JP2012530232A - 支持スリーブを有する押込み嵌め式パイプフィッティングシステム - Google Patents

Abstract

押込み嵌め式パイプフィッティングシステムは、パイプを受け入れるボアを形成する本体部分を有するフィッティングを備え、上記ボアには、このボア内でパイプを保持する把持手段が設けられる。上記押込み嵌め式パイプフィッティングシステムはさらに、パイプ及びフィッティングの間に密封をもたらすシールと、支持スリーブとを備える。支持スリーブは、パイプの端部を覆うノーズ部分と、パイプ内に位置するスピゴット部分とを有する。スピゴット部分には、半径方向外方に且つノーズ部分に向かう軸方向に延びる少なくとも１つの舌状部が設けられる。舌状部は、アーチ状の外形をもつ遠位端部を有する。

Description

本発明は、支持スリーブを有する押込み嵌め式パイプフィッティング（pipe fitting）システムに関し、特に、限定するわけではないが、例えば送水管を接続するための配管用途に用いるシステムに関する。本発明はまた、そのようなシステムにおいて用いる構成要素に関する。

押込み嵌め式パイプフィッティングシステムは通常、複数のカップリング及び他の構成要素を備え、これらにはそれぞれ、パイプの端部を受け入れてこの端部と結合するボア（bore）を有する少なくとも１つの筒状の本体部分が設けられている。そのような筒状の本体部分は通常、シールリングと、パイプがボア内に一旦押し込まれるとこのパイプの引き抜きに抵抗するか又は引き抜きを防止するための把持手段（gripping means）を収容している。

実際のところは、把持手段は通常、傾斜した歯部を有するグラブリング又は他の歯付き構造を備える。傾斜した歯部は、ボア内へのパイプの挿入は容易に可能にするが、軸方向に荷重がかけられた状況下でのボアからのパイプの抜けには、引抜力を受けたときにパイプの半径方向外表面に最終的に食い込むことによって、抵抗する。把持手段の動作を可能にするために用いられる特定の機構が数多くある。

多くの押込み嵌め式パイプフィッティングシステムはまた、プラスチックパイプと共に用いられる場合には支持スリーブを使用する。実際のところは、支持スリーブは、既知であり均一なパイプ端部の状態をもたらすために、パイプの端部内に嵌め込まれる。加えて、支持スリーブは、コイリング及び／又は切断から生じる不具合（例えば側方への変形）を取り除くように、パイプを再び丸くして（re-round）所与の寸法にする役割を果たす。支持スリーブのさらなる利点は、支持スリーブが、使用中にシールリング及び／又は把持手段への支持を与えることができることである。

既知の支持スリーブが直面する１つの問題は、パイプをフィッティングから引き抜く途中で、支持スリーブが、シールリング又は把持手段によってパイプの端部から外れてとれる可能性があることである。このことは、最良の場合でも、設置者には、スリーブを正常な状態に戻すためにフィッティングを分解するという不都合が発生するということを、意味する。このことがうまくいかないか又は（例えばフィッティングが取り外し不可能なタイプであるのが原因で）できない場合には、特にスリーブが一対のプライヤーのような工具を用いて取り外されるとすると、シールリング及び／又は把持手段に損傷を与える危険性がある。

上述の問題に対する既知の１つの解決策は、支持スリーブの「ノーズ」部分に向いて位置する剛性があり環状をした引っ掛かり（barb）を設けることである。残念ながら、このタイプの構造は、パイプの外径を局所的に増大させ、パイプ内への挿入が困難にもなり得るという不都合がある。

本発明は、支持スリーブの利点を与えるが、従来技術に関連する上述の不都合点は有しない押込み嵌め式パイプフィッティングシステムを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によると、パイプフィッティングシステムの支持スリーブが提供される。この支持スリーブは、パイプの端部を覆う（capping）ノーズ部分とパイプ内に位置する本体部分とを備える。この本体部分には、半径方向外方に且つ上記ノーズ部分に向かう軸方向に延びる少なくとも１つの舌状部が設けられる。上記舌状部は、アーチ状の外形をもつ遠位端部を有する。

