JP2008075884A

JP2008075884A - 管継手

Info

Publication number: JP2008075884A
Application number: JP2007323530A
Authority: JP
Inventors: Yasuhide Maruyama; 泰秀丸山; Chikashi Gomi; 知佳士五味
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】寸法誤差のある同径の配管や、異径管や材質の異なる配管の場合でも、高いシール性を発揮しながら強固に接合することのできる縮径用継手とこれを配管に接合した配管システムを提供することにある。
【解決手段】密封スリーブ１６１を囲繞する断面Ｃ形状の筒形のハウジング１５１の両端をボルト締結部材１６８で締付けて前記ハウジング１５１内に装着したロックリング機構１６０で配管Ｐを接合する縮径用継手において、前記ハウジング１５１の両端部の一方、又は双方から円周方向に沿って適宜の長さのスリット１５４を設けた縮径用継手である。
【選択図】図２

Description

本発明は、縮径用継手と配管システムに関し、特に、配管の突き合わせ接合に用いられるものであり、両側から配管を差し込んでおき、継手本体を縮径締めすることによって配管を接合するための縮径用継手と、縮径用継手を配管に接合した配管システムに関する。

従来より、継手本体の両端からパイプを差し込み、断面Ｃ形状に設けたハウジング両端をボルトによって締め付けて、管端同士の連結を行う方式の継手が知られている。この種の管継手としては、例えば、特許文献１又は２の管接手がある。
この管接手において、ハウジングは、密封状に締付ける金具または締付けカラーの形状であり、このハウジングは円筒形状を呈し、そのボルト締付け箇所は軸線方向においてハウジングを構成する部材で一体的に繋がっている。ハウジング内部には、軸線方向に対する横断面がＣ字形の密封ガスケットが収納され、このガスケットは、鋼製のバンドライナや鋼製帯状挿入物を介して外側部分がハウジングの内側面に当接している。バンドライナ等は、主にハウジングの端部に形成したフラップの湾曲部分の間にあるギャップを架橋するのに使用され、通常、１枚の薄板をハウジング内周壁に沿うような形状に形成している。

この管接手に配管を接合する際には、配管を挿入した状態で締付ボルトを締付けることによってハウジングを縮径させて、管端部を接合するようにしている。締付け時には、両側の締付け力が変わらないようにする必要があり、このため、締付ボルトを少しずつ交互に締付けてハウジングを均等に縮径させて、両側接合配管へのシール面圧を均等に確保しなければならない。

さらに、異径管を接合できるようにした管継手があり、例えば、特許文献３の管の取り付け具において、ゴム製のスリーブの開口を、軸線方向左右でその内径を異なるように形成した技術が開示されている。これは、左右のリップ部内径を変えることで異なる径の管を接続できるようにしたものであり、いわゆる、レデューサ機能を発揮できるようにしたものである。

特許第１０３２５３４号公報特許第１１５７９９５号公報登録実用新案第３０１８８７６号公報「ストラブカップリンググリップタイプカタログ」ショーボンドカップリング株式会社、２００５年４月、ｐ．７

しかしながら、接合に使用される配管は、たとえ呼び径が同じであっても、正確に同じ径にはならない場合もあり、規格やパイプ材料などにより若干の誤差が生じることがある。このため、配管を接合する際に、この配管中心が完全に一致した状態で締付けることは難しくなっている。特許文献１においては、例えば、配管表面の凹凸によって外径に若干の差があると、挿入したときに両側の配管の中心位置にずれが生じるおそれがあった。また、配管が金属と樹脂であるなどの材質が異なると、各配管の縮径方向の弾性応力や表面の平滑さなどが異なり、必要な締付け力に差が生じることがあった。これらの理由によって、締付ボルトの締付け時に、両側のハウジングを均等に締付けることができなくなることがあった。

この場合、この管継手は、上記のように軸線方向におけるボルト締付け箇所がハウジングを構成する部材で繋がっているため、ハウジング全体に歪みが生じ、両側の配管に対して締結力が縮径方向に正しく働かずに、延いては、配管がハウジングに対して曲がった状態で装着されてシール性の悪い状態で接合されることがあった。

一方、特許文献３の管の取り付け具は、外径の異なる異径管を接続することはできるが、この異径管を接続する場合には、管径に応じた専用のスリーブが必要になっていた。
また、この取り付け具を異径管接続用として設ける場合には、ゴム厚の差と相まってグリップ力が低下する危険性があるため、締結リングを設けることができなかった。よって、接合する力が弱くなってシール性が悪くなったり管が抜けやすくなる等の大きな問題が発生するおそれがあった。このような異径管用の管継手は、特許文献２と同様にロックリング機能を持たないものが主流であるため、同じような問題を抱えていた。

また、特許文献１や２、非特許文献１における継手は、作業性や可撓性が良い反面、配管にバルブを装着するには、非特許文献１に示されているように、この種の継手とは別に単体のバルブを配管の途中に装着しなければならず、配管器材の必要個数が多くなるばかりでなく、作業性も低下する。更に、単体のバルブは依然として、特許文献１のような接合方式で接合しているのが一般的であり、バルブの取付けも面倒であった。

