JP3583333B2 - 管端用の防食コア構造および固定方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地下に埋設して水道用の管路を形成する鋳鉄管の管継手、特に標準規格の鋳鉄管同士の接続ではなくて、現場敷設時の寸法調整のため鋳鉄管を途中で切断したときに生じる切り管を含む管継手端部の防食構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
鋳鉄管は外面塗装と内面ライニングによって全面的に防食機能を具え、地中に敷設されて管外周面で接する土砂の含有水分やその他の腐食性雰囲気に取り囲まれ、管内では常に流水と接していても、容易に腐食が進行しないように保護されている。したがって通常の敷設工事のように鋳鉄管の受口内へ別の鋳鉄管の挿し口を挿入し、適当な止水用のパッキングなどを介装して水封状態で相互に接合すれば、ほとんど完全に水分の侵入する機会がなく、良質の飲料水を需要者まで届けるのに何の懸念も起こらない。
【０００３】
しかし、管路の敷設が常に定寸法の鋳鉄管の接合だけで終わるとは限らない。ほとんどの敷設工事では、その工区の最後となる接合地点が鋳鉄管の定寸法で終わることは稀であり、所定の長さとなるように途中で切断した鋳鉄管で半端の長さとなった工事範囲を完結する場合が通常の態様である。
【０００４】
途中で工事の都合によって現地切断した切り管は、少なくとも切り口では防食塗料が削り取られ、管路を地下に敷設して腐食性雰囲気に曝されたときには、露呈した鋳鉄地肌が集中的に腐食作用を受けるウィークポイントとなる。他の表面が如何に防食機能で保護されていようとも、１箇所でも金属面の曝露した弱点が存在すれば、全体としての防食性は完全に失われ、腐食が集中して発錆部が急速に成長し、鋳瘤となって赤水を発生させる懸念が高くなる。
【０００５】
現地において所望の寸法にダクタイル鋳鉄管を切断して寸法調整する方式は現状では避け難いから、この切り口端面の防食性を確保するための手段が要請されることは当然の成行きである。最も原始的には切管端面の地肌露出部に防食塗料を現地で再塗布し、防食機能を回復する施工方法があるが、その他、切り管の端面に樹脂製の防錆カバーを添着し、露出した鋳鉄の表面を被覆して防食機能を回復する例なども実施されている。
【０００６】
図６（Ａ）（Ｂ）は実開平４−１３８１９５号公報で提示された従来技術であって、接続する相手の管は図（Ｂ）からも窺えるように標準形状の受口であり、この受口に対して切り管の先端を挿し口として接合する場合を想定としている。対象とする管の内径よりやや小径の筒体１０１は、周方向に連続する環状フィン１０２を軸方向に定間隔毎に複数個設け、中央にストッパとしての環状突条１０３を突設した弾性ゴム材からなるシール部材１０４と、該シール部材１０４の内面に、軸方向に連続した切開部を有する金属製筒１０５が同軸一体に嵌合した複合層を要旨とする。この可撓性を具えたシール部材１０４の弾性変形と、背後を支える金属筒１０５に切り込んだ切開部が許容する変形によって、管の許容公差による内径のばらつきを吸収し、ゴム材の強度的な弱点は背後に嵌合する金属筒の強度によって補完するという発想である。
【０００７】
別の従来技術として係合すべき切り管の切り口（管端面）付近だけに防食コアを嵌合して表面を保護する一連の方式も提起されている。たとえば実開平７−２２１９８号に係る管体用防食リング２００は、図７のようにリング本体２０１と内向突片２０２とよりなり、内向突片２０２の管体との対向側にゴム系接着剤２０３を付設した構成よりなる。特開平７−１３９６８６号の防食キャップ３００では図８のように管内面へ挿入される筒状部３０１と管端面と密接するフランジ部３０２とで一体的に形成し、筒状部３０１に環状溝３０３を形成して円周方向一つ割の開き勝手のストッパリング３０４を嵌め込んで固定する方式を示している。
【０００８】