そのような支持スリーブは、舌状部の固有の可撓性のおかげで、使用中にパイプの外径にいかなる変形をさせることなく、押込み嵌め式パイプフィッティングシステムで用いることができる。パイプ内への支持スリーブの挿入も比較的容易であり、既存の接合手順を変更する必要がない。舌状部のアーチ状の外形は、製造を容易にしながらも、パイプ内での舌状部の特に良好な保持力をもたらすことがわかっている。

支持スリーブは複数の上記舌状部を備えてもよい。これらの舌状部は、本体部分の長さに沿った共通の軸方向位置に配置してもよく、一対の舌状部が、直径方向に対向していてもよい。

本体部分は略円筒状であってよく、舌状部は、本体部分の外径の５０％以下の横断方向幅を有していてもよい。舌状部の横断方向幅は本体部分の外周の１５％〜３５％であることが好ましい。

舌状部の長さは本体部分の長さの１０％〜３０％であってもよい。舌状部の長さは本体部分の長さの１５％であることが好ましい。舌状部は、その幅に実質的に等しい長さを有してもよい。

舌状部は、製造時の状態にあるとき、本体部分から本体部分の軸に対して１０度〜３０度の角度で突出してもよい。各舌状部は、製造時の状態にあるとき、本体部分から半径方向に０．５ｍｍ〜１ｍｍ突出していることが好ましい。舌状部（単数又は複数）の半径方向の突出によって与えられる本体部分の直径方向の最大の拡張部の合計成分（sum total component）は、実質的に１ｍｍであってもよい。

舌状部は、部分的な円状、部分的な楕円状、部分的な放物線状又は部分的な双曲線状の外形をもつ遠位端部を有していてもよい。

上記支持スリーブはステンレス鋼から作製されてもよい。

本発明の第２の態様は、押込み嵌め式パイプフィッティングシステムを提供する。この押込み嵌め式パイプフィッティングシステムは、パイプを受け入れるボアを形成する第１の本体部分を有するフィッティングを備え、上記ボアには、このボア内でパイプを保持する把持手段が設けられる。上記押込み嵌め式パイプフィッティングシステムはさらに、パイプ及びフィッティングの間に密封をもたらすシールと、上述したような支持スリーブとを備える。

次に、添付の図面を参照して例を目的として本発明の実施形態を説明する。

本発明によるパイプフィッティングを用いる継手の部分断面図である。 図１のフィッティングの支持スリーブの側面図である。 図２の支持スリーブにおけるその長手方向軸を中心に９０度回転した図である。 本発明による代替のパイプフィッティングを用いるパイプ継手の部分断面図である。

図１は、本発明の第１の実施形態による押込み嵌め式パイプフィッティングシステムの一部を形成する継手アセンブリ１を示している。図示の継手アセンブリは、パイプ６の端部を受け入れるためのボア３を有する本体部分２によって形成されたソケットを、備えていることがわかる。本体部分２は、種々のプラスチック（例えばポリブチレン）及び真鍮を含む多種多様な材料から形成することができる。

（本明細書の他の全ての図と同様に）図１は、本体部分２がフィッティングの単なる一部にすぎず、フィッティングの残りの部分は図示されていないという点で、幾分模式的なものとなっている。フィッティングの残りの部分は、その機能及びその外観の両方に関して、ほとんど無限に近く様々な全体形状及び構成を有することができる。例えば、フィッティングは、２本のパイプをつなぎ合わせるためのシンプルなカップリング、エルボのようなより複雑な継手、又は、Ｔ字形接合部、多岐管若しくはバルブのようなより複雑なものとしてもよい。これらのフィッティングの中には、ソケットを形成する他の本体部分を含むものもあるであろうし、これら本体部分は、図示の本体部分と同様の構造を必ずしも有する必要があるわけではない。加えて、パイプは、配管全長の一部であってもよく、又は、別のフィッティングの一部を形成するパイプ状のスピゴットであってもよい。フィッティングの図示されていない部分を、さらには説明しない。

