JP2005299710A - 更生管用セグメント部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】既設管を更生するための更生管の周方向と管長方向に連結される更生管用セグメント部材において、連結部分における水密性を向上できる構造を提供する。
【解決手段】セグメント部材1において、管長方向の一方の連結面となる側板102の外側面に、その外側面から突出した凸部102cとこれに連続して外側面から凹んだ凹部102dが、また他方の連結面となる側板103の外側面に、凸部102cと凹部102dのそれぞれに合致する形状の凹部103cと凸部103dが周方向に延びて形成されている。そして、セグメント部材1どうしを管長方向に連結するときに、一方のセグメント部材1の側板102の凸部102cと凹部102dに対して他方のセグメント部材1の側板103の凹部103cと凸部103dを緊密に面接触させて嵌合し得るようにした。
【選択図】図10

Description

本発明は、下水管などの既設管を更生するために既設管内で組み立てられる更生管を構成する更生管用セグメント部材に関するものである。
下水管などの既設管を更生するために、図11に示すように、既設管4内で外径が既設管4の内径より少し小さな更生管3を組み立て、この更生管3の外周と既設管4の内壁面との隙間に不図示の充填材を充填し硬化させて複合管を構築する既設管の更生方法が下記の特許文献1などにより知られている。更生管3は更生管用セグメント部材(以下、セグメント部材と略す)から構成される。すなわち、既設管4に連通するマンホール5内で、図12に示すように、組み立て作業者Sが円弧形状のセグメント部材1をその円弧の周方向(更生管3の周方向)に連結して短いリング状の管ユニット2を組み立てると共に、各セグメント部材1にボルト9を固定した後、既設管内で管ユニット2どうしをボルト9と不図示のナットによって管ユニット2の管長方向(更生管3の管長方向)に連結することにより、更生管3が組み立てられる。
図13は、従来のセグメント部材1の幅方向(更生管の管長方向)に沿った断面を示している。図中で下面が更生管の内周面となる内面板201の幅方向の両側に側板202,203が立設されており、それぞれの外側面の2箇所にV字形の凸部202aと矩形の凹部203aが更生管の周方向に延びて形成されている。セグメント部材1は、管ユニット2どうしの連結により、図14に示すように更生管の管長方向に連結され、その際に一方のセグメント部材1の側板203の凹部203a内に不図示のシール材が塗布され、その凹部203aに他方のセグメント部材1の側板202の凸部202aが嵌合され、側板202,203の外側面どうしが連結面として密接するように連結される。このような構造により更生管の管長方向の連結部分における水密性を得ている。なおセグメント部材の更生管の周方向の連結部分においても同様な構造により水密性を得ている。
特開2003−214098号公報
しかしながら、上記のような従来のセグメント部材1の構造では、上記のように凹部203aに凸部202aを嵌合してセグメント部材1どうしを連結した状態で、凸部202aのV字形の頂点部分が凹部203aの平坦な奥の面に線接触するだけであって、両者の接触面積が少なく、両者の間に隙間が生じるため、連結部分における水密性を充分に確保することができない場合があるという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、更生管用セグメント部材において、セグメント部材どうしの連結部分における水密性を向上させることができる構造を提供することを課題としている。
上記の課題を解決するため、本発明による更生管用セグメント部材は、
既設管を更生するための更生管の周方向と管長方向に連結される更生管用セグメント部材であって、
前記管長方向の一方の連結面に、該連結面から突出した凸部と該凸部に連続して連結面から凹んだ凹部が、また他方の連結面に前記凸部と凹部のそれぞれに合致する形状の凹部と凸部が前記周方向に延びて形成されており、
更生管用セグメント部材どうしを前記管長方向に連結するときに、一方のセグメント部材の前記一方の連結面の凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の前記他方の連結面の凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合し得るようにしたことを特徴とする。
また、前記周方向の一方の連結面に、該連結面から突出した凸部と該凸部に連続して連結面から凹んだ凹部が、また他方の連結面に前記凸部と凹部のそれぞれに合致する形状の凹部と凸部が前記管長方向に延びて形成されており、
更生管用セグメント部材どうしを前記周方向に連結するときに、一方のセグメント部材の前記一方の連結面の凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の前記他方の連結面の凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合し得るようにしたことを特徴とする。
