JP2013040655A - 樹脂製流体管用の被接続体 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製の流体管に接続部材を強固に固定し、且つ流体管の変形を防止して流体管と接続部材の固定を維持する樹脂製流体管用の被接続体を提供する。
【解決手段】樹脂製の流体管１に対し、所定の固定手段１１により接続部材２を設置するために流体管１の外周に固着される樹脂製流体管１用の被接続体４，４’であって、被接続体４，４’は、流体管１と固定手段１１との間に介在するように配置され、流体管１を支持するとともに、固定手段１１の一部１１ａが被接続体４，４’に係止されて接続部材２が固定される。
【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂製の流体管に対し、所定の固定手段により接続部材を設置するために流体管の外周に固着される樹脂製流体管用の被接続体に関する。

従来、樹脂製の流体管に対し接続部材として例えば継手を連結する場合、継手の取り付け時の締め付けやボルト等の固定手段による押圧力が流体管の外面に掛かることによって、流体管がクリープ変形することがあった。そこで、流体管の外周面に押圧し取り付けられる刃を有するロックリングを用いて継手を固定する際、流体管の内周面に流体管を補強するインコアを嵌合して流体管の変形を防ぐものがあった。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２１０７６号公報（第２頁、第１図）

しかしながら、特許文献１にあっては、ロックリングからの押圧に対し、インコアを嵌合することにより流体管を内側から補強しているが、例えば既設の流体管で断水できない等の条件により、流体管の内部に於けるインコアの嵌合施工ができない場合、流体管がロックリングの押圧力に抗することができずに変形してしまい、流体管と接続部材との固定を維持できない虞があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、樹脂製の流体管に接続部材を強固に固定し、且つ流体管の変形を防止して流体管と接続部材の固定を維持する樹脂製流体管用の被接続体を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の樹脂製流体管用の被接続体は、
樹脂製の流体管に対し、所定の固定手段により接続部材を設置するために前記流体管の外周に固着される樹脂製流体管用の被接続体であって、
前記被接続体は、前記流体管と前記固定手段との間に介在するように配置され、前記流体管を支持するとともに、前記固定手段の一部が前記被接続体に係止されて前記接続部材が固定されることを特徴としている。
この特徴によれば、被接続体が流体管と固定手段との間に介在するように配置されているため、固定手段が樹脂製の流体管と直接に当接せず、樹脂製の流体管外面に固定手段が直接に係止することがないため、流体管の表面が損傷したり変形したりすることを防止できる。また、被接続体が、樹脂製の流体管を支持することで、流体管の強度が補強され固定手段による流体管の表面変形を防止でき、固定手段が、変形防止された流体管により強い反力を得た被接続体と確実に係止されるため、流体管と接続部材との強固な固定を維持することができる。

本発明の樹脂製流体管用の被接続体は、
前記被接続体は、前記流体管の管軸方向に所定の長さ離間されて少なくとも２箇所に固着されており、それぞれの前記被接続体の間に前記接続部材が配置され、それぞれの前記被接続体の側面に前記接続部材が係合することを特徴としている。
この特徴によれば、流体管の管軸方向に所定の長さ離間して少なくとも２箇所に固着された被接続体の側面に接続部材が係合するように配置されるため、接続部材を設置する際の位置決めが容易になるばかりか、流体管の接続部材方向への移動を規制することができる。

本発明の樹脂製流体管用の被接続体は、
前記被接続体は、前記固定手段の一部が係止される樹脂製の本体部分と、前記流体管を支持する金属製の前記剛性部分とにより構成されており、該金属製の剛性部分が前記樹脂製の本体部分の内部に移動不能に埋設されていることを特徴としている。
この特徴によれば、金属製の剛性部分が樹脂製の本体部分の内部に移動不能に埋設されているため、本体部分と剛性部分とが強固に固定され、本体部分に係止される固定手段と、被接続体が固着される流体管との固定力を高めることができる。

本発明の樹脂製流体管用の被接続体は、
前記被接続体の管軸方向における一部外周面が、前記接続部材の内周面に設けられたシール材に密封状に当接されるように配置されることを特徴としている。
この特徴によれば、流体管を補強する被接続体の管軸方向における一部外周面に、接続部材の内周面に設けられたシール材が密封状に面同士で当接することで、シール材が当接する面の変形による密封性低下を防ぐことができる。

実施例１における流体管にリング部材を配置した状態を示す側断面図である。 図１と同じく正面断面図である。 流体管にケースをロックリングによって取り付けた全体像を示す側断面図である。 流体管切断後に弁装置を取り付けた様子を示す側断面図である。 実施例２における流体管にケースをロックリングによって取り付けた全体像を示す側断面図である。

本発明に係る樹脂製流体管用の被接続体を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係る樹脂製流体管用の被接続体につき、図１から図４を参照して説明する。

