(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状部の軸方向の片方の表面にスペーサとなる３個以上の突起部が円周方向に均等に配列され、該円環状部の反対側の表面には外周縁近傍から内周側に向かって軸方向寸法が短くなる向きの傾斜面と該傾斜面に連続して落ち込み均一厚さとなる円環状の凹部が設けられ、各突起部は、円環状部の内周面に沿って設けられており、その先端面は平坦で、丁度隣接する円環状部の凹部に収まる形状で、且つ各突起部の突出長さは、前記凹部の全体の深さよりもスリット状の開孔の幅だけ大きく設定されており、全体が合成樹脂により一体成形されたスクリーンエレメントを用い、該スクリーンエレメントを、多数個、外径が前記スクリーンエレメントの内径にほぼ一致し、管壁に軸方向に延びる長穴が複数分散形成されている支持管に、該支持管の外周面に沿って落とし込むことで軸方向に積層して挾持され、前記突起部によって隣接する円環状部同士の間に地下水が流通するスリット状の開孔が形成されていることを特徴とする積層型ストレーナ。
【請求項２】
先端コーンの上部中央に支持管をネジ込み、必要個数のスクリーンエレメントを落とし込み、測定用パイプの先端を前記支持管の上端にネジ込むことで固定し、積層した多数のスクリーンエレメントが挾持されている請求項１記載の積層型ストレーナ。
【請求項３】
先端コーンの外径、スクリーンエレメントの外径、及び測定用パイプの外径が、一致するように設計されている請求項２記載の積層型ストレーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に挿入して地下水の観測、揚水、あるいは排水などに使用する積層構造のストレーナに関し、更に詳しく述べると、多数の環状部をスペーサ部によって僅かに離間させた状態で積層し、該スペーサ部によって隣接する環状部同士の間に地下水が流通するスリット状の開孔を形成した積層型ストレーナに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地下水の観測（例えば地下水の水圧測定や水位測定など）、あるいは井戸からの揚水、地滑り防止（道路などの法面保護）のための地下水の排水などでは、地表から地中に挿入する各種パイプ（測定パイプや揚水管、排水管など）の先端あるいは中途にストレーナを組み込んでいる。これらのパイプは、通常、ボーリング孔などの孔井内に挿入するが、地下水の観測など特殊な用途では直接地中に打ち込む場合もある。いずれにしても、この種のストレーナは、土砂やゴミなどがパイプ内に混入するのを防止して地下水のみが流通できるようにするフィルタ的な機能を果たしている。
【０００３】
従来、この種のストレーナとしては、鉄製あるいは樹脂製のパイプにドリルで穴加工を施した穿孔型ストレーナ、あるいはパイプに縦方向又は横方向にカッタで細幅の切り込みを入れたスリット型ストレーナが一般的である。これらにおいては、ストレーナの径及び長さのみならず、開孔率も重要な因子の一つである。開孔率は、地下水の流通の難易を示す因子であり、パイプ径に対して穴やスリットの大きさ（面積）及びパイプ単位長さ当たりの穴やスリットの形成個数で決まる。用途や使用状況などに応じて開孔率は規定され、それを満たすように設計・製造する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来の穿孔型あるいはスリット型のストレーナは、径や長さはパイプの選定により自由に設定できるが、開孔率が規定の値になるように穴やスリットを形成するには専門の加工業者が１本１本加工しなければならず、どうしてもコスト高となる欠点があった。
【０００５】
ドリルによる穿孔では、開孔率を大きくする場合、微細な径の穴を多数形成することは極めて煩瑣であり、穴径を多少大きめにしてパイプの外周側に金網を巻くことが行われている。しかし、金網があると、長期間にわたる使用によって土砂粒子が目詰まりを起こし易い。またスリット型ストレーナの場合は、スリットの形成に特殊な加工機が必要になるため、その分さらに割高となる。
【０００６】
挿入時の吊り下げに際して折れ曲がったり、揚水に際してパイプ内外の圧力差によって潰れる虞があり、機械的強度を維持するためにパイプの肉厚を厚くする必要がある。穴やスリットは、その加工法上、パイプの外周側も内周側も同じ大きさになるので、パイプ肉厚が厚くなると、穴に土砂粒子が堆積し易く、水抜けが悪くなる。例えば地下水観測で使用する場合には、地下水の変化に敏感に対応せず、測定精度が低下する原因となる。フラッシング操作をしても、穴やスリットに詰まった土砂粒子は排除し難い。
【０００７】
本発明の目的は、開孔率を任意に設定でき、簡単に且つ安価に製造できる構造のストレーナを提供することである。本発明の他の目的は、土砂粒子による目詰まりが起こり難い構造のストレーナを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、環状部と、その周方向に配列した３個以上のスペーサ部からなるスペーサ部群とが、環状部軸方向に交互に位置する関係で多数積層されて、スペーサ部群によって隣接する環状部同士の間に地下水が流通するスリット状の開孔が形成されている構造の積層型ストレーナである。
