(57)【要約】【課題】  接続部近傍における、補強層等を剥離した樹脂管露出部に対しても、十分な耐圧性を確保し、作業性に優れる配管の接続構造等を提供する。【解決手段】  配管接続構造１は、主に、配管３ａ、３ｂ、電気融着ソケット５、クランプ部材７等から構成される。配管３は、内部から、樹脂管体９、補強層１１、保護層１３により構成される。保護層１３は、補強層１１の剥離を防止するとともに、防水性および耐傷性を有するものである。接続部である電気融着ソケット両側部（接続部近傍）は、接続のため、補強層１１および保護層１３が剥離され、管体露出部２５が形成される。管体露出部２５には、クランプ部材７が設けられる。クランプ部材７は、樹脂管体９を覆うように形成され、樹脂管体９の耐内圧特性を向上するためのものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂管体と、
前記樹脂管体の外周に設けられる補強層と、
前記補強層の外周に設けられる保護層と、
を具備する一対の配管同士の接続部に対し、
前記配管の前記接続部の近傍に、前記補強層および前記保護層が剥離された管体露出部が形成され、
少なくとも前記管体露出部を外周から覆うように、金属製または繊維補強プラスチック製のクランプ部材が設けられ、前記クランプ部材の本体内面には、弾性部材が設けられていることを特徴とする配管の接続構造。
【請求項２】
前記管体露出部と前記弾性部材との間には、ポリエステル系の樹脂フィルムが巻きつけられることを特徴とする請求項１に記載の配管の接続構造。
【請求項３】
前記弾性部材は、エチレンプロピレンジエンゴムまたはスチレンブチルゴムであり、前記樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレート製であることを特徴とする請求項２に記載の配管の接続構造。
【請求項４】
前記クランプ部材の外面には、防食層が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の配管の接続構造。
【請求項５】
前記接続部の両側部に形成されたそれぞれの前記管体露出部に、それぞれ前記クランプ部材が設けられ、前記クランプ部材同士が、前記接続部をまたぐように連結棒で連結されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の配管の接続構造。
【請求項６】
樹脂管体と、前記樹脂管体の外周に設けられる補強層と、前記補強層の外周に設けられる保護層と、を具備する配管同士の接続方法であって、
前記接続部近傍の前記補強層および前記保護層を剥離して管体露出部を形成し、前記配管同士を接続し、
少なくとも前記管体露出部を外周から覆うように、内面に弾性部材が設けられるクランプ部材を設けることを特徴とする配管の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は上下水道配管、トンネル消火配管、消火配管、工場配管、融雪用配管等に用いられる送配水用の配管の接続構造および接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、送配水を行う配管には、樹脂製の配管が使用される。樹脂製の配管は、例えば鋼管等と比較して軽量であるとともに、長尺のものが使用できるため、接続部を減らすことができる。
【０００３】
樹脂配管同士の接続方法としては、両樹脂管端部をヒーターで暖め、圧力を加えることにより接続するバット融着や、機械継手を用いる方法、電気融着ソケット（継手）を用いる方法等がある。たとえば、電気融着ソケットを用いる方法は、樹脂配管の端部を両側方から電気融着ソケットに挿入し、電気融着ソケットに電流を流すことで、熟練等を要せず、確実に樹脂配管を接続することができる。
【０００４】
一方、樹脂配管内部に高圧流体を流す場合には、樹脂配管の耐圧性が要求される。したがって、樹脂配管の外周には、通常、補強テープ等が巻きつけられた補強層が形成され、さらに必要に応じて最外周部に保護層が形成される。
【０００５】
