JP6672005B2 - 排水用伸縮継手 - Google Patents

Description

本発明は、管内で流体、特に、雨水等の水を通す排水用伸縮継手に関するもので、管内圧力が低下したときに排水用伸縮継手の負担を軽減することができる排水用伸縮継手に関するものである。

可撓性の継手として、自動車の排気管等を構成する可撓連結構造の特許文献１が公知である。この技術は自動車に関するものであるがその原理が本発明に近いので従来技術として説明する。
一対のパイプ材を接続するベローズ管を有するパイプ材のフレキシブル連結構造において、前記ベローズ管の外周部を覆うように両パイプ材の端部に第１カバー及び第２カバーをそれぞれ取付け、前記第１カバーの先端部の外方に第２カバーの先端部を配設して両先端部を相対向させるとともに、この第１カバーと第２カバーとの間に、線材によって編成された連結部材を配設し、第１カバーの基端部近傍にフランジ部を設け、第１カバーの先端部に連結部材の一端部を固着するとともに、前記フランジ部に連結部材の他端部を固着し、第２カバーの先端部に連結部材の中間部外周面を固着したものである。

したがって、一対のパイプ材を接続するベローズ管を有するパイプ材の可撓連結構造において、上記ベローズ管の外周部を覆うように両パイプ材の端部に第１カバー及び第２カバーをそれぞれ取付け、上記第１カバーの先端部の外方に第２カバーの先端部を配設して両先端部を相対向させるとともに、第１カバーと第２カバーとの間に、線材によって編成された連結部材を配設し、第１カバーの基端部近傍にフランジ部を設け、第１カバーの先端部に連結部材の一端部を固着するとともに、前記フランジ部に連結部材の他端部を固着し、かつ、第２カバーの先端部に連結部材の中間部外周面を固着しているから、前記両パイプ材の一方からその連結部に入力された振動荷重等を上記連結部材によって効果的に吸収し、他方のパイプ材に伝達されるのを防止できる。

しかも、特許文献１は、エンジンが横置き式に設置された自動車の急発進時、急後退時または悪路走行時等に、エンジンの駆動力及び路面から入力される反力等に起因して前記連結部の軸方向に大きな荷重が入力された場合、或いは前記両パイプ材の熱膨張及び熱収縮に起因して前記連結部の軸方向に大きな荷重が入力された場合に、これらの荷重を前記連結部材によって効果的に支持し、ベローズ管が損傷するのを確実に防止できる。
また、前記第１カバーの基端部近傍にフランジ部を設け、第１カバーの先端部に連結部材の一端部を固着するとともに、前記フランジ部に連結部材の他端部を固着し、かつ、第２カバーの先端部に連結部材の中間部外周面を固着したため、ベローズ管を収縮させる方向に大きな荷重が作用した場合には、前記第１カバーの先端部と第２カバーの先端部との間に設置された連結部材の第１連結部を前記荷重に対する抵抗部材として機能させることができる。

そして、ベローズ管を伸長させる方向に大きな荷重が作用した場合には、上記フランジ部と第２カバーの先端部との間に設置された連結部材の第２連結部を上記荷重に対する抵抗部材として機能させることができる。
したがって、前記エンジンの駆動力、路面からの反力、両パイプ材の熱膨張及び熱収縮等に起因した大きな荷重を、前記連結部材の第１、第２連結部によりそれぞれ効果的に支持し、ベローズ管が前記荷重に応じて損傷することを確実に防止してベローズ管のシール性が損なわれるのを効果的に防止できる。

特許文献２は、金属製の管の両端部がねじ部で、管の中央部にベローズ管が形成され、ねじ部に雌ねじまたは雄ねじが切られ、この耐震用管継手で両管を継手して、地震等によって受ける軸力を波形成形部で吸収することにより、十分が破壊強度を有する可撓性のある都市ガスや水道の耐震用管継手が開示されている。
これは、ベローズ管の両側にネジ部を設けることにより、地中に埋設可能な強度を有し、埋設管用の管継手として使用可能であり、かつ、管継手で軸力を吸収して、埋設管の継手部が容易に破断しない耐震用管継手としたものである。

また、特許文献３は、管外周面に対して外嵌可能な一対の管接続部相互を、ベローズ管を介して連結し、ベローズ管の管接続部の各々に、その管接続部を管外周面に対して気密に固定可能な固定具を設け、管を一時的に接続する作業の手間と時間を軽減できる管継手を開示しています。
しかし、特許文献２及び特許文献３のベローズ管は、内外圧が変化し、特に負圧が大きくなると、損傷することがある。

