JP2009041638A - 管端防食コア - Google Patents

Abstract

【課題】メカニカル式管継手で接続する内外面被覆鋼管の切断端部が直角でなくても、金属の露出部分を確実に覆うことができる管端防食コアを提供する
【解決手段】管端防食コア１０は挿入筒部１２と鍔部１１とから成る。挿入筒部１２の基端部側外径ｄ２を管内径Ｄ以上とする。挿入筒部１２には複数の環状襞部１３及び環状突部１４と、最も鍔部１１に近い位置の環状凸構造１５とを形成する。防食コア１０を管１内へ押し込むと環状襞部１３が環状突部１４の表面に覆い被さるよう撓み変形し、さらに環状凸構造１５位置で挿入筒部１２が縮径して、基端部１２ｂから環状凸構造１５までの領域が円錐台状に変形し鍔部１１が傘状に変形する。さらに押圧すると鍔部１１が管１の端面１ａに密着する。装着状態において鍔部１１の周縁部１１ａに管端面１へ圧接させる力が常時働くため、管端面１ａが傾斜面であっても鍔部１１を密着させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内外両面にライニングを施した内外面被覆鋼管の切断した端部をメカニカル式管継手によって接続する場合に、管の切断端部に装着して金属の露出部分を覆うことにより、管端部の腐食を防止する管端防食コアの改良に関する。

管の端部どうしを接続する継手構造には、管端部に設けた雄ネジと継手に設けた雌ねじとを螺合させる構造のねじ込み式管継手のほか、無ネジ管の端部をパッキンと押輪とを基本にしてボルト・ナットで継手に締結する構造、あるいはユニオンナットでゴムパッキンを圧縮して締め付けることにより管と継手との間を止水する構造のいわゆるメカニカル式管継手が知られている。図１２は、メカニカル式伸縮可撓管継手Ｊの一例を示すものであり、管１，１の端部が接続される継手本体２、管１と継手本体２との間をシールする環状のゴムパッキン３、ゴムパッキン３を押圧する押輪４、継手本体２と押輪４とを締結するボルト５・ナット６等から成っている。継手本体２は、その両端部に、内径が管１の外径よりも大きく設定されたテーパー状受口部２ａを有し、中央部２ｂは太鼓状に膨れて内部に空腔が形成されている。

管１，１を接続するには、先に押輪４とゴムパッキン３とを挿し通してから、管端部を継手本体２の受口部２ａに挿入したのち、継手本体２と押輪４との間に架け渡したボルト５及びナット６を締め付けて、押輪４を継手本体２に対し軸方向へ押しつける。これにより、継手本体２と押輪４との間で環状のゴムパッキン３が軸方向に強く挟み付けられて圧縮される結果、ゴムパッキン３は径方向へ拡張して継手本体２のテーパー状受口部２ａと管１の外周面とに密着し、流体の漏洩を阻止すると共に、管１を継手本体２に対し同心的に保持する。このとき管１はゴムパッキン３で弾性的に保持されている状態であるから、管端部が継手本体２の空腔内において、継手本体２の内壁と干渉しない範囲で自由に変位可能である。つまり管１，１は、継手本体２の軸線に対しある程度屈曲し得る可撓性を発揮する。また、管１に対し軸方向の引張力が作用したとき、管１はゴムパッキン３の弾性変形可能な範囲で軸方向に変位することができる。つまり管１は継手本体２に対し伸縮可能である。このような機構により、当該管継手Ｊは伸縮可撓性を発揮する。

ところで、内外面両方を合成樹脂等でライニングして防食加工を施した内外面被覆鋼管を途中で切断して、前述したような管継手Ｊで接続する場合、切断端面に露出する金属部分が管及び継手本体内を流通する流体と接することにより、管端部から腐食が進行するという問題があった。そこで、管の切断端面における腐食を防止する手段として、図１２に示す如き管端防食コア７を装着することが従来行われている。一般に管端防食コア７は、管１の内径にほぼ等しい外径を有する筒部７ａと、筒部７ａの一端部に設けた鍔部７ｂとを有している。そして筒部７ａを管１内へ挿入し、鍔部７ｂを管１の端面に密接させることにより、管端の金属部分が流体と接触するのを防止する。このような管端防食コアは、例えば特許文献１及び２に記載されている。
実公平３−５５０３９号公報 特許第３１３９９０８号公報

従来の管端防食コアには以下のような問題点がある。
管端防食コアの材質は一般にゴム又は合成樹脂が用いられる。合成樹脂製の管端防食コアは、ゴム製のものに比べると保形性に優れているので、管端部への装着作業が容易である。しかし伸縮性をあまり持たないので、製造公差が比較的大きい内外面被覆鋼管（例えば内径５０ｍｍの管では公差±０．５ｍｍ）の管端部へ装着したときに、管との間に隙間を生じさせる可能性が高いという問題がある。また、管の切断には砥石切断機などを用いるが、砥石切断機による切断面は直角にならず、管軸に対し若干傾斜することが少なからずある。合成樹脂製の管端防食コアは、管端面が傾斜していると鍔部を密接させるのが難しく、管端面との間に隙間が生じて防食機能が発揮されない欠点がある。

