JPWO2012153397A1 - 継手付き螺旋波付き合成樹脂管および螺旋波付き合成樹脂管の接続構造 - Google Patents

Abstract

部品点数の少ない簡易な構造で、かつ強固な素材や高い精度を必要とすることなく十分な耐水・耐圧性並びに良好なシール性を備えており、軽量化・低コスト化を図れるとともに、取り扱い、現場での接続作業を簡便に行うことができる、継手付き螺旋波付き合成樹脂管および螺旋波付き合成樹脂管の接続構造を提供する。配管端部に螺旋波付き合成樹脂管同士を接続するための受口部４が備えられている継手付き螺旋波付き合成樹脂管において、上記螺旋波付き合成樹脂管の端部から管軸方向に向けて筒状に延びる受口部４が発泡性樹脂によって成形され、その成形された上記受口部における接続側端部の少なくとも外周面に、補強繊維に樹脂を含浸させたＦＲＰ層８ａが形成されていることを特徴とする。

Description

本発明は、管壁が螺旋波形状を有し、例えば道路下の排水管路や下水道用の大型排水管路等として用いられる螺旋波付き合成樹脂管および螺旋波付き合成樹脂管の接続構造に関するものである。

従来、道路下の排水管路や下水道用の排水管路として、コンクリート製のヒューム管が一般的に用いられているが、近年においてヒューム管と同等以上の強度を有し、耐久性及び軽量化並びに施工時の省力化等において有利な波形合成樹脂管、具体的には、内面がほぼフラットな本体部の外周側に補強凸部を螺旋状に設けた管が使用されている。

このような波形合成樹脂管を接続する場合、対面する各端部にそれぞれ内面側にパッキンシートがセットされた接続用フランジ付きの半割継手を配置し、止水用ブロックと凹部との間の隙間をコーキング材で埋め、パッキンシートを充分に引っ張りながら管に巻き付け、ビニールテープ等で固定した後、他方の半割継手を上から被せ、両半割継手のフランジをボルト・ナットで締め付けて固定する構造が採用されている。

しかし、このような接続構造は、上下一対の半割継手やパッキンシート、コーキング材などを接続手順に沿って現場で組み付ける必要があり、多くの時間及び手間がかかり作業効率が低く、部品点数も多く管理が煩わしいものであった。特に、半割継手の内面側にパッキンシートを配置してから、そのパッキンシートの特定位置に２つの管を移動させる作業は作業者の負担が大きく、また、現場でのコーキング材の充填やパッキンシートの張り具合は個人差があり、品質のバラツキの原因となっていた。

これに対し、接続作業をより容易に且つ迅速に行える接続構造として、波形合成樹脂管の端部に接続用フランジを溶着により設けるとともに、このフランジ同士の接触面にパッキンを設け、且つフランジ同士をボルト・ナットにより締め付ける接続構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このような接続構造によれば、従来の半割継手と比較して作業性を向上でき、より信頼性の高い接続構造を提供することができる。

しかし、この接続用フランジはボルト・ナットで接続する作業が必要であり、これが作業効率低下の原因になる。また、管端部へのフランジの取り付け溶着部分を確りと水密に行わなければ水漏れの原因になり、またフランジ面に変形等が生じると同じく水漏れの原因になるため、取り付けやフランジ自体の強度・形状寸法等につき、高い品質が必要となり、コスト削減に限界があり、また強固なフランジやそれを接続するボルト・ナットの存在により接続部分の重量アップが避けられない。また、パッキンを介したフランジ面同士で接続するため、当該部分の外方への耐水・耐圧性に限界があり、ボルトナットの均等な締め付けが要求されるなど、作用効率の向上にも限界があった。

また、この種の大型合成樹脂管は、内径寸法が１０００ｍｍ以上あり、約５ｍの長尺寸法に設定されたものがほとんどであり、荷揚げ、荷下ろし等の取り扱いを慎重にしなければならず、万一、落下させると管の端部が破損するという問題を抱えている。

特開２００２−１３９１７８号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、部品点数の少ない簡易な構造で、かつ強固な素材や高い精度を必要とすることなく十分な耐水・耐圧性並びに良好なシール性を備えており、軽量化・低コスト化を図れるとともに、取り扱いが容易に行え、現場での接続作業も簡便に行うことができる、継手付き螺旋波付き合成樹脂管および螺旋波付き合成樹脂管の接続構造を提供することにある。

本発明は、ａ）継手付き螺旋波付き合成樹脂管に係る第一の形態と、ｂ）その継手付き螺旋波付き合成樹脂管同士の接続構造に係る第二の形態とを含んでいる。

ａ）本発明の第一の形態
本発明は、配管端部に螺旋波付き合成樹脂管同士を接続するための受口部が備えられている継手付き螺旋波付き合成樹脂管において、
上記螺旋波付き合成樹脂管の端部から管軸方向に向けて筒状に延びる受口部が発泡性樹脂によって成形され、その成形された上記受口部における接続側端部の少なくとも外周面に、補強繊維に樹脂を含浸させたＦＲＰ層が形成されている継手付き螺旋波付き合成樹脂管である。

本発明における上記ＦＲＰ層は複数層から構成されているものも含まれる。

本発明において、上記受口部の端面にさらに上記ＦＲＰ層を形成することができる。

本発明において、上記受口部に補強材を設けることができる。

本発明において、上記補強材として、上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ螺旋波付き合成樹脂管部品を、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設することができる。

また、上記補強材として、外周面の一部を露出させた状態で上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ螺旋波付き合成樹脂管部品を、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設することができる。

また、上記補強材として、上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ円管部品を、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設することができる。

また、上記補強材として、補強繊維チップを分散した状態で埋設することができる。

また、上記補強材として、上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ円管部品を、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設するとともに、補強繊維チップを分散した状態で埋設することができる。

