JP2011085162A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】押輪４を押圧するナット３７の締め付けトルク管理が不要で、ゴム輪５を広い範囲で均一に面接触させて水密性を維持し、ゴム輪５の水密性を発揮する部分が移動しても水密性が維持される管継手１を提供する。
【解決手段】挿口３の外周面１１と、この挿口３の外周面１１に対して平行に形成された受口２の内周面８との間で圧縮されることで所要のシール機能を発揮するゴム輪５を有するとともに、受口２の端面６に接した状態でこの受口２に締結させることで、ゴム輪５を受口２の開口端から挿口３の外周面１１と受口２の内周面８との間に押し込んでその押し込み状態に保持させる押輪４を有し、ゴム輪５は、外周面が内周面８と平行に形成され内周面が外周面１１と平行に形成された円筒部２５を有して、受口２と挿口３との間で圧縮されたときに、この円筒部２５が挿口３の外周面１１と受口２の内周面８との全周にわたって面接触する。
【選択図】図１

Description

本発明は、管継手の技術に関し、より詳細には、押輪を押圧するナットの締め付けトルク管理が不要で、ゴム輪を広い範囲で均一に面接触させて水密性を維持し、ゴム輪の水密性を発揮する部分が移動しても水密性が維持される管継手の技術に関する。

図４は、従来技術における第１の管継手の断面図である。図４に示すように、一般な管継手５１では、受口５２と挿口５３との隙間５５にゴム輪５４が挿入される。隙間５５に挿入されたゴム輪５４の端面５６が押輪５７によって押圧され、丸部６２は、受口５２の奥部６３に押し付けられる。押輪５７は、受口５２の周縁部に設けられたＴ頭ボルト６１に支持されナット５８で固定される。奥部６３に押し付けられ管軸方向に押圧されたゴム輪５４は、管軸と直角方向に変形し、受口５２の内周面５９および挿口５３の外周面６０から圧縮力を受けた状態で隙間５５に配置され水密性を発揮する。

図５は、従来技術における第２の管継手７１の断面図である。図６はパッキン７４の断面図である（特許文献１）。図示のように、接続した相互の管が撓んだ場合においても水密性を維持するために、パッキン７４の圧縮度を小さくした管継手７１が記載されている。押輪７７を受口７２内へ押し込むと、パッキン７４は、外周面７５がテーパ面７６に案内されて、受口７２の内周面７９と挿口７３の外周面８０とで形成された内部空間８１に収容される。パッキン７４は、断面が中空円形のリング状であり、中空部７８の直径ｂは肉厚ａの２倍とされる。内部空間８１の幅Ｔは、肉厚ａの２倍とされ，パッキン７４は、中空部７８が塞がれた状態で内部空間８１に収容される。パッキン７４は、自身の復元力によって水密性を発揮する。

実公平３−５５０３１号公報

第１の管継手において、ゴム輪５４は、丸部６２の外周面および内周面に水密性を発揮する部分を有するが、隙間５５に押し込まれたゴム輪５４に水圧が掛かると、ゴム輪５４は、受口５２の開口端側に押し出されようとする。これに伴って、水密性を発揮する部分が移動して、水密性を発揮する部分と内周面５９および外周面６０との掛かり代がなくなり、水密性を維持することができなくなることがある。そのために、押輪を押圧するすべてのナットの締め付けトルクを管理する必要があり、接合に際して手間がかかっていた。
その点、特許文献１に記載される第２の管継手７１においては、ゴム輪を受口奥部まで押し込む必要がないため押輪を押圧するナットの締め付けトルク管理は不要である。しかし、この継手において、パッキン７４の断面は中空円形であるが、中空部７８を塞ぐようにパッキン７４を圧縮した場合に、パッキン７４の、受口７２の内周面７９および挿口７３の外周面８０との当接面が受ける圧縮力は、管軸方向に均一ではない。さらに中空部７８には圧縮された空気が留まっているので、中空部７８を完全に塞ぐことができず、パッキン７４と、受口７２の内周面７９および挿口７３の外周面８０とは、全周にわたる広い範囲で面接触することができない。

