JP6960676B2 - 自動調心式管継手 - Google Patents

Description

本発明は、自動調心式管継手に関する。管継手は、注入コンクリートパイリングの建設中の特定の用途を見出す。

現場打ちパイリングを使用する建築構造では、パイリングの完全性を確保することが必要である。現場でパイルを打つプロセスは、パイルを穿孔すること、パイルの中に補強ケージを下げること、パイルにコンクリートを注入してパイリングを形成することを含む。しばしば、パイルは、ケージの単一のセクションを使用するには深すぎ、したがって、これらの状況では、ケージの複数のセクションがパイルの中に下げられるにつれて、それらのセクションが互いに接続される。パイルの完全性を確保するために、しばしば、パイプを補強ケージング内のパイルに下げて、試験機器をパイリングに下げることを可能にする。加えて、コンクリートが注入され、安定性が十分になった後に、パイルの基礎グラウチングを可能にするパイプを設けてもよい。パイリングは、１００ｍ以上の深さであり得るので、配管の複数のセクションが必要とされ、それらを流体密に結合しなければならない。しばしば、配管のセクションは、ケージのセクションと同じ長さであり、ケージセクションが接続されると同時に結合される。

パイリングの試験を可能にするために、プローブ、超音波エミッタおよび超音波レシーバを受け入れる少なくとも２つのパイプが設けられる。レシーバとエミッタは共に、それぞれ対応するパイプの底部まで下げられ、ゆっくりと表面に至る。発せられた信号をレシーバにより受信し、パイリングの完全性の判断を行うことができる。試験機器は、パイプ間の伝搬時間対パイルの深さをプロットする。伝搬時間が実質的に一定の場合、コンクリートの品質は深さにより変化しないことが仮定される。ただし、任意の深さにおける伝搬時間の急増は、欠陥を示す。明らかなように、かかる試験を妨げるコンクリートの侵入を防止するために、パイプが流体密であることが重要である。

必要であれば、基礎グラウチングを可能にするために、少なくとも１つの更なるパイプが設けられる。基礎グラウチングプロセスは、補強ケージ準備中に、管継手により結合された複数のパイプを備えるグラウト送出システムの設置を必要とする。次いで、パイプの周りにコンクリートを注入し、続いて、コンクリートが十分な強度を獲得すると、高圧下でグラウトを注入する。最初の注入時のコンクリートの侵入を防止するために、パイプの底部には、バーストディスクが備えられている。次いで、ディスクを破裂させるために、グラウトを十分な圧力下でパイプへとポンプ圧送する。先端部の原位置土壌と、掘削プロセスによりデブリが残っている場合にはそのデブリとをグラウトによって圧迫する。その結果、典型的には、基礎グラウチングされていないパイリングと比較して、極限端部支持力を増大させることができる。

いずれの場合においても、パイリングは、１００ｍ以上の深さとしてもよく、したがって、コンクリートの流体圧力は著しく大きくなり得る。したがって、管継手が少なくとも８０バールの圧力に耐えることが可能であることが要件となる。実際、基礎グラウチング用のバーストディスクは、典型的には、８０バールの破裂圧力で評価され得る。

管継手の圧力要件に加えて、継手を迅速かつ簡単に設置し得ることが要件となる。本システムは、しばしば、ねじ継手を使用し、それにより、設置者は、ケージおよびパイプをパイルに下げる前に、パイプセクションをねじ係合するためにケージを通じてパイルに到達する必要がある。ケージおよびパイプは大きくて重く、操作が難しいので、そのような動作は設置者にとって危険であり得る。

したがって、本発明の目的は、設置者入力の要件を低減しながら、高い流体圧力に耐えることができる管継手を提供することである。

本発明の第１の態様に従って、２つのパイプの端部を接続するための管継手が提供される。管継手は、パイプの周りに嵌合するための管状ケーシングと、ケーシングをパイプの外面の周りに締め付けるためのテンションシステムと、パイプのうちの１つを径方向に整列させ、管状ケーシングの中に誘導するための、管状ケーシングの第１の軸方向端部に結合され、そこから離れて延びる誘導部材とを備える。

管継手の軸方向端部に結合された誘導部材を提供することによって、設置者からの物理的入力の必要性を最小限に抑えることができる。使用時、管継手は、好ましくは、パイプの一方の端部に予め設置されている。次いで、継手を備えるパイプの端部がパイリングのほぼ頂部となるまで、パイプをパイリングなどの中に下げる。次いで、第２のパイプを補強ケージとともに下げて、第２のパイプに結合させる。パイプを下げるステップの間、設置者は、第２のパイプが管継手の誘導部材に受け入れられていることを保証するために誘導アームを使用してもよい。パイプが管状ケーシングに完全に受け入れられるために、設置者による更なる入力は必要ない。次いで、設置者は、テンションシステムを使用してケーシングを締め付ける。好ましくは、設置者は、継手をリモートで締め付け、したがって、いかなるときにも、設置者の手または腕をケージの中に入れる必要はない。

本明細書で使用する場合、「軸方向（ａｘｉａｌ）」という用語は、パイプの長手方向軸により規定される方向を指すために使用され、「径方向（ｒａｄｉａｌ）」という用語は、パイプの半径により規定される方向を指すために使用される。

好ましくは、誘導部材は円錐台形であり、誘導部材の自由端の直径は、ケーシングに結合された端部の直径よりも大きい。円錐台形状の誘導部材を提供することにより、より簡単にパイプを管状ケーシングの中に誘導することが可能になる。

