JP2021142694A - 螺旋管用帯状部材及び螺旋管 - Google Patents

螺旋管用帯状部材及び螺旋管 Download PDF

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Abstract

【課題】螺旋管の伸縮部が所定未満の小さい力で伸縮変形されるのを防止でき、地震などで所定以上の大きな外力が加えられたとき伸縮部が変形されるようにする。【解決手段】帯状部材3を螺旋状に巻回し、幅方向の第1端側部3aと第2端側部3bとの互いに一周ずれた部分どうしが厚み方向に重ねて接合する。第1端側部3aの伸縮部17を挟んで両側に第1嵌合部13と第1伸縮止め部15を設ける。第2端側部3bには、第1嵌合部13と嵌合可能な第2嵌合部14と、第1伸縮止め部15と係合解除可能に係合して伸縮部17の伸縮を止める第2伸縮止め部16とを設ける。第1、第2伸縮止め部15,16どうしの幅方向の係合強度は、第1、第2嵌合部13,14どうしの幅方向嵌合強度より小さい。第1、第2伸縮止め部15,16どうしの厚み方向の係合強度は、第1、第2嵌合部どうしの厚み方向の嵌合強度より小さく、第1、第2伸縮止め部15,16どうしの幅方向の係合強度より小さい。【選択図】図3(c)

Description

本発明は、螺旋管用帯状部材及び該帯状部材によって形成された螺旋管に関し、特に下水管などの既設管にライニングされる更生管に適した帯状部材及び螺旋管に関する。
老朽化した下水道管等の既設管の内周に帯状部材からなる更生管をライニングすることによって、前記既設管を更生する方法は公知である。
例えば特許文献1の帯状部材においては、幅方向の両側部に凹凸嵌合部が設けられ、中間部にはベローズ状の伸縮部が設けられている。該帯状部材が螺旋状に巻回され、幅方向の一側部の凹凸嵌合部と他側部の凹凸嵌合部の互いに一周ずれた部分どうしが嵌め合わされることによって、螺旋管状の更生管が構成される。地震などによる外力が更生管に作用したときは伸縮部が伸縮変形されることで、地震などのエネルギーを吸収できる。
特許第3779037号公報
前掲特許文献1の帯状部材によって製管された螺旋管(更生管)においては、地震などによる大きな外力でなくても伸縮部が変形され得る。たとえば、既設管の曲がり部や段差などの非ストレート部では、螺旋管の螺旋ピッチが変化されるために管軸方向の引っ張り力や圧縮力が生じ、これによって、伸縮部が変形され得る。また、前掲特許文献1の帯状部材は、地震時における変形箇所が伸縮部だけに集中して、伸縮部が引き裂かれるおそれがある。
本発明は、かかる事情に鑑み、所定未満の比較的小さい力では伸縮部が変形されず、地震などの大きな外力が加えられたとき伸縮部の変形が確実に許容され、かつ伸縮部が引き裂かれるのを防止できる螺旋管用帯状部材を提供することを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明は、螺旋状に巻回され、幅方向の第1端側部と第2端側部との互いに一周ずれた部分どうしが厚み方向に重ねられて接合されることによって、螺旋管となる帯状部材であって、
前記第1端側部に設けられ、前記幅方向へ伸縮可能な伸縮部と、
前記第1端側部における前記伸縮部より幅方向の端部側に設けられた第1嵌合部と、
前記第1端側部における前記伸縮部を挟んで前記第1嵌合部とは反対側又は前記伸縮部内に設けられた第1伸縮止め部と、
前記第2端側部における前記伸縮部と重なる部分より前記帯状部材の幅方向の中央部側に設けられ、前記第1嵌合部と嵌合可能な第2嵌合部と、
前記第2嵌合部から幅方向の端部側に離れて前記第2端側部に設けられ、前記第1伸縮止め部と係合解除可能に係合して前記伸縮部の伸縮を止める第2伸縮止め部と、
を備え、前記第1、第2伸縮止め部どうしの前記幅方向の係合の強度が、前記第1、第2嵌合部どうしの前記幅方向の嵌合の強度より小さく、
前記第1、第2伸縮止め部どうしの前記厚み方向の係合の強度が、前記第1、第2嵌合部どうしの前記厚み方向の嵌合の強度より小さく、前記第1、第2伸縮止め部どうしの前記幅方向の係合の強度より小さいことを特徴とする。
嵌合の強度とは、互いに嵌合された第1、第2嵌合部どうしを分離しようとする力が一定方向に加えられた場合に、嵌合が維持される最大外力を言う。
係合の強度とは、互いに係合された第1、第2伸縮止め部どうしを分離しようとする力が一定方向に加えられた場合に、係合が維持される最大外力を言う。
帯状部材の幅方向は、螺旋管の管軸方向に沿う。厳密には管軸方向に対してリード角だけ傾いた方向へ向けられる。
帯状部材の厚み方向は、螺旋管の管径方向に沿う。
当該帯状部材によって製管された螺旋管においては、管軸方向(幅方向)の所定の大きさ未満の力(例えば曲がり部や段差などの非ストレート部における螺旋ピッチの変化によって生じる管軸方向に沿う引っ張り力や圧縮力)によっては、第1、第2嵌合部どうしの嵌合状態が維持されることはもちろんのこと、第1、第2伸縮止め部の係合状態も維持される。互いに嵌合ないしは係合された第1、第2嵌合部及び第1、第2伸縮止め部の間に伸縮部が挟まれることによって、伸縮部が伸縮されるのを抑制又は防止できる。
地震などで所定以上の大きな外力が螺旋管に加えられたときは、第1、第2嵌合部どうしの嵌合状態は維持される一方、第1、第2伸縮止め部どうしの係合状態は解除され得る。このとき、地震などのエネルギーが吸収されるために、伸縮部の負担を軽減でき、伸縮部が引き裂かれるのを防止できる。第1、第2伸縮止め部どうしの係合解除によって、伸縮部が伸縮可能となり、地震などのエネルギーをさらに吸収できる。これによって、第1、第2嵌合部どうしの嵌合を確実に維持できる。
前記第1、第2伸縮止め部どうしが、前記厚み方向の相対変位を許容しながら前記幅方向に規制されるように係合可能であることが好ましい。
