JP4542808B2

JP4542808B2 - 更生管用セグメント部材

Info

Publication number: JP4542808B2
Application number: JP2004112637A
Authority: JP
Inventors: 隆夫神山; 光司金田; 謙治藤井; 誠石田
Original assignee: Shonan Plastic Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shonan Plastic Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: US20060001258A1; CN1683813A; US7322382B2; JP2005299710A

Description

本発明は、下水管などの既設管を更生するために既設管内で組み立てられる更生管を構成する更生管用セグメント部材に関するものである。

下水管などの既設管を更生するために、図１１に示すように、既設管４内で外径が既設管４の内径より少し小さな更生管３を組み立て、この更生管３の外周と既設管４の内壁面との隙間に不図示の充填材を充填し硬化させて複合管を構築する既設管の更生方法が下記の特許文献１などにより知られている。更生管３は更生管用セグメント部材（以下、セグメント部材と略す）から構成される。すなわち、既設管４に連通するマンホール５内で、図１２に示すように、組み立て作業者Ｓが円弧形状のセグメント部材１をその円弧の周方向（更生管３の周方向）に連結して短いリング状の管ユニット２を組み立てると共に、各セグメント部材１にボルト９を固定した後、既設管内で管ユニット２どうしをボルト９と不図示のナットによって管ユニット２の管長方向（更生管３の管長方向）に連結することにより、更生管３が組み立てられる。

図１３は、従来のセグメント部材１の幅方向（更生管の管長方向）に沿った断面を示している。図中で下面が更生管の内周面となる内面板２０１の幅方向の両側に側板２０２，２０３が立設されており、それぞれの外側面の２箇所にＶ字形の凸部２０２ａと矩形の凹部２０３ａが更生管の周方向に延びて形成されている。セグメント部材１は、管ユニット２どうしの連結により、図１４に示すように更生管の管長方向に連結され、その際に一方のセグメント部材１の側板２０３の凹部２０３ａ内に不図示のシール材が塗布され、その凹部２０３ａに他方のセグメント部材１の側板２０２の凸部２０２ａが嵌合され、側板２０２，２０３の外側面どうしが連結面として密接するように連結される。このような構造により更生管の管長方向の連結部分における水密性を得ている。なおセグメント部材の更生管の周方向の連結部分においても同様な構造により水密性を得ている。
特開２００３−２１４０９８号公報

しかしながら、上記のような従来のセグメント部材１の構造では、上記のように凹部２０３ａに凸部２０２ａを嵌合してセグメント部材１どうしを連結した状態で、凸部２０２ａのＶ字形の頂点部分が凹部２０３ａの平坦な奥の面に線接触するだけであって、両者の接触面積が少なく、両者の間に隙間が生じるため、連結部分における水密性を充分に確保することができない場合があるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、更生管用セグメント部材において、セグメント部材どうしの連結部分における水密性を向上させることができる構造を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明（請求項１）による更生管用セグメント部材は、
既設管を更生するための更生管の周方向と管長方向に連結される更生管用セグメント部材であって、
更生管用セグメント部材は、片面が更生管の内周面となる内面板と、該内面板の周方向に沿った両側縁のそれぞれに立設された２枚の側板と、該内面板の管長方向に沿った両側縁のそれぞれに立設された２枚の端板とを有し、
前記２枚の端板の一方の外側面に、該外側面から突出した凸部と該凸部に連続して該外側面から凹んだ凹部が管長方向に延びて形成されており、また他方の端板の外側面に前記凸部と凹部のそれぞれに合致する形状の凹部と凸部が管長方向に延びて形成されており、
更生管用セグメント部材どうしを周方向に連結するときに、一方のセグメント部材の一方の端板の外側面に形成された凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の他方の端板の外側面に形成された凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合し得るようにしたことを特徴とする。

