JP6630155B2 - 管の接続構造およびこの管の接続構造に用いる管ユニット - Google Patents
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Description
本発明は、たとえば、農業用水及び水道、工業用水分野において、内水圧が作用する管路（新設及び老朽管更生）に敷設する管の接続構造およびこの管の接続構造に用いる管ユニットに関する。
農業用水及び水道、工業用水などの新たに管を布設する管路において、地震動や管内に作用する内水圧によって管の接続部(継手部)で抜けようとする力が加わり、管は離脱に至ることがあるため、これまで講じられている管の抜けへの対策として、管周囲にコンクリートを打設して防護工を設置することが主流であったが、特に、軟弱地盤においては、設置するコンクリートの自重が原因で沈下を引き起こしたり、更には、コンクリートの設置に時間を要したりするなどの問題点があった。
また、剛性の高いコンクリート管等により布設された管路は、長期間使用していると、経年変化により管の変形やひび割れが生じたり、地震動等による地盤変状に伴い、管路の接続部では段差が生じたりするなどの障害が発生することで、老朽化した管路の補修または更新が必要となっている。しかし、管路の補修または更新を行う場合、新たに地表面を掘削して、障害を起こしている管を取り除き、新しい管を布設したのちに埋戻し、舗装等といった復旧工事を伴うため、工期が長くなる問題も生じる。
また、剛性の高いコンクリート管等により布設された管路は、長期間使用していると、経年変化により管の変形やひび割れが生じたり、地震動等による地盤変状に伴い、管路の接続部では段差が生じたりするなどの障害が発生することで、老朽化した管路の補修または更新が必要となっている。しかし、管路の補修または更新を行う場合、新たに地表面を掘削して、障害を起こしている管を取り除き、新しい管を布設したのちに埋戻し、舗装等といった復旧工事を伴うため、工期が長くなる問題も生じる。
一方、管の受口内面に予め内蔵されたロックリングによる係止力を利用して管の抜け防止を図る技術（以下、「技術１」と記す、特許文献１参照）、または、管を接続する際に管の受口外面に設けられる挿入孔からロックリング（ロックキー）を挿し込み、挿し込んだロックリングの係止力を利用して管の抜け防止を図る技術（以下、「技術２」と記す、特許文献２〜４参照）、等がある。
上記技術１および技術２のように、ロックリングを用いた管の接続構造を用いた場合、ロックリングによって管の抜けを防止できるため、防護工を設けなくてもよくなり、工期の短縮化を図ることができる。
上記技術１および技術２のように、ロックリングを用いた管の接続構造を用いた場合、ロックリングによって管の抜けを防止できるため、防護工を設けなくてもよくなり、工期の短縮化を図ることができる。
しかしながら、上記技術１のように、予め内蔵されたロックリングによる係止力を利用して管の抜け防止を図るようにした場合、ロックリングを拡径させながら挿口を受口に挿入しなければならないので、挿入の際に大きな力が必要で挿し込み角度によっては、ロックリングのずれが発生し、施工後に漏水事故を起こす可能性があるため、挿し込み角度の自由度が少なく、作業性に少し難がある。
一方、上記技術２のように、挿口を受口に挿し込んだのちに、ロックリングを挿入孔から挿口と受口との嵌合部に形成されるロックリング挿入空間に挿入するようになっているため、上記技術１に比べ、挿口の受口への嵌合作業が容易になる。
一方、上記技術２のように、挿口を受口に挿し込んだのちに、ロックリングを挿入孔から挿口と受口との嵌合部に形成されるロックリング挿入空間に挿入するようになっているため、上記技術１に比べ、挿口の受口への嵌合作業が容易になる。
ところで、老朽化した管路（以下、「旧管路」と記す）の更新を行う場合、地面を旧管路が露出するように溝状に開削して旧管路を取り除いたのち、旧管路が取り除かれた部分に新しい管路を形成する工法（以下、「工法１」と記す）と、旧管路を取り除くことなく、旧管路内に旧管路より少し小径の管を挿入して新しい管路を形成する工法（以下、「工法２」と記す）があるが、上記技術２を採用した場合、それぞれの工法において以下のような問題がある。
〔工法１の問題〕
ロックリングの挿入が、受口の外側から行われるため、受口の周囲に作業スペースを確保する必要がある。例えば、挿入孔の位置が受口の側方にある場合、ロックリングの挿入治具等を管と掘削した溝の側壁との間に設置しなければならないため、管と溝壁との間に大きな隙間を確保しなければならない。
しかし、溝幅を大きくとると、建築発生土（残土）の発生量が大きくなり、処理費用がかさむとともに、埋め戻しや舗装面積も大きくなり、施工コストがかさむとともに、工期も長くなるおそれがある。
ロックリングの挿入が、受口の外側から行われるため、受口の周囲に作業スペースを確保する必要がある。例えば、挿入孔の位置が受口の側方にある場合、ロックリングの挿入治具等を管と掘削した溝の側壁との間に設置しなければならないため、管と溝壁との間に大きな隙間を確保しなければならない。
しかし、溝幅を大きくとると、建築発生土（残土）の発生量が大きくなり、処理費用がかさむとともに、埋め戻しや舗装面積も大きくなり、施工コストがかさむとともに、工期も長くなるおそれがある。
〔工法２の問題〕
ロックリングの挿入が、受口の外側から行われるため、旧管路内でロックリングの挿入が不可能である。
