JP6415246B2 - 管継手接合装置 - Google Patents

Description

本発明は、一方の管の受口と他方の管の挿口とを接合する管継手接合装置に関する。

上水道管や下水道管に広くダクタイル鋳鉄管が用いられ、これらの鉄管に所謂プッシュオンタイプの管継手構造が採用されている。

例えば、特許文献１には、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を挿入し、受口の内周面と挿口の外周面との間でシール用のゴム輪が圧縮されるように介装され、受口の内周溝部に設けられたロックリングと挿口に形成された突部が係合して抜止めされる管継手構造が開示されている。

図１３（ａ）に示すように、このようなプッシュオンタイプの継手構造の鉄管を接合する際には、一方の管２の受口２Ａに他方の管３の挿口を預けて、受口２Ａ近傍で受口側の管２にスリングベルトやチェーンで構成される接合器具１００を巻き付けるとともに、挿口近傍で挿口側の管３に同じく接合器具１０１を巻き付け、管２，３の両側で接合器具間に夫々レバーホイスト１０２，１０３を装着して手動操作で巻き上げる必要があった。

そのため、図１３（ｂ）に破線で示すような、管２，３の布設用に掘削された管布設溝１１０に複数の作業者が入って非常に手間の掛かる接合作業を行なう必要があり、そのために管径よりも十分に広幅の溝１１０を掘削する必要があった。

そこで、本願出願人は、幅狭の管布設溝であっても、作業者が管布設溝に入ることなく容易く管の接合作業を行なうことができる管継手接合装置を提案している（特願２０１３−２１１８３６号）。

図１２（ａ）に示すように、当該管継手接合装置１は、管周面が次第に拡径する拡径部を備えた受口側の管２の縮径部に接当する受口側支持部１０と、挿口側３の管を挟持する挿口側支持部２０と、受口側支持部１０を介して挿口側支持部２０を受口側２Ａに引き込むことにより挿口３Ａを拡径部となる受口２Ａに挿入する牽引操作部４０とを備えて構成されている。

図１２（ｂ）に示すように、受口側支持部１０は、基端側が支持機構によって昇降自在に支持された垂直姿勢の受口側支軸１１と、受口側支軸１１の先端側に一体に形成され、一方の管２の受口２Ａ近傍で上方から管周面に添うように接当する受口側接当片１２とを備えている。

受口側接当片１２は受口２Ａ側端部よりも軸心方向に離れた縮径部つまり直管部の管周面の曲率と同等の曲率の凹陥部が形成され、管２の上方から縮径部に降下させることによって管周面に当接される。孔部１３を経由して牽引操作部となる牽引ワイヤー４０が牽引操作されることによって、挿口３Ａが受口２Ａに挿入されるように構成されていた。

特開２０１０−１７４９０６号公報

しかし、上述した管継手接合装置では、牽引操作部を牽引操作して挿口側支持部２０に挟持された挿口側の管を受口に引き込む際に、受口側支持部に掛かる反力によって受口側接当片が、挿口側つまり受口側の管の縮径部から拡径部に向けて付勢されて、縮径部から拡径部に到る傾斜周面に噛み込み、受口側接当片を受口側の管周面から容易に離脱できないという問題があった。

本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、接合機構によって挿口側支持部を受口側に接近させ、挿口を受口に挿入した後に受口側支持部が受口側の管周面から容易に離脱できる管継手接合装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による管継手接合装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、一方の管の受口と他方の管の挿口とを接合する管継手接合装置であって、管軸心と交差する一方向から受口側の管周面に接近して、管周面が次第に拡径する拡径部を備えた受口側の管の外周面を水平方向から挟持する受口側支持部と、前記一方向から挿口側の管周面に接近して、挿口側の管の外周面を水平方向から挟持する挿口側支持部と、挿口側の管の外周面を押圧状態で挟持するように前記挿口側支持部を操作する回動機構と、前記受口側支持部に備えた牽引支点を介して前記回動機構を操作し、挿口側の管を前記挿口側支持部で押圧した状態で受口側に引き込む牽引操作部と、を備えて構成され、前記受口側支持部は、前記拡径部または前記拡径部近傍に接当する接当部と、前記接当部を揺動可能に軸支する揺動軸及び前記揺動軸より上部に前記牽引支点を備えた保持部と、前記接当部の揺動を規制する規制部とを備え、前記牽引操作部の牽引操作に伴って前記接当部が前記揺動軸周りに挿口の挿入方向に揺動するように構成されている点にある。

