(57)【要約】【課題】配管システムの歪吸収用として有用な可とう管を、その長さが長い場合でも自重や内部流体の重みによる下方への撓み量を抑制又は阻止して良好な流体配送機能を発揮させる手段を、著しい重量や管径の肥大化、構造の複雑化やそれによるコストアップ、或いはそのためのスペース増設といった各種の不利を伴うことなく実現させる。【解決手段】可とう管Ａにおいて、ゴム又は合成樹脂製で筒状の管本体１と、この管本体１を他の配管に接続可能となるように管本体１の両端部に形成されるフランジ板状の管継手部２，３とを有するとともに、管本体１の下方への撓み難さがそれ以外の方向への撓み難さよりも大となるように、管本体１の断面形状又は断面構造を設定する撓み規制手段Ｔを設ける。【選択図】図１
2007002859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム又は合成樹脂製で筒状の管本体と、この管本体を他の配管に接続可能となるように前記管本体の両端部に形成される管継手部とを有するとともに、前記管本体の下方への撓み難さがそれ以外の方向への撓み難さよりも大となるように、前記管本体の断面形状又は断面構造を設定する撓み規制手段が設けられている可とう管。
【請求項２】
前記撓み規制手段は、前記管本体の横断面形状を、その図心が前記横断面形状の上下中心に対して下方に寄るものに設定することによって構成されている請求項１に記載の可とう管。
【請求項３】
前記管本体の断面形状が、断面円形の内部流路と同心の円弧で成る外郭ラインを有するとともに、前記外郭ラインのうちの上部外郭ライン部分の径よりも下部外郭ライン部分の径を大とすることによる下部厚肉部を有する下膨れ形状に設定されている請求項２に記載の可とう管。
【請求項４】
前記撓み規制手段は、前記管本体の下部を、前記管本体の上部を形成する材料と同質で、かつ、前記管本体の上部を形成する材料の硬度よりも高い硬度を有する材料を用いて形成することによって構成されている請求項１に記載の可とう管。
【請求項５】
前記撓み規制手段は、管軸方向に沿って延びる補強部材を前記管本体の底部に一体的に装備することによって構成されている請求項１に記載の可とう管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適宜の間隔で吊設される排水管や、壁面に沿って配設される給水管等の配管における接続部に介装される変位吸収継手管として好適な可とう管（可撓管）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可とう管は、流体を通すための内部流路を有する管継手として機能可能であって、施工時の取付誤差や変位、地盤の不当沈下、地震、経時的に生じる管の歪を吸収し、各種配管（鋼製配管、樹脂製配管、樹脂ライニング製配管等）の亀裂や折損等の不具合並びにそれによる流体の漏れを防止するためのものであり、各種の公知構造のものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１において開示されたように、補強層を有するゴム製で円筒状の管本体と、他の配管の端部に接続するために管本体の両端部に一体的に装備される取付けフランジとを有する構造の可とう管が知られている。つまり、可とう管の管本体は、可撓性を持つ必要があることからゴム又は合成樹脂から形成されており、それによって地震等の外力によって配管システムに生じる歪を可とう管の円滑な変形によって吸収することができる。
【０００４】
この場合、前述の特許文献１において示された可とう管のように比較的長さの短いものでは特に問題はないが、長さが長く設定される可とう管において表面化してくる問題がある。それは、ゴム又は合成樹脂製の管本体は鋼製配管に比べて強度や剛性が低く、重力によって下方に撓み易いので、直線配管部分においては明確な撓みによって無視できない程度の流体溜り部ができてしまうとか、傾斜配管においては部分的に逆勾配になってしまうといった不都合が生じることである。つまり、可とう管の自重或いは内部に充填される流体の重みが加えられることにより、まだ配管システムとしての歪が無い初期組付け状態において既に不安定要素となる撓みが生じ易い、という問題である。
【０００５】
そこで、前記問題を解決すべく、管本体の下方への顕著な撓みを防止して円滑な流体の流れを実現させる手段としては、特許文献２において開示された手段を用いることが考えられる。即ち、可とう管の両端に接続される鋼製配管のうちの一方に、可とう管の管本体における管軸方向での中間部を下方から支える支持フレームを取付けるという手段である。要は、可とう管が下方に撓むことを支持フレームで物理的に阻止させるものである。
【０００６】
しかしながら、特許文献２において開示された手段では、可とう管の撓みを抑制又は阻止できる利点は得られるが、可とう管の撓みを防止する専用の手段（支持フレームやその取付機構等）が別途に必要であり、構造の複雑化やそれによるコストアップを招くとともに、撓み防止手段を配備するため専用の配設スペースを見込まねばならない点で不利がある。また、管本体の肉厚を相当に厚くして断面係数を大幅に増すことにより、撓みの絶対値自体を低く抑える手段も考えられるが、これでは管本体の径が徒に大きくなるとともに地震変位時の可とう管に発生する反力が大きくなり、配管支持部材を損傷してします可能性があるだけでなく、重量増加も著しくなるため、やはり現実的ではない。