【０００９】
ここで、環状部は、通常、円環板状であるが、外周形状及び／又は内周形状が多角形（例えば六角形など）の環状でもよい。環状部とスペーサ部とは一体構造でもよいし、別個の部材の組み合わせでもよい。
【００１０】
環状部の軸方向の一方もしくは両方の表面に、外周縁近傍から内周側に向かって軸方向寸法が短くなる向きの傾斜面を形成し、開孔のスリット幅が、外周縁で狭く内周側は拡がっている縦断面構造とするのが好ましい。このような縦断面構造にすると、スリット状の開孔に入り込んだ土砂粒子は、傾斜面によって内側に落ち込むために、土砂粒子による目詰まりが起こり難くなる。
【００１１】
好ましい例としては、円環状部の軸方向の片方の表面にスペーサとなる３個以上の突起部が円周方向に均等に配列され、該円環状部の反対側の表面には外周縁から内周側に向かって軸方向寸法が短くなる向きの傾斜面を設けた構造をなし、全体が合成樹脂により一体成形されているスクリーンエレメントを用い、該スクリーンエレメントを、多数個、軸方向に積層して結合し、前記突起部によって隣接する円環状部同士の間に地下水が流通するスリット状の開孔が形成されている構造がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の基本的な構成例を示しており、Ａは縦断面を、ＢはそのＸ−Ｘ断面を表している。この積層型ストレーナ１０は、円環板状体１２と、その周方向に均等配列した４個のスペーサ１４からなるスペーサ群とが、中心軸方向に交互に位置する関係で多数積層した構造である。スペーサ群によって、隣接する円環板状体１２同士の間に地下水が流通するスリット状の開孔１６が形成されることになる。ここでは、円環板状体１０の縦断面はほぼ矩形状である。なお、円環板状体１０には、中心軸方向に貫通するネジ棒挿通穴１８が、４箇所、周方向に等間隔（丁度スペーサの中間位置）で形成してある。円環板状体１２と、スペーサ１４からなるスペーサ群とを交互に多数積層した状態で、各ネジ棒挿通穴１８にネジ棒２０を挿通し、ナット２２で緊締することで積層体を保形する。
【００１３】
図２のＡに示すように、円環板状部２４ａとスペーサ（突起部２４ｂ）とは一体構造にすることができる。その場合、一体構造のスクリーンエレメント２４を積層すればよいため、組み立ては極めて簡単になる。一体構造の場合には、合成樹脂材料の一体成形品が好ましい。また、円環板状体とスペーサとは別体構成であってもよい。その場合には、例えば図２のＢに示すように、スペーサ２６として薄い円板状部２６ａの両面に突起２６ｂを設け、円環板状体２８にはその突起２６ｂが嵌合する穴２８ａを形成して、該穴２８ａに突起２６ｂを嵌入して組み立てる構造がある。別体構造の場合には、合成樹脂材料の他、金属材料などでも容易に作製できる。また、スペーサを変えるだけで、開孔率を調整できる。
【００１４】
更に円環板状体とスペーサとが別体の場合には、図３に示すような構造でもよい。ここでＡは縦断面を、ＢはそのＹ−Ｙ断面を表している。円環板状体３０には、中心軸方向に貫通するネジ棒挿通穴３２が、４箇所、周方向に等間隔で形成してある。スペーサとしては、薄く小さな円環板３４を用いる。円環板状体３０のネジ棒挿通穴３２と円環板３４の中心穴にネジ棒３６を挿通し、ナット３８で緊締することで積層体を保形している。このようにすると、円環板状体３０とスペーサとなる円環板３４とは、極めて簡単な形状となる。
【００１５】
図４は、本発明の他の構成例を示している。図４のＡは、円環板状部４０の軸方向の両表面に、外周縁近傍から内周側に向かって軸方向寸法が短くなる（薄肉となる）向きの傾斜面４０ａを形成したものであり、図３のＢは、円環板状部４２の軸方向の一方の表面（上面の方が好ましい）に、外周縁近傍から内周側に向かって軸方向寸法が短くなる（薄肉となる）向きの傾斜面４２ａを形成したものである。スペーサ４４，４６を設けて積層する点は、上記の各例と同様である。これによって、開孔のスリット幅が、外周縁で狭く内周側は拡がっている不均一な縦断面構造となる。土砂粒子の侵入を阻止する部分は、スリット幅の狭い外周面側であり、その外周面側で開孔率が規定される。内周側は隙間が拡がってくるために、スリット状の開孔に土砂粒子が入り込んでも、その土砂粒子は、傾斜面に沿って内側に落ち込むために土砂粒子による目詰まりが起こり難くなる。
【００１６】
【実施例】
図５及び図６は、本発明に係る積層型ストレーナの一実施例を示している。図５は、積層型ストレーナの基本構成単位であるスクリーンエレメントを示しており、Ａは平面図、Ｂは底面図、Ｃは断面図である。図６は、積層型ストレーナを組み込んだ地下水測定用パイプの先端部分を示す説明図である。
【００１７】
この積層型ストレーナは、図５に示す円環状のスクリーンエレメント６０を、多数（数十個）、軸方向に積層し、相互の軸方向の位置がずれないように結合した構造である。
【００１８】
