JP2002310352A - 繊維強化樹脂管の接合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】繊維強化樹脂管の接合作業時の繊維強化樹脂製
接合管または被接合管とゴム輪との摩擦に起因するゴム
輪の変形もしくはこの変形を防止するための強固なゴム
輪の接着の困難性及びこれに伴う高コストの不都合を解
消する。 【解決手段】筒状部２１の両端内周面に環状凸部２２を
設けたゴムパッキング２を互いに接合される被接合管
１，１の端部に跨って挿通し、該ゴムパッキング２に二
分割カバー３を抱き合わせ、両カバー片間を締結部材で
締結した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は繊維強化樹脂管の接
合構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】繊維強化樹脂管は軽量で機械的強度に優
れているので、下水管、雨水管、農業水管、あるいは水
道管、更にはケーブル保護管として多用されている。こ
の繊維強化樹脂管を接合するには、図９に示すように、
管材１と同材質の繊維強化樹脂接合管Ｓとゴム輪Ｒを用
い、ゴム輪Ｒで内圧に対するシール性を確保し、繊維強
化樹脂製接合管Ｓで内圧及び外圧（土圧等）に対する機
械的強度を確保している。

【０００３】具体的には、（１）繊維強化樹脂製接合管
の両端部内周面にゴム輪を接着剤で固定しておき、この
ゴム輪付き繊維強化樹脂製接合管を一方の被接合管に引
き通し、更にこの一方の被接合管に他方の被接合管を突
き合わせたのち、上記繊維強化樹脂製接合管の中央を両
被接合管の突合せ個所に一致させるように繊維強化樹脂
製接合管を引き戻すもの、（２）各被接合管端部にゴム
輪を接着剤で固定しておき、一方の被接合管に繊維強化
樹脂製接合管を引き通し、更に他方の被接合管を突き合
わせたのち、前記繊維強化樹脂製接合管を引き戻すも
の、（３）繊維強化樹脂管の両端内周面にシール用ゴム
輪を、中央内周面にストッパー用ゴム輪を接着剤で固定
し、一方の被接合管端部に繊維強化樹脂管端の一半部を
挿入してその管端をストッパー用ゴム輪に当接させたの
ち、繊維強化樹脂製接合管の他半部に他方の被接合管端
部を管端がストッパー用ゴム輪に当接するまで挿入する
もの、（４）繊維強化樹脂製接合管の両端部内周面にゴ
ム輪装着溝を形成し、各溝にゴム輪を装着しておき、こ
の繊維強化樹脂製接合管を一方の被接合管に引き通し、
更にこの一方の被接合管に他方の被接合管を突き合わせ
たのち、上記繊維強化樹脂製接合管の中央を両被接合管
の突合せ個所に一致させるように繊維強化樹脂製接合管
を引き戻すもの等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記何れの場合におい
ても、繊維強化樹脂製接合管を被接合管に引き通す際、
並びに引き戻す際、ゴム輪が被接合管外面または接合管
内面との摩擦のために転がりモーメントを受ける。上記
摩擦を小にして転がりモーメントを軽減すれば、ゴム輪
の圧縮シール代が不足し、所定のシール性能を確保でき
ない。従って、ゴム輪の圧縮シール代を充分に大きく
し、高摩擦による大なる転がりモーメントに耐えさせ得
るようにゴム輪を充分強固に固定する必要がある。

【０００５】しかしながら、繊維強化樹脂とゴムとの接
着が難しく、所定の接着品質（接着力、接着面の浮き、
接着剤のはみ出し等に対する要件）を確保することは至
難である。すなわち、かかる品質確保のためには、接着
面の研磨、脱脂、接着剤塗布、硬化乾燥等を厳格に行う
必要があり、そのコストが多大で熟練が必要である。従
って、上記（１）〜（３）のゴム輪を接着剤で固定して
おくものは、コストが高く高度の熟練を必要とする不合
理を否めない。また、上記（４）の繊維強化樹脂製接合
管の内面にゴム輪装着溝を加工し、この溝にゴム輪を装
着しておくものでは、溝を浅くすると、前記の転がりモ
ーメントによるゴム輪の脱出が懸念され、他方溝を深く
すると、繊維強化樹脂製接合管の強度低下が招来され
る。

