JP2000282557A - 管の継手部材、接続構造、接続装置並びに接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下水道などの大口径管に排水管などの小口径
管を継手部材を使用して強固に且つ高いシール性で容易
に接続する。 【解決手段】 管状の継手部材３の本体７の先端寄りに
外面当接用の外面側フランジ１０が設けられると共に、
少なくともその先端部に熱可塑性のプラスチック材より
なる後加工内面側フランジ形成用の小筒部９が突設され
る。そしてその小筒部９が大口径管１の接続孔２に挿入
された後に、その先端部が加熱軟化されて拡開され、そ
の接続孔２の内面側開口縁に内面当接用の内面側フラン
ジ９ａが形成され、両フランジグ９ａ、１０がシール材
１１を介して大口径管１における接続孔２の周縁部２ａ
を挟圧着することにより、継手部材３が大口径管１に接
続される。また小口径管４は継手部材３の接続部８に接
続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は下水道本管などの大
口径管に設けた接続孔に排水管などの小口径管を管状の
継手部材を介して接続する接続構造、その接続構造に使
用する継手部材、その継手部材を接続孔の周縁部に接続
するための接続装置、及びその接続装置を使用して接続
孔の周縁部に継手部材を接続する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】道路や施設の周辺に沿って下水道本管な
どの大口径管が埋設され、各施設からの排水管などの小
口径管がその大口径管に接続される。一般に大口径管は
地下数メートルの深さで水平方向に埋設されており、そ
れに小口径管を接続するには、先ず地表から大口径管ま
で縦方向に掘削装置などで掘削孔を穿設する。そして、
その掘削孔を利用して開孔装置で大口径管の側部に接続
孔を開け、次いで掘削孔から挿入した小口径管を接続孔
に接続する。大口径管に開けた接続孔に小口径管を接続
するためには、従来から筒状の比較的短い継手部材が使
用されている。例えば特公平６−１００３０３号公報に
は、接続孔の外側に装着するフランジ付き支持管と、そ
の支持管内に装着した風船体付きの筒状の内部支持体か
らなる継手部材を使用する方法が開示されている。

【０００３】この方法は先ず支持管内に内部支持体を装
着し、それを支持管のフランジが接続孔の外面に接触す
るまで大口径管の接続孔内に挿入し、次いで風船体を膨
張させて接続孔の内周面と内部支持体間の間隙を内側か
ら閉塞し、フランジに設けた注入孔よりモルタルを接続
部の間隙内に注入する。そしてその状態を保持し、モル
タルが硬化するまで待つ。モルタルが硬化すると、支持
管が大口径管の接続孔の周縁部に固着されるので、風船
体を収縮させて内部支持体を引き抜き、最後に支持管内
に小口径管を装着する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来法は、
支持管が引抜力に弱いこと、フランジの小さな注入孔か
らモルタルを注入して内部の間隙を充填する手間と、硬
化まで風船体を膨張したまま保持する時間が長いこと、
モルタルの充填が不完全であるとシール性が低下するこ
と、などの問題が残されている。そこで本発明はこのよ
うな問題を解決することを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する請求
項１に記載の発明は、大口径管１に設けた接続孔２に接
続される管状の継手部材３において、管状の継手本体７
の先端寄りに外面当接用の外面側フランジ１０が突設さ
れ、その外面側フランジ１０から軸方向先端側に前記接
続孔２の孔縁部の厚みより充分長く、熱可塑性プラスチ
ック材よりなる後加工内面側フランジ用の小筒部９が突
設され、前記外面側フランジ１０の当接面およびまたは
小筒部９の根元部外周にシール材１１が配置され、前記
小筒部９が前記接続孔２に挿入された後に、その小筒部
９の先端部が加熱軟化された状態でその接続孔２の孔縁
部にフランジ状に圧着される管の継手部材である。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の継手部材３を介して大口径管１に設けた接続孔２に小
口径管４が接続される管の接続構造であって、その継手
部材３の外側フランジ１０が大口径管１の接続孔２の外
面側孔縁部に当接して、継手部材３の前記小筒部９が前
記接続孔２に挿入され、その状態でその小筒部９の先端
部が加熱軟化されると共に、その先端部を拡開して接続
孔２の内側孔縁部にフランジ状に圧着し内面側フランジ
９ａが構成され、その一対のフランジ９ａ，１０がシー
ル材１１を介して接続孔２の周縁部２ａを挟圧着するこ
とにより、前記継手部材３が大口径管１に接続されてい
ることを特徴とする管の接続構造である。請求項３に記
載の発明は、請求項２において、継手部材３の外側に無
収縮モルタル層５が設けられる管の接続構造である。

