JP2004169844A - 可撓管継手構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】製造コストの高騰化及び重量化を抑制しつつ、泥土の堆積や流路損失を抑制する。
【解決手段】部分球状の内周面１ａを備えた受口管１に、これの部分球状内周面１ａに沿って球中心周りで摺動可能な嵌合摺動部２Ａを備えた挿口管２が屈曲自在に嵌合接続されているとともに、挿口管２の嵌合摺動部２Ａが、挿口管２の直管部２Ｂの外周面先端側に位置して、受口管１の部分球状内周面１ａに沿って摺動する部分球状の外周面２ａを備えた筒状の主嵌合摺動体２ｂと、挿口管２の管軸芯Ｘ方向中央側に位置して、受口管１の部分球状内周面１ａに沿って摺動する外側面２ｃを備えた略板状の副嵌合摺動体２ｄとから構成されている。
【選択図】 図２
【解決手段】部分球状の内周面１ａを備えた受口管１に、これの部分球状内周面１ａに沿って球中心周りで摺動可能な嵌合摺動部２Ａを備えた挿口管２が屈曲自在に嵌合接続されているとともに、挿口管２の嵌合摺動部２Ａが、挿口管２の直管部２Ｂの外周面先端側に位置して、受口管１の部分球状内周面１ａに沿って摺動する部分球状の外周面２ａを備えた筒状の主嵌合摺動体２ｂと、挿口管２の管軸芯Ｘ方向中央側に位置して、受口管１の部分球状内周面１ａに沿って摺動する外側面２ｃを備えた略板状の副嵌合摺動体２ｄとから構成されている。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設された水道管等の流体管の配管系に、地震や不同沈下等に起因する管軸芯に対して交差する方向の剪断力や曲げモーメント等の外力が作用したとき、この外力を管継手箇所において極力吸収して、配管系の脆弱部での破損を抑制することのできる可撓管継手構造であって、詳しくは、部分球状の内周面を備えた受口管に、これの部分球状内周面に沿って摺動可能な嵌合摺動部を備えた挿口管が、球中心周りで屈曲自在に嵌合接続されている可撓管継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可撓管継手構造としては、次の二つのタイプが存在する。
（イ）挿口管の直管部の先端に、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線を対称中心として管軸芯方向の両側方に亘る状態で径方向外方に膨出し、かつ、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状外周面を備えた部分球状筒部が、それの部分球状内周面によって形成される環状凹部を管軸芯側に向かって開口させた状態で一体形成されていて、この部分球状筒部をもって嵌合摺動部が構成されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
（ロ）挿口管の直管部の先端に、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線を対称中心として管軸芯方向の両側方に亘る状態で径方向外方に膨出し、かつ、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状外周面を備えた部分球状筒部が、それの部分球状内周面と挿口管の外周面との間に密閉環状空間を現出する又は挿口管の管軸芯方向中央側に向かって開口する環状空間を現出する状態で一体形成されていて、この部分球状筒部をもって嵌合摺動部が構成されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２８０４４７号公報（第２−３頁、図１、図２、図５）
【特許文献２】
特開平１０−６１８５３号公報（第３頁、図１、図２、図５）
【特許文献３】
特開平１０−２８１３７０号公報（第４−６頁、図１−４、図６、 図７）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前者の（イ）タイプでは、挿口管の部分球状筒部の部分球状内周面によって形成される環状凹部が、管軸芯側に向かって開口しているため、受口管と挿口管との所期の屈曲性能に影響を及ぼすものではないが、下水道の汚水配管に使用した場合では、管軸芯側に向かって開口形成される部分球状筒部の環状凹部に汚泥が堆積することを完全に回避することができず、また、上水道の浄水配管に使用した場合には、部分球状筒部の環状凹部において流動抵抗が増加し易い。
【０００６】
このような汚泥の堆積や流量損失を抑制する方法として、図６に示すように、受口管５０に嵌合接続される挿口管５１の部分球状筒部５１Ａの部分球状内周面５１ａに、これによって形成される環状凹部を埋設する状態でゴム製の環状埋め込み部材５２を固着する方法が採られているが、これによる場合は、挿口管５１が重量化するばかりでなく、製作された挿口管５１の部分球状筒部５１Ａに対する環状埋め込み部材５２の固着作業工程が新たに加わり、しかも、剥離防止対策も講じる必要があるため、製造コストの高騰化を招来し易い。
【０００７】
また、前者の（ロ）タイプでは、部分球状筒部の部分球状内周面が、挿口管自体の直管部で閉塞されているから、汚泥の堆積や流路損失を抑制することができるものの、挿口管と部分球状筒部とを、それの部分球状内周面と挿口管の外周面との間に密閉環状空間又は挿口管の間軸芯方向中央側に向かって開口する環状空間を現出する状態で一体形成するため、その鋳造に高度な特殊技術が必要で、製造コストの高騰化を招来し易い。
【０００８】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、製造コストの高騰化及び重量化を抑制しつつ、泥土の堆積や流路損失を抑制することのできる可撓管継手構造を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による特徴構成は、部分球状の内周面を備えた受口管に、これの部分球状内周面に沿って球中心周りで摺動可能な嵌合摺動部を備えた挿口管が屈曲自在に嵌合接続されている可撓管継手構造であって、
