JP4471682B2 - 耐震管継手 - Google Patents

Description

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、その管継手の接続方法及びそれらに基づく非開削で布設する推進工法に関するものである。

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。なお、以下、本願においては、前記一の管の挿し口が他の管の受口に挿し込まれる方向を「その他の管の管軸方向外側から挿し込まれる方向」とし、その「管軸」とは図１４の符号「ｃ」で示す「管軸心」を言う。

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１８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を受口２にロックリング３を拡径、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に嵌め込んで、挿し口１の伸縮代Ｌ（Ｌ₁＋Ｌ₂）を確保した構造である（特許文献１参照）。
実公昭５４−２４３２６号公報

また、ＮＳ形継手は、図２０に示すように、挿し口１の先端に突起３ａ、受口２の内面に芯出しゴム４ａを介してロックリング３をそれぞれ設け、受口２にゴム輪６を介在させて挿し口１を挿入し、そのロックリング３と受口２内面の奥端部２ａとの間を突起３ａ（挿し口１の先端）を移動可能として挿し口１の伸縮代Ｌ（Ｌ₁＋Ｌ₂）を確保した構成である。

これらの耐震管継手は、例えば、地震時などが生じると、引き抜き力に対しては、挿し口１が、環状溝５の内側端面５ａにロックリング３が当接するまで（ＰII形継手）又はその突起３ａがロックリング３に当接するまで（ＮＳ形継手）、引き抜かれ（引き抜き代Ｌ₁）、挿し込み力に対しては、挿し口１が、環状溝５の外側端面５ｂにロックリング３が当接するまで(ＰII形継手)又は挿し口１の先端が奥端部２ａに当接するまで（ＮＳ形継手）、挿し込まれて（挿し込み代Ｌ₂）、継手部の破損を防止する。

さらに、ＮＳ形継手の変形として、特許文献２には、受口２内面と挿し口１外面にそれぞれ管軸方向に所要の幅を有する溝を形成し、その両溝間にロックリング３を管軸方向に移動可能に設けたものが開示されている。
また、特許文献３には、挿し口１側にロックリング３を設け、受口２側にはそのロックリング３が管軸方向に伸縮代Ｌ移動可能な溝を形成した技術が開示され、特許文献４には、その受口側溝の外側端面とロックリング３を湾曲面を介して点接触で当接させた技術が開示されている。
実開平４−１３６３９２号公報 実開平４−１３３０９１号公報 特開２００３−２１４５７３号公報

さらに、特許文献５には、挿し口１側にロックリング３及びそのロックリング３が嵌って摺動する溝を設け、受口２側にはそのロックリング３が嵌る溝を設けて、ロックリング３が受口２側の溝に嵌った状態で、挿し口１側の溝を摺動することにより、挿し口１の管軸方向の伸縮代Ｌを確保した技術が開示され、特許文献６には、挿し口１と受口２の両者にそれぞれロックリング３を設け、そのロックリング３、３の係止により、挿し口１の引き抜きを阻止した技術が開示されている。
特開２０００−１７０９６８号公報 実開昭５８−１０８６８３号公報

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。

そのパイプインパイプ工法は、図２１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。

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)。

ところで、近年、管路にも耐震性が要求され、その耐震性を有する配管とすべく、上述の各種の耐震管継手が採用されている。この耐震管継手を上述の推進工法に採用する際、上記所要範囲の伸縮代Ｌ（特に、挿し込み代Ｌ₂）を確保して新管Ｐを敷設するかが問題となり、その伸縮代Ｌの確保は、挿し口先端（突起３ａ）を受口２のロックリング３と奥端部２ａの中程に位置させて推進することである。その問題を解決した技術として、図２０に示すように、挿し口１外周面に固定のフランジ１７と受口２の端面との間に推力伝達材１６を介在した技術がある（特許文献７参照）。
特開２００２―２７６２８４号公報

この技術は、推進時、推力伝達材１６により、挿し口１の先端（突起３ａ）を伸縮代Ｌの中程に維持し（図２０）参照）、地震等の地盤変動時の挿し口１の受口２への挿し込みに対しては、推力伝達材１６が収縮する（圧縮変形から塑性変形、又はさらに破壊する）ことにより、挿し口１がその挿し込み代Ｌ₂分、軸方向に移動してその変動を吸収するとともに、それ以上の縮みを阻止して継手の破損を防止する。その推力伝達材１６を挿し口１の先端と受口２内面の奥端部２ａに介在する技術もある（特許文献８参照）。
特開平１０−１４８２８８号公報

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の収納用環状溝５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部分の受口２の管厚が薄くなり、図１９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。

このため、特許文献５記載の技術では、ロックリング３を締り勝手として、挿し口１の受口２への挿し込み時、そのロックリング３を挿し口１の先端テーパ部で押し広げて挿し口１を挿し入れるようにして、セットボルト４をなくして、ロックリング３より外側部分２ｂの破壊強度を高めている。しかし、この技術においても、その外側部分２ｂの破壊強度をさらに高める要求がある。

さらに、特許文献２に記載の管継手は、そのロックリング３が開き勝手のものであり、開き勝手のロックリング３であると、挿し口１のロックリング３の通過、ロックリング３の挿し口１又は受口２への固定の手段、例えば、テーパ面による縮径手段等が必要となり、受口２内面構造が複雑となる。