しかしながら、樹脂配管同士の接続を行うためには、接続部近傍（配管端部近傍）の補強層および保護層を剥離する必要がある。補強層等を剥離した後、樹脂配管同士が所望の方法で接続される。この場合、補強層が剥離されて樹脂管体が露出する部位は、耐圧性が低下するため、必要に応じた耐内圧補強を行う必要がある。
【０００６】
このような樹脂配管の接続構造としては、例えば、電気融着を用いた接続構造であって、継手管の両端部外側の繊維補強層上に、ロックリングを嵌合させ、ロックリングの外周に継手管から離れるにつれて外径が小さくなるテーパ面を形成し、ロックリングの外周に環状のフランジが内周のテーパ面を当接するように嵌合させた継手構造がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−４０４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１のような従来の方法では、補強層を剥離した樹脂管露出部には、別途補強テープ等を巻きつけて補強する必要があり、補強テープの剥がれ等を防止するために、さらに外周に防食テープ等を巻きつける必要がある。したがって、接続現場においてテープの巻き付け作業が必要であるため、作業性が問題となっていた。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、接続部近傍における、補強層等を剥離した樹脂管露出部に対しても、十分な耐圧性を確保し、作業性に優れる配管の接続構造等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】
【００１０】
前述した目的を達するために第１の発明は、樹脂管体と、前記樹脂管体の外周に設けられる補強層と、前記補強層の外周に設けられる保護層と、を具備する一対の配管同士の接続部に対し、前記配管の前記接続部の近傍に、前記補強層および前記保護層が剥離された管体露出部が形成され、少なくとも前記管体露出部を外周から覆うように、金属製または繊維補強プラスチック（ＦＲＰ）製のクランプ部材が設けられ、前記クランプ部材の本体内面には、弾性部材が設けられていることを特徴とする配管の接続構造である。
【００１１】
ここで、クランプ部材とは、樹脂管体の外周を覆うように形成されて固定され、配管の耐内圧特性を向上させるためのものである。
【００１２】
この場合、前記弾性部材は、エチレンプロピレンジエンゴム、ＳＢＲ（スチレンブチルゴム）であることが望ましい。
【００１３】
前記管体露出部と前記弾性部材との間には、ポリエステル系の樹脂フィルムが巻きつけられてもよい。前記樹脂フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）製であることが望ましい。前記クランプ部材の外面には、防食層が設けられてもよい。
【００１４】
前記接続部の両側部に形成されたそれぞれの前記管体露出部に、それぞれ前記クランプ部材が設けられ、前記クランプ部材同士が、前記接続部をまたぐように連結棒で連結されてもよい。
【００１５】
第１の発明によれば、配管同士の接続部近傍において補強層等が剥離された管体露出部に、管体露出部を覆うようなクランプ部材を設けるため、テープ等を巻きつける必要がない。たとえば、クランプ部材により樹脂管体を覆い、ボルト等により固定すれば、ボルト等の接合作業のみにより、配管の耐内圧特性を向上することができる。
【００１６】
また、クランプ部材の内面に弾性部材が設けられれば、管体露出部の外周面の凹凸にも追従することができる。また、クランプ部材を管体露出部のみではなく、配管の保護層や継手部の外周の一部と管体露出部全体を一括して覆うことができる。この場合には、配管の保護層形成範囲、管体露出部、継手部のそれぞれの外径が異なるが、弾性部材がそれぞれの外径に応じて変形し、それぞれの部位の外周部に密着することができる。
【００１７】
また、樹脂管体と保護層とは、異なる樹脂である場合があるが、このような場合でも、クランプ部材の端部が保護層にラップするように設ければ、樹脂管体に対する保護層の移動に弾性部材が追従し、樹脂管体の伸びに伴いクランプ部材の端部からの樹脂管体の露出等がない。
【００１８】