本発明において、上記補強繊維は、グラスファイバーをテープ状、シート状に形成したチョップドストランドマット、平織りガラスクロス等から構成することができる。

本発明において、上記螺旋波は、螺旋状に形成された断面凸形の鋼板と、この鋼板を被覆する合成樹脂との積層体から構成することができる。
ｂ）本発明の第二の形態
本発明は、上記構成を有する継手付き螺旋波付き合成樹脂管と、この継手付き螺旋波付き合成樹脂管の上記受口部に挿入される挿し口部を備えた挿し口付き螺旋波付き合成樹脂管とから構成される螺旋波付き合成樹脂管の接続構造であって、
上記挿し口部は、管軸方向に延びる上記受口部の長さと略同じ長さからなり、上記受口部と係合し得る平滑な外周面が成されている螺旋波付き合成樹脂管の接続構造である。

本発明において、上記挿し口部として、上記螺旋波付き合成樹脂管の接続側端部の螺旋凹溝に、該螺旋凹溝と係合し得る凸状断面を有する帯状樹脂を巻き付け、上記平滑な外周面を形成することができる。

また、上記挿し口部として、上記螺旋波付き合成樹脂管の接続側端部の螺旋凹溝に発泡性樹脂を充填し上記平滑な外周面を形成することができる。

上記挿し口部における接続側端部の少なくとも外周面に、補強繊維に樹脂を含浸させたＦＲＰ層を形成することができる。

また、上記挿し口部の端面にさらに上記ＦＲＰ層を形成することができる。

本発明において、上記補強繊維は、グラスファイバーをテープ状、シート状に形成したチョップドストランドマット、平織りガラスクロス等から構成することができる。

本発明において、上記挿し口部に上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ円管部品を、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設することができる。

本発明において、上記挿し口部に補強繊維チップを分散させた状態で埋設することができる。

本発明において、上記挿し口部に上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ円管部品を、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設するとともに、補強繊維チップを分散させた状態で埋設することができる。

本発明において、上記挿し口部と上記受口部との間の隙間をシールするシール材を、上記挿し口部に設けることができる。

本願発明によれば、一方の螺旋波付き合成樹脂管に形成された挿し口部と、他方の螺旋波付き合成樹脂管の端部から筒状に延出された受口部とを互いに嵌合するだけで接続作業を簡便に行うことができ、従来の接続用フランジを設けたもののようなボルト・ナットの均等な締め付け作業が不要であり、作業効率を高めることができる。

また、挿し口部と受口部の嵌め合い構造では、受口部が挿し口部を確りと包み込む構造となるため、強固な素材や高い精度を必要とすることなく十分な耐水・耐圧性ならびに良好なシール性を備えており、従来のように接続用フランジを水密に精度よく取り付ける作業に比べて、軽量化・低コスト化を図れるとともに製造も容易となる。

また、上記受口部における接続側端部の少なくとも外周面に、補強繊維に樹脂を含浸させたＦＲＰ層が形成されているため、地盤の悪い現場での荷下ろしの際、万一、螺旋波付き合成樹脂管が落下しても螺旋波付き合成樹脂管の端部を破損や変形から保護することができる。

また、前記受口部の発泡性樹脂中に補強材を設けた構成では、受口部の強度アップを図りつつ軽量化、コストダウンが図れる。

特に、補強材として螺旋波付き合成樹脂管部品または円管部品を使用したものは、受口部の強度アップに加え、より高い耐水・耐圧性を備えることができる。

また、上記螺旋波付き合成樹脂管部品を一部露出させた状態で螺旋波付き合成樹脂管に設けると、軽量化や材料コスト削減が実現できるとともに、外面が螺旋波付け合成樹脂管の管壁と同様の外観となり、管全体で一体性が高まり美観が向上する。

本発明に係る継手付き螺旋波付き合成樹脂管の接続状態を示す全体図である。 図１の接続部の拡大断面図である。 （ａ）は螺旋波付き合成樹脂管の管壁を示す要部断面図、（ｂ）は管壁の変形例を示す要部断面図である。 受口部の変形例を示す図２相当図である。 本発明に係る継手付き螺旋波付き合成樹脂管の第２実施形態を示す図１相当図である。 図５の接続部の拡大断面図である。 本発明に係る継手付き螺旋波付き合成樹脂管の第３実施形態を示す図２相当図である。 挿し口部の変形例を示す図２相当図である。 受け口部および挿し口部のさらに変形例を示す図２相当図である。 受け口部および挿し口部のさらに別の変形例を示す図２相当図である。 本発明に係る継手付き螺旋波付き合成樹脂管の第４実施形態を示す図２相当図である。 図１１の継手付き螺旋波付き合成樹脂管を示す全体図である。 図１１の接続部の拡大断面図である。 螺旋波付き合成樹脂管の製造方法を示す説明図である。 受口部を構成する管材の他の例を示す図２相当図である。 本発明に係る螺旋波付き合成樹脂管の製造手順を示すフローチャートである。 (ａ)はＦＲＰ層を備えていない継手付き螺旋波付き合成樹脂管の割れ状態を示す説明図、(ｂ)は図１７(ａ)の要部拡大図である。 (ａ)は本発明の継手付き螺旋波付き合成樹脂管の落下試験後の状態を示す説明図、(ｂ)は図１８(ａ)の要部拡大図である。

以下、本発明の螺旋波付き合成樹脂管およびその接続構造について図面を参照しながら詳細に説明する。

なお、本願出願人は、受口部全体の補強を特徴とした特願2009−53266号（未公開）を関連出願として先に出願している。これに対し、本発明は、受口部全体の補強有無に拘らず受口部外面を損傷から保護することを特徴とするものである。

図１は、本発明に係る螺旋波付き合成樹脂管１Ａ，１Ｂの接続構造Ｓを示す説明図であり、図１〜４は本発明の第１実施形態、図５、６は第２実施形態、図７、８は第３実施形態、図１１〜１６は第４実施形態を示し、図中符号１Ａ，１Ｂ，１Ｃは螺旋波付き合成樹脂管、２は管壁、３は挿し口部、４は受口部をそれぞれ示している。