したがって、旧管路の更新部の一端側に立坑を設け、この立坑内で、挿口を受口に嵌合させるとともに、ロックリングを挿入孔から挿入して管と管とを接続したのち、立坑内に設置した推進機で旧管路内に管と管とを接続するごとに旧管路の他端に向かって推進させていかなければならない。
すなわち、推進機をセットできる十分な大きさの立坑を設けなくてはならず、立坑の施工コストや埋め戻しなどのコストがかかる。
ロックリングの挿入が、受口の外側から行われるため、旧管路内でロックリングの挿入が不可能である。
したがって、旧管路の更新部の一端側に立坑を設け、この立坑内で、挿口を受口に嵌合させるとともに、ロックリングを挿入孔から挿入して管と管とを接続したのち、立坑内に設置した推進機で旧管路内に管と管とを接続するごとに旧管路の他端に向かって推進させていかなければならない。
すなわち、推進機をセットできる十分な大きさの立坑を設けなくてはならず、立坑の施工コストや埋め戻しなどのコストがかかる。
本発明は、上記事情に鑑みて、管周囲に作業スペースが確保できない状態においても、ロックキーを用いて管を容易に管抜け止め状態に接続することができる管の接続構造およびこの管の接続構造に用いる管ユニットを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明にかかる管の接続構造（以下、「本発明の接続構造
」と記す）は、受口の内周面に沿って設けられた第１ロックキー溝と、挿口の外周面に沿って設けられた第２ロックキー溝とによって、前記受口の周方向に延びる環状のロックキー挿入空間を形成するように、前記受口に前記挿口が嵌合されているとともに、
ロックキーが、前記ロックキー挿入空間に嵌まり込んで、前記受口からの前記挿口の抜けが防止されている管の接続構造であって、
前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内周面と前記第２ロックキー溝を連通するように設けられており、
前記ロックキーは、長尺で、前記ロックキー挿入孔に先端から挿入されて、前記ロックキー挿入空間にその周方向に沿って潜り込むよう構成されていることを特徴としている。
」と記す）は、受口の内周面に沿って設けられた第１ロックキー溝と、挿口の外周面に沿って設けられた第２ロックキー溝とによって、前記受口の周方向に延びる環状のロックキー挿入空間を形成するように、前記受口に前記挿口が嵌合されているとともに、
ロックキーが、前記ロックキー挿入空間に嵌まり込んで、前記受口からの前記挿口の抜けが防止されている管の接続構造であって、
前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内周面と前記第２ロックキー溝を連通するように設けられており、
前記ロックキーは、長尺で、前記ロックキー挿入孔に先端から挿入されて、前記ロックキー挿入空間にその周方向に沿って潜り込むよう構成されていることを特徴としている。
本発明は、受口の内周面に沿って設けられた第１ロックキー溝と、挿口の外周面に沿って設けられた第２ロックキー溝とによってロックキー挿入空間を形成するように、前記受口に前記挿口が嵌合されているとともに、ロックキーが、前記ロックキー挿入空間に嵌まり込んで、前記受口からの前記挿口の抜けが防止されている管の接続構造であって、前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内周面と前記第２ロックキー溝を連通するように設けられており、前記第１ロックキー溝の受口先端側の側壁面および前記第２ロックキー溝の挿口先端側の側壁面がそれぞれ溝底面に対して垂直に設けられていて、前記ロックキーが、仮想長方形または仮想正方形の１つの直角コーナーが面取りされた面取り部を有する五角形の横断面形状または前記仮想長方形または仮想正方形の前記対角に位置する２つの直角コーナーが面取りされた２つの面取り部を有する六角形の横断面形状をしているとともに、前記第１ロックキー溝の前記受口先端側の側壁面および前記第２ロックキー溝の前記挿口先端側の側壁面に平行な第１面と、この第１面に直交する第２面を有し、前記面取り部が設けられた側の前記対角に位置する２つの直角コーナーの前記第２面を前記第１ロックキー溝の溝底面に向けるように前記ロックキー挿入空間に挿入されている管の接続構造を含む。
すなわち、上記のような構成とすれば、管に抜け方向に力が加わって、管が抜け方向にスライドしようとしても、ロックキーの直角コーナーを構成する第１面が第１ロックキー溝の受口開口側の側壁面に面全体で確実に受けられ、しっかりとした抜け止め状態とすることができる。
また、面取り部によって第１面間の距離より幅の狭くなった第２面をロックキー挿入空間側に向けてロックキーを、ロックキー差込孔に差し込んでいくことができるので、ロックキーとロックキー差込孔の接触面積が少なくなる。
したがって、摩擦抵抗が少なくなり、ロックキーの挿入が容易となる。
なお、「面取りされた」とあるのは面取り加工の工程を意味するのではなく、形状を説明するためのものである。
また、面取り部によって第１面間の距離より幅の狭くなった第２面をロックキー挿入空間側に向けてロックキーを、ロックキー差込孔に差し込んでいくことができるので、ロックキーとロックキー差込孔の接触面積が少なくなる。
したがって、摩擦抵抗が少なくなり、ロックキーの挿入が容易となる。
なお、「面取りされた」とあるのは面取り加工の工程を意味するのではなく、形状を説明するためのものである。
