(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進管の端面に装着する、複数の弓形のクッション材片を継ぎ合わせて円形に形成したクッション材において、クッション材片の継目が、一方のクッション材片の端部に先端部分が膨出した凸部を形成し、他方のクッション材片の端部に該凸部の形状に対応した形状の凹部を形成し、当該凸部と凹部とを係合させて一体化されていることを特徴とする推進管のクッション材
【請求項２】
推進管の端面に装着する、複数の弓形のクッション材片を継ぎ合わせて円形に形成したクッション材において、硬さの異なるクッション材片を組合せ、曲線推進の際に最も圧縮変形の大きくなる部分に最も軟らかいクッション材を配置し、クッション材片の継目が、一方のクッション材片の端部に先端部分が膨出した凸部を形成し、他方のクッション材片の端部に該凸部の形状に対応した形状の凹部を形成し、当該凸部と凹部とを係合させて一体化されていることを特徴とする推進管のクッション材
【請求項３】
請求項１又は２のクッション材において、クッション材の少なくとも一方の面が、斜面、凹溝、段部などを有することにより平坦な面となっていないことを特徴とする推進管のクッション材
【請求項４】
請求項３のクッション材において、その半径方向の断面形状における両端部分が端部に行くほど厚さが薄くなるように形成されていることを特徴とする推進管のクッション材
【請求項５】
請求項３のクッション材において、その半径方向の断面形状における一端が端部に行くほど厚さが薄くなるように形成され、中央ないし他端側は同じ厚さで形成されていることを特徴とする推進管のクッション材
【請求項６】
請求項５のクッション材において、厚さの薄い端部が外周側であることを特徴とする推進管のクッション材
【請求項７】
請求項３のクッション材において、その半径方向の断面形状が一端から他端に向けてその厚みが減少する台形状に形成されていることを特徴とする推進管のクッション材
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、推進工法に用いる推進管の接合部分に装着するクッション材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クッション材はプラスチック、合成ゴム、合板、パーティクルボード等をリング状又は弓形に形成したものが用いられる。図９は、４分割して弓形に製造したクッション材片をを、施工時に推進管端面に接着剤により装着した例を示している。図１０は推進管の接合部の断面の１例の詳細で、１５はカラー、１６はシール材、１７は水膨張性ゴムを示している。クッション材１３は、厚さの等しい単なる板状に形成されており、図９のように複数のクッション材片を組み合わせる場合は、各クッション材片は全て硬さの等しいものを用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
推進管のクッション材は、通常は、図９に示すように、継目を有するが、従来はこの継目に何らの特別な処置をしていなかったので、リング状という形状から継目が弱点となって、推進のための押圧力がかかると、円弧形状部分が変形し当該継目部分の接着がはがれて管の内側に飛び出してしまうといった問題があった。また、クッション材の大きな変形に伴い、推進管の接合端面に大きなせん断、引張り応力が発生し、端面を損傷させるおそれがあった。
【０００４】
また、推進管を曲線推進に用いた場合、管の接合面の応力分布が極端に偏り、接合面の一部のみが推進力を負担せねばならないという不都合がある。図１１は、曲線推進で推進管１が角度をもって接合される場合を示している。この場合は、接合の角度が大きいために、クッション材１３は、図９に破線の領域Ｅで示すように、図の下側のみが推進力を伝達している。クッション材に生ずる応力はその圧縮歪みにほぼ比例するから、下側ほど大きな圧縮応力が生じていることとなる。そして、推進管の接合端面には、最下端のみに過大な応力が生じ、破損する可能性がきわめて大きくなってしまうのである。
【０００５】
