JP2002174371A - 耐圧可撓管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多大なコストをかけることなく、内圧が２Ｍ
Ｐａを越えるような高い場合にも使用できると共に、よ
り大径、例えば内径２５０〜５００ｍｍΦ程度の大径管
としても使用可能な耐圧可撓管とその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 内面ゴム２と外面ゴム３との間に補強層
４が介在されていると共に、開口端部近傍にフランジ５
が取り付けられていて、このフランジ５より開口端部側
に位置する内面ゴム２が張り出すことによってガスケッ
トを構成する。ガスケットを取り囲むように開口端部の
内外周面にわたって剛体材製補強具７が内面ゴム２に一
体的に固着されていて、剛体材製補強具７の内周側端部
がフランジ５の内周方向延長側より前記開口端部側に位
置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐圧可撓管およびそ
の製造方法に関し、詳しくは、比較的大口径かつ耐圧力
の大きい管として使用可能な耐圧可撓管およびその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建造物に使用される空調用配管、衛生配
管、その他の配管どうしを接続するため、施工の際に融
通性が高く取り扱い易いゴム製の略円筒状をした耐圧可
撓管が多用されている。特に、近時の耐震性向上に対す
る要求の高さから、ゴム製耐圧可撓管の需要は増加する
傾向にある。このようなゴム製耐圧可撓管としては、例
えば図２に示すようなものがある。

【０００３】すなわち、このゴム製耐圧可撓管１０は、
内面ゴム２と外面ゴム３との間に、ゴム被覆した繊維補
強層４（以下、単に「補強層」ということがある）が介
在していると共に、両開口端部近傍外周面上に鋼製のフ
ランジ５が一体的に接合され取り付けられていて、これ
らフランジ５より外側、つまり開口端部側に位置する内
面ゴム２が、折り返された補強層４と共にその内部に金
属製のリング部材６を内包してガスケットを構成してい
る。このゴム製耐圧可撓管１０の接続部となる金属製フ
ランジ５は剛体であり、この接続個所をできるだけ短く
できるので、可撓部分を長くすることができるという利
点を有する。そして、この可撓部分において、圧縮、伸
張、偏心などの変位が行われることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内部を
通流する流体を多くしたい用途に使用するには、より大
径の可撓管を用いることになるが、その場合、管内を流
れる流体により端部接続部に大きな負荷がかかり、上記
従来技術のゴム製耐圧可撓管ではその部分の強度が十分
でないという問題がある。特に、高速の流体が通流する
場合のように高圧がかかる場合には、変位する個所が端
部近傍の両フランジ５，５間に挟まれた内側部分（中央
可撓部分）であるため、端部接続部に強い引込み力が作
用する。つまり、内圧により中央可撓部分に外周方向へ
の張出力がかかり、補強層４に内包されたリング部材６
を中央可撓部分に引き込むように作用する。内圧が２Ｍ
Ｐａを越えるような場合には、実際上の使用に耐え得
ず、かかる引込み力に対抗すべく端部接続部に極めて高
いシール力を必要とする。

【０００５】更に、内径の大きさに比例して内圧による
推力は大きくなり、そのため、図２に示すゴム製耐圧可
撓管１０では、高々内径２００ｍｍΦ程度までの可撓管
として使用せざるを得ず、それ以上の大径にするには、
かなり強固な接続構造を必要とし、接続施工作業にも少
なくない労力を要するので、改善の要請は強かった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点に鑑みて、多大なコストをかけることなく、内圧
が２ＭＰａを越えるような高い場合にも使用できると共
に、より大径、例えば内径２５０〜５００ｍｍΦ程度の
大径管としても使用可能なゴム製の耐圧可撓管とその製
造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は各請求項記載
の発明により達成される。すなわち、本発明に係る耐圧
可撓管の特徴構成は、内面ゴムと外面ゴムとの間に補強
層が介在されていると共に、開口端部近傍にフランジが
取り付けられていて、このフランジより前記開口端部側
に位置する内面ゴムが張り出すことによってガスケット
を構成しており、このガスケットを取り囲むように開口
端部の内外周面にわたって剛体材製補強具が前記内面ゴ
ムに一体的に固着されていて、前記剛体材製補強具の内
周側端部が前記フランジの内周方向延長側より前記開口
端部側に位置することにある。