誘導部材は、円錐台形の誘導部材の長手方向軸が、管継手の長手方向軸に対して一定の角度となるように構成され得る。角度をオフセットさせて誘導部材を提供すると、管継手の片側とパイリングの補強ケージとの間に必要な隙間が低減される。円錐台形の誘導部材の長手方向軸は、管継手の長手方向軸に対して約１０度から約４０度の角度、好ましく約２５度から約３５度の角度であってもよい。円錐台形の長手方向軸は、管状ケーシングの第１の軸方向端部において、管継手の長手方向軸から変位していることがあり、それにより、誘導部材の自由端の見かけの半径は、管状ケーシングの内面の半径よりも大きい。このようにすると、誘導部材の自由端の任意の点は、管状ケーシングの第１の軸方向端部へと突き出したとき、管状ケーシングの内面の外側になり、パイプをより簡単に挿入することが可能になる。

誘導部材の自由端の直径は、ケーシングに結合された端部の直径の約１．５倍から約３倍であってもよい。円錐台形の誘導部材の円錐角度は、約３０度から約９０度、好ましくは約４０度から約８０度、より好ましくは約５０度から約６０度であってもよい。本明細書で使用する場合、用語「円錐角度（ｃｏｎｅ ａｎｇｌｅ）」は、長手方向軸を通る断面で見たときに円錐台形状の縁部間に形成される角度を指す。

円錐台形の誘導部材は、第１の縁部に孔を有する円弧状のフラットシートで形成され、この孔は、誘導部材を円錐台形状に保持するために、対向する第２の縁部に設けられた折り畳み可能なタブを受け入れるように構成される。

誘導部材は、外周部の周りに配設された複数の孔を備えてもよい。このようにして複数の孔を設けることにより、より簡単にコンクリートを管継手の周りに流すことが可能になり、パイリングの完全性を低減するボイドを防止することができる。好ましくは、孔は、誘導部材の外周部の周りに実質的に均等に離間している。各孔の直径は、管状ケーシングの内径の約０．２５倍から約０．７５倍となり得る。

円錐台形の誘導部材を設ける代わりに、誘導部材は、複数の細長いフィンガ部を備えてもよく、各フィンガ部は、ケーシングの第１の軸方向端部から径方向かつ軸方向に延びている。各フィンガ部は、ケーシングから、継手の長手方向軸に対して約３０度から約９０度、好ましくは約４０度から約８０度、より好ましくは約５０度から約６０度の角度で径方向かつ軸方向に延びていてもよい。

誘導部材は、少なくとも３つのフィンガ部、好ましくは３つから７つのフィンガ部を備えてもよい。フィンガ部は、好ましくは、管状ケーシングの第１の軸方向端部の外周部の周りに実質的に均等に離間している。フィンガ部は、好ましくは、結合されるパイプの直径よりもフィンガ部間の距離が小さくなるように離間している。各フィンガ部は、例えば、溶接によって、ケーシングに剛性に取り付けられていてもよい。各フィンガ部の端部は、好ましくは、丸められている。

誘導部材は、管状ケーシングの第１の軸方向端部に結合された第１の部分、および第２の部分を備えてもよく、誘導部材の第２の部分は、誘導部材を介した管状ケーシングへのパイプの挿入時に第１の部分を中心にして回転するように構成された複数の関節接合部材を備える。このようにすると、管状ケーシングへのパイプの挿入時に、誘導部材の自由端に対応する関節接合部材の端部はパイプに向かって回転し、誘導部材と管継手との間の自由空間が低減される。好ましいことに、これにより、パイリング内にコンクリートをより効果的に充填することが可能になり、パイプが継手に完全に挿入された視覚的な指示が提供される。誘導部材は、３つ、４つ、５つ、６つ、７つまたは８つの関節接合部材を備えてもよい。

各関節接合部材は、好ましくは、誘導部材から径方向内向きに突き出すように構成されたアクティベーションタブを備え、管状ケーシングにパイプを挿入すると、誘導部材の自由端がパイプに向かって移動するように各関節接合部材を回転させるために、各タブに対してパイプが作用する。

各関節接合部材は、好ましくは、誘導部材の第１の部分と係合して関節接合を可能にするように構成された少なくとも２つの関節接合タブを備える。各関節接合部材上の少なくとも２つの関節接合タブは、好ましくは、実質的に同じ長さである。誘導部材の第１の部分の周りを進む隣接する関節接合部材は、異なる長さの関節接合タブを有してもよい。すなわち、関節接合部材の第１のセットは、第１の長さを有する関節接合タブを備えてもよく、第２のセットは、第２の長さを備えてもよく、異なる長さの関節接合タブを有する関節接合部材が誘導部材の第１の部分の周りで互いに隣接するように、第１のセットの間に第２のセットが挿入されている。このようにすると、関節接合部材の第１のセットは、互いに対してもつれる可能性が低くなるように、パイプの挿入時に関節接合部材の第２のセットと異なる速さで内向きに回転する。

誘導部材の第１の部分は、複数の細長スリットを備えてもよく、各スリットは、アクティベーションタブのうちのそれぞれ対応するタブを受け入れるように構成され、関節接合タブは、細長スリットに隣接する誘導部材の第１の部分の外面に当接するように構成される。各細長スリットは、好ましくは、誘導部材の第１の部分の周りに周方向に延びるように構成される。この実施形態では、各関節接合部材のアクティベーションタブは、誘導部材の第１の部分の外側から細長スリットに挿入される。

代替的には、誘導部材の第１の部分は、複数の細長スリットを備えてもよく、各スリットは、第１の関節接合部材の関節接合タブ、および第１の関節接合部材に隣接する第２の関節接合部材の関節接合タブを受け入れるように構成される。各細長スリットは、好ましくは、誘導部材の第１の部分の周りに周方向に延びるように構成される。この実施形態では、各関節接合部材の関節接合タブは、誘導部材の第１の部分の内側から細長スリットに挿入される。

