JP4004138B2 - 補強金具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は補強金具に関し、詳しくは、土中埋設水道管などの既設管どうしの接続箇所に耐震性を高めるために取り付ける補強金具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土中埋設水道管などの長手方向の端部は、管どうしを接続するための継ぎ手構造になっていて、この継ぎ手構造を介して複数の管が次々と接続される。全国に張りめぐらされている既設菅の内、一部は管端部どうしが水密性を維持したまま伸縮可能な耐震機構を備えた継ぎ手構造とされているが、全ての管の接続部分に耐震機構を備えた継ぎ手構造が形成されているわけではなく、むしろ現状では耐震機構を備えていない継ぎ手構造の方が多い。耐震機構を備えていない継ぎ手構造であると、地震等によって大きな地殻変動が生じた場合に継ぎ手部分からいずれか一方の管が抜け出してしまい、漏水などの事故が起こる。我が国が地震多発国であることを考慮すると、土中埋設菅の接続箇所全てを、耐震機構を備えた管継ぎ手構造にすることが望ましく、一部については耐震機構を備えた継ぎ手に取り替えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の耐震機構を備えた継ぎ手構造は構造が複雑で高価であり、取り付け作業は必ずしも容易というわけではない。長く土中で埋設されている鋳鉄管の場合、継ぎ手構造を構成するボルト・ナット等の接続部材が錆びついており、これらの取り外し作業１つを取り上げても決して容易な作業ではない。そのため、既設管の接続箇所全てを耐震機構を備えた継ぎ手構造に、短期間に取り替えることは、技術的にも経済的にも困難であり現実的ではない。
【０００４】
そこで、耐震機構を有さない既設管の接続箇所に、作業性良くかつ安価に耐震機構を備えさせる補強金具の開発が強く望まれていた。かかる事情に鑑みて、本発明の目的は、既設管の接続箇所に耐震機構を作業性良くかつ安価に付与可能な補強金具を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項記載の発明により達成される。即ち、本発明の補強金具の特徴構成は、既設管の接続箇所に取り付けることによって既設管どうしの接続箇所における密閉性を保持しつつ伸縮機能を付与して耐震機構を具備可能な補強金具であって、前記既設管に外嵌可能な内径を有する外嵌部と、この外嵌部内側に形成された凹部に内嵌されテーパー状の接当面を有するとともに前記既設管の一方と円周方向に接当する接当部を有していて前記既設管どうしが互いに離間する方向に外力が作用すると前記既設管の一方との接触抵抗が増大する接当部材と、前記既設管どうしが互いに離間する方向に外力が作用した際に前記既設管の他方と係合可能な係合部と、前記既設管どうしの接続箇所に形成された固着治具の突出部の当たりを空間的に回避するように、前記凹部の外周側にて凹状に形成された切り欠け部とを備え、前記接当部材の接当部は、前記既設管の外周面に沿う弧状をなしているとともに断面略Ｖ字状になっていて、前記接当部材は前記凹部に複数個配設されることにある。
【０００６】
このように構成されているため、本発明の補強金具は、既設管の接続箇所を取り外したりすることなく、既設管の接続箇所をそのままの状態に維持して、接続箇所全体を外部から覆うようにして外嵌するので、取り付け作業が極めて容易に行える。しかも、地震などによる地殻変動が生じて既設管どうしが互いに離間する方向に外力が作用すると接触抵抗が増大する接当部材の作用により、耐震機構を効果的に発揮でき、既設管どうしが互いに離間する方向に外力が作用して初めて係合部と既設管とが係合可能となるため、その間の既設菅の伸縮移動を許容する機能を発揮できる。更に、従来の伸縮機構を備えた耐震継ぎ手に比べて構造が簡素であるため、コストも低く抑えることができる。