更に、上記の課題の解決に加えて、この種の継手には次のような機能の開発が願われている。
先ず、継手を接合する際において、継手の左右（一次側と二次側）の何れか一方を緩めたときに、他方側が緩むことの無い、左右の締付けが独立した構造の継手が要望されている。

更に、継手の片側の接続口のみに管を接合して流路を閉状態にできる配管（例えば、片配管や末端配管）に設けた場合に、あらたに継手の他の側に配管を接合しようとしたときに、既に接合された管と継手部位の間から漏れを発生させることなく接合でき、例えば、配管の増設を目的として、配管の末端に配置できるような継手の開発が要望されている。

本発明は、従来の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、寸法誤差のある同径の配管や、異径管や材質の異なる配管の場合でも、高いシール性を発揮しながら強固に接合することのできる縮径用継手とこれを配管に接合した配管システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、密封スリーブを囲繞する断面Ｃ形状の筒形のハウジングの両端をボルト締結部材で締付けて前記ハウジング内に装着したロックリング機構で配管を接合する縮径用継手において、ハウジングの両端部の一方、又は双方から円周方向に沿って適宜の長さのスリットを設けた縮径用継手である。

請求項２に係る発明は、ハウジングの円周方向両端部に前記スリットを１つ設けた縮径用継手である。

請求項３に係る発明は、ハウジングを長筒形状に形成し、このハウジングの円周方向両端部に複数のスリットを設けた縮径用継手である。

請求項４に係る発明は、ハウジングの内周側に配管を被覆可能な薄板状のスライド板を設け、このスライド板をハウジングの内周方向に沿って少なくとも２つ以上に分割した縮径用継手である。

請求項５に係る発明は、ハウジングを拡縮する両端部間に位置するボルト締結部材に、ハウジングの縮径状態を確認するインジケータを取付け、このインジケータは、ハウジングの縮径時の両端部間隙に対応した巾形状に形成した縮径用継手である。

請求項６に係る発明は、請求項１における縮径継手部を配管に接合したことを特徴とする配管システムである。

請求項１に係る発明によると、同一の呼び径の配管を接合する場合に実際の管径に誤差が生じていたり、或は、呼び径の異なる異径管や金属と樹脂などの異なる材質の配管を接合する場合にも、ロックリング機能を働かせつつ、高いシール性を発揮しながら強固に接合することができる縮径用継手を提供することができる。

しかも、ハウジングの両端部の双方からスリットを設けた場合には、ハウジングの縮径変形を大きくできるため、管径差の大きい異径管を接合することができ、高いレデューサ機能を発揮できる。また、この場合、ハウジングの両端側を変形させることができるため、密封スリーブに対する縮径を均一的に行って高シール性を発揮できる。

一方、ハウジングの端部の一方からスリットを設けた場合には、他方側端部を一体的に剛体として機能させることができ、曲げ剛性を高くすることができる。これにより、例えば、船体やトンネル等における曲線部（湾曲した配管）に用いたり、或は、工事現場等の人が乗ることで強い負荷がかかる危険性のある場所に用いることもできる縮径用継手である。

請求項２に係る発明によると、ハウジング両側の締付け部分をそれぞれ独立して締付けて拡径したり縮径したりでき、各配管ごとに締付けを行って高いシール性によって強固に接合することができる縮径用継手である。さらに、予めハウジング両側部の口径を変えて形成することにより、異なる口径の配管を接合することができ、この場合でも高いシール性を維持しながら接合することができる縮径用継手である。

請求項３に係る発明によると、配管の挿入しろを長くでき、この配管の複数の外周位置を締付けることで高いシール性と抜け止め性を発揮して強固に接合でき、しかも、密封スリーブの縮径方向の肉厚が双方の配管挿入側において同じであるため、均等な締付力を得ることができる縮径用継手である。

請求項４に係る発明によると、ハウジングの各側部において高いシール性により配管を接合して締付け部位からの漏れを確実に防ぐことができ、また、優れた配管の抜け止め効果を発揮することができる縮径用継手である。

請求項５に係る発明によると、端部の締付け忘れを防ぐことができ、また、異径管を接合する場合でも、各配管の径に対応した適切な締付け量を確保でき、双方の配管を共に強固に接合することができる縮径用継手である。

請求項６に係る発明によると、配管に請求項１に係る縮径継手を接合することにより寸法誤差のある同径の配管や、異径管や材質の異なる配管の場合でも、高いシール性を発揮しながら強固に接合することのできる配管システムを構成することができる。

以下、本発明における縮径継手を図面に基づいて詳細に説明する。図１、図２において、縮径用継手本体１５０は、パイプ（配管）Ｐ、Ｐを両側から挿入し、密封スリーブ１６１を囲繞する断面Ｃ形状の筒形のハウジング１５１の両端部１５２、１５２をボルト締結部材１６８で締付けてハウジング１５１内に装着したロックリング機構１６０でパイプＰの外周面部位を締付けてこのパイプＰを接合するようにしたものである。

