JP6030881B2 - 波付合成樹脂管 - Google Patents

Description

本発明は、凹凸波付された管壁を有する合成樹脂管に関する。特に、両端部に接続部を一体に成形した波付合成樹脂管に関する。

大径部と小径部がリング状または螺旋状の凹凸状に形成された管壁を有する波付合成樹脂管は、地中に埋設されたり地上の屋内に配設されたりして、光ファイバーケーブルや電力ケーブルを収容保護するための保護管路として使用されている。

これら保護管路は、複数の波付合成樹脂管を接続して敷設される。例えば、波付合成樹脂管は接続部材（管継手）によって接続される。特許文献１には、螺旋状の波付合成樹脂管の端部に、ワンタッチ接続が可能な接続部材をねじ込んで取り付けたのちに、接続部材のワンタッチ接続機能により、波付合成樹脂管同士を接続することが開示されている。

また、波付合成樹脂管の両端に接続部を一体成形しておくと、管の接続・敷設作業が簡単になって便利である。特許文献２には、互いに接続可能な接続部が両端に一体形成された波付合成樹脂管が開示されており、接続部の一方に弾性変形可能なＣ字状のリング部材を設けて、他方の接続部先端の傾斜拡径面がこのリング部材を押し広げて接続部奥に向かって押し込まれ、リング部材を通過すると、リング部材と傾斜拡径面の後縁が互いにロックされて、接続部の接続がワンタッチで完了することが開示されている。また、特許文献３には、接続部が両端に一体形成された螺旋状波付合成樹脂管であって、接続部を挿入して軸周りに相対回転させることによって接続操作を完了できるような波付合成樹脂管が開示されている。

特開２００７−１２７１７０号公報 特開２００６−３２２４９１号公報 特開２０１０−１２１７４４号公報

発明者らは、特許文献３に開示されたような、管本体部の両端に接続部が一体成形された螺旋状波付合成樹脂管について検討を進めた。そして、管本体部が螺旋状凹凸波付けされた管である場合には、以下のような課題があることを発見した。
管の本体部分が螺旋状波付管に形成されていると、接続部と本体部が連続している部分では、管の断面を周方向に均一にすることができない。すなわち、周方向の特定の位置では、螺旋状波付形状の大径部が接続部に連続し、周方向の別の位置では、螺旋状波付形状の小径部が接続部に連続し、周方向のさらに別の位置では、螺旋状波付形状の縦壁部分が接続部に連続する構造とならざるをえない。例えば、図６には、従来技術における接続部と本体部が連続する部分の断面図であるが、本体部の螺旋状波付形状に起因して、図の上側と下側では断面形状が大きく異なっていることがわかる。

そして、このように、接続部と本体部が連続する部分の断面が周方向に変化していると、接続部の強度や剛性が、周方向に変化してしまうことが判明した。接続部の強度や剛性が周方向に変化し、均一でないと、外力や圧力を受けた接続部がゆがんだ変形をして、連結された接続部のシール性を損なうおそれがある。また、管が埋設される姿勢（管軸周りの回転姿勢）によって、接続部の強度や剛性が変化してしまい、管の接続強度やシール性が不安定なものとなり、強度やシール性の試験や確認、管理に不備をきたすおそれもある。

本発明の目的は、端部に接続部が一体に設けられた螺旋状波付合成樹脂管において、接続部の強度や剛性の周方向の変化を小さくして、管の接続部のシール性や強度を安定化することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、接続部と螺旋状凹凸波型に形成された本体部との間に、所定高さのリング状凹凸波型に形成された移行部を設け、オス接続部やメス接続部の単位長さあたり質量を本体部よりも大きくすると、上記目的を達成できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、螺旋状の凹凸波型に形成された管壁を有する本体部と、本体部の両端に一体に形成され互いに嵌合して接続可能な形状に形成されたオス接続部とメス接続部とを有する波付合成樹脂管であって、オス接続部と本体部の間、及びメス接続部と本体部の間には、それぞれリング状の凹凸波型に形成された移行部が設けられており、波付合成樹脂管の管軸方向単位長さあたりの質量が、本体部における質量よりも、オス接続部およびメス接続部における質量が、１０〜５０％大きく、前記移行部は円筒状の大径部と円筒状の小径部を有しており、大径部と小径部とが半径方向に隔たる距離が、本体部管壁の凹凸波型の深さと同程度とされた波付合成樹脂管である（第１発明）。

