JP3275298B2 - 離脱防止形管継手 - Google Patents

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し
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た。この背景の
中で開発され実用化されたのがＳII形継手である。

【０００４】図４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と挿し口１０
２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１
０７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は挿し
口１０２先端の突起１２１と係合することにより地盤の
変動があっても挿し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も呼んでいる。

【０００５】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、挿し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。

【０００６】一方、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変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。

【０００７】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５
のＫＦ形、図６のＵＦ形継手があり、何れも受口、挿し
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７のように耐震性のあるＳII形継手にライナー４
００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不均等な外圧に対抗する
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。

【０００８】

【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
し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。

【０００９】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８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。継手の限界曲げモーメント（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。

【００１０】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。

【００１１】

【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と挿し口２、両者間へ介装するゴム輪
３、受口１に刻設した環状溝１１へ嵌合した離脱防止用
のロックリング４、挿し口２の先端側へ周設し前記ロッ
クリング４と係合する挿し口突条２１とからなる離脱防
止形管継手において、ロックリング４の内側面４１と挿
し口突条２１の内側面との間に亘って一つ割の可撓性材
よりなる位置決めスペーサ５を介装し、該位置決めスペ
ーサ５は大径部５１と、該大径部５１の内径より小さい
外径よりなる小径部５２とがほぼ同じ長さＬで段差５３
を以て一体的な縮み勝手の段違い円筒形を形成している
ことを構成上の特徴とする。

【００１２】また、より具体的に特定すれば、位置決め
スペーサ５は受口１の内周面１２と挿し口２の外周面２
３とで形成する環状中空部の少なくとも１／２以下の肉
厚よりなり、通常の水圧に対して管同士の伸縮を阻止す
るだけの強度を具え、地震などの非定常時の過大な外力
に対しては、段差５３で剪断して大径部５１と小径部５
２とが重なり合い、最大で前記長さＬに等しい継手伸び
代を有する可撓性、および耐食性を具えた合成樹脂製ま
たは金属製で形成することが極めて望ましい実施形態で
ある。

【００１３】図１（Ａ）は管路に通常の水圧が掛かった
使用状態を示し、管の受口１と挿し口２とを継合したと
き、受口１のロックリング４の嵌合した内側面４１と継
手側にある挿し口突条２１の内側面２２間の全長に亘
り、一つ割で縮み勝手の円筒体よりなる位置決めスペー
サ５をその可撓性を利用して介装している。この位置決
めスペーサ５があるため、本発明の管継手は通常時の管
内の水圧が掛かっても充分に対抗して相互の位置関係を
維持するから、直管同士の耐震継手の典型であるＳII形
や、その他の従来技術のように伸縮自在として外力に耐
えられる構造の継手を接合しながらも、その課題であっ
た埋め戻して管の相互の位置を固定した後、初めて水圧
テストができるという手順を踏む必要がなくなり、接合
すれば直ちに水圧テストが可能となり施工性が格段に向
上する。一方、異形管を管路に介装する場合の異形管に
負荷する不平均力に対しても、位置決めスペーサの可撓
性が作用して均等な外力となるように適度の変形を行な
って調整する作用によって特に一体化を図らなくても均
等に外力を受け止める。