他方、ゴム製の管端防食コアは、その伸縮性を利用して管に密着させることが可能であるが、例えば引っ張ったり延ばしたりして弾性変形を行いながら管端部へ装着しなくてはならないため、装着作業に手間が掛かるという問題がある。

特許文献１に記載された管端防食コアは、管に挿入される筒状部をゴム製とし、鍔部には合成樹脂を用いているが、このように２種類の異なる材質で構成するのは、製造コストが高くなるので好ましくない。

特許文献２に記載の管端防食コアはゴム製であって、管端面に接するフランジ部に、管端部の外周面をさらに覆う筒状外周部を形成することにより、防食機能の向上を図っている。しかしながら筒状外周部の分だけ、装着時に管端部の外径が大きくなるという問題がある。あらかじめ各部品を組み付けた状態で管を挿入できるメカニカル式管継手の場合、ゴムパッキンの内径は管外径よりも若干大きく設定されてはいるが、特許文献２に記載するような管端防食コアを装着したために外径が拡大した管端部を挿入することまで通常は想定していない。このため、管端部を管継手へ挿入する際、ゴムパッキンを容易には通過させることができなくなるおそれがある。そこで、特許文献２に記載するような外径を拡大させる形状の管端防食コアを使用する場合は、分離した押輪とゴムパッキンとを先に管に外嵌してから、管端防食コアを管端部に装着し、そののち継手本体へ管端部を挿入するという手順を採用しなくてはならない。すなわち特許文献２の管端防食コアは、あらかじめ各部品を組み付けた状態で使用するメカニカル式管継手には適用できないという欠点がある。もしも、あらかじめ各部品を組み付けた状態の管継手を用いようとするならば、内径を標準品より大きく形成した専用の管継手を用意しなくてはならない。

本発明は、管の切断端面が管軸に対し直角でなくても鍔部を管端面へ隙間を生じさせずに密着させて確実に防食効果を発揮することができ、内外面を被覆したライニング鋼管のように製造公差が比較的大きくても容易には脱落することがなく、専用品ではなく従来の標準の管継手をそのまま使用することができ、しかも製造コストが高くなることのない管端防食コアの提供を目的とする。

前記目的のために本発明が採用した管端防食コアの特徴とするところは、請求項１に記載する如く、所定の可撓性を有する材質で製作され、管内に挿入されて管内面に密接する挿入筒部と挿入筒部の基端側に設けられ管端面に密接する鍔部とを有する管端防食コアであって、鍔部の外径は装着時に管外径を超えないように設定され、挿入筒部は基端部の外径が管内径とほぼ等しいか又は若干大きく設定され、挿入筒部の外周面に環状の突出構造が適宜間隔を置いて複数設けられ、上記突出構造のうち最も鍔部に近い位置に設けたものは、外径が管内径より大きく設定されると共に、鍔部までの距離が所定の離隔寸法に設定され、挿入筒部を管内へ挿入することにより鍔部に最も近い突出構造の位置で挿入筒部を縮径させると鍔部が傘状に変形するようになされていることである。

本発明に係る管端防食コアは、所定の可撓性を有するので、基端側の外径が管の内径と等しいか又は若干大きく設定されていても、例えば先端部の外径を管の内径以下に設定することにより、挿入筒部を容易に管内へ挿入することができる。挿入筒部を管内へ挿入する際、外周面に適宜間隔を置いて設けた複数の環状突出構造が管内面に当接することにより、防食コアの姿勢を安定させて軸線に沿う方向へ挿入されるよう案内する。また環状突出構造は、防食コアが挿入完了後に管から抜け出るのを防止する機能を持つ。鍔部から最も近い位置の環状突出構造と鍔部との間に所定の離隔寸法を設けたので、挿入筒部を当該突出構造の位置まで管内へ挿入したとき、その位置で挿入筒部が縮径することにより、挿入筒部における基端部から当該突出構造の位置までの部分が円錐台状に変形する。その結果、基端部に設けた鍔部が、周縁部を管端面に接近させるよう傘状に変形する。しかるのち鍔部をさらに押圧して、基端部まで挿入筒部を管内へ押し込めば、鍔部を管端面へ密着させることができる。このとき鍔部の周縁部には、管端面へ圧接する方向の力が常時作用しているから、管端面と鍔部との間に隙間が容易に生じることがない。

なお環状突出構造の形態は特に限定されないが、例えば断面形状が台形・三角形・半円形・半楕円形等のものとしたり、後述する環状襞部と環状突部との組み合わせから成るものとすることが考えられる。また鍔部については、外径が管外径を越えないように設定したので、管端部に装着したときに管の外径を拡大することがない。

請求項２に記載の如く、挿入筒部の外周面に設ける複数の突出構造の全部又は一部を、外径が管内径よりも大きく設定された撓み変形可能な環状襞部と、環状襞部の近傍であって鍔部側の位置に設けられ突出寸法が環状襞部の張り出し寸法よりも小さくなされた環状突部とから構成することも可能である。

