JP2002031266A - 免震配管接続構造およびそれにおける固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 免震配管技術において従来より使用されてい
るボールジョイント、ユニバーサルジョイントなどの配
管接続方向変位・伸縮可能継手、配管接続方向変位可能
継手の使用方法を適切にする。 【解決手段】 免震配管において、配管接続方向変位・
伸縮可能継手としてのユニバーサル・エキスパンション
・ジョイント２４、２８を、ユニバーサル・エキスパン
ション・ジョイント２４、２８を構成する挿嵌部材Ｃ側
を、被挿嵌部材Ｄ側よりも、上流側に位置するように使
用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の上階部分な
どの上部構造が下階部分などの下部構造に、あるいは上
部構造としての建物本体が下部構造としての建物基礎
に、免震装置を介して支持されている免震構造の建物に
おいて、上部構造側の配管と、下部構造側の配管とを、
地震時でも配管接続が維持できるような免震配管接続技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、建築物の耐震対策が積極的に進め
られている。例えば地盤側に構築される地下ピットなど
の建物下部基礎側と、住居部分などが設けられる建物本
体側との間に、アイソレータやダンパなどからなる免震
装置が介在させられた免震対策が知られている。すなわ
ち、地震時の地盤側の振動を免震装置で吸収して、地震
の振動を建物本体側にそのまま伝えないような構造に構
成されているのである。

【０００３】このように建物自体の耐震対策が積極的に
進められる一方で、上下水道、ガスなどの建物への引き
込み配管系統における耐震対策も求められている。特殊
な継手を使用して、かかる配管系統を接続する免震配管
工法が種々提案されている。

【０００４】例えば、特開平１０−２３１９７２号公報
には、室内配水用配管と、地中配水用管とが、両端部外
周面に球面凸状部が形成された伸縮自在な継手本体と、
かかる球面凸状部に球面摺動自在に嵌合する球面凹状部
が内周面に形成された一対の継手管とからなる管継手
で、免震配管接続される構成が開示されている。

【０００５】また、かかる公報には、一端部外周面に球
面凸状部が形成された継手本体と、かかる球面凸状部に
球面摺動自在に嵌合する球面凹状部が形成された継手管
とからなる一対の管継手本体の各継手本体が、スイベル
により連結された管継手により、室内用配水管と地中配
水管とが、屈曲配管された免震配管構造も開示されてい
る。

【０００６】特開平１１−１８２７７５号公報には、建
物基礎側と、この建物基礎側に免震装置を介して設けら
れた建物本体側とで、それぞれの側に固定された配管
を、接続方向変位可能継手、伸縮継手を介して、免震配
管接続する構成が開示されている。

【０００７】特開平１１−３４４１７６号公報には、フ
レキシブル継手配管の一端にボールジョイントを、他端
にユニバーサルジョイントをそれぞれ結合した設備用配
管の免震継手、フレキシブル配管の両端にボールジョイ
ントを結合した設備用配管の免震継手の構成がそれぞれ
開示されている。

【０００８】上記それぞれの構成では、呼称はそれぞれ
異なるものの、ボールジョイント、あるいはユニバーサ
ルジョイントと呼ばれる構成の継手が使用されている。
かかるボールジョイント、ユニバーサルジョイントは、
互いに接続する配管の接続方向を自在に選択できる構成
で、接続方向が予め固定されているエルボなどの継手と
は異なる構成である。

【０００９】ボールジョイント、ユニバーサルジョイン
トでは、その配管方向を自在に選択できるように、略共
通した摺動機構部を有している。かかる摺動機構部は、
例えば、図１に示すボールジョイントでは、筒体１の一
端側に配管接続部２を、他端側に挿嵌部を設けた挿嵌部
材Ａと、一端側に配管接続部２’を、他端側に上記挿嵌
部を摺動可能に内包する被挿嵌部を有する被挿嵌部材Ｂ
とから構成されている。

【００１０】挿嵌部材Ａでは、挿嵌部は、その外周面が
凸な部分球面状の部分球面部３に形成されている。

【００１１】被挿嵌部材Ｂでは、図１に示すように、筒
状ボディ部４ａと、筒状カバー部４ｂとから構成されて
いる。筒状ボディ部４ａの内周面は、上記凸な部分球面
部３を摺動可能に内包する（図１に示す状態では、前半
部３ａを内包する）凹な部分球面部５ａに形成され、筒
状カバー部４ｂの内周面は、上記凸な部分球面部３を摺
動可能に内包する（図１に示す状態では、後半部３ｂを
内包する）凹な部分球面部５ｂに形成され、筒状ボディ
部４ａ、筒状カバー部４ｂの双方の凹な部分球面部５
ａ、５ｂが連続して上記被挿嵌部を形成している。

【００１２】すなわち、凹な部分球面部５に形成された
被挿嵌部に、凸な部分球面部３に形成された挿嵌部が摺
動自在に挿嵌されている。そこで、被挿嵌部材Ｂに対し
て、挿嵌部材Ａを、軸方向に沿って捩じり方向に回転さ
せたり、あるいは中心軸Ｎの軸方向に対して首振させた
り、あるいは捩じり方向の回転と首振とを併有する首振
回転を起こさせることができる。

【００１３】このように挿嵌部材Ａを、被挿嵌部材Ｂに
対して上記のように回転させることにより、挿嵌部材Ａ
の配管接続部２を介して接続した配管と、被挿嵌部材Ｂ
の配管接続部２’を介して接続した配管とは、配管接続
方向を捩じり方向の許容回転角度３６０度、首振許容角
度βの両範許容角度範囲内で、配管方向の接続方向の変
更が許容されることとなる。

【００１４】そのため、上記所定角度の範囲内であれ
ば、互いに摺動可能に挿嵌された挿嵌部材Ａ、被挿嵌部
材Ｂのそれぞれに接続させた配管同士に、地震などによ
り接続方向の回転などの変形力が発生しても、これを吸
収して、配管接続部が破損しないように維持されること
となる。

【００１５】図２に示す構成のユニバーサルジョイント
でも、図１に示すボールジョイントと略同様の摺動機構
を有する。図２に示す場合には、摺動機構部は、スライ
ド筒体１１の一端側に配管接続部１２を設け、他端側に
挿嵌部１３を伸縮自在に設けた挿嵌部材Ｃと、一端側に
配管接続部１４を、他端側に上記挿嵌部１３を摺動可能
に内包する被挿嵌部を有する被挿嵌部材Ｄとから構成さ
れている。

【００１６】挿嵌部材Ｃでは、筒体１１の端部に形成し
た挿嵌部１３が、その外周面が凸な部分球面状の部分球
面部１５に形成されている。被挿嵌部材Ｄでは、図２に
示すように、筒状ボディ部１６ａと筒状カバー部１６ｂ
とから構成されている。筒状ボディ部１６ａは、その内
周面が、上記凸な部分球面部１５を摺動可能に内包する
（図２に示す状態では、前半部１５ａを内包する）凹な
部分球面部１７ａに形成されている。

【００１７】筒状カバー部１６ｂは、内周面が上記凸な
部分球面部１５を摺動可能に内包する（図２に示す状態
では、後半部１５ｂを内包する）凹な部分球面部１７ｂ
に形成され、筒状ボディ部１６ａと筒状カバー部１６ｂ
とで、双方の凹な部分球面部１７ａ、１７ｂを連続させ
て、被挿嵌部を形成している。すなわち、凹な部分球面
部１７に形成された被挿嵌部に、凸な部分球面部１５に
形成された挿嵌部１３が摺動自在に挿嵌して、摺動機構
が構成されている。

【００１８】そこで、被挿嵌部材Ｄに対して、挿嵌部材
Ｃを、中心軸Ｎの軸方向に対して捩じり方向に回転させ
たり、あるいは中心軸Ｎの軸方向に対して首振させた
り、あるいは前後にスライドさせたり、あるいは捩じり
方向の回転と首振とスライドとを適宜選択的に組合せた
動作を行うことができる。

【００１９】このように挿嵌部材Ｃを、被挿嵌部材Ｄに
対して上記のように回転させることにより、挿嵌部材Ｃ
に接続した配管と、被挿嵌部材Ｄに接続した配管とは、
配管接続方向を捩じり方向の許容回転角度３６０度、首
振許容角度βの両範許容角度範囲内で、且つスライド許
容範囲Ｗ内で、配管方向の接続方向の変更、伸縮が許容
されることとなる。