【０００７】
その結果、本発明によれば、既設管の接続箇所に耐震機構を作業性良くかつ安価に付与可能な補強金具を提供することができた。
【０００９】
このようになっていると、本発明の補強金具を既設菅に外嵌して取り付けた場合、接当部材の接当部が既設管の外周面に線接触させることができ、既設管の移動作用に対する抵抗力を大きくすることができて好ましい。又、接当部材の接当部の断面が略Ｖ字状になっていることから、補強金具を取り付けた際に既設管外周面に接当部を食い込ませることができて、既設管の移動作用に対する抵抗力を高めることができて好ましく、更に、接当部が複数個存在することにより、既設管の移動に対する抵抗を分散できて接当部自体の耐久力を高く維持できて好ましい。
【００１０】
更に、前記接当部材の接当部は、前記既設管の外周長さの少なくとも３０％以上にわたって接当していることが好ましい。
【００１１】
このようになっていると、既設管の移動作用に対する抵抗力を常に大きく維持できる。既設管に接当している長さが、既設管の外周長さの３０％未満であると、大きな外力が作用する可能性のある地震に対しては接触抵抗が小さくて好ましくない。尚、接当部材の接当部は、既設管の外周長さの８０％以上にわたって接当していることが一層好ましい。
【００１２】
更に又、前記既設管の接続箇所に取り付けた際、前記係合部の先端は、前記既設管の軸芯方向長さにして前記既設菅の一方の先端近傍に達する長さに形成されていることが好ましい。
【００１３】
このようになっていると、既設管どうしを離間させる外力に対する既設菅の移動可能距離に相当する融通代を、水密性を維持したまま可能な限り大きくすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、土中埋設水道管などの鋳鉄製既設管１、２の端部接続箇所１０を示し、この接続箇所１０に本実施形態の補強金具３を取り付けた状態を示す。ここに、既設管１は端部が大径の受け口構造となっており、既設管２は既設管１の端部の受け口構造に挿入される挿入管になっている。これら既設管１、２は、既設管２に外嵌されている押輪４を介して互いに水密性を維持して接続・固定されている。つまり、押輪４のフランジ部４ａと既設管１のフランジ部１ａとが、シール材であるゴム輪７を介在させて水密になるようにしつつ、ボルト６とナット５により互いに接続・固定されている。この既設管どうしの端部接続構造は、水圧に耐えられる構造ではあるが、地震に際しては各構成部材の強度に依存するだけで特別の耐震構造を備えておらず、地殻変動に対して少ない伸縮量しか有していない。
【００１５】
そこで、この接続部分に、図２にその側面構造を示す補強金具３を取り付けることによって、既設菅のもつ伸縮量を越えて抜け出すことを阻止することができ、優れた耐震性を備えさせるに至る。この補強金具３は、既設管１、２に外嵌可能な内径を備えた２つ割り構造になっており、既設菅の接続箇所１０近傍の外周面にこの補強金具３を外嵌させた後、側面視で左右両端部に形成されたフランジ部の２箇所をボルト１１とナット１２の組み合わせにより、既設管に取付・固着できるようになっている。この取付・固着は、前記フランジ部に形成された貫通孔（図示せず）にボルト１１を挿通し、その後ナット１２を締めつけて行う。尚、図２に示す左右両端部２箇所のボルト１１とナット１２の組み合わせを、図２の紙面の垂直方向に更にもう一組設けて、既設管に対する締めつけ力を強化してもよく、これら固着治具の数は用途、サイズ等に応じて適宜変更すればよい。
【００１６】