各関節接合部材は、複数の関節接合部材から円錐台形の誘導部材を形成するために、第１の縁部に、隣接する関節接合部材の第２の縁部と係合するように構成された停止部を備える。前記停止部を有する関節接合部材の第１の縁部は、好ましくは、側縁部である。関節接合部材の第２の縁部は、停止部を受け入れるように構成された凹みを備える。

各関節接合部材は、好ましくは、場合によって関節接合タブおよびアクティベーションタブを有する、円弧状のフラットシートで形成される。誘導部材の第１の部分は、好ましくは、円弧状のフラットシートで形成される。フラットシートは、好ましくは、縁部に沿って、管状ケーシングと係合するように構成された複数のタブを備える。フラットシートは、好ましくは、円錐台形状に形成されときに縁部間のギャップを提供して、管継手をパイプの周りに締め付けたときに誘導部材の第１の部分の直径を低減することが可能になるようにサイズ設定される。

誘導部材は、好ましくは、ステンレス鋼などのスチールで形成される。管状ケーシングもまた、好ましくは、ステンレス鋼などのスチールで形成される。ステンレス鋼は、１．４００３ステンレス鋼または任意の他の好適な種類のステンレス鋼でもよい。

管継手は、２つの誘導部材を備える管継手が設けられるように、管継手の他方の端部に設けられた第２の誘導部材を更に備えることができる。このようにすると、管継手の設置を更に簡略化することができる。

管状ケーシングは、好ましくは、ウェブ部分を有する概ねＵ形状の断面であり、ウェブ部分の軸方向端部から径方向内向きにフランジが突き出して、環状チャネルを画定する。誘導部材は、好ましくは、複数のタブを備える。ケーシングの第１の軸方向端部にある環状フランジは、複数のタブを摺動可能に保持することによって、誘導部材をケーシングに結合する。誘導部材を摺動可能に保持することによって、ケーシングをパイプの周りで締め付けることができ、したがって、ケーシングの直径が、誘導部材の直径も低減する必要なく低減される。

複数のタブの各々は、好ましくは、誘導部材から径方向外向きに突き出しており、したがって、各タブは、ケーシングのフランジに対して実質的に平行である。

管状ケーシングは、好ましくは、第１の自由端と第２の自由端との間の長手方向ギャップ、およびギャップ全体に延びるブリッジ部材を備える。ブリッジプレートは、管状ケーシングの第１の自由端または第２の自由端のうちの１つに結合されてもよい。

ブリッジプレートは、管状ケーシングの第１の自由端または第２の自由端のうちの１つに溶接、接着またははんだ付けされてもよい。ブリッジプレートを管状ケーシングに結合することにより、より簡単に管継手を設置することが可能になる。

管状ケーシングは、典型的には、管の中に形成された金属製または他の材質のストリップで形成され、ストリップの自由端の間でケーシングの長手方向にギャップが延びており、ストリップの自由端は、テンションシステムによって相互接続される。したがって、ブリッジプレートは、典型的には、部分円筒形状に形成され、曲率半径は、ケーシングの曲率半径と同様である。長手方向ギャップの両側のケーシングは、ブリッジプレートと重なっている。

本発明の特定の実施形態では、場合によって、ブリッジプレートは、管継手の実質的に外周部全体の周りに延びていてもよい。これらの実施形態では、管状ケーシングは、上述の外部ケーシング、および外部ケーシングの中に嵌合した内部ケーシングとしてのブリッジプレートを備える。好ましくは、内部ケーシングは、完全に外部ケーシングの中に嵌合する。外部ケーシングと内部ケーシングは両方とも、好ましくは、長手方向ギャップを有し、内部ケーシングのギャップは、外部ケーシングのギャップから周方向にオフセットしている。外部ケーシングおよび内部ケーシングの好適な構成は、当業者に知られおり、例えば、英国特許出願公開第２２７５０８９号明細書に記載されている。

好ましくは、管継手は、管状ケーシング内に配設された管状の封止ガスケットを更に備える。管状の封止ガスケットを設けると、管継手が動作できる流体圧力が増大する。管継手の使用時、ケーシングがパイプの端部の周りに締め付けられるにつれて、ケーシングは、パイプの端部の外面に対して封止ガスケットを押圧して封止を形成する。この構造の管継手において使用するのに適した封止ガスケットは、当業者に知られており、典型的にはゴムまたは合成ゴムあるいは任意の他の好適な材料の、弾性可撓性材料で作製されてもよい。

管継手はまた、パイプを把持するための円弧状のアンカーリングの対を更に備えてもよく、リングは、対向する軸方向端部に隣接する封止ガスケットのスロットに配設される。各アンカーリングは、好ましくは円錐台形である。好ましい実施形態では、誘導部材に隣接するスロットは、開放側部を有し、それによって、それぞれ対応するアンカーリングは更に、パイプを整列させ、管状の封止ガスケットに誘導する。

円弧状のアンカーリングはそれぞれ、好ましくは内向きに突き出した把持歯を有する。各アンカーリングは、好ましくは、完全なリングを形成する。好ましい実施形態では、完全なリングを形成するために重なる複数の円弧状のセグメントが設けられる。

