(57)【要約】【課題】管の接続部分に別途用いる部品（継手）を単純で小型化することができる複層配管材を提供することを目的としている。【解決手段】金属層ａと、この金属層ａの内側に設けられた熱可塑性樹脂製の内層ｂと、金属層ａの外側に設けられた熱可塑性樹脂製の外層ｃを有する既存管端部を拡径し、受口部２となる拡径部を設けたのち、この拡径部の先端部を、一旦外側に曲げられたのち、前記内層ｂ同士が突き合う方向に２つ折りに曲げ加工してフランジ部３を形成した。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層と、この金属層の内側に熱可塑性樹脂製の内層を有し、管端部に、一旦外側に曲げられたのち、前記内層同士が突き合う方向に２つ折りに曲げ加工されて形成されたフランジ部を少なくとも備えていることを特徴とする複層配管材。
【請求項２】
管端部に受口形状に拡径された拡径部を有し、この拡径部の先端部に前記フランジ部が設けられている請求項１に記載の管継手。
【請求項３】
フランジ部近傍に補強リングが外嵌されている請求項１または請求項２に記載の複層配管材。
【請求項４】
フランジ部がファスナクリップを係止可能に形成されている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の複層配管材。
【請求項５】
フランジ部より外径が大きく、フランジ部から外側にはみ出た部分にフランジボルト挿通孔を周方向に間欠的に備えているルーズフランジがフランジ部に沿うように外嵌されている請求項１または請求項２に記載の複層配管材。
【請求項６】
ルーズフランジが、補強リングを兼ねている請求項５に記載の複層配管材。
【請求項７】
金属層の外側に熱可塑性樹脂製の外層を備えている請求項１〜請求項６のいずれかに記載の複層配管材。
【請求項８】
フランジ部を両端に備えている請求項１〜請求項７のいずれかに記載の複層配管材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水・給湯配管や、冷暖房用の冷温水配管、あるいは温水設備などに使用され、管継手と容易に接続可能な接続構造を有する複層管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、給水・給湯配管や、冷暖房用の冷温水配管、あるいは温水設備などに使用される管として、金属層を挟んで熱可塑性樹脂からなる内層と外層とを備えた複層管（例えば、積水化学工業株式会社のスーパーエスロメタックス）が使用されている。
この複層管の接続構造として、接合しようとする複層管の管端を管継手のノズル部に挿入した状態で管継手のスリーブを専用工具により縮径方向にかしめることで、複層管の管端部のノズル部と縮径したスリーブとの間で挟み込んで接続固定する構造がある。
また、管継手に、あらかじめ抜け止めおよび止水機構をもたせ、接合しようとする配管材を管継手に挿入するだけのワンタッチ継手や、袋ナットを締め付ける方式の継手がある。
さらに、製造コストダウンと省資源化を目的に、環状のスペーサー部材を接続する接続構造及びその製造方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-197926号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記したような従来の管継手を用いた接続構造においては、いずれも継手の複層管のと接続部は、複層管の端部に外嵌されるようになっているとともに、継手に抜け止めや止水の構造を持たせるため、継手全体が大きくなり、狭い場所での配管施工が非常に困難であるという問題がある。
しかも、継手を構成する材質が主に金属製（主に銅合金）であることから、継手自体が大きくなると、金属価格の変動によりコストが高く、安定供給のリスクが高い上、重量が重く、天井配管などでは特に施工性が悪くなる。
【０００５】
また、継手を構成する部材の点数が多く、それらの組立が必要なため、組立工数、時間を要し、コストアップの要因となっていた。また、組立時に不良部材を使用したり、組立間違いなどの製品不良が発生するリスクがある。
しかも、継手によっては、管の端面に流体が触れて、金属層が腐食し、管の寿命を低下させるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みて、管の接続部分に別途用いる部品（継手）を単純で小型化することができる複層配管材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明にかかる複層配管材は、金属層と、この金属層の内側に熱可塑性樹脂製の内層を有し、管端部に、一旦外側に曲げられたのち、前記内層同士が突き合う方向に２つ折りに曲げ加工されて形成されたフランジ部を少なくとも備えていることを特徴している。
