(57)【要約】【課題】低コストで汎用性の高い曲管の製造方法及びこれに用いる型用管部材を提供する。【解決手段】本発明に係る曲管の製造方法は、円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の型用管部材を準備する第１ステップと、前記型用管部材の周囲に、軸方向に所定の長さに亘って、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層を形成することで、初期部材を形成する第２ステップと、前記型用管部材を、前記初期部材から取り外す第３ステップと、前記初期部材の軸方向の一方の端部に、円筒状の受け口型を取り付ける、第４ステップと、前記初期部材及び受け口型の外周面に、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層を形成する第５ステップと、を備えている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の型用管部材を準備する第１ステップと、
前記型用管部材の周囲に、軸方向に所定の長さに亘って、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層を形成することで、初期部材を形成する第２ステップと、
前記型用管部材を、前記初期部材から取り外す第３ステップと、
前記初期部材の外周面に、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層を形成する第４ステップと、
を備えている、曲管の製造方法。
【請求項２】
前記第４ステップに先立って、前記初期部材の軸方向の一方の端部に、円筒状の受け口型を取り付ける、第５ステップを備え、
前記第４ステップでは、前記初期部材及び受け口型の外周面に、前記外層を形成する、請求項１に記載の曲管の製造方法。
【請求項３】
前記第２ステップでは、ハンドレイアップ法により、前記内層を形成する、請求項１または２に記載の曲管の製造方法。
【請求項４】
前記第４ステップでは、フィラメントワインディング法により、前記外層を形成する、請求項１から３のいずれかに記載の曲管の製造方法。
【請求項５】
前記型用管部材は、周方向に複数に分割された分割片を組み合わせることで構成され、
前記第３ステップでは、前記型用管部材を複数の分割片に分解することで、前記型用管部材を前記内層部から取り外す、請求項１から４のいずれかに記載の曲管の製造方法。
【請求項６】
前記第４ステップでは、前記初期部材の前記一方の端部から中間部付近まで前記外層を積層させ、
前記第４ステップ後に、前記外層が形成された当該初期部材から前記受け口型を取り外すとともに、受け口型を前記初期部材の他方の端部に取り付ける、第６ステップと、
前記受け口部材の外周面、及び前記初期部材の軸方向の他方の端部から中間部付近まで、前記外層を積層させる、第７ステップと、
をさらに備えている、請求項１から５のいずれかに記載の曲管の製造方法。
【請求項７】
前記第４ステップでは、前記外層の形成に先立って、モルタル樹脂を有する中間層を形成する、請求項１から６のいずれかに記載の曲管の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の曲管の製造方法に使用する型用管部材。
【請求項９】
円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の型用管部材、及び前記型用管部材の軸方向の一端部に着脱可能に取り付けられた円筒状の受け口型、を準備する第１ステップと、
少なくとも前記型用管部材の周囲に、軸方向に所定の長さに亘って、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層を形成することで、初期部材を形成する第２ステップと、
前記初期部材の外周面の少なくとも一部、及び受け口型の外周面に、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層を形成し、軸方向の一端部が拡径している中間部材を形成する第３ステップと、
前記中間部材から前記型用管部材及び受け口型を取り外すとともに、前記中間部材の軸方向の他端部に、受け口型を取り付ける第４ステップと、
前記中間部材の外周面の少なくとも一部、及び受け口型の外周面に、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層を形成する第５ステップと、
を備えている、曲管の製造方法。
【請求項１０】
前記型用管部材は、複数のパーツに分離可能に構成されている、請求項９に記載の曲管の製造方法。
【請求項１１】
前記型用管部材は、
軸方向の一方の端面における径方向の最も内側の点と、軸方向の他方の端面における径方向の最も外側の点を通り、且つ、当該型用管部材の側面視の方向に延びる分離面を境界とする、第１型部材及び第２型部材に分離可能に構成され、
前記第２型部材は、前記分離面に沿って、前記第１型部材に対してスライドして着脱するように構成されている、請求項１０に記載の曲管の製造方法。
【請求項１２】
前記型用管部材の一方の端面と、前記分離面とのなす角が９０度以内である。請求項１１に記載の曲管の製造方法。
【請求項１３】
請求項９から１２のいずれかに記載の曲管の製造方法に使用する型用管部材。
【請求項１４】
円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の型用管部材、及び前記型用管部材の軸方向の両端部にそれぞれ着脱可能に取り付けられた円筒状の受け口型、を準備する第１ステップと、
