差込式地中埋設鋼管の接続構造
【課題】薄肉鋼管以外の鋼管接続において、適切な接合力を有し、鋼管同士を迅速かつ確実に接続できるパッキンを備えた差込式地中埋設鋼管の接続構造を提供する。
【解決手段】ソケット部１の内周に環状凹部３を設け、環状凹部３に嵌め入れる環状のパッキン２を設け、環状のパッキン２は、断面の一片が略矩形形状でパッキン２の内周面の一側から他側に向け、かつパッキン２の中心軸に向かって傾斜した断面舌片状の環状ひだ部２ａを設け、環状のパッキン２を環状凹部３に嵌めた際、ひだ部３ａの先端縁が鋼管Ａの奥部側に向かい、ソケット部１の内周面から突出するように位置させ、接続する鋼管Ｂの一端を挿入した際、ひだ部２ａは鋼管Ｂの外周に押されて環状のパッキン２の内周面に押し付けられた構成とした。
【解決手段】ソケット部１の内周に環状凹部３を設け、環状凹部３に嵌め入れる環状のパッキン２を設け、環状のパッキン２は、断面の一片が略矩形形状でパッキン２の内周面の一側から他側に向け、かつパッキン２の中心軸に向かって傾斜した断面舌片状の環状ひだ部２ａを設け、環状のパッキン２を環状凹部３に嵌めた際、ひだ部３ａの先端縁が鋼管Ａの奥部側に向かい、ソケット部１の内周面から突出するように位置させ、接続する鋼管Ｂの一端を挿入した際、ひだ部２ａは鋼管Ｂの外周に押されて環状のパッキン２の内周面に押し付けられた構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中に埋設される鋼管の接続に関するもので、特に、内部に電力ケーブル等を挿通する地中埋設鋼管の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中送電系における埋設管は、車両荷重＋埋設深さ（１．２ｍ〜４ｍ）における強度特性やケーブルの発熱の関係から不飽和ホリエステル樹脂を用いた強化プラスチック管（以下「ＰＦＰ管」と言う）や配管用炭素鋼鋼管（以下「鋼管」と言う）等が使用されている。
【０００３】
前記ＰＦＰ管ではパッキンを介在させて、ＰＦＰ管同士の差込接続が行われていたが、規定の曲がり管は存在するものの、現場で要求される臨機応変な変形等の加工が出来なかった。一方、前記鋼管の場合は、現場において管自体を臨機応変に加工は出来たが、管同士は継手等を用いて接続する必要があった。継手を用いる方法としては、溶接によるもの（特許文献１）やネジの螺着による接続である。
【特許文献１】特開２００３−１３６２８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この様な継手は狭隘部での接続であるため手間（作業時間）がかかり、また、コストも高いものであった。
【０００５】
この様な中、配電系の浅層埋設用の埋設管においては、現場での加工が可能なものとして、薄肉鋼管を用いた差込式鋼管は存在していた。しかし、薄肉鋼管以外の鋼管の接続において、迅速かつ確実に接続出来る最適な接続構造がないのが現状である。例えば、接続する一方の鋼管の一端内周に環状のパッキン材を貼り付けて、他方の鋼管の一端を差し込む方法が考えられる。しかし、この場合、パッキン材の貼り付け作業に手間がかかり、押し込み荷重は大きいものでなければならない。また、パッキン材を貼り付けずに鋼管の内周に固定するには鋼管の端部内周に環状凹部を設けなければならないが、この環状凹部等の加工は単品としては生産できたが、量産出来るだけの製造方法は無かった。また、この様な鋼管の差込接続において、パッキンを接着せずに所定の位置に配置し、水漏れが無く鋼管同士を迅速かつ確実に接続出来るパッキンの開発も求められていた。
【０００６】
この発明は、これらの点に鑑みて行われたもので、薄肉鋼管以外の鋼管接続において、適切な接合力を有し、鋼管同士を迅速かつ確実に接続できるパッキンを備えた差込式地中埋設鋼管の接続構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、地中埋設鋼管又は継手鋼管の一端にソケット部を設け、当該ソケット部に、接続する地中埋設鋼管の一端を挿入する鋼管の接続構造において、前記ソケット部の内周に環状凹部を設け、当該環状凹部に嵌め入れる環状のパッキンを設け、当該環状のパッキンは、断面の一片が略矩形形状でパッキンの内周面の一側から他側に向け、かつ、パッキンの中心軸に向かって傾斜した断面舌片状の環状ひだ部を設け、当該ひだ部の傾斜は前記内周面から１８〜２０度とし、その肉厚は２〜３ｍｍとし、当該環状のパッキンを前記環状凹部に嵌めた際、前記ひだ部の先端縁が鋼管の奥部側に向かい、前記ソケット部の内周面から突出するように位置させ、前記接続する地中埋設鋼管の一端を挿入した際、前記ひだ部は、前記地中埋設鋼管の外周に押されて環状のパッキンの内周面に押し付けられた構成である差込式地中埋設鋼管の接続構造とした。
【０００８】
請求項２の発明は、前記環状のパッキンのひだ部の先端縁付近の外周に、外側に膨らんだ環状の膨出部を有する前記請求項１に記載の差込式地中埋設鋼管の接続構造とした。
【０００９】
