説明

ワインディングパイプ

【課題】内リブに皺が発生することを防ぐとともに、軸方向への曲げ性能の向上を図る。
【解決手段】鋼板の帯状体20’を螺旋状に巻回し、隣り合う帯状体20’の幅方向端部同士を接合して円筒状に成形したワインディングパイプ20において、筒軸方向に沿って螺旋状に形成された内リブ12を備え、前記内リブ12は、筒軸を通る任意の断面で、最も内径側に位置する頂部12aと、その頂部12aから筒軸方向両側の裾部12dに向かってまっすぐに外径側へ伸びる立上がり部12bとを備える構成とした。また、筒軸方向に隣り合う前記内リブ12,12の間に、筒軸方向に沿って螺旋状に形成された補助内リブ11を備え、その補助内リブ11を、筒軸を通る任意の断面で最も内径側に位置するフラットな頂面部11aと、その頂面部11aの両端から筒軸方向両側の裾部11dに向かって外径側へ伸びる立上がり部11bとを備える構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、中空スラブ用埋設型枠や中空床版橋埋設型枠、その他コンクリート中における中空部形成用型枠として用いられるワインディングパイプ、及び、そのワインディングパイプを埋め込んだRC床版等、各種コンクリート部材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
RC床版等のコンクリート部材の内部に、躯体の軽量化を図るための中空部を形成するために、各種形状からなる中空部形成用型枠が埋設される。この中空部形成用型枠として、円筒状を成すワインディングパイプが用いられる場合がある。
【0003】
ワインディングパイプは、例えば、建築物のRC床版を形成する際に、その床版の型枠内へ配設され、その状態で床版の型枠内にコンクリートを打設することにより、コンクリートの躯体内部に中空部が形成される。また、ワインディングパイプは、このような中空スラブ用埋設型枠として使用されるほか、橋梁の床版内部に中空部を形成するための中空床版橋埋設型枠としても使用される。さらに、それ以外にも、床や壁等を貫通するために使用するスリーブとして使用される場合もある。
【0004】
ワインディングパイプを用いてRC床版を打設する、いわゆる中空スラブ工法について説明する。
この中空スラブ工法では、まず、スラブ形成用型枠を組立て、その型枠上に受台を配置する。つぎに、受台上に中空部を形成するためのワインディングパイプを載置して、そのワインディングパイプを番線等によって受台に固定する。ワインディングパイプの配置と前後して型枠内に必要な配筋を行い、その状態で、コンクリートを打設する。このとき、ワインディングパイプの端部には、その内部にコンクリートが浸入しないように、適宜の閉塞手段(キャップ等)が施されている。最後に、コンクリートが硬化したら型枠を取り外し、スラブ打設の工程を終了する。
【0005】
このワインディングパイプは、一定の幅を有する鋼板等からなる帯状体を螺旋状に巻回し、隣り合う帯状体の幅方向端部同士を接合することにより、その帯状体を円筒状に成形したものである。
筒軸方向に隣り合う帯状体同士の接合には、例えば、溶接による手法を採用することもできるが、それぞれの端部を相互に嵌合し合えるように屈曲させ、その嵌合した部分をカシメることによりハゼ部を形成する手法を採用するのが一般的である。特に、ワインディングパイプといえば、このハゼ部によって接合された管種を指すことが多い。
【0006】
この種のワインディングパイプは、建物内の空調用ダクトとして配設されるフレキシブルダクト(パイプ)とは異なり、屈曲容易なものであっては強度が不足する。すなわち、ワインディングパイプには、コンクリート打設時における耐圧性(外部からのコンクリートの圧力に対して断面が許容値以上変形しない性能)が要求される。さらに、特に、中空スラブ工法においては、ワインディングパイプには、曲げ強さ(外部のコンクリートによって生じる浮力によって、ワインディングパイプが前記受台以外の部分で許容値以上浮き上がらない性能(剛性))が要求される。
【0007】
