが好ましい。
【0010】
このような構造のパリソンTを得るには、溶融流れ速度の異なる樹脂を供給するために2台の樹脂押出装置を使用し、各々の樹脂押出口Na,Nbが相互に同軸となるように配置する。一方の樹脂押出装置が溶融流れ速度MFRaを小さくした樹脂の樹脂押出口Naは、ほぼ1/8円弧状でパリソンTの部分Taの部位(図8)、即ち円周上の斜め方向の4か所に等間隔で配置された形状(図6)となる。対して、他方の樹脂押出装置は溶融流れ速度MFRbを大きくした樹脂の樹脂押出口Nbは、ほぼ1/8円弧状でパリソンTの部分Tb(図8)に相当する円周上の上下左右方向の4か所に等間隔で配置された形状(図6)となる。これらの樹脂押出口Na、Nbの周方向の幅は、適宜に設定すればよく、同幅である必要はない(図7)。
【0011】
上記押し出し装置で得られたパリソンTは、管体Pの方形筒部2の各角部2a…に相当する小さい溶融流れ速度の部分Taと、管体Pの方形筒部2の各辺の中央部分2b…に相当する大きい溶融流れ速度の部分Tbとが、断面の円周に沿って略一定の厚さで交互に配列されたチューブ形状となる(図8)。このような構造として押し出されたパリソンTは、金型が無限軌道構造となっている連続成型機で図1に示す所定形状の管体Pとなる。この時、パリソンTの壁体部分は金型に沿って変形を受けるが、管体Pの各角部2a…を形成するパリソンTの部分Taの溶融流れ速度MFRaは他の部分よりも緩くて伸び難くしてあるので、各角部2a…の肉厚は各辺の肉厚と近い肉厚に形成することができる。また、図1に示す斜視図、図3に示す方形筒部2の断面図及び図4に示す円形筒部3の断面図並びに図5に示す主軸に沿った2方向断面図で明らかなように、管壁の肉厚は、ほぼ全体が均等厚さで、円筒部3の外周面と内周面もほぼ円形に近い均等肉厚となり、連結具を外周面と嵌合させても、或いは内周面と嵌合させても隙間ができ難く、管体Pの内外を通じて流体が漏れるようなことはない。
【0012】
本発明にいう管体を形成する合成樹脂素材は、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が耐候性と耐水性、耐久性に優れており人体に無害である点において好ましい。しかしながら、ポリ塩化ビニールやその他任意の合成樹脂素材を選択して使用してもよいことは言うまでもない。また、本発明にいう断面略方形の概念には、図3及び図4において、方形筒部2における各角部に仮想線cで示したように対角C付枠形状としたものも包括指称するものであることは言うまでもない。
【0013】
【実施例】
以下本発明の実施例について添付の図面に基づいて説明する。図1乃至図4は本発明の第1実施例の管体を示した図である。図1及び図2は管体Pの外観形状を示した図、図3及び図4は図2に於ける切断端面S1,S2の断面形状を示した図、図5は図3のS3−S3線に沿った上半部の断面と、S4−S4線に沿った下半部の断面とを夫々長手方向に切断した2方向断面図である。
【0014】
該実施例に示した管体Pは、図1に見られるように、管壁1が、管軸方向において断面方形筒部2と断面円形筒部3とを交互に配置してある状態に形成してある合成樹脂管体である。そして、この管体Pは、図1乃至図5にみられるように、円形筒部3の円周方向における肉厚並びに方形筒部2の各角部2a…及び各辺の中央部分2b…が全てほぼ均一な肉厚となるように成型されている。
【0015】
このような管体Pを形成するのに適した手段としては、一般に知られたブロー成型手段がある。このブロー成型法による場合、溶融流れ速度の異なる樹脂を供給する2台の樹脂押出装置(図示省略)を使用し、各々の樹脂吐出口が相互に同軸となるように配置して、共押し出しによって部分的に溶融流れ速度の異なるパリソンTを得る。一方の樹脂押出装置は、樹脂押出装置が溶融流れ速度MFRaの小さい樹脂、即ち管体Pの方形筒部2の各角部2a…に相当するパリソンTの部分Taを形成する材料樹脂を供給し、他方の樹脂押出装置は、溶融流れ速度MFRbの大きい樹脂、即ち管体Pの方形筒部2の各辺の中央部分2b…に相当するパリソンTの部分Tbを形成する材料樹脂を供給することとなる。樹脂押出口Nにおいて、前記部分Taに相当する部位と、前記部分Tbに相当する部位とは、ほぼ1/8円弧状長さで交互に円周上に等間隔で配置された状態(図6)となる。部分Taと部分Tbとの分布割合は、樹脂の種類、成型温度等によって変化するので必ずしも等量による分布とはならない。図7に部分Taと部分Tbとの割合が異なる事例を示した。
【0016】