本発明の目的は、このような課題を解決するもので、押輪を押圧するナットの締め付けトルク管理が不要で、ゴム輪を広い範囲で均一に面接触させて水密性を維持し、ゴム輪の水密性を発揮する部分が移動しても水密性が維持される管継手を提供することである。

請求項１記載の発明は、受口内に挿口を挿入して接合させる管継手であって、挿口の外周面と、この挿口の外周面に対して平行に形成された受口の内周面との間で圧縮されることで所要のシール機能を発揮するゴム輪を有するとともに、受口の端面に接した状態でこの受口に締結させることで、前記ゴム輪を受口の開口端から前記挿口の外周面と受口の内周面との間に押し込んでその押し込み状態に保持させる押輪を有し、前記ゴム輪は、その外周面が前記受口の内周面と平行に形成されるとともにその内周面が前記挿口の外周面と平行に形成された円筒部を有して、受口と挿口との間で圧縮されたときに、この円筒部が前記挿口の外周面と受口の内周面との全周にわたって面接触するものである。

請求項１記載の発明によれば、ゴム輪は、外周面が受口の内周面と平行に形成され、内周面が挿口の外周面と平行に形成された円筒部を有して、受口と挿口との間で圧縮されたときに、この円筒部が挿口の外周面と受口の内周面との全周にわたって面接触するので、ゴム輪を広い範囲で均一に面接触させて水密性を維持することができ、ゴム輪が水圧を受けて水密性を発揮する部分が移動した場合でも水密性が維持される。

本発明の一実施形態における管継手１の断面図である。 圧縮前の状態におけるゴム輪５の断面図である。 ゴム輪５が収容される手順を示す断面図である。 従来技術における第１の管継手５１の断面図である。 従来技術における第２の管継手７１の断面図である。 パッキン７４の断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図１，図２および図３に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態における管継手１の断面図である。管継手１は、受口２と挿口３と押輪４とゴム輪５とを備える。受口２には、挿口３が挿入され、受口２の内周面８と挿口３の外周面１１とによって形成される空間には、ゴム輪５が収容される。ゴム輪５は、押輪４によって押圧されて収容される。押輪４は、ゴム輪５に当接した状態で、受口２の端面にボルト止めされる。

受口２は、開口部において、端面６に向かって拡径されるテーパ面７を有し、テーパ面７の奥側には、管軸と平行な内周面８が形成される。さらに内周面８の奥側には、凹部９が形成されロックリング１０が収容されている。ゴム輪５は、受口２のテーパ面７、内周面８と、受口２の内部に挿入された挿口３の外周面１１とによって形成される空間１２に収容される。受口２の端部外周にはフランジ部１５が形成される。フランジ部１５には、押輪４を取付ける六角ボルト１４の逃がし孔１６が設けられる。

図２は、圧縮前の状態におけるゴム輪５の断面図である。ゴム輪５は、概ねリング状である。ゴム輪５は、ゴム輪５の中心軸２１を含んだ切断面において、長円形状である丸部２２と角形である角部２３とを有する。丸部２２の先端には円弧部２４が形成され、円弧部２４に連続して、中心軸２１と平行である外周面３０および内周面２９を有する円筒部２５が形成される。円筒部２５から見て円弧部２４の反対側には、角部２３に接続する円弧部２６が形成される。ゴム輪５の角部２３の外周には、丸部２２に向かうに従って縮径されるテーパ面２８が形成される。

図３は、ゴム輪５が収容される手順を示す断面図である。図３（ａ）は管継手１の断面図であり、図３（ｂ）は押輪４の断面図である。丸部２２が受口２のテーパ面７に当接した状態で、押輪４が角部２３の端面２７に当接する。押輪４の端面３１には、段付き部である凹部３３が形成され、端面２７が凹部３３に当接する。凹部３３の外径は、概ね端面２７の外径と等しく形成され、凹部３３の外周周縁部には、端面３１に向かって拡径されるテーパ面４０が形成される。管軸心に直交する面を基準とするテーパ面４０の傾斜角度αは、６０°に設定される。テーパ面４０が、ゴム輪５の端面２７を凹部３３に案内するので、作業者は、容易に押輪４の位置決めを行うことができ、また、ナット３７の締め込み時に、反力により角部２３が径方向外向きに変形して位置ずれを起こすことを防止することができる。テーパ面４０の傾斜角度αを６０°に設定したが、これに限定されるものではない。テーパ面４０の傾斜角度αを５０°〜８０°の範囲で設定してもよい。

