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技術 管路曲線部用耐震離脱防止継手及びそれを使用した地中管路

出願人 日本ヒューム株式会社
発明者 三岡善平秋元昌哲
出願日 2015年6月29日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2015-129855
公開日 2017年1月19日 (3年5ヶ月経過) 公開番号 2017-015119
状態 特許登録済
技術分野 上水用取水集水配水 下水 スリーブ継手 管の敷設 管の調節可能継手
主要キーワード ストッパー金具 管路軸 離脱抵抗 レンチ穴 直線部用 用管体 スラスト抵抗 半径中心
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図面 (11)

課題

通常時にはスラスト力対抗でき、地震動発生時には耐震性能を発揮でき、設置が容易な管路曲線部離脱防止継手及びそれを使用した地中管路の提供。

解決手段

カラー部11の内周面に突出した抜け出し防止凸部14と、差し込み部12の先端側外周部に半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部15,15...と、ストッパー嵌合部に嵌合させたストッパー金具16a〜16mとを備え、差し込み部12には、差し込み部12の外周面からストッパー金具16a〜16mを多く突出させてなる強強度離脱抵抗部17を備え、強強度離脱抵抗部17を布設半径中心側に配置させ、布設半径中心側で管体端面を突き合わせ、布設半径外周側のストッパー金具16c,16dと抜け出し防止用凸部14とを係合させるようにしている管路曲線部用耐震離脱防止継手3である。

概要

背景

従来、農業用水路等に使用される地中管路では、その途中に地形地上構造物等に整合させて屈曲させた曲線部が設けられ、このような曲線部は、直管間に連結された曲管や、互いに傾けつつ管体を連結して曲線布設することで構成されている。

この管路の曲線部には、管路内の流体圧力によって屈曲半径方向外側に向けて所謂スラスト力が作用し、このスラスト力によって曲線部を構成する管体が互いに離脱振動するおそれがあることから、曲線部を構成する曲管と直管との間を連結する継手には、通常、互いに離脱方向の移動が規制され、スラスト力に対抗し得る構造のものが使用されている(例えば、特許文献1を参照)。

複数の管体を互いに傾けつつ連結することにより曲線部を構成する工法は、曲線部の曲率半径が小さいとスラスト力によって各管体間に作用する離脱方向の力が大きくなることから、背面土の抵抗でスラスト力を抑えられる程度の緩やかな曲線部にのみ適用されている。

また、地中管路の曲線部は、曲率半径方向外側が背面土に保持されており、曲線部に接続された地中管路の直線部には、スラスト力の反力が作用するため、直線部においても一定長さの互いに離脱方向の移動が規制される部分を設け、当該スラスト力の反力に対抗できるようにする必要がある。

更に、この種のスラスト力に対抗するには、例えば、曲線部上の地盤開削した後、曲線部を構成する曲管を設置するとともに、スラストブロックジオセンティクス等の固定部材を用いて曲線部を固定する構造も知られている(例えば、特許文献2を参照)。

一方、地中管路においては、管体間を連結する継手に一定の伸縮許容しつつ、管体間を離脱不能に連結する耐震構造離脱防止継手を使用し、地震動が発生した際には、管体間の離脱を防止しつつ、管体間を連結する各継手の伸縮により地盤の変位を吸収することが望まれている。

概要

通常時にはスラスト力に対抗でき、地震動発生時には耐震性能を発揮でき、設置が容易な管路曲線部離脱防止継手及びそれを使用した地中管路の提供。カラー部11の内周面に突出した抜け出し防止凸部14と、差し込み部12の先端側外周部に半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部15,15...と、ストッパー嵌合部に嵌合させたストッパー金具16a〜16mとを備え、差し込み部12には、差し込み部12の外周面からストッパー金具16a〜16mを多く突出させてなる強強度離脱抵抗部17を備え、強強度離脱抵抗部17を布設半径中心側に配置させ、布設半径中心側で管体端面を突き合わせ、布設半径外周側のストッパー金具16c,16dと抜け出し防止用凸部14とを係合させるようにしている管路曲線部用耐震離脱防止継手3である。

目的

一方、地中管路においては、管体間を連結する継手に一定の伸縮を許容しつつ、管体間を離脱不能に連結する耐震構造の離脱防止継手を使用し、地震動が発生した際には、管体間の離脱を防止しつつ、管体間を連結する各継手の伸縮により地盤の変位を吸収することが望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

管体曲線布設してなる曲線部を有する地中管路にあって、互いに連結される一方の管体の端面より他方側に突出した筒状のカラー部と、他方の管体の端部に配置され、前記カラー部内に挿入される差し込み部と、前記カラー部の内周面と前記差し込み部の外周面との隙間に介在させた止水パッキンと、前記カラー部の内周面にリング状に突出した抜け出し防止凸部と、前記差し込み部の先端側外周部に互いに周方向に間隔を置いてそれぞれ半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部と、該ストッパー嵌合部に半径方向に移動可能に嵌合させたストッパー金具とを備え、前記カラー部に差し込み部を挿し込んだ状態で前記ストッパー金具を前記抜け出し防止用凸部より差し込み方向前方で差し込み部外周面より突出させ、前記両管体を離脱不能に接続する離脱防止継手であって、前記差し込み部には、その周方向の他の部分に配置された通常離脱抵抗部に比べて、該差し込み部の外周面からストッパー金具を多く突出させてなる強強度離脱抵抗部を備え、該強強度離脱抵抗部を曲線布設される各管体間の布設半径中心側に配置させ、該布設半径中心側で前記管体端面を突き合わせ、前記布設半径外周側の前記ストッパー金具と前記抜け出し防止用凸部とを係合させるようにしていることを特徴とする管路曲線部用耐震離脱防止継手。

請求項2

前記強強度離脱抵抗部は、前記通常離脱抵抗部に比べて、前記ストッパー嵌合部間周方向ピッチが狭く、該ストッパー嵌合部を多く備えている請求項1に記載の管路曲線部用耐震離脱防止継手。

請求項3

前記差し込み部には、周方向で等間隔に前記ストッパー嵌合部を備え、前記強強度離脱抵抗部では、前記各ストッパー金具を差し込み部の外周面より突出させ、前記通常離脱抵抗部では、前記各ストッパー金具を間欠的に突出させるようにした請求項1に記載の管路曲線部用耐震離脱防止継手。

