JP6010437B2

JP6010437B2 - 既設管更生用帯状部材

Info

Publication number: JP6010437B2
Application number: JP2012257182A
Authority: JP
Inventors: 将中垣
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: JP2014104610A

Description

本発明は、老朽化した既設管の内面にライニング管を形成して更生するときに使用される既設管更生用帯状部材に関する。

従来から、上下水道及びガス管等として使用される既設管には、金属管やヒューム管が使用されている。このような既設管は、長期の使用によって老朽化し、割れや腐食により漏水あるいは陥没するおそれがある。このため、近年では、老朽化した埋設管等の既設管内に合成樹脂管を挿入してライニングすることが行われている。

例えば、特許文献１または２に記載されているように、既設管の更生工法の一つに合成樹脂製の帯状部材を螺旋状に巻回することにより形成される螺旋管によって既設管をライニングする方法が知られている。この方法では、既設管更生用の帯状部材を螺旋状に巻回する。そして、この螺旋状に巻回することで隣接した帯状部材の側縁部同士を係合状態とすることにより管状の更生管を製造する。そして、製造された更生管を既設管内に挿入し、その内周面に固定することによって、老朽化した既設管をライニング更生するようになっている。

図１０は、上記更生工法において使用される従来の帯状部材（プロファイル）の一例を示す断面図である（特許文献２参照）。

図１０に示す帯状部材２００は、幅方向の両端部に接合部２１０が設けられている。接合部２１０には、一方の接合部である凸状２１０ａと、他方の接合部である凹状２１０ｂとが設けられている。これらの凸状２１０ａと凹状２１０ｂとは、それぞれ帯状部材２００の長手方向に沿って形成され、互いに嵌め合わされて接合しうるように構成されている。

また、帯状部材２００は、特に既設管の湾曲部に使用されるものであり、山形に屈曲させた伸縮部２２０が設けられている。この伸縮部２２０は、帯状部材２００が、その幅方向に伸張および収縮しうるように設けられたものである。

また、帯状部材２００における凸状２１０ａが形成された側の端部には、突出部２３０が存在する。すなわち、帯状部材２００における凸状２１０ａの立設位置から最端部までの部分が、突出部２３０として存在する。従来の帯状部材２００では、突出部２３０は断面先細り形状とされており、更生管２０の内面側から外面側に向かって長さが短くなるような形状とされている。

このように、図１０に示す帯状部材２００には、更生管の内面側において凹部となる伸縮部２２０が設けられている。また、帯状部材２００には、外面側にリブ等も設けられている。このため、帯状部材２００には、内面側および外面側の何れにも凹凸が生じている。

このような凹凸を有する帯状部材２００は、図１１に示すように、製管機（図６参照）が有するローラ４３Ａ，４３Ｂの間に帯状部材２００の接合部２１０を挟み込んで接合する。ローラ４３Ａもまた、帯状部材２００の凹凸に合わせて、ローラ面に多数のリブ部を有している。すなわち、ローラ４３Ａは、これらのリブ部を帯状部材２００の凹部に嵌合させながら回転する。また、ローラ４３Ｂは、リブ部は有していないものの、材質がゴムであるため、帯状部材２００の凹凸に合わせて変形する。

特公平３−４８３９２号公報特開２００８−１０５２６７号公報

しかしながら、上述のような従来技術では、グリップ力を得るためにローラ４３Ｂをゴム製とし、ローラ４３Ａ，４３Ｂをバネで押し付けている。このため、帯状部材２００における突出部２３０の端部がローラ４３Ｂのゴムにめり込んで、該端部に変形が生じるという問題がある（図１１参照）。このような変形は、伸縮部２２０等の凹部が接合部２１０に近接して設けられている場合に起こりうる。すなわち、この場合は、突出部２３０の先端における外周側の面が接合される帯状部材２００の他端部との間に隙間を生じており、変形したローラ４３Ｂからの押圧力によって、内面側から外面側に折れ曲がって上記変形が生じる。

帯状部材２００の上記変形は更生管の仕上がり内面において生じるため、上記変形の発生は更生管の内面の仕上がりを悪化させるものとなる。このため、上記変形を防止することは重要である。

