JP3094272B2 - 可撓性ヒューム管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、可撓部を有する
ヒューム管の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ヒューム管を用いた埋設配管にお
いて、地盤変動または地震等の変動により発生する折曲
や偏心等の各種偏位や振動等に対し、ヒューム管が対応
できないために該管の一部が破損、あるいは破損に至ら
ない場合でもヒューム管の端部に欠損や亀裂を生ずるこ
とがある。そして、これが原因で漏水することがある。
この様な破損に対処するために、可撓性を具えたヒュー
ム管、例えば実公昭５９−２２３８９公報を挙げること
ができる。このものは、２個の金属製鍔部付円筒のそれ
ぞれの円筒部を外側方向に向け、所要の間隔をおいて対
向位置に配設した両者の鍔部間とその内方端部および円
筒部の上表面にわたり、円筒ゴムと被覆ゴムとによって
被覆して、２個の金属製鍔部付円筒を加硫接着により一
体化した可撓性部と、鍔部の外側に複数本のアンカーボ
ルトを設けてヒューム管と一体結合したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記可
撓性ヒューム管は、以下のような問題点があった。金属
製鍔部付円筒とゴムとは、ゴムの幅方向の厚みが大きい
ことから焼きつけによる製作が面倒であるばかりか充分
な接着力が期待できない場合がある。円筒ゴムのみから
なる可撓性部であるので、製管後における該ヒューム管
の取り扱いが面倒である。すなわち、保管時、運搬時並
びに据え付け時にヒューム管を吊り上げたり吊り下ろし
たりする作業が必須で、このときヒューム管の両端部に
ワイヤーロープを掛けて行なうとき、該ヒューム管が円
筒ゴムから湾曲（屈折）することとなって吊り上げ位置
がずれたりすることがある。また、円筒ゴムは、外力に
対して自由に変形し得るから、この外力が過大になって
も容易に追従して、ヒューム管の破損を防ぐことができ
るが、一方、余り大きな変形により塑性変形が起こり、
円筒ゴムと円筒の鍔部との焼きつけ部が剥がれて漏水す
ることがある。

【０００４】この発明は、前記問題（欠点）を改良する
ためになしたものであり、ヒューム管の取り扱いが容易
であるばかりか、可撓性部の変形を制限して水密性の低
下をなくした可撓性ヒューム管を提供することを目的と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、所定長のヒューム管の長さ方向
の中間のコンクリート中に可撓性部を配設して一体化し
た可撓性ヒューム管において、所要間隔をあけて対向配
設した一対の断面Ｉ形剛性リング体と、該剛性リング体
間に介装し結合手段を介して一体化した弾性リング体
と、前記剛性リング体と弾性リング体との間に設けた水
膨張性ゴムと、前記剛性リング体の前記弾性リング体と
反対側に突出したコンクリート用アンカーと、からなる
可撓性部を配設し、前記両剛性リング体を跨いで該剛性
リング体の外周面に、繊維強化樹脂剛性層を形成したこ
とである。

【０００６】また、請求項２の発明は、前記剛性リング
体間の弾性リング体の外方に空間部を形成し、該空間部
に発泡ウレタンを充填して発泡ウレタン層を形成したこ
とである。

【０００７】また、請求項３の発明は、前記剛性リング
体間の弾性リング体の外方に空間部を形成し、該空間部
にモルタルを充填してモルタル層を形成したことであ
る。

【０００８】また、請求項４の発明は、前記両剛性リン
グ体と前記繊維強化樹脂剛性層との間に繊維強化樹脂被
覆層を形成し、前記繊維強化樹脂被覆層に充填孔を穿設
したことである。