【００２０】そのため、ボールジョイントと同様に、互
いに摺動可能に挿嵌された挿嵌部材Ｃ、被挿嵌部材Ｄの
それぞれに接続させた配管同士に、地震などにより接続
方向の回転などの変形力が発生しても、これを吸収し
て、配管接続部が破損しないように維持することができ
る。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者は、
従来の免震配管の構成で使用されるボールジョイント、
ユニバーサルジョイントでは、その摺動機構上、長期使
用においては流体中の混在物によりその摺動機構が円滑
に摺動しなくなる虞があることに気がついた。

【００２２】例えば、図１に示す構成のボールジョイン
トの図中丸で囲んだ部分では、挿嵌部材Ａと被挿嵌部材
Ｂとの挿嵌部分では、挿嵌部の凸な部分球面部３が、被
挿嵌部材Ｂの凹な部分球面部５ａ、５ｂにより摺動自在
に挿嵌されているが、図１（Ｂ）に示すように、凸な部
分球面部３は、筒状ボディ部４ａの内面４ｃとの間に隙
間ｄが設けられ、凸な部分球面部３の円滑な摺動が行え
るようになっている。

【００２３】そこで、かかる隙間ｄを有する挿嵌部分に
対して、図１（Ａ）の矢印Ｙに示す方向で水などの流体
を流すと、隙間ｄ部分に流体の一部が引っかかることと
なる。例えば、図１において、流体が紙面右から左に流
れる場合には、この流体に微細なゴミなどが混在されて
いると、その隙間ｄに入り込むことが考えられる。

【００２４】混在量が僅かで、併せて混在物が微小であ
る場合には、施工後短い期間では、かかる詰まりが何ら
かの問題を起こすことは想定しにくいが、長期間の使用
では、かかる隙間ｄに堆積した混在物の詰まりが原因
で、摺動しにくくなる虞があることが判明した。

【００２５】かかる点は、ユニバーサルジョイントでも
同様で、挿嵌部材Ｃと被挿嵌部材Ｄとの間に形成される
僅かな隙間ｄに、上記ボールジョイントについて述べた
と同様の詰まりが発生する場合が十分に考えられる。

【００２６】しかし、前掲の公報においては、ボールジ
ョイント、ユニバーサルジョイントの使用に際してのか
かる隙間ｄに詰まりが発生する可能性についての認識は
一切見られない。従来例は、かかるボールジョイント、
ユニバーサルジョイントの摺動機構部に隙間ｄでの詰ま
りの危険性を指摘したものは見られない。

【００２７】使用後短期間では、かかる障害が発生する
可能性は少ないため、かかる問題点の指摘がないものと
考えられる。しかし、施工後の長期間ではかかる障害の
発生する虞は十分に想定され、万が一にもかかる障害が
発生しないように予め配管接続することが必要である。
また、流す流体中の混在物の多寡、大小などによって
は、短期間での障害発生も十分に想定される。

【００２８】さらに、目詰まりが発生しない場合におい
ても、常に流体の一部が隙間部に引っかかるため、挿嵌
部材Ａ、Ｃの部分球面部に回転させる力が加えられ続け
ることとなり、これに基づく微小振動が配管接続部に常
に加えられる事態も十分に想定される。

【００２９】すなわち、従来技術では、ボールジョイン
ト、ユニバーサルジョイントを使用することにより免震
配管が行えることについての開示はなされているが、か
かるボールジョイント、ユニバーサルジョイントを使用
するについての、施工後も円滑にボールジョイント、ユ
ニバーサルジョイントの機能を確保するための取付け方
法については一切の考慮がなされていないのである。

【００３０】本発明者は、施工後長期間に亘る免震配管
の初期品質の維持という観点から、免震配管接続構造を
検討することにより、初めて、ボールジョイント、ユニ
バーサルジョイントの摺動機構に基づいた適切な使用形
態があることを見出し、本発明となしたものである。

【００３１】また、上記従来例では、ボールジョイン
ト、ユニバーサルジョイントなどの継手を使用する場合
における室内配管や、埋設配管側の取付け方法に関して
も、いかなる取付け方法が、これらボールジョイント、
ユニバーサルジョイントを使用した免震配管におけるベ
ストモードであるかの十分な検討が見出せない。

【００３２】さらに、前掲の特開平１０−２３１９７２
号公報には、両端にボールジョイントをその軸方向に回
転するように（捩じり方向に回転するように）、もしく
は首を振るように（軸外方向回転するように）取り付
け、中央にスイベルを設けて免震用の配管としている。

【００３３】この免震用の配管は、免震建物の免震層
（建物が積層ゴムによる免震装置により支持されている
その層）に取り付けられている。両側にボールジョイン
ト、中央にスイベルを設けることにより水平方向に広い
範囲で動けるようになっており、地震時の水平変位を吸
収できるようになっている。

【００３４】しかし、かかる公報では、建物の上下方向
の変位に関しては、何ら技術的事項は開示されてはおら
ず、免震層で上下変位を生じた場合には、スイベル部分
には過大な応力が発生する可能性があり、かかる場合に
対応する適切な技術の提供が強く望まれている。

【００３５】かかるスイベル部分に過大な応力が発生す
る場合としては、例えば、上層階を施工するにつれ、積
層ゴムにかかる鉛直荷重が大きくなる。それに伴って積
層ゴムは鉛直方向に縮み、その結果、建物が沈下する場
合がある。あるいは、地震により上下方向の加速度が大
きい場合には、建物は瞬間的に沈下する場合も十分に考
えられる。あるいは、年間、日々の温度変化によりゴム
の伸び縮みが生じて、建物が上下する場合もある。ある
いは、積層ゴムにクリープを生じで、建物が沈下する場
合もある。

【００３６】かかる上下方向の変位を考慮した配管接続
においては、その配管の重量のみを支持できるたげでは
十分ではなく、配管から生ずる反力（例えば、ボールジ
ョイントに生ずるモーメント）に抵抗し得る技術の開発
が必要である。かかる点に関しては、従来技術では、こ
の反力および配管の自重支持方法に関しての技術開示は
一切見られない。

【００３７】本発明の目的は、免震配管技術において従
来より使用されているボールジョイント、ユニバーサル
ジョイントなどの配管接続方向変位・伸縮可能継手、配
管接続方向変位可能継手の使用方法を適切にすることに
ある。

【００３８】本発明の目的は、ボールジョイント、ユニ
バーサルジョイントを使用した免震配管技術において、
室内配管、埋設配管などの配管側の固定方法を適切にす
ることにある。

【００３９】本発明の目的は、上下方向の変位に対して
適切な配管支持を行えるようにすることにある。

【００４０】

【課題を解決するための手段】本発明は、配管接続部を
設けた被挿嵌部材の内側に、挿嵌部材が回転可能に保持
され、配管接続部を有するパイプが前記挿嵌部材の内側
にスライド可能に保持されることにより、配管接続方向
の屈折と伸縮が許容されている配管接続方向変位・伸縮
可能継手を用いて、構造物の上部構造が下部構造に免震
装置を介して相対変位可能に支持され、前記上部構造に
設けられた上部構造側配管と、前記下部構造に設けられ
た下部構造側配管または埋設配管とが接続される免震用
の配管接続構造であって、前記上部構造側配管と、前記
下部構造側配管または埋設配管とのそれぞれの接続端に
は、前記配管接続方向変位・伸縮可能継手が、前記挿嵌
部材が前記被挿嵌部材に対して上流側に位置するように
設けられ、両前記配管接続方向変位・伸縮可能継手間に
配管が介在させられていることを特徴とする。

【００４１】本発明は、配管接続部を設けた被挿嵌部材
の内側に、挿嵌部材が回転可能に保持され、配管接続部
を有するパイプが前記挿嵌部材の内側にスライド可能に
保持されることにより、配管接続方向の屈折と伸縮が許
容されている配管接続方向変位・伸縮可能継手と、配管
接続部を設けた被挿嵌部材の内側に、配管接続部を有す
る挿嵌部材が回転可能に保持された配管接続方向変位可
能継手とを用いて、構造物の上部構造が下部構造に免震
装置を介して相対変位可能に支持され、前記上部構造に
設けられた上部構造側配管と、前記下部構造に設けられ
た下部構造側配管または埋設配管とが接続される免震用
の配管接続構造であって、前記上部構造側配管の接続端
には、前記配管接続方向変位・伸縮可能継手、あるいは
前記配管接続方向変位可能継手の一方が接続され、前記
下部構造側配管または埋設配管の接続端には残りの他方
が接続され、前記配管接続方向変位・伸縮可能継手、前
記配管接続方向変位可能継手を接続するに際しては、両
継手において、前記挿嵌部材が前記被挿嵌部材に対して
上流側に位置するように設けられ、両継手間には配管が
介在させられていることを特徴とする。

