JP7348113B2 - 排砂管の接続構造及び接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、浚渫工事等の際に利用される排砂管同士を接続する接続構造及び接続方法に関するものである。

ポンプ浚渫工事では、ポンプ浚渫船（例えば非特許文献１参照）によって水底を掘削しながら水と共に土砂を吸い上げ、水を含む吸い上げた土砂を陸側の排砂池まで圧送している。図７には、ラダー８２、カッター８４、及びスパッド８６等を備えたポンプ浚渫船８０から、排砂池９２まで接続された複数の排砂管９０の内部を通して、水を含む土砂が圧送される様子を示している。複数の排砂管９０は、フロート９４を用いて水上に浮かべられた状態で延設され、他の船舶の往来のため等に、一部が水底に設置されている。このような複数の排砂管９０を設置する際には、例えば、陸上で任意の長さまで接続した排砂管９０の組を複数作製し、作製した複数の組を設置位置まで曳航して、それらの排砂管９０の組同士を水上で接続する作業を行う。すなわち、一方の組の端部に位置する排砂管９０と、他方の組の端部に位置する排砂管９０とを接続する。なお、複数の排砂管９０は、排砂管９０同士が直接接続される部分のみではなく、柔軟性を付与するために、ゴムスリーブ９６を介して接続される部分も含んでいる。

"ポンプ式浚渫船"、［online］、一般社団法人日本埋立浚渫協会、［令和２年１月９日検索］、インターネット（https://www.umeshunkyo.or.jp/103/page07.html）

ここで、上述した排砂管９０同士の接続は、一般的に、排砂管９０の端部に設けられたフランジ構造を用いたフランジ接続であり、フランジ構造に沿って円環状に設けられた複数のボルト穴が使用されて、ボルトとナットによる締め付けが行われる。このため、接続する２本の排砂管９０のボルト穴同士を位置合わせする必要があり、又、排砂管９０の大きさにもよるが、数十か所ものボルト穴で締め付けを行うため、接続作業に手間や時間がかかるものであった。更に、排砂管９０の水面に近い下方に位置するボルト穴でも締め付けを行うため、特にうねり等が生じる水域では、安全性に万全の注意を払って、十分な作業時間を確保し慎重に作業を行う必要があった。これらの点は、ゴムスリーブ９６を介して排砂管９０同士を接続する場合も同様である。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、排砂管同士の接続作業を容易にし、かつその安全性を向上させることにある。

（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。

（１）排砂管同士を接続する接続構造であって、略円筒状の雄型接続部を一端に有し、接続対象の一方の排砂管側に設けられる第１接続部材と、前記雄型接続部が内側に挿入される略円筒状の雌型接続部を一端に有し、接続対象の他方の排砂管側に設けられる第２接続部材と、前記第１接続部材と前記第２接続部材との接続状態を維持するためのロック機構と、を含み、該ロック機構は、前記雄型接続部の外周面に沿って円環状に形成された溝部と、前記雌型接続部の内周面に沿って円環状に形成された凹部に保持されるロックリングとを含み、該ロックリングは、前記凹部内へ収容される収容位置と、前記凹部から前記雌型接続部の中心方向へと突出する突出位置との間を移動可能に保持されており、前記雄型接続部が前記雌型接続部に挿入された状態で前記突出位置に移動されることで、前記溝部に嵌合するように構成されている排砂管の接続構造。

本項に記載の排砂管の接続構造は、第１接続部材、第２接続部材、及びロック機構を含み、第１接続部材は、接続対象の２本の排砂管のうち一方の排砂管側に設けられるものであって、一端に略円筒状の雄型接続部を有している。第２接続部材は、接続対象の２本の排砂管のうち他方の排砂管側に設けられるものであって、一端に略円筒状の雌型接続部を有し、この雌型接続部の内側に第１接続部材の雄型接続部が挿入されるようになっている。ロック機構は、第１接続部材と第２接続部材との接続状態、すなわち、第２接続部材の雌型接続部の内側に第１接続部材の雄型接続部が挿入された状態を維持するためのものであり、溝部とロックリングとを含んでいる。

溝部は、略円筒状の雄型接続部の外周面に沿って円環状に形成されたものであり、ロックリングは、略円筒状の雌型接続部の内周面に沿って円環状に形成された凹部に保持される。この際、ロックリングは、凹部内へ収容される収容位置と、凹部から略円筒状の雌型接続部の中心方向へと突出する突出位置との間を移動可能に保持されている。そして、ロックリングは、雄型接続部が雌型接続部に挿入される前は収容位置にあり、雄型接続部が雌型接続部に挿入された状態で突出位置に移動されることで、雄型接続部の溝部に嵌合するように構成されている。すなわち、雄型接続部の外周面に形成された溝部と、雌型接続部の内周面に形成されてロックリングを保持する凹部とは、雄型接続部が雌型接続部に挿入された状態で対向する位置関係にある。

このような構成により、溝部に嵌合したロックリングによって雄型接続部と雌型接続部とが互いに固定され、排砂管内部を圧送される土砂が雄型接続部の内部を通ると、ロックリングに軸方向の剪断力が加わってその固定力がより強くなるため、第１接続部材と第２接続部材との接続状態が強固に維持されるものとなる。しかも、フランジ接続と異なり、ボルト穴等の位置合わせを行う必要なく、雄型接続部を雌型接続部に挿入してロックリングを突出位置に移動させればよいため、排砂管同士の接続作業が容易に行われるものとなる。更に、作業時間が短くなり、水面に近い排砂管の下方側での作業も少なくなることから、安全性も向上されるものである。