請求項３の発明は、前記地中埋設鋼管の一端に設けたソケット部は、当該鋼管の長手方向を圧縮させ、当該鋼管の一端から成形型を圧入し、拡管して形成した前記請求項１又は２に記載の差込式地中埋設鋼管の接続構造とした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、薄肉鋼管以外の鋼管接続において、継ぎ手等を必要とせず、また、接着剤を使用せずに、現場で、短時間で簡単かつ確実に鋼管接続が出来るので極めて使い勝手が良く、また、安価に接続作業が出来るものである。その結果、現場作業員、施工会社及び施主の何れも恩恵を受けるものであり、また、喜ばれるものである。
【００１１】
請求項２の発明によれば、パッキンのひだ部の先端縁付近の断面を外側に膨張させたので、鋼管同士又は鋼管と継手を接続させた場合、水密性能が高まり、さらに、これらを、一旦、接続させた際は抜け難くなり、鋼管接続の接合力を調整することが出来、水密性を有する最適な接合力を有する接続構造を得ることが出来る。
【００１２】
請求項３の発明によれば、地中埋設鋼管の一端に設けたソケット部は、拡管して形成したので、環状凹部形成の際当該部分の肉厚が薄くなるのを減少させることが出来、一定の肉厚の凹部を形成することが出来るので、接続部の強度を保持出来る。その結果、鋼管接続構造として安定した効果を奏することが出来るものであり、信頼性が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
地中埋設鋼管又は継手鋼管の一端にソケット部を設け、当該ソケット部に、接続する地中埋設鋼管の一端を挿入する鋼管の接続構造において、前記ソケット部の内周に環状凹部を設け、当該環状凹部に嵌め入れる環状のパッキンを設け、当該環状のパッキンは、断面の一片が略矩形形状でパッキンの内周面の一側から他側に向け、かつ、パッキンの中心軸に向かって傾斜した断面舌片状の環状ひだ部を設け、当該ひだ部の傾斜は前記内周面から１８〜２０度とし、その肉厚は２〜３ｍｍとし、当該環状のパッキンを前記環状凹部に嵌めた際、前記ひだ部の先端縁が鋼管の奥部側に向かい、前記ソケット部の内周面から突出するように位置させ、前記接続する地中埋設鋼管の一端を挿入した際、前記ひだ部は、前記地中埋設鋼管の外周に押されて環状のパッキンの内周面に押し付けられた構成とした。
【００１４】
これにより、薄肉鋼管以外の鋼管接続において、継ぎ手等を必要とせず、また、接着剤を使用せずに、現場で、短時間で簡単かつ確実に鋼管接続が出来るので極めて使い勝手が良く、また、安価に接続作業が出来るものである。
【実施例１】
【００１５】
以下、この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造を図に基づいて説明する。図１は、この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造を示す断面図である。図２は、同差込式地中埋設鋼管のソケット部の断面図である。図３は同差込式地中埋設鋼管を拡管する様子を示す概略図である。図４は、同差込式地中埋設鋼管の一端のソケット部にビーディングによって環状凹部を設ける様子を示す概略図である。
【００１６】
まず、この発明の接続構造は、図１に示す様に、接続する鋼管Ａの一端部に設けたソケット部１の内周に環状凹部３が設けられ、この環状凹部３に環状のパッキン２を嵌め入れ、このソケット部１の内側に、接続する鋼管Ｂの一端が挿入されている。前記環状のパッキン２は環状のひだ部２ａがソケット部１の内周面から突出しているが、この接続により前記パッキン２は鋼管Ｂの外周に押されて変形している。この様にして、鋼管Ｂは、鋼管Ａの内周に圧入されて接続されている。
【００１７】
次に、この差込式地中埋設鋼管の接続構造を形成する鋼管を説明する。図２に示す様に、ここで使用するのは通常の亜鉛めっき鋼管であって、長さ２８５０ｍｍ、内径１６５．２ｍｍ、管厚５ｍｍのものである。
【００１８】
この鋼管Ａの一端に他の鋼管Ｂの他端を接合するソケット部１を形成する。ソケット部１は、概略２つの工程によって形成される。第一工程として、前記鋼管Ａの一端を端縁から１００ｍｍ長拡管する。拡管に当たっては、図３に示す、既存のプレス式の拡管造型機Ｃを使用する。この拡管造型機Ｃでは、前記鋼管Ａを固定し、拡管造型機Ｃの拡管を行う作用部である横向き円柱形状の成形型２１を移動させてこの成形型２１を前記鋼管Ａの一端の内側に圧入して拡管する。
【００１９】
この時、この鋼管Ａの両端から圧縮しながらプレスを行うことによって拡管個所の肉厚の減少を抑えることが出来る。但し、鋼管Ａの長さは若干短くなる。例えば、管長が５００ｍｍの場合、４８５ｍｍ程度になる。
【００２０】
次に、第二工程として鋼管Ａのソケット部１の内側にパッキン２を挿入する環状凹部３を形成する。この作業は、既存のビーディング造型機Ｄを使用する。ビーディングとは、鋼管の円周上に内側から圧力をかけて環状の凸部及び凹部を形成することを言う。
【００２１】
このビーディング造型機Ｄでは、図４に示す様に、予め設けられた小ローラ３１と、その下方に隣接して設けられた大ローラ３２によって前記ビーディングを行う。前記小ローラ３１は一定厚を有し、また、前記大ローラ３２は一定厚で円周側面の中央は窪んで両端が突出したかたちとなっている。小ローラ３１は軸心が下方に向かって一定長移動出来るようになっており、たとえば小ローラ３１は２秒で１回転するものとし、その際、下側に０．１ｍｍ移動する構造である。装置稼働中は大ローラ３２の環状の窪み３２ａに小ローラ３１の円周外側面が嵌合するようになっている。
