JP3969957B2 - 耐震機能を有する推進管 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は耐震機能を有する推進管に関する。
【0002】
【従来の技術】
管を地中に推進させることによって管路を敷設するようにした推進工法が知られている。この推進工法に用いられる推進管は、互いに接合される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て、これら受口と挿口との間で推進力の伝達が行われるように構成されている。この推進力は挿口が受口に完全に入り込んだ状態で伝達され、したがって管路の敷設が完了した時点では、挿口はそれ以上受口の内部に入り込むことはできない。
【0003】
一方、受口と挿口との間に離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震管が知られている。この耐震管では、管路の敷設後に地震が発生したときに、その地震力によって挿口が一定範囲で受口から抜け出したり受口に入り込んだりするのを許容するための伸縮しろが、受口と挿口との継手部に形成されている。すなわち、耐震管では、管路の敷設が完了した時点において、挿口が受口に完全に入り込んだ状態となってはならない。
【0004】
このため、耐震管では、推進工法によって地中に管路を敷設することができず、開削工法を利用したうえで埋設を行うようにするのが一般的である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、河川や軌道下に管路を敷設すべき場合には、従来のような開削工法を採用することが困難である。また道路下に管路を埋設する場合にも、開削工法を採用すると、それによって通行を制限する必要が生じるなど、交通面に支障をきたすという問題点がある。
【0006】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、受口と挿口との継手部が耐震機能を有する管を推進工法によって敷設できるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、互いに接合される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、前記挿口の先端の外周に挿口突部が形成され、かつ前記受口と前記挿口との間に前記挿口突部を利用した離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震機能を有する推進管において、前記受口に入り込まない前記挿口の外周には環状突部が設けられており、前記環状突部は、横断面が矩形状で周方向に一つの分割部を有するリング体が、拡径された状態で前記挿口突部の外周を通過されかつ前記挿口の外周に外ばめされて固定されることにより形成されており、前記リング体には前記リング体を拡径し易くするための肉盗み部が設けられており、前記環状突部には突起が形成され、さらに前記環状突部の軸方向の長さよりも長い推進力伝達部材が前記環状突部の外周に沿って前記突起に掛かり合い可能に設けられ、前記推進力伝達部材によって前記受口の端面を押圧可能であるように構成し、前記環状突部及び前記推進力伝達部材を介して前記挿口と前記受口との間で推進力の伝達が可能であるように構成したものである。
【0008】
このような構成によれば、環状突部が挿口の外周に固定されて形成されているので、環状突部は挿口から作用する推進力を受けることができる。すなわち耐震機能を有する推進管に作用する推進力は、挿口から挿口の外周に固定されて形成されている環状突部に伝達され、環状突部に形成されている突起から推進力伝達部材を経て、受口に伝達される。したがって、受口が環状突部及び推進力伝達部材を介して挿口に作用する推進力を受けることで、挿口が受口に完全に入り込まない状態で推進力を伝達することができるので、継手部分に耐震機能が付与された状態の管を推進工法によって敷設することができる。
【0009】
また、リング体に適宜の方法で拡径力を加えると、リング体にはリング体を拡径し易くするための肉盗み部が設けられているので、この肉盗み部においては拡径力に対する抵抗が小さくなり、小さい拡径力でもリング体を容易に拡径させることができる。これにより、リング体を弾性変形の範囲で拡径させながら、リング体を挿口突部の外周を通過させて、挿口の外周に容易に外ばめすることが可能となる。
【0010】
請求項2記載の発明は、互いに接合される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、前記挿口の先端の外周に挿口突部が形成され、かつ前記受口と前記挿口との間に前記挿口突部を利用した離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震機能を有する推進管において、前記受口に入り込まない前記挿口の外周には環状突部が設けられており、前記環状突部は、横断面が矩形状で周方向に複数に分割された分割片が前記受口に入り込まない前記挿口の外周に環状に固定されて形成されており、前記環状突部には突起が形成され、さらに前記環状突部の軸方向の長さよりも長い推進力伝達部材が前記環状突部の外周に沿って前記突起に掛かり合い可能に設けられ、前記推進力伝達部材によって前記受口の端面を押圧可能であるように構成し、前記環状突部及び前記推進力伝達部材を介して前記挿口と前記受口との間で推進力の伝達が可能であるように構成したものである。
