JPH1082489A

JPH1082489A - スリップオンタイプの耐震性管継手および耐震性管路

Info

Publication number: JPH1082489A
Application number: JP25768596A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Kitagawa; 眞好喜多川; Masataka Fukami; 正隆深見; Ichiro Shiomi; 一郎塩見; Yoshiki Okamoto; 芳樹岡本; Tetsuji Shimoyasu; 哲二下保
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 1998-03-31
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: JP3173718B2

Abstract

(57)【要約】【課題】無締結で継合するスリップオンタイプの鋳鉄
管の管継手の耐震性を高める。【解決手段】受口１の開口端近くにロックリング４を
嵌入し、深部で受口突条１２を周設する一方、挿口２の
外周面２４上には挿口突条２１を周設し、前記受口突条
１２の開口側側面１３から受口の最深部１４までの距離
Ｒが、挿口突条２１の先端側側面２２から該先端２３ま
での距離Ｑよりも大きく設定する。管路に引抜きの応力
が働いたとき、受口突条と挿口突条とが側面同士で衝き
当ってそれ以上の移動を阻止して管離脱を完全に防止す
る。またＲ＞Ｑであるから逆方向に押し込まれたときも
挿口の先端と受口の最深部とが衝き当ることがなく、相
互に擦過して塗装面を擦り落とす機会がなく、ましてや
相互の衝突によって変形や毀損の生じることもないので
耐震性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスリップオンタイ
プ、すなわち、押輪やボルト・ナットを使用することな
く、無締結の状態で鋳鉄管を継合して管路を敷設する方
式に係り、特に離脱と入込み防止に重点をおいて耐震構
造とした管継手に関する改善技術である。

【０００２】

【従来の技術】スリップオンタイプによる継合は狭隘な
竪坑内へ作業員が入って不自然な姿勢で各部材を組合わ
せ締結作業を行なう手順から開放され、特に専用の装置
を準備すれば地上からの操作で管同士を継合していける
から、作業性の向上と安全作業の確保、省力化などの点
で高く評価される管路形成の方式である。

【０００３】しかし、無締結の状態で管同士を継合する
のであるから、敷設した後に地震などの直撃のために激
しい縦揺れ、横揺れに遭遇しても、相互の管継手から離
脱が生じて管路の機能を失わないように予防することは
最低限の要請である。その他、地盤の不当沈下や重車両
の通過に伴う一次的、または恒常的な動荷重、静荷重に
よって地下に敷設された管路には常に縦・横方向のの外
力が不均等に係るから、管を引抜こうとする応力が絶え
ず掛かり、この応力に対応できる構成を採らなければ、
如何に敷設施工時に利点があったとしても到底信頼でき
る工法とは言い難い。

【０００４】スリップオンタイプに使用する管継手につ
いてはこの課題を重視して離脱の防止に重点をおいた種
々の対案を提起している。たとえば、図７に示す従来技
術は実開平４−１３３０９０号に係り、受口１０１の開
口端近くにロックリング溝１０２を周設してロックリン
グ１０３を嵌入し、さらに挿口１０４には挿口リング１
０５を固着し、受口内周面と挿口外周面間の中空部にゴ
ム輪１０６を介装して継合部の水密を維持する構成とし
ている。地震などの揺動が襲来して管同士の継合を引抜
く方向の応力が掛かったときでも、受口のロックリング
１０３と挿口の挿口リング１０５とが係合してそれ以上
の移動を阻止するから、管同士の離脱が防止され管の機
能を失うことがないと謳っている。