【００２２】
この小ローラ３１に、横から前記鋼管Ａの拡管した一端を被せる。この鋼管Ａの他端は固定されているが（図示省略）、この鋼管Ａはおよそ軸を中心に回転出来るようになっている。装置を稼働させて、大ローラ３２を回転させることにより鋼管Ａを回転させるか、若しくは、鋼管Ａを回転させた状態で、小ローラ３１を回転及び下方に移動させ、小ローラ３１の円周外側面で前記鋼管Ａの内側の一部を大ローラ３２の円周外側面の窪み３２ａに押し込んで鋼管Ａのソケット部１の内側にパッキン２を挿入する環状凹部３を形成する。
【００２３】
以上の様に、プレスによる拡管とビーディングの２つの工程を採用しているのは、ビーディングで、環状凹部を形成した場合ソケット部の肉厚が薄くなるが、この肉厚が薄くなるのを少しでも減少させるために、第一工程で圧縮して拡管を行い一定肉厚の保持を行っている。また、前記２つの工程を採用することにより、鋼管Ａの端部にソケット部１が設けられ、かつこのソケット部１の内周に環状凹部３を設けたものが量産出来る。
【００２４】
次に、この鋼管Ａのソケット部１の内側の環状凹部３に嵌め入れる環状のパッキン２を説明する。図５は、この発明の実施例１の鋼管Ａの接続構造において使用する環状のパッキン２の正面図である。図６は、同側面図である。図７は、同パッキン２の一部端面図である。図８は、同他のパッキン２の一部端面図である。図９は、さらに同他のパッキン２の一部端面図である。このパッキン２の材質としては既存のものと同じで合成ゴム等から成り、プレス成形や射出成型によって形成される。図１０は、同パッキン２を鋼管Ａのソケット部１に取り付けた状態の断面図である。
【００２５】
環状のパッキン２の実施例１−１として、図７に示す様に、断面の一片が略矩形形状で、パッキン２の内周面の一側から他側に向け、かつパッキン２の中心軸に向かって１８度傾斜した断面舌片状の環状のひだ部２ａを設け、このひだ部２ａの先端縁の手前部分には断面が外側に膨張した膨出部２ｂを設けており、先端は略尖ったものとしている。ここで、膨出部２ｂを設けているのは鋼管Ｂの他端を接続した際、水密性能を高めるためであり、また、当該鋼管Ｂの他端を抜け難くするためである。また、このひだ部２ａの根元の肉厚は２〜３ｍｍとし、前記膨出部２ｂ部分の肉厚は２．５〜３ｍｍとしている。また、このひだ部２ａの先端を断面略矩形形状の基部２ｃの他側から突出させている。
【００２６】
続いて、環状のパッキン２の実施例１−２を説明する。この実施例１−２のパッキン２は、図８に示す様に、断面の一片が略矩形形状で、パッキン２の内周面の一側から他側に向け、かつパッキン２の中心軸に向かって２０度傾斜した断面舌片状の環状のひだ部２ｄを設け、このひだ部２ｄの先端は外側に膨らんだ膨張部２ｅを設けている。ここで、膨出部２ｅを設けているのは鋼管Ｂの他端を接続した際、水密性能を高めるためであり、また、当該鋼管Ｂの他端を抜け難くするためである。また、このひだ部２ｄの根元の肉厚は２ｍｍとし、前記膨出部２ｅ部分の肉厚は３ｍｍとしている。また、このひだ部２ｄの先端を断面略矩形形状の基部２ｆの他側から突出させている。
【００２７】
さらに、環状のパッキン２の実施例１−３を説明する。この実施例１−３のパッキン２は、図９に示す様に、断面の一片が略矩形形状で、パッキン２の内周面の一側から他側に向け、かつパッキン２の中心軸に向かって２０度傾斜した断面舌片状の環状のひだ部２ｇを設け、このひだ部２ｇの先端は外側は傾斜した尖ったものとなっており、また、このひだ部２ｇの先端を断面略矩形形状の基部２ｈの他側から突出させている。
【００２８】
続いて、図１０に示す様に、パッキン２を鋼管Ａの一端のソケット部１の凹部３に装着して（図１０では、実施例１−１のパッキン２を使用している。）、図１に示す様に、この鋼管Ａのソケット部１の開口部に、他の鋼管Ｂの他端を嵌め入れて鋼管Ａ、Ｂ同士を接続する。この鋼管Ｂの鋼管Ａへの嵌め入れの際、環状のパッキン２のひだ部２ａ、２ｄ、２ｇがソケット部１の環状の内周面から突出しているがこれがガイドの役目を果たして、各ひだ部２ａ、２ｄ、２ｇは鋼管Ｂの外周によって環状のパッキン２の各基部２ｃ、２ｆ、２ｈの内周面に押されて変形する。
【００２９】
次に、実施例１−１のパッキン２の各部のサイズを変えて製造し、実施例１−１−１、実施例１−１−２、比較例１−１−３、比較例１−１−４とし、実施例１−２のパッキン２を製造し、実施例１−３のパッキン２の各部のサイズを変えて製造し、実施例１−３−１、比較例１−３−２として、これらのパッキン２の性能を試験した。その結果を以下の表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
ここで、接合力試験としては鋼管（φ１６５．２ｍｍ×ｔ５ｍｍ×５００ｍｍ）４本を挿入し、その際の押し込む際の荷重を示す。引抜力は接合力試験に続いて行い、滑材が満遍なく付着している状態で引き抜く際の荷重を示す。
【００３２】
