JP2005337403A

JP2005337403A - 管継手

Info

Publication number: JP2005337403A
Application number: JP2004158064A
Authority: JP
Inventors: Kanefusa Hayashi; 兼芳林
Original assignee: Sankei Giken Co Ltd
Current assignee: Sankei Giken Co Ltd
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2005-12-08

Abstract

【課題】配管同士の相対位置がずれた場合に、このずれに確実に追従でき、また、管本体の破損を防止できる管継手を提供する。
【解決手段】可撓性の短管状の管本体と、この管本体の両端に設けられ配管の対向する端部にそれぞれ装着される一対のフランジと、これらフランジ同士を繋ぐ紐部材と、を備え、各フランジは、複数の円弧状のフランジ片と、これらフランジ片同士を連結する連結ボルトと、を有し、該連結ボルトでフランジ片同士が一体化されており、該連結ボルトに形成された貫通孔に紐部材の本体が挿通され、紐本体の両端に貫通孔から所定間隔おいて設けられた止め具が設けられた管継手。これにより、配管同士の相対位置がずれた場合に、管本体および紐部材をずれに追従させることができ、同時に、フランジが紐部材に対して摺動して、管本体の長さの最大変位量を規制できるので、管継手の破損を防止できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、管継手に関し、例えば地中に埋設された配管同士を連結する管継手に関する。

従来より、建物の敷地や道路の地中には、水道管やガス管等が埋設されている。これらの管は、管継手を介して複数の配管と連結することにより形成される。この管継手は、可撓性を有する管本体と、該管本体の両端に装着された分割可能なフランジと、を備え、管本体は、筒部と、鍔部と、を有し、フランジの内周に沿って凹んだ管本体装着部に係合することにより、フランジに連結されている。そして、フランジは、装着孔を有し、この装着孔に装着ボルトが挿通されて、配管に連結されている。

従って、以上の管継手は、例えば地震によって配管同士の相対位置が軸方向にずれたり、軸方向に直交する方向にずれたりしても、このずれに追従できる。しかしながら、この管継手では、大規模な地震が発生し管本体部分に急激な引張り荷重が加わった場合には、管継手が破断してしまうおそれがあり、長期間の使用に対する信頼性を確保するのは困難であった。

この問題を解決するため、管継手の両端に装着されたフランジ同士を長いボルト（一般的にタイロッドと称する）で連結し、管本体の管長を一定に維持できる管継手が提案されている（例えば、特許文献１）。
実開昭５９−１３７８５号公報

しかし、フランジ同士をタイロッドで連結した管継手は、管継手の軸方向の伸びを抑制することができるが、連結されている一方の配管側の地盤沈下等による管継手が偏心する場合、これに追随して管継手が傾斜するため、タイロッドのフランジに接続される部分が屈曲する。また、管継手が傾斜したことにより、配管が管継手側に引き込まれることになる。このため、管継手、配管、タイロッドに無理な力が加わり、破損するおそれがある。

本発明の目的は、配管同士の相対位置がずれた場合に、このずれに確実に追従でき、また、管本体の破損を防止できる管継手を提供することにある。

より具体的には、本発明は、以下のようなものを提供する。

（１）端部が互いに対向して配置された配管同士を連結する管継手であって、可撓性の短管状の管本体と、この管本体の両端に設けられ前記配管の対向する端部にそれぞれ装着される一対のフランジと、これらフランジ同士を繋ぐ紐部材と、を備え、前記各フランジは、円環状とされ、その略中心から半径方向に延びる線に沿って分割形成された複数の円弧状のフランジ片と、これらフランジ片同士を連結する連結ボルトと、を有し、前記フランジ片の両端には、連結孔を有する耳部が形成され、互いに隣接する前記耳部の連結孔同士を重ね合わせて、これら連結孔に前記連結ボルトを前記管本体の長手方向に沿って挿通することにより前記フランジ片同士は一体化され、前記連結ボルトには、長手方向に貫通する貫通孔が形成され、前記紐部材は前記貫通孔に挿通された紐本体と、該紐本体の両端に前記貫通孔から所定間隔おいて設けられた止め具と、を有する管継手。

この発明によれば、管継手を構成する管本体を可撓性とし、この管本体の両端に設けた一対のフランジを配管の対向する端部にそれぞれ装着可能としたので、この管継手を介して２つの配管を確実に連結できる。したがって、配管同士の相対位置がずれたり、傾斜して角度変形が生じたりした場合に、管本体が変形して、ずれや角度変形に確実に追従できる。このとき、紐部材でフランジ同士を繋いでいるので、紐部材も管本体とともに、ずれや角度変形に追従する。

