JPH07101072B2 - コルゲート管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼板製のコルゲート管に
係る。

【０００２】

【従来の技術】コルゲート管とは外周面上へ補強用のリ
ブなどの凹凸を規則的に形成した管の総称をいう。外周
面上の凹凸は環状または螺状の突条を設けたり、波形の
蛇腹構造として、撓み応力に対する変形強度の向上を目
的とした特殊な管種である。管の材質は一般に問うとこ
ろではなく、鋼管、プラスチックなど使用する条件に合
せて選択される。本発明では鋼板、たとえば亜鉛鍍金さ
れた鋼板を螺旋状に巻き回して管状に成形したコルゲー
ト管が技術の対象である。この管種はたとえば高層ビル
の床部を形成するときにコンクリート躯体内へ埋没させ
て重量の軽量化を図る中空スラブ、地下部の基礎梁を点
検するための検査用人孔、床や壁を貫通するために使用
するスリーブなど多方面の建築、土木用の資材として重
宝されている。

【０００３】この型式のコルゲート管を製造するには、
鍍金された薄鋼板の帯板を長手方向からロールにかけ
て、基準面から波形に屈曲して突出するリブを少なくと
も１ヵ所以上塑性変形し、帯板の両端には螺旋状に巻き
回したときに隣接する端部同士が嵌合するようにハゼを
成形する。ハゼ同士を嵌合して連続する１本の管に成形
した一例を図４に示しているが、半円状に外周の基準面
１ａの上へ膨出しているのがリブ２ａであり、外見上は
角状の突条を示しているのが嵌合したハゼである。ハゼ
は断面に見られるように、断面がコ字状となるように直
角に二回折り曲げたハゼ３ａと、断面が切り欠いた角形
にとなるように直角に三回折り曲げたハゼ３ｂとよりな
り、それぞれ帯板の両側をリブと同時に塑性変形して成
形する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】コルゲート管は前記の
ように軸方向へ規則的に進退する多数の凹凸をロールな
どに帯板を噛み込ませて強制的に塑性変形する工程が必
要である。外周上へ突出するリブの部分は伸びる方向の
内部応力が発生し、元のままの基準面では縮む方向への
内部応力が発生する。この内部応力の内、リブとリブ間
に挟まれた基準面においては両側のリブに引っ張られて
残留したままで見掛け上の変化としては現われないが、
両端のハゼ部では自由端のために応力は拘束されずに開
放されるから、表面上へ皺が発生する傾向が強い。また
は、縮みの応力を残したままで両端同士を嵌合して螺旋
状に巻き回すとき、残った応力のためにこの近傍へ見苦
しい皺を生じることもしばしば体験されることである。
この皺変形が大きく発生するとハゼの位置に狂いを生じ
てハゼ同士の嵌合ができなくなって作業性の面から大き
な課題に直面するし、このような外観上の欠陥がコルゲ
ート管としての商品価値を著しく損うことはいうまでも
ない。

【０００５】ローラを駆動して帯板を管状に成形する製
管機には、大別して回転するマンドレルを内蔵して外郭
ケースとの間に材料の薄板を挾圧して成形するものと、
マンドレルを具えないで外郭のローラによってのみ軽荷
重で変形する新型とあるが、この新型では、マンドレル
がないだけに管種の変更へ手軽に応対できるという特徴
があり、多種類のスパイラル管を作業性よく生産できる
利点が謳われている。しかし、この型式の製管機を外面
に多数の凹凸のあるコルゲート管の製造に適用すると、
マンドレルがないために応力の開放がより容易となるの
で前記の外観上の欠陥が発生する傾向がさらに加速さ
れ、商品として市場に通用するためには大きな課題を抱
えることとなる。

【０００６】本発明は以上に述べた課題を解決するため
に、外観上の瑕疵と見られるハゼ付近の皺の生じない構
造を具えたコルゲート管の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るコルゲート
管は、基準面１より膨出する高さＨのリブ２と両端にハ
ゼ３Ａ、３Ｂを具えた帯鋼を螺旋状に巻き回しハゼ同士
を嵌合してなる方式であり、嵌合したハゼの両側に続く
外周面の一部を基準面よりもほぼＨ／２拡径して段差４
を形成することによって前記の課題を解決した。

【０００８】

【作用】本発明のコルゲート管は基準面１から段差を形
成してＨ／２だけ拡径してハゼ部に続いている。この外
周面の拡径部５は基準面と高さＨのリブの頂上とのほぼ
中間の高さに位置する。基準面１には縮み方向への内部
応力が残留し、リブの頂点には同量で反対方向の内部応
力が残留してリブとリブの間に挟まれた基準面では相互
に干渉し合って均衡を保っている。そして、両者の中間
に位置する拡径部ではマイナスからプラスへ応力の方向
が逆転する遷移点となるから、理論上は応力がゼロのニ
ュートラルとなって、この拡径部に続くハゼ部の周辺に
は開放されるべき応力がなく、したがって皺の発生する
作用が完全に払拭され、商品価値の高いコルゲート管を
得る最大の作用を発現する。

