JP3215704U

JP3215704U - 管継手構造

Info

Publication number: JP3215704U
Application number: JP2018000277U
Authority: JP
Inventors: 高橋由起子
Original assignee: 高橋　由起子; 高橋由起子
Priority date: 2018-01-26
Filing date: 2018-01-26
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2028-01-26

Abstract

【課題】接続作業の信頼性を大幅に改善でき、耐震性が強く、さらに、管路建設費用を軽減できる管継手構造を提供する。【解決手段】管継手構造は、受口部の外径が直管部３の外径より小さい寸法で、挿し口部２の内径が受口外径より大きい寸法の形状で、挿し口部の内面と受口部の外面の間の空間に止水ゴム輪６を圧入配置し、作業終了後の状況を目視等により確認でき、作業ミスの無い構造となっている。また、継手部が管軸方向の前後に伸縮可能で抜け出すことのない構造で、望まれる耐震性能を確保した。更に、挿し口部と直管部の外径寸法を同一にすることにより、管路建設費のコストも縮減する。【選択図】図１

Description

本考案は、鋳鉄管を配管する場合に使用される、管継手構造に関するものである。

鋳鉄製の管は、口径７５ミリメートルから２６００ミリメートルと幅広く作られており、一本の長さは４メートルから６メートル程度で、一端が挿し口部、他端が受口部である。一方の管の挿し口部を他方の管の受口部へ接合し、止水ゴム輪を配置することで継手構造を完成させ、これを連続的に行うことで、管路（パイプライン）が出来上がる。
外径１０００ミリメートル程度以上の鋳鉄管を布設する場合、トンネルを事前に作り、その中へ鋳鉄管を一本毎に引き込み、挿し口部と受口部を接合し、止水ゴム輪を配置することで継手構造を完成させ、管路を建設する方法が採られる場合が多い。（図３（ａ）参照）
管継手構造は、管の外径、使用条件等により、水密性、耐震性が確実に保たれるように各種形式が開発され、広く利用されているものは、工業規格化（ＪＩＳＧ５５２６）されており、その例を図４に示す。これらは、作業性向上等のため各種改良も進められている。（例えば、特許文献１等）
図４（Ｂ）は、管外面から作業を完成させる既存の管継手構造（以下『外面管継手構造』という。）の例である。直管部３より外径の大きい受口部１の内部に直管部３と同外径の挿し口部２を挿入し、図４（ｂ）に示すように、指し口部２外面と受口部１内面の間の止水ゴム輪設置空間６Ａに止水ゴム輪６を止水ゴム押輪７で圧入し、接合が終了後、止水ゴム輪６が正規の位置に収まっているかの状況を外部から目視等で確認する構造となっている。また、図４（Ｂ）に示すように、挿し口部２に固定されている挿し口凸部９が、挿入方向と反対方向に移動してロックリング４で固定されるまで空間の伸び部１３と、挿し口端面１０と受口奥端面１１との空間の縮み部１２が存在し、地震時の地盤変動に十分対応できる構造となっている。

図４（Ａ）は、トンネル内に布設する外径７００ミリメートル以上の鋳鉄管の継手を、管内部からの作業で完成させる既存の管継手構造（以下『内面管継手構造』という。）の例である。外面管継手構造とは、止水ゴム輪６の配置位置と方法を除いて、受口部１と挿し口部２の形状は類似しており、直管部３より外径の大きい受口部１の内部に直管部３と同外径の挿し口部２を挿入し、挿し口部２外面と受口部１内面の間に止水ゴム輪６を圧入することで接合が終了する構造となっている。既存の内面管継手構造が外面管継手構造と違う点は、止水ゴム輪６の配置位置と方法で、挿し口部２外面と受口部１内面の隙間に止水ゴム輪６を押込み、割輪７ａと止水ゴム押輪７を押輪ボルト８で止水ゴム輪６をさらに奥まで押込み、止水ゴム輪６は圧縮状態で、挿し口凸部９近くの図４（ａ）に示す止水ゴム輪設置空間６Ａに正規の状態で配置される構造となっている。
また、耐震性に関しては、挿し口凸部９とロックリング４との空間に継手の伸び部１３が存在し、地震時の地盤変動にある程度対応できる構造となっている。
図３（ａ）は既存方式に係る内面管継手構造のトンネル内配管図であり、トンネルの必要内径は、管継手の半径方向の最大寸法に、作業に必要な寸法を加えたものにする必要がある。