本体部分２は、グラブの先端楔状部（grab wedge）の形をした把持手段８及びシール１０をさらに備え、これらは両方とも、環状であり、ボア３の中に同軸で収容されている。シール１０は、パイプ６を受け入れ、パイプ６がボア３の中に完全に受け入れられたときに、パイプ６の半径方向外表面とボア３の半径方向内表面との間を密封するようになっている。把持手段８は、軸方向に延びる複数のアーム部上に位置する内向きの複数の歯部９を有し、アーム部は、パイプ６がボアの中に挿入されると曲がることによってパイプ６の挿入を可能にするように構成されている。しかしながら、歯部９の傾斜は、例えば、挿入後のパイプ６のボア３からの抜けに抵抗するためのものである。パイプ６の引き抜きに対する歯部９の抵抗は、システムが加圧されたときに受けるタイプの軸方向荷重がかかっている間、増加する。この理由は、把持手段がその場合にフィッティングの口部に向かって軸方向に変位するとすぐに、本体部分の半径方向内側に向いた傾斜面５にアーム部が当たってカム的作用（camming）を生じることによって、アーム部が半径方向に縮められるからである。

本明細書において記載するフィッティングは、例示的なものであり、本発明の状況を提示することを目的とする。特に、本体部分２、把持手段８及びシール１０の特定の形状及び構成は、本発明を限定するものではなく、多種多様な代替の形状及び構成が代わりに用いられてもよく、その一例が図４に示されている。このことを考慮して、本発明の動作に関連する場合を除き、フィッティングの正確な詳細は、さらには説明しない。

既知であり均一なパイプ端部の状態をもたらすために、パイプ６には支持スリーブ４が設けられる。支持スリーブは、ノーズ部分１４が設けられている円筒状の本体部分１１を有している。通常の形式では、本体部分１１は、パイプの端部領域内に位置するように構成され、ノーズ部分１４は、パイプの端部を覆って適合する。加えて、支持スリーブ４は、コイリング及び／又は切断から生じる不具合（例えば側方への変形）を取り除くように、パイプを再び丸くして所与の寸法にする役割を果たす。支持スリーブ４のさらなる利点は、支持スリーブが、使用中にシール１０及び把持手段８への支持を与えることである。この目的を達成するために、本体部分の長さは、取り付けられた状態で本体部分がシール１０及び把持手段８を超えて延在するという点において、フィッティングの長さに合わせて調整される。

図示の継手は、一般的な従来からある方法で、支持スリーブ４をパイプ６の端部領域の中に挿入し、次いでパイプ６がそれ以上進むことができなくなるまでパイプ６をボア３内に挿入することによって、形成される。この段階までに、歯部９がパイプ６の半径方向外表面に係合し、シール用リング１０がパイプ６とボア３との間の密封をもたらす。

パイプ６は、歯部９の係合をパイプ６の外表面から解くことによって、フィッティングから取り外される。この場合、この目的のために工具が用いられるが、他のタイプのフィッティングは、フィッティング内に収められているコレットの作用や分解を含み異なる方法を用いる。そして本発明は、これらへ同様に適用可能である。

支持スリーブ４の本体部分１１は、一対の半径方向外方に延びる舌状部１２をさらに有し、この舌状部１２はまた、支持スリーブ４のノーズ１４に向かって軸方向に、例えば図示のように傾斜した形状でも延びる。

舌状部１２はそれぞれ、本体部分１１から押し抜かれた比較的短い突起の形状をとる。各舌状部１２は半円形の遠位端部分１３を有している。

本発明の代替の実施形態では、遠位端部分１３は、部分的な円のみであってもよい。さらに、（これらに限定されるわけではないが）部分的な楕円状、部分的な放物線状又は部分的な双曲線状を含み、他のアーチ状の外形が可能である。好適なアーチ状の外形は、必ずしも対称である必要はない。本発明の実施形態はまた、略アーチ状である外形だけでなく非対称な外形も含むが、例えば平坦部分又は溝等の規則的及び／又は不規則的な割込部（interruption）を有する。さらに、この例の舌状部は同じ外形を有するが、本発明は、舌状部がそれぞれ異なる外形を有することができる実施形態も含む。

図示の実施形態は直径方向に対向している２つの舌状部１２を示しているが、本発明は異なる数の舌状部を有する実施形態も含み、これらの舌状部は、本体部分１１の周囲のまわりに規則的又は不規則的な間隔で配置してもよい。加えて、図示の実施形態での舌状部１２は本体部分１１上で共通の軸方向位置に示されているが、舌状部が互いに異なる軸方向位置に設けられることは、本発明の範囲内にある。