アンカーリングを備える実施形態では、リングは、好ましくは、２つのセグメントで形成される。セグメントは、把持部リングの軸において１８０°よりも大きな弧を定める大セグメントと、把持部リングの軸において１８０°よりも小さな弧を定める小セグメントとを備える。ケーシングは、長手方向ギャップとともに形成されており、テンション手段は、締め付けられると長手方向ギャップを低減するように構成され、小セグメントは、長手方向ギャップに隣接して配置され、大セグメントは、長手方向ギャップから遠隔にあるケーシングの側部に配置され、大セグメントおよび小セグメントは、ギャップの両側で互いに重なり合っている。

テンションシステムは、出願人の英国特許第２４４７１４９号明細書、ならびに出願人の係属中の英国特許第２４４７１４９号明細書、英国特許第２５１７９７９号明細書および英国特許第１５０４００６．６号明細書に記載されるテンションシステムなど、管状ケーシングに張力をかけるための任意の好適なシステムであってもよい。

したがって、テンションシステムは、ケーシングをパイプの周りに締め付けるための少なくとも１つの締結具を備えてもよい。好ましい実施形態では、テンションシステムは、２つの締結具を備える。２つの締結具を設けることによって、誘導部材により誘導される第２のパイプが継手に挿入される前に、第１の端部において管継手に張力をかけて、ケーシングを第１のパイプの周りに締め付けることが可能になる。このようにすると、現場でパイプを結合するプロセスが簡略化され得る。

１つの例では、管状ケーシングを形成するストリップの自由端は、それら自体の後方へと折り畳まれ、長手方向ギャップの対向する縁部に沿ってループを形成するために、溶接される。ループにピンが挿入される。テンションボルトは、ピンのうちの一方の横孔を通って、ピンの他方のタップ付き横孔に入り、それによって、外部ケーシングの２つの自由端が相互接続される。スロットは、ボルトのための隙間を提供するようにループに切削されている。

別の例では、テンションシステムは、管状ケーシングの第１の自由端から径方向に延びる第１の枢軸部材と、管状ケーシングの第２の自由端から径方向に延びる第２の枢軸部材であって、第２の枢軸部材の遠位端に位置する突起を有し、第１の枢軸部材に向かって延びる、第２の枢軸部材と、管状ケーシングの第１の自由端と第２の自由端との間で長手方向ギャップに架橋するための、ケーシングの内側に配置されたブリッジプレートと、少なくとも１つの締結具と、第１の枢軸部材に対して第２の枢軸部材の突起を径方向に拘束するための手段とを備える。そのまたは各締結具を締め付けると、第１の枢軸部材および第２の枢軸部材は、突起の周りを枢動し、第１の枢軸部材および第２の枢軸部材は、それぞれ対応する管状ケーシングの第１の自由端および管状ケーシングの第２の自由端の周りで弾性屈曲し、それによって、第１の枢軸部材および第２の枢軸部材の各近位端は、ケーシングをパイプの外面の周りに締め付けるとともに、ブリッジプレートに径方向力を加えるために、一緒に引き出される。

枢軸部材のそのような対を設けることによって、締結具によってテンションシステムに加えられた力を、ケーシングをパイプの外面の周りに締め付ける周方向力に変換し、かつ、長手方向ギャップの領域においてブリッジプレート上の径方向力に変換することが可能である。ケーシングの自由端の周りで互いから離れるように枢軸部材を弾性屈曲させることによって、ケーシングに加えられる合力は内向きの径方向力であり、次にブリッジプレートに作用する。したがって、ブリッジプレートは、長手方向ギャップの領域において内向きの径方向力を加えて、パイプ内の流体圧力に対する抵抗を増大させる。

管継手は、約２１ｍｍから約２００ｍｍの外径を有する任意のパイプに適し得るが、約６０ｍｍの外径を有するパイプを結合するための特定の用途を見出した。例えば、本発明の管継手は、好ましくは、ＢＳ ＥＮ ８７７：１９９９にしたがった典型的なパイプ公差にも適応する。

本発明の更なる態様に従って、本明細書に実質的に記載される管継手と第１のパイプとを備えるアセンブリが提供され、管継手は、第１のパイプの端部に結合されており、径方向に整列し、誘導部材により管状ケーシングに誘導される第２のパイプを受け入れるように構成されている。

好ましくは、テンションシステムは、第１のパイプの外面の周りで締め付けられる。このようにすると、両方のパイプではなく一方のパイプの周りに管継手を締め付けることのみを設置者に要求することによって、設置プロセスが簡略化され得る。

本発明の１つの態様における任意の特徴を、任意の適切な組合せで本発明の他の態様に当てはめてもよい。特に、方法の態様を装置の態様に当てはめてもよく、その逆も同様である。更に、１つの態様における任意の、いくつかのおよび／または全ての特徴を、任意の適切な組合せで、任意の他の態様における任意の、いくつかのおよび／または全ての特徴に当てはめてもよい。

また、本発明の任意の態様において説明および定義される様々な特徴の特定の組合せは、独立して実施および／または供給および／または使用できることを了解されたい。

添付図面を参照して、単に例として、本発明について以下に更に説明する。

本発明による管継手の斜視図である。 図１の管継手の上面図である。 図１の管継手の誘導部材の斜視図である。 図１の管継手の、長手方向軸に沿った断面図である。 図３の誘導部材を形成するために使用されるネットの図である。 図１の管継手とパイプとのアセンブリの断面図である。 本発明による管継手のための代替的な誘導部材を示す図である。 図７に示した誘導部材の断面図である。 図７および図８に示した誘導部材の一部分の図である。 図７および図８に示した誘導部材の更なる部分の図である。 本発明による管継手のための更に代替的な誘導部材を示す図である。 図１１に示した誘導部材の断面図である。 図１１および図１２に示した誘導部材の一部分の図である。 図１１および図１２に示した誘導部材の更なる部分の図である。 本発明による管継手のための更に代替的な誘導部材を示す図である。 図１５に示した誘導部材の断面図である。