【０００９】また、請求項５の発明は、弾性リング体の
外周寄りの両側面に、該側面から突出する環状凸部を形
成するとともに剛性リング体と弾性リング体との間に設
けた水膨張性ゴムの外端部を、前記弾性リング体の両側
面より突出させたことである。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を例示の図
面に基づいて説明する。図１において、１はコンクリー
ト部２の長手方向の中間に配設一体化した可撓性部３か
らなる可撓性ヒューム管である。可撓性部３は、所定間
隔をあけて併設した一対の断面Ｉ形の剛性リング体４と
剛性リング体４間に介装し結合手段６により結合して一
体化した弾性リング体５、剛性リング体４と弾性リング
体５との間に介装した水膨張性ゴム７および剛性リング
体４に固着したコンクリート用アンカー８とからなるも
のである。この場合、剛性リング体４は、環状リング９
とその内外の外周筒体１０および内周筒体１１とにより
なる鉄製もので、これらを溶接により一体化したもので
ある。１２は両外周筒体１０および両内周筒体１１間の
間隙、１３は環状リング９の内外方向の同一円周上に穿
設したボルト貫通孔である。そして、可撓性部３の外周
筒体１０の外径と内周筒体１１の内径は、それぞれコン
クリート部２の外径および内径と同一または略同一であ
る。

【００１１】弾性リング体５は断面略矩形で、ゴム製の
ものである。結合手段６は、ボルト１４とボルト１４の
中間に捩じ込んだ固定用ナット１５および締付用ナット
１６とからなり、ボルト１４の一部および固定用ナット
１５が弾性リング体５すなわちゴムの加硫時に予め埋設
される。すなわち、弾性リング体５の加硫成形に際し
て、ボルト１４の頭部が固定用ナット１５とともにゴム
層内に埋設され、他端をゴム層内から突出させる。ま
た、加硫時にゴム層の両側内面に環状の水膨張性ゴム７
を配設しておく。上記の様にして製作された弾性リング
体５と剛性リング体４とは、弾性リング体５に埋設され
たボルト１４の突出部を環状リング９のボルト貫通口１
３に嵌装し、ボルト１４に押え板（またはワッシャ）１
７を介して締付用ナット１６を捩じ込むことにより結合
し、一体化する。前記捩じ込みによって、弾性リング体
５の側面および固定用ナット１５が環状リング９に密着
し、両者間の水密を保つ。ここでボルト１４の頭部は、
弾性リング体５との一体化の機能を持ち、固定用ナット
１５は弾性リング体５の端面を剛性リング体４に過締付
けしないように制限する機能を果す。アンカー８は、弾
性リング体５と反対側の環状リング９に複数本づつ溶接
により固着され、先端部は図中では内方に曲げたもので
あるが、外方および円周方向に曲げてもよく、また捩じ
込み方式の固着でもよい。１９は剛性リング体４の環状
リング９と外周筒体１０とのコーナー部に嵌装した水膨
張性ゴムである。２０は両外周筒体１０の外周面に、間
隙１２を跨いで樹脂（例えば熱硬化性樹脂としてエポキ
シ樹脂）を含浸した繊維（例えばガラス繊維、カーボン
繊維）を巻き付けて硬化した繊維強化樹脂剛性層であ
る。

【００１２】２１はコンクリート部２中に埋設された鉄
筋かご、２２は必要により外周筒体１０のコンクリート
部２側端部の内方側に突出させた円周状突出部で、この
円周状突出部２２により、コンクリート部２と剛性リン
グ体４とを一体化させて、剛性リング体４のコンクリー
ト部２からの抜け止めを行う。なお、抜け止め構造とし
て、円周状突出部２２に代えて、外周筒体１０の内周面
に棒材を１条また２条溶接などにより固着することもで
きる。２３は必要により弾性リング体５の外周面に形成
した凹部で、この凹部により弾性リング体の図示の縦方
向の肉厚を薄くして横幅方向の中央部を最も弱くして曲
げ・剪断応力を該凹部に集中させることができる。な
お、図１において、弾性リング体５の外周面と両外周筒
体１０の内周面の間に空間部２４を設けたが弾性リング
体５の肉厚を厚くしてこの空間部２４をなくしてもよ
い。

