JP2011112166A - 離脱防止管継手およびこの管継手に用いられる押圧爪 - Google Patents

Abstract

【課題】押圧爪を用いた離脱防止管継手において、その押圧爪における腐食の発生を効果的に防止できるようにする。
【解決手段】受口１２の内周部、または、受口１２の外側における挿口１４の部分に外ばめされかつ受口１２に連結された環状体１９の内周部に、押圧爪２７が配置されている。押圧爪２７は、鉄系材料にて形成されるとともに突条２８ａ、２８ｂを有する。かつ押圧爪２７は、押圧ボルト３３の先端部に押されることで、表面に防食層が形成された挿口１４の外面に突条２８ａ、２８ｂが押圧された状態で、挿口１４に固定される。押圧爪２７における突条２８ａ、２８ｂの部分の表面に合成樹脂塗膜３６が形成されているとともに、押圧爪２７における突条２８ａ、２８ｂ以外の部分の表面に、合成樹脂塗膜３６よりも高耐食性の防食被膜３５が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は離脱防止管継手およびこの管継手に用いられる押圧爪に関する。

管継手の一種として、互いに接合される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が挿入される形式の受挿構造の管継手がある。この受挿構造の管継手は、受口からの挿口の離脱を防止し得る構造を採用した離脱防止管継手と、離脱防止機能を有していない管継手とに大別される。離脱防止管継手は、挿口の先端の外周に形成された環状突部が、受口の内部に収容されたロックリングに、受口の奥側から当たるように構成されることで、所期の離脱防止機能を発揮する。

配管路によっては、離脱防止機能を有しない管継手に離脱防止機能を付与することが求められることがある。また受挿構造の管継手を有する管は一定長さの定尺の鋳鉄管によって形成されるのが一般的であるが、配管工事の都合によっては、この定尺の管を所要の長さに切断して用いることがある。その場合には、挿口の先端が一定範囲で切断除去されることになるため、上記の環状突部も除去されてしまい、このために、もはや離脱防止機能を発揮できなくなる。このことへの対処として、切断によって得られた切管を用いた管継手に離脱防止機能を付与することが求められることがある。

このような場合に、次のような構成が用いられている。すなわち、受口の外側における挿口の部分に、受口に連結された環状体を外ばめし、この環状体の内部に押圧爪を配置し、環状体にねじ込まれる押圧ボルトの先端部によって押圧爪を管径方向に沿った内向きに押圧することで、この押圧爪を挿口の外面に食い込ませるようにしたものが用いられている（特許文献１、２）。

このような構成により離脱防止機能を発揮させるようにした管継手では、管すなわち受口および挿口や、環状体や、押圧爪や、押圧ボルトは、いずれもダクタイル鋳鉄で形成されているのが通例である。そして、管路を地中に埋設したときの各部の防食のため、受口および挿口を構成する管の表面にはＺｎ溶射被膜が形成され、このＺｎ溶射被膜の上にさらに合成樹脂塗装が施されている。押圧爪の外面には、合成樹脂塗装が施されている。

実開昭６０−１６１７７４号公報 実開平４−１０１８８６号公報

しかしながら、押圧爪の外面に合成樹脂塗装を施しただけでは、この押圧爪の防食対策が十分であるとはいえない。
そこで本発明は、このような問題点を解決して、押圧爪を用いた離脱防止管継手において、その押圧爪における腐食の発生を効果的に防止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離脱防止管継手は、互いに接合される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が挿入され、受口の内周部、または、受口の外側における挿口の部分に外ばめされかつ受口に連結された環状体の内周部に、押圧爪が配置され、押圧爪は、鉄系材料にて形成されるとともに突条を有し、かつ押圧ボルトの先端部に押されることで、表面に防食層が形成された挿口の外面に前記突条が押圧された状態で、挿口に固定され、押圧爪における突条の部分の表面に合成樹脂塗膜が形成されているとともに、押圧爪における突条以外の部分の表面に、前記合成樹脂塗膜よりも高耐食性の防食被膜が形成されていることを特徴とする。

