JP2009162241A - 管継手、その製造方法、これを用いたマンホール構造物並びに管の接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部から雨水や土砂等の流入を防止できる止水性や耐震性に優れた管継手を提供すること。
【解決手段】複数の管を接続する管継手であって、管継手本体部（１１）と、管継手本体部（１１）の端部を軸方向に沿って帯状に縁取り形成された接続部（１２）と、を備え、管継手本体部（１１）の硬度は、接続部（１２）の硬度よりも低い硬度である管継手（１）とすることにより、追従性に優れた管継手（１）とすることができ、優れた止水性や耐震性を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、管継手、その製造方法、これを用いたマンホール構造物並びに管の接続方法に関する。より詳しくは、硬度の異なる部位を有する管継手に関する。

建設工事等において、工期短縮や施工の簡便化を目的として、構造物のプレキャスト化が進んでいる。上下水道をはじめとする各種建設工事において、コンクリート製のマンホールやボックスカルバート、ハンドホール、ヒューム管等が用いられている。

特に近年は、集合住宅や巨大建築物の建設が増加しているため、これに関連して上水道、下水道をはじめとする種々のインフラ整備を充実させる必要がある。例えば、各家庭、工場等への配水管の分岐等にはマンホール等が汎用されており、他のインフラについても種々の配管が用いられている。

その際、マンホール等の接続部位等から外部からの雨水や土砂等の流入を防止する必要があるため、例えば、ゴム製等のパッキンや、コンクリート、モルタル、又はゴムや接着剤等を単独、あるいは併用する手法等が用いられている。

また、一対の管の間に介設される免震管継手に関するものとして、特許文献２には、相対的に軟質のゴムで形成された筒状の継手本体と、この継手本体の外周に巻き付けるように一体に設けられ、継手本体の筒状を保形する相対的に硬質のゴムで形成された保形用ゴムと、を備えた免振管継手について開示されている。

特開２００３−３１４７５６号公報

しかし、マンホールをはじめとする種々の管の接続において、雨水や土砂等の異物の流入を完全に防止し続けることに関しては十分とはいえない。例えば、敷設後の管に外部から側圧が経年的にかかったり、地震等による大きな外力がかかったりすること等によって、継手部分等に間隙が生じる問題等がある。その結果、前記間隙から雨水や土砂が流入してしまう。以上の問題は、特に、地中に埋設する場合や、構造が巨大な管において顕著であった。

そこで、本発明は、外部から雨水や土砂等の流入を防止できる止水性や耐震性に優れた管継手を提供することを主な目的とする。

まず、本発明は、複数の管を接続する管継手であって、管継手本体部と、該管継手本体部の端部に沿って帯状に縁取り形成された接続部と、を備え、前記管継手本体部の硬度は、前記接続部の硬度よりも低い硬度である管継手を提供する。管継手本体部の硬度を接続部の硬度よりも低くすることで、管と管継手との接続領域における追従性を向上させることができる。その結果、接続後の構造体に望ましくない外力がかけられた場合であっても、接続部が容易に変形できることで、隙間の発生を未然に防ぎ雨水や土砂の流入を防ぐことができる。そして、地震等により接続部に繰り返し応力等が発生する場合には、この応力が緩和され、接続部の亀裂発生等を抑えることができる。
そして、前記管継手本体部は硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）が３０〜５０度のゴムから形成し、前記接続部は硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）が５０〜７０度のゴムから形成するように工夫できる。前記管継手本体部と前記接続部とをゴムにより形成し、それぞれの硬度を所定範囲の硬度とすることで、より追従性に優れた管継手とすることができる。
なお、硬度の測定は、ＪＩＳ Ｋ−６２５３の試験方法のデュロメーター硬さ試験に準じて行い、タイプＡデュロメーターによって測定をする。
そして、本発明は、（１）管継手本体部に用いられる未加硫ゴムを押出す押出機と、前記管継手本体部よりも高硬度の接続部に用いられる未加硫ゴムを押出す押出機と、が接続されたダイスから共押出する工程、（２）前記共押出により得られる部材を加硫する工程、（３）前記部材の端部同士を加硫接着により接着することで、前記管継手本体部と、該管継手本体部の端部に沿って帯状に縁取り形成された接続部と、を形成する工程、を少なくとも行う管継手の製造方法を提供する。かかる製造方法によれば追従性に優れた管継手を製造できる。
また、本発明は、前記管継手を用いたマンホール構造物を提供する。このようなマンホール構造物は、外部からの外力がかけられた場合であっても、管継手が優れた追従性を有するため、間隙やズレ等が発生しても、雨水や土砂の流入を防ぐことができる。。更に、本発明は、前記管継手を用いる管の接続方法を提供する。

