JP4426419B2 - 管継手用シール材 - Google Patents

Description

本発明は、管路同士又は管路と人孔等とを水密的に接続する際に用いられる管継手用シール材に関する。

水中や地中に埋設される管路の継手構造として、管路をそれより大径のスリーブ部材に嵌挿し、管路の外周とスリーブ部材の内周の間にシール材を介装するものがある。

このような継手構造において、シール材を中空に形成し、その中空部内にエポキシ樹脂やモルタル等の流動状で経時固化する硬化充填材を充填することで、その圧力によってシール材を膨張させて管路とスリーブ部材に圧着させて止水するものが知られている。（特許文献１乃至４参照）
実開昭６１−３２８８５号公報 特開昭４８−７６３４７号公報 実公昭５７−４３１９０号公報 特公昭５９−２５９１５号公報

しかしながら、上記従来ごとく硬化充填材をシール材の中空部内に充填することでシール材を管路とスリーブ部材に圧着させて止水する管継ぎ手構造では、硬化充填材が固化する際に収縮し、管路やスリーブ部材への圧接力が低下して止水性能が低下する虞があるという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、硬化充填材が固化する際に収縮しても、管路やスリーブ部材への圧接力が低下することがなく、止水性能を保つことのできる管継手用シール材を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１に係る発明の管継手用シール材は、可撓性素材によって内部に充填空間を備えて環状に形成され、管路の外周と当該管路が内挿されたスリーブ部材の内周との間に介装されて、前記充填空間への硬化充填材の充填によって径方向に膨出して止水するシール材であって、周方向に延設された前記充填空間の径方向に並んで圧縮空間が気密的に設けられると共に、前記充填空間と外部とを連通する充填口と排気口とを備えて構成されていることを特徴とする。

この構成の管継ぎ手用シール材は、管路の外周とスリーブ部材の内周の間に介装され、充填口を介して充填空間に硬化充填材が所定圧力で充填されることで径方向に膨出し、その外周面がスリーブ部材の内周面に、内周面が管路の外周面にそれぞれ圧着して止水する。圧縮空間は、硬化充填材の充填圧力によってその内圧に抗して圧縮され、硬化充填材の固化収縮時に弾性復帰してスリーブ部材や管路への圧接力を維持するように作用する。

また、請求項２に係る発明は、上記充填空間の側壁は径方向に折り畳まれた屈曲重合部を備えており、該屈曲重合部が前記充填空間への硬化充填材の充填によって径方向に伸展するように構成されていることを特徴とする。

この構成では、充填空間への硬化充填材の充填によって重合部が周方向に展開し、厚さ方向により大きく変形する。

また、請求項３に係る発明は、シール材の底部にシール材の他の部分よりも軟質の弾性素材からなる軟質層が設けられていることを特徴とする。

請求項１に係る発明の管継手用シール材によれば、充填空間に充填された硬化充填材によって径方向に膨出して圧縮空間を圧縮変形させつつ外周側のスリーブ部材と内周側の管路に圧着して止水すると共に、硬化充填材の固化時の収縮は圧縮空間が弾性復帰することで吸収してスリーブ部材や管路への圧接力を維持するため、止水性能を保つことができるものである。

また、請求項２の発明の管継手用シール材によれば、充填空間の側壁に硬化充填材の充填によって径方向に展開する屈曲重合部を備えているため、厚さ方向により大きな変形量を得ることができ、従って、管路の外周とスリーブ部材の内周の間の大きな隙間に対応でき、作業性も向上するものである。

また、請求項３の発明の管継手用シール材によれば、管路の表面が租面の場合でもシール材が管路に柔軟に密着して止水性能を高めることができる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１（Ａ）は本発明に係る管継手用シール材の一構成例を適用したマンホールと管路の接合部位の概念斜視図，（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。

図示構成例では、鉛直に配設されたコンクリート製マンホール１０の側周壁に、接続管路としてのヒューム管２０が水平に接続されており、その接続部位に本発明に係る管継手用シール材の一構成例が適用されているものである。

マンホール１０の管路接続部位には、ヒューム管２０の外径より所定量大径のスリーブ部材としてのスリーブ１１が植設されており、このスリーブ１１にヒューム管２０が挿置され、スリーブ１１の内周面とヒューム管２０の外周面の間に管継手用シール材としてのシール材３０が介設されて止水している。シール材３０の前後には発泡ゴム４０が充填され、スリーブ１１の外周にはヒューム管２０の接続作業完了後に打ち増しコンクリート１２が打設されている。

