特開 2023-122015 伸縮波形管及びこれを備えた複合管

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023122015

(43)【公開日】2023-09-01

(54)【発明の名称】伸縮波形管及びこれを備えた複合管

(51)【国際特許分類】

   F16L 11/11 20060101AFI20230825BHJP

   B32B 1/08 20060101ALI20230825BHJP

   B32B 27/32 20060101ALI20230825BHJP

   B32B 5/18 20060101ALI20230825BHJP

【ＦＩ】

F16L11/11

B32B1/08 B

B32B27/32 Z

B32B5/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022025436

(22)【出願日】2022-02-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003340

【氏名又は名称】弁理士法人湧泉特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】金平 豊

(72)【発明者】

【氏名】高橋 孝輔

(72)【発明者】

【氏名】湯川 雅己

(72)【発明者】

【氏名】中村 晶

【テーマコード（参考）】

3H111

4F100

【Ｆターム（参考）】

3H111AA02

3H111BA15

3H111CA12

3H111CA47

3H111CB14

3H111DA13

3H111DA15

3H111DB03

4F100AK01B

4F100AK06A

4F100BA02

4F100BA10A

4F100BA10B

4F100DA11B

4F100DA13A

4F100DJ01A

4F100GB51

4F100JK08

4F100JK09

4F100JK17B

4F100YY00A

(57)【要約】

【課題】高い伸縮性と耐傷性及び耐扁平性を備える伸縮波形管と製造コストを低く抑えることができる複合管を提供すること。
【解決手段】ポリエチレンを主成分とする樹脂によって凸部１１と凹部１２とを管軸方向に沿って交互に連設して蛇腹状に成形される伸縮波形管１０において、凸部１１は、側壁１１ａ円筒状の短円筒部１１ｂとを有し、平均肉厚Ｔ１が０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ未満、短円筒部１１ｂの幅が２．５ｍｍ以上３．５ｍｍ未満であり、凹部１２は、管軸方向に隣接する２つの凸部１１の側壁１１ａによって最大幅Ｗｇが０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ未満のＶ溝状に形成され、凸部１１と凹部１２の１ピッチＰの長さが３．５ｍｍ以上４．５ｍｍ未満であるとともに、１ピッチＰの長さに対する凹部１２の最大幅Ｗｇの割合が２５％以上である。また、伸縮波形管１０と可撓性樹脂管２０によって複合管１が構成されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性樹脂管の外周を被覆し、ポリエチレンを主成分とする樹脂によって径方向外側に凸となる凸部と径方向内側に凹となる凹部とを管軸方向に沿って交互に連設して蛇腹状に成形される伸縮波形管であって、
前記凸部は、管軸に対して傾斜する一対の側壁と該側壁によって連結された円筒状の短円筒部とを有し、平均肉厚が０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ未満、前記短円筒部の幅が２．５ｍｍ以上３．５ｍｍ未満であり、
前記凹部は、管軸方向に隣接する２つの前記凸部の前記側壁によって最大幅が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ未満のＶ溝状に形成され、
管軸方向に隣接する前記凸部と前記凹部の１ピッチの長さが３．５ｍｍ以上４．５ｍｍ未満であるとともに、この１ピッチの長さに対する前記凹部の最大幅の割合が２５％以上であることを特徴とする伸縮波形管。

【請求項2】

多層構造を有していることを特徴とする請求項１に記載の伸縮波形管。

【請求項3】

前記樹脂は、発泡倍率が１．０５倍～４倍の発泡ポリエチレンであることを特徴とする請求項１または２に記載の伸縮波形管。

【請求項4】

前記樹脂は、低密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の伸縮波形管。

【請求項5】

前記発泡ポリエチレンは、外層に近づくに連れて発泡倍率が内層のそれよりも連続的に低くなることを特徴とする請求項３または４に記載の伸縮波形管。

【請求項6】

前記発泡ポリエチレンは、内層から外層に掛けて発泡倍率が不連続的に変化することを特徴とする請求項３または４に記載の伸縮波形管。

【請求項7】

前記樹脂は、一部にポリエチレン以外の樹脂を含むことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の伸縮波形管。

【請求項8】

前記可撓性樹脂管を同心状に保持する複数の保持突起を内周面から径方向内方に向かって突設したことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の伸縮波形管。