【０００９】

【実施例】図１は本発明実施例の一部の正面図（部分断
面図）である。図においてコルゲート管は基準面１から
高さＨだけ膨出したリブ２を３ケ具え、両端には相互に
嵌合するハゼ３Ａ、３Ｂが成形されている。このハゼ部
の両方に隣接する拡径部５は段差４から基準面上へ立ち
上がり、基準面上ほぼＨ／２だけ高くなっている。コル
ゲート管の寸法は各メーカ毎に標準化されているが、た
とえば呼び径Ｄが３００ｍｍ、管厚ｔが０．８ｍｍの管
種では、ハゼの幅が７ｍｍ、リブの幅が１２ｍｍ、リブ
の高さＨが４ｍｍである。したがって拡径部５の高さは
２ｍｍと設定し、その幅は２０ｍｍとした。

【００１０】本発明に係るコルゲート管は従来技術の同
一仕様によるコルゲート管に比べるとハゼ部に隣接する
外径を拡径しているから、当然この分だけ負荷に対する
強度が向上する。商品価値の改善とともにこの点も見逃
せない利点である。たとえば図１に示した実施例の管厚
を変動したものと、呼び径、リブ高さ、リブ幅、基準面
幅、ハゼ幅、ハゼ高さを一定値に揃え、拡径部５だけが
具えられていない比較例と同一条件で負圧強度試験を行
ない両者の優劣を記録した。破壊強度の測定は供試管の
両端を密封し、一方から真空ポンプで吸引して管内を負
圧とし、他方に水銀柱マノメータを取り付けて管の破壊
圧を測定した。図２はこの試験結果を図表に纏めたもの
で、縦軸に破壊強度Ｐ（ｍｍＡｑ）、横軸にコルゲート
管の板圧を目盛り、黒丸が従来技術による比較例、白丸
が本発明の実施例をそれぞれ示している。板厚が大きく
なるほど両者の差が顕著となるが、一番汎用化されてい
る板厚の範囲（０．５ｍｍ）で見ると約１０％以上の強
化が認められる。

【００１１】なお、この管種について強度を算出する実
験式として徳川が提唱した数式がある。

【００１２】

【数１】 この式から相当板厚を求めると、

【００１３】

【数２】

【００１４】となる。但し、Ｐ＝ｋｇ／ｍｍ、Ｄ＝ｃ
ｍ、ｔ_e＝ｃｍで表示される負圧強度、管径、管厚であ
る。数式に前記の試験によって得られた破壊圧を代入し
て相当板厚を算出し、図表に纏めたのが図３である。す
なわち縦軸には相当板厚（ｍｍ）、横軸にコルゲート管
の板厚（ｍｍ）を目盛って従来技術（黒丸）と本発明実
施例（白丸）とを比較した。この図によっても管の強度
を向上していることが実証され、最も多用される０．５
ｍｍの管厚からなるコルゲート管であれば、０．４〜
０．４５ｍｍの板厚に落としても強度の点では全く問題
のないことを示している。

【００１５】

【発明の効果】本発明に係るコルゲート管は帯板成形時
の内部応力が均衡を維持しているので、従来頻発して作
業性の悪化と商品価値の下落を招いていたハゼ付近の皺
の発生を解消する効果がある。これによって生産性の高
い製管機を通常のスパイラル管と同じ手軽さでコルゲー
ト管の製管にも使用できるので、多種管の製造を余儀な
く強いられる場合には、生産性の向上に特に大きな貢献
を尽くすという相乗効果が生れる。また、この型式のコ
ルゲート管では従来技術に比べて負圧に対する強度が向
上し、実施例の試験では約１０％の強化が実証され、こ
れに応じて実用的にはコルゲート管の板厚を約１０％薄
くすることが可能となり、コルゲート管の総重量を約１
０％程度は軽減できるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の正面図（一部断面）である。

【図２】本発明実施例と従来技術の負圧強度を示す図表
である。

【図３】同じく相当板厚を示す図表である。

【図４】従来技術を示す正面図（一部断面）である。

【符号の説明】

１ 基準面１ ２ リブ ３ ハゼ ４ 段差 ５ 拡径部 Ｈ リブの高さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準面１より膨出する高さＨのリブ２と
   両端にハゼ３Ａ、３Ｂを具えた帯鋼を螺旋状に巻き回し
   ハゼ同士を嵌合してなるコルゲート管において、嵌合し
   たハゼの両側に続く外周面の一部を基準面よりもほぼＨ
   ／２拡径して段差４を形成することを特徴とするコルゲ
   ート管。