(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体の一端に雌継手を設け、他端に該雌継手に挿入する挿入筒を有すると共に雌継手に外嵌する連結環を遊嵌具備した雄継手を設け、該挿入筒を雌継手に挿入すると共に連結環を雌継手に螺合して筒体同士を連結する泥水式シールド掘進機における泥水管の連結構造であって、
前記挿入筒を、雄継手先端部の外周を拡径して形成し、該挿入筒と前記連結環の間にリング状の第１弾性体を配設し、雌継手と雄継手を連結した際に前記第１弾性体が挿入筒と雌継手先端部と連結環とに当接し、雄継手と雌継手との間を閉塞することを特徴とする泥水式シールド掘進機における泥水管の連結構造。
【請求項２】
挿入筒の外周にリング状の第２弾性体を設け、挿入筒を雌継手に挿入した際に双方の隙間を閉塞する請求項１記載の泥水式シールド掘進機における泥水管の連結構造。
【請求項３】
第１弾性体が当接する挿入筒端面と雌継手端面との双方にテーパ部を設けて、挿入筒と雌継手の双方で第１弾性体を案内する保持溝を設けた請求項１又は２記載の泥水式シールド掘進機における泥水管の連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地面を開削することなくケーブル管やガス管或いは上下水道等を埋設する管敷設工法の１つである泥水排土式工法に使用される泥水式シールド掘進機における泥水管に関し、詳しくはその連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非開土にて地中に横向きのトンネルを掘り、このトンネル内に管路を形成する工法に泥水排土式工法がある。これは図３の説明図に示すように泥水シールド掘進機が使用され、掘削する先導体２０に送泥管２１と排泥管２２を接続して掘削した排土を泥化して泥水として取り出してトンネルを掘削する。そして、背部には先導体２０及びそれに連続して設けた推進管２３を前進させる推進装置２４が設置され、更に地上に泥水タンク２５、送泥ポンプ２６、排泥ポンプ２７等を設け、一定量推進する毎に推進管２３を継ぎ足すことで目的位置まで掘削してトンネルを形成すると共に埋設管を敷設する。この工法は、推進管２３を継ぎ足す毎に送泥用と排泥用の泥水管２８も夫々継ぎ足し、掘削終了後は、推進管２３を埋設管として使用し、泥水管は取り除かれて次のトンネルの施工に再使用されていた。尚、２９は推進装置を推進動作させる油圧ユニット、３０はその操作盤を示している。
【０００３】
この泥水管２８の連結部は、図４或いは図５の側面説明図に示すように構成されている。図４では、泥水管２８は筒体２８ａと端部周囲に張り出して形成されたフランジ３５とから成り、連結する泥水管のフランジ３５同士を対向配置し、両フランジを包み込むように断面コ字状のゴム製のシーリング用リング体３１で覆い、更に２個の半リング状部材から成るホルダー３２をその外側に覆設して、端部同士をボルト３３とナット（図示せず）により夫々締結してフランジ３５を締め付けて泥水管２８を連結していた。
また、図５は無頭型継手と称され、泥水管３７は一様な径の筒体のみで形成され、その端部同士をつきあわせて、予め一方の泥水管３７に外挿しておいた筒状の連結具３８を泥水管３７の突き合わせ位置に移動し、２本のボルト３９及びナットにより締結して連結していた。この場合も、内側にシーリング用のゴム製リング体を内蔵し、密閉性を確保していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、泥水排土式工法では泥水式シールド掘進機を使用してトンネルを掘削するが、上記フランジ３５を設けて連結する泥水管の連結構造は、ホルダー３２をフランジ３５を覆うように装着した後にボルト，ナットで２箇所連結するため、連結に時間を要したし、ホルダー３２が筒体２８ａの周囲に大きく突出するため、元々小口径のトンネルを掘削する泥水式シールド掘進機にあっては、ホルダー３２が開口部を塞いでしまい、トンネル内の測量をレーザー光線により行う際に大きな障害となっていた。
また、無頭型の連結手段は突出部が少ないため、レーザー光線による測量は比較的容易であるが、泥水管３７にフランジ等の係止部がないため、連結力が弱く抜けやすかったし、２個のボルト，ナットを使用するため、やはり連結に時間を要していた。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、連結し易く且つ抜け難く、連結部が泥水管の周囲に大きく突出することのない泥水排土式シールド掘進機における泥水管の連結構造を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、筒体の一端に雌継手を設け、他端に該雌継手に挿入する挿入筒を有すると共に雌継手に外嵌する連結環を遊嵌具備した雄継手を設け、該挿入筒を雌継手に挿入すると共に連結環を雌継手に螺合して筒体同士を連結する泥水式シールド掘進機における泥水管の連結構造であって、前記挿入筒を、雄継手先端部の外周を拡径して形成し、該挿入筒と前記連結環の間にリング状の第１弾性体を配設し、雌継手と雄継手を連結した際に前記第１弾性体が挿入筒と雌継手先端部と連結環とに当接し、雄継手と雌継手との間を閉塞することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、挿入筒の外周にリング状の第２弾性体を設け、挿入筒を雌継手に挿入した際に双方の隙間を閉塞することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、第１弾性体が当接する挿入筒端面と雌継手端面との双方にテーパ部を設けて、挿入筒と雌継手の双方で第１弾性体を案内する保持溝を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る泥水管連結構造を示す連結部の断面図であり、図２は泥水管の側面図である。図において、１は雄継手、２は雌継手であり、金属製筒体３の一端に雄継手１を形成し、他端に雌継手２を形成して泥水管は構成されている。
