(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張り強さ９５〜２００Ｋｇｆ／ｍｍ2の線材を螺旋状に配置した複数の位置固定具でその外周から支持しつつ螺旋化する工程と、マンドレルの外周に配置された螺旋溝に前記線材を導くとともに、帯状体の長手方向に沿って配置された溝に前記線材を嵌合させる位置固定及び嵌合工程と、該線材を嵌合させた帯状体を螺旋状に巻きながらその端部同士を熱溶融させて当接させる管状化工程と、該当接された帯状体の端部を冷却して固着する固着工程とから構成された事を特徴とする線条付保護管の製造方法。
【請求項２】
前記固着工程の後、合成樹脂部材、ゴム部材又はこれらの複合部材を該線条付保護管の外周に被覆したことを特徴とする請求項１記載の線条付保護管の製造方法。
【請求項３】
前記線材が炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維のいずれかの単体又はその複合体で補強された強化プラスチック、若しくは金属製の単線又は撚線、またはこれらにプラスチックを被覆した複合部材であることを特徴とする請求項１記載の線条付保護管の製造方法。
【請求項４】
前記固着された帯状体の端部同士の固着強度が、９〜２０ｋｇｆ／ｃｍであることを特徴とする請求項１記載の線条付保護管の製造方法。
【請求項５】
引張り強さ９５〜２００Ｋｇｆ／ｍｍ2の線材を螺旋状に配置した複数の位置固定具でその外周から支持しつつ螺旋化する工程と、マンドレルの外周に配置された螺旋溝に前記線材を導くとともに、帯状体の長手方向に沿って配置された溝に前記線材を嵌合させる位置固定及び嵌合工程と、該線材を嵌合させた帯状体を螺旋状に巻きながらその端部同士を熱溶融させて当接させる管状化工程と、該当接された帯状体の端部を冷却して固着する固着工程と、前記管状化工程で管状化された帯状体の外周から合成樹脂で被覆する被覆工程とから構成された事を特徴とする線条付保護管の製造方法。
【請求項６】
外周面に螺旋溝を備えるマンドレルと、該螺旋溝上に所定間隔をもって配置され導入された線材を螺旋状にコイル化する位置固定具と、前記線材を帯状体に設けられた溝に嵌合させる嵌合用ロールと、前記マンドレルの外周に配設され該マンドレルに巻き付けられた帯状体の端部同士を押圧固着させ全体で管状に形成する接合用ロールとから構成された事を特徴とする線条付保護管の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内周面に補強線材を螺旋状に保持した合成樹脂管の製造方法及びその装置にかかり、特に土木、通信分野に利用される保護管、例えば橋梁の上部工内に使用されるケーブル保護管、通信分野の地下埋設管等の内部に保形補強体を持つ可撓性のある線条付保護管の製造方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、従来の内部に補強線材を備えた線条付巻管成型の製造方法は、線材体を螺旋状に形成し、その螺旋コイルを回転させながら、外側に任意形状の帯状体を添着して、管周壁を形成するものが知られている。この時、従来は線材を芯金（マンドレル）に直接巻き付け、その上から帯状体を嵌合しつつ、管体を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の線条付保護管の製造方法及びその装置においては、線材自体の剛性が低い合成樹脂や金属線材であれば有効であるが、線材の剛性が高い場合には、コイル化が困難であった。また、従来の製造方法では、コイル化した線材に帯状体を巻き付けて保護管を作る際に生ずる嵌合抵抗によって線材のコイル径が拡大してしまうと云う欠点が存在した。
【０００４】
また、コイル化された線材の外周方向への復元力で帯状体との嵌合力を得ようとする場合、この復元力によって線条付保護管の外径が均一にならず、帯状体同士の固着強度のバラツキが生じ、該帯状体固着部分に未固着部分が発生してしまう虞もあった。
【０００５】
本発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑みなされたもので、剛性（引張り強さ）の高い線材であっても、形状の安定したコイル化が可能であり、線材が合成樹脂製の管壁を不均一にしたり、未固着部分が生じる事のない線条付保護管の製造方法及びその装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る線条付保護管の製造方法は、引張り強さ９５〜２００Ｋｇｆ／ｍｍ2の線材を螺旋状に配置した複数の位置固定具でその外周から支持しつつ螺旋化する工程と、マンドレルの外周に配置された螺旋溝に前記線材を導くとともに、帯状体の長手方向に沿って配置された溝に前記線材を嵌合させる位置固定及び嵌合工程と、該線材を嵌合させた帯状体を螺旋状に巻きながらその端部同士を熱溶融させて当接させる管状化工程と、該当接された帯状体の端部を冷却して固着する固着工程とから構成された事を特徴とするものである。また、前記固着工程の後、合成樹脂部材、ゴム部材又はこれらの複合部材を該線条付保護管の外周に被覆したものである。