また、従来のクッション材はその断面形状が単なる板状に形成されているのみで、管の接合部で圧縮されて変形すると、圧縮方向の縮み変形が生ずる一方、その変形方向と直角の方向に伸び変形を生じ（ポアソン比）、これにより管の端面にせん断応力が生じ、管の端面が破壊されるおそれがあった。図１２は推進管１の接合部にクッション材１３を用いたもので、左側は圧縮力の加わる前、右側は圧縮力が加わったときを示している。圧縮力が加わると、クッション材１３はその厚みが薄くなるように変形する一方、圧縮力と直角の方向、すなわち管の端面と平行な方向に伸び変形が生じ、その結果、図１２右側に矢印で示すように、管端面に平行な力を及ぼす。これにより管端面にせん断力が作用することとなる。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明のクッション材は、継目の弱点を緩和して外力に対する抵抗を強め、ポアソン比によるせん断応力の発生を少なくして管端面が破壊されるのを防ぎ、曲線推進の際の過大な応力の発生を抑制して管接合部の破損を防ぐものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、推進管の端面に装着する、複数の弓形のクッション材片を継ぎ合わせて円形に形成したクッション材において、クッション材片の継目が、一方のクッション材片の端部に先端部分が膨出した凸部を形成し、他方のクッション材片の端部に該凸部の形状に対応した形状の凹部を形成し、当該凸部と凹部とを係合させて一体化されていることを特徴とする推進管のクッション材である。継目が凸部と凹部とを係合させて一体化されているので、外力に対する強度が強くなる。
【０００８】
また本発明は、推進管の端面に装着する、複数の弓形のクッション材片を継ぎ合わせて円形に形成したクッション材において、硬さの異なるクッション材片を組合せ、曲線推進の際に最も圧縮変形の大きくなる部分に最も軟らかいクッション材を配置し、クッション材片の継目が、一方のクッション材片の端部に先端部分が膨出した凸部を形成し、他方のクッション材片の端部に該凸部の形状に対応した形状の凹部を形成し、当該凸部と凹部とを係合させて一体化されていることを特徴とする推進管のクッション材である。最も圧縮変形の大きくなる部分に最も軟らかいクッション材を配置したので、当該部分が変形しやすくなって発生応力が小さくなる一方、クッション材の変形が大きくなることで圧縮力を伝達する面積が増え、過大な応力の発生を抑制して管接合部の破損を防ぐ。この場合、継目を、前記のように、凸部と凹部とを係合させたものとすることができる。
【０００９】
また本発明は、前記クッション材において、クッション材の少なくとも一方の面が、斜面、凹溝、段部などを有することにより平坦な面となっていないことを特徴とする推進管のクッション材である。クッション材の一方の面が平坦面ではないので、推進時に圧縮力が作用してクッション材が圧縮変形したときに、その変形した部分が束縛されずに自由に逃げることができ、平坦面である場合に比較してポアソン比によるせん断力の発生が低減される。
【００１０】
平坦面ではない態様としては、クッション材の半径方向の断面形状において、一端又は両端部分が端部に行くほど厚さが薄くなるように形成したり、台形状に形成したり、凹溝や段部を形成したりすることが考えられる。
【００１１】
曲線推進を行う場合には、クッション材の半径方向の断面形状において、外周側の端部を先端に行くほど厚さが薄くなるように形成すると、クッション材とこれに接合される相手の推進管の端面との接触面積が増え、したがって過大な応力の発生を抑制して管接合部の破損を防ぐことができる。この場合、中央から内周側端部にかけては、平坦か先細りとなっていることが望ましい。例えば、図８に示すように内周側が厚い台形状のクッション材の場合、曲線推進には適しているのであるが、直線推進に用いた場合は、内側に向かう力（矢印Ｄ）が発生し、クッション材が内側にはみ出してしまうおそれがある。中央から内周側端部にかけて、平坦か先細りの形状とすると、このような内側に向かう力は発生しない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に関する図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は推進管１に装着した実施例のクッション材２の正面図、図２は図１の要部断面図、図３は曲線推進の場合のクッション材の応力分布の説明図、図４は曲線推進の場合の推進管の接合状態の説明図、図５はクッション材２の変形状態の説明図、図６は実施例のクッション材５、６、７、８の切断端面説明図、図７は実施例のクッション材９の説明図、図８は推進管の要部断面説明図である。