特開２０１０−１９６８１号公報特開２００５−１６５９７号公報

しかしながら、図４（Ａ）のような既存の内面管継手構造では、止水ゴム輪６を挿し口部２外面と受口部１内面の隙間に図４（ａ）で示すように挿入後、止水ゴム輪設置空間６Ａに止水ゴム輪６を押込み、割輪７ａと止水ゴム押輪７をはさんで、押輪ボルト８をネジ出し、止水ゴム輪６をさらに奥まで押込み、止水ゴム輪６に正規の圧縮状態が得られるように、８本の押輪ボルト８を上下左右に均等に締め込み、所定のトルクが得られるまでの微妙な作業が必要である。そのため、止水ゴム輪６を奥まで押込むまでの間に変形や片締めにより、正規な位置からずれる場合があり、止水ゴム輪６を正規の位置に配置するのに多くの手間や時間がかかることから、作業効率を上げる課題がある。

また、管の水密性を確保するには止水ゴム輪６を正規位置に配置し、作業終了後、目視等によりその状況を確認することが重要であるが、図４（Ａ）のような既存の内面管継手構造では、挿し口端面１０から離れた位置に配置されるため、止水ゴム輪６が正規の状態で収まっているかを目視等により確認することができず、接続作業の品質確保に難がある。作業ミスが見逃され、止水ゴム輪６が正規の位置なく、水密性が保たれず水漏れが発生することもあるなどの課題があった。

さらに、図４（Ｂ）のような既存の外面管継手構造の耐震型継手では、伸び部１３と縮み部１２の両方を確保される伸縮可能な構造となっているが、図４（Ａ）のような既存の管内面管継手構造では挿し口凸部９とロックリング４との空間に継手の伸び部１３のみが存在し、縮み部がない構造となっている。管内面管継手構造においても、伸び部と縮み部がある伸縮可能な継手構造が耐震対策上必要とされ、内面管継手構造で伸縮可能な製品の提供が課題となっている。

図３（ａ）は既存方式に係る内面構造管継手構造のトンネル内配管図であるが、管継手の半径方向の最大寸法を縮小すれば、トンネルの必要内径は小さくなり、管路建設経費が安くなる。従って、管継手の半径方向の最大寸法を縮小し、管路建設費用を軽減する製品の提供が課題となっている。

そこで本考案は、止水ゴム輪を正規の位置に能率よく配置することができ、接合作業終了後、止水ゴム輪の状況が目視等により確認でき、作業ミスを見逃すことがなく、接続作業の信頼性を大幅に改善できる継手構造を提供することを目的とする。また、本考案は、内面管継手構造においても、伸縮可能な耐震性強い製品の提供を目的にする。さらに、本考案は、管継手の半径方向の最大寸法を縮小し、管路建設費用を軽減する製品の提供を目的とする。

上記課題を解決する請求項１記載の考案は、中空筒形状を有する直管部と、該直管部の内径より小さな外径を有して前記直管部の一方の端部に連続して形成された受口部と、該受口部の外径より大きい内径を有して前記直管部の他方の端部に連続して形成された挿し口部と、前記直管部、前記受口部、前記挿し口部からなる鋳鉄管を複数並べて管路形成するため、隣接する一方の管の前記受口部と他方の管の前記挿し口部を接合し、前記受口部外面と前記挿し口部内面との間に止水ゴム輪を圧入し形成された管継手構造である。
こうした構造により、止水ゴム輪が容易に配置できる。