この発明は、受口外側部分２ｂの破壊強度を高めることを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明は、まず、ロックリングとそのロックリングが嵌る受口側の溝外側端面との係止面を、曲率中心が挿し口側にある同じ曲率の湾曲面(円弧面)、すなわち、それぞれ受口側に凸状の同一弧状曲面としたのである。同じ曲率であれば、面接触して、その接触面全域におけるその接線垂直方向に力の伝達が行なわれるため、ロックリングを介して受口の受ける力は広範囲となって応力は小さくなる。すなわち、応力の集中がなくなる(図６参照)。

つぎに、この発明は、ロックリングを挿し口側と受口側の両者に設けて、その両ロックリングを介して、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。
このようすれば、受口側のロックリングは、挿し口側のロックリングが当接する厚みがあればよく、その受口側のロックリングを収納する溝は、そのロックリングを収納し、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リング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）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。

さらに、その両者のロックリングの当接面を、受口の管軸方向外側に向かってその管軸側に傾斜する直線状テーパ面、又は前記管軸に垂直な面としたのである。
この直線状テーパ面又は垂直面であると、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）で吸収されるため、挿し口から受口への力伝達は常に面でもって行なわれて、応力集中が生じにくい。

この発明は、２つのロックリングの直線状テーパ面(垂直面)及びロックリングとその摺動溝の外側端面との同一曲率面でもって、挿し口引き抜き時のその引き抜き力を受口に伝達するようにしたので、その力により受口側に生じる応力分布は広範囲となって、応力集中がなくなる。このため、その伝達部より外側の受口部分(外側部分２ｂ)の破損もし難くなる。すなわち、離脱防止力が向上する（外側部分２ｂの破壊強度が実質的に高まる）。

この発明の一実施形態としては、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、前記受口の内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、その環状溝の管軸方向外側端に一つ割開き勝手の受口側ロックリングが嵌め込まれ、前記挿し口の先端部外周面の環状溝には一つ割締り勝手の挿し口側ロックリングが嵌め込まれて、その挿し口側ロックリングは前記受口側溝にその幅方向に移動可能に入り込んでおり、前記挿し口側ロックリングの前記受口側溝内幅方向の移動により、受口に対し挿し口が管軸方向内側へ所要長さ挿し込み又は管軸方向外側へ所要長さ引き抜かれ、その両所要長さにより前記挿し口の受口に対する伸縮代を確保した耐震管継手において、前記受口側溝の管軸方向外側端面とその端面に接する前記受口側ロックリングの側面を、曲率中心が挿し口側にある同一曲率面とするとともに、前記受口側ロックリングと挿し口側ロックリングの当接面を、受口の管軸方向外側に向かってその管軸側に傾斜する直線状テーパ面、又は前記管軸に垂直な面とした構成を採用できる。

このとき、上記挿し口の挿し込み所要長さは、前記挿し口の先端が上記受口内面の奥端部に当接することにより決定するようにすることもできる。

この実施形態において、上記挿し口側の環状溝を管軸方向に所要の幅を有するものとして、その環状溝にその幅方向に移動可能に上記挿し口側ロックリングが嵌め込まれ、前記挿し口側ロックリングが上記受口側環状溝の管軸方向内側端部に係止した状態で前記挿し口側環状溝の管軸方向外側端壁に係止することにより、前記挿し口の上記挿し込み所要長さが決定され、前記挿し口側ロックリングが前記挿し口側環状溝の管軸方向内側端部に係止した状態で前記受口側ロックリングに係止することにより、前記挿し口の上記引き抜き所要長さが決定されるようにすることができる。

この構成は、ロックリングが受口と挿し口の両溝内を移動して伸縮代を確保するため、両溝の幅を狭くすることができ、一方の溝でもって、伸縮の両方を吸収する場合に比べれば、溝は半分の幅で十分となる。このため、例えば、ＰII形継手において、伸縮代を得るために挿し口側に広い幅の溝を形成した場合に比べて、その挿し口側の溝の幅をほぼ半分にし得るため、その溝によって薄くなった管厚部分が少なくなって、挿し口の強度を高いものとし得る。また、溝の幅が狭くなれば、受口の管軸方向の長さを短くすることができるとともに、その加工時間の短縮を図ることができる。

このとき、上述と同様に、上記挿し口の挿し込み所要長さを、挿し口側ロックリングが上記受口側溝の管軸方向内側端部に係止した状態で前記挿し口側溝の管軸方向外側端面に係止する前に、前記挿し口の先端が前記受口内面の奥端部に当接することにより上記挿し込み所要長さが決定されるようにし得る。

