JP6562799B2 - 配管構造、及び該配管構造に用いられる連結部材 - Google Patents

Description

本発明は、耐震性に優れた配管構造、及び該配管構造に用いられる連結部材に関する。

従来、ますから下水本管へ排水を案内する管路において、地震等によって地盤の変動が生じた際に該管路を構成する配管の接続部等が歪みによって破損して汚水が漏水してしまうことを抑制し得る耐震化を図った構成は既に知られている。

例えば特許文献１には、直管部の一端部に球面状に膨出成形された受口部を備えた管体と、該管体の受口部へ回動自在に挿入され、該受口部の内面形状と同形の外面形状を有するコアと、を備えた角度調整可能な合成樹脂管用自在継手が開示されている。かかる構成にあっては、例えば互いに高低差のある下水本管と公共マスとの間に管路を構築する場合に、配管と配管とを接続する部位で生じるわずかな接続誤差を、前記合成樹脂管用自在継手で吸収して適切に接続可能とすることができる。また、仮に地盤が変動して管体とコアとの接続部位に外力が作用した場合には、これに対応して継手が回動し、応力集中を緩和して破損等の問題を回避し得る。

また、特許文献２には、硬質プラスチック製の分岐部材と、該分岐部材に取付けられる可撓性材料からなる継手部材とで構成された枝管継手が開示されている。かかる構成は、分岐部材の管軸と継手部材の管軸とが互いに平行移動するような地盤変動が生じても、継手部材がこれに追従して撓むことにより応力集中を緩和し、破損等の問題を回避することができる。

実開昭６２−１４６０８３号公報 特開２００１−２６９７３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている合成樹脂管用自在継手にあっては、管体とコアとの間における管軸に対して交わる方向に外力が作用した場合には、歪みを吸収して応力集中を緩和することができない。このため、このような地盤変動には充分に対応することができないという問題がある。

また、上記特許文献２に開示されている継手部材にあって、分岐部材と継手部材との間で管軸の傾斜角度が変化するような地盤変動が発生した場合には、かかる継手部材が好適に追従することができず、破損を抑制できないという問題がある。

ところで、一度埋設した配管構造に対して、新たに耐震化を図る構造を適用することは配管を改めて掘り起こす必要があるため、手間やコストを考慮すると施工時にあらかじめ耐震化を図ることができる方策が望ましい。そこで、施工する際に、特許文献１と特許文献２とに開示された構成を組み合わせることで耐震化を図る構成が提案され得る。かかる構成は、図７に示すように、共用ます１０１と下水本管１０２とをつなぐ配管構造１００にあって、共用ます１０１に隣接して可撓性の継手部材１０３が接続され、これに対して下水本管１０２に隣接して角度調整可能な継手１０４が接続される。しかしながら、このように特許文献１と特許文献２とに開示された各構成を単に組み合わせて適用しただけでは、各構成が独立して機能を果たすだけにとどまり、得られる耐震効果に限界があるという問題が生じる。

そこで本発明は、地盤変動によって歪みが生じても好適にこれを吸収して配管が破損してしまうことを抑制できる、耐震効果の高い配管構造、及び該配管構造に用いられる継手を提供することを目的とする。

本発明は、上流側に配された上流側配管と下流側に配された下流側配管との間に接続された状態で地中に埋設されて、前記上流側配管から流れる排水を下流側配管へ案内する継手を具備する配管構造であって、前記継手は、前記上流側配管の下流側管端部に上流側管端部が接続された管状の第１可動部と、前記第１可動部の下流側管端部に上流側管端部が接続され、前記下流側配管の上流側管端部に下流側管端部が接続された管状の第２可動部と、を備え、前記第１可動部は、該第１可動部の管軸が前記上流側配管の下流側管端部の管軸に対して少なくとも平行移動可能に該上流側配管に対して変位可能であり、前記第２可動部は、該第２可動部の管軸の一部が前記下流側配管の上流側管端部の管軸に対して傾斜可能に該下流側配管に対して変位可能であり、前記継手に外力が加わったときに、前記第１可動部及び前記第２可動部が連動して変位してなり、前記第１可動部は、前記上流側配管に接続された管状の合成ゴム部材で構成された可撓部で構成され、前記第２可動部は、 前記可撓部の下流側管端部に上流側管端部が接続された自在部と、該自在部の下流側管端部に上流側管端部が回動自在に接続され、前記下流側配管の上流側管端部に下流側管端部が接続された受け部とで構成され、前記受け部の上流側管端部には、球状内面を有する受口部が設けられており、前記自在部の下流側管端部には、前記受口部の球状内面に対応する球状外面を有する接続口部 が設けられており、前記接続口部の球状外面と前記受口部の球状内面とが対向するようにして前記接続口部と前記受口部とが回動自在に嵌着されてなり、前記上流側配管および前記第２可動部は、前記可撓部よりも相対的に硬質な管状部材で構成され、前記可撓部にあっては、接続される前記上流側配管の端縁および前記自在部の上流側管端部が侵入することなく中空となっている主要部が設けられており、該主要部は、該可撓部の管軸方向に沿って伸縮自在であり、かつ該管軸方向に交わる方向に沿って変形可能であり、さらにねじれ方向にも変形自在となっており、該主要部は、前記上流側配管および前記第２可動部によって阻害されることなく弾性変形可能となっていることを特徴とする配管構造である。

