JP7393911B2 - 管継手 - Google Patents

Description

本発明は、離脱防止機能を有する管継手であって、管路に作用する不平均力に対抗するために所定の曲げ剛性を確保する必要がある管継手に関する。

従来、この種の管継手としては、例えば図１５に示すように、一方の管１０１の受口１０２に他方の管１０３の挿口１０４が挿入され、受口１０２の内周にロックリング収容溝１０５が形成され、ロックリング収容溝１０５にロックリング１０６が収容され、挿口１０４の外周に挿口突部１０７が形成され、挿口突部１０７が挿口１０４の離脱方向Ａにおいて受口奥側からロックリング１０６に係合することにより、挿口１０４が受口１０２から離脱することを防止する機能を有するものがある。

一般に、管路の屈曲部や分岐部等においては不平均力（水圧によって管を動かそうとする力）が働き、このような不平均力が作用する管路に上記のような離脱防止機能を有する管継手１００を使用すると、その伸縮機能によって管路が不平均力の作用する方向へ伸縮屈曲し、管継手１００のシール性に悪影響を及ぼす虞がある。

この対策として、管路の不平均力が作用する範囲にある管継手１００の挿口１０４の先端と受口１０２の奥端部との間に円筒状のライナ１０８を装着している。

このようなライナ１０８を装着することにより、挿口１０４が受口１０２内で管軸心方向に相対移動しないように固定されるため、管継手１００の伸縮および屈曲が拘束され、管継手１００の曲げ剛性が向上し、不平均力に対抗することができる。

尚、上記のような管継手１００は例えば下記特許文献１に記載されている。

特開２００４－２６３８１３

しかしながら上記の従来形式では、特に管１０１，１０３の口径が大きくなると、ライナ１０８を装着しただけでは、管継手１００の曲げ剛性が十分に得られないといった問題がある。

本発明は、十分な曲げ剛性を得ることができる管継手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口が挿入され、
受口の内周にロックリング収容溝が形成され、
ロックリング収容溝にロックリングが収容され、
挿口の外周に係合部が形成され、
係合部が挿口の離脱方向において受口奥側からロックリングに係合することにより、挿口が受口から離脱することを防止可能な管継手であって、
係合部は挿口の先端から挿口の離脱方向に後退した箇所に形成されており、
挿口の先端と係合部との間における受口の内周と挿口の外周との間に、受口と挿口とを屈曲方向において拘束する屈曲抑制部材が設けられ、
挿口の先端と受口の奥端部との間に、受口と挿口とを管軸心方向において拘束する伸縮抑制部材が設けられ、
伸縮抑制部材の外径が挿口の外径よりも大きく、
管軸心方向における伸縮抑制部材の一端面が、挿口の先端と受口の奥端部との間において、挿口の外周から管径方向の外側へ段差となってはみ出しており、
屈曲抑制部材は挿口の係合部と伸縮抑制部材の一端面との間に位置しており、
係合部がロックリングに係合した状態で、伸縮抑制部材は、屈曲抑制部材が伸縮抑制部材の一端面に当接することによって受口の内周と挿口の外周との間から管軸心方向にずれて挿口の先端と受口の奥端部との間に抜け出すことを阻止しているものである。

これによると、屈曲抑制部材を挿口の先端と係合部との間における受口の内周と挿口の外周との間に設けることにより、受口と挿口とが屈曲方向において拘束されるため、管継手の曲げ剛性が増大し、十分な曲げ剛性を得ることができる。
また、伸縮抑制部材によって管継手の伸縮が拘束されるため、管継手の曲げ剛性が向上する。さらに、伸縮抑制部材によって、屈曲抑制部材が受口の内周と挿口の外周との間から挿口の先端と受口の奥端部との間に抜け出して離脱してしまうのを防止することができる。

本第２発明における管継手は、屈曲抑制部材はリング状の部材であるものである。

本第３発明における管継手は、屈曲抑制部材は周方向において複数の円弧状の屈曲抑制片に分割されているものである。

これによると、各屈曲抑制片を挿口の先端と係合部との間における受口の内周と挿口の外周との間に挿入してリング状に配置することにより、屈曲抑制部材を容易に装着することができる。