この表１によると、各実施例が１ＭＰａ以上を示し、耐水圧において優れた値を示しているのは、各実施例では少なくとも耐水圧０．５ＭＰａを目指しているためである。これに対して、比較例１−１−３は耐水圧０．０１ＭＰａ、比較例１−３−２は耐水圧０．０５ＭＰａであって夫々水漏れが発生しており、水密性を有するパッキンとして適さない事が分かる。また、実際の現場においては、作業員が接続作業を行うのであるが、接合力における荷重が数百ｋｇｆと大き過ぎるとスピーディかつ確実に作業が出来ず、適さない。この場合の荷重としては、人力で円滑に作業が行える荷重と言うことで、およそ３０ｋｇｆ程度以下が望ましいとされている。
【００３３】
このことから、実施例１−１−１は、接合力９〜２１ｋｇｆ、引抜力１１ｋｇｆ、実施例１−１−２は、接合力２０〜３２ｋｇｆ、引抜力１４ｋｇｆ、実施例１−２は、接合力４〜８ｋｇｆ、引抜力１０ｋｇｆ、実施例１−３−１は、接合力９〜１６ｋｇｆ、引抜力１０ｋｇｆとなっている。それ故、接合力は夫々およそ３０ｋｇｆ以下であって、鋼管の接続作業に適するものである。一方、比較例１−１−４は接合力４０〜６７ｋｇｆで夫々３０ｋｇｆを超え、さらに、４０ｋｇｆ以上であって、実際の鋼管の接続作業には適さないものである。これらのことから、実施例１−１−１、同１−１−２、同１−２及び同１−３−１は、鋼管Ａのソケット部１のパッキン２に使用出来ることが分かる。
【００３４】
前記実施例１では、鋼管Ａの一方の端縁をソケット部１としたが、これに限らず、鋼管の両端をソケット部として設け、継ぎ手として使用することも出来る。
【００３５】
また、鋼管Ａとして長さ２８５０ｍｍ、内径１６５．２ｍｍ、管厚５ｍｍのものを使用しているが、鋼管としてはこれに限るものではない。また、ソケット部１を形成するのに、端縁から１００ｍｍの長さを拡管しているが、拡管する長さは１００ｍｍに限るものでは無く、その時々によって最適な長さを拡管すれば良い。また、ソケット部１は必ずしも鋼管の一端部を拡管したものでなくても、接続する鋼管の一端が差し込まれるもので有れば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管のソケット部の断面図である。
【図３】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管を拡管する様子を示す概略構成図である。
【図４】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の一端のソケット部にビーディングによって環状凹部を設ける様子を示す概略構成図である。
【図５】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する環状のパッキンの正面図である。
【図６】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する環状のパッキンの側面図である。
【図７】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する環状のパッキンの一部端面図である。
【図８】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する他の環状のパッキンの一部端面図である。
【図９】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用するさらに他の環状のパッキンの一部端面図である。
【図１０】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する環状のパッキンを鋼管のソケット部に取り付けた状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ 鋼管 Ｂ 鋼管
Ｃ 拡管造型機 Ｄ ビーディング造型機
１ ソケット部 ２ 環状のパッキン
２ａ ひだ部 ２ｂ 膨出部
２ｃ 基部 ２ｄ ひだ部
２ｅ 膨出部 ２ｆ 基部
２ｇ ひだ部 ２ｈ 基部
３ 環状凹部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地中に埋設される鋼管の接続に関するもので、特に、内部に電力ケーブル等を挿通する地中埋設鋼管の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、地中送電系における埋設管は、車両荷重＋埋設深さ（１．２ｍ〜４ｍ）における強度特性やケーブルの発熱の関係から不飽和ホリエステル樹脂を用いた強化プラスチック管（以下「ＰＦＰ管」と言う）や配管用炭素鋼鋼管（以下「鋼管」と言う）等が使用されている。
【０００３】
前記ＰＦＰ管ではパッキンを介在させて、ＰＦＰ管同士の差込接続が行われていたが、規定の曲がり管は存在するものの、現場で要求される臨機応変な変形等の加工が出来なかった。一方、前記鋼管の場合は、現場において管自体を臨機応変に加工は出来たが、管同士は継手等を用いて接続する必要があった。継手を用いる方法としては、溶接によるもの（特許文献１）やネジの螺着による接続である。
【特許文献１】特開２００３−１３６２８６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この様な継手は狭隘部での接続であるため手間（作業時間）がかかり、また、コストも高いものであった。
