JPH04113095A - Ｆｒｐ管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高圧に耐えられる繊維強化プラスチック（以下
、ＦＲＰと言う）管用継手に関する。

［従来の技術］ ＦＲＰ管は、耐食性を有すると共に軽量であり且つ強度
が大きいため、その特性が利用され各種の用途に用いら
れている。特に、樹脂を含浸させたロービングの巻き付
けによって製品を形成させる方法、所謂フィラメントワ
インディング法（ＦＷ法）によって製造されたＦＲＰ管
は強度が大きく、高強度が要求される用途に使用される
。

しかし、ＦＷ法によって形成されたＦＲＰ管は、ロービ
ングが緻密に巻き付けられているので、その樹脂含有量
が少ない（通常３０重量％程度）、従って、ロービング
とロービングの間隔が非常に小さく、ロービング間に存
在する樹脂が少なくなっている。このため、ＦＷ法によ
って製作されたＦＲＰ管は、長期間の使用後にはシール
性の低下を来すことが懸念される。即ち、もし、ＦＲＰ
管の一部にクラックが発生した場合、ロービングは連続
しており且つ各ロービング間には応力が作用した際のク
ツション材としての機能を果たすべき樹脂が少ないため
、クラックはロービングと樹脂の界面及び各ロービング
間の樹脂を伝播して順次法がってしまう、このようなり
ラックが生じても、ＦＲＰ管の内外面は樹脂が多い層で
覆われているので、直ちにシール性が低下するものでは
ないが、長期間経過後には、前記樹脂が多い内外面にも
クラックが進行し、結果としてシール性が低下する。

このような問題を解消するためのＦＲＰ管として、クラ
ックの進行を阻止する層を設けた多層型のものがある（
実開昭６２−８８４号公報）。このＦＲＰ管は、第８図
に示すように、ＦＷ法によって形成されたＦＲＰの内層
１と外層２の間に、短繊維に軟質樹脂を含浸させた中間
！２０が設けられた構成になっている。そして、中間層
２０は内層１又は外層２に発生したクラックの進行を阻
止し、シール性を向上させる役割をなしている。

［発明が解決しようとする課題］ 前記のような構成による多層型のＦＲＰ管において、そ
のシール性は柔軟性（伸び）を有する中間層の存在によ
って維持されるものであるが、中間層を形成する組成物
は短繊維に軟質樹脂を含浸させたものであるので、樹脂
が軟質樹脂であっても、組成物の伸びはあまり大きくな
い、又、ＦＲＰ管を長期間に亙って使用していると、樹
脂の劣化等によって中間層の伸びが低下し、ついにはク
ラックが発生するようになる。特に高圧で使用した場合
にはより大きな応力が作用するので、早期にクラックが
発生しシール性が低下する。従って、前記従来の多層型
ＦＲＰ管は、高圧条件下での長期間に亙る使用には耐え
られないと言う問題がある。

又、前記のような多層型ＦＲＰ管の接続に際しては、中
間層の機能であるシール性が管端の接続部においても連
続して発揮されなければならない、しかし、このような
管端部の継手については、未だ提案されたものはない。

本発明は、前記の問題点を解決し、高圧の条件下におい
てもシール性を維持することができる多層型ＦＲＰ管用
継手を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ ＦＲＰよりなる内層とＦＲＰよりなる外層の間に熱可塑
性樹脂よりなるシール層を持つＦＲＰ管の継手において
、前記の目的を達成するために、第一の発明では、管用
ネジを有し、前記シール層がＦＲＰ中に埋め込まれてい
る構造を有する継手か、 第二の発明では、管用ネジを有し、前記シール層の端部
がネジ部に露出して前記管用ネジの一部をなす構造を有
する継手か、 第三の発明では、前記シール層の端部に該シル層に接合
した熱可塑性樹脂よりなる環状体を有し、この環状体が
管用ネジの一部となす構造を有する継手とする。

この様な構造の継手とすることで、ＦＲＰ管の接続部に
於いても管内外を分ける層を有し、管内部液体が外部に
漏れるのを防ぐか漏れにくくする構造となっている。

［作用コ 本発明において設けたシール層は、強化材を含まず、伸
びが大きい熱可塑性樹脂で形成されているので、大きな
応力が生じてもクラックは生じない、従って、前記シー
ル層はＦＲＰの層にクラックが生じたとしても、長期に
互ってシール性を維持する。

第７図ｆａｌ　、　ｌｂｌは本発明のＦＲＰ管に内圧が
作用した際の応力発生度合いの説明図で、ｔａ１図はＦ
ＲＰ管とその端部の継手部にネジが設けられたものの一
部断面図、ｆｂ１図は［ａ１図のＦＲＰ管と継手部にお
ける管軸方向の応力分布の傾向を示す図である０両端の
継手部４．５は設計上通常増肉されており、その部分の
管厚は他の部分よりも厚くなっている。このため、継手
部４，５に生ずる応力が小さく、従って、この継手部４
．５に発生するクラックも少ない。応力の分布が前記の
ような状態にあれば、特に増肉なとして応力が非常に小
さい箇所においては、シール層を設けなくてもシール性
を確保することができる。そこで、第一の発明のように
、シール層の両端をＦＲＰの中に埋め込んでしまうこと
ができる。このシール層の埋め込みは本発明の特徴とす
るところである。管の端面は、管が接続された場合内部
流体と接する状態に置かれる部位であるので、ここにシ
ール層を露出させると、シール層とＦＲＰの界面から内
部流体が浸入し、シール性が損なわれるためである。

