JP2012062959A - シール部材および管継手および取水用配管 - Google Patents

Abstract

【課題】管継手に外圧が作用しても、受口内周とシール部材外周との間を確実に止水することが可能な管継手用のシール部材を提供する。
【解決手段】シール部材１７は受口１５の内周と挿口１６の外周との間に挟まれて径方向に圧縮される円環状のバルブ部１８を有し、バルブ部１８は、外周側に、全周にわたってリップ部２４を備え、リップ部２４は、受口１５の内周と挿口１６の外周との間に作用する径方向外向きの外圧Ｐ１を受ける第１受圧面２４ｂを有している。
【選択図】図６

Description

本発明は、受口に挿口が挿入された管継手に用いられるシール部材、および、シール部材を備えた管継手、および、複数の管を管継手で接合してなる取水用配管に関する。

従来、例えば鋳鉄管等の管同士を接合する管継手の一種として、いわゆるスリップオンタイプの管継手が知られている。図９（ａ）に示すように、この管継手５１は、互いに接合される一方の管５２に形成された受口５４に、他方の管５２に形成された挿口５５が挿入され、受口５４の内周と挿口５５の外周との間が円環状のシール部材５６によって止水されている。

シール部材５６は、ゴム製であり、受口５４の内周に形成された溝５７に嵌め込まれて、受口５４の内周と挿口５５の外周との間に挟まれて圧縮されている。これにより、管５２内の水（流体）はシール部材５６によって止水されるため、管５２内の水が受口５４の内周と挿口５５の外周との間から外部へ漏出することは防止される。

尚、このようなスリップオンタイプの管継手５１については例えば下記特許文献１に記載されている。

実開平４−１３３０９２

上記の従来形式では、上記のような管継手５１で複数の管５２を接合することにより配管５８が構成され、この配管５８を地中に設置する場合がある。この場合、図９（ｂ）に示すように、配管５８の外部の地下水５９の水圧によって管継手５１に外圧（外水圧）が作用することがある。このように外圧が作用した場合、受口５４の内周と挿口５５の外周との間を確実に止水することができなくなり、受口５４の端部開口部６０から受口５４の内周と挿口５５の外周との間に浸入した地下水５９が外圧によって受口５４の内周とシール部材５６の外周との間を通って管５２内に漏洩するといった問題がある。例えば、地下水５９が汚染されており、配管５８内に清浄な水が貯えられている場合、汚染された地下水５９が配管５８内の清浄な水に混入してしまう虞がある。

本発明は、管継手に外圧が作用しても、受口内周とシール部材外周との間を確実に止水することが可能な管継手用のシール部材および管継手および取水用配管を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、互いに接合される一方の管に形成された受口に、他方の管に形成された挿口が挿入された管継手の受口内周と挿口外周との間を止水する管継手用のシール部材であって、
受口内周と挿口外周との間に挟まれて径方向に圧縮される弾性材からなる円環状のバルブ部を有し、
バルブ部は、外周側に、全周にわたってリップ部を備え、
リップ部は、管継手の外部から受口内周と挿口外周との間に作用する径方向外向きの外圧を受ける第１受圧面を有しているものである。

これによると、管継手に外圧が作用すると、管継手の外部から受口内周と挿口外周との間に作用する径方向外向きの外圧がリップ部の第１受圧面で受けられ、リップ部が、管径方向における外向きに押されて、受口内周に押し付けられる。これにより、外圧に対して、受口内周とシール部材外周との間を確実に止水（セルフシール）することができる。

本第２発明におけるシール部材は、バルブ部は、受口奥側端部に、管継手に作用する内圧を受ける第２受圧面を有し、
第２受圧面で受けられる内圧によって、バルブ部の外周に、管径方向における外向きの押圧力が発生するとともに、バルブ部の内周に、管径方向における内向きの押圧力が発生するものである。