【０００６】本発明の目的は、繊維強化樹脂管の接合作
業時のゴム輪と繊維強化樹脂製接合管または被接合管と
の摩擦に起因するゴム輪の変形もしくはこの変形を防止
するための強固なゴム輪の接着の困難性及びこれに伴う
高コストの不都合を解消することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の繊維強
化樹脂管の接合構造は筒状部の両端内周面に環状凸部を
設けたゴムパッキングを互いに接合される被接合管の端
部に跨って挿通し、該ゴムパッキングに二分割カバーを
抱き合わせ、両カバー片間を締結部材で締結したことを
特徴とする構成である。

【０００８】本願の請求項２の繊維強化樹脂管の接合構
造は有孔金属筒をゴムで被覆し、ゴムを孔内に食い込ま
せ、少なくとも両端内周面のゴム被覆部分を環状凸部に
形成した継手を互いに接合される被接合管端部に跨って
装着したことを特徴とする構成である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図１の（イ）は請求項１
の繊維強化樹脂管の接合構造の一実施例を示す縦断面
図、図１の（ロ）は図１の（イ）におけるロ−ロ断面図
である。図１の（イ）及び（ロ）において、１，１は被
接合管としての繊維強化樹脂管であり、単一の繊維強化
樹脂層からなる単層繊維強化樹脂管、内外の繊維強化樹
脂層間に樹脂モルタルを充填した複合繊維強化樹脂管を
使用でき、補強繊維としては主にガラス繊維を、樹脂と
してはポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹
脂等の熱硬化性樹脂を使用できる。２はゴムパッキング
であり、筒状部２１の両端内周面に環状凸部２２を備え
（図２参照）、突き合わせた被接合管１，１に跨り挿通
してある。３は管材と同材質の繊維強化樹脂製の二分割
カバーであり、略半円形部３１の両脇に鍔部３２，３２
を形成した分割カバー片３０，３０を前記のゴムパッキ
ング２上に抱き合わせ、両脇の鍔部３２，３２を締結部
材例えばボルト４で締結してある。

【００１０】而して、ゴムパッキング２の両端内周面の
環状凸部２２が各被接合管１の外周面に圧接されてシー
ル作用を呈し、その環状シール個所間が筒状部２１で繋
がれているから、優れたシール性を付与できる。また、
繊維強化樹脂製二分割カバー３０の優れた機械的強度の
ために、内圧及び外圧（主に土圧）に対し優れた強度を
保証できる。

【００１１】上記のゴムパッキング２は後述するように
一方の被接合管に引き通したうえで所定の位置に引き戻
されるので、ある程度の剛性を付与することが好まし
く、例えば筒状部２１をクロロプレンゴム製とし、環状
凸部をスチレンブタジエンゴム（硬度５０）製とするこ
とができる。

【００１２】上記の分割カバー片においては、ガラス繊
維強化樹脂のハンドレイアップ法（ガラスマット｛Ｍ
Ｃ｝、平織りガラスクロス、ロービングクロス｛ＷＲ｝
等のガラス繊維基材を裁断して型の上に敷きつめ、触媒
を加えた液状ポリエステル樹脂組成物等の熱硬化性樹脂
をはけやローラで塗り込むことを数回繰返し、而るの
ち、硬化させ、脱型する方法であり、積層構成は、例え
ば、内側から、ＭＣ,ＷＲ,ＭＣ,ＷＲ,……ＭＣとするこ
とができる）、スプレーアップ法（触媒のみを添加した
液状ポリエステル樹脂等の熱硬化性組成物と、促進剤の
みを添加した液状ポリエステル樹脂組成物等の熱硬化性
樹脂とをそれぞれ別個のスプレーガンから同時に型に吹
き付けると共にガラス繊維をカッターで切断しつつ型に
吹き付け、而るのち、硬化させ、脱型する方法）、プリ
フォームマッチドダイ法（少量の結合剤で予備成形した
ガラス繊維基材を金型に移し、重合開始剤等を添加した
液状ポリエステル樹脂組成物の熱硬化性樹脂を含浸させ
たのち、金型を閉じて加熱硬化させる方法）により長尺
体を成形し、これを所定長さに切断することによって得
ることができる。