【００４２】本発明は、配管接続部を設けた被挿嵌部材
の内側に、配管接続部を有する挿嵌部材が回転可能に保
持された配管接続方向変位可能継手を用いて、構造物の
上部構造が下部構造に免震装置を介して相対変位可能に
支持され、前記上部構造に設けられた上部構造側配管
と、前記下部構造に設けられた下部構造側配管または埋
設配管とが接続される免震用の配管接続構造であって、
前記上部構造側配管と前記下部構造側配管のそれぞれの
接続端には、前記配管接続方向変位可能継手が、前記挿
嵌部材が前記被挿嵌部材に対して上流側に位置するよう
に設けられ、両前記配管接続方向変位可能継手間には配
管が介在させられていることを特徴とする。

【００４３】前記配管接続方向変位・伸縮可能継手で
は、前記挿嵌部材と前記被挿嵌部材とは、一方の中心軸
方向に対して他方の中心軸方向が少なくとも１５度は首
振回転可能に挿嵌され、前記上部構造側配管と、前記下
部構造側配管または埋設配管のそれぞれの接続端に設け
る両継手の回転中心間距離をＬとし、両継手の施工時の
初期伸び量をｄ０とし、最大伸び量をｄ１とし、水平変
位量をＤとし、回転量をθとした場合に、 ｄ１≧ｄ０／２ ＋ Ｄ² ／｛２（２Ｌ＋ｄ０）｝≧４
（ｃｍ） で示される上記式を、最大伸び量ｄ１が満足することを
特徴とする。

【００４４】本発明は、構造物の上部構造が下部構造に
免震装置を介して相対変位可能に支持され、前記上部構
造に設けられた上部構造側水平配管と、前記下部構造に
設けられた下部構造側水平配管または埋設水平配管と
が、配管接続部を設けた被挿嵌部材の内側に、配管接続
部を有する挿嵌部材が回転可能に保持された少なくとも
３個の配管接続方向変位可能継手と、エルボおよび直管
の少なくともいずれかとを介在させて、前記上部構造側
水平配管と、前記下部構造側水平配管または埋設水平配
管との間は、屈曲配管部が設けられて配管接続されてい
ることを特徴とする。

【００４５】前記配管接続方向変位可能継手の前記挿嵌
部材は前記被挿嵌部材に対して上流側に位置するように
設けられていることを特徴とする。前記下部構造側水平
配管は、前記下部構造側に固定され、且つ、前記下部構
造側への固定部とは別に、変位可能に配管変位支持部材
に支持されていることを特徴とする。

【００４６】本発明の上記いずれかの構成の免震配管接
続構造における固定構造は、前記上部構造側配管の上部
構造側水平配管部が前記上部構造に固定され、前記下部
構造側配管の下部構造側水平配管部が前記下部構造に固
定されていることを特徴とする。前記上部構造側水平配
管部を前記上部構造に固定するに際しては、前記上部構
造側に固定する固定部と、前記固定部に対して交差方向
に固定された配管支持部とからなる固定部材を介して、
前記固定部を前記上部構造側に固定した状態で、前記配
管支持部に前記上部構造側水平配管部を支持させ、前記
上部構造側水平配管部の管端側配管接続における管端接
続部を前記配管支持部に固定することを特徴とする。

【００４７】上記いずれの構成でも、挿嵌部材を被挿嵌
部材に対して上流側に位置するように設けることによ
り、配管内を流れる流体の混在物による前記詰まり障害
を未然に防止することができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、以下、図
面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明で使用す
る配管接続方向変位可能継手としてのボールジョイント
の構成を示す断面図である。図２は、本発明で使用する
配管接続方向変位・伸縮可能継手としてのユニバーサル
ジョイントの構成を示す断面図である。

【００４９】本発明で使用するボールジョイントは、図
１に示すように、筒体１の一端側に配管接続部２を、他
端側に挿嵌部を設けた挿嵌部材Ａと、一端側に配管接続
部２’を、他端側に上記挿嵌部を摺動可能に内包する被
挿嵌部を有する被挿嵌部材Ｂとから構成されている。

【００５０】挿嵌部材Ａは、筒体１の一端側の筒端に配
管接続部２としてフランジ２ａが設けられ、他端側の挿
嵌部は、その外周面が凸な部分球面状の部分球面部３に
形成されている。

【００５１】被挿嵌部材Ｂは、図１に示すように、筒状
ボディ部４ａと、筒状カバー部４ｂとから構成されてい
る。筒状ボディ部４ａは、その一端側の筒端に配管接続
部２’としてフランジ２’ａが設けられ、他端側はその
内周面が、上記凸な部分球面部３を摺動可能に内包する
（図１に示す状態では、前半部３ａが内包されている）
凹な部分球面部５ａに形成され、他端側外周面にはフラ
ンジ６ａが設けられている。

【００５２】筒状カバー部４ｂは、内周面が上記凸な部
分球面部３を摺動可能に内包する（図１に示す状態で
は、後半部３ｂが内包されている）凹な部分球面部５ｂ
に形成され、外周面にフランジ６ｂが形成されている。

【００５３】かかる構成の筒状ボディ部４ａと筒状カバ
ー部４ｂとは、フランジ６ａ、６ｂをボルト連結させる
ことにより接続され、図１に示すように、筒状ボディ部
４ａ、筒状カバー部４ｂの双方の凹な部分球面部５ａ、
５ｂが連続して、上記被挿嵌部を形成している。すなわ
ち、凹な部分球面部５に形成された被挿嵌部に、凸な部
分球面部３に形成された挿嵌部が摺動自在に挿嵌され保
持されている。

【００５４】かかる構成のボールジョイントは、被挿嵌
部材Ｂに対して、挿嵌部材Ａを、中心軸Ｎの軸方向に対
して捩じり方向に回転させたり、あるいは中心軸Ｎの軸
方向に沿って首振させたり、あるいは捩じり方向の回転
と首振とを併有する首振回転を起こさせることができ
る。

【００５５】このように挿嵌部材Ａを、被挿嵌部材Ｂに
対して上記のように回転させることにより、挿嵌部材Ａ
の配管接続部２を介して接続した配管と、被挿嵌部材Ｂ
の配管接続部２を介して接続した配管とは、配管接続方
向を捩じり方向の許容回転角度α（例えば、図１に示す
場合には、３６０°）、首振許容角度β（例えば、図１
に示す場合には、３０°）の両範許容角度範囲内で、配
管方向の接続方向の変更が許容されることとなる。な
お、かかる捩じり方向の許容回転角度α、首振許容角度
βは、上記範囲に限定する必要はなく、適宜必要な許容
角度を設定してよい。このようにして、配管接続方向の
屈折が許容されることとなる。

【００５６】本発明で使用するユニバーサルジョイント
は、図２に示すように、スライド可能な筒体１１の一端
側に配管接続部１２を設け、他端側に挿嵌部１３を伸縮
自在に設けた挿嵌部材Ｃと、一端側に配管接続部１４を
設け、他端側に上記挿嵌部１３を摺動可能に内包する被
挿嵌部を有する被挿嵌部材Ｄとから構成されている。

【００５７】挿嵌部材Ｃは、筒体１１の一端側の筒端に
配管接続部１２としてフランジ１２ａが設けられ、他端
側の挿嵌部１３は、その外周面が凸な部分球面状の部分
球面部１５に形成されている。

【００５８】被挿嵌部材Ｄは、図２に示すように、筒状
ボディ部１６ａと、筒状カバー部１６ｂとから構成され
ている。筒状ボディ部１６ａは、その一端側の筒端に配
管接続部１４としてフランジ１４ａが設けられ、他端側
はその内周面が、上記凸な部分球面部１５を摺動可能に
内包する（図２に示す状態では、前半部１５ａが内包さ
れている）凹な部分球面部１７ａに形成され、他端側外
周面にはフランジ１８ａが設けられている。

【００５９】筒状カバー部１６ｂは、内周面が上記凸な
部分球面部１５を摺動可能に内包する（図２に示す状態
では、後半部１５ｂが内包されている）凹な部分球面部
１７ｂに形成され、外周面にフランジ１８ｂが形成され
ている。

【００６０】かかる構成の筒状ボディ部１６ａと筒状カ
バー部１６ｂとは、フランジ１８ａ、１８ｂをボルト連
結させることにより接続され、図２（Ａ）に示すよう
に、筒状ボディ部１６ａ、筒状カバー部１６ｂの双方の
凹な部分球面部１７ａ、１７ｂが連続して、上記被挿嵌
部を形成している。すなわち、凹な部分球面部１７に形
成された被挿嵌部に、凸な部分球面部１５に形成された
挿嵌部１３が摺動自在に挿嵌されている。