突出構造を環状襞部と環状突部とで構成した場合、挿入筒部を管内へ押し込んだとき、環状襞部は、その外径が管内径より大きく設定されているから、その近傍に設けた環状突部の上へ覆い被さるように撓み変形すると同時に、その位置において挿入筒部が圧縮され縮径する。この状態のとき、環状襞部は管内面へ強く圧接されるから、管内面と挿入筒部との間を水密的に閉塞する。また環状襞部は、挿入筒部の先端部側から基端部側へ向かう方向に撓み変形しているので、挿入筒部が管から抜け出る方向に対し大きな抵抗として作用し、管端防食コアが管から脱落するのを阻止する機能を発揮する。

挿入筒部については、請求項３に記載する如く、先端部の外径を管内径より若干小さく設定し、基端部の外径を管内径とほぼ等しいか又は若干大きく設定し、先端部と基端部との間にテーパ面となる部分を形成した構成とすることが考えられる。
かかる構成によれば、基端側の外径が管の内径と等しいか又は若干大きく設定されていても、挿入筒部を容易に管内へ挿入することができる。

請求項４に記載の如く、挿入筒部の外径を一定であって管内径とほぼ等しいか又は若干大きく設定する場合、先端部に適数個の切欠部を形成して縮径可能とすることが考えられる。あるいは請求項５に記載の如く、挿入筒部の外径を先端部を除き一定であって管内径とほぼ等しいか又は若干大きく設定する場合は、先端部に面取を施してその外径を管内径より小さく形成することが考えられる。
かかる構成によれば、挿入筒部の外径が管内径と等しいか又は若干大きくても、挿入筒部を管内へ容易に挿入することが可能となる。

本発明に係る管端防食コアは、所望により、請求項６に記載する如く、鍔部の外周に、容易に切断可能な接続部で連設された確認リングを同心的に設けることも可能である。

本発明の請求項１に係る管端防食コアは、ゴムのような弾性を有する材質でなくても、所定の可撓性を有する合成樹脂で製作して確実に管へ密着させることができるから、装着作業が簡単であり、製造コストも低く抑えられる。鍔部の外径を管外径を越えないように設定したので、管端部に装着したときに管外径を増大させることはなく、よって従来の標準品の継手をそのまま使用することができる。

管端に装着する際に鍔部が傘状に変形する結果、周縁部に管端面へ圧接する方向の力が常時作用することになるから、鍔部を管端面へ確実に密着させることができる。かかる作用は、管の切断端面が管軸に対し直角でないときでも、鍔部と管端面との間に隙間を生じさせることがないという効果を発揮する。

請求項２に係る管端防食コアによれば、挿入筒部の外周面に設けた環状襞部で管内面との隙間を閉塞するから、製造公差が比較的大きい内外面被覆鋼管への適用が容易である。つまり、撓み変形可能な環状襞部は、公差に基づき管内径が変動しても、確実に管内面と接触させることができるという利点を有する。しかも撓み変形した状態の環状襞部は、挿入筒部が抜け出る方向に対し大きい抵抗を与えるから、管端防食コアの脱落を確実に防止する。

請求項３〜５に記載した管端防食コアの構成は、挿入筒部を管内へ挿入可能とすることを保証する。

請求項６に記載の如く確認リングを設けた場合は、管を管継手に接続施工したあとで、管端防食コアが管に装着されているか否かを視覚的に確認できるという利点が得られる。

［第１の実施形態］
図１に本発明に係る管端防食コア１０の一例を示す。本例の防食コア１０は、管内へ挿入される挿入筒部１２と、該挿入筒部１２の基端部１２ｂに設けた鍔部１１とを主要構成部とし、鍔部１２の外周には、容易に切断可能な適数個の接続部２１で連設した確認リング２０が、同心的に設けられている。

本発明の管端防食コア１０を製作するための材質には、適度の硬さと可撓性とを併せ持つことが要求される。すなわち、木槌等で叩くことにより管内へ容易に挿入することができ、その際に、後述する如く、挿入筒部１２がある程度縮径し、且つ、挿入筒部１２を基端部近くまで管内へ挿入したときには鍔部１１が傘状に変形可能であるという性質を備えることである。上に述べたような性質を有するものとしては、例えば弾性係数が約１００〜１０００Ｎ／ｍｍ^２ 、伸度約４０％程度の低密度ポリエチレン・高密度ポリエチレン・軟質塩化ビニル等のプラスチックが挙げられる。

本発明に係る管端防食コア１０は、図２の側面断面図に示す例では挿入筒部１２の厚みＥをほぼ均一としたが、先端部１２ａと基端部１２ｂとで厚みを変化させても差し支えない。挿入筒部１２には、装着対象となる管の内径をＤ（図４参照）とすると、先端部１２ａ側に外径ｄ３が管内径Ｄと同等か又は若干小さい領域Ｓ、基端部１２ｂ側に外径ｄ２が管内径Ｄと同等かまたはそれ以上である領域Ｕ、先端部１２ａと基端部１２ｂとの間に外径がｄ２からｄ３まで連続的に変化するテーパ面部１２ｃとなる領域Ｔが設けられている（従って、ｄ２，ｄ３，Ｄの関係はｄ３≦Ｄ≦ｄ２である）。

