JP7048330B2 - 帯状部材 - Google Patents

Description

本発明は、例えば老朽化した既設の埋設管に螺旋状にライニングされて更生管となる帯状部材に関し、特に、合成樹脂製の主帯材とこれを補強する補強帯材を含む帯状部材に関する。

老朽化した下水道管等の既設埋設管の内周面に帯状部材を螺旋状にライニングして更生する方法は公知である（特許文献１等参照）。例えば特許文献１に記載の帯状部材は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの合成樹脂製の主帯材の外周側部（螺旋管状に成形されたとき外周を向く側部）にスチール製の補強帯材が設けられている。該補強帯材の表面全体が、腐食防止のために樹脂製の被覆層で覆われている。

特開２００９－２３２９６号公報

埋設管の更生施工は、巻き癖機や製管機などの製管用機械類を用いて行われる。これら製管用機械類には一対の駆動ローラが設けられている。一対の駆動ローラによって帯状部材を主帯材側及び補強帯材側から挟み付けて巻き癖を付けたり螺旋管に製管したりする。一般に主帯材側の駆動ローラは長い円柱形状になっているのに対し、補強帯材側の駆動ローラ（機械力付与部）は、補強帯材の凹溝に挿し入れられるように円板形状になっている。該円板形状の駆動ローラから補強帯材に比較的大きな押し当て圧力（機械力）が加わる。このため、補強帯材における前記機械力を受ける部分の被覆層が損耗されやすい。被覆層が損耗されると、スチール部分の防蝕、防錆機能を損なう可能性がある。

損耗対策として、補強帯材を全体的に厚肉にすることによって傷しろを設定することが考えられるが、そうすると、成型性が悪くなり、かつ材料コスト及び製造コストが増大する。
本発明は、かかる事情に鑑み、製管用機械類からの機械力による補強帯材の損耗に対して、成型性を損なうことなく、かつコスト増大を抑えることができる対処手段を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、合成樹脂製の主帯材と、前記主帯材における外周を向くべき側部に設けられた補強帯材とを含み、かつ製管用機械類によって螺旋管に製管される帯状部材であって、
前記補強帯材が、金属からなる補強帯本体と、前記補強帯本体を被覆する樹脂からなる被覆層とを含み、かつ前記補強帯材における前記製管用機械類の機械力付与部が接する部分には、隆起層が被覆層から隆起するように設けられていることを特徴とする。

前記製管用機械類としては巻き癖機や製管機が挙げられる。巻き癖機は、帯状部材を人孔や埋設管へ引き込む際に帯状部材に巻き癖を付ける。製管機は、帯状部材における未製管の部分を製管済部分に押し込んで嵌合させる。前記機械力付与部としては、巻き癖機における前記巻き癖を付けるための駆動ローラや、製管機における前記押し込んで嵌合させるための駆動ローラが挙げられる。
例えば既設埋設管の更生施工現場において、本発明に係る帯状部材を前記巻き癖機や製管機などの製管用機械類を用いて既設埋設管の内周に沿って螺旋状にライニングする。このとき、前記製管用機械類の機械力付与部と直接的に接する隆起層は損耗され得る。一方、機械力付与部と直接には接しない被覆層及び補強帯本体については傷しろを見込んだ厚さにする必要がなく、全体的に薄肉化できる。したがって、成型性を損なうことがなく、かつコスト増大を抑えることができる。

前記補強帯材が、前記製管用機械類の駆動ローラを受け入れ可能な凹溝を有し、前記凹溝の底部に前記隆起層が設けられていることが好ましい。前記駆動ローラは機械力付与部を構成する。
更生施工の際、前記駆動ローラが、補強帯材の凹溝に挿し入れられて、凹溝の底部の隆起層に押し当てられる。隆起層は駆動ローラと直接接するために損耗され得る。一方、被覆層については損耗されないように保護できる。

前記隆起層が、前記被覆層とは異なる樹脂材質によって構成されていることが好ましい。これによって、被覆層及び隆起層がそれぞれ求められている性能に応じてその材質を選択できる。例えば被覆層の材質については曲げ加工性やコストなどを考慮して選択でき、隆起層の材質については耐擦傷性などを考慮して選択できる。