これによって、例えば曲がり部や段差などの非ストレート部において、地震時ではない通常時に螺旋管に作用するような比較的小さい管軸方向の力によっては、第1、第2伸縮止め部どうしが外れないようにできる。一方、地震などで所定以上の大きな外力が加えられると、第1、第2伸縮止め部どうしが簡単に外れて、伸縮部が伸縮可能となる。
前記第1、第2伸縮止め部における少なくとも一方が係合凹溝を有し、少なくとも他方が前記係合凹溝に対して前記厚み方向へ抜き差し可能かつ前記厚み方向の抜き側へ係止不能な係合凸条を有していることが好ましい。
これによって、第1、第2伸縮止め部どうしが、厚み方向の相対変位を許容しながら幅方向に規制されるように係合可能となる。
前記第1伸縮止め部が第1係合凸条を有し、
第2伸縮止め部が、前記第1係合凸条に前記第1嵌合部とは反対側から突き当たる第2係合凸条を有していることが好ましい。
これによって、第1、第2伸縮止め部どうしが、幅方向に規制されながら、容易に係合解除されるようにできる。
前記第1、第2嵌合部における少なくとも一方が嵌合凹溝を有し、少なくとも他方が前記嵌合凹溝に嵌る嵌合凸条を有し、
前記第1、第2伸縮止め部における少なくとも一方が係合凹溝を有し、少なくとも他方が前記係合凹溝に嵌る係合凸条を有し、前記係合凹溝が前記嵌合凹溝より浅いか又は前記係合凸条が前記嵌合凸条より低いことが好ましい。
これによって、第1、第2伸縮止め部どうしの係合強度を第1、第2嵌合部どうしの嵌合強度より低くできる。
前記第1、第2嵌合部における少なくとも一方が複数の嵌合凹溝を有し、少なくとも他方が前記嵌合凹溝に嵌る複数の嵌合凸条を有し、
前記第1、第2伸縮止め部における少なくとも一方が係合凹溝を有し、少なくとも他方が前記係合凹溝に嵌る係合凸条を有し、前記係合凹溝及び前記係合凸条の数が、前記嵌合凹溝及び嵌合凸条の数より少ないことが好ましい。
これによって、第1、第2伸縮止め部どうしの係合強度を第1、第2嵌合部どうしの嵌合強度より低くできる。
前記第1、第2伸縮止め部が、互いに接して前記幅方向への摩擦抵抗を生じる凸凹面を有していることが好ましい。
これによって、第1、第2伸縮止め部どうしが、幅方向に規制されながら、容易に係合解除されるようにできる。
前記第1嵌合部及び前記第2嵌合部が硬質樹脂によって構成され、前記第2伸縮止め部及び前記第1伸縮止め部の少なくとも一方が、前記第1嵌合部及び前記第2嵌合部より軟質であることが好ましい。前記第2伸縮止め部及び前記第1伸縮止め部の少なくとも一方が軟質樹脂又はゴム又はエラストマーによって構成されていることが、より好ましい。
これによって、第1伸縮止め部及び第2伸縮止め部の少なくとも一方が、外力によって弾性変形されることで容易に係合解除され得る。第1、第2嵌合部どうしは強固に嵌合可能である。
当該帯状部材の幅方向の中央部から前記第2端側部にわたる平帯状の幅広帯板部を、更に備え、
前記第1端側部には前記幅広帯板部より幅狭の平帯状の幅狭帯板部が設けられており、
前記幅狭帯板部と前記幅広帯板部との間には、前記幅広帯板部における前記第1端側部に重ねられる部分の厚み分の高さの段差が形成されていることが好ましい。
これによって、前記段差を第2端側部が埋めることで、螺旋管の内周を平滑にできる。
本発明に係る螺旋管は、前記螺旋管用帯状部材が螺旋状に巻回され、前記第1嵌合部及び第2嵌合部からなる嵌合機構と、前記第1伸縮止め部及び前記第2伸縮止め部からなる伸縮止め機構とが、管軸方向に対峙するように配置され、これら嵌合機構と伸縮止め機構との間に前記伸縮部が挟まれるように配置されていることを特徴とする。
当該螺旋管によれば、嵌合機構と伸縮止め機構とによって伸縮部を挟むことによって、所定未満の小さい力で伸縮部が伸縮されるのを防止できる。地震などで所定以上の大きな外力が加えられたとき、第1、第2伸縮止め部どうしの係合が解除され、伸縮部の伸縮が許容されることで、地震などのエネルギーを吸収できる。
前記第1、第2嵌合部どうしが接着剤によって接着されていてもよい。これによって、地震などで所定以上の大きな外力が加えられても、第1、第2嵌合部どうしの嵌合が解除されるのを確実に防止できる。
本発明によれば、螺旋管の伸縮部が所定未満の小さい力で伸縮変形されるのを防止でき、地震などで所定以上の大きな外力が加えられたとき伸縮部が変形されるようにでき、さらに伸縮部が引き裂かれるのを防止できる。
図1は、本発明の第1実施形態に係る帯状部材を示し、図2(b)のI−I線に沿う断面図である。 図2(a)は、前記帯状部材からなる更生管がライニングされることによって更生された既設管の平面断面図である。 図2(b)は、製管時の前記更生管を示す斜視図である。 図3(a)は、前記帯状部材から前記更生管が製管される状態を示し、図2(b)の円部IIIaにおける断面図である。 図3(b)は、更生管の第1端側部と第2端側部の接合部を大きな外力を受けていない平常状態で示す、図2(b)の円部IIIbにおける断面図である。 図3(c)は、地震などの大きな外力によって前記更生管の伸縮止め機構の係合が解除された状態の断面図である。 図3(d)は、前記解除によって伸縮部が伸縮変形された状態の更生管の断面図である。 図4(a)は、本発明の第2実施形態に係る帯状部材の断面図である。 図4(b)は、前記第2実施形態の帯状部材からなる更生管の第1端側部と第2端側部の接合部を平常状態で示す断面図である。 図4(c)は、前記第2実施形態において、地震などによる大きな外力の付与時の更生管を示す断面図である。 図5(a)は、本発明の第3実施形態に係る帯状部材の断面図である。 図5(b)は、前記第3実施形態の帯状部材からなる更生管の第1端側部と第2端側部の接合部を平常状態で示す断面図である。 図5(c)は、前記第3実施形態において、地震などによる大きな外力の付与時の更生管を示す断面図である。 図6(a)は、本発明の第4実施形態に係る帯状部材の断面図である。 図6(b)は、前記第4実施形態の帯状部材からなる更生管の第1端側部と第2端側部の接合部を平常状態で示す断面図である。 図6(c)は、前記第4実施形態において、地震などによる大きな外力の付与時の更生管を示す断面図である。 