(57)【要約】【課題】受口外側部分２ｂの破壊強度を高めるとともに屈曲性を向上させる。【解決手段】挿し口１の環状溝１５に移動可能に一つ割締り勝手のロックリング１３を嵌め込み、受口２の環状溝１２にロックボール１１を設け、このロックボールとロックリングを円弧面で当接させる。このように、２つのロック部材とすれば、ロックボールは、ロックリングに当接する径があればよく、そのロックボールを収納する溝は、それを収納し、その時、挿し口が通過し得る深さ及びロックリングの拡径を吸収する深さを有すればよい。このため、受口側ロック部材収納溝は、ＰII形継手に比べれば、浅くでき、これにより、その溝部分の受口の管厚を厚いものとし得る。厚くなれば、破壊強度は高いものとなる。挿し口の受口に対する屈曲時には、そのロックボールの円弧面に沿ってその当接点が移動してその屈曲を許容するため、その屈曲はスムースになされる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の管Ｐの挿し口１が他の管Ｐの受口２にゴム輪６を介在して挿し込まれ、前記挿し口１の先端部外面全周に管軸方向に所要の幅ｔ2を有する環状溝１５が形成されて、その環状溝１５にその幅方向に移動可能に一つ割締り勝手のロックリング１３が嵌め込まれ、前記受口２の内面全周には、前記挿し口１が前記受口２に挿し込まれる際の前記ロックリング１３の拡径を許容する環状溝１２が形成されて、その環状溝１２にロックボール１１が嵌っており、そのロックボール１１に前記挿し口側環状溝１５に嵌ったロックリング１３が挿し口１の引き抜き方向で係止する耐震管継手。
【請求項２】
上記受口２にその外周面周方向等間隔位置から前記受口側環状溝１２に通じる孔１４が形成されて、その各孔１４に上記ロックボール１１が嵌入されて前記受口側環状溝１２に突出しており、前記各孔１４には栓１７がされて前記ロックボール１１の抜け出しが阻止されているとともに、そのロックボール１１は前記ロックリング１３との係止が外れないようになっていることを特徴とする請求項１に記載の耐震管継手。
【請求項３】
上記各孔１４から受口側環状溝１２の周方向の周溝１６が形成され、その溝１６に上記ロックボール１１が入り込んで前記ロックリング１３との係止が外れないようになっていることを特徴とする請求項２に記載の耐震管継手。
【請求項４】
上記ロックボール１１と挿し口１の引き抜き方向で接する上記孔１４又は周溝１６の壁面１６ａはロックボール１１と同一の曲率面となっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の耐震管継手。
【請求項５】
上記ロックリング１３の上記ロックボール１１との当接面１３ａは、挿し口１の引き抜き方向に管Ｐの軸心ｃに向かう傾斜面又は垂直面となっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の耐震管継手。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れかにおいて引用する請求項２に記載の耐震管継手の接続方法であって、他の管Ｐの受口２にゴム輪６及びロックリング１３を装填して、一の管Ｐの挿し口１を前記ロックリング１３を拡径しなから挿し込んで、前記ロックリング１３を前記挿し口側環状溝１５に嵌め、その後、上記孔１４からロックボール１１を挿入して前記ロックリング１３と係止するとともにその孔１４に栓１７をする耐震管継手の接続方法。
【請求項７】
受口２の端面開口から拡径具１９を挿入してその拡径具１９により上記ロックリング１３を拡径させた状態で、上記挿し口１を挿し込むことを特徴とする請求項６に記載の耐震管継手の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上水道、ガス、下水道等に用いる流体輸送用配管を構築する際の耐震管継手及びその管継手の接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダクタイル鋳鉄管等により流体輸送用配管を構築する際、その配管継手部は、一の管の挿し口を他の管の受口にゴム輪を介在して挿し込んで構成され、その受口に対し挿し口が所要範囲において伸縮可能（抜き挿し可能）な耐震構造とする継手として、ＰII形、Ｓ形、ＮＳ形、ＳII形等がある。
【０００３】