本第４発明における管継手は、伸縮抑制部材はリング状の部材であるものである。

本第５発明における管継手は、伸縮抑制部材の中心を一方の管の中心に合わせるための心出し用ボルトが伸縮抑制部材に設けられているものである。

本第６発明における管継手は、管径方向に圧縮されて受口の内周と挿口の外周との間をシールするシールリングがロックリングよりも受口開口端側に設けられ、
シールリングを受口奥側へ押圧する押輪が受口の開口端部に設けられているものである。

以上のように本発明によると、屈曲抑制部材を挿口の先端と係合部との間における受口の内周と挿口の外周との間に設けることにより、受口と挿口とが屈曲方向において拘束されるため、管継手の曲げ剛性が増大し、十分な曲げ剛性を得ることができる。

本発明の実施の形態における管継手を有する管路の平面図である。 同、管継手の断面図である。 同、管継手に備えられるロックリングを拡径するときの図である。 同、管継手に備えられるリング体の断面図である。 同、管継手に備えられるリング体の斜視図である。 図２におけるＸ－Ｘ矢視図である。 図６におけるＺ－Ｚ矢視図である。 図２におけるＹ－Ｙ矢視図である。 同、管継手における管の接合方法を示す断面図である。 同、管継手における管の接合方法を示す断面図である。 同、管継手における管の接合方法を示す断面図である。 同、管継手における管の接合方法を示す断面図である。 同、管継手における管の接合方法を示す断面図である。 同、管継手における管の接合方法を示す断面図である。 従来の管継手の断面図である。

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、５０は複数の管を接合して形成された管路であり、この管路５０は屈曲部５１を有しており、屈曲部５１において不平均力５２が働く。

このような管路５０において、１は離脱防止機能を有する管継手であり、一方の管２の受口３に他方の管４の挿口５が挿入されている。尚、これら管２，４には例えばダクタイル鉄管等が使用されている。

図２に示すように、受口３の内周面にはロックリング収容溝７が全周にわたり形成されている。ロックリング収容溝７には、ロックリング８と、ロックリング８を管径方向内向きに押圧する円環状の押圧部材９とが収容されている。

図３に示すように、ロックリング８は、一箇所が切断された一つ割り構造のリングであり、切断部分１１の幅１２を拡大器１３で拡大することによって拡径し、拡大器１３を切断部分１１から取り外すことによって縮径して元の径に戻るような弾性を有している。

図２に示すように、挿口５の外周には挿口突部１５（係合部の一例）が全周にわたり形成されている。挿口突部１５は挿口５の先端から挿口５の離脱方向Ａに所定長さだけ後退した箇所に形成されている。挿口突部１５が挿口５の離脱方向Ａにおいて受口奥側からロックリング８に係合することにより、挿口５が受口３から離脱するのを防止できる。尚、上記のように挿口突部１５がロックリング８に係合した場合、挿口５の先端と受口３の奥端面３７（奥端部の一例）との間隔Ｄが最大になる。

図１１に示すように、受口３の内周面は、受口３の開口端面から奥側へ次第に縮径するテーパー部１６と、テーパー部１６の奥端から奥側へ延びるストレート部１７と、ストレート部１７の奥端から管径方向内側へ突出した受口突部１８とを有している。ストレート部１７は管軸心方向において同一の内径で形成されている。受口突部１８は、管軸心方向においてストレート部１７とロックリング収容溝７との間に全周にわたり設けられており、ストレート部１７よりも小さな内径を有している。

図２に示すように、ロックリング８よりも受口開口端側において、管径方向に圧縮されて受口３の内周面と挿口５の外周面との間をシールするシールリング１９が設けられている。シールリング１９は、ゴム製のリング（ゴム輪）であり、図１１に示すように受口３のテーパー部１６およびストレート部１７と挿口５の外周面との間に形成されるシールリング挿入空間２０に挿入される。

図２に示すように、受口３の開口端部には、シールリング１９を受口奥側へ押圧する押輪２２が設けられている。押輪２２は、シールリング１９を押圧する押圧方向Ｂにおいて受口３の開口端面に当接する当接部２３を有しており、複数のボルト２５およびナット２６によって受口３の開口端部に連結されている。