前記挿口管の嵌合摺動部が、挿口管の直管部の外周面先端側に位置して、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状の外周面を備えた筒状の主嵌合摺動体と、挿口管の管軸芯方向中央側に位置して、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する外側面を備えた略板状の副嵌合摺動体とから構成されている点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、挿口管の直管部の外周面先端側に、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状外周面を備えた筒状の主嵌合摺動体が設けられているから、 受口管の部分球状内周面によって形成される環状凹部の大部分を、挿口管の直管部と主嵌合摺動体とで閉止することができ、受口管と挿口管との嵌合接続箇所において管軸芯側に向かって開口形成される窪みを少なくすることができる。
【００１１】
しかも、挿口管の管軸芯方向中央側に設けた副嵌合摺動体の外側面も、受口管の部分球状内周面に沿って摺動するから、挿口管の直管部の外周面先端側に位置する主嵌合摺動体による摺動案内作用との協働により、球中心周りでの受口管と挿口管との三次元方向の屈曲をスムーズに行わせることができるものでありながら、挿口管の主嵌合摺動体の部分球状外周面の表面積が、受口管の部分球状内周面の表面積に比べて小さくなり、かつ、副嵌合摺動体が略板状に構成されているため、挿口管の軽量化を図ることができる。
【００１２】
従って、製造コストの高騰化及び重量化を抑制しつつ、泥土の堆積や流路損失を抑制することができる。
【００１３】
本発明の請求項２による可撓管継手構造の特徴構成は、前記主嵌合摺動体が、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線よりも挿口管の直管部の外周面先端側に配設されているとともに、前記副嵌合摺動体が、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線よりも少なくとも挿口管の管軸芯方向中央側に配設されている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、球中心を通る垂直線よりも挿口管の直管部の外周面先端側に、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状の外周面を備えた筒状の主嵌合摺動体が設けられているから、 受口管の部分球状内周面によって形成される環状凹部の大部分を、挿口管の直管部分と主嵌合摺動体とで閉止することができ、主嵌合摺動体の管軸芯方向での長さを短く構成しながらも、受口管と挿口管との嵌合接続箇所において管軸芯側に向かって開口形成される窪みを少なくすることができる。
【００１５】
しかも、球中心を通る垂直線よりも少なくとも挿口管の管軸芯方向中央側に設けた副嵌合摺動体の外側面も、受口管の部分球状内周面に沿って摺動するから、挿口管の直管部の外周面先端側に位置する主嵌合摺動体による摺動案内作用との協働により、球中心周りでの受口管と挿口管との三次元方向の屈曲をスムーズに行わせることができるものでありながら、挿口管の主嵌合摺動体の部分球状外周面の表面積が、受口管の部分球状内周面の表面積に比べて半分以下に構成され、かつ、副嵌合摺動体が略板状に構成されているため、挿口管の軽量化を図ることができる。
【００１６】
従って、製造コストの高騰化及び重量化を極力抑制しつつ、泥土の堆積や流路損失を抑制することができる。
【００１７】
本発明の請求項３による可撓管継手構造の特徴構成は、前記副嵌合摺動体が、挿口管の直管部の外周面の周方向複数箇所に管軸芯方向に沿う又は略沿う姿勢で一体形成されている点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、挿口管の直管部の外周面先端側に設けた主嵌合摺動体の部分球状外周面による摺動案内作用と、挿口管の直管部の管軸芯方向中央側に一体形成された複数の副嵌合摺動体の外側面による摺動案内作用とにより、球中心周りでの受口管と挿口管との三次元方向の屈曲をよりスムーズに行わせることができる。
【００１９】
本発明の請求項４による可撓管継手構造の特徴構成は、前記副嵌合摺動体が、主嵌合摺動体の端面と挿口管の直管部の外周面とに亘って一体形成されている点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、挿口管の直管部分の外周面先端側に設けた筒状の主嵌合摺動体の部分球状外周面による摺動案内作用と、挿口管の管軸芯方向中央側に一体形成された略板状の副嵌合摺動体の外側面による摺動案内作用とが連続するので、球中心周りでの受口管と挿口管との三次元方向の屈曲を一層スムーズに行わせることができるとともに、主嵌合摺動体及び副嵌合摺動体を頑丈に構成することができる。
【００２１】
本発明の請求項５による可撓管継手構造の特徴構成は、前記主嵌合摺動体に、それの外周面と受口管の部分球状内周面との間を密封する環状の弾性シール材が設けられている点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、挿口管の主嵌合摺動体の部分球状外周面の表面積を、受口管の部分球状内周面の表面積に比べて少なくして、挿口管の軽量化を図るとともに、この小さな主嵌合摺動体側に環状の弾性シール材を設けることにより、例えば、従来の可撓管継手構造のように、受口管に、それの部分球状内周面と主嵌合摺動体の外周面との間を密封する環状の弾性シール材を設ける場合に比して、シール構造の簡素化と製造コストの低廉化を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１〜図５は、流体輸送管の一例である水道管の配管系に介在される可撓伸縮継手構造を示し、連結フランジ部１Ａ及び部分球状の内周面１ａを備えた鋳鉄製の