又、第二の発明のように、シール層の端を両端のネジ部
に露出させると、接合面となるネジの一部が熱可塑性樹
脂であるシール層によって形成されるので、シール性が
一層確実になる。

更に、第三の発明のように、両端のネジ部にシール層と
接合させた熱可塑性樹脂の環状体を設け、この環状体に
ネジを形成させても、第二の発明と同様に、接合面とな
るネジの一部が熱可塑性樹脂になり、確実なシール性が
得られる。

前記各発明において、熱可塑性樹脂よりなるシール層と
熱硬化性樹脂よりなるＦＲＰ層を完全に接合させことは
難いが、シール層を内層と外層の間に挿んでサイドイッ
チ状に積層するので、シール層はしっかりと固定される
。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す一部断面図である。こ
の実施例においては、ＦＷ法によって形成されたＦＲＰ
の内層１及び外層２の間に熱可塑性樹脂よりなるシール
層３が形成されている０両端部は増肉されており、この
増肉された両端部にはそれぞれ管用雌ネジ６、管用雄ネ
ジ７が設けられている。そして、シール層３の両端８と
管端との間には適度の間隔があけられており、シール層
３の端はＦＲＰ中に埋め込まれている。シール層３の端
８と管端の間隔ｆ　、、４１２は、ネジ部４，５の長さ
り、、Ｌ２に対しそれぞれ１／８〜１／１０程度にする
のがよい。

前記シール層３はポリエチレン等ポリオレフィン樹脂よ
りなり、例えば、次のようにして設ける。ＦＷ法によっ
て内層１を形成した後、その上にポリオレフィン樹脂の
テープをスパイラル状に且つその両側を重ね合わせて巻
き付ける０次いで、テープの上にＦＷ法によって外層２
を形成し、前記テープを内層１と外層２の間にしっかり
と密着させる。そして、加熱処理を施して熱硬化性樹脂
を硬化させＦＲＰ管を得る。この加熱処理の際に、内層
１と外層２の間に巻き付けたポリオレフィン樹脂のテー
プは溶融して一体となり、これによってシール層３が同
時に形成される。この際、シール層３と内層１及び外層
２との密着を一層よくするために、前記ポリオレフィン
樹脂テープの構成材料として、その両面又は片面に接着
性が付与された改質ポリオレフィンが積層されたものを
用いるのがよい。

なお、前記外層２の上には、実質的に樹脂のみよりなる
保護層が設けられているが、これを省略しである。

第３図１ａｌ　、　ｆｂｌは本発明の他の実施例を示し
、（ａ）図は管軸方向の断面図、ｆｂｌ図は端部の部分
断面図である。１はＦＲＰよりなる内層、２はＦＲＰよ
りなる外層２．３は熱可塑性樹脂よりなるシール層であ
り、この実施例においては、継手のネジ部５にはそれぞ
れ接続用の管用雄ネジ７が設けられており、シール層の
端部８は雄ネジ部５の略々中間に露出している。このシ
ール層の端部８を露出させることによって、接合面であ
る雄ネジ７の一部が熱可塑性樹脂によって形成される。

熱可塑性樹脂にはクラックが発生することがないので、
ネジ接合のシール性が向上する。

このＦＲＰ管はｌｂｌ図のようにカップリング９によっ
て接続される。シール層の端部８は他の部分より厚く形
成されており、カップリング９とシール層３との接触面
積を大きくし、シール性が一層高められるようにしであ
る。

第３図１ａｌ　、　ｌｂｌは本発明の更に他の実施例を
示し、ｉａ１図は雌ネジを設けた端部の部分断面図、ｔ
ｂ１図は雄ネジを設けた端部の部分断面図である。この
実施例におけるＦＲＰ管は、その端部が、一端が雌ネジ
６を設けたネジ部４、他端が雄ネジ７を設けたネジ部５
を有するインテグラル方式の継手になっている。ネジ部
４，５に露出したシール層の端部８は、その厚さが少な
くとも２条のネジが１設される程度になっている。熱可
塑性樹脂で形成されたネジの範囲を広げれば、ＦＲＰ管
を接合した際に、熱可塑性樹脂のネジ山同士が確実に螺
合するようになり、複数のＦＲＰ管に亙って連続したシ
ール層を形成させることができるので、接続部における
シール性が確保される。

