JP2011252296A - マンホール用耐震性継手及びその製造方法並びに取付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】止水性及び耐震性に優れ、大口径のものでも生産性を低下させることなく製造することが可能なマンホール用耐震性継手及びその製造方法並びに取付け方法を提供する。
【解決手段】押出成形により、取付け孔に挿入されマンホール本体に固定されるマンホール側環状部１と、埋設管が挿入されこの埋設管に固定される埋設管側環状部２との間に、伸縮部３が設けられたシート材を形成する。その際、マンホール側環状部１には、外面に水膨張性ゴム装着用の凹部４を、内面に拡張バンド装着用の凹部５をそれぞれ設ける。更に、埋設管側環状部２の外面には、締め付けバンド装着用の凹部６を設ける。そして、このシート材を筒状とし、対向する端面同士を接着することによりマンホール用耐震性継手１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、マンホール用耐震性継手及びその製造方法並びに取付け方法に関する。より詳しくは、マンホールと埋設管とを接続する耐震性継手及びその製造方法、並びにこの耐震性継手をマンホールと埋設管に取り付ける方法に関する。

従来、マンホールと埋設管との接続部分の止水処理は、モルタルやコンクリートを充填することにより行われていたが、モルタルやコンクリートは硬化時間が長いため、施工に長時間を要していた。また、この方法では、地震や地盤沈下が発生すると、接続部分にクラックが生じて、埋設管内からの汚水の漏水や、埋設管内への地下水などの浸入が発生しやすいという欠点があった。

そこで、近年、地震や地盤沈下などにより発生するマンホールと埋設管との変位に追従できる軟質のゴム材を使用した可撓性継手が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。例えば、特許文献１に記載の止水可撓継手は、一端側が管体の端部外周面にバンド止めにより接続され、他端側がマンホールの周壁に開口された削孔の内周面に沿って圧着させる拡張バンドにより固定されている。

この特許文献１に記載の継手では、拡張バンドを径方向に拡張させることにより、可撓性継手の端部をマンホールの削孔内周面に圧着させて止水し、もう一方の端部は、管体にバンドで締め付け固定されている。また、この継手では、水密性を付与するため、削孔面と接する継手外周面にブチル系材料又は水膨張性材料からなるシール材を設けて圧着止水している。

一方、小型マンホール用として、本体を蛇腹状にした可撓性継手も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に記載の可撓性継手では、継手本体を蛇腹状にすることにより、管の角度を調整しやすくし、更に、本体内面に凹部を閉塞するヒレを設けることで、管路を平滑にしている。

更に、従来、耐震性継手として、蛇腹部を備えた可撓性継手が提案されている（例えば、特許文献３，４参照。）。例えば、特許文献３に記載の継手では、下水道管を構成する管体同士、特に、下水本管に枝管を接続する際に使用される可撓管継手において、その一部に蛇腹部を設け、地震による変動に対応して伸縮するようにしている。

また、特許文献４に記載の接続構造では、弾性体からなり筒状部と蛇腹状の被覆部とを備える可撓性継手と、筒状の圧着部とテーパー状の接続部とを備える短管とを介して、マンホールの接続孔に取付け管きょを接続している。この接続構造では、可撓性継手の筒部をマンホールの接続孔に挿入すると共に、その内側に短管を配し、更に、短管のテーパー状の接続部に取付け管きょを挿入することで、水密性、耐震性及び下水硫化性の向上を図っている。

特開平９−３２９２７７号公報（特許第３４２６４３５号公報） 特開２００１−９０８８３号公報 特開平１１−１０８２８０号公報 特開２００２−０３８５０６号公報

しかしながら、前述した従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、特許文献１に記載の止水可撓継手は、大きな揺れをもたらす地震の際には、可撓性継手と、マンホール本体及び管体との接続部に取り付けられている各バンドがずれて、管体がマンホールから外れやすくなるという問題点がある。

また、特許文献２に記載の可撓性継手は、マンホールに直接接続されるものではなく、排水管の途中に組み込まれ、管同士の接続部に屈曲性をもたせ、その角度調節を容易にするためのものである。このため、この可撓性継手には、施工に手間がかかるという問題点がある。更に、特許文献２に記載の可撓性継手は、内側にヒレが設けられているため、構造が複雑で、成形しにくいという問題点もある。

一方、特許文献３に記載の継手は、耐震性継手ではあるが、下水本管に接続されるサドル体が硬質塩化ビニルなどの可撓性がない材料で形成されているため、耐震性に劣るという問題点がある。特に、この継手では、下水本管とサドル体とを接着剤で固定しているため、大きな地震や地盤沈下が発生すると、この部分に負荷がかかり、漏水や地下水の浸入の原因となる。