請求項4

前記ストッパー嵌合部は、その内周面部に雌ネジを有するアンカーナットを備え、前記ストッパー金具の外周に形成された雄ネジが前記アンカーナットに螺合されるようにした請求項1〜3の何れか1に記載の管路曲線部用耐震離脱防止継手。

請求項5

複数の曲線部用管体を曲線布設してなる曲線部を有する地中管路において、互いに連結される一方の管体の端面より他方側に突出した筒状のカラー部と、他方の管体の端部に配置され、前記カラー部内に挿入される差し込み部と、前記カラー部の内周面と前記差し込み部の外周面との隙間に介在させた止水パッキンと、前記カラー部の内周面にリング状に突出した抜け出し防止凸部と、前記差し込み部の先端側外周部に互いに周方向に間隔を置いてそれぞれ半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部と、該ストッパー嵌合部に半径方向に移動可能に嵌合させたストッパー金具とを備え、且つ、前記差し込み部の周方向の他の部分に配置された通常離脱抵抗部に比べて、該差し込み部の外周面からストッパー金具を多く突出させてなる強強度離脱抵抗部を備えている管路曲線部用耐震離脱防止継手を使用し、前記強強度離脱抵抗部が曲線布設される各管体間の布設半径中心側に配置され、且つ、該布設半径中心側で前記管体端面が突き合わされるように前記差し込み部が前記カラー部に挿入され、その状態で前記ストッパー金具が前記差し込み部の外周より突出され、前記布設半径外周側の前記ストッパー金具と前記抜け出し防止用凸部とを係合させるようにしたことを特徴としてなる地中管路。

請求項6

前記曲線部と隣接する直線部にあって、互いに連結される一方の直線部用管体の端面より他方側に突出した筒状の直線部用カラー部と、他方の直線部用管体の端部に配置され、前記直線部用カラー部内に挿入される直線部用差し込み部と、前記直線部用カラー部の内周面と前記直線部用差し込み部の外周面との隙間に介在させた直線部用止水パッキンと、前記カラー部の内周面にリング状に突出した直線部用抜け出し防止凸部とを備え、前記直線部用差し込み部には、差し込み方向先端側の外周部に互いに所望の周方向ピッチで半径方向に向けて配置した複数の耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部にそれぞれ直線部用ストッパー金具を移動可能に嵌合させてなる耐震離脱抵抗部と、該耐震離脱抵抗部の差し込み方向手前側に距離を置いて所望の周方向ピッチで半径方向に向けて配置した複数のスラスト抵抗用ストッパー嵌合部にそれぞれ直線部用ストッパー金具を移動可能に嵌合させてなるスラスト抵抗部とを備え、前記直線部用カラー部に前記直線部用差し込み部を差し込み、前記直線部用差し込み部の外周面より前記各直線部用ストッパー金具を突出させ、前記スラスト抵抗部の直線部用ストッパー金具を前記直線部用抜け出し防止凸部と係合させ、前記直線部用両管体間に一定以上の力が作用した際には前記スラスト抵抗部の直線部用ストッパー金具が破損し、前記直線部用抜け出し防止用凸部が前記耐震離脱抵抗部側に移動できるようにした直線部用耐震離脱防止継手を備えている請求項5に記載の地中管路。

技術分野

0001

本発明は、農業用水路等の地中管路を構成する管体間を連結する継手であって、特には曲線布設される管体間及び曲線部を構成する管体と直線部を構成する管体とを連結する管路曲線部用耐震離脱防止継手及びそれを使用した地中管路に関する。

背景技術

0002

従来、農業用水路等に使用される地中管路では、その途中に地形地上構造物等に整合させて屈曲させた曲線部が設けられ、このような曲線部は、直管間に連結された曲管や、互いに傾けつつ管体を連結して曲線布設することで構成されている。

0003

この管路の曲線部には、管路内の流体圧力によって屈曲半径方向外側に向けて所謂スラスト力が作用し、このスラスト力によって曲線部を構成する管体が互いに離脱振動するおそれがあることから、曲線部を構成する曲管と直管との間を連結する継手には、通常、互いに離脱方向の移動が規制され、スラスト力に対抗し得る構造のものが使用されている(例えば、特許文献1を参照)。

0004

複数の管体を互いに傾けつつ連結することにより曲線部を構成する工法は、曲線部の曲率半径が小さいとスラスト力によって各管体間に作用する離脱方向の力が大きくなることから、背面土の抵抗でスラスト力を抑えられる程度の緩やかな曲線部にのみ適用されている。

0005

また、地中管路の曲線部は、曲率半径方向外側が背面土に保持されており、曲線部に接続された地中管路の直線部には、スラスト力の反力が作用するため、直線部においても一定長さの互いに離脱方向の移動が規制される部分を設け、当該スラスト力の反力に対抗できるようにする必要がある。

0006

更に、この種のスラスト力に対抗するには、例えば、曲線部上の地盤開削した後、曲線部を構成する曲管を設置するとともに、スラストブロックジオセンティクス等の固定部材を用いて曲線部を固定する構造も知られている(例えば、特許文献2を参照)。

0007

一方、地中管路においては、管体間を連結する継手に一定の伸縮許容しつつ、管体間を離脱不能に連結する耐震構造の離脱防止継手を使用し、地震動が発生した際には、管体間の離脱を防止しつつ、管体間を連結する各継手の伸縮により地盤の変位を吸収することが望まれている。

先行技術

0008

特開2002−048276号公報
特開2002−276853号公報

発明が解決しようとする課題

0009

しかしながら、上述の特許文献1の如き従来の技術では、曲線部を構成する曲管と直管とを連結する継手が互いに離脱方向の移動が規制された状態にあるため、耐震構造に対応できず、地震動等によって曲線部に管路軸方向の力が作用すると、それに伴う変位を吸収できずに継手が破損するおそれがあった。