ハウジング１５１は、一枚のステンレス等の金属材料をプレス成形によって図４のような薄板１５３に形成加工し、この薄板１５３を曲折加工して図５のように断面略Ｃ字状に形成している。薄板１５３の形成時にはスリット１５４を設けており、このスリット１５４は、ハウジング１５１の状態に形成するときに端部１５２、１５２の双方から円周方向に沿って１つづつ形成している。

本例におけるスリット１５４は、ハウジング１５１の軸線方向における略中央位置に設けて、両分割部１５５、１５５の幅Ｋ_１、Ｋ_２がほぼ同じになるように設けているが、挿入するパイプＰの口径及び材質等に応じて、この幅Ｋ_１、Ｋ_２が異なるような位置にスリット１５４を形成してもよい。

スリット１５４の形成時には、このスリット１５４を、薄板１５３の端部部位から適宜の長さに形成すればよいが、少なくともスリット１５４を設けることによって形成される分割部１５５、１５５を、図５、図６のようにハウジング１５１の外周側に折り返すことができるような長さＭに設ける必要がある。また、各分割部１５５、１５５を折り返すときに、これらが互いに干渉することなく折り返し可能になるような広さの適宜の空隙Ｎによって設ける。さらに、スリット１５４の先端部分にφｄの径によって円弧状の拡径切欠部１５４ａを形成し、この拡径切欠部１５４ａの径φｄ≧スリット１５４の空隙Ｎの寸法の関係になるようにしている。この拡径切欠部１５４ａを設けることで、ボルト１６８締付け時の応力によって、スリット１５４先端側の分割部１５５が割れるのを防止している。

長穴１５６、１５７は、各分割部１５５、１５５の円周方向において適宜の間隔で穿孔して形成しており、ハウジング１５１をＣ字状に曲げ加工して分割部１５５を折り返したときに、長穴１５６から長穴１５７にボルト１６８を挿脱できるような間隔に設けている。

各分割部１５５、１５５の折り返し時には、図５のように、棒状ワッシャ１５８、１５８を、ボルト１６８の挿入側の分割部１５５の折返し部位の内側に挟み込み、一方、棒状ナット１５９、１５９を、他方側の分割部１５５の折返し部位の内側に挟み込むようにし、各折返し部位の端部側をスポット溶接等の溶接部１５１ａ、１５１ａによって固着することで、棒状ワッシャ１５８、棒状ナット１５９を固定しながらハウジング１５１に締付け用の端部１５２、１５２を形成している。

図８に示すように、棒状ワッシャ１５８は、ボルト１６８のおねじ１６８ａが挿通可能な貫通孔１５８ａを有し、また、棒状ナット１５９は、おねじ１６８ａが螺着可能なめねじ１５９ａを有している。
ボルト１６８は、棒状ワッシャ１５８側の長穴１５６から棒状ワッシャ１５８の貫通孔１５８ａに挿入し、棒状ナット１５９のめねじ１５９ａにおねじ１６８ａを螺入する。これにより端部１５２、１５２が締め付けられ、ハウジング１５１を縮径することができる。

棒状ワッシャ１５８、及び棒状ナット１５９は、各分割部１５５、１５５に対して個別に取付けることで、ボルト１６８によって締付けたときにハウジング１５１のパイプＰの挿入側である側部１５１ｂ、１５１ｂを個々に縮径することができる。
スリット１５４、１５４をハウジング１５１の両端部１５２、１５２に設け、両分割部１５５、１５５の幅Ｋ_１、Ｋ_２をほぼ同じに設けた場合には、各棒状ワッシャ１５８、１５８と各棒状ナット１５９、１５９の長さをそれぞれ同じにすることができ、部品の共通化が可能である。

図３のように、側部１５１ｂ、１５１ｂの各端部側には、適宜の長さに突出部位を形成し、この突出部位を内径側に折り曲げることによってフランジ部１５１ｃ、１５１ｃを形成している。このフランジ部１５１ｃ、１５１ｃの内側には、密封スリーブ１６１、スプリング１６２、ロックリング１６３、三角リング１６４、保持リング１６５、スライド板１６６を有するロックリング機構１６０を収納保持している。このロックリング機構１６０により、ハウジング１５１の両端部１５２、１５２をボルト１６８で締付けてパイプＰ、Ｐを接合している。

密封スリーブ１６１は、環状に形成された内圧封止式のゴム製スリーブを採用している。密封スリーブ１６１の内周側には、両端部を内方に折曲形成したリップ部１６１ａと、このリップ部１６１ａの折り曲げ部位の内側に環状溝１６１ｂを設け、この環状溝１６１ｂに環状に形成したスプリング１６２を装着している。また、密封スリーブ１６１の内周面には、波形に膨出させてリブ１６１ｃを形成し、このリブ１６１ｃにより補強して形状を安定させている。これにより、密封スリーブ１６１が捩れたりするのを防ぎ、特に、スリーブ本体に繰り返し熱応力が加わって膨張力や圧縮力が働いたときに、外周面側がハウジング１５１の内周やスライド板１６６から遊離するのを防止している。本例においては、リブ１６１ｃを波形に設けているが、この形状に限定するものではなく、例えば、図示しない断面三角形や断面四角形などの歯形状などにしてもよい。
密封スリーブ１６１は、ハウジング１５１の内周面側に、スライド板１６６を介在した状態で取り付けている。