他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、前記受口の内面全周に管軸方向に環状溝が形成されて、その溝の管軸方向外側端に一つ割開き勝手の受口側ロックリングが嵌め込まれ、前記挿し口の先端部外面全周には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挿し口側ロックリングが嵌め込まれているとともに、その挿し口側ロックリングは前記受口側溝に入り込んでおり、前記挿し口側ロックリングの前記挿し口側溝内幅方向の移動により、受口に対し挿し口が管軸方向内側へ所要長さ挿し込み又は管軸方向外側へ所要長さ引き抜かれ、その両所要長さにより前記挿し口の受口に対する伸縮代Ｌを確保した耐震管継手において、前記受口側溝の管軸方向外側端面とその端面に接する前記受口側ロックリングの側面を曲率中心が挿し口側にある同一曲率面とするとともに、前記受口側ロックリングと挿し口側ロックリングの当接面を、管軸方向外側に向かって管軸側に傾斜する直線状テーパ面又は管軸に垂直な面とした構成を採用できる。すなわち、挿し口側の溝におけるロックリングの摺動のみで挿し口の伸縮を吸収するようにすることもできる。

この場合においても、上記挿し口の挿し込み所要長さは、前記挿し口の先端が上記受口内面の奥端部に当接することにより決定するようにすることができる。

各実施形態においては、受口側の溝の管軸方向外側端面とその端面に接する上記受口側ロックリングの側面の曲面を楕円状曲面とすれば、その曲面が真円状の場合に比べれば、受口外側部分が破損しにくくなる。

また、上述の耐震管継手において、上記受口の外周面を管の外周面と同一径とするとともに、上記挿し口の外周面を前記受口内面に挿し込み可能になるように縮径したものとすれば、配管外周面における受口部分の膨出がなくなり、さや管に新管を入れる場合に、流通面積を大きく取れるものとし得る利点がある。

この耐震管継手は、上記受口を両端に有する直管と上記挿し口を両端に有する異形管を交互に接続することにより構成することもできる。

これらの管継手は、上記受口内面に上記ゴム輪をセッティングするとともに、上記受口側環状溝内に上記両ロックリングをセッティングし、その後、前記挿し口を前記受口に挿し込み、その際、前記挿し口側ロックリングを拡径させて挿し口を通過させた後、そのロックリングを挿し口１の溝に嵌め込んで、一の管の受口に他の管の挿し口を接続して構成する。
このとき、挿し口側ロックリングはその一つ割個所に開径具を介在して拡径し、その状態で、挿し口を挿し込むと良い。また、ＮＳ形継手等のロックリングの外面に芯出し用弾性体を設ける等の他の工程があれば、適宜にそれらを追加する。

これらの耐震管継手は、地面を開削して布設する開削工法に用い得ることは勿論ではあるが、管の挿し口を先行する管の受口に挿し込み、その挿し口が受口に対し上記伸縮代内で管軸方向に抜けることなく動き得るように管を接続しつつ地下に埋設する推進工法に使用するには、例えば、特許文献７等に記載の管案内具及び推力伝達材を使用することができる。

また、他の推進工法への使用態様としては、上記受口の外周面を管の外周面と同一径とした実施形態において、上記挿し口の縮径端面と受口の間に推進工法における推力伝達材を介在し、その推力伝達材により、推進時の前記挿し口の上記挿し込み所要長さを維持するようにすることもできる。

さらに、他の推進工法への使用態様としては、受口端面外側の挿し口外周面に凹部を形成し、この凹部に推進工法における推力伝達材を嵌め、その推力伝達材を受口の端面に当接させてそれ以上の挿し口の挿し込みを阻止することにより、推進時の挿し口の挿し込み所要長さを維持するようにもし得る。
このとき、その挿し口の外周面の凹部は、挿し口の上記挿し口側溝を受口の端面外側まで延ばして形成することができる。

これらの推進工法は、例えば、受口内面に、ゴム輪及びロックリングをセッティングするとともに、挿し口の溝に推力伝達材をセッティングし、その後、挿し口を受口に挿し込み、ロックリングを拡径させて通過させて、ロックリングを受口の溝に嵌め込み、前記推力伝達材により、そのロックリングと受口の溝の管軸方向内側壁とを係止させ、その状態で、推力伝達材により、挿し口を上記挿し込み所要長さを維持して推進する。

このとき、挿し口外周面の凹部に推力伝達材を嵌めるものにあっては、推力伝達材を介在することなく耐震管継手を構成した後、その推力伝達材を前記凹部に嵌めて、その推力伝達材を受口の端面に当接させた状態で推進する。

さらに、上記受口の外周面を管の外周面と同一径とする実施形態の推進工法にあっては、上記受口内面に、上記ゴム輪をセッティングするとともに、上記受口側環状溝内に上記両ロックリングをセッティングし、その後、前記挿し口を前記受口に挿し込み、その際、前記挿し口側ロックリングを拡径させて挿し口を通過させた後、そのロックリングを挿し口の溝に嵌め込んで前記耐震管継手とし、さらに、前記挿し口の縮径端面と受口端面の間に上記推力伝達材を介在し、その状態で、前記推力伝達材により、前記挿し口を上記挿し込み所要長さを維持して推進する。

ここで、上記推力伝達材は、管の推進時には管の挿し口の挿し込みを阻止して推力を伝達し、地震等の大きな挿し込み力が働くと、塑性変形、さらには破壊して、その挿し口の挿し込みを許容するものを言い、特許文献７に記載のもの、例えば、ハニカムコア、ＥＰＳ（発泡ポリスチレン）、発泡金属などの周知のものが考えられる。