0010

一方、上述の如き従来の耐震構造の離脱防止継手は、曲線部を構成する管体間の連結に適用しようとすると、一定の伸縮を許容する構造である為、スラスト力に対抗することができないという問題があり、特には、曲線部の曲率半径が小さいと、背面土の面積が小さくなるので、その分、別途スラスト力に対抗する手段を必要とするという問題があった。

0011

また、曲線部を多用する地中管路においては、曲線部に接続される直線部に上述したスラスト力に対抗するために必要な地盤抵抗を得るための十分な長さを確保できず、直線部を構成する管体間にも耐震構造の離脱防止継手を適用出来ない場合があった。

0012

更に、従来の如くスラストブロック等の固定部材を設けるためには、少なくとも曲線部上の土砂を開削してスラストブロック等の固定部材を設置し、しかる後、埋め戻さなければならず、作業が煩雑で効率が悪く、地上に構造物が存在した場合には適用できないという問題があった。

0013

特に、地中管路を構成する管体を推進工法埋設する場合、一般に土被りが深くなるため、スラストブロック等の設置によって工期が長期化し、コストが嵩むという問題があった。

0014

そこで、本発明は、このような従来の問題に鑑み、通常時にはスラスト力に対抗でき、地震動発生時には耐震性能を発揮でき、設置が容易な管路曲線部離脱防止継手及びそれを使用した地中管路の提供を目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段

0015

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1に記載の発明の特徴は、各管体を曲線布設してなる曲線部を有する地中管路にあって、互いに連結される一方の管体の端面より他方側に突出した筒状のカラー部と、他方の管体の端部に配置され、前記カラー部内に挿入される差し込み部と、前記カラー部の内周面と前記差し込み部の外周面との隙間に介在させた止水パッキンと、前記カラー部の内周面にリング状に突出した抜け出し防止凸部と、前記差し込み部の先端側外周部に互いに周方向に間隔を置いてそれぞれ半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部と、該ストッパー嵌合部に半径方向に移動可能に嵌合させたストッパー金具とを備え、前記カラー部に差し込み部を挿し込んだ状態で前記ストッパー金具を前記抜け出し防止用凸部より差し込み方向前方で差し込み部外周面より突出させ、前記両管体を離脱不能に接続する離脱防止継手であって、前記差し込み部には、その周方向の他の部分に配置された通常離脱抵抗部に比べて、該差し込み部の外周面からストッパー金具を多く突出させてなる強強度離脱抵抗部を備え、該強強度離脱抵抗部を曲線布設される各管体間の布設半径中心側に配置させ、該布設半径中心側で前記管体端面を突き合わせ、前記布設半径外周側の前記ストッパー金具と前記抜け出し防止用凸部とを係合させるようにしている管路曲線部用耐震離脱防止継手にある。

0016

請求項2に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記強強度離脱抵抗部は、前記通常離脱抵抗部に比べて、前記ストッパー嵌合部間周方向ピッチが狭く、該ストッパー嵌合部を多く備えていることにある。

0017

請求項3に記載の発明の特徴は、請求項1の構成に加え、前記差し込み部には、周方向で等間隔に前記ストッパー嵌合部を備え、前記強強度離脱抵抗部では、前記各ストッパー金具を差し込み部の外周面より突出させ、前記通常離脱抵抗部では、前記各ストッパー金具を間欠的に突出させるようにしたことにある。

0018

請求項4に記載の発明の特徴は、請求項1〜3の何れか1の構成に加え、前記ストッパー嵌合部は、その内周面部に雌ネジを有するアンカーナットを備え、前記ストッパー金具の外周に形成された雄ネジが前記アンカーナットに螺合されるようにしたことにある。

0019

請求項5に記載の発明の特徴は、複数の曲線部用管体を曲線布設してなる曲線部を有する地中管路において、互いに連結される一方の管体の端面より他方側に突出した筒状のカラー部と、他方の管体の端部に配置され、前記カラー部内に挿入される差し込み部と、前記カラー部の内周面と前記差し込み部の外周面との隙間に介在させた止水パッキンと、前記カラー部の内周面にリング状に突出した抜け出し防止凸部と、前記差し込み部の先端側外周部に互いに周方向に間隔を置いてそれぞれ半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部と、該ストッパー嵌合部に半径方向に移動可能に嵌合させたストッパー金具とを備え、且つ、前記差し込み部の周方向の他の部分に配置された通常離脱抵抗部に比べて、該差し込み部の外周面からストッパー金具を多く突出させてなる強強度離脱抵抗部を備えている管路曲線部用耐震離脱防止継手を使用し、前記強強度離脱抵抗部が曲線布設される各管体間の布設半径中心側に配置され、且つ、該布設半径中心側で前記管体端面が突き合わされるように前記差し込み部が前記カラー部に挿入され、その状態で前記ストッパー金具が前記差し込み部の外周より突出され、前記布設半径外周側の前記ストッパー金具と前記抜け出し防止用凸部とを係合させるようにした地中管路にある。

0020

請求項6に記載の発明の特徴は、請求項5の構成に加え、前記曲線部と隣接する直線部にあって、互いに連結される一方の直線部用管体の端面より他方側に突出した筒状の直線部用カラー部と、他方の直線部用管体の端部に配置され、前記直線部用カラー部内に挿入される直線部用差し込み部と、前記直線部用カラー部の内周面と前記直線部用差し込み部の外周面との隙間に介在させた直線部用止水パッキンと、前記カラー部の内周面にリング状に突出した直線部用抜け出し防止凸部とを備え、前記直線部用差し込み部には、差し込み方向先端側の外周部に互いに所望の周方向ピッチで半径方向に向けて配置した複数の耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部にそれぞれ直線部用ストッパー金具を移動可能に嵌合させてなる耐震離脱抵抗部と、該耐震離脱抵抗部の差し込み方向手前側に距離を置いて所望の周方向ピッチで半径方向に向けて配置した複数のスラスト抵抗用ストッパー嵌合部にそれぞれ直線部用ストッパー金具を移動可能に嵌合させてなるスラスト抵抗部とを備え、前記直線部用カラー部に前記直線部用差し込み部を差し込み、前記直線部用差し込み部の外周面より前記各直線部用ストッパー金具を突出させ、前記スラスト抵抗部の直線部用ストッパー金具を前記直線部用抜け出し防止凸部と係合させ、前記直線部用両管体間に一定以上の力が作用した際には前記スラスト抵抗部の直線部用ストッパー金具が破損し、前記直線部用抜け出し防止用凸部が前記耐震離脱抵抗部側に移動できるようにした直線部用耐震離脱防止継手を備えていることにある。

