特開 2022-116752 管継手構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022116752

(43)【公開日】2022-08-10

(54)【発明の名称】管継手構造

(51)【国際特許分類】

   F16L 19/04 20060101AFI20220803BHJP

   F16L 1/00 20060101ALI20220803BHJP

【ＦＩ】

F16L19/04

F16L1/00 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021013088

(22)【出願日】2021-01-29

(71)【出願人】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100187827

【弁理士】

【氏名又は名称】赤塚 雅則

(74)【代理人】

【識別番号】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】霜村 潤

(72)【発明者】

【氏名】山室 成樹

【テーマコード（参考）】

3H014

【Ｆターム（参考）】

3H014EA01

3H014EA07

(57)【要約】

【課題】ライナ管で被覆された更生管を別の管体に接続する管継手構造において、相手方の管体の様々な仕様に容易に対応する。
【解決手段】既設管１と、既設管１の内面を被覆する被覆部２ａと既設管１の管軸方向一方の端部から突出するライナ突出部２ｂとを連続して備えるライナ管２と、ライナ突出部２ｂの外側に配置されるガイド部材３と、ライナ突出部２ｂの内側に入り込むインナ部４ａとインナ部４ａから管軸方向一方へ突出する外方部４ｂとを備える接続治具４と、ライナ突出部２ｂの外面２ｃに接する基部５ａを備えるアウタ部材５と、インナ部４ａの外面４ｃとアウタ部材５の内面５ｄの少なくとも一方に設けられ管軸方向一方へ向かって拡径するテーパ部１２と、接続治具４とアウタ部材５とを管軸方向へ引き寄せて接続治具４、ライナ突出部２ｂ及びアウタ部材５を固定する締付手段２０とを備える管継手構造とした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

既設管（１）と、
前記既設管（１）の内面を被覆する被覆部（２ａ）と前記既設管（１）の管軸方向一方の端部から突出するライナ突出部（２ｂ）とを連続して備えるライナ管（２）と、
前記ライナ突出部（２ｂ）の外側に配置されるガイド部材（３）と、
前記ライナ突出部（２ｂ）の内側に入り込むインナ部（４ａ）と前記インナ部（４ａ）から管軸方向一方へ突出する外方部（４ｂ）とを備える接続治具（４）と、
前記ライナ突出部（２ｂ）の外面（２ｃ）に接する基部（５ａ）を備えるアウタ部材（５）と、
前記インナ部（４ａ）の外面（４ｃ）と前記アウタ部材（５）の内面（５ｄ）の少なくとも一方に設けられ管軸方向へ向かって拡径するテーパ部（１２）と、
前記接続治具（４）と前記アウタ部材（５）とを管軸方向へ引き寄せて前記接続治具（４）、前記ライナ突出部（２ｂ）及び前記アウタ部材（５）を固定する締付手段（２０）と、
を備える管継手構造。

【請求項2】

前記接続治具（４）は、前記インナ部（４ａ）と前記外方部（４ｂ）との間に径変化部（４ｅ）を備え、前記径変化部（４ｅ）は管軸方向一方へ向かって拡径するものである請求項１に記載の管継手構造。

【請求項3】

前記インナ部（４ａ）の外面（４ｃ）と前記ライナ突出部（２ｂ）の内面（２ｄ）との間に環状のシール部材（１１）を備える請求項１又は２に記載の管継手構造。

【請求項4】

前記ガイド部材（３）はその外面（３ｃ）が円筒面である環状部材で構成され、前記締付手段（２０）による固定前の状態で、前記ガイド部材（３）の前記外面（３ｃ）と前記アウタ部材（５）の前記内面（５ｄ）とが摺接することで前記アウタ部材（５）の管軸方向への移動がガイドされている請求項１から３のいずれか一つに記載の管継手構造。

【請求項5】

前記締付手段（２０）は、前記接続治具（４）に設けられ前記外方部（４ｂ）から外側へ立ち上がる第１フランジ部（２１）と、前記アウタ部材（５）に設けられ前記基部（５ａ）から外側へ立ち上がる第２フランジ部（２２）と、前記第１フランジ部（２１）及び前記第２フランジ部（２２）に貫通するボルト（２３）及び前記ボルト（２３）にねじ込まれるナット（２４）を備える請求項１から４のいずれか一つに記載の管継手構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、管内面をライナ管で被覆した既設の管体と、それに対向する別の管体との接続部に用いられる管継手構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から送・配水管等の各種の管体（以下、既設管と称する）が老朽化した場合、既設管内に柔軟性を有する素材からなる管体を挿入して、それを既設管の内面へ密着させることで管路の更生を行っている。既設管の内面に密着させる管体をライナ管と称し、ライナ管によって内面が被覆された既設管を更生管と称する。ライナ管は、蒸気と圧縮空気により拡張されて既設管の内周面に密着し、その後、冷却固化させることで既設管に一体化される。また、更生管の管端部は、それに対向する別の管体の管端部に対して、管継手を介して接続される。この種の管継手構造として、例えば、特許文献１～４に記載のものがある。