【０００５】
この様な中、配電系の浅層埋設用の埋設管においては、現場での加工が可能なものとして、薄肉鋼管を用いた差込式鋼管は存在していた。しかし、薄肉鋼管以外の鋼管の接続において、迅速かつ確実に接続出来る最適な接続構造がないのが現状である。例えば、接続する一方の鋼管の一端内周に環状のパッキン材を貼り付けて、他方の鋼管の一端を差し込む方法が考えられる。しかし、この場合、パッキン材の貼り付け作業に手間がかかり、押し込み荷重は大きいものでなければならない。また、パッキン材を貼り付けずに鋼管の内周に固定するには鋼管の端部内周に環状凹部を設けなければならないが、この環状凹部等の加工は単品としては生産できたが、量産出来るだけの製造方法は無かった。また、この様な鋼管の差込接続において、パッキンを接着せずに所定の位置に配置し、水漏れが無く鋼管同士を迅速かつ確実に接続出来るパッキンの開発も求められていた。
【０００６】
この発明は、これらの点に鑑みて行われたもので、薄肉鋼管以外の鋼管接続において、適切な接合力を有し、鋼管同士を迅速かつ確実に接続できるパッキンを備えた差込式地中埋設鋼管の接続構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、地中埋設鋼管又は継手鋼管の一端にソケット部を設け、当該ソケット部に、接続する地中埋設鋼管の一端を挿入する鋼管の接続構造において、前記ソケット部の内周に環状凹部を設け、当該環状凹部に嵌め入れる環状のパッキンを設け、当該環状のパッキンは、断面の一片が略矩形形状でパッキンの内周面の一側から他側に向け、かつ、パッキンの中心軸に向かって傾斜した断面舌片状の環状ひだ部を設け、当該ひだ部の傾斜は前記内周面から１８〜２０度とし、その肉厚は２〜３ｍｍとし、当該環状のパッキンを前記環状凹部に嵌めた際、前記ひだ部の先端縁が鋼管の奥部側に向かい、前記ソケット部の内周面から突出するように位置させ、前記接続する地中埋設鋼管の一端を挿入した際、前記ひだ部は、前記地中埋設鋼管の外周に押されて環状のパッキンの内周面に押し付けられた構成である差込式地中埋設鋼管の接続構造とした。
【０００８】
請求項２の発明は、前記環状のパッキンのひだ部の先端縁付近の外周に、外側に膨らんだ環状の膨出部を有する前記請求項１に記載の差込式地中埋設鋼管の接続構造とした。
【０００９】
請求項３の発明は、前記地中埋設鋼管の一端に設けたソケット部は、当該鋼管の長手方向を圧縮させ、当該鋼管の一端から成形型を圧入し、拡管して形成した前記請求項１又は２に記載の差込式地中埋設鋼管の接続構造とした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、薄肉鋼管以外の鋼管接続において、継ぎ手等を必要とせず、また、接着剤を使用せずに、現場で、短時間で簡単かつ確実に鋼管接続が出来るので極めて使い勝手が良く、また、安価に接続作業が出来るものである。その結果、現場作業員、施工会社及び施主の何れも恩恵を受けるものであり、また、喜ばれるものである。
【００１１】
請求項２の発明によれば、パッキンのひだ部の先端縁付近の断面を外側に膨張させたので、鋼管同士又は鋼管と継手を接続させた場合、水密性能が高まり、さらに、これらを、一旦、接続させた際は抜け難くなり、鋼管接続の接合力を調整することが出来、水密性を有する最適な接合力を有する接続構造を得ることが出来る。
【００１２】
請求項３の発明によれば、地中埋設鋼管の一端に設けたソケット部は、拡管して形成したので、環状凹部形成の際当該部分の肉厚が薄くなるのを減少させることが出来、一定の肉厚の凹部を形成することが出来るので、接続部の強度を保持出来る。その結果、鋼管接続構造として安定した効果を奏することが出来るものであり、信頼性が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
地中埋設鋼管又は継手鋼管の一端にソケット部を設け、当該ソケット部に、接続する地中埋設鋼管の一端を挿入する鋼管の接続構造において、前記ソケット部の内周に環状凹部を設け、当該環状凹部に嵌め入れる環状のパッキンを設け、当該環状のパッキンは、断面の一片が略矩形形状でパッキンの内周面の一側から他側に向け、かつ、パッキンの中心軸に向かって傾斜した断面舌片状の環状ひだ部を設け、当該ひだ部の傾斜は前記内周面から１８〜２０度とし、その肉厚は２〜３ｍｍとし、当該環状のパッキンを前記環状凹部に嵌めた際、前記ひだ部の先端縁が鋼管の奥部側に向かい、前記ソケット部の内周面から突出するように位置させ、前記接続する地中埋設鋼管の一端を挿入した際、前記ひだ部は、前記地中埋設鋼管の外周に押されて環状のパッキンの内周面に押し付けられた構成とした。
【００１４】
これにより、薄肉鋼管以外の鋼管接続において、継ぎ手等を必要とせず、また、接着剤を使用せずに、現場で、短時間で簡単かつ確実に鋼管接続が出来るので極めて使い勝手が良く、また、安価に接続作業が出来るものである。
【実施例１】
【００１５】