特開平８−３３８５８１ 特開平１０−６１８４９ 特開２００３−１４８６６９

このように、特許文献１は、前記両パイプ材の一方からその連結部に入力された振動荷重等を上記連結部材によって効果的に吸収し、他方のパイプ材に伝達されるのを防止することができる。また、前記両パイプ材の熱膨張及び熱収縮に起因して前記連結部の軸方向に大きな荷重が入力された場合、これらの荷重を前記連結部材によって効果的に支持し、ベローズ管が損傷するのを確実に防止することができる。そして、ベローズ管を収縮させる方向に大きな荷重が作用した場合には、前記第１カバーの先端部と第２カバーの先端部との間に設置された連結部材の第１連結部を前記荷重に対する抵抗部材として機能させることができるとしている。

しかし、特許文献１の発明は、一対のパイプ材を接続する可撓連結構造では、流体の流れによって、外力が加わらない非粘性、非圧縮性流体の定常的な流れ（ベルヌーイの定義）に従って、
Ｖ^２／２＋Ｐ／ρ＝ＣＯＮＳＴ
但し、Ｖは流体速度、Ｐは圧力、ρは密度
として表すことができる。
簡単化すると速度の２乗（Ｖ^２／２）と圧力（Ｐ／ρ）の和は一定ということになる。
一対のパイプ材を垂直方向に接続する可撓連結構造では、速度Ｖが低下すると、圧力が異常に高くなる。逆に、速度Ｖが上昇すると、圧力が異常に低くなる。この圧力の変化は、ベローズ管の内圧の変化となり、ベローズが窪んだり、膨らんだりして、ベローズ管を傷つけたり、破損したりする。
特許文献１では、ベローズ管を傷つけたり、破損したりするのを防止するため、インナーパイプ並びに側壁部及び外壁部を設けて、ベローズ管の変形を抑えている。しかし、インナーパイプの端部によってベローズ管を傷つけたり、破損したりするのは完全に防止できなかった。
特許文献２及び特許文献３においては、ベローズ管の内圧変化に対して対応策が取られていない。

そこで、本発明は、上記問題点を解消すべく、ベローズ機能として可撓性を維持し、かつ、ベローズ機能の形態を傷つけたり、破損したりするのを防止し、寿命の長い排水用伸縮継手の提供を課題とするものである。

請求項１の発明にかかる排水用伸縮継手は、大径及び小径からなる環状を積層した上面及び下面からなる蛇腹の長さ方向の面のうち、上面側のみの肉厚を通り抜ける貫通孔を形成した可撓性のベローズ部と、前記ベローズ部の両端に形成したフランジ部とからなるベローズ基体と、上流側の流体本管と下流側の流体本管の端部に各々配設された１対の本管フランジと、前記ベローズ基体の両端に前記ベローズ部側に挿通され、前記上流側または前記下流側の流体本管に各々配設された前記各フランジに対向するボルト締め可能な１対のフランジ環体とを具備し、前記ベローズ基体の両側に形成した前記フランジ部に対して、前記上流側または前記下流側の流体本管に配設された本管フランジと、前記本管フランジに対向してボルト締め可能なフランジ環体とで締付けて固定したものである。
ここで、上記ベローズ部は、上面側の肉厚を通り抜ける貫通孔を形成したものである。この施工状態で上面側の肉厚を通り抜ける貫通孔とは、平面視で上側に位置することを意味する。即ち、垂直に上流側と下流側の流体本管が施工されたとき、前記貫通孔はベローズ部の外周の大気圧よりも低圧となり、内部の流体が流れ出る可能性が殆どない。
また、上記ベローズ基体のフランジ部は、前記ベローズ部の両端に一体に形成した部分で、可撓性のベローズ部の内径よりも大きい径に形成した部位であり、長さ方向に対して垂直に形成されている。
そして、上記１対の本管フランジは、上流側の流体本管と下流側の流体本管の端部に各々配設された部分で、長さ方向に対して垂直に形成されている。
更に、上記１対のフランジ環体は、両端にフランジ部を形成したベローズ基体側に端部が挿通され、前記上流側または前記下流側の流体本管の外側に各々配設された前記各本管フランジに対向してボルト締めし、前記フランジ環体と流体本管の本管フランジはベローズ基体のフランジ部を挟んで締め付けるものである。即ち、前記ベローズ基体の両側に形成した前記フランジ部を、前記上流側または前記下流側の流体本管に配設された本管フランジと、ボルト締め可能な前記フランジ環体とで締付けて固定するものである。