少なくとも前記型用管部材の周囲に、軸方向に所定の長さに亘って、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層を形成することで、初期部材を形成する第２ステップと、
前記初期部材の外周面、及び受け口型の外周面に、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層を形成し、軸方向の両端部が拡径している曲管を形成する第３ステップと、
前記型用管部材及び受け口型を、前記曲管から取り外す第４ステップと、
を備えている、曲管の製造方法。
【請求項１５】
円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の第１部位と、
前記第１部位の軸方向の少なくとも一端部に連結され、第１部位よりも径の大きい円筒状の第２部位と、
を備え、
前記第１部位及び第２部位のうち、少なくとも前記第１部位には、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層が含まれ、
前記第１部位及び第２部位には、前記内層に積層され、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層が含まれている、曲管。
【請求項１６】
前記円弧状に延びる軸が、一定の曲率半径Ｒ0を有する軸である、請求項１５に記載の曲管。
【請求項１７】
前記曲率半径Ｒ0が、前記第１部位の内径Ｄの２〜４倍である、請求項１５または１６に記載の曲管。
【請求項１８】
一定の曲率半径Ｒ0を有する円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の第１部位を備え、
前記第１部位は、
繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層と、
前記内層に積層され、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層と、
を備えており、
前記曲率半径が、前記第１部位の内径Ｄの２〜４倍である、曲管。
【請求項１９】
前記第１部位において、
前記軸の曲率中心側の最内縁の曲率半径Ｒ1が、Ｒ0−０．５Ｄであり、
前記軸の曲率中心とは反対側の最外縁の曲率半径Ｒ2が、Ｒ0＋０．５Ｄである、請求項１７または１８に記載の曲管。
【請求項２０】
前記内層と前記外層とが、異なる色に着色されている、請求項１５から１９のいずれかに記載の曲管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲管の製造方法、これに使用する型用管部材、及び曲管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、曲管は種々の方法で作製されていた。例えば、特許文献１には、両端部が斜めに切断された直管同士を連結することで、曲管を形成する方法が開示されている。しかしながら、この方法で製作された曲管は、内周面の継ぎ目が滑らかではないため、流体の流れの抵抗になり、流体がスムーズに流れないという問題がある。
【０００３】
これに対して、例えば、特許文献２には、曲管状の成形型を準備し、その周囲に繊維強化プラスチックを巻き付けることが開示されている。そして、繊維強化プラスチックを硬化させた後、成形型を取り外せば、曲管を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１４０８６７号公報
【特許文献２】特開平６−６４０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２の方法では、曲管の長さ（角度）によって成形型を準備する必要があり、コストが高くなるという問題があった。そこで、本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、低コストで汎用性の高い曲管の製造方法及びこれに用いる型用管部材を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る第１の曲管の製造方法は、円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の型用管部材を準備する第１ステップと、前記型用管部材の周囲に、軸方向に所定の長さに亘って、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層を形成することで、初期部材を形成する第２ステップと、前記型用管部材を、前記初期部材から取り外す第３ステップと、前記初期部材の外周面に、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層を形成する第４ステップと、を備えている。
【０００７】
この構成によれば、型用管部材の外周面に、所望の軸方向長さ（角度）の内層を形成し、その後、この内層に外層を形成するため、曲管の角度ごとに型用管部材を準備する必要がない。したがって、１つの型用管部材で、曲率が一定の種々の角度の曲管を製造することができるため、汎用性が高く、また低コストで曲管を製造することができる。
【０００８】
上記第１の曲管の製造方法においては、前記第４ステップに先立って、前記初期部材の軸方向の一方の端部に、円筒状の受け口型を取り付ける、第５ステップを備えることができ、前記第４ステップでは、前記初期部材及び受け口型の外周面に、前記外層を形成することができる。
【０００９】
この構成によれば、型用管部材の外周面に、所望の軸方向長さ（角度）の内層を形成し、その後、この内層に受け口型を取り付けてから外層を形成するため、曲管の角度ごとに型用管部材を準備する必要がない。したがって、１つの型用管部材で、曲率が一定の種々の角度の曲管を製造することができるため、汎用性が高く、また低コストで曲管を製造することができる。