また、連結ボルトは、隣接するフランジ片の両端に形成された耳部同士を重ね合わせ、連通する連結孔に挿通されて、フランジ片同士を連結しているので、この連結ボルトは、管本体の方向に沿って延びた状態となり、紐部材を連結ボルトに取付けることによって、紐部材で両フランジを繋ぐことになる。従って、１つの連結ボルトを利用して、フランジ片同士の連結と、紐部材で両フランジを繋ぐという２つの機能を果たすので、部品点数を削減してコストを低減できる。また、管継手は、フランジと管本体とを一体化させて製造するのではなく、管本体を複数のフランジ片から形成される分割可能なフランジに係合するので、複雑な金型を使用する必要がなく、低コストで大量生産できる。

また、紐部材の止め具間の距離が両フランジ間の距離よりも長いので、地震による地盤沈下等により配管が沈下して、管本体が長く変形しても、紐部材はこの変形を吸収できる。すなわち、地盤沈下等により管継手が偏心した場合、これに追従して管継手が傾斜するが、フランジが紐部材に対して摺動できるため、管継手に連結された配管を管継手側に引き込まないことになり、管継手、配管に無理な力が働かないため破損するおそれがない。また、紐部材に設けられた止め具によって、管本体の長さの最大変位量が規制されるので、管本体の破断が防止される。尚、止め具間の距離は管継手が伸長して破損しない伸長量の範囲内で適宜選定される。

（２）前記紐部材は、複数本の素線を撚り合わせて形成されている（１）に記載の管継手。

この発明によれば、紐部材を複数本の素線を撚り合わせて形成したので、引張力に対する強度を向上できる。したがって、配管同士の相対位置がずれたり、屈曲した場合に、紐部材が引張力を受け、緊張しても、長期に亘って管長を一定に維持できる。

（３）前記紐部材は、金属製である（１）または（２）に記載の管継手。

この発明によれば、紐部材を金属製とした。金属は展性および延性を有しているから、紐部材の破断を抑制できる。

（４）前記紐本体は、ワイヤーロープである（１）から（３）いずれか記載の管継手。

この発明によれば、紐本体にワイヤーロープを用いたので、曲げ疲労等による断線を抑制できる。したがって、紐部材は、耐久性に優れ、長期に亘って安定して使用できる。

（５）前記フランジには、複数の窪み部が形成されていることを特徴とする（１）から（４）いずれか記載の管継手。

この発明によれば、フランジに複数の窪み部を形成したので、窪み部がフランジの重量の軽減を図ることができる。したがって、管継手全体の重量の軽減を図ることができる。

本発明の管継手によれば、管継手を構成する管本体を可撓性とし、この管本体の両端に設けた一対のフランジを配管の対向する端部にそれぞれ装着可能としたので、この管継手を介して２つの配管を確実に連結できる。従って、配管同士の相対位置がずれたり、傾斜して角度変形が生じたりした場合に、管本体が変形してずれや角度変形に確実に追従できる。このとき、紐部材でフランジ同士を連結したので、紐部材も管本体とともに、ずれや角度変形に追従できる。この追従と同時に、フランジが紐部材に対して摺動して、フランジ間隔が減少するのを阻止でき、また、大規模な地震が発生し管本体部分に急激な引張り荷重が加わった場合でも、紐部材が緊張することで管本体の長さの最大変位量が規制されるので、管継手や配管が破断してしまうおそれがない。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態の説明にあたって、同一の構成要件については同一符号を付し、その説明は省略もしくは簡略化する。また、これらの図では、判りやすくするために、寸法を適宜調整してある。

図１は、本発明の実施形態に係る管継手１の正面図を示す。図２は、図１のＡ−Ａ’方向の断面図を示す。

管継手１は、管本体１０と、一対のフランジ２０と、紐部材としてのワイヤーロープ３０ａを備えている。

管本体１０は、円筒形状であり、軸方向中央部が外側に向かって膨出している。この管本体１０は、筒部１１と、鍔部１２と、を備えている。これら筒部１１および鍔部１２は、タイヤコード等の補強繊維１３ａで補強されたゴム等の弾性部材１３で一体形成され、鍔部１２には、金属製の補強リング１４が内蔵されている。従って、筒部１１および鍔部１２から形成される管本体１０は、弾性部材１３により可撓性を有する。尚、弾性部材１３は合成ゴム等からなるゴム層の内壁面をフッ素樹脂（テフロン（登録商標））等の耐熱・耐薬品性に優れる材料で被覆するのが好ましい。

