JP7133464B2 - 管接合用心出し装置およびスペーサ - Google Patents

Description

本発明は、一方の管の受口に他方の管の挿し口を挿入して管同士を接合する際、一方の管の管軸心に他方の管の管軸心を合わせるための管接合用心出し装置およびスペーサに関する。

従来、この種の管の心出し装置としては、例えば図１４に示すように、基盤１０１上にベース部１０２が固定され、ベース部１０２の上方に、管１０３を保持する保持具１０４が昇降自在に設けられ、ベース部１０２と保持具１０４との間に、保持具１０４を昇降させる調整治具１０５が設けられたものがある。

これによると、管１０３を保持具１０４に載置し、調整治具１０５を作動させて保持具１０４を昇降させることにより、管１０３が上下方向に移動し、心出しが行える。

尚、上記のような心出し装置は例えば下記特許文献１に記載されている。

特開平１１－３５１４４９

しかしながら上記の従来形式では、心出し装置１００のベース部１０２を基盤１０１に固定しているが、地中に配管を敷設する場合等では、ベース部１０２を地盤の上に設置することがある。地盤に凹凸があったり、地盤が柔軟な土砂等で形成されている場合、調整治具１０５を作動させて保持具１０４を上昇させた際に発生する下向きの反力Ｆによって、ベース部１０２が地盤に減り込んだり（沈み込んだり）傾いたりして、ベース部１０２の取付姿勢が不安定になり易く、正確な心出しを行うことが困難になる虞がある。

本発明は、簡単な構造で、正確な心出しを行うことができる管接合用心出し装置およびスペーサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、一方の管の受口に他方の管の挿し口を挿入する際、一方の管の管軸心に他方の管の管軸心を合わせるための管接合用心出し装置であって、
挿し口を支持し且つ受口の内周面と挿し口の外周面との間で管径方向に変動自在な支持部材と、
支持部材を管径方向に変動させる位置調整部材とを有し、
支持部材は管径方向における受口の内周面と挿し口の外周面との間に入り込み、
支持部材と位置調整部材とが受口の内周面に支持されるものである。

これによると、位置調整部材を用いて支持部材を管径方向に変動させることにより、
挿し口の先端部が支持部材に支持されて管径方向に変位する。これにより、他方の管の管軸心を一方の管の管軸心に合わせることができる。

この際、支持部材と位置調整部材とは受口の内周面に支持されているため、支持部材で挿し口の先端部を持ち上げた際に反力が作用しても、この反力は受口の内周面で受けられる。これにより、支持部材の姿勢が不安定にならずに安定し、正確な心出しを行うことができる。

本第２発明における管接合用心出し装置は、支持部材は、受口開口側の一端部が受口の内周面に支持され、受口奥側の他端部が一端部よりも上位になるように、受口の内周面に対して傾斜可能であり、
位置調整部材は受口の内周面に対する支持部材の傾斜角度を増減するものである。

これによると、支持部材を受口の内周面下部と挿し口の外周面下部との間に設け、位置調整部材を用いて支持部材の傾斜角度を増減することにより、挿し口の先端部が支持部材に支持されて上下方向に変位する。これにより、他方の管の管軸心を一方の管の管軸心に合わせることができる。

本第３発明における管接合用心出し装置は、位置調整部材は、管径方向において支持部材を貫通するとともに、貫通部分においてねじを介して支持部材に螺合しており、
位置調整部材の管径方向における先端部が受口の内周面に当接し、
位置調整部材を回すことにより、支持部材がねじに送られて支持部材の傾斜角度が増減するものである。

これによると、支持部材を受口の内周面下部と挿し口の外周面下部との間に設け、位置調整部材を回して支持部材の傾斜角度を増減することにより、挿し口の先端部が支持部材に支持されて上下方向に変位する。これにより、他方の管の管軸心を一方の管の管軸心に合わせることができる。

また、管接合用心出し装置は支持部材とねじ式の位置調整部材との簡単な構造を有するため、管接合用心出し装置の小型軽量化を図ることができる。また、支持部材は、ねじに送られて、その傾斜角度が増減するため、一方の管の管軸心に対する他方の管の管軸心の位置を容易に微調整することができる。

本第４発明における管接合用心出し装置は、位置調整部材は、調整部材本体と、調整部材本体の先端に設けられた球体とを有し、
球体は、受口の内周面に当接するとともに、調整部材本体に対して回転自在であるものである。

