JPH0692132B2 - プラスチックス螺旋巻き二重管及びその製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は推進工法に使用でき、地中排水管として内外か
らの強い圧力に耐性があり、且つ水密性を有する様なプ
ラスチックス製螺旋巻き二重管及びその製造法に係る。

（ロ）従来の技術および発明が解決しようとする課題 従来より下水道管敷設工事、水道管敷設工事等には掘削
工法（又は開削工法）が一般的であるが、地表面より掘
削して溝を掘るため、工事中は道路を閉鎖しなければな
らず、最近ではその掘削工法とは異なり、一ケ所に縦孔
を堀り、そこから回転カッター式機械掘削推進機で横穴
を堀り、この横穴に鋼管、ヒューム管を押込む推進工法
が多く用いられる様になってきている。しかし鋼管、ヒ
ューム管は重量が大きく、屈曲性に乏しいために硬質の
プラスチックス製管がそれらに代って使用される様にな
ってきている。この目的に従来使用されている硬質プラ
スチックス管はむくのプラスチックス管、コルゲート管
であったがむくのプラスチックス管はその重量の割りに
は耐圧強度が低く、コルゲート管は外面に凹凸がある
為、横穴に押込む際の抵抗が大きく困難を伴うし、又外
面に傷が付き易く水漏れの懸念もある。

その為に外面も平滑にするのが好ましいと考えられる。
その様なものとしては例えば略角形で、上下壁面に対称
的にそれぞれ凹段部を設け、かつ上下対角位置にそれぞ
れひれ片を設けた管状体を螺旋状に巻回融着させ、その
際、凹段部とひれ片とを対応させて平滑にした合成樹脂
管（実開昭48−25214号）が知られており、又目的は異
なるが外面平滑な管としては実公昭55−43704号のもの
が知られている。

しかし実公昭48−25214号のものはプラスチックス成形
技術からみると、互いに接する管状体の側壁面同志の融
着は困難でその強度、水密性を確実に保持させるには相
当の工夫が必要であり、一方実公昭55−43704の如く波
付き管の外面にその凹凸を埋めて外面を平滑にする如き
外側管を嵌合させる２重管は、手作業で可能であっても
大量生産方式に向かないものと考えられる。

他方螺旋巻きの方法でプラスチックス製管を作る方法が
知られている。例えば特公昭60−4772号、特開昭60−18
333号を挙げることができる。これらは押出成型機から
溶融状態のプラスチックスの帯状部材を押出して芯金に
供給し、それらの端部が互いに重なる程度に重ね巻きし
相互に融着させた物を芯金軸方向に順次移動させて行く
ことによってプラスチックス螺旋巻き管を形成する。該
帯状部材を押出方向に連続した膨出部を持つ形状即ちひ
れ付きコの字状又はひれ付きロの字状とし、これを相互
に重なるようにし、重なり具合を適当にすれば補強の為
の中空条が螺旋状に巻き回された螺旋巻き管が形成でき
る。このような螺旋巻き管は補強条により耐圧強度が大
きく、しかも補強条が中空であるために重量も軽い。し
かしこの様な方法で得られる管は内面は平滑であるが、
外面は膨出部によって凹凸があってこのままで推進工法
に使用すると土壌との摩擦が大きく推進に多大のエネル
ギーを要すると共に、膨出部に傷が付き易い欠点があ
る。

本発明はかかるプラスチックス螺旋巻き管及びそれの製
造技術を利用して、推進工法用として好適な二重管及び
それの製造技術を開発したものである。

（ハ）課題を解決するため手段 本発明は、プラスチックス帯状体を螺旋状に捲回しつ
つ、その帯状体の内部にその帯状体の長手方向に沿って
可撓性補強部材を挿入して一体に形成された内管部と、
この内管部の表面に一体に形成された螺旋凸状部と、こ
の螺旋凸状部の最外周面を結んで形成される想定円筒面
上に前記内管部とは別体のプラスチックスフィルムまた
はシートを螺旋状に捲回しつつ、前記螺旋凸状部に一体
に形成した略円滑な外管部とからなるプラスチックス螺
旋巻き二重管である。

また本発明は、プラスチックス帯状体を螺旋状に捲回し
つつ、その帯状体の表面にその帯状体の長手方向に沿っ
て補強用中空部を区画して一体に形成された螺旋凸状部
を有する内管部と、この螺旋凸状部の最外周面を結んで
形成される想定円筒面上に前記内管部とは別体のプラス
チックスフィルムまたはシートを螺旋状に捲回しつつ、
前記螺旋凸状部に一体に形成した略円滑な外管部とから
なるプラスチックス螺旋巻き二重管でなる。