図7(a)は、本発明の第5実施形態に係る帯状部材の断面図である。 図7(b)は、前記第5実施形態の帯状部材からなる更生管の第1端側部と第2端側部の接合部を平常状態で示す断面図である。 図7(c)は、前記第5実施形態において、地震などによる大きな外力の付与時の更生管を示す断面図である。 図7(d)は、前記第5実施形態において、非ストレート部での製管方法の別態様を示す、更生管の断面図である。 図8(a)は、本発明の第6実施形態に係る帯状部材の断面図である。 図8(b)は、前記第6実施形態の帯状部材からなる更生管の第1端側部と第2端側部の接合部を平常状態で示す断面図である。 図8(c)は、前記第6実施形態において、地震などによる大きな外力の付与時の更生管を示す断面図である。 図9(a)は、本発明の第7実施形態に係る帯状部材の断面図である。 図9(b)は、前記第7実施形態の帯状部材からなる更生管の第1端側部と第2端側部の接合部を平常状態で示す断面図である。 図9(c)は、前記第7実施形態において、地震などによる大きな外力の付与時の更生管を示す断面図である。 図10(a)は、本発明の第8実施形態に係る帯状部材の断面図である。 図10(b)は、前記第8実施形態の帯状部材からなる更生管の第1端側部と第2端側部の接合部を平常状態で示す断面図である。 図10(c)は、前記第8実施形態において、地震などによる大きな外力の付与時の更生管を示す断面図である。 図11は、本発明の第9実施形態を示し、更生管の第1端側部と第2端側部の接合部を平常状態で示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
<第1実施形態(図1〜図3)>
図2(a)に示すように、老朽化した下水道管等の既設管1の内面に更生管2がライニングされることで、既設管1が更生されている。既設管1としては、下水道管の他、上水道管、農業用水管、水力発電導水管、ガス管、トンネルなどが挙げられる。
図2(b)に示すように、更生管2は、帯状部材3(プロファイル)を螺旋状に巻回して製管してなる螺旋管である。
図1に示すように、帯状部材3は、一定の断面を有して、図1の紙面と直交する方向へ長く延びている。帯状部材3の材質は、ポリ塩化ビニルなどの硬質樹脂である。好ましくは、帯状部材3は押出成形によって作製される。
帯状部材3は、帯本体10と、一対の嵌合部13,14と、一対の伸縮止め部15,16と、伸縮部17と、リブ18を備えている。
帯本体10は、幅狭の平帯状の帯板部11と幅広の平帯状の帯板部12を含む。幅狭帯板部11は、帯状部材3の幅方向の第1端側部3a(図1において左側部)に配置されている。幅広帯板部12は、幅狭帯板部11より幅広に形成され、帯状部材3の幅方向の中央部3cから第2端側部3b(図1において右側部)にわたっている。
帯本体10(11,12)は、幅広帯板部12における第1端側部3a寄りの厚肉部分12dを除き、一定の厚みになっている。
幅狭帯板部11は、幅広帯板部12に対して厚み方向(図1の上下方向)の裏側(一側、図1において上側)へ引っ込んでいる。幅狭帯板部11と幅広帯板部12との間には、第2端側部3bにおける幅広帯板部12の厚み分の高さの段差が形成されている。
帯板部11,12のうち少なくとも幅広帯板部12の表側面12aは平滑面になっている。
図3(a)及び同図(b)に示すように、帯状部材3を巻回してなる螺旋管2(図2(b))においては、帯状部材3の裏側部が外周側へ向けられ、表側部が内周側へ向けられている。かつ、第1端側部3aと第2端側部3bの互いに一周ずれた部分どうしが管径方向(厚み方向)に重ね合わされている。図3(b)に示すように、第2端側部3bにおける幅広帯板部12が、第1端側部3aの内周側(同図において下側)に重ねられることで、前記段差が埋められている。幅広帯板部12の表側面12aが、螺旋管2の内周面を構成している。該内周面は、第1端側部3aと第2端側部3bの継ぎ目2cにおいても段差の無い平滑面となっている。
図1に示すように、帯中央部3cには、複数のリブ18が並んで配置されている。リブ18は、T字状の断面に形成され、帯中央部3cにおける幅広帯板部12から裏側(図1において上側)へ突出されている。
図1及び図3(a)に示すように、帯状部材3の第1端側部3aには、幅狭帯板部11に加えて、嵌合部13と伸縮部17と伸縮止め部15が配置されている。第1端側部3aの端部(図1において左端)から第1嵌合部13、幅狭帯板部11、伸縮部17、第1伸縮止め部15の順に並んで配置されている。
第1端側部3aにおける伸縮部17より幅方向の端部側(図1において左側)に、第1嵌合部13が設けられている。好ましくは、第1端側部3aの幅方向の端部(図1において左端部)に、第1嵌合部13が配置されている。第1嵌合部13と伸縮部17との間に幅狭帯板部11が介在されている。
図1及び図3(a)に示すように、第1嵌合部13は、第1嵌合部13は、2条(複数)の嵌合凸条13aと、2条(複数)の嵌合凹溝13bと、ベース部13cを有し、凹凸状の断面形状に形成されている。ベース部13cは、第1端側部3aより裏側(図1において上側)へ引っ込むとともに、連接部13dを介して幅狭帯板部11と連なっている。ベース部13cから嵌合凸条13aが表側(図1において下側)へ突出されている。嵌合凸条13aには係止爪部13fが形成されている。
嵌合凹溝13bは、表側(図1において下側)へ開口されるとともに裏側(図1において上側)へ凹んでいる。
嵌合凸条13aと嵌合凹溝13bとが幅方向(図1の左右)に交互に並んでいる。
第1端側部における伸縮部17を挟んで第1嵌合部13とは反対側(図1において右側)に第1伸縮止め部15が設けられている。好ましくは、第1伸縮止め部15は、第1端側部3aにおける帯中央部3cとの境部に配置されている。第1伸縮止め部15は、嵌合部13,14より緩やかな凹凸状、ないしは嵌合部13,14より小さな凹凸状に形成されている。詳しくは、第1伸縮止め部15は、係合凸条15aと、係合凹溝15bを有している。係合凸条15aは、表側(図1において下方)へ向かって先細に突出されている。係合凸条15aの断面形状は、概略直角三角形すなわち非鈍角の三角形状に形成されている。