【０００８】
本発明の複層配管材は、コストメリット（材料費）、拡管加工精度（外面の転写性）などが優れるため、外層は無くても構わないが、外側から水が触れるような用途においては耐蝕性の観点から熱可塑性樹脂製の外層を備えていることが好ましい。
上記金属層を構成する金属としては、特に限定されないが、軽量であることからアルミニウムあるいはその合金が好ましい。
内層を構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、耐腐食性が要求される用途ではポリエチレン、高耐熱ポリエチレン、架橋ポリエチレンなどが使用できる。
外層を構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、耐腐食性が要求される用途ではポリエチレン、高耐熱ポリエチレン、架橋ポリエチレンなどが使用できる。
内層の樹脂について、外層と同じような記述にして下さい。（用途にかかわらず、架橋PEも加）
【０００９】
本発明において、上記複層配管材は、特に限定されないが、管端部に受口形状に拡径された拡径部を有し、この拡径部の先端部にフランジ部が設けられている構成とすることが好ましい。
すなわち、上記構成とすれば、上記拡径部の受口形状に沿う形状をした継手の水密構造を有する挿口を拡径部に挿し込むだけで、十分な流路径を確保した状態で管継手と水密に容易に接続することができる。しかも、原料の複層管より大径となった拡径部をまず形成したのち、この拡径部の端部を２つ折に折り曲げ加工することによりフランジ部が形成されるようになるため、フランジ部の加工作業性が向上する。
【００１０】
なお、拡径部の管本体部に対する拡径割合は、特に限定されず、大きいほど流路内径の減少を小さくすることができるが、逆に継手の外径が大きくなり、接続部外径が大きくなったり、製造時に、管の伸び以上に大きく拡径すると、破壊するおそれがあり、金属層の厚み、材質、内層の厚み、材質によって適宜決定することが好ましい。
【００１１】
上記拡径部を形成する方法としては、管の内面に略拡径後の管内面形状と同じ金型コアを挿入することにより成形することが望ましい。さらには外側に略拡径後の管外面形状と同じ割金型を設置し、成形時には金型を締め、成形後に解放離脱することによって、より精度の高い拡径が可能であるので好ましい。
材質によっては、材料の伸び成形外観が良くなるので加温することもよい。
【００１２】
上記フランジ部を形成する方法としては、たとえば、原料となる複層管の外側に、成形後の拡径部およびフランジ部の外形に沿う内面形状を有する割金型を設置した状態で、複層管管の端面を押すことにより、管をふくらみ自然と金型に沿わせる方法が挙げられる。      
【００１３】
本発明の複層配管材は、特に限定されないが、たとえば、フランジ部を、管継手のファスナ接続フランジ部とともに、管継手とファスナクリップによって係止するようにすれば、管継手とファスナ接続することができる。
【００１４】
また、本発明の複層配管材は、フランジ部近傍に補強リングが外嵌されていることが好ましい。
すなわち、補強リングが、内圧によって複層配管材の外周方向への変形を抑え、長期的に液もれを確実に防止することができる。
【００１５】
さらに、本発明の複層配管材は、フランジ部より外径が大きく、フランジ部から外側にはみ出た部分にフランジボルト挿通孔を周方向に間欠的に備えているルーズフランジがフランジ部に沿うように外嵌されている構成としてもよい。
すなわち、上記構成とすれば、ボルト挿通孔を有するフランジ部を備えた管継手とフランジ接続できる。
また、上記ルーズフランジは、補強リングを兼ねることができる。
【００１６】
本発明の複層配管材は、両端にフランジ部及び拡径部を備えていてもよい。
すなわち、両端にフランジ部及び拡径部を備えていれば、複層配管材の両側に管継手を接続することができ、あるいは、複層配管材同士をニップル継手とファスナクリップを用いてつぎつぎに接続することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる複層配管材は、管端にフランジ部を備えているので、例えば、複層配管材の管端部にファスナ接続構造を有する管継手の挿口を水密嵌合させるとともに、フランジ部を管継手のファスナクリップ接続フランジ部とともに、ファスナクリップで係止するようにすれば、管継手と容易に接続することができる。
【００１８】
また、管本体部側からフランジ部より大径で、フランジ部よりはみ出る部分にボルト挿通孔を備えたルーズフランジをフランジ部に係止されるように設けておけば、管継手とフランジ接続可能となる。
