(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に受口を有する一方の管と、端部に挿口を有してこの挿口が前記受口の内部に離脱を防止した状態で挿入される他方の管との間で管路敷設時の推進力が伝達されるように構成された推進工法用耐震管継手であって、受口の外側における挿口の外部に傾斜面が形成され、受口に管軸方向の推進力伝達部材が装着され、この推進力伝達部材は、その先端部が前記傾斜面に接するように構成されて、管路敷設時に挿口と受口との間で推進力を伝達させることができるように構成されるとともに、挿口と受口との間に前記推進力よりも大きな力が作用したときに、その力にもとづく前記傾斜面の作用より変形して、受口内へのさらなる挿口の入り込みを許容できるように構成されていることを特徴とする推進工法用耐震管継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は推進工法用耐震管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口が挿入される管継手の一種として、いわゆる耐震管継手がある。この耐震管継手は、受口からの挿口の離脱を防止するとともに、一定範囲内の受口挿口間の伸縮を許容したものである。このような耐震管継手として、たとえば受口の内周にロックリングを装着するとともに、挿口の外周に突部を形成して、この突部が受口の奥側からロックリングに掛かり合うようにし、ロックリングと突部との間および挿口先端と受口奥端との間にそれぞれ距離をおいて受口に挿口を挿入し接続したものがある。
【０００３】
このような構成であると、挿口の先端部が受口の奥端部に当たる位置まで受口内への挿口の入り込みが可能であるとともに、挿口の突部が受口のロックリングに掛かり合うまで受口からの挿口の抜け出しが可能である。すなわち、一定範囲での継手の伸縮が可能である。
【０００４】
ところで、管路の敷設工法の一種として、推進工法がある。これは、たとえば予め地中などに敷設させた鞘管や既設の老朽管内に新たな管を推進させることによって、管路を敷設するものである。
【０００５】
この推進工法用の管では、その管継手における受口挿口間で管軸方向の推進力が伝達される。このため、推進工法用管に用いられる管継手としては、たとえば挿口外面にフランジを形成し、受口の内部に挿口を挿入するとともに前記フランジを受口開口端に接触させることで、これら挿口と受口との間で推進力を伝達できるようにしたものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述の推進工法によって管路を敷設すると、敷設完了状態においては、発進坑から到達坑まで敷設された管路における複数の管継手のすべてについて、挿口のフランジが受口開口端に当たった状態とならざるを得ない。したがって、敷設完了後には、受口奥側へ向けて挿口がそれ以上入り込む状態とすることができない。このため、前述の伸縮自在な耐震構造の管継手を有する管路を推進工法で敷設することは実際上不可能であるという問題点が存在する。
【０００７】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、耐震構造の管継手を有する管路を推進工法で敷設できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、端部に受口を有する一方の管と、端部に挿口を有してこの挿口が前記受口の内部に離脱を防止した状態で挿入される他方の管との間で管路敷設時の推進力が伝達されるように構成された推進工法用耐震管継手において、受口の外側における挿口の外部に傾斜面が形成され、受口に管軸方向の推進力伝達部材が装着され、この推進力伝達部材は、その先端部が前記傾斜面に接するように構成されて、管路敷設時に挿口と受口との間で推進力を伝達させることができるように構成されるとともに、挿口と受口との間に前記推進力よりも大きな力が作用したときに、その力にもとづく前記傾斜面の作用により変形して、受口内へのさらなる挿口の入り込みを許容できるように構成したものである。
【０００９】
