マンホ−ル継手

【課題】マンホ−ルと地中埋設管とを接続するマンホ−ル継手において、マンホ−ルと管路とのとの間に相対沈下が生じても、地中埋設管の力学的支持状態に左右されることなく、充分に管路を力学的に安定に保持できるマンホ−ル継手を提供する。
【解決手段】マンホ−ル壁の管路口に埋着されるカラ−２１と、地中埋設管路が接続されるカラ−２２と、これらカラ−２１，２２間の短管１とからなり、各カラ−２１（２２）と短管１とがゴム輪２１１（２２２）を介して可撓的に接合されている。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマンホ−ルと地中埋設管との接続に使用するマンホ−ル継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】下水管路や地中ケ−ブル管路においては、保守・点検、またはケ−ブル引き入れ摩擦力から規制される経間長等から所定間隔ごとにマンホ−ルを配設している。而るに、マンホ−ルの打設またはプレハブマンホ−ルの据付けにおいては、厳重な基礎工が施されるので、マンホ−ルの沈下の畏れは殆どないが、管路側においては、軟弱地盤の場合、地盤沈下の可能性があり、マンホ−ルと管路との間での相対沈下が問題となる。
【０００３】従来、図３に示すように、マンホ−ル４’の管路口４０’にセメントモルタル４１’により可撓性継手２’を埋着し、地中埋設管５’とマンホ−ル４’とを可撓性継手２’を介して接続することが公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記マンホ−ルと地中埋設管との相対沈下においては、地中埋設管５や継手２’に覆い土圧に基づく剪断力が作用する。この剪断力に対する応力状態は、相対沈下や地中埋設管路５’の支持状態が力学的に複雑であるために、一概に論じ難いが、図３に示すように、マンホ−ル４’からある距離ｘ内の埋め戻し土の土圧が一端支持はりに作用する状態を想定することができる。
【０００５】而るに、図３において、可撓性継手２’が可撓性を維持できる角度範囲には限界がある。この限界傾き角度内であれば、可撓性を保持し得るが、この傾き角を越える範囲では剪断力や曲げモ−メントに対し剛節に近くなり、剪断応力や曲げ応力の発生が余儀なくされる。而して、図３において、上記限界傾き角以上の傾きに対し、例えば、剪断力については、管単位長さ当たりの覆い土圧をｐ’とすれば、マンホ−ル外面での継手２’のつけ根２０’にｐ’ｘの剪断力が作用し、距離ｘの如何んによっては（管路の力学的支持状態の如何んによっては）、支持管付け根での剪断破壊が惹起されるに至る。
【０００６】本発明の目的は、マンホ−ルと地中埋設管とを接続するマンホ−ル継手において、マンホ−ルと管路とのとの間に相対沈下が生じても、地中埋設管の力学的支持状態に左右されることなく、充分に管路を力学的に安定に保持できるマンホ−ル継手を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマンホ−ル継手は、マンホ−ル壁の管路口に埋着されるカラ−と、地中埋設管路が接続されるカラ−と、これらカラ−間の短管とからなり、各カラ−と短管とがゴム輪を介して可撓的に接合されていることを特徴とする構成であり、マンホ−ル壁の管路口に埋着されるカラ−の外面には砂付き加工を施すことが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係るマンホ−ル継手の一例を示している。図１において、１は短管である。２１は短管１の一端に可撓的に接合されたカラ−（以下、第１カラ−と称する）であり、一端部内面にゴム輪２１１が接着され、このゴム輪２１１において短管１の一端部に接着剤を介して挿着されている。この第１カラ−２１の他半部内面には、ストッパ−付きのゴム輪２１２が接着され、そのゴム輪２１２に補助管３の一端部が接着剤を介して挿着されている。