本発明においては、移行部のリング状凹凸波型のピッチが、本体部の螺旋状凹凸波型のピッチよりも小さくされることが好ましい（第２発明）。また、本発明においては、管軸方向単位長さあたりの質量が、接続部における質量よりも、本体部における質量が小さくされることが好ましい（第３発明）。また、本発明においては、移行部は円筒状の大径部と円筒状の小径部を有しており、大径部と小径部とが半径方向に隔たる距離が、本体部管壁の凹凸波型の深さと同程度とされることが好ましい（第４発明）。

本発明の波付合成樹脂管（第１発明）によれば、接続部の強度や剛性の周方向の変化を小さくして、管の接続部のシール性や強度を安定化できる。また、移行部の大径部と小径部とが半径方向に隔たる距離が、本体部管壁の螺旋状凹凸波型の深さと同程度とされているので、管の内径寸法や外形寸法を実質的に変えることなく、より効果的に接続部の強度や剛性の周方向の変化を小さくすることができる。

さらに、第２発明のように、移行部のリング状凹凸波型のピッチを相対的に小さくした場合には、移行部の管軸方向の寸法をコンパクトなものとしながら、効果的に接続部の強度や剛性の周方向の変化を小さくできるという効果が得られる。また、第３発明のようにすれば、より効果的に接続部の強度や剛性の周方向の変化を小さくすることができる。

本発明の第１実施形態の波付合成樹脂管を示す一部断面図である。 本発明の第１実施形態におけるオス接続部付近の構造を示す一部断面図である。 本発明の第１実施形態におけるメス接続部付近の構造を示す一部断面図である。 本発明の第１実施形態におけるオス接続部とメス接続部の接続構造及び接続方法を示す図である。 本発明の第２実施形態の波付合成樹脂管を示す一部断面図である。 従来の波付合成樹脂管の接続部付近の断面図である。

以下図面を参照しながら、通信ケーブル用保護管路として使用される地中埋設管である波付合成樹脂管を例として、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。

図１は、本発明の波付合成樹脂管を示す一部断面図である。図１では、上側半分を断面図として示し、下側半分を外形図として示している（以下の図においても同様の一部断面図で示すことがある）。
波付合成樹脂管１は、螺旋状の凹凸波型に形成された管壁を有する本体部１１の両端部に、互いに嵌合して接続可能な形状に成形されたオス接続部１２とメス接続部１３とが、合成樹脂により一体に成形された管部材である。そして、オス接続部１２と本体部１１の間には、移行部１４が設けられ、同様に、メス接続部１３と本体部１１の間にも、移行部１４が設けられている。

波付合成樹脂管１は、全体の長さが例えば５ｍ程度の長さを有する直線状に形成された管部材である。また、オス接続部１２の本体部１１に近い部分の外周には、シール部材４が取り付けられており、メス接続部１３の内側には、ロック部材５が取り付けられている。

本発明の波付合成樹脂管１は、複数の波付合成樹脂管１、１を直列状に並べて、互いに隣接する波付合成樹脂管１、１のオス接続部１２とメス接続部１３を挿入し接続することによって、一連の管路を形成し、光ファーバーケーブルや電力線を収蔵保護する保護管路として、地中に埋設するなどして使用できる。形成した管路を複数本束ねて使用することもできる。

本体部１１は、管の中心から外側に向かって突出するように設けられた大径部１１１と管中心に向かって凹入するように設けられた小径部１１２とが凹凸条をなすように交互に螺旋状に設けられた管壁によって形成された中空管状部分である。大径部１１１と小径部１１２は一定の外径と内径を有する略円筒状に設けられることが好ましい。この螺旋状凹凸波型によって、本体部１１には、可撓性を持たせることが好ましい。

波付合成樹脂管１を形成する合成樹脂材料は、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂やポリ塩化ビニル樹脂などの合成樹脂材料、特に、管の成形性に優れる熱可塑性樹脂で、ゴムや軟質合成樹脂と比較して硬質の樹脂が好ましく使用できる。本実施形態においては、波付合成樹脂管１は高密度ポリエチレン樹脂により形成されている。

図２にはオス接続部付近の構造を、図３にはメス接続部付近の構造を、それぞれ一部断面図で示す。
移行部１４は、本体部１１とオス接続部１２の間、及び本体部１１とメス接続部１３の間に設けられた中空の管状部分である。移行部１４では、管壁がリング状の凹凸波型に形成されている。すなわち、移行部１４は、管の外側に位置する略円筒状の大径部１４１と管の内側に位置する略円筒状の小径部１４２とが、管軸方向に交互に並んで、大径部１４１と小径部１４２の間が、縦壁部分１４３で接続されて構成される、リング状の凹凸波型となっている。本実施形態においては、大径部１４１が２条、小径部１４２が２条設けられている。

