JP2003004184A - 樹脂製の離脱防止リング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 オレフィン系樹脂製離脱防止継手の受口内に挿入された
挿口の十分な離脱防止機能を満足させ、容易且つ低コス
トで製作できる樹脂製の離脱防止リングを提供すること
である。 【課題】 を提供する。 【解決手段】 接続すべき挿口（１）が開口部（２）か
ら挿入される受口（３）の内周面に、シールリング
（４）が装着されたシールリング用溝（５）及び離脱防
止リング用溝（６）が設けられたオレフィン系樹脂製離
脱防止継手の該離脱防止リング用溝（６）に装着される
内周面に係止刃（７）を有する離脱防止リング（８）に
おいて、該係止刃（７）の断面形状が鋸歯状を有し、係
止刃（７）の刃が少なくとも４本設けられ、両端部の刃
（９）、（１０）の先端の内径が同一で且つ中央部の刃
（１１）の先端の内径の９７％から９９．５％の比率に
設定されると共に、各々の刃先の角度Ｒが同一で且つ６
０°から８０°に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として受口にオレ
フィン系樹脂製の挿口を挿入して管同士を接合でき、さ
らに離脱防止機能を有する離脱防止継手に装着される樹
脂製の離脱防止リングに関するものである。

【０００２】従来から離脱防止触手に装着される離脱防
止リングは種々提案されているが、その中の一例が特開
平１０−１６９８６０号公報に開示されている。それに
よると、図１２から図１５に示すように、２８は、挿口
２９が挿入される受口３０内に装着される抜止め部材で
あって、1つ割りとされた短筒状の樹脂製管抜止め部材
本体３１の内周面に、その軸心方向に沿って少なくとも
１個の金属製刃を含む複数の刃が並設されている掛止刃
が設けられているものであった。その作用は、挿口２９
が受口３０に挿入されている状態から、挿口２９に離脱
方向の力が作用した時、挿口２９が図１３の矢印方向に
移動し、抜止め部材２８は挿口２９の外周面に掛止され
た状態で移動して、管抜止め部材本体３１の外周面に形
成されたテーパ面３３が受口の内周面に設けられた管抜
止め部材用凹部３４のテーパ面３５に当接する。さらに
離脱方向の力が加わった時、挿口２９の更なる移動によ
り、抜止め部材２８は管抜止め部材本体３１のテーパ面
３３が凹部３４のテーパ面３５に押圧されて抜止め部材
２８が縮径され、抜止め部材２８の金属製掛止刃３２が
挿口２９の外周面に食い込むように掛止され、管の離脱
を防止できるものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
抜止め部材には以下の問題点があった。挿口２９がオレ
フィン系樹脂製の場合、オレフィン系樹脂製の挿口２９
を受口３０に挿入し、抜止め部材２８が挿口２９に掛止
される時、抜止め部材２８の金属製掛止刃３２とオレフ
ィン系樹脂製の挿口２９とでは硬度に差がありすぎるた
め、離脱方向に過大な力が作用した場合、図１５に示す
ように金属製掛止刃３２が挿口２９に深く食い込みす
ぎ、抜止め部材２８が挿口２９に係止したまま管抜止め
部材本体３１のテーパ面３３が凹部３４のテーパ面３５
から外れて、挿口２９が受口３０から抜けてしまうおそ
れがあった。また、抜止め部材２８は樹脂製管抜止め部
材本体３１と金属製掛止刃３２から形成されているた
め、抜止め部材２８を製作するには樹脂製管抜止め部材
本体３１と金属製掛止刃３２の嵌め合わせ、もしくはイ
ンサート成形を行なう必要があり、製作が繁雑であっ
た。さらに、金属製掛止刃３２となる部品は切削加工に
て製作する必要があり、これに樹脂製管抜止め部材本体
３１の成形を含めると抜止め部材２８の製作コストは割
高となってしまっていた。