本発明の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造Ｓは、図１及び図２に示すように、管壁２を螺旋波形状に形成してなる２本の螺旋波付き合成樹脂管１Ａ，１Ｂを、端部同士で互いに接続するものである。

本実施形態では、螺旋波付き合成樹脂管１Ａ，１Ｂが、いずれも一端部１０（図中左側端部）に挿し口部３を備えるとともに他端部１１（図中右側端部）に受口部４を備える同一構造の管であるが、本発明の接続構造はこのような両端部を備えた管の接続構造に何ら限定されず、両管の少なくとも対面する端部にそれぞれ挿し口部３と受口部４を備えておればよく、各管の反対側の端部は、それぞれ受口部や挿し口部を備えていなくてもよい。

まず、図１〜４に基づき第１実施形態を説明する。

１．第１実施形態
螺旋波付き合成樹脂管１Ａ，１Ｂの管壁２は螺旋波形状に形成されており、各管の一端部１０（図中左側端部）には、図２にも示すように、少なくとも該一端部１０外面側の波形状を形成している凹部２ａを埋める合成樹脂層を被着することにより筒状の挿し口部３が形成され、他端部１１（図中右側端部）には、該他端部１１外面側に被着され且つ軸方向外側（図中右方向）に筒状に延出された合成樹脂よりなる受口部４が形成されている。

各管の管壁２は、図３（ａ）に示すように略三角形状ないし略円弧状又は台形状の山部と谷部が連続的にウエーブをなしており、山部間の谷部を含む部分が凹部２ａとなる。

本実施例では、内面がほぼフラットの合成樹脂製の本体部２０の外周側に、鋼材（断面凸形の鋼板）２２を内装した樹脂成形体（例えば被覆鋼板）よりなる略三角形状ないし略円弧状の補強凸部２１を螺旋状に設けたものであり、本体部２０と山部を成す補強凸部２１は、本体部２０の部分成形体を溶融押出して回転軸上に螺旋状に巻きつけ順次溶着させる際、同時に該部分成形体上に補強凸部２１を同じく螺旋状に供給し、一体化させることにより効率よく作成できる。

尚、山部を成している補強凸部２１は、鋼材２２を内装せずに樹脂層のみから構成してもよい。また、山部及び谷部の形状はとくに限定されず、略Ｖ字状や略コ字状、略円形、略楕円形、略四角形、多角形、異形、その他の形状に構成してもよい。

更に、本実施例では山部内周側に谷部から延長される本体部２０が存在し、該本体部２０により管内面がフラットな形状になるように構成されているが、このような本体部２０を省略して補強凸部２１を互いに繋げた形状とし、内面側も螺旋波形の凹凸面となるように構成してもよい。

また、図３（ｂ）に示すように山頂部に凹陥部２３が設けられているものも好ましい実施例である。このような凹陥部２３を設けることで山部にかかる圧力（土圧等）が分散され、山部の強度、剛性アップは勿論のこと管壁２全体の耐圧強度を高いものとすることができる。このような凹陥部２３の存在は、従来の管接続構造においては流体漏れが生じ易い原因となるが、本発明の接続構造を採用すれば、このような凹陥部２３が存在する管であっても何ら漏れを生じることなく接続することができるのである。図３（ｂ）の例では、被覆鋼板からなる略Ｍ字状の補強凸部２１の外面に沿って更に外面層２４が被着されている。

これら管壁２の山部、谷部、具体的には本体部２０や補強凸部２１、外面層２４に用いられる合成樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフイン系や塩化ビニル系等の合成樹脂などを広く用いることができ、その他合成ゴムや軟質樹脂を用いることもできる。

各螺旋波付き合成樹脂管１Ａ，１Ｂの一端部１０に形成される挿し口部３は、図２に示すように、少なくとも該一端部１０外面側の波形状を形成している凹部２ａを埋める合成樹脂層５を被着させて外表面が軸方向に沿って略平らな筒状となり、後述の受口部４の内周面に密接できる形状とされている。このような合成樹脂層５は、本実施例では当該一端部１０を成形型で囲み、合成樹脂材料を注入・硬化させて成形されているが、本発明はこれに限らず、別途成形した合成樹脂層５を端部１０に装着して熱融着等により一体化させることや、その他の方法で合成樹脂層５を被着させることも可能である。

また、一端部１０を縮径方向に加圧変形させて補強凸部２１を所定深さの凹部２ａが残る程度に圧潰することにより縮径させ、その上に合成樹脂層５を被着することにより、挿し口部３を管壁２よりも径を小さく構成することも可能である。これによれば、他端部１１に構成する受口部４のサイズもより小さくなり、挿し口部３及び受口部４よりなる接続部分全体のサイズもより小さくできることとなる。

合成樹脂層５を構成している合成樹脂材料としては、非発泡、発泡のいずれでもよく、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のオレフィン系樹脂やその他の合成樹脂を用いることができ、発泡合成樹脂としては、例えばポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、硬質ポリウレタンフォーム、軟質ポリウレタンフォーム、硬質塩化ビニルフォーム、ユリアフォーム、フェノールフォーム、アクリルフォーム、酢酸セルロースフォーム、その他の樹脂を用いることができる。

本実施例では合成樹脂層５を端部１０の山部が完全に隠れるように被着したが、略平らな表面が維持できる程度に山部が一部露出していてもよく、逆に山頂部よりもさらに外方に外面がくるように合成樹脂層５を厚く被着してもよい。