かかる構成にあっては、上流側配管と下流側配管との間に位置する継手が、上流側配管又は下流側配管に対して平行移動可能である可動部と傾斜可能である可動部とを有し、互いに異なる種類の変位機能を兼ね備えて各機能が連関しているため、地盤が変位した際に、当該配管構造に発生した歪みを効果的に吸収して応力集中を緩和することができる。ここで、前記第１可動部と前記第２可動部とは互いに隣接して接続されているため、仮に地盤変動が生じて前記継手に外力が作用した場合には、該第１可動部と該第２可動部とが連動して応力集中を緩和することができる。したがって、本発明は、第１可動部と第２可動部との相乗効果により、配管構造を構成する配管の破損を効果的に抑制することができる。

なお、上述のように、前記第１可動部は、前記上流側配管に接続された管状の可撓部で構成され、前記第２可動部は、前記可撓部の下流側管端部に上流側管端部が接続された自在部と、該自在部の下流側管端部に上流側管端部が回動自在に接続され、前記下流側配管の上流側管端部に下流側管端部が接続された受け部とで構成され、前記受け部の上流側管端部には、球状内面を有する受口部が設けられており、前記自在部の下流側管端部には、前記受口部の球状内面に対応する球状外面を有する接続口部が設けられており、前記接続口部の球状外面と前記受口部の球状内面とが対向するようにして前記接続口部と前記受口部とが回動自在に嵌着されてなる構成が望ましい。

かかる構成にあっては、前記第１可動部と前記第２可動部とを簡素な構造で構成することができ、地盤の変位に対して十分に対応できる配管構造を好適に提供することが可能となる。

また、本発明は、前記可撓部が、管状の可撓性部材で構成され、前記自在部の上流側管端部が、管状のソケット体で構成された上記配管構造に用いられる連結部材であって、前記可撓性部材と前記ソケット体とからなり、前記可撓性部材の管軸と前記ソケット体の管軸とが一致した状態で該可撓性部材と該ソケット体とが連結されてなることを特徴とする連結部材である。

かかる構成にあっては、第１可動部の構成要素である可撓性部材の管軸と、第２可動部の構成要素であるソケット体の管軸とを一致させた状態とすることができるため、仮に地盤変動が生じて前記継手に外力が作用した場合にも、該第１可動部と該第２可動部とを無駄なく円滑に連動させることができる。

本発明の配管構造は、地盤の変位により配管が破損してしまうことを抑制できる優れた効果がある。

また、本発明の配管構造に用いられる連結部材は、第１可動部と第２可動部とを無駄なく円滑に連動させることができる優れた効果がある。

実施例１にかかる配管構造を示す概要図である。 実施例１にかかる継手の一部断面平面図である。 実施例１にかかる継手の使用状態を示す説明図である。 実施例１にかかる継手の連結部材を示す縦断面図である。 実施例２にかかる配管構造を示す概要図である。 実施例３にかかる配管構造を示す概要図である。 従来例を示す概要図である。

以下、本発明の配管構造、及び該配管構造に用いられる連結部材を具体化した実施例を詳細に説明する。なお、本発明は、下記に示す実施例に限定されることはなく、適宜設計変更が可能である。

