JPS6389797A - 管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、管継手、特に立坑内から地盤に圧入される推
進管として使用されるコンクリート管のようなセメント
系の管、セラミック族の管の接続に適する管継手に関す
る。

（従来技術） 地盤に管を埋設して地中に管路を形成するため、地盤に
構築された立坑から複数の管を順次に地盤中に圧入し、
これらを推進する管推進工法が知られている。この工法
では、地盤中に先に圧入された先行の管とこれに引き続
いて圧入される後続の管とは管継手を介して相互に接続
され、先行の管は後続の管に及ぼされる推進力の作用下
で前配管継手および後続の管とともに地盤中を推進され
る。

推進管として、鋼管の他に該鋼管に比べて低弾性で変形
性に乏しく比較的破損し易いという性質を有するコンク
リート管のようなセメント系の管やセラミック系の管が
用いられている。このような性質の管の接続に用いられ
る管継手は、従来、管の端部を受け入れ可能の円筒状の
カラーと、該カラーの内周面から前記カラーの軸線に垂
直な垂直面に沿って伸びる、前記管が当接可能の環状の
フランジとで構成され、前記後続の管に推進力が及ぼさ
れるときに該推進力を先行の管に伝達する作用をなす前
記フランジはその両面が前記垂直面と平行な面から成る
。前記管の端部が前記カラーに同軸的に受け入れられる
とき、８管の端面はその全面が前記フランジの各面に当
接する。

ところで、予期しない地質の変化等のために、管継手お
よび後続の管を介して推進力が及ぼされている先行の管
がその推進計画線から反れることがある。推進方向に変
化が生じると、同軸状態にあった先行の管および管継手
の両軸線が互いに交差する状態となる。このとき、管継
手の前記フランジはその両面が前記カラーの軸線に垂直
であることから、先行の管の端面と管継手のフランジと
の接触状態は面接触状態から前記管の端面の外周縁部の
一点が前記フランジの垂直面に当接した状態である点接
触状態に変化する。

先行の管の推進方向に変化があったことは、通常、その
変化のあった時点から時を経た後に判明する。したがっ
て、推進方向に変化が生じたことが判明し、推進方向を
修正するまでの間の前記先行の管の推進のための前記推
進力の伝達は点接触状態でなされることになる。この間
、前記先行の管の外周縁部の接触点には応力の集中現象
が生じ、このために前記接触点から前記外周縁部近傍に
クラックが発生し、また、前記外周縁部近傍が破損する
ことが多い。

また、推進計画線に沿って推進される先行の管は実際に
は一定の許容範囲内で蛇行しながら推進される。したが
って、推進中の先行の管の端面と管継手のフランジとは
常に面接触状態に維持されているわけではなく、面接触
と点接触とが繰り返される。この繰り返しの点接触によ
る繰り返し応力の作用が前記管の端面の外周縁部の強度
を低下させ、これが前記クラックの発生または前記破損
を助長していた。

さらに、管の製作誤差等のために、管の端面の外周縁部
または内周縁部の近傍が前記管継手のフランジに点接触
をする場合があり、この場合には、推進中の管の軸線と
管継手の軸線とが平行であるにも拘らず、前記外周縁部
または内周縁部に応力が集中し、この部位にクラックが
生じあるいはこの部位が破損することがあった。

（発明の目的） 本発明の目的は、推進中のセメント系、セラミック系等
の管の外周縁部におけるクシツクの発生、破損をできる
限り回避することができる管継手を提供することにある
。

（発明の構成） 本発明に係る管継手は、管の端部を受け入れ可能のカラ
ーと、前記カラーの内周面から前記カラーの軸線に垂直
な垂直面に沿って伸びる、前記管が当接可能の環状のフ
ランジとから成り、前記フランジがその少なくとも一方
の面に、前記管の端部が前記カラーに同軸的に受け入れ
られ、前記フランジに当接するときに前記管の端面の外
周縁部と前記フランジとの間に間隙が生じるように形成
された、前記フランジの他の一方の面に向けて伸びる逃
げ面部を有することを特徴とする。