【００１０】
上記第１の曲管の製造方法において、前記内層の形成方法は特には限定されないが、例えば、前記第２ステップでは、ハンドレイアップ法により、前記内層を形成することができる。
【００１１】
上記第１の曲管の製造方法において、前記外層の形成方法は特には限定されないが、例えば、前記第５ステップでは、フィラメントワインディング法により、前記外層を形成することができる。
【００１２】
上記第１の曲管の製造方法において、前記型用管部材は、周方向に複数に分割された分割片を組み合わせることで構成することができ、前記第３ステップでは、前記型用管部材を複数の分割片に分解することで、前記型用管部材を前記内層部から取り外すことかできる。
【００１３】
上記第１の曲管の製造方法において、前記外層の形成方法は特には限定されないが、例えば、前記第４ステップでは、前記初期部材の前記一方の端部から中間部付近まで前記外層を積層させ、前記第４ステップ後に、前記外層が形成された当該初期部材から前記受け口型を取り外すとともに、受け口型を前記初期部材の他方の端部に取り付ける、第６ステップと、前記受け口部材の外周面、及び前記初期部材の軸方向の他方の端部から中間部付近まで、前記外層を積層させる、第７ステップとをさらに備えることができる。
【００１４】
上記第１の曲管の製造方法において、第４ステップでは、前記外層の形成に先立って、モルタル樹脂を有する中間層を形成することができる。
【００１５】
本発明に係る第１の型用管部材は、上記曲管の製造方法において、上述したいずれかの曲管の製造方法に使用されるものである。
【００１６】
本発明に係る第２の曲管の製造方法は、円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の型用管部材、及び前記型用管部材の軸方向の一端部に着脱可能に取り付けられた円筒状の受け口型、を準備する第１ステップと、少なくとも前記型用管部材の周囲に、軸方向に所定の長さに亘って、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層を形成することで、初期部材を形成する第２ステップと、前記初期部材の外周面の少なくとも一部、及び受け口型の外周面に、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層を形成し、軸方向の一端部が拡径している中間部材を形成する第３ステップと、前記中間部材から前記型用管部材及び受け口型を取り外すとともに、前記中間部材の軸方向の他端部に、受け口型を取り付ける第４ステップと、前記中間部材の外周面の少なくとも一部、及び受け口型の外周面に、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層を形成する第５ステップと、を備えている。
【００１７】
上記第２の曲管の製造方法において、前記型用管部材は、複数のパーツに分離可能に構成することができる。
【００１８】
上記第２の曲管の製造方法において、前記型用管部材は、軸方向の一方の端面における径方向の最も内側の点と、軸方向の他方の端面における径方向の最も外側の点を通り、且つ、当該型用管部材の側面視の方向に延びる分離面を境界とする、第１型部材及び第２型部材に分離可能に構成することができ、前記第２型部材は、前記分離面に沿って、前記第１型部材に対してスライドして着脱するように構成することができる。
【００１９】
上記第２の曲管の製造方法においては、前記型用管部材の一方の端面と、前記分離面とのなす角を９０度以内とすることができる。
【００２０】
本発明に係る第２の型用管部材は、上述したいずれかの第２の曲管の製造方法に使用されるものである。
【００２１】
本発明に係る第３の曲管の製造方法は、円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の型用管部材、及び前記型用管部材の軸方向の両端部にそれぞれ着脱可能に取り付けられた円筒状の受け口型、を準備する第１ステップと、少なくとも前記型用管部材の周囲に、軸方向に所定の長さに亘って、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層を形成することで、初期部材を形成する第２ステップと、前記初期部材の外周面、及び受け口型の外周面に、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層を形成し、軸方向の両端部が拡径している曲管を形成する第３ステップと、前記型用管部材及び受け口型を、前記曲管から取り外す第４ステップと、を備えている。
【００２２】
本発明に係る第１の曲管は、円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の第１部位と、前記第１部位の軸方向の少なくとも一方の端部に連結され、第１部位よりも径の大きい円筒状の第２部位と、を備え、前記第１部位及び第２部位のうち、少なくとも前記第１部位には、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層が含まれ、前記第１部位及び第２部位には、前記内層に積層され、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層が含まれている。
【００２３】
上記曲管においては、前記円弧状に延びる軸を、一定の曲率半径Ｒ0を有する軸とすることができる。
【００２４】