ロックリング１６３は、一部をスリット状に切欠いて環状に形成し、その内側先端に複数の爪部１６３ａを設けている。ハウジング１５１の縮径時には、ロックリング１６３も縮径し、爪部１６３ａがパイプＰの接合外周面部位に食い込んで、パイプＰの抜け出しを阻止可能に設けている。また、同時に、パイプＰの外周面に密封スリーブ１６１を圧着させて、パイプＰとの密封構造を形成できるようにしている。

三角リング１６４は、一部をスリット状に切欠いた環形状に形成し、縮径可能に設けている。また、内方には、頂点部位を有する断面三角形状を呈しており、各円錐面１６４ａ、１６４ａに密封スリーブ１６１側とロックリング１６３をそれぞれ係合してこれらを支持する機能を働かせるようにしている。

保持リング１６５は、三角リング１６４と同様にスリット状部位を設けた環形状に形成し、縮径可能に設けている。保持リング１６５は、断面円形状に形成しており、外周面側をフランジ部１５１ｃとロックリング１６３に当接させるようにこれらの間に配置することで、ロックリング１６３を保持している。

スライド板１６６は、薄板状部材を曲折して略円弧状に形成している。本例において、このスライド板１６６は、図３、図７に示すようにハウジング１５１の円周方向に沿って少なくとも２つ以上に分割し、各スライド板１６６´、１６６"の一部を重ね合わせた状態で、円弧状に曲折したものをハウジング１５１の内周側に収納している。スライド板１６６は、分割されていることにより、ハウジング１５１の各分割部１５５、１５５を締付けて個々に収縮させることができるようにしている。

また、スライド板１６６におけるパイプＰ挿入側の縁部位は、三角リング１６４の円錐面１６４ａと重なり合うような傾斜のテーパ状に曲折して曲部１６６ａを形成している。
スライド板１６６は、密封スリーブ１６１とハウジング１５１の間に配置し、このスライド板１６６がハウジング１５１の内周に沿ってスライドしながらパイプＰを被覆可能に設けている。これにより、ハウジング１５１の切欠き部位である端部１５２、１５２の隙間をカバーしている。

スライド板１６６は、図示しない一枚の薄板によって形成してもよく、特に、この場合には、例えば、内方を頂点側とする断面略山形状のリブを円周方向に沿って設けるようにすれば、このリブによって締付時の捩れを防ぐことができ、締付け力を均等に働かせながら縮径することができる。このリブは、密封スリーブ１６１の均等な縮径を維持するため、できるだけ山を低く設けるようにするとよい。

次に、上記実施形態の継手本体１５０にパイプＰを接合する場合を説明する。
先ず、予め継手本体１５０と接合するパイプＰの外周面の接合部分に図示しないマーキングを施しておく。このマーキングは省略することも可能であるが、パイプＰを継手本体１５０の中央位置に対して正しく突き合わせた状態で接合を行うためには、マーキングを設けて視認することにより、パイプＰを適正な挿入状態にするのが望ましい。マーキングは、サインペン等によって容易に行うことができる。
パイプＰは、鋼管等の金属、樹脂パイプ等の非金属等の中の何れの組み合わせであってもよく、このパイプＰを継手本体１５０の両側部１５１ｂ、１５１ｂから挿入して、中央付近で端部を突き合わせた状態で保持する。

続いて、ボルト１６８を棒状ワッシャ１５８、棒状ナット１５９に対して締付けて、ハウジング１５１の折り返し部位である端部１５２、１５２を次第に近接させるようにこのハウジング１５１を縮径させる。
ハウジング１５１を縮径させると、内周側と、パイプＰの外周側に挟まれた密封スリーブ１６１には縮径方向に押圧力が加わり、密封スリーブ１６１が縮径する。密封スリーブ１６１は、縮径するに伴って潰れる方向に力が加わって、長さ方向に延伸し、各端部付近にもパイプＰの挿入側に延びようとする力が働く。

密封スリーブ１６１とハウジング１５１の間にはスライド板１６６を設け、このスライド板１６６は、前述のように、２つに分割して一部を重ね合わせた状態で装着しているため、それぞれ軸方向に摺動可能な状態になっている。密封スリーブ１６１は、スライド板１６６に対して外周側が接しているため、密封スリーブ１６１に力が加わると、各スライド板１６６´、１６６"は摩擦力によって密封スリーブ１６１が摺動する方向にスライドし、これにより、密封スリーブ１６１は、全体が押し潰されながら軸方向に延伸する。この作用により、パイプＰに対して高い押圧力を均等に働かせながら密封スリーブ１６１を密接させることができ、シール性を高めることができる。