一実施例を図１乃至図６に示し、この実施例は、従来と同様に、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５（ｂ）参照）、その受口側溝１２内にその外側端面１２ｂに当接させて受口側ロックリング１１を嵌めるとともに、両溝１２、１５の間に挿し口側ロックリング１３をその管軸方向に移動可能に嵌め込んでいる。

上記受口側の溝１２の管軸方向外側端面１２ｂとその端面に接する上記受口側ロックリング１１の側面１１ｂは、曲率中心が挿し口１側にある同一楕円曲率面、すなわち、それぞれ受口側に凸状の同一楕円状曲面となっている。この同一曲率であれば、面接触して、その接触面全体で力の伝達が行なわれるため、ロックリングを介して受口の受ける力は広範囲となって、単位面積当たりの応力は小さくなる。さらに、その曲面が楕円状であるため、図６に示すように、挿し口側ロックリング１３を介した受口側ロックリング１１からの力に対し、その溝１２の管軸方向外側端面１２ｂ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る。因みに、実験においては、その曲面が楕円状の場合は、真円状の場合に比べて破壊強度が高いものとなった（真円状曲面では受口２の破壊が生じた力では楕円状曲面では破壊しなかった）。

上記受口側ロックリング１１と挿し口側ロックリング１３の当接面１１ａ、１３ｂは、受口２の管軸方向外側に向かってその管軸ｃ（図１４参照)側に傾斜する直線状テーパ面となっており、この直線状テーパ面１１ａ、１３ｂであると、挿し口１と受口２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っても、そのズレ又は公差は、両当接面１１ａ、１３ｂのその接触面方向（図６矢印方向）のズレ（移動）で吸収されるため、挿し口１から受口２への力伝達は常に面で持って行なわれて、応力集中が生じにくい。直線状テーパ面１１ａ，１３ｂに代えて、前記管軸ｃに垂直な面とし得る。

その挿し口側のロックリング１３は、受口側の溝１２又は挿し口側の溝１５の管軸方向の内側端面（内側端壁）１５ａ又は１２ａに係止した状態で、他方の溝１５又は１２内を管軸方向に内側又は外側に挿し込み代Ｌ₂又は引き抜き代Ｌ₁移動して受口側ロックリング１１又は挿し口側溝１５の内側端面１５ａに係止することにより、伸縮代Ｌを確保する。

すなわち、通常、図1(図５（ａ）)に示すように、ロックリング１３は、両溝１２、１５の内側端壁１２ａ、１５ａに当接した（近接した）状態であり、その状態から、挿し口１が引かれると（図１左方向に管Ｐに引き抜き力が働いて、管Ｐが引き抜かれると）、図５（ｂ）に示すように、ロックリング１３が受口２の溝１２内を受口側ロックリング１１に当接するまで（引き抜き代Ｌ₁）移動し、その当接（係止）により、それ以上の引き抜きが防止される。逆に、挿し口１が挿し込まれると（図１右方向に力が加わると）、図５（ｃ）に示すように、ロックリング１３が挿し口１の溝１５内をその外側端壁１５ｂに当接するまで（挿し込み代Ｌ₂）移動し、その当接（係止）により、それ以上の挿し込みが防止される。この距離Ｌ₁＋Ｌ₂＝Ｌが伸縮代（例えば、Ｌ₁、Ｌ₂それぞれが管長の１％）となる。

上記両ロックリング１１、１３は、図２、図３に示す形状をしており、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、受口側ロックリング１１は一つ割開き勝手のもので、受口２の溝１２に縮径状態で入れてその拘束をなくすことにより、その溝１２の内周面に圧接状態で嵌り込む。このとき、このロックリング１１は溝１２の外側端面１２ｂに当接するようにする。
挿し口側ロックリング１３は、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１ｂとなっている。

この実施例の管Ｐ、Ｐの接続方法は、まず、図４（ａ）に示すように、受口２内面にゴム輪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１１、１３をセッティングする。
その後、同図（ｂ）〜（ｄ）に示すように、挿し口１を受口２に挿し込み、矢印のようにロックリング１３を拡径させつつ（同図（ｂ））、挿し口１の先端部を通過させて、そのロックリング１３を挿し口１の溝１５内側端に嵌め込んで耐震管継手とする（同図（ｄ））。
このロックリング１３は、挿し口１の溝１５に至ると、矢印のようにその溝１５に嵌り、この時点(同図（ｄ）、図５（ａ）)が、この管継手の通常の状態である。すなわち、伸縮代Ｌ（Ｌ₁＋Ｌ₂）を有している状態である。

この状態において、地震等により、大きな地殻変動が起き、図５（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、やがて受口側ロックリング１１に当接し、それ以上の挿し口１の引き抜きが防止される。このとき、上述のように、図６のごとく、挿し口側ロックリング１３を介した受口側ロックリング１１からの力に対し、その溝１２の管軸方向外側端面１２ｂ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。

一方、図５（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１１は受口２の溝１２の内側端面１２ａに移動が阻止されて挿し口１の溝１５内を移動し（摺動し）、やがてその外側端面１５ｂ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。

