(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に並べられる一対の管の端部にそれぞれ設けられた雄ねじ部と雌ねじ部をねじ締めするねじ締め装置において、
前記一対の管のうち一方の管を囲うように環状に設けられたガイドと、
前記ガイドに沿って走行可能な走行体と、
前記走行体から軸方向に沿って他方の管側へ延出したトルク付与部と、
前記一方の管の外周面から径方向外側に延出し、前記走行体の走行に伴うトルクを前記トルク付与部から受けるトルク受け部と、を備えることを特徴とするねじ締め装置。
【請求項２】
前記トルク受け部が前記トルク付与部に沿って摺動可能に前記トルク付与部に当接することを特徴とする請求項１に記載のねじ締め装置。
【請求項３】
前記走行体がギヤードトロリーであることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ締め装置。
【請求項４】
軸方向に並べられる一対の管の端部にそれぞれ設けられた雄ねじ部と雌ねじ部をねじ締めすることによって、前記管の連結体を製造する方法において、
前記一対の管のうち一方の管を囲うように環状に設けられたガイドに沿って走行体を走行させることによって、前記走行体から軸方向に沿って他方の管側へ延出したトルク付与部から、前記一方の管の外周面から径方向外側に延出したトルク受け部にトルクを付与して、前記一方の管を回転させて、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部をねじ締めすることを特徴とする管連結体の製造方法。
【請求項５】
地盤に削孔された孔に前記他方の管を挿入するとともに前記他方の管の上部を前記孔から突き出して、前記他方の管の周方向の動きを拘束した状態で、且つ、前記一方の管を吊りつつ前記ガイドの内側に通して、前記一方の管の下端部と前記他方の管の上端部を合わせた状態で、前記走行体を走行させることを特徴とする請求項４に記載の管連結体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向に並べられる一対の管の端部にそれぞれ設けられた雄ねじ部と雌ねじ部をねじ締めするねじ締め装置に関するとともに、そのねじ締め装置を用いた管連結体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一方の鋼管の端部に設けられた雄ねじ部を他方の鋼管の端部に設けられた雌ねじ部に締める装置が開示されている。この装置は、牽引装置と、その牽引装置から繰り出されて一方の鋼管の外周面に巻き付けられた索状体と、を備えるものである。牽引装置によって索状体を巻回することによって一方の鋼管を回転し、これにより雄ねじ部と雌ねじ部を螺合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７４０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、鋼管の重量が大きい上、雄ねじ部と雌ねじ部の摩擦が大きいので、鋼管を回転させるには大きなトルクを必要とする。ところが、特許文献１に記載の装置では、索状体が鋼管の外周に巻き付けられているので、鋼管に与えられるトルクは牽引装置の牽引力と鋼管の半径の積であり、鋼管を回転させるために牽引装置の牽引力を高めなければならかった。牽引装置の牽引力を高めると、牽引装置が大型化してしまうので、鋼管の周りの作業スペースが狭いと、作業員が作業を行いづらいうえ、作業員の人数を増やしづらかった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、雄ねじ部及び雌ねじ部がそれぞれ設けられた端部に設けられた管同士を省力的に締め付けられるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するべく、軸方向に並べられる一対の管の端部にそれぞれ設けられた雄ねじ部と雌ねじ部をねじ締めするねじ締め装置が、前記一対の管のうち一方の管を囲うように環状に設けられたガイドと、前記ガイドに沿って走行可能な走行体と、前記走行体から軸方向に沿って他方の管側へ延出したトルク付与部と、前記一方の管の外周面から径方向外側に延出し、前記走行体の走行に伴うトルクを前記トルク付与部から受けるトルク受け部と、を備える。
【０００７】
また、軸方向に並べられる一対の管の端部にそれぞれ雄ねじ部と雌ねじ部をねじ締めすることによって、前記管の連結体を製造する方法において、前記一対の管のうち一方の管を囲うように環状に設けられたガイドに沿って走行体を走行させることによって、前記走行体から軸方向に沿って他方の管側へ延出したトルク付与部から、前記一方の管の外周面から径方向に延出したトルク受け部にトルクを付与して、前記一方の管を回転させて、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部をねじ締めする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ガイドが一方の管を囲うように設けられていて、ガイドの径が管の径よりも大きいうえ、トルク受け部が管の外周面から径方向外側に延出しているので、走行体の走行力によって大きなトルクを一方の管に与えることができる。よって、雄ねじ部と雌ねじ部を省力的にねじ締めすることができる上、ねじ締め作業の作業員が少なくても済む。作業員の人数が少なければ、管の周囲の作業スペースが狭くても、作業員にとって作業を行いやすい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ねじ締め装置及び管連結体を示した立面図である。