ワインディングパイプの耐圧性や曲げ強さを向上させるために、そのワインディングパイプに、前記ハゼ部とは別に、螺旋状のリブを設けるのが一般的である。このリブは、巻回前の帯状体に、予め、塑性変形により凸部を形成しておく手法で設けられる。一般的には、ワインディングパイプの外向きに凸形状に形成する場合が多いが、例えば、図7や図8に示すように、リブ2を、ワインディングパイプ10の内向きに凸形状に形成する技術もある。
【0008】
このように、螺旋状のリブ2を内向きに凸形状、いわゆる内リブとすることにより、ワインディングパイプ10の基準径が小さくなる。このため、ワインディングパイプ10の耐圧性を向上させることができる。また、内リブであれば、ワインディングパイプ10の両端を閉塞するキャップとの嵌合性も向上する(例えば、特許文献1参照)。
【0009】
さらに、リブ2に内リブを採用することにより、鉄筋Sの位置を、外リブの場合よりも相対的にワインディングパイプ10の軸心に近づけることができる。このため、コンクリートCの被り厚T(図8のスラブB参照)をより大きく確保できるという利点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特許第3164145号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
図6及び図7に示す従来のワインディングパイプ10は、内リブ(リブ2)が断面円弧状である。すなわち、管軸を通る任意の断面において、内リブはその全長に亘って曲線となっている。この断面円弧状の内リブにより、ワインディングパイプ10の円周方向の耐圧性の向上を期待している。
【0012】
しかし、内リブを採用すると、帯状体10’を螺旋状に巻回する際に、その曲面のリブ2をさらに螺旋状に巻きつけるため、リブ2の内径寄りの部分に圧縮力がかかって局所的な皺が発生する場合がある。
【0013】
また、リブ2に内リブを採用することは、ワインディングパイプ10の軸方向の曲げ性能については寄与が小さい。ワインディングパイプ10の基準径が小さくなることは、全体の曲げ強さ(剛性)を小さくすることに繋がるからである。
【0014】
ワインディングパイプ10の曲げ強さが不足すると、コンクリートC打設中に、浮力による変形が大きくなる。変形が大きすぎると、ワインディングパイプ10が所定の位置に収まらず、スラブBが設計通りの性能が得られないという不都合がある。また、スラブ等の施工中に想定外の取扱いを受けた場合、ワインディングパイプ10に局所的な皺があると、そこに応力が集中し凹み等が発生するおそれがある。
【0015】
そこで、受台の数を増やす、鋼板の厚みを増す等の手段を講じることである程度の改善を図ることができるが、これらは全てコストアップ要因である。
【0016】
そこで、この発明は、内リブに皺が発生することを防ぐとともに、ワインディングパイプの軸方向への曲げ性能の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0017】
上記の課題を解決するために、この発明は、鋼板からなる帯状体を螺旋状に巻回し、隣り合う帯状体の幅方向端部同士を接合することにより、その帯状体を円筒状に成形したワインディングパイプにおいて、筒軸方向に沿って螺旋状に形成された内リブを備え、前記内リブは、筒軸を通る任意の断面で、最も内径側に位置する頂部と、その頂部から筒軸方向両側の裾部に向かってまっすぐに外径側へ伸びる立上がり部とを備えることを特徴とするワインディングパイプを採用した。
【0018】
この構成によれば、頂部から裾部へと至る内リブは、いわば断面三角形状を成すこととなる。このように、断面三角形状の内リブであれば、従来のような全体が断面円弧状を成す内リブと比べて、同じ幅、立上がり高さであっても、その高さ方向(半径方向)への中立軸が相対的に外側に移動することとなる。
このため、鋼板を螺旋状に巻回する際、内リブの内面側に曲げによる圧縮力が作用しても、内リブの中立軸が断面円弧状と比較して外径寄りであることから、皺の発生を抑制することができる。
また、その圧縮力に対して、頂部から外径側へまっすぐに伸びる立上がり部、最も内径側に位置する頂部が効果的に抵抗することができる点も、皺の発生の抑制に寄与し得る。これは、立上がり部がまっすぐなので腰折れしにくく、さらに頂部が抵抗することで、皺の発生を防いでいると考えられる。