【００６１】かかる構成のユニバーサルジョイントは、
図２に示すように、被挿嵌部材Ｄに対して、挿嵌部材Ｃ
を、中心軸Ｎの軸方向に沿って捩じり方向に回転させた
り、あるいは中心軸Ｎの軸方向に沿って首振させたり、
あるいは前後にスライドさせたり、あるいは捩じり方向
の回転と首振とスライドとを適宜選択的に組合せた首振
回転を行うことができる。

【００６２】このように挿嵌部材Ｃを、被挿嵌部材Ｄに
対して上記のように回転させることにより、挿嵌部材Ｃ
の配管接続部１２を介して接続した配管と、被挿嵌部材
Ｄの配管接続部１４を介して接続した配管とは、配管接
続方向を捩じり方向の許容回転角度α（例えば、図２に
示す場合には、３６０°）、首振許容角度β（例えば、
図２に示す場合には、３０°）の両範許容角度範囲内
で、且つスライド許容範囲Ｗ（例えば、図２に示す場合
には、８０ｍｍ）内で、配管方向の接続方向の変更、伸
縮が許容されることとなる。

【００６３】本発明は、上記構成のボールジョイントを
配管接続方向変位可能継手として、ユニバーサルジョイ
ントを配管接続方向変位・伸縮可能継手として使用する
ことにより、免震配管接続構造を構成するものである。
かかる構成の配管接続方向変位・伸縮可能継手、配管接
続方向変位可能継手は、既知の市販品を使用すればよ
い。例えば、ユニバーサルジョイントとして、ユーイー
ジョイント社製のユニバーサル・エキスパンション・ジ
ョイント（略称、Ｕ．Ｅジョイント）を使用すればよ
い。

【００６４】（実施の形態１）本実施の形態では、図３
に示すように、建物の上部構造側としての建物本体側Ｅ
と、下部構造側としての地盤側に設けた建物基礎側Ｇと
が、アイソレータ、ダンパなどの免震装置（図示せず）
を介して構築された免震建物などの構造物において、屋
内配管などの建物本体側の上部構造側配管２１と、建物
の下部構造側としての建物基礎側の下部構造側配管２２
とが、上部構造側配管２１側から下部構造側配管２２側
へ流体が流れる場合を想定して免震配管接続されてい
る。

【００６５】図３では、横走りしている上部構造側水平
配管２１は、エルボ２３を介して、配管接続方向変位・
伸縮可能継手である上記説明のユニバーサル・エキスパ
ンション・ジョイント２４に接続されている。上部構造
側水平配管２１とエルボ２３とは、双方のフランジ２１
ａ、２３ａを連結することにより配管接続され、そのフ
ランジ連結部分２５が、建物本体側Ｅに固定された台座
２６に固定されている。

【００６６】台座２６は、建物本体側Ｅの平坦部に取付
可能な平板状の固定部２６ａと、固定部２６ａから垂下
された板状の配管支持部２６ｂとが、両者を略三角形状
の補強板のバットレス２６ｃを介して固定されて形成さ
れている。板状の配管支持部２６ｂには貫通孔が設けら
れ、この貫通孔に上部構造側水平配管２１の管端を挿入
することにより、上部構造側水平配管２１を建物本体側
Ｅに水平に保持されている。

【００６７】上記のように配管支持部２６に上部構造側
水平配管２１を水平に保持させた状態で、上部構造側水
平配管２１の管端は、フランジ２１ａ、エルボ２３のフ
ランジ２３ａ、板状の配管支持部２６ｂとを合わせて一
体にボルト連結されている。すなわち、配管支持部２６
ｂは、上部構造側水平配管２１の配管支持機能ととも
に、フランジ２１ａとのフランジ固定機能をも有してい
る。

【００６８】このようにしてフランジ連結部２５は、建
物本体側Ｅに固定された台座２６の配管支持部２６ｂに
固定され、上部構造側水平配管２１は、建物本体側Ｅに
固定されることとなる。かかる固定構造を採用すること
により、フランジ固定機能をも有する配管支持部２６ｂ
には、図３に示すように、下方から上方に向けての軸力
Ｎ、配管支持部２６ｂ板面に対面する方向の剪断力（下
記する直管２７にとっては剪断力となる）Ｑ、モーメン
トＭが働くこととなるが、配管支持部２６ｂは、上記の
如く建物本体側Ｅに固定した固定部２６ａに固定されて
いるので、地震が発生してもかかる軸力Ｎ、剪断力Ｑ、
モーメントＭに十分に対応して、配管接続構造を維持す
ることができる。

【００６９】エルボ２３とユニバーサル・エキスパンシ
ョン・ジョイント２４とは、エルボ２３のフランジ２３
ｂと、ユニバーサル・エキスパンション・ジョイント２
４の挿嵌部材Ｃの側の配管接続部１２としてのフランジ
１２ａとをフランジ連結することにより配管接続されて
いる。すなわちユニバーサル・エキスパンション・ジョ
イント２４は、これを構成する挿嵌部材Ｃが、被挿嵌部
材Ｄよりも上流側に位置するようにして使用されてお
り、本発明の特徴的な構成点の一つである。

【００７０】被挿嵌部材Ｄを挿嵌部材Ｃよりも上流位置
となるようにしてユニバーサル・エキスパンション・ジ
ョイント２４を使用すると、水などの流体は、図２
（Ａ）の矢印Ｘに示す方向に流れることとなる。

【００７１】ユニバーサル・エキスパンション・ジョイ
ント２４の挿嵌部材Ｃと被挿嵌部材Ｄとの挿嵌部分で
は、挿嵌部１３の凸な部分球面部１５が、被挿嵌部材Ｄ
の凹な部分球面部１７により摺動自在に挿嵌されている
が、図２（Ｂ）に示すように、凸な部分球面部１５は、
筒状ボディ部１６ａの内面１６ｃとの間に隙間ｄが設け
られ、凸な球面部１５の円滑な摺動が行えるようになっ
ている。

【００７２】かかる隙間ｄを有する挿嵌部分に対して、
図２（Ａ）の矢印Ｙに示す方向で水などの流体を流す
と、隙間ｄ部分に流体の一部が引っかかる虞がある。そ
のため、流体中に固形物などが混在している場合には、
例えそれが微細なものであっても、長期間のうちにはか
かる固形物が隙間ｄ内に溜まり、最終的には凸な部分球
面部１５の円滑な摺動を妨げる虞が発生することに、本
発明者は気づいた。

【００７３】そこで、本発明のように、ユニバーサル・
エキスパンション・ジョイント２４の挿嵌部材Ｃ側を、
被挿嵌部材Ｄの上流位置になるように使用すれば、図２
（Ａ）の矢印Ｘに示すように、流体は順方向に流れるこ
ととなり、隙間ｄ部分で流体の流れが引っかかる虞はな
い。そのため、流体中に混在物があっても、矢印Ｙの示
す逆方向に流体を流す場合に比べて、隙間ｄ部の目詰ま
りの発生を未然に防止することができる。例え、流体中
の混在物が隙間ｄ内に詰まっても、順方向に終始流れる
流体に洗い流され、目詰まりの解消も図れる。

【００７４】ユニバーサルジョイントの免震配管への使
用は、前述の如く従来より種々の公報で開示されている
が、しかし、ユニバーサルジョイントの上記挿嵌部分の
構造に基づき、その部分における目詰まり防止の観点か
ら、ユニバーサルジョイントの使用状態を規定する構成
については、何らの考慮もなされてはおらず、本発明者
が初めて見出したものである。

【００７５】このようにして、挿嵌部材Ｃが被挿嵌部材
Ｄより上流位置となるようにして、エルボ２３に配管接
続されたユニバーサル・エキスパンション・ジョイント
２４は、その被挿嵌部材Ｄの側の配管接続部１４側で、
縦配管した直管２７に配管接続されている。ユニバーサ
ル・エキスパンション・ジョイント２４と直管２７と
は、それぞれのフランジ１４ａ、２７ａをフランジ連結
して行われている。

【００７６】上端の管端側がユニバーサル・エキスパン
ション・ジョイント２４にフランジ連結された直管２７
は、下方の管端側が、さらにユニバーサル・エキスパン
ション・ジョイント２８に配管接続されている。なお、
ユニバーサル・エキスパンション・ジョイント２８は、
上記ユニバーサル・エキスパンション・ジョイント２４
と同様の構成を有している。

