JP5451275B2 - 管継手 - Google Patents

Description

本発明は、受口に挿口が挿入された管継手に関する。

管継手として、互いに接合される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が挿入され、この挿口の外周面と上記受口の内周面との間の隙間に配設された環状のシール材を、上記挿口における受口に入り込まない部分の外周に配設された環状の押輪により、受口内の奥側へ押圧してシールする構造は既に知られている（例えば、特許文献１等）。

図１６および図１７は、このような管継手構造を例示するものであり、図１６は後述するシール材を装着した状態を示し、図１７はシール材を装着する前の状態を示す。ここで、互いに接合される一方の管１の端部には受口２が形成され、他方の管３の端部には、受口２の内部に挿入される挿口４が形成されている。受口２の内周には、受口２の開口端より奥側ほど径が小さくなるテーパ面５ａとこのテーパ面５ａの奥端部から同じ径で受口２の奥側に延びる平坦面５ｂとを有するシール材収容溝５と、このシール材収容溝５よりも受口奥側に位置するロックリング収容溝６とが形成されている。なお、管１、３は鋳鉄製とされている。

図１６に示すように、シール材収容溝５が設けられている空間、すなわち、シール材収容溝５が形成されている受口２の内周面と挿口４の外周面との間の隙間には、ゴム製で環状のシール材（いわゆるゴム輪）１１が収容されている。このシール材１１は、挿口４における受口２に入り込まない部分の外周に配設された金属製等の剛体からなる環状の押輪１２により、受口２内の奥側へ押圧された圧縮状態で配設されており、これにより受口２の内周面と挿口４の外周面との間がシールされている。

ここで、押輪１２は、その環状の断面が管径方向（径方向とも称す）に平板状に延びた形状とされ、押輪１２を締結して支持するボルト７を挿通させる挿通孔１２ａが、径方向外側寄り部分における周方向の複数箇所（例えば２箇所）に形成されている。また、受口２の端部外周にはフランジ部８が形成されているとともに、このフランジ部８において、押輪１２の挿通孔１２ａに対応する箇所に、挿通孔８ａが形成されている。そして、フランジ部８の挿通孔８ａから押輪１２の挿通孔１２ａに向けて管軸心方向にボルト７を挿通させ、ボルト７のねじ部先端にナット９を螺合させて締め込むことで、押輪１２がフランジ部８に近接する方向へ移動し、これにより、シール材１１が押輪１２により受口奥側に押圧されてシール材収容溝５内に圧入状態で収容されるよう構成されている。

図１７に示すように、シール材１１は、その断面が、圧入される際に先端となる箇所において円形に形成された円形先端部１１ａと、この円形先端部１１ａに繋がる部分が薄肉状で、押輪１２寄り側ほど厚肉となる台形状の基部１１ｂとを一体的に形成した構成とされている。そして、基部１１ｂの端面が、押輪１２のフランジ部８に対向する平坦面に当接された状態で、シール材１１が押圧されてシール材収容溝５内に圧入される。

また、図１６に示すように、従来の管継手構造では、最終的に押輪１２とフランジ部８との間が所定の間隙Ｍとなるまで、ボルト７を締め込んで押輪１２をフランジ部８に向けて接近させてこの位置関係を保持させることで、押輪１２によってシール材１１が受口奥側へ押圧された状態を維持させるとともに受口２の内周面および挿口４の外周面に密着させて、シール材１１による所要のシール機能を発揮させている。なお、図１６、図１７における１０は環状で周方向１つ割のロックリング、１４は挿口４の先端部外周に形成された挿口突部である。

特開２００３−２２２２７６号公報

しかしながら、上記従来の管継手構造では、最終的な押輪１２とフランジ部８との間隙が上記所定の間隙Ｍ（図１６参照）よりも大きければシール機能が不十分となる一方、上記所定の間隙Ｍよりも小さければ、シール材１１が過大な力で押し付けられるといった不具合を生じるおそれがあった。したがって、挿口４を受口２に挿入して一方の管１と他方の管３とを接合する際、押輪１２とフランジ部８との間隙が上記所定の間隙Ｍに一致するように管理しなければならず、その分だけ手間がかかっていた。

