JPH07269757A

JPH07269757A - 埋設管路用管継手

Info

Publication number: JPH07269757A
Application number: JP6081014A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Saegusa; 茂夫三枝
Original assignee: Seibu Polymer Corp
Current assignee: Seibu Polymer Corp
Priority date: 1994-03-28
Filing date: 1994-03-28
Publication date: 1995-10-20
Also published as: TW253020B

Abstract

(57)【要約】【目的】径方向には高い剛性を備えて内圧や土圧に抗
し得ると共に管路軸方向には容易に伸縮屈曲し得、接続
する管部材の変位を許容してその破損を防ぐことのでき
る管継手用可撓管を提供する。【構成】管状部１０の両端にフランジ２０が設けら
れ、管状部１０は、補強鋼側管２２及び補強鋼平リング
４３が内挿されて補強された径方向に高剛性な基径部４
０と、肉薄で外径側に膨出した形状変形と一部弾性変形
可能な可撓部３０とが交互に配置されて構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接続される管部材の間
に介装されて管部材を結合する管継手に関し、詳しく
は、可撓性を有して地震や地盤の変動に応じて管部材の
変位を許容する埋設管路用の管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】土中に管部材を埋設して成る埋設管路
は、所定長さの管部材を接続して構成される。このよう
な埋設管路には、地震や地盤の変動によって様々な方向
の外力が作用するが、管部材を剛体接続とすると管部材
が破損したり接続部が破断分離するといった問題を生ず
る。このため、管部材の接続部に可撓性を有する管継手
を介装して結合することが行われている。こうすること
により、管継手ゴム部材の形状変形と一部弾性変形によ
って管部材の変位が許容されることとなり、破損を惹起
する応力が解消される。即ち、地震や地盤の変動等によ
る外力は管路の伸縮屈曲によって吸収され、管部材の破
損が防がれるものである。

【０００３】管継手は、その一例を図６に示す如く、ゴ
ム等の弾性を有する素材によって略円筒状に形成された
本体部５０の両端部に、管部材と接続する接続部である
フランジ６０が設けられて構成されている。本体部５０
は、管内の内圧と埋設された際の土圧に耐え得ると共
に、その管路軸方向には所定の弾性力で伸縮可能な柔軟
性を有する必要がある。つまり、径方向には高い剛性を
有し、管路の軸方向には低剛性として伸縮屈曲が容易で
なければならない。このように管路全長からみた柔構造
部であるため、補強コード５１が全体に内挿されると共
に、補強ワイヤー５２や金属製の補強鋼リング５３が管
路軸方向に複数条内挿されて補強されている。補強鋼リ
ング５３は、本体部５０の外周に突設された周方向に沿
う断面形状略半円形の凸条５０Ａ内に内挿されており、
この凸条５０Ａと対応する内周部分は外面に沿う断面形
状の溝５０Ｂとなっている。これにより、補強ワイヤー
５２及び補強鋼リング５３は径方向の剛性の向上のみに
寄与し、管路の軸方向の伸縮屈曲を阻害しない設計とな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、円筒状の管
部材が屈曲するには、屈曲の外側の部位は軸方向に伸
び、内側の部位は軸方向に縮むことが必要である。即
ち、軸方向に伸縮することによって屈曲が可能となる。
ただし、管路の剪断変形となる場合は該管継手は斜方伸
びとなる。

【０００５】上記の如く構成された管継手では、径方向
の剛性向上のために内挿された補強ワイヤー５２及び補
強鋼リング５３の配在は、このような凸条５０Ａの伸縮
変形を阻止するように作用する。補強鋼リング５３が内
挿された部位の内周側は溝５０Ｂが形成されて当該部位
が伸縮し得るように考えられてはいるが、実際には補強
鋼リング５３の剛性が大きく、それによる反発弾性が大
きいため比較的に小さい屈曲力ではこの部位の形状変形
伸縮は困難であった。