なお、弾性部材としては、弾性部材中の可塑剤（油分）が樹脂管体に浸透して、樹脂管体の樹脂を膨潤させないものが望ましい。たとえば、樹脂管体がポリエチレン等である場合には、弾性部材中の可塑剤によりポリエチレンが膨潤し、ストレスクラックを起こす恐れがある。このため、ポリエチレン等の樹脂にストレスクラックを起こさせないように、例えば、エチレンプロピレンジエンゴムを用いことが望ましい。
【００１９】
また、管体露出部の外周に、ポリエチレンテレフタレートフィルムを巻きつけた後、弾性部材を有するクランプ部材を設ければ、より確実に、弾性部材と樹脂管体の接触に伴う樹脂の劣化等を防止することができる。
【００２０】
また、クランプ部材の外周に、熱収縮チューブや防水テープ等による防食層を設ければ、接続部近傍に設けられたクランプ部材に対しても、防食性を向上させることができる。
【００２１】
また、接続部の両側部に設けられた一対のクランプ部材同士を、接続部をまたぐように、互いに連結することで、熱伸縮等による管伸び出しで管体露出部を露呈することを防止できる。
【００２２】
第２の発明は、樹脂管体と、前記樹脂管体の外周に設けられる補強層と、前記補強層の外周に設けられる保護層と、を具備する配管同士の接続方法であって、前記接続部近傍の前記補強層および前記保護層を剥離して管体露出部を形成し、前記配管同士を接続し、少なくとも前記管体露出部を外周から覆うように、内面に弾性部材が設けられるクランプ部材を設けることを特徴とする配管の接続方法である。
【００２３】
第２の発明によれば、高圧流体にも耐えうる強度を具備する接続構造を容易に構築することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、接続部近傍における、補強層等を剥離した樹脂管露出部に対しても、十分な耐圧性を確保し、作業性に優れる配管の接続構造等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】配管接続構造１を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は軸方向断面図。
【図２】クランプ部材７を示す斜視図。
【図３】配管等の断面図であり、（ａ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図４】配管接続構造の接続方法を示す図。
【図５】クランプ部材７ａを用いた他の実施形態を示す図。
【図６】クランプ部材７ｂ、７ｃを用いた他の実施形態を示す図。
【図７】他の実施形態を示す図で、（ａ）は樹脂フィルムを設けた状態を示す断面図、（ｂ）は防食層３３を設けた状態を示す断面図。
【図８】配管接続構造１ａ、１ｂを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、配管接続構造１を示す図であり、図２（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、図２（ｃ）は図１（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。配管接続構造１は、送配水用に用いられる一対の樹脂製の配管３（３ａ、３ｂ）が接続されたものである。
【００２７】
配管接続構造１は、主に、配管３ａ、３ｂ、電気融着ソケット５、クランプ部材７等から構成される。なお、図１に示す例では、接続方法として、電気融着ソケットを用いた例を示すが、本発明は、その他のバット融着や機械継手などのあらゆる接続方法に対して適用可能である。以下の説明では、電気融着ソケットを用いた例を説明する。
【００２８】
図２（ａ）に示すように、配管３は、内部から主に、樹脂管体９、補強層１１、保護層１３により構成される。補強層１１は、たとえばポリアリレート繊維のテープが巻きつけられ、たとえば、スーパー繊維製のテープであるクラレ社製のベクトラン（登録商標）を使用することができる。なお、ポリアリレート繊維製テープの巻き付けは、たとえば、テープ幅方向の端部同士をラップさせるように巻きつけてもよく、または、多少のギャップを設けて巻きつけてもよい。また、ポリアリレート繊維製テープを正逆２重に巻きつけるなど、複数回巻きつけて補強層１１を形成してもよい。なお、ポリアリレート繊維製テープの巻き付け方法は、ポリアリレート繊維製テープの強度や必要とされる耐内圧に応じて適宜決定される。