本発明によれば、止水性や耐震性に優れた管継手とすることができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、添付図面に示された各実施形態は、本発明に係わる代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。

図１は、本発明に係る管継手の第１実施形態の簡略斜視図である。図２は、同実施形態のＸ−Ｘ´線断面図である。図３は、同実施形態をマンホールに接続させた構造体の簡略斜視図である。図４は、同実施形態を用いてマンホールを接続する接続方法の一例を説明する概念図である。

図１中の符号１は、管継手を示している。該管継手１は、管継手本体部１１と、該管継手本体部１１の両端部に接続部１２，１２を有している。この管継手１のサイズや構造は、接続する管の形状・種類等に応じて適宜選定可能であり、管継手１の形態構成についても本発明の目的に沿う範囲で設計又は変更可能である。

本発明の管継手は、複数の管を接続する管継手として用いることができる。例えば、管継手１は、２本のマンホールＭ１，Ｍ２の接続に用いることができる。そして、本発明では、管継手本体部１１の硬度を、接続部１２の硬度よりも低い硬度とすることで、優れた追従性（可撓性）を得ることができる。管継手１の本体部となる管継手本体部１１を、相対的に低硬度の部材とすることで、管継手本体部分において高い追従性を発揮することができる。

接続部１２を相対的に高い硬度とすることで、締付けバンド等で締付けた際にも形状を有効に保持することができる（形状保持性）。そして、マンホール等のような管を接続した状態では大きな力が管継手にかかる。このクリープ現象によって管継手がへたり、当該箇所の漏水等を生じ易くなる可能性があるが、管と接触する接続部１２の硬度を相対的に高い硬度とすることで管継手がへたることを防止でき、かつ管継手本体部１１を相対的に低い硬度とすることで高い追従性も発揮できる。

管継手本体部１１と接続部１２の硬度について、好適には、管継手本体部１１はゴムから形成され、硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）が３０〜５０度であり、接続部１２はゴムから形成され、硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）が５０〜７０度であることが望ましい。更に好適には、前記管継手本体部１１の硬度は３０〜４０度であることが望ましく、前記接続部１２の硬度は５０〜６０度であることが望ましい。

管継手本体部１１に用いる材料は限定されないが、好適にはゴムであり耐候性及び耐水性に優れた材料を用いることが望ましい。前記ゴムとしては、例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）等の合成ゴム等が挙げられる。

接続部１２に用いる材料は限定されないが、好適にはゴムであり耐候性に優れた材料を用いることが望ましい。前記ゴムとしては、例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）等の合成ゴム等が挙げられる。なお、通常、これらのゴムにカーボンブラック等の補強剤、無機充填剤、充填剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤、加硫剤、加硫促進剤等を配合させてもよい。

この管継手１の形状等は限定されず、接続しようとする管の種類（例えば、マンホール、ボックスカルバート、ヒューム管等）や形状や大きさを考慮して、適宜好適な形状とすることができる。好ましくは、管継手１が継手対象とする管に密着可能な程度に、管継手１の内径が、継手対象とする管（例えば、マンホールＭ１，Ｍ２）の外径よりも小さいことが望ましい。これにより、管継手１が、マンホールＭ１，Ｍ２の接続箇所からずれることを防止できる。