前記隆起層が、前記被覆層より硬質であることが好ましい。これによって、隆起層の損耗を抑えることができる。

本発明によれば、製管用機械類からの機械力による補強帯材の損耗に対して、成型性を損なうことなく、かつコスト増大を抑えながら対処することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る帯状部材の断面図である。 図２（ａ）は、前記帯状部材の補強帯本体を成形前の状態で示す断面図である。図２（ｂ）は、前記補強帯本体に被覆層を被覆してなる補強帯材を成形前の状態で示す断面図である。図２（ｃ）は、成型後の前記補強帯材の断面図である。 図３は、前記帯状部材によって既設の埋設管を更生施工する様子を示す断面図である。 図４は、前記更生施工に用いられる巻き癖機の駆動ローラ部を示す断面図である。 図５は、図４の円部Ｖの拡大断面図である。 図６は、前記更生施工に用いられる製管機の駆動ローラ部を示す断面図である。 図７は、図６の円部ＶＩＩの拡大断面図である。 図８は、図３の円部ＶＩＩＩの拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図３に示すように、本発明形態の帯状部材３は、老朽化した既設の埋設管１の更生に用いられる。更生対象の埋設管１は例えば下水道管である。なお、埋設管１は、下水道管に限られず、上水道管、農業用水管、ガス管等であってもよい。帯状部材３が埋設管１の内周に沿って螺旋状にライニングされることによって螺旋管状の更生管２となる。

図１に示すように、帯状部材３は、主帯材１０と、補強帯材２０を含む。主帯材１０の材質は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂である。主帯材１０は、前記合成樹脂の押出成形によって一定断面に形成され、かつ図１の紙面と直交する方向へ長尺状に延びている。主帯材１０の平坦な平帯部１１の裏面（螺旋管２となったとき外周側を向く面、図１において上面）に２つ（複数）のリブ１２，１４（突条）が幅方向（図１において左右）に離れて設けられている。平帯部１１の両端部には雌雄の嵌合部１６，１５が設けられている。雌嵌合部１６の幅方向の外側にはサブロック突片１７が斜めに突出するように形成されている。

図１に示すように、補強帯材２０は、Ｕ字断面の胴部２１と、その両端から斜めに折り返された一対の腕部２２，２４を含み、概略Ｗ字形状の一定断面に形成され、かつ図１の紙面と直交する方向へ長尺状に延びている。胴部２１の両壁と腕部２２，２４との間に２つの凹溝２５が形成されている。図４及び図６に示すように、凹溝２５は、後述する製管用機械類５，６の機械力付与部５２，６２を受け入れ可能である。

図１に示すように、補強帯材２０は、主帯材１０の裏側部（螺旋管２となったとき外周を向く側部、図１において上側部）に嵌め込まれている。各腕部２２，２４の先端部が、リブ１２，１４の中間部に係止されている。胴部２１の中央の平らな外周板部２１ａが、主帯材１０よりも外周側（図１において上側）に突出されている。
補強帯材２０によって帯状部材３の強度が高められている。

図８に示すように、帯状部材３からなる螺旋管状の更生管２において、一周違いに隣接する嵌合部１５，１６どうしが凹凸嵌合されている。かつ、サブロック突片１７の先端部が、一周違いに隣接するリブ１２の先端部に係止されている。平帯部１１が、更生管２の内周側へ向けられ、外周板部２１ａが更生管２の外周側へ向けられている。

図２（ｃ）に示すように、補強帯材２０の断面構造は、補強帯本体２３と、被覆層３０を含む。補強帯本体２３は、スチール（金属）によって構成されている。
補強帯本体２３の表面全体が被覆層３０によって被覆されている。被覆層３０は、曲げ加工しやすいように、伸びのある柔らかい材料によって構成されていることが好ましい。例えば被覆層３０の材質としては、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などの樹脂が挙げられる。更に被覆層３０には伸び性及び柔軟性を高める添加剤が添加されていてもよい。かかる添加剤として、例えばタフマー（登録商標、三井化学株式会社）などのオレフィン系樹脂が挙げられる。
被覆層３０の厚さは、０．数ｍｍ～数ｍｍであり、好ましくは１ｍｍ程度である。

図２（ｃ）に示すように、補強帯材２０における、後記機械力付与部５２，６２（図５、図７）が接する部分には、隆起層３３が被覆層３０から隆起するように設けられている。詳しくは、被覆層３０における凹溝２５の底部２５ｂの被覆層部分３２上に隆起層３３が設けられている。隆起層３３は、凹溝底部２５ｂの幅方向の大部分を覆う幅を有し、帯状部材３の長手方向（図２（ｃ）の紙面と直交する方向）に連続している。