【０００５】図８の従来技術は実開平４−１３３０９１
号に係り、図（Ａ）では通常の継合状態の各部材の位置
関係を示し、受口２０１に開口側突条２０２と深部に奥
側突条２０３をそれぞれ周設して奥側突条２０３の内側
にゴム輪２０４を嵌合する。一方、挿口２０５には凹溝
２０６を周設し、この凹溝内にロックリング２０７を填
め込んでいる。挿口の先端から受口の最深部までの距離
が図示のように入込み代と設定して管同士の位置決めを
行なっている。図（Ｂ）は接合時において挿し口２０５
を受口に挿入することにより、ロックリング２０７が受
口の奥側突条２０３の開口側側面に当たり挿し口凹溝２
０６に嵌入された態様を示している。地震などの揺動が
襲来して管同志の継合を引抜く方向の力が作用したとき
でも、ロックリング２０７と受口突条２０２が当接し、
これ以上の移動を阻止するストッパーの役割を果すか
ら、管同志が離脱して管路が中断する懸念が無くなる効
果が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここに例示した従来技
術は何れも管同士の継合を引抜く方向の外力が掛かった
とき、管軸方向に移動を許容する一定の範囲を設けて対
応するが、限度まで横滑りが進むと相互の凸部が当接し
てストッパの作用を果たし、限度以上の移動を妨げるか
ら、管の離脱防止の作用が働くことに疑問の余地がな
い。しかしながら、近年の大震災において水道水や家庭
用ガス、下水道の管路が甚大な被害を蒙り被災者に多大
の労苦を強いた状態を仔細に調べてみると、管路の破壊
は単純な管継手からの引抜き離脱だけには留まらず、さ
らに複雑な諸条件の合成された結果であると認識する必
要性が改めて問われるようになった。

【０００７】たとえば図７の従来技術の場合であれば、
図９（Ａ）のように挿口リング１０５が受口内部まで入
り込み過ぎると、ゴム輪１０６と接触して軟質のゴム材
を痛めて止水性を損う可能性が憂慮される。また、地震
などで挿口１０４が受口内を移動し、同図（Ｂ）のよう
に先端が受口の最深部に接触するまで押し込まれると、
相互に擦過し合って防食塗装を傷つけたり剥離して防食
性を失い、通水を汚す赤水発生の原因となる虞れも起こ
り得る。

【０００８】図８に示した従来技術の場合には、挿口外
周面に凹溝２０６を周設しているから管体の肉厚が局部
的に薄くなり、管継手に引抜く外力や曲げモーメントが
作用した場合には、強度が不足して挿口の肉薄部分に応
力が集中し破断する懸念が否定できない、またこの凹溝
２０６部分における管体強度を向上させるために、全体
の管厚を増加させれば不経済な管となる可能性がある。
さらに受口内へ挿口を挿入する継合時点の状態を考える
と、受口の開口側突条２０２と奥側突条２０３との間の
段差内面に自由に収められている締り勝手のロックリン
グ２０７が、挿口先端の傾斜面で拡径され挿口外周面を
擦過しつつロックリング用の凹溝２０６に出会ってここ
へ嵌まり込む手順を経るから、少なくとも挿口先端から
ゴム輪までの接水部分の外周面に傷が入って防食塗装を
痛めたり剥離する危険性がないわけではない。

【０００９】また、この従来技術では管継手の継合時に
ロックリングが正しい状態で保持されているとは限ら
ず、そのまま受口内へ挿口を挿入すれば確実にロックリ
ング溝に嵌入していないことも起こり得るので、図１０
（Ａ）は接合時において挿し口２０５を受口内に挿入す
る際におけるロックリング２０７の位置関係を示したも
のであり、図１０（Ａ）のように真直状態で受口内に挿
し口を挿入すればロックリング２０７はロックリング溝
２０６に嵌入すると考えられるが、同図（Ｂ）のように
継手部を屈曲させた状態で継合する場合には、ロックリ
ング２０７が凹溝２０６の全周に亘って嵌まり込まない
ケースも予想され、管継手に抜き出し力が作用したとき
には挿口が受口から離脱する懸念も起こり得る。

【００１０】一般的に言えば、従来技術のスリップオン
タイプの離脱防止機構は挿口を受口から離脱する方向に
引抜く外力が働いたとき、離脱防止のための係止作用を
発揮することに重点が指向しているが、逆に挿口の先端
が受口内部へ深く入り過ぎる押し込み力が直撃する場合
を想定していない恨みがある。過度の入り込みは挿口の
先端が受口の最深部と接触するから、地震などの発生に
よって両者の表面が相互に擦り合って防食塗装を傷付け
合い、防食性を失って赤水を供給する大きな原因となる
し、さらに極端に押し込み作用が昂進すれば、挿口先端
が変形したり毀損することさえ起こり得る。