そして、接続部１２の内壁面に止水のための突起部１２１を少なくとも設けることが望ましい（図２参照）。この突起部１２１を接続部１２の内壁面に設けることで、マンホールＭ１，Ｍ２に当接する管継手１の位置ずれを防止することができる。これにより、止水性をより向上させることができる。特に、接続部１２の硬度は、管継手本体部１１の硬度よりも高いため形状保持性が優れているので、この接続部１２に突起部１２１を設けることが望ましい。この突起部１２１の形状は限定されず、適宜、好適な形状とすることができるが、好適にはリブ状の突起部１２１であることが望ましい。リブ状の突起部１２１はマンホールＭ１，Ｍ２の表面と当接する面積が小さいので、締つける力を集中させることができる。その結果、継手とマンホールの単位面積あたりの圧締力が高くなるのでより高度な止水性を得ることができる。

また、接続部１２の外壁面に締付け用バンドＶ（後述）の位置決め部１２２を少なくとも設けることが望ましい。位置決め部１２２を設けることで、締付け用バンドＶが管継手１からの位置ずれを防止できる。この位置決め部１２２は、接続部１２の外壁面の所定位置に設けることができる。

また、管継手本体部１１の幅Ｌ１と、接続部１２の幅Ｌ２については限定されず、接続する管の種類や、使用環境等を考慮して、好適な長さとすることができる。好適には、接続部１２の幅Ｌ２が、管継手本体部１１の幅Ｌ１よりも短いことが望ましい。そして、Ｌ１の長さは、２０〜４０ｍｍであることが望ましい。Ｌ２の長さは、５〜２０ｍｍであることが望ましく、より好適には１０〜１５ｍｍであることが望ましい。

管継手１は、その両端に２本のマンホールＭ１，Ｍ２を接続させることができる（図３参照）。前述のように、相対的に低硬度の管継手本体部１１と、相対的に高硬度の接続部１２とを併せ持つため優れた追従性を発揮できる。そのため、例えば、図３の状態を例にすれば、マンホールＭ１，Ｍ２に対して上下方向の負荷Ｆ１，Ｆ２がかかった場合であっても、マンホールＭ１，Ｍ２の位置ずれに追従することができる。同様に、マンホールＭ１，Ｍ２に左右方向（軸方向）に伸縮する負荷Ｆ３がかかった場合であっても、マンホールＭ１，Ｍ２の位置ずれに追従することができる。従って、このような外力（符号Ｆ１〜Ｆ３等）によるマンホールＭ１，Ｍ２と管継手１との間隙の発生を防止することができ、高い止水効果等を得ることができる。

ここで、管継手１を用いてマンホールＭ１，Ｍ２を接続する方法の一例を、図４を参照しながら説明する。まず、マンホールＭ１の端部に沿って管継手１を装着する。この際、管継手１の内径が、マンホールＭ１の外形よりもやや小さければ、管継手の位置ずれを防止できる（図４の符合（Ｉ）参照）。次に、マンホールＭ１の端部にマンホールＭ２の端部を重ねあわせる（図４の符号（ＩＩ）参照）。そして、マンホールＭ１とマンホールＭ２の端部の境界（継ぎ目）に管継手本体部１１が位置するように、管継手１を移動させる（図４の矢印参照）。そして、図４の符号（ＩＩＩ）の状態とする。

また、締付け用バンドＶ，Ｖを接続部１２，１２の外表面から締付けることで、より確実に管継手１を所定箇所に固定できる（図４の符号（ＩＶ）参照）。なお、図示はしないが、必要に応じて止水滑剤等を締め付け箇所等に塗布してもよい。

この締付け用バンドＶの種類や形状等は限定されず、従来公知のものを使用できる。例えば、バックルやボルト等で脱着可能な締付け用バンドを用いることができる。また、材質については、ステンレス製の締付け用バンド等を用いることができる。

このようにして管継手１を使用する際、突起部１２１を設けることで、管継手１の位置ずれを防止できる。また、締付け用バンドＶ，Ｖを用いる際には、位置決め部位１２２を設けることが望ましい。位置決め部位１２２を設けることで締付け用バンドＶの位置ずれを防止できるため、効果的にかつ持続的に管継手１を締付けることができる。その結果、長期にわたって優れた追従性を維持でき、マンホールＭ１，Ｍ２の接続領域における止水性や耐震性等を維持できる。