発明の効果

0021

本発明に係る管路曲線部用耐震離脱防止継手は、上述したように、各管体を曲線布設してなる曲線部を有する地中管路にあって、互いに連結される一方の管体の端面より他方側に突出した筒状のカラー部と、他方の管体の端部に配置され、前記カラー部内に挿入される差し込み部と、前記カラー部の内周面と前記差し込み部の外周面との隙間に介在させた止水パッキンと、前記カラー部の内周面にリング状に突出した抜け出し防止凸部と、前記差し込み部の先端側外周部に互いに周方向に間隔を置いてそれぞれ半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部と、該ストッパー嵌合部に半径方向に移動可能に嵌合させたストッパー金具とを備え、前記カラー部に差し込み部を挿し込んだ状態で前記ストッパー金具を前記抜け出し防止用凸部より差し込み方向前方で差し込み部外周面より突出させ、前記両管体を離脱不能に接続する離脱防止継手であって、前記差し込み部には、その周方向の他の部分に配置された通常離脱抵抗部に比べて、該差し込み部の外周面からストッパー金具を多く突出させてなる強強度離脱抵抗部を備え、該強強度離脱抵抗部を曲線布設される各管体間の布設半径中心側に配置させ、該布設半径中心側で前記管体端面を突き合わせ、前記布設半径外周側の前記ストッパー金具と前記抜け出し防止用凸部とを係合させるようにしていることにより、急曲線形の曲線布設であっても、通常時においては、通常離脱抵抗部を構成するストッパー金具のせん断抵抗で曲線部を構成する管体を連結する継手部の伸縮を規制してスラスト力に対抗し、地震動等により大きな外力が作用した際には、通常離脱抵抗部を構成するストッパー金具が破断して一定の変位を吸収できるとともに、強強度離脱抵抗部を構成するストッパー金具が抜け出し防止凸部に係合し、残存するストッパー金具のせん断耐力で地震動等による外力に対抗することで高い連結強度を維持することができる。また、地震動の終息後には、破断した通常離脱部を構成するストッパー金具を交換することによってスラスト力に対抗する状態を復元することができる。

0022

また、本発明において、前記強強度離脱抵抗部は、前記通常離脱抵抗部に比べて、前記ストッパー嵌合部間の周方向ピッチが狭く、該ストッパー嵌合部を多く備えていることにより、強強度離脱抵抗部で周方向の他の部分よりストッパー金具を多く差し込み部の外周面より突出させることができる。

0023

また、本発明において、前記差し込み部には、周方向で等間隔に前記ストッパー嵌合部を備え、前記強強度離脱抵抗部では、前記各ストッパー金具を差し込み部の外周面より突出させ、前記通常離脱抵抗部では、前記各ストッパー金具を間欠的に突出させるようにしたことにより、強強度離脱抵抗部で通常離脱抵抗部よりストッパー金具を多く差し込み部の外周面より突出させることができ、且つ、地震動等の外力によって通常離脱抵抗部のストッパー金具が破損した際、未使用のストッパー金具を突出させることによりスラスト力に対抗する状態を復元することができる。

0024

更に、本発明において、前記ストッパー嵌合部は、その内周面部に雌ネジを有するアンカーナットを備え、前記ストッパー金具の外周に形成された雄ネジが前記アンカーナットに螺合されるようにしたことにより、設置作業が容易であるとともに、通常離脱抵抗部を構成するストッパー金具が地震動等によってそのせん断抵抗を超える外力を受けて破断した場合であっても、当該破断したストッパー金具を容易に取り外し、新たなストッパー金具に交換することができ、継手をスラスト力に対抗可能な状態に復元することができる。

0025

また、本発明に係る地中管路では、複数の曲線部用管体を曲線布設してなる曲線部を有する地中管路において、互いに連結される一方の管体の端面より他方側に突出した筒状のカラー部と、他方の管体の端部に配置され、前記カラー部内に挿入される差し込み部と、前記カラー部の内周面と前記差し込み部の外周面との隙間に介在させた止水パッキンと、前記カラー部の内周面にリング状に突出した抜け出し防止凸部と、前記差し込み部の先端側外周部に互いに周方向に間隔を置いてそれぞれ半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部と、該ストッパー嵌合部に半径方向に移動可能に嵌合させたストッパー金具とを備え、且つ、前記差し込み部の周方向の他の部分に配置された通常離脱抵抗部に比べて、該差し込み部の外周面からストッパー金具を多く突出させてなる強強度離脱抵抗部を備えている管路曲線部用耐震離脱防止継手を使用し、前記強強度離脱抵抗部が曲線布設される各管体間の布設半径中心側に配置され、且つ、該布設半径中心側で前記管体端面が突き合わされるように前記差し込み部が前記カラー部に挿入され、その状態で前記ストッパー金具が前記差し込み部の外周より突出され、前記布設半径外周側の前記ストッパー金具と前記抜け出し防止用凸部とを係合させるようにしたことにより、曲線部を急曲線形に曲線布設することができ、且つ、通常時には、曲線部を構成する管体を連結する継手部の伸縮を規制してスラスト力に対抗し、地震動等により大きな外力が作用した際には、連結強度を維持しつつ一定の変位を吸収する耐震構造とすることができる。