【請求項9】

請求項１～８のいずれかに記載の伸縮波形管と、該伸縮波形管の内部に略同心状に配置された前記可撓性樹脂管とで構成されることを特徴とする複合管。

【請求項10】

前記伸縮波形管の内周部と前記可撓性樹脂管の外周部との間に、平均値が４ｍｍ以上の径方向隙間が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の複合管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポリエチレンを主成分とする樹脂によって蛇腹状に成形された伸縮波形管と該伸縮波形管によって外周が被覆された複合管に関する。

【背景技術】

【0002】

給水・給湯用の可撓性樹脂管は、架橋ポリエチレンやポリブデンなどによって構成されているために表面が柔らかく、このために外周が被覆管によって覆われて保護されている。このように可撓性樹脂管を被覆管によって保護すれば、例えば、配管作業において建物の構造体に該可撓性樹脂管が擦れても、該可撓性樹脂管の表面の傷付きが被覆管によって防がれる。

【0003】

ところで、被覆管に関しては、今までに種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、蛇腹状の波形管によって構成された被覆管が提案されている。ここで、波形管は、管軸方向に交互に配置された断面半円弧状の山部及び谷部と、これらの山部と谷部とを連ねるとともに管軸と略直交する連接部とを有しており、その断面形状が波形をなしている。このような波形管は、厚さが薄くても硬いため、可撓性樹脂管を保護することができる。

【0004】

波形管には、可撓性樹脂管を保護する機能の他に、管軸方向の伸縮性が要求される。これは、可撓性樹脂管の端部をヘッダ、給水栓、給湯栓などの継手部に接続する際に、波形管の端部を可撓性樹脂管の端部から離れる方向にずらして該波形管を軸方向に縮め、可撓性樹脂管の端部を露出させる必要があるためである。特許文献１によれば、波形管の山部の肉厚（例えば、０．２５ｍｍ）を谷部と連接部の肉厚（例えば、０．５ｍｍ）よりも薄くすることによって、山部の弾性変形を容易とし、当該波形管を管軸方向に伸縮可能としている。

【0005】

また、特許文献２には、波形管と、この波形管と可撓性樹脂管との間に介在する中間材とを備えた二重管構造の被覆管が提案されている。ここで、波形管は、管軸方向に交互に配された短円筒状の山部及び谷部と、これらの山部と谷部とを連ねるとともに管軸と略直交する連接部とを有している。ここで、波形管は、低密度ポリエチレンによって構成されており、しかも、薄肉（例えば、厚さ０．１～０．４ｍｍ）であるため、管軸方向の伸縮性を高めることができるが、耐傷性が低いために単独で可撓性樹脂管を保護することができない。すなわち、特許文献２において提案された波形管によって構成された被覆管においては、中間材によって可撓性樹脂管の保護機能を確保している。また、中間材が発泡剤によって構成されているため、被覆管は、保温機能も有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－０９３５４７号公報

【特許文献2】ＷＯ２０１８／１２３７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述のように、可撓性樹脂管を保護するための波形管によって構成された被覆管には、可撓性樹脂管の保護機能と管軸方向の伸縮性とが求められる。また、近年では、被覆管に保温機能（断熱機能）も求められてきている。

【0008】

特許文献１において提案された波形管は、硬質ポリエチレンによって構成されているために基本的に高い耐傷性を有し、樹脂管保護機能に優れている反面、管軸方向の伸縮性に劣るという欠点を有している。

【0009】

波形管の伸縮性をより高めようとして山部の肉厚をさらに薄くすると、耐傷性の低下を招く。したがって、特許文献１において提案された波形管では、伸縮性と耐傷性とを両立させることは困難であり、保温機能も劣る。

【0010】

また、特許文献２において提案された波形管によって構成された被覆管では、施工現場で被覆管が引きずられたりすると、波形管の耐傷性が低いために破れ易く、破れた箇所から中間材が露出して外観を損なう。また、波形管が破れた後の継続的な引きずりによって中間材が傷付くと、可撓性樹脂管の傷付きに繋がる可能性もある。さらに、中間材の抵抗のために波形管の伸縮性を高めるには限度がある。そして、被覆管は、波形管と中間材との二重構造を有しているために製造コストが増大してしまうという問題もある。