受口側支持部の接当部を受口側の管の拡径部またはその近傍の管周面に添うように接当させた状態で、牽引操作部により回動機構を操作すると、挿口側支持部によって管の外周面が押圧状態で挟持された挿口側の管が受口側に引き込まれて両管が接合されるようになる。このとき接当部が自在に揺動すると、保持部に備えた牽引支点に掛かる反力に抗して挿口側の管を受口側に挿入することができなくなるが、規制部により揺動量が制限されるので、規制部によって規制された範囲で接当部が揺動した状態、即ち、揺動軸を中心に保持部と接当部が屈曲した状態で挿口側の管は適正に受口側に引き込まれるようになる。

挿口を受口へ接合した後に、受口側支持部を受口側の管周面から離脱するように引き上げると、揺動軸を中心に揺動して屈曲状態となっていた保持部と接当部が、屈曲状態から直線状態になるように動作することで、接当部と管周面とが接当している部分に回転方向の動きが生じ、噛み込みを生じていた部位の摩擦力が静止摩擦力から動摩擦力の支配する領域に容易に移行するので、拡径部に噛み込んだ状態が容易に解消されるようになる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記揺動軸は、前記牽引操作部による牽引操作前の受口側の管周面と前記接当部との接当位置よりも前記受口側支持部が接近する方向側に位置し、且つ、前記一方向から受口側の管周面に接近する方向視で最も近い管周面位置より管軸心側に位置するように設定されている点にある。

揺動軸の位置が上述の範囲に設定されることで、接当部を形成する部材の変形を抑制することが可能になる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記接当部のうち受口側の管周面との対向面にテーパ部が形成され、前記テーパ部は前記接当部の先端側ほど管を挟む間隔が大きくなるように構成されている点にある。

先端側ほど管を挟む間隔が大きくなるように接当部の対向面が形成されていれば、受口側支持部を受口側の管周面に近接させて接当部を管周面に接当する際に、一対の接当部の先端が管周面に当ることなく、または当った場合でも円滑に接当位置に導かれるようになる。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記牽引操作部による牽引操作後の受口側の管周面と前記接当部との接当位置は、前記一方向から受口側の管周面に接近する方向視で受口側の管軸心位置と前記揺動軸との間に位置するように設定されている点にある。

接合機構によって挿口側支持部が受口側に挿入される際に、受口側支持部に掛かる反力によって保持部に軸支された接当部が反挿口側へ揺動することにより、接当部と管周面との接触位置が次第に拡径する傾斜周面に沿って斜め上方つまり保持部側に向けて変化する。このような接触位置の変化によって接当部の管周面への噛み込みの程度が軽減されるようになる。

同第五の特徴構成は、同請求項５に記載した通り、上述の第一から第四の何れかの特徴構成に加えて、前記規制部は、前記接当部または前記保持部の少なくとも一方に設けた突出部で構成されている点にある。

揺動軸周りに接当部が揺動すると、接当部または保持部の少なくとも一方に設けた突出部によって接当部と保持部の相対的な揺動動作が阻止されるようになる。

以上説明した通り、本発明によれば、接合機構によって挿口側支持部を受口側に接近させ、挿口を受口に挿入した後に受口側支持部が受口側の管周面から容易に離脱できる管継手接合装置を提供することができるようになった。