請求項２の発明にかかる排水用伸縮継手は、前記切り離された上流側または下流側の流体本管は、更に、その内側流体を流すインナーチューブを有している。
ここで、上記インナーチューブは、前記上流側または下流側の流体本管に内蔵するものであり、少なくとも、フランジ部を形成した可撓性のベローズ部の長さ程度である。

請求項１の排水用伸縮継手は、上流側の流体本管の端部と下流側の流体本管の端部に配設された本管フランジと、前記本管フランジに対向してボルト締め可能な１対のフランジ環体は、前記ベローズ基体の両側に形成されているフランジ部をボルト締めによって締付ける。これによって、上流側の流体本管と下流側の流体本管とがベローズ基体を挟んで連結される。そして、上面側の肉厚を通り抜ける貫通孔を形成したベローズ部と、その両端に形成したフランジ部とから、継手の長さ方向の伸縮を自在としている。
前記ベローズ基体のベローズ部には、施工状態で蛇腹部分の上面側の肉厚を通り抜ける１以上の貫通孔を形成したものであるから、上流側の流体本管から下流側の流体本管に流れる流体は、流体の流れによって負圧になって外気を導入するから、流体流は自然落下に近い状態で流れ、しかも、空気を巻き込んでの落下となり、下流側の最下端の流体本管に対して損傷を与えることがない。
このとき、この排水用伸縮継手は、上流側と下流側の流体本管の中心軸の芯ずれ、及び曲がり、伸び、縮みを任意に設定することができる。
また、１以上の貫通孔によって可撓性のベローズ部内側の圧力が異常に上昇したり、下降したりしないから、ベローズ部が裂けたり、損傷したりすることが防止できる。特に、前記ベローズ基体のベローズ部に設けた貫通孔は、上流側の流体本管と下流側の流体本管とが水平配置であっても、流体本管の上部位置に配設すれば、流体が噴き出す可能性が殆どない。

請求項２の排水用伸縮継手は、前記上流側の流体本管または前記下流側の流体本管は、更に、その内側に流体を通すインナーチューブを有しているから、請求項１に記載の効果に加えて、流体流の主流はインナーチューブ内を流れ、インナーチューブ外の圧力は低下し、また、１以上の貫通孔は外気を導入するから、流体流は自然落下に近い状態で流れ、しかも、空気を巻き込んでの落下となり、下流側の最下端の流体本管に対して損傷を与えることがない。
また、前記上流側の流体本管または前記下流側の流体本管を水平に配設しても、上流側の貫通孔をベローズ部の上位置に配置すれば、流体が流れ出ることがない。

図１は本発明の実施の形態１における排水用伸縮継手の貫通孔の説明図で、（ａ）は１ヵ所の事例、（ｂ）は２ヵ所の事例、（ｃ）は４個所の事例である。 図２は本発明の実施の形態１における排水用伸縮継手の貫通孔及びフィルタキャップの説明図である。 図３は本発明の実施の形態１における排水用伸縮継手の説明図で、図３（ａ）は平面及び正面図で、図３（ｂ）は展開を示す正面図である。 図４は本発明の実施の形態１における排水用伸縮継手の断面図である。 図５は本発明の実施の形態１における排水用伸縮継手における継手要部断面を示す説明図である。 図６は本発明の実施の形態２における排水用伸縮継手のインナーチューブを有する場合の説明図で、図６（ａ）は平面及び正面図で、図６（ｂ）は展開を示す正面図である。 図７は本発明の実施の形態２における排水用伸縮継手のインナーチューブを有する場合の断面を示す説明図である。 図８は本発明の実施の形態３における排水用伸縮継手の２個のインナーチューブを有する場合の断面を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。

［実施の形態１］
図１乃至図５において、２つに切り離された施工状態で上流側の流体本管１０と下流側の流体本管２０の端部に各々配設された上流側の本管フランジ１１と下流側の本管フランジ２１を有している。この上流側の流体本管１０と下流側の流体本管２０は、鋼管でもよいし、合成樹脂管でも、ステンレス管、その他の管でもよい。本実施の形態の上流側の流体本管１０と下流側の流体本管２０は、垂直方向に接続されており、流体として雨水を排気する管路を構成している。しかも、この管路は、高速道路等の５〜２０ｍ以上の高さの橋脚に沿って配設されるものである。勿論、水道水の排水用伸縮継手としての使用も、内圧を高くするものでない限り使用可能である。

