JPS63214588A - 樹脂管 - 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、例えば水道等の既設管路の更新工法として採
用されるパイプインバイブ工法等において用いられる樹
脂管に関するものである。

［従来の技術］ 樹脂管は、鋳鉄管あるいは鋼管等の金属管と比較して施
行性、坤盤沈下や地震等によって管に与えられる外力に
対する耐性、あるいは耐腐食性等において優れた特性を
示すので、各種配管に採用されつつある。特にポリエチ
レン管は、硬質塩化ビニル管等とも比較して可撓性に冨
むことから施行性に優れているので、上記工法等におい
て採用されつつある。

かかるポリエチレン管は、−設配管用のものと同様に一
重構造のものが使用され、強度の向上を図るために管材
として高密度ポリエチレンを採用したり、あるいは肉厚
を厚くすることによって対応している。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の一重管樹脂管は、例えばパイブイン
バイプ工法において既設管内に挿入管として引込む時に
、旧管内の継手部、錆コブ、切合せ部、異形管部との摺
動接触等によって、あるいは推進工法における地盤中の
レキ等によって、該樹脂管の軸方向に損傷、切欠き等が
生じ易く、一度切欠きが生じた場合、該樹脂管へ作用す
る外力によって切欠きが進展し、該樹脂管を貫通するお
それがある。特にポリエチレン管は強度的に時間依存性
の高いクリープ特性を示す材料であることから、時間の
経過とともに切欠きが進展する傾向が大きいので、切欠
きが管径に対する有害な傷の深さより深い場合は、比較
的短時間に切欠きが進展して管の厚さを貫通し、切欠き
先端は管の内壁にまで到達する。その結果、管内流送物
が流出するおそれを生じるという問題点があった。

第１表は管の呼び径に対する有害な傷の深さの一例を示
したものである。

第１表 表から、ごくわずかな傷が生じても管全体に影響を及ぼ
すことが分かる。

かかる損傷に対する抵抗力を増すために、高密度ポリエ
チレン材料等による管を用いた場合でも、たとえ管の肉
厚がどんなに厚くても、−重構造である限り一度切欠き
が生じると切欠きの進展に対してはほとんど無抵抗であ
り、切欠き先端が内壁にまで到達するのを防止すること
ができないという問題点があった。

また、高密度ポリエチレンを用いた一重管は曲げ弾性係
数が大きくなるので、可撓性に乏しく、作業性が低下す
るという問題点も併発することになる。

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもの
で、管の外壁に損傷が生じても、一定深さ以内の損傷で
あればその影響を防止することができるので、管本体を
十分安全に保つことができ、しかも作業性のよい樹脂管
を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る樹脂管は、外管と白書とを二層状に組合わ
せた構造にしたことにより上記問題点を解決したもので
ある。

［作用］ 本発明においては、外管と内管とを二層状に組合わせた
構造にしたことにより、外管の外壁に切欠きが生じて最
終的に外管内壁に到達しても、切欠きの影響は内管へは
及ばない、以下従来の一重構造の樹脂管と本発明の樹脂
管との作用を、図を用いて比較しながら説明する。

箪３団は札榊ζ佃ヤ麺め唸１また群婁の一雷１告の樹脂
管に内圧が付加された場合の切欠きの進展を示す説明図
、第４図は外壁に切欠きの生じた二重構造の樹脂管に内
圧が付加された場合の切欠きの進展を示す説明図である
。

第３図（ａ）〜（ｄ）に示すように、従来の一重構造の
樹脂管においては、樹脂管１０（第３図（ａ））の外壁
に、例えば布設時において切欠き１１が生じた後に（第
３図（ｂ））、該樹脂管１０内に流送物を流し始めて内
圧Ｐが作用し始めると（第３図（Ｃ））、切欠き１１の
先端に応力集中が生じ、該切欠き１１は内壁の方へ進展
し、最終的に該樹脂管１０の管厚を貫通し、切欠Ｆ１１
の先端は内壁に到達する（第３図（ｄ））。

一方第４図（ａ）〜（ｄ）に示すように、二重構造の樹
脂管においては、該樹脂管２０（第４図（ａ））の外管
２２の外壁に切欠き２３が生じ（第４図（ｂ）　）　、
この状態で該樹脂管２０内に流送物を流し始めて内圧Ｐ
が作用し始めると（第４図（Ｃ））、切欠き２３の先端
に応力集中が生じ、該切欠き２３は内壁の方へ進展し、
最終的に外管２２を貫通するが（第４図（ｄ））、貫通
した時点で切欠き２３の先端での応力集中は解放され、
内管２１へは進展しない。このとき、内管２１の内圧Ｐ
による応力は該内圧Ｐに対応する設計応力レベルであっ
て、外管２２の切欠き２３による影響は受けないことに
なる。

