JP3230156U - 推進管用ゴム輪 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム輪の台座部の高さを高くせずに、高いシール性能を確保しつつ、ゴム輪の径方向へ向けた追従変形性能を高めた、大口径または超大口径の推進管用ゴム輪を提供する。【解決手段】大口径推進管または超大口径推進管の一方の挿し口の外周面に取着する推進管用ゴム輪であって、台座部１１と複数のリップ部１２と周溝１３とを具備し、ゴム輪の全高をＨ、台座部１１の高さをｆとした場合に、ゴム輪の全高Ｈに対するリップ部の高さ（Ｈ−ｆ）の比率が次式を満たす寸法関係にした。（関係式）（Ｈ−ｆ）／Ｈ＝０．９〜０．５【選択図】図３

Description

本考案は推進管の継ぎ手部における径方向へ向けた追従変形量を高めた推進管用ゴム輪および推進管の継手構造に関し、特に大口径（口径２〜３ｍ）または組立式超大口径（口径３．５ｍ〜５ｍ）の推進管に適した推進管用ゴム輪に関する。

図５を参照して説明すると、推進工法で使用する推進管２０は、その両端開口部にゴム輪３０を設けた挿し口２１と、推進管２０の躯体から延出した環状のカラー２２を設けた受け口２３を形成していて、カラー２２と挿し口２１の周面間にゴム輪３０を介装することで継手部のシール性を確保している（特許文献１〜３）。

ゴム輪３０は、推進管２０の挿し口２１の外周面に固着する台座部３１と、台座部３１の外周面から径方向に延出した複数のリップ部３２とを有している。
台座部３１はゴム輪３０の弾性反発力を発揮する部位であり、その一部に台座部３１の径方向へ向けた圧縮変形量を増すため台座部３１に複数の空洞３１ａが設けてある。
隣り合うリップ部３２の間にはＶ字形の周溝３３を形成している。
複数のリップ部３２はカラー２２の内周面の不陸等を吸収するために弾性変形する部位であり、推進管２０の挿し込み方向へ向けてリップ部３２と周溝３３を交互に形成している。
各リップ部３２の外周端面３２ａは、台座部３１の底面３１ｂと平行な平面として形成してある。

特開２００６−３３６２７３号公報 特開２０００−３５６０９３号公報 実開平２−１４８０９６号公報

従来のゴム輪にはつぎのような問題点がある。
＜１＞ゴム輪３０のシール性能を基本的に台座部３１の弾性反発力に求めていることから、ゴム輪３０の全高に対してリップ部８５の高さを低い寸法関係に形成している。
そのため、ゴム輪３０全体として径方向へ向けた変形量が小さく、地震時やカーブ推進時等で推進管２０の継手部が径方向へ向けて変位したときのゴム輪３０による追従可能な変形量が小さい。
＜２＞ゴム輪３０による継手部の周面間隔に対応する方法として台座部３１の高さを高く（厚さを厚く）することが考えられる。
台座部３１の寸法を高くすると、ゴム輪３０が伸び難くなって、ゴム輪３０を引き伸ばして推進管２０の挿し口２１に組み付ける際の組付け作業性が悪くなる。
＜３＞さらにゴム輪３０の台座部３１の高さを高くすると台座部３１が硬くなってゴム輪３０が曲がり難くなる。
推進管２０がボックス形であると、推進管２０の角部の形状に沿ってゴム輪３０を取り付けできなくなる。
＜４＞さらに台座部３１の高さを高くして台座部３１の弾性反発力を増すと、シール性がよくなる半面、推進管２０の挿し込み時にゴム輪３０とカラー２２間の摩擦抵抗が大きくって、ゴム輪３０が捲れ易くなる。
＜５＞ゴム輪３０は接着剤を介して推進管２０の挿し口２１の外周面に固着している。
ゴム輪３０の台座部３１の全体に亘って複数の空洞３１ａが設けてあると、ゴム輪３０を外部から押し付けて貼り付ける際の押付力にバラツキが生じて接着不良を生じ易い。
＜６＞推進管２０の継手部の径方向へ向けた周面間隔は、推進管２０が大径化するほど大きくなる。
これは大口径化するほど継手部躯体の周長が長くなり、製品誤差の影響を受けて継手部が嵌合し難くなることから、これらの現象を回避するために周面間隔を大きく確保する必要がある。
従来のゴム輪３０は、径方向へ向けて追従可能な変形量に限界があり、大口径または超大口径の推進管に対応できるようにゴム輪の改善が求められている。