【０００７】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の管の継手部材３を大口径管１に設けた接続孔２に接続
するための接続装置１２であって、前記継手部材３に挿
入でき且つ半径方向に膨張可能な膨張体１４と、膨張体
１４の先端部から加熱用気体を噴出する噴出部１５と、
膨張体１４を膨張させるための加圧気体を供給する気体
供給部１６を備えていることを特徴とする接続装置であ
る。請求項５に記載の発明は、請求項４において、膨張
体１４が、筒体１７と、筒体１７の外周に被嵌されその
軸方向両端が互いに気密に接続された可撓性の膨張膜１
８を有し、筒体１７と膨張膜１８の間に加圧気体を供給
するための気体供給部１６が設けられ、さらに前記筒体
１７の先端部から軸方向に噴出部１５が突出されている
接続装置である。

【０００８】請求項６に記載の発明は、請求項４または
請求項５に記載の接続装置１２を使用し、請求項１に記
載の継手部材３を大口径管１に設けた接続孔２に接続す
る方法であって、その継手部材３の外面側フランジ１０
が大口径管１の接続孔２の外面側孔縁部に当接して、継
手部材３の前記小筒部９が前記接続孔２に挿入されると
共に、その継手部材３の内部に接続装置１２が挿入さ
れ、次いで気体供給部１６から加圧気体を供給し、膨張
体１４を半径方向に膨張させて、その外周面を継手部材
３の本体７の内面に密着させ、その状態で噴出部１５か
ら加熱用気体を前記小筒部９に噴出して、その小筒部９
の先端部を加熱軟化する工程と、次いで、接続装置１２
の膨張体１４を収縮して、その膨張体１４を大口径管１
内に挿入し、再び膨張体１４を膨張し、小筒部９の先端
部を拡開して接続孔２の内側孔縁部にフランジ状に圧着
し、そこに内面側フランジ９ａを形成する工程と、を具
備し、次いで、膨張体１４を収縮した状態で継手部材３
から取り外すことを特徴とする管の継手部材の接続方法
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図１は本発明の管の接続構造の１例を
示す縦断面図であり、図２はその継手部材３の接続前の
状態を示す。下水道管などの一例として直径 200mm〜20
00mm程大口径管１の側部に設けた円形の接続孔２に継手
部材３を介して、一例として直径150mm〜 200mm程の排
水管などの小口径管４が接続される。大口径管１として
は、ヒューム管、硬質の塩化ビニル管、鋳鉄管などが使
用され、小口径管４としては硬質塩化ビニル管や鉄管な
どが使用される。継手部材３の外側は無収縮モルタル層
５などの補強シール層が設けられ、その補強シール層に
より小口径管４と継手部材３の補強とシールがなされ
る。さらに無収縮モルタル層５より上方の小口径管４
は、砂などの充填材６で掘削孔内に安定支持される。

【００１０】継手部材３は例えば硬質塩化ビニルなどの
硬質の熱可塑性のプラスチック材により作ることがで
き、管状の継手本体７と、その本体の一端部に設けられ
た小口径管４への接続部８と、本体７の他端部の外周に
設けられた外面側フランジ１０と、その先端部に接続孔
２の厚みより充分長く突設された内面側フランジ形成用
の小筒部９とを備えている。その小筒部９は、後加工に
よりその先端部に内面側フランジ９ａが形成される。そ
して接続孔２の周縁部２ａが一対のフランジ９ａ、１０
でシール材１１を介して挟圧着される。接続部８は管状
の本体７の軸方向に沿って外側に断面円弧状に膨出させ
た受溝８ａと、その受溝８ａの内側においてその周方向
およびその周方向と直交する方向に回動自在に嵌入され
たリング体８ｂを有し、リング体８ｂに小口径管４の端
部が挿入される。そしてこのリング体８ｂの回動により
小口径管４は軸回転を可能にすると共に、その軸心が大
口径管１の軸と垂直な方向から偏ってもそれを吸収でき
るようになっている。

【００１１】この例では継手部材３は、シール材１１を
除き、全体が熱により変形可能な硬質の熱可塑性のプラ
スチック材を成形して作られる。なお継手部材３の一部
を金属材料などの熱可塑性のプラスチック材以外の材料
で作るときは、少なくとも小筒部９の部分は熱可塑性の
プラスチック材とする。外面側フランジ１０は本体７の
先端部寄りに突設され、その当接面が大口径管１の接続
孔２の孔縁部に整合して曲折されている。小筒部９は本
体７の熱可塑性を利用してその先端部を加熱軟化し、外
側に圧力をかけフランジ状に変形させて内面側フランジ
９ａが形成される。そして外面側フランジ１０と内面側
フランジ９ａが平行となる。その内面側フランジ９ａは
接続孔２の内面側孔縁部に圧着接合されている。

