(57)【要約】  【課題】  管体の大きな変位に対してもシール性を保持することができる、継手を有する管体および管体の接続方法を提供すること。  【解決手段】  管体Ａの一端に管軸方向に突出する継手カラー１０を有し、管体Ｂの他端に躯体の外周面を小径にした差込口２０を形成し、継手カラー１０と差込口２０とを嵌合して連結可能な継手を有する管体Ａ、Ｂにおいて、前記継手カラー１０の内周面または差込口２０の外周面の何れか一方にシール層３０を形成し、前記継手カラー１０の内周面または差込口２０の外周面の何れか他方にリングシール４０を取り付け、前記シール層３０と前記リングシール４０とは共に弾性部材で構成すると共に、相対的に硬度差を有することを特徴とする、継手を有する管体である。【選択図】図１
2005308034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体の一端に管軸方向に突出する継手カラーを有し、管体の他端に躯体の外周面を小径にした差込口を形成し、継手カラーと差込口とを嵌合して連結可能な継手を有する管体において、
前記継手カラーの内周面または差込口の外周面の何れか一方にシール層を形成し、
前記継手カラーの内周面または差込口の外周面の何れか他方にリングシールを取り付け、
前記シール層と前記リングシールとは共に弾性部材で構成すると共に、相対的に硬度差を有することを特徴とする、
継手を有する管体。
【請求項２】
請求項１に記載の継手を有する管体において、
前記リングシールの外周面の周方向に環状溝を形成したことを特徴とする、
継手を有する管体。
【請求項３】
請求項２に記載の継手を有する管体において、
前記環状溝を前記リングシールに複数形成したことを特徴とする、
継手を有する管体。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の継手を有する管体において、
前記環状溝の側壁を構成するフィンを、前記管体の差込み方向に対して後方向へ傾斜させて設けたことを特徴とする、
継手を有する管体。
【請求項５】
管体の一端に管軸方向に突出する継手カラーを有し、管体の他端に躯体の外周面を小径に形成した差込口を形成した、管体の接続方法であって、
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の管体を使用し、
前記継手カラー内に前記差込口を挿入させて接続するとき、
前記シール層または前記リングシールのうち少なくとも相対的に硬度の低い何れか一方が、前記シール層または前記リングシールのうち硬度の高い他方の形状に追従するように圧着して弾性変形したことを特徴とする、
管体の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、継手を有する管体および管体の接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
管体には大きく、鋼管、ヒューム管、樹脂管、陶管の４タイプがあり、各用途に応じて使用されている。この一種であるヒューム管は、遠心成形によって製造される長さ２〜２．５ｍのコンクリート管であって、一般的に導水路、暗渠、下水管等に用いられている。
図７はヒューム管の継手ａの一形態を示すもので、かかる形態は管端から突出させたカラー継手ｂと、躯体の外周面を小径に形成した差込口ｃを、間にリングゴムガスケットｄ（以下、ガスケットと称する。）を介在させて結合する形式である。殊に、止水機能を有するガスケットｄには、外周側に複数のフィンｅを形成し、このフィンｅがカラー継手ｂの内周面に馴染みながら倒れることによって、シール性を保持している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、前記した従来の継手を有する管体および管体の接続方法にあっては、次のような問題がある。
＜１＞通常、カラー継手ｂと差込口ｃとは周長で規定されており、その形状には厳しい精度が要求されていない。そのため、管体の接続時にカラー継手ｂ内面と差込口ｃ外面との距離が不均一になることが多く、ガスケットｄの圧縮率が不均一となり、止水性能が低下し易い傾向にある。
＜２＞また、ガスケットｄにはわずかな可撓性を備えるだけであり、一定の変位量を超える地盤の不等沈下、地震、地盤変動などが生じた場合には、ガスケットｄがこの変位量に追従できず、特にフィンｅの部分が弱点となってシール性を失う危険性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような課題を解決するために、本発明の継手を有する管体は、管体の一端に管軸方向に突出する継手カラーを有し、管体の他端に躯体の外周面を小径にした差込口を形成し、継手カラーと差込口とを嵌合して連結可能な継手を有する管体において、前記継手カラーの内周面または差込口の外周面の何れか一方にシール層を形成し、前記継手カラーの内周面または差込口の外周面の何れか他方にリングシールを取り付け、前記シール層と前記リングシールとは共に弾性部材で構成すると共に、相対的に硬度差を有することを特徴とする。