この実施例において、図７に示すように、挿し口側ロックリング１３を挿し口側溝１５には所要長さ移動ができないようにし、受口側の溝１２により、引き抜き代Ｌ₁及び挿し込み代Ｌ₂を得るようにし得る。また、逆に、図８に示すように、挿し口側ロックリング１３を受口側溝１２内にほぼ移動ができないようにし、挿し口側の溝１５により、引き抜き代Ｌ₁及び挿し込み代Ｌ₂を得るようにし得る。
また、これらの各実施例において、図９に示すように、上記挿し口１の挿し込み所要長さＬ₂を、上記挿し口側ロックリング１３が上記受口側環状溝１２の管軸方向内側端面１２ａに係止した状態で前記挿し口側環状溝１５の管軸方向外側端面１５ｂ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。

この実施例の管継手を推進工法により得るには、図８、図１０に示すように、挿し口１の溝１５の幅を長くしてその内側端面１５ｂに、挿し口１の外周面に設けた緩衝リング１７ａ又は推力伝達材１６の下部を係止し（溝１５の外側端面１５ｂに嵌合し）、この係止により、ロックリング１３の溝１５内の移動を阻止し（挿し口１がそれ以上挿し込まれないようにし）、推力伝達材１６により、ロックリング１３がロックリング１１に当接（図８）又は両溝１２、１５の内側端面（壁）１２ａ、１５ａに位置する状態（図１０）を維持して推進する。その管継手の接続は、図４と同様に、図１１（ａ）〜（ｅ）のようにする。このとき、挿し口側ロックリング１３は拡径具２０により、拡径して受口側溝１２内に入り込ませて、挿し口１の挿し込みをスムースにするとよい。この拡径具２０は図４の作用においても使用し得る。

この推進工法により、地中に埋設された実施例は、地震等により、大きな地殻変動が起き、管Ｐに引き抜き力（矢印）が働いた場合には、図５（ｂ）と同様にして、ロックリング１３は挿し口１側の溝１５の内側端面１５ａに押されて受口２の溝１２内を移動し、やがて受口側ロックリング１１に当接し、それ以上の挿し口１の引き抜きを防止する。このとき、推力伝達材１６も溝１５内を移動する（摺動する）。
一方、管Ｐに挿し込み力（矢印）が働くと、まず、推力伝達材１６の下部が欠損して溝１５の外側端面１５ｂとの係止が外れ、挿し口１の挿し込みは許容されてその先端１ｂが受口の奥端部２ａに当接し、それ以上の挿し口１の挿し込みを防止する（図５（ａ）参照）。
このようにして、この実施例の管継手は、伸長Ｌ₁又は収縮Ｌ₂して伸縮代Ｌ分、伸縮して破壊が防止される。
なお、上記推力伝達材１６は、これらの伝達・破壊作用を行い得るものであれば、上述の種々の構成・材料を使用し得る。

このロックリング１１、１３、溝１２、１５による伸縮構造は、図１３に示すように、上記受口２の外周面を管Ｐの外周面と同一径とするとともに、上記挿し口１の外周面を前記受口2内面に挿し込み可能になるように縮径したものとすることができる。このとき、各管Ｐは図１４に示す挿し口１及び受口２を有するものとなる。

この構造の配管において、図１５、図１６に示すように、上記受口２を両端に有する直管Ｐと、上記挿し口１を両端に有する異形管Ｐによりその配管をなしようにし得る。
この構造では、上記受口２内面に上記ゴム輪６をセッティングするとともに、上記受口側環状溝１２内に上記両ロックリング１１、１３をセッティングし、その後、前記挿し口１を前記受口２に挿し込み、その際、前記挿し口側ロックリング１３を拡径させて挿し口１を通過させた後、そのロックリング１３を挿し口１の溝１５に嵌め込んで前記耐震管継手とする。

これらの耐震管継手により、推進工法を採用するには、同図示のように、上記挿し口１の縮径端面１ｃと受口２端面の間に推力伝達材１６を介在し、その推力伝達材１６により、推進時の上記挿し口１の上記挿し込み所要長さＬ₂を維持する。
すなわち、上記受口２内面に、上記ゴム輪６をセッティングするとともに、上記受口側環状溝１２内に両ロックリング１１、１３をセッティングし、その後、挿し口１を受口２に挿し込み、その際、挿し口側ロックリング１３を拡径させて挿し口１を通過させた後、そのロックリング１３を挿し口１の溝１５に嵌め込んで耐震管継手とし、さらに、挿し口１の縮径端面１ｃと受口２端面の間に上記推力伝達材１６を介在し、その状態で、前記推力伝達材１６により、前記挿し口１の上記挿し込み所要長さＬ₂を維持して推進する。

このとき、図１５、図１６に示す配管構造にあっては、管Ｐの挿し口１を先行する管Ｐの受口２又は管Ｐの受口２を先行する管Ｐの挿し口１に挿し込み、その挿し口１の縮径端面１ｃと受口２端面の間に上記推力伝達材１６を介在し、その状態で、前記推力伝達材１６により、前記挿し口１の上記挿し込み所要長さＬ₂を維持して前記挿し口１が受口２に対し上記伸縮代Ｌ内で管軸方向に抜けることなく動き得るように管Ｐを接続しつつ推進する。