挿入筒部１２における基端部１２ｂの外径ｄ２を管内径Ｄ以上（Ｄ≦ｄ２）としたのは、防食コア１０を管へ装着したときに、管内面と基端部１２ｂとの間の隙間を無くして、鍔部１１が管端面を確実に覆えるようにするためである。もし仮に基端部１２ｂの外径ｄ２を管内径Ｄ未満（Ｄ＞ｄ２）とすると、挿入筒部１２と管内面との間に隙間ができるために、挿入筒部１２の軸芯と管の軸芯とが一致しない状態が起こり得る。そのようになると、管端面と鍔部１１とが同心的な配置関係にならず、その結果、管端面に鍔部１１で覆われない部分、つまり露出部が生じる可能性がある。このような可能性を排除するため、Ｄ≦ｄ２に設定する。

挿入筒部１２の外周面には、複数の環状突出構造１３〜１５が適宜間隔で設けられる。本例では、比較的先端部１２ａに近い領域に環状襞部１３及び環状突部１４の複数組を適宜間隔で形成し、最も鍔部１１に近い位置には、鍔部１１から適当な離隔寸法Ｘ５を置いて、断面台形状の環状凸構造１５を形成した。上記離隔寸法Ｘ５は、鍔部１１の張り出し寸法Ｂと挿入筒部１２の厚み寸法Ｅとを考慮して決定される。離隔寸法Ｘ５が小さすぎる場合、防食コア１０を管内へ挿入したときに、挿入筒部１２が環状凸構造１５部分で縮径すると同時に基端部１２ｂも縮径させてしまい、その結果、鍔部１１も縮径するので、管端面の被覆が不完全になるおそれがある。しかも、このとき、挿入筒部１２の基端部１２ｂと管内面との間に隙間が生じて、挿入筒部１２が管内で移動可能となるので、鍔部１１の装着安定性が損なわれる。反対に、離隔寸法Ｘ５が大きすぎる場合は、防食コア１０を管内へ挿入して、挿入筒部１２を環状凸構造１５部分で縮径させても、この変形が基端部１２ｂに作用を及ぼさず、従って鍔部１１を傘状に変形させるのが困難になる。このような理由から離隔寸法Ｘ５は、鍔部１１の張り出し寸法Ｂと挿入筒部１２の厚み寸法Ｅに対し、０．５Ｂ＜Ｘ５＜１．５Ｂで且つ２Ｅ＜Ｘ５＜６Ｅの範囲に設定するのが望ましい。なお鍔部１１の張り出し寸法Ｂは、鍔部１１の外径ｄ１と挿入筒部１２の基端部外径ｄ２とを用いて、Ｂ＝（ｄ１−ｄ２）／２で表すことができる。

環状凸構造１５の突出高さＬ３（図３参照）は縮径に影響し、この値Ｌ３が大きいと、鍔部１１を傘状に変形させる作用が強くなり、Ｌ３が小さいと、鍔部１１が傘状に変形する程度が弱くなる。このような事情を勘案して、環状凸構造１５の突出高さＬ３は、管内へ挿入されて縮径が生じるときの縮径率が９８〜９０％程度となるように設定するのが好ましい。またＬ３は、鍔部１１の張り出し寸法Ｂに基づいて設定することも可能であり、例えば０．１Ｂ≦Ｌ３≦０．２５Ｂの範囲に設定することも可能である。

環状襞部１３は、その外径が管内径Ｄより大きく設定され、容易に撓むことができるよう比較的薄肉に形成される。環状突部１４は、環状襞部１３の近傍における基端部１２ｂ側に設けられ、本例では断面が半円形としたが他の形状も可能である。環状襞部１３の撓み状況は、管の公差により変化する。環状襞部１３の突出寸法Ｌ１（図３参照）を十分に大きく設定しておけば、比較的内径の大きい管へ挿入したときに、環状襞部１３が管内面に当接して撓み変形することができるから、管内面との間で水密性を発揮すると共に、防食コア１０を管内に保持して脱落を防止する機能を発揮する。このとき、鍔部１１に近い環状凸構造１５の部分では縮径する必要があるが、挿入筒部１２における先端部１２ａに近い領域は必ずしも縮径しなくてよい。内径が比較的小さい管へ挿入するときには、環状襞部１３が撓み変形できるので、挿入筒部１２を管内へ挿入する障害とならない。このときは挿入筒部１２が環状襞部１３の撓み変形個所で縮径し、環状襞部１３は管内面に強く圧接される。このように環状札部１３と環状突部１４との組み合わせは、公差の大きい管に対し有効であるという利点を有している。