図１および図２は、管状ケーシング１０２と、ケーシングをパイプの周りに締め付けるためのテンションシステム１０４と、ブリッジプレート１０６と、誘導部材１０８とを備える管継手１００を示している。継手１００は、封止ガスケット１１０と、ケーシング１０２の両方の長手方向端部に配設された２つのアンカー構成１１２とを更に備える。ケーシング１０２は、管の中に形成された圧延スチールのストリップで形成され、ストリップの自由端の間に長手方向ギャップがある。ケーシングを形成するストリップの自由端は、それら自体の後方へと折り畳まれ、長手方向ギャップの対向する縁部に沿ってループ１１６を形成するために、１１４において溶接される。ループにピン１１８が挿入される。テンションボルト１２０は、ピン１１８のうちの一方の横孔を通って、ピン１１８の他方のタップ付き横孔に入り、それによって、外部ケーシングの２つの自由端が相互接続される。ボルトのための隙間を提供するようにループ１１６にスロット１２２が切削されている。ケーシング１０２の軸方向端部のマージンは、ケーシングの中心軸に向かって内向きに突き出したフランジ１２４を形成するために、ケーシングの管状ウェブ部分に対して内向きに直角に屈曲している。

圧延スチール製のブリッジプレート１０６は、ケーシング１０２の内側に配置されており、長手方向ギャップに架橋している。ブリッジプレートは、ケーシングの中心軸を中心にして湾曲している。ブリッジプレート１０６の端部のマージンは、ケーシングの中心軸に向かって内向きに突き出したフランジ１２６を形成するために、部分円筒形のウェブ部分に対して内向きに直角に屈曲している。長手方向ギャップの両側のケーシング１０２は、ブリッジプレートと重なっている。それらが重なっている場合に、フランジ１２６がフランジ１２４の内側に嵌合するように、ブリッジプレートの軸方向長さはケーシングの長さよりもわずかに短い。

封止ガスケット１１０は、エラストマー材料、例えば、ゴムである。ガスケットの内面は、シールの中心軸に向かって内向きに突き出した環状の封止リブの２つのセットで形成されている。その端部の近くで、封止ガスケットの内側には隆起した封止面が形成される。ケーシング１０２およびブリッジプレート１０６によって形成されるガスケット１１０は、ケーシングの内側に嵌合する。

誘導部材１０８を図３に詳細に示す。誘導部材は、円錐台形であり、貫通孔３００および複数のタブ３０４を備えている。タブは、誘導部材１０８から径方向外向きに突き出しており、誘導部材がケーシング１０２に結合されたときにフランジ１２４および１２６に対して実質的に平行になるように折り曲げられる。図４を見ると分かるように、誘導部材１０８のタブ３０４は、フランジ１２４および１２６ならびにアンカーリング１１２によって、ケーシング内に摺動可能に保持される。

図４に示すように、ガスケット１１０の各端部において、円錐台形のスロットがガスケットの外面に形成される。各スロットの外端部は、外面の軸方向端部にあり、スロットの内端部は、隆起した封止面の内面の近くにある。スロットの勾配は、スロットの内端部が、ガスケットの外端部よりも軸方向中間部に近くなるようになっている。各スロットの外側部を除去して、開放側部が設けられる。

各スロットにアンカーリング１１２が配置される。各リング１１２は、２つの円弧状のセグメントで形成される。第１のセグメントは、小セグメントであり、曲率中心の角度が１８０°未満である、つまり、１７０°から９０°であり、典型的には約１４０°である。第２のセグメントは、大セグメントであり、曲率中心における角度が１８０°超である、つまり、２００°から２７０°であり、典型的には約２５０°である。これらのセグメントは、ブリッジプレートの両側の領域で重なり、完全な円錐台形のリングを形成するように、スロットに一緒に置かれる。代替的には、上述したように、各リングは、リングの端部が重なって完全な円錐台形のリングを形成するように、単一の円弧状の部材で形成されてもよい。

アンカーリングは、金属、好ましくは硬質スチールで作製される。リングセグメントの内縁部は、歯を形成するために間隔をおいて切削されている。継手を組み付けるとき、歯は、それぞれ対応するスロットの底部に嵌り、リングセグメントの外縁部は、フランジ１２４および１２６とケーシングの管状のウェブ部分の内面とブリッジプレートとにより形成される角度で嵌る。

誘導部材１０８は、圧延スチール製であり、図５を見ると分かるように、必要な円弧形状に切削されたフラットプレート５００から形成される。フラットプレートは、プレートの両側の端部に配設された、タブ５００および対応する孔５０２を備える。誘導部材１０８を形成するために、フラットプレートを、縁部５０６が縁部５０８に至るように圧延あるいは湾曲し、次いで、必要な円錐台形状に誘導部材１０８を保持するために、タブ５０２を孔５０４に通して折り畳む。タブ３０４は、複数の切断部５１０によって形成されており、複数の切断部５１２により、タブを上述したように折り畳むことが可能になる。

使用時、管継手の第１の端部は、図６に示すように、第１のパイプ６００に結合される。端部が平らなパイプ６００の第１の端部は、継手に挿入され、突起６０４、例えば、パイプ６００の外面に溶接された分離したリングなどに当接する。第１のパイプの第１の端部の周りの定位置にある継手を用いて、ボルト１２０のうちの１つを締め付けて、そのパイプを取り囲んでいる領域で継手をパイプにクランプ留めする。誘導部材を備える管継手の他方の端部は締め付けられておらず、したがって、第２のパイプを受け入れるのに適している。