すなわち、本発明は螺旋状に重ね巻き接合して特定の二
重管を形成し、しかもその外管部を略平滑に構成するこ
とによって、土壌中への圧入を容易にすると共に、土壌
中に加わる大きな圧力に耐えられるようにするものであ
る。

本発明は、別の観点によれば、円筒状のマンドレルの周
囲に、押出機から溶融状態のプラスチックス帯状体をそ
の断面が屈曲状又は中空状になるように供給して、一部
を重ね合わすように螺旋状に捲回し、それによって内管
部とこの内管部の外側の螺旋凸状部とを一体に形成し、
次いでその螺旋凸状部の最外周面を結んで形成される想
定円筒面上に予め成形されたプラスチックスフィルム又
はシートを供給するか、押出機から溶融状態のプラスチ
ックスフィルム又はシートを供給して、螺旋状に重ね巻
きし溶着して略円滑な外管部を一体に形成することを特
徴とするプラスチックス螺旋巻き二重管の製造法を提供
できる。すなわち、まず円管部及び螺旋凸条部を螺旋状
に重ね巻き接合して形成し、次いでその螺旋凸条部の外
周面にプラスチックシート又はフィルムを螺旋状に重ね
巻きして形成する。

ここで、内管部と螺旋凸条部とは、プラスチックス帯状
体の断面を、コの字状部分とその自由端から一体に延び
るひれ部分とで構成することによって容易に形成でき
る。一方略平滑な外管部はプラスチックスフィルム又は
シートを螺旋状に重ね巻きし溶着して形成できる。フィ
ルム又はシートは予め成形されたもので、押出機から溶
融状態で供給されたものでもよく、肉厚は0.5〜30mm、
好ましくは1.0〜10mmに設定される。なお、二重管の外
径は50〜3000mmである。以上のごとき外管部は、溶融状
態の合成樹脂帯状体で形成される中空部分に連続芯材を
挿入して螺旋凸状部の保形を行う場合、連続芯材をその
螺旋凸状部の最外周部分を切裂いて取り出したときの切
裂部を閉塞するキャップの役目をする。

（ニ）実施例 まず本発明のプラスチックス螺旋巻き二重管の概略（膜
式）構造をその軸に平行な断面で示すと第１図の如くで
あって、螺旋巻きで形成された内壁１（内管部）と、略
平滑な外壁２（外管部）と、その中間部にあって両管を
接続した螺旋状の帯状壁３（内管部に対する螺旋凸状
部）とより構成されている。

その細部の具体的構造例は壁部分の拡大断面略図を第２
図（１）〜（７）に示した如く、製造手段により幾つか
の形態がとれる。

第２図（１）では、断面がひれ付きコの字状の帯状体４
を螺旋状に重ね巻きして中空部５を持ったコルゲート管
（内管部とこの表面に一体に形成された螺旋凸状部とか
らなる。もちろんこの螺旋凸状部には螺旋凸状部が沿っ
て形成されている。）の中空体の外側面６をつないで形
成される想定円筒面にフィルム７を螺旋状に重ね巻きし
て略平滑な表面の二重管が形成されている。

第２図（２）では、第２図（１）と同様にして断面がひ
れ付きコの字状の帯状体４を螺旋状に重ね巻きして中空
部５を作る際に中空部５内に保形用の柔軟な連続芯材
（以下「保形ベルト」と略す。）を間挿乃至嵌合して冷
却後中空部５の外側中央部を切裂いて保形ベルトを取り
出し、第２図（１）と同様にフィルム７を螺旋状に重ね
巻きして略平滑な表面の二重管が形成されている。本図
では帯状体４がコの字の一部に予めリブ８を設けた物を
使用して、そのリブ８の中央部で切裂いた場合を示して
いる。

第２図（３）の二重管は第２図（２）に於いて切裂き部
にキャップ帯９を被せた後、第２図（１）と同様にフィ
ルム７を螺旋状に重ね巻きした物である。

第２図（４）の二重管は、断面がひれ付きコの字状の帯
状体の一変型である、１つのひれ付きコの字状の帯状体
４を螺旋状に重ね巻きして中空部５を持ったコルゲート
管を形成し、その中空部５の外側面６をつないで形成さ
れる円筒面にフィルム７を螺旋状に重ね巻きして表面を
略平滑に形成されている。第２図（５）では、断面がひ
れ付きコの字状の帯状体で、そのコの字の向きが反対に
なった一変型帯状体４を螺旋状に重ね巻きして二重管を
作り、その外側面つないで形成される円筒面にフィルム
７を螺旋状に重ね巻きして表面を略平滑に形成されてい
る。