【０００６】つまり、径方向の剛性向上に伴って屈曲方
向の剛性も向上して屈曲し難いものとなってしまうもの
であり、土圧に耐えるべく径方向の剛性を向上させる
と、同時に軸方向の剛性も向上して形状変形と一部弾性
変形しづらくなってしまうものであった。

【０００７】このような管継手では、その伸縮屈曲に大
きな力が必要となり、その結果、鋳鉄管（FCDIP ）、鋼
管（SP）、コンクリート管（CP）等の剛性の高い管部材
であれば問題はないが、剛性の低い強化プラスチック複
合管（FRPM）、硬質塩化ビニール管（VP）、ポリエチレ
ン管（PEP ）等の管部材では、当該管部材の剛性より管
継手の屈曲剛性の方が高くなってしまい、管継手が屈曲
せずに管部材が破損してしまうという問題があった。前
述の剛性の低い管部材の類は内圧が低い用途に用いられ
ると共に深く埋設されることはなく、そのような管部材
を接合する管継手の剛性は管部材の弱い剛性に対応した
ものでなければならないが、実際には種々の管部材に対
して用いられる可能性のある汎用の管継手は最も厳しい
被力条件で設計されるためにこのような事態が往々にし
て生ずるものであった。

【０００８】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であって、径方向には使用条件に応じて充分な剛性を備
えて内圧や土圧に抗し得ると共に管路を伸縮屈曲させる
力が作用した時管路軸方向に容易に伸縮屈曲し得、接続
する管部材の変位を許容してその破損を防ぐことのでき
る比較的剛性の低い管部材の接続に好適な管継手を提供
しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決する為の手段および作用】上記目的を達成
する本発明の管継手用可撓管は、接続される管部材の間
に介装されて管部材を結合する埋設管路用管継手であ
り、弾性を有する素材によって円筒状に形成された管状
部の両端部に前記管部材との接続部が設けられ、前記管
状部は、内部に周方向に連続する環状の補強部材が内挿
された基径部と、該基径部から半径方向外側に膨出形成
され内周面に環状の溝を有し該基径部よりも剛性が小さ
い可撓部とが、１つの該可撓部が２つの該基径部によっ
て管路軸方向に狭まれるようにして配設されて構成され
ていることを特徴とする。

【００１０】上記の如く構成された管継手用可撓管で
は、管路の径方向の力に対しては補強部材によって補強
された基径部が抗し、管路の軸方向及び管路を伸縮屈曲
する方向の力に対しては基径部よりも剛性の小さい可撓
部が形状変形と一部弾性変形を行う。つまり、土圧に対
しては高い剛性で耐えると共に、接続管の相対変位は可
撓部の低い剛性が対応を許容する。

【００１１】該補強部材は、補強コードを複数層重ねて
なる補強コード層、ワイヤーをコイル状に複数層巻回し
てなるワイヤー層、鋼管からなる補強平リング、鋼製の
補強丸リングおよび該接続部に固定された鋼管からなる
補強側板の少くとも１種または２種以上の組合せからな
る。

【００１２】本発明の１側面においては、該管状部は少
くとも２つの該可撓部を備え、該接続部に隣接する該基
径部の少くとも一方に内挿された該補強部材は該補強コ
ード層と該可撓部の基部に隣接する位置に配置された該
補強鋼丸リングを含み、隣り合う該可撓部間の該基径部
内の該補強部材は該ワイヤー層を含むことを特徴とす
る。

【００１３】また本発明の他の側面においては、隣り合
う該可撓部間の該基径部内の該補強部材は、管路軸方向
に隣接して内挿された該補強コード層と該ワイヤー層お
よび該隣接する補強コード層と該ワイヤー層の内周側に
内挿された該補強鋼平リングをさらに含むことを特徴と
する。