【００１２】シール材１１は断面Ｌ字形に粘着剤等によ
り外面側フランジ１０の下面および小筒部９の根元部外
周に接着されている。そしてそのシール材１１が接続孔
２の外側孔縁部と内周とに当接し、両フランジ９ａ，１
０により挟圧着され、それにより継手部材３の端部は接
続孔２の周縁部に強固且つ安定に接続される。シール材
１１はゴム等の軟質な材料で作ることができるが、好ま
しくは水膨張性の固形シール材、例えば王子ゴム化成株
式会社から市販されている商品名アクアケルシーラー
（３Ｖ−ＳＸ）が使用される。このような水膨張性の固
形シール材をシール材１１として使用すると、小口径管
４を接続して地中に埋設した後に、地中の水分でシール
材１１が膨張して接続部分のシール性をより増大させる
ことができる。

【００１３】上記接続構造によれば、継手部材３の端部
がその一対のフランジ９ａ、１０の挟圧着により大口径
管１の接続孔２における周縁部２ａに強固且つ安定に接
続されるので、軸方向への引抜抵抗力が大きい。また従
来のようにフランジの小さな注入孔からモルタルを注入
して内部の間隙を充填する必要がないので施工性もよ
く、迅速に接続作業を完了できる。さらに接続孔２の周
縁部２ａは前記一対のフランジ９ａ，１０でシール材１
１を介して挟圧着されるので、シール性が十分に確保で
きる。

【００１４】図２は図１に示す継手部材３を大口径管１
に接続するために使用される接続装置の具体例で、継手
部材３の内側に挿入した状態を示す部分断面図である。
接続装置１２は継手部材３の本体７内に挿入できる外径
を有し且つ半径方向に膨張可能な膨張体１４と、膨張体
１４の先端部から突出し加熱用気体を噴出する噴出部１
５と、膨張体１４を膨張させるための加圧気体を供給す
る気体供給部１６を備えている。膨張体１４は、筒体１
７と、筒体１７の外周に被嵌され、軸方向両端が互いに
気密に接続された筒状で可撓性の膨張膜１８を有する。
そして筒体１７と膨張膜１８の間に加圧気体を供給する
ために気体供給部１６が設けられる。なお図２に示す継
手部材３の小筒体９は、図１のようにフランジ状に折り
曲げられる前であり、本体７から軸方向に延長されたま
まの状態として示されている。

【００１５】可撓性の膨張膜１８は、例えばゴムなどの
比較的薄い軟質材料を筒状に成形加工して作られ、その
両縁部は折り返されてそれぞれにリング状の掛合溝１９
が形成されている。そしてこれら掛合溝１９は筒体１７
の両端の周縁部に形成されたリング状の突条に着脱自在
に掛合される。気体供給部１６は加圧気体を供給する管
体からなり、その管体は図示しない加圧気体（空気）供
給部から筒体１７の内側を経てその貫通孔を貫通し、そ
の折れ曲がった先端が膨張膜１８の内側に開口してい
る。

【００１６】なお加圧気体供給部には制御装置により開
閉制御される制御弁が設けられ、管体への加圧気体の供
給と外部放出を行うようになっている。そして制御弁の
操作により、膨張体１４に加圧気体を供給して膨張さ
せ、または膨張体１４から加圧気体を排出して収縮させ
ることができる。管状に形成された噴出部１５は、その
先端が閉鎖され周壁に多数の小さい孔が設けられる。噴
出部１５に筒体１７内を挿通する連通管２０が接続さ
れ、その連通管２０は筒体１７に取り付けた温風ヒータ
２１に接続される。そして温風ヒータ２１からの加圧さ
れた加熱用気体は連通管２０を通って噴出部１５の多数
の小さい孔から外部に噴出する。

【００１７】次に図３〜図８を参照して、大口径管１に
設けた接続孔２に継手部材３を接続する手順を説明す
る。先ず小口径管４を埋設する部分の地表から大口径管
まで縦方向に掘削装置などで掘削孔を穿孔する。掘削孔
の直径は小口径管４の口径に図１に示す無収縮モルタル
層５や充填材６に必要な間隙を加えた値とされる。次い
で図３のように、掘削孔にコアカッターなどの孔開装置
２２を挿入し、大口径管１の側部に接続孔２を開ける。
次に図４のように、図２に示すような小筒部９が本体７
から軸方向に延長された状態の継手部材３を接続孔２に
配置すると共に、その内側に図２に示す接続装置１２を
挿入する。この状態で継手部材３の外面側フランジ１０
と小筒部９とがシール材１１を介して接続孔２の周縁部
２ａに支持され、膨張体１４の先端部から突出する噴出
部１５が小筒部９の先端部に対向する。