【００２９】
補強層１１は、配管内に高圧の流体を流した際に、配管等の径方向への変形や破損を防止するため、耐内圧性を向上するためのものである。補強層１１を設けることで、配管３の耐内圧特性を向上することができ、高圧流体にも適用することができる。
【００３０】
保護層１３は、例えば低密度ポリエチレン製である。保護層１３は、補強層１１の剥離を防止するとともに、防食、防水および耐傷性、耐候性を有するものである。
【００３１】
樹脂管体９は、例えば高密度ポリエチレン製である。図１（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、一対の配管３ａ、３ｂのそれぞれ端部は、電気融着ソケット５に挿入される。すなわち、電気融着ソケット５の両側より、配管３ａ、３ｂ（樹脂管体９）のそれぞれ端部が挿入される。
【００３２】
電気融着ソケット５は、いわゆるＥＦ継手（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｆｕｓｉｏｎ継手）であり、電気継手に埋め込まれた電熱線に通電することにより発熱させ、電気融着ソケット５と挿入された配管３の界面を溶かし、一体化させて接合するものである。すなわち、配管３の端部と電気融着ソケット５は、電気融着によって接続される。なお、電気融着ソケット５のターミナル、配線および電源等は図示を省略する。
【００３３】
接続部である電気融着ソケット両側部（接続部近傍）は、接続のため、補強層１１および保護層１３が剥離され、管体露出部２５が形成される。すなわち、管体露出部２５は、補強層１１等が剥離され、樹脂管体９が外部に露出する部位である。
【００３４】
図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、管体露出部２５には、クランプ部材７が設けられる。クランプ部材７は、樹脂管体９を覆うように形成され、樹脂管体９の耐内圧特性を向上するためのものである。クランプ部材７は、例えば金属製であり、プレス等により形成される。
【００３５】
図３は、クランプ部材７を示す斜視図である。クランプ部材７は、主に、クランプ本体１５、フランジ部１７等から構成される。クランプ本体１５は、樹脂管体９の外周を覆うことができるように、樹脂管体９の外径に対応した外径を有する円筒状（少なくとも一部が開口する円弧状）の部材である。
【００３６】
クランプ本体１５の開口部には、フランジ部１７が形成される。フランジ部１７は、クランプ本体１５の外面から径方向に突出する板状部材であり、クランプ本体１５の開口側の両縁部に一対形成される。フランジ部１７は、クランプ本体１５の軸方向に沿って形成され、クランプ本体１５の略全長にわたって形成される。
【００３７】
互いに対向する一対のフランジ部１７には、それぞれボルト孔１９が形成される。フランジ部１７を互いに当接させた状態で、ボルト孔１９にボルト２１を挿通し、ナット２３を締めこむことで、クランプ本体１５が縮径して、樹脂管体９の外周面に固定することができる。すなわち、クランプ部材７は、開口部側から樹脂管体を挿入し、ボルト２１等を締めこむことで、クランプ本体１５の内周面を樹脂管体９（管体露出部２５）の外周面に圧接させ、樹脂管体９の内圧をクランプ部材７で受けることができる。
【００３８】
なお、クランプ部材７は、図示した例に限られない。たとえば、略円断面のクランプ本体１５ではなく、半円状断面の半割りのクランプ本体１５の両縁部にそれぞれフランジ部１７を設け、一対のクランプ本体同士を対向させて、それぞれのフランジ部１７同士をボルト２１等で接合することで、樹脂管体９の外周に固定することもできる。
【００３９】
次に、配管３同士の接続方法について説明する。図４は、配管同士の接続方法を示す図である。まず、図４（ａ）に示すように、一対の配管３ａ、３ｂの端部の所定範囲（範囲は、接続方法によって異なる）について、保護層１３および補強層１１を構成する補強テープ等を剥離し、管体露出部２５を形成する。