以下、この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造を図に基づいて説明する。図１は、この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造を示す断面図である。図２は、同差込式地中埋設鋼管のソケット部の断面図である。図３は同差込式地中埋設鋼管を拡管する様子を示す概略図である。図４は、同差込式地中埋設鋼管の一端のソケット部にビーディングによって環状凹部を設ける様子を示す概略図である。
【００１６】
まず、この発明の接続構造は、図１に示す様に、接続する鋼管Ａの一端部に設けたソケット部１の内周に環状凹部３が設けられ、この環状凹部３に環状のパッキン２を嵌め入れ、このソケット部１の内側に、接続する鋼管Ｂの一端が挿入されている。前記環状のパッキン２は環状のひだ部２ａがソケット部１の内周面から突出しているが、この接続により前記パッキン２は鋼管Ｂの外周に押されて変形している。この様にして、鋼管Ｂは、鋼管Ａの内周に圧入されて接続されている。
【００１７】
次に、この差込式地中埋設鋼管の接続構造を形成する鋼管を説明する。図２に示す様に、ここで使用するのは通常の亜鉛めっき鋼管であって、長さ２８５０ｍｍ、内径１６５．２ｍｍ、管厚５ｍｍのものである。
【００１８】
この鋼管Ａの一端に他の鋼管Ｂの他端を接合するソケット部１を形成する。ソケット部１は、概略２つの工程によって形成される。第一工程として、前記鋼管Ａの一端を端縁から１００ｍｍ長拡管する。拡管に当たっては、図３に示す、既存のプレス式の拡管造型機Ｃを使用する。この拡管造型機Ｃでは、前記鋼管Ａを固定し、拡管造型機Ｃの拡管を行う作用部である横向き円柱形状の成形型２１を移動させてこの成形型２１を前記鋼管Ａの一端の内側に圧入して拡管する。
【００１９】
この時、この鋼管Ａの両端から圧縮しながらプレスを行うことによって拡管個所の肉厚の減少を抑えることが出来る。但し、鋼管Ａの長さは若干短くなる。例えば、管長が５００ｍｍの場合、４８５ｍｍ程度になる。
【００２０】
次に、第二工程として鋼管Ａのソケット部１の内側にパッキン２を挿入する環状凹部３を形成する。この作業は、既存のビーディング造型機Ｄを使用する。ビーディングとは、鋼管の円周上に内側から圧力をかけて環状の凸部及び凹部を形成することを言う。
【００２１】
このビーディング造型機Ｄでは、図４に示す様に、予め設けられた小ローラ３１と、その下方に隣接して設けられた大ローラ３２によって前記ビーディングを行う。前記小ローラ３１は一定厚を有し、また、前記大ローラ３２は一定厚で円周側面の中央は窪んで両端が突出したかたちとなっている。小ローラ３１は軸心が下方に向かって一定長移動出来るようになっており、たとえば小ローラ３１は２秒で１回転するものとし、その際、下側に０．１ｍｍ移動する構造である。装置稼働中は大ローラ３２の環状の窪み３２ａに小ローラ３１の円周外側面が嵌合するようになっている。
【００２２】
この小ローラ３１に、横から前記鋼管Ａの拡管した一端を被せる。この鋼管Ａの他端は固定されているが（図示省略）、この鋼管Ａはおよそ軸を中心に回転出来るようになっている。装置を稼働させて、大ローラ３２を回転させることにより鋼管Ａを回転させるか、若しくは、鋼管Ａを回転させた状態で、小ローラ３１を回転及び下方に移動させ、小ローラ３１の円周外側面で前記鋼管Ａの内側の一部を大ローラ３２の円周外側面の窪み３２ａに押し込んで鋼管Ａのソケット部１の内側にパッキン２を挿入する環状凹部３を形成する。
【００２３】
以上の様に、プレスによる拡管とビーディングの２つの工程を採用しているのは、ビーディングで、環状凹部を形成した場合ソケット部の肉厚が薄くなるが、この肉厚が薄くなるのを少しでも減少させるために、第一工程で圧縮して拡管を行い一定肉厚の保持を行っている。また、前記２つの工程を採用することにより、鋼管Ａの端部にソケット部１が設けられ、かつこのソケット部１の内周に環状凹部３を設けたものが量産出来る。
【００２４】
次に、この鋼管Ａのソケット部１の内側の環状凹部３に嵌め入れる環状のパッキン２を説明する。図５は、この発明の実施例１の鋼管Ａの接続構造において使用する環状のパッキン２の正面図である。図６は、同側面図である。図７は、同パッキン２の一部端面図である。図８は、同他のパッキン２の一部端面図である。図９は、さらに同他のパッキン２の一部端面図である。このパッキン２の材質としては既存のものと同じで合成ゴム等から成り、プレス成形や射出成型によって形成される。図１０は、同パッキン２を鋼管Ａのソケット部１に取り付けた状態の断面図である。
【００２５】
環状のパッキン２の実施例１−１として、図７に示す様に、断面の一片が略矩形形状で、パッキン２の内周面の一側から他側に向け、かつパッキン２の中心軸に向かって１８度傾斜した断面舌片状の環状のひだ部２ａを設け、このひだ部２ａの先端縁の手前部分には断面が外側に膨張した膨出部２ｂを設けており、先端は略尖ったものとしている。ここで、膨出部２ｂを設けているのは鋼管Ｂの他端を接続した際、水密性能を高めるためであり、また、当該鋼管Ｂの他端を抜け難くするためである。また、このひだ部２ａの根元の肉厚は２〜３ｍｍとし、前記膨出部２ｂ部分の肉厚は２．５〜３ｍｍとしている。また、このひだ部２ａの先端を断面略矩形形状の基部２ｃの他側から突出させている。
【００２６】