移行部１４の管軸方向の長さは特に限定されないが、本体部１１の螺旋状凹凸波型のピッチの１倍〜３倍程度の長さに設けられることが好ましい。
また、本実施形態においては、移行部１４のリング状凹凸波型のピッチは、本体部１１の螺旋状凹凸波型のピッチよりも小さく、好ましくは１／４〜３／４程度にされている。

また、本実施形態においては、移行部１４の大径部１４１と小径部１４２とが半径方向に隔たる距離は、本体部１１管壁の螺旋状凹凸波型の深さと同程度とされている。換言すれば、移行部１４の大径部１４１と本体部１１の大径部１１１とは、半径方向に略同一の位置に配置され、移行部１４の小径部１４２と本体部１１の小径部１１２とは、半径方向に略同一の位置に配置されている。

また、本実施形態においては、大径部１４１と小径部１４２は、ともに、管の軸と中心軸が一致する円筒状とされており、移行部１４の管軸方向に沿う断面形状は、周方向に同一となっている。大径部１４１や小径部１４２の形状は、必ずしも完全な円筒状である必要はなく、略四角形状、略六角形状、略八角形状など、多角形状であっても良いが、略八角形状以上の多角形状であることが好ましく、円筒形状であることが特に好ましい。また、大径部１４１と小径部１４２は必ずしも同心に配置されている必要はないが、同心状に配置されていることが好ましい。

オス接続部１２とメス接続部１３は、波付合成樹脂管１の両端に設けられ、管が接続される場合には、オス接続部１２とメス接続部１３とが互いに嵌合しあう。
図４には、本実施形態における、オス接続部１２とメス接続部１３の接続構造及び接続方法を示している。

オス接続部１２は、接続された際に、メス接続部１３よりも管の内周側に位置する。オス接続部１２には、小径円筒部１２１と、オス接続部の端部に設けられたテーパ部１２２、小径円筒部１２１から外側にリング状に突出して設けられた環状突出部１２３が設けられている。環状突出部１２３と移行部１４の間の部分はシール取付部１２４とされている。シール取付部１２４には、後述するシール部材４が取り付けられており、オス接続部とメス接続部が接続された際に、両者の間をシールする。

シール部材４はリング状に形成されたシール部材である。本実施形態においては、シール部材４は吸水膨張性を有する不織布素材によって構成されており、オス接続部１２のシール取付部１２４の外周面に貼着一体化されている。適度なシール性が得られれば、シール部材４は、ゴム製のＯリングや、リップを有する環状パッキンなどであっても良い。なお、シール性が要求されない場合には、シール材４はなくても良い。

メス接続部１３は、接続された際に、オス接続部よりも管の外周側に位置する。メス接続部１３には、大径円筒部１３１と、ロック部１３２、シール部１３３が設けられている。管を接続した際に、メス接続部１３がシール部材４と対向する部分は、メス接続部のシール部１３３とされ、円筒状に形成されている。すなわち、管が接続された際には、シール部材４が、オス接続部のシール取付部１２４とメス接続部のシール部１３３との間に挟持されて、シール性を発揮する。

メス接続部のロック部１３２は、メス接続部の外周側に向けリング状に張り出すように設けられている。ロック部１３２の内側には、後述するロック部材５が配置されている。ロック部材５はロック部１３２によって、管軸方向の動きを規制されており、管が接続された際には、ロック部材５とオス接続部のテーパ部１２２端縁が係合して、オスメス接続部の離脱を阻止する。

本実施形態においては、ロック部材５は、台形断面を有する、略Ｃの字状の（すなわち周方向の一部が開かれた）リング状の部材である。ロック部材５の内周面側はテーパ面とされている。ロック部材５は合成樹脂などによって形成され、所定の弾力性を有している。ロック部材５は、メス接続部のロック部１３２の内側に配置されていて、管が接続される際には、オス接続部のテーパ部１２２によって拡径されてテーパ部１２２の通過を許容する。テーパ部１２２がロック部材５を通過すると、ロック部材５はその弾力によって、元の大きさに縮径し、この状態となると、テーパ部１２２が戻ろうとしてもロック部材５はそれを許容せず、管の接続状態がロックされる。ロック部材は、本実施形態のものに限られず、複数の舌状片を有するリング状部材などの他の形態のロック部材であってもよい。