【００４０】
次に、配管３ａ、３ｂの端部をそれぞれ電気融着ソケット５の両端部から挿入する（図中矢印Ｄ方向）。次いで、電気融着ソケット５に通電し、樹脂管体９と電気融着ソケット５とを融着し接続する。
【００４１】
次に、図４（ｂ）に示すように、電気融着ソケット５の両側部に形成される管体露出部２５を覆うことができるように、少なくとも管体露出部２５の長さ以上の長さのクランプ部材７を取り付ける（図中矢印Ｅ方向）。クランプ部材７を取り付け後、管体露出部２５を覆うようにボルト等によってクランプ部材７を固定する。以上により、接合作業が完了する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態の配管接続構造１によれば、接続作業性に優れる配管の接続構造を得ることができる。すなわち、接続部の管体露出部に補強テープ等を巻きつける必要がなく、クランプ部材７はボルト等により簡単に取り付けることができるため、作業性が良い。
【００４３】
また、管体露出部２５の外周には、クランプ部材７が設けられるため、配管の耐内圧特性に優れる。すなわち、高圧流体への適用も可能な配管構造を得ることができる。
【００４４】
次に、他の実施形態について説明する。図５は、クランプ部材７ａを用いた配管接続構造を示す図である。クランプ７ａは、クランプ本体の内径が軸方向に略同一な円筒状断面形状ではなく、軸方向に対し、一部の内径が変化したものである。クランプ７ａは、軸方向の両端部の内径が、本体中央近傍に対して拡径されて、内面に段部２７が形成される。
【００４５】
クランプ部材７ａは、管体露出部２５の全体を覆うのみではなく、管体露出部２５の両端の保護層１３および電気融着ソケット５の一部（管体露出部２５側端部）にラップして覆うように形成される。保護層１３および電気融着ソケット５のラップ部位では、管体露出部２５の外径よりも大きな外径を有するが、管体露出部２５に対する外径差に対応するように、段部２７が形成される。
【００４６】
すなわち、クランプ部材７ａの直管部（段部２７の間の内径一定部位）の長さは、管体露出部２５の長さに対応する。また、クランプ部材７ａの両端部の段部２７の段差は、それぞれ、管体露出部２５の外径に対する保護層１３部の外径差（すなわち補強層１１および保護層１３の厚みの和）および、管体露出部２５の外径に対する電気融着ソケット５の外径差に対応する。
【００４７】
クランプ部材７ａによれば、管体露出部２５と保護層１３または電気融着ソケット５との境界部近傍において、管体露出部２５がクランプ部材からはみ出すことを防止でき、管体露出部２５の全長を確実に被覆して耐内圧特性を確保できる。
【００４８】
なお、クランプ部材７ａとしては、軸方向の両端部に段部２７を有する例を示したが、いずれか一方にのみに段部２７を形成してもよい。この場合、管体露出部２５の全長を覆うとともに、配管３の保護層１３または電気融着ソケット５のいずれか一方にのみラップするようにクランプ部材を取り付ければよい。
【００４９】
また、図６（ａ）に示すように、内面に弾性部材２９を有するクランプ部材７ｂを用いてもよい。クランプ部材７ｂの本体部（例えば金属部）の内径は、保護層１３および電気融着ソケット５の外径よりも大きく、クランプ部材７ｂの本体部内径と樹脂管体９の外径との差以上の厚さの弾性部材２９がクランプ部材７ｂの内周面全面に設けられる。
【００５０】
弾性部材２９としては、例えばゴム部材が用いられる。しかし、弾性部材２９内の可塑剤（油分）が樹脂管体９（例えばポリエチレン）に浸透することで、樹脂が膨潤し、その後ストレスクラックを起こす恐れがあるため、樹脂にストレスクラックが生じないようなゴム部材が望ましく、例えば、エチレンプロピレンジエンゴムを用いることが望ましい。
【００５１】
クランプ部材７ｂによれば、補強層１１、管体露出部２５、電気融着ソケット５のそれぞれの外径差を弾性部材２９が吸収し、クランプ部材７ｂ（弾性部材２９）によって、管体露出部２５全体を外周から圧接し、耐内圧特性を確保することができる。また、樹脂管体９と保護層１３との線膨張係数が異なる場合に、温度変化に伴い、管体露出部２５の範囲が変化する場合があるが、クランプ７ｂは、弾性部材２９がこのような管体露出部２５の範囲が変化しても、変化に追従することができる。