【００１３】上記分割カバー片の両脇の鍔部の根元には
ボルトの締結により曲げモーメントが作用するので、増
肉〔図３の（イ）〕またはリブ〔図３の（ロ）〕等で曲
げ補強することが望ましい。上記二分割カバーでゴムパ
ッキングを完全に覆うために、二分割カバーの長さをゴ
ムパッキングの長さよりもやや長くしてある（例えば、
ゴムパッキングの長さ２００ｍｍに対し二分割カバーの
長さを２０５ｍｍとしてある）。

【００１４】上記請求項１の繊維強化樹脂管の接合構造
を組み立てるには、図４の（イ）に示すように、一方の
被接合管１ａにゴムパッキング２を引き通し、更に図４
の（ロ）に示すように他方の被接合管１ｂを突合せ、更
にゴムパッキング２を引き戻してゴムパッキング２の中
央位置を突合せ個所に一致させ、而るのち、図４の
（ハ）に示すように二分割カバー３０，３０をゴムパッ
キング２に抱き合わせ、分割カバー片３０，３０間をボ
ルト４で締結し、これにて組立を終了する。

【００１５】請求項１の繊維強化樹脂管の接合構造で
は、ゴムパッキングを二分割カバーの抱き合わせで圧縮
しているから、ゴムパッキングの被接合管上への引き通
し、被接合管突合せ位置を標点としての引き戻しを軽摩
擦で容易に行い得るようにゴムパッキングの内径を多少
大きくしても、充分なシール性を保証できる。従って、
良好な作業性も保証できる。勿論、ゴムパッキングと被
接合管との間の摩擦力も低くでき、ゴムパッキングの変
形や損傷も防止できる。

【００１６】請求項１の繊維強化樹脂管の接合構造は、
構造物や工期等の事由で繊維強化樹脂管を一方向に順に
接合できない場合に特に有用であり、図５はその施工例
を示している。図５の（イ）において、５１は橋杭であ
り、コンクリート打設時に受口付き繊維強化樹脂管Ｐ
（工場内で繊維強化樹脂管の一端にゴム輪付きの繊維強
化樹脂製接合管の一半部を接着剤で固定したもの）を貫
設してある。５２は橋桁である。この橋梁施工後に繊維
強化樹脂管の施工を次ぎのようにして完了する。まず、
図５の（ロ）に示すように、前記の既設繊維強化樹脂管
Ｐに後設の繊維強化樹脂管Ｐ’を接合し、更に図５の
（ハ）に示すように、後設繊維強化樹脂管Ｐ’の端部に
ゴムパッキング２を引き通し、次いで、後設繊維強化樹
脂管Ｐ’，Ｐ’間にストレート繊維強化樹脂管１を割り
込ませ、次いで、図５の（ニ）に示すように、各ゴムパ
ッキング２を所定の位置に引き戻し、而るのち、各ゴム
パッキング２に各二分割カバー３０を抱き合わせ、各二
分割カバーのボルト締結を行い、これにて橋梁添設繊維
強化樹脂管路の施工を終了する。