本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、更生管を製造するにあたって、帯状部材の接合部の端部に変形を生じさせることない既設管更生用帯状部材を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、螺旋状に巻回されて管状に形成されることによって、既設管の内面をライニングする更生管を形成する既設管更生用帯状部材であって、螺旋状に巻回された際に隣接する帯状部材の両端部を接合するための一方の接合部であり、凸状形状を有する第１の接合部と、螺旋状に巻回された際に隣接する帯状部材の両端部を接合するための他方の接合部であり、上記第１の接合部と係合する凹状形状を有する第２の接合部と、上記第１の接合部に近接して配置され、更生管の内面側が窪んでいる凹部と、上記第１の接合部の形成位置からさらに外側に突出した突出部とを有しており、上記突出部は断面先細り形状とされており、更生管の内面側から外面側に向かって長さが長くなるような形状であることを特徴としている。

上記の構成によれば、突出部の外周側の面は、接合される帯状部材の他端部との間に隙間を生じない。このため、上記第１の接合部および第２の接合部を係合して更生管を形成する際に、突出部の先端が外面側に折れ曲がることはない。したがって、隣接した帯状部材の接合部同士を接合する際の端部での変形が生じない。

また、本発明の他の既設管更生用帯状部材は、螺旋状に巻回されて管状に形成されることによって、既設管の内面をライニングする更生管を形成する既設管更生用帯状部材であって、螺旋状に巻回された際に隣接する帯状部材の両端部を接合するための一方の接合部であり、凸状形状を有する第１の接合部と、螺旋状に巻回された際に隣接する帯状部材の両端部を接合するための他方の接合部であり、上記第１の接合部と係合する凹状形状を有する第２の接合部と、上記第１の接合部に近接して配置され、更生管の内面側が窪んでいる凹部と、上記第１の接合部の形成位置からさらに幅方向の端部側に突出した突出部とを有しており、上記突出部は断面の一部に円弧形状を有しており、前記円弧の直径が帯状部材の底板厚の１／２倍以上１倍以下であることを特徴としている。

また、上記既設管更生用帯状部材では、前記円弧の直径が帯状部材の底板厚の２／３倍以上１倍以下であることがさらに好ましい。

また、上記既設管更生用帯状部材では、前記円弧の中心が帯状部材の底板の板厚方向中心よりも外面側に存在する構成とすることが好ましい。

また、上記既設管更生用帯状部材では、上記突出部の先端は、帯状部材の底板に対して角度をなす傾斜面を有しており、前記角度が３０°以上かつ９０°未満であることが好ましい。

上記の構成によれば、上記傾斜面と帯状部材の底板とのなす角度を９０°未満とすることで突出部の先端が先細り形状となり、帯状部材の両端の接合部を相互に接合する時の、帯状部材端部の変形を防止することができる。また、上記角度を３０°以上とすることで、突出部の先端が薄くなりすぎて、帯状部材を製管機に送るまでの過程でキズが入ることを防止できる。

また、本発明のさらに他の既設管更生用帯状部材は、螺旋状に巻回されて管状に形成されることによって、既設管の内面をライニングする更生管を形成する既設管更生用帯状部材であって、螺旋状に巻回された際に隣接する帯状部材の両端部を接合するための一方の接合部であり、凸状形状を有する第１の接合部と、螺旋状に巻回された際に隣接する帯状部材の両端部を接合するための他方の接合部であり、上記第１の接合部と係合する凹状形状を有する第２の接合部と、上記第１の接合部に近接して配置され、更生管の内面側が窪んでいる凹部と、上記第１の接合部の形成位置からさらに幅方向の端部側に突出した突出部とを有しており、上記突出部は断面円弧形状とされており、前記円弧の直径が帯状部材の底板厚と等しいことを特徴としている。

上記の構成によれば、突出部の外周側の面は、接合される帯状部材の他端部との間に隙間を生じない。このため、上記第１の接合部および第２の接合部を係合して更生管を形成する際に、突出部の先端が外面側に折れ曲がることはなく、隣接した帯状部材の接合部同士を接合する際の端部での変形が生じない。