【００１３】前記可撓性ヒューム管は次のようにして製
造される。まず、水膨張性ゴム１９を取り付けた可撓性
部３を型枠（図示省略）内の中ほどにセットし、次いで
その両側に鉄筋かご２１を配設した後、常法により該型
枠を高速回転しながら、該型枠内にコンクリートを充填
し、その遠心力によりヒューム管を製造する。製管後、
養生して該型枠からヒューム管を取り出す。このヒュー
ム管は、いわゆる遠心力鉄筋コンクリート管で、この管
のコンクリート部２の中間部に可撓性部３が一体的に結
合された１本の可撓性ヒューム管１となる。この可撓性
ヒューム管１は一本の管であるが可撓性部３を有するこ
とから、これに外力が作用したとき、可撓性部３を基点
（支点）として、その両側のコンクリート部２が曲げ応
力によって略Ｖ字状または逆Ｖ字状に容易に屈折可能と
なる。

【００１４】可撓性ヒューム管１の屈折度は、コンクリ
ート２中に介在させる弾性リング体５の材質などによる
が、かなり大きいものである。しかしあまり大きく屈折
すると塑性変形をしてしまうこととなるため、好ましい
ものではない。このため、可撓性部３の剛性リング体４
の外表面に繊維強化樹脂剛性層２０を形成する。繊維強
化樹脂剛性層２０は、製管後、可撓性部３の剛性リング
体４の外表面に樹脂を含浸させた繊維を巻き付け、硬化
させることにより形成する。この場合の繊維は円周方向
および管軸方向に交互に少なくとも一層以上配設する。
この繊維強化樹脂剛性層２０によって、両剛性リング体
４との接着一体化が計られるとともに、弾性リング体５
の自由な屈曲を所定値内に保持するのである。これによ
って、可撓性ヒューム管１をその両端にワイヤロープを
掛けて吊り上げたりするとき、その自重により可撓性ヒ
ューム管１が大きく屈折しようとしても、弾性リング体
４に働く外力（負荷）が拘束され、このため運搬・埋設
時において、ヒューム管を吊り上げたりするときの取り
扱いが容易である。

【００１５】この剛性層２０の剛性強度は、使用材料、
層厚によって異なるが、少なくともコンクリート部２の
圧壊（剪断）荷重・耐圧力よりも小さい値（６０％〜８
０％）に設定される。したがって、可撓性ヒューム管１
において、最も弱い箇所は管長方向の剛性リング５の間
隙１２の部分であり、大なる外力が作用したとき、この
間隙１２部分にある繊維強化樹脂剛性層２０に集中する
ことになる。つまりこの部分で剛性層２０が破損、折
損、亀裂が生じるようにしてコンクリート部２が破損し
ないようにする。なお、繊維強化樹脂剛性層２０は前記
実施の形態では製管後に形成したが、製管前に形成して
もよい。

【００１６】埋設された可撓性ヒューム管１に、曲げや
剪断の外力が作用したとき、その外力が剛性層２０の剛
性強度の範囲以内にある間は、剛性層２０の剛性によ
り、管の耐屈折性が確保されて、可撓性部３の可撓性機
能が保持され、その外力が不等沈下や地震などによって
剛性層２０の剛性強度を超えた場合は、可撓性部３の中
央の剛性層２０および弾性リング体５に集中的に加わ
り、管の耐屈折性が失われて剛性層２０が塑性変形また
は破断し、これによって可撓性部３の可撓性機能の保持
力が解かれることとなる。この場合であっても、可撓性
部３は大きくＶ字状に陥没したり、逆Ｖ字状に浮き上が
っても位置づれすることがないので、その変形も小さく
したがって、この可撓性部３からの漏水が確実に防止さ
れる。

【００１７】なお、繊維強化樹脂剛性層２０を可撓性ヒ
ューム管１の全長にわたり設けてコンクリート部２の強
度を一層高め、剛性層２０部との強度差を大ならしめ
て、ヒューム管に作用する過大な外力（応力）を間隙１
２部分の剛性層２０に確実に集中させことができる。こ
のように破損、折損、亀裂を剛性層２０に発生させ、コ
ンクリート部２に生じさせないようにする。