隆起層３３の厚さ（被覆層３０からの突出高さ）は、例えば０．数ｍｍ～数ｍｍ程度であり、好ましくは１ｍｍ程度である。より好ましくは、隆起層３３の厚さ（被覆層３０からの突出高さ）は、被覆層３０の厚さとほぼ等しい。
隆起層３３の引張り強度は、好ましくは１６ＭＰａ以上である。
隆起層３３は、凹溝２５の両側部と底部２５ｂとのコーナー部２５ｃなどの曲線部には設けないことが好ましい。なお、接着性や成型性に支障が無ければ曲線部にも隆起層３３を設けてもよい。

隆起層３３の材質は樹脂であり、好ましくは被覆層３０とは異なる樹脂材質によって構成され、より好ましくは被覆層３０よりも硬い材質によって構成されている。例えば、被覆層３０の材質が直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）である場合、隆起層３３は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）によって構成されている。
更には接着強度を確保できる限り、被覆層３０の樹脂材質と隆起層３３の樹脂材質の種類ないしは系統が異なっていてもよい。例えば、被覆層３０の材質がポリエチレン（ＰＥ）であるのに対し、隆起層３３の材質がスチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体（ＡＢＳ）やエチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などであってもよい。
隆起層３３には前記伸び性及び柔軟性を高める添加剤を添加する必要が無い。

補強帯材２０は、例えば次のようにして作製される。
図２（ａ）に示すように、補強帯本体２３となるべき帯鋼板２３Ｘを用意する。
図２（ｂ）に示すように、帯鋼板２３Ｘの両側面及び両端面を含む表面全体に被覆層３０を押出成形によって被覆する。被覆層３０における凹溝底部２５ｂとなるべき被覆層部分３２には、隆起層３３を積層する。隆起層３３は、接着剤によって被覆層３０と接合してもよく、二色成形によって一体接合してもよい。
次に、図２（ｃ）に示すように、被覆済み帯鋼板２３Ｘを加熱するとともに所定形状に成形することによって、補強帯材２０を形成する。
その後、補強帯材２０が主帯材１０に嵌め込まれることによって、帯状部材３となる。帯状部材３は、外周板部２１ａが外周側を向き、かつ平帯部１１が内周側を向くようにして、巻取ドラムに巻かれるか、ドラムレスでコイル状に巻回される。

図３に示すように、既設埋設管１の更生施工現場においては、前記巻回された状態から繰り出された帯状部材３が巻き癖機５に導入される。
図４に示すように、巻き癖機５は、一対をなす駆動ローラ５１，５２を含む。主帯材側駆動ローラ５１は円柱形状になっている。主帯材側駆動ローラ５１の軸長は、好ましくは帯状部材３の幅寸法よりも長い。

主帯材側駆動ローラ５１の軸線と平行な軸線上に、２つの補強帯材側駆動ローラ５２（機械力付与部）が互いに離れて配置されている。補強帯材側駆動ローラ５２は、円板形状になっている。各補強帯材側駆動ローラ５２の軸長（図４において左右方向の厚み）は、凹溝２５の幅より小さい。なお、２つの駆動ローラ５２の軸長は互いに異なっているが、同じ大きさであってもよい。２つの補強帯材側駆動ローラ５２どうしの間隔は、２つの凹溝２５どうしの間隔に合わせられている。
補強帯材側駆動ローラ５２の外周面にはローレット５２ｄが形成されている

図４に示すように、駆動ローラ５１，５２によって帯状部材３が主帯材１０側及び補強帯材２０側から挟み付けられて巻き癖を付与される。図４及び図５に示すように、このとき２つの補強帯材側駆動ローラ５２が、それぞれ対応する凹溝２５に挿し入れられ、凹溝底部２５ｂの隆起層３３に強く押し当てられる。言い換えると、隆起層３３は、補強帯材側駆動ローラ５２と直接的に接して強い押し当て力（機械力）受ける。このため、隆起層３３が損耗され得る。一方、被覆層３０については、駆動ローラ５２と直接当たらないため、損耗を回避できる。

図３に示すように、巻き癖付与後の帯状部材３は、人孔４に挿し入れられるとともに、埋設管１に引き込まれて、自走式の製管機６に導入される。
図６に示すように、製管機６は、一対をなす駆動ローラ６１，６２を含む。主帯材側駆動ローラ６１は円柱形状になっている。主帯材側駆動ローラ６１の軸長は、好ましくは帯状部材３の幅寸法よりも長い。