フランジ２０は、円環状であり、２つの円弧状のフランジ片２１Ａと、フランジ片２１Ｂと、これらフランジ片２１Ａ、２１Ｂを連結する連結ボルト２４と、を有している。

フランジ片２１Ａ、２１Ｂは、フランジ２０の略中心から半径方向に伸びる直線Ｌで分割形成されている。これらフランジ片２１Ａ、２１Ｂには、その内周に沿って管本体１０の鍔部１２の厚みより小さい寸法の深さで凹んだ管本体装着部１５が形成されている。そして、この管本体装着部１５に、管本体１０の鍔部１２が係合されている。また、フランジ片２１Ａ、２１Ｂには、所定間隔置きに形成された装着孔２７（本実施形態では中間部分に１個の円形の孔と両端部分に２個の半円の孔が形成されている）と、この装着孔２７の一端面側に形成された凹部２８とが形成されている。この装着孔２７には、後述する装着ボルト４４が挿通される。さらに、フランジ片２１Ａ、２１Ｂには、装着孔２７同士の間に厚さ方向に凹んだ窪み部２９が形成されている。この窪み部２９によって、フランジ片２１Ａ、２１Ｂの軽量化が図られている。また、これらフランジ片２１Ａ、２１Ｂの両端には、フランジ片２１Ａ、２１Ｂ本体の肉厚の略１／２の肉厚で外方に突出する耳部２２Ａ、２２Ｂがそれぞれ形成されている。そして、フランジ片２１Ａ、２１Ｂは互いに隣接する耳部２２Ａ、２２Ｂ同士が重なり合って、円環状のフランジ２０を形成することになる。これら耳部２２Ａ、２２Ｂは連結孔２３を有している。

連結ボルト２４は、フランジ片２１Ａ、２１Ｂの耳部２２Ａ、２２Ｂが重なり合って連通する連結孔２３に挿通されている。この連結ボルト２４の先端には、ワッシャ２５を挟んでナット２６が螺合されている。これにより、互いに隣接するフランジ片２１Ａ、２１Ｂの耳部２２Ａ、２２Ｂ同士が連結され、フランジ片２１Ａ、２１Ｂは一体化されて円環状のフランジ２０を形成している。また、連結ボルト２４には、長手方向に貫通する貫通孔２４ａが形成されている。

紐部材３０は、金属製の複数本の素線を撚り合わせて形成されているワイヤーロープ３０ａと、ワイヤーロープ３０ａの両端部に設けられた止め具３０ｂとからなる。このワイヤーロープ３０ａは、連結ボルト２４の貫通孔２４ａに挿通して、管継手１の一対のフランジ２０を連結するようにして設けられている。ワイヤーロープ３０ａの両端部は、連結ボルト２４の先端より外方（管本体の反対方向）に所定距離Ｄ_２だけ離れた位置に、ワイヤーロープ３０ａが抜け出ないように略球形状の止め具３０ｂが設けられている。これにより、紐部材３０は、フランジ２０同士を繋いでいる。この所定距離Ｄ_２は、地震による地盤沈下等により配管が沈下した場合や傾斜が生じた場合に、沈下によるずれや傾斜による角度変形に追従して管本体１０が伸長するのを吸収しフランジ間の間隔Ｄ_１（図３参照）を減少させないために設けたのもので、管本体１０の性状や吸収する変位の設計等により、管本体１０が破損しない伸長量の範囲内で適宜選定される。尚、本実施形態では紐部材の紐本体をワイヤーロープとしたが、これに限定されるものでなく、引張力に対する強度が強いもので変形可能なものであればよく、例えば、針金等であってもよい。

以上の管継手１は、２つの配管４０同士を連結する。この配管４０は、図３に示すように、配管筒部４１と、配管鍔部４２と、を備えている。配管鍔部４２は、ボルト孔４３を有している。

フランジ２０の装着孔２７と配管４０のボルト孔４３には、装着ボルト４４が挿通されている。この装着ボルト４４の先端には、ワッシャ４５を挟んでナット４６が螺合されている。これにより、管継手１が各配管４０に装着されている。

以上の管継手１を配管４０に装着する手順について、説明する。

まず、管本体１０の両端の鍔部１２を、円弧状のフランジ片２１Ａ、２１Ｂで挟み込みながら、フランジ片２１Ａ、２１Ｂを円環状に組み合わせる。これにより、鍔部１２がフランジ片２１Ａ、２１Ｂの管本体装着部１５に係合される。