本発明の構造によれば、更生管用セグメント部材どうしを更生管の管長方向に連結するときに、一方のセグメント部材の管長方向の一方の連結面の凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の他方の連結面の凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合させることができるとともに、凸部と凹部が連続した形状が入り組んでいるので接触面積が局所的に大きくなって結合が強くなるので、管長方向の連結部分における水密性を向上し、充分な水密性を確保することができる。また、周方向の連結についても同様の理由で連結部分における水密性を向上し、充分な水密性を確保することができるという優れた効果が得られる。
以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。実施例の更生管用セグメント部材(以下ではセグメント部材と略す)は、下水管などの既設管を更生するために、図11と図12で前述したように、既設管4内で円形リング状の管ユニット2から組み立てられる更生管3を構成するセグメント部材1であり、管ユニット2を周方向に複数等分、例えば5等分したものに相当する。このセグメント部材1を更生管3の周方向に複数連結して管ユニット2が組み立てられ、これを更生管3の管長方向に順次連結して更生管3が組み立てられる。
図1〜図6は、実施例のセグメント部材1の構造を説明するもので、図1はセグメント部材1の全体の上面図、図2は図1中の矢印C方向に見た側面図、図3は図1中のA−A線に沿った断面図、図4はセグメント部材1の下面図、図5は図1の矢印D方向に見た矢視図、図6は図1のB−B線に沿った断面図及びその一部拡大図である。
セグメント部材1は、内面板101、側板102,103、端板104,105、及びそれぞれ2枚の補強板106,107を透明、半透明あるいは不透明なプラスチックで一体成形したものとして構成されている。透明なプラスチックとしては、塩化ビニル、ABS、デュラスターポリマー(商品名)等が使用され、半透明プラスチックとしてはPVC、ポリエチレン等が使用され、不透明プラスチックとしてはPVC、ポリエステル、ABS、ポリエチレン、ポリプロピレン等が使用される。
内面板101は、所定角度、例えば72度分の円弧状に湾曲した所定幅の板として形成されており、その下面(前記円弧の内側面)が管ユニット2の内周面となり、更生管の内周面となる。また、内面板101の円弧の周方向が更生管の周方向(以下、ことわる必要がない限り単に周方向という)となり、内面板101の幅方向が更生管の管長方向(以下、ことわる必要がない限り単に管長方向という)となる。内面板101の周方向の両端部のそれぞれには、長方形の開口部101aが形成されている。この開口部101aは、セグメント部材1どうしを周方向に連結するためのボルト6(図8参照)の締め付け作業を内側から行うためのものであり、その締め付け作業後に、不図示の蓋が固定されて塞がれる。
側板102,103は、内面板101の周方向に沿う両側縁のそれぞれに沿ってその全長に渡って形成されており、内面板101の円弧の外側に向かって立設されている。側板102,103のそれぞれには、図9に示す管ユニット2どうしを連結するためのボルト9を挿通するためのボルト挿通孔102a,103aが周方向に所定間隔で複数(ここでは14個)形成されている。その径は、ボルト9の頭ないしナット10(図9参照)の径より僅かに大きくなっている。
側板102,103のそれぞれの外側面は、後述のようにセグメント部材1どうしを管ユニット2の一部として管長方向に連結するときにセグメント部材1どうしで当接する管長方向の連結面となる。図6に示すように、側板102の外側面の下端部には、外側面から突出した凸部102cと、これに連続して外側面から凹んだ凹部(溝)102dが形成されている。また側板103の外側面の下端部には、外側面から凹んだ凹部103cと、これに連続して外側面から突出した凸部103dが形成されている。これらは内面板101の周方向の側縁に沿い側板102,103の全長に渡って延びて形成されている。
凸部102cは、その突出方向に沿った断面形状が横向きの台形であり、先端側へ行くほど上下の幅が狭くなるように、突出方向に沿った上側面と下側面が傾斜し、先端面が垂直な平面となった形状に形成されている。凹部102dは、その凹み方向に沿った図中で上側面が凸部102cの下側面に連続している。そして、その凹み方向に沿った断面形状がほぼ「フ」の字形をなしており、凹み方向の奥の面が上側面に対して鋭角をなすように傾斜している。
また凹部103cは凸部102cに合致する形状、すなわち緊密に(隙間なく)面接触して嵌合し得る形状となっており、凸部103dは凹部102dに合致する形状となっている。また、凸部102cと凹部102dに対応して、凹部103cの凹み方向に沿った図中で下側面に凸部103dの突出方向に沿った上側面が連続している。