本発明の離脱防止管継手用押圧爪は、互いに接合される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が挿入され、受口の内周部、または、受口の外側における挿口の部分に外ばめされかつ受口に連結された環状体の内周部に、押圧爪が配置され、押圧爪が、鉄系材料にて形成されるとともに突条を有し、かつ押圧ボルトの先端部に押されることで、表面に防食層が形成された挿口の外面に前記突条が押圧された状態で、挿口に固定された構成の離脱防止管継手のための、前記押圧爪であって、前記押圧爪における突条の部分の表面に合成樹脂塗膜が形成されているとともに、押圧爪における突条以外の部分の表面に、前記合成樹脂塗膜よりも高耐食性の防食被膜が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、押圧爪の突条は、挿口の外面に押圧されたときに、その表面に施されている合成樹脂塗装が剥がれるようなことがあっても、挿口の表面に形成された防食層に押圧されることになるため、この防食層による防食効果を享受することができる。押圧爪における突条以外の部分の表面には、突条の部分に施された合成樹脂塗膜よりも高耐食性の防食被膜が形成されているため、十分な耐食性を期待することができる。

合成樹脂塗膜よりも高耐食性の防食被膜としては、合金溶射被膜や、エポキシ樹脂粉体被膜などが挙げられるが、これらの被膜は、いずれも、押圧爪の突条などの比較的細かな部分への形成が、合成樹脂塗膜に比べて容易ではない。ところが、上記の構成であると、押圧爪の突条は挿口の表面の防食層による防食効果を享受することができるため、このような高耐食性の防食被膜を形成しなくても、塗装作業の容易な合成樹脂塗装だけによって所期の防食性能を発揮することができる。したがって、容易でない作業を伴うことなしに、離脱防止管継手に所要の防食性能を付与することができる。

したがって本発明によれば、押圧爪を用いた離脱防止管継手において、その押圧爪における腐食の発生を効果的に防止することができる。

本発明の実施の形態の離脱防止管継手の断面図である。 図１の押圧爪およびその変形例を拡大して示す図である。 本発明の他の実施の形態の離脱防止管継手の要部を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態の離脱防止管継手の要部を示す図である。

図１において、互いに接続される一方のダクタイル鋳鉄製の管１１の端部には受口１２が形成され、他方のダクタイル鋳鉄製の管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の開口部の外周にはフランジ１５が一体に形成され、受口１２の開口部の内周には、その開口端に向かって徐々に拡径するテーパ状のシール材圧接面１６が形成されている。挿口１４には環状のゴム製のシール材１７が外ばめされており、このシール材１７は、挿口１４の外周面１８とシール材圧接面１６との間に配置されている。

受口１２の外側における挿口１４の部分には、環状体としての押輪１９が外ばめされている。この押輪１９は、管１１、１３と同様にダクタイル鋳鉄にて形成され、周方向に連続した環状に形成されたものとすることができる。あるいは、周方向に沿って適当数に分割され、その分割部がボルトなどによって接合された構成であっても構わない。

押輪１９における周方向に沿った複数の位置には、フランジ２０が形成されている。そして、この押輪１９のフランジ２０と受口１２のフランジ１５とにわたって、管軸方向のＴ頭ボルト２１とナット２２とを備えた締結要素２３が配置されている。すなわち、押輪１９の周方向に沿った複数の位置に設けられた締結要素２３を作用させることで、押輪１９の押圧部２４によってシール材１７を圧接面１６に向けて押圧することができ、それによりシール材１７を圧接面１６と挿口１４の外周面１８との間で圧縮させて所要のシール機能を発揮させることが可能である。

押輪１９における周方向に沿った他の複数の位置には、上記したフランジ２０に代えて、押圧爪収容部２５が形成されている。押圧爪収容部２５における押輪１９の内周部分には、収容凹部２６が形成されている。収容凹部２６には、ダクタイル鋳鉄によって周方向に一定の長さで形成された押圧爪２７が収容されている。

押圧爪２７は、その内周部に突条としての２条の爪部２８ａ、２８ｂが形成されている。これらの爪部２８ａ、２８ｂは、互いに管軸心方向に距離をおいて形成されている。その結果、爪部２８ａ、２８ｂどうしの間には、管軸心と平行な方向の内周面２９が形成されている。また押圧爪２７の外周部には、受口１２から遠ざかるにつれて次第に縮径するテーパ面３０が形成されている。３１、３２は、管軸心方向に沿った押圧爪２７の端面である。