第１受口管１と、これの部分球状内周面１ａに沿って球中心Ｐ周りで摺動可能な嵌合摺動部２Ａを備えた鋳鉄製の第１挿口管２と、第１受口管１と同一形状で、かつ、連結フランジ部３Ａ及び部分球状の内周面３ａを備えた鋳鉄製の第２受口管３と、これの部分球状内周面３ａに沿って球中心Ｐ周りで摺動可能な嵌合摺動部４Ａを備えた鋳鉄製の第２挿口管４とが主要構成として備えられていて、第１受口管１に第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａが、第２受口管３に第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａが夫々球中心Ｐ周りで三次元方向に屈曲自在に水密状態（密封状態）で嵌合接続されているとともに、第１挿口管２の直管部２Ｂの他端部分には、第２挿口管４の直管部４Ｂの他端部分が管軸芯Ｘ方向の一定範囲内において伸縮自在に水密状態（密封状態）で外嵌接続されている。
【００２４】
前記第１受口管１のうち、管軸芯Ｘに対して直交する方向から球中心Ｐを通る垂直線Ｙと受口との間に位置する内周面１ｂは、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａの管軸芯Ｘ方向からの抜き差しを許容する内径に構成されているとともに、受口側内周面１ｂの奥側には、部分球状内周面１ａの一部を構成する摺動ガイド面５ａを備え、かつ、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａの抜け出し移動を阻止する円環状の摺動ガイド部材５が装着され、この装着箇所の受口側に形成した取付け溝１ｃには、縮径方向に弾性変形可能で、かつ、受口側内周面１ｂに装着された摺動ガイド部材５の抜け出し移動を阻止する抜止めリング６が装着されている。
【００２５】
前記第２受口管３も、上述の第１受口管１と同様に、管軸芯Ｘに対して直交する方向から球中心Ｐを通る垂直線Ｙと受口との間に位置する内周面３ｂが、第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａの管軸芯Ｘ方向からの抜き差しを許容する内径に構成されているとともに、受口側内周面３ｂの奥側には、部分球状内周面３ａの一部を構成する摺動ガイド面５ａを備え、かつ、第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａの抜け出し移動を阻止する円環状の摺動ガイド部材５が装着され、この装着箇所の受口側に形成した取付け溝３ｃには、縮径方向に弾性変形可能で、かつ、受口側内周面３ｂに装着された摺動ガイド部材５の抜け出し移動を阻止する抜止めリング６が装着されている。
【００２６】
前記各摺動ガイド部材５は、管軸芯Ｘを通る線分において周方向で二分割されているともに、摺動ガイド面５ａの受口側端部には、第１受口管１又は第２受口管３に対して第１挿口管２又は第２挿口管４が最大屈曲角度にまで屈曲されたとき、第１挿口管２の外周面又は第２挿口管４の外周面に当接して、それ以上の屈曲を阻止する傾斜姿勢のストッパー面５ｂが形成されている。
【００２７】
前記第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａは、図１〜図４に示すように、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも第１挿口管２の直管部２Ｂの外周面先端側に位置して、第１受口管１の部分球状内周面１ａに沿って摺動する部分球状の外周面２ａを備えた中実筒状の主嵌合摺動体２ｂと、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも少なくとも第１挿口管２の管軸芯Ｘ方向中央側に位置して、第１受口管１の部分球状内周面１ａに沿って摺動する部分球状の外側面２ｃを備えた複数枚（当該実施形態では六枚）の略板状の副嵌合摺動体２ｄとから構成されている。
【００２８】
前記副嵌合摺動体２ｄが、主嵌合摺動体２ｂの受口側端面の周方向複数箇所と第１挿口管２の直管部２Ｂにおける外周面の周方向複数箇所とに亘って管軸芯Ｘ方向に沿った又は略沿った姿勢で一体形成されていて、主嵌合摺動体２ｂの部分球状外周面２ａと各副嵌合摺動体２ｄの部分球状外側面２ｃとが一連の球面状に連続するように構成されている。
【００２９】
前記主嵌合摺動体２ｂの部分球状外周面２ａに形成した環状のシール取付け溝２ｅには、部分球状外周面２ａと第１受口管１の部分球状内周面１ａとの間を水密状態に密封する環状の弾性シール材７が装着されている。
【００３０】
前記第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａは、図１〜図３、 図５に示すように、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａと同様に、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも第２挿口管４の直管部４Ｂの外周面先端側に位置して、第２受口管３の部分球状内周面３ａに沿って摺動する部分球状の外周面４ａを備えた筒状の主嵌合摺動体４ｂと、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも少なくとも第２挿口管３の管軸芯Ｘ方向中央側に位置して、第２受口管３の部分球状内周面３ａに沿って摺動する部分球状の外側面４ｃを備えた複数枚（当該実施形態では六枚）の略板状の副嵌合摺動体４ｄとから構成されている。
【００３１】
前記副嵌合摺動体４ｄが、主嵌合摺動体４ｂの受口側端面の周方向複数箇所と第２挿口管４の直管部４Ｂにおける外周面の周方向複数箇所とに亘って管軸芯Ｘ方向に沿った又は略沿った姿勢で一体形成されていて、主嵌合摺動体４ｂの部分球状外周面４ａと各副嵌合摺動体４ｄの部分球状外側面４ｃとが一連の球面状に連続するように構成されている。
【００３２】