図３に示されるように、本発明の樹脂製流体管用の被接続体４は、後述するように、内部を上水が流れ略水平方向に延設された流体管１に、接続部材としてのケース２を固定手段であるロックリング１１を有する押輪５によって固定する際に用いられ、流体管１の外周に固着されるものである。本実施例では、樹脂製流体管用の被接続体４は、ケース２内において流体管１内を流れる流体を不断流状態で流体管１を切断する作業時に適用されるものとして説明する。

本実施例の流体管１は、断面視略円形状に形成された樹脂管である高密度ポリエチレン管から成る。尚、流体管１の材質は高密度ポリエチレンに限らずその他ポリオレフィン樹脂或いは所定の樹脂から成る熱融着可能なものでもよい。また、本実施例では流体管１内の流体は上水であるが、流体管１の内部を流れる流体は必ずしも上水に限らず、例えば工業用水であってもよいし、また気体や気液混合状態の流体が流れる流体管１であっても構わない。

図１及び図２に示されるように、流体管１の外面には、流体管１の径方向に２分割可能なリング部材４１、４２がそれぞれ配置されている。リング部材４１、４２の内部には、電流が流れることで発熱する加熱部としての電熱線４１１、４２１がそれぞれ設けられている。電熱線４１１、４２１の各端部は、ここでは図示しない外部電源線と電気的に接続可能にリング部材４１、４２の外面に設けた接続部４１ａ、４２ａと繋がっている。同様に、リング部材４１、４２から管軸方向に所定長さ離間した流体管１の外面に、リング部材４１、４２と同様の構造であって、内部には電熱線４１１’、４２１’がそれぞれ設けられ、電熱線４１１’、４２１’の各端部が外面に設けた接続部と繋がっているリング部材４１’、４２’がそれぞれ配置されている。

尚、リング部材４１、４２の材質は高密度ポリエチレンに限らずその他ポリオレフィン樹脂或いは所定の樹脂から成る熱融着可能なものでもよいが、流体管と同じ材質の樹脂製であることが好ましい。更に尚、リング部材は、３以上の多数に分割されるものであってもよい。

また、リング部材４１、４２の内部の一部には、金属製の板部材から成り、流体管１を構成する樹脂よりも剛性が高く、流体管１を支持する剛性部分としての剛性部材３が移動不能に埋設されており、後述するように、リング部材４１、４２は、この剛性部材３の外面にロックリング１１が係止される位置に於いて固着される。リング部材４１、４２に剛性部材３が移動不能に埋設されることで、剛性部材３が外部に剥き出しにならないため、剛性部材３が防食される効果がある。また、剛性部材３が後述するようにリング部材４１、４２が一体化した本体部分４３内部で移動不能であるため、本体部分４３と剛性部材３とが強固に固定され、ロックリング１１が本体部分４３に係止される際には、本体部分４３に係止されるロックリング１１と、被接続体４が固着される流体管１との固定力を高めることができる。

尚、本実施例では、被接続体４の剛性部材３が本体部分４３を構成するリング部材４１、４２内部に移動不能に埋設されているが、例えば本発明の変形例として、リング部材の内部に連通する開口部を周方向の端部に形成し、該開口部に剛性部材を挿入することで該剛性部材をリング部材の内部に設けても良い。更に尚、本実施例では、剛性部材３の配置位置は被接続体４の本体部分４３内部であるが、例えば本発明の別の変形例として、被接続体の本体部分における流体管に接する内面に向け断面視コ字状に開口した凹部を形成し、該凹部に剛性部材を嵌設することで、該剛性部材が流体管と直接に当接するべく配設するとともに、ロックリング１１と係止する外面を有する前記本体部分の内部に、電熱線を移動不能に埋設してもよいが、その際には、当該剛性部材に防食加工が施されることが好ましい。更に尚、本実施例では、流体管１の２箇所に被接続体４と被接続体４’とが固着されているが、被接続体は、固定手段の数に応じて、流体管１に対し１箇所のみ若しくは軸方向に３箇所以上の複数に固着されてもよい。

図３及び図４に示されるように、流体管１の外周面には、ケース２が密封状に取り付けられており、既設の流体管１に対し不断流状態での作業が可能となっている。またケース２の上部にフランジを備え、後述する切断装置６および弁装置１６と連結可能となっている。さらにケース２の内部には、流体管１の管軸と略直交する上下方向において内空部１５が設けられており、後述する切断装置６におけるカッタ部材６２が挿通可能であるとともに、後述する流体管１の切断後に設置する弁装置１６が設置可能である。なお、ケース２は、２以上の複数に分割が可能であるものでもよい。

次に流体管１の切断までの工程を順に説明すると、図１及び図２に示されるように、先ずリング部材４１、４２を流体管１の外面に外嵌して、リング部材４１、４２の内面と流体管１の外面とを当接させる。次に、図示しない外部電源に繋がる電源ケーブルを各接続部４１ａ、４１ａに接続し、前記外部電源から所定時間電源を供給する。電源供給された電熱線４１１、４２１が高温に発熱することで、リング部材４１、４２の内面と流体管１の外面を加熱し次第に溶融する。