次に、フランジ片２１Ａ、２１Ｂの重なり合った耳部２２Ａ、２２Ｂに形成された連結孔２３に連結ボルト２４を挿通し、ワッシャ２５を挟んでナット２６で螺合する。これにより、フランジ片２１Ａと、フランジ片２１Ｂと、が連結されて、フランジ２０が形成される。つまり、管本体１０の両端に、一対のフランジ２０を形成する。

続いて、ワイヤーロープ３０ａを、一対のフランジ２０に取り付けた連結ボルト２４の貫通孔２４ａにそれぞれ挿通してフランジ２０間を繋ぐ。このとき、ワイヤーロープ３０ａの両端から略球形状の止め具３０ｂを挿通して所定位置（連結ボルト２４の先端部から外方に所定距離Ｄ_２だけ離れた位置）に溶接等によって固定する。これにより、管継手１が完成する。

次いで、上記のようにして組み立てた管継手１を管継手１の装着孔２７と配管４０のボルト孔４３とが連通するように配置し、装着孔２７とボルト孔４３に装着ボルト４４を挿通し、ワッシャ４５を挟んでナット４６で螺合する。これにより、２つの配管４０を管継手１を介して連結する。

更に、図４に示すように、２つの配管４０を装着ボルト４４の部分で繋ぐようにしてもよい。すなわち、装着ボルト４４を連結ボルト２４と同様に長手方向に貫通する貫通孔が形成されたものとして、管継手１のフランジ２０間を繋いだように、装着ボルト４４に形成された貫通孔にワイヤーロープ３０ａを挿通し、ワイヤーロープ３０ａの両端に止め具３０ｂを取付けて、２つの配管４０の間を繋ぐようにしてもよい。これにより、配管４０同士の相対位置がずれたり、屈曲した場合に、管継手１に設けられた紐部材３０と配管４０間に設けられた紐部材３０とが一緒に緊張し、管継手１の伸長をより強力に規制することができる。尚、この配管４０間に設けられた紐部材３０の止め具３０ｂは、管継手１に設けられた紐部材３０の止め具３０ｂと同じく、装着ボルト４４の端部から略同距離外方に離れた位置に固定されるのが好ましいが、これに限定されるものではない。

次に、管継手１の動作について、説明する。

まず、図５には、本実施形態に係る配管４０同士の相対位置がずれた状態の図を示す。配管４０同士の相対位置が図５中Ｂの方向にずれると、管本体１０もこれに追従して傾斜して変形するが、この際にフランジ２０がワイヤーロープ３０ａに対して摺動するため、管継手１に連結された配管４０を管継手１側に引き込まれないので、管継手１、配管４０が破損するおそれがないことになる。また、ワイヤーロープ３０ａに設けられた止め具３０ｂによって、管本体１０の長さの最大変位量が規制されるので、管本体１０の破断が防止される。

続いて、図６には、本実施形態に係る配管４０同士の相対位置が傾斜した状態の図を示す。配管４０同士の相対位置が図６中Ｃの方向に傾斜すると、管本体１０も変形して追従する。このとき、ワイヤーロープ３０ａも管本体１０とともに、追従して緊張し、管本体１０の変形に抵抗する。すなわち、図６において、配管４０同士の相対位置が傾斜すると、それに追従して管本体１０の上方側は伸長するが、所定量（図３に示す連結ボルト２４と止め具３０ｂとの距離Ｄ_２の２倍相当長さ）伸長した状態で紐部材３０が緊張し、それ以上の伸長を規制することになる。その結果、管本体１０の長さの最大変位量は管本体１０が破損しない範囲に維持されるので、管本体１０の破損が防止される。

従って、本実施形態によれば以下の効果がある。

管継手１を構成する管本体１０を可撓性とし、この管本体１０の両端に設けた一対のフランジ２０を配管４０の対向する端部にそれぞれ装着可能としたので、この管継手１を介して２つの配管４０を確実に連結できる。したがって、配管４０同士の相対位置がずれたり、屈曲した場合に、管本体１０が変形してずれや屈曲に追従できる。このとき、紐部材３０でフランジ２０同士を繋いでいるので、紐部材３０も管本体１０とともに、ずれ等に追従し、それと同時に、管本体１０の変形によりフランジ２０がワイヤーロープ３０ａに対して止め具３０ｂまで摺動する。これによって、紐部材３０が緊張して、フランジ２０間の間隔Ｄ_１の減少が阻止され、管本体１０の長さの最大変位量が規制されるので、管本体１０の破断が防止される。