このような構成であると、管路の敷設時には、受口に装着された管軸方向の推進力伝達部材の先端が、受口の外側における挿口の外部に形成された傾斜面に接した状態で、受口挿口間での推進力の伝達が行われる。地震の発生時において、挿口が受口から抜け出す方向に力が作用した場合には、推進力伝達部材と傾斜面とは、互いに接しているだけであるので、互いに離間し、それによって管継手の耐震機能が発揮されることになる。反対に、地震の発生時において、挿口が受口に入り込む方向に力が作用した場合に、その力があまり大きくないときには、その力は傾斜面と推進力伝達部材とによって受口挿口間に伝達されるだけである。その力が大きくなった場合には、挿口の外部に形成された傾斜面のくさび作用により推進力伝達部材が変形して、受口内へのさらなる挿口の入り込みが許容され、これにより所定の耐震機能が発揮されることになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２および図３において、１０は鞘管であり、あらかじめ地中に埋設されている。１１は、この鞘管１０の内部で推進工法によって敷設される管路であり、複数のダクタイル鋳鉄製の管１２が互いに接合された構成となっている。
【００１１】
図１〜図３に示すように、互いに接合される管１２、１２のうちの一方のものの端部には受口１３が形成されており、また他方のものの端部には、受口１３の内部に挿入される挿口１４が形成されている。管１２、１２の内周には、ライニング層１５、１５が形成されている。受口１３の内周には、その開口端側から順に、テーパ状のシール材圧接面１６と、ロックリング収容溝１７と、内周面１８とが順に形成されている。１９は受口の奥端面である。受口１３の圧接面１６と挿口１４の外周面との間には環状のゴム製のシール材２０が配置され、また収容溝１７にはロックリング２１が収容されている。シール材２０とロックリング２１との間には、バックアップリング２２が設けられている。ロックリング２１は、周方向一つ割りの構成とされるとともに、挿口１４の外周に締まり付いた状態で収容溝１７に収容されている。
【００１２】
ロックリング２１よりも受口１３の奥側における挿口１４の先端の外周には環状突部２３が形成されており、この環状突部２３は受口１３の奥側からロックリング２１に掛かり合い可能とされている。
【００１３】
受口１３には、周方向に複数のボルト２４の一端部がこの受口１３の端面２５から管軸方向にねじ込まれており、受口１３よりも外側の部分で挿口１４に外ばめされた押輪２６にこのボルト２４の他端部が通されている。そして、ボルト２４にナット２７をねじ合わせることにより、押輪２６およびこの押輪２６の内周側に設けられた割輪２８を介して、受口１３の圧接面１６と挿口１４の外周面との間でシール材２０を圧縮できるように構成されている。
【００１４】
このようにシール材２０が圧縮されることで、受口１３と挿口１４とは、ロックリング２１と環状突部２３とが管軸方向に距離をおくとともに、挿口１４の先端面２９と受口１３の奥端面１９とが管軸方向に距離をおいた状態となるようにして、互いに接合されている。
【００１５】
このように受口１３と挿口１４とが互いに接合された状態で、受口１３から管軸方向に距離をおいた位置における挿口１４の部分には、環状の推力伝達用バンド３１が外ばめ状態で固定されている。詳細には、この推力伝達用バンド３１において、３２は筒状のバンド本体で、周方向二つ割の構成とされ、その周方向に沿った分割部３３がボルト・ナット３４によって締結されることで、挿口１４の外周に固定されている。なお、この固定状態において推力伝達用バンド３１が挿口１４の外面に沿って特に管軸方向に滑るのを防止するために、バンド本体３２の内周と挿口１４の外周との間に帯状のゴム板などを介装させるのが好ましい。バンド本体３２の外面における周方向に沿った複数の位置には、鞘管１０の内面を管軸方向に沿って転がることができるキャスタ３５が、バンド本体３２から立ち上がった状態で溶接などによって取り付けられている。また、バンド本体３２の外面における周方向に沿った他の複数の位置には、第１の推力伝達板３６が、その板厚方向が挿口１４の周方向になるように放射状に立った状態で、溶接などによって取り付けられている。第１の推力伝達板３６には、受口１３に近づくにつれて挿口１４の中心軸に近くなるように傾斜した傾斜面３７が形成されている。
【００１６】
