JP6769810B2 - 螺旋管形成用帯状部材 - Google Patents

Description

本発明は、老朽化した既設管を更生する際に使用される螺旋管形成用帯状部材に関する。

上水道や下水道として使用される既設管には、古くから金属管やヒューム管が使用されている。このような既設管は、長期の使用によって老朽化し、割れや腐食により漏水するおそれがある。このため、最近では、老朽化した埋設管等の既設管内に合成樹脂管を挿入してライニングすることが行われている。

既設管のライニング工法の一つに合成樹脂製の帯状部材を螺旋状に巻回することにより形成される螺旋管によって既設管をライニングする方法が知られている。この方法では、既設管ライニング用の帯状部材を螺旋状に巻回して、螺旋状に巻回された帯状部材の隣接する側縁部同士を係合状態とすることにより螺旋管を製造し、製造された螺旋管を既設管内に挿入することにより既設管内面を螺旋管によってライニングするようになっている。

上記帯状部材では、形成される螺旋管が軸方向に伸長しやすくなるように山形状の伸縮部を設けたものがある（特許文献１，２）。このように帯状部材に伸縮部を設けることで、地震時における外力を吸収して螺旋管の破損を防止したり、既設管の湾曲部分において帯状部材の幅方向に作用する大きな引張力を吸収したりすることが可能となる。

伸縮部が設けられた帯状部材が螺旋管に製管された場合には、伸縮部によって該螺旋管の内表面に螺旋状の溝部が形成され凹凸が発生する。このような溝部は、ゴミの詰まりの起点となったり、螺旋管内面の粗度を悪化させたりする。

特許文献１では、帯状部材の側端部を隣接する帯状部材の伸縮部まで達するように延伸する構成が開示されている。この構成では、通常時（伸縮部において大きな変形が無い時）は、隣接する帯状部材によって溝部が隠され、螺旋管の内面に溝部が露出しないようにすることができる。

また、特許文献２では、伸縮部内に弾性体を圧縮状態で配置し、帯状部材の表面と弾性体の表面とを同一平面内に位置させる構成が開示されている。この構成では、螺旋管において帯状部材の幅方向に加わる力は伸縮部により吸収され、弾性体は螺旋管の内表面と同一平面内に位置した状態で伸縮する。

特開平１１−０３４１６５号公報 特開平６−１４３４２０号公報

上記特許文献１または２における構造では、螺旋管の直管部分など、伸縮部における変形が小さい箇所では、溝部による凹凸を緩和することが可能となる。しかしながら、このような螺旋管は直管部分だけで形成されるとは限らず、螺旋管には湾曲部分も存在する。伸縮部を設けた帯状部材によって湾曲した螺旋管を製管する場合、湾曲部分の外周側では伸縮部の変形量（伸長幅）が大きくなり、溝部も大きく開くこととなる。

特許文献１の構造では、湾曲部分等で溝部が大きく開いた箇所では、開いた溝部を隠しきれなくなり、螺旋管の内面に溝部が露出して凹凸が生じるといった問題がある。また、特許文献２の構造では、伸縮部内に配置された弾性体が大きく窪むように変形し、螺旋管の内表面と弾性体表面との間に凹凸が発生するといった問題がある。あるいは、弾性体が伸縮部の変形に追随しきれずに、伸縮部と弾性体との界面で剥離が発生するおそれもある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、伸縮部の変形量に係らず、螺旋管の内表面を常に平滑にし得る螺旋管形成用帯状部材を提供することを目的とする。

本発明の螺旋管形成用帯状部材は、上記の課題を解決するために、螺旋状に巻回されて螺旋管を形成する螺旋管形成用帯状部材であって、前記螺旋管の内表面となる側を前記螺旋管形成用帯状部材の内面、前記螺旋管の外表面となる側を前記螺旋管形成用帯状部材の背面とするとき、前記背面側に突出するように屈曲して形成された伸縮部を有している帯状部材本体と、伸縮性を有し、前記帯状部材本体の内面側において前記伸縮部を覆うように積層配置される延伸シートとを有することを特徴としている。