第５図は、外壁に切欠きの生じた樹脂管に曲げモーメン
トを与えた場合の作用概念を示す説明図である。すなわ
ち、例えば布設された樹脂管３０に対しては、第５図（
ａ）に示すような、地盤の部分的な沈下による曲げモー
メントＭや、第５図（ｂ）に示すような地盤そのものの
重圧による圧縮力Ｆがはたらくことになる。このような
状態における管に生じた切欠きの進展について、第６図
は樹脂管が従来の一重構造の場合、第７図は二重構造の
場合を示したものである。

これらの場合においても、上述の樹脂管に内圧がかかる
場合と同様の結果となる。すなわち、従来の一重構造の
樹脂管４０に切欠き４１が生じると（第６図（ａ））、
樹脂管４０にはたらく曲げモーメント等により切欠き４
１は進展して管厚を貫通する（第６図（ｂ））のに対し
、二ｍ構造の樹脂管においては、樹脂管５０の外管５２
の外壁に切欠き５３が生じても（第７図（ａ））、外管
５２の外壁の切欠き５３は進展して外管５２を貫通する
が（第７図（ｂ））、貫通した時点で切欠き５３の先端
での応力集中は解放されるので、内管５１は切欠き５３
による影響は受ないことになる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す断面図である０図にお
いて１は樹脂管本体、２は本管、３は外管である。

本管２は、曲げ剛性が小さい作業性の良好な例えば低密
度ポリエチレン管等が好ましい、該本管２の厚さは、ポ
リエチレン−重管の標準的な設計方法によって定められ
るものである。

外管３は、木管の外面損傷を防ぐに足りる必要最小限の
厚さを有し、耐クリープ性または耐損傷性のある例えば
高密度ポリエチレン管等が好ましい、あるいは、引込み
などの施工に伴フて生じ得る最大傷深さを十分カバーす
る程度の厚さであれば、中密度または低密度ポリエチレ
ン管を用いることも可能である。

なお、外管の厚さは、必要以上にとると、外管の剛性が
管全体の剛性を支配することになり、内管の可撓性の性
質が十分に管全体の可撓性に反映されなくなり、樹脂管
の施行性が悪くなる。一方あまりに薄くとると、切欠き
深さをカバーしきれずに切欠きが内管にまで及ぶおそれ
がある。

具体的には、外管の厚さ七〇は次式のように求められる
。

１、＝ΣβＪｔｌ ここで１．は内管の厚さであり、この値は内管径、内圧
、許容応力等の設計パラメータから設定される。β、は
工法、材料及び口径等により定まる定数であるが、Σβ
ｊの値すなわち外管と内管との管厚の比は０．１〜０．
３程度が望ましい。

なお、−例として、ポリエチレン管（ＪＩＳに６７６１
−１９７＠）一種についてΣ、β、＝０．２とした場合
第２表 ■ ■ 目 なお、木管２と外管３とは、例えば互いの面圧による摩
擦を利用して摩擦接着等により接合してもよいし、接着
剤等を用いて接合してもよい。

第２図は本発明の第二実施例を示す断面図である０本例
においては、木管２及び外管３との間に中間層４を設け
たものである。この中間層４は、例えば離形剤あるいは
金属製または非金属製からなるものであって、可撓性を
有するものからなる。上記の構造によれば、木管と外管
との摺動によって本管外壁に損傷が生じるのを防止する
効果があるので、本管をより安全に保つことができる。

次に、ポリエチレン二層管の製造方法の一例について、
その概要を図を用いて簡単に説明する。

第８図はポリエチレン二層管の製造ラインの一例を示す
構成図である。かかる製造ラインによるポリエチレン管
禮管の工程について説明する。

まず、材料を混合機１０１に入れて均一になるように混
合し、次に内管押出し機１０２に入れ、該材料を口金１
０３を介して管状に押出す、押出された材料は整形具１
０４により整形された後、冷却水槽１０５により冷却さ
れる。この段階で内管が形成される。形成された内管に
対し外管押出し機１１０により外管が接合され、ポリエ
チレン二層管が形成される。形成されたポリエチレン二
層管は、超音波肉厚測定器１２１により肉厚が測定され
、ホットスタンピング機１２２によりスタンプされ、さ
らに長さ測定器１２３、引き取り機１２４及び切断機１
２５により所定の長さに切断され、巻き取り機１２６に
より巻き取られる。