その耐震管継手は、通常、挿し口を受口に対しその軸方向に所要長さ移動可能としたものであり、例えば、ＰII形継手は、図９に示すように、一の管Ｐの受口２内奥側にシール用ゴム輪６を、外側にロックリング３をそれぞれ装填したのち、挿し口１を、ロックリング３を拡径して受口２のその収納溝７に収めてゴム輪６を圧縮しつつ挿し込み、ロックリング３が挿し口外周面の環状溝５に至ったところで、受口２にその周囲数箇所からセットボルト４をねじ込んでロックリング３を縮径して溝５に嵌め込んだ構造である（特許文献１参照）。
【特許文献１】実公昭５４−２４３２６号公報
【０００４】
一方、ダクタイル鋳鉄管等による流体輸送用配管を埋設する工法としては、地面を開削して布設する開削工法が一般的であったが、近来は幹線道路だけではなく一般道路においても交通量が増加しているので、開削工法のために交通を遮断することは困難となっている。このため、発進立坑と到達立坑だけを開削し、さや管（鞘管）としてヒューム管や鋼管等を推進埋設した後にダクタイル鋳鉄管を挿入するさや管推進工法や、既設管をさや管として、その中に口径の小さい新管を挿入して管路を更新するパイプインパイプ工法等の推進工法が広く採用されるようになった。
【０００５】
そのパイプインパイプ工法は、図１１に示すように発進坑Ｓと到達坑Ｒとの間に埋設されている既設管Ｐ’内にこれよりも径の小さな新管Ｐを挿入敷設するものであり、発進坑Ｓには油圧ジャッキＪが設置され、この油圧ジャッキＪの後部は反力受けＨに当接し、前部は押角Ｂを介して新管Ｐを押圧するようになっている。新管Ｐは、その先端部の挿し口１を先行の新管Ｐの後端部の受口２に挿入することによって順次接合され、既設管Ｐ’内に押し込まれて行く。なお、先頭の新管Ｐの先端部には挿入抵抗を小さくするための先導ソリＫを取り付ける。
【０００６】
このとき、ＰII形継手は、新管Ｐとして使用する場合、さや管Ｐ´の口径より１口径だけ小さい呼び径のものを使用して大きな流通面積を確保するために、他の耐震管継手に比べて挿し口１及び受口２の外径が小さいものとなっている（挿し口１及び受口２の肉厚が薄くなっている）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記ＰII形継手は、ロックリング３を拡径して挿し口１を受口２に挿し込むため、そのロックリング３の収納溝７はその拡径を吸収し得る深さが必要である。このため、その環状溝５の受口２の管厚が薄くなり、図１０に示すように、挿し口１に引き抜き力が作用して、ロックリング３により、受口２にその引き抜き力が働くと、ロックリング溝（収納溝）７の外側部分２ｂに力が矢印のごとく働き、その外側部分２ｂが破損する恐れがある。
因みに、ＰII形継手は、ＮＳ形継手のような最高レベルの耐震性を有する継手に対し、上記外側部分２ｂが破損し易い点から、１／２の挿し口離脱防止力しか有しない。
【０００８】
また、ＰII形継手はセットボルト４でロックリング３を固定しているため、管路が大きく曲がる場合には、その施工が困難で、無理に継手部を屈曲させると過大な応力が発生する恐れがある。
【０００９】
この発明は、受口外側部分２ｂの破壊強度を高めるとともに屈曲性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を達成するために、この発明は、まず、ロック部材を挿し口側と受口側の両者に設けて、その両ロック部材を介して、挿し口から受口に引き抜き力を伝達するようにしたのである。
【００１１】
このようにすれば、受口側のロック部材は、挿し口側のロック部材が当接する厚みがあればよく、その受口側のロック部材を収納する溝は、そのロック部材を収納し、その収納状態で、挿し口が通過し得る深さ及びその挿し込み時の挿し口側ロック部材の拡径を吸収し得る深さを有すればよい。
このため、受口側環状溝（ロックリング収納溝７）は、ＰII形継手に比べれば、浅くすることができ、これにより、その溝部分の受口の管厚を厚いものとし得る。厚くなれば、破壊強度は高いものとなる。
【００１２】
つぎに、この発明は、受口側のロック部材をロックボールにより構成したのである。ロックボールの表面は円弧面であり、その受口側係止面が円弧面であると、挿し口側のロックリングとはその円弧面で当接するため、挿し口の受口に対する屈曲時には、その円弧面に沿ってロックリングとの接触点が移動してその屈曲を許容するため、その屈曲はスムースになされる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明は、以上のように、ロック部材を挿し口側と受口側の両者に設け、その受口側ロック部材をロックボールとしたので、受口外側部分の破壊強度が高まるとともに屈曲性が向上した耐震管継手とし得る。