【００７７】かかる下方の管端側のユニバーサル・エキ
スパンション・ジョイント２８との配管接続は、直管２
７のフランジ２７ｂと、ユニバーサル・エキスパンショ
ン・ジョイント２８の挿嵌部材Ｃの側のフランジ１２ａ
とのフランジ連結により連結されている。かかる直管２
７の下方の管端側とユニバーサル・エキスパンション・
ジョイント２８との連結に際しても、挿嵌部材Ｃが被挿
嵌部材Ｄよりも上流位置になるように使用されている。

【００７８】さらに、ユニバーサルジョイント２８の被
挿嵌部材Ｄ側は、エルボ２９と、それぞれのフランジ１
４ａ、２９ａのフランジ連結により配管接続されてい
る。エルボ２９の他端側は、下部構造側配管２２である
横走りさせた下部構造側水平配管２２ａに、双方の フ
ランジ２９ｂ、２２ｂとでフランジ連結されて配管接続
されている。下部構造側水平配管２２ａは、図３に示す
ように、建物基礎側Ｇに固定された配管取付台座３１に
バンド３２で固定されている。

【００７９】このようにして、上部構造側水平配管２１
ａ（２１）と下部構造側水平配管２２ａ（２２）とは、
エルボ２３、ユニバーサル・エキスパンション・ジョイ
ント２４、直管２７、ユニバーサル・エキスパンション
・ジョイント２８、エルボ２９を介して免震配管接続さ
れ、上部構造側水平配管２１ａから下部構造側水平配管
２２ａに向けて流体が流れるようになっている。

【００８０】かかる構成の免震配管では、建物本体側Ｅ
と建物基礎側Ｇとが、地震などで例えば、左右、前後、
すなわち面方向に相対変位しても、ユニバーサル・エキ
スパンション・ジョイント２４、２８のそれぞれの被挿
嵌部材Ｄ側が、エルボ２３、直管２７にフランジ連結さ
れたそれぞれの挿嵌部材Ｃに対して、配管接続方向に対
して首振回転、捩じり方向回転を適宜交えた回転運動を
行い、挿嵌部材Ｃが被挿嵌部材Ｄに対してスライドして
振動吸収を行い、配管接続部の外れ、損傷などが発生し
ないようになっている。

【００８１】また、建物本体側Ｅと建物基礎側Ｇとの間
で、上下方向の振動が発生した場合には、エルボ２３、
２９にそれぞれフランジ連結したユニバーサル・エキス
パンション・ジョイント２４、２８の挿嵌部材Ｃが、被
挿嵌部材Ｄに対して、スライドして、上下振動を吸収す
るように作用する。

【００８２】上記説明では、本実施の形態の免震配管に
おける面方向の振動の免震作用と、上下方向の振動の免
震作用とを別々に説明したが、実際の地震では３次元的
に振動が発生するため、面方向、上下方向の両方向の免
震作用が組み合わされて免震配管の振動吸収作用が図ら
れ、免震機能が発揮されることとなる。

【００８３】上記説明では、上部構造側配管２１とエル
ボ２３とのフランジ連結部２５を、配管取付台座２６に
固定する取付方法を示したが、上部構造側水平配管２１
ａ側をバンド３２で建物基礎側に固定取付するようにし
てもよい。

【００８４】同様に、下部構造側水平配管２２ａにおい
ては、例えば、図４に示すように、エルボ取付台座３３
を介して建物基礎側Ｇに固定してもよい。エルボ取付台
座３３は、図４に示す場合には、例えば、建物基礎側Ｇ
上に固定される板状のエルボ取付台座プレート３３ａ
と、エルボ取付台座プレート３３ａに固定されたエルボ
固定部材３３ｂとから構成され、エルボ取付台座３３の
エルボ固定部材３３ｂにエルボ２９を固定すればよい。
このようにエルボ２９側を確実に固定できれば、下部構
造側水平配管２２ａの固定を省くことができる。

【００８５】図３に示すようにな免震配管接続におい
て、ユニバーサル・エキスパンション・ジョイント２
４、２８では、その内部に圧力（例えば、水圧）が加わ
ると内部に取り付けたシール部分が変形し回転変位が生
じる場合には摩擦力を生じ、接続方向には断面の変化に
より伸び力を生じる。この摩擦力と伸び力は取り付け部
に反力を生じさせることとなる。

【００８６】しかし、かかる場合においても、図３に示
すように、配管取付台座３１を介してバンド３２で下部
構造側水平配管２２ａを固定しているので、配管にはせ
ん断力、軸力を生じ、取付部にはモーメントが発生する
が、バンド３２で固定することにより、かかる軸力、せ
ん断力、モーメントの解消が図れる。かかる軸力、せん
断力、モーメントの解消に関しては、下部構造側水平配
管２２ａを図４に示すようにエルボ２９を取付固定して
も、あるいは、エルボ２９と下部構造側水平配管２２の
フランジ連結部を取付固定しても同様である。

【００８７】ここで図３に示すような免振配管におい
て、地震などにより発生した振動を配管が変形して振動
吸収することとなるが、かかる変形時に対して十分に対
応できるようユニバーサルジョイントの首振回転量、あ
るいは伸縮量について、予め考察しておく必要があると
考えた。

【００８８】従来の免震配管接続構造では、既に市販さ
れているユニバーサルジョイント、ボールジョイントを
使用してそれを利用することでの構成を考えているた
め、免震配管の免震機能は、使用するユニバーサルジョ
イントの首振許容角度、あるいは伸縮量などにより規制
されることとなる。しかし、本来的には、実際の地震時
における振動吸収時の変形に対して必要な機能をユニバ
ーサルジョイント、ボールジョイントなどに求めること
が必要と本発明者は考えた。

【００８９】かかる観点から、例えば、本発明の実施の
形態のうち、簡単な構成である図３に示す免震配管の地
震時における変形状況を観察することにより、使用する
側からユニバーサルジョイントなどに求める機能はどの
ようなものか検討した。

【００９０】検討に際しては、次のような前提条件を設
定して行った。すなわち、本発明は免震装置が用いられ
た免震建物に適用されるが、かかる免震建物の水平変位
量は、免震装置の変形性能により規制を受ける。一般的
には、最大５０ｃｍの変形能力を有する免震装置が使用
されるため、水平変位量を５０ｃｍとすることにより、
実用性の高い範囲での検討を行った。

【００９１】また、免震配管は、免震装置が設置されて
いる建物基礎側に設けた地下の免震ピットで用いられ、
建物本体側の配管と、建物基礎側の底盤から地盤の範囲
に埋設される配管とを繋ぐためのものであるため、免震
ピットの高さが、どの程度であるか規定しておく必要が
ある。一般的に使用される免震ピットの高さは、２００
ｃｍ以下であるため、２００ｃｍを免震ピットの高さと
して設定して実用的範囲での検討を行った。

【００９２】図５（Ａ）には、免震ピットの高さ（ｃ
ｍ）と、ユニバーサルジョイントの首振許容角度（度）
との関係をグラフ図として示した。かかる図５（Ａ）か
らは、免震ピット高さを２００ｃｍとした場合には、首
振許容角度は約１４度であることが分かる。そこで、１
５度以上に設定すれば、図３に示す構成の免震配管接続
構造では、免震ピット高さを実用的範囲である２００ｃ
ｍ以下に設定できることが分かる。

【００９３】一方、図５（Ｂ）に示すように、直角を挟
む二辺の内一辺を水平変位量５０ｃｍとし、他の一辺を
免震ピット高さの２００ｃｍとした場合における直角三
角形の斜辺は、２０６．２ｃｍとなる。かかる斜辺の長
さは、上部構造側配管としての本体側配管と接続させた
ユニバーサルジョイントと、下部構造側配管としての基
礎側配管と接続したユニバーサルジョイントとを、間に
直管を介して配管接続した免震配管において、地震時に
水平変位量を５０ｃｍ合ったとした場合における２個の
ユニバーサルジョイントの全伸縮量を示すこととなる。

【００９４】そこで、ユニバーサルジョイントを２個使
用していることを考慮して、ユニバーサルジョイントの
１個当たりの伸び量を算出すると、（２０６．２−２０
０）／２＝３．１（ｃｍ）となることが分かる。すなわ
ち、単純な計算上は、ユニバーサルジョイントに３．１
ｃｍ以上の伸び量が設定できれば、ピット高さを２００
ｃｍ、水平変位量を５０ｃｍとした場合に、実際的範囲
での免震機能を発揮させることができる免震配管の機能
確保が行えることが分かる。