本考案は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは少なくともつぎのひとつの推進管用ゴム輪を提供することにある。
＜１＞ゴム輪の台座部の高さを高くせずに、高いシール性能を確保しつつ、ゴム輪の径方向へ向けた追従変形性能を高めること。
＜２＞大口径または超大口径の推進管用に適したゴム輪を提供すること。

本考案は、大口径推進管または超大口径推進管の一方の挿し口の外周面に取着する台座部と、推進管の他方の受け口のカラーの内周面に弾設可能な複数のリップ部と、隣り合うリップ部の間に形成した略Ｖ字形の周溝とを具備する推進管用ゴム輪であって、前記ゴム輪の全高をＨ、台座部１１の高さをｆとした場合に、ゴム輪の全高Ｈに対するリップ部の高さ（Ｈ−ｆ）の比率が次式を満たしている。

さらに本考案の他の形態において、前記リップ部が前面と後面と外周端面とを有し、前面と後面の頂部間をむすぶ外周端面が前方から後方へ向けて下り勾配の傾斜面として形成されている。
さらに本考案の他の形態において、前記リップ部の前面と外周端面の交差する頂角が鋭角である。
さらに本考案の他の形態において、前記周溝はリップの断面形状と略同じ形状で、かつ略同じ断面積を有している。
さらに本考案の他の形態において、前記台座部が密実構造を呈している。
さらに本考案の他の形態において、前記台座部の前部のみに空洞を有する。

本考案は少なくともつぎのひとつの効果を奏する。
＜１＞ゴム輪の全高をＨ、台座部１１の高さをｆとした場合に、ゴム輪の全高Ｈに対するリップ部の高さ（Ｈ−ｆ）の比率が次式を満たすようにした。
（Ｈ−ｆ）／Ｈ＝０．９〜０．５
これにより、本考案では、ゴム輪の台座部の高さを高くせずに、高いシール性能を確保しつつ、ゴム輪の径方向へ向けた追従変形性能を高めることが可能となる。
＜２＞台座部の高さを小さく抑えられるので、ゴム輪が伸び易くなり、ゴム輪を引き延ばして推進管の挿し口に装着する際の作業がし易くなる。
＜３＞台座部の高さを小さく抑えることで、台座部の剛性が小さくなる。
そのため、推進管がポックス形であっても、ゴム輪を挿し口の角部の形状に沿わせて取り付けできる。
＜４＞台座部を密実構造にすることで、接着剤を介して外部から押し付けて貼り付ける際の押付力にバラツキがなくなり、ゴム輪の接着不良を回避できる
＜５＞ゴム輪のリップ部の前面と外周端面の交差する頂角を鋭角にすることで、ゴム輪の先端部にスクレイパー機能を付与できる。
水や土砂等が侵入しようとしても、これらの異物をリップ部の外周端面に沿って誘導して排除し易くなるので、ゴム輪による異物の浸入防止効果が向上する。
＜６＞台座部の前部のみに空洞を設けると、台座部の前部のみが変形し易くなってゴム輪の挿入抵抗が小さくなるので、接着済みの台座部のめくれ上がり防止効果が高くなる。
＜７＞以上の複数の利点により、大口径推進管用または超大口径推進管用のゴム輪として好適である。

一部を破断した推進管の挿し口側の斜視図 推進管の嵌合部の部分縦断面図 ゴム輪の説明図で、（Ａ）はゴム輪の断面図、（Ｂ）はゴム輪の台座部とリップ部の寸法比率の説明図 推進管の継手部に介挿したゴム輪の説明図で、（Ａ）はリップ部が傾倒したゴム輪の断面図、（Ｂ）はリップ部の圧縮変形前のリップ部の説明図、（Ｃ）はカラーに密着したリップ部の頂部の拡大断面 従来のゴム輪の説明図で、（Ａ）は嵌合前における継手部の断面図、（Ｂ）はゴム輪の断面図

以下図面を参照しながら本考案について詳しく説明する。

＜１＞推進管
図１，２を参照して説明すると、推進管２０はその両端開口部に挿し口２１と受け口２３とを形成している。挿し口２１の外周面に後述するゴム輪１０が取着してある。
推進管２０は断面円形の他に断面矩形、断面馬蹄形の管体を含む。
さらに推進管２０は一体成形した非分割型と、複数に分割した分割型を含む。