【００１８】図２は可撓性部３の他の実施の形態で、同
図において、２４は剛性リング体４と弾性リング体５間
に形成した空間部で、この空間部２４に発泡ウレタンを
充填して発泡ウレタン層２６を形成する。発泡ウレタン
層２６は、外周筒体１０間の間隙１２を繊維強化樹脂剛
性層２０で覆い、繊維強化樹脂剛性層２０の適所に充填
孔２５をあけ、充填孔２５から発泡ウレタンを充填する
ことにより形成する。発泡ウレタン層２６により、剛性
リング体４と弾性リング体５間からの漏水を弾性リング
体５と協働して一層防止する。なお、発泡ウレタン層２
６の形成は前記図１の実施の形態同様好ましくは製管前
に行なうが、製管後であってもよい。

【００１９】図３は可撓性部３の他の実施の形態で、同
図において、図２同様、２４は剛性リング体４と弾性リ
ング体５間に形成した空間部で、この空間部２４に発泡
ウレタンを充填して発泡ウレタン層２９を形成する。発
泡ウレタン層２９は、外周筒体１０間の間隙１２を繊維
強化樹脂被覆層２７で覆い、繊維強化樹脂被覆層２７の
適所に充填孔２８をあけ、充填孔２８から発泡ウレタン
を充填することにより形成する。発泡ウレタン層２９に
より、剛性リング体４と弾性リング体５間からの漏水を
弾性リング体５と協働して一層防止する。なお、発泡ウ
レタン層２９の形成は好ましくは製管前に行なうが、製
管後であってもよい。３０は繊維強化樹脂被覆層２７を
覆い、剛性リング体４の外面に巻き付けて成形した繊維
強化樹脂剛性層で、該剛性層３０は図１で示した剛性層
２０と同一のものである。なお、前記実施の形態では繊
維強化樹脂被覆層２７を含んで繊維強化樹脂剛性層３０
を形成したが、繊維強化樹脂剛性層３０のみでもよい。
この場合繊維強化樹脂剛性層３０に充填孔２８を設けて
発泡ウレタンを充填する。

【００２０】図５は弾性リング体５を含む他の実施の形
態で、同図において、弾性リング体５の外周側の両側部
に、側面５ａから突出する環状凸部５ｂを形成する。ま
た、弾性リング体５の内周側の両側部に埋設した環状の
水膨張ゴム７の外端部を、弾性リング体５の両側面５ａ
より若干突出させる。なお、ボルト１４の頭部および固
定用ナット１５も、前記実施の形態で述べたように弾性
リング体５に埋設される。２３は図１と同様必要により
弾性リング体５の外周面に形成した凹部で、この凹部に
より、弾性リング体５の図示の縦方向の肉厚を薄くして
横幅方向の中央部を最も弱くして曲げ・剪断応力を該凹
部に集中させることができる。上記のように製作された
弾性リング体５を前記図１、２および３で示した弾性リ
ング体に代えて、この弾性リング体５と剛性リング体４
とを、仮想線で示すようにボルト１４に押え板１７を介
して締付け用ナット１６を捩じ込むことにより結合し、
一体化する。前記捩じ込みによって、弾性リング体５の
側面５ａおよび固定用ナット１５が環状リング９に密着
することとなるが、弾性リング体５の環状凸部５ｂと水
膨張ゴム７の突出部分７ａが、環状リング９に特に強く
圧着されるとともに全周にわたり均等に圧着され、両者
間の耐漏水機能を一層高めることができる。

【００２１】前記実施の形態の図２の発泡ウレタン層２
６に代えて、図４に示すように、空間部２４にモルタル
を充填しモルタル層３１を形成することもできる。ま
た、前記実施の形態の図３の発泡ウレタン層２６に代え
て、図４と同様に空間部２４にモルタルを充填しモルタ
ル層３１を形成することもできる。モルタル層３１の形
成方法は、発泡ウレタン層２６，２９の形成方法同様好
ましくは製管前に行なうが、製管後であってもよい。