本発明の接続構造は、第１ロックキー溝および第２ロックキー溝の溝幅が、ロックキーの幅より大きいことが好ましい。
すなわち、ロックキー挿入空間の管軸方向の幅がロックキーの幅より大きいため、挿入抵抗を少なくすることができる。
また、管の熱伸縮を吸収できる遊びを設けることができる。
すなわち、ロックキー挿入空間の管軸方向の幅がロックキーの幅より大きいため、挿入抵抗を少なくすることができる。
また、管の熱伸縮を吸収できる遊びを設けることができる。
ちなみに、接続構造は、第１ロックキー溝の溝幅が、第２ロックキー溝の溝幅より大きい方がよい。
すなわち、管の接続部(継手部)にある程度の伸縮方向に対する余裕量を持たせることが
でき、管布設時の施工上の管理幅に余裕を持たせることができるとともに、内水圧による
水流の不均衡等による水平・鉛直反力や地盤変状(地震動、等)により起因する「管の抜け
」に対しても余裕を持たせることができるため、管本体を保護する作用を発現できる。
すなわち、管の接続部(継手部)にある程度の伸縮方向に対する余裕量を持たせることが
でき、管布設時の施工上の管理幅に余裕を持たせることができるとともに、内水圧による
水流の不均衡等による水平・鉛直反力や地盤変状(地震動、等)により起因する「管の抜け
」に対しても余裕を持たせることができるため、管本体を保護する作用を発現できる。
本発明は、 受口の内周面に沿って設けられた第１ロックキー溝と、挿口の外周面に沿って設けられた第２ロックキー溝とによってロックキー挿入空間を形成するように、前記受口に前記挿口が嵌合されているとともに、ロックキーが、前記ロックキー挿入空間に嵌まり込んで、前記受口からの前記挿口の抜けが防止されている管の接続構造であって、
前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内
周面と前記第２ロックキー溝を連通するように設けられており、ロックキーの挿入先端部の幅が、キー先端に向かって狭くなっている管を含む。
すなわち、先端が細いため、先端がロックキー差込孔に挿入されやすく、ロックキーの
挿入初期のロックキー差込孔への挿入が容易となる。
前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内
周面と前記第２ロックキー溝を連通するように設けられており、ロックキーの挿入先端部の幅が、キー先端に向かって狭くなっている管を含む。
すなわち、先端が細いため、先端がロックキー差込孔に挿入されやすく、ロックキーの
挿入初期のロックキー差込孔への挿入が容易となる。
本発明の接続構造は、ロックキーが、対角に位置する２つの直角コーナーと、２つの直角コーナーを連結する２つの傾斜面を面取り部として備えた横断面六角形をしていて、
第１ロックキー溝の受口奥側の側壁面および第２ロックキー溝の挿口奥側の側壁面が、前記ロックキーの傾斜面に平行な傾斜面になっていることが好ましい。
第１ロックキー溝の受口奥側の側壁面および第２ロックキー溝の挿口奥側の側壁面が、前記ロックキーの傾斜面に平行な傾斜面になっていることが好ましい。
本発明の接続構造に採用できる管は、特に限定されないが、例えば、強化プラスチック複合管（以下、「ＦＲＰＭ管」と記す）、鋳鉄管などが挙げられる。
本発明の接続構造に採用できるロックキーの材料としては、例えば、ステンレス鋼、バネ鋼、エンジニアリングプラスチック、繊維強化プラスチック等が挙げられる。
本発明の接続構造に採用できるロックキーの材料としては、例えば、ステンレス鋼、バネ鋼、エンジニアリングプラスチック、繊維強化プラスチック等が挙げられる。
本発明の管ユニットは、本発明の接続構造に用いられる管とロックキーを備える管ユニットであって、前記管は、一端に受口を有し、他端に前記受口に嵌合される挿口を有し、前記受口は、第１ロックキー溝がその内周面に沿って設けられていて、前記挿口は、前記受口への嵌合によって、前記第１ロックキー溝とともに、ロックキー挿入空間を形成する第２ロックキー溝がその外周面に沿って設けられているとともに、挿口内壁の前記第２ロックキー溝の溝底面を臨む位置に、前記ロックキー挿入空間へのロックキー差込孔が穿設されていることを特徴としている。
本発明の接続構造は、上記のように、挿口の内周面と第２ロックキー溝を連通するよう設けられているので、ロックキーを管内側からロックキー挿入空間に挿入してロックキーによって挿口の受口からの抜けを防止することができる。
すなわち、管接続部の外周方向に作業スペースを確保できない場合においても、管と管をしっかりとした接続状態にすることができる。
すなわち、管接続部の外周方向に作業スペースを確保できない場合においても、管と管をしっかりとした接続状態にすることができる。
したがって、例えば、老朽化した既設配管を取り除くことなく、更新管を既設配管内に敷設して、接続部を管の内側からロックキーを挿入して、管接続を行うことができる。
すなわち、既設配管を掘削して取り除き、更新配管を敷設したのち、埋め戻しするという施工が不要となり、老朽化した既設配管の更新工事の施工コストが低減できるとともに、施工性も向上する。
すなわち、既設配管を掘削して取り除き、更新配管を敷設したのち、埋め戻しするという施工が不要となり、老朽化した既設配管の更新工事の施工コストが低減できるとともに、施工性も向上する。
本発明の管ユニットは、本発明の接続構造に用いられる管とロックキーを備える管ユニットであって、前記管は、一端に受口を有し、他端に前記受口に嵌合される挿口を有し、