（発明の作用および効果） 本発明に係る管継手によれば、これを、管路の敷設のた
めに立坑から地盤に先に圧入されたセメント系あるいは
セラミック系の管から成る先行の管と、該管に引き続い
て圧入される、該管と同系の管から成る後続の管との接
続に用いる場合、後続の管に推進力を与える間に、管継
手のカラーと同軸状態にあった先行の管が地質の急変等
によって推進方向が変化し、先行の管の軸線と管継手の
カラーの軸線とが交差すると、同軸状態にあったときの
先行の管の端面の外周縁部と前記フランジとの間の間隙
を前記外周縁部が前記両軸線の交差角度の大きさに応じ
て前記フランジに向けて移動する。

先行の管の端面の外周縁部がフランジに接触しない場合
、前記先行の管の外周縁部に応力の集中が生じることは
なく、したがって、先行の管の軸線と管継手のカラーの
軸線との交差角度が所定の範囲内にあれば、推進方向が
変化した先行の管に推進力が付与されても、先行の管の
端面の外周縁部およびその近傍にクラックが生じあるい
は外周縁部およびその周辺が損傷することはなく、また
、前記クラックの発生、前記損傷が助長されることもな
い。

さらに、前記交差角度が許容範囲を越え、先行の管の端
面の外周縁部が管継手のフランジに接することとなって
も、先行の管と管継手のカラーの軸線とが交差すると直
ちに前記管の端面の外周縁部に応力が負荷する前記従来
の場合に比べ、時間的に遅わて前記外周縁部に応力が負
荷される。このため、前記応力の負荷による前記外周縁
部へのクラックの発生前における前記管の推進方向の変
化の発見およびその推進方向の修正を容易にする。

前記間隙を生じさせるために形成される逃げ面は、これ
を円錐面で構成することができる。この場合には、前記
交差角度の大きさが前記円錐面の傾斜角度と等しいとき
、前記外周縁部はフランジの円錐面と線接触をするため
、これが点接触をする従来の管継手に比べて、後続の管
に付与される推進力のために前記外周縁部に及ぼされる
応力の集中度は小さい。このため、従来の管継手を使用
する場合に比べて、管の外周縁部でのクラックの発生率
、前記外周縁部の損傷率をより小さくすることができる
。

（実施例） 本発明が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。

第１図に示すように、本発明に係る管継手１０は、円形
の横断面を有するセメント系の管の一種であるコンクリ
ート管１２．１４相互の接続のために適用され、これら
のコンクリート管の端部１２ａ、１４ａを受け入れ可能
の円筒状のカラー１６と、該カラーの内周面からカラー
１６の軸線に垂直な垂直面（図示せず）に沿って伸びる
、カラー１６と一体の環状のフランジ１８とから成る。

管継手１０は、前記セメント系の管の外にセラミック系
の管の相互接続に適する。

想像線で示すコンクリート管１２．１４のそれぞれの両
端部は、その外径が、その余の部分すなわち中間部１２
ｂ、１４ｂの外径より小さい。各コンクリート管はその
一方の端部が、該コンクリート管の中間部１２ｂ、１４
ｂの外径にほぼ等しい外径と、コンクリート管の端部１
２ａ。

１４ａの外径より大きい内径とを有するカラー１６に同
軸的に受け入れられている。各コンクリート管は、その
軸線に垂直な端面２０を有する。

カラー１６の各端部には、その開放端近傍の内周面に、
各コンクリート管の端部とカラー１６との間に配置され
るリング状のシール（図示せず）をコンクリート管の端
部に設けられた周溝２１と共同して受け入れることがで
きる周溝１９が形成されている。周溝１９が形成されて
いる部分はその他の部分よりも肉厚が大きく、周溝１９
は凹部１９ａと、該凹部の両側にあってこれに連なる一
対の凸部１９ｂに規定されている。一対の凸部１９ｂを
設けることにより、前記シールの外周面が当接すること
となる凹部１９ａの凹面の傷付きを防止し、該傷付きに
伴なうコンクリート管およびカラー１６間の液密性の低
下を防止することができる。また、一対の凸部１９ｂは
、前記シールを配置する際の該シールの位置決めの手掛
り、および、凹部１９ａに受け入れられた前記シールが
カラー１６の軸線方向へ移動することにより生じるはみ
出しを防止する作用を成す。

