JP2019138391A - 管部材、管路構造、既設管の更生構造、及び管路構造の製造方法 - Google Patents

管部材、管路構造、既設管の更生構造、及び管路構造の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】接続部材内に挿入するときに接続部材の軸線に対して傾くのを抑制した管部材を提供する。【解決手段】既設管内に挿入して用いられる管部材17であって、管本体18と、管本体に形成された止水部20Aと、管本体において、止水部よりも管本体の先端18aの近くに形成された連結部21Aと、管本体において、連結部よりも先端の近くに形成された案内部22Aと、を備え、連結部の外径は、先端に近付くに従い漸次小さくなる。【選択図】図4

Description

本発明は、管部材、管路構造、既設管の更生構造、及び管路構造の製造方法に関する。
従来、下水、農業用水分野等において、水を搬送するための既設管が地中に埋設されている。長期間既設管を使用すると既設管が老朽化するため、既設管を更生する必要がある。(例えば、特許文献1参照)。
特開2017−129161号公報
既設管を更生するのに、管部材と筒状の接続部材とを交互に接続して複数の管部材の全長を長くした管路構造を、既設管内に挿入することが検討されている。水を管路構造内で搬送すると、既設管から水が漏れるのが抑えられ、既設管が更生される。
しかしながら、接続部材内に管部材を挿入するときに、接続部材の軸線に対して管部材が傾くと、管路構造を軸線に沿って挿入しにくいという問題がある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、接続部材内に挿入するときに接続部材の軸線に沿って挿入しやすくした管部材、この管部材を備える管路構造、この管路構造を備える既設管の更生構造、及びこの管路構造を製造する管路構造の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の管部材は、既設管内に挿入して用いられる管部材であって、管本体と、前記管本体に形成された止水部と、前記管本体において、前記止水部よりも前記管本体の先端の近くに形成された連結部と、前記管本体において、前記連結部よりも前記先端の近くに形成された案内部と、を備え、前記連結部の外径は、前記先端に近付くに従い漸次小さくなることを特徴としている。
この発明によれば、接続部材内に管部材を挿入するときに、接続部材に対して管部材は、案内部の外周面、連結部の外周面、及び止水部の外周面に沿って挿入される。そして例えば、管部材内を搬送される水が、止水部と接続部材との間で封止されることにより、管部材の外部に漏れるのが抑制される。
このとき、連結部の外径は、先端に近付くに従い漸次小さくなるため、接続部材内に連結部を挿入するのに従い、接続部材の軸線と連結部の軸線とが一致するようになる。従って、接続部材内に管部材を挿入するときに、接続部材の軸線に沿って管部材を挿入しやすくすることができる。
また、本発明の管路構造は、上記に記載の管部材と、筒状に形成され、前記管部材が挿入されて前記管部材に接続される接続部材と、を備えることを特徴としている。
この発明によれば、接続部材内に挿入するときに接続部材の軸線に沿って挿入しやすい管部材を用いて、管路構造を構成することができる。
また、上記の管路構造において、前記接続部材は、筒状に形成された接続本体と、前記接続本体の端部の内周面に設けられ、前記止水部の外周面に液密に接触する封止部材と、を有してもよい。
この発明によれば、封止部材を止水部の外周面に接触させることにより、接続部材と管部材との間から管路構造の外部に水が漏れるのをより確実に抑えることができる。
また、本発明の既設管の更生構造は、前記既設管と、前記既設管内に挿入された上記のいずれかに記載の管路構造と、前記既設管の軸方向に延びるとともに前記既設管の内周面及び前記管路構造の外周面にそれぞれ接触し、内部に充填材が充填された管状部材と、を備えることを特徴としている。