そのようなアセンブリ６０２は、現場打ちパイリングを建設する際に特に有用であるが、他のシナリオで使用してもよい。

現場でパイルを打つプロセスは、パイルを穿孔すること、パイルの中に補強ケージを下げること、パイルにコンクリートを注入してパイリングを形成することを含む。しばしば、パイルは、ケージの単一のセクションを使用するには深すぎ、したがって、これらの状況では、ケージの複数のセクションがパイルの中に下げられるにつれて、それらのセクションが互いに接続される。パイルの完全性を確保するために、パイプを補強ケージング内に下げて、試験を可能にする。加えて、コンクリートが注入され、安定性が十分になった後に、基礎グラウチングを可能にするパイプを設けてもよい。パイリングは、１００ｍ以上の深さであり得るので、配管の複数のセクションが必要とされ、それらを流体密に結合しなければならない。しばしば、配管のセクションは、ケージのセクションと同じ長さであり、ケージセクションが接続されると同時に結合されている。

長さが１０ｍ、１２ｍ、またはそれ以上であり得るアセンブリ６０２のパイプ６００は、パイリングのための補強材ケージとともに、穿孔されたパイリング孔へと下げられる。管継手１００が孔の頂部に隣接すると、ケージおよびパイプは、孔の中のケージおよびパイプに接続されるべき位置まで更なるケージおよびパイプを下げている間、定位置に保持される。ここで理解されるように、更なるケージおよびパイプが下げられるにつれて、あるにしても設置者の最小限の介入で、誘導部材によって更なるパイプが、管継手へと誘導される。したがって、本発明によって、自動調心式管継手が提供される。パイプが誘導部材１０８の中に受け入れられることを保証するために、細長いアームを使用してもよいが、細長いアームは必要でないことがある。誘導部材１０８の円錐角度は約４０度であり、これは、更なるパイプを、定位置まで下げながらケーシングと径方向に整列させるときに最も効果的であることが分かった。

この動作は、穿孔に既に設けられた端部が平らなパイプ上に、管継手を有するパイプの端部を下げるように実行することができ、その逆も同様である。

更なるケージおよびパイプが、孔の中でケージおよびパイプと既に係合しているように下げられると、ケージが一緒に取り付けられ、設置者は細長いツールを使用して、他のテンションボルト１２０を締め付ける。いかなる時にも、設置者がパイプまたは継手を手動で操作するためにケージに手を入れる必要がない。

パイプの各セクションを設置するとき、ボルト１２０が締め付けられているので、長手方向ギャップの両側にあるケーシング１０２の縁部は一緒に引き出され、それによって、ケーシングには、封止ガスケットおよび円錐台形のリングに径方向の圧縮力が加えられる。ブリッジプレート１０６は、長手方向ギャップに架橋するように配置される。このようにすると、ブリッジプレートは、ギャップの、ケーシング１０２からの支持体がない領域においてガスケットを支持する。

テンションボルト１２０を締め付けると、環状の封止リブが押され、パイプ端部の外面と封止接触する。同時に、アンカーリング１１２は、ケーシング１０２およびブリッジプレート１０６によって継手の中心軸に向かって内向きに押され、リングの外縁部は、ケーシングによって、ケーシングの円筒形のウェブ部分とフランジ１２４および１２６との間の角度で把持されている。把持するリングを圧迫することで、リングの歯の縁部がスロットの底部においてガスケット１１０を通ってパイプの表面に咬合し、それにより、軸方向運動に逆らって継手をパイプに固着させる。リングセグメントの重なった部分は、スロット内で互いの上を摺動することができ、リングの直径が、ケーシングの締め付けによって圧迫されるにつれて収縮することが可能になる。リングが最初に咬合したときにリングとパイプ表面との間に確立される約４５度の角度は、継手を締め付ける際に維持される。

ケージおよびパイプの全てのセクションが孔に入ると、コンクリートが注入される。誘導部材の貫通孔３００により、パイリングの完全性を低減し得るボイドを予防するために、誘導部材の内部およびその周りにコンクリートが流入することが可能になる。

次いで、設置されたパイプは、ボイドがあるかどうかを判断するためのパイリングの超音波試験を行うために使用してもよく、および／または、コンクリートが十分に安定した後にはパイリングの基礎グラウチングを実行するために使用してもよい。本発明の管継手は、この点で特に有利であるが、これは、設置が簡単であるのに、コンクリート打ち中のコンクリートの侵入を防止するが、最大８０バールの圧力およびそれを超える圧力がしばしば必要な基礎グラウチングプロセス中のグラウチングの漏出も防止する、外部および内部の流体圧力に対して顕著な耐性を提供するからである。

図７から図１６は、上述の管継手とともに使用するのに好適な誘導部材の代替例を示している。誘導部材は、上述したものと実質的に同様に動作し、ユーザがパイプを継手に手動で誘導するために手を使用する必要なく、パイプを誘導して管継手の管状ケーシングと係合させる。

図７から図１４は、パイプを管継手への挿入時にパイプへの誘導部材の一部分を回転させるために関節接合する誘導部材の２つの例を示す。

図７から図１０に示した例は、以下の構成要素を有し、以下のように動作する。誘導部材７００は、第１の部分７０２および第２の部分７０４を備える。第２の部分は、６つの関節接合部材７０６から形成される。誘導部材７０２の第１の部分は、タブ３０４に関して上述したものと実質的に同様に管継手の管状ケーシングと係合するように構成された複数のタブ７０８を備える。