（２）上記（１）項において、前記第１接続部材は、前記雄型接続部と反対側の端部に、前記一方の排砂管と、或いは該一方の排砂管に接続されたゴムスリーブと接続されるフランジ接続部を有し、該フランジ接続部は、前記雄型接続部の端部から軸方向外側に延在してフランジを形成し、該フランジに沿って円環状に複数のボルト穴が形成され、前記第２接続部材は、前記雌型接続部と反対側の端部に、前記他方の排砂管と、或いは該他方の排砂管に接続されたゴムスリーブと接続されるフランジ接続部を有し、該フランジ接続部は、前記雌型接続部の端部に連続して形成されて略円筒状を成し、その前記雌型接続部と反対側の背面に沿って円環状に複数のボルト穴が形成されている排砂管の接続構造（請求項１）。
本項に記載の排砂管の接続構造は、第１接続部材が、その雄型接続部が設けられた一端と反対側の端部にフランジ接続部を有し、このフランジ接続部が、雄型接続部の端部から軸方向外側に延在してフランジを形成し、このフランジに沿って円環状に複数のボルト穴が形成されている。又、第２接続部材が、その雌型接続部が設けられた一端と反対側の端部にフランジ接続部を有し、このフランジ接続部が、雌型接続部の端部に連続して形成されて略円筒状を成し、その雌型接続部と反対側の背面に沿って円環状に複数のボルト穴が形成されているものである。

そして、第１接続部材のフランジ接続部が、接続対象の一方の排砂管と接続されるか、或いはその一方の排砂管に接続されたゴムスリーブと接続され、第２接続部材のフランジ接続部が、接続対象の他方の排砂管と接続されるか、或いはその他方の排砂管に接続されたゴムスリーブと接続される。これにより、従来から使用されている排砂管に設けられたフランジ構造が利用されて、第１接続部材及び第２接続部材の双方が排砂管に対してフランジ接続されるため、従来の接続方法から本排砂管の接続構造を用いた接続へと円滑に移行されるものである。更に、第１接続部材と第２接続部材との少なくとも一方がゴムスリーブにフランジ接続されることで、ゴムスリーブを介した排砂管同士の接続にも何ら支障なく対応するものである。

（３）上記（２）項において、前記ロックリングは、前記凹部の延在方向に沿って分割された複数の分割片により構成され、該複数の分割片の各々が、前記収容位置と前記突出位置との間を移動可能に、隣接する分割片間に隙間が設けられて個別に保持されている排砂管の接続構造（請求項２）。
本項に記載の排砂管の接続構造は、ロック機構のロックリングが、ロックリングを保持する凹部の延在方向、すなわち略円筒状の雌型接続部の円周方向に沿って分割された、複数の分割片によって構成されている。そして、これら複数の分割片の各々が、隣接する分割片間に隙間が設けられた状態で、収容位置と突出位置との間を移動可能に個別に保持されているものである。このため、収容位置から突出位置への移動時に、分割片同士が互いに干渉することなく円滑に移動されるものとなる。又、ロックリング全体が一体的に構成されている場合は、収容位置から突出位置への移動のために縮径可能な材料で形成される必要があるが、複数の分割片により構成されていることで、そのような材料の制約を受けずに移動が可能であるため、ロックリングに強固な材料が用いられるものとなる。又、上記接続作業が円滑に行われるように、排砂管の直径に応じた適切な大きさの分割片により構成されるものとなる。

（４）上記（３）項において、前記ロック機構は、前記雌型接続部を外周面側から貫通して前記凹部へとねじ込まれる複数のボルトを含み、前記複数の分割片は、前記複数のボルトのねじ込み動作に追従して前記収容位置と前記突出位置との間を移動するように、前記複数のボルトと接続されている排砂管の接続構造（請求項３）。
本項に記載の排砂管の接続構造は、ロック機構が更に複数のボルトを含むものであり、これら複数のボルトは、雌型接続部をその外周面側から貫通して、雌型接続部の内周面に形成された凹部へとねじ込まれる。そして、ロックリングを構成する複数の分割片が、複数のボルトのねじ込み動作に追従して収容位置と突出位置との間を移動するように、複数のボルトと接続されている。

これにより、ボルトのねじ込みという単純な作業で、複数の分割片の各々が移動されるため、排砂管同士の接続状態のロック及びその解除が、迅速かつ容易に行われるものとなる。更に、分割片の各々に少なくとも１つのボルトが接続されていればよいため、フランジ接続で用いるボルトの数量よりも圧倒的に少ない数量のボルトをねじ込めばよく、これによっても作業時間が短縮されるものである。加えて、複数の分割片の数量にもよるが、フランジ接続の場合と比較すると、排砂管の下方側での作業が少なくなることから、安全性が更に向上されるものである。

（５）上記（２）から（４）項において、前記雌型接続部の内周面と前記雄型接続部の外周面との、前記雄型接続部が前記雌型接続部に挿入された状態で互いに接触する位置の、少なくとも一方に、少なくとも１つのＯリングが取り付けられている排砂管の接続構造（請求項４）。
本項に記載の排砂管の接続構造は、雄型接続部が雌型接続部に挿入された状態において、雌型接続部の内周面と雄型接続部の外周面とが互いに接触する位置の、雌型接続部の内周面と雄型接続部の外周面との少なくとも一方に、少なくとも１つのＯリングが取り付けられているものである。これにより、水を含む土砂が排砂管内部を圧送されて雄型接続部や雌型接続部の内部を通る際に、上記のような位置に設置されて雄型接続部や雌型接続部の内部からの圧力を受けるＯリングによって、雌型接続部の内周面と雄型接続部の外周面との間からの、水を含む土砂の漏れが防止されるものである。