上記曲管においては、前記曲率半径Ｒ0を、例えば、前記第１部位の外径Ｄの２〜４倍とすることができる。
【００２５】
本発明に係る第２の曲管は、一定の曲率半径Ｒ0を有する円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の第１部位を備え、前記第１部位は、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の内層と、前記内層に積層され、繊維強化プラスチックを含む少なくとも一層の外層と、を備えており、前記曲率半径が、前記第１部位の内径Ｄの２〜４倍である。
【００２６】
上記各曲管では、前記第１部位において、前記軸の曲率中心側の最内縁の曲率半径Ｒ1が、Ｒ0−０．５Ｄであり、前記軸の曲率中心とは反対側の最外縁の曲率半径Ｒ2が、Ｒ0＋０．５Ｄであるものとすることができる。
【００２７】
上記各曲管においては、前記内層と前記外層とを、異なる色に着色することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、低コストで汎用性の高い曲管の製造方法、及び曲管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る曲管の製造方法に用いる型用管部材の側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】型用管部材に内層を積層した状態を示す側面図である。
【図４】図３の断面図である。
【図５】型用管部材の取り外しを説明する断面図である。
【図６】型用管部材の取り外しを説明する断面図である。
【図７】受け口型の取付を説明する図である。
【図８】初期部材の支持部材へ取付を説明する図である。
【図９】外層の積層を説明する図である。
【図１０】外層が一部積層された中間部材の側面図である。
【図１１】受け口型の取付を説明する図である。
【図１２】外層の積層を説明する図である。
【図１３】完成した曲管の側面図である。
【図１４】受け口型の他の例を示す側面図である。
【図１５】初期部材の他の例を示す側面図である。
【図１６】第２実施形態に係る成形型の側面図である。
【図１７】図１６の成形型の分解を示す側面図である。
【図１８】第２実施形態に係る曲管の製造方法を示す側面図である。
【図１９】第２実施形態に係る曲管の製造方法を示す側面図である。
【図２０】第２実施形態に係る曲管の製造方法を示す側面図である。
【図２１】第２実施形態に係る曲管の製造方法を示す側面図である。
【図２２】第２実施形態に係る曲管の製造方法を示す側面図である。
【図２３】第２実施形態に係る曲管の製造方法を示す側面図である。
【図２４】曲管を説明する側面図である。
【図２５】曲管を説明する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明に係る曲管の製造方法の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
Ａ．第１実施形態
本実施形態に係る曲管の製造方法は、曲管の内層１を形成した後、これに受け口型２を取り付け、その後、外層３を形成する、という手順で行われる。以下、これらを詳細に説明する。
【００３２】
＜１．内層の形成＞
内層１は、型用管部材５の外周面に形成される。そこで、まず、型用管部材５について説明する。
【００３３】
図１は型用管部材の側面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図１に示すように、この型用管部材５は、一定曲率の円弧状に延びる軸Ｌに沿って延びる円筒状に形成された曲管である。そして、図２に示すように、この型用管部材５は、周方向に分割された４つのパーツ（分割片）により構成されている。具体的には、一対の対向配置される第１型部材５１と、一対の対向配置される第２型部材５２とを有し、これら第１型部材５１と第２型部材５２とが周方向に交互に並ぶように組み合わせることで、型用管部材５が構成される。各第１型部材５１は、軸方向から見ると、中心角が約１５０度の外周面５１１と、中心角が約９０度の内周面５１２と、外周面５１１の端部と内周面５１２の端部とを結ぶ一対の端面５１３と、を有している。端面５１３は、型用管部材５の径方向とは交差するように延びている。より詳細には、この端面５１３は、型用管部材５の軸心Ｓにいくにしたがって、径方向から離れるように延びている。したがって、一対の第１型部材５１が対向配置されたとき、向き合う端面５１３同士の距離は、径方向外方にいくにしたがって小さくなっている。そして、この端面５１３同士の隙間に、次に説明する第２型部材５２が径方向内方から嵌め込まれる。
【００３４】
各第２型部材５２は、軸方向から見ると、中心角が約３０度の外周面５２１と、中心角が約９０度の内周面５２２と、外周面５２１の端部と内周面５２２の端部とを結ぶ一対の端面５２３と、を有している。したがって、各第２型部材５２の対向する端面５２３同士の距離は、径方向外方にいくにしたがって小さくなっており、上記のように、対向する第１型部材５１の端面５１３の間に、楔のように嵌め込まれる。そして、第１型部材５１の端面５１３と、これに接する第２型部材５２の端面５２３とはボルト５３によって固定されており、これによって、円筒状の曲管を構成している。
【００３５】