図５は、本発明に係る管継手の第２実施形態の簡略斜視図である。

図５中の符号２は、管継手を示している。前記管継手２は、管継手本体部２１と接続部２２，２２を有している。この管継手２は、管継手本体部２１が肉厚部２１１を備える点で第１実施形態と相違する。以下、第１実施形態との一致点については説明を割愛し、相違点を中心に説明する。

本発明では、管継手の形状については適宜好適な形状とすることができるが、例えば、この管継手２の如き、管継手本体部２１に肉厚部２１１を設けることができる。管継手２の強度をより向上したければ肉厚部２１１の肉厚の程度を厚くし、外力に対する追従性をより向上させたければ、肉厚部２１１の肉厚の程度を薄くすればよい。このように、管継手本体部２１と接続部２２の厚さを異ならせることも本発明においては適宜に行いうる。そして、この厚さの程度については、強度と追従性の兼ね合いを考慮して調整することができる。

図６は、本発明に係る管継手の第３実施形態の簡略斜視図である。

図６中の符号３は、管継手を示している。前記管継手３は、管継手本体部３１と接続部３２，３２を有している。この管継手２は、管継手本体部３１において周方向に沿って形成された凹部３１１を備える点を特徴の一つとする。以下、前述した実施形態との一致点については説明を割愛し、相違点を中心に説明する。

本発明では、管継手の形状については適宜好適な形状とすることができるが、例えば、この管継手３の如き、管継手本体部３１に凹部３１１を設けることができる。

図７は、本発明に係る管継手の第４実施形態の簡略斜視図である。

図７中の符号４は、管継手を示している。管継手４は、管継手本体部４１と接続部４２，４２とを備えている。前記管継手４は、ボックスカルバートＢの接続に用いられ、ボックスカルバートＢの内部に配置する点で前述の実施形態と少なくとも相違する。

本発明に係る管継手４は、筒体形状に限定されず、管の形状に合わせた任意の形状とすることができる。例えば、図７では、略直方体のボックスカルバートＢ，Ｂを接続するため、その接続面に略合致する形状である。

このように、本発明に係る管継手４は、ボックスカルバートＢのように接続する管の内部（内壁面）に使用することもできる。また、本発明に係る管継手は、ボックスカルバート以外の管の接続にも用いることができる。例えば、情報ボックス用のハンドホール等が挙げられる。ハンドホールの管継手として使用する場合には、管継手をハンドホールの外部、内部のいずれに用いてもよい。

このように本発明によれば、追従性に優れた管継手とすることができ、止水性に優れた管継手であり、耐震性にも優れた性能を発揮できる。本発明に係る管継手により接続された構造物としては、マンホール構造物以外にもボックスカルバート構造物やハンドホール構造物等が挙げられるが、このような構造物も止水性や耐震性に優れている。本発明に係る管の接続方法も同様に優れた効果を得ることができる。

次に、本発明に係る製造方法について説明する。図８は、本発明に係る製造方法の一例の説明に供する概念図である。管継手１を製造する場合を例にして説明する。

以下の工程を少なくとも行うことで管継手１を製造できる。
（１）管継手本体部１１に用いられる未加硫ゴムを押出す押出機と、前記管継手本体部１１よりも高硬度である接続部１２に用いられる未加硫ゴムを押出す押出機と、が接続されたダイスから共押出する工程。
（２）工程：共押出しされた部材を加硫する工程。
（３）工程：部材の端部同士を加硫接着により接着することで、管継手本体部１１と、この管継手本体部１１の端部に沿って帯状に縁取り形成された接続部１２を形成する工程。