本発明は上記課題を解決するもので、管同士を容易に接合することが可能な管継手を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本第１発明は、互いに接合される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が挿入され、
挿口の外周面と受口の内周面との間の隙間に環状のシール材が配設され、
挿口に外嵌されて管軸心方向へ移動自在な環状の押輪が受口の開口端面に外側から対向し、
シール材が押輪によって受口奥側へ押し込まれて挿口の外周面と受口の内周面との間をシールする管継手であって、
押輪を受口に締結するための挿通孔がそれぞれ、押輪と受口との周方向における複数箇所に形成され、
相対向する押輪の端面と受口の開口端面との間に、所定の間隙を形成するスペーサーが介在し、
スペーサーは、周方向における複数箇所に配置されているとともに、径方向において挿通孔の外側近傍箇所又は内側近傍箇所に位置しているものである。

これによると、シール材と押輪とを挿口に外嵌し、挿口を受口に挿入し、この状態で、押輪を管軸心方向に沿って押込方向へ移動させる。これにより、シール材が押輪によって挿口の外周面と受口の内周面との隙間に押し込まれる。

このとき、押輪の端面と受口の開口端面との間にスペーサーが介在することによって、押輪を押込方向へ移動させる際、押輪の端面と受口の開口端面との間隙を正確かつ容易に所定の間隙に保つことができる。これにより、シール材によるシール機能が不足するといった不具合や或いはシール材が過大な力で押し付けられるといった不具合の発生を防止することができ、管同士を容易に接合することができる。

さらに、押輪の端面と受口の開口端面との間隙を通して、シール材の装着状態を目視で確認することができる。また、専用のゲージを押輪の端面と受口の開口端面との間隙に差し込んでゲージの先端をシール材に当接させることによって、受口（又は押輪）の外周面からシール材までの径方向における距離を計測することが可能となり、これにより、シール材の装着状態をより一段と正確に確認することができる。

本第２発明における管継手は、スペーサーは、押輪の端面と受口の開口端面との少なくともいずれか一方の面に設けられ、一方の面から管軸心方向における外向きへ突出しているものである。

これによると、押輪を押込方向へ移動させることにより、シール材が押輪によって挿口の外周面と受口の内周面との隙間に押し込まれ、この際、スペーサーが押輪の端面と受口の開口端面とのいずれか他方の面に当接することで、押輪の端面と受口の開口端面との間隙が所定の間隙に保たれる。

本第３発明における管継手は、スペーサーは、押輪と受口とから切り離された別の部材であり、押輪の端面と受口の開口端面との間に挟持されるものである。
本第４発明における管継手は、スペーサーは押輪の端面に一体に形成されているものである。
本第５発明における管継手は、スペーサーは鋳出しによって形成されているものである。

以上のように本発明によれば、シール材によるシール機能が不足するといった不具合や或いはシール材が過大な力で押し付けられるといった不具合の発生を防止することができ、管同士を容易に接合することができる。

さらに、シール材の装着状態を目視で確認することができ、また、専用のゲージを押輪の端面と受口の開口端面との間隙に差し込むことにより、シール材の装着状態をより一段と正確に確認することができる。

本発明の第１の実施の形態における管継手の断面図である。 同、管継手の押輪の正面図である。 図２におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、管継手の断面図であり、シール材を装着する過程を示す。 同、管継手の一部拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態における管継手の押輪の正面図である。 本発明の第３の実施の形態における管継手の押輪の正面図である。 図７におけるＸ−Ｘ矢視図である。 本発明の第４の実施の形態における管継手の受口の正面図である。 本発明の第５の実施の形態における管継手の受口の正面図である。 本発明の第６の実施の形態における管継手の受口の正面図である。 本発明の第７の実施の形態における管継手の断面図である。 同、管継手の間隙維持手段の正面図である。 図１３におけるＸ−Ｘ矢視図である。 本発明の第８の実施の形態における管継手の押輪の正面図である。 従来の管継手の断面図である。 同、管継手の断面図であり、シール材を装着する過程を示す。

（第１の実施の形態）
以下、本発明における第１の実施の形態を図面を参照しながら説明する。尚、先述した従来のものと同じ部材については同一の符号を付記して詳細な説明を省略する。