（ａ）は本発明による管継手接合装置の全体構成の説明図、（ｂ）は挿口側支持部の正面図、（ｃ）は挿口側支持部の側面図、（ｄ）は受口側支持部の正面図 （ａ），（ｂ）は挿口側支持部に備えた挿口側接当部と連結機構の説明図 （ａ），（ｂ）は挿口側支持部に備えたカム機構の動作説明図 （ａ）は管継手接合装置の説明図、（ｂ）は別実施形態を示す挿口側支持部の正面図 （ａ）は受口側支持部の要部正面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）、（ｄ）は接当部の揺動状態を示す側面図、（ｅ）は別実施形態を示す受口側支持部の要部正面図 （ａ）は管の接合時に管の縮径部に接当した受口側支持部に掛かる反力と、反力により接当部が揺動する状態の説明図、（ｂ）はその時の接当部と管周面との接触位置Ｃｐの変動状態の説明図 （ａ），（ｂ）は管の接合時に接当部と管周面との接触位置Ｃｐの変動状態を正面視で示す説明図 管の接合の後に受口側支持部を離脱する時に接当部に作用する力の説明図 管継手接合装置が車載された態様の説明図 （ａ）から（ｄ）は本発明による管継手接合装置を用いた接合作業の手順の説明図 本発明による管継手接合装置で接合された管の継手部の断面図 管継手接合装置及び受口側支持部の一態様を示す説明図 （ａ）は従来の接合作業を説明する写真、（ｂ）は従来の接合作業に対応する溝形状と、本発明による管継手接合装置を用いた接合作業に対応する溝形状を比較した説明図

以下に、ダクタイル鋳鉄管（以下、「鉄管」と記す。）を用いた上水道管に対する配管の接合作業を例に、本発明による管継手接合装置を説明する。尚、本発明は、特に鉄管の接合に好適に用いられ、上水道管に対する配管施工以外に、下水道管に対する配管施工等にも広く適用でき、鉄管以外に樹脂管の接合にも適用できる。以下の実施形態では鉄管を単に管と記す。

図１（ａ）には、地表面Ｇが掘削されて形成された管布設溝１１０の溝底Ｆに管２，３が敷設され、管継手接合装置１によって管２，３が接合される様子が示されている。管２，３は、それぞれ一端側に受口２Ａが形成され他端側に挿口３Ａが形成されている。挿口３Ａを受け入れる受口２Ａは管端部が膨らみ形状であり、管２，３は挿口３Ａ側端部から受口２Ａ側端部に向けて外径が略一定の縮径部（直管部）Ｒ１と、受口２Ａ側端部で管周面が次第に拡径する拡径部Ｒ２を備えている。

管継手接合装置１は、受口側支持部１０と、挿口側支持部２０と、案内軸３０と、接合機構の一例である牽引操作部４０を備えている。

図１（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、受口側支持部１０は、受口側の管２の縮径部Ｒ１を挟んで対向配置される一対の接当部１２と、各接当部１２を管の軸心に直交する姿勢から揺動可能に軸支する正面視「コ」の字形の保持部１１と、保持部１１に固定された受口側支軸１１Ａと、牽引操作部４０の牽引操作により保持部１１に作用する拡径部Ｒ２方向への付勢力を受けて各接当部１２の挿口３Ａ側とは反対方向への所定量の揺動を許容し、所定量より大きな揺動を規制する規制部１４とを備えて構成されている。

一対の接当部１２の対向面は、少なくとも受口２Ａ側の管の外壁との接触領域で互いに平行になるように形成され、先端側程対向面間の幅が大きくなるように形成されている。これにより、受口側支持部１０を受口２Ａ側の管周面に近接させて接当する際に、一対の接当部１２の先端が管周面に当ることなく円滑に接当位置に導かれるようになる。

また、各接当部１２の揺動軸１５は、管周面と接当部１２との接当位置よりも上方に位置するように設定されている。このような構成により、受口側の管と挿口側の管の接合の後に、縮径部Ｒ１からの保持部１１の離隔操作に伴って、各接当部１２が揺動軸周りに挿口側へ揺動付勢される。

受口側支軸１１Ａの他端部を把持した作業者によって、受口２Ａ近傍の縮径部Ｒ１の管周面に保持部１１が添うように上方から降下されると、保持部１１に軸支された一対の接当部１２が管の外周面を水平方向から挟むように配置される。受口側支軸１１Ａ、保持部１１及び接当部１２は鋼材で構成されている。図中、符号１５で示す軸は接当部１２の揺動軸であり、符号１３で示す孔部は牽引操作部となる牽引ワイヤー４０の挿通孔である。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、挿口側支持部２０は、垂直姿勢の挿口側支軸２１と、他方の管３の挿口３Ａ近傍で上方から管周面に添うように当接する挿口側接当部２２と、管３の軸心と直交する回動軸心Ｐ周りに回動することにより挿口側接当部２２を押圧して管を挟持する回動機構２３とを備えている。