【0011】
このような構成によれば、複数の分割片が挿口の外周において環状に固定されることによって、環状突部が形成されているので、環状突部は挿口から作用する推進力を受けることができる。すなわち耐震機能を有する推進管に作用する推進力は、挿口から挿口の外周に固定されて形成された環状突部に伝達にされ、環状突部に形成された突起から推進力伝達部材を経て、受口に伝達される。したがって、受口が環状突部及び推進力伝達部材を介して挿口に作用する推進力を受けることで、挿口が受口に完全に入り込まない状態で推進力を伝達することができるので、継手部分に耐震機能が付与された状態の管を推進工法によって敷設することができる。
【0012】
また、環状突部が、横断面が矩形状で周方向に複数に分割された分割片が受口に入り込まない挿口の外周に環状に固定されて形成されることで、先端の外周に挿口突部が形成された挿口の外周に環状突部を容易に形成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1において、互いに接合される一方の鋳鉄製の管1の端部には受口2が形成され、他方の鋳鉄製の管3の端部には、受口2の内部に挿入される挿口4が形成されている。管1、3の内周にはセメントモルタルライニング層5が形成されている。
【0014】
受口2の内周のシール材収容溝6には、環状のゴム製のシール材7が配置されている。シール材収容溝6よりも奥側の受口2の内周にはロックリング収容溝8が形成され、この収容溝8には周方向一つ割の金属製のロックリング9が装着されている。ロックリング9の外周と収容溝8の内周との間には、継手の接合時にロックリング9を受口2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10が配置されている。11は受口2の奥端面で、収容溝8に収容されたロックリング9から所定の距離をおいた位置に形成されている。
【0015】
挿口4の先端部の外周には、ロックリング9に受口2の奥側から掛かり合い可能な挿口突部12が形成されている。この挿口突部12を含む挿口4の先端の外周には、シール材7とロックリング9とが収容された受口2の内部へ挿口4を挿入するときの案内となるテ−パ面13が形成されている。
【0016】
挿口突部12は、前述のロックリング9から奥端面11までの距離よりも管軸方向の寸法が小さくなるように形成されている。したがって、この挿口突部12がロックリング9または奥端面11に当たるまでの範囲で、挿口4が受口2に対して管軸方向に相対的に移動可能とされている。
【0017】
図1、図3及び図4に示すように、受口2の外側すなわち受口2に入り込んでない部分における挿口4の外周には横断面が矩形状の環状突部19が設けられている。この環状突部19の外周には横断面が矩形状の突起18が環状突部19と一体に設けられている。図1及び図4に示すように、環状突部19における突起18と受口2との間には、環状突部19の管軸方向長さよりも長い筒状の金属製の推進力伝達部材21が設けられている。
【0018】
図4に示すように推進力伝達部材21は周方向二つ割の構成とされており、22はその分割部である。分割部22では、推進力伝達部材21の端部に径方向の突出部23が形成され、これら突出部23どうしがボルト・ナットなどの締結要素24によって締結されることで、推進力伝達部材21が筒状に組み立てられている。
【0019】
図1及び図4に示すように、推進力伝達部材21が筒状に組み立てられた状態において、推進力伝達部材21は、環状突部19の突起18を除く部分において管軸方向に摺動可能なように外ばめされて締結要素24によって固定され、推進力伝達部材21の受口2から遠い側の端面25が突起18に対し受口2側から掛かり合うことができるように設置されている。さらに、推進力伝達部材21の受口2側の端面26が受口2における端面27に接することが可能なように構成されている。
【0020】
挿口4の外周において環状突部19及びその突起18及び推進力伝達部材21が上記のように構成されることで、推進力伝達部材21の一方の端面26が受口2における端面27に接し、かつ推進力伝達部材21における他方の端面25が環状突部19における突起18に受口2側から掛かり合うので受口挿口間における推進力の伝達は推進力伝達部材21を介して行われる。すなわち管路を敷設するにあたって、挿口4を受口2に挿入させた際に受口2の奥端面11に挿口4が触れないようにさせた状態で、受口2及び挿口4の間で推進力の伝達が可能である。
【0021】
図1に示すように、環状突部19が形成されかつ推進力伝達部材21が設けられた部分を除く管1、3の外周には、外装コンクリート28が打設されている。この外装コンクリート28は、管路を敷設する時の推進抵抗を軽減する目的で打設されたもので、その外径が受口2の最大外径に対応するように形成されている。
【0022】