【００１７】図６は請求項２の繊維強化樹脂管の接合構
造の一実施例を示す図面である。図６において、１，１
は互いに接合される被接合管としての繊維強化樹脂管で
ある。６は両被接合管の端部に跨って装着した継手であ
り、図７にも示すように、有孔金属筒６１、例えば孔開
き鉄プレート、孔開きＳＵＳプレート、スチール線編組
プレート等からなる筒体をゴム６２で被覆し、ゴムを孔
内に食い込ませ、両端内周面のゴム被覆部分をシール用
凸部６３に、中央内周面のゴム被覆部分をストッパー用
凸部６４にそれぞれ形成してあり、図６に示すように、
ストッパー用凸部６４に両被接合管１，１の管端１１を
当接させ、各シール用凸部６３を各被接合管１の外周面
に圧接させてある。

【００１８】上記の継手は例えば次ぎのようにして製作
することができる。まず、図８の（イ）に示すように有
孔金属プート６１０を筒状に形成し、両端を溶接して有
孔金属筒を作成する。有孔金属プートとしては、孔開き
鉄プレート、孔開きＳＵＳプレート、スチール線編組プ
レート等を使用でき、溶接ライン６１１は斜め方向とす
ることが好ましい。このようにして作成した有孔金属筒
６１を図８の（ロ）に示すように、加熱成形型７１にセ
ットし、更に図８の（ハ）に示すように未加硫ゴム６２
０をセットし、而るのち、図８の（ニ）に示すように成
形型を閉じ、成形型を加熱してゴム６２０を加熱・加圧
下で加硫し、而るのち、冷却のうえ、型を開いて成形品
を取り出す。この場合、ゴムが加熱のために架橋前に一
旦流動状態になり、この流動ゴムが加圧のために有孔金
属筒の孔に食い込むから、有孔金属筒とゴム被覆層との
間を強固に一体化でき、また、流動ゴムが有孔金属筒の
孔を経て有孔金属筒の外面側に回り込むから、有孔金属
筒の全面をゴムで被覆できる。この例では、有孔金属筒
の内側に未加硫ゴムをセットしているが、有孔金属筒の
外側にもセットできる。

【００１９】請求項２の繊維強化樹脂管の接合構造を組
み立てるには、一方の被接合管端部に管継手を一端から
挿入してその管端にストッパー用凸部を当接させ、次い
で他方の被接合管の端部を管継手の他端に挿入してその
管端をストッパー用凸部に当接させ、これにて組立を終
了する。この場合、管継手内面両端のゴム被覆部分のシ
ール用凸部が被接合管外周面との摩擦のために剪断力を
受けるが、ゴム被覆層と有孔金属筒とがゴムの孔への食
い込みにより強固に一体化されているから、シール用凸
部の剪断剥離を防止でき、良好なシール性を保証でき
る。

【００２０】請求項２の繊維強化樹脂管の接合構造にお
いては、継手内面のゴム被覆層に内圧が作用するが、そ
のゴム被覆層を有孔金属筒に強固に一体化してあるの
で、ゴム被覆層と有孔金属筒との周方向伸び歪が等しく
なり、ヤング率の大なる有孔金属筒の周方向ストレスに
対しヤング率の僅小のゴム被覆層の周方向ストレスを無
視できる結果、実質上その作用内圧が有孔金属筒のフー
プストレスとして支えられ、ゴム被覆層にはストレスが
作用しない。

【００２１】すなわち、管継手内面のゴム被覆層の厚み
をｔ、同じくヤング率をｅ、有孔金属筒の厚みをＴ、同
じくヤング率をＥ、管継手の内径をＲとすると、内圧Ｐ
により内面ゴム被覆層に作用するフープストレスｆ、有
孔金属筒に作用するフープストレスＦは、