前記主嵌合摺動体４ｂの部分球状外周面４ａに形成した環状のシール取付け溝４ｅには、部分球状外周面４ａと第２受口管３の部分球状内周面３ａとの間を水密状態に密封する環状の弾性シール材７が装着されている。
【００３３】
前記第１挿口管２の直管部２Ｂの他端部分の外周面には、半径方向外方に突出する環状の係止突起９が形成されているとともに、第２挿口管４の直管部４Ｂの他端部分の内周面に形成されたシール保持溝４ｆには、これと第１挿口管２の直管部２Ｂの外周面との間を水密状態に密封する環状の弾性シール材１０が装着されているとともに、このシール保持溝４ｆに隣接形成された取付け溝４ｇには、第１挿口管２と第２挿口管４とが最大離脱位置にまで相対的に離脱移動したとき、第１挿口管２の係止突起９と管軸芯Ｘ方向から接当してそれ以上の離脱移動を阻止する拡径変形可能な略Ｃの字状の抜止めリング１１と、これの拡径変形を許容する状態で該抜止めリング１１を管軸芯Ｘと同芯状態に保持する弾性保持リング１２とが装着され、更に、前記第２挿口管４の直管部４Ｂの管軸芯方向中間部には、第１挿口管２と第２挿口管４とが最大収縮位置にまで相対的に収縮移動したとき、第１挿口管２の先端面が管軸芯Ｘ方向から接当する環状段部４ｈが形成されている。
【００３４】
〔その他の実施形態〕
（１）上述の実施形態では、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａを構成する主嵌合摺動体２ｂと副嵌合摺動体２ｄとの境界位置を、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも第１挿口管２の直管部２Ｂの外周面先端側に設定したが、この主嵌合摺動体２ｂと副嵌合摺動体２ｄとの境界位置を、垂直線Ｙ上又はそれよりも少し第１挿口管２の管軸芯Ｘ方向中央側に入り込んだ位置に設定してもよい。
【００３５】
また、上述の第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａと同様に、第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａを構成する主嵌合摺動体４ｂと副嵌合摺動体４ｄとの境界位置を、垂直線Ｙ上又はそれよりも少し第２挿口管４の管軸芯Ｘ方向中央側に入り込んだ位置に設定してもよい。
【００３６】
（２）上述の実施形態では、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａを構成する主嵌合摺動体２ｂと副嵌合摺動体２ｄとを連続形成したが、この主嵌合摺動体２ｂと副嵌合摺動体２ｄとを管軸芯Ｘ方向で間隔をあけて配設してもよい。
【００３７】
また、上述の第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａと同様に、第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａを構成する主嵌合摺動体４ｂと副嵌合摺動体４ｄと管軸芯Ｘ方向で間隔をあけて配設してもよい。
【００３８】
（３）前記副嵌合摺動体２ｄ、４ｄとしては、円周方向で断続する一つ又は複数の板状又はそれに類似するブロック状のものであればよく、また、それの外側面２ｃ，４ｃの形状としては、上述の実施形態で述べたように、受口管１，３の部分球状内周面１ａ，３ａに沿って摺動する部分球状面に形成することが望ましいが、受口管１，３の部分球状内周面１ａ，３ａとの摺動により、受口管１，３と挿口管２，４との球中心Ｐ周りの屈曲を案内することのできるものであれば、弧状や先鋭状等に形成して実施してもよい。
【００３９】
（４）上述の実施形態では、前記第１受口管１、第１挿口管２、 第２受口管３、第２挿口管４との四部材から可撓伸縮管継手構造を構成したが、第１受口管１と第１挿口管２又は第２受口管３と第２挿口管４との二部材から屈曲のみ自在な可撓管継手構造を構成してもよい。
【００４０】
（５）前記受口管１，３又は挿口管２，４としては、独立した管状のものに限定されるものではなく、仕切弁や分岐管等の流体機器に一体形成されている継手管部であってもよい。
【００４１】
（６）上述の実施形態では、前記主嵌合摺動体２ｂの部分球状外周面２ａに形成した環状のシール取付け溝２ｅに、部分球状外周面２ａと第１受口管１の部分球状内周面１ａとの間を水密状態に密封する一つの環状の弾性シール材７を装着したが、この弾性シール材７を複数に分割した状態で主嵌合摺動体２ｂの部分球状外周面２ａに取り付けてもよい。
【００４２】
（７）上述の実施形態では、前記摺動ガイド部材５を、管軸芯Ｘを通る線分において周方向で二分割したが、第１受口管１に挿入接続された第１挿口管２又は第２受口管３に挿入接続された第２挿口管４に対してそれの管軸芯方向の他端側から自由に外嵌状態で装着できる場合には、摺動ガイド部材５を円環状に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可撓伸縮管継手構造を示す全体の断面側面図
【図２】屈曲状態を示す断面側面図
【図３】分解断面側面図
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図
【図５】図３におけるＢ−Ｂ線断面図
【図６】従来の可撓管継手構造を示す要部の断面側面図
【符号の説明】
Ｐ 球中心
Ｘ 管軸芯
Ｙ 垂直線
１ 受口管（第１受口管）
１ａ 部分球状内周面
２ 挿口管（第１挿口管）
２Ａ 嵌合摺動部
２Ｂ 直管部
２ａ 部分球状外周面
２ｂ 主嵌合摺動体
２ｃ 部分球状外側面
２ｄ 副嵌合摺動体
３ 受口管（第２受口管）
３ａ 部分球状内周面
４ 挿口管（第２挿口管）
４Ａ 嵌合摺動部
４Ｂ 直管部
４ａ 部分球状外周面
４ｂ 主嵌合摺動体
４ｃ 部分球状外側面
４ｄ 副嵌合摺動体
７ 弾性シール材