受口部４は、図２に示すように他端部１１に対して当該螺旋波付き合成樹脂管１Ｂよりも大径の管材７を他端部１１の外周側に配設するとともに、当該管材７が完全に隠れるように管材７と螺旋波付き合成樹脂管１Ｂとの間の隙間にも合成樹脂層８を充填・被着させたものであり、軸方向外側に突出した筒状部分の内周面は軸方向に沿って略平らであり、上記挿し口部３が挿入される受け面４０として機能する。

この受口部４についても、挿し口部３と同様、当該他端部１１及び管材７を成形型で囲み、合成樹脂材料を注入・硬化させて成形されており、その他の形態として、管材７を含む合成樹脂層８を別途成形し、これを端部１１に装着して熱融着等により一体化させることや、その他の方法で合成樹脂層８を被着させることも可能である。また、合成樹脂層８の材料についても、挿し口部３と同様の合成樹脂材料を用いることができる。

管材７は、螺旋波付き合成樹脂管１Ａ，１Ｂと同様、略三角形状ないし略円弧状又は台形状の山部と谷部が連続的にウエーブを為した管部分が使用され、受口部４は当該管材７の存在により相当に強度アップが図られている。

本実施例では、螺旋波付き合成樹脂管１Ａ，１Ｂと同様の構造のウエーブを成す管部分が使用されているが、これに限定されず、図３（ａ）に示す管壁２を備える螺旋波付き合成樹脂管１Ｂに対して、図３（ｂ）に示すように山頂部に凹陥部２３を有する断面形状の管材７を用いたり、逆に図３（ｂ）に示す管壁２を備える螺旋波付き合成樹脂管１Ｂに対して、図３（ａ）に示すように山頂部に凹陥部を有しない管材７を用いることもでき、さらに図４に示すように、ストレート状の管部分により構成した管材７Ａとしてもよい。

尚、図４の例ではストレート状の管部分の内周面に管壁２の山部に係合する係合突起７０が設けられており、これが抜け止めとして機能し、受口部４の強度を高めるように構成されている。

これら管材７（７Ａ）は、主に受口部４における外側に突出した筒状部分であって挿し口部３を受け入れる部分の強度維持のために使用されるが、強度を維持できる寸法、材料を選定して管材７などのインサート部材を省略し、合成樹脂層８のみで受口部４を構成することも可能である。管材７（７Ａ）と管壁２外周面とは、その間に介在する前記合成樹脂層８により強固に一体化されている。受口部４を構成する合成樹脂層８には、必要に応じて強化繊維やネット等の補強物質を埋め込んで補強してもよい。

具体的には、図２に示すように、受け口部４の接続側端部の外周面を補強する場合、その外周面にＦＲＰ層８ａを設けることができる。

上記ＦＲＰ層８ａは、補強繊維に合成樹脂材料を含浸させることにより形成されており、その補強繊維は、織布又は不織布で形成することができ、グラスファイバー、炭素繊維、アラミド繊維、ボロン繊維等が挙げられる。

一例を説明すると、テープ状またはシート状に形成されたＦＲＰ用のグラスファイバー基材としてのチョップドストランドマット、目付の好適範囲１００〜３００ｇ／ｍ^２を使用することができる。また、ＦＲＰ用平織りガラスクロスまたはガラスクロステープ、密度の好適範囲、縦１６〜２５本、横１５〜２３本／２５ｍｍを使用することもできる。また、その製織方法は、平織りに限定されず、綾織、朱子織、からみ織等でもよい。なお、上記テープ状とは予めテープ状にカットしたものを意味する。

上記合成樹脂層８を発泡合成樹脂を注入することにより形成する場合、型枠内での発泡合成樹脂の発泡過程で上記補強繊維中に合成樹脂が含浸され、硬化することによってＦＲＰ層８ａが形成される。

また、上記合成樹脂層８を非発泡合成樹脂で形成する場合、管材７を含む合成樹脂層８を別途成形し、これを端部１１に装着して熱融着等により一体化させ、このようにして形成された受口部の外周面に、予め補強繊維中に合成樹脂を含浸させ圧縮成形したＦＲＰシートを接着剤等で接着することによってもＦＲＰ層８ａを形成することができる。

この場合、ＦＲＰシートを複数重ねてＦＲＰ層８ａとすることもできる。繊維方向が異なるように積層することで、各方向に対しての引張強度が向上し、耐衝撃性も安定して、上昇する。

このように、受口部４の接続側端部の外周面を上記ＦＲＰ層８ａで補強すると、内径寸法が１０００ｍｍ以上あり、長さが約５ｍとなる長尺寸法からなる大型管をトラックの荷台からフォークリフトで降ろす際において、万一、螺旋波付き合成樹脂管を落下させるという事態が生じても管端部を破損から保護することができる。

また、受口部４の接続側端部の外周面を補強することができる上記ＦＲＰ層８ａは、挿し口部３にも適用することができる。

詳しくは、挿し口部３の接続側端部の外周面には上記ＦＲＰ層８ａと同じ構成からなるＦＲＰ層５ａを形成することができ、このように挿し口部３の接続側端部の外周面を上記ＦＲＰ層５ａで補強すると、上記受口部４と同様、挿し口部３についても破損から保護することができるようになる。

なお、螺旋波付き合成樹脂管では受口部４と挿し口部３とで構成が異なり、受口部４の方が挿し口部３よりも重量が重いため、落下する場合を想定すると、受け口部４側から先に落下する可能性が高い。したがって、受口部４の接続側外周面についてはＦＲＰ層８ａの形成を必須の構成とし、挿し口部３に形成するＦＲＰ層５ａについては任意の構成とすればよい。

なお、本実施形態では、挿し口部３及び受口部４をそれぞれ軸方向に沿って略平らな形状に構成したが、本発明はこのようなストレート形状に何ら限定されず、挿し口部３を開口端に向けて先細となるテーパー状に形成するとともに、受口部４の内周面もこれに略平行な略同一角度のテーパー状に構成したものや、挿し口部の外径又は受口部の内径が軸方向に沿って曲線を描くように変化する形状にしてもよい。