【０００４】本発明は以上のような従来技術の問題点に
鑑み成されたもので、その目的は、受口内に挿入された
挿口の十分な離脱防止機能を満足させ、容易且つ低コス
トで製作できる樹脂製の離脱防止リングを提供すること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の構成を、図１と図２を参照して説明する。す
なわち、本発明の離脱防止リングは接続すべき挿口１が
開口部２から挿入される受口３の内周面に、シールリン
グ４が装着されたシールリング用溝５及び離脱防止リン
グ用溝６が設けられたオレフィン系樹脂製離脱防止継手
の離脱防止リング用溝６に装着される内周面に係止刃７
を有する離脱防止リング８において、係止刃７の断面形
状が鋸歯状を有し、係止刃７の刃が少なくとも４本設け
られ、両端部の刃９、１０の先端の内径が同一で且つ中
央部の刃１１の先端の内径の９７％から９９．５％の比
率に設定されると共に、各々の刃先の角度Ｒが同一で且
つ６０°から８０°に設定されていることを第１の特徴
とし、ロックウエル硬度が少なくともＨＲＭ７５の樹脂
からなることを第２の特徴とし、ポリアセタール、ナイ
ロン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエー
テルケトン、又はポリ塩化ビニールからなることを第３
の特徴とする。

【０００６】本発明において、係止刃７は中央部の刃１
１と、先端の内径が中央部の刃１１の先端の内径の９７
％から９９．５％の範囲で同一に設定されている両端部
の刃９、１０とから形成されている。両端部の刃９、１
０の先端の内径が９９．５％より大きい場合、加工によ
る寸法誤差を考慮に入れると、両端部の刃９、１０と中
央部の刃１１の内径の差がなくなり、両端部の刃９、１
０を中央部の刃１１より突出させることで挿口１への後
述初期係止力を向上させるという効果が得られなくな
る。また両端部の刃９、１０の先端の内径が９７％未満
の場合、刃の内径の差が大きいので両端部の刃９、１０
のみが挿口１の外周面に食い込み、中央部の刃１１が挿
口１へ食い込むことができなくなり、さらに離脱方向の
力が大きく作用した時には挿口１の外周面の両端部の刃
９、１０が食い込む部分に応力集中が生じて係止刃７が
食い込んだ部分から挿口１が延性破壊される。このため
両端部の刃９、１０の先端の内径が中央部の刃１１の先
端の内径の９７％から９９．５％の範囲内にする必要が
あり、好適には９８．５％から９９．３％の範囲で設定
することが望ましい。

【０００７】刃先の角度Ｒとは図１に示されているＲ部
分の角度であり、６０°から８０°の範囲で同一に設定
されている。樹脂製の離脱防止リング８において、係止
刃７の角度Ｒが８０°より大きい場合は離脱防止機能を
満足するほど刃先が挿口１外周面に係止することができ
ない。係止刃７の角度Ｒが６０°未満の場合は刃先が変
形し、挿口１外周面に係止刃７が係止できずに受口３か
ら挿口１が抜けてしまう。係止刃７の角度Ｒが６０°か
ら８０°の場合は挿口１に係止刃７が係止することがで
き、挿口１が延性破壊するまで引張荷重をかけても係止
刃７が破損せずに保持することができる（図１１参
照）。このため係止刃７の角度Ｒは６０°から８０°の
範囲に設定する必要があり、好適には６５°から７５°
の範囲で設定することが望ましい。