図１に示すように、管継手２１は、互いに接合される一方の管１の端部に形成された受口２の内部に、他方の管３の端部に形成された挿口４が挿入され、挿口４の外周面と受口２の内周面との間の隙間に環状のシール材２２が配設され、挿口４に外嵌されて管軸心方向Ａへ移動自在な環状の押輪２３が受口２の開口端部に外側から対向し、シール材２２が押輪２３によって受口奥側へ押し込まれて挿口４の外周面と受口２の内周面との間をシールするものである。

シール材２２は、ゴム製で円環状に形成されており、その断面が、圧入される際に先端となる箇所において円形に形成された円形先端部２２ａと、この円形先端部２２ａに繋がる部分が薄肉状で、押輪２３寄り側ほど厚肉となる台形状の基部２２ｂとを一体的に形成した構成とされている。尚、シール材２２の基部２２ｂは、押輪２３に当接して押輪２３により受口奥方向Ｂへ押圧される基端部２４を有している。

図２，図３に示すように、押輪２３は、表裏両側に貫通する中央孔部２６と、ボルト７を挿通させる複数の挿通孔２３ａとを有している。尚、フランジ部８の挿通孔８ａと押輪２３の挿通孔２３ａとはそれぞれ、周方向において１８０°間隔おきに２個ずつ形成されている。

また、押輪２３の管軸心方向Ａにおける表裏両端面３１には、シール材２２の基端部２４が嵌まり込む円形の窪み部２７が形成されている。窪み部２７は、底部に形成され且つシール材２２の基端部２４を押圧する押圧面２８と、押圧面２８の周囲に形成され且つシール材２２の基端部２４を拡径方向Ｃ（図４参照）において拘束する拘束面２９とを有している。尚、押圧面２８は端面３１よりも一段低く形成されている。

相対向する押輪２３の端面３１と受口２の開口端面３０との間には複数のスペーサー３４が介在している。図２，図３に示すように、スペーサー３４は、押輪２３の管軸心方向Ａにおける表裏両端面３１にそれぞれ形成されており、押輪２３の周方向において１８０°間隔おきに２個ずつ配設され、管軸心３６（押輪２３の中心）と挿通孔２３ａとを通る径方向の直線Ｌ１上に位置するとともに、押輪２３の径方向において挿通孔２３ａの外側近傍箇所（すなわち窪み部２７以外の箇所）に位置している。

また、各スペーサー３４は、図３に示すように、押輪２３の径方向から見て円錐台形状に形成されており、押輪２３の端面３１（一方の面の一例）から管軸心方向Ａにおける外向きへ突出している。尚、押輪２３の端面３１から各スペーサー３４の先端部までの高さＭはそれぞれ一定値に保たれている。

尚、一方および他方の管１，３と押輪２３とはそれぞれ鋳造品であり、各スペーサー３４は鋳出しによって押輪２３に一体に形成されている。
以下、上記構成における作用を説明する。

一方の管１と他方の管３とを接合する際、図４に示すように、先ず、ロックリング１０を受口２内のロックリング収容溝６内に嵌め込み、さらに、シール材２２と押輪２３とを挿口４に外嵌し、シール材２２の基端部２４を押輪２３の片方の窪み部２７に嵌め込み、挿口４を受口２に挿入する。

そして、挿口突部１４がロックリング１０の内周を受口奥方向Ｂへ通過すると、ボルト７を各挿通孔８ａ，２３ａに挿通し、ナット９を締め込んで押輪２３を押込方向Ｄ（すなわち受口奥方向Ｂ）へ移動させる。これにより、シール材２２が、押輪２３によって挿口４の外周面と受口２の内周面との隙間に押し込まれ、シール材収容溝５に収容される。

この際、シール材２２の基端部２４は片方の窪み部２７の拘束面２９により拡径方向Ｃ（図４参照）において拘束されているため、シール材２２の基端部２４が窪み部２７の押圧面２８に沿って拡径方向Ｃへ移動（変形）するのを防止することができる。これにより、図１に示すように、シール材２２の基端部２４が押輪２３の端面３１と受口２の開口端面３０との間に挟まれることはなく、シール材２２をシール材収容溝５に良好に挿入することができ、一方の管１と他方の管３とが接合される。

また、上記のように押輪２３を押込方向Ｄへ移動させる際、各スペーサー３４の先端部が受口２の開口端面３０（他方の面の一例）に当接することで、押輪２３の端面３１と受口２の開口端面３０との間隙３５を正確かつ容易に所定の間隙Ｍに保つことができる。これにより、シール材２２によるシール機能が不足するといった不具合や或いはシール材２２が過大な力で押し付けられるといった不具合の発生を防止することができる。