【００１１】また、地中に敷設された水道水用などの管
路は、周知の通り直管だけで構成されているわけではな
く、必ず直管と異形管の組合わせによって道路などの屈
曲に追従した管路を形成するのが一般の原則である。地
震などの急激な縦揺れ・横揺れに対しては当然この変動
に追随した管路の可撓性が必須の要件である。しかし、
異形管と直管との管継手部分について言えば、前記の管
の離脱防止と過度の入り込み防止が大きな前提となるこ
とは言うまでもないが、単純に可撓性を大きく許容する
直管の思想をそのまま援用して管継手の屈曲や伸縮を自
由に許容すると、却って管路全体の機能を喪失する逆効
果もあり得ることに着目しなければならない。

【００１２】管路に介装した異形管の特殊な条件を図解
すれば、管路全体に水圧が作用した状態において、異形
管部Ｂには図１１に示すような不平均力という管を外側
に動かそうとする力が生じる。ここで不平均力は下式で
表される。Ｐ＝２ｐＡｓｉｎ（θ／2) 但し、Ａ：管断面積（c
m²) ｐ：水圧（kgf/cm²）この力に対抗するため、コンクリートブロックによる防
護工が通常用いられているが、コンクリートブロックが
過大になるか、又はコンクリートブロックの打設が不可
能な場合はには、一般的に離脱防止機構を備えた継手を
使用し、異形管部の移動を防ぐために継手部を剛結す
る。この際に剛結された継手に作用する曲げモーメント
に耐えるだけの曲げ剛性を有することが、異形管部に用
いる継手には必要な条件になる。なぜなれば、継手の抵
抗曲げモーメントが（曲げ剛性）が低ければ、一体化
（剛結）しなければならない距離が増えるため、管継手
の屈曲や伸縮を拘束した管継手を多数使用しなければな
らず、継手部により自由に伸縮、屈曲し、最終的には離
脱および過度の入り込みを防止する耐震管路形成の考え
方に矛盾をすることにとなる。

【００１３】本発明は以上の課題を解決するために従来
技術の離脱防止だけに焦点を絞ったスリップオンタイプ
の管継手に対し、さらに過度の入込み防止の作用を加え
た管継手を提示し、さらに耐震性の管路を構成する上で
は、単なる可撓性による変動の吸収だけではなく、屈曲
・伸縮を極力拘束した異形管独自の管継手の組合わせを
示して総合的に震災などの揺動に対抗できる安定した管
路の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るスリップオ
ンタイプの耐震性管継手は、受口１と、該受口１内へ挿
入する挿口２と、両者の中空部へ介装する弾性のゴム輪
３よりなり、無締結で相互に継合して管路を形成するス
リップオンタイプに帰属し、受口１の開口端近くにロッ
クリング４を嵌入する凹溝１１と、受口内の深部でゴム
輪３の嵌合する受口突条１２とを周設し、一方、挿口２
の外周面には挿口突条２１を周設し、前記受口突条１２
の開口側側面から受口の最深部１４までの距離Ｒが、挿
口突条２１の先端側側面２２から該先端２３までの距離
Ｑよりも大きいことを構成上の特徴とする。

【００１５】この構成によって受口の開口端近くに凹溝
１１を周設しているから、本来、肉厚の大きい受口に凹
溝を刻設したところで薄肉のために強度が低下する可能
性を完全に解消する。また開口端近くの凹溝へロックリ
ング４を嵌入することはきわめて容易であり、挿口外周
面に擦過傷を生じて接水面の塗装を剥離するようなトラ
ブルも起こり得ない。また、管路に引抜きの応力が働い
て相対的に位置の移動が起こっても、受口突条１２と挿
口突条２１とが側面同士で衝き当ってそれ以上の移動を
阻止するから管離脱の起こる懸念はゼロであり、同時に
受口突条１２の開口側側面１３から受口の最深部１４ま
での距離Ｒが、挿口突条２１の先端側側面２２から該先
端２３までの距離Ｑよりも大きいから、逆方向に押し込
まれて相対的に挿口が受口内の深部へ最大限入り込んで
も、挿口の先端と受口の最深部とが衝き当ることがな
く、相互に擦過して塗装面を擦り落とす機会もゼロであ
り、ましてや相互の衝突によって変形や毀損の生じる筈
もなく、当初に掲げた課題を解決することができる。