また、本発明（請求項２）は、請求項１の発明において、前記２枚の側板の一方の外側面に、該外側面から突出した凸部と該凸部に連続して該外側面から凹んだ凹部が周方向に延びて形成されており、また他方の側板の外側面に前記一方の側板の外側面の凸部と凹部のそれぞれに合致する形状の凹部と凸部が周方向に延びて形成されており、
更生管用セグメント部材どうしを管長方向に連結するときに、一方のセグメント部材の一方の側板の外側面に形成された凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の他方の側板の外側面に形成された凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合し得るようにしたことを特徴とする。

本発明の構造によれば、更生管用セグメント部材どうしを更生管の周方向に連結するときに、一方のセグメント部材の一方の端板の外側面の凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の他方の端板の外側面の凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合させることができるとともに、凸部と凹部が連続した形状で入り組んでいるので接触面積が局所的に大きくなって結合が強くなるので、周方向の連結部分における水密性を向上し、充分な水密性を確保することができる。また、管長方向の連結についても同様の理由で連結部分における水密性を向上し、充分な水密性を確保することができるという優れた効果が得られる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。実施例の更生管用セグメント部材（以下ではセグメント部材と略す）は、下水管などの既設管を更生するために、図１１と図１２で前述したように、既設管４内で円形リング状の管ユニット２から組み立てられる更生管３を構成するセグメント部材１であり、管ユニット２を周方向に複数等分、例えば５等分したものに相当する。このセグメント部材１を更生管３の周方向に複数連結して管ユニット２が組み立てられ、これを更生管３の管長方向に順次連結して更生管３が組み立てられる。

図１〜図６は、実施例のセグメント部材１の構造を説明するもので、図１はセグメント部材１の全体の上面図、図２は図１中の矢印Ｃ方向に見た側面図、図３は図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図、図４はセグメント部材１の下面図、図５は図１の矢印Ｄ方向に見た矢視図、図６は図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図及びその一部拡大図である。

セグメント部材１は、内面板１０１、側板１０２，１０３、端板１０４，１０５、及びそれぞれ２枚の補強板１０６，１０７を透明、半透明あるいは不透明なプラスチックで一体成形したものとして構成されている。透明なプラスチックとしては、塩化ビニル、ＡＢＳ、デュラスターポリマー（商品名）等が使用され、半透明プラスチックとしてはＰＶＣ、ポリエチレン等が使用され、不透明プラスチックとしてはＰＶＣ、ポリエステル、ＡＢＳ、ポリエチレン、ポリプロピレン等が使用される。

内面板１０１は、所定角度、例えば７２度分の円弧状に湾曲した所定幅の板として形成されており、その下面（前記円弧の内側面）が管ユニット２の内周面となり、更生管の内周面となる。また、内面板１０１の円弧の周方向が更生管の周方向（以下、ことわる必要がない限り単に周方向という）となり、内面板１０１の幅方向が更生管の管長方向（以下、ことわる必要がない限り単に管長方向という）となる。内面板１０１の周方向の両端部のそれぞれには、長方形の開口部１０１ａが形成されている。この開口部１０１ａは、セグメント部材１どうしを周方向に連結するためのボルト６（図８参照）の締め付け作業を内側から行うためのものであり、その締め付け作業後に、不図示の蓋が固定されて塞がれる。

側板１０２，１０３は、内面板１０１の周方向に沿う両側縁のそれぞれに沿ってその全長に渡って形成されており、内面板１０１の円弧の外側に向かって立設されている。側板１０２，１０３のそれぞれには、図９に示す管ユニット２どうしを連結するためのボルト９を挿通するためのボルト挿通孔１０２ａ，１０３ａが周方向に所定間隔で複数（ここでは１４個）形成されている。その径は、ボルト９の頭ないしナット１０（図９参照）の径より僅かに大きくなっている。