0026

更に、本発明において、前記曲線部と隣接する直線部にあって、互いに連結される一方の直線部用管体の端面より他方側に突出した筒状の直線部用カラー部と、他方の直線部用管体の端部に配置され、前記直線部用カラー部内に挿入される直線部用差し込み部と、前記直線部用カラー部の内周面と前記直線部用差し込み部の外周面との隙間に介在させた直線部用止水パッキンと、前記カラー部の内周面にリング状に突出した直線部用抜け出し防止凸部とを備え、前記直線部用差し込み部には、差し込み方向先端側の外周部に互いに所望の周方向ピッチで半径方向に向けて配置した複数の耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部にそれぞれ直線部用ストッパー金具を移動可能に嵌合させてなる耐震離脱抵抗部と、該耐震離脱抵抗部の差し込み方向手前側に距離を置いて所望の周方向ピッチで半径方向に向けて配置した複数のスラスト抵抗用ストッパー嵌合部にそれぞれ直線部用ストッパー金具を移動可能に嵌合させてなるスラスト抵抗部とを備え、前記直線部用カラー部に前記直線部用差し込み部を差し込み、前記直線部用差し込み部の外周面より前記各直線部用ストッパー金具を突出させ、前記スラスト抵抗部の直線部用ストッパー金具を前記直線部用抜け出し防止凸部と係合させ、前記直線部用両管体間に一定以上の力が作用した際には前記スラスト抵抗部の直線部用ストッパー金具が破損し、前記直線部用抜け出し防止用凸部が前記耐震離脱抵抗部側に移動できるようにした直線部用耐震離脱防止継手を備えていることにより、曲線部に隣接する直線部において、通常時には、スラスト力の反力に対抗でき、地震動等が発生した際には、管路全体鎖構造管路を成し、互いに連動して大規模な地震動等による外力に対抗することができる。

図面の簡単な説明

0027

本発明に係る地中管路の一例を示す平面図である。
図1中の曲線部用管体を示す部分拡大断面図である。
図1中の曲線部離脱防止継手を示す断面図である。
図3中のa−a線断面図である。
図1中の直線部用管体を示す部分拡大断面図である。
図1中の直線部離脱防止継手を示す断面図である。
(a)は図6中のb−b線断面図、(b)は同c−c線断面図である。
(a)は地震動等による外力が作用した際の曲線部離脱防止継手の初期段階挙動を説明する為の断面図、(b)は同a−a線断面図である。
(a)は同上の曲線部離脱防止継手が最も伸長した状態を示す断面図、(b)は同a−a線断面図である。
(a)は通常時の直線部用耐震離脱防止継手の状態を示す部分拡大断面図、(b)は同地震動が作用した際の状態を示す部分拡大断面図である。

実施例

0028

次に、本発明に係る管路曲線部用耐震離脱防止継手及びそれを使用した地中管路の実施態様を図に基づいて説明する。尚、図中符号Aは農業用水路等に使用される地中管路である。

0029

また、本実施例においては、後述する差し込み部のカラー部に対する挿入方向を基準に説明し、差し込み部の挿入方向先端側を前とする。

0030

地中管路Aは、複数の曲線部用管体1,1を互いに傾けて曲線布設してなる曲線部と、直線部用管体2,2を直線的に布設してなる直線部とを備え、曲線部用管体1,1及び直線部用管体2,2が推進工法により地中に埋設され、曲線部を構成する曲線部用管体1,1間が管路曲線部用耐震離脱防止継手3によって連結され、曲線部用管体1と直線部用管体2との間及び直線部用管体2,2間が直線部用耐震離脱防止継手4により連結されている。

0031

曲線部用管体1,1は、図2に示すように、それぞれ合成鋼管からなる推進管であり、外殻鋼管5の内周コンクリート層6からなるライニングが施された構造となっている。尚、本実施例の曲線部用管体1は、直線部用管体2よりも全長が短くなっている。

0032

尚、図中符号7,8は、それぞれ管体の端面に配置された端板、符号9、10はそれぞれ外殻鋼管5の内周面に周方向に間隔を置いて突設された補強用リブであり、各端板7,8が補強用リブ9,10の先端に支持されている。

0033

管路曲線部用耐震離脱防止継手3は、図3図4に示すように、連結される一方の管体1の端面より他方側に突出した筒状のカラー部11と、他方の管体1の端部に配置され、カラー部11内に挿入される差し込み部12と、カラー部11の内周面と差し込み部12の外周面との隙間に介在させた止水パッキン13と、カラー部11の内周面にリング状に突出した抜け出し防止凸部14と、差し込み部12の先端側外周部に互いに周方向に間隔を置いてそれぞれ半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部15,15...と、ストッパー嵌合部15,15...に半径方向に移動可能に嵌合させたストッパー金具16a〜16mとを備え、カラー部11に差し込み部12を差し込んだ状態でストッパー金具16a〜16mを抜け出し防止凸部14より差し込み方向前方で差し込み部12外周面より突出させ、両管体1,1を離脱不能に接続するようになっている。

0034

また、管路曲線部用耐震離脱防止継手3は、差し込み部12の周方向の他の部分(以下、通常離脱抵抗部17という)に比べて、ストッパー金具16g〜16mを差し込み部12の外周面から多く突出させている強強度離脱抵抗部18を備え、強強度離脱抵抗部18を曲線布設される各管体間の布設半径中心側に配置させ、布設半径中心側で管体端面を突き合わせ、布設半径外周側のストッパー金具16c,16dと抜け出し防止凸部14とを係合させるようにしている。

0035

カラー部11は、外殻鋼管5の後端延長した鋼管により形成され、管体1の端面より他方側(後方)に向けて一体に突出している。

0036

このカラー部11の内周面には、後端側にリング状に突出した抜け出し防止凸部14を備え、その更に後端側に環状の止水パッキン13が嵌合されている。

0037

また、カラー部11の後端内周面には、パッキン離脱防止用の丸棒からなるストッパー部材19が固定されており、止水パッキン13の外周面がカラー部11の内周面に固定され、ストッパー部材19に当て止めされて止水パッキン13がカラー部11より抜け出ないようになっている。

0038

抜け出し防止凸部14は、鋼材等の金属部材によりリング状に形成され、その外周が全周に亘ってカラー部11の内周面に溶接等によって強固に固定されている。

0039

止水パッキン13の態様は、特に限定されないが、例えば、内周側が差し込み部12の差し込み方向に傾斜させた複数の湾曲部13a,13a...を備えた形状に一体成形されたものを使用する。

0040

差し込み部12は、外殻鋼管5の端部を縮径加工した差し込み部外殻20を有し、その内周面が前述したコンクリート層6でライニングされた構造となっている。

0041

この差し込み部12には、先端側外周部に互いに周方向に間隔を置いてそれぞれ半径方向に向けた複数のストッパー嵌合部15,15...を備え、各ストッパー嵌合部15,15...が放射状を成している。