これによると、位置調整部材を回して支持部材の傾斜角度を増減する際、受口の内周面に当接している球体に対して調整部材本体が回るため、球体が受口の内周面に摺接して受口の内周面に傷が付くのを防止することができる。

本第５発明は、一方の管の受口に他方の管の挿し口を挿入する際、一方の管の管軸心に他方の管の管軸心を合わせるための管接合用心出し装置、および、受口の奥端部と挿し口の先端部との間を所定間隔に保つ円環状のスペーサであって、
管接合用心出し装置は、挿し口を支持し且つ受口の内周面と挿し口の外周面との間で管径方向に変動自在な支持部材と、支持部材を管径方向に変動させる位置調整部材とを有し、
支持部材と位置調整部材とが受口の内周面に支持され、
スペーサは、弾性体からなるとともに、受口内に着脱自在に設けられ、
スペーサに、管径方向において貫通する貫通孔が形成され、
支持部材がスペーサと受口の内周面との間に挟まれ、
位置調整部材がスペーサの貫通孔に挿通されているものである。

これによると、支持部材がスペーサと受口の内周面との間に挟まれ、位置調整部材がスペーサの貫通孔に挿通されているため、管接合用心出し装置が管周方向および管軸方向に位置ずれするのを防止することができる。

心出しを行って、一方の管と他方の管とを接合した後、スペーサと管接合用心出し装置とを取り外すことにより、受口の奥端部と挿し口の先端部との間が所定間隔に保たれる。このように、スペーサには、受口の奥端部と挿し口の先端部との間を所定間隔に保つ機能に加えて、管接合用心出し装置を位置決めする機能も有している。

以上のように本発明によると、管接合用心出し装置は簡単な構造であり、管接合用心出し装置を用いて、正確な心出しを行うことができる。

本発明の実施の形態における心出し装置を用いて接合した管継手の断面図である。 同、心出し装置の側面図である。 図２におけるＸ－Ｘ矢視図である。 同、心出し装置の一部切欠き分解側面図である。 同、心出し装置の使用時における断面図である。 図５における一部拡大断面図である。 図６におけるＸ－Ｘ矢視図である。 図５におけるＸ－Ｘ矢視図である。 図８におけるＸ－Ｘ矢視図である。 図８におけるＹ－Ｙ矢視図である。 同、心出し装置を用いて管同士を接合するときの手順を示す断面図である。 同、心出し装置を用いて管同士を接合するときの手順を示す断面図である。 同、心出し装置を用いて管同士を接合するときの手順を示す断面図である。 従来の管の心出し装置の図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１に示すように、１は、一方の管２の端部に形成された受口３に他方の管４の端部に形成された挿し口５を挿入して、これら管２，４同士を接合した耐震管の管継手の一例である。管２，４は、ダクタイル鋳鉄管であり、例えば地中に埋設される。以下、管継手１の構造を説明する。

受口３の奥の段差部には、奥端面１０（奥端部の一例）が全周にわたり形成されている。また、受口３と挿し口５との間をシールする円環状のシール部材１１が、受口３の開口端１２から、受口３の内周面と挿し口５の外周面との間に挿入されている。シール部材１１はゴム等の弾性材で構成されている。

また、受口３の内周面にはロックリング収容溝１４が全周にわたり形成されている。ロックリング収容溝１４は、管軸方向Ａにおいて、シール部材１１と受口３の奥端面１０との間に位置している。ロックリング収容溝１４には、ロックリング１５と、ロックリング１５を挿し口５の外周面に押圧する（抱き付かせる）ためのロックリング押圧部材１６とが収容されている。尚、ロックリング１５は、一箇所が分断された一つ割り構造の円環状のリングであり、管軸方向Ａにおいてシール部材１１に対向する側面１７を有している。また、ロックリング押圧部材１６は弾性構造を有する略円環状の部材である。

管軸方向Ａにおけるロックリング１５とシール部材１１との間にはバックアップリング２０が設けられている。バックアップリング２０は、シール部材１１が受口３の奥へ過剰に挿入されるのを防ぐための一つ割り構造のリングであって、挿し口５に外嵌され、ロックリング１５の側面１７に当接する。

