JPS5952319B2 - 可撓継手管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、上下水道、工業用等の送配水管の途中に介設
して、伸縮性・可撓性・防振性ならびに耐内外圧性にす
ぐれた性能を発揮し得る可撓継手管の新規な構造に関す
る。

（従来の技術） 従来のこの種可撓継手管としては第１図に示す如く、１
対の口金１，１をゴム層を主体とした管状可撓部２′で
連結したものであって、内・外圧に対する強度保持をは
かるために鋼製リング６′、６″を前記ゴム層４′中に
２層に埋設してなる構造である。

（発明が解決しようとする問題点） かかる従来の可撓継手管は、現地に敷設した後に伸縮変
化が生じると弾性を有するゴム層と剛性を有する鋼製リ
ング５／、 ６Ｆ／との接合面で接着力が減殺して剥
離現象を来すし、鋼製リング間のゴム層が座屈等に起因
する歪みの繰り返しによって劣化したりするので強度お
よび耐久性を失する問題があった。

また、地盤性下等の影響で敷設配管の間に偏心を生する
と、ゴム層４′の部分は曲率半径の大きい方が伸張し、
逆に曲率半径の小さい方が圧縮して変形を来す。

特に管状可撓部２′と口金１の接続部において曲率半径
の大なるゴム層側で強大な引っ張り力が発生して、口金
１の接続端部に設けたダブリングリブ管３′とゴム層４
′との接着力に比し過大な引っ張り力が加わると、この
境界部に剥離を来して、遂には管状可撓部２′の端部が
口金１から離脱する欠点があった。

かかる欠点を解消する試みとして二重に層設した鋼製リ
ング６′、６″の列間に織布を介在させてなるものが一
部において提案されてはいるが、これも鋼製リング６′
、６″の剥離現象は成る程度改善されるものの管状可撓
部２′が口金１から離脱するのを防止する効果は余り期
待し得す根本的な解決手段とは言い難いものであった。

本発明はかかる現状に対処して伸縮ならびに屈撓の何れ
の現象に対しても充分な性能を発揮することが可能であ
って、しかも口金と管状可撓部との強力な接合を長期間
保証することができる新規な構造の可撓継手管を提供す
ることを目的として成されたものである。

（問題点を解決するための手段） しかして本発明は上記目的を達成するために、特に１対
の口金におけるリングが周設された接続端相互を管状可
撓部で連結した可撓継手管に構成して、さらに前記管状
可撓部は、その周方向に略々平行にコードを延在せしめ
てゴム引されたシート状体からなる円周方向コード補強
層を前記リング間にわたらせてゴム層中に少くとも一層
有し、かつ前記円周方向コード補強層に対し上部となる
ゴム層中に、相互にほは゛同径をなす剛性リングを適宜
ピッチで埋設して有すると共に、前記円周方向コード補
強層の少くとも両端部に沿って前記周方向に対し１０〜
４５°の交叉角でコードを延在せしめてゴム引されたシ
ート状体からなるバイヤスコード補強層を少くとも一層
有していて、該バイヤスコード補強層が前記リングに対
し緊締等の手段により固着されている構成としたもので
ある。

（作用） 上述の手段を有する本発明は、円周方向コード補強層が
内圧に対する耐圧強度を高め、かつ加圧により生じる膨
張を抑制する働きをなし、一方、バイヤスコード補強層
が加圧により伸張力が与えられて縮径しようとするのを
抑えてゴム層とリングとの間に剥離が生じようとするの
を防止し、口金と管状可撓部の接合強度を保持して、綜
合的に伸縮性・可撓性を十分備えながら耐圧強度の大き
い可撓継手管を提供し得る。

（実施例） 本発明の実施例に関して添付図面を参照しつつ以下詳細
に説明する。

第２図は本発明にかかる可撓継手管の一部縦断図示した
正面図であるが、この可撓継手管は継手部として用いら
れる１対の口金１，１と、両口金１．１間を橋絡して口
金１，１の接続端部に接合させた管状可撓部２とを構成
部材となしており、口金１，１の接続端部の輪周にはス
トップリング３を溶接加工等により、巻着固定させてい
て、このストップリング３を口金１，１の周面よりも張
り出しなリプに形成させている。

