JP4712101B2 - ロックリング挿入装置 - 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の管継手に用いられるロックリングの挿入装置に関するものである。

ダクタイル鋳鉄管等の各種管体により流体輸送用配管を構築する際、その管体の継手部は、一の管体の一端に設けた挿し口を、他の管体の他端に設けた受口内にゴム輪を介在して挿し込んで構成される。

また、受口に対して挿し口が、所定の範囲で軸方向へ伸縮可能（抜き挿し可能）とした耐震構造を採用する場合もある。この耐震管継手として、例えば、図１０に示すＰＮ形と呼ばれる管継手構造が知られている。

この管継手構造は、例えば、地中に埋設された老朽管体の更正手段として、その老朽管体を鞘管として、その鞘管内に新管を推進工法等によって順次送り込んで敷設する工法、いわゆるパイプインパイプ工法として用いられる。

その構成は、図１０（ａ）に示すように、受口２内の奥部に、シール用のゴム輪３が取り付け可能となっている。また、受口２の内周にロックリング５用の収納溝４が周方向全周に形成され、挿し口１の外周には、同じくロックリング５用の係合溝６が周方向全周に形成されている。

この受口２内にゴム輪３を取り付け、その状態で受口２内に挿し口１を差し込む。両管体ｐ，ｐ同士の管軸方向への位置合わせをした後、ロックリング５を装着する。
このロックリング５は、受口２の内周に形成された前記収納溝４と、挿し口１の外周に形成され前記収納溝４に対向する係合溝６とに入り込んだ状態に装着される。そして、受口２に設けたボルト穴９に、外側からセットボルト７がねじ込まれることにより、そのセットボルト７の先端でロックリング５が挿し口１の外周面に押圧され、挿し口１と受口２との抜け止めの機能が発揮される。

このロックリング５を装着する方法として、例えば、図１０（ｂ）に示す方法がある。この方法は、前記受口２の外周面と前記収納溝４の底とを貫通して結ぶロックリング５挿入用の開口部８を利用して行う。

まず、受口２の外周に、前記開口部８を囲むように、ロックリング挿入装置１０を取り付ける。この取り付けは、円弧状（鞍状）の取付枠１１を、セットボルト７挿入用の前記ボルト穴９に専用の取付ボルト１２をねじ込んで行っている。

前記取付枠１１には、電動モータ１３ａによって駆動される一対の送りローラ１３，１３が設けられている。この送りローラ１３，１３の回転力で、帯状のロックリング５を開口部８内に差し入れ、前記収納溝４と係合溝６とで形成された周方向に伸びる狭小な空間ｓに沿って、ロックリング５を送り込んでいく。

ロックリング５が全周に行き渡れば、前記取付ボルト１２を緩めて前記取付枠１１を取り外し、ボルト穴９にセットボルト７をねじ込んで、ロックリング５を内径方向に締付けて継手部の構築を完了する（例えば、特許文献１参照）。

また、ロックリング５を送り込むための手段として、電動モータ１３ａによって駆動される一対の送りローラ１３，１３に代えて、油圧ジャッキを用いた技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−３１１４８９号公報 特開２００２−２５０４８６号公報

前記収納溝４と係合溝６とで形成された空間ｓは狭小であり、また、前記ロックリング５は、その空間ｓ内にある程度圧縮された状態で装着されることを前提としているため、ロックリング５を周方向に送り込んでいく作業はスムーズにいかない場合が多い。

特に、図１０に示す装置（特許文献１参照）によれば、ロックリング５の前記空間ｓへの押し込み抵抗が大きい時に、送りローラ１３が空転したり、あるいは、ロックリング５が空間内に入り込まず、途中で折れ曲がってしまい、押し込み力が他方向へ逃げてしまうこともある。

また、特許文献２に示す装置は、油圧ジャッキのロッドの先端に設けた偏心カムをロックリングの外面にチャッキングさせ、その状態でロッドを引き込むことによって、チャッキングによる摩擦抵抗でロックリングを前記空間ｓ内に挿入するものである。

しかし、ロックの進退とともに偏心カムが往復運動するのに伴って、ロックリングも往復運動を繰り返してしまうことがある。引き込まれたロッドが逆に押し出される際に、偏心カムとロックリングとのチャッキングが解放されないのである。
また、油圧ジャッキの往復運動によるロックリングの送り込み方法では、継手部の全周にロックリングを装着するのに時間を要するという問題もある。