また、特許文献４に記載の接続構造では、マンホールと継手とを短管で圧着することにより固定しているため、マンホールに設けられた接続孔の内径と短管の外径との差が大きいと、圧着が不十分となり、取り付け部がゆるむという問題点がある。逆に、接続孔のサイズが小さいと、短管挿入時に滑剤が使用されることがあるが、その場合、外側から引き出す力が作用したときに、短管が抜けやすくなるという問題点がある。特に、現場で削孔作業をするような場合は、削孔サイズが予定より大きく又は小さくなることがあり、このような接続構造は採用しにくい。

更に、一般に、可撓性継手を製造する際は、金型を使用したプレス成形によってゴム製の継手本体を形成しているが、製造する継手の口径が大きくなると金型のサイズも大きくなり、それに伴い成形圧力も大きくなる。このため、大口径の継手の製造には、成形に要する設備に多大な投資が必要であり、小口径のものに比べて生産性が低いという問題点がある。

そこで、本発明は、止水性及び耐震性に優れ、大口径のものでも生産性を低下させることなく製造することが可能なマンホール用耐震性継手及びその製造方法並びに取付け方法を提供することを主目的とする。

本発明に係るマンホール用耐震性継手は、マンホール本体に削孔された取付け孔に、直径が３００ｍｍ以上の埋設管を接続するための継手であって、前記取付け孔に挿入され、前記マンホール本体に固定される第１環状部と、前記埋設管が挿入され、該埋設管に固定される第２環状部と、前記第１環状部と前記第２環状部との間に設けられ、前記マンホール本体と前記埋設管とを連通する流路を構成する伸縮部と、を有し、前記第１環状部には、外面に水膨張性ゴム装着用の凹部が、内面に拡張バンド装着用の凹部がそれぞれ設けられており、かつ、前記第２環状部の外面には締め付けバンド装着用の凹部が設けられており、押出成形されたシート材を筒状とし、対向する端面同士を接着することにより形成されたものである。
本発明においては、第１環状部と第２環状部との間に伸縮部を設けているため、耐震性に優れている。また、拡張バンド及び締付けバンドにより、マンホール及び埋設管に固定されるため、止水性及び作業性にも優れている。更に、シート材を切断・接着して形成されるため、生産性にも優れている。
この耐震性継手は、前記第２環状部の外径が、前記第１環状部の外径よりも小さくてもよい。
また、前記伸縮部は、例えば、山折りと谷折りが繰り返し形成された蛇腹構造とすることができる。
その場合、前記伸縮部は、前記埋没管の有効長さをＬ（ｍｍ）としたとき、（Ｌ×０．０１５）ｍｍ以上伸長可能とすることが望ましい。

本発明に係るマンホール用耐震性継手の製造方法は、マンホール本体に削孔された取付け孔に、直径が３００ｍｍ以上の埋設管を接続するための継手を製造する方法であって、押出成形により、幅方向中央部に伸縮部が設けられ、一方の端部の一面に水膨張性ゴム装着用の凹部が、他面に拡張バンド装着用の凹部がそれぞれ設けられ、他方の端部の一面に締め付けバンド装着用の凹部が設けられた形状のシート材を形成する工程と、該シート材を所定の長さに切断する工程と、切断後のシート材を筒状とし、対向する端面同士を接着する工程と、を有する。
本発明においては、押出成形によりシート材を形成し、その端面同士を接着することで略筒状の継手を形成しているため、種々の口径の埋設管に適用可能であり、かつ従来のプレス成形に比べて、生産性にも優れている。
この製造方法では、未加硫のゴムを押出成形し、成型後のシート材を加硫することもできる。
また、端面同士を加硫接着してもよい。

本発明に係るマンホール用耐震性継手の取付方法は、第１環状部と第２環状部とその間に設けられた伸縮部とを備える耐震性継手の前記第１環状部の外面に設けられた凹部に水膨張性ゴムを嵌合した後、前記第１環状部をマンホール本体に削孔された取付け孔に挿入し、前記第１環状部の内面に設けられた凹部に拡張バンドを取り付け、該バンドを拡張することにより、前記第１環状部を前記取付け孔に圧着して固定する工程と、前記第２環状部に埋設管の端部を挿入した後、前記第２環状部の外面に設けられた凹部に締付けバンドを取り付け、該バンドを締付けることにより、前記第２環状部を前記埋設管端部に圧着して固定する工程と、を有し、前記耐震性継手を介して、前記マンホール本体と前記埋設管とを連通させる。
本発明においては、伸縮部を備えた耐震性継手により、マンホールと埋設管とを接続しているため、耐震性及び止水性に優れている。また、マンホールとの接続に拡張バンドを使用しているため、現場で削孔した場合でも、止水性を低下させることなく、接続作業を行うことが可能である。