管軸心方向におけるロックリング８とシールリング１９との間には、リング体３１が設けられている。図２，図４，図５に示すように、リング体３１は、一箇所が切断された一つ割り構造のリングであって、弾性を有する樹脂等の材質で製造されており、円環状で一つ割り構造の本体部３２と、本体部３２が受口開口端側へずれるのを防止するずれ止め部材３３とを有している。

本体部３２は、その断面形状が四角形であり、受口突部１８の内周面と挿口５の外周面との間に挿入されることで、受口３に対して挿口５を管径方向へ移動させて、一方の管２の軸心（図示省略）と他方の管４の軸心（図示省略）との管径方向におけるずれを減少させる。

尚、本体部３２の内周面５３から外周面５４までの径方向の高さＨは、受口突部１８の内径の許容最小値と挿口５の外径の許容最大値との差の半分の値未満に設定されている。

ずれ止め部材３３は、管軸心方向における先端部が受口３の内周面のストレート部１７に当接可能であり、管軸心方向における基端部が本体部３２の内周側に一体に設けられており、基端部から先端部に行くほど拡径するリング状で一つ割り構造の部材である。

尚、管軸心方向におけるシールリング１９とリング体３１との間には隙間３８が全周にわたり形成されている。

また、図２に示すように、管継手１には、不平均力５２（図１参照）に対抗するために、伸縮抑制部材３４と屈曲抑制部材３５とが備えられている。伸縮抑制部材３４は、受口３と挿口５とを管軸心方向において拘束する部材であり、挿口５の先端と受口３の奥端面３７との間に着脱自在に設けられている。伸縮抑制部材３４を設けることにより、挿口５の先端と受口３の奥端面３７との間隔Ｄが最大に保たれる。

図２，図６，図７に示すように、伸縮抑制部材３４は、内周に凹部３９を有する金属製の円筒状の部材であり、周方向において複数個（例えば図６では４個）の円弧状の伸縮抑制片４０に分割されている。周方向において隣り合う一方の伸縮抑制片４０の端部と他方の伸縮抑制片４０の端部とは、連結板４２および複数の連結用ボルト４３を介して、連結されている。すなわち、連結板４２には複数のボルト孔４４が形成され、伸縮抑制片４０の端部には連結用ねじ孔４５が形成され、連結用ボルト４３が連結板４２のボルト孔４４に挿通されて伸縮抑制片４０の連結用ねじ孔４５に螺合することにより、一方の伸縮抑制片４０の端部と他方の伸縮抑制片４０の端部とが連結される。

また、各伸縮抑制片４０には、内周面と外周面とに貫通する心出し用ねじ孔４７が形成されている。各心出し用ねじ孔４７には、伸縮抑制部材３４の中心を管２の中心に合わせる心出し用ボルト４８が螺合されている。各心出し用ボルト４８を回すことにより、伸縮抑制部材３４が管径方向へ移動する。

尚、伸縮抑制部材３４の内径は挿口５の内径と同じ又はほぼ同じであるが、伸縮抑制部材３４の外径は挿口５の外径よりも大きく、これにより、図２に示すように、管軸心方向における伸縮抑制部材３４の一端面３４ａが、全周にわたり、挿口５の外周よりも管径方向外側へ段差となってはみ出している。

図２，図８に示すように、屈曲抑制部材３５は、受口３と挿口５とを屈曲方向Ｃにおいて拘束する部材であり、挿口５の先端と挿口突部１５との間における受口３の内周と挿口５の外周との間に着脱自在に設けられている。この屈曲抑制部材３５は、金属製のリング状の部材であり、周方向において複数個（例えば図８では３個）の円弧状の屈曲抑制片６０に分割されている。

以下に、上記管継手１における管２，４同士の接合方法を以下に説明する。

図９に示すように、予め、他方の管４にリング体３１とシールリング１９と押輪２２を外嵌しておく。そして、一方の管２のロックリング収容溝７に押圧部材９とロックリング８とを収容（セット）する。そして、図３に示すように、ロックリング８の切断部分１１の幅１２を拡大器１３で拡大して、ロックリング８を拡径する。次に、図９に示すように、ロックリング８の切断部分１１にＬ形状の拡径保持具５８を挿入するとともに、拡大器１３を取り外し、ロックリング８を拡径した状態に維持する。