そこで、この発明は、ロックリングをスムーズに挿入できるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、一の管体の受口内に他の管体の挿し口を挿入し、前記受口内面に形成された周方向に伸びる収納溝と前記挿し口の外面との間に形成された空間内に、前記受口の外面から前記収納溝に貫通する開口部を通じてロックリングを前記周方向に沿って挿入する際に、そのロックリングを前記挿入方向へ移動させるために使用するロックリング挿入装置において、前記受口の外周に沿って取付枠を着脱自在に設け、その取付枠に、前記開口部から前記挿入方向と反対方向に並列する複数の送りローラを設け、その各送りローラは、前記開口部から遠ざかるにつれて前記受口の外面から遠ざかる位置に配置されており、その各送りローラのうち少なくとも一つは手動又は駆動装置によって回転力が付与される駆動ローラであり、その駆動ローラと前記ロックリングとの接触により前記ロックリングを前記挿入方向へ移動させることを特徴とする管継手のロックリング挿入装置とした。

取付枠に設けた複数の送りローラが、開口部に向かうにつれて徐々に受口の外周面に近づくようにしたから、その各送りローラがロックリングを継手部の空間内に（開口部に）誘導するに際し、そのロックリングに折れ点が形成されるのを防ぎ、押し込み力が逃げる事態を抑制することができる。
また、複数の送りローラが、開口部に向かうにつれて徐々に受口の外周面に近づくようにしたから、その継手部の空間内に入り込む前のロックリングが、その空間の湾曲方向と同方向に湾曲して、その結果、空間内にスムーズに案内されるのである。

さらに、その各送りローラのうち少なくとも一つが駆動ローラであるから、前述のように、ロックリングに折れ点が形成されない状態、継手部内の空間の湾曲方向と空間外のロックリングの湾曲方向が同方向である状態、すなわち、押し込み力が逃げにくい状態で、そのロックリングのスムーズな挿入が実現されている。

この構成において、前記ロックリングを挟んで前記送りローラの対側に補助ローラを設ければ、前記ロックリングの前記空間内への送り込みがさらにスムーズである。

また、これらの各構成において、前記各送りローラは、前記受口の外面からの距離が調整可能である構成を採用することができる。
送りローラの受口の外面からの距離が調整可能であれば、すなわち、その送りローラとロックリングとの接触位置が、継手部の管軸に対して径方向に調整可能であるから、その位置の調整により、前記ロックリングをスムーズに挿入するための最適な湾曲度合いを設定することができる。

これらの各構成において、前記送りローラはその外周に突起を有し、その突起が前記ロックリングへ接触する構成とすれば、前記ロックリングの移動及び前記空間内への挿入がさらにスムーズである。
なお、この突起は、前記送りローラのうち、駆動ローラに設けられていることが望ましい。もちろん、全ての送りローラに突起が設けられていることがさらに望ましい。

また、送りローラに設けた突起と同様の突起を補助ローラに設けてもよい。つまり、前記補助ローラは、その外周に突起を有し、その突起が前記ロックリングへ接触する構成である。
なお、送りローラが突起を有する場合において、補助ローラの突起を併用することが望ましいが、送りローラが突起を有していない場合において、補助ローラに突起を設けても、その効果を発揮し得る。

また、送りローラ（駆動ローラを含む）又は補助ローラ、あるいはその両方に突起を備えた前述の各構成において、ロックリングとして、その表面に長さ方向に沿って複数の凹部を有するものを採用した場合に、前記各ローラの突起が凹部に噛み合うようにした構成を採用することもできる。
突起と凹部との噛み合いによって、ローラの回転力がロックリングに伝達されやすくなり、そのロックリングの継手部内の空間への送り込みがさらにスムーズである。

この発明は、取付枠に設けた複数の送りローラが、開口部に向かうにつれて徐々に受口の外周面に近づくようにしたから、その各送りローラがロックリングを継手部の空間内に（開口部に）誘導するに際し、そのロックリングに折れ点が形成されるのを防ぎ、押し込み力が逃げる事態を抑制することができる。
また、複数の送りローラが、開口部に向かうにつれて徐々に受口の外周面に近づくようにしたから、その継手部の空間内に入り込む前のロックリングが、その空間の湾曲方向と同方向に湾曲して、その結果、空間内にスムーズに案内される。
さらに、その各送りローラのうち少なくとも一つが駆動ローラであるから、前述のように、ロックリングに折れ点が形成されない状態、継手部内の空間の湾曲方向と空間外のロックリングの湾曲方向が同方向である状態、すなわち、押し込み力が逃げにくい状態で、そのロックリングのスムーズな挿入が実現される。