受口３の開口端１２には、シール部材１１を受口３の奥へ押し込む円環状の押輪２１が複数本のＴ頭ボルト２２およびナット２３を介して取り付けられている。

挿し口５の外周面には突部２５が全周にわたり形成されている。突部２５はロックリング１５と受口３の奥端面１０との間に位置し、地震等により他方の管４が離脱方向Ｂに移動した際、突部２５が受口３の奥側からロックリング１５に係合することにより、他方の管４が一方の管２から離脱するのを防止している。

また、一方の管２と他方の管４とを接合した際には、受口３の奥端面１０と挿し口５の先端部とは所定間隔Ｃをあけて離間している。

図２～図４に示すように、４１は一方の管２と他方の管４とを接合する際に使用される管接合用の心出し装置である。この心出し装置４１は、平板状の支持部材４２と、位置調整部材４３とを有している。支持部材４２には、厚さ方向において貫通するねじ孔４４が形成されている。ねじ孔４４の内周には雌ねじが形成されている。

位置調整部材４３は、ボルト本体４７（調整部材本体の一例）と、ボルト本体４７の先端に設けられた回転自在な球体４８とを有している。

一方の管２の管軸心６に他方の管４の管軸心７を合わせる心出し作業を行う際、心出し装置４１は以下のように受口３内にセットされる。

図５～図８に示すように、支持部材４２は、受口３の開口端１２側の一端部４２ａが受口３の内周面に支持され、受口３の奥側の他端部４２ｂが一端部４２ａよりも上位になるように、受口３の内周面に対して傾斜可能であり、且つ、受口３の内周面と挿し口５の外周面との間で上下方向Ｄ（管径方向の一例）に変動自在である。

位置調整部材４３は、ねじ孔４４に挿入され、上下方向Ｄにおいて支持部材４２を貫通して受口３の内周面に支持されるとともに、ボルト本体４７の雄ねじがねじ孔４４の雌ねじに螺合している。位置調整部材４３の球体４８は、受口３の内周面に当接するとともに、ボルト本体４７に対して回転自在である。

位置調整部材４３を回すことにより、支持部材４２が互いに螺合するボルト本体４７の雄ねじとねじ孔４４の雌ねじとに送られ、受口３の内周面に対する支持部材４２の傾斜角度Ｅが増減する。

また、受口３の内周には、受口３の奥端面１０と挿し口５の先端部との間を所定間隔Ｃに保つ円環状のスペーサ５３が着脱自在に設けられている。スペーサ５３はゴム等の弾性体からなる。

スペーサ５３には、上下方向Ｄにおいて貫通する貫通孔５４が形成されている。支持部材４２はスペーサ５３と受口３の内周面との間に挟まれ、位置調整部材４３はスペーサ５３の貫通孔５４に挿通されている。

心出し装置４１を用いて一方の管２と他方の管４とを接合する方法を以下に説明する。

図１１に示すように、予め、ロックリング１５とロックリング押圧部材１６とをロックリング収容溝１４に収容し、シール部材１１とバックアップリング２０と押輪２１とを挿し口５に外嵌しておく。このとき、適切な治具（図示せず）を用いてロックリング１５を予め拡径させた状態でロックリング収容溝１４内に保持しておく（その後、ロックリング１５の内周を挿し口５の突部２５が通過すると、上記治具を撤去し、ロックリング１５を縮径させる）。

そして、スペーサ５３を受口３の内周にセットする。その後、図１２に示すように、スペーサ５３の外周面と受口３の内周面との間に、心出し装置４１の複数の支持部材４２をセットする。このうち、図８に示すように、いずれか１つの支持部材４２を受口３の内周面の最下部５６にセットし、残り２つの支持部材４２を最下部５６から管周方向Ｇに所定角度離れた両側部５７にセットする。このとき、両側部５７にセットした支持部材４２は、スペーサ５３の外周面と受口３の内周面との間に挟まれているため、管周方向Ｇにおいて位置ずれし難い状態となっている。

次に、図１３に示すように、位置調整部材４３を、スペーサ５３の貫通孔５４に挿通し、最下部５６にセットされた支持部材４２のねじ孔４４に螺合する。その後、他方の管４をクレーン等で吊り上げ、他方の管４の挿し口５の先端がスペーサ５３に当接するまで挿し口５を一方の管２の受口３に挿入する。これにより、各支持部材４２の一部が受口３の内周面と挿し口５の先端部の外周面との間に入り込む。この際、挿し口５の先端部の下部は３つの支持部材４２で支持されるため、挿し口５が安定する。