（６）排砂管同士を接続する接続方法であって、接続対象の一方の排砂管側に、略円筒状の雄型接続部を一端に有する第１接続部材を設けると共に、接続対象の他方の排砂管側に、前記雄型接続部が内側に挿入される略円筒状の雌型接続部を一端に有する第２接続部材を設け、前記雄型接続部の外周面に沿って円環状に溝部を形成すると共に、前記雌型接続部の内周面に沿って円環状に凹部を形成し、前記凹部内へ収容される収容位置と、前記凹部から前記雌型接続部の中心方向へと突出する突出位置との間を移動可能に、前記凹部にロックリングを保持させ、前記雄型接続部を前記雌型接続部に挿入した状態で、前記ロックリングを前記突出位置に移動させて前記溝部に嵌合させることで、前記第１接続部材と前記第２接続部材との接続状態を維持する排砂管の接続方法。

（７）上記（６）項において、前記第１接続部材の前記雄型接続部と反対側の端部を、前記一方の排砂管と、或いは該一方の排砂管に接続されたゴムスリーブと予めフランジ接続し、このとき、前記雄型接続部の端部から軸方向外側に延在するフランジと、該フランジに沿って円環状に形成された複数のボルト穴とを有するフランジ接続部を介してフランジ接続し、前記第２接続部材の前記雌型接続部と反対側の端部を、前記他方の排砂管と、或いは該他方の排砂管に接続されたゴムスリーブと予めフランジ接続し、このとき、前記雌型接続部の端部に連続して形成されて略円筒状を成し、その前記雌型接続部と反対側の背面に沿って円環状に複数のボルト穴が形成されたフランジ接続部を介してフランジ接続する排砂管の接続方法（請求項５）。
（８）上記（７）項において、前記ロックリングを、前記凹部の延在方向に沿って分割した複数の分割片により構成し、該複数の分割片の各々を、前記収容位置と前記突出位置との間を移動可能に、隣接する分割片間に隙間を設けて個別に保持させる排砂管の接続方法（請求項６）。

（９）上記（８）項において、前記雌型接続部を外周面側から貫通して前記凹部へとねじ込まれる複数のボルトを設置し、該複数のボルトのねじ込み動作に追従して、前記複数の分割片が前記収容位置と前記突出位置との間を移動するように、前記複数の分割片を前記複数のボルトと接続する排砂管の接続方法（請求項７）。
（１０）上記（７）から（９）項において、前記雌型接続部の内周面と前記雄型接続部の外周面との、前記雄型接続部が前記雌型接続部に挿入された状態で互いに接触する位置の、少なくとも一方に、少なくとも１つのＯリングを取り付ける排砂管の接続方法（請求項８）。
そして、（６）～（１０）項に記載の排砂管の接続方法は、各々、上記（１）～（５）項の排砂管の接続構造を用いて実行されることで、上記（１）～（５）項の排砂管の接続構造と同等の作用を奏するものである。

本発明は上記のような構成であるため、排砂管同士の接続作業を容易にすることができ、かつその安全性を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造の一例を示す断面図であり、排砂管同士を接続した状態を示している。 図１の排砂管の接続構造の第１接続部材の構成を示している。 図１の排砂管の接続構造の第２接続部材の構成を示している。 図１の排砂管の接続構造のロックリングの構成を示している。 図４のロックリングに用いるボルトの構成を示している。 本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造を用いて排砂管同士を接続する前後の様子を示す斜視イメージ図である。 排砂管を利用しながらポンプ浚渫を行う様子を示す側面イメージ図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面に基づき説明する。ここで、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略することとし、又、図面の全体にわたって、同一部分若しくは対応する部分は、同一の符号で示している。
図１は、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０の構成を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０は、図６で確認できるように、排砂管９０同士を接続するためのものであり、図１には、図６（ｂ）の状態に相当する、排砂管９０同士を接続した状態を示している。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０は、図中左側の排砂管９０に取り付けられた第１接続部材１２と、図中右側の排砂管９０に取り付けられた第２接続部材２０と、それら第１接続部材１２と第２接続部材２０との接続状態を維持するためのロック機構４０とを含んでいる。図２も参照して、第１接続部材１２は、図１及び図２（ｂ）における右側に位置する雄型接続部１４と、図１及び図２（ｂ）における左側に位置するフランジ接続部１６とを有している。なお、図２（ａ）には、中心線Ｃ１から右側に、図２（ｂ）における左方向から視た第１接続部材１２の背面図が示され、中心線Ｃ１から左側に、図２（ｂ）における右方向から視た第１接続部材１２の正面図が示されている。又、図２（ｂ）には、中心線Ｃ２から上側に、第１接続部材１２の断面図が示され、中心線Ｃ２から下側に、第１接続部材１２の側面図が示されている。