【００１６】この基本構成に対し、ロックリング４の底
面に挿口２の外周面２４と圧着する芯出し用ゴム４２を
嵌着して管継手の開口部付近を弾性的に封止した場合、
ゴムの弾性による反力が作用して管継手の開口部を可撓
性を維持しながら封止し、地中の水分を含む土砂などの
異物が侵入することを防ぎ、防食機能をさらに充実す
る。

【００１７】以下の構成は一方の管が異形管である場合
に特に好適な管継手の形態であり、前記の直管に具えら
れた基本的な機能を維持しながらも水圧による管を動か
そうとする力に耐える機能を付加した形態である。すな
わち、受口１の外周から凹溝１１まで貫通するボルト孔
１５へセットボルト４１を捩じ込んでロックリング４を
挿口の外周面２４上へ押圧し、管継手の屈曲を拘束した
構成、さらに管の継合当初から前記ロックリング４、挿
口突条２１、受口突条１２が近接して対向して管継手の
伸縮を拘束した構成が特に管路に介装する異形管の管継
手として望ましい形態である。

【００１８】また、前記の屈曲・伸縮の両拘束を同時に
課した構成として、受口１の外周から凹溝１１へ貫通す
るボルト孔１５へセットボルト４１を捩じ込んでロック
リング４を挿口の外周面２４上へ押圧すると共に、さら
に管の継合当初から前記ロックリング４、挿口突条２
１、受口突条１２が近接して対向した形態も有効であ
り、直管と同様に前記の拘束条件を附加した各構成であ
ってさらに、ロックリング４の底面に挿口２の外周面２
４と圧着する芯出しゴム４２を嵌着して管継手の開口部
付近を弾性的に封止した密封機能を追加したものであっ
てもよい。

【００１９】最終的に敷設する管路全体の構成を統一す
る技術思想としては、前記の請求項１また２の管継手を
備えた直管により、大震災における急激な揺動を吸収し
て管路の機能を損わず、また日常の地盤沈下、重車両の
通貨に伴う偏荷重にも耐えうる作用を発揮する。また、
前記の請求項３乃至６の何れかの管継手を備えた異形管
により、通常時において内水圧が作用した状態にて異形
管部に生ずる不平均力に対抗するために継手部を剛結す
る。このように継手部を剛結した際には、継手部に曲げ
モーメントが作用するため、この曲げモーメントに耐え
うるだけの曲げ剛性を有する管継手であることが必要な
条件となり、前記の管継手を備えた異形管はこの曲げ剛
性を有することにより、直管の可撓性と異形管の拘束性
を並列させて、通常時でも震災時においても管路全体の
構成を統一させている。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示
し、図（Ａ）が継合した通常の位置関係、図（Ｂ）が地
震、地盤沈下などの原因で引抜き力が作用して管同士の
相対的な位置が変動した場合、図（Ｃ）が逆に押し込み
力が作用して管同士の位置が変動した場合をそれぞれ現
わす。図（Ａ）の基準状態から説明すれば、受口１の開
口端のすぐ近くに凹溝１１が周設され、開口端から容易
にロックリング４が嵌入される。受口の深部には受口突
条１２が周設され、その内部にシール材として弾性のゴ
ム輪３が嵌入されている。一方、挿口２には挿口突条２
１が周設され継合後の位置は受口のロックリング４と受
口突条１２との間に突出した状態となる。挿口２の先端
２３は受口１の最深部１４よりも遠く離れ、この間隔が
挿口の入り込み代を形成している。