【００２２】前記モルタル層３１により、可撓性部３の
剛性強度が発泡ウレタンの場合に比べ高くなり、開削方
式だけでなく、推進管としても使用できる。すなわち発
泡ウレタン層２６に代るモルタル層３１は、推進施工時
に可撓性ヒューム管１の可撓性部３に作用する軸心方向
の圧縮力を繊維強化樹脂剛性層２０と協働して負担す
る。これによって、推力を確実に伝達するとともに弾性
リング体５へ大きな負荷がかかることがないため、推進
工法用管として使用することができる。なお、推進管と
して用いる場合は、好ましくは先頭管に使用する。

【００２３】

【実施例】一般に自然流下の下水道管路において、地盤
不等沈下や地震時などによって、マンホール又は管取付
壁の取り付け部周辺の管に、曲げや剪断の外部応力が働
いてリング状亀裂の発生することが多い。これはマンホ
ール等と管路の挙動が同一でないことや管を取り巻く地
盤の状況や埋設条件の相違などによるためで、それぞれ
の条件が異なるため一定箇所とならず、発生箇所がマン
ホール３２の側壁からおおよそ０．３ｍ〜１．２ｍの範
囲内に集中している。したがって、それらの外部応力を
吸収する可撓性ヒューム管の設置が必要となる。そこ
で、前記により製造された可撓性部３を有するヒューム
管１を、図６に示すようにマンホールまたは管取付け壁
３２の取り付け部（側壁の貫通孔）３３に取り付け埋設
した。これによって、外力は前記範囲のどの位置で発生
しても可撓性部３に集中することとなる。可撓性部３の
位置は、管長Ｌ＝１．０〜１．２ｍの管にあっては、マ
ンホール３２の側壁より約０．３〜０．６ｍ、Ｌ＝２．
０〜２．４３ｍの管にあっては、マンホール３２の側壁
より０．５〜１．２ｍに有るのが望ましい。なお、可撓
性ヒューム管１は、管体厚の小さい比較的小口径（２０
０ｍｍ〜７００ｍｍ）用に適用される。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成したか
ら、次に述べるような効果を奏する。請求項１の発明に
よれば、剛性リング体と弾性リング体とは結合手段によ
り結合したので、両者は強固に結合されるとともに確実
に密着して水密性を維持することができる。また、剛性
リングと弾性リングとの間に水膨張性ゴムを介在させた
ので、大なる外力が作用して前記結合手段による密着力
が部分的に弱まって浸水したとしても、該ゴムが浸水し
た水により膨張して長期にわたり止水機能を発揮するこ
とができる。また、剛性リング体とコンクリート部とは
アンカーによって、強力に固定一体化し、はく離にとも
なう水密性が低下することがない。また、コンクリート
部の端部、すなわちその内外周面および端面は、断面Ｉ
形剛性リング体により被覆されているため、折曲などの
応力に対して充分に補強されていて応力が集中すること
がなく、このため破損、折損などの恐れがない。また、
両剛性リング体を跨いで剛性リング体の外周面が繊維強
化樹脂剛性層により被覆補強されているため、埋設施工
性が優れ、可撓性部とコンクリート部とは長期の結合性
を維持することができるとともに、弾性リング体は過大
な可撓性が拘束されて長寿命となり、かつ可撓性ヒュー
ム管の吊り上げ時における取り扱いが容易となる。ま
た、繊維強化樹脂剛性層は剛性リング体の外周面に樹脂
を含浸した繊維を巻きつけて硬化成形するだけであるか
ら、その成形が簡単容易であるばかりか強固な一体化が
計られるとともに、その剛性により弾性リング体の過大
な可撓性を確実に拘束することができ、さらに剛性リン
グ体の腐食を大幅に軽減することができる。

【００２５】請求項２の発明によれば、前記剛性リング
体間の弾性体リング体の外方の空間部に発泡ウレタンを
充填して発泡ウレタン層を形成したから、前記水膨張性
ゴムとの相乗効果により、漏水を一層防止することがで
きる。

【００２６】請求項３の発明によれば、前記剛性リング
体間の弾性体リング体の外方の空間部にモルタルを充填
してモルタル層を形成したから、推進工法用管として使
用することができる。