このようにした樹脂押出口Nから共押し出しされたパリソンTは、図8に示したように、内、外周面とも略真円筒状で、小溶融流れ速度MFRaの樹脂からなる部分Taと大溶融流れ速度MFRbの樹脂からなる部分Tbとが円周方向に沿って交互に配列されたパリソンTとなる。この様な構造のパリソンTは、金型が無限軌道式となっている連続ブロー成型機によって長い管体Pに成型される。この時、管体Pの各角部2a…に位置するパリソンTの各部分Taの溶融流れ速度MFRaは遅く、各角部2a…は伸び率が大きくならないので偏肉しにくくなり、溶融流れ速度MFRaを速くした樹脂で形成される方形筒部2の各辺の中央部分2b…とほぼ同じような肉厚となる。
【0017】
前記樹脂押出口Na,Nbの形状は、図6、図7の形状のもののみに限られるものではないが、樹脂押出口Naの開口部面積と樹脂押出口Nbの開口部面積との比率は2種の溶融流れ速度MFRa、MFRbの割合に依存し、樹脂の種類、押し出し温度、押し出し圧力等によって異なるので一律には規定し得ない。ただ、実験の結果について示すと、ポリエチレン樹脂素材を使用した場合、遅い溶融流れ速度MFRa/速い溶融流れ速度MFRbの組み合わせは、0.01/0.03、0.02/0.05、0.1/0.2、0.2/0.5、1.0/2.0とした場合、ほぼ好ましい管体Pが得られた。ただし、現実の製品では、管体Pの円形筒部3が内面側において略真円状で内外周面に凹凸がない構造とするのが好ましいが、方形筒部2の角部2aと辺の中央部分2bとの肉厚は必ずしもぴったりと均等肉厚である必要はなく、ある程度は肉厚に変化のあるものであっても、局部的に脆弱な部分が無く全体が耐圧変形性能を保持する強度をもつ肉厚に形成されていれば実用上差支えない。
【0018】
本発明にいう管体Pを形成する合成樹脂素材またはゴム素材の硬度は、製造する管体の大きさや使用場所等によって任意の硬度のものを選定使用すればよい。しかしながら、地中に埋設して使用する管の場合には管壁1に受ける外圧を考慮して十分な耐圧偏平強度をもつ肉厚としておくことが必要である。
【0019】
以上本発明の代表的な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、本発明にいう前記の構成要件を備え、かつ、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。
【0020】
【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、断面略方形の筒部と断面略円形の筒部とが管体の軸線方向において交互に配設されている管壁の管体であって、前記方形筒部の各角部に相当する部分の原料樹脂の溶融流れ速度を小さく、方形筒部の各辺の中央部分に相当する部分の原料樹脂の溶融流れ速度を大きくしたパリソンを使用してブロー成型することにより、成型時における角部の肉厚の薄肉化を防止した構成としたものであるから、耐圧変形性に弱く破損の原因になり易い方形筒部の角隅部分が、局部的に大幅に弱くなるということがなく、所要の耐圧変形性能を備えた管体を得ることができるに至ったという顕著な効果を有する。しかも、このような管体を、製造上において生産能率の低下を招くことなく、能率よく製造できる利点をも備えているのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の管体を示す斜視図。
【図2】図1の管体の正面図。
【図3】図1の管体の右側面断面図。
【図4】図1の管体の左側面断面図。
【図5】図3のS3−S3線及びS4−S4線に沿って切断した長手方向2方向断面図。
【図6】一方の樹脂押出装置の樹脂押出口の正面図。
【図7】他方の樹脂押出装置の樹脂押出口の正面図。
【図8】パリソンの斜視図。
【図9】従来例の管体の方形筒部の主軸に垂直な部分断面図。
【図10】図9のX−X線に沿った拡大断面図。
【図11】図9の管体の斜視図。
【図12】別の従来例を示す斜視図。
【図13】図12の管体の斜視図。
【符号の説明】
1 管壁
2 方形筒部
2a 角部
2b 辺の中央部分
3 円形筒部
3a 方形筒部の角部に相当する部分
3b 方形筒部の辺の中央部分に相当する部分
Claims (1)
- 断面略方形の筒部(2)と断面略円形の筒部(3)とが管体の軸線方向において交互に配設されて管壁(1)を構成している管体(P)であって、押し出し機を2台使用し、該押し出し機によって押し出される樹脂チューブ(パリソン)における、前記方形筒部(2)の各角部(2a)…が形成される部分(3a)…の溶融流れ速度(MFRa)が、方形筒部(2)の各辺の中央部分(2b)…が形成される部分(3b)…の溶融流れ速度(MFRb)に比して小さくなるように形成され、かつ、円周方向に略均一な肉厚を有する樹脂チューブ(T)によってブロー成型されてなる合成樹脂管体。
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