３３は押圧ボルトであり、同様にダクタイル鋳鉄にて形成されている。この押圧ボルト３３は、押圧爪２７のテーパ面３０と直交する方向に沿って押輪１９にねじ込まれることで、その先端部によってテーパ面３０を管径方向に沿った内向きに押圧可能である。

受口１２と挿口１４とを含む管１１、１３の外周には、Ｚｎ−Ｓｎ系合金溶射被膜またはＺｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金溶射被膜を用いた防食被膜が、防食層として形成されている。さらに、合金溶射被膜の外周に、合成樹脂塗膜が上塗りされている。

図１および図２（ａ）に示すように、爪部２８ａ、２８ｂを除く押圧爪２７の表面、すなわち押圧爪２７の内周面２９とテーパ面３０と両端面３１、３２とには、合金溶射被膜を用いた防食被膜３５が形成されている。この防食被膜３５としては、管１１、１３と同様のＺｎ−Ｓｎ系合金溶射被膜やＺｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金溶射被膜が用いられる。あるいは、押圧爪２７の防食被膜３５としては、Ｚｎ−Ａｌ系合金溶射被膜を用いることもできる。そして、防食被膜３５の上から、爪部２８ａ、２８ｂを含む押圧爪２７の外面全体にわたって、合成樹脂塗装が行われている。３６はそれにより形成された合成樹脂塗膜である。合成樹脂塗膜３６は、たとえばアクリル樹脂を１００μｍ程度の厚みで塗布したものなどによって形成することができる。

防食被膜３５は、合成樹脂塗膜３６よりも耐食性の高いものであるが、合金溶射被膜に代えて、重塗装による塗膜にて形成することもできる。ここにいう重塗装としては、粉体塗装、液状エポキシ塗装、タールエポキシ塗装などを挙げることができる。あるいは、防食被膜３５を、金属、ゴム、合成樹脂、瀝青質などを２ｍｍ程度の厚肉で塗布した防食被覆にて形成することもできる。

図２（ｂ）は、防食被膜３５と合成樹脂被膜３６とが別の態様で形成された例を示す。ここでは、爪部２８ａ、２８ｂにのみ合成樹脂被膜３６が形成され、それ以外の部分、すなわち押圧爪２７の内周面２９とテーパ面３０と両端面３１、３２とに防食被膜３５が形成されている。

管１１、１３どうしを接合する際には、挿口１４に、押圧爪２７を収容した押輪１９と、シール材１７とを外ばめした状態で、この挿口１４を受口１２に挿入する。押圧爪２７には、あらかじめ防食被膜３５と合成樹脂被膜３６とを形成しておく。次に締結要素２３によって押輪１９を受口１２に締結することで、その押圧部２４によりシール材１７を圧縮して所要のシール機能を発揮させる。その後に押圧ボルト３３を締付ければ、押圧爪２７の爪部２８ａ、２８ｂが挿口１４の外周面に食い込むように作用する。これにより、挿口１４が押圧爪２７と押圧ボルト３３と押輪１９と締結要素２３とによって受口１２と一体化され、所期の離脱防止機能が発揮される。

地震発生時などにおいて、受口１２と挿口１４との間に大きな抜出力が作用した場合には、テーパ面３０の作用によって押圧爪２７の爪部２８ａ、２８ｂが挿口１４の外周面により強く食い込んで、その抜出力に抗することができる。

上記した押圧ボルト３３の締付け時や大きな抜け出し力の作用時に、押圧爪２７の爪部２８ａ、２８ｂが挿口１４の外周面に食い込むように作用すると、爪部２８ａ、２８ｂの表面に形成されている合成樹脂被膜３６が剥がれることがある。しかし、このときに、爪部２８ａ、２８ｂは、挿口１４の表面に形成された合金溶射被膜を用いた防食被膜すなわち防食層に押圧されることになるため、この防食層による防食効果を享受することができる。押圧爪２７における爪部２８ａ、２８ｂ以外の部分の表面には、爪部２８ａ、２８ｂの合成樹脂被膜３６よりも高耐食性の防食被膜３５が形成されているため、十分な耐食性を期待することができる。