〔実施例１〕
図１に示すように、配管構造１Ａは、ます９１に集中した排水を下水本管８０に案内するための配管により構成されている。具体的には、ます９１及び該ます９１に接続された枝管９０を含む上流側配管２Ａと、下水本管８０を含む下流側配管３Ａと、該上流側配管２Ａと該下流側配管３Ａとの間に配置された継手１０Ａと、を備えている。そして、前記上流側配管２Ａが前記継手１０Ａより上流側に配置され、前記下流側配管３Ａが前記継手１０Ａより下流側に配置された状態で前記継手１０Ａが地中に埋設されている。

次に、前記継手１０Ａを図２に従って説明する。
前記継手１０Ａは、管状の可撓性部材６０で構成された、第１可動部としての可撓部３０を備えている。そして、該可撓部３０の上流側管端部３１が、前記上流側配管２Ａである枝管９０の下流側管端部９１に接続されている。

なお、前記可撓部３０の上流側管端部３１の内周面には、凸段部３５が周状に形成されており、前記枝管９０の下流側管端部９１の端縁が該凸段部３５に突き当てられた状態で該枝管９０と該可撓部３０とが周知の固定手段により固定されている。

一方、前記可撓部３０の下流側管端部３２は、該下流側管端部３２の周囲にベルト体３７が巻回された状態で、後述する自在部２０の上流側管端部２１に接続されている。

なお、例えば可撓部３０を構成する可撓性部材６０は、合成ゴムからなる可撓性の合成樹脂で構成されることが望ましい。

ここで、前記可撓部３０にあっては、接続される前記枝管９０等の管材の端縁が侵入することなく中空となっている主要部３９が設けられている。該主要部３９は、該可撓部３０の管軸方向に沿って伸縮自在であり、かつ該管軸方向に交わる方向に沿って変形することも可能であり、さらにねじれ方向にも変形自在となっている。すなわち、該主要部３９は、枝管９０等の非可撓性の部材によって阻害されることなく上記方向に弾性変形可能となっている。

また、前記継手１０Ａは、第２可動部を構成する、自在部２０及び受け部４０を備えている。

まず、前記自在部２０は、可撓部３０に対して相対的に硬質な管状部材で構成され、その上流側管端部２１が、前記可撓部３０の下流側管端部３２に接続されている。具体的には、該可撓部３０の下流側管端部３２の内周面には凸段部３６が周状に形成されており、該凸段部３６に前記自在部２０の上流側管端部２１の端縁が突き当てられ、上述のようにベルト体３７が巻回されて相互固定されている。

また、前記受け部４０も自在部２０と同質の管状部材で構成され、その上流側管端部４１が、前記自在部２０の下流側管端部２２に接続されている。さらに、該受け部４０の下流側管端部４２が、前記下水本管８０の側壁に形成された開口８１で構成される下流側配管としての上流側管端部に接続されている。なお、前記受け部４０の下流側管端部４２の周面には、鞍形状のサドル部４７が設けられており、該サドル部４７が前記下水本管８０の開口８１周りに被着可能となっている。

上述した自在部２０及び受け部４０を構成する部材は、前記可撓性部材６０よりも相対的に硬質な合成樹脂材料で構成されることが望ましく、例えば塩化ビニル樹脂等の材料で構成されることが好適である。

さらに、前記自在部２０と前記受け部４０とは、相互に回動可能に接続されている。さらに詳述すると、前記自在部２０は、上流側に配されるほぼ直管形状のソケット体７０と、該ソケット体７０の下流側に接続されている接続口部２４との二部材で構成されている。ここで、ソケット体７０と接続口部２４とは互いに接着剤で接続されている。また、該接続口部２４は、球面形状からなる球状外面２５が外周面に形成されている。

これに対し、前記受け部４０の上流側管端部４１には、球面形状からなる球状内面４５が内周面に形成された受口部４４が形成されている。そして、該受口部４４の球状内面４５は、前記接続口部２４の球状外面２５に対応する曲面形状となっている。

かかる構成にあって、前記接続口部２４の球状外面２５と前記受口部４４の球状内面４５とが対向するようにして該接続口部２４と該受口部４４とが回動自在に嵌着されることにより、前記自在部２０と前記受け部４０とが、相互に回動可能に接続されている。

これまでに述べた継手１０Ａは、図３に示すように、前記自在部２０の接続口部２４と前記受け部４０の受口部４４とが回動可能であるため、前記第２可動部の一部である前記自在部２０と前記受け部４０とが傾斜角度αの範囲内で傾斜自在となっている。このため、前記自在部２０は、当該自在部２０の管軸が前記下水本管８０に設けられた開口８１の中心軸（下流側配管の上流側管端部の管軸に対応する）に対して傾斜するように、該下水本管８０に対して相対的に変位可能となっている。