スリーブ１１は、所定幅（軸方向長さ）の環状に鋼板によって形成されており、マンホール１０の周壁を貫通してモルタル１０Ａによって固定されている。その内周にはシール材３０の収容空間を形成する一対のシールフランジ１１Ａが所定間隔で固定され、外周には打ち増しコンクリート１２と結合する環状の固定フランジ１１Ｂが設けられている。

シールフランジ１１Ａは、外径がスリーブ１１の内径と対応すると共に内径がヒューム管２０の外径より所定量大径の円環状であって、外周縁でスリーブ１１の内周に溶接固定されて、シール材３０を収容し得る所定間隔で設けられている。

シール材３０は、図２に全体正面図、図３（Ａ）に図２のＡ−Ａ断面である充填バルブ部位の横断面図，（Ｂ）に当該部位の縦断面図を示すように、ゴムや合成樹脂等の所定硬度の弾性素材によって、外径がスリーブ１１の内径と略等しく内径がヒューム管２０の外径より所定量大径の環状に形成されている。その断面は所定幅及び高さの矩形状で、内部に硬化充填材５０が充填される充填空間３１と圧縮気体が封入される圧縮空間３２とを備え、外周面にシールリップ３３が、内周面にシール突条３４がそれぞれ二条突設されている。また、その充填空間３１と外部とを連通して外周側に突出する充填口としての充填ノズル３５と排気口としての排気ノズル３６を備えている。

充填空間３１は、シール材３０の中央内部に周囲を周壁（外周壁３０Ａ，側壁３０Ｌ・３０Ｒ，内周壁３０Ｂ）に囲まれ、外部と隔絶してシール材３０の延設方向（周方向）に連続して形成されている。

充填空間３１を形成する左右の両側壁３０Ｌ・３０Ｒは、それぞれ充填空間３１側に厚く膨出形成されると共にその上下方向中央に外面側から所定深さのスリット３０Ｓが入れられており、これによって略均等な厚さの側壁を充填空間３１側に折り畳んだような屈曲重合部３０Ｃとなっている。

圧縮空間３２は、充填空間３１の内周側である内周壁３０Ｂの内部に、充填空間３１及び外部と気密的に隔絶してシール材３０の周方向に形成されており、内部には所定圧力の空気が封入されている。幅方向中央で隔壁３４Ａによって左右の二室に分断されており、それぞれ矩形の断面形状を呈している。尚、この圧縮空間３２は必ずしも左右二室でなければならないものではなく、一室でも逆に三室以上の複数であっても良いものである。

シールリップ３３は、シール材３０の外周壁３０Ａに、先端を所定角度で斜め上外向きに突出させて所定の厚さで形成され、中心を挟んで左右対称に設けられている。このシールリップ３３の下側には、当該シールリップ３３を収容可能な凹部３３Ａが形成されている。

充填ノズル３５は、支持板３５Ａに所定長さの中空ネジ３５Ｂが溶接固定されて構成され、その支持板３５Ａを充填空間３１内の屈曲重合部３０Ｃと外周壁３０Ａの内面の間に挟んで位置させると共に中空ネジ３５Ｂを外周壁３０Ａから外周側に貫通突出させて設けられている。また、排気ノズル３６も、詳細は図示しないが充填ノズル３５と略同様に構成されており、充填ノズル３５と隣接して配設されているものである。

上記のごとく構成されたシール材３０は、拡大断面図である図４（Ａ）に示すように、スリーブ１１のシールフランジ１１Ａの間に嵌め込まれ、充填ノズル３５から充填空間３１にエポキシ樹脂等の流動状で経時固化する硬化充填材５０が圧入充填されて、屈曲重合部３０Ｃが径方向に伸展して径方向に膨張し、図４（Ｂ）に示すように外周面がスリーブ１１の内周面に、内周面がヒューム管２０の外周面に、それぞれ圧着してスリーブ１１の内周面とヒューム管２０の外周面の間を塞いで止水する。この時、内周面のシール突条３４はヒューム管２０の外周面に圧接して圧縮変形し、外周面のシールリップ３３はスリーブ１１の内周面に圧接して屈曲変形して凹部３３Ａ内に収まってその弾性復帰力で一層シール性能を向上させる。