さらに、上記間隙３５を通して、シール材２２の装着状態を目視で確認することができる。また、図５に示すように、専用の薄板状のゲージ３８を上記間隙３５に差し込んでゲージ３８の先端をシール材２２の基部２２ｂの外周面に当接させることによって、受口２のフランジ部８（又は押輪２３）の外周面からシール材２２の基部２２ｂの外周面までの径方向Ｅにおける距離Ｆを計測することが可能となり、これにより、シール材２２の装着状態をより一段と正確に確認することができる。

尚、図２に示すように、スペーサー３４を挿通孔２３ａの外側近傍に位置させているため、図１に示すように、ボルト７とナット９とで押輪２３を受口２のフランジ部８に締結した際、ボルト７の締付力はスペーサー３４の近傍で作用し、これにより、押輪２３の厚さ方向の撓み量を低減することができる。
（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、図２に示すように、スペーサー３４を押輪２３の径方向において挿通孔２３ａの外側近傍箇所に位置させているが、第２の実施の形態として、図６に示すように、スペーサー３４を押輪２３の径方向において挿通孔２３ａの内側近傍箇所に位置させてもよい。
（第３の実施の形態）
上記第１および第２の実施の形態では、図２，図６に示すように、スペーサー３４を直線Ｌ１上の位置に設けているが、スペーサー３４を直線Ｌ１上から押輪２３の周方向へ所定角度αずらした位置に設けてもよい。例えば、第３の実施の形態として、図７，図８に示すように、スペーサー３４の位置を直線Ｌ１上から押輪２３の周方向へ９０°（所定角度αの一例）ずらしてもよい。尚、所定角度αは９０°以外であってもよい。

上記第１〜第３の実施の形態では、図１，図２，図６，図７に示すように、挿通孔８ａを受口２のフランジ部８の周方向における２箇所に設け、挿通孔２３ａとスペーサー３４とをそれぞれ押輪２３の周方向における２箇所に設けたが、これらは２箇所に限定されるものではなく、２箇所以外の複数箇所に設けてもよい。

上記第１〜第３の実施の形態では、図３，図８に示すように、スペーサー３４を、押輪２３の表裏両端面３１にそれぞれ形成したが、表裏のいずれか片方の端面３１のみに形成してもよい。

上記第１〜第３の実施の形態では、図２，図６，図７に示すように、押輪２３に形成された挿通孔２３ａの個数と押輪２３の片方の端面３１に設けられたスペーサー３４の個数とを同数にしたが、異なった数にしてもよい。
（第４の実施の形態）
上記第１〜第３の実施の形態では図１，図６，図７に示すように、複数のスペーサー３４を押輪２３に設けたが、第４の実施の形態として図９に示すように、複数のスペーサー３４を受口２の開口端面３０に設けてもよい。スペーサー３４は、受口２の周方向において１８０°間隔おきに２個配設され、管軸心３６と挿通孔８ａとを通る径方向の直線Ｌ２上に位置するとともに、受口２の径方向において挿通孔８ａの外側近傍箇所に位置している。尚、各スペーサー３４は鋳出しによって受口２に一体に形成されている。

これによると、上記第１の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。
（第５の実施の形態）
上記第４の実施の形態では、図９に示すように、スペーサー３４を受口２の径方向において挿通孔８ａの外側近傍箇所に位置させているが、第５の実施の形態として、図１０に示すように、スペーサー３４を受口２の径方向において挿通孔８ａの内側近傍箇所に位置させてもよい。
（第６の実施の形態）
上記第４および第５の実施の形態では、図９，図１０に示すように、スペーサー３４を直線Ｌ２上の位置に設けているが、スペーサー３４を直線Ｌ２上から受口２の周方向へ所定角度αだけずらした位置に設けてもよい。例えば、第６の実施の形態として、図１１に示すように、スペーサー３４の位置を直線Ｌ２上から受口２の周方向へ９０°（所定角度αの一例）ずらしてもよい。尚、所定角度αは９０°以外であってもよい。