請求項２記載の考案は、請求項１記載の管継手構造において、前記止水ゴム輪の配置位置を前記受口部先端の隣接空間とする構造を特徴とする。
こうした構造により、前記止水ゴム輪の配置後の状況を目視等で容易に確認出来る。

請求項３記載の考案は、請求項１記載の管継手構造において、前記挿し口部端面が、前記受口部奥端面で制限されるまで、挿入方向へ移動可能な空間を持つ構造を特徴とする。
こうした構造により、地震時の地盤の圧縮変動を前記移動可能空間で吸収し、管体に許容応力以上の応力を発生させことが無い。

請求項４記載の考案は、請求項１記載の管継手構造において、前記挿し口部凸部が、ロックリングで制限されるまで、引抜き方向へ移動可能な空間を持つ構造を特徴とする。
こうした構造により、地震時の地盤の伸び変動を前記移動可能空間で吸収し、管体に許容応力以上の応力を発生させず、継手の抜け出しが無い。

請求項５記載の考案は、請求項１記載の管継手構造において、前記挿し口部の外径が、前記直管部の外径と同一であることを特徴とする。
こうした構造により、トンネル内径を既存の管継手構造に比較して小さな寸法にすることができ、管路建設費用を軽減することができる。

管継手接合作業の最も重要な点は、止水ゴム輪を正確に正規の位置に配置することにある。
請求項１考案の継手構造は、受口部外径が直管部内径より小さい寸法となっているため、止水ゴム配置空間を作業員から見通すことができ、作業員が、止水ゴム輪を押込み、止水ゴム押輪を受口先端面に固定するという簡単な作業で止水ゴム輪を正規の位置に配置でき、図４（Ａ）の既存の構造で必要とされていた、止水ゴム輪６を奥に押し込む作業、割輪７ａを取付ける作業及び押輪ボルト８の締めこみトルクを微妙に管理する作業が不要となり、作業効率が大幅に改善される。

請求項２考案の継手構造は、止水ゴム輪の配置位置を受口部先端面の隣接空間とするため、作業員が止水ゴム輪を常に目視等で確認しながら作業を進めることができ、作業後の止水ゴム輪の状況を目視等で確認できることから、作業ミスを的確に修正することができ、作業品質が大幅に改善される効果がある。

請求項３の考案は、挿し口部端面が受口部奥端面で制限されるまで、挿入方向へ移動可能な空間を持つため、構造地震時の地盤の圧縮変動を移動可能空間で吸収し、管体に許容応力以上の応力を発生させ無い構造となっているため、地震時においても管体が破損することなく、水漏れが無く、必要な機能が継続できる効果がある。

請求項４の考案は、挿し口部凸部がロックリングで制限されるまで、引抜き方向へ移動可能な空間を持つため、地震時の地盤の伸び変動を移動可能空間で吸収し、管体に許容応力以上の応力を発生させることが無く、継手が抜け出すことのない構造となっているため、地震時においても管体破損及び抜出すことがなく、水漏れが無く、必要な機能が継続できる効果がある。

本請求項５の考案は、挿し口部の外径が前記直管部の外径と同一であるため、既存の継手方式と比較して継手外径が小さな寸法となり、トンネル内径の寸法を小さくできることからトンネル建設費を削減することができ、管路建設費を削減することが可能である。

（Ａ）は本考案に係る内面管継手構造の断面図で止水ゴム輪６が配置された状況を示す。（Ｂ）は挿し口部２を受口部１に挿入しロックリング４を乗越えている状況図。（Ｃ）受口部３におけるロックリング収納溝の詳細図。図１におけるロックリング部分のＸ−Ｘ線断面図。（ａ）は既存方式に係る内面管継手構造のトンネル内配管図。（ｂ）は本考案に係る内面管継手構造のトンネル内配管図。（Ａ）は既存の内面管継手構造の断面図。（ａ）は（Ａ）の止水ゴム輪設置部分詳細図。（Ｂ）は既存の一般的な外面管継手構造の断面図。（ｂ）は（Ｂ）の止水ゴム輪設置部分詳細図。