【0019】
さらに、断面三角形状の内リブであれば、従来のような全体が断面円弧状を成す内リブと比べて、その中立軸よりも内径寄りに位置する部分の部材が少なくなる。断面三角形状の内リブの場合、筒軸を通る任意の断面において、その内リブと中立軸とが交わる2つの交点間の距離(内リブの表面に沿った距離)が、断面円弧状の内リブの場合よりも短くなるからである。
このため、従来の断面円弧状の内リブと比べて、中立軸よりも内側に位置する部材、すなわち、皺の発生に影響を及ぼしやすい余分な材料が少なくなり、その点においても、皺の発生の抑制に寄与し得る。
【0020】
なお、頂部の形状としては、両側から立ち上がる立上がり部同士を結ぶものであればよく、例えば、両立上がり部同士が頂部の屈曲点で接続された構成としてもよいし、その頂部における両立上がり部同士の接続部を円弧状としてもよい。
また、鋼板を螺旋状に巻回した際、隣り合う帯状体の幅方向端部同士を接合する手法としては、その端部同士を噛み合わせてカシメた構成、いわゆるハゼカシメ構造を採用することができるが、それ以外にも、溶接等の周知の手法を採用することができる。
【0021】
また、頂部の形状を管軸方向に沿った面とすることもできる。すなわち、その構成は、鋼板からなる帯状体を螺旋状に巻回し、隣り合う帯状体の幅方向端部同士を接合することにより、その帯状体を円筒状に成形したワインディングパイプにおいて、筒軸方向に沿って螺旋状に形成された内リブを備え、前記内リブは、筒軸を通る任意の断面で、最も内径側に位置する筒軸方向に沿う頂面部と、その頂面部の筒軸方向両端から筒軸方向両側の裾部に向かってまっすぐに外径側へ伸びる立上がり部とを備えるものである。
【0022】
この構成によれば、頂部から裾部へと至る内リブは、いわば断面台形状を成すこととなる。このように、断面台形状の内リブであれば、鋼板を螺旋状に巻回する際、内リブの内面側に曲げによる圧縮力が作用すると、その圧縮力に対して、頂面部の両端から外径側へまっすぐに伸びる立上がり部、及び、その頂面部と立上がり部との接続部分が効果的に抵抗し、皺の発生の抑制に寄与し得る。
【0023】
なお、この頂面部と立上がり部との接続部分の形状としては、頂面部と立上がり部とを結ぶものであればよく、例えば、頂面部と立上がり部との接続部を角(かど)部、すなわち屈曲形状としてもよいし、その頂面部と立上がり部との接続部を円弧状としてもよい。
【0024】
また、これらの各構成において、筒軸方向に隣り合う前記内リブの間に、筒軸方向に沿って螺旋状に形成された補助内リブを備え、その補助内リブは、筒軸を通る任意の断面で最も内径側に位置するフラットな頂面部と、その頂面部の両端から筒軸方向両側の裾部に向かって外径側へ伸びる立上がり部とを備える構成を採用することができる。
【0025】
この構成によれば、頂面部から裾部へと至る補助内リブは、いわば断面台形状を成すこととなる。この補助内リブは、断面三角形状、断面台形状の内リブの高さよりも低い(最小径部の外径が大きい)ことが望ましい。
このように、筒軸方向に隣り合う内リブ間に断面台形状の補助内リブを設けることで、その断面三角形状又は断面台形状の内リブに伴う基準径低下による剛性の低下を補うことができる。
【発明の効果】
【0026】
この発明は、内リブに皺が発生することを防ぐとともに、ワインディングパイプの軸方向への曲げ性能向上を図ることができ、品質が安定し、曲げ性能に優れた円筒状の埋設部材を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】この発明の一実施形態を示し、(a)は一部切断正面図、(b)は帯状体の要部拡大図
【図2】ワインディングパイプを埋設したスラブを示し、(a)は要部拡大断面図、(b)はその変形例を示す要部拡大断面図
【図3】内リブの詳細を示し、(a)は従来例の断面図、(b)はこの発明の一実施形態の断面図
【図4】この発明の他の実施形態を示し、(a)は一部切断正面図、(b)は帯状体の要部拡大図
【図5】ワインディングパイプの製造方法を示す説明図
【図6】従来例を示し、(a)は一部切断正面図、(b)はその要部拡大図