主帯材側駆動ローラ６１の軸線と平行な軸線上に、２つの補強帯材側駆動ローラ６２（機械力付与部）が互いに離れて配置されている。補強帯材側駆動ローラ６２は、円板形状になっている。各補強帯材側駆動ローラ６２の軸長（図６において左右方向の厚み）は、凹溝２５の幅よりも小さい。なお、２つの駆動ローラ６２の軸長は互いに異なっているが、同じ大きさであってもよい。２つの補強帯材側駆動ローラ６２どうしの間隔は、２つの凹溝２５どうしの間隔に合わせられている。
補強帯材側駆動ローラ６２の外周面にはローレット６２ｄが形成されている。

帯状部材３における未製管の部分が、駆動ローラ６１，６２によって主帯材１０側及び補強帯材２０側から挟み付けられて製管済の部分に押し込まれることによって、螺旋管状の更生管２の製管が進む。図６及び図７に示すように、このとき２つの補強帯材側駆動ローラ６２が、それぞれ対応する凹溝２５に挿し入れられ、凹溝底部２５ｂの隆起層３３に強く押し当てられる。言い換えると、隆起層３３は、補強帯材側駆動ローラ６２と直接的に接して強い押し当て力（機械力）受ける。このため、隆起層３３が損耗され得る。一方、被覆層３０については、駆動ローラ５２と直接当たらないため、損耗を回避できる。

このように、埋設管の更生施工時、巻き癖機５や製管機６の駆動ローラ５２，６２との接触によって隆起層３３は損耗されたとしても、帯状部材３における隆起層３３以外の部分は損耗を回避できる。したがって、補強帯本体２３及び被覆層３０については傷しろを見込んだ厚さにする必要がなく、全体的に薄肉化できる。この結果、成型性を確保できるとともに、コスト増大を抑えることができる。

隆起層３３を被覆層３０よりも硬質材料により構成することによって、隆起層３３の損耗を抑えることができる。
補強帯本体２３の表面全体を被覆層３０によって覆うことで、補強帯本体２３の腐食を防止できる。しかも更生施工時における被覆層３０の損耗を防止することによって、腐食防止機能を確実に維持できる。
被覆層３０と隆起層３３はそれぞれ求められている性能に応じてその材質を選択できる。例えば被覆層３０の材質は曲げ加工などの成型容易性、腐食防止性やコストなどを考慮して選択でき、隆起層３３の材質は耐擦傷性などを考慮して選択できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、隆起層３３の配置場所は、必ずしも凹溝底部２５ｂに限られず、補強帯材２０における製管用機械類からの機械力を受ける部分に応じて設定される。
隆起層３３，３４の材質が、被覆層３０と同じであってもよい。隆起層３３，３４が被覆層３０と同体であってもよい。
補強帯材２０の作製方法は、実施形態のものに限られず、例えば帯鋼板２３Ｘを所定形状に成形した後、被覆層３０の被覆及び隆起層３３の形成を行なってもよい。製管用機械類の機械力付与部が接する部分だけ被覆層と一体的に厚肉成形してもよい。
主帯材１０及び補強帯材２０の断面形状は図示したものに限られず種々の断面形状を適用できる。

本発明は、例えば下水道管などの埋設管の更生に適用できる。

１ 埋設管
２ 更生管（螺旋管）
３ 帯状部材
５ 巻き癖機（製管用機械類）
５２ 補強帯材側駆動ローラ５２（機械力付与部）
６ 製管機（製管用機械類）
６２ 補強帯材側駆動ローラ６２（機械力付与部）
１０ 主帯材
２０ 補強帯材
２３ 補強帯本体
２５ 凹溝
２５ｂ 底部（機械力付与部が接する部分）
２５ｃ コーナー部
３０ 被覆層
３２ 被覆層部分
３３ 隆起層

Claims (3)

1. 合成樹脂製の主帯材と、前記主帯材における外周を向くべき側部に設けられた補強帯材とを含み、かつ製管用機械類によって螺旋管に製管される帯状部材であって、
   前記補強帯材が、金属からなる補強帯本体と、前記補強帯本体を被覆する樹脂からなる被覆層とを含み、かつ前記補強帯材における前記製管用機械類の機械力付与部が接する部分には、隆起層が被覆層から隆起するように設けられており、
   前記補強帯材が、前記製管用機械類の駆動ローラを受け入れ可能な凹溝を有し、前記凹溝の底部に前記隆起層が設けられていることを特徴とする帯状部材。
2. 前記隆起層が、前記被覆層とは異なる樹脂材質によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の帯状部材。
3. 前記隆起層が、前記被覆層より硬質であることを特徴とする請求項１又は２に記載の帯状部材。

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