端板104,105は、内面板101の周方向の両端で内面板の幅方向に沿う両側縁のそれぞれに沿ってその全長に渡って形成されており、内面板101の円弧の外側に向かって立設されている。端板104,105には、セグメント部材1どうしを周方向に連結するボルト6(図8参照)を挿通するためのボルト挿通孔104a,105aが複数箇所に形成されている。
また、端板104,105のそれぞれの外側面は、セグメント部材1どうしを周方向に連結するときにセグメント部材1どうしで当接する周方向の連結面となる。図7の断面図に示すように、端板104の外側面の上下方向の中央部には外側面からV字形に凹んだ凹部(溝)104cが、また下端部には外側面から凹んだ凹部(溝)104dと外側面から突出する凸部104eが上下に連続して形成されている。また、端板105の外側面の上下方向の中央部には外側面からV字形に突出した凸部105cが、また下端部には外側面から突出した凸部105dと外側面から凹んだ凹部105eが上下に連続して形成されている。これらは、端板104,105の幅方向(管長方向)に沿ってその全長に渡って延びて形成されている。
端板105の凸部105dと凹部105eの形状は、側板102の凸部102cと凹部102dに対応している。すなわち、凸部105dは、その突出方向に沿った断面形状が横向きの台形であり、先端側へ行くほど上下の幅が狭くなるように、突出方向に沿った上側面と下側面が傾斜し、先端面が垂直な平面となった形状に形成されている。また凹部105eは、その凹み方向に沿った図中で上側面が凸部105dの下側面に連続しており、凹み方向の奥の面が上側面に対して鋭角をなすように傾斜している。
また端板104の凹部104dは凸部105dに合致する形状、凸部104eは凹部105eに合致する形状となっている。また、凸部105dと凹部105eに対応して、凹部104dの凹み方向に沿った図中で下側面に凸部104eの突出方向に沿った上側面が連続している。なお、凹部104cと凸部105cの形状も合致している。
補強板106,107は、セグメント部材1全体の機械的強度を補強するものであり、内面板101の上面(円弧の外側面)において、側板102,103の内側で内面板101の円弧の外側に向かって立設されている。補強板106,107には、管ユニット2どうしを連結するためのボルト9(図9参照)を挿通するための複数のボルト挿通孔106aと切り欠き部107aが側板102,103のボルト挿通孔102a,103aのそれぞれに対応する位置に形成されている。ボルト挿通孔106aの径は、ボルト9の軸部分の径よりごく僅か大きいが、ボルト9の頭ないしナット10の径より小さくなっている。
また、側板102,103の内側面と補強板106,107の両側面(補強板107の一方は片側面のみ)には、それぞれの変形を防ぐために側方に張り出した複数の小さな直角三角形の凸板102b,103b,106b,107bが隣り合うボルト挿通孔102a,103a,106a及び切り欠き部107aの間の位置のそれぞれに互い違いになり、その底辺が内面板101に連続するように形成されている(図5参照)。
以上の構造からなるセグメント部材1を先述した図12のように周方向に連結して管ユニット2が組み立てられ、これを管長方向に連結して更生管3が組み立てられる。その周方向と管長方向の連結方法について図7〜図10により説明する。
まず周方向の連結前に図9に示す管ユニット2の連結用のボルト9をセグメント部材1に固定する。なお、この固定は周方向の連結後でもよい。
ボルト9を固定するには、まずボルト9をセグメント部材1の側板102,103の一方、例えば側板102のボルト挿通孔102aから挿入して、補強板106,107のボルト挿通孔106a及び切り欠き部107aと側板103のボルト挿通孔103aに挿通させ、図9のようにボルト9の頭が側板102側の補強板106に当接する位置まで挿入する。そして側板103から外側に突出するボルト9の先端側からナット10を螺合させ、側板102側の補強板106に当接する位置に締め付け、さらに、円筒状の位置決め部材19をボルト9の先端側から挿通させて側板103側の補強板106に当接する位置まで挿入することにより、ボルト9が固定される。位置決め部材19はボルト9をボルト挿通穴103aと同心に位置決めするとともに、後述のように連結される管ユニット2どうしのボルト挿通孔102a,103aの位置を合わせるためのものである。
なお、ボルト9の固定本数はボルト挿通孔102aなどの数の半数以下とし、ボルト挿通孔の1個ないし複数個置きに固定する。また、固定されたボルト9の側板103から突出する部分の長さがセグメント部材1の幅(側板102の外側面から側板103の外側面まで)より僅かに小さくなるようにボルト9の長さが設定されている。
このようにして複数のセグメント部材1にボルト9を固定した後、図7から図8に示すようにして、セグメント部材1どうしを周方向に連結する。すなわち、まず図7中で左側のセグメント部材1の端板105の凸部105c,105d及び凹部105eをそれぞれ右側のセグメント部材1の端板104の凹部104c,104d及び凸部104eに嵌合させて端板104,105の外側面どうしを密着させる。なお、この前に凹部104c,104d及び105eの内側面に不図示のシール材を塗布しておく。