またこの方式を改良した従来技術として特開平７−１９０２８７号の防食キャップ４００は、図９のようにキャップ本体の筒状部４０１の内周に装着する一つ割開き勝手のストッパリング４０２は周方向の両端に長孔４０３を具え、取付けるときはこのストッパリング４０２を縮径させて両長孔４０３を互いに重ね合わせた上でフックピン４０４を挿通してこの状態を維持し、所定の位置に挿入した後にフックピン４０４を抜いてストッパリング４０２の縮径状態を解除するとしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで例示した従来技術のうち、現地での再塗装については塗料材の調合、塗布作業を塗装の専門家で実施するわけではなく、作業性や塗装面の品質の点で一抹の不安がないわけではない。加えて施工が寒冷地や厳冬期における管路敷設工事であるケースも当然起こり得るから、塗装後の乾燥に長い時間を費やし作業性の低下を招く要因に挙げられることも稀ではない。
【００１０】
とくに切り管によって新しく派生したエッジ部には塗料が載り難く、工場で量産体制の元に管理された品質と比べると、防食性能が劣化する懸念は否定し難い。また耐震形の管継ぎ手を適用するときは、受口に嵌合したロックリングと挿し口傾斜面とが接触しながら所定の位置まで挿し込まれる形態が通常であるため、せっかく再塗装した防食塗料が擦過を受けて剥離し、十分な防食機能を失う虞れもないわけではない。
【００１１】
一方、図６のように専用の防食コアを適用すれば、手作業に伴う低い信頼性は確実に改善する。しかし、このようにコア外面にラビリンスシールを持ち、管内面に挿入して管端面と水の接触を防止する方法は、防食コアの内挿によって通水断面積が減少し圧力損失が大きくなる欠点から逃れることができない。また、口径の大きい管に適用するときは防食コアの単価が高騰しコストアップの要因となる欠点も見逃せない。
【００１２】
図７の従来技術は単に樹脂製のリングをゴム系接着剤で付着するだけの簡単な構成であるが、管の屈曲や接着剤の老化によってリングが容易に脱落する可能性があるのではないか。またこの欠点を補なうと思われる図８のストッパリングの適用や、さらにこれを改善した図９の従来技術は、一つ割開き勝手のストッパリングで、内面から防食キャップを抑え込んで固定する構成であるが、単にフリーの状態で内嵌したストッパリングのばね力だけに固定作用を依存する方式であるから、数十年にもおよぶ長期の使用中には材質的な金属疲労によるばね力の低下が直接の原因となって防食キャップの固定力も急速に失われる危惧が拭い切れないのではないか。
【００１３】
本発明は以上の課題を解決するため現地の敷設工事で切り管を使用した継ぎ手構造において、相互の接合が容易であり、優れた作業性を具えた管継手端部の防食構造とその工法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る管端用の防食コア構造は、切り管及びテーパ加工により露出した金属地肌部を保護するために管端面および管端面に続く内周面、外周面の一部を被覆する構造であって、必要な弾力性を具えた管端面１１、内周面１２、外周面１３の一部へ圧着する防食コア２と、防食コア２の内周部２２の内周面２１から外周側へ付勢して離脱や移動を防止する固定リング３とよりなり、該固定リング３は耐食性で開き勝手の一つ割環状帯で形成し、一つ割の一端３１は内周側へ突出する山形突起３２を複数個円周方向に並列したバックル３３を傾動自在に連結し、一つ割の他端３４側は前記山形突起３２が嵌合可能な角孔３５を同一ピッチで円周方向に並列して係合することで内径公差に応じ適性な圧着力がえられるよう、防食コア２を固定させ前記の課題を解決した。
【００１５】
この構成において切り管１の外周面１３上へ挿し口リング４を嵌合した耐震継ぎ手構造とするときは、挿し口リング４の外周面４１、傾斜面で形成した切り管の外周面１３、管端面１１、内周面１２に亘って一体の防食コア２で被覆し固定リング３で固定する態様が好適である。また、固定リング３の外周側に円周方向へ少なくとも２本の突条３７を突設して防食コア２の内周部２２の内周面２１を全周方向から均等に押圧して圧着状態をさらに強化した実施形態が望ましい。
【００１６】