誘導部材の第１の部分は、第１の部分７０２の周りに環状に配設された６つの細長スリット７１０を備える。各細長スリットは、関節接合部材７０６のアクティベーションタブ７１２を受け入れるように構成される。この例では、アクティベーションタブ７１２は、誘導部材の第１の部分の外側から細長スリット７１０を通して挿入される。加えて、各関節接合部材７０６は、２つの関節接合タブ７１４ａおよび７１４ｂを備える。この第１の位置においてパイプを受け入れる準備ができているときには、関節接合タブは、誘導部材の第１の部分７０２の外面に当接する。タブ７１４ａおよび７１４ｂは、スチールなどで形成された関節接合部材７０６の折り曲げ部分で形成される。

図を見ると分かるように、アクティベーションタブ７１２は、アクティベーションタブによって形成される円錐台形部分の有効円錐角度が、誘導部材の円錐台形の第２の部分７０４の有効円錐角度よりも大きくなるように折り曲げられる。このようにすると、タブ７１２は、パイプの挿入時に誘導部材の第１の部分７０２に向かって移動することが可能である。

加えて、各関節接合部材７０６は、隣接する関節接合部材の外面に対応する第２の縁部上で当接するように構成された、第１の縁部上の停止タブ７１６を備える。停止タブ７１６は、関節接合部材が管継手の中心から離れるように回転することを防止し、したがって、誘導部材を円錐台形状に維持する。最終的には、図を見ると分かるように、各関節接合部材７０６は、上述したように、誘導部材に孔を形成して、誘導部材の周りにおけるコンクリートの流れを可能にする切欠き部を備える。

誘導部材の第１の部分７０２は、円弧状のフラットシートで形成され、隣接する端部の間にギャップ７１８が形成されるようにサイズ設定される。ギャップにより、パイプの周りで管継手を締め付けたときに誘導部材の直径が低減することが可能になる。

上述のように、使用時、関節接合部材７０６は、パイプを管継手に挿入する時にパイプの端部がアクティベーションタブ７１２と係合すると、枢動点７２０を中心にして回転する。

図１１から図１４に示した例は、以下の構成要素を有し、以下のように動作する。

図１１から図１４に示した例は、以下の構成要素を有し、以下のように動作する。誘導部材１１００は、第１の部分１１０２および第２の部分１１０４を備える。第２の部分は、６つの関節接合部材１１０６から形成される。誘導部材の第１の部分１１０２は、タブ３０４に関して上述したものと実質的に同様に管継手の管状ケーシングと係合するように構成された複数のタブ１１０８を備える。

誘導部材の第１の部分１１０２は、第１の部分１１０２の周りに環状に配設された６つの細長スリット１１１０を備える。各細長スリットは、２つの隣接する関節接合部材１１０６の２つの関節接合タブ（第１の関節接合部材の関節接合タブ１１１２ａ、および第１の関節接合部材に隣接する第２の関節接合部材の関節接合タブ１１１２ｂ）を受け入れるように構成される。この例では、関節接合タブ１１１２ａおよび１１１２ｂは、誘導部材の第１の部分の内側から細長スリットに挿入される。加えて、各関節接合部材１１０６は、アクティベーションタブ１１１４を備える。この第１の位置においてパイプを受け入れる準備ができているときには、関節接合タブは、誘導部材の第１の部分１１０２の外面に当接する。タブ１１１２ａおよび１１１２ｂは、スチールなどで形成された関節接合部材１１０６の折り曲げ部分で形成される。

図を見ると分かるように、アクティベーションタブ１１１４は、アクティベーションタブによって形成される円錐台形部分の有効円錐角度が、誘導部材の円錐台形の第２の部分１１０４の有効円錐角度よりも大きくなるように折り曲げられる。このようにすると、タブ１１１４は、パイプの挿入時に誘導部材の第１の部分１１０２に向かって移動することが可能である。

加えて、各関節接合部材１１０６は、隣接する関節接合部材の外面に対応する第２の縁部上で当接するように構成された、第１の縁部上の停止タブ１１１６を備える。停止タブ１１１６は、関節接合部材が管継手の中心から離れるように回転することを防止し、したがって、誘導部材を円錐台形状に維持する。最終的には、図を見ると分かるように、各関節接合部材１１０６は、上述したように、誘導部材に孔を形成して、誘導部材の周りにおけるコンクリートの流れを可能にする半円形の切欠き部を備える。

誘導部材の第１の部分１１０２は、円弧状のフラットシートで形成され、隣接する端部の間にギャップ１１１８が形成されるようにサイズ設定される。ギャップにより、パイプの周りで管継手を締め付けたときに誘導部材の直径が低減することが可能になる。

上述のように、使用時、関節接合部材１１０６は、パイプを管継手に挿入する時にパイプの端部がアクティベーションタブ１１１４と係合すると、枢動点１１２０を中心にして回転する。

図１５および図１６は、本明細書で説明するような管継手において使用するための更に代替的な誘導部材１５００を示す。図を見ると分かるように、誘導部材１５００は、上述した誘導部材１０８と類似しており、誘導部材１０８に関して説明するように孔１５０２を有し、同様にして形成される。

誘導部材１５００は、（誘導部材が管状ケーシングに結合されたときに）円錐台形の誘導部材の長手方向軸が管継手の長手方向軸に一定の角度であるように構成される。角度をオフセットさせて誘導部材を提供すると、管継手の片側とパイリングの補強ケージとの間に必要な隙間が低減される。したがって、実際には、偏心した誘導部材が提供される。