その後、図１０に示すように、挿口５を受口３に挿入して、挿口突部１５をロックリング８の受口開口端側から受口奥側へ通過させる。この際、ロックリング８は拡径保持具５８によって拡径状態に維持されているため、挿口突部１５は容易にロックリング８の内側を通過する。

次に、図１１に示すように、拡径保持具５８を取り外して、ロックリング８を縮径させる。これにより、ロックリング８が挿口５の外周に抱き付く。

その後、図１２に示すように、挿口突部１５をロックリング８に係合させた状態で、リング体３１を、管軸心方向に移動して、受口３の開口端部から受口３の内周面と挿口５の外周面との間に押し込み、受口突部１８の内周面と挿口５の外周面との間に挿入する。

これにより、リング体３１の本体部３２が、挿口５を管径方向へ移動させて、一方の管２の軸心と他方の管４の軸心との管径方向におけるずれを減少させる。このため、他方の管４の軸心が一方の管２の軸心にほぼ一致し、管２，４の心出しが行える。

その後、図１３に示すように、シールリング１９を受口３の開口端部からシールリング挿入空間２０に挿入し、ボルト２５およびナット２６を用いて押輪２２を受口３の開口端部に連結し、押輪２２の当接部２３が受口３の開口端面に当接するまで、ボルト２５およびナット２６を締め込む。これにより、シールリング１９が、シールリング挿入空間２０に押し込まれ、管径方向において圧縮される。

その後、図１３の仮想線で示すように、先ず、１個の屈曲抑制片６０を、挿口５の先端と受口３の奥端面３７との間から、挿口５の先端と挿口突部１５との間における受口３の内周と挿口５の外周との間に挿入して、管継手１内の底部に配置する。次に、残り２個の屈曲抑制片６０をそれぞれ、挿口５の先端と受口３の奥端面３７との間から、挿口５の先端と挿口突部１５との間における受口３の内周と挿口５の外周との間に挿入して、周方向に配置する。

このようにして、図８に示すように、３個の屈曲抑制片６０をリング状に配置することにより、図１４に示すように、屈曲抑制部材３５を、挿口５の先端と挿口突部１５との間における受口３の内周と挿口５の外周との間に、容易に配置することができる。

その後、図６に示すように、１個の伸縮抑制片４０を受口３内の底部に配置し、次に、伸縮抑制片４０の両端部にそれぞれ別の伸縮抑制片４０を１個ずつ配置し、これら各伸縮抑制片４０の端部同士を連結板４２および連結用ボルト４３で連結する。さらに、残り１個の伸縮抑制片４０を受口３内の天井部に配置し、隣り合う伸縮抑制片４０の端部同士を連結板４２および連結用ボルト４３で連結する。

このようにして、４個の伸縮抑制片４０を円筒状に配置することにより、図２に示すように、伸縮抑制部材３４が挿口５の先端と受口３の奥端面３７との間に設けられる。その後、各心出し用ボルト４８を回すことにより、伸縮抑制部材３４の中心を管２の中心に合わせる。

例えば、伸縮抑制部材３４の中心が管２の中心よりも下がっている場合、心出し用ボルト４８を回して、伸縮抑制部材３４を心出し用ボルト４８で持ち上げ、伸縮抑制部材３４の中心を管２の中心に合わせればよい。

上記のようにして管２，４同士を接合することにより、図２に示すように、管継手１において、屈曲抑制部材３５が挿口５の先端と挿口突部１５との間における受口３の内周と挿口５の外周との間に設けられるため、受口３と挿口５とが屈曲方向Ｃにおいて拘束され、これにより、管継手１の曲げ剛性が増大し、十分な曲げ剛性を得ることができる。

また、伸縮抑制部材３４が挿口５の先端と受口３の奥端面３７との間に設けられるため、受口３に対する挿口５の管軸心方向への移動が阻止されて、管継手１の伸縮が拘束され、管継手１の曲げ剛性が向上する。