この構造を固定する方法としては、必要な弾力性を具えた防食コア２を切り管１の管端面１１、内周面１２、外周面１３を被覆して接着するように嵌合し、耐食性で開き勝手一つ割の環状帯よりなる固定リング３を防食コア２の内周部２２の内周面２１に添着し、固定リング３の一端で連結するバックル３３を連結部のヒンジ３６から内側に回動して固定リングの他端３４と係合し、前記ヒンジ３６を支点としてバックル３３を転倒して 、挺子の原理で強化した両端を延伸力によって重ね合わせ、一端３１側の山形突起３２を他端３４側の角孔３５へ嵌合して係止し、必要な緊張状態で防食コア２の内周部２２の内周面２１を全周から押圧固定することが必要な要件である。なお、バックル３３が係止された状態で固定される構造にすることはより好ましい。
【００１７】
本発明に係る防食構造は、現地で管路長の調整のため生じた切り管の端面１１の他、耐震継ぎ手であれば、継合がスムースに捗るように傾斜を付けて切削された外周面１３よりなる挿し口端部の切削加工面、すなわち製管時に塗装された防食塗料が削り取られた非塗装面、および挿し口リング４の露出した外周面に至る全面を一体の防食コアー２で被覆し、外部との接触を断って発錆を阻止する。防食コア２は最適の弾力性を具えた樹脂やゴムで製作される。特にゴムの場合は金属管や鋳鉄管と同色の黒であるため、装着したか否かの判別がつきにくい。このため該ゴムを金属管や鋳鉄管と異なる色に着色することで、継手接合時の付け忘れを防止することができる。また切り管１の非塗装面や耐震構造を形成すめために嵌入された挿し口リングの外周面をすべて被覆して全周に亘って装着しているから、端面からの水の侵入を防ぎ、防食塗料の再塗装では困難なエッジ部なども防食性能を大幅に向上させることができる。
【００１８】
さらに耐震構造の切り管継ぎ手では施工中に不可避的に生じる受口内周面に装着したロックリングと挿し口外周の傾斜面とが接触したときでも、十分これに耐えて剥離することはないから、防食性が毀損する虞れは全くない。しかし、この機能を保証するためには、挿し口傾斜面に添着する防食コアは、耐引き裂き抵抗の高い材質を選んで製作することが条件となる。
【００１９】
管路に不均衡な振動、震動、揺動が働いて継ぎ手部分に引抜き力、圧縮力、捩れ力が作用したときでも、切り管の非塗装面を被覆する防食コアが離脱しないように強く拘束して耐食性を変ることなく維持し続ける点が作用上の特徴である。従来技術の固定リング（ストッパリング）は、一つ割開き勝手の環状帯をフリーの状態で防食コア（防食キャップ）の内周面に開放しただけであるから、内周面への押圧はばね特性だけに依存していたが、本発明では固定リング一端で連結するバックルのヒンジを支点として発現する挺子作用で増強した拡張力を全周に亘って加えながら固定リングの両端を重ね合わせて係止したから、防食コア内周面全体を均等に押圧し、変らぬ固定作用を維持し続ける。
【００２０】
かつ、固定リング３の管内面への押圧力は、同口径の管間内で認められる内径の許容差や、防食コア２自体の許容寸法誤差を十分吸収し、常に一定の単位押圧力で管内周面を満遍なく負荷するようにバックルの山形突起３２と角孔３５との嵌合位置をずらして内周長に応じた最適の拡張力に調整することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１（Ａ）は本発明の実施形態を示した一部の縦断正面図、同（Ｂ）は本発明の実施形態を示した一部の縦断正面図である。図１（Ａ）において２３は内周部２２の切り管１の管端から奥側に設けて段部とする厚肉部である。図１（Ｂ）において２３は内周部２２の切り管１の管端側に設けて段部とする厚肉部である。厚肉部２３は固定リング３のズレ止め機能をする。図１は日本水道協会規格でＮＳ継ぎ手と呼ばれる耐震形の継ぎ手を形成する一方の挿し口に係り、すでに述べたように管路敷設の都合で定尺の標準管を切断した切り管の挿し口側を示す。しかし、切り管に限らず、標準サイズの定尺管の挿し口でもよく、またＮＳ継ぎ手以外の他の形式の管継ぎ手（挿し口リングがない非耐震構造の通常形式、たとえば図７、図８など）に対しても適用できることは言うまでもない。
【００２２】
切り管１の切り口は管端面１１を形成し、この実施形態は耐震構造であるから離脱防止用の挿し口リング４を挿し口外周面上へ突出するように嵌合し、継合が円滑となるように外周面１３の先端付近を加工してなだらかな傾斜面としている。挿し口リング４の外周面４１や、切り管の外周面１３と管端面１１、内周面１２を全周に亘ってゴム製または樹脂製の所望の弾力性を具えた防食コア２を被覆嵌着する。防食コア２の材質がゴムの場合は、ゴムの硬度がＪＩＳ Ｋ ６２５３の５に規定されるデュロメータ硬さ試験による硬度ＨＡ＝５０〜８０程度が最適の弾力性に該当し、この硬度範囲外のゴム材料では柔軟過ぎたり、硬過ぎて挿し口への嵌合が円滑に捗らない虞れがある。