次に、上記のように構成された型用管部材５の外周面に、内層１を形成する。内層１は、種々の方法で形成することができるが、例えば、ハンドレイアップ法を採用することができる。具体的には、型用管部材５の外周面に樹脂強化用繊維を巻き付けた後、マトリックス樹脂を含浸させる。その後、マトリックス樹脂を硬化させれば、図３及び図４に示すように、繊維強化プラスチックによる内層１が形成される。このとき、内層１は、型用管部材５の軸方向の全体に亘って形成する必要はなく、図３に示すように、所望の長さに亘って形成する。こうして形成された内層１を初期部材１０と称することとする。また、この内層１の軸方向Ｌの各端部をそれぞれ、第１端部１１、第２端部１２と称することとする。この点は、後述する中間部材２０も同じであり、中間部材２０の軸方向の各端部においても同様に、第１端部２１、第２端部２２と称することとする。
【００３６】
なお、内層１の繊維強化プラスチックに用いられる樹脂強化用繊維としては、例えば、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維などの無機繊維；ＰＡＮ (ポリアクリロニトリル) 系炭素繊維およびピッチ系炭素繊維などの炭素繊維；ならびに、アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール、高強度ポリプロピレンなどの有機繊維；ケナフ、麻などの天然繊維が挙げられる。これらの繊維は、単独で、または複数種を組み合わせて用いることができる。樹脂強化用繊維の形態としては、フィラメント、ストランド、ロービング、バルキーロービング、ロービングクロス、チョップ、チョップドストランドマット、クロス、などを挙げることができる。
【００３７】
また、マトリックス樹脂としては、一般的に熱硬化性樹脂が好ましく用いられるが、熱可塑性樹脂を特に除外するものではない。例えば、ウレタン、ビニルエステル、不飽和ポリエステル、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフイド、およびポリ（メタ）アクリル酸エステルなどを挙げることができる。これらの樹脂は、単独で、または複数種を組み合わせて用いることができる。
【００３８】
＜２．型用管部材の取り外し＞
次に、初期部材１０から型用管部材５を取り外す。まず、第１型部材５１と第２型部材５２とを固定していたボルト５３を取り外す。次に、図５に示すように、両第２型部材５２を、型用管部材５の径方向内方に移動させる。すなわち、両第２型部材５２が、径方向において互いに近接するように移動させる。このとき、例えば、両第２型部材５２の内周面５２２同士をターンバックルにより連結した後、両第２型部材５２を近接させることができる。これにより、第１型部材５１と第２型部材５２との接触状態が解除される。その後、第２型部材５２を軸方向Ｌに移動し、初期部材１０から取り外す。また、両第１型部材５１も、第２型部材５２が取り外されたことにより、初期部材１０から移動可能となるため、図６に示すように、初期部材１０から取り外す。こうして、型用管部材５が初期部材１０から取り外される。
【００３９】
＜３．受け口型の取付＞
次に、図７に示すように、初期部材１０の軸方向の第１端部１１の開口に、受け口型２を取り付ける。受け口型２は、この曲管を直管に繋ぐための連結部材である。具体的には、この受け口型２は、径の大きい円筒状の大径部２１と、径の小さい円筒状の小径部２２とが軸方向に連結されることで、構成されている。小径部２２の外径は、初期部材１０の内径とほぼ同じ大きさであり、大径部２１の外径は、初期部材１０の外径よりもやや大きく形成されている。そして、この受け口型２の小径部２２を、初期部材１０の第１端部１１の開口に嵌め込む。続いて、初期部材１０の第１端部１１と受け口型２とを仮固定するため、これらの接合部分に、例えば、ハンドレイアップ法により、繊維強化プラスチックを積層し、硬化する。なお、受け口型は、例えば、表面に硬質メッキ処理層を有するステンレス等の金属、ＦＲＰ等で形成することができる。
【００４０】
＜４．外層の形成＞
続いて、外層３を形成する。ここでは、フィラメントワインディング法により外層３を形成する。まず、図８に示すように、受け口型が取り付けられた初期部材（以下、単に初期部材という）１０の第１端部２１の受け口型２を、支持部材６に固定する。支持部材６は、水平軸Ｘ周りに回転可能であり、支持部材６に取り付けられた初期部材１０を水平軸Ｘ周りに回転させることができる。次に、図９に示すように、支持部材６とともに初期部材１０を回転させつつ、マトリックス樹脂が含浸された樹脂強化用繊維７を、中間部材２０の外周面に巻き付けていく。このとき、樹脂強化用繊維７は、初期部材１０の第１端部２１側から軸方向の中心付近まで巻き付ける。これにより、図１０に示すように、受け口型２の大径部２１及び内層１の約半分が樹脂強化用繊維７で覆われる。
【００４１】
こうして、樹脂強化用繊維７が初期部材１０の軸方向の中心付近まで巻き付けられると、初期部材１０を支持部材６から取り外すとともに、受け口型２も初期部材１０から取り外す。そして、図１１に示すように、初期部材１０の第２端部２２に、上記と同様の方法で、取り外した受け口型２を取り付け仮固定する。これに続いて、図１２に示すように、支持部材６に初期部材１０の第２端部２２の受け口型２を取り付け、支持部材６とともに初期部材１０を回転させつつ、マトリックス樹脂が含浸された樹脂強化用繊維７を巻き付けていく。このとき、樹脂強化用繊維７は、初期部材１０の第２端部２２側から軸方向の中心付近まで巻き付ける。これにより、受け口型２の大径部２１及び内層１が樹脂強化用繊維７で覆われる。
【００４２】
以上のようにして、受け口型２及び内層１が軸方向の全体に亘って、樹脂強化用繊維７で覆われる。続いて、受け口型２を取り外した後、これを硬化炉に収容し、マトリックス樹脂を硬化させると、図１３に示すように、本実施形態に係る曲管が完成する。すなわち、この曲管は、円弧状に延びる軸周りに形成された円筒状の第１部位８０１と、この第１部位８０１の軸方向の両端部に連結され、第１部位よりも径の大きい円筒状の第２部位８０２と、を備えたものである。なお、上記の説明では、初期部材１０の第１端部２１から取り外した受け口型２を、第２端部２２に取り付けているが、他の受け口型を準備しておき、これを第２端部２２に取り付けることもできる。
