JP3185858B2

JP3185858B2 - 離脱防止形管継手

Info

Publication number: JP3185858B2
Application number: JP17099097A
Authority: JP
Inventors: 芳樹岡本; 哲二下保; 一郎塩見
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1997-06-11
Publication date: 2001-07-11
Anticipated expiration: 2017-06-11
Also published as: JPH112374A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水道用、下水道、ガ
スなど地下に埋設する管路の離脱防止形管継手に係る。

【０００２】

【従来の技術】地下に埋設する管路を形成する管の主体
は敷設時の施工性の優れたダクタイル鋳鉄管である。こ
の管は一方の管端を拡径した受口内へ他方の管端の挿口
を挿入し、両者の間隙へゴム輪を介装して管路の水密性
を維持し、管内の上水や下水、家庭用ガスなどの流体を
供給する管路の主要な役割を務めている。管路は地下に
埋設されているから、管と管との離脱防止が重要な要素
であり管の継手から漏水が起こって貴重な水資源を浪費
することがあってはならない。

【０００３】現在、ダクタイル鋳鉄管に用いられている
継手の多くはＫ形、Ａ形、Ｔ形などが規格化されてお
り、これらの管路は継手が伸縮、可撓性を具えているの
である程度の地震や軟弱地盤での地殻変動に順応する柔
構造管路である。しかし近年の耐震管路への要求が阪神
大震災を契機としてより一層高まるようになり、よりレ
ベルの高い耐震管用継手の開発が急がれている。

【０００４】図６はダクタイル鋳鉄管用ＳII形継手の構
造を示した縦断正面図である。受口１０１と挿口１０２
の間で構成される隙間部分に止水用のゴム輪１０３を介
装し、その外端面を押輪１０６を介してＴ頭ボルト１０
７を締め付けて一定以上の止水面圧を維持する。受口内
面の環状溝にセットされたロックリング１０４は挿口１
０２先端の突起１２１と係合することにより地盤の変動
があっても挿口が受口から抜け出すことを防止する離脱
防止作用が働く。ＳII形継手はこの構造によって大きな
伸縮量と高い離脱防止性能を具えており、大きな地盤変
動に対して継手が伸縮、屈曲し、最終的に離脱を阻止す
る機能が働くので、このような継手で構成される管路を
通称的に鎖構造管路と呼んでいる。

【０００５】なお、挿口突起を溶接したり管に穿孔して
固定する手順が煩瑣であることを課題として取り上げ、
１つ割で側面を傾斜面で形成する第１挿口リングを挿口
の外周面に刻設した嵌合溝へ嵌入し、該傾斜面と適合す
る逆傾斜面を側面とする第２挿口リングをロックリング
との間へ介装する特開平６−２６５０６２号公報などの
改良技術もある。

【０００６】また耐震用の管継手に係る従来技術として
は、その他にも様々の改善策が提示されており、とくに
敷設時の施工性を重視して開発されたスリップオンタイ
プ、すなわち無締結で鋳鉄管を継合して管路を形成する
敷設方式に使用する継手として実開平４−１３３０９０
号、実開平４−１３３０９１号、実開平４−１３３０９
２号の各公報などが見出されるが、いずれもロックリン
グを嵌合し、挿口リングと係合して引き抜く外力に対抗
して離脱防止作用を発揮する発想自体については前記の
ＳII形継手とほぼ共通する要旨からなる。

【０００７】また、地中に設された水道水用などの管路
は、周知の通り直管だけで構成されているわけではな
く、必ず直管と異形管の組合わせによって道路などの屈
曲に追従した管路を形成するのが一般の原則である。地
震などの急激な縦揺れ・横揺れに対しては当然この揺動
に追随した管路の可撓性が必須の要件である。しかし、
異形管と直管との管継手部分について言えば、離脱防止
と過度の入り込み防止が大きな前提となることは言うま
でもないが、単純に可撓性を大きく許容して耐震性を強
化する直管の思想をそのまま援用し、管継手の屈曲や伸
縮を自由に許容すると、却って管路全体の機能を喪失す
る逆効果もあり得ることに着目しなければならない。

【０００８】異形管を含む管路の継手部分としては通
常、異形管部分を強固に一体化した離脱防止形管継手が
使用される。現在の主な離脱防止形管継手としては図７
のＫＦ形、図８のＵＦ形継手があり、何れも受口、挿口
間に跨がってロックリング２０４，３０４を係合して相
互の離脱を阻止する構成としている。また小口径用とし
て図９のように耐震性のあるＳII形継手にライナー４０
０を併用し、伸縮を制限した継手も使用されているが、
これらの継手は離脱防止と水圧による不平均力圧に対抗
するため一体化構造を指向している反面、曲げ剛性が高
く、伸縮量がないため、地盤変動に対する順応性が通常
の一体化されない管路部分に比べ劣る傾向にあることは
否めない。