一実施形態を示し、（ａ）は一部切断正面図、（ｂ）はその側面図 受口に挿し口を差し込んだ状態であり、ロックリング挿入装置の取付枠を装着していない状態を示す断面図 受口の外周に、ロックリング挿入装置の取付枠を装着した状態を示す断面図 ロックリング挿入装置に、ロックリングを装填した初期状態を示す断面図 図４の初期状態から、ロックリングを開口部側に移動させた状態を示す断面図 ロックリングを継手部内の空間に挿入しつつある状態を示す断面図 ロックリングを全周に亘って挿入し終え、ロックリング挿入装置の取付枠を取り外した状態を示す断面図 他の実施形態を示す断面図 ロックリングの詳細を示し、（ａ）は図１の実施形態に対応するロックリングを示す全体図、（ｂ）（ｃ）は図８の実施形態に対応するロックリングの要部拡大図 従来例を示し、（ａ）は一部切断正面図、（ｂ）はその側面図

一実施形態を、図面に基づいて説明する。この実施形態は、地中に埋設された老朽管体の更正手段として採用されるパイプインパイプ工法において、その老朽管体内に挿入される新管の管継手に用いられるロックリングの挿入装置、及びそのロックリングの挿入方法である。

その新管を構成する管体の継手部の構成は、従来例の継手部と同様であり、一の管体ｐの一端に設けた挿し口１を、他の管体ｐの他端に設けた受口２内にゴム輪３を介在して挿し込んで構成される（図１（ａ）参照）。

受口２内の奥部には、シール用のゴム輪３が取り付け可能であり、その受口２の内周にロックリング５用の収納溝４が周方向全周に形成されている。また、挿し口１の外周には、同じくロックリング５用の係合溝６が周方向全周に形成されている。さらに、受口２の外面と前記収納溝４の底とを貫通するボルト穴９が設けられている。

受口２内にゴム輪３が取り付けられ、その状態で受口２内に挿し口１を差し込まれている。そして、両管体ｐ，ｐ同士の管軸方向への位置合わせがされた状態で、抜け止めのためのロックリング５が装着されている。

このロックリング５は、図９（ａ）に示すように１本の帯状の金属からなり、その先端５ｃに傾斜面が形成され、また、後端５ｄには段部が形成されている。
このロックリング５が、前記受口２の内周に形成された収納溝４と、前記挿し口１の外周に形成され前記収納溝４に対向する係合溝６とで形成された周方向に伸びる狭小な空間ｓ内、すなわち前記収納溝４と係合溝６とに入り込んだ状態で、継手部の周囲全周に亘って環状に装着されている。

そして、受口２に設けた前記ボルト穴９に、外側からセットボルト７がねじ込まれることにより、そのセットボルト７の先端でロックリング５が挿し口１の外周面に押圧され、挿し口１と受口２との抜け止めの機能が発揮されている。

このロックリング５の挿入の手順について説明する。図２は、受口２内にゴム輪３を介して挿し口１を差し込んだ状態であり、ロックリング５は未挿入である。また、ロックリング挿入装置２０の取付枠２１を装着していない状態を示している。

この状態で、図３に示すように、受口の外周に、ロックリング挿入装置２０の取付枠２１を装着する。

この取付枠２１は受口２の外面に面接触状態で接することができる円弧状（鞍状）を成し、その中央に、表裏を貫通する導入孔２８が設けられている。また、前記受口２の外面と前記収納溝４の底とを貫通するように周方向に長い開口部８が設けられており、取付枠２１は、前記受口２の開口部８がその導入孔２８内に臨むように取り付けられる。

なお、この受口２への取付枠２１の取り付けは、その取付枠２１に設けた導入孔２８と、前記受口２のボルト穴９に専用の取付ボルト２２をねじ込んで行っている。このため、取付枠２１は、取付ボルト２２を緩めることで取り外しも可能である。

また、その取付枠２１には、前記開口部８から周方向に沿って並列する複数の送りローラ２３が設けられている。この実施形態では、３つの送りローラ２３を並列して設けている。

その各送りローラ２３は、図３に示すように、それぞれ、前記取付枠２１から外径側に支持部材２５に固定されている。
また、その各送りローラ２３は、前記開口部８から遠ざかるにつれて、徐々に前記受口２の外面から遠ざかる位置に配置されている。

なお、前記各送りローラ２３は、その回転軸が、前記支持部材２５に設けた径方向の長孔２５ｂ内に挿通されており、調整ネジ２５ａを回転させることによって、図３に矢印で示すように、その各送りローラ２３の位置（受口２の外面からの距離）が調整可能である。