上記各実施例では、ゴム６がロックリング１１の内側にあって、そのゴム６によりシールされるため、管Ｐ内を流れる流体によるロックリング１１の腐蝕などが防止される。しかし、この発明は、図１７に示すように、ゴム６をロックリング１１の外側に設ける場合にも採用できることは勿論である。

これらの管継手における推進工法における挿し込み代（挿し込み所要長さＬ₂）の確保は、図８、図１３記載以外の手段、例えば、特許文献９に示す、挿し口１の外周面に案内具、推力伝達材１６を設けて、挿し込みを阻止する手段によることができる。このものは、地震等において、挿し込み力に対し、推力伝達材１６が塑性変形、又はさらに破壊してその挿し込み力を吸収する。

また、図１２鎖線で示すように、推力伝達材１６を挿し口１の溝１５の管軸方向外側端面１５ｂとロックリング１３の間に介在して、その推力伝達材１６により、推進時の挿し口１の挿し込み（挿し込み）所要長さ（収縮長さ）Ｌ₂を維持するようにすることもできる。このとき、推力伝達材１６は、溝１５内にロックリング１１の嵌合に支障がないように予め接着しておくと良い。

さらに、推力伝達材１６は、図１２鎖線で示すように、受口２の内面奥部に予め設け、この推力伝達材１６により、推進時の挿し口１の挿し込み所要長さＬ₂を維持するようにすることもできる。このとき、同様に、推力伝達材１６は接着等により受口内面に固定しておくと良い。

受口２の溝１２又は挿し口１の溝１５を伸縮代Ｌ程の長さ又はそれ以上に形成した場合には、図７、図８鎖線に示すように、上記推力伝達材１６と同様なハニカムコア、ＥＰＳ製の部材１９を溝１２内に介在して、ロックリング１３をその溝１２の中程に位置させて、伸縮代Ｌを確保できるようにし得る。
これらの態様は、挿し込み代Ｌ₂を挿し口１の先端が受口２内面の奥端部２ａに当接して決定する（図９）、挿し口１の溝１５の外側端面１５ｂに係止して決定する（図１）等の各場合に採用できる。

管継手の一実施例の要部切断正面図 受口側ロックリングを示し、（ａ）は切断側面図、（ｂ）は正面図 挿し口側ロックリングを示し、（ａ）は切断側面図、（ｂ）は正面図 同実施例の接続作用図 同実施例の作用図 同実施例おける応力分布図 他の実施例による要部切断正面図 他の実施例による要部切断正面図 他の実施例による要部切断正面図 他の実施例による要部切断正面図 同実施例の接続作用図 他の実施例の要部切断正面図 他の実施例の要部切断正面図 同実施例の管の一部切欠き切断正面図 他の実施例の一部切欠き上部切断正面図 同実施例の異形管及び直管の要部切断正面図 他の実施例の要部切断正面図 従来例の要部切断正面図 同従来例の作用図 他の従来例の要部切断正面図 推進工法の説明図

符号の説明

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 受口側ロックリング
１１ａ 同ロックリングの内側端面
１１ｂ 同ロックリングの外側端面
１２ 受口側の溝
１２ａ 受口側の溝の内側端面
１２ｂ 受口側の溝の外側端面
１３ 挿し口側ロックリング
１３ａ 挿し口側の溝の内側端面
１３ｂ 挿し口側の溝の外側端面
１５ 挿し口側溝
１５ａ 挿し口側溝の内側端面
１５ｂ 挿し口側溝の外側端面
１６ 推力伝達材
Ｐ 新管
Ｐ’ さや管（既設管）

Claims (15)