上記ストップリング３として公知のダブリングリブ管を
使用することも、また丸線からなるリングを使用するこ
とも勿論差支えない。

一方、管状可撓部２は適宜肉厚のゴム層４を基材として
いて、該ゴム層４中に円周方向コード補強層５と剛性リ
ング６と、さらにバイアスコード補強層７とを埋設させ
て有している。

ゴム層４は天然ゴム、合成ゴムの各層ゴムを素材として
形成させるが、耐候性、耐久性に富むゴム配合物が好適
である。

円周方向コード補強層５及びバイアスコード補強層７は
通常ゴム引したコードからなるシート状体が用いられる
。

円周方向コード補強層５はすだれ織り等に形成された繊
維層を、そのコードが管の円周に略々平行に延在するよ
うに敷設すると共に、ゴム引き処理してなるシート状薄
層体であって、前記リング３．３の間隔に略々等しい筒
体に形成するのであるが、コードとしては各種の有機繊
維、無機繊維からなるタイヤコードが使用される。

そしてこの円周方向コード補強層５をリング３．３間に
全長かつ全周に亘り配設するのであるが、第２図々示の
小径管向けの継手管では１層を、第３図々示の大径管向
けのものでは２層以上を、前記ゴム層４の加硫成型の際
に一体的に層成させる。

なお、２層以上の積層に際しては、各層のコードが円周
方向に対し僅少の交叉角をなし延在する場合には、各層
のコードが互いに交叉する如き屠体となすことが好まし
い。

なお、円周方向コード補強層５のコードは、後述する理
由にもとづいて円周方向に平行に延在させることが望ま
しいが、製作過程においてコードを周方向に対し平行に
延在するように巻回作業を行う際に不可避的に発生する
延在角度のバラツキから、１０°位までの僅少の交叉角
を存する略々平行に延在する状態が生じるのは止むを得
ないことである。

前記管状可撓部２はさらに、円周方向コード補強層５，
５に対して上部となる外層ゴム中に、それぞれほぼ同内
径を成す鋼製リング６．６例えば鋼鉄製のリングを、適
宜ピッチを有する同軸配例となして埋設させている。

この剛性リング６．６も円周方向コード補強層５と同様
、未加硫ゴム層内に予め配設しておいて加硫成型を行な
うことにより、ゴム層４と緊密一体化させることが可能
である。

次に、バイアスコード補強層７は円周方向コード補強層
５と同じくゴム引したコード層が用いられるが、該バイ
アスコード補強層７は管の円周方向に対して１０〜４５
°の範囲内の交叉角をなし延在するコードにゴム引きを
施したシート状の薄層体であって、コードとしては通常
、伸縮性を有する合成繊維コードが使用される。

そして、この補強層７は前記補強層５の全長外周に亘ら
せて配設する（第３図参照）か、或いは円周方向コード
補強層５の両端部に最小限度沿わせて１層又は２層以上
を周設するのである。

このバイアスコード補強層７も円周方向コード補強層５
及び剛性リング６と同様管状可撓部２のゴム層４に埋設
され、口金１，１、ストップリング３，３と加硫により
一体化されるが、加硫前の成型工程において、この補強
層７の両端余裕長部分をストップリング３に被冠させた
後、このストップリング３に隣接してこれと略同径をな
し、通常は鋼鉄線を束ねたビートワイヤ等のリング８に
巻きつかせて折返し、その上から合成繊維よりなる糸条
やスチルワイヤ等で緊締するか、重ね合せ部を接着処理
することにより、この補強層７をその両端部において両
口金１，１に周設したリング３に強力に固着させるので
゛ある。

なお、管状可撓部２のゴム層表面部分には円周方向の輪
状に延ばした凹溝９を設けることも可能で、該凹溝９の
配設位置は適宜選択される。

そして、この凹溝９は前記剛性リング６がゴム層４に埋
設された構造の可撓継手管においては、剛性リング６．
６間に対応するゴム層の表層部に配設されるのが好まし
い。

上述の各種の構成を有する可撓継手管は土中に埋設する
水道管や橋脚に亘架した各種の管の連結部に継手管とし
てそれぞれ介設されるが、内圧、外圧の大小により適宜
選択して使用される。