【０００９】特殊な用途に供する管路の接合に適した管
継手の提示も稀ではなく、例えば図１１に示す特開平６
−２１３３７９号公報や、同系統の技術に属する特開平
６−２１３３８０号公報では水管橋用管継手の構成を示
し、管路に所定の屈曲角度を与えることができると共
に、曲げ剛性の高い継手を目指している。すなわち、挿
口２０１の外周に嵌合溝２２１を形成し、調整リング２
２２、２２３を両側から嵌合溝２２１へ嵌め込んで軸芯
が屈曲した屈曲溝２２４を形成する。これによって管軸
に対して傾斜した状態でロックリング２０４を嵌合する
から前記の特定の機能を発揮することができる。しか
し、曲げ剛性が高いということはフレキシブルな可撓
性、屈曲性を失う一体化構造を形成することを意味する
から、耐震性については対応する機能に欠けるともいえ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ＳII形やその他の直管
用の従来技術の継手では、耐震構造を重視して受口、挿
口の相互の挿通範囲内での移動を可能とし管相互の位置
関係を変動する伸縮作用を具える事が最大の条件とな
る。しかし、反面この伸縮作用が災いして管路の敷設作
業において、継合した継手部の水圧試験を行なうために
は、管路を埋め戻して管の相対的位置を固定しないと、
フリーの状態では継手部分の相対的な位置関係が変動し
た伸縮が起こる可能性もあり、管路が蛇行したり軸線が
変動することもあり得るという課題がある。

【００１１】一方異形管を含む管路では管路の屈曲に伴
う不平均力に対する防護を設定するという独自の課題が
ある。これに関して更に説明すると、図１０に図解する
ように管路全体に水圧が作用した状態において、異形管
部Ｂに不平均力という管を外側に動かそうとする外力が
働く。この不平均力は下式で算出される。Ｐ＝２ｐＡｓｉｎ（θ／２）ただし、Ａ：管断面積ｐ：水圧この外力に対抗するためにコンクリートブロックによる
防護工が通常適用されているが、コンクリートブロック
が過大となるか、または複雑な管路の屈曲に対応してコ
ンクリートブロックの打設が不可能な場合には、一般に
離脱防止機構を具えた継手を使用し、異形管部の移動を
防ぐための継手部を剛結する。この際に剛結された継手
に作用する曲げモーメントに耐えるだけの曲げ剛性を有
することが異形管部に使用する継手に必要な条件とな
る。継手の曲げモーメント（曲げ剛性）が低ければ、一
体化（剛結）しなければならない距離が増えるため、管
継手の屈曲性や伸縮を拘束した構造のものを多数介装し
なければならず、結局、前記のＫＦ形やＵＦ形のように
剛性は高いものの地盤の変動に順応し易い耐震構造を一
層強化した管路を形成すべしとする社会的なニーズとは
相反する方向に指向せざるを得ないという課題が残る。

【００１２】本発明は以上の課題を解決するため、直管
部分の地震など大きな地盤変動に順応できる、いわゆる
鎖構造管路では、埋め戻し前の水圧テストが可能な程度
の拘束力を具えて通常の管路圧に対応でき、使用中に地
震など拘束力を超えた大きな引き抜き力に対しては、最
終的に離脱防止機能が働いて管路の通水を維持する離脱
防止形管継手の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る離脱防止形
管継手は、受口１と挿口２、両者間へ介装するゴム輪
３、受口フランジ１１と締結するＴ頭ボルト７によって
前記ゴム輪３の外端面３１を押圧して水封する押輪６、
および受口１の嵌合溝１４に嵌合した離脱防止用のロッ
クリング４と挿口端部近くに周接した挿口突起２２を具
え外力によって管相互の位置関係の許容を変動する伸縮
性を具えた型式であって、二つ割の押輪６の前記ゴム輪
３と接触する内端面６１と反対側の外端６２近くに刻設
した嵌合溝６３と挿口２の外周面へ該嵌合溝に対応して
刻設した嵌合溝２１に一つ割りの環状体で縮み方向に付
勢する係合リング５を共通して嵌合し、両溝６３、２１
内に嵌合する該係合リング５は管の継合後、埋め戻して
管の相互の位置を固定しなくても水圧テストでは伸縮し
ない程度の強度を具え、かつ、大地震など前記水圧テス
トを超えるより大きな外力に対しは前記嵌合が外れてロ
ックリング４と挿口突起２２とが突き当って離脱を阻止
するまで相互の管移動を可能とする伸縮性を維持するこ
とを構成上の特徴とする。