【0011】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、高い伸縮性と耐傷性及び耐扁平性を有する伸縮波形管と、該伸縮波形管を備えた製造コストの低い複合管を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するため、本発明は、可撓性樹脂管の外周を被覆し、ポリエチレンを主成分とする樹脂によって径方向外側に凸となる凸部と径方向内側に凹となる凹部とを管軸方向に沿って交互に連設して蛇腹状に成形される伸縮波形管であって、前記凸部は、管軸に対して傾斜する一対の側壁と該側壁によって連結された円筒状の短円筒部とを有し、平均肉厚が０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ未満、前記短円筒部の幅が２．５ｍｍ以上３．５ｍｍ未満であり、前記凹部は、管軸方向に隣接する２つの前記凸部の前記側壁によって最大幅が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ未満のＶ溝状に形成され、管軸方向に隣接する前記凸部と前記凹部の１ピッチの長さが３．５ｍｍ以上４．５ｍｍ未満であるとともに、この１ピッチの長さに対する前記凹部の最大幅の割合が２５％以上であることを特徴とする。

【0013】

上記構成によれば、伸縮波形管を柔軟なポリエチレンを主成分とする樹脂によって成形したため、該伸縮波形管の収縮性が高められ、可撓性樹脂管の継手部などへの接続作業に際しては、伸縮波形管の端部を管軸方向に押圧してこれを押し縮めることによって、可撓性樹脂管の接続側の端部を容易に露出させることができ、該可撓樹性脂管を継手部などに簡単に短時間で接続することができる。

【0014】

また、凸部の平均肉厚を０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ未満に設定したため、該凸部に十分な削り代を確保することができ、当該伸縮波形管の耐傷性が高められる。

【0015】

外荷重に対する伸縮波形管の扁平潰れを抑えて当該伸縮波形管に高い耐扁平性を確保するには、凸部と凹部の繰り返しピッチが狭い方が望ましく、有限要素法による解析の結果、凸部の短円筒部の幅を２．５ｍｍ以上３．５ｍｍ未満、凹部の最大幅を０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ未満、管軸方向に隣接する凸部と凹部の１ピッチの長さが３．５ｍｍ以上４．５ｍｍ未満、この１ピッチの長さに対する凹部の最大幅の割合を２５％以上に設定することによって、当該伸縮波形管に十分な耐扁平性を確保することができることが明らかになった。

【0016】

ここで、伸縮波形管は、多層構造を有していても良い。また、伸縮波形管を構成する樹脂は、発泡倍率が１．０５倍～４倍の発泡ポリエチレンであっても良く、低密度ポリエチレンであっても良い。また、伸縮波形管を構成する樹脂は、一部にポリエチレン以外の樹脂を含むものであっても良い。

【0017】

伸縮波形管を発泡ポリエチレンで構成した場合、発泡ポリエチレンは、外層に近づくに連れて発泡倍率が内層のそれよりも連続的に低くなるものであっても良く、内層から外層にかけて発泡倍率が不連続的に変化するものであっても良い。

【0018】

さらに、可撓性樹脂管を同心状に保持する複数の保持突起を伸縮波形管の内周面から径方向内方に向かって突設しても良く、このような構成を採用することによって、伸縮波形管と可撓性樹脂管との間に断熱空気層を安定的に形成することができる。

【0019】

また、本発明は、以上のように構成された伸縮波形管と、該伸縮波形管の内部に略同心状に配置された可撓性樹脂管とで複合管を構成したことを特徴としている。ここで、伸縮波形管の内周部と可撓性樹脂管の外周部との間に形成される径方向隙間の平均値は、４ｍｍ以上に設定されている。

【0020】

本発明に係る複合管によれば、伸縮波形管と可撓性樹脂管との間に中間材が存在せず、両者間には４ｍｍ以上の径方向隙間が形成され、この径方向隙間が断熱空気層を構成しているため、可撓性樹脂管の保温性が高められて該可撓性樹性管を流れる流体の温度変化が小さく抑えられる。また、複合管は、中間材を有していないために構造が単純化して製造が簡単化し、当該複合管の製造コストが低く抑えられる。

【0021】

ところで、本発明に係る複合管は、前述のように伸縮波形管と可撓樹脂管との間に中間材が存在せず、両者間には４ｍｍ以上の径方向隙間（断熱空気層）が形成されているため、伸縮波形管が外部荷重を受けると径方向に変形して該伸縮波形管に扁平潰れが発生し易いという問題がある。この点に関して、有限要素法を用いた解析を行った結果、伸縮波形管の凸部と凹部の繰り返しピッチの長さが小さい方が耐扁平に対して有効であることが分かった。