【００１４】さらに、本発明の他の側面においては、該
管状部は少くとも２つの該可撓部を備え、該接続部に隣
接する該基径部に内挿された該補強部材は該接続部に固
定された該補強鋼側板と、該補強鋼側板の該可撓管側の
端部に固定された該補強鋼丸リングを含み、隣り合う該
可撓部間の該基径部内の該補強部材は該補強鋼平リング
を含むことを特徴とする。

【００１５】この構成により接続部に隣接する基径部の
剛性を可撓部の剛性に比べて著るしく強くすることがで
き可撓部の伸縮屈曲変形を容易にすることができる上に
補強鋼丸リングをヒンジとして可撓部が屈曲変形するこ
とを容易にすることができ、基径部とそれに固定される
管部材の変形を防止することができる。

【００１６】また、本発明のさらに他の側面において
は、該可撓部は該基径部よりも肉薄に形成されているこ
とを特徴とする。この構成により、管継手全体剛性をい
ささかも損なうことなく、可撓継手の伸縮および屈曲変
形を一層容易にすることができる。

【００１７】

【実施例】以下添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。図１は、本発明に係る管継手の一実施例
の軸方向半断面図である。図示管継手１は、円筒状の管
状部１０の両端に、接続部としてのフランジ２０が設け
られて構成されている。

【００１８】管状部１０は、所定の内外径の円筒状であ
って、その周壁は、ゴムまたは合成樹脂からなるもので
ある。本実施例においては、その周壁は天然ゴム（NR）
による内周ゴム層１１と、クロロプレンゴム（CR）によ
る外周ゴム層１２の二層によって形成され、両者の界面
部分にナイロンまたはビニロン繊維による内側補強コー
ド１３がバイアス状態（斜め格子網状）で内挿されてい
る。その管路軸方向中央と、該中央から両端部側にそれ
ぞれ等間隔の二カ所の合計三カ所に、可撓部３０が設け
られている。ただし、該可撓部は変位、被力の容量を計
算しその個数の増減を図ることができる。

【００１９】可撓部３０は、管状部１０の内周面側に所
定の幅且つ深さで底部が半円状の環状の溝３１が周方向
に形成され、その溝３１と対応する外周面側は、当該可
撓部３０以外の部位である基径部４０（４１・４２）よ
り薄い肉厚で溝３１の底部に沿う形状とされて基径部４
０の外周面より半径方向外側に円弧状に膨出形成されて
いる。

【００２０】フランジ２０は、鋼板製のフランジリング
２１が、管状部１０の端部に接合されて形成されてい
る。即ちフランジリング２１の背面（管状部１０側の
面）には、その開口部と対応する径の鋼管からなる補強
鋼側管２２が溶接によって固定されており、この補強鋼
側管２２が管状部１０の端部の基径部４１の外周ゴム層
１２内に内挿され、これによってフランジリング２１が
管状部１０に結合一体化されている。

【００２１】フランジリング２１の前面（接合する管部
材と対向する外側の面）は、補強鋼側管２２の内周側か
ら内側補強コード１３を伴って回り込んだゴム層２３で
覆われており、このゴム層２３がフランジリング２１と
管状部１０の結合部を覆っている。また、相手管部材と
の接合時には、管状部１０に内挿されている内側補強コ
ード１３の端部がフランジリング２１と相手接合管部材
のフランジ面との間に挟まれて管状部１０の強固な結合
が可能となるようになっている。ゴム層２３の表面に
は、シール突起２３Ａが周方向全周にわたって突出形成
されている。

【００２２】補強鋼側管２２の、フランジリング２１と
の接合側とは逆の端部には、内径が補強鋼側管２２の内
径と等しく外径が補強鋼側管２２の外径より所定量大き
い補強鋼丸リング２４が、溶接によって固定されてい
る。この補強鋼丸リング２４は、補強側管２２の径方向
の剛性を高めると共に、この補強鋼丸リングをヒンジと
して可撓部３０が屈曲変形することを容易にし、基径部
４１とそれに固定される管部材の変形を防止するように
機能する。また係合補強鋼丸リング２４は、管状部１０
からの補強鋼側管２２（即ちフランジ）の離脱を防ぐよ
うに機能する。