前記受口は、第１ロックキー溝がその内周面に沿って設けられていて、前記挿口は、前記受口への嵌合によって、前記第１ロックキー溝とともに、ロックキー挿入空間を形成する第２ロックキー溝がその外周面に沿って設けられているとともに、前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内周面と前記第２ロックキー溝を連通するよう設けられているので、管ユニットを施工現場に搬送し、各管ユニットの管同士を一方の管の受口に他方の管の挿口を嵌合させるとともに、ロックキーをロックキー挿入空間内に挿入することで、容易に本発明の接続構造を備えた配管を敷設することができる。
前記受口は、第１ロックキー溝がその内周面に沿って設けられていて、前記挿口は、前記受口への嵌合によって、前記第１ロックキー溝とともに、ロックキー挿入空間を形成する第２ロックキー溝がその外周面に沿って設けられているとともに、前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内周面と前記第２ロックキー溝を連通するよう設けられているので、管ユニットを施工現場に搬送し、各管ユニットの管同士を一方の管の受口に他方の管の挿口を嵌合させるとともに、ロックキーをロックキー挿入空間内に挿入することで、容易に本発明の接続構造を備えた配管を敷設することができる。
以下に、本発明を、その実施の形態を参照して詳しく説明する。
図１〜図４は、本発明の接続構造の１つの実施の形態をあらわしている。
図１〜図４は、本発明の接続構造の１つの実施の形態をあらわしている。
図１〜図４に示すように、この接続構造は、一方のＦＲＰＭ管１の受口２に、他方のＦＲＰＭ管１の挿口３が嵌合されるとともに、受口２の第１ロックキー溝２１と、挿口３の第２ロックキー溝３１とによって形成されたロックキー挿入空間５内にロックキー４が挿入されて、ロックキー４によって抜け止めされている。
詳しく説明すると、ＦＲＰＭ管１は、人が内部に入ることが可能な口径（例えば、８０ｃｍ以上）をした断面円形の直管状をしていて、一端が受口２、他端が挿口３となっている。
受口２は、その先端内周面にゴム輪パッキン２２が装着されるとともに、ゴム輪パッキン２２より奥側に第１ロックキー溝２１が穿設されている。なお、受口２は樹脂製筒体から主に構成され、この筒体の一端側（図１の紙面右側）がＦＲＰＭ管本体の一端にパッキンや接着剤などで強固に取り付けられている。
受口２は、その先端内周面にゴム輪パッキン２２が装着されるとともに、ゴム輪パッキン２２より奥側に第１ロックキー溝２１が穿設されている。なお、受口２は樹脂製筒体から主に構成され、この筒体の一端側（図１の紙面右側）がＦＲＰＭ管本体の一端にパッキンや接着剤などで強固に取り付けられている。
第１ロックキー溝２１は、受口２の内周面の全周にわたって設けられていて、図４に示すように、第１溝底面２１ａと、受口開口側すなわち受口先端側の第１開口側壁面２１ｂと、奥側すなわちＦＲＰＭ管１の中心側の第１奥側壁面２１ｃを備えている。
第１溝底面２１ａは、ＦＲＰＭ管１の管軸を中心とする環状に設けられている。
第１溝底面２１ａは、ＦＲＰＭ管１の管軸を中心とする環状に設けられている。
第１開口側壁面２１ｂは、第１溝底面２１ａに対して直交するように第１溝底面２１ａの端縁から立ち上がっている。
第１奥側壁面２１ｃは、第１溝底面２１ａに対して鈍角を形成するように第１溝底面２１ａの端縁から立ち上がっている。
すなわち、第１ロックキー溝２１の断面形状は、二つの内角が９０度の台形をしている。
第１奥側壁面２１ｃは、第１溝底面２１ａに対して鈍角を形成するように第１溝底面２１ａの端縁から立ち上がっている。
すなわち、第１ロックキー溝２１の断面形状は、二つの内角が９０度の台形をしている。
挿口３の外周面に、第２ロックキー溝３１が全周にわたって穿設されている。
第２ロックキー溝３１は、図４に示すように、第２溝底面３１ａと、挿口開口側の第２開口側壁面３１ｂと、奥側すなわち挿口となるＦＲＰＭ管１の中心側の第２奥側壁面３１ｃを備えている。
第２ロックキー溝３１は、図４に示すように、第２溝底面３１ａと、挿口開口側の第２開口側壁面３１ｂと、奥側すなわち挿口となるＦＲＰＭ管１の中心側の第２奥側壁面３１ｃを備えている。
第２開口側壁面３１ｂは、第２溝底面３１ａに対して直交するように第２溝底面３１ａの端縁から立ち上がっている。
第２奥側壁面３１ｃは、第２溝底面３１ａに対して鈍角を形成するとともに、受口２に挿口３を嵌合した状態で、第１奥側壁面２１ｃと平行となるように第２溝底面３１ａの端縁から立ち上がっている。
第２開口側壁面３１ｂは、第２溝底面３１ａに対して直交するように第２溝底面３１ａの端縁から立ち上がっている。
すなわち、第２ロックキー溝３１の断面形状は、二つの内角が９０度の台形をしている。
第２奥側壁面３１ｃは、第２溝底面３１ａに対して鈍角を形成するとともに、受口２に挿口３を嵌合した状態で、第１奥側壁面２１ｃと平行となるように第２溝底面３１ａの端縁から立ち上がっている。
第２開口側壁面３１ｂは、第２溝底面３１ａに対して直交するように第２溝底面３１ａの端縁から立ち上がっている。
すなわち、第２ロックキー溝３１の断面形状は、二つの内角が９０度の台形をしている。
また、挿口３には、挿口３の内周の第２ロックキー溝３１を臨む位置に第２溝底面３１ａと同じ幅のロックキー差込孔３２が穿設されている。よって、内周面と第２ロックキー溝３１とが連通している。挿口３の外周面には挿口３の受口２への嵌合状態を視認できるように標線３３が設けられている。標線３３は、印刷で設けたり、挿口３の周囲に突条を設けたり、浅い凹溝等を設けたりすることで形成することができる。