側板１０２，１０３のそれぞれの外側面は、後述のようにセグメント部材１どうしを管ユニット２の一部として管長方向に連結するときにセグメント部材１どうしで当接する管長方向の連結面となる。図６に示すように、側板１０２の外側面の下端部には、外側面から突出した凸部１０２ｃと、これに連続して外側面から凹んだ凹部（溝）１０２ｄが形成されている。また側板１０３の外側面の下端部には、外側面から凹んだ凹部１０３ｃと、これに連続して外側面から突出した凸部１０３ｄが形成されている。これらは内面板１０１の周方向の側縁に沿い側板１０２，１０３の全長に渡って延びて形成されている。

凸部１０２ｃは、その突出方向に沿った断面形状が横向きの台形であり、先端側へ行くほど上下の幅が狭くなるように、突出方向に沿った上側面と下側面が傾斜し、先端面が垂直な平面となった形状に形成されている。凹部１０２ｄは、その凹み方向に沿った図中で上側面が凸部１０２ｃの下側面に連続している。そして、その凹み方向に沿った断面形状がほぼ「フ」の字形をなしており、凹み方向の奥の面が上側面に対して鋭角をなすように傾斜している。

また凹部１０３ｃは凸部１０２ｃに合致する形状、すなわち緊密に（隙間なく）面接触して嵌合し得る形状となっており、凸部１０３ｄは凹部１０２ｄに合致する形状となっている。また、凸部１０２ｃと凹部１０２ｄに対応して、凹部１０３ｃの凹み方向に沿った図中で下側面に凸部１０３ｄの突出方向に沿った上側面が連続している。

端板１０４，１０５は、内面板１０１の周方向の両端で内面板の幅方向に沿う両側縁のそれぞれに沿ってその全長に渡って形成されており、内面板１０１の円弧の外側に向かって立設されている。端板１０４，１０５には、セグメント部材１どうしを周方向に連結するボルト６（図８参照）を挿通するためのボルト挿通孔１０４ａ，１０５ａが複数箇所に形成されている。

また、端板１０４，１０５のそれぞれの外側面は、セグメント部材１どうしを周方向に連結するときにセグメント部材１どうしで当接する周方向の連結面となる。図７の断面図に示すように、端板１０４の外側面の上下方向の中央部には外側面からＶ字形に凹んだ凹部（溝）１０４ｃが、また下端部には外側面から凹んだ凹部（溝）１０４ｄと外側面から突出する凸部１０４ｅが上下に連続して形成されている。また、端板１０５の外側面の上下方向の中央部には外側面からＶ字形に突出した凸部１０５ｃが、また下端部には外側面から突出した凸部１０５ｄと外側面から凹んだ凹部１０５ｅが上下に連続して形成されている。これらは、端板１０４，１０５の幅方向（管長方向）に沿ってその全長に渡って延びて形成されている。

端板１０５の凸部１０５ｄと凹部１０５ｅの形状は、側板１０２の凸部１０２ｃと凹部１０２ｄに対応している。すなわち、凸部１０５ｄは、その突出方向に沿った断面形状が横向きの台形であり、先端側へ行くほど上下の幅が狭くなるように、突出方向に沿った上側面と下側面が傾斜し、先端面が垂直な平面となった形状に形成されている。また凹部１０５ｅは、その凹み方向に沿った図中で上側面が凸部１０５ｄの下側面に連続しており、凹み方向の奥の面が上側面に対して鋭角をなすように傾斜している。

また端板１０４の凹部１０４ｄは凸部１０５ｄに合致する形状、凸部１０４ｅは凹部１０５ｅに合致する形状となっている。また、凸部１０５ｄと凹部１０５ｅに対応して、凹部１０４ｄの凹み方向に沿った図中で下側面に凸部１０４ｅの突出方向に沿った上側面が連続している。なお、凹部１０４ｃと凸部１０５ｃの形状も合致している。