【００１４】図１（Ｂ）は大地震など大規模な地盤の変
動が直撃して非定常的な外力が加わった場合の状態を示
し、段違い円筒形の位置決めスペーサ５には、ほぼ全長
の１／２に該当する位置に設けた段差５３へ応力が集中
するから、この部分で剪断され円筒形の原形から外力に
押込まれて両管が離れるにつれて、大径部５１の中へ小
径部５２が重なり合って潜り込み、位置決めスペーサの
縮むほど外力を吸収した伸びが受入れられて図のように
継手伸び代Ｌが得られる。この継手伸び代Ｌが位置決め
スペーサ５の大径部および小径部の元の長さと等しいこ
とはいうまでもない。位置決めスペーサ５の各部の肉厚
は、受口の内周面１２と挿し口の外周面２３とで形成さ
れる環状中空部の少なくとも１／２以下であるから、両
部が重なって２倍の肉厚となってもなお、環状中空部に
はまだ隙間が残り、両管の相対的な位置の移動を妨げず
に円滑に許容する構成となる。このように移動が進みロ
ックリング４と挿し口突起２１とが突き当ると両者が係
止し、これ以上の離脱を完全に阻止する作用を発揮して
耐震構造の機能を確実に維持する。この通常時の拘束力
と非常時の係止力が相俟って、如何なる状況に管路が直
面しても必ず離脱防止機能が働くので前記課題を解決す
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１（Ａ）は本発明の実施形態を
示す縦断正面図でもあり、受口１内へ挿し口２を挿入し
受口内周面と挿し口外周面との間へ水封用のゴム輪３を
介入し、ゴム輪３の露出した外端面を押圧する押輪６、
この押輪６と受口１のフランジ１３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３１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３１は
樹脂製で円周方向１箇所でバイヤスカットされ挿し口外
周面上に装着される。また、挿し口２の端部２４近くに
挿し口突条２１を溶接などで全周に亘って固定してい
る。

【００１６】図２（Ａ）（Ｂ）は位置決めスペーサ５の
好ましい実施形態を示した縦断正面図（Ａ）と側面図
（Ｂ）であり、位置決めスペーサ５は一つ割５４を具
え、大径部５１、小径部５２、両者を一体的に繋ぐ段差
５３よりなる段違い円筒体で形成し、かつ、ロックリン
グの内側面４１と挿し口突条の内側面２２間へ嵌合して
通常の水圧に対して伸縮防止作用を発揮するだけの強度
を具えた合成樹脂を材質として選ぶことを推奨する。適
度の可撓性と強度とを具えた材質としては、周知のポリ
エチレン、ポリプロピレン、ナイロンなど水に不溶性で
無害なプラスチック類から選択する他、強度と非定常
時、たとえば地震などの直撃に遭遇したときでも順応で
きる可撓性（弾性、または可曲性）を具え、かつ、耐食
性も充分に保証できる金属材料としてステンレス鋼など
から自由に選択することもできる。その強度、可撓性、
寸法などは適宜継手部における管内の水圧や管の口径、
敷設した地盤の性質など必要な要素を勘案して決定され
る。

【００１７】図３（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の実施形態の
離脱防止形管継手を使用して管路を継合するときの施工
手順を示すそれぞれの縦断正面図であり、 図３（Ａ）：挿し口２へゴム輪３、バックアップリング
３１、ロックリング４を預け、位置決めスペーサ５を挿
し口突条２１の内側面２２とロックリング４の内側面４
１との間に嵌め込んでおく。 図３（Ｂ）：受口１に挿し口２を挿入しロックリング４
を受口内面の環状溝１１に可撓性を利用して嵌め込む。 図３（Ｃ）：バックアップリング３１とゴム輪３とを受
口１に挿入する。 図３（Ｄ）：二つ割の押輪６を装着し、Ｔ頭ボルト７と
ナット７１とを締結して両者を締め付け接合が完了す
る。

【００１８】

【発明の効果】直管の代表的な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を接合し、埋め
戻しする前に水圧テストを行なっても、本発明の構成で
は水圧によって蛇行することがない程度の強度を具えて
いるから、従来のように埋め戻して水圧テストをする必
要がなく、テストの実施が容易であり、視覚による検査
も正確にできるから、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して埋め戻し前の露出した
管路を速やかに補修することが簡単に行なわれ、検査能
率の向上と管路としての信頼性は抜群の効果となって顕
われる。