＜２＞ゴム輪
以降のゴム輪１０の説明にあたり、挿し口２１の先端側を「前面」または「前方」、挿し口２１の基端側を「後面」または「後方」と定義して説明する。

図３を参照して説明すると、本考案に係るゴム輪１０は台座部１１と、台座部１１の外周面から径方向に延出した複数のリップ部１２と、隣り合うリップ部１２の間に形成したＶ字形の周溝１３とを形を有する。
複数のリップ部１２と周溝１３は、推進管２０の挿し込み方向へ向けて交互に形成している。

＜２．１＞台座部
台座部１１はその底面１１ａを推進管２０の挿し口２１の外周面に接着剤を介して固着する部位である。
台座部１１は断面矩形を呈している。本例では台座部１１を密実に形成した形態について説明する。

＜２．２＞リップ部
リップ部１２は台座部１１から先端部へ向けて肉厚が漸減した略Λ形の断面形状をしていて、前面１２ａと後面１２ｂと外周端面１２ｃとを有する。
本例では４つのリップ部１２を形成したが、リップ部１２の数は適宜選択が可能である。

＜２．２．１＞前面
前面１２ａは台座部１１から最も高く延出したシール面であり、後面１２ｂに凭れ掛かるように後方へ向けて傾斜している。

＜２．２．２＞後面
後面１２ｂは台座部１１の横断方向の軸線１１ｂに対して直交方向に沿って形成しているが、軸線１１ｂに対して後面１２ｂを前傾または後傾させて形成してもよい。

＜２．２．３＞外周端面
外周端面１２ｃは前面１２ａと後面１２ｂの頂部間をむすぶ面であり、前方から後方へ向けて下りの勾配に傾斜して形成している。
前面１２ａと外周端面１２ｃの交差する頂角θは鋭角に形成してある。

＜２．３＞周溝
隣り合うリップ部１２の間に形成した略Ｖ字形の周溝１３は、リップ部１２の断面形状と略同じ形状で、かつ略同じ断面積を有している。
周溝１３をこのように形成したのは、複数のリップ部１２が傾倒するための十分な傾倒空間を確保するためである。
より詳細に説明すると、周溝１３をリップ部１２と略同断面積にしたのは、複数のリップ部１２が完全に埋没して、あたかも密実な一塊のゴム塊体となる。
実質的に複数のリップ部１２は、カラーの内側で傾倒することで弾性反発力の大きな疑似台座部として機能し、全長に亘って均一なシール性を発揮する。

＜２．４＞台座部とリップ部の寸法関係
本考案は、高いシール性を確保したままゴム輪１０の変形追従性能を高めるために、リップ部１２の高さを台座部１１の高さ以上にして、リップ部１２の占める割合を大きくした。

＜２．５＞台座部とリップ部の寸法比
図３（Ｂ）を参照してゴム輪１０の台座部１１とリップ部１２の寸法比について詳しく説明する。
ゴム輪１０の全高をＨ、台座部１１の高さをｆ、リップ部１２の高さをｈとした場合、
ゴム輪１０の全高Ｈに対するリップ部１２の高さｈ（Ｈ−ｆ）の比率Ａの関係は次式を満たしている。
〔関係式〕
（Ｈ−ｆ）／Ｈ＝０．９〜０．５

この比率Ａが０．９を超えると、推進中の連結部の可動に伴い、ゴム輪１０が過大に伸びて破断が生じ易くなることと、押出成形によるゴム輪１０の成型性が悪くなるといった問題が生じる。

比率Ａが０．５を下回ると、ゴム輪１０の変形追従性が悪くなり、ゴム輪１０の挿入作業がし難くなる等の問題が生じる。

本考案ではゴム輪１０の全高Ｈに対するリップ部１２の高さｈ（Ｈ−ｆ）の比率Ａを上記の関係式にすることで、上記したすべての問題点を解消するようにした。

ゴム輪１０を押し出し成型により製造する際のゴム輪１０の断面形状を維持するためには台座部１１の高さｆは５ｍｍ以上が必要である。
そのため、ゴム輪１０の台座部の高さｆを一定（５ｍｍ）にして、全高Ｈを変えた場合のリップ部１２の高さｈはつぎのようになる。

例えば、ゴム輪１０の全高Ｈが５０ｍｍの場合、リップ部１２の高さｈは４５〜２５ｍｍの範囲となる。

〔ゴム輪の特性〕
つぎに本考案に係るゴム輪１０の特性について説明する。

＜１＞ゴム輪の組付性
本考案に係るゴム輪１０は、台座部１１の高さを小さく抑えられるので、硬質ゴムを素材に使用したとしてもゴム輪１０が伸び易くなり、ゴム輪１０を引き延ばして推進管２０の挿し口２１に装着する際の作業がし易くなる。