【0003】

特許文献１の管継手構造では、内面にライナ管が被覆された更生管の管端部の端面に、パッキンを介在して当接する管端止水部材を備え、更生管の管端部の外周とそれに対向する別の管体の管端部の外周との間に継ぎ輪を嵌め込み、その嵌め込み面をくさび状のゴム輪で止水した構造としている

【0004】

また、特許文献２の管継手構造は、管体とその管体から管軸方向に突出するライナ管の外周にそれぞれゴムパッキンを配置し、そのゴムパッキンを固定フランジ管、連結フランジ管及びシールフランジ管で挟み込んでシールしている。シールフランジ管には延長フランジ管が接続されて管路が延長される。

【0005】

特許文献３の管継手構造は、その内周面に密着する可撓管を備えた対の管体と、管体の端部にそれぞれ設けられた鍔と、鍔の端面から管軸方向内側へ向かって縮径するテーパ状内周面と、テーパ状内周面に密着するテーパ状外周面を両端に備えた接続管とを備えている。対向する鍔同士をボルトとナットで締結することによって、可撓管の端部同士をテーパ状内周面とテーパ状外周面とで押圧挟持し、可撓管と管体との間の間隙の気密性を保持している。

【0006】

特許文献４の管継手構造は、更生管のライナ管（ライニングホース）が、その更生管の端部から管軸方向外側へ向かって突出している。更生管の端部の外周と、突出したライニングホースの外周との間に跨って案内管が設けられている。ライニングホースの外周部分において、案内管は、更生管の端部から遠ざかるほど内径が拡がるテーパ状内周面を備え、その先端にフランジを備えている。突出したライニングホースの内周に継手用管が挿入され、継手用管に設けたフランジと、案内管のフランジとをボルトとナットで締結することによって、ライナ管を備えた更生管と案内管、継手用管が接続される。また、継手用管の外周とそれに対向する別の管体の管端部の外周との間に継ぎ輪を嵌め込み、その嵌め込み面をくさび状のゴム輪で止水している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１９－１７８０８号公報

【特許文献2】特開２０１５－３４７０号公報（明細書段落００２０、図３等参照）

【特許文献3】特開平５－２７２６６６号公報（明細書段落００２３、図５等参照）

【特許文献4】特公平２－２９９２０号公報（図２等参照）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上記特許文献１～４の管継手構造では、更生管を対向する別の管体に接続するために、その口径や管種に対応した複数の構成部材を採用している。このため、接続の対象となる管体の口径や管種のバリエーションに対応して、多数の種類の構成部材を準備しなければならないという問題がある。多数の種類の構成部材を準備することはコストアップにつながるので好ましくなく、また、作業の煩雑化にもつながるので改善の余地がある。

【0009】

そこで、この発明の課題は、ライナ管で被覆された更生管を対向する別の管体に接続する管継手構造において、様々な仕様の管体に容易に対応できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記の課題を解決するために、この発明は、既設管と、前記既設管の内面を被覆する被覆部と前記既設管の管軸方向一方の端部から突出するライナ突出部とを連続して備えるライナ管と、前記ライナ突出部の外側に配置されるガイド部材と、前記ライナ突出部の内側に入り込むインナ部と前記インナ部から管軸方向一方へ突出する外方部とを備える接続治具と、前記ライナ突出部の外面に接する基部を備えるアウタ部材と、前記インナ部の外面と前記アウタ部材の内面の少なくとも一方に設けられ管軸方向一方へ向かって拡径するテーパ部と、前記接続治具と前記アウタ部材とを管軸方向へ引き寄せて前記接続治具、前記ライナ突出部及び前記アウタ部材を固定する締付手段とを備える管継手構造を採用した。