【００４３】
＜５．特徴＞
以上のように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1) 型用管部材５の外周面に、所望の軸方向長さ（角度）の内層１を形成し、その後、この内層１に受け口型２を取り付けてから外層３を形成するため、曲管の角度ごとに型用管部材５を準備する必要がない。したがって、１つの型用管部材５で、曲率が一定の種々の角度の曲管を製造することができるため、汎用性が高く、また低コストで曲管を製造することができる。
【００４４】
(2) 型用管部材を用いて曲管を製造するため、継ぎ目のない滑らかな内壁面の曲管を製造することができる。したがって、流体の流れの損失水頭が少なく、水理性を向上することができる。
【００４５】
(3) 型用管部材５は、内層１を形成するときにのみ用いるため、曲管を製造する際の型用管部材５の占有時間が少ない。したがって、型用管部材５を効率的に用いることができ、製造効率を向上することができる。
【００４６】
(4) 受け口型２が取り付けられていない内層１を先に作製するため、例えば、従来の方法に比べ、型用管部材５の取り外しが容易である。
＜６．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の変形例は、適宜組み合わせ可能である。また、以下の変形例のうち、内層１及び外層３の材料に係る説明は、後述する第２実施形態にも適用することができる。
【００４７】
＜６−１＞
上記実施形態で用いられる受け口型は、一例であり、直管を連結するための構造を有するものであり、且つ内層の両端に接続できるものであれば、その構造は特には限定されない。また、受け口型は、内層の一方の端部にのみ取り付けることもできる。
【００４８】
＜６−２＞
型用管部材の構成は、内層から取り外し可能な構造であれば、特には限定されない。したがって、例えば、型用管部材が縮径するような構造であってもよい。
【００４９】
＜６−３＞
内層１及び外層３は，一層でなくてもよく、複数の層を積層させるものであってもよい。例えば、繊維方向の異なる樹脂強化用繊維を別途積層させることもできる。また、外層３の積層に先立って、例えば、中間層として、樹脂モルタル層を積層させることもできる。
【００５０】
＜６−４＞
内層１及び外層３の形成方法、及び受け口型２を仮止めする方法は、特には限定されず、例えば、フィラメント、マットおよび／またはクロスを積層した後にインフュージョン法等の真空成形またはＲＴＭ工法によってマトリックス樹脂を含浸させる方法、ハンドレイアップ法、フィラメントワインディング法などを挙げることができる。また、受け口型２を仮止めする方法は、他の方法であってもよく、受け口型２を内層１に固定できるのであれば、特には限定されない。
【００５１】
＜６−５＞
上記実施形態で示した受け口型２は、種々の構成が可能であり、例えば、図１４に示すように、小径部２２に対して大径部２１を軸方向に移動可能に取り付けることもできる。これにより、例えば、図１５に示すように、受け口型２において、初期部材に嵌め込まれていない小径部（大径部２１を挟んで反対側の部分）２２ａを直管として用いることができるため、曲管の端部に直管を設けることができる。その結果、曲管の有効長を延長することができる。
【００５２】
＜６−６＞
上記実施形態では、曲管の両端に受け口型を取付けて第２部位を形成したが、第１部位のみで曲管を構成することもできる。以下、この曲管について、説明する。
まず、初期部材１０から型用管部材５を取り外した後、受け口型２を初期部材１０に取り付けることなく、初期部材１０の軸方向の一端部を支持部材６に固定する。このとき、支持部材６には、初期部材１０の一端部の開口を複数個所で掴むクランプを備えている。次に、クランプを回避して上述したように外層３をフィラメントワインディング法などで形成する。クランプを回避した部分は、その後、切除して挿し口となる一端部となるように仕上げを行う。
【００５３】
この後、さらに挿し口にフランジ継手を設けてもよい。フランジ継手は、筒体と筒体の一端から伸びる円形状の鍔とで構成されている。そして、筒体に挿し口を挿入するか、あるいは筒体と突き合わせて、筒体と曲管をハンドレイアップ法により一体化することもできる。こうすることで、両端が受け口の曲管だけでなく、少なくとも一方が挿し口であったり、フランジ継手である曲管を形成することができる。また、曲管の一端に直管をハンドレイアップ法により取り付けて直線部と曲線部とを有する曲管を形成してもよい。
【００５４】
Ｂ．第２実施形態
次に、本発明に係る曲管の製造方法の第２実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る成形型について説明し、その後、製造方法について説明する。
【００５５】
＜１．成形型＞
図１６は、本実施形態に係る成形型の側面図である。図１６に示すように、本実施形態に係る成形型は、型用管部材１００と受け口型２００とを着脱自在に組み合わせたものである。型用管部材１００は、第１実施形態と同様の外形を有する曲管であるが、２つのパーツに分割できるようになっている。まず、型用管部材１００の一方の開口（第１開口）１０１において、型用管部材１００の径方向の最も内側の点Ａと、型用管部材１００の他方の開口（第２開口）１０２において、型用管部材１００の径方向の最も外側の点Ｂとを規定する。そして、点Ａ及び点Ｂを通り、図１６の紙面に垂直（側面視の方向）な仮想面を規定する。この仮想面を分離面Ｓと称することとする。