ここで、テーパ面４０の傾斜角度αに対するゴム輪５の挟み込み防止効果の有無と押輪４の自動芯出し効果の有無について説明する。なお、ゴム輪５の挟み込み防止効果とは、ゴム輪５の端面２７が押輪４の端面３１と受口２の端面６との間に挟まれることを防止することができる効果である。押輪４の自動芯出し効果とは、押輪４が挿口３に対してせり上がって自動的に芯出しされる効果である。

テーパ面４０の傾斜角度αを５０°〜８０°の範囲に設定することにより、ゴム輪５の挟み込み防止効果と押輪４の自動芯出し効果とが共に確実に発揮される。なお、テーパ面４０の傾斜角度αが５０°未満の場合には、ゴム輪５の端面２７に対するテーパ面４０の拘束機能が不足し、ゴム輪５の端面２７がテーパ面４０上を滑って拡径方向に移動（変形）し易くなり、ゴム輪５の挟み込み防止効果が得られなくなる。また傾斜角度αが８０°を超える場合には、挿口３に対する押輪４のせり上がり量が不足し、押輪４の中心が管軸心に一致しなくなるので、押輪４の自動芯出し効果が得られなくなる。

図３（ｃ）はテーパ面４２が設けられたゴム輪４１の断面図である。ゴム輪４１の端面２７の外周縁部にも全周にわたってテーパ面４２を形成してもよい。テーパ面４２は、押輪４がゴム輪４１を押し込む方向に拡径される。管軸心に直交する面を基準とするテーパ面４２の傾斜角度βを５０°〜８０°の範囲に設定することにより、ゴム輪４１の挟み込み防止効果と押輪４の自動芯出し効果とが共に確実に発揮される。凹部３３の外周周縁部に形成されるテーパ面４０の傾斜角度αとゴム輪４１側のテーパ面４２の傾斜角度βとは同一であってもよく、または５０°〜８０°の範囲で異なっていてもよい。

受口２のフランジ部１５には複数の六角ボルト１４が挿通され、押輪４の外周周縁部３５に形成された逃がし孔３６に挿通される。逃がし孔３６に挿通された六角ボルト１４には、ナット３７が螺合される。ナット３７を締め込むと、ゴム輪５は、押輪４によって、徐徐に空間１２に収容される。受口２のフランジ部１５に対向する押輪４の端面３１周縁部には、周方向複数箇所にわたって、凸部３９が形成されており、ナット３７を締め込むと、凸部３９が受口２のフランジ部１５に当接し、押輪４と受口２とは、メタルタッチ接合される。凸部３９が形成されておらず、メタルタッチ接合後も押輪４と受口２のフランジ部１５との間に隙間がある周方向複数箇所においては、その隙間部分からゴム輪５の装着状況を目視などの手段で確認することも可能である。本実施例においては、締結手段として六角ボルト１４を用いたが、これに限定されるものではなく、たとえばＴ頭ボルトなどを用いることも可能である。

ゴム輪５が空間１２に収容されると、ゴム輪５のテーパ面２８が受口２の開口部に形成されたテーパ面７に当接する。テーパ面２８とテーパ面７とが当接したときに、押輪４が受口２の端面６にメタルタッチ接合されるので、ゴム輪５のテーパ面２８が受口２のテーパ面７に当接した後に、ゴム輪５のテーパ面２８が受口２のテーパ面７にさらに押し付けられて変形することはない。ゴム輪５の角部２３の硬度は丸部２２の硬度より高く、ゴム輪５のテーパ面２８が受口２のテーパ面７に接すると、角部２３によって受口２と挿口３とが一体化される。

空間１２には、受口２の内周面８と挿口３の外周面１１とによって形成される空間３８が設けられ、内周面８と外周面１１とは平行である。空間３８には、ゴム輪５の丸部２２が収容され、円筒部２５が外周面１１および内周面８に当接する。円筒部２５を形成する内周面２９と外周面３０とは、丸部２２が空間３８に収容された後も平行を維持した状態で、外周面１１および内周面８に当接し、均一に圧縮される。