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設された水道管等の流体管の配管系に、地震や不同沈下等に起因する管軸芯に対して交差する方向の剪断力や曲げモーメント等の外力が作用したとき、この外力を管継手箇所において極力吸収して、配管系の脆弱部での破損を抑制することのできる可撓管継手構造であって、詳しくは、部分球状の内周面を備えた受口管に、これの部分球状内周面に沿って摺動可能な嵌合摺動部を備えた挿口管が、球中心周りで屈曲自在に嵌合接続されている可撓管継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の可撓管継手構造としては、次の二つのタイプが存在する。
（イ）挿口管の直管部の先端に、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線を対称中心として管軸芯方向の両側方に亘る状態で径方向外方に膨出し、かつ、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状外周面を備えた部分球状筒部が、それの部分球状内周面によって形成される環状凹部を管軸芯側に向かって開口させた状態で一体形成されていて、この部分球状筒部をもって嵌合摺動部が構成されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
（ロ）挿口管の直管部の先端に、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線を対称中心として管軸芯方向の両側方に亘る状態で径方向外方に膨出し、かつ、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状外周面を備えた部分球状筒部が、それの部分球状内周面と挿口管の外周面との間に密閉環状空間を現出する又は挿口管の管軸芯方向中央側に向かって開口する環状空間を現出する状態で一体形成されていて、この部分球状筒部をもって嵌合摺動部が構成されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２８０４４７号公報（第２−３頁、図１、図２、図５）
【特許文献２】
特開平１０−６１８５３号公報（第３頁、図１、図２、図５）
【特許文献３】
特開平１０−２８１３７０号公報（第４−６頁、図１−４、図６、 図７）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前者の（イ）タイプでは、挿口管の部分球状筒部の部分球状内周面によって形成される環状凹部が、管軸芯側に向かって開口しているため、受口管と挿口管との所期の屈曲性能に影響を及ぼすものではないが、下水道の汚水配管に使用した場合では、管軸芯側に向かって開口形成される部分球状筒部の環状凹部に汚泥が堆積することを完全に回避することができず、また、上水道の浄水配管に使用した場合には、部分球状筒部の環状凹部において流動抵抗が増加し易い。
【０００６】
このような汚泥の堆積や流量損失を抑制する方法として、図６に示すように、受口管５０に嵌合接続される挿口管５１の部分球状筒部５１Ａの部分球状内周面５１ａに、これによって形成される環状凹部を埋設する状態でゴム製の環状埋め込み部材５２を固着する方法が採られているが、これによる場合は、挿口管５１が重量化するばかりでなく、製作された挿口管５１の部分球状筒部５１Ａに対する環状埋め込み部材５２の固着作業工程が新たに加わり、しかも、剥離防止対策も講じる必要があるため、製造コストの高騰化を招来し易い。
【０００７】
また、前者の（ロ）タイプでは、部分球状筒部の部分球状内周面が、挿口管自体の直管部で閉塞されているから、汚泥の堆積や流路損失を抑制することができるものの、挿口管と部分球状筒部とを、それの部分球状内周面と挿口管の外周面との間に密閉環状空間又は挿口管の間軸芯方向中央側に向かって開口する環状空間を現出する状態で一体形成するため、その鋳造に高度な特殊技術が必要で、製造コストの高騰化を招来し易い。
【０００８】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、製造コストの高騰化及び重量化を抑制しつつ、泥土の堆積や流路損失を抑制することのできる可撓管継手構造を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による特徴構成は、部分球状の内周面を備えた受口管に、これの部分球状内周面に沿って球中心周りで摺動可能な嵌合摺動部を備えた挿口管が屈曲自在に嵌合接続されている可撓管継手構造であって、
前記挿口管の嵌合摺動部が、挿口管の直管部の外周面先端側に位置して、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状の外周面を備えた筒状の主嵌合摺動体と、挿口管の管軸芯方向中央側に位置して、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する外側面を備えた略板状の副嵌合摺動体とから構成されている点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、挿口管の直管部の外周面先端側に、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状外周面を備えた筒状の主嵌合摺動体が設けられているから、 受口管の部分球状内周面によって形成される環状凹部の大部分を、挿口管の直管部と主嵌合摺動体とで閉止することができ、受口管と挿口管との嵌合接続箇所において管軸芯側に向かって開口形成される窪みを少なくすることができる。
【００１１】
しかも、挿口管の管軸芯方向中央側に設けた副嵌合摺動体の外側面も、受口管の部分球状内周面に沿って摺動するから、挿口管の直管部の外周面先端側に位置する主嵌合摺動体による摺動案内作用との協働により、球中心周りでの受口管と挿口管との三次元方向の屈曲をスムーズに行わせることができるものでありながら、挿口管の主嵌合摺動体の部分球状外周面の表面積が、受口管の部分球状内周面の表面積に比べて小さくなり、かつ、副嵌合摺動体が略板状に構成されているため、挿口管の軽量化を図ることができる。
【００１２】
従って、製造コストの高騰化及び重量化を抑制しつつ、泥土の堆積や流路損失を抑制することができる。