加えて、前記可撓部３０の主要部３９が可撓性を有することで変形自在であるため、図３に示すように、該可撓部３０の管軸が前記枝管９０における下流側管端部９１の管軸に対して移動距離βの範囲で平行移動可能となっている。

さらに、該主要部３９は、上述のように伸縮自在に弾性変形可能であるため、下水本管８０と枝管９０との離間距離も移動距離γの範囲で変動可能となっている。

さらにまた、該主要部３９は、上述のようにねじれ方向にも弾性変形可能であるため、下水本管８０と枝管９０との間、あるいは枝管９０と継手１０Ａとの間において、当該可撓部３０の管軸を中心にしてねじれを許容する構造となっている。

これまでに述べた継手１０Ａを備える配管構造１Ａは、該継手１０Ａが、枝管９０又は下水本管８０に対して平行移動可能である可動部と傾斜可能である可動部とを少なくとも有し、互いに異なる種類の変位機能を兼ね備えているため、仮に地盤が変位した際に、当該配管構造１Ａに発生した歪みを効果的に吸収して応力集中を緩和し、破損を防止することができる。

さらに、前記継手１０Ａにあっては、第１可動部としての可撓部３０と、第２可動部としての自在部２０とが隣接して連続しているため、仮に地盤変動が生じて当該継手１０Ａに外力が作用した場合には、図３に示すように該可撓部３０と該自在部２０とが連動して変位し、応力集中を効果的に緩和することができる。換言すれば、かかる構成は、外力に対して瞬時に変形する可撓部３０と、可動角度範囲が大きい自在部２０とが隣接して連続しているため、各々の特性の違いによって、複雑な地盤変動の変位に対して適宜に可動して追従可能となる。また、継手１０Ａは、前記自在部２０と前記受け部４０との間の傾斜角度αに加えて、前記可撓部３０の管軸が前記枝管９０の管軸に対して移動距離βの範囲で平行移動可能である。このため、当該継手１０Ａの可動域は、自在部２０の可動域に可撓部３０の可動域を加えた範囲で無駄なくかつ効果的に拡張されている。したがって、本発明は、従来構成に比して配管の破損を飛躍的に抑制できる効果が得られる。

なお、上記継手１０Ａは、図４に示すような連結部材５０を有していてもよい。すなわち、該連結部材５０は、前記可撓性部材６０と前記ソケット体７０とがあらかじめ接続されてなり、前記可撓性部材６０の管軸と前記ソケット体７０の管軸とが一致した状態となっている。このような連結部材５０を用いて継手１０Ａを構築することにより、第１可動部の構成要素の一つである可撓性部材６０の管軸と、第２可動部の構成要素の一つであるソケット体７０の管軸とを一致させた状態を容易に実現することができるため、仮に地盤変動が生じて前記継手１０Ａに外力が作用した場合にも、該第１可動部と該第２可動部とを無駄なく円滑に連動させることができる。

〔実施例２〕
実施例２の配管構造１Ｂを図５に従って説明する。なお、実施例１と同様の構成を有するものは同じ符号を付し、説明を省略する。

前記配管構造１Ｂは、ます９１及び該ます９１に取り付けられた枝管９０を備えた上流側配管２Ｂと、下水本管８０を含む下流側配管３Ｂと、を備えている。

そして、前記上流側配管２Ｂと前記下流側配管３Ｂとの間に、継手１０Ｂが接続されている。

ここで本実施例にあっては、前記継手１０Ｂが、前記上流側配管２Ｂである枝管９０の下流側管端部９２の管軸と、前記下水本管８０に取り付けられた分岐管継手９３の管軸とが交差する位置に配置されている。

かかる構成にあっても、配管構造１Ｂに該継手１０Ｂが配設されているために、該上流側配管２Ｂと前記下流側配管３Ｂとの間に発生する地盤の変位による応力集中を好適に緩和して配管の破損を抑制することができる。

〔実施例３〕
実施例３の配管構造１Ｃを図６に従って説明する。なお、実施例１，２と同様の構成を有するものは同じ符号を付し、説明を省略する。

継手１０Ｃを具備する前記配管構造１Ｃは、ます９１及び該ます９１に取り付けられた枝管９０を備えた上流側配管２Ｃと、下水本管８０に取り付けられた分岐管継手９３を含む下流側配管３Ｃと、を備えている。