雄型接続部１４は、略円筒状を成しており、その内側に土砂が通過する空間が設けられると共に、その外周面１４ａに沿って円環状に、ロック機構４０の一部を構成する溝部４２が形成されている。フランジ接続部１６は、雄型接続部１４の図１及び図２（ｂ）における左端部から軸方向外側に延在してフランジを形成し、そのフランジに沿って円環状に複数のボルト穴１８が形成されている。そして、図１で確認できるように、図中左側の排砂管９０のフランジ構造７６のボルト穴７８を通された固定ボルト７２が、フランジ接続部１６のボルト穴１８に螺合され、更に排砂管９０側からナット７４が締め付けられることで、第１接続部材１２と排砂管９０とがフランジ接続されている。

図１及び図３を参照して、第２接続部材２０は、図１及び図３（ａ）における左側に位置する雌型接続部２２と、図１及び図３（ａ）における右側に位置するフランジ接続部３０とを有している。なお、図３（ａ）には、中心線Ｃ３から上側に、第２接続部材２０の断面図が示され、中心線Ｃ３から下側に、第２接続部材２０の側面図が示されている。又、図３（ｂ）には、中心線Ｃ４から右側に、図３（ａ）における右方向から視た第２接続部材２０の背面図が示され、中心線Ｃ４から左側に、図３（ａ）における左方向から視た第２接続部材２０の正面図が示されている。

雌型接続部２２は、略円筒状を成しており、その内側に、図１及び図３（ａ）における左側から第１接続部材１２の雄型接続部１４が挿入される空間が設けられている。又、雌型接続部２２の内周面２２ａには、その内周面２２ａに沿って円環状に凹部４４が形成されている。この凹部４４は、その底面４４ａから縁４４ｂまでの深さを有し、図１で確認できるように、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入された状態で、雄型接続部１４に設けられた溝部４２と対向する位置に形成されている。更に、雌型接続部２２の内周面２２ａの、凹部４４よりも奥側（図１及び図３（ａ）における右側）に、同じく内周面２２ａに沿って円環状に２本の環状溝２８が形成されている。そして、２本の環状溝２８の各々には、環状溝２８から雌型接続部２２の中心（図３（ａ）における中心線Ｃ３）へ向かって突出する大きさのＯリング７０が取り付けられている。これら２本のＯリング７０は、例えばゴムにより形成されており、図１で確認できるように、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入された状態で、雄型接続部１４の外周面１４ａに対して接触するようになっている。

更に、雌型接続部２２には、その外周面側から凹部４４の底面４４ａまでを貫通する態様で、複数のタップ孔２４と複数の貫通孔２６とが設けられている。複数のタップ孔２４は、本実施形態では図３（ｂ）に図示されている６本の細い一点鎖線（そのうち２本は中心線Ｃ４と重複している）を中心軸として、雌型接続部２２の円周方向に等間隔の６箇所に設けられており、各タップ孔２４の内周面にネジが切られている。一方、複数の貫通孔２６は、本実施形態では図３（ｂ）に図示されている６本の太い一点鎖線を中心軸として、雌型接続部２２の円周方向に等間隔の６箇所に設けられており、各貫通孔２６の内周面は特に加工されていない。なお、図３（ａ）には、１つのタップ孔２４及び２つの貫通孔２６のみを図示しており、他のタップ孔２４及び貫通孔２６の図示を省略している。

フランジ接続部３０は、雌型接続部２２の図１及び図３（ａ）における右端部に連続して形成され、雌型接続部２２と同じく略円筒状を成し、その背面（図１及び図３（ａ）における右側の面）に沿って円環状に、複数のボルト穴３２が形成されている。そして、図１で確認できるように、図中右側の排砂管９０のフランジ構造７６のボルト穴７８を通された固定ボルト７２が、フランジ接続部３０のボルト穴３２に螺合され、更に排砂管９０側からナット７４が締め付けられることで、第２接続部材２０と排砂管９０とがフランジ接続されている。なお、これに限定されるものではないが、第１接続部材１２及び第２接続部材２０は、例えば鉄等によって形成される。

図１を参照して、ロック機構４０は、上述したように雄型接続部１４の外周面１４ａに形成された溝部４２に加えて、ロックリング４６と複数のボルト５４とを含んでいる。ロックリング４６は、雌型接続部２２の内周面２２ａに形成された上記の凹部４４に保持されるものであり、複数のボルト５４は、雌型接続部２２に設けられた上記のタップ孔２４に、雌型接続部２２の外周面側からねじ込まれるものである。これに限定されるものではないが、ロック機構４０のロックリング４６及び複数のボルト５４は、例えば、ステンレス等によって形成される。

図４には、ロックリング４６を正面視した状態を示しており、本実施形態のロックリング４６は、円周方向に沿って分割された６つの分割片４８により構成されている。これら６つの分割片４８の各々は、雌型接続部２２の凹部４４の幅よりも小さな幅（図４における紙面と直交する方向の幅）と、凹部４４の深さよりも小さな厚み（図４におけるロックリング４６の軸方向の厚み）とを有しながら、正面視で円弧状を成すように延在している。６つの分割片４８には、各々の延在方向の中心近傍を貫通して接続孔５０が設けられており、この接続孔５０にボルト５４が取り付けられている。なお、図４では、図中右上に位置する分割片４８に取り付けられるボルト５４の図示を省略している。