本発明は、隣接した帯状部材の接合部同士を接合する際の、帯状部材端部の変形を防止できるといった効果を奏する。

本発明の実施形態における既設管の更生工法の一例を示す説明図である。本発明の実施形態における既設管の更生工法において使用される帯状部材の一例を示す断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、上記帯状部材の伸縮部の形態例をそれぞれ示す断面図である。上記帯状部材の接合部同士を嵌め合わすところを示す説明図である。上記帯状部材の嵌合状態を示す説明図である。本発明の実施形態において用いられる製管機の一例を、既設管の断面とともに示す説明図である。製管機のローラが帯状部材の接合部同士を相互に接合するときの嵌合部分を示す拡大図である。（ａ）〜（ｃ）は、上記帯状部材の突出部の形態例をそれぞれ示す断面図である。本発明の実施形態における既設管の更生工法において使用される帯状部材の一例を示す断面図である。既設管の更生工法において使用される従来の帯状部材の一例を示す断面図である。製管機のローラが従来の帯状部材の接合部同士を相互に接合するときの嵌合部分を示す拡大図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明における既設管の更生工法の一例を示す説明図である。

地中に埋設されている既設管１０には、断面形状が円形、矩形、馬蹄形など、様々な形状のものが存在する。本実施の形態では、断面形状が円形の既設管１０に本発明を適用した例について説明するが、本発明は既設管の断面形状によらず、矩形、馬蹄形等の断面形状の既設管に対しても同様に適用することができる。

図１に示すように、既設管１０の更生は、既設管１０内に管状の更生管２０を形成して、老朽化した既設管１０の内周面をこの新たな更生管２０で更生することによって行われる。既設管１０の上部マンホール１１、あるいは既設管１０内には、あらかじめ帯状部材（既設管更生用帯状部材）２を巻き取ったドラム３０を設置している。このドラム３０は、既設管１０内に配置した自走式の製管機４０に帯状部材２を連続的に供給していくのに用いられる。製管機４０は、後述するように、帯状部材２を螺旋状に巻回させ、管状に形成していくことで更生管２０を形成する。

図２及び図３は、本実施の形態における帯状部材２の形状例を示す断面図、図４は、帯状部材２の接合部を嵌め合わすところを示す説明図、図５は、帯状部材２の嵌合状態を示す説明図である。

例示の帯状部材２は、特に既設管１０の湾曲部に使用されるものであり、可撓性を有する熱可塑性樹脂を用いて成形された長尺帯状の部材である。帯状部材２には、幅方向の両端部に接合部２１が設けられている。接合部２１には、一方の接合部である凸状２１ａ（第１の接合部）と、他方の接合部である凹状２１ｂ（第２の接合部）とが設けられている。これらの凸状２１ａと凹状２１ｂとは、それぞれ帯状部材２の長手方向に沿って形成され、互いに嵌め合わされて接合しうるように構成されている。

凸状２１ａは支柱部２１１と先端の断面略円形状の嵌入部２１２を備えている。また、凹状２１ｂは断面略円形状に形成された被嵌入部２１３とフランジ部２１４とを備えている。帯状部材２の幅方向の略中央部には、複数本のリブ２２…２２が長手方向に沿って立設されて、帯状部材２を補強している。これらのリブ２２の先端部は、断面略Ｌ字状に折曲させて形成されている。

かかる帯状部材２には、山形に屈曲させた伸縮部２３が設けられている。この伸縮部２３は、帯状部材２が、その幅方向に伸張および収縮しうるように設けられたものであり、所定の曲率もしくは屈曲する部位を有して形成されている。伸縮部２３の断面形状は、図２に示すもののほか、例えば図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、略Ｗ形状、略丸波形に湾曲させたり、略三角形、略矩形に屈曲させたりと、曲率もしくは屈曲する部位を有する形状であればどのような形状であってもよい。但し、本実施の形態では、伸縮部２３の少なくとも１つは、凹状２１ｂに近接して配置される伸縮部２３Ａとして形成されている。

伸縮部２３の大きさは特に限定されず、更生すべき既設管１０の内径、曲げ角度、帯状部材２の材料強度等によって適宜選定すればよく、例えば既設管１０の内径５００ｍｍ、曲げ角度が３００の場合には、帯状部材２の接合部２１同士の間隔（ｗ）が８０ｍｍのものに対し、高さ（ｈ）１６ｍｍ、肉厚（ｔ）２．５ｍｍ（部材厚と同様）、半径（Ｒ）２．４ｍｍ程度が適当である。このような湾曲部用の帯状部材２に設けられる伸縮部２３の個数は、１個でもよく、また複数個であってもよい。