【図7】従来例のワインディングパイプを埋設したスラブを示す要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【0028】
この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、中空スラブ用埋設型枠としてワインディングパイプを埋設したRC床版(以下、スラブBと称する。)である。図1は、(a)がワインディングパイプ20を、(b)がそのワインディングパイプ20の材料となる帯状体20’を示している。また、図2は、そのワインディングパイプ20を埋設したスラブBを示している。
【0029】
ワインディングパイプ20は、鋼板からなる帯状体20’を螺旋状に巻回し(従来例と同様、図6参照)、隣り合う帯状体の幅方向端部に設けた係止部3a,3b同士を噛み合わせ、その係止部3a,3b同士をカシメることにより接合部3を形成し、両者を接合したものである。この接合により、帯状体20’が円筒状に成形されワインディングパイプ20を構成している。
【0030】
このワインディングパイプ20は、図1及び図2(a)に示すように、筒軸方向に沿って螺旋状に形成された内リブ12を備える。この実施形態では、内リブ12は、筒軸方向に隣り合う接合部3,3間に3条設けられているが、これを1条、2条、あるいは4条以上設けてもよい。
【0031】
また、この内リブ12は、帯状体20’を螺旋状に巻回する前に、その帯状体20’に対して予め形成されている。これは、係止部3a,3bや、後述の補助内リブ11についても同様である。これらの内リブ12等は、フラットな鋼板を塑性変形させることで形成される。
【0032】
この内リブ12は、図3(b)の断面に示すように、筒軸を通る任意の断面で、最も内径側に位置する頂部12aと、その頂部12aから筒軸方向両側の裾部12dに向かってまっすぐに外径側へ伸びる立上がり部12bとを備える。頂部12aの断面形状は、立上がり部12b,12b同士が、鈍角(外径側に向く角が鈍角)を成す屈曲点で接続された形態である。すなわち、立上がり部12bは、裾部12dで直管部1に接続されている。
この構成によれば、頂部12aから裾部12dへと至る内リブ12は、いわば断面三角形状を成すこととなる。なお、図3(a)の断面は、従来例の断面円弧状のリブ2である。
【0033】
図3(a),(b)の二つの断面の比較で理解できるように、断面三角形状の内リブ12と、従来例の断面円弧状のリブ2とは、同じ立上がり高さ(直管部1の外径が等しく、且つ、最小径部の外径が等しい。)としている。ここで、断面三角形状のリブ12の高さ方向への中立軸c2は、断面円弧状のリブ2の高さ方向への中立軸c1よりも相対的に外径側へ距離h1だけ移動している。図中の2c,12cは、立上がり部2b,12bと各中立軸c1,c2とが交わる中立点2c,12cである。
【0034】
このため、帯状体20’を螺旋状に巻回する際、内リブ12の内面側に曲げによる圧縮力が作用しても、内リブ12の中立軸c2が従来よりも外径寄りであることから、圧縮による作用が軽減され、皺の発生を抑制することができる。
また、その圧縮力に対して、頂部12aからまっすぐに外径側へ伸びる立上がり部12bが効果的に抵抗することができる点も、皺の発生の抑制に寄与し得る。断面円弧状の立上がり部2bよりも、直線的に伸びる立上がり部12bの方が皺の発生の抑制に効果的であることが確認できている。また、立上がり部12b同士を結ぶ頂部12aが屈曲した角(かど)部であることも、皺の発生の抑制に寄与している。
【0035】
さらに、断面三角形状の内リブ12であれば、従来の断面円弧状のリブ2と比べて、その中立軸c1,c2よりも内径寄りに位置する部分の部材が少なくなる。すなわち、断面三角形状の内リブ12の場合、筒軸を通る任意の断面において、中立点12c,12c間の距離(内リブ12の表面に沿った距離)L2が、断面円弧状のリブ2の同中立点2c,2c間の距離L1よりも短くなるからである。
このため、従来の断面円弧状のリブ2と比べて、中立軸c1,c2よりも内側に位置する部材、すなわち、皺の発生に影響を及ぼしやすい余分な材料が少なくなり、その点においても、皺の発生の抑制に寄与し得る。
【0036】