【特許文献１】特開２００３−１６１３８９号公報
【特許文献２】特開２０００−３５６２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、地盤不当沈下、地震等による配管システムの歪吸収用として有用な可とう管において、その長さが長い場合でも自重や内部流体の重みによる下方への撓み量を抑制又は阻止して良好な流体配送機能を発揮させる手段を、著しい重量や管径の肥大化、構造の複雑化やそれによるコストアップ、或いはそのためのスペース増設といった各種の不利を伴うことなく実現させる点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、可とう管において、ゴム又は合成樹脂製で筒状の管本体１と、この管本体１を他の配管に接続可能となるように前記管本体１の両端部に形成される管継手部２，３とを有するとともに、前記管本体１の下方への撓み難さがそれ以外の方向への撓み難さよりも大となるように、前記管本体１の断面形状又は断面構造を設定する撓み規制手段Ｔが設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の可とう管において、前記撓み規制手段Ｔは、前記管本体１の横断面形状を、その図心Ｇが前記横断面形状の上下中心Ｘに対して下方に寄るものに設定することによって構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の可とう管において、前記管本体１の断面形状が、断面円形の内部流路４と同心の円弧で成る外郭ラインＬを有するとともに、前記外郭ラインＬのうちの上部外郭ライン部分ｂの径よりも下部外郭ライン部分ａの径を大とすることによる下部厚肉部１Ａを有する下膨れ形状に設定されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の可とう管において、前記撓み規制手段Ｔは、前記管本体１の下部５を、前記管本体１の上部６を形成する材料と同質で、かつ、前記管本体１の上部６を形成する材料の硬度よりも高い硬度を有する材料を用いて形成することによって構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の可とう管において、前記撓み規制手段Ｔは、管軸Ｐ方向に沿って延びる補強部材７を前記管本体１の底部に一体的に装備することによって構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、管本体の断面形状又は断面構造を、下方への撓み難さがその他の方向（上や左右）への撓み難さよりも大に設定することで撓み制限手段としてあるから、例えばどの方向にも同等の撓み難さを有する管本体に比べて、下方以外の方向には明確な撓みを許容するものであるから、下方への有効な撓み防止機能を有する管本体の断面積を小さくすること、並びにそれによるコストダウンを行うことが可能になる。
【００１４】
その結果、地盤不当沈下、地震等による配管システムの歪吸収用として有用な可とう管を、その長さが長い場合でも自重や内部流体の重みによる下方への撓み量を抑制又は阻止して良好な流体配送機能を発揮させる手段、即ち撓み制限手段が、著しい重量や管径の肥大化、構造の複雑化やそれによるコストアップ、或いはそのためのスペース増設といった各種の不利を伴うことなく装備される改善されたものとして提供することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、詳しくは実施例において説明するが、管本体の断面形状における図心が下方に寄ることにより、その図心から下側の部分の断面係数を、図心から上側の部分の断面係数よりも大きくすることができるようになる。これにより管本体を、肉厚を均一に増加させて下側の断面係数稼ぐ手段に比べて、必要となる材料量（体積）を少なくして軽量化やコストダウンを図りながらも、下方に撓み難いものに構成すること、即ち請求項１の発明による前記作用効果と同等の作用効果を発揮することができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、請求項１や２の発明による前記作用効果を、管本体の断面形状を、下方への撓み難さを向上させるに必要な最小限度又はそれに近い肉厚増加、即ち下部厚肉部の設定によって得ることができるので、より合理的に所期の目的を達成可能となる利点がある。
【００１７】
請求項４の発明によれば、管本体の下部の硬度を上部よりも高めることで撓み制限手段とするものであり、管本体の外郭ラインと内部流路とを同心状の形状（円形等）とする単純な筒形状に設定することができるので、管本体の肥大化を招くことが無く、しかも見た目にもシンプルで好ましいものとなる追加効果が得られる。
【００１８】