1. 一の管（Ｐ）の挿し口（１）が他の管（Ｐ）の受口（２）にゴム輪（６）を介在してその他の管（Ｐ）の管軸方向外側から挿し込まれ、前記受口（２）の内面全周に管軸方向に所要の幅（ｔ_１）を有する環状溝（１２）が形成されて、その環状溝（１２）の管軸方向外側端に一つ割開き勝手の受口側ロックリング（１１）が嵌め込まれ、前記挿し口（１）の先端部外面全周に形成された環状溝（１５）には一つ割締り勝手の挿し口側ロックリング（１３）が嵌め込まれて、その挿し口側ロックリング（１３）は前記受口側溝（１２）にその幅方向に移動可能に入り込んでおり、前記挿し口側ロックリング（１３）の前記受口側溝（１２）内幅方向の移動により、受口（２）に対し挿し口（１）が管軸方向内側へ所要長さ（Ｌ_２）挿し込み又は管軸方向外側へ所要長さ（Ｌ_１）引き抜かれ、その両所要長さ（Ｌ_１、Ｌ_２）により前記挿し口（１）の受口（２）に対する伸縮代（Ｌ（Ｌ_１＋Ｌ_２））を確保した耐震管継手において、
   上記受口側溝（１２）の管軸方向外側端面（１２ｂ）とその端面（１２ｂ）に接する上記受口側ロックリング（１１）の側面（１１ｂ）を、それぞれ受口側に凸状の同一弧状曲面とし、前記受口側ロックリング（１１）と挿し口側ロックリング（１３）の当接面（１１ａ、１３ｂ）を、受口（２）の管軸方向外側に向かってその管軸（ｃ）側に傾斜する直線状テーパ面、又は前記管軸（ｃ）に垂直な面としたことを特徴とする耐震管継手。
2. 上記挿し口側の環状溝（１５）を管軸方向に所要の幅（ｔ_２）を有するものとして、その環状溝（１５）にその幅方向に移動可能に上記挿し口側ロックリング（１３）が嵌め込まれ、前記挿し口側ロックリング（１３）が上記受口側環状溝（１２）の管軸方向内側端部（１２ａ）に係止した状態で前記挿し口側環状溝（１５）の管軸方向外側端壁（１５ｂ）に係止することにより、前記挿し口（１）の上記挿し込み所要長さ（Ｌ_２）が決定され、前記挿し口側ロックリング（１３）が上記挿し口側環状溝（１５）の管軸方向内側端部（１５ａ）に係止した状態で前記受口側ロックリング（１１）に係止することにより、前記挿し口（１）の上記引き抜き所要長さ（Ｌ_１）が決定されることを特徴とする請求項１に記載の耐震管継手。
3. 上記挿し口（１）の挿し込み所要長さ（Ｌ_２）を、前記挿し口（１）の先端が上記受口（２）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たことを特徴とする請求項1に記載の耐震管継手。
4. 上記挿し口（１）の挿し込み所要長さ（Ｌ_２）を、上記挿し口側ロックリング（１３）が上記受口側環状溝（１２）の管軸方向内側端部（１２ａ）に係止した状態で前記挿し口側環状溝（１５）の管軸方向外側端壁（１５ｂ）に係止する前に、前記挿し口（１）の先端が上記受口（２）内面の奥端部（２ａ）に当接することにより上記挿し込み所要長さ（Ｌ_２）が決定されることを特徴とする請求項２に記載の耐震管継手。
5. 一の管（Ｐ）の挿し口（１）が他の管（Ｐ）の受口（２）にゴム輪（６）を介在してその他の管（Ｐ）の管軸方向外側から挿し込まれ、前記受口（２）の内面全周に環状溝（１２）が形成されて、その溝（１２）の管軸方向外側端に一つ割開き勝手の受口側ロックリング（１１）が嵌め込まれ、前記挿し口（１）の先端部外面全周には管軸方向に所要の幅（ｔ_２）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挿し口側ロックリング（１３）が嵌め込まれているとともに、その挿し口側ロックリング（１３）は前記受口側溝（１２）に入り込んでおり、前記挿し口側ロックリング（１３）の前記挿し口側溝（１５）内幅方向の移動により、受口（２）に対し挿し口（１）が管軸方向内側へ所要長さ（Ｌ_２）挿し込み又は管軸方向外側へ所要長さ（Ｌ_１）引き抜かれ、その両所要長さ（Ｌ_１、Ｌ_２）により前記挿し口（１）の受口（２）に対する伸縮代（Ｌ（Ｌ_１＋Ｌ_２））を確保した耐震管継手において、
   上記受口側溝（１２）の管軸方向外側端面（１２ｂ）とその端面（１２ｂ）に接する上記受口側ロックリング（１１）の側面（１１ｂ）を、それぞれ受口側に凸状の同一弧状曲面とし、前記受口側ロックリング（１１）と挿し口側ロックリング（１３）の当接面（１１ａ，１３ｂ）を、管軸方向外側に向かって管軸（ｃ）側に傾斜する直線状テーパ面又は管軸（ｃ）に垂直な面としたことを特徴とする耐震管継手。
6. 上記受口（２）の外周面を管（Ｐ）の外周面と同一径とするとともに、上記挿し口（１）の外周面を前記受口（２）内面に挿し込み可能になるように縮径したものとしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の耐震管継手。
7. 管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する管（Ｐ）の受口（２）に挿し込んで管（Ｐ）を接続しつつ押し込み推進して地下に埋設する推進工法における、前記挿し口（１）を受口（２）に挿し込んだ接合部を構成する請求項６に記載の耐震管継手であって、
   上記挿し口（１）の縮径端面（１ｃ）と受口（２）端面の間に、管（Ｐ）の押し込み時には前記挿し口（１）の挿し込みを阻止して推力を伝達し、地震等の大きな挿し込み力が働くと、塑性変形、さらには破壊して、前記挿し口（１）の挿し込みを許容する推力伝達材（１６）を介在し、その推力伝達材（１６）により、押し込み時の上記挿し口（１）の上記挿し込み所要長さ（Ｌ_２）を維持するようにしたことを特徴とする耐震管継手。