【0022】

また、解析の結果、伸縮波形管の凸部と凹部の諸元（凸部の平均肉厚、短円筒部の幅、凹部の最大幅、凸部と凹部の１ピッチの長さ、この１ピッチの長さに対する凹部の最大幅の割合）を前述のように設定することによって、当該伸縮波形管に高い耐扁平性と伸縮性及び耐傷性が得られることが分かった。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、高い伸縮性と耐傷性及び耐扁平性を確保することができる伸縮波形管と、該伸縮波形管を備えた製造コストの低い複合管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明に係る複合管端部の半裁側断面図である。

【図2】本発明に係る伸縮波形管端部の半裁側断面図である。

【図3】図２のＡ部拡大詳細図である。

【図4】本発明に係る複合管において伸縮波形管を押し縮めて可撓性樹脂管の端部を露出させた状態を示す半裁部分側断面図である。

【図5】本発明の別形態に係る複合管の破断部分側面図である。

【図6】図５のＢ－Ｂ線断面図である。

【図7】複合管に対する耐傷性試験方法を示す斜視図である。

【図8】各種伸縮波形管の凹凸モデルと扁平強度比を表形式で示す図である。

【図9】各種伸縮波形管の諸元と扁平率荷重の解析結果を表形式で示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0026】

図１は本発明に係る複合管端部の半裁側断面図であり、図示の複合管１は、丸パイプ状の可撓性樹脂管２０と、該可撓性樹脂管２０の外周を覆って当該可撓性樹脂管２０を保護する蛇腹状の伸縮波形管１０とで構成されている。

【0027】

上記可撓性樹脂管２０は、架橋ポリエチレン、ポリブテン、ポリエチレン、耐熱性ポリエチレンまたはこれらを複合した樹脂、金属強化複合樹脂などによって構成されており、温度９５℃以下の水の輸送に使用されるものである。

【0028】

また、前記伸縮波形管１０は、ポリエチレンを主成分とする樹脂、例えば、引張降伏強度が２０ＭＰａ以下の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を主原料とするパリソンをブロー成形又はバキューム成形によって拡径することによって得られる。この場合、主成分であるポリエチレンである低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）に添加剤として必要に応じて適切なカラーマスターバッチなどを加えて成形しても良い。

【0029】

さらに、伸縮波形管１０を構成する樹脂の原料には、発泡倍率が１．０５倍～４倍、好ましくは発泡倍率が１．２～２．５倍の発泡倍率の発泡ポリエチレンが用いられても良い。そして、伸縮波形管１０を多層構造としても良く、その材料として発泡ポリエチレンを用いる場合には、発泡ポリエチレンは、外層に近づくに連れて発泡倍率が内層のそれよりも連続的に低くなるものであっても、内層から外層にかけて発泡倍率が非連続的に変化するものであっても良い。さらに、伸縮波形管は、一部にポリエチレン以外の樹脂、例えば、ポリブテン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、塩化ビニルなどを単体で或いはこれらを組み合わせたものを含んでいても良い。

【0030】

なお、本明細書において、樹脂の「主成分」とは、混合体における質量基準の含有率が最も多い成分を言うものとする。

【0031】

次に、本発明に係る伸縮波形管１０の構成の詳細を図２及び図３に基づいて以下に説明する。

【0032】

図２は本発明に係る伸縮波形管端部の半裁側断面図、図３は図２のＡ部拡大詳細図であり、図示の伸縮波形管１０は、径方向外側に凸となる円環状の凸部１１と径方向内側に凹となる円環溝状の凹部１２とを管軸方向（図２及び図３の左右方向）に沿って交互に連設して蛇腹状に成形されている。ここで、図３に詳細に示すように、各凸部１１は、管軸Ｓに対して傾斜する一対の側壁１１ａと該側壁１１ａによって連結された管軸Ｓと同軸の円筒状の短円筒部１１ｂとを有し、その断面は、幅が径方向外方に向かって狭くなる台形状とされている。また、隣接する凸部１１の間に形成される凹部１２は、隣接する２つの凸部１１の一方の側壁１１ａとこれらの側壁１１ａの内端部同士を接続する管軸Ｓと同軸の円筒状の短円筒部１２ａとによって画成されており、その断面形状は、径方向内方に向かって幅が狭くなるＶ溝状とされている。