補強板１０６，１０７は、セグメント部材１全体の機械的強度を補強するものであり、内面板１０１の上面（円弧の外側面）において、側板１０２，１０３の内側で内面板１０１の円弧の外側に向かって立設されている。補強板１０６，１０７には、管ユニット２どうしを連結するためのボルト９（図９参照）を挿通するための複数のボルト挿通孔１０６ａと切り欠き部１０７ａが側板１０２，１０３のボルト挿通孔１０２ａ，１０３ａのそれぞれに対応する位置に形成されている。ボルト挿通孔１０６ａの径は、ボルト９の軸部分の径よりごく僅か大きいが、ボルト９の頭ないしナット１０の径より小さくなっている。

また、側板１０２，１０３の内側面と補強板１０６，１０７の両側面（補強板１０７の一方は片側面のみ）には、それぞれの変形を防ぐために側方に張り出した複数の小さな直角三角形の凸板１０２ｂ，１０３ｂ，１０６ｂ，１０７ｂが隣り合うボルト挿通孔１０２ａ，１０３ａ，１０６ａ及び切り欠き部１０７ａの間の位置のそれぞれに互い違いになり、その底辺が内面板１０１に連続するように形成されている（図５参照）。

以上の構造からなるセグメント部材１を先述した図１２のように周方向に連結して管ユニット２が組み立てられ、これを管長方向に連結して更生管３が組み立てられる。その周方向と管長方向の連結方法について図７〜図１０により説明する。

まず周方向の連結前に図９に示す管ユニット２の連結用のボルト９をセグメント部材１に固定する。なお、この固定は周方向の連結後でもよい。

ボルト９を固定するには、まずボルト９をセグメント部材１の側板１０２，１０３の一方、例えば側板１０２のボルト挿通孔１０２ａから挿入して、補強板１０６，１０７のボルト挿通孔１０６ａ及び切り欠き部１０７ａと側板１０３のボルト挿通孔１０３ａに挿通させ、図９のようにボルト９の頭が側板１０２側の補強板１０６に当接する位置まで挿入する。そして側板１０３から外側に突出するボルト９の先端側からナット１０を螺合させ、側板１０２側の補強板１０６に当接する位置に締め付け、さらに、円筒状の位置決め部材１９をボルト９の先端側から挿通させて側板１０３側の補強板１０６に当接する位置まで挿入することにより、ボルト９が固定される。位置決め部材１９はボルト９をボルト挿通穴１０３ａと同心に位置決めするとともに、後述のように連結される管ユニット２どうしのボルト挿通孔１０２ａ，１０３ａの位置を合わせるためのものである。

なお、ボルト９の固定本数はボルト挿通孔１０２ａなどの数の半数以下とし、ボルト挿通孔の１個ないし複数個置きに固定する。また、固定されたボルト９の側板１０３から突出する部分の長さがセグメント部材１の幅（側板１０２の外側面から側板１０３の外側面まで）より僅かに小さくなるようにボルト９の長さが設定されている。

このようにして複数のセグメント部材１にボルト９を固定した後、図７から図８に示すようにして、セグメント部材１どうしを周方向に連結する。すなわち、まず図７中で左側のセグメント部材１の端板１０５の凸部１０５ｃ，１０５ｄ及び凹部１０５ｅをそれぞれ右側のセグメント部材１の端板１０４の凹部１０４ｃ，１０４ｄ及び凸部１０４ｅに嵌合させて端板１０４，１０５の外側面どうしを密着させる。なお、この前に凹部１０４ｃ，１０４ｄ及び１０５ｅの内側面に不図示のシール材を塗布しておく。

次に、図８に示すボルト６を右側のセグメント部材１の内面板１０１の開口部１０１ａから入れて端板１０４，１０５のボルト挿通口１０４ａ，１０５ａに挿通し、左側のセグメント部材１の開口部１０１ａからナット７を入れてボルト６に螺合させ、端板１０５に締め付けることにより、セグメント部材１，１どうしが周方向に連結される。このようにして複数のセグメント部材１を順次周方向に連結することにより、図１２に示すように管ユニット２が組み立てられる。