【００９５】図５（Ｃ）は、ユニバーサルジョイントの
首振許容角度と、ユニバーサルジョイントの伸縮量との
関係を、実際の実験により求めたグラフ図である。図５
（Ｃ）のグラフ図からは、許容角度が１５度では、伸び
量が３．３ｃｍとなることが分かる。そこで、伸び量を
４ｃｍ以上に設定しておけば、上記実用的条件範囲での
ユニバーサルジョイントなどに求められる首振許容角度
１５度以上における１５度は少なくとも満足することが
分かる。

【００９６】以上の結果から、上部構造側配管と接続さ
せたユニバーサルジョイントと、下部構造側配管と接続
したユニバーサルジョイントとを、間に直管を介して配
管接続した本発明に係る免震配管を実用的範囲で十分に
免震機能を発揮させるためには、使用するユニバーサル
ジョイント、あるいはボールジョイントに対しては、そ
の首振許容角度は、１５度以上必要であることが分か
る。

【００９７】また、特にユニバーサルジョイントでは、
首振許容角度を１５度以上に設定するとともに、その伸
縮量を４ｃｍ以上に設定すれば、十分に実用的範囲であ
ることが分かる。

【００９８】伸量に関しては、より詳細には、図６に示
すように、建物本体側Ｅと建物基礎側Ｇとの間を高さを
Ｈとし、建物基礎側Ｇからユニバーサル・エキスパンシ
ョン・ジョイント２８の被挿嵌部材Ｃと挿嵌部材Ｄとの
挿嵌部の回転中心までの距離をｈ１とし、建物本体側Ｅ
からユニバーサル・エキスパンション・ジョイント２４
の挿嵌部材Ｃと被挿嵌部材Ｄとの挿嵌部の回転中心まで
の距離をｈ２とする。

【００９９】図６に示すような免震配管を行った際のユ
ニバーサル・エキスパンション・ジョイント２４の挿嵌
部材Ｃの被挿嵌部材Ｄに対する初期伸び量をｄ０とし、
振動吸収時の可能伸び量をｄ１とする。さらに、両ユニ
バーサル・エキスパンション・ジョイント２４、２８の
挿嵌部材Ｃと被挿嵌部材Ｄとからなる挿嵌部分の回転中
心間の距離をＬとし、ユニバーサル・エキスパンション
・ジョイント２８の水平変位量をＤとし、可能回転量を
θとする。

【０１００】かかる場合には、可能伸び量ｄ１は、 ｄ１≧ｄ０／２ ＋ Ｄ² ／｛２（２Ｌ＋ｄ０）｝≧４
（ｃｍ） 上記の式で与えられる値を満足するように設定すればよ
い。かかる式より算出されたｄ０に対して、取付精度、
上下方向のクリープ量を勘案して、安全率を考慮して実
際の設計伸び量を設定すればよい。

【０１０１】本実施の形態１では、建物の上部構造とし
て建物本体を、下部構造として建物基礎をそれぞれ例と
して説明したが、例えば、建物の中間階において、上部
構造が上階部分であり、下部構造が下階部分であり、か
かる上下階が免震装置を介して上下に設けられている場
合のそれぞれの配管の接続にも適用できることは勿論で
ある。さらに、下部構造側配管として、建物基礎側に設
けた配管を例示して説明したが、下部構造側配管が埋設
配管であっても構わない。さらには、埋設配管は、横走
りする埋設水平配管であっても構わない。

【０１０２】（実施の形態２）本実施の形態では、配管
接続方向変位可能継手として前記説明の構成のボールジ
ョイントを使用して、屈曲免震配管を構成した場合につ
いて説明する。

【０１０３】本実施の形態では、建物の上部構造側とし
ての建物本体側Ｅと、下部構造側としての地盤側に設け
た建物基礎側Ｇとが、アイソレータ、ダンパなどの免震
装置（図示せず）を介して構築された免震建物におい
て、屋内配管などの建物本体側の上部構造側配管４１
と、建物基礎側の下部構造側配管４２とが、図７（Ａ）
に示すように、上部構造側配管４１側から下部構造側配
管４２側へ流体が流れる場合を想定して免震配管接続さ
れている。なお、図８は、図７（Ａ）に示す免震配管接
続の平面構成の様子を示し、図８のＡ−Ａ線に沿って矢
視した様子が図７（Ａ）である。

【０１０４】図７（Ａ）では、横走りしている上部構造
側水平配管４１は、建物本体側Ｅに固定した取付台座４
３にバンド４４（例えば、Ｕボルト）で固定取付されて
いる。上部構造側水平配管４１の管端は、配管接続方向
変位可能継手としての前記構成のボールジョイント４５
に接続されている。ボールジョイント４５との配管接続
に際しては、ボールジョイント４５を構成する挿嵌部材
Ａ側の配管接続部２としてのフランジ２ａと、上部構造
側水平配管４１のフランジ４１ａとを、フランジ連結に
より連結されている。

【０１０５】かかる連結状態では、ボールジョイント４
５の挿嵌部材Ａ側が被挿嵌部材Ｂよりも上流位置になる
ようにして連結されている。ボールジョイント４５の挿
嵌部材Ａと被挿嵌部材Ｂとの挿嵌部分では、挿嵌部の凸
な部分球面部３が、被挿嵌部材Ｂの凹な部分球面部５
ａ、５ｂにより摺動自在に挿嵌されているが、図１
（Ｂ）に示すように、凸な部分球面部３は、筒状ボディ
部４ａの内面４ｃとの間に隙間ｄが設けられ、凸な部分
球面部３の円滑な摺動が行えるようになっている。

【０１０６】そこで、かかる隙間ｄを有する挿嵌部分に
対して、図１（Ａ）の矢印Ｙに示す方向で水などの流体
を流すと、隙間ｄ部分に流体の一部が引っかかる虞があ
る。そのため、流体中に固形物などが混在している場合
には、例えそれが微細なものであっても、長期間の内に
はかかる固形物が隙間ｄ内に溜まり、最終的には凸な部
分球面部３の円滑な摺動を妨げる虞が発生することに、
本発明者は気づいた。

【０１０７】そこで、本発明のように、ボールジョイン
ト４５の挿嵌部材Ａ側を、被挿嵌部材Ｂの上流位置にな
るように使用すれば、図１（Ａ）の矢印Ｘに示すよう
に、流体は順方向に流れることとなり、隙間ｄ部分に流
体は引っかからない。

【０１０８】そのため、流体中に混在物があっても、矢
印Ｙの示す逆方向に流体を流す場合に比べて、隙間ｄ部
の目詰まりの発生を未然に防止することができる。例
え、流体中の混在物が隙間ｄ内に詰まっても、順方向に
終始流れる流体に洗い流され、目詰まりの解消も図れ
る。

【０１０９】ボールジョイントの免震配管への使用は、
前述の如く従来より種々の公報で開示されているが、し
かし、ボールジョイントの上記挿嵌部分の構造に基づ
き、その部分における目詰まり防止の観点から、ボール
ジョイントの使用状態を規定する構成については、何ら
の考慮もなされてはおらず、本発明者が初めて見出した
ものである。

【０１１０】このようにして、挿嵌部材Ａが被挿嵌部材
Ｂより上流位置となるようにして、上部構造側配管４１
に挿嵌部材Ａ側で接続されたボールジョイント４５は、
その被挿嵌部材Ｂ側で、直管４６に配管接続されてい
る。直管４６とボールジョイント４５の被挿嵌部材Ｂ側
とは、直管４６のフランジ４６ａと、被挿嵌部材Ｂ側の
フランジ３ａとをフランジ連結することにより接続され
ている。

【０１１１】直管４６は、さらに、エルボ４７にそれぞ
れフランジ４６ｂ、４７ａをフランジ連結することによ
り接続され、配管の敷設方向が鉛直下に向けられる。エ
ルボ４７の下端側は、ボールジョイント４８に配管接続
されている。エルボ４７のフランジ４７ｂと、ボールジ
ョイント４８の挿嵌部材Ａの側のフランジ２ａとがフラ
ンジ連結されている。この場合も、ボールジョイント４
８は、前記の如く、挿嵌部材Ａが上流側に位置するよう
に使用されている。

【０１１２】ボールジョイント４８の被挿嵌部材Ｂ側
は、さらにエルボ４９に、双方のフランジ３ａ、４９ａ
をフランジ連結して配管接続され、配管方向が、図８に
示すように、９０°横方向に方向変換させられている。
エルボ４９は、さらに、直管５１と、それぞれフランジ
４９ｂ、５１ａとフランジ連結して、横走りに配管接続
されている。直管５１は、図７（Ａ）に示すように、建
物基礎側Ｇから立ち上げられた配管支持台５２に配管支
持されている。