そして、管端に、ファスナークリップが係合するフランジ部があるので、継手接続後は、ファスナークリップの抜け力が管に直接作用する。すなわち、使用時に管の抜け力を管外面で阻止する構造となっており、従来のワンタッチ継手等に必要な抜け止めリングのような部材が不要となる。
【００１９】
また、フランジ部は内層同士が突き合うように２つ折に折り重なっているので、抜け強度が向上するとともに、折り返しがないと、内層樹脂は元の形状に戻ろうとする内部応力が残るため、剥離などが発生するが、折り返すことで金属層で押さえられるために内層に剥離が発生するということがない。
したがって、接続される管継手が単純で小型化でき、管継手との施工性や管継手の輸送性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明にかかる複層配管材は、既存の複層管の管端部を折り曲げ加工する、あるいは、受口部となる拡径部を形成したのち、この拡径部の先端部を折り曲げ加工するだけで得られるので、低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の複層配管材の第１の実施の形態をあらわす斜視図である。
【図２】図１の複層配管材の半断面図である。
【図３】図１の複層配管材と、管継手とのクリップファスナ接続工程を工程順に説明する図である。
【図４】図３の管継手の半断面図である。
【図５】図１の複層配管材同士をニップル継手を用いてクリップファスナ接続する工程を工程順に説明する図である。
【図６】図５のニップル継手の半断面図である。
【図７】本発明の複層配管材の第２の実施の形態をあらわす斜視図である。
【図８】本発明の複層配管材の第３の実施の形態をあらわす斜視図である。
【図９】図８の複層配管材の半断面図である。
【図１０】図８の複層配管材の補強リングを説明する図であって、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は断面図である。
【図１１】本発明の複層配管材の第４の実施の形態をあらわす斜視図である。
【図１２】図１１の複層配管材と、他の管継手とのフランジ接続工程を工程順に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１及び図２は、本発明の複層管の第１の実施の形態をあらわしている。
【００２３】
図１及び図２に示すように、この複層配管材Ａは、管本体部１と、拡径部としての受口部２と、フランジ部３とを備えている。
すなわち、この複層配管材Ａは、アルミニウム等の金属材料からなる金属層ａの内周面及び外周面を覆うように、耐熱ポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂からなる内層ｂ及びポリエチレン樹脂等の熱可塑性樹脂からなる外層ｃを備えた既製の直管の複層管（例えば、積水化学工業株式会社製のスーパーエスロメタックスなど市販のものを使用できる）を管端加工することによって、受口部２およびフランジ部３が形成され、残部の未加工部分が直管状の管本体部１となっている。
【００２４】
受口部２は、拡径並行部２１と、拡径並行部２１と管本体部１とを連結するテーパ部２２とを備えている。
拡径並行部２１は、その内径が後述する他の管継手４ａの挿口部４１の外径とほぼ同じに形成されている。
【００２５】
そして、受口部２およびフランジ部３は、後述する接続される他の管継手４ａの挿口部４１が水密嵌合する形状に管端拡径パンチ（図示せず）を用いてプレス加工によって受口部２と管端側に拡径した管状のフランジ形成部（図示せず）を備えた中間体（図示せず）を形成したのち、前記フランジ形成部を外側に一旦折り曲げた後、複層配管材Ａの内層ｂ同士がほぼ当接するように二つ折にすることによって形成されている。なお、折り曲げ加工の際には必要に応じて加熱しても構わないが、あえて内層ｂ及び外層ｃを軟化させなくても構わない。
なお、図１では管本体部１は作図上短く描いているが、管本体部１の長さは、特に限定されず、配管施工現場の状況に応じて適宜決定される。
【００２６】
次に、この複層配管材１と管継手４ａとの接続方法を図３を用いて工程順に説明する。
（１）図３（ａ）に示すように、管継手４ａの挿口部４１を受口部２内を臨むように配置する。
すなわち、管継手４ａは、図４に示すように、砲金などの銅合金やステンレス鋼等の金属材料やＰＰＳ、ＰＰＳＵなどのエンジニアリングプラスチックで形成された継手本体が、挿口部４１と、ファスナクリップ係止用のフランジ部４２と、雄ねじ筒部４３とを備えている。
挿口部４１は、周方向に連続するＯリング嵌合溝４１ａが設けられ、このＯリング嵌合溝４１ａに止水用のＯリング４１ｂが嵌合されている。
（２）図３（ｂ）に示すように、挿口部４１をフランジ部４２とフランジ部３とがほぼ接する位置となるまで、挿口部４１を受口部２内に嵌合する。
（３）図３（ｃ）に示すように、ファスナクリップ５をその係合溝５１内にフランジ部４２とフランジ部３とが嵌り込むように嵌合させる。