【０００８】離脱防止リング８は少なくとも挿入させる
挿口１より硬い樹脂の方がさらに良く、オレフィン系樹
脂製の挿口に係止するための離脱防止リングとして少な
くともＭ７５以上のロックウエル硬度を有する方が良
い。ロックウエル硬度がＨＲＭ７５未満の場合、離脱防
止リング８の係止刃７に必要な強度が十分得られず、好
適にはＨＲＭ７８からＨＲＭ９８が望ましい。好適なも
のとしてはロックウエル硬度がＨＲＭ７８からＨＲＭ８
４で曲げ弾性率が２５５０ＭＰａから３０４０ＭＰａの
ポリアセタール、ナイロン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエーテルエーテルケトン、又はポリ塩化ビニー
ルが挙げられる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１から図９に示す実施例に基づいて説明するが、本
発明がこれら実施例に限定されないことは言うまでもな
い。図１は本発明における樹脂製の離脱防止リングの拡
大縦断面図である。図２は図１の離脱防止リングが離脱
防止継手の受口に装着された状態を示す縦断面図、図３
は図２の分解斜視図、図４は図２において受口に挿口を
接続した時の縦断面図、図５は図４の状態から挿口に離
脱方向の力が作用した時の状態を示す縦断面図、図６は
図５の要部拡大縦断面図、図７は図５の状態から挿口に
更なる離脱方向の力が作用した時の状態を示す縦断面
図、図８は図７の要部拡大縦断面図、図９は離脱防止リ
ングの係止刃の刃の先端の内径が一定で平行になってい
る場合の拡大縦断面図である。

【００１０】図において、１はポリエチレン製の挿口で
内周にインコア１７が挿嵌されている。３はポリエチレ
ン製の受口で、内周面に開口部２からシールリング用溝
５、溝５から奥部１２側に隔離された位置に設けられ開
口部２側から奥部１２側に向かって暫時拡径するテーパ
面１３及び軸線と略平行な円周面１４が連続して設けら
れた離脱防止リング用溝６が形成されている。

【００１１】８は前記離脱防止リング用溝６に装着され
るロックウエル硬度がＨＲＭ８０のポリアセタール製の
離脱防止リングであり、離脱防止リング８には円周を断
絶する切り欠き部１５が一定幅で一箇所設けられ拡縮自
在となっており、外周には離脱防止リング用溝のテーパ
面１３とほぼ同一に形成された前方（図では受口開口部
２側）から後方（図では奥部１２側）に向かって拡径す
るテーパ面１６が設けられ、内周には断面形状が鋸歯状
の係止刃７を有している。該係止刃７の刃は、５本設け
られ、先端の内径が一定で同一に設定されている３本の
中央部の刃１１と、先端の内径が中央部の刃１１の先端
の内径の９９％で同一に設定されている両端部の刃９、
１０から形成されている。角度Ｒは、離脱防止リング８
の内周面の係止刃７におけるそれぞれの刃の角度であ
り、刃先の角度Ｒは５本とも７０°で同一に設定されて
いる。

【００１２】図２において、４はオレフィン系樹脂製の
受口３の内周面に設けられたシールリング用溝５に装着
されるゴム製のシールリングである。

【００１３】以下、本実施例の離脱防止リングの作用を
説明する。

【００１４】図２の状態から管の挿口１が受口３の開口
部２へ挿入されると、挿口１はシールリング４を貫通し
て進み、離脱防止リング８の内周を徐々に拡径して受口
３の奥部１２側へ移動し、離脱防止リング８を通過した
挿口１先端は受口奥部１２に当接して挿入が完了する
（図４の状態）。この状態では離脱防止リング８の係止
刃７は挿口１外周面に当接する。

【００１５】図４の状態から挿口１に離脱方向（図５の
矢印方向）の力が作用すると、離脱防止リング８が挿口
１外周面に係止された状態で離脱方向へと移動し、離脱
防止リング８のテーパ面１６が離脱防止リング用溝６の
テーパ面１３に押圧されて離脱防止リング８に縮径する
力が働く。そして離脱防止リング８が縮径して挿口１を
締め付けることで係止刃７が挿口１外周面に食い込み始
める（図５、図６の状態）。この状態において係止刃７
が挿口１外周面へ食い込み始めることを初期係止と呼ぶ
ことにする。この時、離脱防止リングの係止刃７は、両
端部の刃９、１０が中央部の刃１１より突出しているの
で初期係止の力は両端部の刃９、１０に集中して係止力
が増し、離脱防止の力が増す。またこの時、図９に示す
ように離脱防止リング８の係止刃７の刃の先端の内径が
一定で平行だと初期係止の力は係止刃７の全ての刃に分
散されるため各々の刃の挿口１外周面にかかる初期係止
の力は小さくなり、離脱防止の力も小さくなる。よって
係止刃７は平行より両端部の刃が中央部の刃より突出し
ている方が効率よく離脱防止の力を機能させることがで
きる。