図１、図２に本考案に係る内面管耐震継手構造の実施例を示す。図１（Ａ）は内面管継手構造の断面図、図１（Ｂ）は指口がロックリングを乗越えている状況図、図１（Ｃ）ロックリング収納溝の詳細図、図２は図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。

こうした状態に組立てるには、（１）挿し口部２を受口部１に引込む（２）挿し口凸部９がロックリング４を乗越えて受口部２の所定の位置に配置する（３）ロックリング４をロックリング押えボルト５で挿し口部２の内面に圧接させる（４）止水ゴム輪６を受口先端１１ｂの上部から挿入する（５）止水ゴム輪６を止水ゴム押輪７及び押輪ボルト８で押えこみ、止水ゴム輪６が圧縮状態になるように、押輪ボルト８を受口先端１１ｂに固定する作業を行う。

挿し口部２は、直管部３と同外径で、その先端には挿し口凸部９が形成されており、挿し口凸部９は挿入時にロックリング４を少ない抵抗で通過できるように、テーパがあり、高さ６から８ミリメートル程度の凸部形状の部品を挿し口先端１１ｂ近くに溶接して形成される。挿し口部２の内側に円形で目安線３ａが描かれており、目安線３ａが受口先端１１ｂまでくると、縮み部１２と伸び部１３の正規寸法が確保されるという構造となっている。

受口部１の外径は、直管部３内径より、２０から３０ミリメートル程度小さい寸法とし、受口先端１１ｂには奥に向うほど径の小さい受口先端テーパ面１１ｃが施され、止水ゴム輪６が収まりやすい形状となっている。受口先端テーパ面１１ｃの奥には、受口部１の外面と挿し口部２内面で止水ゴム輪設置空間６ａを形成する面がある。またその奥には、ロックリング４が収納されるロックリング収納溝５ｃが切削により形成される。また図１（Ｃ）に示すとおり、受口部１には、ロックリング収納溝５ｃに嵌合したロックリング４を管内面から外側へ押出し、指口部２内面に圧着させるためのロックリング押えボルト５を収納する、ロックリング押えボルト穴５ｂが、８箇所開けられている。受口部１の長さは、止水ゴム輪６、ロックリング４、伸び部１２、縮み部１３、挿し口凸部９が収納される寸法で成形される。また、挿し口部２を受口部１に引き込み、挿し口部２の内側に円形で描かれた目安線が受口先端１１ｂまでくると、挿し口凸部９の前後に縮み部１２と伸び部１３の正規の寸法が確保されるという構造となっていることが特徴である。

止水ゴム輪６は、耐久性に優れ、有害物質が出ない優れた浸出性能を持つ製品とし、日本水道協会規格品を使用する。幅４５ミリメートル、厚み２０ミリメートル程度の円形状で、合成ゴム製で成形される。止水ゴム輪６の設置位置は、受口先端１１ｂの上部という、作業の容易な個所から挿入し、止水ゴム輪６をプラスチックハンマーで叩き、馴らしながら圧入後、止水ゴム押輪７を押輪ボルト８で受口先端面１１ｂに固定するという簡単な作業で、止水ゴム輪６を正規の位置に配置でき、接合作業が簡単に終了することができる。また、止水ゴム輪６を常に目視等で確認しながら作業を進めることができ、作業後の止水ゴム輪６の状況を目視等で確認できることから、作業ミスを的確に修正することができ、作業品質が大幅に改善される。