【０００９】２２は短管１の他端部に可撓的に接合された第２カラ−であり、一半部内面にストッパ−付きのゴム輪２２２が接着され、このゴム輪２２２において短管１の他端部に接着剤を介して挿着されている。２２１は第２カラ−２２の他端部内面に接着されたゴム輪でありさ、地中埋設管の端部が接着剤を介して挿入接続される。
【００１０】上記のマンホ−ル継手においては、カラ−端部内面と短管端部外面との間のクリアランスの範囲内で実質上、応力レスで傾動し得、この傾き角度内で可撓性を呈する。図２は本発明に係るマンホ−ル継手の使用状態を示している。図２において、４はマンホ−ルである。４１はマンホ−ル壁に設けられた貫通孔であり、マンホ−ル継手の補助管３及び第１カラ−２１の上記他端部がこの貫通孔４１に挿入され、セメントモルタル４２の充填によって固定されている。
【００１１】この補助管３及び第１カラ−２１には、セメントモルタルとの接着強度を高めるために、図１に示すように予め砂付け加工ａを施しておくことが好ましい。また、図１に示すように補助管先端３１をマンホ−ル内周面に合わせて予めア−ルカットを施しておくことが好ましい。図２において、５は地中埋設管であり、第２カラ−２２の他端部に接合されている。
【００１２】図２において、マンホ−ルと管路との間に相対沈下が生じると、短管１や地中埋設管５に覆い土圧が作用する。この場合、地中埋設管路５側に作用する覆い土圧は、管路５と第２カラ−２２との間の傾動及び第２カラ−２２と短管１との間の傾動で吸収され、短管１には伝達されない。この状態のもとで、短管１や第１カラ−２１等の応力に関与するのは、短管１直上の覆い土圧であるが、第１カラ−２１の一端２０１に対し短管１の一端１０１がそれらの間のクリアランスの範囲内で応力レスにて傾動する範囲内では、実質上、応力の発生はない。たとえ、その第１カラ−２１と短管１との間がその傾動範囲を越えて曲がるような大きな相対沈下の場合でも、第１カラ−２１に作用する剪断力、または短管１に作用する剪断力Ｗは、第１カラ−２１と第２カラ−２２との間の距離をＬ、単位面積当たりの覆い土圧をｐ、短管１の直径をｄとすれば、ほぼＷ＝Ｌｄｐ ■にすぎない。
【００１３】而して、第１カラ−２１に作用する剪断応力、または短管１に作用する最大剪断応力τmaxは、第１カラ−２１または短管１の断面積をＡ、管の厚みをｔとすれば、τmax＝Ｌｄｐ／Ａ＝Ｌｐ／ｔ ■で与えられる。
【００１４】従って、第１カラ−２１または短管１の剪断強度をτ₀とすれば、カラ−２１，２２間の距離Ｌを次の■式のＬmax以下とすることにより、カラ−や短管の剪断破断を防止してマンホ−ルと管路との接続状態を安定に維持できる。
Ｌmax＝ｔτ₀／ｐ ■本発明に係るマンホ−ル継手において、カラ−と短管との間で生じる最大傾動角（以下、限界曲げ角度と称する）は、カラ−の長さやカラ−内面と短管外面との間のクリアランスによって設定される。
【００１５】本発明に係るマンホ−ル継手において、カラ−２１，２２間の距離Ｌが短過ぎると、カラ−と短管との間の傾き角度が上記限界曲げ角度になる前に両カラ−が衝突しあって非可撓的になってしまうので、短管間の距離Ｌは、カラ−の直径をｄ、限界曲げ角度をαとして、次式■のほぼＬmin以上とされる。
Ｌmin＝ｄtanα ■本発明に係るマンホ−ル継手を用いてマンホ−ルと管路とを接続すれば、第１カラ−２１と短管１との傾動を上記の限界曲げ角度α以下にとどめ得る相対沈下量（以下、許容沈下量と称する）のもとでは、その傾動が応力レスで生じ、その傾動で相対沈下を吸収できる。
【００１６】また、第１カラ−２１と短管１との傾動が限界曲げ角度α以上になる相対沈下量のもとでも、地中埋設管５の覆い土圧に基づく剪断力が第２カラ−２２を経て短管１に伝達されることがないとの前提下、カラ−２１，２２間の距離を上記式■のＬmax以下にすることにより、第１カラ−２１や短管１に作用する剪断応力を破断応力以下に抑え得る（かかる場合の最大沈下量を許容沈下量と称する）。