【0033】

ここで、各凸部１１は、平均肉厚Ｔ１がＴ１＝０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ未満（本実施の形態では、０．５ｍｍ（図３参照））、短円筒部１１ｂの幅Ｗ１がＷ１＝２．５ｍｍ以上３．５ｍｍ未満（本実施の形態では、３．０ｍｍ（図３参照））に設定されている。また、各凹部１２は、最大幅ＷｇがＷｇ＝０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ未満（本実施の形態では、１．３ｍｍ（図３参照））に設定されている。そして、管軸方向に隣接する凸部１１と凹部１２の１ピッチの長さＰがＰ＝３．５ｍｍ以上４．５ｍｍ未満（本実施の形態では、４．３ｍｍ）に設定されるとともに、この１ピッチの長さＰに対する凹部１２の最大幅Ｗｇの割合Ｗｇ／ＰがＷｇ／Ｐ-＝２５％以上（本実施の形態では、１．３／４．３＝３０．２％）に設定されている。なお、本実施の形態では、図３に示すように、凹部１２を画成する短管部１２ａの厚さＴ２をＴ２＝０．５８ｍｍ、凹部１２の深さ（凸部１１の端管部１１ｂの内径と凹部１２の短管部１２ａの外径との差の１／２）ＨをＨ＝１．５ｍｍに設定している。

【0034】

以上のように構成された伸縮波形管１０は、ポリエチレンを主成分とする柔軟な樹脂によって構成されているため、その伸縮性が高められ、可撓性樹脂管２０の継手部などへの接続作業に際しては、図４に示すように、収縮波形管１０の端部を管軸方向（図４の右方）に押圧してこれを押し縮めることによって、可撓性樹脂管２０の接続側の端部を容易に露出させることができる。このため、可撓性樹脂管２０を継手部などに簡単に短時間で接続することができる。

【0035】

なお、実際には、伸縮波形管１０に管軸方向の押圧力が加えられると、該伸縮波形管１０が押圧方向（管軸方向）に収縮し、押圧力が解除されると、伸縮波形管１０は、自らの弾性復元力によって元の長さに戻ろうとするが、十分には元の長さには戻らない。しかし、この収縮波形管１０は、これを押圧方向とは逆方向に引っ張って元の長さに戻すことができる程度の伸縮性を有している。

【0036】

ところで、前述のように、収縮波形管１０を熱伝導率の低い発泡ポリエチレンで構成することによって、該伸縮波形管１０の断熱性と保温性が高められるため、可撓性樹脂管２０を流れる流体の温度変化が小さく抑えられる。また、発泡ポリエチレンは、高い吸音性を有するため、例えば、ウォーターハンマー音を吸収することができる。特に、樹脂を発泡倍率が１．０５倍～４倍の発泡ポリエチレンで構成することによって、樹脂の見掛けの弾性率が下がり、同じ厚さであれば樹脂が柔軟化する。但し、発泡化で樹脂の耐傷性は低下するが、伸縮波形管１０の凸部１１の平均肉厚Ｔ１を図３に示すようにＴ１--＝０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ未満としたため、該伸縮波形管１０の傷付きの際の削り代が十分確保されて当該伸縮波形管１０の破れなどの損傷や外観性の低下が防がれる。

【0037】

また、伸縮波形管１０を構成する樹脂として発泡ポリエチレンを用いた場合、前述のように外層に近づくに連れて発泡倍率が内層のそれよりも連続的に低くなるようにしても、内層から外層にかけて発泡倍率が非連続的に変化するようにしても良い。このようにすることによって、当該伸縮波形管１０の耐傷性に関しての優位性が期待される。

【0038】

さらに、伸縮波形管１０を多層構造とし、例えば、表層を高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中間層を低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、内側表層の可撓性樹脂管２０と触れる部分のみをオレフィン系エラストマーとするなど、ポリエチレンが主成分となる樹脂である限り、ポリエチレン以外の樹脂を用いても良い。その他、前述のように、伸縮波形管１０は、一部にポリエチレン以外の樹脂、例えば、ポリブテン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、塩化ビニルなどを単体で或いはこれらを組み合わせたものを含んでいても良い。