外径が同一のパイプＰを接合する場合には、重ね合わせたスライド板１６６´、１６６"のうち、内側のスライド板１６６´が位置する側（図７において、左側）の挿入口側から配管（ボルト１６８の締付け）を行うようにする。また、異径管を配管する時には、小口径の配管を内側のスライド板１６６´が位置する側の挿入口に配置するように挿入し、ボルト１６８の締付けを行うようにする。
この締付け順序や、管の径（の大きさ）は、図示しないが、ハウジング１５１の外周側にプレス加工などによって標記することができ、このようにした場合、ボルト１６８を正しい順序で締付けることが可能となる。この標記は、締付け順序を示す番号や、大や小などの管径の大きさを表わしたものなど、任意に設定できる。

締付け後には、密封スリーブ１６１のリップ部１６１ａが、ハウジング１５１の縮径力と、流体圧の自緊力と、スプリング１６２の求心力によって、パイプＰの両端部外周面に密封性と適度の可撓性（具体例として、可撓角片側±２°、両側４°）を有して圧着するため、極めて優れた密封構造が形成される。

さらに、内圧封止式の密封スリーブ１６１の採用により、パイプＰ内を流れる流体の圧力を利用した密封構造が形成される。これにより、パイプＰの突き合わせ部位から流体が漏れ出そうとして密封スリーブ１６１が拡径しようとした場合、自緊力が働いて密封性をより向上させることができる。

一方、密封スリーブ１６１が配管挿入方向に延伸すると、図３において、この密封スリーブ１６１のテーパ部１６１ｄと当接した三角リング１６４の一方側の円錐面１６４ａが押されて、三角リング１６４がこの方向に摺動しようとする。三角リング１６４の他方側の円錐面１６４ａ側には、ロックリング１６３とフランジ部１５１ｃとの間に保持リング１６５を設けており、この保持リング１６５は金属製であるため、三角リング１６４によって保持リング１６５が押されたときには縮径することがなく、ロックリング１６３は、保持リング１６５を支点として回転しようとする。よって、ロックリング１６３は、内周先端側が内周方向に隆起するように徐々に起立していき、爪部１６３ａをパイプＰの接合外周面に食い込ませることができる。このとき、三角リング１６４がスライドしない場合と比較して、より深く食い込ませることができる。

これにより、継手本体１５０は、締付け作業後に、パイプＰから漏水したり、パイプＰが脱管したりするおそれがなく、優れた密封接合状態が実現される。例えば、パイプＰに引抜き力が加わった場合でもこのパイプＰが抜け難く、極めて高い接合強度を維持しながら長期間の使用に耐えることができる。

継手のハウジング１５１には、少なくとも端部１５２、１５２から円周方向に沿って適宜の長さのスリット１５４を設けて分割部１５５、１５５を形成しているので、両側のボルト１６８、１６８を少しずつ交互に締付けてハウジング１５１を均等に縮径させる必要がなく、両ボルト１６８、１６８を適宜の順序で締付けるだけで各側部１５１ｂ、１５１ｂに挿入されたパイプＰを、スリット１５４によってより大きく縮径して強いシール面圧によってシールしながら強固に接合することができる。

このとき、パイプＰ、Ｐが異径管であったり、異なる材質であっても、ボルト１６８の締結力をパイプＰに対して個別に働かせて効果的に接合することができる。しかも、両側のボルト１６８、１６８のうちの一方側のみを締付けることもできるため、片側のパイプＰから順番に締付けて接合することもできる。さらには、予め、両側部１５１ｂ、１５１ｂの径を変えておくことにより、呼び径の異なる配管を接合することもできる。
しかも、異径管などを接合する場合にも専用のスリーブを必要とすることがなく、両端の形状が同一の密封スリーブ１６１を用いることができ、ロックリング１６３による強いグリップ力を働かせながら接合することができる。

図８に示すように、継手本体１５０のハウジング１５１を拡縮する両端部１５２、１５２間に位置するボルト締結部材１６８に、ハウジング１５１の縮径状態を確認するインジケータ１６７を取付けるようにしてもよい。このインジケータ１６７は、ハウジング１５１縮径時の両端部１５２、１５２の間隙Ｏに対応した巾形状に形成している。インジケータ１６７には、連通孔１６７ａ、１６７ａを設けており、この連通孔１６７ａ、１６７ａにボルト１６８を挿通させながら端部１５２、１５２の間に取付ける。

ボルト締結部材１６８を締付けると、インジケータ１６７は、端部１５２、１５２の間に挟着され、このときのインジケータ１６７と端部１５２の当接状態を視認することで、ボルト１６８、１６８の締め忘れを防止することができる。また、インジケータ１６７によってボルト１６８の締付け量を規制することもでき、端部１５２、１５２の締付け後の巾を常に一定にできることで所定の締付量によって締付けることができる。このように、インジケータ１６７を設けることにより、接合状況を確認しながら容易に接合を完了でき、接合作業を迅速に行うことができると共に、接合時の所定の締付け力を確保しながら接合することができる。