上記の構成によれば、螺旋管形成用帯状部材を巻回して螺旋管を形成する際に、帯状部材本体に幅方向の引張力が加わって伸縮部が開いた場合には、伸縮部を覆う延伸シートもこれに伴って幅方向に伸長する。これにより、螺旋管の内表面において伸縮部による溝部が露出することはなく、螺旋管の内表面は延伸シートによって平滑が保たれる。すなわち、螺旋管の内表面に存在する溝部にゴミが詰まったり、凹凸によって螺旋管の内表面の粗度が低下したりすることを防止できる。

また、上記螺旋管形成用帯状部材では、前記延伸シートは、前記伸縮部の両側において前記帯状部材本体に接着固定されており、かつ、前記伸縮部の周辺では接着を行わない非接着領域が設けられている構成とすることができる。

上記の構成によれば、伸縮部の周辺に非接着領域を設けることによって、伸縮部が開いた場合における延伸シートの伸びしろを確保することができる。

また、上記螺旋管形成用帯状部材では、前記伸縮部の内側には、フレキシブルな袋筒状の中空部材が配置されている構成とすることができる。

上記の構成によれば、例えば、螺旋管の製管後に中空部材に間詰め材を充填し、該間詰め材を硬化させることで、延伸シートのみならず、該間詰め材によっても螺旋管の内表面を平滑に維持することができる。

本発明の螺旋管形成用帯状部材は、帯状部材本体に幅方向の引張力が加わって伸縮部が開いた場合に、伸縮部を覆う延伸シートがこれに伴って幅方向に伸長することで、螺旋管の内表面は延伸シートによって平滑が保たれる。これにより、螺旋管の内表面において伸縮部による溝部が露出することはなく、螺旋管の内表面に存在する溝部にゴミが詰まったり、凹凸によって螺旋管の内表面の粗度が低下したりすることを防止できるといった効果を奏する。

本発明の実施形態における既設管の更生工法の一例を示す説明図である。 実施の形態１に示す帯状部材の断面図であり、（ａ）は伸縮部が伸長されていない状態を示す図、（ｂ）は伸縮部が伸長された状態を示す図である。 図２の帯状部材において延伸シートと本体部との接着／非接着領域を示す図であり、（ａ）は伸縮部が伸長されていない状態を示す図、（ｂ）は伸縮部が伸長された状態を示す図である。 実施の形態２に示す帯状部材の断面図であり、（ａ）は伸縮部が伸長されていない状態を示す図、（ｂ）は伸縮部が伸長された状態を示す図である。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

既設管の更生は、既設管内に管状の更生管を形成して、老朽化した既設管の内表面をこの新たな更生管でライニングすることによって行われる。この更生管には、帯状部材を螺旋状に巻回して形成される螺旋管が用いられる。

図１は、既設管の更生工法の一例を示す説明図である。図１に示すように、既設管１０の上部マンホール１１、あるいは既設管１０内には、あらかじめ帯状部材（螺旋管形成用帯状部材）２を巻き取ったドラム３０を設置している。このドラム３０は、既設管１０内に配置した自走式の製管機４０に帯状部材２を連続的に供給していくのに用いられる。製管機４０は、帯状部材２を螺旋状に巻回させ、管状に形成していくことで更生管（螺旋管）２０を形成する。

図２（ａ），（ｂ）は、本実施の形態１における帯状部材２の形状例を示す断面図である（尚、実施の形態で参照する図面において、断面図におけるハッチングは図示を省略している。）。帯状部材２は長尺帯状の部材であり、合成樹脂により形成される本体部（帯状部材本体）２１と、延伸シート２２とから構成されている。尚、以下の説明では、帯状部材２を巻回して螺旋管を製管したときに、螺旋管の内表面となる側を帯状部材２の内面、螺旋管の外表面となる側を帯状部材２の背面とする。

本体部２１は、螺旋管に製管されたときに、螺旋管の内表面となる平板部２１１に対し、幅方向の一方の端部に第１嵌合部２１２が設けられ、他方の端部に第２嵌合部２１３が設けられている。第１嵌合部２１２および第２嵌合部２１３は、それぞれ本体部２１の長手方向に沿って形成され、互いに嵌め合わされて接合しうる形状とされている。但し、第１嵌合部２１２および第２嵌合部２１３における具体的形状は、本発明において特に限定されるものではない。