なお、本実施の形態において、第２ロックキー溝３１は、管の挿口３となる部分を研削することによって形成されている。
また、ロックキー差込孔３２は、第２ロックキー溝３１を形成したのち、切削機器(ディスクグラインダー等)を用いて削孔することによって形成されている。
一方、受口2の内面側にある第１ロックキー溝２１は、受口カラー部を成形する際に溝形状と同じ形状のシリコン材をセットした状態でFRP基材を用いて積層成形を行い、金型から脱型する際にシリコン材も離脱させることによって形成されている。
また、ロックキー差込孔３２は、第２ロックキー溝３１を形成したのち、切削機器(ディスクグラインダー等)を用いて削孔することによって形成されている。
一方、受口2の内面側にある第１ロックキー溝２１は、受口カラー部を成形する際に溝形状と同じ形状のシリコン材をセットした状態でFRP基材を用いて積層成形を行い、金型から脱型する際にシリコン材も離脱させることによって形成されている。
ロックキー４は、ＦＲＰＭ管１とユニット化されていて、仮想長方形の対角位置にある２つのコーナーが４５度斜めに面取りされて、図４に示すように、２つの平行な傾斜面４１と、この傾斜面４１を挟んで仮想長方形の２つの直角コーナー４２を有する横断面六角形形状の線状体であって、全長がほぼ第１溝底面２１ａの周長よりロックキー差込孔３２の長さ分だけ短い長さに予め形成されている。
また、ロックキー４は、断面六角形状の金属製長尺体で、幅（２つの直角コーナー４２の、ロックキー差込孔３２の幅方向の壁面に対面する面間の距離）がロックキー差込孔３２の幅とほぼ同じになっていて、長手方向の先端部４４が、先端に向かって徐々に幅が狭くなっている。ロックキー４の長さは、ほぼ挿口３の外形寸法に等しいか、わずかに短い。
また、ロックキー４は、断面六角形状の金属製長尺体で、幅（２つの直角コーナー４２の、ロックキー差込孔３２の幅方向の壁面に対面する面間の距離）がロックキー差込孔３２の幅とほぼ同じになっていて、長手方向の先端部４４が、先端に向かって徐々に幅が狭くなっている。ロックキー４の長さは、ほぼ挿口３の外形寸法に等しいか、わずかに短い。
直角コーナー４２は、第１開口側壁面２１ｂおよび第２開口側壁面３１ｂに平行な第１面４２ａとこの第１面４２ａに直交する第２面４２ｂによって形成されている。
なお、ロックキー４は、ＦＲＰＭ管１に粘着テープで固定してユニット化してもよいし、内径が第２溝底面の外径より小さいＣリングにし、第２ロックキー溝２１に嵌合しても構わない。
なお、ロックキー４は、ＦＲＰＭ管１に粘着テープで固定してユニット化してもよいし、内径が第２溝底面の外径より小さいＣリングにし、第２ロックキー溝２１に嵌合しても構わない。
そして、２本のＦＲＰＭ管１は、以下のようにして接続される。
まず、図６に示すように、挿口３を受口２の開口に臨ませ、標線３３が受口２の開口端縁位置になるまで、図７に示すように、受口２に嵌合させる。
この嵌合によって、第１ロックキー溝２１と第２ロックキー溝３１とが対向した状態になり、ロックキー挿入空間５ができる。
まず、図６に示すように、挿口３を受口２の開口に臨ませ、標線３３が受口２の開口端縁位置になるまで、図７に示すように、受口２に嵌合させる。
この嵌合によって、第１ロックキー溝２１と第２ロックキー溝３１とが対向した状態になり、ロックキー挿入空間５ができる。
なお、管の接合方式には、「内面接合方式」及び「外面接合方式」の2つの方法があるが、本発明の場合は、図８に示す内面接合方式が適用される。
すなわち、「内面接合方式」は、図８に示すように、一方のＦＲＰＭ管１の挿口３を他方のＦＲＰＭ管１の受口２に臨ませるとともに、一方のＦＲＰＭ管１の受口２に一方の接合治具６を係止し、他方のＦＲＰＭ管１の挿口３の先端に他方の接合治具６を係止する。
すなわち、「内面接合方式」は、図８に示すように、一方のＦＲＰＭ管１の挿口３を他方のＦＲＰＭ管１の受口２に臨ませるとともに、一方のＦＲＰＭ管１の受口２に一方の接合治具６を係止し、他方のＦＲＰＭ管１の挿口３の先端に他方の接合治具６を係止する。
そして、一端をシャックル７を介して一方の接合治具６に接続された一方のワイヤロープ８と、一端をシャックル７を介して他方の接合治具６に接続された他方のワイヤロープ８とを、挿入機（レバーホイスト）９を介してＦＲＰＭ管１の内部で接続するとともに、挿入機９によって両ワイヤロープ８を牽引することによって一方のＦＲＰＭ管１の挿口３を他方のＦＲＰＭ管１の受口２に嵌合させる。
次に、図９に示すように、ロックキー４を上記嵌合部の挿口３近傍の管内に配置し、図１０に示すように、ロックキー４の先端をロックキー差込孔３２から第１ロックキー溝２１および第２ロックキー溝３１によって形成されるロックキー挿入空間５に差し込み、図２に示すように、その後端までロックキー挿入空間５に挿入する。
次に、図９に示すように、ロックキー４を上記嵌合部の挿口３近傍の管内に配置し、図１０に示すように、ロックキー４の先端をロックキー差込孔３２から第１ロックキー溝２１および第２ロックキー溝３１によって形成されるロックキー挿入空間５に差し込み、図２に示すように、その後端までロックキー挿入空間５に挿入する。
なお、ロックキー４の挿入が完了後、必要に応じてロックキー差込孔３２に水密なキャップまたは栓を施し、配管内を流れる流体がロックキー差込孔３２を介してロックキー挿入空間５内に流体が流れ込まないようにしてもよい。