受口１３の端面２５には、環状の推力伝達用フランジ３８が装着されている。この推力伝達用フランジ３８は、図１〜図４に示すように、環状板体にて形成されたフランジ本体３９を備えており、このフランジ本体３９は、各ボルト２４における管１２の径方向に沿った外側の半周部分に掛かり合う半円状の切欠凹部４０を有することで、複数のボルト２４によって形成されるピッチ円の部分に受口と同心状に外ばめされるように構成されている。この状態でフランジ本体３９は受口１３の端面２５に接することが可能である。推力伝達用フランジ３８における周方向に沿った複数の位置には、第１のリブ４１が設けられている。それぞれの第１のリブ４１は、その一端が溶接などによってフランジ本体３９に固定されるとともに、フランジ本体３９が受口１３の端面２５に接したときに、その他端が受口１３の端部の外周面４２に接するように構成されている。また推力伝達用フランジ３８は、周方向に沿った複数の位置に、推進力伝達部材としての管軸方向の第２の推力伝達板４３を備えている。この推力伝達板４３は、その板厚方向が管１２の径方向になるように配置されて、その基端部が溶接などによってフランジ本体３９に固定されるとともに、その先端部が第１の推力伝達板３６に接するように構成されている。そして、第２の推力伝達板４３の先端には、第１の推力伝達板３６の傾斜面３７に接することができる傾斜面４４が形成されている。第２の推力伝達板４３よりも管１２の径方向に沿った外側の位置には、第２のリブ４５が設けられている。この第２のリブ４５は、その一端が溶接などによって第２の推力伝達板４３に固定されるとともに、その他端が溶接などによってフランジ本体３９に固定されている。
【００１７】
このような構成において、管１２、１２の受口１３と挿口１４とを互いに接合する際には、まず、挿口１４に押輪２６と割輪２８とシール材２０とバックアップリング２２と推力伝達用フランジ３８とをあらかじめ外ばめしておく。一方、受口１３の収容溝１７にはロックリング２１を収容し、挿口１４の環状突部２３がその内部を通過可能なように、このロックリング２１を治具によって拡径しておく。
【００１８】
そして、この状態で受口１３の内部に挿口１４を挿入し、その先端の環状突部２３がロックリング２１をくぐり抜けて、この環状突部２３がロックリング２１と受口１３の奥端面１９との中間に位置した状態で挿入を停止し、治具によるロックリングの拡径状態を解除させて、その弾性力によって挿口１４の外周に締まり付かせる。その後に、推力伝達用フランジ３８のフランジ本体３９をボルト２４よりも外周側に配置するとともに受口１３の端面２５に接触させ、それとともにバックアップリング２２とシール材２０とを受口１３と挿口１４との隙間に挿入し、割輪２８をシール材２０の端面に接触させ、押輪２６が割輪２８に掛かり合った状態で各ボルト２４がこの押輪２６を通るように配置させて、ナット２７をボルト２４にねじ合わせて締結する。
【００１９】
この状態で受口１３と挿口１４との接合が完了するので、次に、推力伝達用バンド３１を受口１３の外側における挿口１４の部分に外ばめさせ、第１の推力伝達板３６の傾斜面３７が第２の推力伝達板４３の傾斜面４４に接し、かつ推力伝達用フランジ３８のフランジ本体３９が受口１３の端面２５に接した状態で、ボルト・ナット３４によって推力伝達用バンド３１を挿口１４の外周に固定する。
【００２０】
鞘管１０の内部に管体１２、１２、…による管路を敷設する際には、上述のようにして受口１３と挿口とが互いに接合されかつ推力伝達用バンド３１が装着された管継手を、この鞘管１０の内部で推進させる。
【００２１】
このとき、たとえば挿口１４から受口１３に推進力を伝達させる場合には、この推進力は、挿口１４から推力伝達用バンド３１に伝達され、傾斜面３７、４４どうしの接触部を介して推力伝達用バンド３１から推力伝達用フランジ３８に伝達され、この推力伝達用フランジ３８のフランジ本体３９が受口１３の端面２５に接していることによって、受口１３に伝達される。
【００２２】
そしてこのとき、図１に示すように推力伝達用フランジ３８の第２の推力伝達板４３が受口１３の外周面４２よりも管径方向に沿った外側に位置するような場合でも、第１のリブ４１が推進力をバックアップすることになり、したがってこの推進力によって推力伝達用フランジ３８に受口１３の端面２５から離れる方向の倒れが生じることを、確実に防止することができる。