0042

各ストッパー嵌合部15,15...は、アンカーナット21の先端を差し込み部外殻20に形成した孔内に挿入し、差し込み部外殻20及び補強用リブ10に溶接し、これをコンクリート層6内に埋め込むことによって形成されている。

0043

また、各ストッパー嵌合部15,15...には、ストッパー金具16a〜16mが半径方向に移動可能に嵌合され、このストッパー金具16a〜16mが差し込み部12の外周面より外向きに突出するようになっている。

0044

ストッパー金具16a〜16mは、先端に小径部22を有する円柱状に形成され、先端の小径部22を除く外周面には雄ネジ23が刻設され、この雄ネジ23をアンカーナット21の雌ネジに螺合させることによりストッパー嵌合部15,15...に嵌合されるようになっている。

0045

ストッパー金具16a〜16mの後端には、角型レンチ、例えば六角レンチ用の六角穴からなるレンチ穴24が形成され、この管内からレンチ穴24に角型レンチを嵌合させ回転させることにより、ストッパー金具16a〜16mがストッパー嵌合部15,15...内で螺進し、半径方向で移動できるようになっている。

0046

また、ストッパー金具16a〜16mは、その全長、即ち先端からレンチ穴24が開口している端面までの長さが差し込み部12のコンクリート層6の厚さより短く形成され、アンカーナット21内に収容された状態にしておき、操作によって先端部が差し込み部12の外周より突出するようになっている。

0047

強強度離脱抵抗部18は、図3に示すように、ストッパー嵌合部15,15間の周方向ピッチが通常離脱抵抗部17に比べて狭く(本実施例では1/2に設定)、その分、ストッパー嵌合部15,15...の数が通常離脱抵抗部17より多く(本実施例では倍)備え、ストッパー金具16g〜16mを通常離脱抵抗部17より多く備えている。

0048

直線部用管体2は、図5に示すように、合成鋼管からなる推進管であり、外殻鋼管30の内周にコンクリート層31からなるライニングが施された構造となっている。

0049

尚、図中符号32,33は、それぞれ管体の端面に配置された端板、符号34,35はそれぞれ外殻鋼管30の内周面に周方向に間隔を置いて突設された補強用リブであり、各端板32,33が補強用リブ34,35の先端に支持されている。また、図中符号52は端板32,33間に介在させる端面クッション材である。

0050

直線部用管体2,2間を連結する直線部用耐震離脱防止継手4は、図6図7に示すように、連結される一方の直線部用管体2の端面より他方側に突出した筒状の直線部用カラー部36と、他方の直線部用管体2の端部に配置され、直線部用カラー部36内に挿入される直線部用差し込み部37と、直線部用カラー部36の内周面と直線部用差し込み部37の外周面との隙間に介在させた直線部用止水パッキン38と、直線部用カラー部36の内周面にリング状に突出した直線部用抜け出し防止凸部39と、直線部用差し込み部37の先端側外周部に所望の周方向ピッチで半径方向に向けた複数の耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部40,40...にそれぞれ直線部用ストッパー金具41,41...を移動可能に嵌合させてなる耐震離脱抵抗部42と、耐震離脱抵抗部42の差し込み方向手前側に距離を置いた位置に配置され、所望の周方向ピッチで半径方向に向けた複数のスラスト抵抗用ストッパー嵌合部43,43...にそれぞれ直線部用ストッパー金具44,44...を移動可能に嵌合させてなるスラスト抵抗部45とを備え、直線部用カラー部36に直線部用差し込み部37を差し込み、その状態で直線部用差し込み部37の外周面より各直線部用ストッパー金具41,41...、44,44...を突出させ、スラスト抵抗部45の直線部用ストッパー金具44,44...を直線部用抜け出し防止凸部39と係合させている。

0051

直線部用カラー部36は、外殻鋼管30の後端を延長した鋼管により形成され、直線部用管体2の端面より他方側(後方)に向けて一体に突出している。

0052

この直線部用カラー部36の内周面には、後端側にリング状に突出した直線部用抜け出し防止凸部39を備え、その更に後端側に環状の直線部用止水パッキン38が嵌合されている。

0053

また、直線部用カラー部36の後端内周面には、パッキン離脱防止用の丸棒からなるストッパー部材46が固定されており、直線部用止水パッキン38の外周面が直線部用カラー部36の内周面に固定され、ストッパー部材46に当て止めされて直線部用止水パッキン38が直線部用カラー部36より抜け出ないようになっている。

0054

直線部用抜け出し防止凸部39は、鋼材等の金属部材によりリング状に形成され、その外周が全周に亘って直線部用カラー部36の内周面に溶接等によって強固に固定されている。

0055

直線部用止水パッキン38の態様は、特に限定されないが、例えば、内周側が直線部用差し込み部37の差し込み方向に傾斜させた複数の湾曲部38a,38aを備えた形状に一体成形されたものを使用する。

0056

直線部用差し込み部37は、外殻鋼管30の端部を縮径加工した差し込み部外殻47を有し、その内周面が前述したコンクリート層31がライニングされた構造となっている。

0057

この直線部用差し込み部37には、その差し込み方向先端側外周部に互いに所望の周方向ピッチでそれぞれ半径方向に配置した複数の耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部40,40...を備えるとともに、耐震離脱抵抗部42と差し込み方向に一定の距離を置いた位置の外周部に所望の周方向ピッチでそれぞれ半径方向に向けた複数のスラスト抵抗用ストッパー嵌合部43,43...を備えている。

0058

スラスト抵抗用ストッパー嵌合部43,43...は、その周方向ピッチが耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部40,40...の周方向ピッチより広く、その分、耐震離脱抵抗部42の直線部用ストッパー金具41,41...の数量に比べてスラスト抵抗部45における直線部用差し込み部37の外周面より突出する直線部用ストッパー金具44,44...の数量が少なくなっている。

0059

即ち、スラスト抵抗部45は、地震動等の外力に対する十分な耐力が確保された耐震離脱抵抗部42に比べて直線部用ストッパー金具44,44...の数量を少なくすることで、両直線部用管体2,2間に作用するスラスト力に対抗可能であるが、それを超える大きな外力に対しては直線部用ストッパー金具44,44...が破断するように構成されている。