【００５６】
そして、この分離面Ｓを境界として、型用管部材１００を分断し、２つのパーツを形成する。ここでは、第１開口１０１を含むパーツを第１型部材１１０、第２開口１０２を含むパーツを第２型部材１２０と称することとする。図１７に示すように、第２型部材１２０は、分離面Ｓに沿って第１型部材１１０に対してスライド可能に構成されており、第２型部材１２０を点Ｂ側にスライドさせることで、第１型部材１１０から取り外すことができる。そのため、両型部材１１０、１２０には、スライドのためのガイドを設けることができる。また、第２型部材１２０と第１型部材１１０とは、ボルトなどの第１固定部材１０３で着脱可能に固定されており、例えば、作業者は、図１６の組立状態において、第２開口１０２から手を入れて、第１固定部材１０３を取り外すことができる。その後、第２型部材１２０をスライドさせて、第１型部材１１０から取り外す。
【００５７】
なお、本実施形態に係る型用管部材１００では、第１開口１０１を含む面（端面）と、分離面Ｓとがなす角θが、９０度以内に規定されている。すなわち、９０度以内でなければ、後述するように、中間部材から第２型部材１２０を型抜きすることが難しい。
【００５８】
また、受け口型２００は、第１実施形態と同様に、大径部２１０と小径部２２０とを備えており、小径部２２０が第１型部材１１０の第１開口１０１に挿入され、ボルトなどの第２固定部材１０５で着脱可能に固定されている。
【００５９】
＜２．曲管の製造方法＞
次に、曲管の製造方法について説明する。まず、図１８に示すように、上記成形型の外周面のうち、型用管部材１００に内層１を形成する。内層１は、第１実施形態と同様の材料で、同様の方法により成形することができる。例えば、ハンドレイアップ法を採用して内層１を成形することができる。このとき、第１実施形態と同様に、型用管部材１００の軸方向の全体に亘って形成する必要はなく、図１８に示すように、所望の長さに亘って形成する。こうして、初期部材３００が形成される。ここでは、初期部材３００において、受け口型２００が取付けられた側の開口を第１開口３０１、反対側の開口を第２開口３０２と称することとする。なお、内層１は、型用管部材１００だけでなく、受け口型２２０にも形成することができる。
【００６０】
次に、第１実施形態と同様に、初期部材３００の外周面に外層３を形成する。まず、図１９に示すように、初期部材３００に取付けられた受け口型２００を支持部材６に固定する。続いて、図２０に示すように、支持部材６とともに初期部材３００を回転させつつ、マトリックス樹脂が含浸された樹脂強化用繊維７を、初期部材３００の外周面に巻き付けていく。このとき、樹脂強化用繊維７は、初期部材３００の軸方向の全体に亘って巻き付ける。こうして、中間部材４００が形成される。以下、この中間部材４００において、受け口型２００が取り付けられた側の開口を第１開口４０１、その反対側の開口を第２開口４０２と称することとする。
【００６１】
続いて、中間部材４００を支持部材６から取り外し、さらに、成形型を取り外す。すなわち、図２１に示すように、第１固定部材１０３を取り外した後、第２型部材１２０を第１型部材１１０からスライドさせて取り外す。また、第２固定部材１２０を取り外した後、受け口型２００を第１型部材１１０から取り外す。その後、第１型部材１１０を中間部材４００の第１開口４０１から取り外す。
【００６２】
これに続いて、図２２に示すように、中間部材４００の第２開口４０１に、取り外した受け口型２００を取付ける。例えば、受け口型２００の小径部２２０を第２開口４０２に挿入した後、拡径することで、受け口型２００を中間部材４００に取付ける。あるいは、または、これに加えてハンドレイアップ法により樹脂材料を塗布することで受け口型２００と中間部材４００とを固定することもできる。なお、取り外した受け口型２００を第２開口４０２に取り付けるのではなく、別途準備した受け口型を取り付けることもできる。
【００６３】
そして、図２３に示すように、受け口型２００を支持部材６に取付けた後、上記と同様に、フィラメントワインディング法により、さらに外層３を形成する。このとき、樹脂強化用繊維７は、受け口型２００の外周面に加え、中間部材４００全体に亘って巻き付けることができる。その後、受け口型２００を取り外し、これを硬化炉に収容し、マトリックス樹脂を硬化させると、図１３と同様に、軸方向の両端部に、径の大きい第２部位８０２が形成された曲管が完成する。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、型用管部材１００が分離可能となっており、初期部材３００を成形した後に、ここから型用管部材１００及び受け口型２００を取態で、内層１及び外層３の成形を行うことができる。したがって、第１実施形態と比べて工程を少なくすることができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、型用管部材１００を第１型部材１１０と第２型部材１２０とに分離できるように構成しているが、上述した角度θが９０度以内となるような型用管部材１００であれば、第２実施形態に係る製造方法が適用できる。しかし、この角度が９０度を超えるような型用管部材は使用しがたいため、これに対応するような呼び径や曲率半径を有する曲管を成形する場合には、第１実施形態を適用することが好ましい。
【００６６】
但し、型用管部材１００の構成は、特には限定されず、中間部材４００から型用管部材１００を取り外すことができるのであれば、他の分離方法により複数のパーツに分離してもよい。
【００６７】