また、屈曲抑制部材３５が管軸心方向において伸縮抑制部材３４の一端面３４ａに当接することにより、屈曲抑制部材３５が受口３の内周と挿口５の外周との間から管軸心方向へずれて挿口５の先端と受口３の奥端面３７との間に抜け出すことは阻止される。これにより、屈曲抑制部材３５が受口３の内周と挿口５の外周との間から挿口５の先端と受口３の奥端面３７との間に抜け出して離脱してしまうのを防止することができる。

また、図２に示すように、押輪２２の当接部２３が受口３の開口端面に当接することにより、これ以上、押輪２２でシールリング１９を受口奥側へ押し込むことはできない。これにより、シールリング１９が過大な押圧力で受口奥側へ押し込まれることはなく、シールリング１９の奥端部がリング体３１に当接することはないので、リング体３１の損傷を防止することができる。

また、ずれ止め部材３３の先端部が受口３の内周面のストレート部１７に当接した状態で、ずれ止め部材３３が受口３の内周面と本体部３２との間で突っ張ることにより、リング体３１の本体部３２が受口突部１８の内周面と挿口５の外周面との間から受口開口端側（離脱方向Ａ）へずれるのを防止することができる。

上記第１の実施の形態では、図６に示すように、伸縮抑制部材３４を４個の伸縮抑制片４０に分割しているが、４個に限定されるものではなく、４個以外の複数個に分割してもよい。

上記第１の実施の形態では、図８に示すように、屈曲抑制部材３５を３個の屈曲抑制片６０に分割しているが、３個に限定されるものではなく、３個以外の複数個に分割してもよい。また、周方向において隣り合う屈曲抑制片６０同士を連結してもよい。

上記実施の形態では、図２に示すように伸縮抑制部材３４と屈曲抑制部材３５とが個別の部材として管継手１内に設けられているが、伸縮抑制部材３４と屈曲抑制部材３５とは、一体的に形成されていてもよく、或いは、ねじ等の連結部材で連結されて一体化する構造であってもよい。

１ 管継手
２ 一方の管
３ 受口
４ 他方の管
５ 挿口
７ ロックリング収容溝
８ ロックリング
１５ 挿口突部（係合部）
３４ 伸縮抑制部材
３５ 屈曲抑制部材
３７ 奥端面（奥端部）
６０ 屈曲抑制片
Ａ 離脱方向
Ｃ 屈曲方向

Claims (6)

1. 一方の管の受口に他方の管の挿口が挿入され、
   受口の内周にロックリング収容溝が形成され、
   ロックリング収容溝にロックリングが収容され、
   挿口の外周に係合部が形成され、
   係合部が挿口の離脱方向において受口奥側からロックリングに係合することにより、挿口が受口から離脱することを防止可能な管継手であって、
   係合部は挿口の先端から挿口の離脱方向に後退した箇所に形成されており、
   挿口の先端と係合部との間における受口の内周と挿口の外周との間に、受口と挿口とを屈曲方向において拘束する屈曲抑制部材が設けられ、
   挿口の先端と受口の奥端部との間に、受口と挿口とを管軸心方向において拘束する伸縮抑制部材が設けられ、
   伸縮抑制部材の外径が挿口の外径よりも大きく、
   管軸心方向における伸縮抑制部材の一端面が、挿口の先端と受口の奥端部との間において、挿口の外周から管径方向の外側へ段差となってはみ出しており、
   屈曲抑制部材は挿口の係合部と伸縮抑制部材の一端面との間に位置しており、
   係合部がロックリングに係合した状態で、伸縮抑制部材は、屈曲抑制部材が伸縮抑制部材の一端面に当接することによって受口の内周と挿口の外周との間から管軸心方向にずれて挿口の先端と受口の奥端部との間に抜け出すことを阻止していることを特徴とする管継手。
2. 屈曲抑制部材はリング状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
3. 屈曲抑制部材は周方向において複数の円弧状の屈曲抑制片に分割されていることを特徴とする請求項２に記載の管継手。
4. 伸縮抑制部材はリング状の部材であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の管継手。
5. 伸縮抑制部材の中心を一方の管の中心に合わせるための心出し用ボルトが伸縮抑制部材に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の管継手。
6. 管径方向に圧縮されて受口の内周と挿口の外周との間をシールするシールリングがロックリングよりも受口開口端側に設けられ、
   シールリングを受口奥側へ押圧する押輪が受口の開口端部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の管継手。

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