また、上記キャップまたは栓は、着脱可能なものでも、接着などで固着されるものでも構わない。
また、上記キャップまたは栓は、着脱可能なものでも、接着などで固着されるものでも構わない。
この管の接続構造は、上記のようになっているので、以下のような優れた効果を備えている。
（１）ロックキー挿入空間５内にロックキー４が挿入されているので、抜け方向の力が加わって、ＦＲＰＭ管１が抜け方向に移動しようとしても、図５に示すように、一方の直角コーナー４２を形成するロックキー３の第１面４２ａに第１ロックキー溝２１の第１開口側壁面２１ｂが受けられ、他方の直角コーナー４２を形成するロックキー３の第１面４２ａに第２ロックキー溝３１の第２開口側壁面３１ｂが平面で受けられてそれ以上移動しないようになる。
すなわち、耐震化管路としての高い離脱防止機能を有するため、変動且つ偶発的に作用する地震動により生じる管継手部の抜けによる漏水事故を確実に防止することができる。
また、ＦＲＰＭ管１の受口２に装着されているゴム輪パッキン２２で高い水密性を確保できる。
一方、押し方向の力が加わっても、他方の直角コーナー４２が第１奥側壁面２１ｃで受け止められて、一方のＦＲＰＭ管１が他方の管に突き当らないので、受口２や挿口３が破損することはなく、漏水事故を確実に防止することができる。
（２）ロックキー４を挿口３の内側からロックキー挿入空間５内に挿入することができるので、ＦＲＰＭ管１の周囲にロックキー４の挿入作業スペースを確保する必要がない。
したがって、例えば、新たに管を布設する場合に、ロックキー４の挿入作業スペースを確保できる大きな掘削幅の掘削溝を掘削する必要がない。すなわち、管を布設した後の埋戻し及びタンパ等の専用機器による締固めを行うためのスペースを確保するだけの、より狭い掘削幅であっても施工が可能となる利点がある。結果として、掘削による残土処分費及び埋戻し土の購入費、作業労務費のコスト縮減にも貢献が可能となる。
また、老朽化した管路内に新管を布設する場合においても、内面接合方式を用いれば、管外作業がなく、更には、従来技術で用いる管を押し込むための推進機が不要となるため、立坑規模も小さくなる。したがって、立坑築造費の縮減及び推進機等で生じる機械器具損料(または賃料)の削減にもつながる。
（３）ロックキー４の先端部か先端に向かって徐々に幅が狭くなっているので、ロックキー４の先端をロックキー差込孔３２に容易に挿入できる。
（４）ロックキー４が２つの対角に位置する直角コーナー４２を備える横断面六角形に形成されているので、ロックキー４を挿入する際にロックキー差込孔３２の内壁面との摩擦抵抗を少なくすることができるとともに、正しい姿勢でスムーズに挿入できる。
したがって、ロックキー４のロックキー挿入空間５内への挿入時において、ロックキー差込孔３２の幅をできるだけロックキー４の幅に近い状態にしても、挿入抵抗が少なくスムーズに挿入できる。
また、ロックキー差込孔３２の幅をできるだけロックキー４の幅に近い状態にすることで、ロックキー４が捩れようとしても、ロックキー４の２つの直角コーナー４２を形成する第１面４２ａがロックキー差込孔３２の幅方向の両内壁面に当接し、捩れが防止される。
したがって、ロックキー４が正しい姿勢を保ちながら、ロックキー挿入空間５内に挿入される。
（５）挿口３に標線３３が設けられているので、挿口３の受口２への嵌合深さを正確な位置に合わせやすい。
したがって、ロックキー４を迅速かつ容易にロックキー挿入空間５内に挿入できる。
（６）第１ロックキー溝２１の溝幅が、第２ロックキー溝３１より大きくなっているので、ロックキー４の挿入をスムーズに行うことができる。
（７）管がＦＲＰＭ管１であるので、鋳鉄管などに比べ軽量であり、施工性が良好であるとともに、耐蝕性に優れている。
（８）ロックキー４が予め接続に必要な長さに形成されているとともに、ＦＲＰＭ管１とユニット化されているので、施工現場でロックキーを裁断したり、施工時にロックキーの数が足りないということを防止することができる。
（９）受口２に挿口３を嵌合後にロックキー４をロックキー挿入空間５に挿入するため、ゴム輪パッキン２２の損傷を抑制することができる。
（１）ロックキー挿入空間５内にロックキー４が挿入されているので、抜け方向の力が加わって、ＦＲＰＭ管１が抜け方向に移動しようとしても、図５に示すように、一方の直角コーナー４２を形成するロックキー３の第１面４２ａに第１ロックキー溝２１の第１開口側壁面２１ｂが受けられ、他方の直角コーナー４２を形成するロックキー３の第１面４２ａに第２ロックキー溝３１の第２開口側壁面３１ｂが平面で受けられてそれ以上移動しないようになる。
すなわち、耐震化管路としての高い離脱防止機能を有するため、変動且つ偶発的に作用する地震動により生じる管継手部の抜けによる漏水事故を確実に防止することができる。
また、ＦＲＰＭ管１の受口２に装着されているゴム輪パッキン２２で高い水密性を確保できる。
一方、押し方向の力が加わっても、他方の直角コーナー４２が第１奥側壁面２１ｃで受け止められて、一方のＦＲＰＭ管１が他方の管に突き当らないので、受口２や挿口３が破損することはなく、漏水事故を確実に防止することができる。
（２）ロックキー４を挿口３の内側からロックキー挿入空間５内に挿入することができるので、ＦＲＰＭ管１の周囲にロックキー４の挿入作業スペースを確保する必要がない。