また、その各送りローラ２３は、それぞれその外周に突起２３ａを有している。突起２３ａは、送りローラ２３の外面に沿って等分方位に６箇所設けられている。

さらに、前記取付枠２１の外側には、複数の補助ローラ２４が設けられている。この実施形態では、合計２箇所に補助ローラ２４を設けている。
この補助ローラ２４は、継手部内に挿入するべきロックリング５を挟んで、前記送りローラ２３の対側に位置するようになっている。すなわち、この補助ローラ２４と前記送りローラ２３とでロックリング５を夾んで保持することとなる。

なお、その各補助ローラ２４も、前記送りローラ２３と同様に、それぞれその外周に突起２４ａを有している。この実施形態では、突起２４ａは、補助ローラ２４の外面に沿って等分方位に６箇所設けられている。

図４は、ロックリング挿入装置２０に、継手部内に挿入するべきロックリング５を装填した初期状態を示す断面図である。
この状態で、ロックリング５は、開口部８から最も遠い位置にある補助ローラ２４と、同じく最も遠い位置にある送りローラ２３に接した状態で保持されている。

各送りローラ２３の回転軸には、断面正六角形状の操作部２３ｂが設けられている。操作部２３ｂは、前記送りローラ２３及びその回転軸と一体に軸周り回転可能である。

図５に示すように、最も遠い位置にある送りローラ２３の操作部２３ｂに、工具２６を係合する。この実施形態では、操作部２３ｂが断面正六角形状であるので、工具２６としてスパナを採用している。

その工具２６を手動で回動させて、送りローラ２３を図中の矢印ｃ方向へ回転させる。送りローラ２３の矢印ｃ方向への回転により、その送りローラ２３はロックリング５用の駆動ローラｒとして機能するようになり、そのロックリング５は図中矢印ｂ方向へ移動する。

なお、操作部２３ｂを回転させるに際しラチェット式の工具２６を使えば、その工具２６を図中の矢印ａで示すように往復運動させることで、工具２６を操作部に係合させたままで、その操作部及び送りローラ２３を一定の方向へ回転させ続けることができる。

図５に示す状態のロックリング５は、送りローラ２３の回転により、ロックリング５が図４の初期状態から開口部８側に移動した状態を示す。図６は、開口部８に最も近い送りローラ２３の操作部２３ｂに工具２６を係合し、前述の場合と同様に、その工具２６を回動させて送りローラ２３を回転させ、その送りローラ２３の回転力でロックリング５を開口部８内に送り込んでいる状態である。

なお、３つの送りローラ２３のうち、どの送りローラ２３を駆動ローラｒとするかは、ロックリング５の状態を見ながら、適宜決定することができる。
仮に、ロックリング５が、継手部内の空間ｓ内に挿入される前段において、そのロックリング５に撓みや緩みが生じている箇所があるならば、その撓みや緩みの生じている箇所の前方（開口部８側）の送りローラ２３を回転させて駆動ローラｒとして機能させることが望ましい。

また、二つ以上の工具２６を用いて、複数の送りローラ２３を同時に回転させてもよい。すなわち、送りローラ２３の中に駆動ローラｒとして機能するものが、同時に複数存在してもよい。もちろん、全ての送りローラ２３を同時に駆動ローラｒとして機能させてもよい。

このように、工具２６を用いて、順次あるいは同時に送りローラ２３を回転させ、その回転力が突起２３ａを通じてロックリング５に伝達されることで、そのロックリング５が継手部内の空間ｓに挿入されていく。

なお、この実施形態では、各送りローラ２３に突起２３ａが設けられていることで、送りローラ２３とロックリング５との接触面積が小さくなり、両者の接触圧を高め、回転力が伝達されやすくなっている。また、補助ローラ２４とロックリング５との関係においても、突起２４ａを設けたことによって、その接触圧が高められている。この突起２３ａ，２４ａの数は、必要に応じて適宜増減することができる。

やがて、ロックリング５が空間ｓの全周に行き渡ると、図７に示すように、ロックリング５の先端５ｃの傾斜面を設けた部分と、後端５ｄの段部とが向かい合う状態となって（図９（ａ）参照）、全体として環状の部材となる。

このように、ロックリング５を継手部の周囲全周に装着し終えたら、取付ボルト１２を緩めて、ロックリング挿入装置２０の取付枠２１を受口２から取り外す。図７は、その取付枠２１を取り外した状態を示す。最後にボルト穴９にセットボルト７をねじ込み、ロックリング５を挿し口１の外面に締付けて、継手部の構築を完了する。

図８に他の実施形態を示す。
この実施形態は、ロックリング５の表面に、その長さ方向に沿って複数の凹部５ａを有するものを用い、前記送りローラ２３及び補助ローラ２４の突起２３ａ，２４ａが、その凹部５ａに噛み合うようにしたものである。