次に、図8に示すボルト6を右側のセグメント部材1の内面板101の開口部101aから入れて端板104,105のボルト挿通口104a,105aに挿通し、左側のセグメント部材1の開口部101aからナット7を入れてボルト6に螺合させ、端板105に締め付けることにより、セグメント部材1,1どうしが周方向に連結される。このようにして複数のセグメント部材1を順次周方向に連結することにより、図12に示すように管ユニット2が組み立てられる。
次に、管ユニット2どうしの連結は図9及び図10に示すように行なう。例えば図9中で左側の管ユニット2を右側の既に更生管3に組み付けられている管ユニット2に連結するには、まず右側の管ユニット2の各セグメント部材1の側板103の外側面から突出しているボルト9を左側の管ユニット2のセグメント部材1のボルト9が固定されていない部分の側板102と補強板106,107のボルト挿通孔102a,106a及び切り欠き部107aに挿通させ、位置決め部材19をボルト挿通孔102aに挿入させるようにして、左側の管ユニット2のセグメント部材1の側板102の外側面を右側の管ユニット2のセグメント部材1の側板103の外側面に押し付け、図10のように側板102の凸部102cと凹部102dを側板103の凹部103cと凸部103dに嵌合させて側板102,103の外側面どうしを密着させる。なお、この前に不図示のシール材を凹部102dと103cの内側面に塗布しておく。ここで、図9の右側の管ユニット2のセグメント部材1から突出したボルト9の先端部は左側の管ユニット2のセグメント部材1の側板103の内側近傍に達するので、ボルト挿通孔103aからナット10をボルト9の先端部に螺合させて側板103の隣りの補強板106に締め付けることにより、左側の管ユニット2が右側の管ユニット2に固定され、連結される。
以上のような本実施例によれば、セグメント部材1どうしをそれぞれ管ユニット2の一部として管長方向に連結するために、図10のように側板102の凸部102cと凹部102dを側板103の凹部103cと凸部103dに嵌合させるときに、凸部102cと凹部103cの形状が合致しており、凹部102dと凸部103dの形状も合致しているので、凸部102cと凹部102dを凹部103cと凸部103dに対して緊密に(隙間なく)面接触させて嵌合させることができる。しかも凸部102cと凹部102d、並びに凹部103cと凸部103dは連続しており、両者を合わせた形状が入り組んでいるので、面接触する面積が局所的に大きくなり、結合を強くすることができる。従って、管長方向の連結部分の水密性を向上させ、充分な水密性を確保することができる。
なお、管長方向の連結時に、ボルト9の締め付け力により、凸部103dに対して凸部102cの傾斜した下側面から下向きの力が加わるが、凹部102dの傾斜した奥の面から上向きの力が加わって相殺するので、凸部103dの折れを防止することができる。
また、周方向への連結についても同様であり、図7から図8のように、端板105の凸部105c,105d及び凹部105eをそれぞれ端板104の凹部104c,104d及び凸部104eに嵌合させるときに、嵌合し合う互いの形状が合致しているので、緊密に面接触させて嵌合させることができ、しかも凸部105dと凹部105e、並びに凹部104dと凸部104eの部分では面接触する面積が局所的に大きくなり、結合を強くすることができる。従って、周方向の連結部分についても水密性を向上させ、充分な水密性を確保することができる。さらに同様に凸部104eの折れを防止することができる。
なお、実施例では凸部102c,103d,104e,105d並びに凹部102d,103c,104d,105eの形状は、各側面が平面で全体として角張った形状としたが、少なくとも一部の側面が湾曲し丸みを帯びた形状としてもよい。
また、上述した実施例では、側板102あるいは端板105に形成された凸部102cあるいは105dは、凸部の先端側へ行くほど上下の幅が狭くなるように、形成されているが、凸部の突出方向に沿った上側面及び/又は下側面をそれぞれ水平面とすることもでき、これらの凸部102c、105dと嵌合する凹部103c、104dをそれと緊密に面接触する面を有する凹部に形成することもできる。
また、側板103あるいは端板104に形成された凸部103dあるいは104eは、凸部の先端側へ行くほど上側面が下方に傾斜し、また凸部の先端面が、垂直方向に対して傾斜しているが、これらの上側面及び/又は先端面を、水平面あるいは垂直面とすることができる。この場合、これらの凸部103d、104eと嵌合する凹部102dと105eをそれと緊密に面接触する面を有する凹部に形成することもできる。
また、側板102と103に形成される凸部102cと103dとこれらの凸部と嵌合する凹部103cと102d、並びに端板104、105に形成される凸部104eと105dとこれらの凸部と嵌合する凹部105eと104dは、それぞれセグメント部材の下方部に形成されているが、それ以外の、例えば中央部にそれぞれ形成するようにすることもできる。