【００１０】
雄継手１は、筒体３の先端部に設けた挿入筒５と筒体周囲を前後動自在に外挿された連結環６とから成り、挿入筒５は筒体３の途中から外周が拡径されて厚肉に形成され、その拡径された外周略中央に断面コ字状の溝７が周設され、第２弾性体であるゴム製の第２シールリング９がその溝７内に配設されている。また、挿入筒５の先端面外周及び基端拡径部外周は面取りが成され、第１テーパ部５ａ，第２テーパ部５ｂが形成されている。
【００１１】
連結環６は、筒体との間に僅かな隙間を有し、筒体３上を前後移動容易とする細径の遊嵌接続部６ａを基端部に有し、雄継手方向先端に向けて雌継手２に外挿する太径部の外挿筒６ｂが形成されている。そして、外挿筒６ｂ内面にはねじ溝が形成され、後述する雌継手２に設けられたねじ溝に螺合して連結されるよう形成されている。
また、連結環６は拡径された挿入筒５の立ち上がり段部により筒体から抜け落ちないようになっているし、連結環６と挿入筒５との間には挿入筒５の外周径に略等しい径の第１弾性体であるゴム製の第１シールリング８が装着されている。
【００１２】
雌継手２は、雄継手１の挿入筒５の外径より僅かに大きい径の内径を有する挿入口１１が拡径形成され、拡径基端部に形成された段部１２は雄継手１の先端を当接させる当接面でもあり、挿入口１１の長さを雄継手１の挿入筒５の長さと同一長としてある。そして、雌継手２の外周には、雄継手１の連結環６と螺合するねじ溝が形成され、先端部内周には第３テーパ部２ａが設けられ、挿入筒５の第２テーパ部５ｂと双方で、第１シールリング８を案内保持する保持溝を形成している。尚、１４は溶接部を示し、雄継手１及び雌継手２は別体で作製された後に溶接により筒体３に固着されて形成されている。
【００１３】
連結手順を説明すると、連結する泥水管同士を略１直線上に配置し、雌継手２に雄継手１の挿入筒５を挿入する。そして、挿入した後、連結環６を雌継手２に外挿し、螺着すれば連結は完了する。
【００１４】
このように、連結環６を回転するだけで連結できるので、ボルト，ナット等が必要なく、連結操作が簡易であるし、挿入し回転する操作だけなので、狭いスペースでも容易に連結できる。更に、連結部は筒体周囲への突出部が僅かなので、小口径のトンネルであっても、泥水管周囲の見通しが良く、レーザ光線による測量も容易に行うことができる。
また、第２弾性体である第２シールリング９を設けることで、気密性が更に向上するし、第２テーパ部５ｂと第３テーパ部２ａから成る保持溝を設けることで、第１弾性体は雄継手１と雌継手２の間に案内保持され、双方の間の隙間を確実に密閉することができるし、第１テーパ部５ａを設けることで、雄継手１の挿入操作が容易となる。
【００１５】
更に、弾性を有する第１弾性体である第１シールリング８により双方の筒体３を密着させずに気密性を保持し、また筒体３に遊嵌した連結環６により双方の筒体３を連結するので、連結部に可撓性を持たせることができると共に抜けにくい堅牢な構造にでき、泥水管同士が一直線上に無くても連結操作が可能であるし、連結後に連結部を支点に泥水管を曲げることも可能である。そのため、トンネルの壁に沿って延長させることが可能で、延長作業も容易に行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明によれば、雄継手の連結環を回転するだけで連結できるので、ボルト，ナット等が必要なく、連結操作が簡易であるし、挿入し回転する操作だけなので、狭いスペースでも容易に連結できる。また、連結部は筒体周囲への突出部が僅かなので、小口径のトンネルであっても、泥水管周囲の見通しが良く、レーザ光線による測量も容易に行うことができる。
更に、弾性を有する第１シールリングにより双方の泥水管を密着させずに気密性を保持し、また筒体に遊嵌した連結環により双方の泥水管を連結するので、連結部に可撓性を持たせることができると共に抜けにくい堅牢な構造にでき、泥水管同士が一直線上に無くても連結操作が可能であるし、連結後に連結部を支点に泥水管を曲げることも可能である。そのため、トンネルの壁に沿って延長させることが可能で、延長作業も容易に行うことができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、第２弾性体を設けることで、更に気密性が向上する。
【００１８】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、保持溝を設けることで第１弾性体は雄継手と雌継手の間に案内保持され、双方の間の隙間を確実に密閉することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す泥水管連結部の断面説明図である。
【図２】図１の連結構造を端部に有する泥水管の側面図である。
【図３】泥水方式シールド工法の説明図である。
【図４】従来の泥水管連結構造を示す側面説明図である。
【図５】従来の他の泥水管連結構造を示す側面説明図である。
【符号の説明】
１・・雄継手、２・・雌継手、２ａ・・第３テーパ部、３・・筒体、５・・挿入筒、５ａ・・第１テーパ部，５ｂ・・第２テーパ部、６・・連結環、６ａ・・遊嵌接続部、６ｂ・・外挿筒、８・・第１シールリング（第１弾性体）、９・・第２シールリング（第２弾性体）、１１・・挿入口。
【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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