【０００７】
また、他の発明は、外周面に螺旋溝を備えるマンドレルと、該螺旋溝上に所定間隔をもって配置され導入された線材を螺旋状にコイル化する位置固定具と、前記線材を帯状体に設けられた溝に嵌合させる嵌合用ロールと、前記マンドレルの外周に配設され該マンドレルに巻き付けられた帯状体の端部同士を押圧固着させ全体で管状に形成する接合用ロールとから構成された事を特徴とする線条付保護管の製造装置である。
【０００８】
更に別の発明として、前記線材が炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維のいずれかの単体又はその複合体で補強された強化プラスチック、若しくは金属製の単線又は撚線、またはこれらにプラスチックを被覆した複合部材である。また、前記固着された帯状体の端部同士の固着強度が、９〜２０ｋｇｆ／ｃｍであることを特徴とするものである。
【０００９】
このように、本発明に係る線条付保護管の製造方法及びその装置によれば、剛性の高い線材であっても保護管内周面へコイル状に配設できると共に、該保護管の外径を均一にする事ができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明の一実施例である線条付保護管の製造方法の工程を示す工程図、図２は図１示す線条付保護管の製造方法を具体化する装置の要部説明図、図３は図２に示す線条付保護管の製造装置のマンドレルに線材１のみを巻きつけた状態を示す説明図である。
【００１１】
先ず、本発明に係る線条付保護管の製造方法について、図１〜図４に基づいて説明する。螺旋化工程は、引張り強さ９５〜２００Ｋｇｆ／ｍｍ2の線材１を螺旋状に配置した複数の位置固定具に図示外の送込装置によって送り込み、その外周から支持しつつコイル化する。位置固定具は、複数個螺旋状に配設されており、剛性の高い線材であっても成形度を高める事ができる。ここで、成形度を高める事により、帯状体との嵌合の際に生じる抵抗でコイル径が拡開する事がない。
【００１２】
ここで使用する線材１は、引張り強さ１７０Ｋｇｆ／ｍｍ2（ＪＩＳ  Ｇ３５２１）の剛性の高い部材である。剛性の高い線材を使用する事により、保護管内部にケーブル等を挿通する際に、保護管を破損する虞がない。また、線材１の断面形状は、円、楕円、正多角形、多角形、星形が使用でき、撚線のように断面が不均一なものであってもよい。また、線材は本発明の課題の対象となる引張強さ９５〜２００Ｋｇｆ／ｍｍ2のものであり、この条件を満たすものであれば、いずれの素材であっても良い。該線材としては、炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維のいずれかの単体又はその複合体で補強された強化プラスチック、若しくは金属製の単線又は撚線、またはこれらにプラスチックを被覆した複合部材がある。
【００１３】
一方、上記帯状体は可撓管を形成することが可能な、ゴムや合成樹脂及びこれらの複合体を主原料としたものである。また、仮に容易に管状化できない程度の硬さを有する場合であっても、該帯状体全体を熱変形温度まで予熱する事により可撓管にする事ができる。この熱変形温度までの加熱手段としては、熱風の他、高周波、超音波、赤外線等がある。この熱変形温度（℃）とは、ＡＳＴＭ  Ｄ６４８（１８．５６Ｋｇ／ｃｍ2荷重）における温度であり、例えば高密度ポリエチレンの場合５０℃、硬質ポリ塩化ビニル樹脂では、５４〜８０℃、ポリプロピレンでは、７０℃である。なお、帯状体としては、熱可塑性樹脂が好ましく、該熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレンの共重合体）等がある。
【００１４】
位置固定及び嵌合工程は、螺旋溝４１を有したマンドレル４の溝部に位置し且つマンドレル４に接触する事なく配置された線材１に前記帯状体３の溝３１を嵌合する。この時、帯状体３は、内周側の略中央に形成されたリブ３３がマンドレル４の螺旋溝４１に嵌合されて位置決めされている。したがって、線材１は帯状体３によって結果的に位置決めされている。
【００１５】
管状化工程は、螺旋状に巻かれた帯状体３の端部３２同士を当接するものである。帯状体３の端部３２は、一ピッチ前に移動している帯状体３の端部３２と当接され、これにより管状に形成される。なお、帯状体３が容易に管状化出来ない程度の硬さの場合には熱変形温度にまで予熱する事が望ましい。
【００１６】
固着工程は、熱風溶着された帯状体３の端部３２，３２を冷却して固着するものである。前記管状化工程で溶着した端部３２，３２は、接合用ロール６で押圧される事により冷却されると共に、強固に固着される。本実施例において、低密度ポリエチレンで形成した帯状体３同士の固着部分の固着強度は、１３Ｋｇｆ／ｃｍであった。この値は、成形された保護管の固着部分を軸方向にダンベル（ＪＩＳ Ｋ６７６１）で引き抜き、引張試験を行った際の値である。本発明において、帯状体３の端部３２，３２の固着強度は、あまり強いと生産速度が遅くなり、あまり弱いと管体を保持する事ができない。したがって、固着強度は、６〜２５Ｋｇｆ／ｃｍがよく、好ましくは１２〜１４Ｋｇｆ／ｃｍがよい。また、帯状体３の端部３２，３２同士の固着手段は、物理的に嵌合すること、接着剤により接着する方法等が存在するが、帯状体を予め加熱・溶融させた後に端部同士を重ねあわせ、溶着後冷却固化させる手段が最適である。