また、挿し口部３と受口部４の間には、シール部材としてＯリング６が介装されている。具体的には、挿し口部３の外面に前記Ｏリング６が嵌め込まれる環状溝５０が形成され、該環状溝５０内にＯリング６を嵌め込んだ状態で管同士を接続するものである。

本実施例では、Ｏリング６が装着される環状溝５０は挿し口部３の先端縁部に切り欠いて形成されているが、挿し口部３の反対側の基端縁部や途中部に形成してもよい。また、受口部４側に設けてもよい。Ｏリング６等のシール部材の形状及び構造は、挿し口部３と受口部４との間を確実にシールできる限り、特に限定はなく、各種形状、構造のシール部材が、適宜位置に装着されうる。また、Ｏリング６を別途装着するかわりに予めシール部となる環状突起を一体成形しておくことも可能である。

２．第２実施形態
次に、図５及び６に基づき本発明の第２実施形態について説明する。

本実施形態では、受口部４を構成する管材７が一部露出する状態で合成樹脂層８を被着させたものであり、特に強度が要求される先端側及び管壁２との一体化の点で重要な基端側について合成樹脂層８で埋没させ、その他の途中部分が露出されている。このように管材７を露出させるようにすれば、軽量化や材料コスト削減が実現できるとともに、本実施例のように管材７が管壁２と同じ外観構造の場合には、当該受口部４の露出部分が管壁２と同じ外観を有し、継手部分と管全体との外観上の一体性が高まり、美観が向上することとなる。その他の構成及び変形例については、基本的に上記第１実施形態と同様であるため、同一構造に同一符号を付してその説明を省略する。

なお、図中、８ａは受け口部４の接続側端部の外周面を補強するために形成されたＦＲＰ層である。

３．第３実施形態
次に、図７及び８に基づき第３実施形態を説明する。

本実施形態では、受口部４を構成する管材７の代わりに、当該受口部４の合成樹脂部分（合成樹脂層８）に、補強繊維７Ｂを含有させたものであり、本実施例では、補強繊維７Ｂとして、該補強繊維からなる織布、不織布、又は樹脂で固めた成形体の形態で埋設されている。これにより管材７を埋設するものに比べて大幅な軽量化、コストダウンを図りつつ同等程度の強度アップを図っている。尚、本実施形態では、各管の補強凸部２１の山頂部に図３（ｂ）で示した凹陥部２３が設けられているが、第１実施形態と同様、種々の波型合成樹脂管に適用できることは勿論である。

補強繊維としては、ガラス繊維やグラスファイバーを用いることが好ましく、受口部４を合成樹脂で成形する際に、前記補強繊維７Ｂの織布、不織布又は樹脂成形体を成形型内に予めセットして成形することにより埋設成形できる。その他の方法としては、受口部４の成形を内側部分と外側部分の２回の成形に分け、一回目の内側部分の成形が終わった段階でその外表面に前記補強繊維７Ｂの織布、不織布又は樹脂成形体を被着させ、その上に二回目の成形を行うことで埋設成形することも可能である。

補強繊維７Ｂの織布、不織布又は樹脂成形体は、受口部４の内部においてほぼ全周にわたって存在するように内装してもよいし、一部にのみ存在するように単又は複数を内装してもよい。樹脂成形体としてはシート状や筒状に成形したものを内装すればよく、樹脂成形体に用いる樹脂としては受口部４を構成する合成樹脂層８と同一樹脂を用いることが付着性の点で好ましい。その他、補強繊維７Ｂの織布、不織布又は樹脂成形体を受口部４の外面に貼り付けるように構成してもよい。

図中、８ａは受け口部４の接続側端部の外周面を補強するために形成されたＦＲＰ層である。

図８は、受口部４と同様、挿し口部３の合成樹脂層５にも補強繊維７Ｂを含有させた例を示しており、同様に補強繊維７Ｂの織布、不織布又は樹脂成形体を成形型内に予めセットして成形することにより埋設成形できる。尚、挿し口部３に本実施例のように補強繊維７Ｂを含有させつつ、受口部４には補強繊維７Ｂの代わりに上記第１実施形態の管材７を内装したものや、何ら補強部材をインサートしないものとすることも勿論できる。

また、本実施例では受口部４や挿し口部３に補強繊維７Ｂの織布、不織布又は樹脂成形体を内装した例について説明したが、図９に示すように補強繊維チップ７Ｃ（繊維を短くカットしたもの）を挿し口部３や受口部４を成形する合成樹脂材に混ぜて成形することで合成樹脂部分の全体に含有させることも、全体的な強度をアップできる点で好ましく、更に、図１０に示すように上述の補強繊維７Ｂの織布、不織布又は樹脂成形体と組み合わせて更なる強度アップを図るものも好ましい例である。その他の構成及び変形例（Ｏリングの位置など）については、基本的に上記第１実施形態と同様であるため、同一構造に同一符号を付してその説明を省略する。

図９および図１０において、８ａは受け口部４の接続側端部の外周面を補強するために形成されたＦＲＰ層である。

４．第４実施形態
次に、図１１〜１６に基づき第４実施形態を説明する。

本実施形態に係る螺旋波付き合成樹脂管１Ｃは、図１１、１２に示すように、管壁２を螺旋波形状に形成して構成され、一端部（図中左側端部）に少なくとも該一端部外面側の波形状を形成している凹部を埋める合成樹脂層５を被着することにより筒状の挿し口部３を設け、他端部１０２ａ（図中右側端部）に該他端部外面側に被着され且つ軸方向外側に筒状に延出された合成樹脂層８よりなる受口部４を設け、当該螺旋波付き合成樹脂管１Ｃを複数互いに接続する場合、第１（図中右側）の螺旋波付き合成樹脂管１Ｃの前記挿し口部３を、第２（図中左側）の螺旋波付き合成樹脂管の前記受口部４に挿着して互いに接続されるものである。