図５に示すように、ボルト５４は、本体部５６と平座金６０と接続部６４とを含んでいる。本体部５６は、頭部５６ａと、外周面にネジが切られた軸部５６ｂとを有し、軸部５６ｂの先端側には、内周面にネジが切られたネジ穴５６ｃが設けられている。接続部６４は、頭部６４ａと、外周面にネジが切られていない第１軸部６４ｂと、外周面にネジが切られてた第２軸部６４ｃとを有している。そして、このような構成のボルト５４は、図４も参照して、分割片４８の各々に取り付けられる際に、まず、平座金６０に接続部６４の第１軸部６４ｂ及び第２軸部６４ｃが通され、そのまま接続部６４がロックリング４６の中心側から分割片４８の接続孔５０に挿通される。ここで、接続孔５０は、平座金６０及び頭部６４ａよりも大径の座繰り部５０ａと、平座金６０及び頭部６４ａよりも小径かつ第１軸部６４ｂ及び第２軸部６４ｃよりも大径の貫通部５０ｂとを含んでいる。このため、上記のように接続部６４が接続孔５０に挿通されると、接続部６４の頭部６４ａ及び平座金６０が座繰り部５０ａに配置されると共に、第１軸部６４ｂが貫通部５０ｂに配置され、貫通部５０ｂからロックリング４６の外周側へと、第２軸部６４ｃが突出する状態になる。

一方、ボルト５４の本体部５６は、図４の右側に仮想線で図示されている第２接続部材２０の雌型接続部２２に設けられたタップ孔２４に対して、雌型接続部２２の外周面側からねじ込まれる。図示の例では、本体部５６がタップ孔２４に最奥までねじ込まれている。そして、上述したように分割片４８から突出した接続部６４の第２軸部６４ｃと、タップ孔２４にねじ込まれた状態の本体部５６に設けられたネジ穴５６ｃとが螺合されることで、雌型接続部２２を挟み込む態様で、分割片４８とボルト５４とが接続される。このとき、分割片４８とボルト５４とは、分割片４８に対してボルト５４が空回り可能な遊びが付与された状態で接続される。すなわち、分割片４８に設けられた接続孔５０内で、平座金６０を挟んで本体部５６のネジ穴５６ｃに対して第２軸部６４ｃが螺合された、接続部６４の頭部６４ａ及び第１軸部６４ｂが空回りするようになっている。又、タップ孔２４が雌型接続部２２の凹部４４の底面４４ａに貫通していることから、分割片４８の各々は、ボルト５４を介して凹部４４に保持される状態になる。

上記のようにボルト５４と接続された分割片４８の各々は、ボルト５４のねじ込み動作に追従して移動する。すなわち、ボルト５４がタップ孔２４へ深く挿入される方向に回されると、ボルト５４と共に雌型接続部２２に対して移動して、図４の右側に実線で示す分割片４８のように、突出位置ＰＰへと移動する。突出位置ＰＰにある分割片４８は、凹部４４の縁４４ｂよりも雌型接続部２２の中心へ向かって突出した状態になり、このとき、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入されていると、図１の上側に図示されているロックリング４６のように、雄型接続部１４に設けられた溝部４２に嵌合する。

他方、分割片４８の各々は、ボルト５４がタップ孔２４から引き抜かれる方向に回されると、ボルト５４と共に雌型接続部２２に対して移動して、図４の右側に仮想線で示す分割片４８のように、収容位置ＨＰへと移動する。収容位置ＨＰにある分割片４８は、凹部４４の縁４４ｂよりも雌型接続部２２の外周側へ移動して凹部４４内に収容された状態になり、このとき、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入されていると、図１の下側に図示されているロックリング４６のように、雄型接続部１４に設けられた溝部４２との嵌合状態が解除される。

ここで、上述したように、分割片４８とボルト５４とは、分割片４８に対してボルト５４が空回り可能な状態で接続されている。従って、タップ孔２４に対してボルト５４が回転されても、分割片４８は、その少なくとも一部が凹部４４内に収まった状態で凹部４４により回転が規制され、ボルト５４と共回りせずに、収容位置ＨＰと突出位置ＰＰとの間の移動のみを行う。このとき、ボルト５４は、分割片４８に対して空回りする。なお、図４に実線で示されている６つの分割片４８は、全て突出位置ＰＰにある状態であり、この状態で隣接する分割片４８間に隙間が設けられている。このため、６つの分割片４８は、収容位置ＨＰに移動されると、隣接する分割片４８間の隙間がより大きくなった状態で、凹部４４内に収容されることになる。又、これら６つの分割片４８の隣接する分割片４８間の６つの隙間は、図３に示した６つの貫通孔２６と軸方向に重なるように配置される。

次に、図６には、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０によって接続される前後の排砂管９０を示しており、図６（ａ）が接続前、図６（ｂ）が接続後の状態を示している。図６（ａ）の接続前の状態では、図１の下側に示されているロックリング４６や、図４の右側に仮想線で示されている分割片４８のように、ロックリング４６を構成する全ての分割片４８が、収容位置ＨＰに移動されている。又、雄型接続部１４の外周面１４ａや、雌型接続部２２の内周面２２ａに、滑剤が塗布されていてもよい。この状態で、一方の排砂管９０に取り付けられた第１接続部材１２と、他方の排砂管９０に取り付けられた第２接続部材２０とが向き合うように位置合わせされ、例えばレバーブロック（登録商標）等の引き寄せる機構が利用されて、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入される。

雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入されると、図１に示したように、雄型接続部１４の外周面１４ａと雌型接続部２２の内周面２２ａとの間に、２本のＯリング７０が配置された状態になり、又、雄型接続部１４の溝部４２と雌型接続部２２の凹部４４とが対向する状態になる。この状態で、雄型接続部１４のタップ孔２４にねじ込まれている６本のボルト５４が、より深くタップ孔２４にねじ込まれることで、ロックリング４６を構成する６つの分割片４８が、図１の上側に示されているロックリング４６や、図４の右側に実線で示されている分割片４８のように、突出位置ＰＰへと移動されて、雄型接続部１４の溝部４２に嵌合する。なお、雌型接続部２２の外周面側から凹部４４の底面４４ａまでを貫通して設けられた貫通孔２６が利用されて、雌型接続部２２に対する雄型接続部１４の挿入深さや、溝部４２に対する分割片４８の嵌合状態等が確認されてもよい。又、図６の例では、第１接続部材１２の雄型接続部１４の根元近傍に、円環状のスポンジ６８が取り付けられており、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入された状態で、スポンジ６８が雄型接続部１４の根元と雌型接続部２２の先端との間に介在している。

上述したような本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０は、例えば、図７に示したようなポンプ浚渫船８０による浚渫工事の際に利用され、このような浚渫工事では、港湾へと続く航路の造成等が行われる。図７のポンプ浚渫船８０の構成を簡単に説明すると、船首にラダー８２が設けられており、このラダー８２は、先端側（図中左側）が上下方向に揺動するように、基端側（図中右側）が船体に軸支されている。ラダー８２の先端には、水底を掘削するためのカッター８４と、掘削した土砂を吸引するための吸引口（図示省略）が設けられている。一方、ポンプ浚渫船８０の船尾には、２本のスパッド８６（１本の図示は省略）が設けられており、浚渫施工時に水底に打ち込まれる。

そして、上述したような構成のポンプ浚渫船８０は、浚渫施工の際、ラダー８２が下方へと傾けられ、ラダー８２の先端に設けられたカッター８４により水底を掘削すると共に、掘削した土砂を水と共にラダー８２先端の吸入口からポンプ（図示省略）を利用して吸い込み、接続された複数の排砂管９０を介して陸側の排砂池９２まで圧送する。このようにして利用される複数の排砂管９０同士の接続に、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０を用いるものである。排砂管の接続構造１０は、複数の排砂管９０を接続する複数の接続箇所のうち、任意の接続箇所に用いてよく、例えば、水上で接続作業を行う接続箇所に対して、排砂管の接続構造１０を用いてもよい。このとき、第１接続部材１２又は第２接続部材２０の一方を排砂管９０に直接取り付けるのではなく、ゴムスリーブ９６に取り付けることで、排砂管９０とゴムスリーブ９６との間に排砂管の接続構造１０を用いてもよい。

ここで、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０は、図１～図６に示した構成に限定されるものではなく、別の構成であってもよい。例えば、ロックリング４６の移動方法は、ボルト５４を利用した移動方法に限定されるものではなく、任意の移動方法であってよい。又、ロックリング４６が複数の分割片４８に分割されていなくてもよく、分割されている場合の分割片４８の数も任意である。更に、分割片４８に合わせて、分割片４８を保持する凹部４４が複数に分割されていてもよく、各分割片４８に２本以上のボルト５４が接続されていてもよい。又、Ｏリング７０の位置や数量も任意であり、雌型接続部２２の内周面２２ａに替えて又は加えて、雄型接続部１４の外周面１４ａに取り付けられてもよい。加えて、排砂管９０に取り付けるためのフランジ接続部１６、３０を有さずに、雄型接続部１４や雌型接続部２２が排砂管９０の端部に直接設けられてもよい。

さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０は、図１に示すように、第１接続部材１２、第２接続部材２０、及びロック機構４０を含み、第１接続部材１２は、接続対象の２本の排砂管９０のうち一方の排砂管９０側に設けられるものであって、一端に略円筒状の雄型接続部１４を有している。第２接続部材２０は、接続対象の２本の排砂管９０のうち他方の排砂管９０側に設けられるものであって、一端に略円筒状の雌型接続部２２を有し、この雌型接続部２２の内側に第１接続部材１２の雄型接続部１４が挿入されるようになっている。ロック機構４０は、第１接続部材１２と第２接続部材２０との接続状態、すなわち、第２接続部材２０の雌型接続部２２の内側に第１接続部材１２の雄型接続部１４が挿入された状態を維持するためのものであり、溝部４２とロックリング４６とを含んでいる。

溝部４２は、図２も参照して、略円筒状の雄型接続部１４の外周面１４ａに沿って円環状に形成されたものであり、ロックリング４６は、図３及び図４も参照して、略円筒状の雌型接続部２２の内周面２２ａに沿って円環状に形成された凹部４４に保持される。この際、ロックリング４６は、図１及び図４に示すように、凹部４４内へ収容される収容位置ＨＰと、凹部４４から略円筒状の雌型接続部２２の中心方向へと突出する突出位置ＰＰとの間を移動可能に保持されている。そして、ロックリング４６は、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入される前は収容位置ＨＰにあり、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入された状態で突出位置ＰＰに移動されることで、雄型接続部１４の溝部４２に嵌合するように構成されている。すなわち、雄型接続部１４の外周面１４ａに形成された溝部４２と、雌型接続部２２の内周面２２ａに形成されてロックリング４６を保持する凹部４４とは、図１で確認できるように、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入された状態で対向する位置関係にある。