【００２３】この補強鋼側管２２が内挿される端部の基
径部４１には、補強鋼側管２２の外周に沿って、そのフ
ランジ２１側にナイロンまたはビニロン繊維等の補強コ
ードを複数層重ねてなる補強コード層４１Ａが、補強鋼
丸リング２４側に鋼製ワイヤー等のワイヤーをコイル状
に複数層巻回してなる補強ワイヤー層４１Ｂが、それぞ
れ所定の幅且つ厚さで補強鋼側管２２に巻き回された状
態で内挿されている。補強ワイヤー層４１Ｂは管周締付
け力が補強コード層４１Ａよりも強いので、補強ワイヤ
ー層４１Ｂを補強コード層４１Ａに隣接して配設するこ
とにより補強コード層４１Ａの管路軸方向のずれを防止
することができる。

【００２４】補強コード層４１Ａと補強ワイヤー層４１
Ｂの内径は補強鋼丸リング２４の外径よりも小さく、従
って、補強コード層４１Ａと補強ワイヤー層４１Ｂが補
強鋼丸リング２４に係合状態となってフランジ２０が管
状部１０から離脱するのを防ぐようになっている。つま
り、本実施例においては、補強鋼丸リング２４が補強コ
ード係合部となっているものである。

【００２５】外側補強コード１４は、補強ワイヤー層４
１Ｂの下側（内側）から補強鋼丸リング２４の上側を越
えて、隣接する可撓部３０を経て基径部４２に達し、補
強コード層４２Ａの最下層に連続している。

【００２６】可撓部３０に挟まれて位置する基径部４２
には、その内周ゴム層１１内に所定径の鋼管を輪切りに
した状態の円筒状部材としての補強鋼平リング４３が内
挿されると共に、その外周側の内周ゴム層１１内に、前
述の補強コード層４１Ａと同様の構造の補強コード層４
２Ａと、この補強コード層４２Ａを挟む両側に前述の補
強ワイヤー層４１Ｂと同様の構造の補強ワイヤー層４２
Ｂが内挿されている。そして該補強ワイヤー層は管状部
の内外側補強コードのずれ止めともなり形状保持効果を
もつものである。補強鋼平リング４３の側端部位は丸く
面取り加工されており、管継手が管路軸方向に引っ張ら
れて当該基径部４２が伸長した場合でも、その外面とゴ
ムとの接合が剥がれ難い構造になっている。

【００２７】上記の如く構成された管継手用可撓管１で
は、基径部４０は補強鋼側管２２、補強鋼丸リング２４
及び補強鋼平リング４３の作用によって高い剛性を有す
る。一方、可撓部３０は、肉薄で基径部４０の外周より
円弧状に環状膨出して形成されると共に、中央の可撓部
３０は内側補強コード１３のみが内挿され、両端側の可
撓部３０は内側補強コード１３と外側補強コード１４が
内挿されているのみであるため、基径部４０よりも剛性
が小さく容易に形状変形と一部弾性変形が可能となって
いる。つまり、管継手全体としては、径方向には高剛性
であると共に管路軸方向には低剛性であり、容易に伸縮
及び屈曲可能となっているものである。なお、管状部中
心附近は管端部に比較し、管の形状変形は大きく動くこ
とはない。また，基径部４１とフランジ２０とは、補強
コード層４１Ａおよび補強ワイヤー層４１Ｂが補強丸リ
ング２４に係合状態とされていることで強固に結合され
ており、管路部の屈曲や伸長の際にも離脱することはな
い。即ち総体に管継手の中央部を弱く両端部鋼性を大き
く考慮して、しかも全体管継手の両端部結合部の反発弾
性力を大きく低減させている。

