(57)【要約】【課題】連結作業が容易で、ケーシングパイプ同士が回転自在なケーシングパイプの連結構造を提供すること。【解決手段】掘削工具によって掘削された掘削孔内に複数の円筒状のケーシングパイプ１をその軸線Ｏ方向に連結して挿入するためのケーシングパイプ１の連結構造であって、互いに連結される一対のケーシングパイプ１は、一方の連結雄ソケット２が他方の連結雌ソケット３に嵌挿可能とされるとともに、互いに対向する連結雄ソケット２の外周面４と連結雌ソケット３の内周面６とにはそれぞれ周方向に延びるように環状溝５，７が形成されていて、環状溝５，７が互いに合致することによって画成される環状孔に、ケーシングパイプ１の径方向に弾性変形可能な係止部材８が介装されていることを特徴とする。【選択図】        図１
2004190758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削工具によって掘削された掘削孔内に複数の円筒状のケーシングパイプをその軸線方向に連結して挿入するためのケーシングパイプの連結構造であって、
互いに連結される一対のケーシングパイプは、一方のケーシングパイプの連結雄ソケットが他方のケーシングパイプの連結雌ソケットに嵌挿可能とされるとともに、互いに対向する該連結雄ソケットの外周面と該連結雌ソケットの内周面とにはそれぞれ周方向に延びるように環状溝が形成されていて、これらの環状溝が互いに合致することによって画成される環状孔に、前記ケーシングパイプの径方向に弾性変形可能な係止部材が介装されることにより、前記一対のケーシングパイプが前記軸線方向に連結されていることを特徴とするケーシングパイプの連結構造。
【請求項２】
請求項１に記載のケーシングパイプの連結構造において、
前記外周面と内周面とのうち、一方の周面の前記環状溝に前記係止部材が装着されるとともに、他方の周面の先端部には、前記軸線に対して傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とするケーシングパイプの連結構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のケーシングパイプの連結構造において、
前記外周面と内周面とには、複数の前記環状孔が前記軸線方向に並んで画成されるように、それぞれ複数の前記環状溝が前記軸線方向に並んで形成されていることを特徴とするケーシングパイプの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、掘削工具によって掘削された掘削孔内に複数の円筒状のケーシングパイプをその軸線方向に連結して挿入するためのケーシングパイプの連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、不安定な地盤や岩盤に対して地中深くにケーシングパイプ（鋼管）を施工することで地盤自体の強度を高めたり、トンネルなどの施工に際して掘削に先立ってトンネルの軸方向やや斜め外方向にケーシングパイプを施工することで壁面の地盤などを補強したりすることが行われている。
従来、このようなケーシングパイプの施工は、先行して掘削する掘削工具の前進とともに掘削孔にケーシングパイプを挿入していき、ケーシングパイプの長さ以上に掘削孔が深くなる場合には、先のケーシングパイプが掘削孔内に挿入されるたびに次のケーシングパイプを軸線方向に順次連結して行われる。このようなケーシングパイプ同士の連結構造には、ネジ嵌合やテーパ嵌合が用いられていた。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２２９９３４号公報（第１項、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなネジ嵌合による連結構造では、連結作業に長時間を要するだけでなく、掘削孔内にケーシングパイプを挿入する際に加えられる力の方向に制限があるという問題があった。つまり、ネジ嵌合が緩む方向に力を加えるとケーシングパイプ同士の連結が外れてしまうので、ネジ嵌合が締結する方向にしか力を加えることができないのである。また、ネジ嵌合やテーパ嵌合による連結構造では、ケーシングパイプ同士は回転が自在でなく、たとえば掘削工具と先端のケーシングパイプとの間に異物が噛み込むことで、掘削工具の回転が先端のケーシングパイプに伝達した場合、つまり掘削工具とケーシングパイプとが供回りした場合、すべてのケーシングパイプが一体となって回転してしまい、ケーシングパイプの摺動抵抗によって掘削が困難になるという問題があった。