【００１３】
本発明の請求項２による可撓管継手構造の特徴構成は、前記主嵌合摺動体が、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線よりも挿口管の直管部の外周面先端側に配設されているとともに、前記副嵌合摺動体が、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線よりも少なくとも挿口管の管軸芯方向中央側に配設されている点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、球中心を通る垂直線よりも挿口管の直管部の外周面先端側に、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状の外周面を備えた筒状の主嵌合摺動体が設けられているから、 受口管の部分球状内周面によって形成される環状凹部の大部分を、挿口管の直管部分と主嵌合摺動体とで閉止することができ、主嵌合摺動体の管軸芯方向での長さを短く構成しながらも、受口管と挿口管との嵌合接続箇所において管軸芯側に向かって開口形成される窪みを少なくすることができる。
【００１５】
しかも、球中心を通る垂直線よりも少なくとも挿口管の管軸芯方向中央側に設けた副嵌合摺動体の外側面も、受口管の部分球状内周面に沿って摺動するから、挿口管の直管部の外周面先端側に位置する主嵌合摺動体による摺動案内作用との協働により、球中心周りでの受口管と挿口管との三次元方向の屈曲をスムーズに行わせることができるものでありながら、挿口管の主嵌合摺動体の部分球状外周面の表面積が、受口管の部分球状内周面の表面積に比べて半分以下に構成され、かつ、副嵌合摺動体が略板状に構成されているため、挿口管の軽量化を図ることができる。
【００１６】
従って、製造コストの高騰化及び重量化を極力抑制しつつ、泥土の堆積や流路損失を抑制することができる。
【００１７】
本発明の請求項３による可撓管継手構造の特徴構成は、前記副嵌合摺動体が、挿口管の直管部の外周面の周方向複数箇所に管軸芯方向に沿う又は略沿う姿勢で一体形成されている点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、挿口管の直管部の外周面先端側に設けた主嵌合摺動体の部分球状外周面による摺動案内作用と、挿口管の直管部の管軸芯方向中央側に一体形成された複数の副嵌合摺動体の外側面による摺動案内作用とにより、球中心周りでの受口管と挿口管との三次元方向の屈曲をよりスムーズに行わせることができる。
【００１９】
本発明の請求項４による可撓管継手構造の特徴構成は、前記副嵌合摺動体が、主嵌合摺動体の端面と挿口管の直管部の外周面とに亘って一体形成されている点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、挿口管の直管部分の外周面先端側に設けた筒状の主嵌合摺動体の部分球状外周面による摺動案内作用と、挿口管の管軸芯方向中央側に一体形成された略板状の副嵌合摺動体の外側面による摺動案内作用とが連続するので、球中心周りでの受口管と挿口管との三次元方向の屈曲を一層スムーズに行わせることができるとともに、主嵌合摺動体及び副嵌合摺動体を頑丈に構成することができる。
【００２１】
本発明の請求項５による可撓管継手構造の特徴構成は、前記主嵌合摺動体に、それの外周面と受口管の部分球状内周面との間を密封する環状の弾性シール材が設けられている点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、挿口管の主嵌合摺動体の部分球状外周面の表面積を、受口管の部分球状内周面の表面積に比べて少なくして、挿口管の軽量化を図るとともに、この小さな主嵌合摺動体側に環状の弾性シール材を設けることにより、例えば、従来の可撓管継手構造のように、受口管に、それの部分球状内周面と主嵌合摺動体の外周面との間を密封する環状の弾性シール材を設ける場合に比して、シール構造の簡素化と製造コストの低廉化を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１〜図５は、流体輸送管の一例である水道管の配管系に介在される可撓伸縮継手構造を示し、連結フランジ部１Ａ及び部分球状の内周面１ａを備えた鋳鉄製の第１受口管１と、これの部分球状内周面１ａに沿って球中心Ｐ周りで摺動可能な嵌合摺動部２Ａを備えた鋳鉄製の第１挿口管２と、第１受口管１と同一形状で、かつ、連結フランジ部３Ａ及び部分球状の内周面３ａを備えた鋳鉄製の第２受口管３と、これの部分球状内周面３ａに沿って球中心Ｐ周りで摺動可能な嵌合摺動部４Ａを備えた鋳鉄製の第２挿口管４とが主要構成として備えられていて、第１受口管１に第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａが、第２受口管３に第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａが夫々球中心Ｐ周りで三次元方向に屈曲自在に水密状態（密封状態）で嵌合接続されているとともに、第１挿口管２の直管部２Ｂの他端部分には、第２挿口管４の直管部４Ｂの他端部分が管軸芯Ｘ方向の一定範囲内において伸縮自在に水密状態（密封状態）で外嵌接続されている。
【００２４】
前記第１受口管１のうち、管軸芯Ｘに対して直交する方向から球中心Ｐを通る垂直線Ｙと受口との間に位置する内周面１ｂは、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａの管軸芯Ｘ方向からの抜き差しを許容する内径に構成されているとともに、受口側内周面１ｂの奥側には、部分球状内周面１ａの一部を構成する摺動ガイド面５ａを備え、かつ、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａの抜け出し移動を阻止する円環状の摺動ガイド部材５が装着され、この装着箇所の受口側に形成した取付け溝１ｃには、縮径方向に弾性変形可能で、かつ、受口側内周面１ｂに装着された摺動ガイド部材５の抜け出し移動を阻止する抜止めリング６が装着されている。