【0039】

ところで、以上のように構成された伸縮波形管１０によって外周が保護された図１に示す複合管１においては、伸縮波形管１０の内周部と可撓性樹脂管２０の外周部との間に形成される径方向隙間δの平均値は、４ｍｍ以上に設定しても良い。

【0040】

このとき、図１に示す複合管１によれば、伸縮波形管１０と可撓性樹脂管２０との間に中間材が存在せず、両者間には４ｍｍ以上の径方向隙間が形成され、この径方向隙間δが断熱空気層を構成しているため、可撓性樹脂管２０の保温性が高められて該可撓性樹脂管２０を流れる流体の温度変化が小さく抑えられる。また、複合管１は、中間材を有していないために構造が単純化して製造が簡単化し、当該複合管１の製造コストが低く抑えられる。

【0041】

ここで、図５及び図６に本発明の別形態に係る複合管１’を示す。

【0042】

すなわち、図５は本発明の別形態に係る複合管の破断部分側面図、図６は図５のＢ－Ｂ線断面図であり、図示の複合管１’においては、可撓樹性脂管２０を同心状に保持する複数の保持突起１３’を管軸方向に一定の間隔ごとに伸縮波形管１０’の内周面から径方向内方に向かって一体に突設している。なお、本実施の形態では、伸縮波形管１０’の内周面から４つの保持突起１３’を周方向に等角度ピッチ（９０°ピッチ）で突設したが、この保持突起１３’の数は、複数であれば任意であるが、その機能を考慮すると３つ以上が望ましい。

【0043】

上記複合管１’において、上述のように伸縮波形管１０’の内周面に突設された複数の保持突起１３’によって可撓樹性脂管２０’を同心状に保持する構成を採用すれば、可撓樹性脂管２０’と伸縮波形管１０‘との間に一定の断熱空気層を形成することができ、複合管１’に高い断熱性と保温性を確保することができる。また、保持突起１３’の形態や現場における保持突起１３’の向きによっては、伸縮波形管１０’の耐扁平性の補強となることが期待される。

【0044】

ところで、図１に示す複合管１においては、前述のように伸縮波形管１０と可撓性樹脂管２０との間に中間材が存在せず、両者間には４ｍｍ以上の径方向隙間（断熱空気層）δが形成されているため、被覆管である伸縮波形管１０が外部荷重を受けると該伸縮波形管１０が径方向に変形して扁平潰れが発生し易いという問題がある。この点に関して、有限要素法を用いて解析を行った結果、伸縮波形管１０の凸部１１と凹部１２の繰り返しピッチＰの長さが短いことが耐扁平性に対して有効であることが分かった。

【0045】

具体的には、伸縮波形管１０の凸部１１と凹部１２の諸元（凸部１１の平均肉厚Ｔ１、短円筒部１１ｂの幅Ｗ１、凹部の最大幅Ｗｇ、凸部１１と凹部１２の１ピッチＰの長さ、この１ピッチＰの長さに対する凹部１２の最大幅Ｗｇの割合Ｗｇ／Ｐ）を図３に示すように設定することによって、当該伸縮波形管１０に高い耐扁平性と伸縮性及び耐傷性が得られることが分かった。

【0046】

［試験及び解析結果］
ここで、各種複合管と伸縮波形管に対して行った各種試験（伸縮性試験と耐傷性試験及び耐扁平性試験）及び耐扁平性に対する解析結果について説明する。

【0047】

試験に用いた本発明に係る伸縮波形管１０は、凸部１１の幅Ｗ１＝３．１０３ｍｍ、凹部１２の最大幅Ｗｇ＝１．２９３ｍｍ、凹部１２の深さ＝２．１９５ｍｍ、凹部１２のＲ部の外面の径Ｒ＝０．５ｍｍの金型を用い、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）と無機系発泡剤から成るパリソンをバキューム成形することによって得られた。なお、無機系発泡剤とは、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）である。

【0048】

（伸縮性試験）
伸縮性試験は、本発明に係る伸縮波形管と従来の伸縮波形管１，２に対して行われたが、これらの伸縮波形管の諸元（外径、凸部の厚さ及び材質）と試験結果は表１に示す通りである。

【0049】

【表1】

なお、収縮性試験は、表１に示す３種の伸縮波形管によって被覆された複合管について専用治具を用い、圧縮試験機によって長さ２００ｍｍの伸縮波形管を５０ｍｍ収縮させるために必要な荷重（５０ｍｍ収縮荷重）を測定することによって行われ、その結果は、表１に示す通りである。