さらに、例えば、規格品でサイズが異なる異径管を接続する場合、ハウジング両端部１５２、１５２をこの異径管に対応した間隙Ｏに変形できるように形成し、図の一点鎖線のようにインジケータ１６７の厚さの異なるような段部１６７ｂを設けることにより、各端部１５２、１５２を締付けたときに両側で異なる間隙Ｏに対応して適切な締付力を得ることができる。このように、インジケータ１６７を間隙Ｏに対応した形状に設けるようにすれば、径の異なるパイプＰであってもその径に対応して締付力で締付けることができ、両端側のシール性や引抜き防止性などを確保できる。また、スリット片側タイプに適用する場合には、締付け時にスリット側の端部１５２が縮径していくので、インジケータ１６９を図１０のように階段形状に設けるのが好ましい。

図９、図１０においては、縮径用継手の他の実施形態を示したものである。なお、以降の実施形態において、上記の実施形態と同一箇所は同一符号によって表わし、その説明を省略する。
図におけるハウジング１７１は、端部１７２の一方から円周方向に沿ってスリット１７４を設けている。このように、スリットは、ハウジングの両端部の一方、或は前述のように双方に設けることができる。

スリット１７４は、棒状ワッシャ１７８装着側に設けるようにし、ハウジング１７１が図３のハウジング１５１と同じ大きさである場合、スリット１７４の図示しない長さは、図４に示したスリット１５４の長さＭより長くなるように設けるとよい。これにより、このハウジング１７１によって継手本体を構成した後に大きく縮径させることができ、管径差の大きいパイプＰ、Ｐを両端部１７２、１７２に接合することができる。スリット１７４の長さは、スリット１５４の長さＭの２倍の長さ以下に設けるようにするのが望ましい。

棒状ワッシャ１７８には、ボルト１６８の頭部１６８ｂを固定するための平面状の座１７８ａを形成し、この座１７８ａに頭部１６８ｂが当接することでボルト１６８の棒状ワッシャ１７８に対する回転を防ぎ、締付け後に緩むのを防止して強い接合状態を維持できるようにしている。座１７８ａを形成すると、その分棒状ワッシャ１７８の棒径が小さくなって棒全体の剛性が弱くなるおそれがあるが、この棒状ワッシャ１７８を一体構造のストレート状に形成することで、スリット片側タイプの場合でも剛性を高めるようにしている。従って、剛性の要求度が高い場所において有効であり、強い曲げ応力を発揮しながらの接合が可能である。一方、棒状ナット１５９は、分割構造に設けることでハウジング１７１の各分割部１７５、１７５を個別に締付けることが可能になっている。

図１１においては、縮径用継手の更に他の実施形態を示したものである。
この継手本体１８０は、ハウジング１８１を長筒状に形成し、このハウジング１８１の円周方向の各両端部１８２、１８２に、２つづつスリット１８４、１８４を設けている。これにより、３つの分割部１８５を設け、各パイプＰ、Ｐをこの分割部１８５によって締付けて接合している。継手本体１８０は、パイプＰの図示しない挿入しろを長くとることができ、この挿入しろを複数箇所で締付けることにより、シール性と抜け止め性の機能性を向上している。また、各パイプＰに対して２箇所で締付けることにより、このパイプＰが軸方向に振れるのを防いで、安定した取付け状態を維持できる。

さらに、挿入しろによってパイプＰの挿入度合いを調節でき、現場等においてパイプＰの寸法誤差を吸収しながら接合することもできる。また、気温の変化によるパイプＰの熱伸縮の変動を吸収することもできる。
この例においては、スリット１８４を２つ設けているが、このスリットは適宜の数によって設けることができ、継手本体の長さに応じて３つ以上の複数箇所に設けることもできる。

また、図示しないが、ハウジング１８１の略中央部分に内部と連通した筒状の分岐部を設けるようにしてもよく、この場合、分岐継手として応用することができる。さらに、分岐部は、ソケット状に形成することもでき、この分岐部に他の分岐管を容易に接合することができる。

次に、本発明における縮径継手の基本的性能と、ハウジング強度および耐圧強度を測定するため以下の試験をした。
縮径継手の初期基本性能の確認用としては、スリット付きの縮径継手を基準に形成した。ハウジング形状は、スリットを折り返し部位の両側それぞれ２ヵ所に形成し（両スリット）、このスリット深さを、図３におけるステム６２の鉛直方向の中心線を基準に、開口部位から９０°づつ形成し、スリット巾を４ｍｍとした。また、ハウジングの水平方向における全長を９４ｍｍ、直径をφ７８ｍｍとし、縮径継手部６８、固定部８０、縮径継手部６８の水平方向の長さをそれぞれ、２９ｍｍ、２４ｍｍ、２９ｍｍとした。
また、グランド側にめねじを形成し、枠体側（軸筒部）におねじを形成し、これらを螺着した締上げ構造の縮径継手にする。