【０００５】
また、本発明に係る継手を有する管体は、前記した継手を有する管体において、前記リングシールの外周面の周方向に環状溝を形成したことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明に係る継手を有する管体は、前記した継手を有する管体において、前記環状溝を前記リングシールに複数形成したことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る継手を有する管体は、前記した継手を有する管体において、前記環状溝の側壁を構成するフィンを、前記管体の差込み方向に対して後方向へ傾斜させて設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の管体の接続方法は、管体の一端に管軸方向に突出する継手カラーを有し、管体の他端に躯体の外周面を小径に形成した差込口を形成した、管体の接続方法であって、前記し何れかに記載の管体を使用し、前記継手カラー内に前記差込口を挿入させて接続するとき、前記シール層または前記リングシールのうち少なくとも相対的に硬度の低い何れか一方が、前記シール層または前記リングシールのうち硬度の高い他方の形状に追従するように圧着して弾性変形させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の継手を有する管体および管体の接続方法は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞本発明の継手を有する管体は、継手カラーの内周面または差込口の外周面の何れか一方にシール層を形成し、継手カラーの内周面または差込口の外周面の何れか他方にリングシールを取付け、相互の圧着により止水する構成である。
そのため、カラー継手内面と差込口外面との距離が不均一である場合でも、両部材に弾性力が働いているため、高い止水性能を示すことができる。
＜２＞本発明は、シール層とリングシールとが管体の半径方向に圧着し合って止水する構造であるから、何れか一方の変位量を超える管体の変位が生じた場合でも、他方側の弾性力により確実に止水することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
＜１＞全体の構成
本発明に係る管体Ａ，Ｂは、図１に示すように、管体Ａの一端に継手カラー１０を有し、管体Ｂの他端に外周面を小径に形成した差込口２０を有する管体であって、継手カラー１０の内周面には連続するシール層３０を形成し、差込口２０の外周面にはリングシール４０を取りつけている。
シール層３０とリングシール４０とはそれぞれ弾性部材で構成されており、両部材には硬度差が設けてある。本例では、リングシール４０の硬度をシール層３０の硬度より高く設定した例について説明する。
なお、本例では継手カラー１０にシール層３０を形成し、差込口２０にリングシール４０を取りつける形態であるが、それぞれ反対に配置できることはもちろんである。
また、本例では管体にヒューム管を使用するが、このほか鋼管、樹脂管、陶管に用いることもできる。
さらに継手カラーとして断面がフラットなものを使用するが、この形状に限定されるものではなく、このカラーは管体の端部のみ、若しくは全周に被覆する形態の何れを問わない。
以下、本発明を構成する各部について詳述する。
【００１２】
＜２＞シール層（図１）
シール層３０は、弾性部材から構成しており、特に復元性に富むものが好ましい。
このシール層３０には、耐水性や耐薬品性に優れ、また疲労し難いものが好ましく、たとえば高分子化合物からなるＴＳシールや公知の水膨張性ゴムなどが使用できる。
【００１３】
ここで、ＴＳシールについて説明する。
ＴＳシールとは、圧縮変形に対する追従性に優れ、かつ弾性限界の高い物性を示すもので、水酸基末端液状ポリブタジエンゴムを主剤に、液状ポリブタジエンプレポリマーを含む硬化剤を混合して、硬化させた３次元的に網目構造を持った高分子材料である。また、このＴＳシールは弾性力を半永久的に維持でき、強力な粘着性を有する部材である。このため、管体の継手部にかかる圧力を吸収して、柔軟に対応できるクッション機能と、隙間を密封する性質とを長期間に亘り示すことができる。
ＴＳシールは所定の箇所（本例の場合、継手カラー１０の内周面）に配置して、夏季で約１２時間、冬季で約２４時間放置してからそれぞれの用途に使用でき、より好ましくは３〜４日放置してから使用する。