合成ゴムで形成した可撓性のベローズ基体３０は、蛇腹状に形成したベローズ部３１と、その外側の両側に形成されたフランジ部３２Ａ，３２Ｂと、後述する上面３１ａに形成した肉厚を通り抜けて貫通する貫通孔４０とで構成されている。ベローズ部３１は、図示の実施物では外側に３個の突出山部が上面３１ａ，３１ｃ，３１ｅ及び下面３１ｂ，３１ｄ，３１ｆとして形成されている。
本発明を実施する場合には、その長さ方向の断面が略三角状の山と谷との繰り返し、またはＵ字状と逆Ｕ字状の繰り返しでベローズ基体３０が形成され、曲げまたは中心軸方向の伸び、縮み、芯ずれ等の外力の吸収を行うのに使用される。

詳しくは、ベローズ基体３０は、大径及び小径からなる環状に積層された上面３１ａ，３１ｃ，３１ｅ及び下面３１ｂ，３１ｄ，３１ｆからなる蛇腹を、その長さ方向に伸縮自在とした可撓性のベローズ部３１と、前記ベローズ部３１の両端に環状に形成した１対のフランジ部３２Ａ，３２Ｂと、環状に積層された上流側の面、即ち、上面３１ａに形成した面の、その肉厚を通り抜ける貫通孔４０によって構成されている。

ベローズ部３１の外側の両側に形成されたフランジ部３２Ａ，３２Ｂは、図５に示すように、ベローズ部３１の伸縮方向に延びた厚みｔ_１、及びベローズ部３１の直径方向に延びた円環状部分の外径ｒ_１及び内径ｒ_２からなっている。
ベローズ部３１を構成する厚みｔは、通常、ベローズ部３１の長さ方向の厚みが、フランジ部３２Ａ，３２Ｂの肉厚ｔ_１に等しいか、その肉厚ｔ_１以上の厚みに形成される。また、ベローズ部３１の直径方向に延びた肉厚ｔ_１の外径ｒ_１及び内径ｒ_２からなる円環状部分は、本管フランジ１１とフランジ環体６０で挟持するもので、両者を挟持したときベローズ基体３０のフランジ部３２Ａ，３２Ｂと本管フランジ１１，２１及び１対のフランジ環体６０Ａ，６０Ｂが水漏れ、空気漏れをしなくなる。このベローズ基体３０のフランジ部３２Ａ，３２Ｂは、パッキングとして機能するものである。

１対のフランジ環体６０Ａ，６０Ｂの外径Ｒ_１と内径Ｒ_２との関係は、まずその内径Ｒ_２は、フランジ部３２Ａ，３２Ｂを変形させて通過させるもので、通常、フランジ部３２Ａ，３２Ｂを２回折り曲げて挿入可能な径である。また、フランジ環体６０Ａ，６０Ｂの外径Ｒ_１は、フランジ部３２Ａ，３２Ｂの外径以上の径であることが望ましい。
なお、１対のフランジ環体６０Ａ，６０Ｂのフランジ部３２Ａ，３２Ｂ側は、フランジ部３２Ａ，３２Ｂの外周を収容する段部６１を設け、フランジ部３２Ａ，３２Ｂ側の変形量を特定している。しかし、本発明を実施する場合には、段部６１を省略することもできる。

また、本実施の形態の平面視でベローズ部３１の上面３１ａ側の肉厚を通り抜ける貫通孔４０は、２００〜３００℃に加熱したポンチによって外力を与えて打ち抜いた直後、フィルタキャップ５０を挿入し、図１に示す貫通孔４０と図２に示すフィルタキャップ５０を一体に装着している。
貫通孔４０に装着されるフィルタキャップ５０は、表面の意匠部及び挿入軸からなるキャップ本体５１と、キャップ本体５１の挿入軸に螺合されるナット５２と、キャップ本体５１の内部に配設されたフィルタ５３からなっている。キャップ本体５１に螺合されるナット５２によって、ベローズ部３１の上面３１ａを弾接している。
貫通孔４０を穿設するポンチは、２００〜３００℃に加熱しているが、ベローズ基体３０の材質に応じた加硫温度で穿設すればよい。
なお、フィルタ５３は昆虫、微生物、塵等の侵入を除去するものである。

貫通孔４０は、上流側の流体本管１０と下流側の流体本管２０の長さを垂直方向に合致させた方向に対して、平面視で確認される上方の上面３１ａに配設されている。貫通孔４０を上方に形成することは、上流側の流体本管１０から雨水が下方に流れるとき、その水流によって貫通孔４０のベローズ部３１の内側は負圧となる。また、上流側の流体本管１０から雨水が下方に流れるとき、周囲の大気を取り込んで水流の広がりが生じる。したがって、貫通孔４０を貫通孔４０の下方に形成すると、水滴が飛び出す可能性がある。そこで、貫通孔４０を上方にのみ形成し、水滴の飛び出しを難しくしている。