【００１３】
図１に示すクッション材２は、円を４等分した弓形のクッション材片２ａ、２ｂを２個ずつ継ぎ合わせて円形に形成したもので、推進管１の接合端面に接着剤で貼り付け、装着してある。それぞれのクッション材片２ａ、２ｂの端部には一方に先端部分が膨出した凸部３が、他方に該凸部３の形状に対応した形状の凹部４が形成されている。したがって、これらを継ぎ合わせると、その継目は、凸部３と凹部４とが係合して一体化されたものとなる。凸部及び凹部の形状は、図１に示すものに限られるものではなく、例えば図７に示すクッション材９のように、凸部１１及び凹部１２が台形状に形成されていてもよい。要するに、係合した凸部と凹部とが抜けにくい形状であればよい。
【００１４】
クッション材片２ａ、２ｂは、共に発泡塩化ビニル製である。２個のクッション材片２ａは中心を挟んで上下対称に、２個のクッション材片２ｂは中心を挟んで左右対称に位置している。上下のクッション材片２ａは発泡倍率が２．９、左右のクッション材片２ｂは発泡倍率が２．０で、上下のクッション材片２ａの方が柔らかくなっている。クッション材片は、中心を挟んで対称の位置にあるものは同じ柔らかさであることが望ましい。そうでないと、直線推進で圧縮力が作用したときに、クッション材の変形量が異なって、管の接合部に角度が付いてしまう（直線推進にならない）可能性がある。この推進管１は下向きに曲げて曲線推進するものなので、図４に示すように角度を持って接合され、最下部のクッション材の圧縮変形が最も大きくなる。すなわち、圧縮変形が最も大きくなる下側と、その対称位置の上側に軟らかいクッション材片２ａが装着されている。
【００１５】
また、曲線推進を行う場合には、図１１に示すように、最も圧縮変形の大きくなる（接合する管の端面が最も接近する）下側部分に最も軟らかいクッション材を配置したので、当該部分が変形しやすくなって発生する応力が小さくなるのに加え、クッション材の変形が大きくなることで圧縮力を伝達する面積（クッション材とこれに接合される相手の推進管の端面との接触面積）が増え、過大な応力の集中発生を抑制して管接合部の破損を防ぐことができる。もし、推進管が左右方向に曲げて曲線推進するものであれば、軟らかいクッション材は左右側に配置される。
【００１６】
クッション材２は、図２に示すように、内周側と外周側に斜面を有し、その断面形状において、両端部分が端部に行くほど厚さが薄くなるように形成されている。このような形状にすると、図５に示すように、推進による圧縮変形がおきたときにポアソン比によるせん断応力の発生が抑えられる。図５で点線で示すのが変形前のクッション材２で、実線で示すのが変形後のクッション材２’である。クッション材は先端側部分（図５の右側）が相手の推進管１ａの端面１４ａに接触して変形するが、クッション材２の先端側部分は元端側に比べて幅が狭くなっているので、図５の矢印Ｂに示すように、外側方向に束縛されずに自由に逃げて変形できるので、せん断応力が管端面に生じにくいのである。
【００１７】
さらに、クッション材２の形状は、曲線推進における圧縮力を伝達する面積（クッション材とこれに接合される相手の推進管の端面との接触面積）を増大させ、過大な応力の集中発生を抑制して管接合部の破損を防ぐ作用効果も有する。曲線推進の場合、図４に示すように推進管が傾いて接合される。このときクッション材２の押圧されて変形する部分（図４の破線で示す部分）は、先端側の幅の狭くなっている部分、すなわち変形しやすい部分であるから、クッション材の変形量が多くなり、クッション材とこれに接合される相手の推進管の端面との接触面積が増大する。また、圧縮応力はクッション材の歪みに比例するが、本発明の形状の場合は特段に歪みの大きくなる部分がない。図９、１１に明らかなように、最下端に圧縮応力が集中する従来のクッション材の場合と比較すればその差は歴然である。