【0050】

表１に示すように、従来の伸縮波形管１，２の５０ｍｍ収縮荷重がそれぞれ６７Ｎ、４４Ｎであるのに対して、本発明に係る収縮波形管の５００ｍｍ収縮荷重は、３１Ｎと小さい値を示し、本発明に係る収縮波形管は、高い収縮性を有していることが実証された。

【0051】

（耐傷性試験）
耐傷性試験は、本発明に係る収縮波形管（表１に示す諸元と同じもの）１０と架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）製の可撓樹脂管２０とで構成された複合管１に対して図７に示す方法によって行われた。

【0052】

すなわち、図７は耐傷性試験方法を示す斜視図であり、同図に示すように、耐傷性試験は、固定されたコンクリートブロック１００の１つの孔１００ａに複合管１を通し、該複合管１の表面を孔１００ａの上縁に擦れさせ、手秤５０で確認しながら１５ｋｇｆの力で複合管１を引き上げたときの該複合管１の外観（断熱保護部の外観）を目視で確認し、破れて穴が開かない場合を〇（良）、穴が開いた場合を×（不可）とした。その結果を表２に示す。

【0053】

【表2】

表２に示すように、本発明に係る伸縮波形管１０とこれによって被覆された複合管１は、高い耐傷性を示すことが実証された。これは、本発明に係る伸縮波形管１０の凸部１１の平均厚さを０．４ｍｍ以上に設定したことに起因している。

【0054】

（耐扁平性試験と解析）
伸縮波形管１０の許容扁平率を１０％としたときの押込み力を７ｋｇ／ｍ（６３Ｎ／ｍ）と想定し、圧縮試験機を用いて検証した結果、外径３０．５ｍｍの伸縮波形管１０を１０％扁平させる際の荷重として、３５１Ｎ／ｍ～５０１Ｎ／ｍの結果が得られた。この値は、想定荷重（６３Ｎ／ｍ）の５倍以上のレベルであることから、本発明に係る伸縮波形管１０の耐扁平性は十分に高い確証を得た。

【0055】

ここで、図８及び図９に示す各種諸元の凸部と凹部を備える６種類の伸縮波形管（Ｎｏ．１～Ｎｏ．６）に対して耐扁平性を解析した結果について説明する。具体的には、各種伸縮波形管の扁平率が３３％となる押込み力（３３％扁平荷重）を有限要素法を用いて算出した。その結果は、図８及び図９に示す通りである。以下、６種類の伸縮波形管（Ｎｏ．１～Ｎｏ．６）についてそれぞれ説明する。

【0056】

１）Ｎｏ．１の伸縮波形管：
Ｎｏ．１の伸縮波形管は、本実施の形態に係る理想形態のものであって、凸部と凹部の諸元は、図３に示すものと同じである。解析の結果、このＮｏ．１の伸縮波形管に対する扁平率３３％の荷重（凸凹１ピッチ）と扁平率３３％の荷重（１００ｍｍ換算）は、図９に示すように、それぞれ１９．６７Ｎ、４５７．５２Ｎである。

【0057】

２）Ｎｏ．２の伸縮波形管：
Ｎｏ．２の伸縮波形管は、Ｎｏ．１の理想形態のものに対して厚肉であって、解析の結果、このＮｏ．２の伸縮波形管に対する扁平率３３％の荷重（凸凹１ピッチ）と扁平率３３％の荷重（１００ｍｍ換算）は、図９に示すように、それぞれ３６．３７Ｎ、８４５．８２Ｎであり、Ｎｏ．１の伸縮波形管の値を１００％としたときに１８５％の値となる。この伸縮波形管においては、厚肉化は、耐扁平性に対しては有効ではあるが、伸縮荷重が増大するという問題がある。伸縮荷重は、通常、施工で問題とならない範囲（例えば、６０Ｎ以下）から肉厚を０．４ｍｍ～１．０ｍｍに設定すべきである。