かかる製造ラインは、従来のポリエチレン管の製造ライ
ンにおいて、木管（内管）押出後の冷却水槽１０５の後
に、外管押出機１１０を配置したものである。

第９図は外管押出し機の一例を示す構成図である。この
場合、クロスへラドダイ方式に係る外管押出し機を示し
である。かかる外管押出し機においては、まず、内管１
１１に粘着剤塗布機１１２により粘着剤が塗布され、粘
着層１１３が形成され、次に押出し機１１４からクロス
へラドダイ１１５を介して内管の周りに外管用ポリエチ
レン１１６が押出され、外管を形成する。

なお、上述したポリエチレン二層管の製造方法は、−例
として示したものであり、本発明に係る樹脂管は、いか
なる製造方法によっても得られ得ることはいうまでもな
い。

また、上記例はポリエチレン管について示したが、可撓
性を有する樹脂管ならばいかなる材質の管でもよいこと
は明らかである。

［発明の効果］ 本発明は以上説明したとおり、外管と内管とを二層状に
組合わせた構造としたことにより、外管に切り欠きが生
じて最終的に外管を貫通し、切欠き先端が内壁に到達し
ても、内管へは進展しないので、本管である内管を十分
安全に保つことができ、かつ作業性が向上するという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の第二実施例を示す断面図、第３図は外壁に切欠きの
生じた従来の一重構造の樹脂管に内圧が付加された場合
の切欠きの進展を示す説明図であって（ａ）は切欠きの
生じる前の樹脂管を示す断面図、（ｂ）は樹脂管の外壁
に切欠きが生じた場合の状態を示す断面図、（Ｃ）は外
壁に切欠きの生じた樹脂管に内圧がかかった場合の状態
を示す断面図、（ｄ）は（Ｃ）の状態で一定時間が経過
した後に切欠きが進展して樹脂管の内壁に到達した状態
を示す断面図、第４図は外壁に切欠きの生じた本発明の
一実施例の樹脂管に内圧が付加された場合の切欠きの進
展を示す説明図であって（ａ）は切欠きの生じる前の樹
脂管を示す断面図、（ｂ）　は樹脂管の外管の外壁に切
欠きが生じた場合の状態を示す断面図、（Ｃ）　は外管
の外壁に切欠きの生じた樹脂管に内圧がかがりた場合の
状態を示す断面図、（ｄ）　は（Ｃ）の状態で一定時間
が経過した後に切欠きが進展して外管の内壁に到達した
状態を示す断面図、第５図は外壁に切欠きの生じた樹脂
管に外力を与えた場合の作用概念を示す説明図であって
（ａ）は樹脂管に曲げモーメントを与えた場合の説明図
、（ｂ）　は樹脂管に圧縮力を与えた場合の断面図、第
６図は外壁に切欠きの生じた従来の一重構造の樹脂管に
外力を与えた場合の切欠きの進展を示す説明図であって
（ａ）は樹脂管に外力を与える前の断面図、（ｂ）は樹
脂管に外力を与えた後の断面図、第７図は外壁に切欠き
の生じた本発明の一実施例の樹脂管に外力を与えた場合
の切欠きの進展を示す説明図であって（ａ）は樹脂管に
外力を与える前の断面図、（ｂ）は樹脂管に外力を与え
た後の断面図、第８図はポリエチレン二層管の製造ライ
ンの一例を示す構成図、第９図は外管押出し機の一例を
示す構成図である。 図において、１は樹脂管本体、２は本管、３は外管、４
は中間層である。 代理人　弁理士　佐−藤　正　年 第１図　　第２図 第３図 第４図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）外管と内管とを二層状に組合わせた構造からなる
   ことを特徴とする樹脂管。
2. （２）上記外管と内管との管厚の比が０．１〜０．３の
   範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の樹脂管。
3. （３）上記外管と内管はともにポリエチレン管であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の樹脂管。
4. （４）外管は高密度ポリエチレン管であり、内管は低密
   度ポリエチレン管であることを特徴とする特許請求の範
   囲第３項記載の樹脂管。
5. （５）上記外管と内管とは中間層を介して接合されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項
   記載の樹脂管。