係合凸条15aの高さは、嵌合凸条13a,14aの高さより低い。
係合凸条15aと表側面12aの縁部との間に係合凹溝15bが形成されている。係合凹溝15bは、表側(図1において下側)へ開口されるとともに裏側(図1において上側)へ凹んでいる。係合凹溝15bの断面形状は、概略四分円の円弧状に形成されている。係合凹溝15bの内周面が、第1端側部3aと幅広帯板部12の表側面12aとの間の段差面を構成している。
係合凹溝15bの深さは、嵌合凹溝13b,14bの深さより浅い。
幅狭帯板部11と第1伸縮止め部15との間、ひいては第1嵌合部13と第1伸縮止め部15との間に、伸縮部17が設けられている。
伸縮部17は、裏側(図1において上側)へ膨出するU字状(ベローズ状)の断面に形成され、幅方向(図1において左右)へ伸縮可能である(図3(d))。伸縮部17の一端部(図1において左端部)が、幅狭帯板部11と連なっている。伸縮部17の他端部(図1において右端部)は、第1伸縮止め部15の係合凸条15aと幅方向(図1の左右)の同一位置に配置されている。
U字状断面の伸縮部17の内部空間17cは、帯状部材3の表側に開口されている。
図3(b)に示すように、帯状部材3を巻回してなる更生管2(螺旋管)においては、伸縮部17の内部空間17cが、第2端側部3bにおける幅広帯板部12によって塞がれている。
図1及び図3(a)に示すように、帯状部材3の第2端側部3bには、第2嵌合部14と、第2伸縮止め部16が設けられている。
第2嵌合部14は、第2端側部3bにおける伸縮部17と重なる部分3dより帯中央部3c側に配置されている。第2嵌合部14は、例えば3条(複数)の嵌合凸条14aと、2条(複数)の嵌合凹溝14bを有し、第1嵌合部13と相補関係をなす凸凹状の断面形状に形成されている。嵌合凸条14aは、幅広帯板部12から裏側(図1において上側)へ突出されている。少なくとも一部の嵌合凸条14aには、係止爪部14fが形成されている。
嵌合凹溝14bは、裏側(図1において上側)へ開口されるとともに幅広帯板部12へ向かって凹んでいる。
嵌合凸条14aと嵌合凹溝14bとが幅方向(図1の左右)に交互に並んでいる。
第2伸縮止め部16は、第2嵌合部14から第2端側部3bの幅方向の端部側(図1において右側)に離れて、幅広帯板部12の裏側面(図1において上面)に設けられている。第2伸縮止め部16は、係合凹溝16bと係合凸条16aを有し、嵌合部13,14より緩やかな凹凸状、ないしは嵌合部13,14より小さな凹凸状に形成されている。係合凹溝16bは、裏側(図1において上側)へ開口されるとともに表側(図1において下側)へ凹んでいる。係合凹溝16bの断面形状は、概略直角三角形すなわち非鈍角の三角形状に形成されている。
係合凹溝16bの深さは、嵌合凹溝13b,14bの深さより浅い。
第2端側部3bにおける係合凹溝16bより幅方向の先端側の部分は、概略四分円の断面の係合凸条16aを構成している。
係合凸条16aの高さは、嵌合凸条13a,14aの高さより低い。
図3(b)に示すように、帯状部材3を巻回してなる更生管2(螺旋管)においては、互いに重ね合わされた第1端側部3aと第2端側部3bにおける嵌合部13,14どうしが嵌合され、かつ伸縮止め部15,16どうしが係合されている。これによって、第1端側部3aと第2端側部3bとが接合されている。
嵌合部13,14によって、嵌合機構2aが構成されている。嵌合機構2aにおいては、嵌合凸条13aが嵌合凹溝14bに嵌まり、嵌合凹溝13bに嵌合凸条14aが嵌まっている。係止爪部13f,14fどうしが引っ掛かっている。これによって、嵌合部13,14どうしの幅方向及び厚み方向の嵌合強度が十分に高くなっている。特に、巻回された帯状部材3が、巻回される前の伸びた状態に戻ろうとするのを確実に阻止できる。
なお、帯状部材3の幅方向は、更生管2の管軸方向に沿っている。厳密には、幅方向は、管軸方向に対してリード角だけ傾けられている。
帯状部材2の厚み方向は、螺旋管2の管径方向に沿っている。
伸縮止め部15,16によって、伸縮止め機構2bが構成されている。伸縮止め機構2bにおいては、係合凸条15aが係合凹溝16bに嵌まり、係合凹溝15bに係合凸条16aが嵌まっている。係合凸条15a,16aは、係合凹溝16b,15bに対して管径方向(厚み方向)に沿って抜き差し可能である(図3(c))。かつ係合凸条15a,16aは、抜き側へ係止不能である。すなわち、係合凸条15a,16aの外面及び係合凹溝16b,15bの内面には、係合凸条15a,16aの引き抜きを阻む爪、突起、反り、段差などの引っ掛かりが無い。
これによって、第1、第2伸縮止め部15,16どうしが、管径方向(厚み方向)の相対変位を許容しながら管軸方向(幅方向)に規制されるように、係合解除可能に係合されている。
伸縮止め部15,16どうしの管軸方向(幅方向)の係合強度は、嵌合部13,14どうしの管軸方向(幅方向)の嵌合強度より小さい。
伸縮止め部15,16どうしの管径方向(厚み方向)の係合強度は、殆ど無く、嵌合部13,14どうしの管径方向(厚み方向)の嵌合強度より遥かに小さく、更に伸縮止め部15,16どうしの管軸方向(幅方向)の係合強度より十分に小さい。
図3(b)に示すように、帯状部材3からなる更生管2においては、嵌合部13,14からなる嵌合機構2aと、伸縮止め部15,16からなる伸縮止め機構2bとが、管軸方向に対峙するように配置されている。これら嵌合機構2aと伸縮止め機構2bとの間に、伸縮部17が挟まれるように配置されている。