挿口側支軸２１及び挿口側接当部２２は、鋼材以外に例えばアルミ合金等の金属や樹脂等で構成することも可能であり、管との接当部位には管表面に傷がつかないようにゴムや樹脂等のクッション材が設けられていることが好ましい。また、回動機構２３も鋼材以外に例えばアルミ合金等の金属で構成することも可能である。

案内軸３０は、一方の管２の軸心と平行姿勢になるように基端側が受口側支軸１１Ａのスリーブに固定され、挿口側支持部２０が摺動可能に嵌入されている。

牽引操作部４０は、受口側支持部１０側から回動機構２３を回動操作して挿口側接当部２２により管３を挟持し、さらに挟持状態で挿口３Ａを受口２Ａ側に引き込む牽引ワイヤーで構成されている。

挿口側支持部２０が案内軸３０に沿って摺動可能なように、挿口側支軸２１の頂部には軸受２１ａを介して案内軸３０が嵌入され、挿口側支軸２１の下端部には連結機構２５を介して一対の挿口側接当部２２（２２ａ，２２ｂ）がボルト連結されている。

詳述すると、図２（ａ），（ｂ）に示すように、挿口側接当部２２は左右２片の幅広の屈曲板２２ａ，２２ｂを備え、管３の周面に添うように屈曲板２２ａ，２２ｂの相対距離Ｌが長短調整可能な長孔２５ｂが形成された連結板２５ａにボルト２５ｃで連結されている。つまり、長孔２５ｂが形成された連結板２５ａとボルト２５ｃとで連結機構２５が構成されている。

左右２片の屈曲板２２ａ，２２ｂの相対距離Ｌが変化可能なように連結機構２５を介して連結すれば、挿口側接当部２２が管３の上面に当接する際に容易に当接できるように左右２片の屈曲板２２ａ，２２ｂの相対距離Ｌが長い状態であっても、回動機構２３の回動操作によって生じる押圧力が付与されたときには、左右２片の屈曲板２２ａ，２２ｂの相対距離Ｌが容易に短くなるので、挿口側接当部２２で管３を円滑に挟持できるようになる。

尚、上述の説明では、挿口側接当部２２が連結板２５ａで連結された左右２片の屈曲板２２ａ，２２ｂで構成された例を示したが、挿口側接当部２２は、管３の周面に沿って少なくとも上部と左右の対向側部の３点で当接する構成であればよく、例えば図４（ｂ）に示すように、下側が開口した「コ」の字状を呈するように、「く」の字状の左右２片が連結板２５ａで連結された構成でもよい。

呼び径に対応して予め複数の挿口側接当部２２が準備され、挿口側接当部２２が挿口側支軸２１に対して着脱自在に構成されている。同様に、呼び径に対応して予め複数の保持部１１も準備されている。

図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に戻り、回動機構２３は、管３を側方から挟むように両端部２３ａ，２３ｂが回動軸心Ｐ上に位置する回動部材としてのアーチ状部材２３ｃと、アーチ状部材２３ｃの頂部に回転自在に取り付けられた環状部材２３ｄを備えて構成され、環状部材２３ｄに牽引ワイヤー４０の一端部が固定される。そして牽引ワイヤー４０の他端部は、受口側支軸１１の上端部に取り付けられたレバーホイスト１０２等の巻き上げ装置に取り付けられている。

アーチ状部材２３ｃの両端部２３ａ，２３ｂと屈曲板２２ａ，２２ｂの両端部との間に、それぞれカム機構２４が設けられている。カム機構２４は、傾斜方向が逆方向の傾斜カム面２４ｃが対向するように一対のカム部材２４ａ，２４ｂが共通軸心周りに相対回転可能に配置され、一方のカム部材２４ａが屈曲板２２ａ，２２ｂに取り付けられ、他方のカム部材２４ｂがアーチ状部材２３ｃの両端部２３ａ，２３ｂに取り付けられている。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、牽引ワイヤー４０の牽引力でアーチ状部材２３ｃが回動軸心Ｐ周りに回動すると、傾斜カム面２４ｃに沿ってカム部材２４ｂがカム部材２４ａに対して回動し、カム部材２４ａが管３側に付勢されるようになる。尚、図３（ａ），（ｂ）に示すカム機構は一例に過ぎず、同様の機能を実現するために公知の各種のカム機構を採用することができる。