【００２８】従って、管継手１を用いて管部材を結合す
ることにより、当該管継手１は、基径部４０が土圧等の
径方向の圧力に抗すると共に、接続する管部材の変位は
可撓部３０の形状変形と一部弾性変形によって許容す
る。つまり、土圧に耐えつつ接続する管部材の変位を許
容し、管部材に作用する応力を解消させて被接合管の破
損とか脱管を防ぐことができるものである。

【００２９】次に、図２に示す本発明の第二実施例を説
明する。本実施例は、管部材と接続する接続部を、管路
が水平ではなく斜め方向に接合する際にも対応可能なベ
ベルエンド構造としたものである。なお、図中前述の第
一実施例と同機能の部位には同符号を付して説明を省略
する。

【００３０】管状部１０の側端の基径部４１内に内挿さ
れた補強鋼側管２２の内周には、接合管２５が嵌合され
て溶接固定されている。接合管２５の外端側は補強鋼側
管２２の外端縁より所定量突出し、この外端縁が接合す
る相手管の形状に合わせて加工される。

【００３１】補強鋼側管２２の外端側の外周には、補強
コード係合部としての係合リング２２Ａが溶接固定され
ており、基径部４１内の内側コード１３と外側コード１
４が係合リング２２Ａを越えて外端側に延設され、係合
リング２２Ａより外端側において内径が係合リング２２
Ａの外径よりも小径として内挿された係合コード層２６
に連続している。係合コード層２６と係合リング２２Ａ
の間には、締結ワイヤー層２７が内挿されており、この
締結ワイヤー層２７が内側コード１３及び外側コード１
４を接合管２５の外周に沿わせてその経路を係合リング
２２Ａの外径より小径に規制している。これによって内
側コード１３と外側コード１４の外端部（係合コード層
２６）が係合リング２２Ａに係合して基径部４１側に固
定し、移動不能となって補強側管２２と管状部１０とが
強固に結合されている。なお、基径部４１に内挿された
補強コード層４１Ａも補強ワイヤー層４１Ｂによって補
強鋼丸リング２４と係合状態とされており、同様な係合
構成が二重に構成されているものである。

【００３２】上記第二実施例構成では、接続部である接
続管２５は前述の内側コード１３と外側コード１４が係
合して管状部１０と強固に結合されているため、管状部
１０の伸長や屈曲の際にも離脱することはない。

【００３３】なお、本発明は上記実施例に限るものでは
なく、可撓部３０の数など地中深度流体内圧、埋設環境
条件によって適宜変更可能なものである。また、基径部
４０内の構造も適宜変更可能なものであって、例えば、
図３または図４に示すようにしても良い。図中前述の第
一実施例（図１）同機能の部位には同符号が付してあ
る。

【００３４】即ち、図３に示す実施例は、可撓部３０に
挟まれる中央の二つの基径部４２内に補強ワイヤー層４
２Ｃを配すると共に、側端の基径部４１内に補強コード
層４１Ｃを配し、この補強コード層４１Ｃと隣接する可
撓部３０の基部に隣接する位置に補強鋼丸リング４１Ｄ
を内挿してこの補強鋼丸リングをヒンジとして可撓部３
０が伸縮屈曲変形することを容易にし、基径部４１とそ
れに固定される管部材の変形を防止する機能を奏させる
とともに補強コード層４１Ｃの下側に配置される内側コ
ード１３の径を規制するように構成したものである。

【００３５】図４は、一方の接続部が前述の図３と同様
な構成のフランジ２０とされ、他方の接続部が第二実施
例と同様なベベルエンド構造とされた実施例を示すもの
である。この実施例においては、フランジ２０側の基径
部４１は図３の基径部４１と同一構成とされ、ベベルエ
ンド側の基径部４１は図２の基径部４１とほぼ同一であ
るが補強鋼丸リングは省略されている。また可撓部３０
に挟まれた基径部４２は図１の基径部４２と同一構成と
されている。