図2(a)に示すように、更生対象の老朽既設管1は、曲がり部(カーブ部)や段差などの非ストレート部1cを有している場合がある。非ストレート部1cでは、更生管2(螺旋管)の螺旋ピッチがストレート部とは異なる。非ストレート部1cの外まわり側部1fにおいては螺旋ピッチが大きくなり、非ストレート部1cの内まわり側部1eにおいては螺旋ピッチが小さくなる。このため、外まわり側部1fにおける更生管2には、管軸方向(帯状部材3の幅方向)に沿って引っ張り力が働き、内まわり側部1eにおける更生管2には、管軸方向に沿って圧縮力が働く傾向がある。
前記管軸方向(幅方向)の力は地震時に生じる力と比べると十分に小さく、所定の大きさ未満である。したがって、嵌合部13,14が十分な抗力を発現し嵌合を維持するだけでなく、伸縮止め部15,16についても係合状態を維持し得る。これによって、伸縮部17の伸縮を阻止できる。
外まわり側部1fと内まわり側部1eとの螺旋ピッチ差に対しては、嵌合部13,14どうしが嵌合を維持しながら互いのクリアランスの範囲内で変位したり弾性変形したりすることで吸収できる。伸縮止め部15,16どうしの変位や弾性変形によっても多少吸収し得る。
このように、帯状部材3からなる更生管2によれば、曲がり部や段差などの非ストレート部1cにおいても、伸縮止め機構2bが係合状態を維持することで、伸縮部17の伸縮が防止される。したがって、伸縮部17の内部空間17cが、第2端側部3bによって閉塞されて更生管2の内周面に露出されない状態を保持できる。この結果、更生管2の内周面の平滑性を保持できる。
なお、曲率が大きい急カーブ部などでは、伸縮止め機構2bの係合が解除されるようにしてもよい(図3(c)参照)。
図3(c)に示すように、地震などで所定以上の大きな外力が更生管2に加えられたときは、伸縮止め機構2bの係合が解除され、伸縮部17の伸縮が許容される。前記係合解除によって、地震などのエネルギーが吸収される。したがって、伸縮部17の負担が軽減され、伸縮部17が引き裂かれるのを防止できる。
更に、図3(d)に示すように、伸縮部17が伸縮変形されることによって、地震などのエネルギーをさらに吸収できる。これによって、嵌合機構2aの嵌合状態を確実に維持できる。したがって、下水などに対する流通性能を保持できる。
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
<第2実施形態(図4)>
図4(a)に示すように、第2実施形態の帯状部材3Bにおいては、断面U字状(ベローズ状)の伸縮部17を挟んで両側に幅狭帯板部11a,11bが設けられている。伸縮部17より帯中央部3c側の幅狭帯板部11bに、第1伸縮止め部15が設けられている。第1伸縮止め部15は、幅狭帯板部11bから裏側(同図において上側)へ向かって円弧状に隆起されている。第1伸縮止め部15には1つの係合凹溝15bが形成されている。係合凹溝15bは、幅狭帯板部11bの表側面(図4において下面)から裏側(同図において上側)へ向かって凹んでいる。該係合凹溝15bの断面形状は、概略二等辺三角形状(非鈍角の三角形状)に形成されている。
係合凹溝15bの深さは、嵌合凹溝13b,14bより浅い。
第1伸縮止め部15における係合凹溝15bの数は、第1嵌合部13の嵌合凹溝13bの数より少なく、かつ第2嵌合部14の嵌合凹溝14bの数より少ない。
第2伸縮止め部16は、幅広帯板部12の裏側面(同図において上側面)から突出する二等辺三角形状(非鈍角の三角形状)の断面の係合凸条16aによって構成されている。
係合凸条16aの高さは、嵌合凸条13a,14aより低い。
第2伸縮止め部16における係合凸条16aの数(1つ)は、第1嵌合部13の嵌合凸条13aの数より少なく、かつ第2嵌合部14の嵌合凸条14aの数より少ない。
図4(b)に示すように、帯状部材3Bから製管された更生管2B(螺旋管)においては、係合凸条16aが、係合凹溝15bに対して管径方向(厚み方向)へ抜き差し可能、かつ抜き側へ係止不能に嵌っている。これによって、伸縮止め部15,16どうしが、管径方向(厚み方向)の相対変位を許容しながら管軸方向(幅方向)に規制されるように係合されている。
非ストレート部1aなどにおける所定の大きさ未満の力によっては、伸縮止め部15,16どうしが外れることがなく、伸縮止め機構2bの係合状態が維持される。これによって、伸縮部17の伸縮が防止される。
図4(c)に示すように、地震などで所定以上の大きな外力が更生管2Bに加えられたときは、伸縮止め機構2bの係合が解除され、伸縮部17の伸縮が許容される。
<第3実施形態(図5)>
図5(a)に示すように、第3実施形態の帯状部材3Cにおいては、係合凹溝15c及び係合凸条16cの断面形状が、前記第2実施形態の帯状部材3Bと異なっている。帯状部材3Cの係合凹溝15cは、幅狭帯板部11bの表側面(図5(a)において下面)への溝開口から裏側(同図において上側)の溝底部の近くまで、一定の溝幅のストレート溝になっている。溝底部は、円弧状に形成されている。
係合凹溝15cの深さは、嵌合凹溝13b,14bの深さと略同じであるが、嵌合凹溝13b,14bより浅くてもよい。
帯状部材3Cの係合凸条16cは、幅広帯板部12に連なる根元部分では幅細であり、そこから裏側(同図において上側)を向く突出端部に近づくにしたがって拡幅されている。係合凸条16cの両側面が、突出端部へ向かって互いに離間されるように傾斜されている。係合凸条16cの突出端部は、円弧状に形成されている。係合凸条16cの突出端部近くにおける最大幅は、係合凹溝15cのストレート部分の幅と略同じである。
係合凸条16aの高さは、嵌合凸条13a,14aの高さと略同じであるが、嵌合凸条13a,14aより低くてもよい。
図5(b)に示すように、帯状部材3Cから製管された更生管2C(螺旋管)においては、係合凸条16cが、係合凹溝15cに対して管径方向(厚み方向)へ抜き差し可能、かつ抜き側へ係止不能に嵌っている。係合凸条16cの両側面が反っていても、係合凹溝15cの内面に引っ掛かることはない。係合凸条16cの最大幅部分と係合凹溝15cの内面との間に摩擦が生じても、係合凸条16cの抜き差しに支障が生じることはない。