ロックリング４は金属製の一つ割リングで、幅は既存方式用いられるものと同等の４センチメートル程度で、ロックリング収納溝５ｃ内に嵌合され、高さが、地震時の軸方向外力を十分耐えられるように、受口部１外径と挿し口部２の内径との差の１．５倍程度必要となり、一般的には、工場内において専用工具でロックリング収納溝５ｃにセットされ現場に搬入されることが望ましい。挿し口部２を所定の場所に設置した後、ロックリング４は、６角穴ボルトなどの８本のロックリング押えボルト５で、ロックリング収納溝５ｃからせり出され、挿し口部２内側に圧接される。これにより、地震時の軸方向外力を十分耐えられる構造が完成する。
地震動による外力が生じた場合、今回考案した内面管継手構造は、挿し口凸部９がロックリング４で止められるまで移動することができる伸び部１３が確保され、また、挿し口端面１０が受口端面１１で止められるまで移動することができ縮み部１２が確保され、伸縮可能な耐震性が十分ある。

図３のようにトンネル内の管設置方法は、トンネル事前に作り、管を一本毎に台車に載せて運び、挿し口部と受口部を接合し、順次、継手構造を完成させる。トンネルは一般的にはシールド工法と呼ばれる工法で工事が行われる。この工法では、トンネル内の掘削土の搬出に多大な費用を要し、その土量を削減すれば、建設費用は軽減される。また、管の布設が終了した後は、トンネルと管の隙間には管の防食対策のため充填材を注入するが、トンネルと管の隙間が狭ければ、充填材の注入量を減らすことができ、管路建設費の削減することが可能である。
従って、トンネル内径を縮小し、トンネル内径と直管部外径との間の隙間を小さくすれば、管路建設費を縮減できることになる。
図３（ａ）のようにトンネル内径は既存の継手方式であれば、受口部１外径（Ｂ）に作業スペース（Ｓ）を加えた（Ｂ＋２Ｓ）であったものを、今回考案した継手構造であれば、図４（ｂ）のように、トンネル内径が直管部２外径（Ａ）に作業スペース（Ｓ）を加えた（Ａ＋２Ｓ）することができ、トンネル内径を（Ｂ−Ａ）の寸法分小さくでき、かつ、トンネル内径と直管部外径（Ａ）との間の隙間を（Ｂ−Ａ）の寸法分小さくでき管路建設費の削減することが可能である。

１受口部
２挿し口部
３直管部
３ａ目安線
４ロックリング
５ロックリング押えボルト
５ｂロックリング押えボルト穴
５ｃロックリング収納溝
６止水ゴム輪
６ａ止水ゴム輪設置空間
７止水ゴム押輪
７ａ割輪
８押輪ボルト
９挿し口凸部
１０挿し口端面
１１受口奥端面
１１ｂ受口先端
１１ｃ受口先端テーパ面
１２縮み部
１３伸び部
２０継手部
２１トンネル
２２トンネル内径

Claims

中空筒形状を有する直管部と、該直管部の内径より小さな外径を有して前記直管部の一方の端部に連続して形成された受口部と、該受口部の外径より大きい内径を有して前記直管部の他方の端部に連続して形成された挿し口部と、前記直管部、前記受口部、前記挿し口部からなる鋳鉄管を複数並べて管路形成するため、隣接する一方の管の前記受口部と他方の管の前記挿し口部を接合し、前記受口部外面と前記挿し口部内面との間に止水ゴム輪を圧入し形成された管継手構造。
前記止水ゴム輪の配置位置を前記受口部先端の隣接空間とする構造を特徴とする、請求項１に記載の管継手構造。
前記挿し口部端面が、前記受口部奥端面で制限されるまで、挿入方向へ移動可能な空間を持つ構造を特徴とする、請求項１又は２に記載の管継手構造。
前記挿し口部凸部が、ロックリングで制限されるまで、引抜き方向へ移動可能な空間を持つ構造を特徴とする、請求項１又は２に記載の管継手構造。
前記挿し口部の外径が、前記直管部の外径と同一であることを特徴とする、請求項１から４の何れか一項に記載の管継手構造。