【0011】

ここで、前記接続治具は、前記インナ部と前記外方部との間に径変化部を備え、前記径変化部は管軸方向一方へ向かって拡径するものである構成を採用することができる。

【0012】

ここで、前記インナ部の外面と前記ライナ突出部の内面との間に環状のシール部材を備える構成を採用することができる。

【0013】

また、前記ガイド部材はその外面が円筒面である環状部材で構成され、前記締付手段による固定前の状態で、前記ガイド部材の前記外面と前記アウタ部材の前記内面とが摺接することで前記アウタ部材の管軸方向への移動がガイドされている構成を採用することができる。

【0014】

これらの各態様において、前記締付手段は、前記接続治具に設けられ前記外方部から外側へ立ち上がる第１フランジ部と、前記アウタ部材に設けられ前記基部から外側へ立ち上がる第２フランジ部と、前記第１フランジ部及び前記第２フランジ部に貫通するボルト及び前記ボルトにねじ込まれるナットを備える構成を採用することができる。

【発明の効果】

【0015】

この発明は、ライナ管で被覆された更生管を別の管体に接続する管継手構造において、相手方の管体の様々な仕様に容易に対応できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明の一実施形態を示す縦断面図

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ断面図

【図3】他の実施形態を示す縦断面図

【発明を実施するための形態】

【0017】

この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、図１に示すように、既に設置されている老朽化した既設管１の内面に柔軟性を有する素材からなるライナ管２を密着させた更生管に対して、その更生管の管端部に対向する別の管体Ｐの管端部ｐ１を接続するために使用する管継手構造１０、及び、その管継手構造１０を用いた管体の接続方法である。既設管１や管体Ｐの材質としては、この実施形態では金属管の内面にモルタルライニングを施したモルタルライニング管としているが、他の素材からなる管体であってもよい。既設管１の用途としては、例えば、上水道、下水道、農業用水や工業用水等の各種の送・配水管、その他各種の流体を供給する流体供給管等が挙げられる。

【0018】

ライナ管２は、その既設管１の内面被覆する被覆部２ａと、既設管１の管軸方向一方の端部から突出するライナ突出部２ｂとを連続して備えている。すなわち、ライナ管２は、既設管１の内部から伸びて、その既設管１の端部から外部へ突出した状態である。ライナ管２の素材は、例えば、熱硬化性プラスチックや熱可塑性プラスチック等の樹脂や、ゴム等の柔軟性のある素材からなるチューブが用いられる。ライナ管２の素材であるチューブを既設管１内に挿入し、そのチューブを蒸気と圧縮空気で拡張させて既設管１の内周面に密着させ、その後、冷却固化させて管の更生を行う。拡張したチューブで管の内面が被覆されることで、ライナ管２と一体となった既設管１が更生管となる。この更生は、老朽化した既設管１を所定の範囲で切断し、切断した既設管の端部からチューブを挿入することで行われる場合が多い。図１は、更生管の端部（前述の既設管１の管軸方向一方の端部）付近を示している。

【0019】

管継手構造１０は、ライナ突出部２ｂの外側（半径方向外側）に配置されるガイド部材３と、ライナ突出部２ｂの内側（半径方向内側）に入り込むインナ部４ａと別の管体Ｐへの接続部となる外方部４ｂとを備える接続治具４と、ライナ突出部２ｂの外面２ｃに接する基部５ａを備えるアウタ部材５とを備えている。また、インナ部４ａの外面４ｃとアウタ部材５の内面５ｄの少なくとも一方には、管軸方向一方へ向かって、すなわち、既設管１の端部から遠ざかるにつれて拡径するとともにライナ突出部２ｂに接するテーパ部１２を備えている。この実施形態では、テーパ部１２として、インナ部４ａの外面４ｃとアウタ部材５の内面５ｄの両方にテーパ部１２を備えており、インナ部４ａの外面４ｃのテーパ部１２をライナ突出部２ｂの内面２ｄに接する外面テーパ部１２ｂとし、アウタ部材５の内面５ｄのテーパ部１２をライナ突出部２ｂの外面２ｃに接する内面テーパ部１２ａとしている。さらに、管継手構造１０は、接続治具４とアウタ部材５とを管軸方向へ引き寄せて接続治具４、ライナ突出部２ｂ及びアウタ部材５を互いに固定する締付手段２０を備えている。