【発明を実施し得る最良の形態】
【００１４】
この発明の実施形態としては、一の管の挿し口が他の管の受口にゴム輪を介在して挿し込まれ、前記挿し口の先端部外面全周に管軸方向に所要の幅を有する環状溝が形成されて、その環状溝にその幅方向に移動可能に一つ割締り勝手のロックリングが嵌め込まれ、前記受口の内面全周には、前記挿し口が前記受口に挿し込まれる際の前記ロックリングの拡径を許容する環状溝が形成されて、その環状溝にロックボールが嵌っており、そのロックボールに前記挿し口側環状溝に嵌ったロックリングが挿し口の引き抜き方向で係止する構成を採用できる。
【００１５】
この構成では、ロックリングの挿し口側環状溝の幅内の移動により、挿し口の受口に対する伸縮が許容され、ロックリングがロックボールと係止することにより、挿し口の受口からの引き抜きが阻止され、挿し口の先端が受口内面の奥端面に当接又はロックリングが受口側環状溝の内側端面に係止した状態で挿し口側環状溝の外側端面に係止することにより、挿し口のそれ以上の挿し込み（押し込み）が阻止される。
【００１６】
上記ロックボールを受口側環状溝に嵌める方法としては、挿し口を受口に挿入する前に何らかの手段でもって行うことができるが、前記受口にその外周面周方向等間隔位置から前記受口側環状溝に通じる孔が形成されて、その各孔にロックボールが嵌入されて前記受口側環状溝に突出しており、その突出した各ロックボールに前記挿し口側環状溝に嵌ったロックリングが挿し口の引き抜き方向で係止し、前記各孔には栓がされて前記ロックボールの抜け出しが阻止されているとともに、そのロックボールは前記ロックリングとの係止が外れないようになっている構成を採用できる。
このように、ロックボールを、挿し口を受口に挿し込んだ後に、セットし得るようにすれば、挿し口の挿し込み時の受口側のロック部材（ロックボール）の受口内面への突出を考慮する必要がないため、受口側の環状溝は、挿し口側のロック部材をその拡径時に収容する深さを有すればよく、その深さもより浅いものとし得る。
【００１７】
これらの構成において、上記各孔から受口側環状溝の周方向の周溝を形成し、その溝に上記ロックボールを入り込ませてロックリングとの係止が外れないようにすることができる。
このように、周溝を形成すれば、この周溝で、挿し口の受口への挿し込み時のロックボールの収納を行うことができ、その周溝は、環状溝に比べれば、部分的でよいため、挿し口の受口への挿し込み時のロックボールの収納を環状溝で行う場合にくらべれば、受口外側部分は破壊強度が高いものとなる。
【００１８】
また、上記ロックボールと挿し口の引き抜き方向で接する上記孔又は周溝の壁面をロックボールと同一の曲率面とすれば、ロックリングからのロックボールを介した引き抜き力は、その曲率面（円弧面）全域でもって受口に伝わるため、応力集中がなく、その引き抜き力による受口外側部分が破壊し難くなる。
【００１９】
さらに、上記ロックリングの上記ロックボールとの当接面を挿し口の引き抜き方向に管の軸心に向かう傾斜面又は垂直面とすれば、挿し口と受口の管軸がズレていたり、挿し口外面と受口内面の製造公差があれば、そのズレ又は公差は、両当接面のその接触面方向のズレ（移動）で吸収される。
【００２０】
これらの耐震管継手は種々の接続方法が考え得るが、例えば、一の管の受口にゴム輪及びロックリングを装填して、他の管の挿し口を前記ロックリングを拡径しなから挿し込んで、前記ロックリングを前記挿し口側環状溝に嵌め、その後、上記孔からロックボールを挿入して前記ロックリングと係止する方法を採用できる。
【００２１】
その際、受口の端面開口から拡径具を挿入してその拡径具により上記ロックリングを拡径した状態で、上記挿し口を挿し込むようにし得る。
【実施例】
【００２２】
一実施例を図１乃至図７に示し、この実施例は、ダクタイル鋳鉄管からなる一の管Ｐを、その挿し口１を他の管Ｐの受口２にゴム輪６を介在して挿し込んで接続する耐震管継手であり、受口２の内周全面及び挿し口１の先端部外周全面に、それぞれ管軸方向に所要の幅ｔ1、ｔ2を有する溝１２、１５を形成し（図６（ａ）参照）、その受口側溝１２内にロックボール１１を嵌めるとともに、両溝１２、１５の間にロックリング１３をその管軸方向に移動可能に嵌め込んでいる。
【００２３】