一方、強度確認用の縮径継手の供試品としては、それぞれを以下のような仕様とした（全７種類）。この供試品にスリットを設ける場合、初期基本性能の確認用と同様に折り返し部位の両側それぞれ２ヵ所にスリットを形成するものとし、また、共通の仕様として、弁座をφ５３．３ｍｍ、ジスクの組み込みは無しとし、ハウジングの水平方向における全長を９４ｍｍ、直径をφ８３ｍｍになるような形状とした（ハウジングの単品としての数値）。

縮径継手の供試品１は、スリットを設けないものとし、座の位置を折り返し部位の対称位置に形成したものとする。供試品２は、初期基本性能の確認用のハウジングと同様の形状であり、スリット深さを、開口部の図示しない鉛直方向の中心線から９０°づつ形成し、スリット巾を４ｍｍとし、縮径継手部、固定部、縮径継手部の水平方向の長さをそれぞれ、２９ｍｍ、２４ｍｍ、２９ｍｍとした。供試品３は、供試品２からスリット深さを更に３０°づつ増して、鉛直方向の中心線から１２０°づつのスリット深さに形成した。供試品４は、スリット深さを鉛直方向の中心線から１３５°づつに形成した。供試品５は、座の位置を水平方向中心線から４５°の位置に形成し、スリットを形成しないものとした。供試品６は、供試品５の形状のハウジングに対して、鉛直方向の中心線から１３５°の位置まで片側にスリットを形成した（片スリット）。供試品７は、鉛直方向の中心線から１６５°の位置まで片側スリットを形成した。

続いて、各試験の方法と試験目的等を説明する。
初期の基本性能確認試験として、弁座試験と耐圧試験を行う。弁座試験は水圧にて行った。弁座試験は、弁座のシール性能を測定することを目的としている。縮径継手の機能の設計値はクラス１７５としているので、クラス１７５における最高使用圧力（１７５ＰＳＩ＝１．２１ＭＰａ（１ＰＳＩ＝０．００６９ＭＰａ））にて弁封止性能を確認した。さらに最高使用圧力の１．５倍となる、１．８２ＭＰａでも弁封止性能を確認した。すなわち、１．２１ＭＰａ、１．８２ＭＰａを試験圧力として用いた。

耐圧試験は弁座試験同様、水圧にて行った。耐圧試験は、縮径継手の圧力容器としての耐性を測定することを目的としている。このときの試験圧力は弁座試験と同様とし、１．２１ＭＰａ、１．８２ＭＰａを試験圧力として用いた。

ハウジングの強度試験には、流体圧が加わった場合の封止性をみるための耐圧試験、配管の引抜き力に対する耐性を調べるための耐脱管試験と、配管が捩れたときの封止性をみるための曲げ試験とがあり、継手（カップリング）の機械的特性を調べるためにこれらの試験を行う。
耐圧試験は、図１２に示す耐脱試験装置によって以下のように行う。
１．片側端部を密閉した管２本を供試品に接合する。続いて、内部に水を充填する。
２．管内部を、０．１ＭＰａまで加圧し、３分間保持した状況で漏水や各構造部材の異常の有無を調べる。
３．２の終了後、内部圧力を１．６ＭＰａ（カップリングのサイズ５０Ａにおける常用圧力）まで加圧し、３分間保持した状況で漏水や各構造部材の異常の有無を調べる。
４．３の終了後、内部圧力を２．４ＭＰａ（１．６ＭＰａ×１．５倍）まで加圧し、３分間保持した状況で漏水や各構造部材の異常の有無を調べる。

耐脱管試験は、図１３に示す耐脱管試験装置によって以下のように行う。
１．片側端部を密閉した管２本を供試品に接合する。内部に水を充填した状態で図のように設置する。
２．管内部を、１．６ＭＰａまで加圧し、管軸方向に所定の引張荷重を加えた時、漏水や各構造部材の異常を調べる。また、ハウジングの管軸方向の寸法変化量を測定する。引張荷重は、財団法人日本消防設備安全センターの性能評定に順じ、５０Ａで８８００Ｎとする。

曲げ試験は、図１４に示す曲げ試験装置によって以下の手順で行う。
１．片側端部を密閉した管２本を供試品に接合し、曲げ試験装置に設置した後、グランド上部面に荷重が加わる様にセットする。このときの支点間の距離は、図に示すように６００ｍｍとする。
２．管内部に水を充填し、１．６ＭＰａに保持した状態で、曲げ角度２°に達するまで曲げ荷重を加える。このときの、漏水や各構造部材の異常を調べる。