0060

各耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部40,40...及び各スラスト抵抗用ストッパー嵌合部43,43...は、それぞれアンカーナット48の先端を差し込み部外殻47に形成した孔内に挿入し、差し込み部外殻47及び補強用リブ35に溶接し、これをコンクリート層31内に埋め込むことによって形成されている。

0061

また、各耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部40,40...及び各スラスト抵抗用ストッパー嵌合部43,43...には、それぞれ直線部用ストッパー金具41,44が半径方向に移動可能に嵌合され、この直線部用ストッパー金具41,44が直線部用差し込み部37の外周面より外向きに突出するようになっている。

0062

直線部用直線部用ストッパー金具41,44は、共に先端に小径部49を有する円柱状に形成され、先端の小径部49を除く外周面には雄ネジ50が刻設され、この雄ネジ50をアンカーナット48の雌ネジに螺合させることにより耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部40及びスラスト抵抗用ストッパー嵌合部43に嵌合されるようになっている。

0063

直線部用直線部用ストッパー金具41,44の後端には、角型レンチ、例えば六角レンチ用の六角穴からなるレンチ穴51が形成され、この管内からレンチ穴51に角型レンチを嵌合させ回転させることにより、直線部用ストッパー金具41,44が耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部40及びスラスト抵抗用ストッパー嵌合部43内で螺進し、半径方向で移動できるようになっている。

0064

また、直線部用ストッパー金具41,44は、その全長、即ち先端からレンチ穴51が開口している端面までの長さが直線部用差し込み部37のコンクリート層31の厚さより短く形成され、アンカーナット48内に収容された状態にしておき、操作によって先端部が直線部用差し込み部37の外周より突出するようになっている。

0065

次に、本発明に係る地中管路Aにおける如き管路曲線部用耐震離脱防止継手3及び直線部用離脱防止継手4の態様について詳説する。

0066

この地中管路Aでは、両曲線部用管体1,1の端板7,8間に、端面クッション材25を介してカラー部11に差し込み部12を差し込みつつ、強強度離脱抵抗部18を内側に配置して所望の布設半径を成すように互いに傾けつつ曲線部用管体1,1を推進させて曲線部を構築する。

0067

このように各曲線部用管体1,1を地中に埋設することにより、布設半径中心側で管体端面2a,2bが突き合わされた状態となり、その状態で各ストッパー金具16a〜16mをその先端が、カラー部11の抜け出し防止凸部14の内径より外側に位置するまで突出させ、布設半径外周側のストッパー金具16c,16dと抜け出し防止凸部14とを係合させる。その際、ストッパー金具16a〜16mは、その先端がカラー部11の内周面に当接されるまで突出させることによって、所望の突出長さとなったことが確認できる。

0068

通常時においては、図1に示すように、地中管路A内を通る流体圧力によって各曲線部用管体1,1に布設半径方向外側にスラスト力Sが作用し、各曲線部用管体1,1には、布設半径外側に布設半径外側が互いに離脱させる方向に当該スラスト力Sの分力が作用する。

0069

このスラスト力Sに対し、管路曲線部用耐震離脱防止継手3は、図3図4に示すように、布設半径中心側で管体1,1端面が突き合わされ、布設半径外周側のストッパー金具16c,16dと抜け出し防止凸部14とが係合された状態にあるので、布設半径外側に配置されたストッパー金具16c,16dのせん断抵抗、即ち通常離脱抵抗部17によって対抗し、曲線部用管体1,1同士或いは曲線部用管体1,1と直線部用管体2,2とが互いに離脱防止されている。

0070

その際、布設半径中心側に配置された各ストッパー金具16g〜16m、即ち、強強度離脱抵抗部18を構成しているストッパー金具16g〜16mは、管軸方向で抜け出し防止凸部14と距離を隔てた状態にあり、スラスト力Sに対する抵抗としては寄与していない状態にあるが、スラスト力Sが地震動等による外力に比べて小さく、布設半径方向に作用する力であるので、通常離脱抵抗部17、即ち、布設半径外側に配置されたストッパー金具16c,16dのせん断耐力のみで十分にスラスト力Sに抵抗できるようになっている。

0071

この管路曲線部用耐震離脱防止継手3では、地震動による地盤変位地割れによって管体が互いに離脱する方向に大きな外力が作用した場合、まず、通常離脱抵抗部17を構成するストッパー金具16c,16dのせん断耐力で外力に対抗しつつ、差し込み部12が抜け出し方向に移動して地盤変位を吸収する。

0072

しかしながら、通常離脱抵抗部17を構成するストッパー金具16c,16dは、始めから抜け出し防止凸部14と係合した状態にあるので、当該外力が通常離脱抵抗部17を構成するストッパー金具16c,16dのせん断耐力を超える場合、図8に示すように、差し込み部12が抜け出し方向に移動しきる前に布設半径外側より順に通常離脱抵抗部17を構成するストッパー金具16c,16dの先端の小径部22が破断する。

0073

そして、そのストッパー金具16c、16dが破断すると、破断したストッパー金具16c,16dの布設半径中心側に配置されたストッパー金具16b、16eと抜け出し防止凸部14との間のスペースを利用して差し込み部12が抜け出し方向に移動して変位を吸収する。

0074

また、作用する外力によっては、更にストッパー金具16b、16eの破断によって、破断したストッパー金具16b,16eの布設半径中心側に配置されたストッパー金具16a、16fと抜け出し防止凸部14との間のスペースを利用して差し込み部12が抜け出し方向に移動して変位を吸収する。

0075

そして、差し込み部12が更に抜け出し方向に移動すると、図9に示すように、強強度離脱抵抗部18を構成するストッパー金具16g〜16mが抜け出し防止凸部14に係合し、残存するストッパー金具16g〜16mのせん断耐力で地震動等による外力に対抗し、それ以上の差し込み部12の抜け出しが防止される。

0076

その際、強強度離脱抵抗部18がストッパー金具16g〜16mを通常離脱抵抗部17に比べて多く備えるため、その分当該外力が分散されるので、通常離脱抵抗部17を構成するストッパー金具16a〜16fの一部又は全部が欠損していても、管路曲線部用耐震離脱防止継手3は、常に高い抜け出し抵抗力が維持される。