スクリーンエレメント６０は、円環状部６２の軸方向の片方の表面（下面）にスペーサとなる４個の突起部６４が円周方向に均等間隔で配列され、該円環板部の反対側の表面（上面）には外周縁近傍から内周側に向かって軸方向寸法が短くなる（薄肉となる）向きの傾斜面６６と該傾斜面６６に連続して落ち込み均一厚さとなる円環状の凹部６８を有する。更に、前記突起部６４の中間に位置するように、円周方向に均等間隔で４個の貫通穴７０が軸方向に形成されている。このスクリーンエレメント６０は、合成樹脂の一体成形品であり、一旦金型を作製すれば、容易に安価に大量に製造できる。
【００１９】
各突起部６４は、円環状部６２の内周面に沿って設けられており、その先端面（下端面）は平坦で、丁度隣接する円環状部６２の上面の凹部６８に収まる形状である。また各突起部６４の突出長さｐは、前記凹部６８の全体の深さｄよりもスリット状の開孔の幅だけ大きく設定する。ここでは、円環状部６２の外径は約２６mmφ、突起部６４の突出長さｐは約２mm、凹部６８の深さｄは約１．５mmに設定している。従って、スリット状の開孔の外周縁での幅は約０．５mmである。円環状部６２の全周にわたり形成される傾斜面６６の角度αは、ここでは約２０度に設定している。また、各貫通穴７０は、通常、固定用のネジ棒の挿入穴として機能するが、図６では別の固定方法を採用しているので穴のままであり、その場合は地下水の流通路として機能することになる。
【００２０】
このような構造のスクリーンエレメント６０を、多数個（例えば数十個）、軸方向に積層する。すると突起部６４の下端が隣接する円環状部６２の凹部６８底面に当接し、前記突起部６４によって隣接する円環状部６２同士の間に地下水が流通するスリット状の開孔が形成された積層型ストレーナが得られる。
【００２１】
ストレーナの全長は、スクリーンエレメント６０の積層個数で調整できる。ストレーナの開孔率は、単位長さ当たりのスリット状の開孔の数と開孔の幅で決まるが、単位長さ当たりのスリット状の開孔の数は円環状部６２の高さ（軸方向長さ）に依存し、スリット状の開孔の幅は突起部６４の突出長さと凹部６８の深さに依存する。従って、スクリーンエレメント６０の寸法により、所望性能のストレーナを容易に製作することが可能となる。
【００２２】
さて、図６の地下水測定用パイプでは、先端コーン８０の上部中央に支持管８２をネジ込み、必要個数のスクリーンエレメント６０を落とし込み、測定用パイプ８４の先端を前記支持管８２の上端にネジ込むことで固定している。支持管８２は、管壁に軸方向に延びる大きな長穴８２ａが複数個、周方向及び軸方向に分散形成されており、その外径はスクリーンエレメント６０の内径にほぼ一致し、各スクリーンエレメント６０の径方向の移動（がたつき）を阻止すると共に、地下水の流通はなんら阻害しないようになっている。先端コーン８０の外径、スクリーンエレメント６０の外径、及び測定用パイプ８４の外径は、ほぼ一致するように設計されており、先端コーン８０の上面と測定用パイプ８４の下面とによって積層された多数のスクリーンエレメント６０が挾持され、それらの軸方向の位置ずれが規制される。
【００２３】
前述したように、隣接するスクリーンエレメント６０の円環状部同士のスリット状の開孔は、内側に向かって傾斜して間隔が拡がっている。従って、この積層型ストレーナを地中に挿入した場合に、土や砂などの粒子がスリット状の開孔に入り込んでも、内側に落ち込み易く、そのため目詰まりを防止できる。内側に落ちた土や砂の粒子は、適時地上からフラッシングを行うことで地上に確実に排出させることができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は上記のように、環状部とスペーサ部とを交互に多数積層して、スペーサ部によって隣接する環状部同士の間に地下水が流通するスリット状の開孔を形成する積層型ストレーナであるから、開孔率を任意に設定でき、簡単に且つ安価に製造できる効果がある。
【００２５】
また本発明は、環状部の一方もしくは両方の表面に、外周縁近傍から内周側に向かって軸方向寸法が短くなる向きの傾斜面を形成し、開孔のスリット幅が、外周側で狭く内周側は拡がっている縦断面構造をなしている積層型ストレーナであるから、スリット状の開孔に土砂粒子が入り込んでも内側に落ち込み易く、そのため土砂粒子による目詰まりを起こし難いという優れた効果を奏しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層型ストレーナの基本構成の一例を示す説明図。
【図２】円環板状体とスペーサの構造の説明図。
【図３】本発明に係る積層型ストレーナの基本構成の他の例を示す説明図。
【図４】円環板状体の例を示す説明図。
【図５】積層型ストレーナに用いるスクリーンエレメントの一例を示す説明図。
【図６】積層型ストレーナを組み込んだ測定用パイプの一例を示す説明図。
【符号の説明】
１０  積層型ストレーナ
１２  円環板状体
１４  スペーサ
１６  スリット状の開孔
１８  ネジ棒挿通穴
２０  ネジ棒
２２  ナット
【図１】
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【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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