【００２５】
前記第２受口管３も、上述の第１受口管１と同様に、管軸芯Ｘに対して直交する方向から球中心Ｐを通る垂直線Ｙと受口との間に位置する内周面３ｂが、第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａの管軸芯Ｘ方向からの抜き差しを許容する内径に構成されているとともに、受口側内周面３ｂの奥側には、部分球状内周面３ａの一部を構成する摺動ガイド面５ａを備え、かつ、第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａの抜け出し移動を阻止する円環状の摺動ガイド部材５が装着され、この装着箇所の受口側に形成した取付け溝３ｃには、縮径方向に弾性変形可能で、かつ、受口側内周面３ｂに装着された摺動ガイド部材５の抜け出し移動を阻止する抜止めリング６が装着されている。
【００２６】
前記各摺動ガイド部材５は、管軸芯Ｘを通る線分において周方向で二分割されているともに、摺動ガイド面５ａの受口側端部には、第１受口管１又は第２受口管３に対して第１挿口管２又は第２挿口管４が最大屈曲角度にまで屈曲されたとき、第１挿口管２の外周面又は第２挿口管４の外周面に当接して、それ以上の屈曲を阻止する傾斜姿勢のストッパー面５ｂが形成されている。
【００２７】
前記第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａは、図１〜図４に示すように、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも第１挿口管２の直管部２Ｂの外周面先端側に位置して、第１受口管１の部分球状内周面１ａに沿って摺動する部分球状の外周面２ａを備えた中実筒状の主嵌合摺動体２ｂと、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも少なくとも第１挿口管２の管軸芯Ｘ方向中央側に位置して、第１受口管１の部分球状内周面１ａに沿って摺動する部分球状の外側面２ｃを備えた複数枚（当該実施形態では六枚）の略板状の副嵌合摺動体２ｄとから構成されている。
【００２８】
前記副嵌合摺動体２ｄが、主嵌合摺動体２ｂの受口側端面の周方向複数箇所と第１挿口管２の直管部２Ｂにおける外周面の周方向複数箇所とに亘って管軸芯Ｘ方向に沿った又は略沿った姿勢で一体形成されていて、主嵌合摺動体２ｂの部分球状外周面２ａと各副嵌合摺動体２ｄの部分球状外側面２ｃとが一連の球面状に連続するように構成されている。
【００２９】
前記主嵌合摺動体２ｂの部分球状外周面２ａに形成した環状のシール取付け溝２ｅには、部分球状外周面２ａと第１受口管１の部分球状内周面１ａとの間を水密状態に密封する環状の弾性シール材７が装着されている。
【００３０】
前記第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａは、図１〜図３、 図５に示すように、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａと同様に、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも第２挿口管４の直管部４Ｂの外周面先端側に位置して、第２受口管３の部分球状内周面３ａに沿って摺動する部分球状の外周面４ａを備えた筒状の主嵌合摺動体４ｂと、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも少なくとも第２挿口管３の管軸芯Ｘ方向中央側に位置して、第２受口管３の部分球状内周面３ａに沿って摺動する部分球状の外側面４ｃを備えた複数枚（当該実施形態では六枚）の略板状の副嵌合摺動体４ｄとから構成されている。
【００３１】
前記副嵌合摺動体４ｄが、主嵌合摺動体４ｂの受口側端面の周方向複数箇所と第２挿口管４の直管部４Ｂにおける外周面の周方向複数箇所とに亘って管軸芯Ｘ方向に沿った又は略沿った姿勢で一体形成されていて、主嵌合摺動体４ｂの部分球状外周面４ａと各副嵌合摺動体４ｄの部分球状外側面４ｃとが一連の球面状に連続するように構成されている。
【００３２】
前記主嵌合摺動体４ｂの部分球状外周面４ａに形成した環状のシール取付け溝４ｅには、部分球状外周面４ａと第２受口管３の部分球状内周面３ａとの間を水密状態に密封する環状の弾性シール材７が装着されている。
【００３３】
前記第１挿口管２の直管部２Ｂの他端部分の外周面には、半径方向外方に突出する環状の係止突起９が形成されているとともに、第２挿口管４の直管部４Ｂの他端部分の内周面に形成されたシール保持溝４ｆには、これと第１挿口管２の直管部２Ｂの外周面との間を水密状態に密封する環状の弾性シール材１０が装着されているとともに、このシール保持溝４ｆに隣接形成された取付け溝４ｇには、第１挿口管２と第２挿口管４とが最大離脱位置にまで相対的に離脱移動したとき、第１挿口管２の係止突起９と管軸芯Ｘ方向から接当してそれ以上の離脱移動を阻止する拡径変形可能な略Ｃの字状の抜止めリング１１と、これの拡径変形を許容する状態で該抜止めリング１１を管軸芯Ｘと同芯状態に保持する弾性保持リング１２とが装着され、更に、前記第２挿口管４の直管部４Ｂの管軸芯方向中間部には、第１挿口管２と第２挿口管４とが最大収縮位置にまで相対的に収縮移動したとき、第１挿口管２の先端面が管軸芯Ｘ方向から接当する環状段部４ｈが形成されている。
【００３４】
〔その他の実施形態〕
（１）上述の実施形態では、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａを構成する主嵌合摺動体２ｂと副嵌合摺動体２ｄとの境界位置を、管軸芯Ｘに対して直交する方向で球中心Ｐを通る垂直線Ｙよりも第１挿口管２の直管部２Ｂの外周面先端側に設定したが、この主嵌合摺動体２ｂと副嵌合摺動体２ｄとの境界位置を、垂直線Ｙ上又はそれよりも少し第１挿口管２の管軸芯Ｘ方向中央側に入り込んだ位置に設定してもよい。
【００３５】