【００１９】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。

【００２０】具体的な施工性、実施の段階について検討
すれば、現在、既設の管路をさらに耐震性を高める要請
が強くなることは時勢の流れであり、また、既に製造し
て在庫されているＳII形管継手をさらに耐震機能を強化
して転用したい経済的な要求も高い。本発明は従来の標
準的なＳII形管継手をそのまま流用し、単に位置決めス
ペーサを装着するだけで足りるから、実施に対して何の
障害もなく負担も取るに足りない簡単な部材の補充がす
べてであり、手持ちの管継手に新たに機械加工を施して
形状を変更するような煩瑣な工程は一切不要である。こ
のように簡単な部材の装着だけによって本質的に求めら
れる機能（耐震性、離脱防止）に加えて、検査能率が向
上し信頼性が高まること、さらには異形管まわりの一体
化構造も可能という機能が得られるという利点は何物に
も替え難い。

【００２１】接合手順からも窺えるように、専用の特殊
な治具は一切不必要であり、従来のＳII形管継手と同じ
条件をそのまま踏襲することができる効果もある。ま
た、施工に当っては位置決めスペーサを挿し口突条に預
けて接合するから、どのような状態で接合した場合でも
必ず位置決めスペーサと挿し口突条とが係合しているこ
とを確認できるし、定常的な管路圧に対する水封機能
と、異常外圧における離脱防止機能を並立することを保
証できる。多くの従来技術においてはこの保証は必ずし
も全うされず、たとえば、水封用の介装物が外圧を受け
て変形しつつもその全容積がほとんど変らないため、管
継手の伸縮作用を妨害するマイナスの要因も否定できな
かったが、本発明では介装物が屈折して全長が半減する
というユニークな発想で管と管の伸縮を自由に許容する
独特の効果が認められる。

【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】同じ実施形態のうち、位置決めスペーサの縦断
正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）を示す。

【図３】（Ａ）〜（Ｄ）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４】従来技術のＳII形継手の縦断正面図である。

【図５】従来技術のＫＦ形継手の縦断正面図である。

【図６】従来技術のＵＦ形継手の縦断正面図である。

【図７】従来技術のライナーを併用したＳII形継手であ
る。

【図８】異形管独自の課題を説明する平面図である。

【符号の説明】

１ 受口 ２ 挿し口 ３ ゴム輪 ４ ロックリング ５ 位置決めスペーサ ６ 押輪 ７ Ｔ頭ボルト 11 環状溝 12 内周面 13 フランジ 21 挿し口突条 22 内側面 23 外周面 31 バックアップリング 41 内側面 51 大径部 52 小径部 53 段差 54 一つ割 71 ナット

フロントページの続き (56)参考文献 実開 平４−101884（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−40684（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−59586（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 21/00 - 21/08 F16L 27/12

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受口１と挿し口２、両者間へ介装するゴ
   ム輪３、受口１に刻設した環状溝１１へ嵌合した離脱防
   止用のロックリング４、挿し口２の先端側へ周設し前記
   ロックリング４と係合する挿し口突条２１とからなる離
   脱防止形管継手において、ロックリング４の内側面４１
   と挿し口突条２１の内側面２２との間に亘って一つ割の
   可撓性材よりなる位置決めスペーサ５を介装し、該位置
   決めスペーサ５は大径部５１と、該大径部５１の内径よ
   り小さい外径よりなる小径部５２とがほぼ同じ長さＬで
   段差５３を以て一体的な縮み勝手の段違い円筒形を形成
   していることを特徴とする離脱防止形管継手。
2. 【請求項２】 請求項１において、位置決めスペーサ５
   は受口１の内周面１２と挿し口２の外周面２３とで形成
   する環状中空部の少なくとも１／２以下の肉厚よりな
   り、通常の水圧に対して管同士の伸縮を阻止するだけの
   強度を具え、地震などの非定常時の過大な外力に対して
   は段差５３で剪断して大径部５１と小径部５２とが重な
   り合い、最大で前記長さＬに等しい継手伸び代を有する
   可撓性、および耐食性を具えた合成樹脂製または金属製
   で形成することを特徴とする離脱防止形管継手。