防食被膜３５を構成する合金溶射被膜や重塗装による塗膜や厚肉の防食被覆を、比較的細かな部分である押圧爪２７の爪部２８ａ、２８ｂに形成することは、この爪部２８ａ、２８ｂに合成樹脂被膜３６を形成する場合に比べて容易ではない。ところが、上記の構成であると、押圧爪２７の爪部２８ａ、２８ｂは挿口１４の表面の防食被膜による防食効果を享受することができるため、爪部２８ａ、２８ｂに高耐食性の防食被膜３５を形成しなくても、塗装作業の容易な合成樹脂塗装による塗膜３６だけによって、所期の防食性能を発揮することができる。したがって、容易でない作業を伴うことなしに、離脱防止管継手に所要の防食性能を付与することができる。

防食被膜３５によって、図２に示すように、押圧爪２７における外周側の部分すなわちテーパ面３０などに、電気絶縁性の高い塗膜が形成される。これにより、押圧ボルト３３と押圧爪２７との間を絶縁してこれらが電気的に導通することを防止でき、導通に基く腐食の発生を防止することができる。

押圧ボルト３３で押圧爪２７を押圧したときに防食被膜３５が傷付いて絶縁性が阻害されることがないように、押圧ボルト３３と押圧爪２７との間にシート材などを配置することができる。このシート材は、金属製のものを用いれば、防食被膜３５の傷付きを確実に防止することができる。あるいは、シート材として樹脂製のものを用いれば、押圧ボルト３３と押圧爪２７との間の絶縁性を確保することができる。

図３は押圧爪の変形例を示す。この図３の押圧爪２７ａは、上述の押圧爪２７のようにテーパ面３０が形成されていることに代えて、横断面半円状の外周面３７が形成されている。爪部２８ｃは１条である。ここでは、爪部２８ｃの全体、あるいは特に爪部２８ｃの先端部分のみに合成樹脂被膜３６が形成され、それ以外の部分に防食被膜３５が形成されている。または、これに代えて、爪部２８ｃの全体を除く部分あるいは爪部２８ｃの先端部分を除く部分のみに防食被膜３５が形成され、かつ爪部２８ｃの全体あるいは爪部２８ｃの先端部分を含む押圧爪２７の外面全体にわたって合成樹脂被膜３６が形成された構成とすることもできる。

この場合は、受口１２と挿口１４との間に大きな抜出力３９が作用したときには、図示の状態から押圧爪２７ａが立ち上がるように作用し、それによって爪部２８ｃが挿口１４に大きく食い込んで、所要の離脱防止機能を発揮する。

そしてこの場合も、同様の防食機能を発揮する。
上記においては、受口１２とは別体の環状体としての押輪１９に押圧爪収容部２５および収容凹部２６を形成したものについて説明したが、これに代えて、受口１２自体におけるシール材の収容部よりも開口側の内周に収容凹部２６を形成し、これに押圧爪２７を収容し、そして受口１２の外面側から押圧ボルト３３をねじ込むようにしてもよい。

図４は、このように受口１２に収容凹部２６を設けた構造の例を示す。この図５に示される管継手はいわゆるスリップオンタイプの管継手であって、受口１２の内周と挿口１４の外周との間でシール材１７が圧縮されるように構成されている。シール材１７はヒール部４１とバルブ部４２とを有し、バルブ部４２は、基端側の第１バルブ４３と先端側の第２バルブ４４とを備えている。第２バルブ４４は、挿口１４によって大きく拡径されかつ受口１２の内周には接触しない状態で、挿口１４の外周に強く圧接している。第１バルブ４３は、挿口１４によって拡径されることで、挿口１４の外周に圧接している。かつ第１バルブ４３は、受口１２の内周によって縮径されるとともに、第２バルブ４４が挿口１４によって拡径されることにもとづいて受口１２の内周に圧接されることで、受口１２の内周に強く圧接している。

そして図４の管継手においては、シール材１７の設置部よりも開口端側の受口１２の内周に、収容凹部２６が設けられており、この収容凹部２６に押圧爪２７が収容されている。押圧爪２７の構成は、図１および図２（ａ）に示されたものと同じであるか、または図２（ｂ）に示されたものと同じである。