本発明によれば、押出成形されたシート材を筒状とし、対向する端面同士を接着することにより、第１環状部と第２環状部との間に伸縮部を備える継手を形成しているため、止水性、耐震性及び生産性に優れた耐震性継手が得られる。

本発明の第１の実施形態の耐震性継手の構成を示す断面図である。 押出成形されたシート材の形状を示す一部断面斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は図２に示すシート材２０から図１に示す耐震性継手１０を製造する方法を、その工程順に示す斜視図である。 図１に示す耐震性継手１０によりマンホール本体と埋設管とを接続した状態を示す断面図である。 耐震性継手１０をマンホール本体に固定する方法を示す斜視図である。 耐震性継手１０を埋設管に固定する方法を示す斜視図である。

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は本発明の実施形態に係るマンホール用耐震性継手の構成を示す断面図である。本実施形態のマンホール用耐震性継手（以下、単に耐震性継手ともいう。）は、マンホール本体に、直径が３００ｍｍ以上の埋設管を接続するものであり、図１に示すように、マンホール側環状部１と埋設管側環状部２との間に、伸縮部３が設けられている。

［マンホール側環状部１］
マンホール側環状部１は、内面に拡張バンド装着用の凹部５が設けられており、外面には凹部５と整合する位置には水膨張性ゴム装着用の凹部４が設けられている。そして、使用時は、少なくとも凹部４，５が形成されている部分が、マンホール本体に設けられた取付け孔内に挿入され、拡張バンドにより内側から固定される。このように、水膨張性ゴムや拡張バンドを装着する位置に凹部４，５を設けることによって、地震の揺れによる水膨張性ゴム及び拡張バンドのずれや外れを防止することができる。

［埋設管側環状部２］
埋設管側環状部２は、外面に締め付けバンド装着用の凹部６が設けられており、使用時は、その内部に埋設管が挿入され、締め付けバンドによって外側から固定される。このように、締め付けバンドを凹部６に装着する構成とすることで、地震の揺れによって締め付けバンドが埋設管からずれたり、外れたりすることを防止できる。

また、埋設管側環状部２の内面には、少なくとも凹部６に整合する位置に、止水用の突起７が設けられていることが望ましい。これにより、接続部からの漏水を防止することができる。

［伸縮部３］
伸縮部３は、地震の揺れや地盤のずれを吸収し、マンホール本体や埋設管からのずれや外れを防止する部分であり、例えば山折りと谷折りが繰り返し形成された蛇腹構造とすることができる。その際、蛇腹のひだの数（折り返し数）は、継手の口径、材質及び硬さなどに応じて、適宜選択することができるが、少なくとも２以上とすることが望ましい。

また、伸縮部３は、埋没管の有効長さをＬ（ｍｍ）としたとき、（Ｌ×０．０１５）ｍｍ以上伸長可能であることが望ましい。これにより、レベル２の地震動に対しても、地盤の永久歪分を吸収可能となるため、より優れた耐震性が得られる。

［口径］
本実施形態の耐震性継手１０の口径は、直径が３００ｍｍ以上の埋設管が接続可能であればよく、例えば埋設管側環状部２の内径は、埋設管の口径に応じて適宜設定することができる。一方、マンホール側環状部１の外径は、埋設管側環状部２の外径よりも大口径であることが望ましい。これにより、マンホール内部から取り付け孔を通して耐震性継手１０を装着する場合に、よりスムーズに作業を行うことができる。

［材質］
耐震性継手１０を形成する材料は、特に限定されるものではないが、耐候性及び耐薬品性に優れたゴム材料が好適である。このようなゴム材料としては、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）などの合成ゴムなどが挙げられる。なお、これらゴム材料には、カーボンブラックなどの補強剤、無機充填剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤、加硫剤及び加硫促進剤などが配合されていてもよい。

［製造方法］
次に、本実施形態の耐震性継手１０の製造方法について説明する。図２は押出成形されたシート材の形状を示す一部断面斜視図である。また、図３（ａ）及び（ｂ）は図２に示すシート材２０から図１に示す耐震性継手１０を製造する方法を、その工程順に示す斜視図である。

本実施形態の耐震性継手１０は、図２に示す押出成形されたシート材２０を筒状とし、対向する端面同士を接着することにより形成することができる。具体的には、先ず、押出成型機のダイスから押出し、幅方向中央部に伸縮部３が設けられ、一方の端部の一面に水膨張性ゴム装着用の凹部４が、他面に拡張バンド装着用の凹部５がそれぞれ設けられ、他方の端部の一面に締め付けバンド装着用の凹部６が設けられた形状のシート材２０を形成する。