【００１４】
シール層３０は、管体Ａ、Ｂの接合時および接合後に、その復元力によりリングシール４０へ圧着するものであれば良く、継手カラー１０の内周面へ配置する際の形態は、半練タイプ、テープ状タイプなどの如何を問わない。シール層３０が半練状の場合、コーキングガンなどを用いて配置（塗布）を行う。
【００１５】
シール層３０の厚さは、継手カラー１０の内周面に亘り均一に形成するのが好ましい。この厚さは、たとえば後述するリングシール４０のフィン４２に絡む厚さを除き、管体Ａ、Ｂの接合中又は接合後に継手カラー１０の内周面へ一定程度の厚みが残るようにするのが好ましい。この厚みは、実験や計算などから求めれことができ、たとえばその一例として、３ｍｍ厚に設定することができる。
【００１６】
シール層３０の継手カラー１０内周面に形成する管軸方向の長さは、特に制限されるものではないが、たとえば後述するリングシール４０の管軸方向の長さより長く設定するのが好ましい。
【００１７】
なお、本例ではシール層３０の硬度を、管体Ａ、Ｂの接続時および接続後において一定時間の間、後述するリングシール４０より相対的に小さいものとするが、経時につれてリングシール４０の硬度より高く変化する部材を使用することもできる。
【００１８】
＜３＞リングシール（図１）
リングシール４０は、弾性部材で構成するリング状の部材である。
このリングシール４０の外周面には、環状溝４１を設けることができる。
本例では、リングシール４０の硬度を先述したシール層３０の硬度より高く設定する。
このリングシール４０には公知のものが使用でき、またリングシール４０の選択を行う際には、リングシール４０のみでも一定程度の止水状態を図れるものが好ましい。
【００１９】
リングシール４０に設ける環状溝４１は一本のみならず、管軸方向に間隔をおいて複数本形成することができる。環状溝４１の断面形状は、たとえばリングシール４０の厚み方向に浅く形成するものから深く形成するものまで、また管軸に対して垂直に開口するものから、管体Ｂの差込み方向に対して後方向に開口するものまで、任意に選択することができる。
【００２０】
環状溝４１は、リングシール４０の周方向に並行に形成したフィン４２によって形成されている。このフィン４２の断面形状は、台形、釣鐘形、椀状、或いは裾野を広げた山型形状のものから鋸刃状に呈するものまで採用できる。たとえば、高さ５ｍｍ、上辺２ｍｍ、裾野の幅４ｍｍの、管軸に対して後方向に傾斜するフィン４２を形成する場合、環状溝４１は深さ５ｍｍ、開口幅４ｍｍ、溝の底幅２ｍｍに形成するものが使用できる。
本例では、かかる形態のフィン４２を６本形成し、リングシール４０の一端を差込み方向へテーパ状に形成した、全長５５ｍｍ、基部４３底からフィン４２までの高さが１５ｍｍのリングシール４０を使用する。
【００２１】
リングシール４０の基部４３には、管軸方向に拡がる空隙部４４を形成して、基部４３をリングシール４０の厚さ方向に大きく変形可能にすることもできる。この空隙部４４は、リングシール４０の大きさに応じて、管軸方向に一つのみならず二つ以上形成することもできる。
【実施例】
【００２２】
＜１＞準備（図１）
躯体の端部に継手カラー１０を形成するヒューム管Ａと、その継手カラー１０に嵌合可能な差込口２０を形成するヒューム管Ｂを準備する。本実施例では、内径１２００ｍｍ、差込み寸法が１３２ｍｍのヒューム管Ａ、Ｂを使用する。
継手カラー１０の内周面に、シール層３０を塗布したシール層３０を形成する。継手カラー１０の内周面は、シール層３０を配置する前に充分な素地調整を行う。表面のホコリを除去し、水分を拭き取って乾燥させた後、コーキングガンを使用してシール層３０を塗布する。シール層３０は、継手カラー１０の先端に２０ｍｍ程度残しヒューム管Ａの端部まで形成する。ヒューム管Ａの端部には公知のクッション層６０を配置して、管体Ａ，Ｂ嵌合時および推進時の緩衝材とする。
【００２３】
次に、管体Ｂの差込口２０にリングシール４０を嵌着する。リングシール４０は、フィン４２がヒューム管Ｂの差込み方向に対して後方向に傾斜するようにして配置し、しっかりと固定する。
【００２４】
＜２＞嵌合
シール層３０を塗布してから所定の時間放置した後、継手カラー１０と差込口２０を嵌合させる。嵌合時には、シール層３０の表面に滑材を塗布し、摩擦抵抗を小さくするのが好ましい。この滑材には、公知の滑材が使用できる。
【００２５】
差込口２０と継手カラー１０とを嵌合してゆくと、シール層３０とフィン４２が圧着しながら、変形を開始する（図２）。
フィン４２は、変形するシール層３０に馴染みながら差込み方向に対して後ろ方向に順次傾倒してゆく。同時に基部４３の空隙部４４は押し潰れ、管体の半径方向に変形する。
【００２６】
一方、シール層３０は傾倒するフィン４２の形状に合わせて変形する。