【００１８】次に図示のように気体供給部１６から膨張
体１４に加圧気体を供給し、その膨張膜１８を半径方向
に膨張させる。それにより接続孔２は接続装置１２によ
って閉鎖されるので、温風ヒータ２１を起動して噴出部
１５から高温の加熱用気体を矢印のように噴出させ、周
囲の小筒部９を一様に加熱して軟化させる。なお加熱用
気体の温度は小筒部９を軟化するに十分な高い温度に設
定される。次に図５のように、温風ヒータ２１を停止し
て加熱用気体の供給を止め、さらに気体供給部１６から
の加圧気体の供給を排出して膨張膜１８を元の状態に収
縮させ、その状態で接続装置１２をさらに接続孔２から
大口径管１内に進入させる。

【００１９】次に図６のように、小筒部９が冷却しない
うちに気体供給部１６から膨張体１４に加圧気体を供給
し、大口径管１内の空間に位置する膨張膜１８部分を半
径方向に大きく膨張させる。すると軟化状態の小筒部９
が膨張膜１８の外面で押圧されて塑性変形して、図示の
ように半径方向外側に折り曲げられ内面側フランジ９ａ
が形成される。このような膨張膜１８を膨張させた状態
は内面側フランジ９ａが冷却して変形状態が固定される
まで継続する。これによって接続孔２の周縁部２ａがシ
ール材１１を介してフランジ９ａ、１０で挟圧着され
る。なお図６には、管体からなる気体供給部１６に図示
しない加圧気体供給部への接続ホース１３が接続され、
温風ヒータ２１への電源供給ケーブル２１ａが参考まで
に示されている。

【００２０】次に図７のように、気体供給部１６からの
加圧気体の供給を排出して膨張膜１８を元の状態に収縮
させる。次いで接続装置１２を接続孔２から上方へ引き
出した状態を図８に示す。ここまでの工程により継手部
材３は大口径管１に高いシール性および接続強度をもっ
て接続される。次に大口径管１に接続された継手部材３
の接続部８を利用して小口径管４が接続され、さらに継
手部材３の外周のみに無収縮モルタル層５などの補強シ
ール層が充填され、それが硬化した後に無収縮モルタル
層５より上方の小口径管４の外側に砂などの充填材６が
充填されると図１の状態になる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の継手部材
３によれば、外面側フランジ１０と小筒部９とシール材
１１とを有し、その小筒部９が接続孔２の厚みより充分
に長く突設され、それが熱可塑性プラスチック材よりな
り、その先端部が加熱軟化されて拡開され、接続孔２の
内面側孔縁部にフランジ状に接続されるように構成され
たから、引抜き外力によって外れることのない継手とな
る。請求項２に記載の管の接続構造によれば、継手部材
の端部がその一対のフランジの挟圧着により大口径管の
接続孔における周縁部に強固に且つ安定して接続される
ので、継手部材は軸方向への引き抜きに対する大きな抵
抗力を有する。また従来のようにフランジの小さな注入
孔からモルタルを注入して内部の間隙を充填する必要が
ないので施工性がよく、接続作業を迅速に行なえる。さ
らに接続孔の周縁部に前記一対のフランジがシール材を
介して挟圧着するので、接続部分の高いシール性を確実
に確保できる。

【００２２】請求項３に記載の管の接続構造によれば、
継手部材の外側に無収縮モルタル層が設けられるので、
接続部の信頼性が高い。それと共に、接続部分のシール
性をより増大させると共に、補強効果をより大きくする
ことができる。請求項４に記載の接続装置を使用するこ
とにより、前記接続構造をより容易に構成することがで
きる。さらに請求項５に記載の接続装置は、簡単な構成
により前記接続構造をより容易に構成することができ
る。請求項６に記載の接続方法は、高い施工性により前
記接続構造の施工を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管の接続構造の１例を示す縦断面図。

【図２】図１のような継手部材３を大口径管１の側部に
接続するために使用される接続装置の具体例であって、
継手部材３との関係が理解できるようにその内側に挿入
した状態を示す部分断面図。