また、原料に未加硫ゴムを使用する場合は、その後、押出成形されたシート材２０を、加硫する。その際、加硫の方法は、特に限定されるものではなく、通常用いられている方法を適用することができる。具体的には、（ａ）マイクロ波加硫、（ｂ）熱風加硫、（ｃ）溶融塩加硫及び（ｄ）加熱缶加硫などを適用することができ、また、これらの方法を併用することもできる。

例えば、熱風加硫の場合は、加硫槽としてマイクロ波加硫装置と熱風加硫装置を併用すればよい。この場合、マイクロ波によってシート材２０を内部から加熱すると共に、熱風によりシート材２０を外部から加熱することができるため、これらを併用することで、より効率的に加硫することが可能となる。同様に、溶融塩加硫の場合も、加硫槽としてマイクロ波連続加硫装置と溶融塩加硫装置とを併用することができる。

なお、シート材２０の加硫条件は特に限定されるものではなく、従来公知の加硫促進剤や加硫助剤などを併用することも可能である。

次に、このシート材２０を、マンホール本体の取り付け孔の大きさや埋没管の管径に合わせて所定の長さに切断し、その後、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、シート材２０を筒状とし、対向する端面同士を接着する。その際の接着方法は、特に限定されるものではなく、接着剤を使用する方法なども適用可能であるが、接着強度の点から加硫接着が好適である。

加硫接着は、加硫されたゴムシートの接着面に、未加硫のゴムを充填又は介在させた状態で、加熱及び加圧して加硫する方法である。この加硫接着において、接着剤として用いる未加硫ゴムは、被接着体であるシート材２０と同じ組成であることが望ましく、これにより、端部同士を強固に接着することができる。また、接着前に、接着面をバフがけして、ゴム表面層に付着した汚れを除去し、接着面の面積を増大させてから、加硫接着することにより、接着性を向上させることができる。

この加硫接着は、例えばプレス加硫装置などを用いて行うことができる。その際、加硫接着の条件は、接着剤として使用する未加硫ゴムの加硫条件などに基づき、接着することができるが、処理温度：１５０〜１７０℃、処理時間：５〜１０分であることが望ましい。これにより、接着剤として使用する未加硫ゴムが完全に加硫するため、既に加硫されているシート材２０と一体化することができる。

次に、本実施形態の耐震性継手１０の使用方法、即ち、耐震性継手１０によって、マンホール本体に埋設管を接続する方法について説明する。図４は耐震性継手１０によりマンホール本体と埋設管とを接続した状態を示す断面図であり、図５は耐震性継手１０をマンホール本体に固定する方法を示す斜視図、図６は耐震性継手１０を埋設管に固定する方法を示す斜視図である。

図４に示すように、本実施形態の耐震性継手１０では、先ず、マンホール側環状部１の外面に設けられた凹部４に、マンホールを削孔する際にできる微細な凹凸部に起因する漏水を防止する水膨張性ゴム３２を嵌合した後、マンホール側環状部１を、マンホール本体３０に削孔された取り付け孔に挿入する。そして、図５に示すように、マンホール側環状部１の内面に設けられた凹部５に拡張バンド３３を装着し、拡張治具３６を使用して拡張バンド３３を拡張することにより、耐震性継手１０をマンホール本体３０に圧着させて、固定する。

このとき、拡張バンド３３の拡張ピース間、即ち、拡張治具３６で拡張された部分に、ステンレス鋼などからなるスペーサ３５を配置してもよい。これにより、拡張バンド３３を拡張した状態で保持することができる。

一方、図６に示すように、埋設管側環状部２には、埋設管３１の端部を挿入し、その外面に設けられた凹部６に、締付けバンド３４を装着する。そして、この締付けバンド３４を締め付けることにより、耐震性継手１０を埋設管３１に圧着して、固定する。これにより、マンホール本体３０と、埋設管３２とが、耐震性継手１０を介して連通する。即ち、耐震性継手１０が、流路の一部を構成し、その内部に下水が通流することとなる。

以上詳述したように、本実施形態の耐震性継手１０では、マンホール側環状部１と埋設管側環状部２との間に伸縮部３を設けているため、地震や地盤沈下による地盤の歪みをこの伸縮部３で吸収することができる。この耐震性継手１０を使用する場合、特許文献４に記載の接続方法とは異なり、硬質な短管を使用せず、柔軟な継手のみを介して埋設管を接続するため、接続部の稼働範囲が広くなり、地盤歪みが大きい大規模地震に対しても、接続部のずれや外れを防止することが可能である。