このような構成により、溝部４２に嵌合したロックリング４６によって雄型接続部１４と雌型接続部２２とが互いに固定され、排砂管９０内部を圧送される土砂が雄型接続部１４の内部を通ると、ロックリング４６に軸方向の剪断力が加わってその固定力がより強くなるため、第１接続部材１２と第２接続部材２０との接続状態を強固に維持することができる。しかも、従来の排砂管９０同士の接続で行われていたフランジ接続と異なり、ボルト穴７８等の位置合わせを行う必要なく、雄型接続部１４を雌型接続部２２に挿入してロックリング４６を突出位置ＰＰに移動させればよいため、排砂管９０同士の接続作業を容易に行うことが可能となる。更に、作業時間が短くなり、水面に近い排砂管９０の下方側での作業も少なくなることから、安全性も向上させることができる。

又、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０は、図４に示すように、ロック機構４０のロックリング４６が、ロックリング４６を保持する凹部４４の延在方向、すなわち略円筒状の雌型接続部２２の円周方向に沿って分割された、複数の分割片４８によって構成されている。そして、これら複数の分割片４８の各々が、隣接する分割片４８間に隙間が設けられた状態で、収容位置ＨＰと突出位置ＰＰとの間を移動可能に個別に保持されているものである。このため、収容位置ＨＰから突出位置ＰＰへの移動時に、分割片４８同士を互いに干渉させることなく円滑に移動させることができる。又、ロックリング４６全体が一体的に構成されている場合は、収容位置ＨＰから突出位置ＰＰへの移動のために縮径可能な材料で形成される必要があるが、複数の分割片４８により構成されていることで、そのような材料の制約を受けずに移動が可能であるため、ロックリング４６に強固な材料を用いることができる。又、排砂管９０の直径に応じた適切な大きさの分割片４８により構成することで、排砂管９０同士の接続作業を円滑に行うことができる。

更に、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０は、図１及び図４に示すように、ロック機構４０が更に複数のボルト５４を含むものであり、これら複数のボルト５４は、雌型接続部２２をその外周面側から貫通して、雌型接続部２２の内周面２２ａに形成された凹部４４へとねじ込まれる。そして、ロックリング４６を構成する複数の分割片４８が、複数のボルト５４のねじ込み動作に追従して収容位置ＨＰと突出位置ＰＰとの間を移動するように、複数のボルト５４と接続されている。これにより、ボルト５４のねじ込みという単純な作業で、複数の分割片４８の各々を移動させることができるため、排砂管９０同士の接続状態のロック及びその解除を、迅速かつ容易に行うことが可能となる。更に、分割片４８の各々に少なくとも１つのボルト５４が接続されていればよいため、従来のフランジ接続で用いていたボルトの数量よりも圧倒的に少ない数量のボルト５４をねじ込めばよく、これによっても作業時間を短縮させることができる。加えて、複数の分割片４８の数量にもよるが、従来のフランジ接続の場合と比較すると、排砂管９０の下方側での作業が少なくなることから、安全性を更に向上させることもできる。

又、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０は、図１に示すように、雄型接続部１４が雌型接続部２２に挿入された状態において、雌型接続部２２の内周面２２ａと雄型接続部１４の外周面１４ａとが互いに接触する位置の、雌型接続部２２の内周面２２ａと雄型接続部１４の外周面１４ａとの少なくとも一方に、少なくとも１つのＯリング７０が取り付けられているものである。これにより、水を含む土砂が排砂管９０内部を圧送されて雄型接続部１４や雌型接続部２２の内部を通る際に、上記のような位置に設置されて雄型接続部１４や雌型接続部２２の内部からの圧力を受けるＯリング７０によって、雌型接続部２２の内周面２２ａと雄型接続部１４の外周面１４ａとの間からの、水を含む土砂の漏れを防止することが可能となる。

加えて、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０は、図１～図３に示すように、第１接続部材１２が、その雄型接続部１４が設けられた一端と反対側の端部にフランジ接続部１６を有すると共に、第２接続部材２０が、その雌型接続部２２が設けられた一端と反対側の端部にフランジ接続部３０を有するものである。そして、第１接続部材１２のフランジ接続部１６が、接続対象の一方の排砂管９０（又はその排砂管９０に接続されたゴムスリーブ９６（図７参照））と接続され、第２接続部材２０のフランジ接続部３０が、接続対象の他方の排砂管９０（又はその排砂管９０に接続されたゴムスリーブ９６）と接続される。これにより、従来から使用されている排砂管９０に設けられたフランジ構造７６を利用して、第１接続部材１２及び第２接続部材２０の双方を排砂管９０に対してフランジ接続することができるため、従来の接続方法から排砂管の接続構造１０を用いた接続へと円滑に移行させることが可能となる。更に、第１接続部材１２と第２接続部材２０との少なくとも一方がゴムスリーブ９６（図７参照）にフランジ接続されることで、ゴムスリーブ９６を介した排砂管９０同士の接続にも何ら支障なく対応することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る排砂管の接続方法は、上述した本発明の実施の形態に係る排砂管の接続構造１０を用いて実行されることで、排砂管の接続構造１０と同等の作用効果を奏することができる。

１０：排砂管の接続構造、１２：第１接続部材、１４：雄型接続部、１４ａ：外周面、１６：フランジ接続部、２０：第２接続部材、２２：雌型接続部、２２ａ：内周面、３０：フランジ接続部、４０：ロック機構、４２：溝部、４４：凹部、４６：ロックリング、４８：分割片、５４：ボルト、７０：Ｏリング、９０：排砂管、９６：ゴムスリーブ、ＨＰ：収容位置、ＰＰ：突出位置