既設管に外嵌する補強金具３の外嵌部たる内側箇所に、既設菅の円周方向に拡がる弧状の接当部材たる爪部材８が４個配設されている。補強金具３が既設菅の外周面に取り付けられ、前記ボルト１１とナット１２により締めつけ固定された際には、４個の爪部材８の先端が既設菅１、２の外周面に軽く食い込んだ状態になって当接する。これら爪部材８は、後述するように、既設管と当接する接当部たる先端８ａが尖ったエッジ状になっているとともに上面８ｂが既設菅の軸芯方向に対してテーパー状になっていて、両既設菅の離間移動に対して既設管への爪部材８の食い込みが、いわゆる楔効果により増大するようになっている。この爪部材８は、２つ割りの補強金具部分のそれぞれに対して２個、円周方向に並設されており、既設管円周長さの略８０％以上と接当するようになっている。このように接当長さを大きくすることによって、既設菅の初期の移動のみならず移動の進行に伴う先端エッジ部分の食い込み長さを大きくできて、既設管どうしの離間移動に対する抵抗を極めて大きくでき、離間移動を抑える効果が顕著になって好ましい。因みに、爪部材８と既設管２との接当が、既設菅円周長さの３０％未満では接触抵抗を大きくできないため好ましくなく、少なくとも３０％以上であることが好ましい。尚、爪部材の数を更に増やして、個々の爪部材の円周方向長さを短いものとすることもできる。
【００１７】
図２に示す補強金具３を一方の既設管２に外嵌させ、２つ割り構造をなす断面半円状の各補強金具３の中央部に形成されている断面略Ｌ字状の係合部３ａを、一方の既設管２が他方の既設管１から離間するような外力が作用した場合に、他方の既設管１のフランジ部１ａに引っ掛かる位置に配置することにより、図１（イ）に示すように、係合部３ａの内面と他方の既設管１のフランジ部１ａとの間に融通代ａが生成される。この場合、係合部３ａの先端は、一方の既設管２の先端近傍にまで達するように形成されていることが前記融通代ａを大きくとれて好ましい。尚、図１は既設管１、２に補強金具３が外嵌する状態を示すが、補強金具３については図２のＩ−Ｉ線断面構造を示す。
【００１８】
一方の既設管２の外周面に接当する補強金具３の接当部内側には、図３、４にその構造を拡大して示す爪部材８が移動可能に内嵌される凹部９が形成されている。この凹部９の内面上部と爪部材８の上面８ｂとは互いに平行になっているが、既設管の軸芯方向に対してはテーパー状をなっている。そして、凹部９の内面上部のテーパーは、図１に示すように、両既設管が離間する方向に向かうに従い凹部空間が狭くなるようになっていて、既設管どうしが離間する方向に外力が作用した場合には、一方の既設管２の移動に追随する爪部材８と補強金具の凹部９内面上部との間に楔効果が生じ、凹部９の内面上部が爪部材８の上面８ｂを押圧する。この押圧作用により、爪部材８の尖った先端８ａが一層既設管２の外周面に食い込む。このように、既設管どうしが離間する方向に外力が作用すればするほど両既設菅の離間作用を抑制する効果が働く。
【００１９】
更に、補強金具３の外周側には、既設管どうしの接続部分に形成されているボルトとナットの組み合わせのような固着治具の突出部の当たりを空間的に回避する切り欠け部１３が形成されていて、補強金具３をできるだけ既設管どうしの接続箇所に接近して取り付けられるようになっている。この切り欠け部１３は、図１に示すように、凹部状になっていなくてもよく、既設菅の接続部材との当たりを回避できれば単なる空間を形成しているだけでもよい。
【００２０】
更に、前記爪部材８を説明する。図４に断面形状を拡大して示すように、前記一方の既設管２の外周面に接当する爪部材８の部分に、既設菅２の外周面に沿って延設され拡がる断面略Ｖ字状の線状突起８ａを、既設菅の軸芯方向に互いに離れて２箇所有する。この略Ｖ字状の突起８ａが既設管２の外周面に接当しており、既設管２が他方の既設管１とは離間する方向に移動するような事態が生じれば、前述したように、略Ｖ字状の突起８ａが既設管２の外周面に深く食い込み、突起８ａと既設管２の外周面との接当箇所に大きな接触抵抗が生じるようになる。つまり、既設管１、２どうしが離間する方向に外力が作用すると、図１（ロ）に示すように、爪部材の突起８ａが既設管２外周面に食い込んだまま、前記融通代ａだけ移動し一旦停止する。しかし、更に大きな外力が作用した場合には、凹部９の内面上部と爪部材８の上面８ｂとの接当面どうしの楔効果により、爪部材の突起８ａが一層深く既設管２の外周面に食い込むようになって、既設管２の離間動作を強く抑制する。この間、前記ゴム輪７により水密に維持されていて、管内部の水が漏れ出すようなことはなく、もとより管外側から異物が管内部に混入することもない。