【００１８】
図８のクッション材１０は斜面を有し、内側が厚く外側が薄い台形断面であるが、このような断面形状でも、曲線推進で管どうしが傾いて接合されたときの、クッション材とこれに接合される相手の推進管の端面との接触面積が増大するので、応力の集中発生を抑制することができる。しかし、これのクッション材１０は直線推進に用いるのはやや不向きである。直線推進の際に押圧力Ｃが作用すると、クッション材１０には内側方向の力Ｄが発生し、接着力が弱いと管の内側に飛び出してしまうおそれがあるからである。クッション材２の場合は、断面形状において、両端部分が端部に行くほど厚さが薄くなるように形成されているので、このような内側方向の力は発生しない。クッション材２は図２に示すように、中心線ｃに対して対称形状であるので、このような内側方向の力は全く発生しない。
【００１９】
クッション材２は、曲線推進を行うことでクッション材に発生する圧縮応力の分布（推進力を伝える部分）が、図３に破線で示す領域Ａとなり、従来の場合の図９に破線で示す領域Ｅに比べてはるかに広くなり、応力の集中が緩和され、したがって管接合部の損傷を防ぐことができる。
【００２０】
本発明のクッション材の断面形状はクッション材２に限らない。図６にクッション材の断面形状の他例を示す。クッション材５は両端が曲面となっており、クッション材６は外側面全体が曲面となっている。いずれも、断面形状が、両端部分が端部に行くほど厚さが薄くなるように形成されているので、前記のクッション材２と同様の作用効果を有する。クッション材７は一端のみが先細りで、中央から他端にかけては平坦となっている。このような形状もポアソン比によるせん断力の発生を少なくすることができる。先細りを外周側に設けると、曲線推進の場合の応力の集中発生を抑制できる。中央から他端にかけては平坦となっているので、直線推進に用いても内側に向かう力が発生せず、好適である。クッション材８は段部８ａにより凹溝８ｂが形成されている。このような形状もポアソン比によるせん断力の発生を少なくすることができる。
【００２１】
上記の実施例においては、クッション材を４分割したクッション材片を用いたが、例えば、６分割、８分割などしたクッション材片を継ぎ合わせて用いても良いことはもちろんである。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のクッション材は、継目の弱点を緩和して外力に対する抵抗が強くなったので、継目が有害な変形を起こすおそれがない。ポアソン比によるせん断応力の発生が少ないので、せん断力によって管端面が破壊されるのを防ぐ。また、曲線推進の際の過大な応力の発生を抑制して管接合部の破損を防ぐものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】推進管１に装着した実施例のクッション材２の正面図である。
【図２】図１の要部断面図である。
【図３】曲線推進の場合のクッション材２の応力分布の説明図である。
【図４】曲線推進の場合の推進管の接合状態の説明図である。
【図５】クッション材２の変形状態の説明図である。
【図６】実施例のクッション材５、６、７、８の切断端面説明図である。
【図７】実施例のクッション材９の説明図である。
【図８】推進管の要部断面説明図である。
【図９】推進管１に装着した従来のクッション材１３の正面図である。
【図１０】推進管１の接合部の断面図である。
【図１１】推進管１の曲線推進における接合部の説明図である。
【図１２】クッション材により推進管の端面に生じるせん断応力の説明図である。
【符号の説明】
１  推進管
２  クッション材
２ａ  クッション材片
２ｂ  クッション材片
３  凸部
４  凹部
５  クッション材
６  クッション材
７  クッション材
８  クッション材
９  クッション材
１０  クッション材
１１  凸部
１２  凹部
１３  クッション材
１４  接合端面
１５  カラー
１６  シール材
１７  水膨張性ゴム
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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