Claims (8)

1. 排砂管同士を接続する接続構造であって、
   略円筒状の雄型接続部を一端に有し、接続対象の一方の排砂管側に設けられる第１接続部材と、
   前記雄型接続部が内側に挿入される略円筒状の雌型接続部を一端に有し、接続対象の他方の排砂管側に設けられる第２接続部材と、
   前記第１接続部材と前記第２接続部材との接続状態を維持するためのロック機構と、を含み、
   該ロック機構は、前記雄型接続部の外周面に沿って円環状に形成された溝部と、前記雌型接続部の内周面に沿って円環状に形成された凹部に保持されるロックリングとを含み、
   該ロックリングは、前記凹部内へ収容される収容位置と、前記凹部から前記雌型接続部の中心方向へと突出する突出位置との間を移動可能に保持されており、前記雄型接続部が前記雌型接続部に挿入された状態で前記突出位置に移動されることで、前記溝部に嵌合するように構成されており、
   前記第１接続部材は、前記雄型接続部と反対側の端部に、前記一方の排砂管と、或いは該一方の排砂管に接続されたゴムスリーブと接続されるフランジ接続部を有し、該フランジ接続部は、前記雄型接続部の端部から軸方向外側に延在してフランジを形成し、該フランジに沿って円環状に複数のボルト穴が形成され、
   前記第２接続部材は、前記雌型接続部と反対側の端部に、前記他方の排砂管と、或いは該他方の排砂管に接続されたゴムスリーブと接続されるフランジ接続部を有し、該フランジ接続部は、前記雌型接続部の端部に連続して形成されて略円筒状を成し、その前記雌型接続部と反対側の背面に沿って円環状に複数のボルト穴が形成されていることを特徴とする排砂管の接続構造。
2. 前記ロックリングは、前記凹部の延在方向に沿って分割された複数の分割片により構成され、該複数の分割片の各々が、前記収容位置と前記突出位置との間を移動可能に、隣接する分割片間に隙間が設けられて個別に保持されていることを特徴とする請求項１記載の排砂管の接続構造。
3. 前記ロック機構は、前記雌型接続部を外周面側から貫通して前記凹部へとねじ込まれる複数のボルトを含み、
   前記複数の分割片は、前記複数のボルトのねじ込み動作に追従して前記収容位置と前記突出位置との間を移動するように、前記複数のボルトと接続されていることを特徴とする請求項２記載の排砂管の接続構造。
4. 前記雌型接続部の内周面と前記雄型接続部の外周面との、前記雄型接続部が前記雌型接続部に挿入された状態で互いに接触する位置の、少なくとも一方に、少なくとも１つのＯリングが取り付けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の排砂管の接続構造。
5. 排砂管同士を接続する接続方法であって、
   接続対象の一方の排砂管側に、略円筒状の雄型接続部を一端に有する第１接続部材を設けると共に、接続対象の他方の排砂管側に、前記雄型接続部が内側に挿入される略円筒状の雌型接続部を一端に有する第２接続部材を設け、
   前記雄型接続部の外周面に沿って円環状に溝部を形成すると共に、前記雌型接続部の内周面に沿って円環状に凹部を形成し、
   前記凹部内へ収容される収容位置と、前記凹部から前記雌型接続部の中心方向へと突出する突出位置との間を移動可能に、前記凹部にロックリングを保持させ、
   前記雄型接続部を前記雌型接続部に挿入した状態で、前記ロックリングを前記突出位置に移動させて前記溝部に嵌合させることで、前記第１接続部材と前記第２接続部材との接続状態を維持し、
   前記第１接続部材の前記雄型接続部と反対側の端部を、前記一方の排砂管と、或いは該一方の排砂管に接続されたゴムスリーブと予めフランジ接続し、このとき、前記雄型接続部の端部から軸方向外側に延在するフランジと、該フランジに沿って円環状に形成された複数のボルト穴とを有するフランジ接続部を介してフランジ接続し、
   前記第２接続部材の前記雌型接続部と反対側の端部を、前記他方の排砂管と、或いは該他方の排砂管に接続されたゴムスリーブと予めフランジ接続し、このとき、前記雌型接続部の端部に連続して形成されて略円筒状を成し、その前記雌型接続部と反対側の背面に沿って円環状に複数のボルト穴が形成されたフランジ接続部を介してフランジ接続することを特徴とする排砂管の接続方法。
6. 前記ロックリングを、前記凹部の延在方向に沿って分割した複数の分割片により構成し、該複数の分割片の各々を、前記収容位置と前記突出位置との間を移動可能に、隣接する分割片間に隙間を設けて個別に保持させることを特徴とする請求項５記載の排砂管の接続方法。
7. 前記雌型接続部を外周面側から貫通して前記凹部へとねじ込まれる複数のボルトを設置し、該複数のボルトのねじ込み動作に追従して、前記複数の分割片が前記収容位置と前記突出位置との間を移動するように、前記複数の分割片を前記複数のボルトと接続することを特徴とする請求項６記載の排砂管の接続方法。
8. 前記雌型接続部の内周面と前記雄型接続部の外周面との、前記雄型接続部が前記雌型接続部に挿入された状態で互いに接触する位置の、少なくとも一方に、少なくとも１つのＯリングを取り付けることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載の排砂管の接続方法。

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