これによると、管継手に内圧が作用すると、この内圧がバルブ部の第２受圧面で受けられ、バルブ部に外向きおよび内向きの押圧力が発生する。このため、バルブ部の外周が受口内周に押し付けられるとともに、バルブ部の内周が挿口外周に押し付けられる。これにより、内圧に対して、受口内周と挿口外周との間を確実に止水（セルフシール）することができる。

本第３発明におけるシール部材は、受口内周に形成された嵌込溝に嵌め込まれてシール部材を取付位置に保持するヒール部がバルブ部と一体に形成され、
ヒール部はバルブ部よりも受口開口側に位置し、
バルブ部の受口奥側端部の断面形状が円弧形状であるものである。

これによると、シール部材のヒール部を嵌込溝に嵌め込むことにより、シール部材が受口内の所定の取付位置に保持され、この状態で挿口を受口に挿入する。この際、挿口がシール部材の内周側に挿入され、バルブ部が挿口によって拡径されるのに対して、リップ部はバルブ部の外周側に備えられているため、挿口の挿入力が大幅に増大することはない。

本第４発明は、上記第１発明から第３発明のいずれか１項に記載のシール部材を備えたことを特徴とする管継手である。
これによると、管継手に外圧と内圧との少なくともいずれかが作用しても、管継手部分を確実に止水することができるため、外部の流体が管継手から管内に漏洩することおよび管内の流体が管継手から外部へ漏洩することを防止することができる。

本第５発明における取水用配管は、上記第４発明に記載された管継手によって接合された複数の管が地中に掘られた縦穴内に配設されているものである。
これによると、外部の地下水が管継手から管内に漏洩することおよび管内の地下水が管継手から外部へ漏洩することを防止することができる。

以上のように本発明によれば、外圧に対して、受口内周とシール部材外周との間を確実に止水することができる。また、内圧に対して、受口内周と挿口外周との間を確実に止水することができる。これにより、外部の流体が管継手から管内に漏洩することおよび管内の流体が管継手から外部へ漏洩することを防止することができる。

本発明の第１の実施の形態における取水用配管の断面図である。 同、取水用配管の管継手の断面図である。 同、管継手に設けられるシール部材の図であり、（ａ）は側面、（ｂ）は（ａ）の断面を示す。 同、シール部材の拡大断面図である。 同、管継手の断面図であり、シール部材に内水圧が作用している状態を示す。 同、管継手の断面図であり、シール部材に外水圧が作用している状態を示す。 同、管継手の断面図であり、シール部材を受口内に装着し、挿口を受口に挿入し始めた状態を示す。 本発明の第２の実施の形態におけるシール部材の拡大断面図である。 従来の管継手の断面図である。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
先ず、第１の実施の形態を、図１〜図７を参照して説明する。

図１に示すように、１は地中２に掘削された縦穴式の井戸であり、縦穴６の内部には取水用配管３が縦姿勢で配設されている。取水用配管３内には地下水汲み上げ用の汲上用配管４が挿入されており、汲上用配管４にはポンプ５が接続されている。取水用配管３は複数の管１１を管継手１２で接合することにより構成されている。尚、取水用配管３の下端部には、網等を備えた取水口７が形成されている。

管継手１２は以下のような構成を有している。
図２に示すように、各管１１は、一端部に受口１５を有し、他端部に挿口１６を有している。互いに接合される一方の管１１の受口１５に、他方の管１１の挿口１６が挿入され、受口１５の内周と挿口１６の外周との間がシール部材１７によって止水される。

図３，図４に示すように、シール部材１７は、ゴム等の弾性材からなる円環状の部材であり、バルブ部１８と、ヒール部１９と、これらバルブ部１８とヒール部１９とを接続する接続部２０とを一体に有している。ヒール部１９は、図４に示すように断面が矩形状であり、図５に示すように、バルブ部１８よりも受口１５の開口部２３側に位置しており、受口１５の内周に形成された嵌込溝２７に嵌め込まれてシール部材１７を所定の取付位置に保持している。尚、ヒール部１９の内周面は管軸心に対して平行である。