【００１４】図１（Ａ）は本発明に係る離脱防止形管継
手の継合状態を示し、管の受口と挿口とを継合したと
き、押輪の嵌合溝６３と挿口の嵌合溝２１に跨って共通
して嵌合した係合リング５のために両管が係合し管の相
対的な位置関係を固定している。一方、異形管の不平均
力に対しても係合リング５が縮み方向に付勢されて挿口
の嵌合溝の溝底を均等に押圧して全円周に対して均等に
係合し、一体化を形成して管を埋め戻して相互の位置を
固定しなくても水圧テストに対して充分に耐えて離脱を
防止する作用が働く。なお、通常の接合時の両管の相対
的な位置関係としては、挿口の端部２３から受口の内端
１２までの縮み代Ｌ₁と、挿口突起２２からロックリン
グ４までの伸び代Ｌ₂とをほぼ等しい長さで両管を接合
したとき、挿口の嵌合溝２１と押輪の嵌合溝６３とが上
下で対向する位置で係合リング５を共に嵌合する態様が
きわめて望ましい。

【００１５】図１（Ｂ）は大地震など大規模な地盤の変
動が直撃して係合リング５の拘束力を超えて相対的な管
の移動が起こったとき、ロックリング４と挿口突起２２
とが突き当り、これ以上の離脱を完全に阻止する作用を
発揮して耐震構造の機能を維持することにより課題を解
決する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図２は本発明の実施形態を示す縦
断正面図であり、受口１内へ挿口２を挿入し受口内周面
と挿口外周面との間へ水封用のゴム輪３を介入し、ゴム
輪３の露出した外端面３１を押圧する押輪６、この押輪
６と受口１のフランジ１１とを締結するＴ頭ボルト７お
よびナット７１によって基本的な構成を形成している。
なお、この実施形態では合成樹脂製のバックアップリン
グ３２をゴム輪３の内端側へ挾在させてゴム輪の内端側
を保護している。バックアップリング３２は樹脂製で円
周方向１箇所でバイヤスカットされ挿口外周面上に装着
される。また、挿口２の端部２３近くに挿口突起２２を
溶接などで全周に亘って固定している。

【００１７】図３（Ａ）（Ｂ）は分割部５１を具えた環
状体の係合リング５の断面図と正面図であり、材質は可
撓性を具えた合成樹脂、または前記樹脂とほぼ同じ強度
の金属製が適当であり、内径側へ縮み勝手に付勢する形
状からなり、挿口嵌合溝２１と押輪嵌合溝６３間に跨が
って嵌合し挿口の嵌合溝底面を管軸方向へ向って押圧す
る方向に緊着する。図４（Ａ）（Ｂ）は２つ割の押輪６
の断面図と正面図であり上下から挿口外周面を挟持する
ように管軸に対して対称的に２分割されている。分割面
６５は図のように一直線ではなく、２回直角に屈折した
嵌め込み方式として、それぞれ受口フランジ１１とナッ
トで締結して相互には直接締結しなくても離脱しないよ
うに設計し、管路敷設時の施工性を上げると共に、管軸
と直交する受圧面で接着して管の引き抜き力を面として
受ける構成としている。この場合係合リングのサイズや
強度などは管の口径、設計水圧から所要の離脱防止力を
計算して配列する。挿口の嵌合溝２１と押輪の嵌合溝６
３に共通して嵌合する係合リング５は通常の水圧テスト
程度であれば両管を拘束して管同士の相対的な位置が変
動することを阻止する強度は具えているから、管路接合
後の漏水テストを管の埋め戻し前に実施することができ
る。

【００１８】一旦、大地震が発生したときには、地震の
縦横の揺動による激しい外力や大きな地盤歪みによって
管路には不均衡で巨大な外力が直撃することが予想され
るが、この場合は図１（Ｂ）のように挿口外周面と押輪
６を係合していた係合リングの強度を超えた外力のため
に変形や剪断が起こって両部材間の係合が外れ、管同士
が相対的に移動して継手部が伸縮する作用が発現し、最
終的に挿口突起２２とロックリング４とが突き当って大
きな離脱力に耐えて管路の通水を確保する。

【００１９】ロックリング４は円周一つ割の金属製で形
成し、受口の環状溝１３の内径に対し広がり勝手に製作
され、図示しないが、円周を均等に配分して芯出しゴム
によって芯出しされて均等にロックリングが嵌合するよ
うに構成するのも慣用的に多用される方法である。この
芯出しゴムの反力によってロックリングの環状溝への嵌
合力は強化され、かつ平均化する利点が指摘される。ま
たロックリングには一つ割の他に切欠きを数箇所設け
て、環状溝１３への内嵌を容易にする形状を採ることも
施工性を高める上で有効な公知手段の１つとされる。