また、連結ボルト２４を、フランジ片２１Ａ、２１Ｂの耳部２２Ａ，２２Ｂの連結孔２３に挿通して、フランジ片２１Ａ、２１Ｂ同士を連結する。そして、連結ボルト２４に形成された貫通孔２４ａにワイヤーロープ３０ａを挿通して連結ボルト２４間に連通することによって、紐部材３０をフランジ２０に連結することができる。従って、１つの連結ボルト２４を利用して、フランジ片２１Ａ、２１Ｂ同士の連結と、紐部材３０とフランジ２０の連結という２つの機能を果たすので、部品点数を削減してコストを低減できる。また、管継手１は、フランジ２０と管本体１０とを一体化させて製造するのではなく、管本体１０を複数のフランジ片２１Ａ、２１Ｂから形成される分割可能なフランジ２０に係合するので、複雑な金型を使用する必要がなく、低コストで大量生産できる。

また、フランジ２０に複数の窪み部２９を形成したので、この窪み部２９がフランジ２０の重量の軽減を図ることができる。従って、管継手１全体の重量の軽減を図ることができる。

また、紐部材３０のワイヤーロープ３０ａを複数本の素線を撚り合わせて形成した金属製のものとしたので、展性および延性を有し、曲げ疲労等による断線を抑制でき、引張力に対する強度が強くなる。従って、配管４０同士の相対位置がずれたり、屈曲した場合に、紐部材３０が引張力を受け、緊張しても、長期に渡って管本体１０の管長を一定に維持できる。

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、前記実施形態では、フランジ２０を、２つのフランジ片２１Ａ、２１Ｂから形成したが、これに限らず、３つ以上の円弧状のフランジ片から形成してもよい。また、フランジ２０を円環状としたが、これに限らず、多角形状にしてもよい。また、フランジ片２１Ａ、２１Ｂは耳部２２Ａ、２２Ｂで重なり合って連結しているが、フランジ片２１Ａ、２１Ｂ本体の両端部分も肉厚を略１／２程度として、この部分でも重ね合わせるようにしてもよい。また、管本体１０をゴム層等の弾性部材１３としたが、これに限らず、金属製のベローズ管等としてもよい。

本発明の管継手は、地中に埋設された配管同士等を連結する管継手に利用可能である。

本発明の実施形態に係る管継手の正面図である。図１のＡ−Ａ’断面図である。前記実施形態に係る管継手が配管に装着された状態の断面図である。前記実施形態に係る管継手が配管に装着された別実施形態の断面図である。前記実施形態に係る配管同士の相対位置がずれた状態を示す図である。前記実施形態に係る配管同士の相対位置が傾斜した状態を示す図である。

符号の説明

１管継手
１０管本体
２０フランジ
２１Ａ、２１Ｂフランジ片
２２Ａ、２２Ｂ耳部
２３連結孔
２４連結ボルト
２４ａ貫通孔
２９窪み部
３０紐部材
３０ａワイヤーロープ（紐本体）
３０ｂ止め具
４０配管

Claims

端部が互いに対向して配置された配管同士を連結する管継手であって、
可撓性の短管状の管本体と、この管本体の両端に設けられ前記配管の対向する端部にそれぞれ装着される一対のフランジと、これらフランジ同士を繋ぐ紐部材と、を備え、
前記各フランジは、円環状とされ、その略中心から半径方向に延びる線に沿って分割形成された複数の円弧状のフランジ片と、これらフランジ片同士を連結する連結ボルトと、を有し、前記フランジ片の両端には、連結孔を有する耳部が形成され、互いに隣接する前記耳部の連結孔同士を重ね合わせて、これら連結孔に前記連結ボルトを前記管本体の長手方向に沿って挿通することにより前記フランジ片同士は一体化され、
前記連結ボルトには、長手方向に貫通する貫通孔が形成され、前記紐部材は前記貫通孔に挿通された紐本体と、該紐本体の両端に前記貫通孔から所定間隔おいて設けられた止め具と、を有する管継手。
前記紐部材は、複数本の素線を撚り合わせて形成されている請求項１に記載の管継手。
前記紐部材は、金属製である請求項１または２に記載の管継手。
前記紐本体は、ワイヤーロープである請求項１から３いずれか記載の管継手。
前記フランジには、複数の窪み部が形成されていることを特徴とする請求項１から４いずれか記載の管継手。