この発明によれば、充填材が充填された管状部材が既設管及び管路構造にそれぞれ接触することにより、既設管に対して管路構造が既設管の径方向に位置ズレするのを抑えることができる。
また、本発明の管路構造の製造方法は、上記に記載の管路構造を製造する管路構造の製造方法であって、前記接続部材に対して前記管部材を、前記接続部材の軸線に沿って挿入して前記接続部材と前記管部材とを接続する接続工程を行うことを特徴としている。
この発明によれば、管路構造を製造する際に接続部材内に管部材を挿入するときに、接続部材の軸線に対して管部材を挿入しやすくすることができる。
本発明の管部材、管路構造、既設管の更生構造、及び管路構造の製造方法によれば、接続部材内に挿入するときに接続部材の軸線に沿って挿入しやすくすることができる。
本発明の一実施形態の既設管の更生構造を側面視した断面図である。 図1中の切断線A−Aの断面図である。 同既設管の更生構造における管路構造を側面視したときの上半分の断面図である。 同管路構造における管部材を側面視したときの上半分の断面図である。 同管路構造における接続部材を側面視したときの上半分の断面図である。 同管路構造の製造方法を説明する側面視した断面図である。 同既設管の更生構造に用いられるホースの例を示す斜視図である。 既設管の更生方法を説明する断面図である。 既設管の更生方法を示すフローチャートである。
以下、本発明に係る既設管の更生構造の一実施形態を、図1から図9を参照しながら説明する。図1及び図2に示すように、本実施形態の既設管の更生構造1は、既設管11と、本実施形態の管路構造16と、ホース(管状部材)36と、を備えている。
既設管11は、地中に埋設されている。既設管11は、水平面に沿って延びるように配置されている。既設管11は、鋼管やヒューム管等で形成されている。
管路構造16は、既設管11内に挿入されている。図1及び図3に示すように、管路構造16は、本実施形態の管部材17と、接続部材26と、を有している。管部材17及び接続部材26は、既設管11内に挿入して用いられる。管路構造16を構成する管部材17の数及び接続部材26の数は、それぞれ1以上であれば特に限定されない。
図4に示すように、管部材17は、管本体18と、管本体18の第1端(先端)18aに形成された第1挿し口19Aと、管本体18の第1端18aとは反対側の第2端(基端)18bに形成された第2挿し口19Bと、を備えている。管本体18は、管状に形成されている。
本実施形態では、第1挿し口19Aの構成と第2挿し口19Bの構成とは、互いに同一である。このため、第1挿し口19Aの構成を、数字に英大文字「A」を付加することで示す。第2挿し口19Bのうち第1挿し口19Aに対応する構成を、第1挿し口19Aと同一の数字に英大文字「B」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。例えば、第1挿し口19Aの後述する第1止水部20Aと第2挿し口19Bの第2止水部20Bとは、互いに同一の構成である。後述する封止部材28A,28Bについても同様である。
第1挿し口19Aは、第1止水部(止水部)20Aと、第1連結部(連結部)21Aと、第1案内部(案内部)22Aと、を有している。第1止水部20A、第1連結部21A、及び第1案内部22Aは、それぞれ円筒状に形成されている。
第1止水部20Aの外径は、管本体18の外径よりも小さい。第1止水部20Aの外径は、管本体18の軸線C方向の位置によらず一定である。
第1連結部21Aは、管本体18において、第1止水部20Aよりも管本体18の第1端18aの近くに形成されている。第1連結部21Aの外周面は、第1止水部20Aの外周面に連なる。第1連結部21Aの外径は、第1端18aに近付くに従い漸次、小さくなる。言い換えれば、第1連結部21Aは、第1端18aに近付くに従い外径が小さくなるテーパー形状である。
第1案内部22Aは、管本体18において、第1連結部21Aよりも第1端18aの近くに形成されている。第1案内部22Aの外周面は、第1連結部21Aの外周面に連なる。第1案内部22Aの外径は、軸線C方向の位置によらず一定である。言い換えれば、第1案内部22Aは直管状である。