上記可撓継手管は管状可撓部に円周方向コード補強層、
バイアスコード補強層及び剛性リングを埋設しているの
で、拡張や圧縮による変形を生ずることなくかつ耐圧性
の大なる補強機能を具備しているので初期の管形状を長
期間安定して保持し得る。

また、この可撓継手管は両側の大径管が離間方向に移動
したり、偏心したりして伸長や曲げが管状可撓部に加わ
ることがあっても、そのゴム層が伸縮性を有しているか
ら順応性に富んでいて管の移動に容易に追随して可撓継
手管としての機能を充分発揮するのである。

この場合に円周方向コード補強層５は圧力による破断に
対し効果的であり、またバイアスコード補強層７は管長
方向のゴム層の異常な伸びを規制し、可撓継手管の劣化
や歪みを防止する役割を果すのである。

以上述べた如く円周方向に略々平行にコードが延在する
円周方向コード補強層５と、円周方向に対し１０〜４５
°の交叉角でコードを延在してなるバイヤスコード補強
層７との組合わせになる構造は、ゴム層に補強層を埋設
してなる流体輸送用可撓管におい、上付圧力を主に構造
設計が行われてなるために補強層の線条を管軸方向との
交叉角が４５〜５５° となり、かつ相隣る層の線条が
互いに交叉するようにしてなる従来の一般的な構造とは
、明確に対比される特徴をなす点である。

しかして、前記円周方向コード補強層５において、コー
ドを周方向に略々平行に延在せしめてなることによって
、（イ）可撓継手管の管状可撓部２の伸長性を妨げるこ
となく可撓継手管に内圧が加えられたとき、可及的に少
い補強層数で管の耐内圧強度を保持すると共に、内圧が
加わることで生じる管の膨張を極小に抑えること、（ロ
）前記補強層５の外側に形成されるバイヤスコード補強
層７が、管状可撓部２の伸張に伴って径を縮少しようと
するので、これを可能な限り抑えようとすることの目的
は十分に達成されるに至った。

また、バイアスコード補強層７において、コードを周方
向に対し１０〜４５°の交叉角で延在せしめてなること
によって、（イ）可撓継手管の管状可撓部２の伸張性を
妨げることなく、補強層７の両端余裕長部分をストップ
リング３に被冠させた後、リング８に巻付かせ折り返す
ことで口金１，１と管状可撓部２を強固に接合できるこ
と、（ロ）敷設配管間に生じる偏心、偏角や間隔の拡縮
等を吸収し得るようにするため、伸縮変形や剪断変形に
対しスムースに追随することが可能な伸長性の良い構造
であることと、剛性リング間のゴム層が座屈等に起因す
る歪みの繰り返しにより劣化したり、剛性リングとゴム
層との接合面で接着剥離を起したりするので管状可撓部
２の伸長量が過大とならない構造であることとの目的に
叶った適度の伸長性を有する可撓継手管を得るに至った
ものである。

なお、バイヤスコード補強層７のコードが周方向に対し
て延在する交叉角と管状可撓部２の伸びとの関係につい
ては、交叉角が大きくなる程、伸びは小さくなるもので
あることは当然の帰結である。

以上述べたように、特定の条件を備えてなる前記両補強
層５，７がそれぞれ所期の目的に叶った機能を発揮し得
るものである点を明らかにするため、本発明に係る試作
継手管の各側と従来継手管との間で比較実験を行い、管
状可撓部２の伸長性（管長方向、剪断方向）の大小、す
なわち伸び率剪断ひずみ率を測定し、また、口金１，１
と管状可撓部２の接合強さの大小すなわち耐久性試験を
実施したところ、その結果は下記第１表に示す通りであ
った。

但し、試験品は５００ｍｍ直径の管で、補強層５の層数
は４プライ、補強層７の層数は４プライ、使用繊維は両
層５，７いずれもポリエステル／エンド数２３とする。

また、引張り試験においては前記試作品の再伸部分の長
さく口金１，１の間に相当する）を原長（５３０ｍｍ）
として、 であられし一方、剪断試験においては であられした。