バルブ部１８は、図５に示すように、受口１５の内周に形成された収納溝２８に収納され、受口１５の内周の一部である収納溝２８の底面と挿口１６の外周との間に挟まれて径方向に圧縮されている。尚、図４に示すように、シール部材１７を管継手１２から取り外した状態において、バルブ部１８の受口奥側端部の断面形状は半円形状（円弧形状の一例）に膨出して形成されている。

図４〜図６に示すように、バルブ部１８は、外周側に、全周にわたってリップ部２４を備えている。リップ部２４は、管径方向外向きで且つヒール部１９側へ突出した先端２４ａと、径方向外向きで且つ斜め方向に作用する外水圧Ｐ１（径方向外向きの外圧の一例）を受ける第１受圧面２４ｂとを全周にわたり有している。尚、ヒール部１９とリップ部２４との間には、管径方向内向きに窪んだ凹部２５が全周にわたり形成されている。

管軸方向における嵌込溝２７と収納溝２８との間には、管径方向における内向きに突出した突部２９が全周にわたり形成されており、突部２９が凹部２５に挿入されている。尚、受口１５の内周とシール部材１７との間には、凹部２５の底面と突部２９と第１受圧面２４ｂとに囲まれた空隙部２６が形成されている。図５に示すように、シール部材１７を管継手１２内に装着した状態で、第１受圧面２４ｂは受口１５の開口部２３側ほど管径方向の外向きに傾斜している。

また、バルブ部１８は、受口奥側端部に、管継手１２に作用する内水圧Ｐ２（内圧）を受ける第２受圧面１８ａを有している。
また、接続部２０は、内周に、ヒール部１９の内周からバルブ部１８の内周に続くテーパー面２０ａを有している。

以下、上記構成における作用を説明する。
図１に示すように、ポンプ５を稼動して、井戸１の取水用配管３の内部の地下水３２を汲上用配管４から汲み上げた場合、取水用配管３の内部の地下水３２の水位が次第に低下し、取水用配管３の内部の地下水３２と外部の地下水３３とに水位差Ｈが発生し、管継手１２に内水圧（内圧）よりも大きな外水圧（外圧）が作用することがある。

このような外水圧が作用すると、図６に示すように、管外の地下水３３が、受口１５の開口部２３の内周と挿口１６の外周との隙間からシール部材１７の外周と受口１５の内周との間を通って、空隙部２６に侵入する。これにより、空隙部２６に発生（作用）する径方向外向きで且つ斜め方向の外水圧Ｐ１がリップ部２４の第１受圧面２４ｂで受けられ、リップ部２４が、管径方向における外向きに押されて、受口１５の収納溝２８の底面（受口内周）に押し付けられる。これにより、外水圧Ｐ１に対して、受口１５の内周とシール部材１７の外周との間を確実に止水（セルフシール）することができる。

また、上記とは逆に、取水用配管３の内部の地下水３２と外部の地下水３３との水位差によって管継手１２に外水圧よりも大きな内水圧が作用した場合、図５に示すように、この内水圧Ｐ２がバルブ部１８の第２受圧面１８ａで受けられ、内水圧Ｐ２によって、バルブ部１８の外周に、管径方向における外向きの押圧力Ｆ１が発生するとともに、バルブ部１８の内周に、管径方向における内向きの押圧力Ｆ２が発生する。このため、バルブ部１８の外周が受口１５の収納溝２８の底面（受口内周）に押し付けられるとともに、バルブ部１８の内周が挿口１６の外周に押し付けられる。これにより、内水圧Ｐ２に対して、受口１５の内周と挿口１６の外周との間を確実に止水（セルフシール）することができる。