【0020】

ガイド部材３は、ライナ突出部２ｂの外面２ｃを覆う環状部材で構成される。ライナ管２が拡張される前の状態で、そのライナ管２の外周にガイド部材３を嵌めておくと装着の作業性がよい。ガイド部材３をライナ管２の外周に装着した状態で、ガイド部材３の内面３ｄはライナ突出部２ｂの外面２ｃに密着していることが好ましい。この実施形態では、ガイド部材３として円筒状を成す板状部材を採用している。ガイド部材３の外面３ｃが円筒面であり、その外面３ｃとアウタ部材５の内面５ｄとが摺接することでガイドリングとしての機能を発揮するようになっている。また、ガイド部材３は、ライナ突出部２ｂの外面２ｃを覆うことで、ライナ管２を保護する機能も発揮している。ガイド部材３の素材としては金属や硬質の樹脂を採用することができる。この実施形態では、ガイド部材３の素材としてステンレスを採用している。ガイド部材３を板状部材で構成すれば、部材を現場で切断して長さを調整することが容易である。

【0021】

接続治具４は、環状を成すインナ部（インナーコア）４ａがライナ突出部２ｂの内側に入り込むように管軸方向他方側へ突出しており、また、環状を成す外方部４ｂがそのインナ部４ａから管軸方向一方側へ突出している。外方部４ｂは、対向する別の管体Ｐの管端部ｐ１への接続部となる。外方部４ｂと別の管体Ｐとの接続及び固定は、後述の接続手段３０によって行われる。インナ部４ａの先端の内面４ｄは、既設管１の管軸に一致する軸心を有する円筒面であることが望ましい。また、インナ部４ａの先端の内面４ｄと被覆部２ａの内面２ｄとの間は、できる限り段差が少なく、また、折れ点等が少ない状態で両者がスムーズに接続されていることが望ましい。

【0022】

外方部４ｂは、インナ部４ａに接続されて管軸方向一方側へ向かうにつれて拡径する径変化部４ｅと、その径変化部４ｅに接続されて管軸方向一方側へ向かって円筒状に伸びる円筒状部４ｆとを備えている。この実施形態では、径変化部４ｅは内径が連続的に変化するテーパ面で構成されているが、内部の流体の流れに影響が少ない限りにおいて、径変化部４ｅを内径が段階的に変化する階段状の面で構成してもよい。径変化部４ｅを設けたことにより、接続治具４のみを仕様が異なるものに変更することで、様々な管体Ｐの管径に対応することができる。ここで、円筒状部４ｆの内面は、管体Ｐの管軸に一致する軸心を有する円筒面であることが望ましい。また、円筒状部４ｆの内面と管体Ｐの内面との接続部は、できる限り段差が少なく、また、折れ点等が少ない状態で両者がスムーズに接続されていることが望ましい。なお、図１の実施形態では、径変化部４ｅの管軸方向への位置（範囲）は、インナ部４ａのテーパ部１２である外面テーパ部１２ｂから外方部４ｂにかけて、両者間に跨って配置されている。このように、テーパ部１２と径変化部４ｅとを管軸方向へ重複させることで、径変化部４ｅの管軸方向への距離を広く確保できる。これにより、径変化部４ｅの管軸方向に対する勾配を緩やかにすることが可能である。なお、径変化部４ｅは、必ずしもテーパ部１２（外面テーパ部１２ｂ）と管軸方向に対して重複している態様には限定されず、例えば、径変化部４ｅを、テーパ部１２（外面テーパ部１２ｂ）よりも管軸方向一方側の範囲内にのみ設定してもよい。また、逆に、径変化部４ｅの範囲と外方部４ｂの範囲とを管軸方向に対して重複させず、径変化部４ｅの管軸方向への範囲をテーパ部１２（外面テーパ部１２ｂ）の管軸方向への範囲内にのみ設定してもよい。

【0023】

アウタ部材５は、ライナ突出部２ｂの外面２ｃに接する基部５ａと、その基部５ａから外側（半径方向外側）へ立ち上がるフランジ部２２を備えている。アウタ部材５のフランジ部２２は、締付手段２０の第２フランジ部（以下、第２フランジ部２２と称する）として機能する。アウタ部材５の内面５ｄは、インナ部４ａの外面４ｃと平行な向きのテーパ面である。

【0024】

締付手段２０は、接続治具４に設けられ外方部４ｂから外側（半径方向外側）へ立ち上がる第１フランジ部２１と、アウタ部材５に設けられる第２フランジ部２２と、第１フランジ部２１及び第２フランジ部２２に貫通するボルト２３、及び、ボルト２３にねじ込まれるナット２４とを備えている。ボルト２３にナット２４を締め付けることで、第１フランジ部２１と第２フランジ部２２とが管軸方向に引き寄せられる。これにより、インナ部４ａの外面テーパ部１２ｂとアウタ部材５の内面テーパ部１２ａとの間でライナ突出部２ｂを厚さ方向に挟み込むことで、互いの部材間を液密に且つ気密に固定することができる。このとき、ガイド部材３の外面３ｃが円筒面であるので、ガイド部材３の外面３ｃとアウタ部材５の内面５ｄとが摺接して、アウタ部材５の管軸方向への移動がガイドされている。ボルト２３及びナット２４は、図２に示すように、管軸回りの周方向に沿って等分方位に複数組設けられている。実施形態ではボルト２３及びナット２４を８組用いているが、この数は仕様に応じて増減できる。