したがって、例えば、新たに管を布設する場合に、ロックキー４の挿入作業スペースを確保できる大きな掘削幅の掘削溝を掘削する必要がない。すなわち、管を布設した後の埋戻し及びタンパ等の専用機器による締固めを行うためのスペースを確保するだけの、より狭い掘削幅であっても施工が可能となる利点がある。結果として、掘削による残土処分費及び埋戻し土の購入費、作業労務費のコスト縮減にも貢献が可能となる。
また、老朽化した管路内に新管を布設する場合においても、内面接合方式を用いれば、管外作業がなく、更には、従来技術で用いる管を押し込むための推進機が不要となるため、立坑規模も小さくなる。したがって、立坑築造費の縮減及び推進機等で生じる機械器具損料(または賃料)の削減にもつながる。
（３）ロックキー４の先端部か先端に向かって徐々に幅が狭くなっているので、ロックキー４の先端をロックキー差込孔３２に容易に挿入できる。
（４）ロックキー４が２つの対角に位置する直角コーナー４２を備える横断面六角形に形成されているので、ロックキー４を挿入する際にロックキー差込孔３２の内壁面との摩擦抵抗を少なくすることができるとともに、正しい姿勢でスムーズに挿入できる。
したがって、ロックキー４のロックキー挿入空間５内への挿入時において、ロックキー差込孔３２の幅をできるだけロックキー４の幅に近い状態にしても、挿入抵抗が少なくスムーズに挿入できる。
また、ロックキー差込孔３２の幅をできるだけロックキー４の幅に近い状態にすることで、ロックキー４が捩れようとしても、ロックキー４の２つの直角コーナー４２を形成する第１面４２ａがロックキー差込孔３２の幅方向の両内壁面に当接し、捩れが防止される。
したがって、ロックキー４が正しい姿勢を保ちながら、ロックキー挿入空間５内に挿入される。
（５）挿口３に標線３３が設けられているので、挿口３の受口２への嵌合深さを正確な位置に合わせやすい。
したがって、ロックキー４を迅速かつ容易にロックキー挿入空間５内に挿入できる。
（６）第１ロックキー溝２１の溝幅が、第２ロックキー溝３１より大きくなっているので、ロックキー４の挿入をスムーズに行うことができる。
（７）管がＦＲＰＭ管１であるので、鋳鉄管などに比べ軽量であり、施工性が良好であるとともに、耐蝕性に優れている。
（８）ロックキー４が予め接続に必要な長さに形成されているとともに、ＦＲＰＭ管１とユニット化されているので、施工現場でロックキーを裁断したり、施工時にロックキーの数が足りないということを防止することができる。
（９）受口２に挿口３を嵌合後にロックキー４をロックキー挿入空間５に挿入するため、ゴム輪パッキン２２の損傷を抑制することができる。
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、一端に受口を備え、他端に挿口を備えるＦＲＰＭ管を接続するようになっていたが、両受口のソケットと、管端に挿口を備えた短管を接続する構造や、受口付の２本の管を両ニップル管で接続する構造にも採用できるし、配管曲がり部においては、ベンド管も採用できる。
上記の実施の形態では、ＦＲＰＭ管を既設配管に内部に更新管として施工するようにしていたが、上記ＦＲＰＭ管は、新設配管の施工にも用いることができる。
上記の実施の形態では、ＦＲＰＭ管を既設配管に内部に更新管として施工するようにしていたが、上記ＦＲＰＭ管は、新設配管の施工にも用いることができる。
上記の実施の形態では、ロックキーが横断面六角形であったが、傾斜面に代えて、湾曲面、波形，階段状の面としても構わない。
上記の実施の形態では、ＦＲＰＭ管の口径が、管内部で人が作業可能な口径であったが、ロックキーを支持しつつ管内を走行可能で、ロックキー差込孔を介してロックキーをロックキー挿入空間に挿入できるような構造の小型のロボットを用いれば、人が入れないような小径の管の接続も可能である。
上記の実施の形態では、ＦＲＰＭ管の口径が、管内部で人が作業可能な口径であったが、ロックキーを支持しつつ管内を走行可能で、ロックキー差込孔を介してロックキーをロックキー挿入空間に挿入できるような構造の小型のロボットを用いれば、人が入れないような小径の管の接続も可能である。
上記の実施の形態では、ＦＲＰＭ管とロックキーがユニット化されていたが、ロール等に巻かれた長尺のロックキーを施工現場で所望の長さだけ引き出して、施工現場で裁断するようにしても構わない。
１ ＦＲＰＭ管
２ 受口
２１ 第１ロックキー溝
２１ａ 第１溝底面
２１ｂ 第１開口側壁面
２１ｃ 第１奥側壁面
２２ ゴム輪パッキン
３ 挿口
３１ 第２ロックキー溝
３１ａ 第２溝底面
３１ｂ 第２開口側壁面
３１ｃ 第２奥側壁面
３２ ロックキー差込孔
４ ロックキー
４１ 傾斜面（面取り部）
４２ 直角コーナー
４２ａ 第１面
４２ｂ 第２面
４４ 先端部
５ ロックキー挿入空間
６ 接合治具
７ シャックル
８ ワイヤーロープ
９ 挿入機
２ 受口
２１ 第１ロックキー溝
２１ａ 第１溝底面
２１ｂ 第１開口側壁面
２１ｃ 第１奥側壁面
２２ ゴム輪パッキン
３ 挿口
３１ 第２ロックキー溝
３１ａ 第２溝底面
３１ｂ 第２開口側壁面
３１ｃ 第２奥側壁面
３２ ロックキー差込孔
４ ロックキー
４１ 傾斜面（面取り部）
４２ 直角コーナー
４２ａ 第１面
４２ｂ 第２面
４４ 先端部
５ ロックキー挿入空間
６ 接合治具
７ シャックル
８ ワイヤーロープ
９ 挿入機
Claims (5)
- 受口の内周面に沿って設けられた第１ロックキー溝と、挿口の外周面に沿って設けられた第２ロックキー溝とによって、前記受口の周方向に延びる環状のロックキー挿入空間を形成するように、前記受口に前記挿口が嵌合されているとともに、