また、本実施形態においては、波付合成樹脂管１は、管軸方向単位長さあたりの質量が、接続部（すなわちオス接続部１２、メス接続部１３）における質量よりも、本体部１１における質量が小さくなるように形成されている。好ましくは、本体部１１における質量よりも、接続部１２，１３における質量が、１０〜５０％程度大きくなるようにされる。なお、管軸方向単位長さあたりの質量は、接続部と本体部の間で同じ程度であっても良い。

図４には、本実施形態におけるオス接続部とメス接続部の接続構造及び接続方法を示す。本実施形態の波付合成樹脂管１、１を接続する際には、まず、管軸方向に沿って、一方の管のオス接続部１２と他方の管のメス接続部が対向するように管を整列させる（図４（ａ））。そして、オス接続部１２とメス接続部１３とが嵌合するように、ロック部材５とテーパ部１２２が係合するまで挿入する（図４（ｂ））。以上の操作により、オス接続部１２とメス接続部１３は接続された状態で互いに離脱しないようにロックされ、さらにシール部材４により、オス接続部１２とメス接続部１３の間がシールされ、波付合成樹脂管１、１の接続がワンタッチで完了する。

このような操作を繰り返すことによって、複数本の波付合成樹脂管１、１を連続して接続し、長い管路を形成することができる。

本発明の波付合成樹脂管１は以下のようにして、波付合成樹脂管を製造するための公知の方法、いわゆる連続ブロー成形方法により製造できる。すなわち、金型の内面が管の外周面に対応する形状に形成された、キャタピラー状に連結された一対の金型により連続成形金型を構成し、連続成形金型を移動させながら、金型内に樹脂の押し出し成形機から溶融樹脂をチューブ状に押し出して、半溶融状態の樹脂チューブ内に高圧の空気を吹き込むことによって、または同時に金型側から空気を吸引することによって、半溶融状態にある樹脂チューブを金型内面に押し付けることにより、所定の外周面形状を有する不定長の波型合成樹脂管が製造できる。本発明の波付合成樹脂管を製造するためには、キャタピラー状に連結された一連の金型の一部を、オス接続部やメス接続部および移行部に対応する形状の金型として、該接続部、移行部が管の本体部と一体に成形された波付合成樹脂管を連続的に製造し、両端部に接続部が配置されるよう、所定位置で切断すればよい。
本製造方法によれば、定尺の波付合成樹脂管が効率的に製造できる。

なお、上記実施形態のように、管軸方向単位長さあたりの質量が、接続部１２，１３における質量よりも、本体部１１における質量が小さくなるように形成する場合には、上記連続ブロー成形において、樹脂の押出速度と連続成形金型の移動速度を調整すればよい。例えば、樹脂押出速度を一定に保ったままで、接続部が形成されるタイミングにあわせて金型の移動速度を遅くしたり、あるいは、金型の移動速度を一定に保ったままで、接続部が形成されるタイミングにあわせて樹脂の押出速度を高めたりすれば、接続部１２，１３における質量よりも、本体部１１における質量が小さくなるようにできる。そして、接続部１２，１３の肉厚よりも本体部１１の肉厚が相対的に小さく（薄く）することができる。製造工程の安定性の観点からは、前者のように金型の移動速度を調整することが特に好ましい。

本実施形態の波付合成樹脂管１の有する作用及び効果について説明する。
波付合成樹脂管１において、オス接続部１２と本体部１１の間、及びメス接続部１３と本体部１１の間には、それぞれリング状の凹凸波型に形成された移行部１４，１４が設けられている。そのため、オス接続部１２と移行部１４の部分、及び、メス接続部１３と移行部１４の部分では、断面が周方向にわたってほぼ一定断面となる。また、移行部１４はリング状の凹凸波型に形成されているため、接続部よりも強度や剛性を高めやすい。したがって、本体部１１が螺旋状に凹凸波付されたものであり、断面形状を周方向にわたって同じにできないものであっても、その影響はリング状の凹凸波型に形成された移行部１４、１４によって緩和され、オス接続部１２やメス接続部１３に及びにくくなる。

従って、移行部１４が設けられた波付合成樹脂管１によれば、端部に接続部１２，１３が一体に設けられた螺旋状波付合成樹脂管において、接続部の強度や剛性の周方向の変化を小さくできる。そして、管の接続部のシール性や強度を安定化することができる。

そして、本実施形態の波付合成樹脂管１のように、移行部１４のリング状凹凸波型のピッチが、本体部１１の螺旋状凹凸波型のピッチよりも小さくされている場合には、接続部１２，１３の強度や剛性の周方向の変化を小さくしながら、さらに、移行部１４を管軸方向に短く形成することができる。