なお、第1案内部22Aの外径は、第1端18aに近付くに従い漸次、小さくなってもよい。
第1案内部22Aの外周面と軸線Cとが管本体18の第2端18b側になす角度θは、第1連結部21Aの外周面と軸線Cとが第2端18b側になす角度θよりも小さい。なおこの例では、角度θはほぼ0°である。例えば、角度θは15°である。角度θには、第1案内部22Aの外周面と軸線Cとが正の値の角度を成さない、完全に0°である場合も含まれる。
第1止水部20A、第1連結部21A、及び第1案内部22Aは、管本体18と同軸にそれぞれ配置されている。管本体18の内径、第1止水部20Aの内径、第1連結部21Aの内径、及び第1案内部22Aの内径は、互いに同等である。
第2挿し口19Bは、第1挿し口19Aの第1止水部20A、第1連結部21Aと、第1案内部22Aと同様に構成された第2止水部20B、第2連結部21B、第2案内部22Bを有している。管部材17は、軸線C方向の中心を通る基準面に対して面対称に構成されている。
管本体18、及び挿し口19A,19Bは、塩化ビニル、ポリプロピレン、ガラス繊維強化レジンモルタル(FRP)等により一体に形成されている。
図5に示すように、接続部材26は、円筒状に形成されている。接続部材26は、接続本体27と、一対の封止部材28A,28Bと、を備えている。接続部材26の軸線は、管本体18の軸線Cに一致する。
接続本体27は、円筒状に形成されている。接続本体27の外径及び管部材17の管本体18の外径は、互いに同等である。接続本体27は、ステンレス鋼や塩化ビニル等で形成されている。接続本体27の内径は、管部材17の第1止水部20Aの外径よりも大きい。
第1封止部材(封止部材)28Aは、基台29Aと、突部30A,31Aとを有している。基台29Aは、円筒状に形成されている。突部30A,31Aは、基台29Aの内周面から突出している。第1突部30Aは、第2突部31Aよりも接続本体27の端の近くに配置されている。突部30A,31Aは、軸線C方向に間隔を空けて配置されている。この例では、第1案内部22Aは2つの突部30A,31Aを有している。しかし、第1案内部22Aが有する突部の数は特に限定されず、1つでもよいし、3つ以上でもよい。
突部30A,31A全体としての軸線C方向の長さLは、第1案内部22Aの軸線C方向の長さL(図4参照)と同等か、長さLよりも短いことが好ましい。突部30A,31Aの内径は、管部材17の第1案内部22Aの外径と同等か、第1案内部22Aの外径よりも大きいことが好ましい。突部30A,31Aの内径は、第1止水部20Aの外径よりも小さい。
基台29A及び突部30A,31Aは、シリコーン樹脂、合成ゴム、エラストマー等により一体に形成されている。
第1封止部材28Aの基台29Aは、接続本体27の端部の内周面に設けられている。基台29Aと接続本体27とは、図示しない接着剤等により固定されている。第2封止部材(封止部材)28Bは、第1封止部材28Aの基台29A、及び突部30A,31Aと同様に構成された基台29B、及び突部30B,31Bを有している。
図3に示すように、管路構造16では、接続部材26内に管部材17が挿入されることにより、接続部材26が管部材17に接続されている。接続部材26の第2封止部材28Bは、突部30B,31Bが接続部材26の径方向外側に弾性的に変形することにより、管部材17の第1止水部20Aの外周面に液密に接触している。
以上のように構成された管路構造16の敷設方法(製造方法)は、図6に示すように、接続部材26に対して管部材17を軸線Cに沿って挿入して接続部材26と管部材17とを接続する接続工程を行う。接続工程では、管部材17を第1案内部22A側から管部材17内に挿入する。接続部材26に対して管部材17は、第1案内部22Aの外周面に沿って案内される。第1案内部22Aの外径は、軸線C方向の位置によらず一定であるため、第1案内部22Aの外周面と軸線Cとのなす角度θがほぼ0°になり、管部材17が接続部材26内に軸線Cに沿って挿入される。