本発明の実施例の更生管用セグメント部材の構造を示す上面図である。 図1中の矢印C方向から見た側面図である。 図1中のA−A線に沿った断面図である。 セグメント部材の下面図である。 図1中の矢印D方向の矢視図である。 図1中のB−B線に沿った断面図及びその一部拡大図である。 セグメント部材どうしの周方向への連結方法を説明する縦断側面図である。 セグメント部材どうしを周方向に連結した状態を示す縦断側面図である。 セグメント部材からなる管ユニットどうしの管長方向への連結方法を説明する一部波断断面図である。 セグメント部材どうしを管長方向に連結した状態を示す断面図及びその一部拡大図である。 既設管内に更生管が組み立てられた様子を示す断面図である。 セグメント部材から更生管を組み立てる様子を示す説明図である。 従来のセグメント部材の断面図及びその一部拡大図である。 従来のセグメント部材を管長方向に連結した状態の断面図及びその一部拡大図である。
符号の説明
1 セグメント部材
2 管ユニット
3 更生管
4 既設管
5 マンホール
6 セグメント部材連結用のボルト
7 セグメント部材連結用のナット
9 管ユニット連結用のボルト
10 管ユニット連結用のナット
101 内面板
102,103 側板
102c,103d 凸部
102d,103c 凹部
104,105 端板
104d,105e 凹部
104e,105d 凸部

Claims (7)

  1. 既設管を更生するための更生管の周方向と管長方向に連結される更生管用セグメント部材であって、
    前記管長方向の一方の連結面に、該連結面から突出した凸部と該凸部に連続して連結面から凹んだ凹部が、また他方の連結面に前記凸部と凹部のそれぞれに合致する形状の凹部と凸部が前記周方向に延びて形成されており、
    更生管用セグメント部材どうしを前記管長方向に連結するときに、一方のセグメント部材の前記一方の連結面の凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の前記他方の連結面の凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合し得るようにしたことを特徴とする更生管用セグメント部材。
  2. 前記周方向の一方の連結面に、該連結面から突出した凸部と該凸部に連続して連結面から凹んだ凹部が、また他方の連結面に前記凸部と凹部のそれぞれに合致する形状の凹部と凸部が前記管長方向に延びて形成されており、
    更生管用セグメント部材どうしを前記周方向に連結するときに、一方のセグメント部材の前記一方の連結面の凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の前記他方の連結面の凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合し得るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の更生管用セグメント部材。
  3. 既設管を更生するための更生管の周方向と管長方向に連結される更生管用セグメント部材であって、
    前記周方向の一方の連結面に、該連結面から突出した凸部と該凸部に連続して連結面から凹んだ凹部が、また他方の連結面に前記凸部と凹部のそれぞれに合致する形状の凹部と凸部が前記管長方向に延びて形成されており、
    更生管用セグメント部材どうしを前記周方向に連結するときに、一方のセグメント部材の前記一方の連結面の凸部と凹部に対して他方のセグメント部材の前記他方の連結面の凹部と凸部を緊密に面接触させて嵌合し得るようにしたことを特徴とする更生管用セグメント部材。
  4. 片面が更生管の内周面となる内面板と、
    該内面板の前記周方向に沿った両側縁のそれぞれに立設された2枚の側板を有し、
    該2枚の側板のそれぞれの外側面が前記管長方向の一方の連結面と他方の連結面になることを特徴とする請求項1または2に記載の更生管用セグメント部材。
  5. 片面が更生管の内周面となる内面板と、
    該内面板の前記管長方向に沿った両側縁のそれぞれに立設された2枚の端板を有し、
    該2枚の端板のそれぞれの外側面が前記周方向の一方の連結面と他方の連結面になることを特徴とする請求項2または3に記載の更生管用セグメント部材。
  6. 前記一方の連結面の凸部の突出方向に沿った一側面に該連結面の凹部の凹み方向に沿った一側面が連続しており、
    前記他方の連結面の凹部の凹み方向に沿った一側面に該連結面の凸部の突出方向に沿った一側面が連続していることを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の更生管用セグメント部材。
  7. 前記一方の連結面の凸部は、突出方向に沿った断面形状が先端側へ行くほど幅が狭くなるように突出方向に沿った側面が傾斜した形状に形成されており、
    該連結面の凹部は、凹み方向の奥の面が前記凸部の一側面に連続する該凹部の一側面に対して鋭角をなすように傾斜していることを特徴とする請求項6に記載の更生管用セグメント部材。
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