図示する例では、環状凸構造１５のほかに、３組の環状襞部１３及び環状突部１４を設けてあるが、この個数及び配置間隔は、挿入筒部１２の長さ寸法等に応じ適宜変更することが可能である。原理的には、鍔部１１から所定の離隔寸法Ｘ５だけ離れた位置の環状凸構造１５と、該環状凸構造１５と先端部１２ａとの間の適宜位置に設けた最低１組の環状襞部１３及び環状突部１４とが在れば、防食コア１０を管内へ挿入する際に、その姿勢を軸線に沿う方向に安定させることができ、また管と防食コア１０との間の水密性も保持できると考えられる。また挿入筒部１２は少なくとも、鍔部１１に最も近い環状凸構造１５の位置で縮径できればよい。ところで環状凸構造１５は、台形断面のほか、半円や半楕円形の断面形状としてもよく、さらには環状襞部１３と環状突部１４との組み合わせに替えることも可能である。

管端面に密着する鍔部１１は挿入筒部１２に対し直角に形成され、その外径ｄ１は、防食コア１０を管に装着したときに、挿入筒部１２の基端部１２ｂが縮径するのと同時に鍔部１１も縮径することを考慮して、鍔部１１の張り出し部分が管端面を確実に覆い、且つ管の外径寸法を拡張することがないように設定される。装着対象が内外面被覆鋼管であって、鋼管部分の外径をＤｘ、被覆外面までの外径をＤｙ、管内面から鋼管部分の外面までの寸法をｔｘ、管の厚みをｔｙとする（図４参照）と、鍔部１１における基端部１２ｂからの張り出し寸法が、ｔｘを越え且つｔｙ以下となることが条件となる。この条件に基づいて立式すると、
（１） ｔｘ＜（ｄ１−ｄ２）／２≦ｔｙ
ｔｘ＝（Ｄｘ−Ｄ）／２、ｔｙ＝（Ｄｙ−Ｄ）／２であるから、上記（１）式は、
（２） ｄ２＋（Ｄｘ−Ｄ）＜ｄ１≦ｄ２＋（Ｄｙ−Ｄ）
となる。

鍔部１１の厚みＦについては、挿入筒部１２における基端部１２ｂ付近の厚みＥと同等か、又は、やや大きい程度に設定される。挿入筒部１２が縮径する際、鍔部１１との角度（軸方向断面における角度）が直角に保たれることが、鍔部１１を傘状に変形させる要因となっている。鍔部の厚みＦが薄すぎるときは、鍔部１１の変形自由度が高くなるため、全体が傘状になりにくい。反対に厚みＦが大き過ぎるときは追従性が悪くなり、鍔部１１の基部で変形するに留まる。このような理由から、鍔部１１の厚みＦは、挿入筒部１２における基端部１２ｂから環状凸構造１５までの領域の厚みＥに対し、Ｅ／２＜Ｆ＜２Ｅの範囲に設定することが望ましい。

鍔部１１の外側に同心的に配設される確認リング２０は、後述するように、管を管継手に接続施工したあと、当該管端防食コア１０が管に装着されているか否かを視覚的に確認できるようにするためのものである。確認リング２０の内径ｄ４は、管１の被覆外径Ｄｙを越える寸法に設定される（Ｄｙ＜ｄ４）。なお本例では、鍔部１２と確認リング２０との接続部２１を本例では３個所とした（図１（Ｂ）参照）が、これに限定されるものではない。

本例の管端防食コア１０における各部の寸法関係の一例を、呼び径５０ｍｍの内外面被覆鋼管を装着対象とする場合について説明すると以下の如くである（単位はｍｍ）。装着対象となる管の内径Ｄ＝４９．７（公差±０．５）、鋼管部分の外径Ｄｘ＝６０．５，被覆表面までの外径Ｄｙ＝６３．７である。
挿入筒部１２については、厚みＥは０．８＜Ｅ＜３．０とするのが望ましく、本例ではＥ＝１．５を採用した。基端部１２ｂの外径ｄ２は管の標準内径（Ｄ＝４９．７）より公差分以上大きく設定し、先端部１２ａの外径ｄ３は標準内径Ｄより公差分以上に小さく設定する。本例ではｄ２＝５０．７、ｄ３＝４９．１とした。なお、管の呼び径に応じて、挿入筒部１２の厚みＥは適宜変更される。例えば呼び径Ｄ＝１３〜２５の範囲の管に対しては、挿入筒部１２の厚みＥは０．５＜Ｅ＜１．５とし、Ｄ＝３０〜５０の管に対しては０．８＜Ｅ＜３．０とし、Ｄ＝６５〜１００の管に対しては１．０＜Ｅ＜４．０とする。

鍔部１１の外径ｄ１は、Ｄ，Ｄｘ，Ｄｙと基端部外径ｄ２とに基づいて決定される。前記（２）式：ｄ２＋（Ｄｘ−Ｄ）＜ｄ１≦ｄ２＋（Ｄｙ−Ｄ）から、ｄ２＝５０．７の場合、ｄ１の範囲は、６１．５＜ｄ１≦６７．４となる。本例ではｄ１＝６３．５に設定した。鍔部１１の厚みＦは、挿入筒部１２の厚みＥ（＝１．５）に基づき設定され、０．５Ｅ＜Ｆ＜２Ｅから、０．７５＜Ｆ＜３．０となる。本例では、Ｆ＝２．２を採用した。
確認リング２０については、内径ｄ４＝６６、径方向の幅寸法Ｇ＝１．０である。