続いて、接続部材26に対して管部材17は、第1連結部21Aの外周面及び第1止水部20Aの外周面に沿って挿入される。第1案内部22Aと第1止水部20Aとの径方向の段差の間に第1連結部21Aが形成されているため、接続部材26がこの段差を乗り越えることができる。第1連結部21Aの外径は第1端18aに近付くに従い漸次小さくなるため、接続部材26内に第1連結部21Aを挿入するのに従い、接続部材26の軸線と第1連結部21Aの軸線とが一致するようになる。
突部30A,31Aの内径は第1案内部22Aの外径以上であるため、接続部材26の第1封止部材28A内に第1案内部22Aを挿入したときに、第1封止部材28Aが変形することを抑えて、第1案内部22Aを容易に挿入することができる。突部30A,31Aの内径は、第1止水部20Aの外径よりも小さいため、図3に示すように、突部30B,31Bが接続部材26の径方向に変形し、管路構造16の第1止水部20Aと接続本体27の第2封止部材28Bとの間が液密に保持される。
なお、突部30A,31Aの内径は、第1案内部22Aの外径と同じでもよいし、第1案内部22Aの外径よりもやや小さくてもよい。
以上の工程により、接続部材26と管部材17とが接続される。
図1及び図2に示すように、ホース36は、既設管11の軸方向に延びるとともに既設管11の内周面及び管路構造16の外周面にそれぞれ接触している。例えば、ホース36には、扁平な形状であって柔軟に変形可能なホースが用いられる。例えば、ホース36は、図7に示すサニーホース(登録商標、株式会社カテックス製)であることが好ましい。サニーホースは、化学繊維と軟質塩化ビニル等を原料として形成されている。図7では、ホース36単体が巻かれた状態を示している。図2に示すように、ホース36には貫通孔36aが形成されていることが好ましい。貫通孔36aは、ホース36の外周面と内周面との間を貫通している。
ホース36は、管路構造16の外周面の上部に配置されている。管路構造16とホース36とは、テープや接着剤等の固定部37により固定されている。
ホース36の内部、及びホース36の外部であって既設管11の内周面と管路構造16の外周面との間には、モルタル(充填材)38が充填されている。なお、ホース36に貫通孔36aが形成されていない場合には、モルタル38はホース36の内部のみに充填され、管路構造16が既設管11に固定される。これにより、既設管11に対して管路構造16が浮上するのを防止することができる。
次に、以上のように構成された管路構造16を用いて既設管11を更生する本実施形態の既設管11の更生方法について説明する。まず、図8を用いて既設管11の周辺の構成について説明する。
既設管11には、複数のマンホール41が接続されている。複数のマンホール41は、既設管11の長手方向に間隔を空けて配置されている。以下では、複数のマンホール41のうち、1つのマンホール41をマンホール41aとも言い、このマンホール41aに隣り合うマンホール41の1つをマンホール41bとも言う。
既設管11の長手方向に隣り合うマンホール41の間には、取付管42が配置されてもよい。取付管42は、既設管11から斜め上方、又は上方に向かって延びている。取付管42の上端部であって地面Gの高さに対応する位置には、既設管11内を観察するための桝43が取付けられている。
マンホール41aの開口近くの地面Gには、第1ケーブルドラム45が配置されている。マンホール41bの開口近くの地面Gには、第2ケーブルドラム46が配置されている。
次に、既設管11の更生方法の各工程について説明する。図9は既設管11の更生方法Sを示すフローチャートである。
まず、ケーブル配線工程(図9に示すステップS1)において、図8に示すように、第2ケーブルドラム46から巻き出されたケーブル48を、マンホール41aまで引き込み、第1ケーブルドラム45に巻きつける。
次に、第1配置工程(ステップS3)において、例えばマンホール41aを通して既設管11内に、先頭管49、接続部材26、及び管部材17を1つずつ配置する。先頭管49は、管部材17の構成に対して第2端が先細り形状になったものである。先頭管49等に、ケーブル48を接続する。