【0025】

また、インナ部４ａの外面４ｃとライナ突出部２ｂの内面２ｄとの間に環状のシール部材１１を備えているので、その液密性、気密性がさらに高められている。この実施形態では、シール部材１１として環状のＯリング（シールリング）を採用している。シール部材１１は、テーパ部１２の途中に設けられていることが望ましい。なお、アウタ部材５は、ライナ管２が拡張される前の状態で、アウタ部材５を嵌めておくと装着の作業性が良い。また、アウタ部材５は、実施形態のような一体の円環状部材には限定されず、複数の円弧状部材を周方向に連結することにより円環状部を形成する態様、例えば、中心角１８０度の円弧状部材を２つ連結して円環状にする半割構造を採用すれば、ライナ管２が拡張された後でも容易に装着が可能であり、作業性が向上する。

【0026】

接続治具４と管体Ｐとは、接続手段３０によって接続されるようになっている。接続手段３０は、管体Ｐの管端部ｐ１に設けられ外側（半径方向外側）へ立ち上がる第３フランジ部３１と、管体Ｐとは別部材である押圧部材３２に設けられる第４フランジ部３２ｂと、第３フランジ部３１及び第４フランジ部３２ｂに貫通するボルト３３、及び、ボルト３３にねじ込まれるナット３４とを備えている。ボルト３３にナット３４を締め付けることで、第３フランジ部３１と第４フランジ部３２ｂとが管軸方向に引き寄せられる。また、押圧部材３２の内径寄りに位置する突出端３２ａは、ゴム輪３５を管体Ｐの受口内へ押し込んでいく。これにより、接続治具４の円筒状部４ｆと管体Ｐの管端部ｐ１とは、液密に且つ気密に固定される。

【0027】

他の実施形態を図３に示す。この実施形態は、接続治具４の径変化部４ｅを、外方部４ｂのみに設けたものである。前述の実施形態では、接続治具４の径変化部４ｅを、インナ部４ａと外方部４ｂに跨って配置していたが、使用できる接続治具４の長さに余裕がある場合は、このような態様を採用することも可能である。その他の基本構成は、前述の実施形態と共通であるので説明を省略する。

【0028】

上記の各実施形態では、インナ部４ａの外面４ｃとアウタ部材５の内面５ｄの両方にテーパ部１２を備えたが、テーパ部１２は、インナ部４ａの外面４ｃ又はアウタ部材５の内面５ｄのいずれか一方のみであってもよい。例えば、インナ部４ａの外面テーパ部１２ｂのみをテーパ部１２としてもよいし、アウタ部材５の内面テーパ部１２ａのみをテーパ部１２としてもよい。

【0029】

また、上記の各実施形態では、径変化部４ｅとして管軸方向一方へ向かって、すなわち、既設管１の端部から遠ざかるにつれて拡径する構成としたが、逆に、径変化部４ｅを管軸方向一方へ向かって縮径する構成とすることもできる。このとき、テーパ部１２として、インナ部４ａの外面４ｃのテーパ部１２（外面テーパ部１２ｂ）及びアウタ部材５の内面５ｄのテーパ部１２（内面テーパ部１２ａ）の両方を備える構成としてもよいし、いずれか一方のみを備える構成としてもよい。

【符号の説明】

【0030】

１ 既設管
２ ライナ管
２ａ 被覆部
２ｂ ライナ突出部
２ｃ，３ｃ，４ｃ 外面
２ｄ，３ｄ，４ｄ，５ｄ 内面
３ ガイド部材（ガイドリング）
４ 接続治具
４ａ インナ部
４ｂ 外方部
５ アウタ部材
５ａ 基部
１０ 管継手構造
１１ シール部材
１２ テーパ部
１２ａ 内面テーパ部
１２ｂ 外面テーパ部
２０ 締付手段
２１ 第１フランジ部
２２ 第２フランジ部
２３ ボルト
２４ ナット
３０ 接続手段
Ｐ 管体

【図1】

【図2】

【図3】