シール層３０は、摺動しながら移動する、傾倒したフィン４２先端と隣接するフィン４２先端の間にできる凹凸を、自体の復元力により、順次充填しようとする挙動を示す。
管体Ｂの端部はクッション材６０に当接するまで挿入を行い、嵌合を完了する（図４）。
【００２７】
挿入後、一定の時間が経過すると、シール層３０はフィン４２先端とフィン４２先端の間に生じた凹凸を充填する（図３）。このとき、フィン４２に復元力が残っていれば、シール層３０はその形状の変化に応じて復元し、嵌着状態を保持することができる。
このように管体の接合部は、両者の復元力によりリングシール４０とシール層３０が嵌合し、止水を保持することができる。
【００２８】
＜３＞作用
接合が終了し一定時間が経過すると、ヒューム管Ａ、Ｂの継手部は、恰も初めからリングシール４０とシール層３０とが、嵌着したかのような断面構造となる。
また、併せてシール層３０にＴＳシールを用いた場合、この強力な粘着性により、両者は強力に絡み合った状態となる。
【００２９】
これらのヒューム管Ａ、Ｂに、管軸に対して垂直方向の力が作用すると、まず硬度の低いシール層３０が変形し、次に硬度の高いリングシール４０が変形を開始する。すなわち、本発明は変位方向に硬度の異なる二種のシール材を配置しているため、管体に、一方の変位能力を超える変位が生じたとしても、他方から受ける復元力により、圧着状態を保持することができるものである。
また、リングシール４０とシール層３０とが、恰も螺着したような状態となっているため、多少の変位によっても両者の間には隙間が生じず、確実に止水することができる。
このため、大きな変位が生じた場合でも、シール層３０とリングシール４０との圧着状態は保持でき、止水性を示すことができる。
【００３０】
一方、ヒューム管Ａ、Ｂに引抜き方向の力が作用した場合、絡み合ったリングシール４０とシール層３０とが引掛り合い、引抜きに対して抵抗しようとする作用が働く。
これは、両者の圧着面には嵌着部５０が形成されており、また相互の止水部材が備える弾性力が変位に柔軟に対応する点に起因している。
以上のように、本発明に係る継手を有する管体は、大きな変位が生じた場合でも確実、かつ恒久的な止水性を示すことができる。
【００３１】
なお、本例では、シール層３０に半練り状のＴＳシールを使用したが、テープ状のＴＳシールを使用することもできる。かかる場合、半練り状のＴＳシールと同様の手順で素地調整を行った後、接着剤または半練り状のＴＳシールを充分刷毛塗りして２〜３分程度乾燥させ、その上にＴＳシールテープの貼りつけを行う。ＴＳシールテープの上からローラー又は木づちなどで軽く叩いてしっかりと押えつけて接着作業を行い、シール層３０を形成すれば良い。
【００３２】
＜実施の形態２＞
以上説明した形態は、嵌合時に、複数のフィン４２が傾倒してリングシール４０の表層が、凹凸状の圧着面を形成していたが、たとえば隣接するフィン４２とフィン４２の距離を広げたり、又はリングシール４０の硬度を高めてフィン４２の変形量を小さく設定して、図５に示すようにフィン４２とフィン４２の間に、一定の間隙を残した状態とすることができる。これによって、シール層３０がこの間隙を充填し、両者はより強い構造で圧着される。さらに接触面積の増大によって、高い止水性を示すことができる。
【００３３】
＜実施の形態３＞
本実施の形態は、リングシール４０の外周面に環状溝４１を形成しない形態である。
たとえばこの断面形状としては、矩形に形成したリングシール４０１（図６（ａ））や、表面に緩やかな凹凸を形成したリングシール４０２（図６（ｂ））、或いは断面が半円状のリングシール４０３（図６（ｃ））などが使用できる。かかる形態でも、リングシール４０１、４０２、４０３と、シール層３０との圧着により、止水性を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の嵌合前の継手を有する管体を表した図。
【図２】リングシールとシール層が圧着しながら変形する様子を表した図。
【図３】リングシールとシール層が変形する様子を示した拡大図。
【図４】嵌合後のリングシールとシール層との圧着状態を示した図。
【図５】本発明の嵌合後の継手を有する管体を表した図。
【図６】実施の形態３を表した図。
【図７】従来の管体の継手構造を表した図。
【符号の説明】
【００３５】
１０・・・継手カラー
２０・・・差込口
３０・・・シール層
４０・・・リングシール
４１・・・環状溝
４２・・・フィン
Ａ・・・管体
Ｂ・・・管体
【図１】
2005308034.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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