【００２３】
また、傾斜面３７、４４が接触した状態で推進力が伝達されることで、第２の推力伝達板４３には管径方向の外向きに変形するような力が作用するが、第２のリブ４５が設けられていることで、推進時にそのような変形が生じることを確実に防止することができる。
【００２４】
また、推進時には第２の推力伝達板４３が傾斜面４４、３７を介して第１の推力伝達板３６すなわち推力伝達用バンド３１を管径方向の内向きに押圧するため、すなわち傾斜面４４、３７の作用により挿口１４に対する推力伝達用バンド３１の保持力を増加させる方向に推進力を分散させるため、推力伝達用バンド３１が推進力に負けて挿口１４の外面を管軸方向に滑るような事態の発生を、効果的に防止することができる。さらに、推力伝達用フランジ３８のフランジ本体３９は、切欠凹部４０によってボルト２４に掛かっているだけであるため、このボルト２４に対する自由度を有し、このためカーブ推進などの場合に受口１３と挿口１４との間に屈曲が生じてもボルト２４に無理な力が掛からないようにすることができる。
【００２５】
このようにして挿口１４から受口１３に推進力が伝達されることで、管１２、１２、…は、キャスタ３５によって鞘管１０の内面に支持された状態で、抵抗なくこの鞘管１０の中を推進工法によって敷設される。
【００２６】
詳細には、推進完了時には、図１に示すように、環状突部２３がロックリング２１と奥端面１９との中間に位置し、推力伝達用バンド３１の傾斜面３７と推力伝達用フランジ３８の傾斜面４４とが接し、かつフランジ本体３９が受口１３の端面２５に接した状態で、管路が敷設される。
【００２７】
地震などの発生時において、挿口１４が受口１３から抜け出す方向に力が作用した場合には、図５に示すように、管１２、１２すなわちこれら挿口１４および受口１３の動きは、推力伝達用バンド３１や推力伝達用フランジ３８によっては拘束されず、推力伝達用バンド３１は挿口１４と一体となって推力伝達用フランジ３８から遠ざかる。このようにして挿口１４が受口１３から抜け出すことができ、環状突部２３がロックリング２１に掛かり合うことで一定の離脱力に耐えることができ、これによって管継手の伸長方向に所要の耐震機能が発揮される。
【００２８】
上記とは反対に挿口１４が受口１３に入り込む方向に力が作用した場合において、その力があまり大きくないときには、その力は、図１に示した推進時の場合と同様に、推力伝達用バンド３１と推力伝達用フランジ３８とによって受口１３と挿口１４との間で伝達されるだけである。
【００２９】
これに対し大きな力が作用した場合には、図６に示すように、推力伝達用バンド３１の第１の推力伝達板３６が、その傾斜面３７のくさび作用によって推力伝達用フランジ３８の第２の推力伝達板４３を押し広げるように作用する。これによって、図示のように第２の推力伝達板４３が管径方向の外向きに変形し、その結果、挿口１４は受口１３の内部に入り込むことができ、その先端面２９が受口１３の奥端面１９に当たって一定の圧縮力に耐えることができる。それによって、管継手の短縮方向に所要の耐震機能が発揮される。
【００３０】
このようにして、推進施工後に所要の継手伸縮量を保った状態となるように、耐震構造の管継手を有する管路を敷設することができる。
なお、上述のようにリブ４５を設けることに代えて、周方向に複数の第２の推力伝達板４３の周囲に帯状あるいは短筒状などの環状体を外ばめしたり、これら第２の推力伝達板４３の周囲を紐状体や帯状体で多角形状に縛ったりして、これら第２の推力伝達板４３を補強することもできる。このような場合において、地震発生時などに受口１３と挿口１４との間に大きな入り込み力が作用たときには、上記の環状体や紐状体や帯状体がちぎれるように構成しておくことで、同様に挿口１４が受口１３の内部へ入り込んでその先端面２９が奥端面１９に当たるようにすることができる。
【００３１】
図７は、本発明の他の実施の形態を示す。ここでは、耐震管継手が、受口１３の内部に挿口を挿入するだけで継手の接合を行うことができる、いわゆるスリップオン構造の管継手である場合を例示している。
【００３２】