なお、頂部12aの断面形状を、立上がり部12b,12b同士が、鋭角(外径側に向く角が鋭角)又は、直角(同じく外径側の向く角が直角)を成す屈曲点で接続された形態とすることもできる。また、その屈曲点をやや丸めることで、立上がり部12b,12b同士の接続点を円弧状としても、同様の効果を発揮することができる。
【0037】
また、この実施形態では、図2(a)に示すように、筒軸方向に隣り合う内リブ12,12の間に、筒軸方向に沿って螺旋状に形成された補助内リブ11を備えている。この実施形態では、補助内リブ11は、筒軸方向に隣り合う内リブ12,12間に1条設けられているが、これを複数条設けてもよい。
【0038】
補助内リブ11は、筒軸を通る任意の断面で、最も内径側に位置する円筒状のフラットな頂面部11aと、その頂面部11aの筒軸方向両端から筒軸方向両側の裾部11dに向かって外径側へ伸びる立上がり部11bとを備える。立上がり部11bは、裾部11dで直管部1に接続されている。
【0039】
この構成によれば、頂面部11aから裾部11dへと至る補助内リブ11は、いわば断面台形状を成すこととなる。この補助内リブ11は、断面三角形状の内リブ12の高さよりも低い(最小径部の外径が大きい)ことが望ましい。
断面三角形状の内リブ12を採用した場合、従来の断面円弧状のリブ2に比べて基準径を小さくする効果が薄いといえるから、このように、筒軸方向に隣り合う内リブ12,12間に断面台形状の補助内リブ11を設けることで、全体として基準径低下による剛性の低下を補うことができる。なお、図2(b)に示すように、補助内リブ11を省略した構成を採用することも可能である。
【0040】
以下、ワインディングパイプ20の製造方法について説明する。
まず、鋼板からなるフラットな帯状体20’の表面に沿って、4条の補助内リブ11と、その間に3条の内リブ12を形成する。これらのリブ11,12は、帯状体20’の帯長さ方向に沿って鋼板の塑性変形により形成する。また、帯状体20’の幅方向両端には、曲げ加工により係止部3a,3bを形成しておく。この実施形態では、帯状体20’の幅方向一端の係止部3aを断面L字状、他端の係止部3bを断面U字状に成形している。
【0041】
この実施形態では、直管部1の外径200mm、板厚0.4mmに対し、内リブ12は、ワインディングパイプ20の板厚方向中心において、深さ3.5mm、幅14mmという形状としている。また、補助内リブ11は、内リブ12に比べて、その深さ、幅、共に小さく設定されている。
これらの寸法は、ワインディングパイプ20の用途や仕様により、適宜変更することができる。
【0042】
なお、この補助内リブ11と内リブ12とを筒軸方向に沿って交互に配置すれば、補助内リブ11の効果と内リブ12の効果とが筒軸方向に沿って交互に作用するので、ワインディングパイプ20の剛性の向上に効果的である。
【0043】
そして、帯状体20’を螺旋状に巻回し、幅方向一端のL字状の係止部3aに、他端のU字状の係止部3bを差し込みながらハゼカシメにより圧接して接合し、円筒管形状のワインディングパイプ20とする。
このとき、補助内リブ11と内リブ12とが、径方向内側に膨出するような向きで、帯状体20’を巻回する。また、カシメによる接合部3は、段差を設けて直管部1の外周よりも低い位置としてもよい。このようにすれば、巻回時における接合部3への皺の発生を抑制できる。
【0044】
また、このワインディングパイプ20は、必要に応じて、複数段ローラー間に通すことで、断面楕円形状に変形させてもよい。このとき、内リブ12が断面三角形状であれば、ローラー加工時に、その内リブ12が腰折れしにくいという効果がある。
【0045】
最後に、ワインディングパイプ20の筒軸方向両端に、発泡スチロール製のキャップ(図示せず)を挿し込み、内部の空間を閉塞する。このキャップは、コンクリート打設時において、内部へコンクリートが浸入することを防止する機能を発揮する。
このキャップは、鋼製や樹脂製のものでもよいし、必要であれば、ガムテープやコーキング材等で、キャップとワインディングパイプ20との間の隙間を塞ぐこともできる。
【0046】