【数１】 ｆ＝ＰＲ／〔（ＥＴ／ｅ）＋ｔ〕 （１）

【数２】 Ｆ＝ＰＲ／〔（ｅｔ／Ｅ）＋Ｔ〕 （２） で与えられ、Ｅ≫ｅであるから、内面ゴム被覆層に作用
するフープストレスｆが実質上０となり、実質上内圧Ｐ
が有孔金属筒に作用するフープストレスＦ（＝ＰＲ／
Ｔ）で支持される。而して、有孔金属筒の優れた引張り
強度のために、高耐内圧性を保証できる。勿論、土圧等
の外圧に対しても、有孔金属筒の優れた機械的強度並び
に内面ゴム被覆層の保護被覆作用により、よく保全でき
る。

【００２２】なお、上記請求項２の繊維強化樹脂管の接
合構造における実施例のストッパー用凸部は省略するこ
ともできる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１の繊維強化樹脂管の接合構造で
は、筒状部の両端内周面に環状凸部を設けたゴムパッキ
ングを互いに接合される被接合管端部に跨って挿通し、
該ゴムパッキングに二分割カバーを抱き合わせてゴムパ
ッキングを圧縮しているから、ゴムパッキングの内径を
多少大きくしても優れたシール性能を充分に付与でき、
ゴムパッキングを被接合管に引き通し、更に引き戻す際
の摩擦を低減でき、ゴムパッキングの変形や損傷を確実
に排除でき、かかる面からも、優れたシール性能を保全
できる。また、引き通し及び引き戻しをスムーズに行い
得、良好な作業性も保証できる。請求項２の繊維強化樹
脂管の接合構造では、有孔金属筒をゴムで被覆し、ゴム
を孔内に食い込ませ、少なくとも両端内周面のゴム被覆
部分を環状凸部に形成した継手を使用しており、有孔金
属筒にゴム被覆層が強固に一体化されているので、引き
通しや引き戻し時の摩擦でシール用凸部が剪断剥離され
ることがなく、良好なシール性能を保証できる。さら
に、内圧や外圧を有孔金属筒で支持でき、内圧等による
ゴム被覆層の応力発生を僅小にとどめ得るので、内圧や
外圧に対しても優れた強度を保証できる。

【００２４】従って、請求項１または２の繊維強化樹脂
管の接合構造によれば、繊維強化樹脂製接合管の内面に
ゴム輪を接着剤で固定したり、繊維強化樹脂管端部にゴ
ム輪を接着剤で固定したりすることによる不都合、すな
わち、厳格な接着面の研磨、脱脂、接着剤塗布、硬化乾
燥等に起因する高コスト、熟練者への依存等の不都合を
排除して繊維強化樹脂管を容易に接合することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の一実施例を示す図面である。

【図２】図１の実施例で使用したゴムパッキングを示す
図面である。

【図３】図１の実施例で使用する二分割カバーの異なる
別例の要部を示す図面である。

【図４】図１の実施例の組立手順を示す図面である。

【図５】請求項１の接合構造を使用した繊維強化樹脂管
路の施工要領を示す図面である。

【図６】請求項２の一実施例を示す図面である。

【図７】図６の実施例で使用した継手を示す図面であ
る。

【図８】図６の継手の製作手順を示す図面である。

【図９】従来例を示す図面である。

【符号の説明】

１ 被接合管 ２ ゴムパッキング ２１ 筒状部 ２２ 環状凸部 ３ 二分割カバー ４ 締結部材 ６ 継手 ６１ 有孔金属筒 ６２ ゴム ６３ 環状凸部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒状部の両端内周面に環状凸部を設けたゴ
   ムパッキングを互いに接合される被接合管の端部に跨っ
   て挿通し、該ゴムパッキングに二分割カバーを抱き合わ
   せ、両カバー片間を締結部材で締結したことを特徴とす
   る繊維強化樹脂管の接合構造。
2. 【請求項２】有孔金属筒をゴムで被覆し、ゴムを孔内に
   食い込ませ、少なくとも両端内周面のゴム被覆部分を環
   状凸部に形成した継手を互いに接合される被接合管端部
   に跨って装着したことを特徴とする繊維強化樹脂管の接
   合構造。