【００５２】
なお、弾性部材２９は、クランプ本体内面に一定厚みで形成しなくてもよく、保護層１３、電気融着ソケット５の厚み差に応じて、弾性部材２９の両端部に厚みが他の部位（管体露出部に対応する部位）よりも薄い部位を形成してもよい。
【００５３】
また、図６（ｂ）に示すように、段部２７および弾性部材２９を組み合わせたクランプ７ｃを用いてもよい。クランプ７ｃによれば、クランプ７ａ、７ｂと同様の効果を奏することができる。なお、クランプ７ｃも、クランプ７と同様に、段部２７は一方のみに形成してもよい。また、クランプ本体の段部２７の段差は、必ずしも、管体露出部２５に対する保護層１３部位や電気融着ソケット５部位における外径差と完全に一致させる必要はなく、弾性部材２９によって外径差は吸収可能である。
【００５４】
また、弾性部材２９を用いる場合には、図７（ａ）に示すように、樹脂管体９（管体露出部）の外周に、樹脂フィルム３１を巻きつけてもよい。樹脂フィルム３１としては、例えばポリエステル系の樹脂フィルムであり、望ましくはポリエチレンテレフタレートフィルム、またはポリブチレンテレフタレート等が使用できる。また、樹脂フィルムとしては、アルミニウムをポリエステル系樹脂でラミネートしたラミネートフィルムを用いてもよい。樹脂フィルムは、弾性部材２９による樹脂管体９の劣化を防止するためのものである。すなわち、弾性部材として可塑剤を含むようなものを使用した場合に、樹脂管体９に前述したストレスクラックが生じることを防止するものである。
【００５５】
また、クランプ部材の外周に、さらに防食層３３を形成してもよい。防食層３３により、クランプ部材の設置範囲についても、配管と同様の防食性を確保することができる。なお、防食層３３としては、架橋ポリエチレン等が使用でき、熱収縮チューブや防水テープ等によって形成されれば良い。
【００５６】
また、図８（ａ）に示すように、クランプ部材を利用した配管接続構造１ａとしてもよい。配管接続構造１ａは、クランプ部材７同士が連結棒３５によって連結されるものである。前述の通り、電気融着ソケット５の両側部の管体露出部に対してそれぞれクランプ部材７が設けられる。クランプ部材としては、各種の変形例が使用できる。
【００５７】
クランプ部材７の端部には、連結棒３５が接続される。たとえば、クランプ部材７のフランジ部におけるボルト孔等を利用して、連結棒３５を接続する。連結棒３５は、電気融着ソケット５をまたぐように、それぞれのクランプ部材７に接続されて連結される。
【００５８】
配管接続構造１ａでは、クランプ部材７同士が連結されるため、クランプ部材７同士の相対的な位置が変化しない。このため、温度変化に伴う配管の伸縮に対して、クランプ部の移動を防止できる。
なお、連結棒３５は、クランプ部材７の周方向の一部のみに設けるのではなく、図８（ｂ）に示すように、複数箇所に形成してもよい。たとえば、クランプ部材が半割り形状であり、フランジ部が周方向に複数箇所に形成される場合には、それぞれのフランジ部同士に対し、接続部（電気融着ソケット５）をまたぐように、連結棒３５で連結すれば良い。
【００５９】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６０】
１、１ａ、１ｂ………配管接続構造
３、３ａ、３ｂ………配管
５………電気融着ソケット
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ………クランプ部材
９………樹脂管体
１１………補強層
１３………保護層
１５………クランプ本体
１７………フランジ部
１９………ボルト孔
２１………ボルト
２３………ナット
２５………管体露出部
２７………段部
２９………弾性部材
３１………樹脂フィルム
３３………防食層
３５………連結棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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