次に、前述の接続工程(ステップS5、管路構造16の製造方法)を行い、既設管11内で管路構造16を製造する。この接続工程S5において、管路構造16の上部に固定部37によりホース36を取付ける。
次に、管路挿入工程(ステップS7)において、既設管11内の奥側(マンホール41b側)に管路構造16を挿入する。このとき、第2ケーブルドラム46によりケーブル48を巻き取ることにより、既設管11内に管路構造16を挿入してもよい。
なお、既設管11内で、先頭管49及び管部材17等の挿入管が引っかかった場合は、第1ケーブルドラム45によりケーブル48を引き戻すことができる。
次に、ステップS9において、管路構造16が所定の長さ以上になったか否かを判断する。例えば、所定の長さは、マンホール41aからマンホール41bまでの既設管11に沿った長さである。管路構造16の長さは、互いに接続した管部材17及び接続部材26の数等から求めることができる。
ステップS9において管路構造16が所定の長さ以上になった(Yes)と判断すると、ステップS13に移行する。一方で、ステップS9において管路構造16が所定の長さ以上になっていない(No)と判断すると、ステップS11に移行する。
第2配置工程(ステップS11)において、例えばマンホール41aを通して既設管11内に、接続部材26及び管部材17を1つずつ配置する。
次に、接続工程S5を行い、既に製造した管路構造16に接続部材26及び管部材17を新たに接続して、管路構造16を長くする。新たに接続した接続部材26及び管部材17に、ホース36を取付ける。
次に、管路挿入工程S7を行い、既設管11内に管路構造16を挿入する。管路挿入工程S7が終了すると、ステップS9に移行する。
こうして、第2配置工程S11、接続工程S5、及び管路挿入工程S7を、管路構造16が所定の長さ以上になるまで繰り返す。
ステップS9において管路構造16が所定の長さ以上になった(Yes)と判断されたら、管路構造16から先頭管49及びケーブル48を取外す。
充填材注入工程(ステップS13)において、ホース36内に、モルタル38が硬化する前のモルタル38aを注入する(図2参照)。注入されたモルタル38aは、ホース36内に供給されると同時に、ホース36に形成された貫通孔36aを通してホース36の外部に流れ、既設管11の内周面と管路構造16の外周面との間に供給される。モルタル38aが乾燥して硬化すると、モルタル38となる。ホース36内及び既設管11内にモルタル38が充填されるため、既設管11に対して管路構造16が既設管11の径方向に位置ズレし難くなる。
以上で、既設管11の更生方法Sの全工程が終了し、既設管11が更生される。
以上説明したように、本実施形態の管部材17によれば、接続部材26内に管部材17を挿入するときに、接続部材26に対して管部材17は、第1案内部22Aの外周面、第1連結部21Aの外周面、及び第1止水部20Aの外周面に沿って挿入される。そして、管部材17内を搬送される水が、第1止水部20Aと接続部材26との間で封止されることにより、管部材17の外部に漏れるのが抑制される。
このとき、第1連結部21Aの外径は第1端18aに近付くに従い漸次小さくなるため、接続部材26内に第1連結部21Aを挿入するのに従い、接続部材26の軸線と第1連結部21Aの軸線とが一致するようになる。従って、接続部材26内に管部材17を挿入するときに、接続部材26の軸線に対して管部材17が傾くのを抑制することができる。
第1案内部22Aの外径は軸線C方向の位置によらず一定であり、第1案内部22Aの外周面と軸線Cとがなす角度θは、第1連結部21Aの外周面と軸線Cとがなす角度θよりも小さく、ほぼ0°である。このため、接続部材26内に管部材17を軸線Cに沿って挿入することができる。
これに対して、管部材が第1案内部22Aを備えず、管部材の第1端に第1連結部21Aが形成されている従来の管部材では、管部材の挿入は以下のようになる。接続部材26内に管部材を挿入するときに、管部材が軸線Cに対して傾いてしまう。このため、挿入に過大な挿入力が必要になり、管部材の挿入が難しくなる。
また、本実施形態の管路構造16によれば、挿入時に管部材17が傾斜するのが抑制され、挿入後は既設管11の不陸や蛇行に追従することができる。