【００３６】上記各実施例はいずれも複数の可撓部３０
を備えているが、図５に示す実施例のように、可撓部３
０は１つだけ設けるようにしてもよい。図５の実施例
は、図３の実施例における可撓部３０を１つだけ設け、
中央の基径部４２を省いたもので、他の構造は図３の実
施例と同一である。

【００３７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る管継手
用可撓管によれば、補強部材によって補強された基径部
によって径方向には高い剛性を得て内圧や埋設された際
の土圧に耐えることができると共に、管路軸方向及び管
路を伸縮屈曲する方向には可撓部の形状変形と一部弾性
変形によって柔軟性を有し、これによって接続する管部
材の変位を許容することで地震や地盤変動等によって管
部材に作用する応力を解消させることができ、管部材の
破損とか脱管を防ぐことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る管継手の一実施例の軸方向半断面
図である。

【図２】本発明の他の実施例の軸方向半断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図４】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図６】従来例である管継手の軸方向半断面図である。

【符号の説明】

１管継手１０管状部２０フランジ（接続部）２２補強鋼側管（補強部材）２４補強鋼丸リング（補強部材）２５鋼接続管（接続部）３０可撓部４０（４１・４２）基径部４１Ａ、４１Ｃ、４２Ａ補強コード層（補強部材）４１Ｄ補強鋼丸リング（補強部材）４１Ｂ、４２Ｂ、４２Ｃ補強ワイヤー層（補強部材）４３補強鋼平リング（補強部材）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接続される管部材の間に介装されて管部
材を結合する埋設管路用管継手であって、弾性を有する素材によって円筒状に形成された管状部の
両端部に前記管部材との接続部が設けられ、前記管状部は、内部に周方向に連続する環状の補強部材
が内挿された基径部と、該基径部から半径方向外側に膨
出形成され内周面に環状の溝を有し該基径部よりも剛性
が小さい可撓部とが、１つの該可撓部が２つの該基径部
によって管路軸方向に狭まれるようにして配設されて構
成されていることを特徴とする管継手。
【請求項２】該補強部材は、補強コードを複数層重ね
てなる補強コード層、ワイヤーをコイル状に複数層巻回
してなるワイヤー層、鋼管からなる補強平リング、鋼製
の補強丸リングおよび該接続部に固定された鋼管からな
る補強側板の少くとも１種または２種以上の組合せから
なることを特徴とする請求項１記載の管継手。
【請求項３】該管状部は少くとも２つの該可撓部を備
え、該接続部に隣接する該基径部の少くとも一方に内挿
された該補強部材は該補強コード層と該可撓部の基部に
隣接する位置に配置された該補強鋼丸リングを含み、隣
り合う該可撓部間の該基径部内の該補強部材は該ワイヤ
ー層を含むことを特徴とする請求項２記載の管継手。
【請求項４】隣り合う該可撓部間の該基径部内の該補
強部材は、管路軸方向に隣接して内挿された該補強コー
ド層と該ワイヤー層および該隣接する補強コード層と該
ワイヤー層の内周側に内挿された該補強鋼平リングをさ
らに含むことを特徴とする請求項３記載の管継手。
【請求項５】該管状部は少くとも２つの該可撓部を備
え、該接続部に隣接する該基径部に内挿された該補強部
材は該接続部に固定された該補強鋼側板と、該補強鋼側
板の該可撓部側の端部に固定された該補強鋼丸リングを
含み、隣り合う該可撓部間の該基径部内の該補強部材は
該補強鋼平リングを含むことを特徴とする請求項２記載
の管継手。
【請求項６】該各基径部の該補強鋼側板および該補強
鋼平リングの外周側に該補強コード層と該ワイヤー層を
管路軸方向に隣接して内挿したことを特徴とする請求項
５記載の管継手。
【請求項７】該可撓部は該基径部よりも肉薄に形成さ
れていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記
載の管継手。