また、本実施形態の耐震性継手１０では、水膨張性ゴム３２、拡張バンド３３及び締付けバンド３４を装着する位置に溝（凹部４，５，６）を設けているため、地震や地盤沈下が発生した際に、これらがずれたり、外れたりすることを抑制できる。これらの構成により、本実施形態の耐震性継手は、従来よりも優れた耐震性及び止水性が得られる。

更に、本実施形態の耐震性継手１０は、内側から拡張バンド３３により圧着することによりマンホール本体３０に固定されるため、取り付け孔の大きさにばらつきがあっても、拡張バンド３３の締め付けの具合を調整することで、止水性能の低下を防止することが可能である。このように、本実施形態の耐震性継手１０は、作業性にも優れている。

更にまた、本実施形態の耐震性継手１０は、シート材２０を裁断し、筒状になるように端部を接着することにより製造することができるため、種々の口径のものに対応することが可能であり、大口径のものでも生産性よく製造することができる。このように、本発明によれば、従来に比べて、止水性及び耐震性に優れ、大口径のものでも生産性を低下させることなく製造することが可能なマンホール用耐震性継手が得られる。

１ マンホール側環状部
２ 埋設管側環状部
３ 伸縮部
４、５、６ 凹部
７ 突起
１０ 耐震性継手
２０ シート材
３０ マンホール本体
３１ 埋設管
３２ 水膨張性ゴム
３３ 拡張バンド
３４ 締付けバンド
３５ スペーサ
３６ 拡張治具

Claims (8)

1. マンホール本体に削孔された取付け孔に、直径が３００ｍｍ以上の埋設管を接続するための継手であって、
   前記取付け孔に挿入され、前記マンホール本体に固定される第１環状部と、
   前記埋設管が挿入され、該埋設管に固定される第２環状部と、
   前記第１環状部と前記第２環状部との間に設けられ、前記マンホール本体と前記埋設管とを連通する流路を構成する伸縮部と、を有し、
   前記第１環状部には、外面に水膨張性ゴム装着用の凹部が、内面に拡張バンド装着用の凹部がそれぞれ設けられており、
   かつ、前記第２環状部の外面には締め付けバンド装着用の凹部が設けられており、
   押出成形されたシート材を筒状とし、対向する端面同士を接着することにより形成されたものであるマンホール用耐震性継手。
2. 前記第２環状部の外径が、前記第１環状部の外径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のマンホール用耐震性継手。
3. 前記伸縮部は、山折りと谷折りが繰り返し形成された蛇腹構造となっていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマンホール用耐震性継手。
4. 前記伸縮部は、前記埋没管の有効長さをＬ（ｍｍ）としたとき、（Ｌ×０．０１５）ｍｍ以上伸長可能であることを特徴とする請求項３に記載のマンホール用耐震性継手。
5. マンホール本体に削孔された取付け孔に、直径が３００ｍｍ以上の埋設管を接続するための継手を製造する方法であって、
   押出形成により、幅方向中央部に伸縮部が設けられ、一方の端部の一面に水膨張性ゴム装着用の凹部が、他面に拡張バンド装着用の凹部がそれぞれ設けられ、他方の端部の一面に締め付けバンド装着用の凹部が設けられた形状のシート材を形成する工程と、
   該シート材を所定の長さに切断する工程と、
   切断後のシート材を筒状とし、対向する端面同士を接着する工程と、を有するマンホール用耐震性継手の製造方法。
6. 未加硫のゴムを押出成形し、成型後のシート材を加硫することを特徴とする請求項５に記載のマンホール用耐震性継手の製造方法。
7. 端面同士を加硫接着することを特徴とする請求項５又は６に記載のマンホール用耐震性継手の製造方法。
8. 第１環状部と第２環状部とその間に設けられた伸縮部とを備える耐震性継手の前記第１環状部の外面に設けられた凹部に水膨張性ゴムを嵌合した後、前記第１環状部をマンホール本体に削孔された取付け孔に挿入し、前記第１環状部の内面に設けられた凹部に拡張バンドを取り付け、該バンドを拡張することにより、前記第１環状部を前記取付け孔に圧着して固定する工程と、
   前記第２環状部に埋設管の端部を挿入した後、前記第２環状部の外面に設けられた凹部に締付けバンドを取り付け、該バンドを締付けることにより、前記第２環状部を前記埋設管端部に圧着して固定する工程と、を有し、
   前記耐震性継手を介して、前記マンホール本体と前記埋設管とを連通させるマンホール用耐震性継手の取付方法。

Images