図1、図3及び図4に示すような環状突部19は、図2に示すような金属製のリング体15が挿口4の外周において周方向に形成された溝14にはめ込まれることにより形成されている。
【0023】
図2に示すように、リング体15は環状体で、周方向に一つの分割部16を有し、リング体15における分割部16のほぼ向い側の内周部分には肉盗み部17が設けられている。
【0024】
このリング体15は手や器具などを用いる適宜の方法で拡径させられた状態で挿口突部12の外周を通過させられ、かつ挿口4の外周の溝14にはめ込まれる。このとき、リング体15には肉盗み部17が設けられているので、リング体15に拡径力を加えると、拡径力によってリング体15に作用するモーメントがこの肉盗み部17を中心にして作用する。したがって、小さい拡径力でもリング体15を容易に拡径させることができる。これにより、リング体15は肉盗み部17を中心に弾性変形の範囲で拡径させられながら、挿口突部12の外周を通過させられ、かつ挿口4の外周の溝14にはめ込まれる。
【0025】
リング体15が挿口4の外周の溝14にはめ込まれ、リング体15の周方向に一箇所だけ設けられている分割部16が、図3に示すように溶接を施されることによって、リング体15を挿口4に固定させた状態である環状突部19が形成される。このとき、分割部16には溶接ビード20が突起18にまで及ばないように溶接が施されている。
【0026】
このような構成において、管1、3どうしを接合する際には、まず管1の受口2の内部にゴム輪10及びロックリング9とシール材7とを装着して、この受口2に挿口4を挿入する。すると、挿口4の先端の挿口突部12が、テ−パ面13の作用によってシール材7とロックリング9及びゴム輪10とを押し広げて、これらシール材7とロックリング9との位置を通過し、ロックリング9と奥端面11との間の部分に位置する。
【0027】
一方、挿口4における溝14にリング体15がはめ込まれて形成された環状突部19の外周には推進力伝達部材21が外ばめされており、推進力伝達部材21を締結要素24によってその端面25が突起18に掛かり合った状態で環状突部19に固定しておく。
【0028】
管路を敷設する際には、この状態の管1、3どうしを地中に推進させる。この場合において、例えば挿口4から受口2に推進力を伝達させる場合には、環状突部19における溝14に入り込んでいる部分が挿口4から作用する推進力を受けることができる。したがって、挿口4の管軸方向に作用して受口2を押圧しようとする力である推進力は、挿口4に設けられた溝14から環状突部19に伝達され、環状突部19に設けられた突起18から推進力伝達部材21に伝達される。さらに、この推進力伝達部材21の端面26が受口2の端面27を押圧することで、推進力は挿口4から受口2に伝達される。すなわち、図1に示す状態で管1が管3の管軸方向に推進され、かつ図1に示す状態で管路が敷設される。
【0029】
地震の発生時などにおいて受口と挿口との継手部に管軸方向の力が作用したときの挙動は、次の通りである。
図5に示すように、受口2と挿口4との継手部29において、挿口4が受口2から抜け出す方向に力が作用した場合には、管1、3の動きは環状突部19および推進力伝達部材21によっては拘束されず、環状突部19とこの環状突部19に外ばめ固定された状態の推進力伝達部材21とが一体に受口2から遠ざかる。そして、ついには挿口4の挿口突部12がロックリング9に受口2の奥側から掛かり合って、受口2からの挿口4の抜け出しが確実に阻止される。
【0030】
挿口4が受口2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場合には、この力は上述の推進力の場合と同様に受口2と挿口4との間で伝達され、両者の間で伸縮は起こらない。
【0031】
これに対し、図6に示すように、受口2と挿口4との継手部29において、挿口4が受口2に入り込む方向の大きな力が作用した場合には、そのときに推進力伝達部材21と突起18との間に作用するせん断力によって環状突部19の突起18が折れる。すると、突起18と推進力伝達部材21とによる拘束が解除され、これによって環状突部19が推進力伝達部材21の内周部を管1の管軸方向に移動できることになって、挿口4が奥端面11に当たるまで受口2の内部に入り込むことができる。
【0032】
このようにして、地震発生時における継手部29の伸縮機能と離脱防止機能が確保され、耐震継手としての性能が得られる。
なお、突起18は、上述のように環状突部19の外周に形成することに代えて、あるいはそれとともに、推進力伝達部材21の内周に形成することもできる。また、この突起18は周方向に連続したもののほかに、周方向に分断されたものであっても差し支えない。
【0033】
以上のように、環状突部19が挿口4の外周に固定されて形成されているので、環状突部19は挿口4から作用する推進力を受けることができる。すなわち耐震機能を有する管に作用する推進力は、挿口4から挿口4の外周に固定されて形成された環状突部19に伝達され、環状突部19に形成された突起18から推進力伝達部材21を経て、受口2に伝達される。したがって、受口2が環状突部19及び推進力伝達部材21を介して挿口4に作用する推進力を受けることで、挿口4が受口2に完全に入り込まない状態で推進力を伝達することができるので、継手部29に耐震機能が付与された状態の管を推進工法によって敷設することができる。