【００２１】図１（Ｂ）は図（Ａ）の状態から異変が起
こって管軸の引抜き方向に外力が係ったとき、相対的な
位置関係に変動が起こり挿口２が引抜かれる方向に移動
したが、受口の開口端近くでロックリング４と挿口突条
２１とが衝き当りこの位置からの移動を阻止した状態で
ある。また、図（Ｃ）は逆に挿口を受口内へ押し入れる
外力が作用して挿口が移動するが、受口突条１２の開口
端側の側面１３と挿口突条２１の先端側の側面２２とが
衝き当ってこの位置からの移動を阻止した状態である。
前記の寸法上の限定条件（距離Ｒ＞距離Ｑ）によって挿
口２の先端２３と受口１の最深部１４との間にはなお、
隙間が形成されて直接両者が接触することはない。

【００２２】図２は本発明の別の形態を示す縦断正面図
であり、他の要件は図１と同じであるが、芯出し用ゴム
４２をロックリング４の底面に嵌着しているから、ゴム
の弾力によってロックリングが受口内面凹溝１１に圧着
した状態で保持される形態である。

【００２３】図３以下は前記の基本要件を守りつつも水
圧により管が動こうとする力に耐えるため、継手の伸縮
もしくは屈曲、またはその両方を拘束した形態であり、
特に管路に介装する異形管に好適な態様である。図３は
受口突条１２と挿口突条２１、およびロックリング４の
３凸部が接近して設けられた構成であるから、管継手自
体の伸縮作用が拘束された特徴を具えている。尤も、こ
の場合でも距離Ｒ＞距離Ｑという基本的要件は変らない
から、地震などの揺動によって管継手に押し込み力が働
いて管継手が縮む方向に移動したときでも、挿口の先端
２３が受口の最深部１４まで届くことはなく、両者が接
して擦過し合う現象は絶対に起こり得ない。

【００２４】図４の形態が図１の構成と変る点は、ロッ
クリング４に対して受口１を貫通して押圧するセットボ
ルト４１を捩じ込んだ点であり、ロックリングの底面は
セットボルトからの強圧力によって挿口２の外周面２４
と圧着し、その結果、管継手の屈曲に対する拘束作用が
働くという特徴が現われる。

【００２５】図５は前記の図４、図５の両形態の特徴を
併用した形態であり、管継手の伸縮と屈曲を拘束する機
能を具えた管継手を示す代表例となる。図６は図４の形
態に図３で示した芯出し用ゴム４２を嵌着した形態であ
り、管継手の伸縮の拘束と開口部の封止作用を並立した
形態である。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上のように管継手の離脱防止
の効果があると同時に、従来技術では懸念の残っていた
逆方向の押し込み力に対しても十分に対応できるから、
挿口が外力を受けて過度に入り込むために発生する挿口
先端と受口最深部との擦過、塗装剥離、または変形、毀
損などの事故を防止し、緊急時の管路の保全に大きな貢
献を果たす。これは特に近年の大震災の教訓として各自
治体が直面する最大の課題解決に大きな示唆を与える要
件でもあり、災害に強い国土の再構築に強力な後盾とな
ることが期待される。

【００２７】各要件毎の効果に及ぶと、肉厚の受口内面
に凹溝を刻設してロックリングを嵌合し挿口には外周面
に挿口突条を具えた構成としたから、管継手に抜け出し
力や曲げモーメントが負荷しても局部的な管体の強度低
下部分がなく、構造力学的に信頼性が高い。またロック
リングの装着が受口の開口部に近いから継合後の確認も
容易であり、機能維持の信頼性が向上する一因を担う。

【００２８】管継合時の手順から言えば、挿口を受口内
へ挿入した後に開口端からロックリングを受口内面に装
着する順序となるから、従来のように挿口を挿入すると
きに中間に介入させたロックリングによって表面を傷付
ける懸念がなくなり、接水部の塗装の擦過傷によって防
食機能が低下する虞れもなく赤水発生の原因も解消され
る。また、ロックリングの装着が受口・挿口の継合後で
あるから、従来のように移動中の挿口端面によってロッ
クリングが押し込まれることがなく確実に正しい位置に
嵌入される。管継手が屈曲させた状態で継合するときで
も従来とは違って受口内面の凹溝に確実に嵌入できる
し、また、その確認も容易であるから、総合的に見れば
継手部としての信頼性は従来技術の何れの場合に比べて
も明らかに凌駕する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の定常状態（Ａ）、引抜き力
の負荷した状態（Ｂ）、および押し込み力の負荷した状
態（Ｃ）をそれぞれ縦断正面図で示す。