【０００８】この構成によれば、可撓管開口端部を構成
するガスケットを取り囲むように開口端部の内外周面に
わたって剛体材製補強具が内面ゴムに一体的に固着され
ているため、たとえ流体の通流により管の内圧が高ま
り、この内圧により中央可撓部分に外周方向への大きな
張出力がかかったとしても、張出しを阻害することな
く、かつガスケット部分を管の中央可撓部分に引き込む
ことを阻止でき、接続個所での高いシール性を維持でき
る。従来技術の耐圧可撓管のように、耐圧力を増すべく
シール力を高めるため強い締め付け力でガスケットを締
め付け、その結果、ガスケットが変形し管内にはみ出し
て管内の流体の通流を阻害するようなこともない。しか
も、開口端部の内外周面にわたって剛体材製補強具を一
体的に固着するだけであるので、大径にする場合にも、
殊更強固な接続構造にする必要がなく、多大なコストを
要しない。

【０００９】その結果、内圧が２ＭＰａを越えるような
高い場合にも使用できると共に、より大径、例えば内径
２５０〜５００ｍｍΦ程度の大径管としても使用可能な
ゴム製の耐圧可撓管とその製造方法を提供することがで
きた。

【００１０】尚、剛体材製の補強具としては金属製、例
えば耐食性に優れたステンレス鋼製などを挙げることが
できるが、それ自体が剛体としての性質を備えていれば
他の材料であってもよく、高強度樹脂あるいは耐食性を
有する高強度複合材などであってもよい。

【００１１】前記剛体材製補強具が金属製であり、前記
ガスケットを取り囲む断面略横Ｕ字状になっていると共
に、前記開口端部の内周面側に位置する前記剛体材製補
強具の内周面が前記内面ゴムの内周面と略面一になって
いて、前記剛体材製補強具の外周側端部は前記フランジ
に接当していることが好ましい。

【００１２】この構成によれば、剛体材製補強具をガス
ケット部分に被覆・嵌合させることが容易であると共
に、管内面を通流する流体の抵抗が少なくなって都合が
よい。尚、剛体材製補強具の内周面と内面ゴムの内周面
とは、厳密な意味で面一になっている必要はなく、多少
の段差が存在してもよい。一般に、管が大径になればな
るほど、段差の影響度合いは少なくなるからである。

【００１３】前記ガスケットが金属製リング部材を内包
すると共に、前記剛体材製補強具が前記ガスケットと加
硫接着されていることが好ましい。

【００１４】この構成によれば、管中央を構成する可撓
部分とフランジとを強固に固定させると共に、剛体材製
補強具とガスケットとの固着が一層強固になって都合が
よい。

【００１５】更に、本発明に係る耐圧可撓管の製造方法
の特徴構成は、内面ゴムと外面ゴムとの間に補強層を介
在させると共に、開口端部近傍にフランジを取り付け、
このフランジより前記開口端部側に位置する内面ゴムを
張り出すことによってガスケットを構成する製造方法に
おいて、前記ガスケットを取り囲むように開口端部の内
外周面にわたって剛体材製補強具を前記内面ゴムに一体
的に固着し、前記剛体材製補強具の内周側端部を前記フ
ランジの内周方向延長側より前記開口端部側に位置させ
ることにある。

【００１６】この構成によれば、多大なコストをかける
ことなく、内圧が２ＭＰａを越えるような高い場合にも
使用できると共に、より大径、例えば内径２５０〜５０
０ｍｍΦ程度の大径管としても使用可能なゴム製の耐圧
可撓管の製造方法を提供することができた。

【００１７】前記剛体材製補強具を前記ガスケットと加
硫接着して固着することが好ましい。

【００１８】この構成によれば、剛体材製補強具とガス
ケットとが一層強固に固着されて都合がよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るゴム
製の耐圧可撓管１の断面構造を示す。この耐圧可撓管１
は、図２に示したと同様に、内面ゴム２と外面ゴム３と
の間に補強層４が介在していると共に、両開口端部近傍
外周面上に鋼製のフランジ５が一体的に取り付けられて
いて、これらフランジ５より外側、つまり開口端部側に
位置する内面ゴム２は、その内部に金属製のリング部材
６を内包してガスケットを構成する構造となっている
が、ガスケットの部分が剛体材製補強具（以下、単に補
強具ということがある）７で接着・被覆されている点に
おいて、図２に示したものと相違する。

【００２０】補強具７がガスケットの部分と一体的に固
着されていることが重要であり、このようになっている
と、管内を流れる流体により大きな内圧がかかり内面ゴ
ム２に変位量の大きな張出力が生じたとしても、補強具
７とガスケットの両者の隙間を通って流体が管外に漏れ
ることを確実に防止できる。又、耐圧可撓管１に偏心、
伸張など他の変位力が作用した場合にも、同様にこの部
分からの流体流出を防止できる。