非ストレート部1aなどにおける所定の大きさ未満の力によっては、伸縮止め部15,16どうしが外れることがなく、伸縮止め機構2bの係合状態が維持され、伸縮部17の伸縮が防止される。
図5(c)に示すように、地震などで所定以上の大きな外力が更生管2Cに加えられたときは、伸縮止め機構2bの係合が解除され、伸縮部17の伸縮が許容される。このとき、係合凸条16cが傾斜される等の変形を来たしてもよい。
<第4実施形態(図6)>
図6(a)に示すように、第4実施形態の帯状部材3Dにおいては、伸縮部17と幅広帯板部12との間に幅狭帯板部11bが設けられ、該幅狭帯板部11bに第1伸縮止め部15が設けられている。第1伸縮止め部15は、1つの係合凹溝15e(凹溝)を有している。第1伸縮止め部15における係合凹溝15eの数は、第1嵌合部13の嵌合凹溝13bの数より少なく、かつ第2嵌合部14の嵌合凹溝14bの数より少ない。
図6(a)及び図6(b)に示すように、係合凹溝15eの断面形状は、嵌合凹溝13b,14bの断面形状と似ている。係合凹溝15eの断面積は、各嵌合凹溝13b,14bの断面積より小さい。係合凹溝15eの深さは、嵌合凹溝13b,14bより浅い。係合凹溝15eの内周面には段差状の係止爪部15fが形成されている。係止爪部15fの断面積及び突出量は、係止爪部13f,14fより小さい。
帯状部材3Dの第2伸縮止め部16は、1つの係合凸条16e(凸条)を有している。第2伸縮止め部16における係合凸条16eの数は、第1嵌合部13の嵌合凸条13aの数より少なく、かつ第2嵌合部14の嵌合凸条14aの数より少ない。
係合凸条16eの断面形状は、嵌合凸条13a,14aの断面形状と似ている。係合凸条16eの断面積は、各嵌合凸条13a,14aの断面積より小さい。係合凸条16eの突出高さは、嵌合凸条13a,14aより低い。係合凸条16eの一側面には係止爪部16fが形成されている。係止爪部16fの断面積及び突出量は、係止爪部13f,14fより小さい。
図6(b)に示すように、帯状部材3Dから製管された更生管2D(螺旋管)においては、係合凸条16eが係合凹溝15eに挿入されることによって、伸縮止め部15,16どうしが係合されている。係止爪部15f,16fどうしが係止されることによって、伸縮止め部15,16どうしが管径方向(厚み方向)に抜け止めされている。当該伸縮止め部15,16どうしの抜け止め力(管径方向の係合強度)は、嵌合部13,14どうしの抜け止め力(管径方向の嵌合強度)と比べると十分に小さい。
非ストレート部1aなどにおける所定の大きさ未満の力によっては、伸縮止め部15,16どうしが外れることがなく、伸縮止め機構2bの係合状態が維持されて、伸縮部17の伸縮が防止される。
図6(c)に示すように、地震などにより所定以上の大きな外力が加えられたときは、係合凸条16eが係合凹溝15eから外れて、伸縮止め機構2bの係合が解除され、伸縮部17の伸縮変形されることによって、地震エネルギーが吸収される。
<第5実施形態(図7)>
図7(a)に示すように、第5実施形態の帯状部材3Eにおいては、係合凹溝15e及び係合凸条16eの大きさが、第4実施形態の帯状部材3Dと異なっている。帯状部材3Eにおいては、第1伸縮止め部15の係合凹溝15eの大きさ(断面積及び深さ)が、各嵌合凹溝13b,14bの大きさと同程度である。かつ係合凹溝15eの断面形状は、嵌合凹溝13b,14bの断面形状と似ている。第1伸縮止め部15における凹溝15eの数は、1つであり、嵌合凹溝13b,14bの数より少ない。
帯状部材3Eにおける第2伸縮止め部16の係合凸条16eの大きさ(断面積及び高さ)は、各嵌合凸条13a,14aの大きさと同程度である。かつ係合凸条16eの断面形状は、嵌合凸条13a,14aの断面形状と似ている。第2伸縮止め部16における係合凸条16eの数は、1つであり、嵌合凹溝13b,14bの数より少ない。
図7(b)に示すように、帯状部材3Eから製管された更生管2E(螺旋管)においては、係合凸条16eが係合凹溝15eに挿入されて、伸縮止め部15,16どうしが係合されている。係止爪部15f,16fどうしが係止されることによって、伸縮止め部15,16どうしが管径方向(厚み方向)に抜け止めされている。当該伸縮止め部15,16どうしの抜け止め力(管径方向の係合強度)は、嵌合部13,14どうしの抜け止め力(管径方向の嵌合強度)と比べて、凸条及び凹溝の数が少ない分だけ小さい。
第5実施形態においても、所定の大きさ未満の力によっては、伸縮止め部15,16どうしが外れることがなく、伸縮止め機構2bの係合状態が維持されることで、伸縮部17の伸縮が防止される。
図7(c)に示すように、地震などにより所定以上の大きな外力が加えられたときは、係合凸条16eが係合凹溝15eから外れて、伸縮止め機構2bの係合が解除され、伸縮部17が伸縮変形されることによって、地震エネルギーが吸収される。
なお、図7(d)に示すように、螺旋管2を製管する際、曲がり部や段差などの非ストレート部1cにおいては、第2嵌合部14と第2伸縮止め部16との間の幅広帯板部12を切断してもよい。これによって、伸縮部17の伸縮変形が許容され、非ストレート部1cの外まわり側部1fでは螺旋ピッチを容易に大きくでき、内まわり側部1eでは螺旋ピッチを容易に小さくできる。したがって、曲率が大きな急曲線部であっても、その曲がりに合わせて螺旋管2を容易に製管できる。
なお、第5実施形態(図7)以外の実施形態においても、非ストレート部1cなどにおける製管時には、第2嵌合部14と第2伸縮止め部16との間の幅広帯板部12を切断してもよい。
<第6実施形態(図8)>
図8(a)に示すように、第6実施形態の帯状部材3Fにおいては、伸縮部17が2つ(複数)の伸縮可能部分17d,17eを含む。各伸縮可能部分17d,17eは、裏側(図8(a)において上側)へ膨出するU字状の断面に形成されている。2つの伸縮可能部分17d,17eが幅方向に並べられて連ねられている。