【００２７】
また、この複層配管材Ａは、図５に示すように、ニップル継手４ｂを介してもう１つの複層配管材Ａとファスナ接続することができる。
（１）図５（ａ）に示すように、ニップル継手４ｂを、一方の挿口部４１が、一方の複層配管材Ａの受口部２を臨むように配置する。
すなわち、ニップル継手４ｂは、図６に示すように、止水用のＯリング４１ｂが外嵌された挿口部４１を両側に備えている。
（２）図５（ｂ）に示すように、ニップル継手４ｂの一方の挿口部４１を一方の複層配管材Ａの受口部２に水密嵌合させたのち、接続する他方の複層配管材Ａをその受口部２が一方の複層配管材Ａから突出するニップル継手４ｂの他方の挿口部４１を臨むように配置する。
（３）図５（ｃ）に示すように、ニップル継手４ｂの他方の挿口部４１を他方の複層配管材Ａの受口部２に水密嵌合させるとともに、両複層配管材Ａ、Ａのフランジ部３をほぼ突き合った状態にしたのち、ファスナクリップ５をその係合溝５１に両フランジ部３が嵌り込むように装着する。
【００２８】
この複層配管材Ａは、上記のように、従来の給水・給湯用配管として用いられる既存の複層管の管端部を拡径加工および折り曲げ加工するだけで受口部２及びフランジ部３とが管本体部１に一体形成されているので、従来のような継手を構成する別部材が全く不要であり、非常に安価に提供できる。しかも、金属材料からなる別部材を使用しないため、腐食などにも強く、特に口径が大きくなると軽量で施工がしやすい。
また、受口部２及びフランジ部３を非常に小さくすることができるので、狭い場所での配管や、管本体部１の受口部２継手近傍での曲げにも対応しやすい。
【００２９】
しかも、管継手も従来の複層管の接続に用いる管継手に比べ、小型で単純な構造のものにでき、継手の製造コストおよび輸送コスト等を低減できる。
なお、施工現場で既存の複層管を適宜加工して複層配管材１を作製するようにしてもよいが、上記のように、工場などであらかじめ成形しておけば、迅速、安価に接合構造を形成することができる。特にプレハブ加工などで最適である。
管外面で管の抜け力を保持しているので、内層と金属層を接着している場合でも管内層樹脂に発生する抜け力が小さく、接続部の長期信頼性が高い。
【００３０】
受口部２を設けることによって管継手との接続部の管内径を大きくすることができるので、圧損を小さくすることができる。
また、ニップル継手４ｂを介在させれば、上記のように、複層配管材Ａ同士もファスナ接続により接続することができるとともに、接続する管継手が受口形状をしていても接続することができる。すなわち、接続しようとする相手の管継手が受口、挿口のどちらであっても対応することができる。
【００３１】
また、既存の複層管の管端部を外側に折り曲げると、内層ｂを構成する熱可塑性樹脂にもとの形状に戻ろうとする内部応力が残る。したがって、外側に折り曲げただけでは、残った内部応力によって内層ｂの金属層ａからの剥離などが発生するが、フランジ部３を内層ｂ側が密着するように２つ折に折り返すことで内層が金属層で押さえられるために剥離が発生しない。
【００３２】
図７は、本発明にかかる複層配管材の第２の実施の形態をあらわしている。
図７に示すように、この複層配管材Ｂは、管本体部１の両端に受口部２及びフランジ部３を備えている以外は、上記複層配管材Ａと同様になっている。すなわち、
この複層配管材Ｂは、管本体部１の両側に受口部２及びフランジ部３を備えているので、上記のニップル継手４ｂとファスナクリップ５とを用いてつぎつぎに連結することができる。
【００３３】
図８及び図９は、本発明にかかる複層配管材の第３の実施の形態をあらわしている。
図８及び図９に示すように、この複層配管材Ｃは、配管材本体Ｃ１と、補強リング６とを備えている。
【００３４】
配管材本体Ｃ１は、上記複層配管材Ａと同様にして得られ、管本体部１と、受口部２と、フランジ部３とを備えている。
補強リング６は、ＳＵＳ３１４等のステンレス鋼からなり、外径がフランジ部３の外径とほぼ同じで、内径が受口部２の外径とほぼ同じか少し大きくなっているとともに、図１０に示すように、フランジ部３側の内縁がフランジ部３の曲りに沿うように面取りされている。
【００３５】
この複層配管材Ｃは、上記複層配管材Ａの効果に加えて、以下のような優れた効果を備えている。
すなわち、上記のように補強リング６を備えているので、クリップファスナ５によって係止した状態で抜け方向に力がかかっても補強リング６がまず荷重をうけるため、フランジ部３への負荷が少なくてすみ、フランジ部３の耐久性が向上する。
また、水圧によって受口部２が拡径しようとしても、補強リング６の内面で受口部２の外壁面を受けて、受口部２の拡径が防がれ、安定した止水状態が保たれる。したがって、水圧の高い配管にも用いることができる。
【００３６】