さらに、このような回転や、掘削時の振動によってもケーシングパイプ同士の連結が緩んでしまい、連結が外れてしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、連結作業が容易で、ケーシングパイプ同士が回転自在なケーシングパイプの連結構造を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るケーシングパイプの連結構造は、掘削工具によって掘削された掘削孔内に複数の円筒状のケーシングパイプをその軸線方向に連結して挿入するためのケーシングパイプの連結構造であって、互いに連結される一対のケーシングパイプは、一方のケーシングパイプの連結雄ソケットが他方のケーシングパイプの連結雌ソケットに嵌挿可能とされるとともに、互いに対向する該連結雄ソケットの外周面と該連結雌ソケットの内周面とにはそれぞれ周方向に延びるように環状溝が形成されていて、これらの環状溝が互いに合致することによって画成される環状孔に、前記ケーシングパイプの径方向に弾性変形可能な係止部材が介装されることにより、前記一対のケーシングパイプが前記軸線方向に連結されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明のケーシングパイプの連結構造において、ケーシングパイプの径方向に弾性変形可能な係止部材が、互いに対向する環状溝によって画成される環状孔に介装されることで連結されるので、連結作業が容易であるとともに、ケーシングパイプ同士は回転自在に連結されている。たとえば、ケーシングパイプの連結雄ソケットの外周面に形成されている環状溝に係止部材を装着し、内周面に環状溝が形成されている連結雌ソケットに連結雄ソケットを差し込むと、連結雌ソケットの内径に合わせて係止部材の外径が縮径するように弾性変形し、環状溝同士が合致することによって係止部材の外径が拡径して、これにより両方の環状溝に係止部材が係合するという連結構造となる。つまり、ネジ嵌合のようにケーシングパイプを回転させることなく、連結雌ソケットに連結雄ソケットを差し込むだけで連結されるので、連結作業が容易なのである。また、環状溝と係止部材とが軸線方向には係合しているが、周方向には係合していないので、ケーシングパイプ同士は回転自在となっているのである。これにより、掘削孔内にケーシングパイプを挿入する際に周方向に力が加えられても、ケーシングパイプ同士の連結が外れることを防止できるとともに、掘削工具とケーシングパイプとが供回りした場合でも先端のケーシングパイプの回転が伝達されることなく、摺動抵抗の増加を抑制することができる。また、環状溝と係止部材とが確実に係合しているので、掘削時の振動によっても連結が外れることがなく、確実にケーシングパイプ同士を連結することができる。
【０００８】
また、本発明に係るケーシングパイプの連結構造は、前記ケーシングパイプの連結構造において、前記外周面と内周面とのうち、一方の周面の前記環状溝に前記係止部材が装着されるとともに、他方の周面の先端部には、前記軸線に対して傾斜する傾斜面が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明のケーシングパイプの連結構造において、連結雄ソケットの外周面と連結雌ソケットの内周面とのうち、一方の周面の環状溝に係止部材が装着されるとともに、他方の周面の先端部には、軸線に対して傾斜する傾斜面が形成されているので、連結雌ソケットに連結雄ソケットを差し込む時に傾斜面に案内されて係止部材が縮径または拡径する方向に弾性変形する。たとえば、連結雌ソケットの内周面の環状溝に係止部材を装着し、連結雄ソケットの外周面の先端部に傾斜面を形成する場合、差し込む時に係止部材が傾斜面に案内されて拡径する方向に弾性変形する連結構造となる。これにより、係止部材を容易に弾性変形させることができ、連結作業を容易に行うことができる。
【００１０】
また、本発明に係るケーシングパイプの連結構造は、前記ケーシングパイプの連結構造において、外周面と内周面とには、複数の前記環状孔が前記軸線方向に並んで画成されるように、それぞれ複数の前記環状溝が前記軸線方向に並んで形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明のケーシングパイプの連結構造において、連結雄ソケットの外周面と連結雌ソケットの内周面とには、それぞれ複数の環状溝が軸線方向に並んで形成されており、複数の環状孔が軸線方向に並んで画成され、複数の係止部材で連結される構造となる。これにより、連結強度の向上を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１〜３は、ケーシングパイプの連結部分である連結雄ソケットと連結雌ソケットとの部分断面図を示しており、図１は連結前の状態、図２は挿入時の状態、図３は連結時の状態である。また、各図において（ａ）は軸線に垂直な面による断面図で、（ｂ）は軸線を通る面による断面図で、（ａ）は（ｂ）に示す矢印Ｘの位置における断面である。また、図４は、図３における仮想線で示す範囲Ｙの拡大図である。
【００１３】