防食コア１０の高さ寸法（挿入筒部１２の軸方向に沿った長さ）Ｈは適宜であるが、例えばＨ＝２２とする場合、挿入筒部１２における先端部１２ａと同一外径領域Ｓの高さ方向寸法ｈ１＝４、先端部１２ａと基端部１２ｂとの途中に設けられるテーパ面部１２ｃの領域Ｔの高さ方向寸法ｈ２＝８、その余の領域Ｕの高さ方向寸法ｈ３＝１０とする。

挿入筒部１２の外周面に設ける環状襞部１３及び環状突部１４の配置は、挿入筒部１２の先端部１２ａから各環状襞部１３までの距離Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３を、それぞれ２．５／４／４とした。また各環状襞部１３の下面（挿入筒部１２の先端部１２ａ側の面）から環状突部１４の中心までの各距離Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３をいずれも１．５に設定した。かかる寸法設定の結果、両端の環状突部１４の中心位置は、挿入筒部１２に設けたテーパ面部１２ｃの形成領域Ｔの両端位置と一致するようになっている。

管内へ挿入することにより挿入筒部１２を鍔部１１に最も近い環状凸構造１５の位置で縮径させて、鍔部１１を適度な傘状に変形させるためには、鍔部１１から環状凸構造１５までの離隔寸法Ｘ５を適切に設定する必要がある。離隔寸法Ｘ５が短すぎると、挿入筒部１２を環状凸構造１５の位置で縮径させたときに、鍔部１１も同時に縮径して、鍔部１１の外径ｄ１が鋼管外径Ｄｘより小さくなってしまい、管端面に露出する金属部分を覆えなくなるおそれがある。反対に離隔寸法Ｘ５が長すぎると、挿入筒部１２を環状凸構造１５位置で縮径させたとしても、鍔部１１が傘状に変形せず、鍔部１１を管端面に密着させることができなくなる。離隔寸法Ｘ５は、鍔部１１の張り出し寸法Ｂと挿入筒部１２の厚み寸法Ｅに対し、０．５Ｂ＜Ｘ５＜１．５Ｂ、且つ、２Ｅ＜Ｘ５＜６Ｅの範囲に設定する。Ｂ＝（ｄ１−ｄ２）／２であるからＢ＝（６３．５−５０．７）×０．５＝６．４。従って、３．２＜Ｘ５＜９．６、且つ、３．０＜Ｘ５＜９．０となる。すなわち３．２＜Ｘ５＜９．０である。本例ではＸ５＝４．５を採用した。Ｘ５を上記範囲に設定することにより、鍔部１１が適正な傘状に変形することができる。なお管の寸法、管端防食コア１０の寸法、材質の硬度・可撓性等に応じ、Ｘ５は許容範囲内で適宜調整されるものである。

さらに図３を参照して、挿入筒部１２の外周面に設ける環状襞部１３、環状突部１４及び環状凸構造１５それぞれの形状の詳細について説明する。本例の環状襞部１３は、容易に撓み変形できるような細長い断面形状であり、環状突部１４の断面形状は半円形である。環状襞部１３は、外径寸法が管内径より大きく、且つ、径方向の張り出し寸法Ｌ１は、撓み変形したときに、先端部が近傍に設けた環状突部１４の中心位置に達するか又は中心位置を越えることができる寸法に設定される。図示する環状襞部１３の断面形状は、撓み変形の容易性と成形型からの抜き勾配とを考慮したものであり、根元から先端へ向かって厚みが減じるように形成され、根元部分の厚みＭ１＝０．７〜０．７６に対し，先端部の厚みＭ２＝０．５〜０．７とされ、厚みの減少幅Ｍ３，Ｍ４は適宜設定される。所望により先端部に傾斜面（断面の傾斜角度θ１＝３０°）が形成されるが、この傾斜角度θ１の値は適宜変更可能であり、また傾斜面を設けなくてもよい。径方向の張り出し寸法Ｌ１は、本例ではＬ１＝１．８である。他方、環状突部１４の断面は、半径Ｒ１＝０．５の半円形であり、従って、突出高さＬ２＝０．５である。なお、環状襞部１３が撓み変形して環状突部１４の上へ覆い被さったときに、その部分の外径が管内径を越えるように考慮して、環状襞部１３の厚みＭ２及び環状突部１４の突出高さＬ２が設定される。また環状襞部１３及び環状突部１４の形状は、上記に限定されるものではなく、上に述べた条件と成形の容易性とを勘案して、適宜決定すればよい。

図示する例では、鍔部１１に最も近い位置の環状凸構造１５の断面形状を台形とした。当該台形は、挿入筒部１２の軸線に対し直角な面及び傾斜する面を有し、突出高さＬ３＝０．８〜１．５、傾斜面の勾配θ２＝２０〜４５°、下底の幅Ｎ１＝１．０、上底の幅Ｎ２＝０．２、傾斜面の幅Ｎ３＝０．８に設定されている。なお、上記Ｎ１〜Ｎ３やθ２の各値は限定されるものではなく、適宜変更することが可能であり、断面形状についても台形に限定されるものでない。但し、挿入筒部１２を管内へ挿入したときに鍔部１１を傘状に変形させるためには、環状凸構造１５の突出高さＬ３は０．１Ｂ＜Ｌ３＜０．２５Ｂの範囲に設定するのが目安であり、従って０．６〜１．６の範囲、とすることが望ましい。本例では、Ｌ３＝１．３を採用している。