【００２１】補強具７は、ＳＵＳ３０４等のステンレス
鋼板などから製造され、可撓管の内周側に位置する一端
側が延設された断面略横Ｕ字状に形成されていて、耐圧
可撓管１の両端面において円周方向の周面にわたってガ
スケット部分を取り囲んでいる。その外周側端部７ａ
は、耐圧可撓管１の中央側に向かってフランジ５の外側
面５ａと接当していることが好ましい。このように接当
していると、高いシール力を確保できて都合がよい。

【００２２】補強具７の他端部は、内面ゴム２の内周部
に埋め込まれるように内面ゴム２に接着されていて、そ
の内周側端部（以下、単に内周端ということがある）７
ｂはフランジ５の内周側が位置する可撓管内部の内面ゴ
ム２の内周面と略面一となるように一体的に固着されて
いることが好ましい。補強具７の他端部が内面ゴム２の
内周面と略面一となっていると、管内を流体が通流する
場合に不必要な抵抗が生じるのを極力少なくすることが
でき、従って、管内で不均一な内圧を生じることが確実
に防止でき、しかも流体中の固形物が補強具７の他端部
近傍で滞留することを回避できるので都合がよい。もっ
とも、補強具７の他端部が内面ゴム２の内周面と略面一
となっていることは、必ずしも必要ではなく、特に内径
が大きくなると、この部分に多少の段差が生じたとして
も、それによる悪影響は少なくなるものである。尚、上
記したように補強具７がガスケット部分と一体になって
いると、施工時において取付作業が楽になるという利点
もある。

【００２３】補強具７の内周端７ｂは、内面ゴム２の内
周面において、端部開口端からフランジ５の内周方向延
長側に位置する内面ゴム２の内周面位置にまで延設され
ている。つまり、フランジ５の内周方向延長側には、フ
ランジ５と接する外面ゴム３に次いで、更に補強層４と
内面ゴム２とが積層されているが、図１に示すように、
補強具７の内周端７ｂは、フランジ５の内側面５ｂの延
長線より開口端部側にある内面ゴム２の内周面位置に位
置している。より好ましくは、フランジ５の内側面５ｂ
の延長線とリング部材６の内周方向延長側の間に位置す
ることである。補強具７の内周端７ｂが、内側面５ｂの
延長線を越えて管中央側に延設されると、内圧がかかっ
た際に管中央の可撓部分の張出しに対する障害となって
好ましくなく、又、リング部材６の内周方向延長側にま
で達していない場合には、強い内圧がかかったときにリ
ング部材６やガスケット部分の変形を確実に防止し難く
なるので好ましくない。

【００２４】次に、図１に示す耐圧可撓管の製造方法に
ついて説明する。まず、従来の方法により、金属製のマ
ンドレルの外周に天然ゴムあるいは合成ゴム等からなる
内面ゴムを巻回し、その外周面にゴム被覆繊維補強層を
巻回し、更にその外周面に外面ゴムを重ね合わせた後、
これらの外周上に鋼製フランジと、続いて鋼製のリング
部材とを嵌入する。このリング部材は、補強層の両端部
近傍に配置することになるが、補強層の端部を配置した
リング部材を囲むようにして管中央側に所定長さ分だけ
折り返し、その端部を外面ゴム層の内側にもぐり込ませ
て補強層どうしを重ね合わせた状態になるように、接着
剤などを用いてこれらを一体的に固着・接合する。そし
て、最後にマンドレルを取り外してゴム製の耐圧可撓管
を得る。

【００２５】この場合、内面ゴムはガスケット部分を構
成すべく、可撓管の開口端部で外周側に張り出すように
折り返され、外面ゴムと接合されている。内面ゴムは、
外面ゴムと同一材料を用いてもよいが、特に硬度６０度
程度の天然ゴムを使用することがシール性を高める上で
好ましい。補強層は、繊維からなるスダレ織布に未加硫
ゴムをトッピング処理する等して作成できる。繊維とし
ては、ナイロン、ポリエステル、アラミド、レーヨン、
ビニロン等の樹脂製繊維、その他カーボン繊維、ボロン
繊維など、各種材質のものを使用できる。

【００２６】ついで、断面略横Ｕ字状をした補強具を、
両開口端部のガスケット部分を取り囲むように嵌入し
て、一体的に固着する。この場合、上記方法により製造
されたゴム製の耐圧可撓管が未加硫であるときに補強具
を嵌入させて後加硫し、同時に接着する、いわゆる加硫
接着することが好ましい。このようにすると、接着剤を
用いて補強具をガスケット部分に固着するよりも、一層
強度の高い固着力を確保できるからである。