【0058】

３）Ｎｏ．３の伸縮波形管：
Ｎｏ．３の伸縮波形管は、Ｎｏ．１の理想形態のものに対して凸部の幅（凸幅）が大きく、解析の結果、このＮｏ．３の伸縮波形管に対する扁平率３３％の荷重（凸凹１ピッチ）と扁平率３３％の荷重（１００ｍｍ換算）は、図９に示すように、それぞれ２１．３３Ｎ、３６７．７８Ｎであり、Ｎｏ．１の伸縮波形管の値を１００％としたときに８０％の値となる。この伸縮波形管においては、単位長さ当たりの側壁厚さが小さいと耐扁平性が低下する。凹凸の１ピッチは、実用上、最短となることが望ましい。凸部が肉厚１ｍｍであっても潰れない寸法として、凸幅は、３ｍｍを中心幅とすることが望ましい。

【0059】

４）Ｎｏ．４の伸縮波形管：
Ｎｏ．４の伸縮波形管は、Ｎｏ．１の理想形態のものに対して凹部の幅（凹幅）が大きく、解析の結果、このＮｏ．３の伸縮波形管に対する扁平率３３％の荷重（凸凹１ピッチ）と扁平率３３％の荷重（１００ｍｍ換算）は、図９に示すように、それぞれ２３．６３Ｎ、４２９．６４Ｎであり、Ｎｏ．１の伸縮波形管の値を１００％としたときに９４％の値となる。この伸縮波形管においては、単位長さ当たりの側壁の厚さが小さいと耐扁平性が低下する。凹幅大は凸幅大よりも耐扁平性低下の割合は小さいが、何れにしても凹凸の１ピッチは、実用上、最短となることが望ましい。

【0060】

５）Ｎｏ．５の伸縮波形管：
Ｎｏ．５の伸縮波形管は、Ｎｏ．１の理想形態のものに対して凸部と凹部の幅（凸＋凹幅）が小さく、解析の結果、このＮｏ．５の伸縮波形管に対する扁平率３３％の荷重（凸凹１ピッチ）と扁平率３３％の荷重（１００ｍｍ換算）は、図９に示すように、それぞれ１２．７３Ｎ、５９２．２９Ｎであり、Ｎｏ．１の伸縮波形管の値を１００％としたときに１２９％の値となる。この伸縮波形管においては、単位長さ当たりの側壁の数が多いために耐扁平性が向上する。しかし、凸部が狭いと、凸部に樹脂が充満するために伸縮抵抗が増大する。したがって、肉厚程度の余裕代を見込んだ凸幅が必要である。

【0061】

６）Ｎｏ．６の伸縮波形管：
Ｎｏ．６の伸縮波形管は、Ｎｏ．１の理想形態のものに対して凸部と凹部の幅（凸＋凹幅）が大きく、解析の結果、このＮｏ．６の伸縮波形管に対する扁平率３３％の荷重（凸凹１ピッチ）と扁平率３３％の荷重（１００ｍｍ換算）は、図９に示すように、それぞれ２４．１８Ｎ、３７４．８７Ｎであり、Ｎｏ．１の伸縮波形管の値を１００％としたときに８２％の値となる。この伸縮波形管においては、単位長さ当たりの側壁の数が少ないたに耐扁平性が低下する。この伸縮波形管の耐荷重がＮｏ．３の伸縮波形管のそれよりも若干高いのは解析条件の設定などによるものと考えられるが、何れにしても凹凸の１ピッチは、実用上、最短となることが望ましい。

【0062】

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、高い伸縮性と耐傷性及び耐扁平性を備える伸縮波形管と、製造コストを低く抑えることができる複合管を得ることができる。

【0063】

なお、図１～図４においては、便宜上、凹部１２の形状を断面台形状としたが、本来は、短円筒部１２ａに代えてＲ形状部とし、凹部１２の断面形状をＵ字状とすることが望ましい（図５参照）。この場合、Ｒ形状部の肉厚は、凸部１１の肉厚よりも厚い方が望ましい。

【0064】

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0065】

１，１’ 複合管
１０，１０’ 伸縮波形管
１１ 凸部
１１ａ 凸部の側壁
１１ｂ 凸部の短円筒部
１２ 凹部
１２ａ 凹部の端円筒部
１３’ 保持突起
２０，２０’ 可撓性樹脂管
Ｐ 凸部と凹部のピッチ
Ｔ１ 凸部の平均肉厚
Ｔ２ 凹部の肉厚
Ｗ１ 凸部の短円筒部の幅
ｗｇ 凹部の最大幅
δ 伸縮波形管と可撓性樹脂管との径方向隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】