JP3214828B2 - コンクリート管及びその連結構造 - Google Patents

コンクリート管及びその連結構造

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直己 前田
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  • Joints Allowing Movement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート管、
特にその継手部を特異形状としたコンクリート管及びそ
の連結構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、コンクリート管など主に下水道と
して利用されてきたヒューム管は、それらを相互に連結
するため、その一端部にソケット或いはカラー巻きの雌
部を、他端部に前記雌部に嵌合可能な雄部を夫々形成し
た構成のソケット付き或いはカラー付きのコンクリート
管が使用されている。
【0003】そして、これらのコンクリート管を相互に
連結する場合には、雌部の内周面とこの雌部内に嵌合し
た雄部の外周面との間にゴム等の止水パッキンを圧着し
た状態で介在せしめることにより、連結部における止水
性を確保するとゝもに、離脱しないよう設置されるもの
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のソケット付き或いはカラー付きのコンクリート管
はいずれも、図7に示すように、一方のコンクリート管
A2の一端部に形成した雄部Bの外周面は縦断面から見
て直線的な輪郭で形成されているため、不等沈下や地震
等により地盤に変化が生じた場合、その外力により実線
で示す施工時の状態から一点鎖線で示すように、雄部B
と他方のコンクリート管A1の他端部に形成した雌部C
との嵌合部に変化が生じることになる。
【0005】つまり、図7の一点鎖線で示すように、一
方のコンクリート管A2が沈下した場合、その雄部Bは
これと連結する他方のコンクリート管A1の雌部Cと傾
斜した状態での嵌合構造となる。そして、このような嵌
合構造になるに際しては、特に図の上方側において、雄
部Bはその外周面が止水パッキンDを押圧した状態で且
つ止水パッキンDとの圧着面を滑動することになる。
【0006】然るに、雄部Bの外周面は、縦断面から見
て直線的な輪郭で形成されているため滑動しにくいとゝ
もに、雄部Bが雌部Cを不均一な力で圧迫することにな
り、この外力が強い場合には雄部Bと雌部Cとの嵌合
部、特に継手カラーにあっては圧力により変形する。そ
のため、その後コンクリート管A2が平行状態に戻ろう
としても継手カラーの変形は元に戻らないので、この嵌
合部から漏水するといった問題点がある。
【0007】同時に、雄部Bの外周面は止水パッキンD
の内周面と傾斜した状態で且つその一部と接触する構造
となってしまうので、止水パッキンDの全周は不均一な
圧縮率で圧着された状態となるとゝもに、止水作用が機
能する雄部Bの外周面と止水パッキンDの内周面との接
面範囲も狭くなる。その結果、止水能力が著しく低下す
るとゝもに、雄部Bと雌部Cとの嵌合が外れたりすると
いった諸問題が残されている。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、嵌合
部に曲げ応力が付加された時にも止水機能の低下を抑制
することができ、また曲げ角度許容範囲をも拡大せしめ
て地盤の変動に広く対応できるものを提供することを目
的としたものであり、その要旨は、コンクリート管体の
一端部又は両端部に止水パッキンと接触する雄部を設け
るとゝもに、該雄部の外周面を、その長さ方向のほゞ中
央に最大直径部が位置する球面形状に形成したことを特
徴とするコンクリート管等にある。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図1乃至図6に示
す実施例により詳細に説明するに、1は本発明を小口径
推進用のコンクリート管に適用した一実施例のもので、
該コンクリート管1の一端部には雄部2が又他端部には
雌部3が夫々形成されている。
【0010】前記雄部2の外周面は、図1及び図2に示
すように、コンクリート管1の本体部の外径よりやや小
径のものであり、点線で示したモデル球体Mの輪郭に沿
う球面形状に形成されている。すなわち、図示の実施例
にあっては、中心Oがコンクリート管1の中心軸線L上
にあって且つ雄部2の長さTの1/2(中央位置)にあ
るモデル球体Mの輪郭に沿った球面形状で構成されてい
る。
【0011】つまり、前記雄部2の外周面は、雄部2の
長さTの中央位置(1/2T)に最大直径部面K1を備
え、更に縦断面より見れば、該最大直径部面K1からコ
ンクリート管1の中心軸線L方向に次第に収斂する左右
対称の傾斜曲線で表される輪郭、すなわち、最大直径部
面K1を中央としてその先端側における傾斜曲線部面K
2及び基部側の傾斜曲線部面K3との連続した球面形状
で構成されている。
【0012】ここで、前記雄部2の外周面を構成する前
記最大直径部面K1,傾斜曲線部面K2及び傾斜曲線部