続いて、環状のパッキン２の実施例１−２を説明する。この実施例１−２のパッキン２は、図８に示す様に、断面の一片が略矩形形状で、パッキン２の内周面の一側から他側に向け、かつパッキン２の中心軸に向かって２０度傾斜した断面舌片状の環状のひだ部２ｄを設け、このひだ部２ｄの先端は外側に膨らんだ膨張部２ｅを設けている。ここで、膨出部２ｅを設けているのは鋼管Ｂの他端を接続した際、水密性能を高めるためであり、また、当該鋼管Ｂの他端を抜け難くするためである。また、このひだ部２ｄの根元の肉厚は２ｍｍとし、前記膨出部２ｅ部分の肉厚は３ｍｍとしている。また、このひだ部２ｄの先端を断面略矩形形状の基部２ｆの他側から突出させている。
【００２７】
さらに、環状のパッキン２の実施例１−３を説明する。この実施例１−３のパッキン２は、図９に示す様に、断面の一片が略矩形形状で、パッキン２の内周面の一側から他側に向け、かつパッキン２の中心軸に向かって２０度傾斜した断面舌片状の環状のひだ部２ｇを設け、このひだ部２ｇの先端は外側は傾斜した尖ったものとなっており、また、このひだ部２ｇの先端を断面略矩形形状の基部２ｈの他側から突出させている。
【００２８】
続いて、図１０に示す様に、パッキン２を鋼管Ａの一端のソケット部１の凹部３に装着して（図１０では、実施例１−１のパッキン２を使用している。）、図１に示す様に、この鋼管Ａのソケット部１の開口部に、他の鋼管Ｂの他端を嵌め入れて鋼管Ａ、Ｂ同士を接続する。この鋼管Ｂの鋼管Ａへの嵌め入れの際、環状のパッキン２のひだ部２ａ、２ｄ、２ｇがソケット部１の環状の内周面から突出しているがこれがガイドの役目を果たして、各ひだ部２ａ、２ｄ、２ｇは鋼管Ｂの外周によって環状のパッキン２の各基部２ｃ、２ｆ、２ｈの内周面に押されて変形する。
【００２９】
次に、実施例１−１のパッキン２の各部のサイズを変えて製造し、実施例１−１−１、実施例１−１−２、比較例１−１−３、比較例１−１−４とし、実施例１−２のパッキン２を製造し、実施例１−３のパッキン２の各部のサイズを変えて製造し、実施例１−３−１、比較例１−３−２として、これらのパッキン２の性能を試験した。その結果を以下の表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
ここで、接合力試験としては鋼管（φ１６５．２ｍｍ×ｔ５ｍｍ×５００ｍｍ）４本を挿入し、その際の押し込む際の荷重を示す。引抜力は接合力試験に続いて行い、滑材が満遍なく付着している状態で引き抜く際の荷重を示す。
【００３２】
この表１によると、各実施例が１ＭＰａ以上を示し、耐水圧において優れた値を示しているのは、各実施例では少なくとも耐水圧０．５ＭＰａを目指しているためである。これに対して、比較例１−１−３は耐水圧０．０１ＭＰａ、比較例１−３−２は耐水圧０．０５ＭＰａであって夫々水漏れが発生しており、水密性を有するパッキンとして適さない事が分かる。また、実際の現場においては、作業員が接続作業を行うのであるが、接合力における荷重が数百ｋｇｆと大き過ぎるとスピーディかつ確実に作業が出来ず、適さない。この場合の荷重としては、人力で円滑に作業が行える荷重と言うことで、およそ３０ｋｇｆ程度以下が望ましいとされている。
【００３３】
このことから、実施例１−１−１は、接合力９〜２１ｋｇｆ、引抜力１１ｋｇｆ、実施例１−１−２は、接合力２０〜３２ｋｇｆ、引抜力１４ｋｇｆ、実施例１−２は、接合力４〜８ｋｇｆ、引抜力１０ｋｇｆ、実施例１−３−１は、接合力９〜１６ｋｇｆ、引抜力１０ｋｇｆとなっている。それ故、接合力は夫々およそ３０ｋｇｆ以下であって、鋼管の接続作業に適するものである。一方、比較例１−１−４は接合力４０〜６７ｋｇｆで夫々３０ｋｇｆを超え、さらに、４０ｋｇｆ以上であって、実際の鋼管の接続作業には適さないものである。これらのことから、実施例１−１−１、同１−１−２、同１−２及び同１−３−１は、鋼管Ａのソケット部１のパッキン２に使用出来ることが分かる。
【００３４】
前記実施例１では、鋼管Ａの一方の端縁をソケット部１としたが、これに限らず、鋼管の両端をソケット部として設け、継ぎ手として使用することも出来る。
【００３５】
また、鋼管Ａとして長さ２８５０ｍｍ、内径１６５．２ｍｍ、管厚５ｍｍのものを使用しているが、鋼管としてはこれに限るものではない。また、ソケット部１を形成するのに、端縁から１００ｍｍの長さを拡管しているが、拡管する長さは１００ｍｍに限るものでは無く、その時々によって最適な長さを拡管すれば良い。また、ソケット部１は必ずしも鋼管の一端部を拡管したものでなくても、接続する鋼管の一端が差し込まれるもので有れば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造を示す断面図である。
【図２】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管のソケット部の断面図である。
【図３】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管を拡管する様子を示す概略構成図である。
【図４】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の一端のソケット部にビーディングによって環状凹部を設ける様子を示す概略構成図である。