また、本実施形態の波付合成樹脂管１のように、管軸方向単位長さあたりの質量が、接続部１２，１３における質量よりも、本体部１１における質量が小さくされた場合には、より効果的に、接続部１２，１３の強度や剛性の周方向の変化を小さくできる。

また、本実施形態の波付合成樹脂管１のように、移行部１４は、円筒状の大径部１４１と円筒状の小径部１４２を有しており、大径部１４１と小径部１４２とが半径方向に隔たる距離が、本体部管壁の凹凸波型の深さと同程度とされていると、移行部１４の剛性や強度が効果的に高められて、より効果的に、接続部１２，１３の強度や剛性の周方向の変化を小さくできる。また、このようにすれば、管の有効内径や管の外径を変えることなく、管の性能を向上できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に本発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、以下に示す実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施することもできる。

図５には、本発明の第２実施形態の波付合成樹脂管２を一部断面図で示す。
本実施形態の波付合成樹脂管２においては、移行部２４として、リング状の凹凸波型が大径部と小径部とがそれぞれ３条ずつ設けられている、リング状の凹凸波型の条数は多い方が、より効果的に、接続部２２，２３の強度や剛性の周方向の変化を小さくできる。

また、本実施形態のように、移行部２４の断面形状は、大径部や小径部の断面が円弧状となるように構成しても良い。このようにすれば、移行部における肉厚が安定しやすくなって好ましい。

なお、本実施形態においては、オス接続部２２やメス接続部２３として、特許文献３に開示があるような、挿入して回転させることにより互いにロックするような接続部が適用されている。即ち、オス接続部２２の小径円筒部２２１からは突出部２２２が半径方向外側に突出形成されており、メス接続部２３の大径円筒部２３１からは凹入部２３２が半径方向内側に凹入して形成されている。

そして、オス接続部２２やメス接続部２３の接続にあたっては、突出部２２２と凹入部２３２とが互いに干渉しないような回転姿勢で、メス接続部２３の大径円筒部２３１の内側にオス接続部２２の小径円筒部２２１を挿入し、所定の位置まで挿入したら、オス接続部２２とメス接続部２３を相対回転させて、突出部２２２と凹入部２３２とが管軸方向に並ぶようにして、接続状態をロックできる。そして、ウレタンゴムにより形成されたシール部材４’により、オス接続部２２やメス接続部２３の間のシール性を確保できる。

このように、オス接続部やメス接続部の具体的形状や、シール材の具体的形状・配置などは、公知の技術を利用しても良い。同様に、接続部のロック機構の有無やその具体的構成も、公知の技術から適宜選択可能である。

上記実施形態においては、地中埋設管について具体的実施形態を説明したが、本発明は、他の用途の合成樹脂管にも応用できる。

本発明の波付合成樹脂管は、例えば、通信ケーブルを保護するための地中埋設管として利用できて産業上の利用価値が高い。

１ 波付合成樹脂管
１１ 本体部
１１１ 大径部
１１２ 小径部
１２ オス接続部
１２１ 小径円筒部
１２２ テーパ部
１２３ 環状突出部
１２４ シール取付部
１３ メス接続部
１３１ 大径円筒部
１３２ ロック部
１３３ シール部
１４ 移行部
１４１ 大径部
１４２ 小径部
１４３ 縦壁
４ シール部材
５ ロック部材
２ 波付合成樹脂管
２１ 本体部
２２ オス接続部
２２１ 小径円筒部
２２２ 突出部
２３ メス接続部
２３１ 大径円筒部
２３２ 凹入部
２４ 移行部

Claims (3)

1. 螺旋状の凹凸波型に形成された管壁を有する本体部と、本体部の両端に一体に形成され互いに嵌合して接続可能な形状に形成されたオス接続部とメス接続部とを有する波付合成樹脂管であって、
   オス接続部と本体部の間、及びメス接続部と本体部の間には、それぞれリング状の凹凸波型に形成された移行部が設けられており、
   波付合成樹脂管の管軸方向単位長さあたりの質量が、本体部における質量よりも、オス接続部およびメス接続部における質量が、１０〜５０％大きく、
   前記移行部は円筒状の大径部と円筒状の小径部を有しており、大径部と小径部とが半径方向に隔たる距離が、本体部管壁の凹凸波型の深さと同程度とされた波付合成樹脂管。
2. 移行部のリング状凹凸波型のピッチが、本体部の螺旋状凹凸波型のピッチよりも小さくされた請求項１に記載の波付合成樹脂管。
3. 管軸方向単位長さあたりの質量が、接続部における質量よりも、本体部における質量が小さくされた請求項１または請求項２に記載の波付合成樹脂管。

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