【００２１】
本実施形態の補強金具は、以上のような構造になつているので、従来の耐震機構を備えた継ぎ手に比べて簡易な構造であるため安価であり、かつ実質的に耐震構造を備えていない既設管どうしの接続部分に簡単に取り付けることができ、しかも、既設菅の伸縮に対して融通代の存在により既設菅の接続部分に大きな負荷がかからず、従って耐震機能を既設菅の接続部分自体の強度に依存することがないので、地殻変動に対する既設管の損傷あるいは破壊を効果的に回避できる。
【００２２】
〔別実施の形態〕 上記実施形態の場合、補強金具３は２つ割り構造とし、既設管を外嵌した後、側面視で左右端２箇所のフランジ部をボルトとナットの組み合わせにより固定したが、端部１箇所をヒンジ構造として当初から接続しておき、既設管を外嵌した後、他端部１箇所のみをボルトとナットの組み合わせのような固着治具を用いて固定してもよい。又、これらボルトとナットの組み合わせは、ボルトを前記フランジ部に形成された孔に貫挿することによりナットで締めつけ固定した例を示したが、ボルトをフランジ部の一方に揺動自在に取り付けておくとともに、他方のフランジ部にボルトを挿入可能な溝に形成しておき、２つ割りの補強金具部分を既設管に外嵌して固定するときには、ボルトを揺動させて前記溝にはめ込み、その後２つ割りの補強金具部分をナットで締めつけ固定するようにしてもよい。
【００２３】
更に、その他２つ割り構造の補強金具の代わりに、３つ割り構造、あるいは４つ割り構造などとしてもよい。
【００２４】
突起８ａの数は適宜変更でき、数を増やせば一層既設管２の外周面との接触抵抗が大きくなるように作用する。又、その形状についても、既設管の移動に応じて既設管との接触抵抗を増大可能な構成であれば、種々の形状にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る補強金具の取り付け状態を説明する横断面図
【図２】図１の補強金具の側面図
【図３】図１の実施形態に使用する爪部材の側面図
【図４】図３の爪部材のＩＶ−ＩＶ線断面図
【符号の説明】
１、２ 既設管
３ａ 係合部
８ 接当部材
８ａ 接当部
８ｂ 接当面
９ 凹部

Claims (3)

1. 既設管の接続箇所に取り付けることによって既設管どうしの接続箇所における密閉性を保持しつつ伸縮機能を付与して耐震機構を具備可能な補強金具であって、
   前記既設管に外嵌可能な内径を有する外嵌部と、
   この外嵌部内側に形成された凹部に内嵌されテーパー状の接当面を有するとともに前記既設管の一方と円周方向に接当する接当部を有していて前記既設管どうしが互いに離間する方向に外力が作用すると前記既設管の一方との接触抵抗が増大する接当部材と、
   前記既設管どうしが互いに離間する方向に外力が作用した際に前記既設管の他方と係合可能な係合部と、
   前記既設管どうしの接続箇所に形成された固着治具の突出部の当たりを空間的に回避するように、前記凹部の外周側にて凹状に形成された切り欠け部とを備え、
   前記接当部材の接当部は、前記既設管の外周面に沿う弧状をなしているとともに断面略Ｖ字状になっていて、前記接当部材は前記凹部に複数個配設されることを特徴とする補強金具。
2. 前記接当部材の接当部は、前記既設管の外周長さの少なくとも３０％以上にわたって接当している請求項１記載の補強金具。
3. 前記既設管の接続箇所に取り付けた際、前記係合部の先端は、前記既設管の軸芯方向長さにして前記既設菅の一方の先端近傍に達する長さに形成されている請求項１又は２記載の補強金具。

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