ここで、圧縮空間３２は、硬化充填材５０の充填時その充填圧力によって内圧に抗して圧縮されて収縮する。そして、硬化充填材５０が硬化する際に収縮するとその分復帰膨張し、スリーブ１１の内周面及びヒューム管２０の外周面への圧接力を保って止水性能を維持するように作用する。

シール材３０の装着施工は、スリーブ１１を輪切りした断面図である図５に示すように、排気ノズル３６を略真上側として当該充填ノズル３５及び排気ノズル３６をスリーブ１１の外周側に貫通突出させて、シール材３０をシールフランジ１１Ａの間に嵌め込み、それぞれ螺合したナット３５Ａ，３６Ａで充填ノズル３５及び排気ノズル３６を締着する。そして、充填ノズル３５に硬化充填材５０の圧入装置を接続すると共に排気ノズル３６にバルブ３７を装着し、充填ノズル３５から充填空間３１に硬化充填材５０を所定圧力（例えば１ＭＰa）で圧入すると共にバルブ３７を開いて内部の空気を排出させて、充填空間３１内に硬化充填材５０を充満させる。硬化充填材５０の充填終了後、充填ノズル３５及び排気ノズル３６のスリーブ１１から突出部した部位を切断し、スリーブ１１の周囲に打ち増しコンクリート１２を打設するものである。

図６および図７は本発明の他の実施形態を示す図４（Ａ）と同様の断面図である。図６および図７に示す実施形態において、図１〜図５に示す実施形態と同一構成要素は同一符号で示し説明を省略する。

これらの実施形態においては、シール材３０の底部にシール材の他の部分よりも軟質の弾性素材からなる軟質層が設けられており、この構成により、ヒューム管２０の表面が租面の場合でもシール材３０がヒューム管２０の表面に柔軟に密着して止水性能を一層高めることができる。図６の実施形態においては、シール材３０の底部はその全体がシール材３０の他の部分に一体的に接着された軟質ゴム層３８からなり、突条３４、３４もこの軟質ゴム層３８に形成されている。また図７の実施形態においては、突条３４、３４の間の空間に軟質ゴム層３９がシール材３０の底面に貼着されており、軟質ゴム層３９の表面は突状３４、３４の先端の面と同一平面に形成されている。これらの軟質ゴム層３８、３９が軟質層を構成する。

尚、本発明はマンホールと管路の接続部位に限定されるものではなく、管路と管路や他の壁面と管路の接続部位に用いても良いものである。また、各部の構成も上記構成例に適宜変更可能なものである。例えば、圧縮空間３２を充填空間３１の内周側でなく外周側に設けても良く、更に、硬化充填材５０はエポキシ樹脂に限らずモルタル等他の材料を用いても良いものである。

（Ａ）は本発明に係る管継手用シール材の一構成例を適用したマンホールと管路の接合部位の概念斜視図，（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。 シール材の全体正面図である。 （Ａ）は図２のＡ−Ａ断面図に相当する横断面図，（Ｂ）はその縦断面図である。 シール材の装着状態を示し、（Ａ）は硬化充填材の充填前，（Ｂ）は硬化充填材の充填後である。 シール材の装着施工状態を示すスリーブの輪切り方向の断面図である。 本発明の他の実施形態を示す横断面図である。 本発明の他の実施形態を示す横断面図である。

符号の説明

１０ マンホール
１１ スリーブ（スリーブ部材）
２０ ヒューム管（管路）
３０ シール材（管継手用シール材）
３０Ｃ 屈曲重合部
３１ 充填空間
３２ 圧縮空間
３５ 充填ノズル（充填口）
３６ 排気ノズル（排気口）

Claims (3)

1. 可撓性素材によって内部に充填空間を備えて環状に形成され、管路の外周と当該管路が内挿されたスリーブ部材の内周との間に介装されて、前記充填空間への硬化充填材の充填によって径方向に膨出して止水するシール材であって、
   周方向に延設された前記充填空間の径方向に並んで圧縮空間が気密的に設けられると共に、前記充填空間と外部とを連通する充填口と排気口とを備えて構成されていることを特徴とする管継手用シール材。
2. 上記充填空間の側壁は径方向に折り畳まれた屈曲重合部を備えており、該屈曲重合部が前記充填空間への硬化充填材の充填によって径方向に伸展するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の管継手用シール材。
3. シール材の底部にシール材の他の部分よりも軟質の弾性素材からなる軟質層が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の管継手用シール材。
   
   

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