また、上述の第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａと同様に、第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａを構成する主嵌合摺動体４ｂと副嵌合摺動体４ｄとの境界位置を、垂直線Ｙ上又はそれよりも少し第２挿口管４の管軸芯Ｘ方向中央側に入り込んだ位置に設定してもよい。
【００３６】
（２）上述の実施形態では、第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａを構成する主嵌合摺動体２ｂと副嵌合摺動体２ｄとを連続形成したが、この主嵌合摺動体２ｂと副嵌合摺動体２ｄとを管軸芯Ｘ方向で間隔をあけて配設してもよい。
【００３７】
また、上述の第１挿口管２の嵌合摺動部２Ａと同様に、第２挿口管４の嵌合摺動部４Ａを構成する主嵌合摺動体４ｂと副嵌合摺動体４ｄと管軸芯Ｘ方向で間隔をあけて配設してもよい。
【００３８】
（３）前記副嵌合摺動体２ｄ、４ｄとしては、円周方向で断続する一つ又は複数の板状又はそれに類似するブロック状のものであればよく、また、それの外側面２ｃ，４ｃの形状としては、上述の実施形態で述べたように、受口管１，３の部分球状内周面１ａ，３ａに沿って摺動する部分球状面に形成することが望ましいが、受口管１，３の部分球状内周面１ａ，３ａとの摺動により、受口管１，３と挿口管２，４との球中心Ｐ周りの屈曲を案内することのできるものであれば、弧状や先鋭状等に形成して実施してもよい。
【００３９】
（４）上述の実施形態では、前記第１受口管１、第１挿口管２、 第２受口管３、第２挿口管４との四部材から可撓伸縮管継手構造を構成したが、第１受口管１と第１挿口管２又は第２受口管３と第２挿口管４との二部材から屈曲のみ自在な可撓管継手構造を構成してもよい。
【００４０】
（５）前記受口管１，３又は挿口管２，４としては、独立した管状のものに限定されるものではなく、仕切弁や分岐管等の流体機器に一体形成されている継手管部であってもよい。
【００４１】
（６）上述の実施形態では、前記主嵌合摺動体２ｂの部分球状外周面２ａに形成した環状のシール取付け溝２ｅに、部分球状外周面２ａと第１受口管１の部分球状内周面１ａとの間を水密状態に密封する一つの環状の弾性シール材７を装着したが、この弾性シール材７を複数に分割した状態で主嵌合摺動体２ｂの部分球状外周面２ａに取り付けてもよい。
【００４２】
（７）上述の実施形態では、前記摺動ガイド部材５を、管軸芯Ｘを通る線分において周方向で二分割したが、第１受口管１に挿入接続された第１挿口管２又は第２受口管３に挿入接続された第２挿口管４に対してそれの管軸芯方向の他端側から自由に外嵌状態で装着できる場合には、摺動ガイド部材５を円環状に構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可撓伸縮管継手構造を示す全体の断面側面図
【図２】屈曲状態を示す断面側面図
【図３】分解断面側面図
【図４】図３におけるＡ−Ａ線断面図
【図５】図３におけるＢ−Ｂ線断面図
【図６】従来の可撓管継手構造を示す要部の断面側面図
【符号の説明】
Ｐ 球中心
Ｘ 管軸芯
Ｙ 垂直線
１ 受口管（第１受口管）
１ａ 部分球状内周面
２ 挿口管（第１挿口管）
２Ａ 嵌合摺動部
２Ｂ 直管部
２ａ 部分球状外周面
２ｂ 主嵌合摺動体
２ｃ 部分球状外側面
２ｄ 副嵌合摺動体
３ 受口管（第２受口管）
３ａ 部分球状内周面
４ 挿口管（第２挿口管）
４Ａ 嵌合摺動部
４Ｂ 直管部
４ａ 部分球状外周面
４ｂ 主嵌合摺動体
４ｃ 部分球状外側面
４ｄ 副嵌合摺動体
７ 弾性シール材
Claims (5)
- 部分球状の内周面を備えた受口管に、これの部分球状内周面に沿って球中心周りで摺動可能な嵌合摺動部を備えた挿口管が屈曲自在に嵌合接続されている可撓管継手構造であって、
前記挿口管の嵌合摺動部が、挿口管の直管部の外周面先端側に位置して、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する部分球状の外周面を備えた筒状の主嵌合摺動体と、挿口管の管軸芯方向中央側に位置して、受口管の部分球状内周面に沿って摺動する外側面を備えた略板状の副嵌合摺動体とから構成されている可撓管継手構造。 - 前記主嵌合摺動体が、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線よりも挿口管の直管部の外周面先端側に配設されているとともに、前記副嵌合摺動体が、管軸芯に対して直交する方向で球中心を通る垂直線よりも少なくとも挿口管の管軸芯方向中央側に配設されている請求項１記載の可撓管継手構造。
- 前記副嵌合摺動体が、挿口管の直管部の外周面の周方向複数箇所に管軸芯方向に沿う又は略沿う姿勢で一体形成されている請求項１又は２記載の可撓管継手構造。
- 前記副嵌合摺動体が、主嵌合摺動体の端面と挿口管の直管部の外周面とに亘って一体形成されている請求項１、２又は３記載の可撓管継手構造。
- 前記主嵌合摺動体には、それの外周面と受口管の部分球状内周面との間を密封する環状の弾性シール材が設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の可撓管継手構造。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2008019970A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Suiken:Kk | 伸縮自在継手 |
| KR101318774B1 (ko) * | 2013-02-28 | 2013-10-16 | 신진정공 주식회사 | 신축가동관 |
-
2002
- 2002-11-21 JP JP2002337769A patent/JP2004169844A/ja active Pending
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