JP2006170296A - 管継手およびその接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 管どうしを接合する際に滑剤の塗布を不要化あるいは低減できるようにする。
【解決手段】 一方の管１１の端部に形成された受口１２の内部に、他方の管１３の端部に形成された挿口１４を挿入し、受口１２の内周面と挿口１４の外周面との間で環状のゴム製のシール材１９を圧縮することで受口挿口間をシールするようにした管継手である。シール材１９は、挿口１４の外周面に接する部分に、摩擦係数を低減させるための樹脂コーティング２８が施されている。挿口１４の外周面にも樹脂コーティングが施されていると好適である。継手の接合に際しては、シール材１９に滑剤の塗布を行わずに挿口１４の挿入を行うことが好適である。コーティング剤としては、フッ素−シリコーン系樹脂またはフッ素−ウレタン系樹脂が好適である。
【選択図】 図２

Description

本発明は管継手およびその接合方法に関する。

ダクタイル鋳鉄製の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を挿入し、受口の内周面と挿口の外周面との間で環状のゴム製のシール材を圧縮することで受口挿口間をシールするようにした管継手が知られている（特許文献１）。

このような管継手において、管どうしを接合するときには、受口の内周にシール材を預けた状態で、これら受口およびシール材の内部に挿口を挿入する。
このとき、上述のように受口挿口間でシール材を圧縮しながら挿口の挿入を行うため、挿口はシール材からの摩擦抵抗を強く受ける。したがって、何ら対策を講じないと、管どうしの接合は困難な作業になる。

このため従来においては、接合作業時にシール材の内周と挿口の外周とに滑剤を塗布することが行われている。
特開平６−２７９１号公報

しかしながら、このような従来の手法においては、滑剤を塗布する作業が必要となって作業に時間を要する。また水中で配管を行う場合には、塗付した滑剤が水に流れてしまうなどの問題点がある。

さらに、受口の内周に預けたシール材の内周に滑剤を塗布するため、特に管底部において、塗布した滑剤がシール材の外周と受口の内周との間に回りやすく、そうすると挿口を挿入するときにシール材と受口との間ですべりが発生しやすい。このようなすべりが発生すると、挿口の挿入につれてシール材が正規の位置から受口の奥側へ引き込まれてしまい、所定のシール性能を発揮できなくなるおそれがある。

そこで本発明は、このような問題点を解決して、管どうしを接合する際に滑剤の塗布を不要化あるいは低減できるようにすることを目的とする。

この目的を達成するため本発明の管継手は、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を挿入し、受口の内周面と挿口の外周面との間で環状のゴム製のシール材を圧縮することで受口挿口間をシールするようにした管継手において、前記シール材は、挿口の外周面に接する部分に、摩擦係数を低減させるための樹脂コーティングが施されているようにしたものである。

本発明によれば、上記において、挿口の外周面にも樹脂コーティングが施されていることが好適である。

本発明の管継手の接合方法は、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を挿入し、受口の内周面と挿口の外周面との間で環状のゴム製のシール材を圧縮することで受口挿口間をシールするようにした管継手の接合に際し、挿口の外周面に接する部分に摩擦係数を低減させるための樹脂コーティングが施されているシール材を用いるものである。

本発明によれば、上記において、外周面に樹脂コーティングが施された挿口を用いることが好適である。

本発明の管継手用シール材は、管継手の接合に際し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を挿入することで、これら受口の内周面と挿口の外周面との間で圧縮される環状のゴム製のシール材であって、挿口の外周面に接する部分に、摩擦係数を低減させるための樹脂コーティングが施されているようにしたものである。

本発明のコーティング剤は、管継手の接合に際し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を挿入することで、これら受口の内周面と挿口の外周面との間で圧縮される環状のゴム製のシール材における、挿口の外周面に接する部分に、摩擦係数を低減させるためにコーティングされるコーティング剤であって、フッ素−シリコーン系樹脂またはフッ素−ウレタン系樹脂にて構成されているものである。

したがって本発明によると、シール材は、挿口の外周面に接する部分に、摩擦係数を低減させるための樹脂コーティングがあらかじめ施されているため、管継手の接合作業現場での滑剤の塗布作業を不要化あるいは低減することができる。

図３および図２に示す管継手において、ダクタイル鋳鉄製の一方の管１１の端部には受口１２が形成され、他方の管１３の端部には、受口１２の内部に挿入される挿口１４が形成されている。受口１２の内周には、その開口端側から順に、シール材収容溝１５と、ロックリング収容溝１６と、管１１の軸心方向に沿って所定の長さとされた内周面１７とが形成されている。１８は受口の奥端面である。

シール材収容溝１５には、環状のゴム製のシール材１９が収容されている。このシール材１９は、図１〜図３に示すように、シール材収容溝１５はまり込む硬質のヒール部２０と、シール材収容溝１５と挿口１４の外周面との間で圧縮される軟質のバルブ部２１と、ヒール部２０からバルブ部２１に向かうにつれて次第に縮径するテーパ面２２とを有し、バルブ部２１がヒール部２０よりも受口１２の奥側に位置した状態で配置されている。