【図２】ねじ締め装置の上部を拡大して示した斜視図である。
【図３】管の連結工程を説明するための立面図である。
【図４】管の連結工程を説明するための立面図である。
【図５】管の連結工程を説明するための立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているので、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１１】
図１は、鋼管連結体１０とともにねじ締め装置２０を示した立面図である。
【００１２】
図１に示すように、地盤１に孔２が削孔されており、孔２内に安定液３が充填されている。鋼管連結体１０は孔２に挿入されて、安定液３に浸漬されている。鋼管連結体１０は軸方向に連結された複数の鋼管１１を有する。各鋼管１１は、鋼管本体部１２と、鋼管本体部１２の上端に設けられた筒状雌ねじ部１３と、鋼管本体部１２の下端に設けられた筒状雄ねじ部１４と、を有する。筒状雌ねじ部１３の外周面は鋼管本体部１２の外周面と面一に設けられ、筒状雌ねじ部１３の内周面には雌ねじが形成されている。筒状雄ねじ部１４の外径は筒状雌ねじ部１３及び鋼管本体部１２の外径よりも短く、筒状雄ねじ部１４の外周面には雄ねじが形成されている。鋼管１１の筒状雄ねじ部１４がその下隣りの鋼管１１の筒状雌ねじ部１３に螺合されることによって、これら鋼管１１，１１が連結されている。鋼管１１は直径が例えば1500mmである大径鋼管であり、一対の鋼管１１，１１の筒状雌ねじ部１３と筒状雌ねじ部１４を締める際に大きなトルクを必要とするので、そのトルクを発生させるためにねじ締め装置２０を用いる。なお、筒状雄ねじ部１４と鋼管本体部１２が一体成形されたものでもよいし、筒状雄ねじ部１４が鋼管本体部１２に組み付けられたものでもよい。筒状雌ねじ部１３と鋼管本体部１２についても同様である。
【００１３】
図２は、ねじ締め装置２０の主要部の斜視図である。ねじ締め装置２０は、孔２に挿入された先行の鋼管１１の筒状雌ねじ部１３に、孔２に挿入されていない後行の鋼管１１の筒状雄ねじ部１４を締め付ける装置である。以下、ねじ締め装置２０の構成について詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、ねじ締め装置２０は保持具２１、複数本の支柱２２、ガイド２４、複数（例えば、２機）の走行体２５、複数（例えば、２個）のトルク付与部２６及び複数（例えば、２個）のトルク受け部２７を備える。
【００１５】
保持具２１は、孔２を囲むようにして地盤１上に設けられている。孔２に挿入された先行の鋼管１１はその内周面を保持具２１によって保持され、鋼管１１の周方向、軸方向（特に下方）及び径方向の動きが保持具２１によって拘束されている。以下、保持具２１に保持されている先行の鋼管１１を固定鋼管１１という。
【００１６】
地盤１上の孔２の周囲には、複数の支柱２２が周方向に間隔を置いて立設されている。これら支柱２２の上部には、支柱２２の上部から径方向内側に延出したアーム２３の基端が連結されている。これらアーム２３は放射状に配列されており、アーム２３の先端部には鋼管１１よりも径が大きいリング状のガイド２４が連結されている。ガイド２４が地面から上方へ離れて設置されているので、ガイド２４の下方に作業スペースを確保することができる。このガイド２４は断面Ｉ字型のレールである。
【００１７】
ガイド２４に複数の走行体２５が取り付けられ、これら走行体２５がガイド２４に沿って走行する。走行体２５はギヤードトロリーであり、走行体２５のハンドチェーン２５ａが引っ張られて周回すると、その回転力が走行体２５の歯車減速機構によって走行体２５の車輪２５ｂに伝達されることで、走行体２５がガイド２４に沿って走行する。
【００１８】
走行体２５には棒状のトルク付与部２６の上端が連結され、そのトルク付与部２６は走行体２５から鉛直方向に垂下している。一方、ねじ締め装置２０によって固定鋼管１１に連結される鋼管１１（以下、回転鋼管１１という）の鋼管本体部１２の外周面の下部には、断面Ｈ型の棒状のトルク受け部２７が周方向に一定間隔で固定具（例えば、磁石、固定バンド）によって着脱可能に取り付けられている。トルク受け部２７は、鋼管本体部１２の外周面から径方向外方へ延出している。これらトルク付与部２６とトルク受け部２７が当接すれば、走行体２５の走行に伴うトルクがトルク付与部２６及びトルク受け部２７によって回転鋼管１１に発生する。
【００１９】
続いて、ねじ締め装置２０を用いて鋼管連結体１０を製造する方法について説明する。