【００１７】尤も、第２カラ−と短管との間の傾動角が限界曲げ角度に達する、或る相対沈下量（以下、限界沈下量と使用する）以上では、上記前提が成立しなくなるが、かかる大きな相対沈下は稀であり、実際に問題となることは殆どない。本発明に係るマンホ−ル継手において、カラ−２１，２２と短管との接続構造は、設定しようとする限界曲げ角度に応じて適宜に選択され、図１に示したものに限定されることはない。
【００１８】また、カラ−や短管の材質については、射出成形可能な合成樹脂の外、フィラメントワインディング成形による繊維強化プラスチックも使用でき、特に繊維強化プラスチック製がその優れた剪断強度のために好適である。上記式■及び■に基づくカラ−間最短距離Ｌmin及びカラ−間最長距離Ｌmaxは、短管外径ｄに対しては、Ｌmin≒ｄ／１０、Ｌmax≒ｄで与えられる。
【００１９】この繊維強化プラスチック製の本発明に係るマンホ−ル継手の好ましい限界曲げ角度α、カラ−間最短距離Ｌmin、カラ−間最長距離Ｌmax、許容相対沈下量(Ｌmaxに対する倍数)及び限界沈下量(Ｌmaxに対する倍数)を示せば、次の通りである。
短管外径限界曲げ角度α Ｌmin Ｌmax 許容沈下量限界沈下量 (mm) (°) (mm) (mm) (Ｌmax) (Ｌmax) 500〜800 8 90 800 0.0698 0.1396 900〜1000 6 100 1200 0.0610 0.1220 1100 6 100 1200 0.0523 0.1046 1200 6 100 1200 0.0494 0.0988 1350 6 100 1200 0.0465 0.0930 1500〜2000 5.5 130 2300 0.0436 0.0930 2200〜2400 5 200 3500 0.0436 0.0930
【００２０】
【発明の効果】本発明に係るマンホ−ル継手においては、マンホ−ルの管路口に埋着した第１カラ−と短管一端部との可撓的接合でマンホ−ルと管路間の相対沈下を吸収するだけではなく、短管他端部に第２カラ−を可撓的に接合し、この第２カラ−に地中管路を接続するようにしているから、相対沈下時に管路側に作用する剪断力が短管に伝達されるのをよく防止して短管側に作用する剪断力を充分に小さくでき、しかも両カラ−間の距離の規制により短管に作用する最大剪断応力を剪断強度以内に抑え得る結果、第１カラ−と短管一端部との間の傾動では吸収できない大きな相対沈下が生じても、マンホ−ルと地中管路との接続状態を充分安定に保持できる。
【００２１】更に、マンホ−ル管路口に第１カラ−が埋着される結果、マンホ−ル壁外面位置での最大剪断応力発生箇所が第１カラ−と第１カラ−内管体との二重構造とされ、剪断強度を著しく大きくできるから、マンホ−ル壁の継手つけ根での剪断破断も確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマンホ−ル継手の一例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る継手を用いたマンホ−ルと地中埋設管との接続構造を示す説明図である。
【図３】マンホ−ルと地中埋設管との従来の接続構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１短管
２１カラ−
２１１ゴム輪
２１２ゴム輪
２２カラ−
２２１ゴム輪
２２２ゴム輪

【特許請求の範囲】
【請求項１】マンホ−ル壁の管路口に埋着されるカラ−と、地中埋設管路が接続されるカラ−と、これらカラ−間の短管とからなり、各カラ−と短管とがゴム輪を介して可撓的に接合されていることを特徴とするマンホ−ル継手。
【請求項２】マンホ−ル壁の管路口に埋着されるカラ−の外面に砂付き加工が施されている請求項１記載のマンホ−ル継手。
【請求項３】両カラ−間の距離が短管外径の１／１０〜１倍である請求項１または２記載のマンホ−ル継手。

【図１】