本出願人による特願２００９−１３８７３７に記載のように、挿口の先端の外周に環状突部を有した離脱防止管継手用の管を所要の長さに切断して用いる場合には、切断した管の切断端に、受挿構造の他の管であってその挿口の外周に離脱防止用の環状突部を形成したものの受口を接合し、切断した管と他の管との合計長さを上記の所要の長さとすれば、定尺よりも短い管であって定尺の管と同様の離脱防止機能を有した管を構成することができる。この場合に、本発明によれば、切断した管の切断端と他の管の受口とを、上述した押圧爪を有した本発明の離脱防止構造で接合することができる。

図４はそのような切断した管の切断端を挿口１４として、それに上述の他の管の受口１２を接合した構成を示している。ここでは、挿口１４の先端は切断によって鉄地肌が露出しているため、その防食を図るためにゴム製の端面防食部材４７が被せられている。

実際に防食試験を行った結果について説明する。
図１に示す離脱防止管継手であって、管１１、１３、押輪１９、押圧爪２７、押圧ボルト３３をすべてダクタイル鋳鉄製としたものを用いた。管１１、１３、としては、口径Ｄが７５ｍｍのものを用いた。管１１、１３の外周には、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金溶射被膜を約５０μｍの厚さで形成した。そして、この被膜を封孔処理したうえで、その外面に合成樹脂塗膜を約１００μｍの厚さで形成した。

押圧爪２７は、防食被膜３５としてＺｎ−Ｓｎ−Ｍｇ系合金溶射被膜を約５０μｍの厚さで形成し、この被膜を封孔処理したうえで、合金溶射被膜を含む押圧爪２７の全外面を覆うように、アクリル樹脂を用いた合成樹脂塗膜３６を約１００μｍの厚さで形成した。

押圧ボルト３５と押圧爪２７との間は、合成樹脂塗膜３６と防食被膜３５との作用によって、あるいは必要に応じて絶縁シートを介在させることなどによって、電気的に絶縁された状態となるようにした。

このようにして得られた離脱防止管継手に対して、上記のように管１１、１３の口径をＤ［ｍｍ］として、継手部に３Ｄ［ｋＮ］の抜出力を作用させたうえで、複合サイクル腐食試験（自動車技術協会（凍結防止剤対象）ＪＡＳＯ Ｍ６０９．６１０によるもの）を実施した。詳細には、
（１）塩水噴霧（２時間、３５±１℃、５％ＮａＣｌ水溶液）
（２）乾燥（４時間、６０±１℃、２０〜３０±５％ＲＨ）
（３）湿潤（２時間、５０±１℃、＞９５％ＲＨ）
からなるサイクルを繰り返した。

試験を４か月にわたって継続した後に肉眼で観察したところ、押圧爪２７、その爪部２８ａ、２８ｂ、管１１における押圧爪２７の近傍の部分には、赤錆の発生は認められなかった。

１１ 管
１２ 受口
１３ 管
１４ 挿口
１９ 押輪（環状体）
２５ 押圧爪収容部
２７ 押圧爪
３３ 押圧ボルト
３５ 防食皮膜
３６ 合成樹脂塗膜

Claims (2)

1. 互いに接合される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が挿入され、
   受口の内周部、または、受口の外側における挿口の部分に外ばめされかつ受口に連結された環状体の内周部に、押圧爪が配置され、
   押圧爪は、鉄系材料にて形成されるとともに突条を有し、かつ押圧ボルトの先端部に押されることで、表面に防食層が形成された挿口の外面に前記突条が押圧された状態で、挿口に固定され、
   押圧爪における突条の部分の表面に合成樹脂塗膜が形成されているとともに、押圧爪における突条以外の部分の表面に、前記合成樹脂塗膜よりも高耐食性の防食被膜が形成されていることを特徴とする離脱防止管継手。
2. 互いに接合される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が挿入され、
   受口の内周部、または、受口の外側における挿口の部分に外ばめされかつ受口に連結された環状体の内周部に、押圧爪が配置され、
   押圧爪が、鉄系材料にて形成されるとともに突条を有し、かつ押圧ボルトの先端部に押されることで、表面に防食層が形成された挿口の外面に前記突条が押圧された状態で、挿口に固定された構成の離脱防止管継手のための、前記押圧爪であって、
   前記押圧爪における突条の部分の表面に合成樹脂塗膜が形成されているとともに、押圧爪における突条以外の部分の表面に、前記合成樹脂塗膜よりも高耐食性の防食被膜が形成されていることを特徴とする離脱防止管継手用押圧爪。

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