本発明では、とくに前記受口部４を、図１３の縦断面図に示すように、当該螺旋波付き合成樹脂管１Ｃよりも大径の管材７を同軸状に前記他端部１０２ａの外面側から軸方向外側に突出する状態とし、少なくとも前記管材７と螺旋波付き合成樹脂管１Ｃとの間の隙間に前記合成樹脂層８の合成樹脂材料を充填してなることを特徴とする。

図１３に示すように、管壁２は略三角形状ないし略円弧状又は台形状の山部と谷部が連続的にウエーブを為しており、山部間の谷部を含む部分が凹部となる。本実施例では、内面がほぼフラットの合成樹脂製の本体部２０の外周側に、鋼材２２を内装した樹脂成形体（例えば被覆鋼板）よりなる略三角形状ないし略円弧状の補強凸部２１を螺旋状に設けたものである。

補強凸部２１は、鋼材２２を内装せずに樹脂層のみから構成してもよい。また、山部及び谷部の形状はとくに限定されず、略Ｖ字状や略コ字状、略円形、略楕円形、略四角形、多角形、異形、その他の形状に構成してもよい。更に、本実施例では山部内周側に谷部から延長される本体部２０が存在し、該本体部２０により管内面がフラットな形状になるように構成されているが、このような本体部２０を省略して補強凸部２１を互いに繋げた形状とし、内面側も螺旋波形の凹凸面となるように構成してもよい。

鋼材２２は、より詳しくは山頂部に凹陥部２３が設けられているものも好ましい実施例である。このような凹陥部２３を設けることで山部にかかる圧力（土圧等）が分散され、山部の強度、剛性アップは勿論のこと管壁２全体の耐圧強度を高いものとすることができる。本実施例では、鋼材２２の外面に沿って更に外面層２４が被着されている。これら管壁２の山部、谷部、具体的には本体部２０や外面層２４に用いられる合成樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフイン系や塩化ビニル系等の合成樹脂などを広く用いることができ、その他合成ゴムや軟質樹脂を用いることもできる。

図１２、１３に示すように、螺旋波付き合成樹脂管の一端側の挿し口部３は、少なくとも当該一端部の外面側の波形状を形成している凹部を埋めるように合成樹脂層５を被着させ、外表面が軸方向に沿って略平らな筒状としたものであり、他端部の受口部４の内周面に密接する形状とされている。このような挿し口部３を構成する合成樹脂層５は、本実施例では当該一端部を成形型で囲み、合成樹脂材料を注入・硬化させて成形されているが、その他の方法で合成樹脂層５を被着させることも可能である。合成樹脂層５を構成している合成樹脂材料としては、非発泡、発泡のいずれでもよく、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のオレフィン系樹脂やその他の合成樹脂を用いることができ、発泡合成樹脂としては、例えばポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、硬質ポリウレタンフォーム、軟質ポリウレタンフォーム、硬質塩化ビニルフォーム、ユリアフォーム、フェノールフォーム、アクリルフォーム、酢酸セルロースフォーム、その他の樹脂を用いることができる。

他端側の受口部４は、図１３の縦断面図に示すように、当該螺旋波付き合成樹脂管１Ｃよりも大径の管材７を同軸状に前記他端部１０２ａの外面側から軸方向外側に突出する状態とし、少なくとも前記管材７と螺旋波付き合成樹脂管１Ｃとの間の隙間に前記合成樹脂層８の合成樹脂材料を充填したものであり、軸方向外側に突出した筒状部分の内周面は軸方向に沿って略平らであり、上記挿し口部３が挿入される受け面４０として機能する。この受口部４の合成樹脂層８についても、挿し口部３と同様の合成樹脂層材料を用いることができる。

本実施形態では、挿し口部３及び受口部４をそれぞれ軸方向に沿って略平らな形状に構成したが、本発明はこのようなストレート形状に何ら限定されず、挿し口部３を開口端に向けて先細となるテーパー状に形成するとともに、受口部４の内周面もこれに略平行な略同一角度のテーパー状に構成したものや、挿し口部の外径又は受口部の内径が軸方向に沿って曲線を描くように変化する形状にしてもよい。

また、受口部４の受け面４０を、内側から外側の開口部に向けて縮径する逆テーパー形状に構成し、挿し口部３のＯリング６の水密性、タイト性を図ることも好ましい。また、当該受口部４の開口部には段付テーパー部４２が設けられており、挿し口部３を挿入する際にＯリング６が開口部に引っ掛かり、脱落しないように構成されている。

受口部４に内装される管材７は、螺旋波付き合成樹脂管１Ｃと同様、略三角形状ないし略円弧状又は台形状の山部と谷部が連続的にウエーブを為した管部分が使用され、受口部４は当該管材７の存在により相当に強度アップが図られている。本実施例では、管壁７１が螺旋波形状に形成され、螺旋波付き合成樹脂管１Ｃと同様の構造のウエーブを成す管材（但し、内周側の本体部２０は無い）が使用されており、同一符号を付して詳細は省略するが、本発明は、このような形態の管材に何ら限定されない。

上記管材７の変形例としては、図１５に示すように、内周側に本体部２０ａを設けたものも好ましい例である。この管材７と管壁２の外周面とは、その間に介在する前記合成樹脂層８により強固に一体化されている。

管材７は一部露出する状態で合成樹脂層８が被着されている。特に強度が要求される先端側及び管壁２との一体化の点で重要な基端側について合成樹脂層８で埋没させ、その他の途中部分が露出されている。このように管材７を露出させるようにすれば、軽量化や材料コスト削減が実現できるとともに、本実施例のように管材７が管壁２と同じ外観構造の場合には、当該受口部４の露出部分が管壁２と同じ外観を有し、継手部分と管全体との外観上の一体性が高まり、美観が向上することとなる。