まず、地盤１に孔２を掘削し、孔２内に安定液３を供給する。
次に、地盤１上の孔２の周囲にねじ締め装置２０（但し、トルク受け部２７を除く部分）を組み立てる。
次に、先行の固定鋼管１１をクレーン等によって吊り上げて、その固定鋼管１１を孔２及び保持具２１の内側に挿入する。そして、固定鋼管１１の上部を孔２から上方へ突き出すようにして、その固定鋼管１１を保持具２１によって保持する。
【００２０】
次に、図３に示すように、後行の回転鋼管１１をクレーン等によって吊り上げて、その回転鋼管１１をガイド２４の上方からガイド２４の内側へ下降させ、その回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４の下端を固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３の上端に嵌め入れる。回転鋼管１１を吊り下げたので、その回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４の下端を固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３の上端に嵌め入れる際に、回転鋼管１１と固定鋼管１１の軸合わせを行いやすい。
次に、図４に示すように、回転鋼管１１の鋼管本体部１２の外周面の下部にトルク受け部２７を取り付ける。
【００２１】
次に、クレーン等で回転鋼管１１を吊った状態で、ハンドチェーン２５ａを引っ張ることによって走行体２５をガイド２４に沿って走行させて、トルク付与部２６をトルク受け部２７に当接させる。ここで、筒状雄ねじ部１４が右ねじである場合、上から見て走行体２５を時計回りの向きに走行させ、筒状雄ねじ部１４が左ねじである場合、上から見て、走行体２５を反時計回りの向きに走行させる。
図５に示すように、トルク付与部２６とトルク受け部２７の当接後も継続して走行体２５を走行させて、トルク付与部２６によりトルク受け部２７を押し動かし、走行体２５の走行に伴うトルクをトルク付与部２６からトルク受け部２７及び回転鋼管１１に付与する。そうすることによって回転鋼管１１を回転させて、回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４を固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３にねじ締めする。回転鋼管１１を吊っているので、回転鋼管１１の姿勢が重力により安定し、回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４と固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３の締め付けを行いやすい。また、トルク受け部２７が周方向に等間隔で配列されていれば、回転鋼管１１を安定して回転させることができ、回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４と固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３の締め付けを行いやすい。回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４と固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３の締め付けによって回転鋼管１１が下降し、それに伴ってトルク受け部２７がトルク付与部２６に沿って下方へ摺動する。トルク付与部２６がまっすぐに上下に延在しているので、ねじ締めに伴い回転鋼管１１及びトルク受け部２７が下降しても、トルク受け部２７とトルク付与部２６の当接状態を維持することができる。
【００２２】
走行体２５が歯車減速機構を有したギヤードトロリーであるので、ハンドチェーン２５ａの引張力が歯車減速機構によって走行体２５の大きな走行力に変換される。そして、ガイド２４の直径が鋼管１１の直径よりも大きいので、大きなトルクを回転鋼管１１に付与することができる。よって、作業員が少なくても、また作業員によるハンドチェーン２５ａの引張力が弱くても、回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４を固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３に締め付けることができる。少人数で回転鋼管１１の回転作業を行えば、狭隘な作業スペースでも作業員同士がぶつからないようになり、作業員の安全性が向上する。
【００２３】
ガイド２４の直径が鋼管１１の直径よりも大きく、ハンドチェーン２５ａにより走行体２５を走行させることができるので、作業員は回転鋼管１１から径方向外方に離れて回転鋼管１１を回転させることができる。よって、作業員は安全に作業を行える。
【００２４】