帯状部材3Fの第1伸縮止め部15は、第1の係合凸条15dを有している。係合凸条15dは、四角形の断面形状に形成され、帯中央部3c側の伸縮可能部分17eにおける、伸縮可能部分17dとの連続側の端部から表側(図8(a)において下側)へ突出されている。すなわち、伸縮部17の中間部に第1伸縮止め部15が設けられている。
帯状部材3Fの第2伸縮止め部16は、第2の係合凸条16dを有している。係合凸条16は、幅広帯板部12から裏側(図8(a)において上側)へ突出されている。第2係合凸条16dは、当接面16hと傾斜面16gとを有する概略直角三角形状(非鈍角の三角形状)の断面形状に形成されている。当接面16hは、幅広帯板部12の裏面に対して略直交し、第2嵌合部14へ向けられている。
図8(b)に示すように、帯状部材3Fから製管された更生管2F(螺旋管)においては、係合凸条16dが、中央側伸縮可能部分17e内に挿し入れられることで、帯中央部3c側すなわち係合凸条15dを挟んで第1嵌合部13とは反対側から当接面16hが係合凸条15dに突き当てられている。これによって、伸縮止め部15,16どうしが、管径方向(厚み方向)の相対変位を許容しながら管軸方向(幅方向)に規制されるように係合されている。これによって、所定の大きさ未満の力によっては、伸縮止め機構2bの係合が解除されることがなく、端側伸縮可能部分17dの幅方向(管軸方向)への伸び変形が阻止されている。
幅広帯板部12の端部は、伸縮可能部分17eと帯中央部3cとが交差するコーナー部3eに突き当てられている。これによって、中央側伸縮可能部分17eの縮み変形が阻止されている。中央側伸縮可能部分17eの伸び変形は許容されている。
図8(c)に示すように、地震などにより所定以上の大きな外力が加えられたときは、係合凸条16dの当接面16hが係合凸条15dから外れ、伸縮可能部分17d,17eが伸縮変形されることによって、地震エネルギーが吸収される。
<第7実施形態(図9)>
図9(a)に示すように、第7実施形態の帯状部材3Gにおいては、中央側幅狭帯板部11bの表側面(図9(a)において下面)の少なくとも一部に、第1伸縮止め部として、第1の凹凸面21(粗面)が形成されている。第1凹凸面21には、多数の小凸条21a(小凸部)と、多数の小凹溝21b(小凹部)とが幅方向に交互に並んで形成されている。
帯状部材3Gの幅広帯板部12の裏側面(図9(a)において上面)の一部には、第2伸縮止め部として第2の凹凸面22(粗面)が形成されている。第2凹凸面22には、多数の小凸条22a(小凸部)と、多数の小凹溝22b(小凹部)とが幅方向に交互に並んで形成されている。
図9(b)に示すように、帯状部材3Gから製管された更生管2G(螺旋管)においては、凹凸面21,22どうしが互いに接して、伸縮止め機構2bが構成されている。これによって、管軸方向(幅方向)の力に対して摩擦抵抗が働く。このため、所定の大きさ未満の力によっては伸縮止め機構2bの係合が解除されることがなく、伸縮部17の伸縮が防止される。
図9(c)に示すように、地震などによって所定以上の大きな外力が螺旋管に作用したときは、凹凸面21,22どうしの摩擦による係合状態が解除され、伸縮部17が伸縮変形可能となり、地震エネルギーを吸収できる。
<第8実施形態(図10)>
図10(a)に示すように、第8実施形態の帯状部材3Hにおいては、伸縮止め部15,16の少なくとも一方の材質が嵌合部13,14より軟質になっている。
詳しくは、幅広帯板部12の幅方向の端部における第2伸縮止め部16及びその周辺部分を除き、ポリ塩化ビニルなどの硬質樹脂によって構成されている。したがって、嵌合部13,14及び第1伸縮止め部15は前記硬質樹脂によって構成されている。
第2伸縮止め部16及びその周辺部分は、軟質樹脂又はゴム又はエラストマーによって構成され、軟質部分12gを構成している。
帯状部材3Hは、共押出成形などによって形成される。
図10(b)に示すように、帯状部材3Hから製管された更生管2H(螺旋管)においては、硬質の嵌合部13,14どうしが嵌合されるとともに、硬質の第1伸縮止め部15と軟質の第2伸縮止め部16とが係合されている。これによって、所定の大きさ未満の力によっては、伸縮止め部15,16どうしが外れることがなく、伸縮部17の伸び変形が阻止されている。
図10(c)に示すように、地震などによって所定以上の大きな外力が作用したとき、第2伸縮止め部16を含む軟質部位21gが容易に変形されることで、伸縮止め部15,16どうしの係合が解除される。これによって、伸縮部17が伸縮変形可能となり、地震エネルギーを吸収できる。
なお、図10においては、帯状部材3Hの断面形状が第1実施形態(図1)と同じになっているが、他の実施形態の帯状部材の断面形状と同じであってもよい。帯状部材3Hが独自の断面形状を有していてもよい。
<第9実施形態(図11)>
図11に示すように、第9実施形態においては、螺旋管2の第1、第2嵌合部13,14どうしの間に接着剤30が介在されている。接着剤30によって、嵌合部13,14どうしが接着されている。接着剤30は、製管の際に嵌合凹溝13b又は嵌合凹溝14bに充填しておくとよい。
これによって、嵌合部13,14の接合強度(嵌合強度)が高められ、地震などで所定以上の大きな外力が加えられても、嵌合部13,14どうしの嵌合が解除されるのを確実に防止できる。相対的に伸縮止め部15,16どうしの係合強度が低くなり、前記所定以上の大きな外力が加えられたときは、伸縮止め機構2bの係合が確実に解除され、伸縮部17が伸縮可能となる。
なお、図11においては、帯状部材の断面形状が第1実施形態(図1)と同じになっているが、他の実施形態の帯状部材の断面形状と同じであってもよく、独自の断面形状になっていてもよい。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変をなすことができる。
例えば、伸縮部は、U字断面などのベローズ状に限らず、スライド式などであってもよい。