そして、前記上流側配管２Ｃと前記下流側配管３Ｃとの間に継手１０Ｃが接続された状態で地中に埋設されている。

また、本実施例の継手１０Ｃにおける受け部４０には、下流に向かって差し出されたストレート管部４８が形成されている。そして、かかるストレート管部４８の下端に対応する下流側管端部４２には、エルボ管４９が接続され、全体として配管構造１Ｃが構成されている。

かかる構成にあっては、前記継手１０Ｃが前記ます９１にほぼ隣接して取り付けられている。このような配置態様であっても、地盤変動があった場合には前記上流側配管２Ｃと前記下流側配管３Ｃとの間に発生する応力集中を好適に緩和して破損を抑制することができる。

これまでに述べた配管構造１Ａ〜１Ｃ、及び継手１０Ａ〜１０Ｃの各部の寸法形状は適宜自由に選択可能である。

また、各部材同士を固定する手段や施工方法は、上記実施例に記載された構成に限定されるものではなく、周知の技術が好適に採用されてもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 配管構造
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 上流側配管
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ 下流側配管
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 継手
２０ 自在部（第２可動部）
２１ 上流側管端部
２２ 下流側管端部
２４ 接続口部
２５ 球状外面
３０ 可撓部（第１可動部）
３１ 上流側管端部
３２ 下流側管端部
４０ 受け部（第２可動部）
４１ 上流側管端部
４２ 下流側管端部
４４ 受口部
４５ 球状内面
５０ 連結部材
６０ 可撓性部材
７０ ソケット体

Claims (2)

1. 上流側に配された上流側配管と下流側に配された下流側配管との間に接続された状態で地中に埋設されて、前記上流側配管から流れる排水を下流側配管へ案内する継手を具備する配管構造であって、
   前記継手は、
   前記上流側配管の下流側管端部に上流側管端部が接続された管状の第１可動部と、
   前記第１可動部の下流側管端部に上流側管端部が接続され、前記下流側配管の上流側管端部に下流側管端部が接続された管状の第２可動部と、
   を備え、
   前記第１可動部は、該第１可動部の管軸が前記上流側配管の下流側管端部の管軸に対して少なくとも平行移動可能に該上流側配管に対して変位可能であり、
   前記第２可動部は、該第２可動部の管軸の一部が前記下流側配管の上流側管端部の管軸に対して傾斜可能に該下流側配管に対して変位可能であり、
   前記継手に外力が加わったときに、前記第１可動部及び前記第２可動部が連動して変位してなり、
   前記第１可動部は、前記上流側配管に接続された管状の合成ゴム部材で構成された可撓部で構成され、
   前記第２可動部は、
   前記可撓部の下流側管端部に上流側管端部が接続された自在部と、
   該自在部の下流側管端部に上流側管端部が回動自在に接続され、前記下流側配管の上流側管端部に下流側管端部が接続された受け部と
   で構成され、
   前記受け部の上流側管端部には、球状内面を有する受口部が設けられており、
   前記自在部の下流側管端部には、前記受口部の球状内面に対応する球状外面を有する接続口部が設けられており、
   前記接続口部の球状外面と前記受口部の球状内面とが対向するようにして前記接続口部と前記受口部とが回動自在に嵌着されてなり、
   前記上流側配管および前記第２可動部は、前記可撓部よりも相対的に硬質な管状部材で構成され、
   前記可撓部にあっては、接続される前記上流側配管の端縁および前記自在部の上流側管端部が侵入することなく中空となっている主要部が設けられており、該主要部は、該可撓部の管軸方向に沿って伸縮自在であり、かつ該管軸方向に交わる方向に沿って変形可能であり、さらにねじれ方向にも変形自在となっており、該主要部は、前記上流側配管および前記第２可動部によって阻害されることなく弾性変形可能となっている
   ことを特徴とする配管構造。
2. 前記可撓部が、管状の可撓性部材で構成され、前記自在部の上流側管端部が、管状のソケット体で構成された請求項１に記載の配管構造に用いられる連結部材であって、
   前記可撓性部材と前記ソケット体とからなり、
   前記可撓性部材の管軸と前記ソケット体の管軸とが一致した状態で該可撓性部材と該ソケット体とが連結されてなることを特徴とする連結部材。

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