また、被嵌入部２１３の近傍には段部２４が設けられている。これにより、図４及び図５に示すように、螺旋状に巻回して隣り合った帯状部材２，２の一方の帯状部材２の凸状２１ａを他方の帯状部材２の凹状２１ｂに挿入したときに、凸状２１ａと凹状２１ｂとの重なりによる厚みが他の部分の厚みに等しくなる。

また、帯状部材２における凸状２１ａが形成された側の端部には、突出部２５が存在する。すなわち、凸状２１ａは、帯状部材２の幅方向における最端部に形成されているのではなく、帯状部材の最端部からやや内側に形成されている。このため、帯状部材２における凸状２１ａの立設位置から最端部までの部分が、突出部２５として存在する。図２〜図５に示す帯状部材２では、突出部２５は断面先細り形状とされており、更生管２０の内面側から外面側に向かって長さが長くなるような形状とされている。

かかる帯状部材２は、熱可塑性樹脂であれば材質を特に限定するものではなく、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、或いは、これらの樹脂をガラス繊維で補強した所謂ＦＲＴＰ等の材料により、押出成形等によって一体的に成形されたものが好ましい。

また、帯状部材２としては、幅方向の両端部に接合部２１が形成されたものであれば特に限定するものではなく、更生する既設管１０に合わせて適宜の形態のものが選択可能である。

このような帯状部材２を製管機４０によって螺旋状に巻回させて、この巻回させることによって互いに隣接した帯状部材２の接合部２１の凸状２１ａと凹状２１ｂを相互に嵌合させて管状とする。これにより、既設管１０の湾曲部１３の内径よりも若干小さい外径を有する更生管２０を形成することができる。

図１に例示した製管機４０は、円形断面の更生管２０の施工に用いる自走式製管機である。図６は、かかる製管機の一例を、既設管１０の断面とともに示した説明図である。

図６に示すように、製管機４０は、成形フレーム４１と、この成形フレーム４１に設置された接合機構部４２とを備えている。接合機構部４２は、帯状部材２を外面と内面との両方から挟み込むためのローラ４３Ａ，４３Ｂを備えている。ローラ４３Ａは帯状部材２の外面側に配置されるローラであり、ローラ４３Ｂは帯状部材２の内面側に配置されるローラである。これらのローラ４３Ａ，４３Ｂの回転によって、製管機４０の全体が既設管１０内を周回移動し、帯状部材２を螺旋状に巻回しながら進行する。そして、製管機４０のローラ４３Ａ，４３Ｂが、製管機４０の進行過程において、互いに隣接した帯状部材２の凸状２１ａと凹状２１ｂとを相互に接合する。

上述したように、本実施の形態に係る帯状部材２では、凸状２１ａが形成された側の端部に突出部２５が存在する。突出部２５は断面先細り形状とされており、更生管２０の内面側から外面側に向かって長さが長くなるような形状とされている。そして、突出部２５をこのような形状とすることにより、製管機４０で帯状部材２の凸状２１ａと凹状２１ｂとを相互に接合する時の、帯状部材２端部の変形を防止することができる。

図７は、製管機４０のローラ４３Ａ，４３Ｂが、帯状部材２の凸状２１ａと凹状２１ｂとを相互に接合するときの嵌合部分を示す拡大図である。本実施の形態に係る帯状部材２では、突出部２５の外周側の面は、接合される帯状部材２の他端部との間に隙間を生じていない。このため、ローラ４３Ｂがその変形によって突出部２５の先端部に接触しても、その先端部が外面側に折れ曲がることはない。したがって、隣接した帯状部材２の凸状２１ａと凹状２１ｂとを接合する際の端部での変形が生じない。

上記説明における帯状部材２では、図８（ａ）に示すように、突出部２５の先端は帯状部材２の底板に対して角θ１をなす傾斜面を有している。この角θ１は３０°以上かつ９０°未満の範囲とすることが好ましい。角θ１を９０°未満とすることで突出部２５の先端が先細り形状となり、帯状部材２の凸状２１ａと凹状２１ｂとを相互に接合する時の、帯状部材２端部の変形を防止することができる。また、角θ１を３０°以上とするのは、角θ１が３０°より小さくなると突出部２５の先端が薄くなりすぎて、帯状部材２を製管機４０に送るまでの過程でキズが入りやすくなるためである。