なお、第１表において、 注（イ）は両口金１，１を掴んで管長方向に引張力を加
え、口金１，１が離脱または管状可撓部２に亀裂がはじ
まるまでの管長方向伸び量、注（ロ）は両口金１，１の
開口端を密封し、管の内側に水を注入し圧力を加えて（
イ）同様の現象が起るまでの管長方向伸び量、注（ハ）
は口金１，１の一方を固定し、他方側を管軸に直角方向
に変位させる力を加えてゆき（イ）同様の現象が起るま
での変位量の測定を夫々あられしている。

以上の結果から明らかなことであるが、補強層５の円周
方向に対するコードの交叉角が０°、補強層７の同様な
交叉角が５°である継手管は、口金１，１と管状可撓部
２との接合強さの信頼性に欠けており、一方、補強層７
における前記交叉角が１５°である継手管は伸張性、接
合強さおよび耐久性の何れをとっても従来品に比し格段
に優れており、また、補強層７の前記交叉角が２５°、
３５°、４５° と漸増するのに伴って伸長性が低下す
る傾向が判然と示されている。

従って、可撓継手管としては伸び率が２５％を超えるも
のであれば使用する個所によっては何等支障を来さない
とされるところよりして、補強層７におけるコードの交
叉角は下限を１５°、上限を４５° とした範囲内に存
在していることが可撓性（伸張性）と耐圧性とに優れた
ものとして前記交叉角がほぼ０°である補強層５との組
合わせにおいて重要な条件となるものであり、本発明の
必須構成要件として挙げられる所以である。

本発明は以上詳述したように、周方向に略々平行にコー
ドを延在してゴム引されたシート状体からなる円周方向
コード補強層５をリング３，３間にわたらせて管状可撓
部２のゴム層４中に有せしめたから、管の耐内圧強度の
保持と加圧により生じる管の膨張の抑制とが果されて、
少い補強層数で所期の目的を達成することができると共
に、該補強層５の外側に形成されるバイヤスコード補強
層７が伸張に伴って縮径しようとするのを抑えて、該補
強層７とリングとの間に介在するゴム層が管の中心方向
に引張られることによってリングとの剥離が生じようと
するのを未然に防止することができる。

さらに、周方向に対し１０〜４５°の範囲の交叉角でコ
ードを延在してゴム引きされたシート状体からなるバイ
ヤスコード補強層７を前記補強層５の少くとも両端部に
沿って有せしめ、かつリング３．３に固着させたことに
よって、前述の実験結果からも明らかなことであるが、
口金１，１と管状可撓部２の接合強化に十分機能し、か
つ管状可撓部２の伸張度を適正に保たせてゴム層と剛性
リングの間の接着剥離、剛性リング間に介在するゴム層
の歪みの繰り返しによる劣化を極力抑えることが可能と
なり、かくして両補強層５，７の組み合わせによって、
伸縮性・可撓性・耐圧性にすぐれた可撓継手管を安価か
つ容易に提供し得る効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可撓継手管の縦断面図、第２図および第
３図は本発明にがかる可撓継手管の上半分を断面示した
正面図、第４図は第３図における要部拡大図である。 １・・・・・・口金、２・・・・・・管状可撓部、３・
・・・・・ストップリング、４・・・・・・ゴム層、５
・・・・・・円周方向コード補強層、６・・・・・・剛
性リング、７・・・・・・バイアスコード補強層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 継手部を形成する１対の口金１，１におけるリング
   ３，３が周設された接続端相互を管状可撓部２により連
   結した可撓継手管であり、前記管状可撓部２は、その周
   方向に略々平行にコードを延在してゴム引されたシート
   状体からなる円周方向コード補強層５をリング３，３間
   にわたらせてゴム層４中に少くとも一層有し、かつ、前
   記補強層５に対し上部となるゴム層中に、相互にほぼ同
   径をなす剛性リング６．６を適宜ピッチで埋設して有す
   ると共に、前記補強層５の少くとも両端部に沿って前記
   周方向に対し１０〜４５°の交叉角でコードを延在して
   ゴム引されたシート状体からなるバイヤスコード補強層
   ７を少くとも一層有していて、該補強層７が前記リング
   ３，３に対し固着されていることを特徴とする可撓継手
   管。