また、本体部２１には、平板部２１１の中途に背面側に突出するように山形に屈曲させた伸縮部２１４が設けられている。この伸縮部２１４は、帯状部材２が、その幅方向に伸長しうるように設けられたものである。伸縮部２１４の断面形状は、図２に示す略Ｕ字形に限定されるものではなく、例えば略三角形や略矩形に屈曲させた形状であってもよい。また、伸縮部２１４の数は、図２に示される２つに限定されるものではなく、伸縮部２１４は少なくとも一つ形成されていればよい。

また、本体部２１の背面側には、断面Ｔ字状をなす複数の補強リブ２１５も設けられている。補強リブ２１５は、支柱部２１５Ａとフランジ部２１５Ｂとから構成されている。支柱部２１５Ａは平板部２１１から背面側に突出するように形成されており、フランジ部２１５Ｂは支柱部２１５Ａの先端に支柱部２１５Ａに対して直交状態で設けられている。各補強リブ２１５は、それぞれのフランジ部２１５Ｂが、ほぼ平板部２１１に平行する同一平面内に位置するように形成されている。

延伸シート２２は、高い伸縮性を有する樹脂材料からなり、本体部２１の内面側において平板部２１１と積層するように、かつ、本体部２１の長手方向に沿って連続的に配置されている。また、延伸シート２２は、少なくとも伸縮部２１４を覆うように配置され、伸縮部２１４の両側において平板部２１１に接着等により固定されている。

帯状部材２を巻回して螺旋管を形成する際に、本体部２１に幅方向の引張力が加わって伸縮部２１４が開いた場合（図２（ｂ）参照）には、伸縮部２１４を覆う延伸シート２２もこれに伴って幅方向に伸長する。これにより、螺旋管の内表面において伸縮部２１４による溝部が露出することはなく、螺旋管の内表面は延伸シート２２によって平滑が保たれる。すなわち、本実施の形態１に係る帯状部材２を用いて形成される螺旋管では、内表面に存在する溝部にゴミが詰まったり、凹凸によって螺旋管の内表面の粗度が低下したりすることを防止できる。

上述したように、延伸シート２２は伸縮部２１４の両側において接着により平板部２１１に固定されるが、延伸シート２２の全面で接着を行うのではなく、図３（ａ）に示すように、伸縮部２１４の周辺では接着を行わない非接着領域を設けることが好ましい。このように非接着領域を設けることによって、伸縮部２１４が開いた場合における延伸シート２２の伸びしろを確保することができる。

ここで、帯状部材２の本体部２１に幅方向の引張力が作用していないデフォルト状態（図３（ａ）参照）における延伸シート２２の非接着領域の幅方向の長さＬ１は、以下の式（１）を満たすように設定される。尚、式（１）において、Ｌ２は伸縮部２１４を許容限界まで開いた状態（図３（ｂ）参照）での伸長量、αは延伸シート２２における幅方向の最大許容伸縮率である。

（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌ１＜α ・・・（１）
延伸シート２２の材料は、特に限定されるものではないが、伸縮部２１４が開いた場合にこれに追従して変形できるよう高い伸縮性を有することが好ましい。また、本実施の形態に係る帯状部材２を下水道として使用される既設管の更生に使用する場合には、延伸シート２２の材料には、耐水性、耐摩耗性およびガス耐性等を有することも要求される。このような延伸シート２２の材料としては、例えば、ポリエチレンやポリ塩化ビニル等が挙げられる。

〔実施の形態２〕
上記実施の形態１では、本体部２１の内面側において伸縮部２１４を覆うように延伸シート２２が積層配置されているが、伸縮部２１４の内側は空間とされている。これに対し、本実施の形態２では、伸縮部２１４の内側に間詰め材を充填し、該間詰め材によって螺旋管の内表面の平滑性を担保することを特徴とする。