また、帯状部材２における突出部形状は、図８（ａ）に示すものに限定されず、例えば、図８（ｂ），図８（ｃ）に示すような形状であってもよい。

図８（ｂ）に示す帯状部材２では、突出部２５の先端は断面が半円弧形状となっている。すなわち、突出部２５の先端円弧部分の直径は、帯状部材２の底板の板厚と等しい。

また、図８（ｃ）に示す帯状部材２では、突出部２５の先端は、一部に円弧を有する断面形状となっている。この場合、円弧部分の直径は、帯状部材２の底板厚の１／２倍以上１倍以下とすることで、突出部２５の変形を抑制する効果があった。また、円弧部分の直径を帯状部材２の底板厚の２／３倍以上１倍以下とすることで、突出部２５の変形を完全になくすことができた。

また、図８（ｃ）に示す帯状部材２において、突出部２５の先端は、該円弧の中心が帯状部材の底板の板厚方向中心よりも外面側に存在する構成とすることが好ましい。言い換えれば、突出部２５の先端は、外面側に円弧を有し、内面側に傾斜面を有していることが好ましい。また、傾斜面の部分において帯状部材２の底板とのなす角をθ２とするとき、角θ２は、角θ１と同様に３０°以上かつ９０°未満の範囲とすることが好ましい。

図８（ｂ），図８（ｃ）に示す帯状部材２であっても、突出部２５の外周側の面は、接合される帯状部材２の他端部との間に隙間を生じない。このため、ローラ４３Ｂがその変形によって突出部２５の先端部に接触しても、その先端部が外面側に折れ曲がることはない。したがって、隣接した帯状部材２の凸状２１ａと凹状２１ｂとを接合する際の端部での変形が生じない。

また、従来のように、突出部の外周側の面と接合される帯状部材の他端部との間に隙間を生じている場合、例えば、下水管の更生に該帯状部材を使用すると上記隙間によって下水等の流れを阻害する虞がある。しかしながら、本実施の形態の帯状部材２では、更生管２０においてそのような隙間を生じないため、流れを阻害することもない。

また、上記説明における帯状部材２では、凹状２１ｂに近接して配置される伸縮部２３Ａを有するものを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、更生管２０の内面には採熱管が配置されることがあり、そのような更生管２０を形成する帯状部材２では、図９に示すように、採熱管５０を配置するための採熱管配置用凹部２６が設けられる。このように、採熱管配置用凹部２６が凹状２１ｂに近接して配置される帯状部材２にも、本発明は適用可能である。すなわち、帯状部材２が、凹状２１ｂに近接して配置され、更生管２０の内面側が窪んでいる凹部（伸縮部２３Ａや採熱管配置用凹部２６等）を有している場合に、本発明は適用可能である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

２帯状部材
１０既設管
２０更生管
２１接合部
２１ａ凸状（第１の接合部）
２１ｂ凹状（第２の接合部）
２２リブ
２３，２３Ａ伸縮部（凹部）
２５突出部
２６採熱管配置用凹部（凹部）
５０採熱管
４０製管機
４２接合機構部
４３Ａ，４３Ｂローラ

Claims

螺旋状に巻回されて管状に形成されることによって、既設管の内面をライニングする更生管を形成する既設管更生用帯状部材であって、
螺旋状に巻回された際に隣接する帯状部材の両端部を接合するための一方の接合部であり、凸状形状を有する第１の接合部と、
螺旋状に巻回された際に隣接する帯状部材の両端部を接合するための他方の接合部であり、上記第１の接合部と係合する凹状形状を有する第２の接合部と、
上記第１の接合部に近接して配置され、更生管の内面側が窪んでいる凹部と、
上記第１の接合部の形成位置からさらに幅方向の端部側に突出した突出部とを有しており、
上記突出部は断面の一部に円弧形状を有しており、前記円弧の直径が帯状部材の底板厚の１／２倍以上１倍以下であり、
前記円弧の中心が帯状部材の底板の板厚方向中心よりも外面側に存在することを特徴とする既設管更生用帯状部材。
請求項１に記載の既設管更生用帯状部材であって、
前記円弧の直径が帯状部材の底板厚の２／３倍以上１倍以下であることを特徴とする既設管更生用帯状部材。
請求項１または２に記載の既設管更生用帯状部材であって、
上記突出部の先端は、帯状部材の底板に対して角度をなす傾斜面を有しており、前記角度が３０°以上かつ９０°未満であることを特徴とする既設管更生用帯状部材。