凹部５ａは、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、ロックリング５の表面のうち、内径側の面、外径側の面にそれぞれ設けられており、内径側の凹部５ａが補助ローラ２４の突起２４ａに、外径側の凹部５ａが送りローラ２３の突起２３ａに対応している。

この実施形態のロックリング５では、内径側の凹部５ａと外径側の凹部５ａとを同じ間隔（ロックリング５の長さ方向への間隔）で設けて、且つ内径側の凹部５ａと外径側の凹部５ａとを千鳥状に配置することにより、継手部内の前記空間ｓにおいて、周方向に沿って挿し口１外面への締付け力が均等に近くなるように配慮されている。

なお、内径側の凹部５ａと外径側の凹部５ａとを同じ間隔とせず、それぞれ、送りローラ２３の各突起２３ａがロックリング５に当たる間隔、及び補助ローラ２４の各突起２４ａがロックリング５に当たる間隔に合わせて設けても良い。
すなわち、送りローラ２３及び補助ローラ２４の各突起２３ａ，２４ａが、それぞれ一つずつ対応する凹部５ａに噛み合うようにした構成である。もちろん、送りローラ２３及び補助ローラ２４に設けた前記各突起２３ａ，２４ａが、各ローラ２３，２４の回転時において、ロックリング５に対して同一の間隔で接する場合は、前述のように内外の各凹部５ａを千鳥状に配置した構成としてもよい。

これらの各実施形態では、送りローラ２３ａを回転させる手段として、工具２６を用いた手動による手法を採用したが、他の手段として、電動モータ等の各種駆動装置を採用してもよい。

１ 挿し口
２ 受口
３ ゴム輪
４ 収納溝
５ ロックリング
５ａ 凹部
６ 係合溝
７ セットボルト
８ 開口部
９ ボルト穴
１０，２０ ロックリング挿入装置
１１，２１ 取付枠
１２，２２ 取付ボルト
１３，２３ 送りローラ
２３ａ，２４ａ 突起
２４ 補助ローラ
２５ 支持部材
２５ａ 調整ネジ
２５ｂ 長孔
２８ 導入孔
ｐ 管体
ｒ 駆動ローラ
ｓ 空間

Claims (7)

1. 一の管体（ｐ）の受口（２）内に他の管体（ｐ）の挿し口（１）を挿入し、前記受口（２）内面に形成された周方向に伸びる収納溝（４）と前記挿し口（１）の外面との間に形成された空間（ｓ）内に、前記受口（２）の外面から前記収納溝（４）に貫通する開口部（８）を通じてロックリング（５）を前記周方向に沿って挿入する際に、そのロックリング（５）を前記挿入方向へ移動させるために使用するロックリング挿入装置において、
   前記受口（２）の外周に沿って取付枠（２１）を着脱自在に設け、その取付枠（２１）に、前記開口部（８）から前記挿入方向と反対方向に並列する複数の送りローラ（２３）を設け、その各送りローラ（２３）は、前記開口部（８）から遠ざかるにつれて前記受口（２）の外面から遠ざかる位置に配置されており、その各送りローラ（２３）のうち少なくとも一つは手動又は駆動装置によって回転力が付与される駆動ローラ（ｒ）であり、その駆動ローラ（ｒ）と前記ロックリング（５）との接触により前記ロックリング（５）を前記挿入方向へ移動させることを特徴とする管継手のロックリング挿入装置。
2. 前記ロックリング（５）を挟んで前記送りローラ（２３）の対側に補助ローラ（２４）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の管継手のロックリング挿入装置。
3. 前記各送りローラ（２３）は、前記受口（２）の外面からの距離が調整可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の管継手のロックリング挿入装置。
4. 前記送りローラ（２３）はその外周に突起（２３ａ）を有し、その突起（２３ａ）が前記ロックリング（５）へ接触することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の管継手のロックリング挿入装置。
5. 前記突起（２３ａ）が設けられる前記送りローラ（２３）は、前記駆動ローラ（ｒ）であることを特徴とする請求項４に記載の管継手のロックリング挿入装置。
6. 前記補助ローラ（２４）は、その外周に突起（２４ａ）を有し、その突起（２４ａ）が前記ロックリング（５）へ接触することを特徴とする請求項２に記載の管継手のロックリング挿入装置。
7. 前記ロックリング（５）はその表面に長さ方向に沿って複数の凹部（５ａ）を有するものであり、前記突起（２３ａ，２４ａ）は、その凹部（５ａ）に噛み合うことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一つに記載の管継手のロックリング挿入装置。

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