ねじ締め装置２０を用いた回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４と固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３の締め付けが完了したら、トルク受け部２７を回転鋼管１１から取り外す。次に、回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４と固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３を本締めする。なお、ねじ締め装置２０を用いて回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４と固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３を本締めするのであれば、別途本締めをする必要はない。
【００２５】
次に、保持具２１による先行の固定鋼管１１（上から２番目の鋼管１１）の保持を解除する。そして、これら鋼管１１，１１の連結体をクレーンによって下降させて孔２に進入させた後、最上段の鋼管１１を保持具２１によって保持する。その後、上述の説明と同様にして、ねじ締め装置２０を用いて、最上段の鋼管１１に新たな回転鋼管１１を連結する。以後、保持具２１による保持解除、鋼管連結体の進入、新たな回転鋼管１１の連結を繰り返して行うことによって、所望の本数の鋼管１１を連結した鋼管連結体１０が完成する。この鋼管連結体１０は、例えば、その後の逆打ち工法における逆打ち支柱として利用される。
【００２６】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。以上の実施形態からの変更点について以下に説明する。以下に説明する変形点は、可能な限り組み合わせて適用してもよい。
【００２７】
（１）  上述の実施形態では、鋼管１１を鋼以外の金属管に変更してもよいし、金属以外の管（例えば、陶製管）に変更してもよい。
【００２８】
（２）  上述の実施形態では、走行体２５がギヤードトロリーであったが、歯車減速機構を有さないプレーントロリーであってもよいし、モータの軸が歯車減速機構に連結されて、そのモータにより車輪２５ｂを駆動する電動トロリーであってもよい。
【００２９】
（３）  上述の実施の形態では、ねじ締め装置２０が縦型であったが、ねじ締め装置２０が横型であってもよい。ねじ締め装置２０が横型である場合、支柱２２及びアーム２３が採用されず、保持具２１及びガイド２４が立てられた状態に支持部材によって支持され、保持具２１とガイド２４が横方向に並んでいる。保持具２１には、横に倒れた固定鋼管１１を支持する管支持部が取り付けられている。また、ガイド２４には、横に倒れた回転鋼管１１を摺動可能に支持する管案内部が取り付けられている。また、走行体２５は、電動型であることが好ましい。
【００３０】
（４）  上述の実施の形態では、ねじ締め装置２０を用いて回転鋼管１１を回転させることによって、回転鋼管１１の筒状雄ねじ部１４を固定鋼管１１の筒状雌ねじ部１３にねじ締めしたが、ねじ締め装置２０を用いて回転鋼管１１を回転させることによって、回転鋼管１１の筒状雌ねじ部１３を固定鋼管１１の筒状雄ねじ部１４にねじ締めしてもよい。
【００３１】
（５）  上述の実施の形態では、トルク付与部２６によりトルク受け部２７を押し動かしたが、トルク付与部２６によりトルク受け部２７を引き動かしてもよい。この場合、ワイヤ、ロープ、チェーン、締結バンド等の巻き材をトルク付与部２６及びトルク受け部２７に巻き付けて、トルク付与部２６とトルク受け部２７が巻き材によって周方向に離れないようにするとともに、巻き材（必要に応じてトルク受け部２７も）がトルク付与部２６に沿って下方へ摺動するようにする。巻き材を強くトルク付与部２６とトルク受け部２７に巻き付ければ、筒状雌ねじ部１３と筒状雄ねじ部１４の締め付けの際にトルク付与部２６とトルク受け部２７が当接し、巻き材を緩くトルク付与部２６とトルク受け部２７に巻き付ければ、筒状雌ねじ部１３と筒状雄ねじ部１４の締め付けの際にトルク付与部２６とトルク受け部２７との間に遊び（間隔）が形成される。
なお、ワイヤ、ロープ、チェーン等の索状体をトルク付与部２６とトルク受け部２７に連結して、トルク付与部２６及び索状体によってトルク受け部２７を引き動かしてもよい。
【００３２】
（６）  貫通孔がトルク受け部２７を上下に貫通するように形成され、トルク付与部２６がその貫通孔に挿入されてもよい。この場合、走行体２５をガイド２４に沿って走行させることによって、トルク付与部２６が貫通孔の縁に当接し、トルク付与部２６からトルク受け部２７にトルクが伝わるとともに、トルク受け部２７がトルク付与部２６に沿って下方へ摺動する。
【符号の説明】
【００３３】
１０…鋼管連結体，  １１…鋼管，  １２…鋼管本体部，  １３…筒状雌ねじ部，  １４…筒状雄ねじ部，  ２０…ねじ締め装置，  ２１…保持具，  ２４…ガイド，  ２５…走行体，  ２６…トルク付与部，  ２７…トルク受け部
【図１】
0006536292.tif 000002
【図２】
0006536292.tif 000003
【図３】
0006536292.tif 000004
【図４】
0006536292.tif 000005
【図５】
0006536292.tif 000006