つまり、アーチ状部材２３ｃの両端部２３ａ，２３ｂが挿口側接当部２２である屈曲板２２ａ，２２ｂの両下端部を管３に向けて押圧するように機能し、管３が挿口側接当部２２で挟持される。尚、回動軸心Ｐと管３の軸心とは直交する位置関係に設定されていることが好ましい。

回動部材は本実施形態のようにアーチ状の部材２３ｃに限るものではなく、カム部材２４ａを回動させることができればよく、例えば下側が開口した「コ」の字状の部材でもよい。牽引ワイヤー４０の牽引力でアーチ状部材２３ｃが回動軸心Ｐ周りに回動する際に、環状部材２３ｄが管３の上面に当接することにより、管３に対する挿口側接当部２２の挟持力が制限され、管３が歪むような大きな力が発生しないように構成されている。同様の機能はカム機構に形成された傾斜カム面２４ｃの形状を工夫することによっても実現できる。ある程度の挟持力が作用すると、その後カム部材２４ｂがカム部材２４ａに対して回動しても押圧力が一定に維持されるように、傾斜カム面２４ｃの傾斜領域を制限するのである。

図４（ａ）に示すように、作業者が受口側支軸１１Ａを把持して管継手接合装置１を所定の接合位置に設置して、牽引ワイヤー４０の他端部が取り付けられたレバーホイスト１０２のレバー１０２ａを操作することによって、牽引ワイヤー４０が巻き上げられて管２，３が接合される。

牽引ワイヤー４０が巻き上げられると、挿口側接当部２２で挟持された挿口３Ａ側の管３が管２の受口２Ａに引き込まれる。このとき、受口側支持部１０の保持部１１が反力で縮径部Ｒ１から拡径部Ｒ２側に付勢される。一対の接当部１２は管２の縮径部で水平方向に最大径となる位置に管を挟むように対向配置されている。保持部１１と接当部１２がリジッドに固定されていると、反力で接当部１２が縮径部Ｒ１から拡径部Ｒ２に到る傾斜面に深く噛み込み、接合作業の後に受口側支軸１１Ａを引き上げることができなくなる。そのため、本発明では、接当部１２が保持部１１に揺動可能に軸支されている。

図６（ａ）に示すように、接当部１２が保持部１１に対して揺動軸１５周りに揺動可能に軸支されていると、接当部１２を管２の縮径部Ｒ１の管周面に添うように接当させた状態で（図６（ａ）上段参照）挿口側支持部を受口２Ａ側に牽引操作する際に、受口側支持部１０の保持部１１に掛かる反力Ｆｒによって保持部１１に軸支された一対の接当部の先端が反挿口側へ揺動する（図６（ａ）中段参照）。

さらに挿口側支持部を受口２Ａ側に牽引操作すると、接当部１２がさらに大きく揺動し、やがて接当部１２に延出形成された規制部１４の上面に保持部１１の下面が接当して、それ以上の接当部１２の揺動が阻止される（図６（ａ）下段参照）。接当部１２の最大揺動角度は鉛直線に対して約２°〜１０°の範囲に設定されていればよく、３°〜５°の範囲に設定されていればさらに好ましい。

規制部１４の上面と保持部１１の下面とで形成される隙間によって最大揺動角が規定され、簡易的に規制部１４の上面または保持部１１の下面を切削することにより最大揺動角度を大きくする方向に調整でき、隙間にスペーサ部材を嵌め込むことにより最大揺動角度を小さくする方向に調整できる。

規制部１４は、接当部１２から保持部１１側に延出形成され、接当部１２の揺動に伴って保持部１１と接当して揺動を阻止する突出部で構成されていればよく、上述の例のように、保持部１１の下面に対向する位置に設ける態様に限るものではない。

管２の外周面と接当部１２の接触位置Ｃｐは、物理的に一点でのみ接触するのではなく、実際には微小な幅及び長さで面状に接触している。牽引操作前に管２の縮径部Ｒ１で水平方向に最大径となる位置に接当していた一対の接当部１２の接触位置Ｃｐは（図６（ｂ）上段の黒長丸位置参照）、接当部１２が揺動するに連れて縮径部Ｒ１から拡径部Ｒ２に到る傾斜周面に沿って斜め上方つまり保持部１１側に次第に延びるように変化するとともに鉛直線に対して傾斜角度を持つようになる（図６（ｂ）中段から下段の黒長丸位置参照）。このような接触位置Ｃｐの変化によって接当部１２の管周面への噛み込みの程度が軽減されるようになると考えられる。以下に、その内容を説明する。