貫通孔４０は、加熱したポンチによって打ち抜くことにより、合成ゴムが加硫によって特定の形状に接合し、特定の箇所のみに外力が集中するから、切り口に不連続な強度が生じない。通常、貫通孔４０は金属製のフィルタキャップ５０を接合しているが、本発明を実施する場合には、貫通孔４０はフィルタキャップ５０のキャップ本体５１の挿入軸を螺合し、その状態で加熱圧縮すれば、より一体的に堅固な固定となる。また、ナット５２側を凹凸面としてもよいし、ナット５２のキャップ本体５１側に金属の板材をインサートして外力を分散させてもよい。
何れにせよ、貫通孔４０は、施工状態で上面側の肉厚の一部に外力が集中しないように外力を分散させるように形成したものである。

この貫通孔４０、即ち、フィルタキャップ５０は、図に示すように、水流の速度、水量、フィルタキャップ５０の空気抵抗によって、ベローズ部３１に穿設する貫通孔４０の数及び断面積の大きさが決定される。
発明者らの実験によれば、貫通孔４０、即ち、フィルタキャップ５０は２０ｍｍφで１個または２個が適当であり、４個以上は通常使用しなくてよい。特に、フィルタキャップ５０を１個または２個設けたものでは、１０ｍ以上の管路を雨水が流れる場合、流体管路内を下降する雨水に気泡が混じり、制動が利くだけでなく、質量が軽減できるから、落下位置に接続されたエルボ等の流体管路の寿命を長くすることができる。

ここで、実施の形態の可撓性のベローズ部３１は、上面３１ａ側の肉厚を通り抜ける１以上の貫通孔４０を具備するものである。この施工状態で上面３１ａ側の肉厚を通り抜ける貫通孔４０は、平面視で上側に位置する。このとき、流側の流体本管１０から下流側の流体本管２０に移動する雨水は、垂直方向に上流側の流体本管１０と下流側の流体本管２０が施工されているから、その雨水流の断面積が急激に拡大されることなく、ベローズ部３１を通過する。特に、上面３１ａ側を通過する場合には、雨水流の断面積が流体本管１０を通過するときと殆ど違いがないから、通常状態では、内側の貫通孔４０の位置は弱い負圧になる。しかし、負圧であるから、外側の大気圧から空気が供給され、正確には空気の混じった雨水となる。この間、貫通孔４０の内側の位置は弱い負圧を維持するから、貫通孔４０から雨水等の流体が流れ出る可能性はない。

このとき、貫通孔４０から供給される空気量は、気泡として上流側の流体本管１０から下流側の流体本管２０に移動する流体量である。
雨水の排水量は急激な変化は生じないから、貫通孔４０から供給される空気量も急変しないので、貫通孔４０を引き裂くような外力が発生しない。また、気泡が多いと見掛け上の水量が多くなるが、本発明者の実験によれば、２０ｍｍφの貫通孔４０を２個から４個形成すれば、上流側の流体本管１０と下流側の流体本管２０のサイズが５０ｍｍ〜３００ｍｍでは問題のないことを確認した。それらの実験から、３００ｍｍでも２０ｍｍφの貫通孔４０を４個穿設すれば、問題生じないと推定される。

更に、１対のフランジ環体６０Ａ，６０Ｂは、鉄、ステンレス等の金属製からなり、両端にフランジ部３２Ａ，３２Ｂを形成した可撓性のベローズ基体３０に挿通され、上流側の流体本管１０または下流側の流体本管２０の外側に各々配設された各本管フランジ１１，２１に対向してボルト締めし、フランジ環体６０Ａ，６０Ｂと流体本管１０または下流側の流体本管２０のフランジ部３２Ａ，３２Ｂは、ベローズ基体３０のフランジ部３２Ａ，３２Ｂを挟んで締め付けるものである。即ち、ベローズ部３１の両側に形成したフランジ部３２Ａ，３２Ｂを、上流側の流体本管１１または前記下流側の流体本管２１に配設された本管フランジ１１，２１と、本管フランジ１１，２１に対向してボルト締め可能なフランジ環体６０とで締付けて固定するものである。
これによって、１対のフランジ環体６０Ａ，６０Ｂと本管フランジ１１，２１で挟持するベローズ基体３０のフランジ部３２Ａ，３２Ｂ間には、隙間が生じず、かつ、所定の弾性で締付け可能であるから、ベローズ機能としてベローズ基体３０が可撓性を維持し、かつ、ベローズ基体３０がベローズ機能の形態を傷つけたり、破損したりするのを防止し、寿命の長い排水用伸縮継手となる。