また、型用管部材の両端部に受け口型をそれぞれ取り付けた成形型を準備し、これを用いて、内層及び外層を成形して曲管を製造することもできる。この場合、受け口型及び型用管部材は、曲管から取り外しできるように適宜構成することができる。
【００６８】
また、上記第２実施形態では、図２０において、樹脂強化用繊維７を、初期部材３００の軸方向の全体に亘って巻き付けたが、軸方向の半分程度まで巻き付けることもできる。この場合、受け口型２００を反対側に付け替えた後、内層１の外周面において、樹脂強化用繊維７が巻き付けられていない箇所に、樹脂強化用繊維７を巻き付けることができる。そして、必要に応じて、さらに内層１の外周面に軸方向の全体に亘って樹脂強化用繊維７を巻き付けることもできる。なお、内層１や外層３を形成する箇所は、軸方向の全長でなくてもよく、適宜変更することができる。
【００６９】
Ｃ．曲管
従来の製造方法では、曲率半径が一定である滑らかな管中心線を有する曲管を製造することができなかったが、上記実施形態に係る製造方法により、そのような曲管の製造が可能となった。そこで、以下では、図２４を参照しつつ、そのような曲管の特徴について説明する。
【００７０】
（１）図２４に示すように、この曲管は、円弧状に延びる軸（管中心軸）周りに形成された円筒状の第１部位８０１と、この第１部位８０１の軸方向の両端部に連結され、第１部位８０１よりも径の大きい円筒状の第２部位８０２と、を備えたものである。そして、この曲管の管中心軸Ｌは、一定の曲率半径Ｒ0を有している。したがって、この曲管は、滑らかに曲がっているため、従来の曲管よりも損失係数を大きく低減することができる。そのため、損失係数を低減すべき、種々の導水管路に用いることができ、例えば、小水力発電用の導水管路の曲がり部分に用いることができる。さらに、この曲管は一体的に形成されているので圧縮強度が高く、従来必要であった曲管を覆うコンクリート防護壁が不要となる。但し、曲率半径Ｒ0は厳密に一定でなくてもよく、管中心軸Ｌに沿って多少のずれがあってもよい。
【００７１】
（２）この曲管の第１部位８０１の内径Ｄは、曲率半径Ｒ0の３倍以上であることが好ましく、４倍以上であることがさらに好ましい。このように、Ｒ0／Ｄ≧３を充足すると、損失係数が相当に減少する。但し、スペースが確保できない場合などには、Ｒ0／Ｄ≧２であってもよい。以上より、２≦Ｒ0／Ｄ≦４であることが好ましい。
【００７２】
（３）また、曲管の形状は適宜変更することができるが、例えば、曲管の第１部位８０１において、管中心軸Ｌの曲率中心Ｃ側の最内縁８０５の曲率半径Ｒ1が、Ｒ0−０．５Ｄとし、管中心軸Ｌの曲率中心Ｃとは反対側の最外縁８０６の曲率半径Ｒ2が、Ｒ0＋０．５Ｄとなるように、曲管を設計することができる。
【００７３】
（４）また、図２５に示すように、第２部位８０２を有さず、第１部位８０１のみで曲管を構成することもできる。この点は、第１実施形態の変形例で示したとおりである。この曲管についても、図２４の曲管と同様に、曲率半径Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2、内径Ｄを規定することができる。
【００７４】
（５）内層１と外層３とを異なる色に着色することができる。このようにすると、例えば、内層１が摩耗したときに、色の異なる外層３が露出するため、内層１の摩耗を容易に視認することができる。着色方法については、特には限定されないが、例えば、内層１にカーボンブラックなどの黒色顔料やタールを含有させずに白色とし、外層３には黒色顔料やタールを含有させて黒色とすることができる。あるいは、外層３を黒とし、内層１に、黒以外の色素（顔料、染料など）を含有させて、外層３とは異なる色にすることができる。さらに、外層３が複数の積層構造である場合は、そのうちの一層が内層１と異なる色であればよい。例えば、外層３の最内層に黒色など他の層と異なる色付きの有機繊維不織布を設けてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１  内層
２  受け口型
３  外層
８０１  第１部位
８０２  第２部位
【図１】
2019018544.tif 000003
【図２】
2019018544.tif 000004
【図３】
2019018544.tif 000005
【図４】
2019018544.tif 000006
【図５】
2019018544.tif 000007
【図６】
2019018544.tif 000008
【図７】
2019018544.tif 000009
【図８】
2019018544.tif 000010
【図９】
2019018544.tif 000011
【図１０】
2019018544.tif 000012
【図１１】
2019018544.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2019018544.tif 000015
【図１４】
2019018544.tif 000016
【図１５】
2019018544.tif 000017
【図１６】
2019018544.tif 000018
【図１７】
2019018544.tif 000019
【図１８】
2019018544.tif 000020
【図１９】
2019018544.tif 000021
【図２０】
2019018544.tif 000022
【図２１】
2019018544.tif 000023
【図２２】
2019018544.tif 000024
【図２３】
2019018544.tif 000025
【図２４】
2019018544.tif 000026
【図２５】
2019018544.tif 000027