接続部材26が、接続本体27と第2封止部材28Bとを備えている。第2封止部材28Bを管路構造16の第1止水部20Aの外周面に接触させることにより、接続部材26と管部材17との間から管路構造16の外部に水が漏れるのをより確実に抑えることができる。
また、本実施形態の既設管11の更生構造1によれば、既設管11と、管路構造16と、モルタル38が収容されたホース36と、を備える。モルタル38が収容されたホース36が既設管11及び管路構造16にそれぞれ接触することにより、既設管11に対して管路構造16が既設管11の径方向に位置ズレするのを抑えることができる。
また、本実施形態の管路構造16の製造方法によれば、管路構造16を製造する際に接続部材26内に管部材17を挿入するときに、接続部材26の軸線Cに対して管部材17を挿入しやすくすることができる。
また、既設管11の更生方法Sでは、第1配置工程S3の後で接続工程S5を行う。従って、既設管11内で管路構造16を製造して、既設管11を更生することができる。
接続工程S5において管路構造16にホース36を取付けてから、管路挿入工程S7を行う。これにより、既設管11内に管路構造16とともにホース36を容易に挿入することができる。
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、管部材17に第2挿し口19Bが形成されず、管部材17に第1挿し口19Aのみが形成されるように構成してもよい。同様に、接続部材26が第1封止部材28Aを備えず、第2封止部材28Bだけを備えるように構成してもよい。このように構成しても、1つの接続部材26と1つの管部材17とを水が漏れないように接続して管路構造16を構成することができるからである。
管状部材は樹脂で形成されたホース36であるとしたが、管状部材はアルミニウム等の比較的柔らかい金属等で形成されてもよい。
既設管11の更生方法Sでは、接続工程S5において管路構造16にホース36を取付けずに、管路挿入工程の後で既設管11内にホース36を挿入する管状部材挿入工程を行ってもよい。
1 既設管の更生構造
11 既設管
16 管路構造
17 管部材
18 管本体
18a 第1端(先端)
20A 第1止水部(止水部)
21A 第1連結部(連結部)
22A 第1案内部(案内部)
26 接続部材
27 接続本体
28A 第1封止部材(封止部材)
28B 第2封止部材(封止部材)
36 ホース(管状部材)
38 モルタル(充填材)
C 軸線
S5 接続工程
θ,θ 角度

Claims (5)

  1. 既設管内に挿入して用いられる管部材であって、
    管本体と、
    前記管本体に形成された止水部と、
    前記管本体において、前記止水部よりも前記管本体の先端の近くに形成された連結部と、
    前記管本体において、前記連結部よりも前記先端の近くに形成された案内部と、
    を備え、
    前記連結部の外径は、前記先端に近付くに従い漸次小さくなる管部材。
  2. 請求項1に記載の管部材と、
    筒状に形成され、前記管部材が挿入されて前記管部材に接続される接続部材と、
    を備える管路構造。
  3. 前記接続部材は、
    筒状に形成された接続本体と、
    前記接続本体の端部の内周面に設けられ、前記止水部の外周面に液密に接触する封止部材と、
    を有する請求項2に記載の管路構造。
  4. 前記既設管と、
    前記既設管内に挿入された請求項2又は3に記載の管路構造と、
    前記既設管の軸方向に延びるとともに前記既設管の内周面及び前記管路構造の外周面にそれぞれ接触し、内部に充填材が充填された管状部材と、
    を備える既設管の更生構造。
  5. 請求項2に記載の管路構造を製造する管路構造の製造方法であって、
    前記接続部材に対して前記管部材を、前記接続部材の軸線に沿って挿入して前記接続部材と前記管部材とを接続する接続工程を行う管路構造の製造方法。
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