［実施の形態２］
図１乃至図４の実施の形態においては、貫通孔４０、即ち、フィルタキャップ５０の外部の大気側は、圧力が高く、その内部は圧力が低い。しかし、突然に下流の負荷が変動すると、水撃現象（ウォーターハンマー）のように水の慣性で管内に衝撃と高水圧が発生する可能性があり、貫通孔４０、即ち、フィルタキャップ５０の外部の大気の圧力よりも、その内部圧力が高くなる場合がある。このような場合には、貫通孔４０、フィルタキャップ５０から水が飛び出す可能性がある。それを防止し、減少させるのが、次の実施の形態である。

図６乃至図７において、ベローズ部３１とフランジ部３２Ａ，３２Ｂとの間には、所定長の筒部３４Ａ，３４Ｂが形成されている。このフランジ部３２Ａ，３２Ｂがボルト７１で締め付ける位置にあるときには、本管フランジ１１にボルト７１が螺合するボルト螺合孔を設け、フランジ環体６０Ａ側からボルト７１を挿入し、本管フランジ１１のボルト螺合孔に螺合し、本管フランジ１１とフランジ環体６０Ａによってフランジ部３２Ａを挟持する。また、フランジ環体６０Ａにボルトが螺合するボルト螺合孔を設け、本管フランジ１１側からボルト７１を挿入し、フランジ環体６０Ａのボルト螺合孔に螺合し、フランジ環体６０Ａと本管フランジ１１によってフランジ部３２Ａを挟持してもよい。
この筒部３４Ａ，３４Ｂの長さは、公知のホースバンド、結束バンド、マフラーバンド、鋼管用ポールバンド等の呼称で読んでいる後述する締付バンド９０の幅、配設する締付バンド９０の幅の和によって決定される。

本実施の形態の排水用伸縮継手は、合成ゴムから形成した可撓性のベローズ基体３０は、蛇腹状に形成したベローズ部３１と、その外側の両側に形成された筒部２４Ａ，２４Ｂと、その筒部２４Ａ，２４Ｂの外側の両側に形成されたフランジ部３２Ａ，３２Ｂと、ベローズ部３１の上面３１ａに形成した肉厚を通り抜けて貫通する貫通孔４０とで構成されている。た、本実施の形態の上流側の流体本管１０または下流側の流体本管８は、更に、その内側に雨水等の排水を流すインナーチューブ８０を有している。
ベローズ部３１は、その長さ方向の断面が略三角状の山と谷との繰り返し、またはＵ字状と逆Ｕ字状の繰り返しで形成され、曲げまたは中心軸方向の伸び、縮み、芯ずれ、外力の吸収を行うのに使用されることには、上記実施の形態との間に違いはない。

ベローズ部３１の外側の両側に形成された筒部２４Ａ，２４Ｂは、ベローズ部３１の中心の長さ方向に延びた部分で、本実施の形態では、インナーチューブ８０を締付バンド９０で締付けて固定している。ベローズ部３１の両側に形成された筒部２４Ａ，２４Ｂは、市販の締付バンド９０でインナーチューブ８０の外周に締め付けている。通常、インナーチューブ８０は硬質合成樹脂管で形成されており、締付バンド２１の締付力で容易に破壊されることのない強度となっている。特に、そのためインナーチューブ８０の頭部８１に対向する筒部２４Ａ，２４Ｂは厚みを厚くし、機械的強度を上げている。

インナーチューブ８０の尾部８２は、厚みを薄くし、筒部２４Ｂに届かない距離に設定されている。したがって、排水の主流はインナーチューブ８０内を通過するが、尾部８２の端部と筒部２４Ｂとの間に隙間が設けられているから、そこからベローズ基体３０のベローズ部３１の内側を減圧させ、貫通孔４０の内側を低圧とするから、貫通孔４０から排水が噴出することがない。また、ベローズ基体３０のベローズ部３１を固定していないので、ベローズ部３１の機能が拘束を受けない。
また、インナーチューブ８０を曲げておけば、それに追随したベローズ部３１の湾曲が得られる。

本実施の形態で使用するインナーチューブ８０は、頭部８１と尾部８２との間には説明のし易さから、段差を設けているが、本発明を実施する場合には、段差を廃止することもできるし、ベローズ基体３０の径を大きくし、段差をなくした形態とすることもできる。
また、インナーチューブ８０の周囲に排水に回転を与えるフィンを配設し、排水が回転して下降するようにしてもよい。

何れにせよ、インナーチューブ８０の尾部８２が、本管フランジ２１に取付けられていなければ、ベローズ基体３０のベローズ部３１が自由に圧縮膨張できるから、伸縮自在に対応できる。また、インナーチューブ８０の尾部８２と本管フランジ２１との間に間隔が設けられているから、ベローズ部３１の上面３１ａに形成した肉厚を通り抜けて貫通する貫通孔４０のベローズ部３１内部の圧力が低下する。しかし、負圧が大きくならないから、ベローズ部３１が歪むことがない。