【０１１３】配管支持台５２の直管５１との接触面は、
表面が滑らかに形成されて、地震時に直管５１が、図７
（Ａ）の紙面に直交する方向に変位した場合には、直管
５１が配管支持台５２の上を横方向に滑ることができる
ように、部材として配管変位支持の役目を果たしてい
る。

【０１１４】直管５１は、さらにボールジョイント５３
の挿嵌部材Ａ側に、それぞれのフランジ５１ｂ、２ａを
フランジ連結されて配管接続されている。ボールジョイ
ント５３の被挿嵌部材Ｂ側は、下部構造側配管４２とし
ての下部構造側水平配管４２ａに、フランジ３ａ、４２
ａによりフランジ連結されて配管接続されている。下部
構造側水平配管４２ａは、建物基礎側Ｇに固定された配
管取付台座４３にバンド４４を介して取付固定されてい
る。

【０１１５】かかる構成の免震配管では、地震時の横方
向の振動吸収は、主に、横向きに取り付けたボールジョ
イント４５、５３の横方向の首振回転により、縦向きに
取り付けたボールジョイント４８の縦方向の軸方向に沿
った捩じり回転により吸収されることとなる。図９に
は、図７（Ａ）に示す構成の免震配管において、免震層
がＸＹの方向に移動した場合の様子を示している。配管
の一端がＸ、Ｙの方向に移動すると、両端のボールジョ
イント４５、５３が軸外回転（首振回転）を行ってい
る。縦方向に設けたボールジョイント４８は、捩じり方
向に回転が生じている。

【０１１６】図１０には、構造物としての免震建物が鉛
直方向に、すなわち上下方向に沈下した場合を示してい
る。この場合は、ボールジョイント４５、４８が軸外方
向に回転し、沈下の変位、すなわち上下方向の振動を吸
収している。

【０１１７】なお、図７（Ａ）に示す構成では、直管５
１を建物基礎側Ｇに固定した配管支持台５２で支持する
構成について説明したが、かかる構成に代わり、例え
ば、図１１に示すように、直管４６側を、建物本体側Ｅ
に支持させた吊り下げ支持台５４により支持するように
してもよい。かかる場合も、直管４６は、吊り下げ支持
台５４上を円滑に滑ることができるように支持されてい
る。

【０１１８】上記説明では、エルボ４７、ボールジョイ
ント４８、エルボ４９が連続的に配管接続した場合につ
いて説明したが、例えば、図７（Ｂ）に示すように、エ
ルボ４７と、ボールジョイント４８との間に、配管高さ
の調製ができるように、直管Ｐを介在させるようにして
もよい。勿論、直管Ｐは、ボールジョイント４８とエル
ボ４９との間に介在させても構わない。

【０１１９】（実施の形態３）本実施の形態３では、図
１２に示すように、複数のボールジョイント５６、５
７、５８を使用して屈曲免震配管を構成した場合につい
て説明する。本実施の形態では、図７（Ａ）に示す構成
とは異なり、建物本体側Ｅに取付台座４３にバンド４４
で固定された上部構造側配管４１をエルボ５９を介し
て、ボールジョイント５６に配管接続し、さらにボール
ジョイント５６はエルボ６１を介して直管６２に配管接
続されている。直管６２を建物本体側Ｅに伸縮可能なば
ね６３ａを介して吊り下げ支持されている。

【０１２０】直管６２は、エルボ６３を介してボールジ
ョイント５７に配管接続され、ボールジョイント５７は
さらにエルボ６４を介して直管６５に配管接続されてい
る。直管６５は、エルボ６６を介してボールジョイント
５８に配管接続され、ボールジョイント５８はエルボ６
７を介して下部構造側配管４２に配管接続されている。
下部構造側配管４２が、建物基礎側Ｇに固定された取付
台座４３にバンド４４で取付固定されている。

【０１２１】かかる構成の屈曲免震配管の平面図を、図
１３に示した。なお、図１２の側面図は、図１３の矢視
Ｂ−Ｂ方向に沿ってみた場合の側面図である。

【０１２２】かかる図１２、１３に示す本実施の形態の
構成でも、ボールジョイント５６、５７、５８は、挿嵌
部材Ａが常に被挿嵌部材Ｂに対して常に上流側にくるよ
うにして使用されている。かかる構成の免震配管でも、
各ボールジョイントの軸方向に沿った捩じり回転と縦方
向の首振回転とによって、配管の縦、横方向の振動吸収
が行われ、ばね６３ａによって配管位置を復元できる。

【０１２３】また、図７（Ｂ）で説明したと同様に、図
１２においても、エルボ６３とボールジョイント５７と
の間に高さ調整用に直管Ｐを介在させるようにしても構
わない。さらには、直管Ｐを介在させる箇所は、エルボ
５９とボールジョイント５６間、ボールジョイント５６
とエルボ６１間、ボールジョイント５７とエルボ６４
間、エルボ６６とボールジョイント５８間、ボールジョ
イント５８とエルボ６７間のいずれの間に一箇所、また
は複数箇所設けても構わない。

【０１２４】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、必要に応じて変更してもよい。上記説明で
は、ユニバーサルジョイント（ユニバーサル・エキスパ
ンション・ジョイント）のみ、あるいはボールジョイン
トのみを使用して屈曲免震配管を構成した場合について
説明したが、一つの屈曲免震配管の構成中に、ユニバー
サル・エキスパンション・ジョイントとボールジョイン
トを併用する構成としても構わない。

【０１２５】免震配管におけるユニバーサル・エキスパ
ンション・ジョイント、あるいはボールジョイントの使
用個数は、上記説明に限定されるものではなく、必要に
応じて適当な数を使用すればよい。

【０１２６】上記説明では、ユニバーサルジョイント、
ボールジョイントという呼称の配管接続方向変位・伸縮
可能継手、配管接続方向変位可能継手を使用したが、挿
嵌部材と被挿嵌部材とを摺動可能に有する同様の構成を
有するものであれば、呼称の如何にかかわらず、その使
用に際して本発明を適用することができる。

【０１２７】

【発明の効果】本発明により、ユニバーサルジョイン
ト、ボールジョイントに代表される配管接続方向変位・
伸縮可能継手、配管接続方向変位可能継手を使用した免
震配管において、両継手の配管接続方向変位可能機能を
構成する機構部分における目詰まりを防止することがで
き、本発明の構成を採用しない場合とは異なり、長期間
使用でもその機能維持を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、配管接続方向変位可能継手のボール
ジョイントの構成を示す断面図であり、（Ｂ）は、
（Ａ）の丸で囲んだ部分を拡大して示す部分断面図であ
る。

【図２】（Ａ）は、配管接続方向変位・伸縮可能継手の
ユニバーサル・エキスパンション・ジョイントの構成を
示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の丸で囲んだ部分
を拡大して示す部分断面図である。

【図３】本発明の実施の形態の免震配管接続構造の一例
を示す側面図である。

【図４】本実施の形態の免震配管接続構造のエルボ部分
の取付状況の一例を示す側面図である。

【図５】（Ａ）は、ユニバーサルジョイントの首振許容
角度と免震ピット高さとの関係を示すグラフ図であり、
（Ｂ）はユニバーサルジョイントの伸び量を計算するた
めの直角三角形モデルを示す説明図であり、（Ｃ）はユ
ニバーサルジョイントの首振許容角度とその伸び量との
関係を示すグラフ図である。