図１１は、本発明にかかる複層配管材の第４の実施の形態をあらわしている。
図１１に示すように、この複層配管材Ｄは、配管材本体Ｄ１と、ルーズフランジ７とを備えている。
【００３７】
配管材本体Ｄ１は、上記複層配管材Ａと同様にして得られ、管本体部１と、受口部２と、フランジ部３とを備えている。
ルーズフランジ７は、フランジ部３に沿うように、受口部２に外嵌されていて、その外径がフランジ部３の外径より大きく、外周部分がフランジ部３より外側にはみ出ていて、このはみ出し部の周方向に等間隔でボルト挿通孔７１が穿設されているとともに、内径が受口部２の外径とほぼ同じか少し大きくなっている。
また、ルーズフランジ７は、図示していないが、フランジ部３側の内縁がフランジ部３の曲りに沿うように補強リング６と同様に面取りされている。
【００３８】
そして、この複層配管材Ｄは、図１２に示すように、固定フランジ部８２を有する管継手８と以下のようにして接続することができる。
（１）図１２（ａ）に示すように、複層配管材Ｄの受口部２を管継手８の挿口部８１が臨むように配置する。
なお、管継手８は、挿口部８１と、固定フランジ部８２と、雄ねじ筒部８３を備えている。
挿口部８１は、上記管継手Ａの挿口部４１と同様の構造をしている。
固定フランジ部８２は、外径がルーズフランジ７の外径とほぼ同じになっていて、ルーズフランジ７のボルト挿通孔７１に対応する位置にボルト挿通孔８２ａが同じピッチで設けられている。
（２）図１２（ｂ）に示すように、挿口部８１を受口部２に嵌合させたのち、ルーズフランジ７を必要に応じて受口部２の外周に沿って回転させて、ボルト挿通孔７１、８２ａの位置が一直線状に並ぶように配置する。
（３）図１２（ｃ）に示すように、ボルト９ａをルーズフランジ７のボルト挿通孔７１から固定フランジ部８２まで挿通し、固定フランジ部８２から突出したボルト先端部にナット９ｂを螺合させ、フランジ部３をルーズフランジ７と固定フランジ部８２との間で挟み込んで抜け止めして、複層配管材Ｄの配管材本体Ｄ１と管継手８を水密接続する。
【００３９】
この複層配管材Ｄは、上記のように、配管材本体Ｄ１が上記複層配管材Ａと同様の構成となっているので、上記複層配管材Ａと同様の効果を備えているとともに、フランジ部３をルーズフランジ７と固定フランジ部８２との間で挟み込んで抜け止め状態にするため、より抜け方向の強度が高く、高水圧の配管に用いることができる。
しかも、ルーズフランジ７が上記補強リング６と同様に内面で受口部２の外壁面を受けて、受口部２の拡径が防がれ、安定した止水状態が保たれる。
【００４０】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、複層配管材が外層を備えていたが、少なくとも金属層とその内周面を覆う内層のみで構わない。
上記の実施の形態では、管継手が雄ねじ筒部を備えていたが、雌ねじ筒部でも構わない。
【００４１】
上記の実施の形態では、管本体部が直管状をしていたが、工場出荷時等に施工現場の状況にあわせて、ベンド管状、Ｕ字管状、あるいはコイル状に曲げ加工されていても構わない。
上記の第３あるいは第４の実施の形態では、補強リングあるいはルーズフランジを予め備えていたが、施工現場で、上記第１の実施の形態の複層配管材に補強リングあるいはルーズフランジを管本体部側からスライド嵌装するようにしても構わない。
【００４２】
上記の第４の実施の形態では、管継手側は固定フランジであったが、管継手側もルーズフランジとしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  複層配管材
Ｃ１，Ｄ１  配管材本体
１  管本体部
２  受口部
２１  拡径並行部
２２  テーパ部
３  フランジ部
４  管継手
４１  挿口部
４２  フランジ部
４３  雄ねじ筒部
５  ファスナクリップ
５１  係合溝
６  補強リング
７  ルーズフランジ
７１  ボルト挿通孔
８  管継手
８１  挿口部
８２  フランジ部
８２ａ  ボルト挿通孔
８３  雄ねじ筒部
９ａ  ボルト
９ｂ  ナット
【図１】
2014051999.tif 000003
【図２】
2014051999.tif 000004
【図３】
2014051999.tif 000005
【図４】
2014051999.tif 000006
【図５】
2014051999.tif 000007
【図６】
2014051999.tif 000008
【図７】
2014051999.tif 000009
【図８】
2014051999.tif 000010
【図９】
2014051999.tif 000011
【図１０】
2014051999.tif 000012
【図１１】
2014051999.tif 000013
【図１２】
2014051999.tif 000014