この例では、特に図１６に示すように、円錐台形の誘導部材の長手方向軸は、管継手の長手方向軸に対して約３０度の角度θで提供される。また、円錐台形の長手方向軸は、管状ケーシングの第１の軸方向端部において、管継手の長手方向軸から距離Ａだけ変位しており、それにより、誘導部材の自由端の見かけの半径ｒ₁、ｒ₂は、管状ケーシングの内面の半径ｒ_cよりも大きい。このようにすると、誘導部材の自由端の任意の点は、管状ケーシングの第１の軸方向端部へと突き出したとき、管状ケーシングの内面の外側になり、パイプをより簡単に挿入することが可能になる。

この例では、円錐台形の誘導部材１５００は、約４０度の円錐角度（β）を有する。

Claims (20)

1. ２つのパイプの端部を１つに接続するための管継手であって、前記管継手が、
   前記パイプの周りに嵌合するための管状ケーシングと、
   前記ケーシングを前記パイプの外面の周りに締め付けるためのテンションシステムと、
   前記パイプのうちの１つを径方向に整列させ、前記管状ケーシングの中に誘導するための、前記管状ケーシングの第１の軸方向端部に結合され、そこから離れて延びる誘導部材と
   を備える、管継手。
2. 前記誘導部材が円錐台形であり、前記誘導部材の自由端の直径が、前記ケーシングに結合された端部の直径よりも大きい、請求項１に記載の管継手。
3. 前記誘導部材が、前記円錐台形の誘導部材の長手方向軸が、前記管継手の長手方向軸に対して一定の角度となるように構成されている、請求項２に記載の管継手。
4. 前記円錐台形の誘導部材の前記長手方向軸が、前記管継手の前記長手方向軸に対して約１０度から約４０度の間の角度である、請求項３に記載の管継手。
5. 前記円錐台形の前記長手方向軸が、前記管状ケーシングの前記第１の軸方向端部において、前記管継手の前記長手方向軸から変位しており、それにより、前記誘導部材の前記自由端の見かけの半径が、前記管状ケーシングの内面の半径よりも大きい、請求項３または４に記載の管継手。
6. 前記誘導部材の前記自由端の前記直径が、前記ケーシングに結合された前記端部の前記直径の約１．５倍から約３倍である、請求項２から５のいずれかに記載の管継手。
7. 前記誘導部材の円錐角度が、約３０度から約９０度である、請求項２から６のいずれかに記載の管継手。
8. 前記誘導部材が、複数の細長いフィンガ部を備え、各フィンガ部が、前記ケーシングの前記第１の軸方向端部から径方向かつ軸方向に延びる、請求項１に記載の管継手。
9. 前記誘導部材が、少なくとも３つのフィンガ部、好ましくは３つから７つのフィンガ部を備える、請求項８に記載の管継手。
10. 前記誘導部材が、前記管状ケーシングの前記第１の軸方向端部に結合された第１の部分、および第２の部分を備え、前記誘導部材の前記第２の部分が、前記誘導部材を介した前記管状ケーシングへのパイプの挿入時に前記第１の部分を中心にして回転するように構成された複数の関節接合部材を備える、請求項１から９のいずれかに記載の管継手。
11. 各関節接合部材が、前記誘導部材から径方向内向きに突き出すように構成されたアクティベーションタブを備え、前記管状ケーシングにパイプを挿入すると、前記誘導部材の自由端が前記パイプに向かって移動するように各関節接合部材を回転させるために、各タブに対して前記パイプが作用する、請求項１０に記載の管継手。
12. 各関節接合部材が、前記誘導部材の前記第１の部分と係合して関節接合を可能にするように構成された少なくとも２つの関節接合タブを備える、請求項１０または１１に記載の管継手。
13. 前記誘導部材の前記第１の部分が、複数の細長スリットを備え、各スリットが、前記アクティベーションタブのうちのそれぞれ対応するタブを受け入れるように構成され、前記関節接合タブが、前記細長スリットに隣接する前記誘導部材の前記第１の部分の外面に当接するように構成される、請求項１１を引用する請求項１２に記載の管継手。
14. 前記誘導部材の前記第１の部分が、複数の細長スリットを備え、各スリットが、第１の関節接合部材の関節接合タブ、および前記第１の関節接合部材に隣接する第２の関節接合部材の関節接合タブを受け入れるように構成される、請求項１２に記載の管継手。
15. 各関節接合部材が、複数の関節接合部材から円錐台形の誘導部材を形成するために、第１の縁部に、隣接する関節接合部材の第２の縁部と係合するように構成された停止部を備える、請求項１０から１４のいずれかに記載の管継手。
16. 前記関節接合部材の前記第２の縁部が、前記停止部を受け入れるように構成された凹みを備える、請求項１５に記載の管継手。
17. 前記ケーシングが、ウェブ部分を有する概ねＵ形状の断面を有し、前記ウェブ部分の軸方向端部から径方向内向きにフランジが突き出して環状チャネルを画定し、前記誘導部材が複数のタブを備え、前記ケーシングの前記第１の軸方向端部にある環状フランジが、複数のタブを保持することによって、前記誘導部材を前記ケーシングに結合する、請求項１から１６のいずれかに記載の管継手。
18. 請求項１から１７のいずれかに記載の管継手と第１のパイプとを備えるアセンブリであって、前記管継手が、前記第１のパイプの端部に結合されており、かつ、径方向に整列して、前記誘導部材によって前記管状ケーシングに誘導される第２のパイプを受け入れるように構成された、アセンブリ。
19. 前記第１のパイプが、前記第１のパイプ上に前記管継手を長手方向に配置するように、前記管継手の第１の端部に当接するように構成された環状プラットフォームを備える、請求項１８に記載のアセンブリ。
20. 前記テンションシステムが、前記第１のパイプの前記外面の周りに締め付けられる、請求項１８または１９に記載のアセンブリ。

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