【0034】
また、リング体15を挿口4の外周における溝14にはめ込ませるために挿口突部12の外周を通過させる際に、リング体15に拡径力を加えると、拡径力によってリング体15に作用するモーメントが肉盗み部17に集中して作用するので、小さい拡径力でもリング体15を容易に拡径させることができる。これにより、リング体15を弾性変形の範囲で拡径させながら、リング体15を挿口突部12の外周を通過させて、挿口4の外周の溝14に容易にはめ込むことが可能となる。
【0035】
本発明の実施の形態としては、図1示したもののほかに、図7に示すように、挿口4の受口2に入り込まない外周に溝を設けずに、挿口4の外周にリング体15を直接的に外ばめして、挿口4とリング体15とを周方向に沿って溶接することで挿口4とリング体15とを一体的に固定し、これによって環状突部19を形成するものもある。
【0036】
この場合もリング体15は、拡径させられた状態で挿口突部12の外周を通過させられ、かつ受口2に入り込まない挿口4の外周に外ばめされて溶接される。さらに、図2に示したような、分割部16のほぼ向い側に肉盗み部17を有するリング体15に代わって、図8に示すように、内部に全周にわたって肉盗み部31が設けられているリング体30を、図1及び図7に示すような耐震機能を有する管に用いることも可能である。
【0037】
図8に示すように、金属製のリング体30は周方向に一つの分割部16を有する。図8及び図9に示すように、このリング体30の内周部分には、周方向にわたって、リング体30の径方向内側からこのリング体30の内部をくりぬいたように肉盗み部31が設けられている。ただし、分割部16を構成するところの、周方向に沿ったリング体30の両端部には、肉盗み部31は形成されておらず、それに代えて縁32、32が設けられている。
【0038】
リング体30を拡径させながら、挿口突部12の外周を通過させて、挿口4における溝14にはめ込み、図10に示すように、リング体30の一方の縁32と他方の縁32との間の分割部16に溶接が施されることによって、図10及び図11に示すように、リング体30を挿口4に固定させた状態である環状突部19が形成される。
【0039】
リング体30を拡径させながら、挿口突部12の外周を通過させて、図10及び図11に示すように、挿口4における溝14にはめ込む際に、リング体30には、周方向に沿ってくりぬいたように肉盗み部31が設けられているので、この肉盗み部31においては拡径力に対する抵抗が小さくなり、小さい拡径力でもリング体30を容易に拡径させることができる。これにより、リング体30を弾性変形の範囲で拡径させながら、挿口突部12の外周を通過させて、挿口4の溝14に容易にはめ込むことが可能となる。
【0040】
なお、リング体30を溝14にはめ込むことに代えて、図7に示した場合と同様に、これを挿口4の外周に直接外ばめして周方向に沿った溶接により固定しても良い。
【0041】
さらに、図2に示したリング体15及び図8に示したリング体30の他にも図12に示すような二つの円弧状の分割片33を用いることも可能である。
図12に示すように、それぞれの分割片33は、それぞれの分割片33を組み合わせることによって環状に配列可能なように構成されている。このような分割片33、33を用いることによって、分割片33を挿口突部12の外周を乗り越えさせずに、挿口4における溝14に直接はめ込むことが可能である。
【0042】
二つの分割片33の互いの端部が触れ合わないようにしてそれぞれの分割片33は挿口4における溝14にはめ込まれ、一方の分割片33と他方の分割片33との間隙34のそれぞれに溶接が施され、図13に示すように、二つの分割片33が周方向に連続させられ、挿口4と二つの分割片33とが一体的に固定されて、環状突部19が形成される。
【0043】
このように、二つの分割片33を挿口突部12を乗り越えさせずに挿口4の外周における溝14に直接かつ容易にはめ込むことができる。したがって、分割片33を挿口4の外周に環状に固定させた状態である環状突部19を容易に形成することができる。
【0044】
なお、分割片33を溝14にはめ込むことに代えて、図7に示した場合と同様に、これを挿口4の外周に直接外ばめして周方向に沿った溶接により固定しても良い。
【0045】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、環状突部が挿口の外周に固定されて形成されているので、環状突部は挿口から作用する推進力を受けることができる。すなわち耐震機能を有する推進管に作用する推進力は、挿口から挿口の外周に固定されて形成されている環状突部に伝達され、環状突部に形成されている突起から推進力伝達部材を経て、受口に伝達される。したがって、受口が環状突部及び推進力伝達部材を介して挿口に作用する推進力を受けることで、挿口が受口に完全に入り込まない状態で推進力を伝達することができるので、継手部分に耐震機能が付与された状態の管を推進工法によって敷設することができる。また、リング体に適宜の方法で拡径力を加えると、リング体にはリング体を拡径し易くするための肉盗み部が設けられているので、この肉盗み部においては拡径力に対する抵抗が小さくなり、小さい拡径力でもリング体を容易に拡径させることができる。これにより、リング体を弾性変形の範囲で拡径させながら、リング体を挿口突部の外周を通過させて、挿口の外周に容易に外ばめすることが可能となる。