このように、管継手１２に外水圧Ｐ１と内水圧Ｐ２との少なくともいずれかが作用しても、管継手１２の部分を確実に止水することができるので、図１に示すように、取水用配管３の外部の地下水３３が管継手１２から取水用配管３の内部に漏洩するのを防止することができるとともに、取水用配管３の内部の地下水３２が管継手１２から取水用配管３の外部へ漏洩するのを防止することができる。

また、管１１同士を接合する場合、図７に示すように、シール部材１７のバルブ部１８を収納溝２８に収納し、ヒール部１９を嵌込溝２７に嵌め込むことにより、シール部材１７が受口１５内の管軸方向における所定の取付位置に保持される。この状態で挿口１６を受口１５に挿入する。この際、挿口１６がシール部材１７の内周側に挿入され、バルブ部１８が挿口１６によって拡径される。これに対して、リップ部２４はバルブ部１８の外周側に備えられているため、挿口１６の挿入力が大幅に増大することはなく、接合作業を容易に行うことが可能である。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態では、図８に示すように、シール部材１７は、内周に、ヒール部１９の内周端部から接続部２０の内周を経てバルブ部１８の内周へ続くテーパー面４０を有している。

これによると、上記第１の実施の形態と同様の作用および効果が得られる。
上記各実施の形態では、図１に示すように、シール部材１７を、井戸１の取水用配管３の管継手１２内に設けたが、井戸１の取水用配管３に限定されるものではなく、外圧が作用する場合がある配管の管継手１２内に設けてもよい。

上記各実施の形態では、図４に示すように、バルブ部１８の受口奥側端部の断面形状を、円弧形状の一例として半円形状に膨出して形成しているが、半円形状とは、円を正確に半分にした形状のみならず、円をほぼ（実質的に）半分にした形状も含むものである。また、半円形状に限らず、円弧形状の他の例として、半楕円形状に膨出して形成したものも含まれる。尚、半楕円形状とは、楕円を正確に半分にした形状のみならず、楕円をほぼ（実質的に）半分にした形状も含むものである。

３ 取水用配管
１１ 管
１２ 管継手
１５ 受口
１６ 挿口
１７ シール部材
１８ バルブ部
１８ａ 第２受圧面
１９ ヒール部
２３ 受口の開口部
２４ リップ部
２４ｂ 第１受圧面
２７ 嵌込溝
Ｆ１ 外向きの押圧力
Ｆ２ 内向きの押圧力
Ｐ１ 外水圧（外圧）
Ｐ２ 内水圧（内圧）

Claims (5)

1. 互いに接合される一方の管に形成された受口に、他方の管に形成された挿口が挿入された管継手の受口内周と挿口外周との間を止水する管継手用のシール部材であって、
   受口内周と挿口外周との間に挟まれて径方向に圧縮される弾性材からなる円環状のバルブ部を有し、
   バルブ部は、外周側に、全周にわたってリップ部を備え、
   リップ部は、管継手の外部から受口内周と挿口外周との間に作用する径方向外向きの外圧を受ける第１受圧面を有していることを特徴とするシール部材。
2. バルブ部は、受口奥側端部に、管継手に作用する内圧を受ける第２受圧面を有し、
   第２受圧面で受けられる内圧によって、バルブ部の外周に、管径方向における外向きの押圧力が発生するとともに、バルブ部の内周に、管径方向における内向きの押圧力が発生することを特徴とする請求項１記載のシール部材。
3. 受口内周に形成された嵌込溝に嵌め込まれてシール部材を取付位置に保持するヒール部がバルブ部と一体に形成され、
   ヒール部はバルブ部よりも受口開口側に位置し、
   バルブ部の受口奥側端部の断面形状が円弧形状であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のシール部材。
4. 上記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のシール部材を備えたことを特徴とする管継手。
5. 上記請求項４に記載された管継手によって接合された複数の管が地中に掘られた縦穴内に配設されていることを特徴とする取水用配管。

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