第２図（６）の二重管では、帯状体４の内部に予め成形
された可撓性補強材としての補強管4aが供給されて台形
状断面の螺旋凸状部を形成し、その螺旋凸状部の少なく
とも２以上の隣接する外周面にわたってプラスチックシ
ートが重ね巻きされ、表面が略円滑に仕上げられる。な
お、帯状体の螺旋凸状部の断面形状は、この例の台形以
外に四角形、山形、半円形などであってもよい。

第２図（７）の二重管では、第２図（６）のものに加え
て、隣接する帯状体４・４の接合部に沿ってコ字状断面
（円，正方形など種々の断面をとり得る）の細長いステ
ンレス鋼製の金属部材4bを連続して供給している。この
金属部材4bは補強用のほかに、次のように接合部の接合
不良検出用としても利用できる。すなわち、コルゲート
管がマンドレル上に保持される間（プラスチックシート
を巻回する前の段階）、コルゲート管の接合部の外周端
に、高圧、高周波発生装置の誘電端子を外部から近接さ
せて、この誘電端子と金属部材との間の安定スパークの
発生を監視すれば、接合部の密着性又は接合性を確認で
きる。

なお、第２図（７）の二重管のプラスチックスシートの
接合部にも、細長い金属部材、例えば円形断面のピアノ
線を挿入できる。

本発明の螺旋状巻き二重管を製造する為の装置としては
各種の物が使用できるが、第３図に、最も多層の積層さ
れている第２図（３）の場合の装置例を示した。

次にこの装置及びその動作に就いて第３〜５図で説明す
るが、第３図は装置全体の上面略示図、第４図は帯状体
の断面略示図、第５図は形成されつつある管の壁部の断
面略示図である。主押出成型機10から溶融状態で押出さ
れた断面が第４図に示した如きひれ付きコの字状のプラ
スチックス（硬質ポリエチレン樹脂）の帯状体４を、芯
金（マンドレル）上に重ね巻きするのであるが、帯状体
４は平板状に押出したものを成形ガイドに当ててコの字
状膨出部11形成しても良く又押出成形口金自体をコの字
状膨出部11を有する帯状体４の断面形状（第４図の如き
形状）に対応するようにしても良く任意である。本装置
は原理的には形成されるべき管の内面に接する位置に円
筒状に配列された多数のロール群12−1,12−2,12−3,12
−４……を設け、該ロールは略々同一円筒面内で軸13
（形成されるべき管の軸でもある）にたいして夫々一定
角度で傾斜して設け、このロール群は駆動装置14によっ
て一斉に駆動されており、押出された帯状体４を巻き取
る方向に帯状体を若干引っぱり意味の速度で、且つ全ロ
ールは同一の速度で回転させ、巻き取った帯状体４はロ
ール群12の傾斜によって軸方向に移動させられるので、
傾斜の程度を調節しておけば一巻き後の帯状体４が一定
の重なりで巻き上げられることになる。巻き上げながら
コの字状膨出部11内には保形ベルト15を間挿乃至嵌合す
る。保形ベルト15は例えばゴム製Ｖベルト、スプリング
ワイヤー等である。帯状体４と保形ベルト15との動作を
説明する為に第３図に於いて形成されつつある管の壁部
の断面を第５図に示した。帯状体４を芯金に巻き付ける
最初の段階で帯状体４の膨出部11に嵌込んで共に巻き付
けることで膨出部11と一回り前の帯状体４の平面部16と
で形成される中空部内に保形ベルト15が封じ込められる
事になり、数回転は封じ込めたままとした後、膨出部先
端中央部をカッター17で切り開き保形ベルト15は数回転
は巻いたままとした後、とり出される。取り出した保形
ベルト15は冷却ガイドローラ18に巻き取り、順次最初に
帯状体４と共に巻きこむ位置に移動する事で無端連続芯
材としておくのが良い。尚膨出部の11の外面即ち製品で
言えば膨出部の11で形成される山部間の谷部即ち第２図
（３）の19に於ける１回り前の帯状体４との接合を強固
にするために押圧ベルト20を保形ベルト15と同様の機構
で、形成されつつある管に巻きつけ連続的に押圧するよ
うにすると良い。図に於いては保形ベルト15を取り出す
前に押圧ベルト20を取り出している。保形ベルト15を取
り出した切裂き部21は自然に略々原型に戻るので、ここ
に別のキャップ帯押出成型機22から押出したキャップ帯
９を押出し被覆する。キャップ帯９は押出樹脂流を切裂
き部21上に流下させる様にするが、結合を強固にするた
めにキャップ帯９を被せる直前に膨出部11をヒーター24
で加熱しておくとか、キャップ帯９を被せた後、押えロ
ール23によって押え付けても良い。