【００２７】

【実施例】上記説明した本実施形態に係る耐圧可撓管を
製造し、従来技術に係る耐圧可撓管を比較例として両者
を比較した。

【００２８】まず、図１に示したような形状を有するよ
うに、内径約３００ｍｍΦ、長さ約８００ｍｍの円筒状
をしたゴム製耐圧可撓管に、ＪＩＳ ３０Ｋ ３００Ａ
フランジを両端部近傍に取り付けた構造のゴム製の耐圧
可撓管を製造した。この場合、両端部でガスケットを構
成する内面ゴムとしては、硬度６０度、１５ｍｍ厚の天
然ゴムを用いた。補強層は、繊維としてアラミド繊維を
使用する共に、管軸に対して６０°傾斜させたスダレ状
の交互配置で６プライとして構成した。外面ゴムは、内
面ゴムと同様の天然ゴムで１８ｍｍ厚のものを用いた。
補強具はＳＵＳ３０４製で作成し、ガスケット部分に加
硫接着して一体化した。

【００２９】比較例としては、補強具を装着しない以外
は、上記実施例と同様な寸法、方法で製造した可撓管を
用いた。

【００３０】これら両耐圧可撓管について、夫々その一
端を固定すると共に、他端を管軸に対して夫々２００ｍ
ｍ偏心させた状態で、夫々の管に水圧０〜２．４ＭＰａ
の水を繰り返し負荷した。

【００３１】その結果、本実施例の可撓管は、繰り返し
負荷数２０，０００回の後でも管自体に水漏れ、その他
の異常はなんら認められなかったのに対して、比較例の
耐圧可撓管は、繰り返し負荷数３６０回でゴム部のシー
ル性が低下して水漏れが発生すると共に、偏心した可撓
管端部におけるリング部材が変形していた。

【００３２】〔別実施の形態〕 （１）上記実施形態では、補強具７と内面ゴム２の内周
面とを加硫接着した例を示したが、両者の固着はこれに
限定されるものではなく、接着剤を用いて固着してもよ
い。

【００３３】（２）上記実施形態では、補強具７を内面
ゴム２の内周面に押し込むようにして加硫接着したが、
予め内周面を補強具の挿入する寸法分だけ研削してお
き、この凹所に補強具を嵌合するよにして両者を固着し
てもよい。

【００３４】（３）上記実施形態では大径管についての
例を示したが、もとより小径管（例えば、内径３００ｍ
ｍΦ未満の可撓管）について本発明を適用できることは
言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る耐圧可撓管の断面図

【図２】従来技術の耐圧可撓管の断面図

【符号の説明】

２ 内面ゴム ３ 外面ゴム ４ 補強層 ５ フランジ ６ リング部材 ７ 剛体材製補強具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｌ 33/28 Ｆターム(参考） 3H016 AA05 AB05 3H017 BA02 3H111 AA02 BA01 BA11 CB04 CB14 CB27 CB28 CC01 DA07 DB11 DB27 EA12 EA14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面ゴムと外面ゴムとの間に補強層が介
   在されていると共に、開口端部近傍にフランジが取り付
   けられていて、このフランジより前記開口端部側に位置
   する内面ゴムが張り出すことによってガスケットを構成
   するゴム製の耐圧可撓管において、前記ガスケットを取
   り囲むように開口端部の内外周面にわたって剛体材製補
   強具が前記内面ゴムに一体的に固着されていて、前記剛
   体材製補強具の内周側端部が前記フランジの内周方向延
   長側より前記開口端部側に位置することを特徴とする耐
   圧可撓管。
2. 【請求項２】 前記剛体材製補強具が金属製であり、前
   記ガスケットを取り囲む断面略横Ｕ字状になっていると
   共に、前記開口端部の内周面側に位置する前記剛体材製
   補強具の内周面が前記内面ゴムの内周面と略面一になっ
   ていて、前記剛体材製補強具の外周側端部は前記フラン
   ジに接当している請求項１の耐圧可撓管。
3. 【請求項３】 前記ガスケットが金属製リング部材を内
   包すると共に、前記剛体材製補強具が前記ガスケットと
   加硫接着されている請求項１又は２の耐圧可撓管。
4. 【請求項４】 内面ゴムと外面ゴムとの間に補強層を介
   在させると共に、開口端部近傍にフランジを取り付け、
   このフランジより前記開口端部側に位置する内面ゴムを
   張り出すことによりガスケットを構成するゴム製の耐圧
   可撓管の製造方法において、前記ガスケットを取り囲む
   ように開口端部の内外周面にわたって剛体材製補強具を
   前記内面ゴムに一体的に固着し、前記剛体材製補強具の
   内周側端部を前記フランジの内周方向延長側より前記開
   口端部側に位置させることを特徴とする耐圧可撓管の製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記剛体材製補強具を前記ガスケットと
   加硫接着して固着する請求項４の耐圧可撓管の製造方
   法。