前述した各部分の各寸法は一例であり、管端防食コア１０の材質や、適用対象となる管の種類等に応じ適宜変更することを妨げない。環状襞部１３及び環状突部１４の配置個数や配置間隔も限定的なものではない。また、対象とする管の種類（呼び径や管厚）が異なれば、それに応じて各部の寸法が修正されることは言うまでもない。

次に図４〜７を参照して、本発明に係る管端防食コア１０を管に装着する手順を説明する。図４に示すように、管端防食コア１０の挿入筒部１２は、先端部１２ａの外径ｄ３が管１の内径Ｄより少なくとも公差分だけ小さく設定されているから、容易に挿入を開始できる。図５に示すように管端防食コア１０を管１内へ押し込むと、外径が管内径Ｄより大きく設定されている環状襞部１３は、図示の如く管内面１ｂに当接して、近傍に位置する環状突部１４の表面に覆い被さるよう撓み変形する。このとき環状襞部１３の突出長さＬ１は所定寸法以上であるので、環状襞部１３の先端部は環状突部１４の中心位置を越えることができる。また、環状襞部１３の撓み変形部分では、外径が、環状襞部１３先端の厚み寸法Ｍ２と環状突部１４の突出高さＬ２との和に相当する分だけ増大するから、管内径Ｄよりも大きくなる。従って、挿入筒部１２を管１内へ押し込むことにより、環状襞部１３の撓み変形部分において挿入筒部１２は縮径し、その反作用により環状襞部１３が管内面１ｂに強く圧接される。このとき、挿入筒部１２の先端部１２ａについては、動きが拘束されていないから、拡径する方向へ変形可能である。また挿入筒部１２には、一定の領域Ｔに外径が徐々に拡大するテーパ面部１２ｃを形成したから、挿入筒部１２の押し込み作業が容易になっている。

さらに挿入筒部１２を、環状襞部１３の撓み変形部分で縮径させながら押し込み、図６に示すように、鍔部１１に最も近い環状凸構造１５を管１内へ挿入したとき、環状凸構造１５の外径ｄｔ（図２参照）は管内径Ｄより大きく、且つ、鍔部１１と環状凸構造１５との間には所定の離隔寸法Ｘ５が設定されているため、環状凸構造１５位置で挿入筒部１２が縮径することにより、挿入筒部１２における基端部１２ｂから環状凸構造１５までの領域が円錐台状に変形する。その結果、基端部１２ｂに連設されている鍔部１１が図示するように傘状に変形する。さらに鍔部１１を強く押圧すると、図７に示す如く、鍔部１１を管１の端面１ａに密着させることができる。

本発明の管端防食コア１０は、図７に示す装着状態において、鍔部１１に対し傘状に変形しようとする力が作用しているから、周縁部１１ａを管端面１へ圧接させる力が常時働くことになる。このため、仮に切断して形成した管端面１ａが傾斜面となっていた場合であっても、鍔部１１は傾斜している管端面１ａに密着することができ、従来のように隙間を生じさせることがない。また撓み変形している環状襞部１３は、挿入筒部１２を縮径させた反発力によって管内面１ｂへ強力に押しつけられるので、優れた水密性を発揮する。しかも、撓み変形した環状襞部１３は、挿入筒部１２が抜け出る方向に対し大きい抵抗力を発揮するから、管端防食コア１０が管から脱落するのを阻止する機能を発揮する。

図８を参照して、管端防食コア１０に設けた確認リング２０の機能について説明する。管端防食コア１０を管１の端部に装着したのち、同図（Ａ）に示すように、鍔部１１の外周側に設けた確認リング２０を分離して、管１の外周面へ移動させる。鍔部１１と確認リング２０とは、数箇所の接続部２１（図１（Ｂ）参照）によって連結されているだけなので、容易に分離可能である。確認リング２０の内径は、管１の外径以上であるから、同図（Ｂ）の如く、管１の端部を管継手Ｊ内へ挿入する際に、押輪４によって侵入が阻まれ、管継手Ｊ内へ入り込むことがない。よって施工業者は、この確認リング２０の有無を確認することにより、管端防食コア１０の装着の有無を容易に知ることができる。なお確認リング２０は必須というわけではなく、所望により、省略することも可能である。

［第２の実施形態］
図９に示す管端防食コア１０は、挿入筒部１２の全体を、円錐台状に形成したものである。前記第１の実施形態では、挿入筒部１２にテーパ部を部分的に形成したが、本例のように、先端部１２ａから基端部１２ｂにかけて、外径がｄ３からｄ２まで一様に増加する形態とすることも可能である。なお、管内径Ｄに対するｄ２及びｄ３の関係は、前記実施形態に準じる。すなわち、ｄ２は管内径Ｄより公差分だけ小さく設定され、ｄ３は管内径Ｄと同等か又は公差分以上大きく設定される。本例の管端防食コア１０もまた、装着状態において、鍔部１１に対し傘状に変形しようとする力が常時作用するから、鍔部１１を管端面１ａへ確実に密着させることができる。また撓み変形している環状襞部１３が、優れた水密性を発揮すると同時に、管端防食コア１０が管から脱落するのを阻止する機能を発揮するのは、前記実施形態と同様である。