挿し口部３と受口部４の間には、図１３に示したように、シール部材としてＯリング６が介装されている。詳しくは、挿し口部３の外面に前記Ｏリング６が嵌め込まれる環状溝５０が形成され、該環状溝５０内にＯリング６を嵌め込んだ状態で管同士を接続するものである。本実施例では、Ｏリング６が装着される環状溝５０は挿し口部３の先端縁部に切り欠き形成されているが、挿し口部３の反対側の基端縁部や途中部に形成してもよい。また、受口部４側に設けてもよい。Ｏリング６等のシール部材の形状及び構造は、挿し口部３と受口部４との間を確実にシールできる限り、特に限定はなく、各種形状、構造のシール部材が、適宜位置に装着されうる。また、Ｏリング６を別途装着するかわりに予めシール部となる環状突起を一体成形しておくことも可能である。両端の挿し口部３、受口部４を含む螺旋波付き合成樹脂管１Ｃの外側表面には、防水、耐候性、耐薬品性の向上を図ることのできるコーティング剤を被覆しても良い。

また、上記第２実施形態〜第４実施形態における挿し口部についても、上記第１実施形態と同様に、外周面における接続側端部にＦＲＰ層５ａを設けることができる。

また、上記第１実施形態〜第４実施形態では、受口部外周面における接続側端部および挿し口部外周面における接続側端部にＦＲＰ層を形成したが、受口部の接続側端面、挿し口部の接続側端面の一部または全部にまたがってＦＲＰ層を形成することもできる。

このようにＦＲＰ層を外周面から端面にまたがって形成すると、受口部接続側の外周角部がより確実に補強される。

５．螺旋波付き合成樹脂管の製造方法
次に、図１４、１６に基づき、螺旋波付き合成樹脂管１Ｃの製造方法について説明する。

螺旋波付き合成樹脂管１Ｃの製造手順は、図１６に示すように、螺旋波付き合成樹脂管１Ｃの管壁２を成形する工程Ｓ１と、これに連続して、成形された螺旋波付き合成樹脂管１Ｃの前記他端部１０２ａに、該螺旋波付き合成樹脂管より大径の管材７を同軸状に成形する工程Ｓ２と、成形された管材７の軸方向内側および外側の端部をそれぞれ封止チャック６０、６１で封止する工程Ｓ３と、封止チャックで封止された管材７と螺旋波付き合成樹脂管管壁２との間の隙間に合成樹脂層８を形成する合成樹脂材料を注入する工程Ｓ４とを備えている。

工程Ｓ１の管壁２の成形は、従来からの螺旋波付き合成樹脂管の成形方法と同じ方法を用いることができ、図１４に示すように、連続的に供給された鋼材２２を加工ローラ９２で断面視Ｍ字状に変形加工した後、これを螺旋状に送り出すとともに、その外面側に外巻テープ（外面層２４）を口金８１から連続的に同じく螺旋状に送出して被着させ、内面側にも内巻テープ（本体部２０）を口金８２から連続的に螺旋状に送出して被着させ、軸方向に接合一体化して管壁２が成形される。そして本実施例では、一端管壁２を完成させた後に端部に管材７を成形するのではなく、この工程Ｓ１と連続して、成形された管壁２に工程Ｓ２の管材７を成形し、効率よく受口部４を成形するものである。

工程Ｓ２で成形する管材７は、上記管壁２の成形と同様、連続的に供給された鋼材２２を加工ローラ９３で断面視Ｍ字状に変形加工した後、これを螺旋状に送り出すとともに、その外面側に外巻テープ（外面層２４）を口金８３から連続的に同じく螺旋状に送出して被着させ、内巻テープは省略し、軸方向に接合一体化して管材７が成形される。成形された管材７はガイド部としての複数のガイドローラ９１に径方向外側から支持されて管壁２と同軸状に支持される。

工程Ｓ３では、管壁２の外側を円筒状の外枠（二つ割り）で囲む。

なお、上記外枠の胴部内壁（管壁２の一端に対応する）には補強繊維を環状に貼り付けておく。

同軸状に成形された管材７に対して、封止チャック６０、６１を管材７の両端部に取り付け、管壁２外面と外枠内面の間の空間を密封する。なお、図示していないが、受口部４の受け面４０を成形する内枠が管壁２より外側に突出している管材７の内周面側にセットされることにより密封空間が形成される。

そして、工程Ｓ４において、上記密封された空間に合成樹脂層８を形成する合成樹脂材料が注入される。本実施例では封止チャック６０に軸方向に連通する注入口６２を介して注入されるが、このような注入方法に何ら限定されず、封止チャック６１、または上記受け面４０を成形する金型に注入口を設けてもよい。

注入された合成樹脂材料が発泡することにより、上記空間内を埋めていきながら移動し、外枠内面に到達した合成樹脂材料は、外枠内壁に貼り付けられている補強繊維内に進入して含浸するとともに、発泡圧によって密度が高められ、スキン層としてのＦＲＰ層が形成される。

６．螺旋波付き合成樹脂管の耐落下性評価
本発明の継手付き螺旋波付き合成樹脂管の強度について、現場荷下ろし作業と同等の下記条件にて落下試験を行い評価した。なお、ＦＲＰ層を備えていない継手付き螺旋波付き合成樹脂管についても比較例として落下試験を行い評価した。

(a) 供試体 φ１０００ｍｍ継手付き螺旋波付き合成樹脂管、長さＬ：１３５０ｍｍ、螺旋波を構成している補強凸部中に断面凸形の鋼板を内装して補強。

(b) 受口部 補強材としての螺旋波付き合成樹脂管部品の外周面の一部が露出した状態で発泡樹脂によって筒状に成形し、受口外周面の接続側端部にＦＲＰ層を形成し３日間養生。