受口１２のロックリング収容溝１６には、たとえば周方向一つ割りに形成された金属製の環状のロックリング２３が収容されている。２４は心出しゴムで、図２に示すように挿口１４が挿入されていない状態でロックリング２３を受口１２に対して心出し状態で支持するものである。

挿口１４の先端の外周には、突部２５が一体に形成されている。突部２５は、先端テーパ面２６を有する。

このような構成の管継手の接合に際しては、図２に示すように受口１２の内部にロックリング２３とシール材１９とを預け、心出しゴム２４によってロックリング２３を受口１２に対して心出し状態で保持する。次に、この状態の受口１２の内部に挿口１４を挿入する。

すると、挿口１４の突部２５がその先端テーパ面２６の作用によってシール材１９を押し広げながらこの突部２５がシール材１９の位置を通過し、次いで突部２５がその先端テーパ面２６によりロックリング２３を押し広げながら、この突部２５がロックリング２３の位置を通過することで、図３に示すように継手の接合が完了する。

このような管継手であると、挿口１４の突部２５が受口１２の奥側からロックリング２３に当たることで受口１２からの挿口１４の抜け出しを防止することができ、また挿口１４の突部２５がロックリング２３と受口１２の奥端面１８に当たるまでの範囲で受口１２と挿口１４との伸縮が可能である。これによって継手に耐震機能が与えられる。

本発明においては、図１および図２に示すように、受口１２の内面に接触しないシール材１９の内周面の部分、すなわち、テーパ面２２と、バルブ部２１の内周面とに、シール材１９のゴム面に比べて摩擦係数を低減させるための樹脂コーティング２８が施されている。

コーティング剤としては、ゴム面に比べて摩擦係数を低減させるものであるとともに、挿口１４を挿入したときなどにおける耐剥離性や、耐皺発生性を有し、しかも水道管路に用いた場合に毒性が無いものであれば、適宜のものを使用することができる。代表的なものとして、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フッ素−シリコーン系樹脂、フッ素−ウレタン系樹脂、超高分子ポリエチレン樹脂などを挙げることができる。これをシール材１９に塗布などすることにより、あらかじめコーティング層を形成しておく。なかでも、フッ素−シリコーン系樹脂とフッ素−ウレタン系樹脂とが、摩擦係数の低減効果や、シール材からの耐剥離性や、コーティング層についての耐皺発生性などの観点から好適である。

フッ素−シリコーン系樹脂としては、たとえば主剤と硬化剤と触媒とを主成分とするものが好適に用いられる。そのうち、主剤としては、次のような組成のものが好適である。
主剤：
フッ素樹脂 １〜３０質量％
シリコーン樹脂 １〜３０質量％
溶剤 ４０〜９８質量％
その他添加剤 ０〜２０質量％
ただし、全体で１００質量％である。このうち、フッ素樹脂は滑り性および耐磨耗性を付与する役割を果たし、シリコーン樹脂は滑り性を付与する役割を果たす。溶剤としては、トルエン、メチルエチルケトンなどが用いられる。その他の添加剤は、色付けなどのために必要に応じて用いられるものであり、カーボンブラックなどが好適に用いられる。

そして、上記主剤１００質量部に対して、硬化剤３〜５０質量部、触媒３〜５０質量部を配合したものが用いられる。硬化剤は、樹脂とゴム製のシール材１９との密着性を向上させるために用いられる。触媒は、硬化助剤として用いられる。このほかに、必要に応じてさらに希釈剤０〜３００質量部を用いることもできる。

具体的な組成として、以下のものを挙げることができる。すなわち、
主剤：
フッ素樹脂 ６．０質量％
シリコーン樹脂 ４．０質量％
溶剤 ８８．０質量％
その他添加剤 ２．０質量％
そして、たとえば、上記主剤１００質量部に対して、硬化剤３０質量部、触媒２０質量部、希釈剤１０質量部を配合したものが好適に用いられる。

シール材１９に樹脂コーティング２８を施す際には、上述の主剤、硬化剤、触媒、希釈剤を混合し、低速で１０分程度撹拌する。そして、シール材１９を十分に脱脂したうえで塗布を行い、８０〜１８０℃×２〜３０分で焼付ければよい。

フッ素−ウレタン系樹脂としては、同様に主剤、硬化剤、触媒、希釈剤を主成分とするものが好適に用いられる。そのうち、主剤としては、次のような組成のものが好適である。

主剤：
フッ素樹脂 １〜３０質量％
ウレタン樹脂 １〜３０質量％
溶剤 ４０〜９８質量％
その他の添加剤 ０〜２０質量％
ただし、全体で１００質量％である。このうち、ウレタン樹脂は、滑り性を付与する役割を果たす。フッ素樹脂、溶剤、その他添加剤は、上述したフッ素−シリコーン系樹脂の場合と同様の役割を果たす。

そして、上記主剤１００質量部に対して、硬化剤３〜５０質量部を配合したものが用いられる。この硬化剤は、上記と同様に樹脂とゴム製のシール材１９との密着性を向上させるために用いられる。なお、触媒と希釈剤とは用いない。