次に、管ユニット２どうしの連結は図９及び図１０に示すように行なう。例えば図９中で左側の管ユニット２を右側の既に更生管３に組み付けられている管ユニット２に連結するには、まず右側の管ユニット２の各セグメント部材１の側板１０３の外側面から突出しているボルト９を左側の管ユニット２のセグメント部材１のボルト９が固定されていない部分の側板１０２と補強板１０６，１０７のボルト挿通孔１０２ａ，１０６ａ及び切り欠き部１０７ａに挿通させ、位置決め部材１９をボルト挿通孔１０２ａに挿入させるようにして、左側の管ユニット２のセグメント部材１の側板１０２の外側面を右側の管ユニット２のセグメント部材１の側板１０３の外側面に押し付け、図１０のように側板１０２の凸部１０２ｃと凹部１０２ｄを側板１０３の凹部１０３ｃと凸部１０３ｄに嵌合させて側板１０２，１０３の外側面どうしを密着させる。なお、この前に不図示のシール材を凹部１０２ｄと１０３ｃの内側面に塗布しておく。ここで、図９の右側の管ユニット２のセグメント部材１から突出したボルト９の先端部は左側の管ユニット２のセグメント部材１の側板１０３の内側近傍に達するので、ボルト挿通孔１０３ａからナット１０をボルト９の先端部に螺合させて側板１０３の隣りの補強板１０６に締め付けることにより、左側の管ユニット２が右側の管ユニット２に固定され、連結される。

以上のような本実施例によれば、セグメント部材１どうしをそれぞれ管ユニット２の一部として管長方向に連結するために、図１０のように側板１０２の凸部１０２ｃと凹部１０２ｄを側板１０３の凹部１０３ｃと凸部１０３ｄに嵌合させるときに、凸部１０２ｃと凹部１０３ｃの形状が合致しており、凹部１０２ｄと凸部１０３ｄの形状も合致しているので、凸部１０２ｃと凹部１０２ｄを凹部１０３ｃと凸部１０３ｄに対して緊密に（隙間なく）面接触させて嵌合させることができる。しかも凸部１０２ｃと凹部１０２ｄ、並びに凹部１０３ｃと凸部１０３ｄは連続しており、両者を合わせた形状が入り組んでいるので、面接触する面積が局所的に大きくなり、結合を強くすることができる。従って、管長方向の連結部分の水密性を向上させ、充分な水密性を確保することができる。

なお、管長方向の連結時に、ボルト９の締め付け力により、凸部１０３ｄに対して凸部１０２ｃの傾斜した下側面から下向きの力が加わるが、凹部１０２ｄの傾斜した奥の面から上向きの力が加わって相殺するので、凸部１０３ｄの折れを防止することができる。

また、周方向への連結についても同様であり、図７から図８のように、端板１０５の凸部１０５ｃ，１０５ｄ及び凹部１０５ｅをそれぞれ端板１０４の凹部１０４ｃ，１０４ｄ及び凸部１０４ｅに嵌合させるときに、嵌合し合う互いの形状が合致しているので、緊密に面接触させて嵌合させることができ、しかも凸部１０５ｄと凹部１０５ｅ、並びに凹部１０４ｄと凸部１０４ｅの部分では面接触する面積が局所的に大きくなり、結合を強くすることができる。従って、周方向の連結部分についても水密性を向上させ、充分な水密性を確保することができる。さらに同様に凸部１０４ｅの折れを防止することができる。

なお、実施例では凸部１０２ｃ，１０３ｄ，１０４ｅ，１０５ｄ並びに凹部１０２ｄ，１０３ｃ，１０４ｄ，１０５ｅの形状は、各側面が平面で全体として角張った形状としたが、少なくとも一部の側面が湾曲し丸みを帯びた形状としてもよい。

また、上述した実施例では、側板１０２あるいは端板１０５に形成された凸部１０２ｃあるいは１０５ｄは、凸部の先端側へ行くほど上下の幅が狭くなるように、形成されているが、凸部の突出方向に沿った上側面及び／又は下側面をそれぞれ水平面とすることもでき、これらの凸部１０２ｃ、１０５ｄと嵌合する凹部１０３ｃ、１０４ｄをそれと緊密に面接触する面を有する凹部に形成することもできる。