嵌合部13,14のうち一方は、嵌合凹溝を有し、嵌合凸部は有さず、嵌合部13,14の他方は、嵌合凸部を有し、嵌合凹溝を有さなくてもよい。
本発明は、例えば老朽化した下水道管等の埋設管の更生技術に適用できる。
1 既設管
1c 非ストレート部
2 更生管(螺旋管)
2B〜2H 更生管(螺旋管)
2a 嵌合機構
2b 伸縮止め機構
3 帯状部材
3B〜3H 帯状部材
3a 第1端側部
3b 第2端側部
3d 伸縮部と重なる部分
10 帯本体
11 幅狭帯板部
12 幅広帯板部
12g 軟質部分
13 第1嵌合部
13a 嵌合凸条
13b 嵌合凹溝
14 第2嵌合部
14a 嵌合凸条
14b 嵌合凹溝
15 第1伸縮止め部
15a,15d 係合凸条
15b,15c,15e 係合凹溝
16 第2伸縮止め部
16a,16c,16d,16e 係合凸条
16b 係合凹溝
17 伸縮部
21 凹凸面(第1伸縮止め部)
22 凹凸面(第2伸縮止め部)
30 接着剤

Claims (11)

  1. 螺旋状に巻回され、幅方向の第1端側部と第2端側部との互いに一周ずれた部分どうしが厚み方向に重ねられて接合されることによって、螺旋管となる帯状部材であって、
    前記第1端側部に設けられ、前記幅方向へ伸縮可能な伸縮部と、
    前記第1端側部における前記伸縮部より幅方向の端部側に設けられた第1嵌合部と、
    前記第1端側部における前記伸縮部を挟んで前記第1嵌合部とは反対側又は前記伸縮部内に設けられた第1伸縮止め部と、
    前記第2端側部における前記伸縮部と重なる部分より前記帯状部材の幅方向の中央部側に設けられ、前記第1嵌合部と嵌合可能な第2嵌合部と、
    前記第2嵌合部から幅方向の端部側に離れて前記第2端側部に設けられ、前記第1伸縮止め部と係合解除可能に係合して前記伸縮部の伸縮を止める第2伸縮止め部と、
    を備え、前記第1、第2伸縮止め部どうしの前記幅方向の係合の強度が、前記第1、第2嵌合部どうしの前記幅方向の嵌合の強度より小さく、
    前記第1、第2伸縮止め部どうしの前記厚み方向の係合の強度が、前記第1、第2嵌合部どうしの前記厚み方向の嵌合の強度より小さく、前記第1、第2伸縮止め部どうしの前記幅方向の係合の強度より小さいことを特徴とする螺旋管用帯状部材。
  2. 前記第1、第2伸縮止め部どうしが、前記厚み方向の相対変位を許容しながら前記幅方向に規制されるように係合可能であることを特徴とする請求項1に記載の螺旋管用帯状部材。
  3. 前記第1、第2伸縮止め部における少なくとも一方が係合凹溝を有し、少なくとも他方が前記係合凹溝に対して前記厚み方向へ抜き差し可能かつ前記厚み方向の抜き側へ係止不能な係合凸条を有していることを特徴とする請求項1又は2に記載の螺旋管用帯状部材。
  4. 前記第1伸縮止め部が第1係合凸条を有し、
    第2伸縮止め部が、前記第1係合凸条に前記第1嵌合部とは反対側から突き当たる第2係合凸条を有していることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の螺旋管用帯状部材。
  5. 前記第1、第2嵌合部における少なくとも一方が嵌合凹溝を有し、少なくとも他方が前記嵌合凹溝に嵌る嵌合凸条を有し、
    前記第1、第2伸縮止め部における少なくとも一方が係合凹溝を有し、少なくとも他方が前記係合凹溝に嵌る係合凸条を有し、前記係合凹溝が前記嵌合凹溝より浅いか又は前記係合凸条が前記嵌合凸条より低いことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の螺旋管用帯状部材。
  6. 前記第1、第2嵌合部における少なくとも一方が複数の嵌合凹溝を有し、少なくとも他方が前記嵌合凹溝に嵌る複数の嵌合凸条を有し、
    前記第1、第2伸縮止め部における少なくとも一方が係合凹溝を有し、少なくとも他方が前記係合凹溝に嵌る係合凸条を有し、前記係合凹溝及び前記係合凸条の数が、前記嵌合凹溝及び嵌合凸条の数より少ないことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の螺旋管用帯状部材。
  7. 前記第1、第2伸縮止め部が、互いに接して前記幅方向への摩擦抵抗を生じる凸凹面を有していることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の螺旋管用帯状部材。
  8. 前記第1嵌合部及び前記第2嵌合部が硬質樹脂によって構成され、前記第2伸縮止め部及び前記第1伸縮止め部の少なくとも一方が、前記第1嵌合部及び前記第2嵌合部より軟質であることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の螺旋管用帯状部材。
  9. 当該帯状部材の幅方向の中央部から前記第2端側部にわたる平帯状の幅広帯板部を、更に備え、
    前記第1端側部には前記幅広帯板部より幅狭の平帯状の幅狭帯板部が設けられており、
    前記幅狭帯板部と前記幅広帯板部との間には、前記幅広帯板部における前記第1端側部に重ねられる部分の厚み分の高さの段差が形成されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の螺旋管用帯状部材。
  10. 請求項1〜9の何れか1項に記載の螺旋管用帯状部材が螺旋状に巻回され、前記第1嵌合部及び第2嵌合部からなる嵌合機構と、前記第1伸縮止め部及び前記第2伸縮止め部からなる伸縮止め機構とが、管軸方向に対峙するように配置され、これら嵌合機構と伸縮止め機構との間に前記伸縮部が挟まれるように配置されていることを特徴とする螺旋管。
  11. 前記第1、第2嵌合部どうしが接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項10に記載の螺旋管。
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