ロックキーが、前記ロックキー挿入空間に嵌まり込んで、前記受口からの前記挿口の抜けが防止されている管の接続構造であって、
前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内周面と前記第２ロックキー溝を連通するように設けられており、
前記ロックキーは、長尺で、前記ロックキー挿入孔に先端から挿入されて、前記ロックキー挿入空間にその周方向に沿って潜り込むよう構成されていることを特徴とする管の接続構造。 - 受口の内周面に沿って設けられた第１ロックキー溝と、挿口の外周面に沿って設けられた第２ロックキー溝とによってロックキー挿入空間を形成するように、前記受口に前記挿口が嵌合されているとともに、
ロックキーが、前記ロックキー挿入空間に嵌まり込んで、前記受口からの前記挿口の抜けが防止されている管の接続構造であって、
前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内周面と前記第２ロックキー溝を連通するように設けられており、
前記第１ロックキー溝の受口先端側の側壁面および前記第２ロックキー溝の挿口先端側の側壁面がそれぞれ溝底面に対して垂直に設けられていて、
前記ロックキーが、仮想長方形または仮想正方形の１つの直角コーナーが面取りされた面取り部を有する五角形の横断面形状または前記仮想長方形または仮想正方形の前記対角に位置する２つの直角コーナーが面取りされた２つの面取り部を有する六角形の横断面形状をしているとともに、前記第１ロックキー溝の前記受口先端側の側壁面および前記第２ロックキー溝の前記挿口先端側の側壁面に平行な第１面と、この第１面に直交する第２面を有し、
前記面取り部が設けられた側の前記対角に位置する２つの直角コーナーの前記第２面を前記第１ロックキー溝の溝底面に向けるように前記ロックキー挿入空間に挿入されている管の接続構造。 - 受口の内周面に沿って設けられた第１ロックキー溝と、挿口の外周面に沿って設けられ
た第２ロックキー溝とによってロックキー挿入空間を形成するように、前記受口に前記挿
口が嵌合されているとともに、
ロックキーが、前記ロックキー挿入空間に嵌まり込んで、前記受口からの前記挿口の抜け
が防止されている管の接続構造であって、
前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内
周面と前記第２ロックキー溝を連通するように設けられており、
ロックキーの挿入先端部の幅が、キー先端に向かって狭くなっている管の接続構造。 - ロックキーが、対角に位置する２つの直角コーナーと、２つの直角コーナーを連結する
２つの傾斜面を面取り部として備えた横断面六角形をしていて、
第１ロックキー溝の受口奥側の側壁面および第２ロックキー溝の挿口奥側の側壁面が、前
記ロックキーの傾斜面に平行な傾斜面になっている請求項２、又は請求項３に記載の管の接続構造。 - 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の管の接続構造に用いられる管とロックキーを備
える管ユニットであって、
前記管は、一端に受口を有し、他端に前記受口に嵌合される挿口を有し、
前記受口は、第１ロックキー溝がその内周面に沿って設けられていて、
前記挿口は、前記受口への嵌合によって、前記第１ロックキー溝とともに、ロックキー挿
入空間を形成する第２ロックキー溝がその外周面に沿って設けられているとともに、
前記ロックキー挿入空間へ前記ロックキーを挿入するロックキー差込孔が、前記挿口の内
周面と前記第２ロックキー溝を連通するよう設けられていることを特徴とする管ユニット。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2016006918A JP6630155B2 (ja) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | 管の接続構造およびこの管の接続構造に用いる管ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2016006918A JP6630155B2 (ja) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | 管の接続構造およびこの管の接続構造に用いる管ユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017129161A JP2017129161A (ja) | 2017-07-27 |
| JP6630155B2 true JP6630155B2 (ja) | 2020-01-15 |
Family
ID=59394659
Family Applications (1)
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| JP2016006918A Active JP6630155B2 (ja) | 2016-01-18 | 2016-01-18 | 管の接続構造およびこの管の接続構造に用いる管ユニット |
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- 2016-01-18 JP JP2016006918A patent/JP6630155B2/ja active Active
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