その後、図５～図８に示すように、位置調整部材４３を一方向に回すことにより、最下部５６にセットされた支持部材４２が傾斜して傾斜角度Ｅが増加し、挿し口５が支持部材４２によって持ち上げられ、他方の管４の管軸心７が上昇する。反対に、位置調整部材４３を他方向に回すことにより、最下部５６にセットされた支持部材４２の傾斜角度Ｅが減少し、挿し口５が支持部材４２によって下降し、他方の管４の管軸心７が下降する。これにより、他方の管４の管軸心７を一方の管２の管軸心６に合わせることができ、バックアップリング２０を挿入することが可能な大きさの隙間５９が受口３の内周面と挿し口５の外周面との間に全周にわたり形成される。

このようにして心出しを行った後、ブロック等の管支持用具を用いて、他方の管４を心出した高さに支持し、クレーンを他方の管４から切り離す。その後、図５の仮想線で示すように、バックアップリング２０を、挿し口５に対して管軸方向Ａに移動させ、受口３の開口端１２から受口３の内周面と挿し口５の外周面との隙間５９に挿入し、ロックリング１５の側面１７に当接させる。

その後、シール部材１１を、挿し口５に対して管軸方向Ａに移動させ、受口３の内周面と挿し口５の外周面との隙間５９に挿入する。さらに、押輪２１を、挿し口５に対して管軸方向Ａに移動させて受口３の開口端面に当接させ、Ｔ頭ボルト２２およびナット２３を用いて受口３に取り付ける。

その後、位置調整部材４３を最下部５６にセットされた支持部材４２から取り外し、スペーサ５３を受口３の奥端面１０と挿し口５の先端部との間から取り外す。そして、残った全ての支持部材４２を、受口３の奥端面１０と挿し口５の先端部との間を通して、受口３内から取り外す。これにより、図１に示すように、一方の管２と他方の管４とが接合され、受口３の奥端面１０と挿し口５の先端部とが所定間隔Ｃをあけて離間した状態になる。

上記のような心出し装置４１を用いた心出し作業において、図５，図６に示すように、心出し装置４１の支持部材４２と位置調整部材４３とは受口３の内周面に支持されているため、支持部材４２で挿し口５の先端部を持ち上げた際に下向きの反力が作用しても、この反力は受口３の内周面で受けられる。これにより、支持部材４２の姿勢が不安定にならずに安定し、正確な心出しを行うことができる。

また、心出し装置４１は支持部材４２とねじ式の位置調整部材４３との簡単な構造を有するため、心出し装置４１の小型軽量化を図ることができる。また、図６に示すように、支持部材４２は、ねじに送られて、その傾斜角度Ｅが増減するため、一方の管２の管軸心６に対する他方の管４の管軸心７の位置を容易に微調整することができる。

また、位置調整部材４３を回して支持部材４２の傾斜角度Ｅを増減する際、受口３の内周面に当接している球体４８に対してボルト本体４７が回るため、球体４８が受口３の内周面に摺接して受口３の内周面に傷が付くのを防止することができる。

また、図６，図８～図１０に示すように、両側部５７にセットされた支持部材４２はスペーサ５３の外周面と受口３の内周面との間に挟まれているため、支持部材４２が管周方向Ｇに位置ずれするのを防止することができる。また、最下部５６にセットされた心出し装置４１は、スペーサ５３の外周面と受口３の内周面との間に挟まれていることに加え、位置調整部材４３がスペーサ５３の貫通孔５４に挿通されているため、管周方向Ｇおよび管軸方向Ａに位置ずれするのを、より確実に防止することができる。このように、スペーサ５３には、受口３の奥端面１０と挿し口５の先端部との間を所定間隔Ｃに保つ機能に加えて、上記のように心出し装置４１を位置決めする機能も有している。

上記実施の形態では、図８に示すように、管周方向Ｇにおける最下部５６に心出し装置４１をセットし、両側部５７に支持部材４２のみをセットしているが、両側部５７に支持部材４２をセットしなくてもよい。また、管周方向Ｇにおける一箇所に心出し装置４１をセットしているが、複数箇所に心出し装置４１をセットしてもよい。また、管周方向Ｇにおける最下部５６以外の箇所に心出し装置４１をセットしてもよい。