【0046】
また、複数の分割片が挿口の外周において環状に固定されることによって、環状突部が形成されているので、環状突部は挿口から作用する推進力を受けることができる。すなわち耐震機能を有する推進管に作用する推進力は、挿口から挿口の外周に固定されて形成された環状突部に伝達にされ、環状突部に形成された突起から推進力伝達部材を経て、受口に伝達される。したがって、受口が環状突部及び推進力伝達部材を介して挿口に作用する推進力を受けることで、挿口が受口に完全に入り込まない状態で推進力を伝達することができるので、継手部分に耐震機能が付与された状態の管を推進工法によって敷設することができる。さらに、環状突部が、横断面が矩形状で周方向に複数に分割された分割片が受口に入り込まない挿口の外周に環状に固定されて形成されることで、環状突部を挿口の外周に容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる耐震機能を有する推進管を示す断面図である。
【図2】図1における環状突部を形成しているリング体を示す図である。
【図3】図2のリング体を用いて、挿口の外周に環状突部を形成した状態を示す断面図である。
【図4】図3に示す環状突部の外周に推進力伝達部材を取り付けた状態を示す断面図である。
【図5】図1の耐震機能を有する推進管の継手部において地震による力が挿口が受口から抜け出す方向に作用している様子を示す部分断面図である。
【図6】図1の耐震機能を有する推進管の継手部において地震による力が挿口が受口に入り込む方向に作用している様子を示す部分断面図である。
【図7】図1に示した本発明の実施の形態とは別の実施の形態にかかる耐震機能を有する推進管を示す断面図である。
【図8】図2に示すものとは異なるリング体を示す図である。
【図9】図8に示すリング体の横断面の形状を示す拡大断面図である。
【図10】図8のリング体を用いて、挿口の外周に環状突部を形成した状態を示す断面図である。
【図11】図8に示す挿口リングを用いた耐震機能を有する推進管を示す断面図である。
【図12】円弧状に形成されている分割片を示す図である。
【図13】図12の分割片を用いて、挿口の外周に環状突部を形成した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 管
2 受口
3 管
4 挿口
12 挿口突部
15、30 リング体
16 分割部
17、31 肉盗み部
18 突起
19 環状突部
21 推進力伝達部材
27 端面
33 分割片
Claims (2)
- 互いに接合される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、前記挿口の先端の外周に挿口突部が形成され、かつ前記受口と前記挿口との間に前記挿口突部を利用した離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震機能を有する推進管において、前記受口に入り込まない前記挿口の外周には環状突部が設けられており、前記環状突部は、横断面が矩形状で周方向に一つの分割部を有するリング体が、拡径された状態で前記挿口突部の外周を通過されかつ前記挿口の外周に外ばめされて固定されることにより形成されており、前記リング体には前記リング体を拡径し易くするための肉盗み部が設けられており、前記環状突部には突起が形成され、さらに前記環状突部の軸方向の長さよりも長い推進力伝達部材が前記環状突部の外周に沿って前記突起に掛かり合い可能に設けられ、前記推進力伝達部材によって前記受口の端面を押圧可能であるように構成し、前記環状突部及び前記推進力伝達部材を介して前記挿口と前記受口との間で推進力の伝達が可能であるように構成したことを特徴とする耐震機能を有する推進管。
- 互いに接合される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、前記挿口の先端の外周に挿口突部が形成され、かつ前記受口と前記挿口との間に前記挿口突部を利用した離脱防止機能と伸縮機能とが付与された耐震機能を有する推進管において、前記受口に入り込まない前記挿口の外周には環状突部が設けられており、前記環状突部は、横断面が矩形状で周方向に複数に分割された分割片が前記受口に入り込まない前記挿口の外周に環状に固定されて形成されており、前記環状突部には突起が形成され、さらに前記環状突部の軸方向の長さよりも長い推進力伝達部材が前記環状突部の外周に沿って前記突起に掛かり合い可能に設けられ、前記推進力伝達部材によって前記受口の端面を押圧可能であるように構成し、前記環状突部及び前記推進力伝達部材を介して前記挿口と前記受口との間で推進力の伝達が可能であるように構成したことを特徴とする耐震機能を有する推進管。
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