ヒーター24に於ける加熱方法としては熱風の吹付け、遠
赤外線ヒータ等種々の局所加熱の方法が使用できる。し
かる後平面帯状のフィルム７を別のフィルム押出成型機
25から押出しながらキャップ帯９の外側面をつないで形
成される想定円筒面にフィルムを螺旋状に重ね巻きして
外管を形成するが、フィルム７はその幅を被せるべき管
の膨出部11の二つ以上に跨がる幅として、多層に重ね巻
きする。更にフィルムの幅を広くして例えば膨出部の３
〜４つにまたがって複数回重ね巻きして外管を形成して
もよい。

第３図の装置で示した芯金は簡単に管口径および螺旋ピ
ッチが一定のものを作る装置であるが、これを任意の管
口径および螺旋ピッチの螺旋巻き管を作れる様にするに
は円筒状ロール群が形成する筒の直径を調節できる様に
すればよく、螺旋巻き管のピッチを変えるにはロール群
が螺旋巻き管の軸に対してなす角度を調節可能とすれば
良く、当業者ならば各種のメカニズムを組合せて簡単に
できることであるので説明を省略する。

第２図（１）の場合には第３図の装置に於て保形ベルト
15、キャップ帯押出成型機22、カッター17の使用を取り
止めれば良く、第２図（２）の場合には第３図の装置に
於てキャップ帯押出成型機22の使用を取り止めれば良
い。

第２図（４）の場合には第３図の装置に於いて主押出成
型機械10の口金を第２図（４）に対応するひれ付きロの
字状とした上で、保形ベルト15、キャップ帯押出成型機
22、カッター17の使用を取り止めれば良い。

第２図（５）の場合には第３図の装置に於て主押出成型
機10の口金を第２図（５）に対応する変型コの字状とし
た上で、キャップ帯押出成型機22、カッター17の使用を
取り止めれば良い。

なお、本発明のプラスチックス螺旋巻き二重管は接合す
る場合には例えば第６図（１）の如く外挿式のパッキン
グ26が使用できるため、第６図（２）の如く従来のプラ
スチックス螺旋巻き管の様に内挿式パッキング27でない
と使用できないのに比してパッキングの管内への出っ張
りが少なく、管内の流れを阻害することが少ない。

本発明のプラスチックス螺旋巻き二重管の製造に付いて
は従来のプラスチックス螺旋巻き管の製造法を本質的変
えることなく製造できるので生産性が良い。

ここで本発明の管のすぐれた耐圧強度を実施例によって
示す。

実験例 第３図に示す製造装置を使用して本発明品の一例として
の第７図（１）を成形した（但し、キャップ押出成型機
22を使用していない）。一方、比較例として第７図
（２）に示すものは、第３図における保形ベルト15、カ
ッター17、フィルム押出成型機25を使用していない。

ｉ）製造条件 イ．主押出成型機 シリンダー温度 170〜190℃ 口金温度 180℃ ロ．フィルム押出成型機 シリンダー温度 180〜200℃ 口金温度 220℃ ii）使用樹脂 高密度ポリエチレン（比重0.95） （帯状体及びシート） iii）試料 上記の各条件で内径450m/mφの管を得た。

但し、帯状体の肉厚は1.2mm、螺旋状凸条の外幅は約31m
m、高さは30mm、シートの肉厚は0.6mmである。

iv）耐圧試験条件 イ．試験機 （株）東洋精機製作所製 コンプレッションテスター 型式T5−Ｓ ロ．測定温度 23±１℃ ハ．圧縮速度 10mm/min ニ．試料長さ 500m ホ．試料数 各５ ｖ）耐圧試験結果 vi）以上の耐圧試験結果が示すように、本願発明管［第
７図（１）］は比較管［第７図（２）］に比較して耐圧
強度が約30％増強されている。