【００１６】図５の状態から離脱方向の力がさらに大き
くなると、離脱防止リング８の係止刃７はさらに深く挿
口１外周面に食い込み、係止刃７の中央部の３本の刃１
１も挿口１外周面に食い込んで図７及び図８の状態にな
る。これにより挿口１が延性破壊する引張り荷重に対し
て係止刃７の全ての刃で挿口１を保持し、一つの刃にか
かる引張り荷重の負担を分散させ引張り荷重に対して離
脱防止リング８の係止刃７が破壊されることなく離脱防
止の力を機能させることができる。

【００１７】次に本実施例の離脱防止リングの離脱防止
の力を比較するために、係止刃の角度Ｒの異なる本実施
例を含む５種類の離脱防止リングが各々装着されたポリ
エチレン製離脱防止継手（口径７５ｍｍ）を用いて引張
り試験を行なった。離脱防止リング８の材質は曲げ弾性
率２６００ＭＰａ、引張り強さ６１ＭＰａのポリアセタ
ールとし、係止刃７の角度Ｒは以下の通りとした。 実施例１ 材質：ポリアセタール 刃の角度：７０° 実施例２ 材質：ポリアセタール 刃の角度：６０° 実施例３ 材質：ポリアセタール 刃の角度：８０° 比較例１ 材質：ポリアセタール 刃の角度：４５° 比較例２ 材質：ポリアセタール 刃の角度：５０°

【００１８】引張試験は、図１０に示された引張り試験
機２２を使用した。引張り試験機２２は基台２３に２本
の支軸２４が設けられ、支軸２４に沿って移動プレート
２５が油圧により一定の速度で上下に移動する構造であ
る。基台２３には接続部２６が、移動プレート２５には
接続部２７が取付けられている。引張り試験機２２には
圧縮や引張りの荷重を測定する機能が設けられている。

【００１９】試験方法は、図１０に示すように本実施例
を含む５種類の離脱防止リングが各々装着されたポリエ
チレン製離脱防止絶手（口径７５ｍｍ）の受口１９に挿
口１８を挿入して接続を行なった供試体２０の両端にフ
ランジ部２１をバット融着したものを引張り試験機２２
の接続部２６、２７にそれぞれボルトで固定して引張り
を行なうものである。引張り速度は毎分５０ｍｍとし、
供試体２０のインコア１７で補強されていない部分の挿
口１８が、口径７５ｍｍの最大引張荷重約４．６トンで
伸び延性破壊するまで引張りを行なった。図１１のよう
に供試体２０のインコア１７で補強されていない部分の
挿口１８が伸びた状態でも挿口１８が受口１９から抜け
ていなければ離脱防止リングは合格（○）とし、挿口１
８が受口１９から抜けた場合は不合格（×）とする。引
張り試験の評価結果を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１の結果より、刃の角度Ｒが４５°及び
５０°では挿口１が離脱方向へ移動しても離脱防止リン
グ８の係止刃７は挿口１外周面に係止できずに滑ってし
まい、さらに挿口１が離脱方向へ移動すると離脱防止リ
ング８は挿口１から外れ、最後には挿口１は受口３から
抜けてしまった。これは刃先の角度が５０°以下では刃
の先端の肉厚が薄くなるため刃先は変形しやすくなり、
刃の先端が挿口１外周面に係止しようとしても刃先が変
形して挿口１外周面に係止することができなかったこと
が原因である。刃の角度Ｒが６０°及び８０°のものは
挿口１に離脱防止リング８の係止刃７が問題なく係止で
き、引張り荷重（最大引抜荷重は７５ｍｍで約４．６ト
ン）にも耐えることができた。尚、他の評価試験として
耐水圧試験や破壊水圧試験を行なったところ、同様の性
能結果を得ることができた。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明における離脱防止リ
ングを使用すると以下のような効果が得られる。 （１）挿口外周面への係止刃の初期係止の力を向上さ
せ、かつ効率よく離脱防止の力を発揮させることができ
る。 （２）金属製掛止刃は挿入時に挿口外周面に抜けの原因
となる傷をつけるのに対し、樹脂製の離脱防止リングで
は挿口に傷がつかないため、確実な離脱防止の力を保持
できる。また、金属を用いないため錆びることはない。 （３）挿口に過度の離脱方向の力が加わった場合、従来
品に比べて挿口が抜ける確率が低い。 （４）射出成形による製作が可能であるため、安価に離
脱防止リングを製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における樹脂製の離脱防止リングの拡大
縦断面図である。