丸部２２は中実であるので、丸部２２が中空の場合のように圧縮された空気によって広い範囲の面接触が妨げられるということはない。内周面２９および外周面３０は、全周にわたって面接触し、均一に圧縮されることで水密性を発揮する。丸部２２は、押輪４がゴム輪５を押圧する押圧力の反力を受けることによって水密性を発揮するものではない。

押輪４は、ゴム輪５を空間１２に押し込み、押し込まれたゴム輪５を受口２内の水圧に抗して空間１２内に保持するために設けられるので、押輪４と受口２との接合は、メタルタッチ接合とすることができ、押輪４を受口２に取付ける六角ボルト１４の本数を減らすことができる。

ゴム輪５が水圧を受けた場合について説明する。丸部２２は、水圧を受けると半径方向に膨張しようとするが、受口２の内周面８と挿口３の外周面１１とによって膨張が制限されるので、円筒部２５には、水圧による圧縮力がさらに加わることになる。内周面２９と外周面３０とは、丸部２２が水圧を受けた後も平行を維持した状態で外周面１１および内周面８に当接する。内周面２９および外周面３０は、全周にわたって面接触し、水圧による圧縮力がさらに加わった状態で均一に圧縮され、水密性が維持される。

丸部２２が水圧を受けて受口２の開口側に移動した場合について説明する。丸部２２の移動距離が、円筒部２５の管軸方向の長さの範囲内であれば、丸部２２が移動した後においても、内周面２９および外周面３０と、外周面１１および内周面８との全周にわたる面接触が保たれる。内周面２９および外周面３０の当接面は、均一に圧縮され水密性が維持される。

このように、挿口３の外周面１１と、この挿口３の外周面１１に対して平行に形成された受口２の内周面８との間で圧縮されることで所要のシール機能を発揮するゴム輪５を有するとともに、受口２の端面に接した状態でこの受口２に締結させることで、ゴム輪５を受口２の開口端から挿口３の外周面１１と受口２の内周面８との間に押し込んでその押し込み状態に保持させる押輪４を有し、ゴム輪５は、その外周面３０が受口２の内周面８と平行に形成されるとともに、その内周面２９が挿口３の外周面１１と平行に形成された円筒部２５を有して、受口２と挿口３との間で圧縮されたときに、この円筒部２５が挿口３の外周面１１と受口２の内周面８との全周にわたって面接触するので、ゴム輪を広い範囲で均一に面接触させて水密性を維持することができ、ゴム輪が水圧を受けて水密性を発揮する部分が移動した場合でも水密性が維持される。

１，５１，７１ 管継手
２，５２，７２ 受口
３，５３，７３ 挿口
４，５７，７７ 押輪
５，４１，５４ ゴム輪
６，１３，２７，３１，５６ 端面
７，２８，４０，４２，７６ テーパ面
８，２９，５９，７９ 内周面
９，３３ 凹部
１０ ロックリング
１１，３０，６０，７５，８０ 外周面
１２，３８ 空間
１４ 六角ボルト
１５ フランジ部
２１ 中心軸
２２，６２ 丸部
２３ 角部
２４，２６ 円弧部
２５ 円筒部
３５ 外周周縁部
３６ 逃がし孔
３７，５８ ナット
３９ 凸部
５５ 隙間
６１ Ｔ頭ボルト
６３ 奥部
７４ パッキン
７８ 中空部
８１ 内部空間

Claims (1)

1. 受口内に挿口を挿入して接合させる管継手であって、
   挿口の外周面と、この挿口の外周面に対して平行に形成された受口の内周面との間で圧縮されることで所要のシール機能を発揮するゴム輪を有するとともに、
   受口の端面に接した状態でこの受口に締結させることで、前記ゴム輪を受口の開口端から前記挿口の外周面と受口の内周面との間に押し込んでその押し込み状態に保持させる押輪を有し、
   前記ゴム輪は、その外周面が前記受口の内周面と平行に形成されるとともにその内周面が前記挿口の外周面と平行に形成された円筒部を有して、受口と挿口との間で圧縮されたときに、この円筒部が前記挿口の外周面と受口の内周面との全周にわたって面接触するものであることを特徴とする管継手。

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