請求項５の発明によれば、補強部材を管本体の底部に一体的に装備することで撓み制限手段とするものであり、管本体よりも高い引張強度を持つ材料を任意に選択設定することが可能であり、体積や重量増加を少なく抑えながら高い補強作用による下方への優れた撓み防止効果が得られる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明による可とう管の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は実施例１による可とう管の構造を示す側面図、断面図、正面図、図２〜図４は、実施例２〜４の撓み制限手段を示す断面図、図５は従来品と本発明品との特性比較表を示す図である。尚、実施例１，４は、断面形状の工夫による撓み制限手段を示し、実施例２，３は断面構造の工夫による撓み制限手段を示している。
【００２０】
〔実施例１〕
実施例１による可とう管Ａは、図１（ａ）に示すように、ゴム（又は合成樹脂）製で筒状の管本体１と、この管本体１を他の配管に接続可能となるように管本体１の両端部に形成される管継手部２，３とを有して構成されている。管本体１は、ゴム等のみの単一材料品であっても、繊維材やスチールコード等の補強材が埋設された積層構造の複合材料品であっても良い。
【００２１】
フランジ板状の左右の管継手部２，３は、管本体１と一体成形される構造や、金属材等の別材料によって形成されたものを管本体１に後付け装着することによって一体化する構造等を採択することが可能であり、特に限定はされない。また、図示は省略するが、各管継手部２，３には、他の配管端部のフランジ部とボルト連結するための孔や雌ネジ部が、周方向に複数箇所形成されている。
【００２２】
可とう管Ａにおいては、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、管本体１の下方への撓み難さがそれ以外の方向への撓み難さよりも大となるように、管本体１の断面形状（又は断面構造）を設定する撓み規制手段Ｔが設けられている。即ち、撓み規制手段Ｔは、管本体１の横断面形状を、その図心Ｇが横断面形状の上下中心Ｘに対して下方に寄るものに設定することによって構成されている。
【００２３】
さて具体的には、管本体１の断面形状を、断面円形の内部流路４と同心の円弧で成る外郭ラインＬを有するとともに、外郭ラインＬのうちの上部外郭ライン部分ｂの径よりも下部外郭ライン部分ａの径を大とすることによる下部厚肉部１Ａを有する下膨れ形状に設定することで撓み規制手段Ｔが構成されている。つまり、管本体１は、上部外郭ライン部分ｂを有する上部薄肉部１Ｂと下部厚肉部１Ａとで成る異形の断面形状を呈するものであり、一例として径の大なる下部厚肉部１Ａは左右対称で１５０度（これ以外の角度でも良い）の角度範囲に亘って形成されている［図１（ｂ）参照］。
【００２４】
上部薄肉部１Ｂの上部外郭ライン部分ｂは、内部流路４の軸心Ｐを中心とする半径ｒ１の円弧であり、下部厚肉部１Ａの下部外郭ライン部分ａは、内部流路４の軸心Ｐを中心とする半径ｒ１よりも大なる半径ｒ２の円弧である。管本体１の上下中心Ｘは、図１（ｂ）において、管本体１の上下長さが２ｄとすると、上端から下方にｄ、及び下端から上方にｄの箇所のことであり、断面円形の内部流路４の中心Ｐよりも若干下方に寄っている。
【００２５】
図１（ｃ）に示すように、管本体１における各管継手部２，３から外側の部分１Ｋは上部薄肉部１Ｂと同じ径、即ち半径ｒ１の円筒形に形成されているが、下部厚肉部１Ａとを有する構造でも良い。また、各管継手部２，３が管本体１の端となる構造（外側の部分１Ｋの無い構造）でも良い。
【００２６】
つまり、図心Ｇが下方に寄ることにより、その図心Ｇから下側の部分の断面係数を、図心Ｇから上側の部分の断面係数よりも大きくすることができるようになる。これにより管本体１を、肉厚を均一に増加させて下側の断面係数を稼ぐ手段に比べて、必要となる材料量（体積）を少なくして軽量化やコストダウンを図りながらも、下方に撓み難いものに構成できる利点がある。可とう管１の自重又は内部流路４に排水等の流体の重みが加えられた状態においては、図１（ａ）に仮想線で示すように、管本体１の管軸Ｐ方向に沿う上端ラインは下方に撓むようになるが、下端ラインは殆ど変化しない。
【００２７】
従って、管本体１の断面形状を下側の断面係数が増大するように設定することにより、直線状態で配設されている場合に、内部流路４を流れる流体が管本体１部分で池のように貯まってしまうとか、傾斜状態で配設されている場合に、撓みによって内部流路４の傾斜下方側部分に逆勾配の部分ができてしまう不都合が生じないようになる好ましい可とう管Ａを、軽量で安価なものとしながら提供することができている。尚、図１（ｃ）では、図面都合上長さを短縮化して描いてあるが、実際には管本体１がもっと長い（１〜２ｍ程度）ものが多い。
【００２８】
参考に、管本体１の断面形状がイ．全体薄肉、ロ．全体厚肉、ハ．部分肉厚（本発明の実施例１）との特性比較表を図５に示す。図５において、各断面形状のものは互いに等しい長さ（例：１メートル）を有しており、ほぼ水平に近い状態に緊張して付設するための伸長反力は、当然ながら断面積の最も大きいロ．のものが一番大であり、次にハ．→イ．の順になる。しかしながら、満水時（内部流路４に水が充満されたとき）における管本体１の最大撓み量（満水時撓み）はロ．とハ．が同等で少なく、イ．のものがかなり大きいものとなる。この表からも、本発明品は軽量で安価ながらも撓み難い可とう管Ａであることが理解できる。