【図６】免震配管接続構造の振動吸収時における適切な
伸量を算出するための説明図である。

【図７】（Ａ）は本実施の形態の免震配管接続構造の一
例を示す側面図であり、（Ｂ）は配管高さの調整用に直
管を介在させた構成を示す部分説明図である。

【図８】図７に示す免震配管の様子を示す平面図であ
る。

【図９】図７に示す免震配管の水平方向の振動吸収時の
配管の動きを示す平面図である。

【図１０】図７に示す免震配管の沈下時における配管の
振動吸収の様子を示す側面図である。

【図１１】図７に示す免震配管で、直管を吊り下げ支持
した様子を示す側面図である。

【図１２】本実施の形態の免震配管の変形例を示す側面
図である。

【図１３】図１２に示す免震配管の様子を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１ 筒体 ２ 配管接続部 ２ａ フランジ ２’ 配管接続部 ２’ａ フランジ ３ 凸な部分球面部 ３ａ 前半部 ３ｂ 後半部 ４ａ 筒状ボディ部 ４ｂ 筒状カバー部 ５ａ 凹な部分球面部 ５ｂ 凹な部分球面部 ６ａ フランジ ６ｂ フランジ １１ 筒体 １２ 配管接続部 １２ａ フランジ １３ 挿嵌部 １４ 配管接続部 １４ａ フランジ １５ 凸な部分球面部 １５ａ 前半部 １５ｂ 後半部 １６ａ 筒状ボディ部 １６ｂ 筒状カバー部 １７ 凹な部分球面部 １７ａ 凹な部分球面部 １７ｂ 凹な部分球面部 １８ａ フランジ １８ｂ フランジ ２１ 上部構造側配管 ２１ａ 上部構造側配管 ２１ｂ フランジ ２２ 下部構造側配管 ２２ａ 下部構造側水平配管 ２２ｂ フランジ ２３ エルボ ２３ａ フランジ ２３ｂ フランジ ２４ ユニバーサル・エキスパンション・ジョイント ２５ フランジ連結部分 ２６ 配管取付台座 ２６ａ 固定部 ２６ｂ 配管支持部 ２６ｃ バットレス ２７ 直管 ２８ ユニバーサル・エキスパンション・ジョイント ２９ エルボ ２９ａ フランジ ２９ｂ フランジ ３１ 配管取付台座 ３２ バンド ３３ エルボ取付台座 ３３ａ エルボ取付台座プレート ３３ｂ エルボ固定部材 ４１ 上部構造側配管 ４１ａ 上部構造側水平配管 ４２ 下部構造側配管 ４２ａ 下部構造側水平配管 ４３ 取付台座 ４４ バンド ４５ ボールジョイント ４６ 直管 ４７ エルボ ４８ ボールジョイント ４９ エルボ ５１ 直管 ５２ 配管支持台 ５３ ボールジョイント ５４ 吊り下げ支持台 ５６ ボールジョイント ５７ ボールジョイント ５８ ボールジョイント ５９ エルボ ６１ エルボ ６２ 直管 ６３ エルボ ６３ａ ばね ６４ エルボ ６５ 直管 ６６ エルボ ６７ エルボ Ａ 挿嵌部材 Ｂ 被挿嵌部材 Ｃ 挿嵌部材 Ｄ 被挿嵌部材 Ｅ 建物本体側 Ｇ 建物基礎側 ｄ 隙間 Ｐ 直管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 佳吉 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 山本 哲夫 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 佐々木 一博 東京都世田谷区玉川３丁目40番26号 ユー イージョイント株式会社内 Ｆターム(参考） 3H104 JA03 JA17 JB01 JC10 JD09 KA04 KB08 LA14 LA18 LF05 LG03 LG30

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管接続部を設けた被挿嵌部材の内側
   に、挿嵌部材が回転可能に保持され、配管接続部を有す
   るパイプが前記挿嵌部材の内側にスライド可能に保持さ
   れることにより、配管接続方向の屈折と伸縮が許容され
   ている配管接続方向変位・伸縮可能継手を用いて、 構造物の上部構造が下部構造に免震装置を介して相対変
   位可能に支持され、前記上部構造に設けられた上部構造
   側配管と、前記下部構造に設けられた下部構造側配管ま
   たは埋設配管とが接続される免震用の配管接続構造であ
   って、 前記上部構造側配管と、前記下部構造側配管または埋設
   配管とのそれぞれの接続端には、前記配管接続方向変位
   ・伸縮可能継手が、前記挿嵌部材が前記被挿嵌部材に対
   して上流側に位置するように設けられ、両前記配管接続
   方向変位・伸縮可能継手間に配管が介在させられている
   ことを特徴とする免震配管接続構造。
2. 【請求項２】 配管接続部を設けた被挿嵌部材の内側
   に、挿嵌部材が回転可能に保持され、配管接続部を有す
   るパイプが前記挿嵌部材の内側にスライド可能に保持さ
   れることにより、配管接続方向の屈折と伸縮が許容され
   ている配管接続方向変位・伸縮可能継手と、配管接続部
   を設けた被挿嵌部材の内側に、配管接続部を有する挿嵌
   部材が回転可能に保持された配管接続方向変位可能継手
   とを用いて、 構造物の上部構造が下部構造に免震装置を介して相対変
   位可能に支持され、前記上部構造に設けられた上部構造
   側配管と、前記下部構造に設けられた下部構造側配管ま
   たは埋設配管とが接続される免震用の配管接続構造であ
   って、 前記上部構造側配管の接続端には、前記配管接続方向変
   位・伸縮可能継手、あるいは前記配管接続方向変位可能
   継手の一方が接続され、前記下部構造側配管または埋設
   配管の接続端には残りの他方が接続され、 前記配管接続方向変位・伸縮可能継手、前記配管接続方
   向変位可能継手を接続するに際しては、両継手におい
   て、前記挿嵌部材が前記被挿嵌部材に対して上流側に位
   置するように設けられ、両継手間には配管が介在させら
   れていることを特徴とする免震配管接続構造。
3. 【請求項３】 配管接続部を設けた被挿嵌部材の内側
   に、配管接続部を有する挿嵌部材が回転可能に保持され
   た配管接続方向変位可能継手を用いて、 構造物の上部構造が下部構造に免震装置を介して相対変
   位可能に支持され、前記上部構造に設けられた上部構造
   側配管と、前記下部構造に設けられた下部構造側配管ま
   たは埋設配管とが接続される免震用の配管接続構造であ
   って、 前記上部構造側配管と前記下部構造側配管のそれぞれの
   接続端には、前記配管接続方向変位可能継手が、前記挿
   嵌部材が前記被挿嵌部材に対して上流側に位置するよう
   に設けられ、両前記配管接続方向変位可能継手間には配
   管が介在させられていることを特徴とする免震配管接続
   構造。
4. 【請求項４】 請求項１記載の免震配管接続構造におい
   て、 前記配管接続方向変位・伸縮可能継手では、前記挿嵌部
   材と前記被挿嵌部材とは、一方の中心軸方向に対して他
   方の中心軸方向が少なくとも１５度は首振回転可能に挿
   嵌され、前記上部構造側配管と、前記下部構造側配管ま
   たは埋設配管のそれぞれの接続端に設ける両継手の回転
   中心間距離をＬとし、両継手の施工時の初期伸び量をｄ
   ０とし、最大伸び量をｄ１とし、水平変位量をＤとし、
   回転量をθとした場合に、 ｄ１≧ｄ０／２ ＋ Ｄ² ／｛２（２Ｌ＋ｄ０）｝≧４
   （ｃｍ） で示される上記式を、最大伸び量ｄ１が満足することを
   特徴とする免震配管接続構造。
5. 【請求項５】 構造物の上部構造が下部構造に免震装置
   を介して相対変位可能に支持され、前記上部構造に設け
   られた上部構造側水平配管と、前記下部構造に設けられ
   た下部構造側水平配管または埋設水平配管とが、 配管接続部を設けた被挿嵌部材の内側に、配管接続部を
   有する挿嵌部材が回転可能に保持された少なくとも３個
   の配管接続方向変位可能継手と、エルボおよび直管の少
   なくともいずれかとを介在させて、 前記上部構造側水平配管と、前記下部構造側水平配管ま
   たは埋設水平配管との間は、屈曲配管部が設けられて配
   管接続されていることを特徴とする免震配管接続構造。
6. 【請求項６】 請求項５記載の免震配管接続構造におい
   て、 前記配管接続方向変位可能継手の前記挿嵌部材は前記被
   挿嵌部材に対して上流側に位置するように設けられてい
   ることを特徴とする免震配管接続構造。
7. 【請求項７】 請求項５または６記載の免震配管接続構
   造において、 前記下部構造側水平配管は、前記下部構造側に固定さ
   れ、且つ、前記下部構造側への固定部とは別に、変位可
   能に配管変位支持部材に支持されていることを特徴とす
   る免震配管接続構造。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれか１項に記載
   の免震配管接続構造における固定構造であって、 前記上部構造側配管の上部構造側水平配管部が前記上部
   構造に固定され、前記下部構造側配管の下部構造側水平
   配管部が前記下部構造に固定されていることを特徴とす
   る免震配管接続構造における固定構造。
9. 【請求項９】 請求項８記載の免震配管接続構造におけ
   る固定構造において、 前記上部構造側水平配管部を前記上部構造に固定するに
   際しては、前記上部構造側に固定する固定部と、前記固
   定部に対して交差方向に固定された配管支持部とからな
   る固定部材を介して、 前記固定部を前記上部構造側に固定した状態で、前記配
   管支持部に前記上部構造側水平配管部を支持させ、前記
   上部構造側水平配管部の管端側配管接続における管端接
   続部を前記配管支持部に固定することを特徴とする免震
   配管接続構造における固定構造。