詳細には、受口１３の内周のシール材収容溝５１にはシール材５２が配置されており、収容溝５１よりも奥側の受口１３の内周にはロックリング収容溝５３が形成され、この収容溝５３には周方向一つ割りのロックリング５４が装着されている。ロックリング５４は挿口１４の外周に締まり付いており、またロックリング５４の外周と収容溝５１の内周との間には、継手の接合時にロックリング５４を受口１３に対して芯出しした状態で保持するための保持用ゴム輪５５が設けられている。挿口１４の先端部の外周には、テーパ面５６が形成されている。
【００３３】
この図７に示された管継手の場合には、受口１３にボルトをねじ込む必要がないため、推力伝達用フランジ３８は、そのフランジ本体３９が受口１３の端面２５に接し、かつ第１のリブ４１が受口１３の外周面に接した状態で、すなわち受口１３における開口部の端面２５に接しかつその外周縁に外ばめされた状態で、この受口１３に装着される。
【００３４】
継手の接合に際しては、ロックリング５４と保持用ゴム輪５５とシール材５２とが装着された状態の受口１３の内部に、推力伝達用フランジ３８を外ばめした状態の挿口１４を挿入する。すると、挿口１４は、テーパ面５６の作用によりシール材５２とロックリング５４とを押し広げながら、環状突部２３がロックリング５４よりも受口１３の奥側となるまでこの受口１３の内部に入り込み、これによって所定の耐震機能が付与されることになる。
【００３５】
推進工法によって管路を敷設する方法、および地震による外力が作用したときの挙動などは、図１〜図６に示した実施の形態のものと同様である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、推進工法用耐震管継手において、受口の外側における挿口の外部に傾斜面が形成され、受口に管軸方向の推進力伝達部材が装着され、この推進力伝達部材は、その先端部が前記傾斜面に接するように構成されて、管路敷設時に挿口と受口との間で推進力を伝達させることができるように構成されるとともに、挿口と受口との間に前記推進力よりも大きな力が作用したときに、その力にもとづく前記傾斜面の作用により変形して、受口内へのさらなる挿口の入り込みを許容できるように構成されているため、管路の敷設時には、受口に装着された管軸方向の推進力伝達部材の先端が挿口の外部に形成された傾斜面に接した状態で、受口挿口間で推進力の伝達を行うことができ、また地震の発生時において、挿口が受口から抜け出す方向に力が作用した場合には、推進力伝達部材と傾斜面とは、互いに接しているだけであるので、互いに離間し、それによって管継手の耐震機能を発揮させることができ、反対に、地震の発生時において、挿口が受口に入り込む方向に力が作用した場合に、その力があまり大きくないときには、その力は傾斜面と推進力伝達部材とによって受口挿口間に伝達されるだけとすることができ、さらに、その力が大きくなった場合には、挿口の外部に形成された傾斜面のくさび作用により推進力伝達部材が変形して、受口内へのさらなる挿口の入り込みが許容され、これにより所定の耐震機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の推進工法用耐震管継手の断面図である。
【図２】図１の管継手を有する推進工法用の耐震管の敷設状況を説明するための図である。
【図３】図２に示す部分の横断面図である。
【図４】図１、図２における推力伝達用フランジの詳細図である。
【図５】管継手に引き抜き方向の力が作用したときの様子を示す図である。
【図６】管継手に押し込み方向の大きな力が作用したときの様子を示す図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の推進工法用耐震管継手の断面図である。
【符号の説明】
１３    受口
１４    挿口
３１    推力伝達用バンド
３６    第１の推力伝達板
３７    傾斜面
３８    推力伝達用フランジ
４３    第２の推力伝達板
４４    傾斜面
【図１】
0003907486.tif 000002
【図２】
0003907486.tif 000003
【図３】
0003907486.tif 000004
【図４】
0003907486.tif 000005
【図５】
0003907486.tif 000006
【図６】
0003907486.tif 000007
【図７】
0003907486.tif 000008