【００２９】
つまり、イ．やロ．の従来品では、均一な断面形状であって、撓み難さはどの方向にも等しいものとなっているが、本発明品であるハ．のものでは、管本体１の下方への撓み難さがそれ以外の方向への撓み難さよりも大となるように、管本体１の断面形状を設定する撓み規制手段Ｔが設けられているのである。
【００３０】
〔実施例２〕
実施例２による可とう管Ａは、図２に示すように、撓み規制手段Ｔは、管本体１の下部５を、管本体１の上部６を形成する材料と同質で、かつ、管本体１の上部６を形成する材料の硬度よりも高い硬度を有する材料を用いて形成することによって構成されている。この場合の管本体１は、その外周面と内部流路４とが同一の軸心Ｐを有する完全な円筒であり、例えば下部５を、その弾性率が上部６の弾性率の２〜３倍とされた高硬度ゴムを使用する、等が上げられる。
【００３１】
この下部５の強度アップにより、図形としての図心は中心Ｐに一致するが、材料強度を考慮した真の図心Ｇは、内部流路４の中心でもある管本体１の上下中心Ｐより下側に寄った箇所に存在することとなり、その図心Ｇの下側部分の断面係数を上側部分のものよりも大きいものとして、下方に撓み難い可とう管Ａを実現している。
【００３２】
下部５としては、例えば、補強繊維シート材の単数又は複数を、上部６を構成するゴム（又は合成樹脂）と同じゴムで交互に積層し、かつ、覆うように成形することで作成することができる。また、低硬度のゴム材による上部６と、高硬度のゴム材による下部５とを加硫接着によって一体化することも可能であり、作成方法は問わない。
【００３３】
〔実施例３〕
実施例３による可とう管Ａは、図３に示すように、撓み規制手段Ｔは、管軸Ｐ方向に沿って延びる複数の補強部材７を有する補強層８を、管本体１の外周面の底部に一体的に装備することによって構成されている。補強部材７は、スチールコード、高分子合成樹脂繊維、炭素繊維等、種々のものが考えられ、それら補強部材７を管本体１と同じゴム（又は合成樹脂）材で囲繞することによって補強層８が一体形成されている。
【００３４】
例えば、補強部材７が合成樹脂繊維材である場合には、一本当り２００〜５００ｋｇｆ／ｃｍｍの弾性率となるので、数本の補強材７で大きな補強効果を得ることができる。また、高硬度のゴムによる補強層８を設けることも可能である。
【００３５】
〔実施例４〕
実施例４による可とう管Ａは、図４に示すように、内部流路４の軸心Ｐに対して、断面円形を呈する管本体１の外郭ラインＬの中心Ｙを下方にずらして配置することにより、撓み規制手段Ｔを構成するものでも良い。これは実施例１の断面形状を工夫して図心から下部の断面係数を向上させることによる撓み規制手段Ｔと同様の手段であり、見た目には通常の（肉厚一定の）管本体を呈する。当然ながら図心Ｇは、管本体１の上下中心Ｙよりも下方に位置している。
【００３６】
〔別実施例〕
図示は省略するが、例えば、可とう管Ａに接続される他の配管を、内部流路４の内径よりも僅かに大きい外径を有する鋼管であり、管本体１をその内部流路４の端部を拡径して鋼管端部に圧入すること（又は締付けリング併用も可）で接続する構造では、図１に示す管本体１のみから成る構造の可とう管Ａも可能であり、その場合には管本体１の両端部が「管継手部」に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１による可とう管を示し、（ａ）は全体側面図、（ｂ）は管本体の断面図、（ｃ）は正面図
【図２】管本体の別断面形状を示す断面図（実施例２）
【図３】管本体の第１別断面構造を示す断面図（実施例３）
【図４】管本体の第２別断面構造を示す断面図（実施例４）
【図５】図２の断面形状と薄肉円筒及び厚肉円筒の各断面形状との特性比較表
【符号の説明】
【００３８】
１          管本体
１Ａ        下部厚肉部
１Ｂ        上部薄肉部
２          管継手部
３          管継手部
４          内部流路
５          管本体の下部
６          管本体の上部
７          補強部材
Ａ          可とう管
Ｇ          図心
Ｌ          外郭ライン
Ｐ          管軸の軸心
Ｔ          撓み規制手段
Ｘ          管本体の断面形状の上下中心
ａ          下部外郭ライン部分
ｂ          上部外郭ライン部分
【図１】
2007002859.tif 000003
【図２】
2007002859.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007002859.tif 000006
【図５】
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