［第３の実施形態］
図１０（Ａ）に示す管端防食コア１０は、挿入筒部１２を外径が一定のテーパ部を持たない円筒形に形成し、且つ、その外径を管内径Ｄとほぼ等しく設定したものである（ｄ２＝ｄ３＝Ｄ）。この場合、同図（Ｂ）に示す如く、挿入筒部１２の管１内への挿入を容易にするため、例えば先端部１２ａに適数個の切欠部１６を形成して、先端部１２ａが管内径Ｄよりも小さく縮径できるようにすることが考えられる。

［第４の実施形態］
管端防食コア１０の挿入筒部１２を、テーパ部を持たない外径一定の円筒形に形成し、且つ、その外径を管内径Ｄとほぼ等しく設定した場合、図１１に示す如く、挿入筒部１２の先端部１２ａに面取１７を施すことにより、先端部１２ａのみ管内径Ｄより小さくすることで、管１内への挿入を可能にする態様も考えられる。

本発明の第１の実施形態に関するものであって、図（Ａ）は管端防食コアの正面図、図（Ｂ）は同管端防食コアの底面図である。 本発明の第１の実施形態に関するものであって、管端防食コアの要部の側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に関するものであって、管端防食コアの要部を拡大した側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る管端防食コアを管へ装着する手順を説明するためのものであって、装着開始時の状態の要部を示す側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る管端防食コアを管へ装着する手順を説明するためのものであって、装着途中の状態の要部を示す側面断面図である。 本発明にの第１の実施形態係る管端防食コアを管へ装着する手順を説明するためのものであって、挿入筒部の全体を管内へ挿入した状態の要部を示す側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る管端防食コアを管へ装着する手順を説明するためのものであって、装着が完了した状態の要部を示す側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に関するものであって、図（Ａ）は管端防食コアを装着した管と管継手とを分離して示す要部の正面断面図、図（Ｂ）は管を管継手に挿入した状態の要部を示す正面断面図である。 本発明の第２の実施形態に関するものであって、管及び管端防食コアの要部を拡大した側面断面図である。 本発明の第３の実施形態に関するものであって、図（Ａ）は管及び管端防食コアの要部を拡大した側面断面図、図（Ｂ）は管端防食コアの先端部を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に関するものであって、管及び管端防食コアの要部を拡大した側面断面図である。 従来の管端防食コアを装着した管どうしを管継手で接続した状態を示す正面断面図である。

符号の説明

１０…管端防食コア
１１…鍔部
１２…挿入筒部 １２ａ…先端部 １２ｂ…基端部 １２ｃ…テーパ面部
１３…環状襞部
１４…環状突部
１５…環状突部
２０…確認リング

Claims (6)

1. 所定の可撓性を有する材質で製作され、管内に挿入されて管内面に密接する挿入筒部と挿入筒部の基端側に設けられ管端面に密接する鍔部とを有する管端防食コアであって、鍔部の外径は装着時に管外径を超えないように設定され、挿入筒部は基端部の外径が管内径とほぼ等しいか又は若干大きく設定され、挿入筒部の外周面に環状の突出構造が適宜間隔を置いて複数設けられ、上記突出構造のうち最も鍔部に近い位置に設けたものは、外径が管内径より大きく設定されると共に、鍔部までの距離が所定の離隔寸法に設定され、挿入筒部を管内へ挿入することにより鍔部に最も近い突出構造の位置で挿入筒部を縮径させると鍔部が傘状に変形するようになされていることを特徴とする管端防食コア。
2. 挿入筒部の外周面に設けた複数の突出構造の全部又は一部が、外径が管内径よりも大きく設定された撓み変形可能な環状襞部と、環状襞部の近傍であって鍔部側の位置に設けられ突出寸法が環状襞部の張り出し寸法よりも小さくなされた環状突部とから構成されている請求項１に記載する管端防食コア。
3. 挿入筒部は、先端部の外径が管内径より若干小さく設定され、基端部の外径が管内径とほぼ等しいか又は若干大きく設定され、先端部と基端部との間にテーパ面となる部分が形成されている請求項１又は２に記載する管端防食コア。
4. 挿入筒部は外径が一定であって管内径とほぼ等しいか又は若干大きく設定され、先端部に適数個の切欠部が形成されて縮径可能になされている請求項１又は２に記載する管端防食コア。
5. 挿入筒部は先端部を除き外径が一定であって管内径とほぼ等しいか又は若干大きく設定され、先端部は面取が施されて外径が管内径より小さく形成されている請求項１又は２に記載する管端防食コア。
6. 鍔部の外周に、容易に切断可能な接続部で連設された確認リングが同心的に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載する管端防食コア。