【００２７】請求項４の発明によれば、前記両剛性リン
グ体と前記繊維強化樹脂剛性層との間に繊維強化樹脂被
覆層を形成し、前記繊維強化樹脂被覆層に穿設した充填
孔から充填用材料を充填して層を形成し、さらにコンク
リートの外周面に繊維強化樹脂剛性層を形成したので、
可撓性部の補強効果と充填が容易となる。

【００２８】請求項５の発明によれば、弾性リング体の
外周寄りの両側面に、該側面から突出する環状凸部を形
成するとともに水膨張性ゴムの外端部を前記弾性リング
体の両側面より突出させたから、環状凸部５ｂと水膨張
ゴム７の突出部分７ａが環状リング９に特に強くしかも
全周にわたり均等に圧着されることとなり、このため耐
漏水性をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態の可撓性ヒューム管の
要部を示す部分断面図である。

【図２】この発明の他の実施の形態の可撓性ヒューム管
の要部を示す部分断面図である。

【図３】この発明の他の実施の形態の可撓性ヒューム管
の要部を示す部分断面図である。

【図４】この発明の他の実施の形態の可撓性ヒューム管
の要部を示す部分断面図である。

【図５】この発明の他の実施の形態の要部を示す断面図
である。

【図６】この発明の可撓性ヒューム管を埋設した状態の
概略説明図である。

【符号の説明】

１ 可撓性ヒューム管 ２ コンクリート部 ３ 可撓性部 ４ 剛性リング体 ５ 弾性リング体 ５ａ 側面 ５ｂ 環状凸部 ６ 結合手段 ７ 水膨張性ゴム ８ コンクリート用アンカー １２ 間隙 １９ 水膨張性ゴム ２０ 繊維強化樹脂剛性層 ２３ 凹部 ２４ 空間部 ２５ 充填孔 ２６ 発泡ウレタン層 ２７ 繊維強化樹脂被覆層 ２８ 充填孔 ２９ 発泡ウレタン層 ３０ 繊維強化樹脂剛性層 ３１ モルタル層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−31718（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−81517（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−147814（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭59−22390（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭60−21598（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 9/08 F16L 27/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定長のヒューム管の長さ方向の中間の
   コンクリート中に可撓性部を配設して一体化した可撓性
   ヒューム管において、所要間隔をあけて対向配設した一
   対の断面Ｉ形剛性リング体と、該剛性リング体間に介装
   し結合手段を介して一体化した弾性リング体と、前記剛
   性リング体と弾性リング体との間に設けた水膨張性ゴム
   と、前記剛性リング体の前記弾性リング体と反対側に突
   出したコンクリート用アンカーとからなる可撓性部を配
   設し、前記両剛性リング体を跨いで該剛性リング体の外
   周面に、繊維強化樹脂剛性層を形成したことを特徴とす
   る可撓性ヒューム管。
2. 【請求項２】 前記剛性リング体間の弾性リング体の外
   方に空間部を形成し、該空間部に発泡ウレタンを充填し
   て発泡ウレタン層を形成したことを特徴とする請求項１
   記載の可撓性ヒューム管。
3. 【請求項３】 前記剛性リング体間の弾性リング体の外
   方に空間部を形成し、該空間部にモルタルを充填してモ
   ルタル層を形成したことを特徴とする請求項１記載の可
   撓性ヒューム管。
4. 【請求項４】 前記両剛性リング体と前記繊維強化樹脂
   剛性層との間に繊維強化樹脂被覆層を形成し、前記繊維
   強化樹脂被覆層に充填孔を穿設したことを特徴とする請
   求項２または３のいずれかに記載の可撓性ヒューム管。
5. 【請求項５】 弾性リング体の外周寄りの両側面に、該
   側面から突出する環状凸部を形成するとともに剛性リン
   グ体と弾性リング体との間に設けた水膨張性ゴムの外端
   部を、前記弾性リング体の両側面より突出させたことを
   特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の可撓性
   ヒューム管。