上記受口側環状溝１２は、挿し口１が受口２に挿し込まれる際のロックリング１３の拡径を許容する深さを有し、受口２にはその外周面周方向４等分位からその受口側環状溝１２に通じる孔１４が形成され、その各孔１４から受口側環状溝１２の周方向に周溝１６が形成され、その溝１６にロックボール１１が入り込んで受口側環状溝１２に突出している。各孔１４にはねじ栓１７がねじ込まれてロックボール１１の抜け出しが防止される。孔１４の数及び周溝１６の長さは任意である。図中、１８は、受口２の端面から溝１２に至る受口２内面に形成された案内溝である。
【００２４】
上記周溝１６の外側壁面１６ａはロックボール１１と同一の曲率面となっており、ロックリング１３からのロックボール１１を介した引き抜き力は、その曲率面（円弧面）１６ａ全域でもって受口２に伝わるため、応力集中がなく、その引き抜き力による受口外側部分２ｂが破壊し難くい。
【００２５】
上記ロックリング１３は、図３に示す一部１３ｂが欠如した円形形状をしており、ＦＣＤ、ＳＳなどの従来のロックリング３と同様な素材から成って、一つ割締り勝手のもので、上記挿し口１の先端部が押し広げながら通過して前記溝１５に嵌まり込み可能なものである。その押し広げを円滑にするため、挿し口先端部の外周全面は下り傾斜のテーパ面１ａとなっている。ロックボール１１もＦＣＤ、ＳＳなどの従来のロックリング３と同様な素材とする（図２（ａ）参照）。
【００２６】
ロックリング１３のロックボール１１との当接面１３ａは挿し口１の引き抜き方向に管Ｐの軸心ｃ（図７参照）に向かう傾斜面となっており、挿し口１と受口２の管軸ｃがズレていたり、挿し口１外面と受口２内面の製造公差があれば、そのズレ又は公差は、両当接面１３ａのその接触面方向のズレ（移動）で吸収される。
また、ロックボール１１が円弧面、ロックリング１３が傾斜面１３ａとなっているため、溝１２（１６）に嵌ったロックボール１１にロックリング１３が当接する際、ロックリング１３が入り込むロックボール１１と溝１２の内側端面１２ｂとの間隙は、その入り口が広く、徐々に狭くなって、その入り込みはスムースであり、両者１１、１３は円滑に当接(係止)する。
【００２７】
この実施例の管Ｐ、Ｐの接続方法は、まず、図４（ａ）、図５（ａ）に示すように、受口２内面にプッシュオン形ゴム輪６をセッティングするとともに、受口２側溝１２内にロックリング１３をセッティングする。そのロックリング１３は案内溝１８を介して挿入した板状拡径具１９をその欠如部１３ｂに嵌めることにより拡径させて溝１２内に納める。このように、ロックリング１３が溝１２内に納まれば、挿し口１の挿し込み時に邪魔にならないため、挿し口１の先端部はテーパ面１ａとしてロックリング１３の拡径を円滑とするようにしなくても良い。
【００２８】
その後、同図（ｂ）に示すように、挿し口１を受口２に挿し込み、そのロックリング１３が挿し口１の溝１５に対応すれば、同図（ｃ）に示すように、拡径具１９を引き抜いてロックリング１３を縮径させて（締まらせて）溝１５内に嵌める。その図（ｂ）の状態においては、ロックリング１３が拡径しているため、ゲージを使用して、挿し口１が挿し込まれたゴム輪６の装着状態を確認できる。
つぎに、同図（ｄ）に示すように、各孔１４から、ロックボール１１を入れて自重により転がせて周溝１６に至らせ、ロックリング１３と係止可能とする。各孔１４にはねじ栓１７をねじ込んで、この管継手の接続を完了する。
【００２９】
この管継手は、通常、図６（ａ）に示すように、ロックリング１３が溝１５の中程に位置しており、地震等により、大きな地殻変動が起き、同図（ｂ）に示すように、管Ｐに引き抜き力（矢印）が働くと、ロックリング１３は受口２の溝１２内を移動し、やがてロックボール１１に当接した状態で、溝１５の内側端面１５ｂに当接し、それ以上の挿し口１の引き抜きが防止される。
【００３０】
このとき、上述のように、周溝１６の外側壁面１６ａはロックボール１１と同一の曲率面となっており、ロックリング１３からのロックボール１１を介した引き抜き力は、その曲率面１６ａ全域でもって受口２に伝わるため、挿し口側ロックリング１３を介した受口側ロックボール１１からの力に対し、その周溝１６の管軸方向外側端面１６ａ及びその周りの外側部分２ｂに生じる応力（同図の点部分）は広範囲となって応力集中が緩和され、受口外側部分２ｂの破損は生じ難い。なお、ロックボール１１が周溝外側壁面１６ａの奥曲面に確実に当接するように、ロックリング１３の傾斜面１３ａを適宜に決定して確実に外側（図において上側）にロックボール１１を押し上げるようにする。
【００３１】
一方、同図（ｃ）に示すように、管Ｐに挿し込み力（矢印）が働くと、ロックリング１３は受口２の溝１２の内側端面１２ｂに移動が阻止されて挿し口１の溝１５内を移動し（摺動し）、やがて挿し口１側環状溝１５の外側端面１５ａに当接し、それ以上の挿し口１の挿し込みが防止される。