第２図に示すように、管継手ｌＯのフランジ１８はカラ
ー１６の軸線方向のほぼ中央部に位置し、カラー１６の
各開放端に面する面２２，２４を有する。

フランジ１８の各面２２．２４は、コンクリート管１２
．１４の各端部がカラー１６と同軸状態でフランジ１８
に当接するとき、各コンクリート管の端面２０の外周縁
部２０ａとフランジ１８との間に間隙２６（但し、一方
の面２２に関してのみ示す。）が生じるように形成され
た逃げ面部２２ａ、２４ａを有する。これらの逃げ面部
は、フランジ１６の直径方向における外方側にあって、
互いに他の一方の面２２．２４に向けて伸び、前記垂直
面に関して対称である。一方の面２２および他の一方の
面２４は、逃げ面部（以下、第１の逃げ面部という。）
２２ａ、２４ａからフランジ１６の内周縁部１８ａに向
けて伸びかつ前記垂直面に平行な垂直面部２２ｂ、２４
ｂと、該垂直面部から互いに他の一方の面２２゜２４に
向けて伸びかつ前記内周縁部１８ａに連なる逃げ面部（
以下、第２の逃げ面部という。）２２ｃ、２４ｃと、第
１の逃げ面部２２ａ。

２４ａからフランジ１６の外周縁部１８ｂに向けて伸び
かつ前記垂直面に平行な垂直面部２２ｄ。

２４ｄとを有する。

前記第１の逃げ面部は、これらを両面２２゜２４に形成
する図示の例に代えて、いずれか一方の面にのみ形成し
てもよい。また、前記第２の逃げ面部は、その形成を省
略することが可能である。したがフて、例えば、一方の
面２２を第１の逃げ面部２２ａを有する面とし、かつ、
他の一方の面２４を垂直面部のみから成る面とすること
ができる。

フランジ１８についてさらに説明すると、フランジ１８
の内周縁部１８ａの直径は各コンクリート管の内径より
大きい。フランジ１８の各面、代表的に一方の面２２に
おける第１の逃げ面部２２ａは円錐面から成る。前記円
錐面と垂直面部２２ｂとの成す角度は、例えば２〜３度
とすることができる。図示の円錐面に代えて、前記第１
の逃げ面部を例えば円筒面で構成することができ、この
ときに前記円筒面と垂直面部２２ｂとの成す角度は言う
までもなく９０度である。垂直面部２２ｂには、管継手
１０の重量軽減のために、周方向に間隔をおいて複数の
孔２８を設けることが好ましい。

図示のコンクリート管１２．１４は地中に管路を敷設す
るための管推進工法における推進管として使用される。

前記管推進工法においては、地盤（図示せず）に構築さ
れた立坑（図示せず）から該立坑に設置された推進装置
（図示せず）により、コンクリート管１２．１４が順次
に地盤に圧入される。両コンクリート管１２．１４の相
互接続は、コンクリート管１２を地盤に圧入した後、コ
ンクリート管１２の推進方向における後方の端部（後端
部）１２ａをカラー１６の一方の端部が取り巻くように
管継手１０をコンクリート管１２に取り付け、先行のコ
ンクリート管１２に引き続いて前記立坑から推進される
後続のコンクリート管１４の前方の端部（前端部）１４
ａを管継手１０の他方の端部内に挿入することにより行
なわれる。このとき、コンクリート管１２、管継手のカ
ラー１６およびコンクリート管１４の各軸線は同一の軸
線上に位置し、コンクリート管１４に付与される推進力
は、コンクリート管１２の端面２０が管継手のフランジ
の垂直面部２２ｂに面接触した状態で管継手工０のフラ
ンジ１８を介して先行のコンクリート管１２に伝達され
る。