具体的な組成として、以下のものを挙げることができる。すなわち、
主剤：
フッ素樹脂 ６．０質量％
ウレタン樹脂 ４．０質量％
溶剤 ８８．０質量％
その他の添加剤 ２．０質量％
そして、たとえば、上記主剤１００質量部に対して、硬化剤２０質量部を配合したものが好適に用いられる。

シール材１９に樹脂コーティング２８を施す際には、主剤、硬化剤を混合し、低速で１０分程度撹拌する。そして、シール材１９を十分に脱脂したうえで塗布を行い、８０〜１８０℃×２〜３０分で焼付ければよい。

次に摩擦係数の測定結果について説明する。シール材１９に各樹脂によるコーティング層を形成して、ガラス板との間での摩擦係数を測定した結果は、次の通りである。
樹 脂 摩擦係数
コーティング層なし １．０
フッ素−ウレタン系樹脂 ０．３
フッ素−シリコーン系樹脂 ０．２
このように、シール材１９に樹脂コーティングを施すことにより、シール材そのものに比べて摩擦係数を大幅に低減させることができる。

次に、実際に管の受口の内部に挿口を挿入したときの挿入力の測定結果について説明する。使用した管は口径２５０ｍｍのダクタイル鋳鉄管であり、シール材はゴム製のものを用いた。そして、上記と同様に、コーティング層なしのものと、フッ素−ウレタン系樹脂をコーティングしたものと、フッ素−シリコーン系樹脂をコーティングしたものとについて、測定を行った。また、従来の手法と同様にシール材を含む受口と挿口との両方に滑剤を塗布した場合と、挿口のみに滑剤を塗布した場合と、滑剤を塗布せずに、その代わりにシール材を含む受口と挿口との両方に水を塗布した場合とについて測定した。その結果を表１に示す。

なお、挿口を受口に挿入している期間中における最大挿入力を、挿入力とした。また、コーティング層なしのシール材を用いて、このシール材を含む受口と挿口との両方に滑剤を塗布しときの挿入力を１００として対比した。

表１から明らかなように、コーティング層なしの場合では、シール材を含む受口と挿口との両方に滑剤を塗布しなければ継手の接合すなわち受口への挿口の挿入が行えなかった。

これに対し、フッ素−シリコーン系樹脂をコーティングしたものでは、挿入力が小さく、しかも挿口のみに滑剤を塗布した場合や水を塗布しただけの場合でも、良好に挿入することができた。水を塗布しただけの場合でも挿入が可能であったことにより、滑剤を用いずに接合が可能であることがわかるとともに、滑剤が流されてしまう水中配管も可能であることがわかり、また雨中や水場での配管にも好都合であることがわかった。また、挿入に際してコーティング層の剥離などの不具合は発生しなかった。

フッ素−ウレタン系樹脂をコーティングしたものでも、挿口のみに滑剤を塗布しただけで、シール材を含む受口には滑剤を塗布しなくても、良好に接合することができた。また、同様に、挿入に際してコーティング層の剥離などの不具合は発生しなかった。

また、表１からわかるように、観点を変えると、本発明によれば、従来と同様にシール材を含む受口と挿口との両方に滑剤を塗布すれば、従来よりもはるかに小さな挿入力で継手の接合を行うことができ、したがって作業の容易化に寄与することが可能である。

本発明の実施の形態の管継手用シール材の断面図である。 本発明の実施の形態の管継手の接合方法を示す断面図である。 本発明の実施の形態の管継手の接合完了状態を示す断面図である。

符号の説明

１２ 受口
１４ 挿口
１９ シール材
２０ ヒール部
２１ バルブ部
２２ テーパ面
２８ 樹脂コーティング

Claims (6)

1. 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を挿入し、受口の内周面と挿口の外周面との間で環状のゴム製のシール材を圧縮することで受口挿口間をシールするようにした管継手において、前記シール材は、挿口の外周面に接する部分に、摩擦係数を低減させるための樹脂コーティングが施されていることを特徴とする管継手。
2. 挿口の外周面にも樹脂コーティングが施されていることを特徴とする請求項１記載の管継手。
3. 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を挿入し、受口の内周面と挿口の外周面との間で環状のゴム製のシール材を圧縮することで受口挿口間をシールするようにした管継手の接合に際し、挿口の外周面に接する部分に摩擦係数を低減させるための樹脂コーティングが施されているシール材を用いることを特徴とする管継手の接合方法。
4. 外周面に樹脂コーティングが施された挿口を用いることを特徴とする請求項３記載の管継手の接合方法。
5. 管継手の接合に際し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を挿入することで、これら受口の内周面と挿口の外周面との間で圧縮される環状のゴム製のシール材であって、挿口の外周面に接する部分に、摩擦係数を低減させるための樹脂コーティングが施されていることを特徴とする管継手用シール材。
6. 管継手の接合に際し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を挿入することで、これら受口の内周面と挿口の外周面との間で圧縮される環状のゴム製のシール材における、挿口の外周面に接する部分に、摩擦係数を低減させるためにコーティングされるコーティング剤であって、フッ素−シリコン系樹脂またはフッ素−ウレタン系樹脂にて構成されていることを特徴とするコーティング剤。

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