［実施の形態３］
本実施の形態で使用するインナーチューブ８０は、尾部８２の端部が自由端である。したがって、排水条件によっては共振による振動が加わる可能性がある。そこで、図８はそのような振動の発生を防止するものである。
図８において、図７の実施の形態との相違点のみ説明する。
インナーチューブ８０Ａは、頭部８１と尾部８２と角度θで切断した曲率端部８３Ａ並びにインナーチューブ８０Ｂは、頭部８１と尾部８２と角度θで切断した曲率端部８３Ｂから構成されている。

曲率端部８３Ａと曲率端部８３Ｂは、曲率端部８３Ａが曲率の小さい端部であり、曲率端部８３Ｂが曲率の大きい端部である。したがって、インナーチューブ８０Ａの曲率端部８３Ａの外側にインナーチューブ８０Ｂの曲率端部８３Ｂの内面が嵌合し、両者は角度θの屈折を維持する。この角度θは、正確な角度でなく、インナーチューブ８０Ａまたはインナーチューブ８０Ｂを回転することにより任意の誤差を含む角度を得ることができる。

特に、インナーチューブ８０Ａの曲率端部８３Ａとインナーチューブ８０Ｂの曲率端部８３Ｂは、水漏れが生じない程度に密着しているものではなく、重ね合わせている程度の接続であるから、排水流の主流はインナーチューブ８０Ａ及びインナーチューブ８０Ｂを流れる。しかし、排水流の主流の接続部分のインナーチューブ８０Ａ及びインナーチューブ８０Ｂの外側の圧力よりも圧力が低下するから、インナーチューブ８０Ａの曲率端部８３Ａとインナーチューブ８０Ｂの曲率端部８３Ｂとの間の接続部に空気の流れが発生し、気泡が排水流の主流に入り込む。

気泡が排水流の主流に入り込むと、インナーチューブ８０Ａの曲率端部８３Ａとインナーチューブ８０Ｂの曲率端部８３Ｂの外側は、外気よりも低圧となり、貫通孔４０の内側を大気よりも低圧とするから、貫通孔４０から排水が噴出することがない。
また、インナーチューブ８０Ａの曲率端部８３Ａとインナーチューブ８０Ｂの曲率端部８３Ｂの接続は、互いにテーパを有することから、伸縮に対応でき、また、曲げにも対応できる。特に、インナーチューブ８０Ａまたはインナーチューブ８０Ｂを回動することにより、任意の曲げ角度に調整できる。

上記排水用伸縮継手は、大径及び小径からなる環状を積層した上面３１ａ，３１ｃ，３１ｅ及び下面３１ｂ，３１ｄ，３１ｆからなる蛇腹の長さ方向の、最上面３１ａ側のみの肉厚を通り抜ける貫通孔４０を形成した可撓性のベローズ部３１と、ベローズ部３１の両端に形成したフランジ部３２Ａ，３２Ｂとからなるベローズ基体３０と、上流側の流体本管１０の端部と下流側の流体本管２０の端部に、各々配設された１対の本管フランジ１１，２１と、ベローズ基体３０のフランジ部３２Ａ，３２Ｂを形成したベローズ部３１側に挿通され、上流側の流体本管１０と下流側の流体本管２０に配設された本管フランジ１１，２１に対向してボルト締めすることにより、ベローズ基体３０のフランジ部３２Ａ，３２Ｂを本管フランジ１１，２１と共に締付けて固着する１対のフランジ環体６０Ａ，６０Ｂとを具備するものである。

本実施の形態の排水用伸縮継手は、上流側の流体本管１０の端部と下流側の流体本管２０の端部に配設された本管フランジ１１，２１と、本管フランジ１１，２１に対向してボルト締め可能な１対のフランジ環体６０Ａ，６０Ｂは、ベローズ基体３０の両側に形成されているフランジ部３２Ａ，３２Ｂをボルト締めによって締付ける。これによって、上流側の流体本管１０と下流側の流体本管２０とがベローズ基体３０を挟んで連結される。そして、上面側の肉厚を通り抜ける貫通孔４０を形成したベローズ部３１と、その両端に形成したフランジ部３２Ａ，３２Ｂとから、継手の長さ方向の伸縮を自在としている。
ベローズ基体３０のベローズ部３１には、施工状態で蛇腹部分の上面側の肉厚を通り抜ける１以上の貫通孔４０を形成したものであるから、上流側の流体本管１０から下流側の流体本管２０に流れる流体は、流体の流れによって負圧になって外気を導入するから、流体流は自然落下に近い状態で流れ、しかも、空気を巻き込んでの落下となり、下流側の最下端のエルボ等の流体管に対して損傷を与えることがない。