例えば、図２（ａ），（ｂ）に示す帯状部材２において、伸縮部２１４と延伸シート２２とで囲まれる空間を流路として流体状の間詰め材を充填し、充填後に該間詰め材を硬化させることが考えられる。この場合、間詰め材の充填は、帯状部材２によって螺旋管が製管された後に行われる。すなわち、製管時に伸縮部２１４において伸長変形が生じる場合には、その変形後に間詰め材が充填されることになり、間詰め材の充填後に伸縮部２１４が大きく変形することはない。

上記構成では、伸縮部２１４の内側に充填された間詰め材が硬化した後は、延伸シート２２のみならず、該間詰め材によっても螺旋管の内表面が平滑に維持される。このため、延伸シート２２は、少なくとも間詰め材が硬化するまで螺旋管の内表面が平滑を維持できればよく、間詰め材が充填しない場合に比べて延伸シート２２において長期の耐用性が要求されずに済む。すなわち、延伸シート２２として使用できる材料の選択の幅が広がり、結果として延伸シート２２のコストを低減できる可能性がある。

また、図４（ａ），（ｂ）は、本実施の形態２における帯状部材２の変形例を示す断面図である。図４（ａ），（ｂ）に示す帯状部材２は、図２（ａ），（ｂ）に示す帯状部材２とほぼ類似した構成であるが、伸縮部２１４の内側に中空部材２３が配置されている点のみが異なる。中空部材２３は、フレキシブルな袋筒状の部材であり、本体部２１の長手方向に沿って連続的に配置されている。

この構成では、中空部材２３は、デフォルト状態（図４（ａ）参照）では凹んだ状態で伸縮部２１４の内側に配置されているが、内部に間詰め材が充填されると中空部材２３が膨らんだ状態（図４（ｂ）参照）となる。上記構成でも、中空部材２３に充填された間詰め材が硬化した後は、延伸シート２２のみならず、該間詰め材によっても螺旋管の内表面が平滑に維持される。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

２ 帯状部材（螺旋管形成用帯状部材）
１０ 既設管
２０ 更生管（螺旋管）
２１ 本体部（帯状部材本体）
２２ 延伸シート
２３ 中空部材
２１１ 平板部
２１２ 第１嵌合部
２１３ 第２嵌合部
２１４ 伸縮部
２１５ 補強リブ

Claims (3)

1. 螺旋状に巻回されて螺旋管を形成する螺旋管形成用帯状部材であって、
   前記螺旋管の内表面を構成する平板部と、前記螺旋管の内表面となる側を前記螺旋管形成用帯状部材の内面、前記螺旋管の外表面となる側を前記螺旋管形成用帯状部材の背面とするとき、前記背面側に突出するように屈曲して形成され、前記螺旋管形成用帯状部材の幅方向に伸長する伸縮部とを有している帯状部材本体と、
   伸縮性を有し、前記帯状部材本体の内面側において前記伸縮部を覆うように積層配置される延伸シートとを有しており、
   前記平板部は、前記螺旋管形成用帯状部材の幅方向に沿って、前記伸縮部の一端側にある第１の平板部と、前記伸縮部の他端側にある第２の平坦部とを有し、
   前記延伸シートは、前記第１の平板部の内面から前記第２の平板部の内面にかけて設けられていることを特徴とする螺旋管形成用帯状部材。
2. 請求項１に記載の螺旋管形成用帯状部材であって、
   前記延伸シートは、前記第１の平板部の内面と前記第２の平板部の内面とに接着固定されており、かつ、前記伸縮部の周辺では接着を行わない非接着領域が設けられていることを特徴とする螺旋管形成用帯状部材。
3. 螺旋状に巻回されて螺旋管を形成する螺旋管形成用帯状部材であって、
   前記螺旋管の内表面となる側を前記螺旋管形成用帯状部材の内面、前記螺旋管の外表面となる側を前記螺旋管形成用帯状部材の背面とするとき、前記背面側に突出するように屈曲して形成された伸縮部を有している帯状部材本体と、
   伸縮性を有し、前記帯状部材本体の内面側において前記伸縮部を覆うように積層配置される延伸シートとを有し、
   前記伸縮部の内側には、フレキシブルな袋筒状の中空部材が配置されていることを特徴とする螺旋管形成用帯状部材。

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