【００１７】
また、固着工程の次に被覆工程を設けてもよい。被覆工程は、管状化された帯状体３の外周から溶融した樹脂または、ゴム部材等を被覆する。この被覆によって保護管の強度を向上する事ができる。
【００１８】
本実施例にかかる線条付保護管の製造装置は、外周面に螺旋溝４１を備え略円柱形に形成されたマンドレル４と、該螺旋溝４１上に所定間隔をもって配置され導入された線材を螺旋状にコイル化する位置固定具２と、前記線材１を前記帯状体３に設けられた溝３１に嵌合させる嵌合用ロール５と、前記マンドレル４の外周に配設されると共に、該マンドレル４に巻き付けられた帯状体３の端部３２同士を押圧固着させ全体で管状に形成する接合用ロール６で形成されている。なお、線材１は、図外の送込装置でマンドレル４の螺旋溝４１上を進行し、帯状体３は線材１との嵌合により該線材１の進行に従って進行する。
【００１９】
マンドレル４は、前述の様に外周に螺旋溝４１を有している。位置固定具２は、マンドレル４の外周に所定間隔を有して配設され、引張り強度の高い線材１の成形度を高めるものである。本実施例では、６０度づつ３ピッチ、合計１８個配設されている。
【００２０】
位置固定具２の先端には、溝付きの成形ローラ２１が回転自在に支持されている。また、位置固定具２は、螺旋溝４１上に配設されている。更に、マンドレル４の外周には、位置固定具２と同一ピッチで金型７が配設されており、線材１の型付けを行う。
【００２１】
嵌合用ロール５は、自在に回転するローラ５ａを有しており、マンドレル４の螺旋溝４１で線材１と帯状体３が出会う部位に位置し、帯状体３の溝３１に線材１を嵌合させるように外周から押圧する。なお、本実施例の帯状体３の端部３２，３２同士の固着にあっては、図示外の溶着ヒータで溶融させた直後の端部３２を１ピッチ先の端部３２に当接させ溶融させている。
【００２２】
接合用ロール６は、先端に回動自在に支持されたローラ６ａを有し、帯状体３の端部３２，３２同士を押圧固着する。
【００２３】
尚、本発明は以上の実施例に限ることなく本発明の技術思想に基いて種々の設計変更が可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る線条付保護管の製造方法によれば、引張り強さ９５〜２００Ｋｇｆ／ｍｍ2の線材を螺旋状に配置した複数の位置固定具でその外周から支持しつつ螺旋化する工程と、マンドレルの外周に配置された螺旋溝に前記線材を導くとともに、帯状体の長手方向に沿って配置された溝に前記線材を嵌合させる位置固定及び嵌合工程と、該線材を嵌合させた帯状体を螺旋状に巻きながらその端部同士を熱溶融させて当接させる管状化工程と、該当接された帯状体の端部を冷却して固着する固着工程とから構成されたので、剛性の高い線材であっても安定したコイル化が実現でき、管径が膨張したり、線材が外周に露出したりする事がない。また、剛性の高い線材を管体の内周に取り付ける事ができるので、保護管の内部にケーブル等を挿通する場合に、ケーブルの摩擦抵抗で保護管が破損する事がない。
【００２５】
本発明に係る線条付保護管の製造装置は、外周面に螺旋溝を備えたマンドレルと、該螺旋溝上に所定間隔をもって配設された位置固定具と、前記線材を帯状体に設けられた溝に嵌合させる嵌合用ロールと、前記マンドレルの外周に配設され該マンドレルに巻き付けられた帯状体の端部同士を押圧固着させ全体で管状に形成する接合用ロールとから構成されたので、剛性（引張り強さ）の高い線材を使用した保護管を製造する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である線条付保護管の製造方法の工程を示す工程図である。
【図２】図１に示す線条付保護管の製造方法を具体化する装置の要部説明図である。
【図３】図２に示す線条付保護管の製造装置のマンドレルに線材のみを巻きつけた状態を示す説明図である。
【図４】本発明に使用される帯状体の拡大斜視図である。
【符号の説明】
１          線材
２          位置固定具
３          帯状体
４          マンドレル
５          嵌合用ロール
５ａ        ローラ
６          接合用ロール
６ａ        ローラ
７          金型
２１          ローラ部材
３１          溝
３２          端部
３３          リブ
４１          螺旋溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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