他の実施形態を図4に示す。この実施形態は、内リブ12の最も内径寄りの部分の形状を、円筒面状の頂面部12eとしたものである。それ以外の構成は、前述の実施形態と同様であるので、以下、内リブ12の構成について説明する。
【0047】
この内リブ12は、筒軸を通る任意の断面で、最も内径側に位置し筒軸方向に沿うフラットな頂面部12eと、その頂面部12eの筒軸方向両端から筒軸方向両側の裾部12dに向かってまっすぐに外径側へ伸びる立上がり部12bとを備える。立上がり部12bは、裾部12dで直管部1に接続されている。
【0048】
頂面部12eと立上がり部12bとは、鈍角(外径側に向く角が鈍角)を成す屈曲点で接続されている。この構成によれば、頂面部12eから裾部12dへと至る内リブ12は、いわば断面台形状を成すこととなる。
【0049】
また、補助内リブ11は、内リブ12に比べて、その深さ、幅、共に小さく設定されている点は、前述の実施形態と同様である。これらの寸法は、ワインディングパイプ20の用途や仕様により、適宜変更することができる点も同様である。
【0050】
このように内リブ12を断面台形状としたことにより、帯状体20’を螺旋状に巻回する際に作用する圧縮力に対して、頂面部12eの両端から外径側へまっすぐに伸びる立上がり部12b、及び、その頂面部12eと立上がり部12bとの接続部分が効果的に抵抗し、皺の発生の抑制に寄与し得る。
【0051】
なお、頂面部と立上がり部との接続部分の形状としては、前述の実施形態における頂部と同様、円筒面状の頂面部と傾斜した立上がり部とを結ぶものであればよく、前述のように、頂面部と立上がり部との接続部を角(かど)部、すなわち屈曲形状としてもよいし、それ以外にも、頂面部と立上がり部との接続部を円弧状としてもよい。
【符号の説明】
【0052】
1 直管部
2 リブ
2a 頂部
2b 立上がり部
2c 中立点
2d 裾部
3 接合部
3a,3b 係止部
10,20 ワインディングパイプ
10’,20’ 帯状体
11 補助内リブ
11a 頂面部
11b 立上がり部
11d 裾部
12 内リブ
12a 頂部
12b 立上がり部
12c 中立点
12d 裾部
12e 頂面部
B スラブ
C コンクリート
S 鉄筋

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼板からなる帯状体(20’)を螺旋状に巻回し、隣り合う帯状体(20’)の幅方向端部同士を接合することにより、その帯状体(20’)を円筒状に成形したワインディングパイプ(20)において、
筒軸方向に沿って螺旋状に形成された内リブ(12)を備え、前記内リブ(12)は、筒軸を通る任意の断面で、最も内径側に位置する頂部(12a)と、その頂部(12a)から筒軸方向両側の裾部(12d)に向かってまっすぐに外径側へ伸びる立上がり部(12b)とを備えることを特徴とするワインディングパイプ。
【請求項2】
鋼板からなる帯状体(20’)を螺旋状に巻回し、隣り合う帯状体(20’)の幅方向端部同士を接合することにより、その帯状体(20’)を円筒状に成形したワインディングパイプ(20)において、
筒軸方向に沿って螺旋状に形成された内リブ(12)を備え、前記内リブ(12)は、筒軸を通る任意の断面で、最も内径側に位置する筒軸方向に沿う頂面部(12e)と、その頂面部(12e)の筒軸方向両端から筒軸方向両側の裾部(12d)に向かってまっすぐに外径側へ伸びる立上がり部(12b)とを備えることを特徴とするワインディングパイプ。
【請求項3】
筒軸方向に隣り合う前記内リブ(12,12)の間に、筒軸方向に沿って螺旋状に形成された補助内リブ(11)を備え、その補助内リブ(11)は、筒軸を通る任意の断面で最も内径側に位置するフラットな頂面部(11a)と、その頂面部(11a)の両端から筒軸方向両側の裾部(11d)に向かって外径側へ伸びる立上がり部(11b)とを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のワインディングパイプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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