上記実施の形態では、管２，４としてダクタイル鋳鉄管を挙げたが、ダクタイル鋳鉄製以外の管であってもよい。

上記実施の形態において、図１に示すように、受口３の奥端面１０と挿し口５の先端部とは所定間隔Ｃをあけて離間しているが、この所定間隔Ｃは、管継手１が地震等の地盤変動の影響で管軸方向Ａに圧縮されるような外力を受けた際の受口３と挿し口５との間の移動を許容するために設けられているものである。また、管路の直管部以外、例えば、管路の曲管部等のように管内水圧によって管を圧縮方向に移動させようとする力が作用する場合には、管接合後、ここに移動防止のための別途のライナー（周方向に分割された複数の金属製部材からなる円筒状部材）を挿入することもある。この場合には、ライナーのセットに都合のよい間隔が確保できるように、上記所定間隔Ｃが選定される。

上記実施の形態では、図１に示すように、ロックリング押圧部材１６を備えた管継手１について述べたが、本発明は、ロックリング押圧部材１６を備えていない管継手にも適用可能である。尚、ロックリング押圧部材１６は、ロックリング１５を挿し口５の外周面に押圧する機能を有するものであれば、略円環状の部材に限定されるものではない。例えば、周方向に複数の弾性部材を配置したロックリング押圧部材でもよい。

２ 一方の管
３ 受口
４ 他方の管
５ 挿し口
６，７ 管軸心
１０ 奥端面（奥端部）
４１ 心出し装置
４２ 支持部材
４２ａ 一端部
４２ｂ 他端部
４３ 位置調整部材
４７ ボルト本体（調整部材本体）
４８ 球体
５３ スペーサ
５４ 貫通孔
Ｃ 所定間隔
Ｄ 上下方向（管径方向）
Ｅ 傾斜角度

Claims (5)

1. 一方の管の受口に他方の管の挿し口を挿入する際、一方の管の管軸心に他方の管の管軸心を合わせるための管接合用心出し装置であって、
   挿し口を支持し且つ受口の内周面と挿し口の外周面との間で管径方向に変動自在な支持部材と、
   支持部材を管径方向に変動させる位置調整部材とを有し、
   支持部材は管径方向における受口の内周面と挿し口の外周面との間に入り込み、
   支持部材と位置調整部材とが受口の内周面に支持されることを特徴とする管接合用心出し装置。
2. 支持部材は、受口開口側の一端部が受口の内周面に支持され、受口奥側の他端部が一端部よりも上位になるように、受口の内周面に対して傾斜可能であり、
   位置調整部材は受口の内周面に対する支持部材の傾斜角度を増減することを特徴とする請求項１記載の管接合用心出し装置。
3. 位置調整部材は、管径方向において支持部材を貫通するとともに、貫通部分においてねじを介して支持部材に螺合しており、
   位置調整部材の管径方向における先端部が受口の内周面に当接し、
   位置調整部材を回すことにより、支持部材がねじに送られて支持部材の傾斜角度が増減することを特徴とする請求項２記載の管接合用心出し装置。
4. 位置調整部材は、調整部材本体と、調整部材本体の先端に設けられた球体とを有し、
   球体は、受口の内周面に当接するとともに、調整部材本体に対して回転自在であることを特徴とする請求項３記載の管接合用心出し装置。
5. 一方の管の受口に他方の管の挿し口を挿入する際、一方の管の管軸心に他方の管の管軸心を合わせるための管接合用心出し装置、および、受口の奥端部と挿し口の先端部との間を所定間隔に保つ円環状のスペーサであって、
   管接合用心出し装置は、挿し口を支持し且つ受口の内周面と挿し口の外周面との間で管径方向に変動自在な支持部材と、支持部材を管径方向に変動させる位置調整部材とを有し、
   支持部材と位置調整部材とが受口の内周面に支持され、
   スペーサは、弾性体からなるとともに、受口内に着脱自在に設けられ、
   スペーサに、管径方向において貫通する貫通孔が形成され、
   支持部材がスペーサと受口の内周面との間に挟まれ、
   位置調整部材がスペーサの貫通孔に挿通されていることを特徴とする管接合用心出し装置およびスペーサ。

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