各試験の結果を以下に示す。先ず、初期基本性能確認試験における弁座試験、耐圧試験の結果を表１に示す。

ハウジング強度確認における耐圧試験の結果を表２に示す。

ハウジング強度確認における耐脱管試験の結果を表３に示す。なお、耐脱管試験は、耐圧試験において異常が認められなかった４種類の供試品に関して行った。

寸法変化量は、圧力を内封させた状態で引張荷重をかけたときのハウジングの面間方向の寸法から、内封圧力１．６ＭＰａをかけたときのハウジングの面間方向の寸法を引いた値とした。寸法の測定位置は、棒状ナット近傍、棒状ワッシャ近傍、ステム穴位置の３ヵ所とし、この位置における面間寸法の最大の変化のみを記載した。
寸法変化は、棒状ナットおよび棒状ワッシャ近傍が最も大きな値となった。ステム穴側の寸法変化量は、ハウジングの形状にかかわらず、約０．２ｍｍほどの結果となった。
なお、参考として、供試品Ｎｏ．１における脱管時の荷重は、約２５０００Ｎとなった。

ハウジング強度確認における曲げ試験の結果を表４に示す。

弁座試験と耐圧試験の結果、弁座による封止性能、および耐圧性能は、設計値（クラス１７５で示す弁座封止圧力１．２１ＭＰａ、耐圧性能１．８２ＭＰａ）を満足していることが理解された。
スライド板の板厚を、板厚０．５ｍｍに対して０．８ｍｍにすると、ボルトの締付けによる変形をなくすことができた。

続いて、ハウジング強度試験における耐圧試験について、試験結果（表２）をもとに、供試品におけるスリット深さと耐圧試験結果を表５に示す。

表５の結果より、スリットの配置が両側、又は片側に係わらず、スリット深さの合計の閾値としては、１．６ＭＰａ耐圧に対する閾値が、スリット深さの合計が２４０°まで、安全率１．５倍の２．４ＭＰａ耐圧に対する閾値は、スリット深さの合計が１８０°以上となる。

ハウジング強度試験における耐脱管試験については、耐圧試験で異常の無かった４種類の供試品Ｎｏ．１、２、６、７について行ったが、漏れや抜けは発生しなかった。耐脱管試験におけるハウジングの寸法変化は、表３より、両側スリットの供試品Ｎｏ．２が最も大きくなり、約２ｍｍの増加となった。スリット無しの場合と比較した場合、ハウジングの構造強度を考慮すると、より顕著に引張強度の低下が露呈する。このため、両側スリットと片側スリットを比較すると、片側スリットの方が引張強度上有利であると言える。

ハウジング強度試験における曲げ試験については、配管曲げ角度２°に対してカップリング部からの漏れは発生しなかった。

以上の試験結果より、縮径継手の実施品として、以下の表６の基本性能を満足することができる。これらの値は、縮径継手として評価した場合に、何れの項目についてもクリヤできる結果である。

以上のように、本発明の縮径継手における主要部は、その接続構造をバルブにも応用することができる。更には、継手やバルブ以外にも、ハウジングを縮径して接続するような構造であれば、各種の配管器材やその他の器材についても、この主要部を応用して接続可能な構造に設けることができる。

本発明における管継手の一実施形態を示した側面図である。図１の縮径用継手の内部機構を省略した斜視図である。図１の縮径用継手の拡大横断面図である。図３のハウジングの折り曲げ加工前の状態を示す要部拡大図である。図３のハウジングの一部切欠き側面図である。図３のハウジングの正面図である。図３のスライド板の曲折加工前の状態を示した正面図である。図の拡大平面図である。本発明の縮径用継手の他の実施形態の要部を示した斜視図である。本発明の縮径用継手の他の実施形態を示した拡大平面図である。本発明の縮径用継手の更に他の実施形態の要部を示した斜視図である。耐圧試験装置を示す概略説明図である。耐脱管試験装置を示す概略説明図である。曲げ試験装置を示す概略説明図である。

符号の説明

１５０縮径継手本体
１５１ハウジング
１５２端部
１５４スリット
１６０ロックリング機構
１６１密封スリーブ
１６３ロックリング
１６６スライド部材
１６７インジケータ
１６８ボルト（締結部材）
Ｐパイプ（配管）

Claims

密封スリーブを囲繞する断面Ｃ形状の筒形のハウジングの両端をボルト締結部材で締付けて前記ハウジング内に装着したロックリング機構で配管を接合する縮径用継手において、前記ハウジングの両端部の一方、又は双方から円周方向に沿って適宜の長さのスリットを設けたことを特徴とする縮径用継手。
前記ハウジングの円周方向両端部に前記スリットを１つ設けた請求項１に記載の縮径用継手。
前記ハウジングを長筒形状に形成し、このハウジングの円周方向両端部に複数のスリットを設けた請求項１に記載の縮径用継手。
前記ハウジングの内周側に配管を被覆可能な薄板状のスライド板を設け、このスライド板を前記ハウジングの内周方向に沿って少なくとも２つ以上に分割した請求項１に記載の縮径用継手。
前記ハウジングを拡縮する両端部間に位置する前記ボルト締結部材に、ハウジングの縮径状態を確認するインジケータを取付け、このインジケータは、前記ハウジングの縮径時の両端部間隙に対応した巾形状に形成した請求項１乃至４の何れか１項に記載の縮径用継手。
請求項１における縮径継手部を配管に接合したことを特徴とする配管システム。