面K3からなる球面形状の曲率は、該雄部2が所望する
回転角度分だけ設ければよいので、回転角度をより多く
必要とする場合には雄部2の長さTを大きく形成して回
転角度分を多く確保したり、逆に所望の回転角度が小さ
いものであれば雄部2の長さTを短くするか又は雄部2
の外周面に必要範囲の円弧状輪郭を設けても良い。
【0013】なお、図示の実施例では、コンクリート管
1の本体部の外周形状が円形状のものが図示されている
が、嵌合にかかる雄部2の外周面及び雌部3の内周面が
夫々円周状に周回する構造であれば本発明を適用するこ
とができるから、例えばコンクリート管1の本体部の外
周形状が角状のヒューム管であっても良いことは勿論で
ある。
【0014】3はコンクリート管1の他端部に形成した
雌部で、鉄,ステンレス或いは強化プラスチック等から
なる継手カラー4が埋め込みパッキン5を介してコンク
リート管1の本体部と一体に成形されたもので、コンク
リート管1の端面より突出した継手カラー4の先端部の
内周面には止水パッキン6が装着されている。
【0015】7は継手カラー4の固定部に形成した凹状
の湾曲部で、継手カラー4の剛性の向上及び離脱の防止
を図るために形成されたものであり、また継手カラー4
の先端部に形成した折返し部8は止水パッキン6の位置
ずれ防止及び施工時における取り扱いの安全性を確保す
るためものである。したがって、コンクリート管1同士
の連結時には、コンクリート管1の雄部2はコンクリー
ト管1の雌部3、すなわちコンクリート管1の端部を越
え且つ継手カラー4の先端部で形成される開口部4A内
に嵌合することになる。
【0016】つぎに、本発明に係るコンクリート管1同
士を連結した場合について説明すると、図3に示すよう
に、コンクリート管1A及びコンクリート管1Bの中心
軸線L1及びL2がそれぞれ一致した状態、すなわち両
コンクリート管1A及び1Bが互いに平行に連結された
状態にあっては、継手カラー4の先端部内にあって、雄
部2と雌部3との端面間に介在せしめたクッション材9
を夫々の端面で圧着する状態で嵌合している。
【0017】この時、前記雄部2の外周面は、図2で示
すその最大直径部面K1から基部側の傾斜曲線部面K3
までの曲面部分で止水パッキン6の全内周面と密着せし
めている。つまり、雄部2の前記最大直径部面K1を止
水パッキン6と接触せしめることにより、雄部2の外周
面と雌部3の内周面とにより前記止水パッキン6を圧着
して止水効果を最大限に期待することができ、且つ雄部
2の雌部3からの離脱を防止することができる構造とな
っている。
【0018】次に、図3に示す平行な連結状態から一方
(図中右側)のコンクリート管1Bの連結角度を大きく
変化せしめると、図4に示すように、図中上方側はその
最大直径部面K1から先端側における傾斜曲線部面K2
までの曲面部の大部分が止水パッキン6の内周面と密着
する。他方下方側は、平行状態から前記モデル球体Mの
中心Oを中心として前記角度変化だけ下方向に回転移動
するため、先端側における傾斜曲線部面K2は中心軸線
L2側の方向に移動するが、ほゞ平行に連結された前記
の状態時と同じ最大直径部面K1から基部側の傾斜曲線
部面K3までの曲面部分で止水パッキン6の全内周面と
密着する。
【0019】すなわち、連結角度の変化に伴うコンクリ
ート管1Bの移動は、止水パッキン6との接面からすれ
ば、雄部2の外周面が球面形状に形成されているため速
やかにずれ移動と回転移動を伴う移動が行なわれる。そ
こで、前記移動に際し、雌部3と雄部2との嵌合位置が
変化することになるが、この場合であっても、雌部3の
止水パッキン6と雄部2の外周面との接触面には相互の
角度変化が見られず、平行状態に嵌合している場合と同
様の圧着効果が期待できる。
【0020】つまり、図4に示す実施例では連結角度を
5度まで変化せしめているが、この移動の結果生じた下
方側の雄部2の止水パッキン6との新たな接触面は図3
に示す移動前の接触面とほゞ同じ面積である。その結
果、接面状態は平行状態の時と何ら変わりなく、圧着状
態が接面部位により変化していることもない。しかも、
上方側においても先端側における傾斜曲線部面K2が止
水パッキン6をはみ出さない限り、雄部2の角度が変わ
ろうともその最大直径部面K1が止水パッキン6との接
面に用いられることにより、最大の圧着率も損なわれる
ことなく角度変化に対応するものとなっている。
【0021】そこで、本発明のコンクリート管と従来の
コンクリート管について、止水性の比較実験を行なった
結果を表1に示す。これによれば、従来の規格相当品1
の場合、曲げ角度が6.7度で水圧が0.2Mpaでは
3分以内に漏水したことが確認されたが、本発明を適用
した前記規格相当品1と同形同大の小口径推進管の場合
には、曲げ角度が8.0度で水圧が0.2Mpaでも漏
水はなく、少なくとも3分以上維持できることが確認さ
れた。
【0022】
【表1】
【0023】図5に示すものは、平行な嵌合状態にて若
干嵌合が緩んだものであるが、このような状態変化が生
じた場合にも、コンクリート管1Bの雄部2の最大直径
部面K1が止水パッキン6との面接範囲を越えない限
り、図3に示す完全な嵌合状態にある止水パッキン6と