ケーシングパイプ１は、連結雄ソケット２および連結雌ソケット３が両端に形成されることによって軸線Ｏ方向に連結可能となるように連結構造が構成されている。連結雄ソケット２はケーシングパイプ１の外周面１ａが一段縮径するように形成され、連結雌ソケット３はケーシングパイプ１の内周面１ｂが一段拡径するように形成されており、連結雄ソケット２が連結雌ソケット３に嵌挿可能となるように、連結雄ソケット２の外径および連結雌ソケット３の内径が設定されている。連結雄ソケット２の外周面４には、軸線Ｏを中心に周回する断面矩形状の３条の環状溝５（連結雄ソケット２の基端側から順に環状溝５ａ，５ｂ，５ｃ）が軸線Ｏ方向に並ぶように形成されており、連結雌ソケット３の内周面６には、連結時に３条の環状溝５と対向する位置に断面略矩形状の３条の環状溝７（連結雌ソケット３の先端側から順に環状溝７ａ，７ｂ，７ｃ）が形成されている。つまり、連結時に環状溝５と環状溝７とが合致することによって３条の環状孔１０が画成されるように、環状溝５と環状溝７とが形成されているのである。
【００１４】
また、３条の環状溝５には、ケーシングパイプ１の径方向に弾性変形可能な係止部材８（連結雄ソケット２の基端側から順に係止部材８ａ，８ｂ，８ｃ）がそれぞれ装着されている。係止部材８は、図１（ａ）に示すように、リング状部材の一部が切断された形状、いわゆるＣ型リング形状で、その断面形状は図１（ｂ）に示すように、軸線Ｏ方向に長い長方形の形状となっている。また、係止部材８は通常の状態において、外径が外周面４の外径より大きく、内径が外周面４の外径より小さい、つまり係止部材８の径方向の厚みの範囲内に外周面４が位置し、係止部材８は軸線Ｏ方向に係合された状態で環状溝５に装着されている。また、係止部材８の径方向の厚みと環状溝５の深さとは略同寸法とされており、係止部材８が径方向に縮径した時に、環状溝５の内部に係止部材８が収容可能とされている。
【００１５】
また、連結雌ソケット３の内周面６の先端部には、軸線Ｏに対して傾斜して先端側から基端側に向けて縮径するような傾斜面９が形成されており、各環状溝７の基端側の側面７’（連結雌ソケット３の先端側から順に側面７’ａ，７’ｂ，７’ｃ）は傾斜面９と同様の傾斜を有して形成されている。傾斜面９が連結雌ソケット３の先端面に形成する円の直径は、通常の状態の係止部材８の外径より若干大きくなるように形成されている。
【００１６】
上述したようなケーシングパイプ１の連結作業について説明する。
図１に示すように、一対のケーシングパイプ１を互いの軸線が軸線Ｏ上に一致し、連結雄ソケット２と連結雌ソケット３とが対向するように配置する。そして、連結雌ソケット３を連結雄ソケット２に差し込む方向（図において左方向）に移動させ、連結雌ソケット３の先端を連結雄ソケット２に差し込む。さらに連結雌ソケット３を移動させると、係止部材８ｃが傾斜面９に当接して傾斜に案内されて弾性変形する。この状態で、連結雌ソケット３の内径まで係止部材８ｃの外径が縮径され、環状溝５ｃの内部に係止部材８ｃが収容されている。
【００１７】
さらに連結雌ソケット３を移動させて環状溝５ｃと環状溝７ａとが合致すると、係止部材８ｃは拡径するが、側面７’ａに案内されて再度係止部材８ｃは縮径する。つづいて、環状溝５ｃと環状溝７ｂとが合致したときも係止部材８ｃは拡径し、側面７’ｂ案内されて再び係止部材８ｃは縮径する。この状態で、図２に示すように３本の係止部材８ａ，８ｂ，８ｃが縮径した状態となる。そして、連結雌ソケット３を移動させて環状溝５ａと環状溝７ａ、環状溝５ｂと環状溝７ｂおよび環状溝５ｃと環状溝７ｃとが合致することで画成される環状孔１０ａ，１０ｂ，１０ｃで、それぞれ係止部材８ａ，８ｂ，８ｃが拡径する。つまり、図３に示すように、環状孔１０ａ，１０ｂ，１０ｃに係止部材８ａ，８ｂ，８ｃが介装されることで、一対のケーシングパイプ１が連結されるのである。
【００１８】
この状態で、図４に示すように係止部材８は、環状溝５と環状溝７との両方に係合しているので、ケーシングパイプ１を互いに離間する方向に力を加えても、ケーシングパイプ１の連結が解除されることはなく、掘削時の振動によっても連結が解除されることはない。とくに、環状溝５と環状溝７の前記離間する方向を向く壁面とは、環状溝５，７が略断面矩形状にされることにより軸線Ｏに垂直とされているので、確実にケーシングパイプ１を連結することができる。また、連結雌ソケット３と連結雄ソケット２とは、周方向に係合していないので、ケーシングパイプ１同士は周方向に回転自在とされている。
【００１９】