(c) 落下場所 １．アスファルト舗装面
２．砂利舗装面
(d) 落下高さ ３ｍ(供試体の落下角度：斜め４５°)
(e) サンプル数 アスファルト試験用：３個、砂利試験用：３個。

(f) 比較例 ＦＲＰ層を備えていない点を除いて上記構成と同じ構成の継手付き螺旋波付き合成樹脂管をアスファルト試験用：３個、砂利試験用：３個用意した。

上記条件にて耐落下性試験を行ったところ、上記ＦＲＰ層を備えていない継手付き螺旋波付き合成樹脂管については、図１７(ａ)に示すように、アスファルト舗装面への落下、砂利舗装面への落下ともに、落下による割れが受口外周面に発生した。

特に、アスファルト舗装面、砂利舗装面に直接、衝突した部位については図１７(ｂ)の拡大図に示すように欠損部分Ｄが生じ、また、管材７の縁部に沿って割れが発生し管材７の端部が露出した。図中、Ｅはその破断面を示している。

これに対し、本発明の受口付き旋波付き合成樹脂管については、アスファルト舗装面への落下、砂利舗装面への落下ともに図１８(ａ)に示すように、若干のへこみとともに擦過疵Ｆが発生したものの、受口外周面に割れは発生しなかった。

図１８(ｂ)は上記擦過疵Ｆを拡大して示したものである。受口外周面のエッジを形成している線８ｂが、範囲８ｃにわたって失われているものの、強度的に何ら差し支えないものであった。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、道路下の排水管や下水道用の大型排水管等に適用される合成樹脂管として利用することができる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 螺旋波付き合成樹脂管
２ 管壁
２ａ 凹部
３ 挿し口部
４ 受口部
５ 合成樹脂層
５ａ ＦＲＰ層
６ Ｏリング
７，７Ａ 管材
７Ｂ 補強繊維
７Ｃ 補強繊維チップ
８ 合成樹脂層
８ａ ＦＲＰ層
１０，１１ 端部
２０ 本体部
２１ 補強凸部
２２ 鋼材
２３ 凹陥部
２４ 外面層
４０ 受け面
４２ 段付テーパー部
５０ 環状溝
６０，６１ 封止チャック
６２ 注入口
７０ 係合突起
７１ 管壁
８１，８２，８３ 口金
９１ ガイドローラ
９２，９３ 加工ローラ
１０２ａ 他端部
Ｓ 接続構造

Claims (20)

1. 配管端部に螺旋波付き合成樹脂管同士を接続するための受口部が備えられている継手付き螺旋波付き合成樹脂管において、
   上記螺旋波付き合成樹脂管の端部から管軸方向に向けて筒状に延びる受口部が発泡性樹脂によって成形され、その成形された上記受口部における接続側端部の少なくとも外周面に、補強繊維に樹脂を含浸させたＦＲＰ層が形成されていることを特徴とする継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
2. 上記受口部の端面にさらに上記ＦＲＰ層が形成されている請求項１記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
3. 上記受口部に補強材が設けられている請求項１記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
4. 上記補強材として、上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ螺旋波付き合成樹脂管部品が、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設されている請求項３記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
5. 上記補強材として、外周面の一部を露出させた状態で上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ螺旋波付き合成樹脂管部品が、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設されている請求項３記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
6. 上記補強材として、上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ円管部品が、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設されている請求項３記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
7. 上記補強材として、補強繊維チップが分散した状態で埋設されている請求項３記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
8. 上記補強材として、上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ円管部品が、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設されるとともに、補強繊維チップが分散した状態で埋設されている請求項３記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
9. 上記補強繊維が、グラスファイバーをテープ状、シート状に形成したチョップドストランドマット、平織りガラスクロス等から構成される請求項１記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
10. 上記螺旋波が、螺旋状に形成された断面凸形の鋼板と、この鋼板を被覆する合成樹脂との積層体からなる請求項１記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の継手付き螺旋波付き合成樹脂管と、この継手付き螺旋波付き合成樹脂管の上記受口部に挿入される挿し口部を備えた挿し口付き螺旋波付き合成樹脂管とを有する螺旋波付き合成樹脂管の接続構造であって、
    上記挿し口部は、管軸方向に延びる上記受口部の長さと略同じ長さからなり、上記受口部と係合し得る平滑な外周面に形成されていることを特徴とする螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
12. 上記挿し口部として、上記螺旋波付き合成樹脂管の接続側端部の螺旋凹溝に、螺旋凹溝と係合し得る凸状断面を有する帯状樹脂が巻き付けられ、上記平滑な外周面に形成されている請求項１１記載の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
13. 上記挿し口部として、上記螺旋波付き合成樹脂管の接続側端部の螺旋凹溝に発泡性樹脂が充填され上記平滑な外周面に形成されている請求項１１記載の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
14. 上記挿し口部における接続側端部の少なくとも外周面に、補強繊維に樹脂を含浸させたＦＲＰ層が形成されている請求項１１記載の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
15. 上記挿し口部の端面にさらに上記ＦＲＰ層が形成されている請求項１４記載の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
16. 上記補強繊維が、グラスファイバーをテープ状、シート状に形成したチョップドストランドマット、平織りガラスクロス、平織りガラスクロステープ、炭素繊維、アラミド繊維、又はボロン繊維から構成される請求項１４記載の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
17. 上記挿し口部に上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ円管部品が、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設されている請求項１１記載の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
18. 上記挿し口部に補強繊維チップが分散した状態で埋設されている請求項１１記載の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
19. 上記挿し口部に上記螺旋状波付き管の外径よりも大きい内径を持つ円管部品が、上記螺旋波付き合成樹脂管と同軸に埋設されるとともに、補強繊維チップが分散した状態で埋設されている請求項１１記載の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
20. 上記挿し口部と上記受口部との間の隙間をシールするシール材が、上記挿し口部に設けられている請求項１１記載の螺旋波付き合成樹脂管の接続構造。
    

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