【図５】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する環状のパッキンの正面図である。
【図６】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する環状のパッキンの側面図である。
【図７】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する環状のパッキンの一部端面図である。
【図８】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する他の環状のパッキンの一部端面図である。
【図９】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用するさらに他の環状のパッキンの一部端面図である。
【図１０】この発明の実施例１の差込式地中埋設鋼管の接続構造において使用する環状のパッキンを鋼管のソケット部に取り付けた状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ 鋼管 Ｂ 鋼管
Ｃ 拡管造型機 Ｄ ビーディング造型機
１ ソケット部 ２ 環状のパッキン
２ａ ひだ部 ２ｂ 膨出部
２ｃ 基部 ２ｄ ひだ部
２ｅ 膨出部 ２ｆ 基部
２ｇ ひだ部 ２ｈ 基部
３ 環状凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中埋設鋼管又は継手鋼管の一端にソケット部を設け、当該ソケット部に、接続する地中埋設鋼管の一端を挿入する鋼管の接続構造において、
前記ソケット部の内周に環状凹部を設け、当該環状凹部に嵌め入れる環状のパッキンを設け、
当該環状のパッキンは、断面の一片が略矩形形状でパッキンの内周面の一側から他側に向け、かつ、パッキンの中心軸に向かって傾斜した断面舌片状の環状ひだ部を設け、
当該ひだ部の傾斜は前記内周面から１８〜２０度とし、その肉厚は２〜３ｍｍとし、
当該環状のパッキンを前記環状凹部に嵌めた際、前記ひだ部の先端縁が鋼管の奥部側に向かい、前記ソケット部の内周面から突出するように位置させ、前記接続する地中埋設鋼管の一端を挿入した際、前記ひだ部は、前記地中埋設鋼管の外周に押されて環状のパッキンの内周面に押し付けられた構成であることを特徴とする、差込式地中埋設鋼管の接続構造。
【請求項２】
前記環状のパッキンのひだ部の先端縁付近の外周に、外側に膨らんだ環状の膨出部を有することを特徴とする、前記請求項１に記載の差込式地中埋設鋼管の接続構造。
【請求項３】
前記地中埋設鋼管の一端に設けたソケット部は、当該鋼管の長手方向を圧縮させ、当該鋼管の一端から成形型を圧入し、拡管して形成したことを特徴とした、前記請求項１又は２に記載の差込式地中埋設鋼管の接続構造。
【請求項１】
地中埋設鋼管又は継手鋼管の一端にソケット部を設け、当該ソケット部に、接続する地中埋設鋼管の一端を挿入する鋼管の接続構造において、
前記ソケット部の内周に環状凹部を設け、当該環状凹部に嵌め入れる環状のパッキンを設け、
当該環状のパッキンは、断面の一片が略矩形形状でパッキンの内周面の一側から他側に向け、かつ、パッキンの中心軸に向かって傾斜した断面舌片状の環状ひだ部を設け、
当該ひだ部の傾斜は前記内周面から１８〜２０度とし、その肉厚は２〜３ｍｍとし、
当該環状のパッキンを前記環状凹部に嵌めた際、前記ひだ部の先端縁が鋼管の奥部側に向かい、前記ソケット部の内周面から突出するように位置させ、前記接続する地中埋設鋼管の一端を挿入した際、前記ひだ部は、前記地中埋設鋼管の外周に押されて環状のパッキンの内周面に押し付けられた構成であることを特徴とする、差込式地中埋設鋼管の接続構造。
【請求項２】
前記環状のパッキンのひだ部の先端縁付近の外周に、外側に膨らんだ環状の膨出部を有することを特徴とする、前記請求項１に記載の差込式地中埋設鋼管の接続構造。
【請求項３】
前記地中埋設鋼管の一端に設けたソケット部は、当該鋼管の長手方向を圧縮させ、当該鋼管の一端から成形型を圧入し、拡管して形成したことを特徴とした、前記請求項１又は２に記載の差込式地中埋設鋼管の接続構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１２４９７８（Ｐ２０１２−１２４９７８Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７１１１６（Ｐ２０１０−２７１１１６）
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（０００２２５２０１）那須電機鉄工株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月６日（２０１０．１２．６）
【出願人】（０００００３６８７）東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】（０００２２５２０１）那須電機鉄工株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
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