図７（ａ），（ｂ）には、このときの管２の外周面と接当部１２の接触位置Ｃｐが正面視で描かれている。図７（ａ）に示すように、初期に管２の縮径部Ｒ１を水平方向から挟むように位置する接当部１２は、管２の縮径部Ｒ１での水平方向に最大径となる位置Ｃｐで管２と接触している。

その後、牽引ワイヤーが引込操作されると、反力で保持部１１が拡径部Ｒ２に向けて移動するようになる。縮径部Ｒ１から拡径部Ｒ２に向けて次第に拡径する管２の外周に対して一対の接当部１２の間隔Ｄは一定であるので、保持部１１が拡径部Ｒ２に向けて移動するのに連動して、接当部１２が一定の間隔を維持して管２の外周面と接触するように揺動軸１５周りに接当部１２が揺動する。その結果、図７（ｂ）に示すように、管２の外周面と接当部１２の接触位置Ｃｐは、管２の外周面に沿って拡径部Ｒ２に向けて斜め上方まで延びるように変化する。

図８に示すように、挿口を受口へ接合した後に、保持部１１を受口２側の管周面から離脱するように引き上げると、屈曲していた接当部と保持部は直線状に姿勢変化しようとするため、そのときに保持部１１に作用する引き上げ力Ｆによって接当部１２には反対方向つまり挿口側への揺動力Ｔが作用し、接当部１２と管周面との傾斜姿勢の接触位置Ｃｐが垂直姿勢になるように付勢されるので、噛み込んだ状態から容易に開放されるようになると考えられる。

一方、接当部１２を管２周面から離脱させる力に対抗する摩擦力に注目すると、このときの揺動力によって接当部１２と管周面との摩擦力が静止摩擦力から動摩擦力の支配する領域に容易に移行するため、縮径部から拡径部に到る傾斜周面に噛み込んだ状態が容易に解消されるようになると考えられる。

また、図６（ｂ），図７（ｂ）で説明したように、接合時の反力を受けて接当部１２と管周面との接触位置が縮径部Ｒ１から拡径部Ｒ２に到る傾斜周面に沿って上方つまり保持部１１側に延びるように変化するため、当該接触位置Ｃｐで管周面から接当部１２に作用する垂直抗力に保持部１４の引き上げ方向への分力が含まれるようになり、弱い引上げ力であっても接当部１２を容易に離脱させることができるようになると考えられる。

さらに、管周面と接当部１２が接当する位置は、管の軸心の高さ位置よりも保持部側となるため、円筒状の管は上方に行くほど直径が小さくなり、容易に離脱させることができるようになると考えられる。

つまり、管継手接合装置は、管軸心と交差する一方向から、例えば管軸心と直交する直上方向から、受口側の管周面に接近して、管周面が次第に拡径する拡径部を備えた受口側の管を挟持する受口側支持部と、当該一方向から挿口側の管周面に接近して、挿口側の管を挟持する挿口側支持部と、一方の管の受口に他方の管の挿口を挿入する接合機構とを備えて構成されている。

そして、揺動軸は、受口側の管周面と接当部との接当位置よりも基端側に位置し、且つ、一方向から受口側の管周面に接近する方向視で最も近い管周面位置より管軸心側に位置するように設定されている。

また、受口側の管周面と接当部との接当位置は、一方向から受口側の管周面に接近する方向視で受口側の管軸心位置と前記揺動軸との間に位置するように設定されている。

図９に示すように、上述した管継手接合装置１を支持する支持機構５０を介して移動体６０に搭載してもよい。

支持機構５０は移動体６０に組み込まれ、受口側支軸１１をラックとピニオン機構等を用いて昇降操作する電動式の昇降機構５１と、牽引ワイヤー４０を巻き上げる電動のウインチ機構５２を備えている。支持機構５０の近傍には、受口側支軸１１を昇降操作する操作スイッチやウインチ機構５２を操作する操作スイッチが設けられている。