8. 受口（２）を両端に有する直管（Ｐ）と挿し口（１）を両端に有する異形管（Ｐ）とをその受口（２）に挿し口（１）を挿し込んだ管継手であって、その受口（２）に挿し口（１）を挿し込んだ継手部を、請求項６又は７に記載の耐震管継手の構造としたことを特徴とする耐震管継手。
9. 管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する管（Ｐ）の受口（２）に挿し込んで管（Ｐ）を接続しつつ押し込み推進して地下に埋設する推進工法における、前記挿し口（１）を受口（２）に挿し込んで接合部を構成する請求項１乃至８のいずれかに記載の耐震管継手であって、
   上記受口（２）端面外側の挿し口（１）外周面に凹部を形成し、この凹部に、上記推進工法における管（Ｐ）の押し込み時には前記挿し口（１）の挿し込みを阻止して推力を伝達し、地震等の大きな挿し込み力が働くと、塑性変形、さらには破壊して、前記挿し口（１）の挿し込みを許容する推力伝達材（１６）を嵌め、その推力伝達材（１６）を受口（２）の端面に当接させてそれ以上の挿し口（１）の挿し込みを阻止することにより、推進時の挿し口（１）の挿し込み所要長さ（Ｌ_２）を維持するようにしたことを特徴とする耐震管継手。
10. 上記挿し口（１）の外周面の凹部は、挿し口（１）の上記挿し口側溝（１５）を受口（２）の端面外側まで延ばして形成したことを特徴とする請求項９に記載の耐震管継手。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の耐震管継手において、上記溝（１２）の管軸方向外側端面（１２ｂ）とその端面（１２ｂ）に接する上記受口側ロックリング（１１）の側面（１１ｂ）の曲面を楕円状曲面としたことを特徴とする耐震管継手。
12. 管（Ｐ、Ｐ）を接続した接続部を請求項１乃至１１のいずれかに記載の耐震管継手の構成とするに際し、上記受口（２）内面に上記ゴム輪（６）をセッティングするとともに、上記受口側環状溝（１２）内に上記両ロックリング（１１、１３）をセッティングし、その後、前記挿し口（１）を前記受口（２）に挿し込み、その際、前記挿し口側ロックリング（１３）を拡径させて挿し口（１）を通過させた後、そのロックリング（１３）を挿し口（１）の溝（１５）に嵌め込んで耐震管継手とすることを特徴とする管の接続方法。
13. 管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する管（Ｐ）の受口（２）に挿し込んで前記挿し口（１）が受口（２）に対し上記伸縮代（Ｌ）内で管軸方向に抜けることなく動き得るように管（Ｐ）を接続しつつ押し込み推進して地下に埋設する、その管（Ｐ）の接続部を請求項７に記載の耐震管継手の構造とする推進工法であって、
    上記受口（２）内面に、上記ゴム輪（６）をセッティングするとともに、上記受口側環状溝（１２）内に上記両ロックリング（１１、１３）をセッティングし、その後、前記挿し口（１）を前記受口（２）に挿し込み、その際、前記挿し口側ロックリング（１３）を拡径させて挿し口（１）を通過させた後、そのロックリング（１３）を挿し口（１）の溝（１５）に嵌め込み、さらに、前記挿し口（１）の縮径端面（１ｃ）と受口（２）の間に上記推力伝達材（１６）を介在し、その状態で、前記推力伝達材（１６）により、前記挿し口（１）を上記挿し込み所要長さ（Ｌ_２）を維持して推進することを特徴とする推進工法。
14. 異形管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する直管（Ｐ）の受口（２）又は直管（Ｐ）の受口（２）を先行する異形管（Ｐ）の挿し口（１）に挿し込んで、前記挿し口（１）が受口（２）に対し上記伸縮代（Ｌ）内で管軸方向に抜けることなく動き得るように管（Ｐ）を接続しつつ押し込み推進して地下に埋設する、その管（Ｐ）の接続部を請求項８に記載の耐震管継手の構造とする推進工法であって、
    上記受口（２）内面に、上記ゴム輪（６）をセッティングするとともに、上記受口側環状溝（１２）内に上記両ロックリング（１１、１３）をセッティングし、その後、前記挿し口（１）を前記受口（２）に挿し込み、その際、前記挿し口側ロックリング（１３）を拡径させて挿し口（１）を通過させた後、そのロックリング（１３）を挿し口（１）の溝（１５）に嵌め込み、さらに、前記挿し口（１）の縮径端面（１ｃ）と受口（２）の間に上記推力伝達材（１６）を介在し、その状態で、前記推力伝達材（１６）により、前記挿し口（１）を上記挿し込み所要長さ（Ｌ_２）を維持して推進することを特徴とする推進工法。
15. 管（Ｐ）の挿し口（１）を先行する管（Ｐ）の受口（２）に挿し込んで前記挿し口（１）が受口（２）に対し上記伸縮代（Ｌ）内で管軸方向に抜けることなく動き得るように管（Ｐ）を接続しつつ押し込み推進して地下に埋設する、その管（Ｐ）の接続部を請求項９又は１０に記載の耐震管継手の構造とする推進工法であって、
    上記受口（２）内面に、上記ゴム輪（６）をセッティングするとともに、上記受口側環状溝（１２）内に上記両ロックリング（１１、１３）をセッティングし、その後、前記挿し口（１）を前記受口（２）に挿し込み、その際、前記挿し口側ロックリング（１３）を拡径させて挿し口（１）を通過させた後、そのロックリング（１３）を挿し口（１）の溝（１５）に嵌め込み、さらに、前記挿し口（１）の凹部に上記推力伝達材（１６）を嵌めて、その推力伝達材（１６）を受口（２）の端面に当接させた状態で、前記推力伝達材（１６）により、前記挿し口（１）を上記挿し込み所要長さ（Ｌ_２）を維持して推進することを特徴とする推進工法。

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