また、側板１０３あるいは端板１０４に形成された凸部１０３ｄあるいは１０４ｅは、凸部の先端側へ行くほど上側面が下方に傾斜し、また凸部の先端面が、垂直方向に対して傾斜しているが、これらの上側面及び／又は先端面を、水平面あるいは垂直面とすることができる。この場合、これらの凸部１０３ｄ、１０４ｅと嵌合する凹部１０２ｄと１０５ｅをそれと緊密に面接触する面を有する凹部に形成することもできる。

また、側板１０２と１０３に形成される凸部１０２ｃと１０３ｄとこれらの凸部と嵌合する凹部１０３ｃと１０２ｄ、並びに端板１０４、１０５に形成される凸部１０４ｅと１０５ｄとこれらの凸部と嵌合する凹部１０５ｅと１０４ｄは、それぞれセグメント部材の下方部に形成されているが、それ以外の、例えば中央部にそれぞれ形成するようにすることもできる。

本発明の実施例の更生管用セグメント部材の構造を示す上面図である。図１中の矢印Ｃ方向から見た側面図である。図１中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。セグメント部材の下面図である。図１中の矢印Ｄ方向の矢視図である。図１中のＢ−Ｂ線に沿った断面図及びその一部拡大図である。セグメント部材どうしの周方向への連結方法を説明する縦断側面図である。セグメント部材どうしを周方向に連結した状態を示す縦断側面図である。セグメント部材からなる管ユニットどうしの管長方向への連結方法を説明する一部波断断面図である。セグメント部材どうしを管長方向に連結した状態を示す断面図及びその一部拡大図である。既設管内に更生管が組み立てられた様子を示す断面図である。セグメント部材から更生管を組み立てる様子を示す説明図である。従来のセグメント部材の断面図及びその一部拡大図である。従来のセグメント部材を管長方向に連結した状態の断面図及びその一部拡大図である。

符号の説明

１セグメント部材
２管ユニット
３更生管
４既設管
５マンホール
６セグメント部材連結用のボルト
７セグメント部材連結用のナット
９管ユニット連結用のボルト
１０管ユニット連結用のナット
１０１内面板
１０２，１０３側板
１０２ｃ，１０３ｄ凸部
１０２ｄ，１０３ｃ凹部
１０４，１０５端板
１０４ｄ，１０５ｅ凹部
１０４ｅ，１０５ｄ凸部

Claims

既設管を更生するための更生管の周方向と管長方向に連結される更生管用セグメント部材であって、
更生管用セグメント部材は、片面が更生管の内周面となる内面板と、該内面板の周方向に沿った両側縁のそれぞれに立設された２枚の側板と、該内面板の管長方向に沿った両側縁のそれぞれに立設された２枚の端板とを有し、
前記２枚の端板の一方の外側面に、該外側面から突出した凸部と該凸部に連続して該外側面から凹んだ凹部が管長方向に延びて形成されており、また他方の端板の外側面に前記凸部と凹部のそれぞれに合致する形状の凹部と凸部が管長方向に延びて形成されており、
更生管用セグメント部材どうしを周方向に連結するときに、一方のセグメント部材の一方の端板の外側面に形成された凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の他方の端板の外側面に形成された凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合し得るようにしたことを特徴とする更生管用セグメント部材。
前記２枚の側板の一方の外側面に、該外側面から突出した凸部と該凸部に連続して該外側面から凹んだ凹部が周方向に延びて形成されており、また他方の側板の外側面に前記一方の側板の外側面の凸部と凹部のそれぞれに合致する形状の凹部と凸部が周方向に延びて形成されており、
更生管用セグメント部材どうしを管長方向に連結するときに、一方のセグメント部材の一方の側板の外側面に形成された凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の他方の側板の外側面に形成された凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合し得るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の更生管用セグメント部材。