移動体６０は、支持機構５０が組み込まれる車体６１と、管布設溝１１０を跨ぐように前後に一対の車輪６２を備え、車輪６２によって車体６１が移動可能に支持されている。本実施形態では移動体６０は操作ハンドル６３を人力で牽引等することによって移動させる例が示されているが、駆動機を備えて自走式に構成することも可能である。

図１０（ａ）〜（ｄ）には、図９に示す管継手接合装置１によって管２，３が接合される手順が示されている。図１０（ａ）に示すように、先ず、移動体６０を押して、一方の管２の受口に他方の管３の挿口を預けた状態で溝底に配置された管２，３の接合対象位置に移動させる。

図１０（ｂ）に示すように、次に、昇降機構５１を操作して受口側支軸１１Ａを下降させて、接当部１２を受口２Ａ近傍で上方から管周面に添うように当接させる。この状態で、挿口側支持部２０の挿口側接当部２２も、管３の挿口３Ａ近傍で上方から管周面に添うように当接する。

図１０（ｃ）に示すように、ウインチ機構５２を起動して牽引ワイヤー４０でアーチ状部材２３ｃを牽引操作して、回動軸心Ｐ周りにアーチ状部材２３ｃを回動させると、上述したカム機構２４が作動して挿口側接当部２２によって管３が挟持される。

図１０（ｄ）に示すように、その状態でさらに牽引ワイヤー４０を牽引すると、さらにカム機構２４による挟持力が強くなり、挿口側接当部２２で挟持された挿口側の管３が受口側の管２に引き寄せられて両管が接合されるようになる。尚、このとき受口側接当部１２にかかる反力は管２の中央部から受口２ａ側に到る拡径部（段差部）で受けられる。また、図１０に示す回動機構２３の環状部材の形状が図１（ｃ）で示す環状部材２３ｄと構造が異なるが、説明の便宜等のため簡略化したものである。

挿口側の管３が受口側の管２に引き寄せられる際に、受口側の管２の軸心と平行姿勢に固定された案内軸３０に沿って挿口側支持部２０が摺動しつつ受口側の管２に向かうので、異形管や短尺管であっても挿口側の管３の上方への傾斜が阻止され、両管２，３の軸心の傾きが所定の許容角度内に収まるように接合される。

鉄管の場合、他の管材に比べて継手部分の径寸法公差が大きく、接合後のシール性を確保するために、シール材の圧縮代が多めに設定されている。そのため鉄管の継手を接合する場合にはシール材圧縮のために挿入抵抗が比較的大きくなり、接合時に管同士の姿勢が、接合に支障を来す方向に変化しやすい。

つまり、挿入しようとする管の後端が相手側の管の軸心から外れる方向に傾斜して接合不能な状態になりやすい。特に挿入側の管が短尺であると、管の自重によるモーメントよりも、挿入のために加える外力によって管の後端が浮き上がる方向のモーメントが非常に大きくなり、これに抗して浮き上がりを防止するために溝の外から極めて大きな力を付与する必要がある。そのため人手では間に合わず、非常に大掛かりな装置が必要となる。

しかし、上述の案内軸３０を設けることにより、管の後端が浮き上がる方向のモーメントが案内軸３０で受けられるので、両管２，３の軸心が大きく傾くことなく円滑に接合できるようになる。尚、案内軸３０は１本で構成する以外に、強度面から複数本備えていてもよい。例えば管を挟んで２本平行に配置したり、管の直上に上下２本平行に配置してもよい。

既に説明したように、挿口側支持部２０を受口２Ａ側に牽引操作する際に、受口側支持部１０の保持部１１に掛かる反力によって一対の接当部１２が反挿口側へ揺動する（図１０（ｄ）参照）。この揺動動作によって、接合後に昇降機構５１を操作して受口側支軸１１Ａを上昇させるときに、接当部１２が管周面から容易に離脱するのである。

図１１には、上述の管継手接合装置１によって接合された管２，３の継手部の断面が示されている。一方の管２の端部に形成された受口２Ａの内部に他方の管３の端部に形成された挿口３Ａが挿入されている。受口２Ａの内周面と挿口３Ａの外周面との間でシール用のゴム輪４が圧縮されるように介装され、ロックリング５ａと挿口３Ａに形成された突部３ａが係合して抜止めされる。図中、５ｂはロックリング心出し用部材である。