最大の圧着状態が維持される。したがって、従来のコン
クリート管の雄部のように止水パッキンの圧着率が減少
し、止水性が著しく低下するといった不具合も緩和され
る。
【0024】更に、図6に示すものは、コンクリート管
1A,1B同士を夫々雄部2,2で突き合わせ、この突
き合わせ部分をその外周に嵌合せしめた継手カラー14
により連結せしめた構造のものである。この連結構造に
よれば、ずれ移動と回転移動に伴う各移動は連結した各
コンクリート管1A,1Bにおいて夫々機能し、最大曲
げ角度が2倍となるものを期待することができるものと
なる。
【0025】ここで使用する前記継手カラー14は、断
面形状が中心線より左右対称に形成されており、その中
心線より両端側の内周面には止水パッキン6A,6Aが
それぞれ装着されている。そして、この継手カラー14
を予め敷設されたコンクリート管1Aの雄部2に対し
て、該雄部2を継手カラー14の一端開口部から略中間
に至るまで押入して嵌合させる。
【0026】次に、コンクリート管1Aの雄部2の端面
にクッション材9を装着し、その後前記雄部2から突出
した継手カラー14の他端開口部内に、これと連結する
コンクリート管1Bの雄部2を嵌合し、前記クッション
材9とコンクリート管1Bの端面とが面接するまでその
雄部2を圧入することにより、コンクリート管1A,1
B同士をその雄部2,2において連結する。
【0027】この場合、雄部2の外周面は縦断面形状が
なだらかな円弧形状で、継手カラー14に対する曲げ,
回転及びずれ等の移動が容易であるため、比較的簡単に
連結することが可能であり、直線構造で形成された従来
の雄部を有するもので生じる曲げ及びずれの移動と異な
り、該継手カラー14に対し移動に伴う応力付加が極め
て少ない状態で移動が可能である。
【0028】また、本実施例は、相互に連結すべき両コ
ンクリート管1A,1Bの雄部2を後付けする継手カラ
ー14で嵌合による連結構造とするものであるから、コ
ンクリート管1の両端側を雄部2とする構造であっても
よく、その雄部2において相互に連結しようとする場合
には、該継手カラー14を使用することにより前記と同
様の効果が期待できるのは勿論のことである。
【0029】
【発明の効果】本発明は上記のような構成であるから、
連結されたコンクリート管に対し曲げ応力が負荷された
場合であっても、互いに平行に連結されていた時に有し
ていた嵌合部の圧着効果を大きく損なわずして、回転及
びずれの移動による速やかな位置変化が可能である。し
たがって、不等沈下や地震などによる地盤変化に対して
も漏水や損傷などが生じ難い管路を構築することができ
るとゝもに、雄部は曲げ応力を回転移動及びずれ移動に
変化せしめることにより解消できるものであるから、雌
部側へかかる負荷が少なく且つ一定範囲の曲げ角度につ
いては接触面の圧着状態も変化することなく対応するこ
とができる。また、コンクリート管とは別体の継手カラ
ーを使用することにより、前記の2倍の諸効果を期待す
ることができるとゝもに、湾曲した管路を構築する際に
も比較的小さな力で自在な角度に施工できる、といった
諸効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコンクリート管の一部省略縦断面
図である。
【図2】本発明の要部を示す半部縦断面図である。
【図3】連結状態を示す縦断面部分図である。
【図4】連結状態を示す縦断面部分図である。
【図5】連結状態を示す縦断面部分図である。
【図6】他実施例の連結状態を示す縦断面部分図であ
る。
【図7】従来の連結状態を示す縦断面部分図である。
【符号の説明】
1 コンクリート管 2 雄部 3 雌部 4 継手カラー 5 埋め込みパッキン 6 止水パッキン 8 折返し部 9 クッション材 14 継手カラー L 中心軸線 M モデル球体 K1 最大直径部面 K2 傾斜曲線部面 K3 傾斜曲線部面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16L 27/04 E21D 9/06 311

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート管体の一端部又は両端部に
    止水パッキンと接触する雄部を設けるとゝもに、該雄部
    の外周面を、その長さ方向のほゞ中央に最大直径部が位
    置する球面形状に形成したことを特徴とするコンクリー
    ト管。
  2. 【請求項2】 コンクリート管体の一端部には前記請求
    項1記載の外周面を備えた雄部を、他端部にはこれと嵌
    合する雌部を夫々設けるとゝもに、該雌部の先端部内周
    面に止水パッキンを装着したことを特徴とするコンクリ
    ート管。
  3. 【請求項3】 前記請求項1記載のコンクリート管同士
    を前記雄部で突き合わせ、両端開口部の内周面に夫々止
    水パッキンを装着した継手カラーを介して、前記雄部で
    連結する構成としたことを特徴とするコンクリート管の
    連結構造。
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