【図３】大口径管１に接続孔２を開けている状態を示す
説明図。

【図４】図２の接続装置１２を使用して継手部材３を大
口径管１の接続孔２に接続する第１工程を示す説明図。

【図５】図２の接続装置１２を使用して継手部材３を大
口径管１の接続孔２に接続する第２工程を示す説明図。

【図６】図２の接続装置１２を使用して継手部材３を大
口径管１の接続孔２に接続する第３工程を示す説明図。

【図７】図２の接続装置１２を使用して継手部材３を大
口径管１の接続孔２に接続する第４工程を示す説明図。

【図８】継手部材３を大口径管１の接続孔２に接続した
状態の説明図。

【符号の説明】

１ 大口径管 ２ 接続孔 ２ａ 周縁部 ３ 継手部材 ４ 小口径管 ５ 無収縮モルタル層 ６ 充填材 ７ 本体 ８ 接続部 ８ａ 受溝 ８ｂ リング体 ９ 小筒部 ９ａ 内面側フランジ １０ 外面側フランジ １１ シール材 １２ 接続装置 １３ 接続ホース １４ 膨張体 １５ 噴出部 １６ 気体供給部 １７ 筒体 １８ 膨張膜 １９ 掛合溝 ２０ 連通管 ２１ 温風ヒータ ２１ａ 電源供給ケーブル ２２ 孔開装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大口径管１に設けた接続孔２に接続され
   る管状の継手部材３において、 管状の継手本体７の先端寄りに外面当接用の外面側フラ
   ンジ１０が突設され、その外面側フランジ１０から軸方
   向先端側に前記接続孔２の孔縁部の厚みより充分長く、
   熱可塑性プラスチック材よりなる後加工内面側フランジ
   用の小筒部９が突設され、 前記外面側フランジ１０の当接面およびまたは小筒部９
   の根元部外周にシール材１１が配置され、 前記小筒部９が前記接続孔２に挿入された後に、その小
   筒部９の先端部が加熱軟化された状態でその接続孔２の
   孔縁部にフランジ状に圧着される管の継手部材。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の継手部材３を介して大
   口径管１に設けた接続孔２に小口径管４が接続される管
   の接続構造であって、 その継手部材３の外側フランジ１０が大口径管１の接続
   孔２の外面側孔縁部に当接して、継手部材の前記小筒部
   ９が前記接続孔２に挿入され、 その状態でその小筒部９の先端部が加熱軟化されると共
   に、その先端部を拡開して接続孔２の内側孔縁部にフラ
   ンジ状に圧着し内面側フランジ９ａが構成され、その一
   対のフランジ９ａ，１０がシール材１１を介して接続孔
   ２の周縁部２ａを挟圧着することにより、前記継手部材
   ３が大口径管１に接続されていることを特徴とする管の
   接続構造。
3. 【請求項３】 請求項２において、 継手部材３の外側に無収縮モルタル層５が設けられる管
   の接続構造。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の管の継手部材３を大口
   径管１に設けた接続孔２に接続するための接続装置１２
   であって、 前記継手部材３内に挿入でき且つ半径方向に膨張可能な
   膨張体１４と、 膨張体１４の先端部から加熱用気体を噴出する噴出部１
   ５と、 膨張体１４を膨張させるための加圧気体を供給する気体
   供給部１６とを備えていることを特徴とする接続装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 膨張体１４が、筒体１７と、筒体１７の外周に被嵌され
   その軸方向両端が互いに気密に接続された可撓性の膨張
   膜１８を有し、筒体１７と膨張膜１８の間に加圧気体を
   供給するための気体供給部１６が設けられ、さらに前記
   筒体１７の先端部から軸方向に噴出部１５が突出されて
   いる接続装置。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５に記載の接続装
   置１２を使用し、請求項１に記載の継手部材３を大口径
   管１に設けた接続孔２に接続する方法であって、 その継手部材３の外面側フランジ１０が大口径管１の接
   続孔２の外面側孔縁部に当接して、継手部材３の前記小
   筒部９が前記接続孔２に挿入されると共に、その継手部
   材３の内部に接続装置１２が挿入され、次いで気体供給
   部１６から加圧気体を供給し、膨張体１４を半径方向に
   膨張させて、その外周面を継手部材３の本体７の内面に
   密着させ、その状態で噴出部１５から加熱用気体を前記
   小筒部９に噴出して、その小筒部９の先端部を加熱軟化
   する工程と、 次いで、接続装置１２の膨張体１４を収縮して、その膨
   張体１４を大口径管１内に挿入し、再び膨張体１４を膨
   張し、小筒部９の先端部を拡開して接続孔２の内側孔縁
   部にフランジ状に圧着し、そこに内面側フランジ９ａを
   形成する工程と、 を具備し、 次いで、膨張体１４を収縮した状態で継手部材３から取
   り外すことを特徴とする管の継手部材の接続方法。