上述した実施形態では、接合機構としての牽引操作部４０が比較的軽量でシンプルな機構である牽引ワイヤーで構成された例を説明したが、牽引操作部４０は牽引ワイヤーで構成される態様に限らず、アーチ状部材２３ｃを回動操作可能な機構であれば、ラックとピニオン機構、油圧ジャッキ機構等を採用することも可能である。

また、接合機構として、牽引操作部４０以外に、挿口側支持部を受口側支持部に向けて押込み操作することで、挿口側の管を挟持するとともに挿口を受口に押し込む押込み操作部を設けてもよい。

上述した実施形態では、規制部が接当部から保持部側に延出形成された例を説明したが、規制部は揺動する範囲を規制することが可能な機構であればよいため、保持部から延出形成されていてもよい。また、図５（ｅ）に示すように、接当部１２の一端（上端）が延長されて、保持部１１の水平フレーム１１Ｂ下面に当たることで回転を規制してもよく、その他、揺動軸に回転を規制するための機構等を採用することも可能である。

上述した実施形態では、揺動軸は管の軸心に直交して、管の軸心に対して平行移動する例を説明したが、管の挿入方向に沿って揺動可能に保持部に軸支されていればよく、管の軸心にある程度の角度で軸支され、管の軸心に対して平行移動しなくてもよい。

その他、上述した実施形態では、接当部には対向して配置される一対の板状部材を用いたが、接当部は１つのみでも良く、またその形状も、丸棒状の部材であってもよい。

上述した実施形態は、管継手接合装置１の一実施形態であり、該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、受口側支持部を構成する各部の具体的な形状、サイズ、材料、構成等は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。

１：管継手接合装置
２：受口側の管
２Ａ：受口
３：挿口側の管
３Ｂ：挿口
１０：受口側支持部
１１：保持部
１１Ａ：受口側支軸
１２：接当部
１３：挿通孔
１４：規制部
１５：揺動軸
２０：挿口側支持部
２２：挿口側接当部
２３：回動機構
２４：カム機構
３０：案内軸
４０：牽引操作部（牽引ワイヤー）

Claims (5)

1. 一方の管の受口と他方の管の挿口とを接合する管継手接合装置であって、
   管軸心と交差する一方向から受口側の管周面に接近して、管周面が次第に拡径する拡径部を備えた受口側の管の外周面を水平方向から挟持する受口側支持部と、
   前記一方向から挿口側の管周面に接近して、挿口側の管の外周面を水平方向から挟持する挿口側支持部と、
   挿口側の管の外周面を押圧状態で挟持するように前記挿口側支持部を操作する回動機構と、
   前記受口側支持部に備えた牽引支点を介して前記回動機構を操作し、挿口側の管を前記挿口側支持部で押圧した状態で受口側に引き込む牽引操作部と、
   を備えて構成され、
   前記受口側支持部は、前記拡径部または前記拡径部近傍に接当する接当部と、前記接当部を揺動可能に軸支する揺動軸及び前記揺動軸より上部に前記牽引支点を備えた保持部と、前記接当部の揺動を規制する規制部とを備え、前記牽引操作部の牽引操作に伴って前記接当部が前記揺動軸周りに挿口の挿入方向に揺動するように構成されている管継手接合装置。
2. 前記揺動軸は、前記牽引操作部による牽引操作前の受口側の管周面と前記接当部との接当位置よりも前記受口側支持部が接近する方向側に位置し、且つ、前記一方向から受口側の管周面に接近する方向視で最も近い管周面位置より管軸心側に位置するように設定されている請求項１記載の管継手接合装置。
3. 前記接当部のうち受口側の管周面との対向面にテーパ部が形成され、前記テーパ部は前記接当部の先端側ほど管を挟む間隔が大きくなるように構成されている請求項１または２記載の管継手接合装置。
4. 前記牽引操作部による牽引操作後の受口側の管周面と前記接当部との接当位置は、前記一方向から受口側の管周面に接近する方向視で受口側の管軸心位置と前記揺動軸との間に位置するように設定されている請求項１から３の何れかに記載の管継手接合装置。
5. 前記規制部は、前記接当部または前記保持部の少なくとも一方に設けた突出部で構成されている請求項１から４の何れかに記載の管継手接合装置。