前記管推進工法においては、予期しない地質の変化等の
ために、管継手１０および後続のコンクリート管１４を
介して推進力が及ぼされている先行のコンクリート管１
２がその推進計画線から反れることがある。推進方向に
変化が生じると、管継手のカラー１６の軸線に対してこ
れと同軸状態にあった先行のコンクリート管１２の軸線
が交差する。その結果、フランジの一方の面２２の垂直
面部２２ｂと面接触状態にあったコンクリート管１２の
端面２０は、その外周縁部２０ａよりも径方向内方の位
置で、逃げ面部２２ａと垂直面部２２ｂとの境界で前記
フランジと点接触をし、また、外周縁部２０ａは逃げ面
２２ａである面記円錐面に対して非接触状態、または、
さらに交差角度が増大するときは線接触状態を経て点接
触をする状態となる。

前記非接触状態の場合、外周縁部２０ａに前記推進に伴
なう応力が作用することはなく、したがって、外周縁部
２０ａにおけるクラックの発生、破損はない。また、点
接触する部位は、外周縁部２０ａよりも径方向における
内方部分であることから、外周縁部２０ａにおける場合
と比較してその応力の集中度合は小さく、また、コンク
リート管１２に有効に分散されるために、この部位にク
ラックや破壊が生じることはほとんどない。また、前記
交差角度が第１の逃げ面部と垂直面部との成す角度に等
しいとき、外周縁部２０ａは前記第１の逃げ面部と線接
触をする。このために、点接触をする場合と比べて外周
縁部２０ａに対する応力の集中度は小さい。さらに、前
記交差角度が増大する場合、外周縁部２０ａは、一方の
面が垂直面部のみから成る従来の管継手のように垂直面
部２２ｄに点接触することとなるが、前記従来の管継手
と異なり、外周縁部２０ａの前記点接触まで角度的なし
たがって時間的な余裕があることから、外周縁部２０ａ
にクラックが生じる前にコンクリート管１２の推進方向
の変化を知ることが容易であり、また、その修正が容易
である。

また、コンクリート管の製作誤差等のために、推進中の
コンクリート管の軸線と管継手のカラーの軸線とが平行
であるにも拘らず、コンクリート管１２．１４の端面の
内周縁部近傍に応力が集中することがある。この現象は
、第２の逃げ面２２ｃ、２４ｃを設けることにより、前
記端面の内周縁部近傍の管継手のフランジとの片当りを
生じさせ、前記内周縁部近傍にクラックを発生させある
いは破壊を生じさせるような前記フランジへの接触を阻
止することができる。

なお、言うまでもないが、発明に係る管継手１０は、前
記推進管相互の接続だけでなく、他の用途のセメント系
あるいはセラミック系の管の接続のために使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管継手をその軸線方向に沿って切
断して示す縦断面図、第２図は第１図の部分拡大図、第
３図は管継手の部分側面図である。 １０：管継手、１２，１４：コンクリート管、１６．１
８：管継手のカラーおよびフランジ、１９：周溝、　　
２０：コンクリート管の端面、２０ａ：コンクリート管
の端面の外周縁部、２２．２４：管継手のフランジの一
方の面および他の一方の面、 ２６：コンクリート管の端面の外周縁部とフランジとの
間の間隙。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第１図 第２図 −１」 第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）管の端部を受け入れ可能のカラーと、前記カラー
   の内周面から前記カラーの軸線に垂直な垂直面に沿って
   伸びる、前記管が当接可能の環状のフランジとから成り
   、前記フランジはその少なくとも一方の面に、前記管の
   端部が前記カラーに同軸的に受け入れられ、前記フラン
   ジに当接するときに前記管の端面の外周縁部と前記フラ
   ンジとの間に間隙が生じるように形成された、前記フラ
   ンジの他の一方の面に向けて伸びる逃げ面部を有する、
   管継手。
2. （２）前記逃げ面部は円錐面から成る、特許請求の範囲
   第（１）項に記載の管継手。
3. （３）前記逃げ面部は円筒面から成る、特許請求の範囲
   第（１）項に記載の管継手。
4. （４）前記カラーは、前記カラーと前記管との間に配置
   されるシールを受け入れることができる周溝を有する、
   特許請求の範囲第（１）項に記載の管継手。
5. （５）前記周溝は、前記カラーの内周面に形成された凹
   部および該凹部の両側にあってこれらに連なる一対の凸
   部に規定されている、特許請求の範囲第（４）項に記載
   の管継手。