このとき、この排水用伸縮継手は、上流側と下流側の流体本管１０，２０の中心軸の芯ずれ、及び曲がり、伸び、縮みを任意に設定することができる。
また、１以上の貫通孔４０によって可撓性のベローズ部３１内側の圧力が異常に上昇したり、下降したりしないから、ベローズ部３１が裂けたり、損傷したりすることが防止できる。特に、ベローズ基体３０のベローズ部３１に設けた貫通孔４０は、上流側の流体本管１０と下流側の流体本管２０とが水平配置であっても、流体本管１０，２０の上部位置に配設すれば、流体が噴き出す可能性が殆どない。

ベローズ基体３０のベローズ部３１に設けた貫通孔４０は、上面３１ａのみに１個または２個または４個設けた事例で説明しているが、本発明を実施する場合には、１個以上であればよい。特に、上面１ａのみに限定されるものではなく、上面３１ａ，３１ｃ，３１ｅの何れであってもよい。しかし、下面３１ｂ，３１ｄ，３１ｆよりも、上面３１ａ，３１ｃ，３１ｅが望ましい。また、上面３１ａは、内部圧力の低下によりベローズ部３１に歪が入っても、最上面の上面３１ａであれば、他の面で貫通孔４０が塞がれることがない。

また、ベローズ基体３０のベローズ部３１に設けた貫通孔４０には、フィルタキャップ５０を装着しているが、本発明者らの実験によれば、２０ｍｍφ以上の穴であれば、流体本管１０，２０が１００〜３００ｍｍφであれば対応できることが確認された。なお、ベローズ部３１に設けた貫通孔４０は、９０度以上離せば、機械的強度も安定している。
特に、貫通孔４０はベローズ部３１に穿設したものであり、合成ゴムから構成されているベローズ基体３０であることから、加熱したポンチで加硫処理したものである。しかし、合成樹脂であれば、熱可塑性樹脂を用いて同じ処理ができる。

そして、貫通孔４０に装着したフィルタキャップ５０は、合成樹脂または金属から構成されているが、貫通孔４０が切れ目、裂け目を形成しないものであれば、フィルタキャップ５０を配設する必要性はない。しかし、昆虫、微生物、塵等の侵入を阻止する場合には、ネット等を配設する必要がある。このときのネットは、ベローズ基体３０の伸縮に影響されないように、ベローズ基体３０の全体を伸縮自在にカバーする必要がある。

本実施の形態では、種々の問題がある高速道路等の５〜２０ｍ以上の高さの橋脚に沿って配設される管路の事例で説明したが、本発明を実施する場合には、この実施の形態に左右されるものではなく、５〜２０ｍ以上の高さの橋脚で使用可能であれば、それ以上の高さでも使用可能であるし、低い場所でも使用可能である。

１０ 上流側の流体本管
１１ 本管フランジ
２０ 下流側の流体本管
２１ 本管フランジ
３０ ベローズ基体
３１ａ，３１ｃ，３１ｅ 上面
３１Ａ，３１Ｂ ベローズ部
３２Ａ，３２Ｂ フランジ部
３４Ａ，３４Ｂ 筒部
４０ 貫通孔
５０ フィルタキャップ
５３ フィルタ
６０Ａ，６０Ｂ フランジ環体
８０Ａ，８０Ｂ インナーチューブ
９０ 締付バンド

Claims (2)

1. 大径及び小径からなる環状を積層した上面及び下面からなる蛇腹の長さ方向の、最上面側のみの肉厚を通り抜ける貫通孔を形成した可撓性のベローズ部と、前記ベローズ部の両端に形成したフランジ部とからなるベローズ基体と、
   流体としての雨水を排水する上流側の流体本管の端部と下流側の流体本管の端部に、各々配設された１対の本管フランジと、
   前記ベローズ基体のフランジ部を形成した前記ベローズ部側に挿通され、前記上流側の流体本管と前記下流側の流体本管に配設された前記本管フランジに対向して、前記ベローズ基体のフランジ部を前記本管フランジと共にボルト締めにより締付けて固着する１対のフランジ環体と
   を具備することを特徴とする排水用伸縮継手。
2. 前記上流側の流体本管または下流側の流体本管は、更に、そのベローズ部の内側に流体としての雨水を流すインナーチューブを有していることを特徴とする請求項１に記載の排水用伸縮継手。

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