（１）工程において共押出しすることで、管継手本体部を形成する未加硫状態のゴム（図８の符号１１参照）からなる領域の両側に、接続部を形成する未加硫状態のゴム（図８の符号１２参照）からなる領域が配置する平板状の部材を得ることができる。この未加硫の部材は矢印方向（図８参照）に沿って共押出しされる（図８の符号（ｉ）参照）。共押出しの手法や使用する装置については限定されず、適宜に、好適な手法や装置を用いることができる。

（２）工程では、共押出しされた部材を加硫する。加硫の方法は限定されず、通常行ない得る方法を採用でき、例えば、（ａ）マイクロ波加熱と、（ｂ）熱風加硫、溶融塩加硫、加熱缶加硫等の少なくともいずれか、を併用することが挙げられる。例えば、熱風加硫の場合は、加硫槽としてマイクロ波連続加硫装置と熱風加硫装置を併用すればよい。これにより、マイクロ波により部材を加熱させるとともに外部からの熱風も併用でき、より効果的に加硫することができる。また、溶融塩加硫の場合には、加硫槽としてマイクロ波連続加硫装置と溶融塩加硫槽を併用することができる。これらの加硫条件は限定されず、従来公知の加流促進剤や加硫助剤等といった添加剤を併用してもよい。

（３）工程では、この平板状の部材の端部同士（図８の領域Ｓ参照）を加硫接着することで略筒状形状とできる（図８の符号（ｉｉ），（ｉｉｉ）参照）。加硫接着の手法は限定されないが、接着剤として用いる未加硫ゴムは、被接続体である部材と同じゴム組成であることが望ましい。加硫接着によって、部材の端部同士（図８の領域Ｓ参照）を強固に接着することができる。

加硫接着はプレス加硫装置等を用いて行うことができる。加硫接着の条件は、接着剤として用いる未加硫ゴムの加硫条件等に基づいて決定できるが、好適には、温度１５０〜１７０℃、処理時間５〜１０分であることが望ましい。

係る製造方法によれば、共押出して得られた部材を加硫接着により接着することで、本発明に係る管継手を簡便に得ることができる。本発明に係る管継手は硬度が異なる部材からなるが、各部剤について加硫接着することで簡便かつ強固に接着することができる。

本発明に係る管継手の第１実施形態の簡略斜視図である。 同実施形態のＸ−Ｘ´線断面図である。 同実施形態をマンホールに接続させた構造体の簡略斜視図である。 同実施形態を用いてマンホールを接続する接続方法の一例を説明する概念図である。 本発明に係る管継手の第２実施形態の簡略斜視図である。 本発明に係る管継手の第３実施形態の簡略斜視図である。 本発明に係る管継手の第４実施形態の簡略斜視図である。 本発明に係る製造方法の一例の説明に供する概念図である。

符号の説明

１，２，３，４ 管継手
１１，２１，３１，４１ 管継手本体部
１２，２２，３２，４２ 接続部
Ｍ マンホール
Ｂ ボックスカルバート
Ｖ 締付け用ベルト

Claims (5)

1. 複数の管を接続する管継手であって、
   管継手本体部と、
   該管継手本体部の端部に沿って帯状に縁取り形成された接続部と、を備え、
   前記管継手本体部の硬度は、前記接続部の硬度よりも低い硬度である管継手。
2. 前記管継手本体部は、硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）が３０〜５０度のゴムから形成され、
   前記接続部は、硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）が５０〜７０度のゴムから形成されることを特徴とする請求項１記載の管継手。
3. 下記（１）〜（３）工程を少なくとも行う管継手の製造方法。
   （１）管継手本体部に用いられる未加硫ゴムを押出す押出機と、前記管継手本体部よりも高硬度の接続部に用いられる未加硫ゴムを押出す押出機と、が接続されたダイスから共押出する工程、
   （２）前記共押出により得られる部材を加硫する工程、
   （３）前記部材の端部同士を加硫接着により接着することで、前記管継手本体部と、該管継手本体部の端部に沿って帯状に縁取り形成された接続部と、を形成する工程。
4. 請求項１又は２に記載の管継手によって接続されたマンホール構造物。
5. 請求項１又は２に記載の管継手を用いる管の接続方法。

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