0077

一方、この地中管路Aでは、地中管路Aの曲線部に隣接する直線部を構成する直線部用管体2,2間に直線部用耐震離脱防止継手4を備え、鎖構造管路となっている。

0078

直線部用耐震離脱防止継手4は、通常の場合、図10(a)に示すように、スラスト抵抗部45の直線部用ストッパー金具41,41...が直線部用抜け出し防止凸部39と係合しているので、直線部用カラー部36と直線部用差し込み部37とが互いに移動不能な状態にあり、直線部では、スラスト力Sに対抗する地盤抵抗を得る為に必要十分な長さに亘って直線部用管体2,2が互いに移動不能な状態が確保されている。

0079

一方、地震動による地盤変位や地割れによって管体が互いに離脱する方向に大きな外力が作用し、各管路曲線部用耐震離脱防止継手3で地盤変位を吸収しきれない場合には、曲線部用管体1,1間が強強度離脱抵抗部18によって連結強度が維持されているので、曲線部に連鎖して直線部用耐震離脱防止継手4にも地震動等による力が作用する。

0080

その際、スラスト抵抗部45では、直線部用ストッパー金具44,44...の数量が少ないことから、直線部用ストッパー金具44,44...のせん断耐力を超える大きな外力が作用すると各ストッパー44,44...が破断し、直線部用カラー部36に対して直線部用差し込み部37が移動可能な状態になり、直線部用管体2,2が互いに移動して変位を吸収できる状態となる。

0081

そして、直線部用差し込み部37が更に抜け出し方向に移動すると、図10(b)に示すように、直線部用抜け出し防止凸部39が耐震離脱抵抗部42の直線部用ストッパー金具41,41...と係合し、耐震離脱抵抗部42の直線部用ストッパー金具41,41...のせん断抵抗で地震動等による外力に対抗し、それ以上の直線部用カラー部36からの直線部用差し込み部37の抜け出しを防止する。

0082

その際、耐震離脱抵抗部42では、直線部用ストッパー金具41,41...を多く備え、その分地震動等の外力が分散されるため高い耐力が維持されており、地震動等による大きな外力に対抗でき、直線部用カラー部36からの直線部用差し込み部37の抜け出しを好適に防止できるようになっている。

0083

次に、地震動発生後の管路曲線部用耐震離脱防止継手3の復元について説明する。

0084

上述したように、本発明に係る管路曲線部用耐震離脱防止継手3では、地震動等による外力が通常離脱抵抗部17を構成するストッパー金具16a〜16fのせん断耐力を超える場合、差し込み部12が抜け出し方向に移動しきる前に布設半径外側より順に通常離脱抵抗部17を構成するストッパー金具16a〜16fの先端の小径部22が破断する。

0085

その為、地震動終息後の管路曲線部用耐震離脱防止継手3では、布設半径外側に配置されたストッパー金具16a〜16fが破損しているので、継手の布設半径外側の移動が規制されておらず、スラスト力Sに対抗することが出来ない状態にある。

0086

しかしながら、この管路曲線部用耐震離脱防止継手3では、通常離脱抵抗部17を構成する破損したストッパー金具16c,16dを取り外し、新たなストッパー金具16c,16dを取り付けることによって、通常離脱抵抗部17を構成するストッパー金具16c,16cが抜け出し防止凸部14と係合するので、布設半径外側に配置されたストッパー金具16c,16dのせん断抵抗、即ち通常離脱抵抗部17によってスラスト力Sに対抗する状態に復元することができる。

0087

また、地震終息後では、カラー部11と差し込み部12とがどの様な位置で静止しているか分からない場合もあるが、その場合であっても、通常離脱抵抗部17を構成するすくなくとも何れか1のストッパー金具16a〜16fが抜け出し防止凸部14と係合すれば、スラスト力に対抗する状態に復元することができる。

0088

また、直線部用耐震離脱防止継手4においても、破断したスラスト抵抗部45の直線部用ストッパー金具44,44...を交換することによりスラスト力Sに対抗する状態に復元することができる。

0089

尚、上述の実施例では、強強度離脱抵抗部18は、差し込み部12の通常離脱抵抗部17に比べて、ストッパー嵌合部15,15間の周方向ピッチが狭く、ストッパー嵌合部15,15...を多く備えている場合について説明したが、差し込み部12には、周方向で等間隔にストッパー嵌合部15,15...を備え、強強度離脱抵抗部18では、各ストッパー金具を差し込み部の外周面より突出させ、通常離脱抵抗部17では、各ストッパー金具を間欠的に突出させるようにして、通常離脱抵抗部17に比べて強強度離脱抵抗部18で外周面に突出させたストッパー金具が多くなるようにしてもよい。

0090

また、上述の実施例では、各管体に合成鋼管からなる推進管を使用した例について説明したが、各管体はこれに限定されない。

0091

A地中管路
1曲線部用管体
2直線部用管体
3管路曲線部用耐震離脱防止継手
4 直線部用耐震離脱防止継手
5外殻鋼管
6コンクリート層
7端板
8 端板
9補強用リブ
10 補強用リブ
11カラー部
12 差し込み部
13止水パッキン
14 抜け出し防止凸部
15ストッパー嵌合部
16a〜16mストッパー金具
17 通常離脱抵抗部
18 強強度離脱抵抗部
19ストッパー部材
20 差し込み部外殻
21アンカーナット
22小径部
23雄ネジ
24レンチ穴
25 端面クッション材
30 外殻鋼管
31 コンクリート層
32,33 端板
34,35 補強用リブ
36 直線部用カラー部
37 直線部用差し込み部
38 直線部用止水パッキン
39 直線部用抜け出し防止凸部
40 耐震離脱抵抗用ストッパー嵌合部
41 直線部用ストッパー金具
42 耐震離脱抵抗部
43スラスト抵抗用ストッパー嵌合部
44 直線部用ストッパー金具
45 スラスト抵抗部
46 ストッパー部材
47 差し込み部外殻
48 アンカーナット
49 小径部
50 雄ネジ
51 レンチ穴
52 端面クッション材

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