【００２３】
防食コア２の外周面側は挿し口の外周面と弾性によって圧着しているから、管を継合するときに止水ゴム輪の摺動と共に生じる摩擦力や、屈曲による受口内面との接触によって生じる摩擦力に遭遇しても、防食コア２が管端から離脱することはない。防食コア２を内周面側から外周側へ押圧して水流による防食コア２の脱落や、震動、振動時の外力による捩れや緩みから不動の位置を維持するのが固定リング３である。固定リング３の詳細は図２〜図５で示している。図２は固定リング３を切り管の管軸方向と平行に切った断面を示す斜視図であり、耐食金属材からなる環状帯には、距離を隔てて外周面上に突出する２本の環状突条３７を周設してリング自体の剛性を高めると共に、切り管１の内周面１２に対する防食コア２の圧着力をより強化する作用を発揮する。
【００２４】
図３は切り管１の管端面１１付近へ防食コア２を嵌合し、防食コア２の内周部２２の内周面２１へ固定リング３をセットした状態を表わす部分断面図であり、固定リング３の一端３１には数列の山形突起３２を並べたバックル３３を連結し、図４▲１▼の位置ではヒンジ３６において屈折した状態でセットされている。固定リング自体は弾性を具えた耐食性のステンレス帯鋼などで製造された開き勝手の一つ割環状帯であるから、この状態でも防食コアを押圧して切り管内周面に圧着させる。
【００２５】
図４▲２▼の位置はそれまで自由端であった固定リング３の他端３４をバックル３３の山形突起３２の一箇所へ係止した姿勢を模式的に表わし、この状態からさらにバックル３３をヒンジ３６を支点として図の矢印の方向に折り曲げると、梃子の原理で回動力が増強され環状帯全体を延伸する拡張力に変換され、図５のように、最終的にはバックル３３が他端３４の上へ積層した状態で山形突起３２と角孔３５とが嵌合して堅牢な接合作用を発揮する。この締め付け作用は継合すべき管の口径など管種や使用中の水圧など諸元を勘案して適宜設定することや、同種の管自体の許容誤差に対応して山形突起３２と角孔３５との継合相手を適宜選択して変動を吸収することは言うまでもない。しかし少なくとも山形突起３２と角孔３５のそれぞれのピッチが完全に整合して容易に嵌合する相手を円周方向で集合的に選択することができることが要件となる。
【００２６】
図１０は本発明の別の実施形態であって、バックル３３の先端部分の両側面を有る範囲に亘って下向きに屈曲した係止部３８を設け、これに対応する他端３４の先端部分の両側面を上向きに屈曲して該係止部３８に係止する係止部３９を設けた容態である。
両係止部３８、３９の係止により一端３１と他端３４の係止がより確実になり固定作用が強化される利点がある。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り、管路の現地敷設工事において生じた切り管を使って受口へ接合する場合に特に有効であり、さらに耐震用の継ぎ手を適用するときには一層広い範囲に生じる非塗装部分を防食カバーで被覆し、新たに露出した金属面（切削面）が防食構造の弱点とならない構成としたから、
▲１▼防食カバー取り付け後は通常の手順通りに施工できる。
▲２▼従来技術（図６）のように挿し口内周面側に部材を挿入しないので、管内径を縮径することなく圧力損失の問題も起こらない。
▲３▼管接合後、地盤変動などの原因により継手部が伸縮した場合でも、防食カバーが挿し口リングと共に移動するから、防食機能に何の影響も与えない。
▲４▼防食カバーを内面から押圧固定する固定リングの緊張力を自由に調整できるから、内径に許容される寸法公差を吸収し、工事を容易に進めると共に、防食カバーが挿し口端部に密着して遮水性を一層向上する一因となる。
【００２８】