第４図は本発明の一実施例を示し、接続された端部の部
分断面図である。１はＦＲＰよりなる内層、２はＦＲＰ
よりなる外層、３は熱可塑性樹脂よりなるシール層であ
る。この実施例も、一端に雌ネジ６を設けたネジ部４、
他端に雄ネジ７を設けたネジ部５を有するインテグラル
方式の継手になっている。前記の雌ネジ６及び雄ネジ７
はいずれも外層２に設けられている。シール層の端８に
は、シール層３と同材料の熱可塑性樹脂よりなる環状体
１０．１１かシール層３と接合し且つ外層２と一体の状
態になって設けられている。この環状体１０．１１には
、それぞれ外層２と一体の状態で雌ネジ６、雄ネジ７が
形成されている。この熱可塑性樹脂のネジは接続時に螺
合し、ネジ接合のシール性を高める。なお、前記の環状
体１０゜１１はネジ部４．５の一部を構成する部材であ
り、接合面の面圧をあげるために成る程度の強度を要す
るので、その形成材料としては熱可塑性樹脂を短繊維等
で強化したものであった方がよい。

従来技術の説明においては、繊維で強化した樹脂はシー
ル性に問題があることを指摘したが、第７図で説明した
ように、継手部（増肉された端部）に生ずる応力は小さ
いので、繊維で強化したものであってもシール性の低下
は来さない。

第５図ｔａｌ　、　（ｂｌは環状体を示し、（ａ）図は
雌ネジ部用環状体の断面図、ｆｂ１図は雄ネジ部用環状
体の断面図である。雌ネジ部用環状体１０及び雄ネジ部
用環状体１１は、熱可塑性樹脂又は短繊維で強化された
熱可塑性樹脂で形成されており、そのいずれにも係止部
１２が設けられている。又、雌ネジ部用環状体１０には
管用雌ネジ６が設けられている。

第６図は第４図のＦＲＰ管を製造する方法の概略説明図
である。

まず、ｆａｔ図のように、ネジ型付マンドレル３０の上
に、第１図のＦＲＰ管を製造する場合と同様にして、内
層１及びシール層３を設ける。

次いで、ｔｂｔ図のように、両端部の所定位置に環状体
１０．１１を嵌める。雌ネジ部用環状体１０は、−度ネ
ジ型３１を外してこれに螺合させ、再びネジ型３１をマ
ンドレル３０にセットすることによって取り付ける。

更にｆＣ１図のように、シール層３及び環状体１０゜１
１の上にＦＷ法によって外層２を設ける。

そして、加熱して樹脂を硬化させマンドレルを外した後
、雄ネジ部５にネジを刻設し、又両端を所定位置で切断
する。なお、前記加熱時には、熱可塑性樹脂よりなるシ
ール層３と環状体１０．１１は溶融するので、この両者
は融着して一体になる。

［発明の効果］ 本発明に係る多層型ＦＲＰ管の継手は、２つのＦＲＰ層
の間にシール層を有しており、このシル層は伸びが大き
く、大きな応力が生じてもクラックが発生しない熱可塑
性樹脂で形成されているので、ＦＲＰの層にクラックが
発生しても、高いシール性を維持することができる。こ
のため、高圧の条件下でもシール性を保持し、長期間の
使用に耐えられる。

又、本発明に係る継手は、増肉してそのＦＲＰの層中に
シール層の端を埋め込んだり、シール層の端をネジ部に
露出しさせたり、或はシール層の端部に接合させた熱可
塑性樹脂の環状体を設けてネジ部の一部にした構造の継
手となっているので、接続時にも確実なシール性が確保
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す一部断面図、第２図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第３図は本発明の他
の実施例を示す部分断面図、第４図は本発明の更に他の
実施例を示し、接続された継手部の部分断面図、第５図
は第４図のＦＲＰ管の構成部材である環状体の断面図、
第６図は第４区のＦＲＰ管を製造する方法の概略説明図
、第７図は本発明のＦＲＰ管に内圧か作用した際の応力
発生度合いの説明図、第８図はクラックの進行を阻止す
る層を設けた従来の多層型のＦＲＰ管を示し、管軸方向
の部分断面図である６ １・・内層、２・・・外層、３・シール層、４・・・雌
ネジ部、５・・・雄ネジ部、６・・・舗ネジ、７・・雄
ネジ、訃シール層の端、１０・・・雌ネジ部用環状体。 １１・・・雄ネジ部用環状体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＦＲＰよりなる内層とＦＲＰよりなる外層の間に
   熱可塑性樹脂よりなるシール層を持つＦＲＰ管の継手に
   おいて、 管用ネジを有し、前記シール層がＦＲＰ中に埋め込まれ
   ていることを特徴とする前記ＦＲＰ管用継手。
2. （２）ＦＲＰよりなる内層とＦＲＰよりなる外層の間に
   熱可塑性樹脂よりなるシール層を持つＦＲＰ管の継手に
   おいて、 管用ネジを有し、前記シール層の端部がネジ部に露出し
   て前記管用ネジの一部をなすことを特徴とする前記ＦＲ
   Ｐ管用継手。
3. （３）ＦＲＰよりなる内層とＦＲＰよりなる外層の間に
   熱可塑性樹脂よりなるシール層を持つＦＲＰ管の継手に
   おいて、 前記シール層の端部に該シール層に接合した熱可塑性樹
   脂よりなる環状体を有し、この環状体が管用ネジの一部
   となっていることを特徴とする前記ＦＲＰ管用継手。