さらに台座部１１の高さを小さく抑えることで、台座部１１の剛性が小さくなる。
そのため、推進管２０がポックス形であっても、ゴム輪１０を挿し口２１の角部の形状に沿わせて取り付けできる。

さらに台座部１１を密実構造にすることで、接着剤を介して外部から押し付けて貼り付ける際の押付力にバラツキがなくなり、接着不良を回避できる。

＜２＞ゴム輪のシール性能
本考案に係るゴム輪１０は以下の複数の要因により高いシール性能を有している。
図４を参照してその要因について詳述する。

＜２．１＞リップ部の弾性反発力
図４はゴム輪１０をカラー２２内に挿し込んだときにおける、ゴム輪１０の変形状態を示している。図４（Ｂ）は各リップ部１２がカラー２２に弾接する際の変形状態を示している。
図４（Ａ）に示すように、ゴム輪１０の複数のリップ部１２はその前面１２ａをカラー２２の内周面に弾接して同一方向に傾倒する。
ゴム輪１０には複数のリップ部１２の傾倒をし易くするように周溝１３が形成してあるため、各リップ部１２は曲げ変形に起因した高い弾性反発力を蓄積したまま傾倒する。
既述したように、傾倒した複数のリップ部１２はあたかも密実な一塊のゴム塊体となり、全長に亘って均一で高いシール性を発揮する。

＜２．２＞ゴム輪の先端部のスクレイパー機能
図４（Ｃ）に見るように、リップ部１２はカラー２２の内周面に弾接した後もリップ部１２の先端部が鋭角を維持している。
そのため、リップ部１２の鋭角な先端部がスクレイパー機能を発揮して、水や土砂等が侵入しようとしても、外周端面１２ｃに沿って誘導できるので、異物の浸入防止効果が向上する。

＜３＞ゴム輪の変形追従性能
ゴム輪１０を構成するリップ部１２の高さを台座部１１の高さの１倍以上にしてあることで、リップ部１２による変形追従性を改善できる。
したがって、推進管２０が大径化したり、推進管２０をカーブ施工する際には、継手部における径方向の周面間隔が大きくなるような場合でも、ゴム輪１０の挿入し易さと高シール性の確保の両立を図ることが可能となる。

［他の実施例］
先の実施例では、ゴム輪１０の台座部１１を密実に形成した形態について説明したが、台座部１１の前部のみに空洞（図示省略）を設けてもよい。
台座部１１の前方に空洞を設けることで、ゴム輪１０をカラー２２内に挿入する際における台座部１１の前部のみが変形し易くなってゴム輪１０の挿入抵抗が小さくなるので、接着済みの台座部１１のめくれ上がり防止効果が高くなる。

１０・・・・・ゴム輪
１１・・・・・ゴム輪の台座部
１１ａ・・・・台座部の底面
１１ｂ・・・・台座部の横断方向の軸線
１２・・・・・ゴム輪のリップ部
１２ａ・・・・リップ部の前面
１２ｂ・・・・リップ部の後面
１２ｃ・・・・リップ部の外周端面
１３・・・・・ゴム輪の周溝
２０・・・・・推進管
２１・・・・・推進管の挿し口
２２・・・・・カラー
２３・・・・・推進管の受け口

Claims (6)

1. 大口径推進管または超大口径推進管の一方の挿し口の外周面に取着する台座部と、推進管の他方の受け口のカラーの内周面に弾設可能な複数のリップ部と、隣り合うリップ部の間に形成した略Ｖ字形の周溝とを具備する推進管用ゴム輪であって、
   ゴム輪の全高をＨ、台座部の高さをｆとした場合に、ゴム輪の全高Ｈに対するリップ部の高さ（Ｈ−ｆ）の比率が次式を満たしていることを特徴とする、推進管用ゴム輪。
   

   
2. 前記リップ部が前面と後面と外周端面とを有し、前面と後面の頂部間をむすぶ外周端面が前方から後方へ向けて下り勾配の傾斜面として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の推進管用ゴム輪。
3. 前記リップ部の前面と外周端面の交差する頂角が鋭角であることを特徴とする、請求項２に記載の推進管用ゴム輪。
4. 前記周溝はリップの断面形状と略同じ形状で、かつ略同じ断面積を有していることを特徴とする、請求項１に記載の推進管用ゴム輪。
5. 前記台座部が密実構造を呈することを特徴とする、請求項１に記載の推進管用ゴム輪。
6. 前記台座部の前部のみに空洞を有することを特徴とする、請求項５に記載の推進管用ゴム輪。

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