【図２】図１の離脱防止リングが離脱防止絶手の受口に
装着された状態を示す縦断面図である。

【図３】図２の分解斜視図である。

【図４】図２において受口に挿口を接続した時の縦断面
図である。

【図５】図４の状態から挿口に離脱方向の力が作用した
時の状態を示す縦断面図である。

【図６】図５の要部拡大縦断面図である。

【図７】図５の状態から挿口に更なる離脱方向の力が作
用した時の状態を示す縦断面図である。

【図８】図７の要部拡大縦断面図である。

【図９】離脱防止リングの係止刃の刃の先端の内径が一
定で平行になっている場合の拡大縦断面図である。

【図１０】引張り試験機の正面図である。

【図１１】引張り試験後における挿口が延性破壊した状
態を示す正面図である。

【図１２】従来の離脱防止リングを装着した離脱防止継
手を示す縦断面図である。

【図１３】図１２において受口に挿口を接続して離脱方
向の力が作用した時の状態を示す縦断面図である。

【図１４】図１２における従来の離脱防止リングの拡大
正面図である。

【図１５】図１３の状態から離脱方向への大きな力が作
用して離脱防止リングが挿ロヘ深く食い込みすぎた時の
状態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 挿口 ２ 開口部 ３ 受口 ４ シールリング ５ シールリング用溝 ６ 離脱防止リング用溝 ７ 係止刃 ８ 離脱防止リング ９ 端部の刃 １０ 端部の刃 １１ 中央部の刃 １２ 奥部 １３ テーパ面 １４ 円周面 １５ 切り欠き部 １６ テーパ面 １７ インコア １８ 挿口 １９ 受口 ２０ 供試体 ２１ フランジ部 ２２ 引張り試験機 ２３ 基台 ２４ 支軸 ２５ 移動プレート ２６ 接続部 ２７ 接続部 ２８ 抜止め部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接続すべき挿口（１）が開口部（２）から
   挿入される受口（３）の内周面に、シールリング（４）
   が装着されたシールリング用溝（５）及び離脱防止リン
   グ用溝（６）が設けられたオレフィン系樹脂製離脱防止
   継手の該離脱防止リング用溝（６）に装着される内周面
   に係止刃（７）を有する離脱防止リング（８）におい
   て、係止刃（７）の断面形状が鋸歯状を有し、係止刃
   （７）の刃が少なくとも４本設けられ、両端部の刃
   （９）、（１０）の先端の内径が同一で且つ中央部の刃
   （１１）の先端の内径の９７％から９９．５％の比率に
   設定されると共に、各々の刃先の角度Ｒが同一で且つ６
   ０°から８０°に設定されていることを特徴とする樹脂
   製の離脱防止リング。
2. 【請求項２】ロックウエル硬度が少なくともＨＲＭ７５
   の樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の樹脂製
   の離脱防止リング。
3. 【請求項３】ポリアセタール、ナイロン、ポリフェニレ
   ンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、又はポ
   リ塩化ビニールからなることを特徴とする請求項１記載
   の樹脂製の離脱防止リング。