支持スリーブ４がパイプ６内に押し込まれると、舌状部１２は支持スリーブ４の軸Ｃに向かって僅かに閉じる。隠れている位置では、舌状部１２は、必ずしも直接的な目的を果たすわけではないが、支持スリーブ４が相対的により大きい内径のパイプ６から抜け落ちることを防ぐ役割を果たすことができる。概して、舌状部１２は、パイプ６がフィッティングの本体部分２から取り外されるときにその主目的を果たす。この時点では、舌状部１２のアーチ状の遠位端部分１３は、パイプ６の半径方向内表面と干渉し、Ｏリング１０、把持機構８又は他の任意の内部構成要素によって支持スリーブ４がパイプ６から取り外されるのを防ぐのに十分な抵抗をもたらす。

使用時、舌状部１２の形状及び構成は、支持スリーブ４がパイプ６のボア内に比較的小さい力で押し込まれることを可能にするようなものである。舌状部１２が、それらのそれぞれの限られた位置（local position）で、そしてその固有の可撓性のおかげで、パイプ６の半径方向内表面と干渉しているだけであるので、パイプ６の外径は大きく増大することがない。

この特定の実施形態では、パイプフィッティング４の本体部分２上の舌状部１２の軸方向位置は、支持スリーブ４がパイプ６内に挿入されたときに舌状部１２がＯリング１０又は歯部９と同じ半径方向平面内に位置するのを回避するようになっている。このことは、いずれの構成要素の動作に対するいかなる悪影響も回避する。より詳細には、舌状部１２は、図示されるようにシールリング１０と歯部９との間に位置付けられる半径方向平面内に位置する。代替の実施形態では、舌状部１２は、挿入方向で見たときに、歯部９の前方又はシールリング１０の後方に位置する半径方向平面内に位置してもよい。

本ケースでは、各舌状部１２の横断方向の幅は、支持スリーブ４の本体部分１１の外周の約２０％である。一般的に言えば、舌状部１２の幅は、本体部分１１の外径の５０％を超えないことが好ましいが、このことは必須ではない。

この実施形態では、各舌状部の長さは、支持スリーブ４の本体部分１１の長さの２５％である。他の実施形態では、舌状部１２の長さは、円筒状の本体部分１１の長さの１０％〜３０％の範囲内であることが好ましい。

いかなるの所与の舌状部１２に対する好ましい長さは、その横断方向の幅のほか、支持スリーブ４が作製される材料の厚さ及び他の物理的な特性に応じて、或る程度変えてもよい。このことは、舌状部がパイプ６からの支持スリーブ４の引き抜きに対して十分な抵抗を与えなければならないが、スリーブ４をパイプ６内へ比較的容易に挿入できるのを依然として可能にしなければならないためである。最大の長さは、支持スリーブの強度要件によって制限される。好ましい実施形態では、長さは舌状部の幅にほぼ等しい。このことは、製造の容易さをもたらす。

舌状部１２が支持スリーブ４の本体部分１１から突出する角度も、支持スリーブ４の動作特性、特に挿入の容易さ及び引き抜きに対する抵抗への関係を有している。本ケースでは、角度は２０度であるが、１０度〜３０度の範囲であることによって、依然として容易な挿入が可能となりながらも、引き抜きに対する良好な程度の抵抗が依然としてもたらされることになる。

各舌状部１２は、半径方向に約０．５ｍｍで突出している。舌状部１２は、半径方向に突出しているため、本体部分１１の直径方向の最大の拡張部を形成する。各舌状部１２がそれぞれ０．５ｍｍで突出するため、これら舌状部によって与えられる本体部分１１における直径方向の最大拡張部の合計した成分は、１ｍｍである。約１ｍｍの合計成分は、舌状部の数及び周囲での舌状部の位置に関係なく、（必須ではないが）好ましいことがわかっている。従って、１つの舌状部のみを有する実施形態では、この舌状部が１ｍｍの半径方向の突出を有することは、有益なことである。この理由は、この合計成分が、挿入の力に負の影響を与えることなくパイプの内径の公差を埋めるのに十分である傾向にあるためである。