【図２】本発明の別の実施形態の縦断正面図である。

【図３】本発明のさらに別の実施形態の縦断正面図であ
る。

【図４】本発明のさらに別の実施形態の縦断正面図であ
る。

【図５】本発明のさらに別の実施形態の縦断正面図であ
る。

【図６】本発明のさらに別の実施形態の縦断正面図であ
る。

【図７】従来技術を示す縦断正面図である。

【図８】別の従来技術の定常状態（Ａ）と作用時（Ｂ）
を示す縦断正面図である。

【図９】図７の従来技術における２つの課題を（Ａ）
（Ｂ）の縦断正面図で示す。

【図１０】図８の従来技術における２つの課題を（Ａ）
（Ｂ）の縦断正面図で示す。

【図１１】異形管の特殊な条件を示す平面図である。

【符号の説明】

１受口２挿口３ゴム輪４ロックリング 11 凹溝 12 受口突条 13 側面 14 最深部 21 挿口突条 22 側面 23 先端 24 外周面 41 セットボルト 42 芯出し用ゴムＲ受口突条の最深部側側面から最深部までの距離Ｑ挿口突条の先端側側面から先端までの距離Ｐ不平均力Ｂ異形管部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本芳樹大阪府大阪市西区北堀江１丁目12番19号株式会社栗本鐵工所内 (72)発明者下保哲二大阪府大阪市西区北堀江１丁目12番19号株式会社栗本鐵工所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】受口１と、該受口１内へ挿入する挿口２
と、両者の中空部へ介装する弾性のゴム輪３よりなり、
無締結で相互に継合して管路を形成するスリップオンタ
イプの管継手において、受口１の開口端近くにロックリ
ング４を嵌入する凹溝１１と、受口内の深部でゴム輪３
の嵌合する受口突条１２とを周設し、一方、挿口２の外
周面２４上には挿口突条２１を周設し、前記受口突条１
２の開口側側面１３から受口の最深部１４までの距離Ｒ
が、挿口突条２１の先端側側面２２から該先端２３まで
の距離Ｑよりも大きいことを特徴とするスリップオンタ
イプの耐震性管継手。
【請求項２】請求項１において、ロックリング４の底
面に挿口２の外周面２４と圧着する芯出し用ゴム４２を
嵌着して管継手の開口部付近を弾性的に封止したことを
特徴とするスリップオンタイプの耐震性管継手。
【請求項３】請求項１において、管の継合当初から前
記ロックリング４、挿口突条２１、受口突条１２が近接
してそれぞれ対向し、管継手の伸縮を拘束したことを特
徴とするスリップオンタイプの耐震性管継手。
【請求項４】請求項１において、受口１の外周から凹
溝１１まで貫通するボルト孔１５へセットボルト４１を
捩じ込んでロックリング４を挿口の外周面２４上へ押圧
し、管継手の屈曲を拘束したことを特徴とするスリップ
オンタイプの耐震性管継手。
【請求項５】請求項１において、受口１の外周から凹
溝１１まで貫通するボルト孔１５へセットボルト４１を
捩じ込んでロックリング４を挿口の外周面２４上へ押圧
すると共に、さらに管の継合当初から前記ロックリング
４、挿口突条２１、受口突条１２が近接してそれぞれ対
向し、管継手の屈曲と伸縮とを共に拘束したことを特徴
とするスリップオンタイプの耐震性管継手。
【請求項６】請求項３において、ロックリング４の底
面に挿口２の外周面２４と圧着する芯出し用ゴム４２を
嵌着して管継手の開口部付近を弾性的に封止したことを
特徴とするスリップオンタイプの耐震性管継手。
【請求項７】前記請求項１または２の管継手を具えた
直管と、請求項３乃至６の何れかの管継手を具えた異形
管とを組合わせて形成したことを特徴とする耐震性管
路。