特に本発明の特徴は、従来技術の防食カバーなどに比べると固定リングによる拘束力が強いため離脱を防止する機能が高く、管路に振動、震動、衝撃などの外力が加えられても管端部への水の頻繁な入れ替わりを確実に防止し、長期間に亘り赤水の発生を防止する機能が持続される。固定リングは耐食性の弾性体、たとえばステンレス帯鋼で形成されるから、通水と長期間接しても腐食による機能の劣化は現われず、適当な緊張状態で切り管、防食コア、固定リングが一体的に積層した防食構造を形成して管路として有効に役務を果たす。
【００２９】
また、切り管は管路の敷設工事の最終段階に生じることが多いが、本発明の防食構造を施工する手順が簡単容易で、作業者の特別な熟練度を前提とせず、個人差による品質のバラツキもない。治具、工具も簡単な手持ち品で足り、堅牢で遮水性に優れた接合部を現場的に容易に施工できる上、優れた特性がそのまま持続する効果は従来技術を遥かに凌駕するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す一部縦断正面図（Ａ）と他の実施形態を示す一部縦断正面図（Ｂ）である。
【図２】固定リングの断面を含む斜視図である。
【図３】固定リングの係止前の装着状態を示す一部縦断正面図である。
【図４】固定リングの係止方法を模式的に示した図５におけるＡ−Ａ断面矢視図である。
【図５】固定リングの係止後の装着状態を示す一部縦断正面図である。
【図６】従来技術の縦断正面図（Ａ）と実施状態の一部縦断正面図（Ｂ）である。
【図７】別の従来技術の一部縦断正面図（Ａ）とその要部拡大図（Ｂ）である。
【図８】さらに別の従来技術の一部縦断正面図である。
【図９】さらに別の従来技術の側面図（Ａ）と斜視図（Ｂ）である。
【図１０】本発明の別の実施形態を示す平面図（Ａ）と同図のＢ−Ｂ断面図（Ｂ）とＣ−Ｃ断面図（Ｃ）である。
【符号の説明】
１ 切り管
２ 防食コア
３ 固定リング
４ 挿し口リング
１１ 管端面
１２ 内周面
１３ 外周面
２１ 防食コアの内周面
２２ 防食コアの内周部
３１ 一端
３２ 山形突起
３３ バックル
３４ 他端
３５ 角孔
３６ ヒンジ
３７ 突条
３８ 係止部
３９ 係止部

Claims (4)

1. 切り管をした金属管のその切り管端を保護するために管端面および管端面に続く内周面、外周面の一部を被覆する管端用の防食コア構造において、弾力性を具え管端面１１、内周面１２、外周面１３の一部へ圧着する防食コア２と、防食コア２の内周部２２の内周面２１から外周側へ付勢して離脱や移動を防止する固定リング３とよりなり、該固定リング３は耐食性で開き勝手の一つ割環状帯で形成し、一つ割の一端３１は内周側へ突出する山形突起３２を複数個円周方向に並列したバックル３３を傾動自在に連結し、一つ割の他端３４側は前記山形突起３２が嵌合可能な同数の角孔３５を同一ピッチで円周方向に並列し、所望の緊張状態で前記両端が係合して防食コア２を固定していることを特徴とする管端用の防食コア構造。
2. 請求項１において、切り管１の外周面１３上へ挿し口リング４を嵌合した耐震継ぎ手構造とするとき、挿し口リング４の外周面４１、傾斜面で形成する切り管の外周面１３、管端面１１、内周面１２に亘って一体の防食コア２で被覆し、固定リング３で固定することを特徴とする管端用防食コア構造。
3. 請求項１または２において、固定リングの外周側に円周方向へ少なくとも２本の突条３７を突設して防食コア２の内周部２２の内周面２１を全周方向から均等に押圧して圧着状態をさらに強化したことを特徴とする管端用の防食コア構造。
4. 切り管をした金属管のその切り管端を保護するために管端面および管端面に続く内周面、外周面の一部へ防食コア２を嵌合して固定する管端用防食コア構造の固定方法において、必要な弾力性を具えた防食コア２を切り管１の管端面１１、内周面１２、外周面１３を被覆して接着するように嵌合し、耐食性で開き勝手一つ割の環状帯よりなる固定リング３を防食コア２の内周部２２の内周面２１に添着し、固定リング３に連結したバックル３３をヒンジ３６から内側へ回動して固定リングの他端３４と係合し、前記ヒンジ３６を支点としてバックル３３を転倒して挺子の原理で強化した延伸力によって重ね合わせ、一端３１側の複数の山形突起３２を他端３４側の複数の角孔３５へそれぞれ嵌合して係止し、必要な緊張状態で防食コア２の内周部２２の内周面２１を全周から押圧固定することを特徴とする管端用の防食コア構造の固定方法。

Images