上述したようなケーシングパイプ１の連結構造によれば、連結雄ソケット２の環状溝５と連結雌ソケット３の環状溝７とが画成する環状孔１０に係止部材８が介装される連結構造で、連結作業は連結雄ソケット２に連結雌ソケット３を差し込むだけであるので、容易にケーシングパイプ１同士を連結することができる。また、ケーシングパイプ１同士が周方向に回転自在とされているので、掘削孔内にケーシングパイプ１を挿入する際に、回転方向に力を加えることによって問題が生じることがない。また、掘削工具（図示せず）とケーシングパイプ１とが供回りした場合でも先端のケーシングパイプ１だけが回転し、連結されたケーシングパイプ１に回転が伝達されることがなく、摺動抵抗の増加を抑制することができる。これにより、掘削作業が困難になることを抑制することができる。
【００２０】
また、連結雄ソケット２の環状溝５に係止部材８を装着し、連結雌ソケット３の先端部に傾斜面９を形成するとともに、各環状溝７の基端側の側面７’が傾斜を有して形成されているので、連結雄ソケット２に連結雌ソケット３を差し込むときに、係止部材８が傾斜に案内されて縮径する方向に弾性変形することができる。これにより、係止部材８を容易に弾性変形させることができ、さらに連結作業を容易に行うことができる。また、軸線Ｏ方向に並んだ複数の係止部材８をそれぞれ複数の環状孔１０に係合させるときも、作業が容易である。ただし、係止部材８や環状孔１０が１つのときは側面７’は傾斜してなくてもよく、複数でも最も奥の環状溝７ｃについては側面７’ｃは傾斜してなくてもよい。
【００２１】
また、連結雄ソケット２に３条の環状溝５、連結雌ソケット３に３条の環状溝７が形成され、３本の係止部材８によってケーシングパイプ１が連結されるので、係止部材８が１本または２本の場合より連結強度を高くすることができる。また、さらに高い連結強度が要求されている場合には、環状溝５および環状溝７の数を増やし、さらに多くの係止部材８を用いればよいので、連結強度を容易に変更することができる。
【００２２】
なお、本実施の形態において、係止部材８は軸線Ｏを通る断面が長方形とされているが、長方形以外でもよく、たとえば円形、楕円形、または三角形でもよい。とくに、連結雄ソケット２の先端側に向けて外径が小さくなるような傾斜を有する直角三角形の断面の係止部材とした場合、連結雌ソケット３に傾斜面９を設けなくても、係止部材の傾斜によって係止部材が縮径することができ、連結雄ソケット２の基端側を向く係止部材の側面によって連結が外れることを防止することができる。また、連結雌ソケット３の環状溝７に係止部材８を装着する構成としてもよく、この場合先端側から基端側に向けて拡径するような傾斜面が形成される。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るケーシングパイプの連結構造によれば、ケーシングパイプの径方向に弾性変形可能な係止部材が、連結雄ソケットの外周面に形成されている環状溝と連結雌ソケットの内周面形成されている環状溝とによって画成される環状孔に介装されることで連結されるので、連結作業は連結雄ソケットに連結雌ソケットを差し込むだけでよく、容易に連結することができる。また、ケーシングパイプ同士は回転自在となっているので、ケーシングパイプの周方向に力が加えられることによる連結の外れを防止することができる。また、掘削工具と先端のケーシングパイプとが供回りした場合でも、回転が伝達されずに摺動抵抗の増加を抑制することができる。
【００２４】
また、連結雄ソケットの外周面と連結雌ソケットの内周面とのうち、一方の周面の環状溝に係止部材が装着されるとともに、他方の周面の先端部には、軸線に対して傾斜する傾斜面が形成されているので、傾斜面に案内されて係止部材が縮径または拡径する方向に弾性変形し、容易に連結作業を行うことができる。
【００２５】
また、連結雄ソケットの外周面と連結雌ソケットの内周面とには、それぞれ複数の環状溝が軸線方向に並んで形成されており、複数の環状孔が軸線方向に並んで画成され、複数の係止部材で連結されるので、連結強度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるケーシングパイプの連結構造の連結前の状態で、（ａ）は軸線に垂直な面による断面図で、（ｂ）は軸線を通る面による断面図である。
【図２】ケーシングパイプの連結構造の挿入時の状態で、（ａ）は軸線に垂直な面による断面図で、（ｂ）は軸線を通る面による断面図である。
【図３】ケーシングパイプの連結構造の連結時の状態で、（ａ）は軸線に垂直な面による断面図で、（ｂ）は軸線を通る面による断面図である。
【図４】図３における範囲Ｙの拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ケーシングパイプ
２  連結雄ソケット
３  連結雌ソケット
４  連結雄ソケットの外周面
５，７  環状溝
６  連結雌ソケットの内周面
８  係止部材
９  傾斜面
１０  環状孔
Ｏ  軸線
【図１】
2004190758.tif 000003
【図２】
2004190758.tif 000004
【図３】
2004190758.tif 000005
【図４】
2004190758.tif 000006