上記第４〜第６の実施の形態では、図９〜図１１に示すように、挿通孔８ａとスペーサー３４とをそれぞれ受口２の開口端面３０の周方向における２箇所に設けたが、これら２箇所に限定されるものではなく、２箇所以外の複数箇所に設けてもよい。また、挿通孔８ａの個数とスペーサー３４の個数とを同数にしたが、異なった数にしてもよい。

上記第１〜第３の実施の形態では、図１，図６，図７に示すように、スペーサー３４を押輪２３の端面３１のみに形成し、上記第４〜第６の実施の形態では、図９〜図１１に示すように、スペーサー３４を受口２の開口端面３０のみに形成したが、スペーサー３４を押輪２３の端面３１と受口２の開口端面３０との両方に形成してもよい。
（第７の実施の形態）
また、第７の実施の形態として、図１２〜図１４に示すように、複数のスペーサー３４を、押輪２３と受口２とから切り離した別の部材にしてもよい。この場合、両スペーサー３４は円環状の薄いシート部材３９に設けられ、スペーサー３４とシート部材３９とで間隙維持手段４０が構成される。尚、スペーサー３４とシート部材３９とは、樹脂製であり、一体成形されている。

以下、上記構成における作用を説明する。
一方の管１と他方の管３とを接合する際、先ず、図１２に示すように、ロックリング１０を受口２内のロックリング収容溝６内に嵌め込み、さらに、シール材２２と押輪２３と間隙維持手段４０とを挿口４に外嵌し、シール材２２の基端部２４を押輪２３の片方の窪み部２７に嵌め込み、挿口４を受口２に挿入する。

そして、挿口突部１４がロックリング１０の内周を受口奥方向Ｂへ通過すると、ボルト７を各挿通孔８ａ，２３ａに挿通し、ナット９を締め込んで押輪２３を押込方向Ｄへ移動させる。

この際、各スペーサー３４が押輪２３の端面３１と受口２の開口端面３０との間に挟持され、これにより、押輪２３の端面３１と受口２の開口端面３０との間隙３５を正確かつ容易に所定の間隙Ｍに保つことができる。

上記第７の実施の形態では、図１３に示すように、周方向において２個のスペーサー３４を有する間隙維持手段４０を示したが、スペーサー３４を２個以外の複数個有する間隙維持手段４０であってもよい。
（第８の実施の形態）
上記各実施の形態では、図２，図６，図７，図９〜図１１，図１３に示すように、スペーサー３４は管軸心３６の方向から見て円形状に形成されているが、円形状に限定されるものではなく、例えば、第８の実施の形態として、図１５に示すように、スペーサー３４を押輪２３又は受口２の周方向において長い長円状に形成してもよい。

上記各実施の形態では、窪み部２７を、押輪２３の表裏両端面３１に形成したが、表裏のいずれか片方の端面３１のみに形成してもよい。

１ 一方の管
２ 受口
３ 他方の管
４ 挿口
２１ 管継手
２２ シール材
２３ 押輪
３０ 開口端面
３１ 端面（一方の面）
３４ スペーサー
Ａ 管軸心方向
Ｂ 受口奥方向
Ｍ 所定の間隙

Claims (5)

1. 互いに接合される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が挿入され、
   挿口の外周面と受口の内周面との間の隙間に環状のシール材が配設され、
   挿口に外嵌されて管軸心方向へ移動自在な環状の押輪が受口の開口端面に外側から対向し、
   シール材が押輪によって受口奥側へ押し込まれて挿口の外周面と受口の内周面との間をシールする管継手であって、
   押輪を受口に締結するための挿通孔がそれぞれ、押輪と受口との周方向における複数箇所に形成され、
   相対向する押輪の端面と受口の開口端面との間に、所定の間隙を形成するスペーサーが介在し、
   スペーサーは、周方向における複数箇所に配置されているとともに、径方向において挿通孔の外側近傍箇所又は内側近傍箇所に位置していることを特徴とする管継手。
2. スペーサーは、押輪の端面と受口の開口端面との少なくともいずれか一方の面に設けられ、一方の面から管軸心方向における外向きへ突出していることを特徴とする請求項１記載の管継手。
3. スペーサーは、押輪と受口とから切り離された別の部材であり、押輪の端面と受口の開口端面との間に挟持されることを特徴とする請求項１記載の管継手。
4. スペーサーは押輪の端面に一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の管継手。
5. スペーサーは鋳出しによって形成されていることを特徴とする請求項４記載の管継手。

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