このようにして、この実施例の管継手は、引き抜き代Ｌ1伸長又は挿し込み代Ｌ2収縮して伸縮代Ｌ分、伸縮して破壊が防止される。
【００３２】
また、この実施例は、図７に示すように、挿し口１が受口２に対し屈曲し、両者の軸心ｃ、ｃが傾いても、ロックリング１３はロックボール１１の円弧面で当接するため、その円弧面に沿ってロックリング１３とロックボール１１の接触点が移動してその屈曲を許容するため、屈曲はスムースになされる。このとき、円弧面での当接はその移動がスムースになされるため、全周囲で均等に力を受け、片当たり等も生じ難い。
【００３３】
さらに、この実施例では、ロックボール１１とロックリング１３により、挿し口１と受口２のロック部材を構成し、そのロックボール１１とロックリング１３を介して、挿し口１から受口２に引き抜き力を伝達するようにしたので、ロックボール１１は、ロックリング１３が当接する径（厚み）があればよく、そのロックボール１１を収納する溝１６は、そのロックボール１１を収納し、その収納状態で、挿し口１が通過し得る深さを有すればよい。
このため、受口側の周溝１６は、ＰII形継手に比べれば、浅くすることができ、これにより、その溝１６部分の受口２の管厚を厚いものとして、破壊強度の高いものとし得る。
【００３４】
特に、孔１４からロックボール１１を挿入しているので、挿し口１の受口２への挿し込み後にロックボール１１を嵌めることができ、その挿し込み時のロックボール１１の突出量を考慮する必要はない。このため、ロックボール１１を収容する周溝１６は、ロックリング１３と係止する突出量を担保できるとともに挿し口引き抜き時の応力に耐えうる端面積（ロックボールが当接して係止される面積）を有する限りにおいて、その深さは任意であって、浅いものとし得る。
【００３５】
これらの実施例において、図８に示すように、上記挿し口１の挿し込み所要長さＬ2を、ロックリング１３が受口側環状溝１２の管軸方向内側端面に係止した状態で挿し口側環状溝１５の管軸方向外側端面１５ａに係止する前に、前記挿し口１の先端が前記受口内面の奥端部２ａに当接することにより決定するようにし得る。
また、ロックボール１１は、孔１４から溝１２又は１６に入れずに、挿し口１の受口２への挿し込み前にその溝１２、１６に入れておくこともできる。この場合、孔１４などは省略でき、ボールベアリングのリテーナのような弾性部材により、複数のロックボール１１を支持し、その部材の開き勝手の弾性力により、ロックボール１１を溝１２又は１６内に納める様にすると良い。
【００３６】
これらの実施例の管継手を推進工法により得るには、特許文献２に示す治具及び推力伝達材等を使用して、図６（ａ）の状態で、鞘管Ｐ´等に推進挿入する。
【特許文献２】特開２００２−２７６２８４号公報
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】（ａ）は管継手の一実施例の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【図２】（ａ）は図１（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は同Ｃ−Ｃ線断面図、（ｃ）は同Ｄ−Ｄ線断面図
【図３】ロックリングを示し、（ａ）は切断側面図、（ｂ）は正面図
【図４】図１（ｂ）のＢ−Ｂ線断面における同実施例の接続作用図
【図５】同Ｃ−Ｃ線断面における同実施例の接続作用図
【図６】同実施例の作用図
【図７】同実施例の作用図
【図８】他の実施例の要部切断正面図
【図９】従来例の要部切断正面図
【図１０】同従来例の作用図
【図１１】推進工法の説明図
【符号の説明】
【００３８】
１  挿し口
２  受口
２ａ  受口内面の奥端部
２ｂ  受口外側部分
６  シール用ゴム輪
１１  ロックボール
１２  受口側環状溝
１３  ロックリング
１３ａ  ロックリングの外側端面
１４  孔
１５  挿し口側環状溝
１５ａ  挿し口側環状溝の外側端面
１５ｂ  挿し口側環状溝の内側端面
１６  周溝
１６ａ  周溝の外側端面
１７  栓
１８  案内溝
１９  拡径具
２１  挿し口側ロックリング
Ｐ  新管
Ｐ’  さや管（既設管）
【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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