舌状部１２の遠位端部の外形は、パイプ６の半径方向内表面とのその接触領域を直接的に決めるため、このこともまた、舌状部１２の他の比率に影響を与えることになる。

本実施形態では、支持スリーブ４はＲＶＳ（＝ステンレス鋼）３１６又は３０４で形成されている。

そのような場合、以下の構成が特に好ましいことがわかっている。

本発明の上述の実施形態は、耐久性があり高強度である構成要素を提供するが依然として所望の挿入の容易さ及び引き抜きに対する抵抗を与えるように、支持スリーブをステンレス鋼から製造することができるという点で、多くの利点をもたらす。加えて、支持スリーブは、製造するのに比較的容易であると共に費用効率的であり、広範な既存のフィッティングとの互換性を維持する。舌状部１２のアーチ状の先端はまた、他の構成要素を傷つける可能性及び／又は他の構成要素に引っかかる可能性が、より鋭利な舌状の外形よりも低い。さらに、アーチ状の舌状部の外形は、使用中に支持スリーブ４とパイプ６との間に特に効果的な干渉はまり（interference fit）をもたらすことがわかっている。

多くのさらなる変形及び変更は、例としてだけの目的で与えられているにすぎず且つ添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲を限定する意図ではない上述の説明を参照すれば、当業者に示唆されるであろう。

Claims (18)

1. パイプフィッティングシステムの支持スリーブであって、パイプの端部を覆うノーズ部分と前記パイプ内に位置する本体部分とを備え、前記本体部分には、半径方向外方に且つ前記ノーズ部分に向かう軸方向に延びる少なくとも１つの舌状部が設けられ、前記舌状部がアーチ状の外形をもつ遠位端部を有する、支持スリーブ。
2. 複数の前記舌状部を備える請求項１に記載の支持スリーブ。
3. 前記舌状部は前記本体部分の長さに沿った共通の軸方向位置に配置される請求項２に記載の支持スリーブ。
4. 一対の前記舌状部が直径方向に対向する請求項２または３に記載の支持スリーブ。
5. 前記本体部分は略円筒状であり、前記舌状部は、前記本体部分の外径の５０％以下の横断方向幅を有する請求項１〜４に記載の支持スリーブ。
6. 前記舌状部の横断方向幅は前記本体部分の外周の１５％〜３５％である請求項５に記載の支持スリーブ。
7. 前記舌状部の横断方向幅は前記本体部分の外周の２０％である請求項６に記載の支持スリーブ。
8. 前記舌状部の長さは前記本体部分の長さの１０％〜３０％である請求項１〜７に記載の支持スリーブ。
9. 前記舌状部の長さは前記本体部分の長さの１５％である請求項８に記載の支持スリーブ。
10. 前記舌状部は、製造時の状態にあるとき、前記本体部分から前記本体部分の軸に対して１０度〜３０度の角度で突出する請求項１〜９に記載の支持スリーブ。
11. 前記舌状部は、製造時の状態にあるとき、前記本体部分から半径方向に０．５ｍｍ〜１ｍｍ突出する請求項１〜１０に記載の支持スリーブ。
12. 製造時の状態にあるとき、前記舌状部の半径方向の突出によって与えられる前記本体部分の直径方向の最大の拡張部の合計成分は、実質的に１ｍｍである請求項１〜１１のいずれか一項に記載の支持スリーブ。
13. 前記舌状部は、部分的な円状、部分的な楕円状、部分的な放物線状又は部分的な双曲線状の外形をもつ遠位端部を有する請求項１〜１２に記載の支持スリーブ。
14. 前記舌状部は弾性を有する材料から作製される請求項１〜１３に記載の支持スリーブ。
15. ステンレス鋼から作製される請求項１〜１４に記載の支持スリーブ。
16. 実質的に添付の図面を参照して上述されたような支持スリーブ。
17. 押込み嵌め式パイプフィッティングシステムにおいて、
    パイプを受け入れるボアを形成する第１の本体部分を有するフィッティングであって、前記ボア内で前記パイプを保持する把持手段が前記ボアに設けられたフィッティングと、前記パイプ及び前記フィッティングの間に密封をもたらすシールと、請求項１〜１６に記載の支持スリーブとを備える、押込み嵌め式パイプフィッティングシステム。
18. 実質的に添付の図面を参照して上述されたような押込み嵌め式パイプフィッティングシステム。

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