（ホ）発明の効果 本発明に係るプラスチックス螺旋巻き二重管は外表面が
平滑であるので、推進工法で敷設する下水道管、水道管
等に使用する場合、軽量である事と相俟って敷設が簡単
で又管自体の敷設時の損傷が少なく、敷設後は内外から
の強い圧力に耐える強度があり、且つ水密性が良好であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラスチックス螺旋巻き二重管の一例
の一部切欠側面構造略示図、第２図（１）〜（７）は本
発明の管の各種実施態様例を示す管の壁部の断面略示
図、第３図はそれらの実施態様例の管の製造装置の一例
を示す上面略示図、第４図は帯状体例の断面略示図、第
５図は第３図の形成されつつある管の紙面に平行な断面
略示図、第６図（１）は本発明の管の接続部例を示す断
面略示図、第６図（２）は従来の螺旋巻き管の接続部を
示す断面略示図、第７図（１）は本発明のプラスチック
ス螺旋巻二重管の一例として実施例で用いたものの第２
図（１）相当図、第７図（２）は同じく比較例として用
いたものの前図相当図である。 １……内壁（内管部）、２……外壁（外管部）、 ３……帯状壁（螺旋凸状部）、 4a……補強管、５……中空部、 ７……フィルム。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチックス帯状体を螺旋状に捲回しつ
   つ、その帯状体の内部にそのの帯状体の長手方向に沿っ
   て可撓性補強部材を挿入して一体に形成された内管部
   と、この内管部の表面に一体に形成された螺旋凸状部
   と、この螺旋凸状部の最外周面を結んで形成される想定
   円筒面上に前記内管部とは別体のプラスチックスフィル
   ムまたはシートを螺旋状に捲回しつつ、前記螺旋凸状部
   に一体に形成した略円滑な外管部とからなるプラスチッ
   クス螺旋巻き二重管。
2. 【請求項２】プラスチックス帯状体を螺旋状に捲回しつ
   つ、その帯状体の表面にその帯状体の長手方向に沿って
   補強用中空部を区画して一体に形成された螺旋凸状部を
   有する内管部と、この螺旋凸状部の最外周面を結んで形
   成される想定円筒面上に前記内管部とは別体のプラスチ
   ックスフィルムまたはシートを螺旋状に捲回しつつ、前
   記螺旋凸状部に一体に形成した略円滑な外管部とからな
   るプラスチックス螺旋巻き二重管。
3. 【請求項３】円筒状のマンドレルの周囲に、押出機から
   溶融状態のプラスチックス帯状体をその断面が屈曲状又
   は中空状になるように供給して、一部を重ね合わすよう
   に螺旋状に捲回し、それによって内管部とこの内管部の
   外側の螺旋凸状部とを一体に形成し、次いでその螺旋凸
   状部の最外周面を結んで形成される想定円筒面上に予め
   成形されたプラスチックスフィルム又はシートを供する
   か、押出機から溶融状態のプラスチックスフィルム又は
   シートを供給して、螺旋状に重ね巻きし溶着して略円滑
   な外管部を一体に形成することを特徴とするプラスチッ
   クス螺旋巻き二重管の製造法。
4. 【請求項４】溶融状態で供給されるプラスチックス帯状
   体の断面が、コの字状部分と、この部分の少なくとも１
   つの自由端から一体に延びるひれ部分とからなり、前記
   コの字状部分が螺旋凸状部を、前記ひれ部分が内管部を
   それぞれ形成する請求項３に記載の製造法。
5. 【請求項５】円筒状のマンドレルの周囲に、押出機から
   溶融状態のプラスチックス帯状体を供給して、一部を重
   ね合すように螺旋状に捲回し、その際予め成形された補
   強管を前記プラスチックス帯状体の内部に連続的にかつ
   同時に供給して表面に螺旋凸状部を形成し、次いでその
   螺旋凸状部の最外周面を結んで形成される想定円筒面上
   に、予め成形されたプラスチックスフィルム又はシート
   を供給するか、押出機から溶融状態のプラスチックスフ
   ィルム又はシートを供給して、螺旋状に重ね巻きし溶着
   して略円滑な外管部を一体に形成することを特徴とする
   プラスチックス螺旋巻き二重管の製造法。
6. 【請求項６】円筒状のマンドレルの周囲に、押出機から
   溶融状態のプラスチックス帯状体をその断面が中空状に
   なるように供給して、一部を重ね合すように螺旋状に捲
   回し、それによって内管部とこの内管部の外側に螺旋凸
   状部とを一体に形成し、 その際溶融状態の合成樹脂帯状体で形成される中空部分
   に連続芯材を挿入して螺旋凸状部の保形を行い、その後
   螺旋凸状部の最外周部分を切裂いてその連続芯材を取り
   出し、 次いでその螺旋凸状部の最外周面を結んで形成される想
   定円筒面上に、予め成形されたプラスチックスフィルム
   又はシートを供給するか、押出機から溶融状態のプラス
   チックスフィルム又はシートを供給して、螺旋状に重ね
   巻きし溶着して略平滑な外管部を一体に形成することを
   特徴とするプラスチックス螺旋巻き二重管の製造法。