【００２０】図５は本発明の離脱防止形管継手を使用し
て管路を形成するときの接合の手順を示す。（Ａ）挿口２に係合リング５、ゴム輪３、バックアップ
リング３２、ロックリング４を預け入れ、受口１に挿口
２を挿入する。（Ｂ）接合治具８を使ってロックリング４を装着する。（Ｃ）接合治具８を使ってバックアップリング３２を装
着する。（Ｄ）係合リング５を挿口外周面の嵌合溝２１に嵌め込
む。（Ｅ）係合リング５を押輪６の嵌合溝６３に嵌め込み押
輪をセットする。（Ｆ）Ｔ頭ボルト７をナット７１で締結し接合作業が完
了する。

【００２１】

【発明の効果】本管継手は離脱防止形管継手としてＳ
形、ＳII形などの伸縮性に富んだ継手でも埋め戻し前の
水圧テストが実施できるから、施工の手順が格段に改善
され検査能率が抜群に向上する。また万一、テストの結
果、漏水のあったときでも即座に検知できるし、まだ埋
め戻し前の露出した管路であるから速やかに補修が可能
であり、検査能率の向上は抜群の効果となって顕われ
る。

【００２２】一方、都市部に急増する屈曲し錯綜した管
路に多用される異形管の一体化を容易に、かつ均等に維
持して不平均力に耐える堅牢な継手部を形成する上、さ
らに大地震、地盤沈下など過度の変動に遭遇したときで
もこれに順応して屈曲と伸縮を許容し、離脱防止機能も
併せ堅持するので、信頼性の高い離脱防止形管継手とし
て、特に都市部などの地震や災害に対してライフライン
を確保して市民の生活の根源を守る社会的効果は何物に
も替え難い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の通常時（Ａ）と非常時
（Ｂ）の作用を示す縦断正面図である。

【図２】本発明の同じ実施形態の詳細を示す縦断正面図
である。

【図３】係合リングの断面図（Ａ）と正面図（Ｂ）であ
る。

【図４】押輪の断面図（Ａ）と正面図（Ｂ）である。

【図５】（Ａ）〜（Ｆ）で本発明の離脱防止形管継手の
接合手順を縦断正面図で示す。

【図６】従来技術のＳII形継手の縦断正面図である。

【図７】従来技術のＫＦ形継手の縦断正面図である。

【図８】従来技術のＵＦ形継手の縦断正面図である。

【図９】従来技術のライナーを併用したＳII形継手であ
る。

【図１０】異形管独自の課題を説明する平面図である。

【図１１】特殊用途に使用する離脱防止形管継手の従来
技術を示す縦断正面図（Ａ）と正面図（Ｂ）である。

【符号の説明】

１受口２挿口３ゴム輪４ロックリング５係合リング６押輪７Ｔ頭ボルト 11 フランジ 12 内端 21 嵌合溝 22 挿口突起 23 内端 31 外端面 32 バックアップリング 51 分割部 61 内端面 62 外端 63 嵌合溝 71 ナット

フロントページの続き (56)参考文献特開平６−213379（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−156692（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 21/06 - 21/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】受口１と挿口２、両者間へ介装するゴム
輪３、受口フランジ１１と締結するＴ頭ボルト７によっ
て前記ゴム輪３の外端面３１を押圧して水封する押輪
６、および受口１の嵌合溝１４に嵌合した離脱防止用の
ロックリング４と挿口端部近くに周接した挿口突起２２
を具え外力によって管相互の位置関係の変動を許容する
伸縮性を具えた離脱防止形管継手において、二つ割の押
輪６の前記ゴム輪３と接触する内端面６１と反対側の外
端６２近くに刻設した嵌合溝６３と挿口２の外周面へ該
嵌合溝に対応して刻設した嵌合溝２１に一つ割りの環状
体で縮み方向に付勢する係合リング５を共通して嵌合
し、両溝６３、２１内に嵌合する係合リング５は管の継
合後、埋め戻して管の相互の位置を固定しなくても水圧
テストでは伸縮しない程度の強度を具え、かつ、大地震
など前記水圧テストを超えるより大きな外力に対しては
前記嵌合が外れてロックリング４と挿口突起２２とが突
き当って離脱を阻止するまで相互の管移動を可能とする
伸縮性を維持することを特徴とする離脱防止形管継手。
【請求項２】請求項１において、挿口の端部２３から
受口の内端１２までの縮み代Ｌ₁と、挿口突起２２から
ロックリング４までの伸び代Ｌ₂とをほぼ等しく両管を
接合したとき、挿口の嵌合溝２１と押輪の嵌合溝６３と
が上下で対向する位置で係合リング５を共に嵌合するこ
とを特徴とする離脱防止形管継手。