溶融されたリング部材４１、４２の内面及び、流体管１の外面は互いに混ぜ合わされ、電熱線４１１、４２１による発熱を停止し常温に下がることで一体化して凝固、すなわち熱融着される。このリング部材４１、４２の内面及び、流体管１の外面との熱融着により被接続体４が形成され、流体管１の外面の一部に固着される。より詳しくは、図３に示されるように、被接続体４は、リング部材４１、４２が互いに熱融着し一体化し環状に形成された樹脂製の本体部分４３と、この本体部分４３の内部に埋設された金属製の剛性部分である剛性部材３と、から主として構成される。また、上記と同様の工程により、熱融着された被接続体４から管軸方向にケース２の長さに離間して流体管１の外面に外嵌されたリング部材４１’、４２’が熱融着することで、被接続体４’が固着される。

尚、本実施例では、リング部材４１、４２が流体管１の外面に周方向に亘り外嵌されて被接続体４が形成されているが、必ずしもこれに限られず、流体管１の周方向に部分的に被接続体が固着されてもよい。

次にケース２が、ケース２の管軸方向の両端部１９、１９’が管の一部に固着された被接続体４、４’の側面４ａ、４ａ’にそれぞれ係合するように設置される。このことにより、ケース２に対し管軸方向に移動する力が働いても、ケース２の両端部１９、１９’が被接続体４、４’の側面４ａ、４ａ’に係止されるようになるため、ケース２の管軸方向の移動を被接続体４、４’の側面４ａ、４ａ’の間で規制することができるだけでなく、ケース２を設置する際には、被接続体４、４’の側面４ａ、４ａ’がケース２の両端部１９、１９’に係合するように設置されているため、被接続体４、４’がケース２の設置位置の目安となり、流体管１に対するケース２の位置決めが容易となる。

次にケース２と切断装置６がボルト・ナット８によって連結される。ケース２には、シール材１０（例えばパッキンなど）が収容されており、このシール材１０によってケース２の内空部１５が密封状態とされているため、流体管１の切断時に外部に流体が漏れ出すことを防止でき、流体管１の流体を不断流状態で作業可能とすることができる。

流体管１にケース２の設置が完了した後、流体管１の軸方向におけるケース２の両端部１９、１９’の外面に前記押輪５が取り付けられる。押輪５の内周面に配置されるロックリング１１は、被接続体４の剛性部材３と同等の硬さ若しくは、剛性部材３よりも硬い硬質材（例えば金属あるいはポリアセタールなどの樹脂等）で形成されるとともに、２以上に分割可能に構成されている。また、ロックリング１１の外周面はケース２の外側方に向け縮径するテーパ面１１ｂに形成されるとともに、このテーパ面１１ｂに当接する押輪５内周面はテーパ面１１ｂに相応して傾斜する傾斜面５ａに形成されている。そして、押輪５に取り付けられるＴ頭ボルト９とナット１２によって、ケース２と押輪５とが当接するまで締め付けられると、押輪５の移動とともにロックリング１１がケース２方向に移動し、この移動に伴いロックリング１１のテーパ面１１ｂが押輪５の傾斜面５ａにより内径方向に押圧され、ロックリング１１の刃１１ａが被接続体４の表面を介して本体部分４３の内部に食い込み、係止される。こうしてケース２と押輪５およびロックリング１１と被接続体４が一体となって流体管１に固定されることになる。

更に、被接続体４が流体管１とロックリング１１との間に介在するように配置されているため、ロックリング１１が樹脂製の流体管１と直接に当接せず、樹脂製の流体管１外面にロックリング１１の刃１１ａが直接に係止することがないため、流体管１の表面が損傷したり変形したりすることを防止できる。また、被接続体４の剛性部材３が、樹脂製の流体管１を支持することで、流体管１の強度が補強されロックリング１１による流体管１の表面変形を防止でき、ロックリング１１の刃１１ａが、変形防止された流体管１により強い反力を得た被接続体４の本体部分４３と確実に係止されるため、流体管１とケース２との強固な固定を維持することができる。特に、例えば地震等の不測の外力により、流体管１がケース２から抜け出す方向に移動しようとすると、この移動に伴いロックリング１１のテーパ面１１ｂが押輪５の傾斜面５ａにより内径方向に更に押圧され、ロックリング１１の刃１１ａが本体部分４３の内部により深く食い込み、係止力がとりわけ増大する。

また、金属製の剛性部材３が設けられた部分は、硬質の部材から成る流体管用の固定手段や継手を適用することができる。さらに本体部分４３となるリング部材４１、４２の内部の一部に剛性部材３を内蔵すれば良いため、少ない金属量で流体管１の外周に剛性部分を設けることができ、生産コストを抑えることができる。

尚、本発明の剛性部分は、本実施例のように金属製の剛性部材３に限られるものでなく、例えば流体管１を構成する樹脂よりも硬質の部材（例えばポリアセタールあるいはポリカーボネートなどの樹脂等、若しくは他の材料からなる硬質材）で形成され、流体管１を支持するものであればよい。更に尚、本発明の被接続体は、必ずしも本実施例の樹脂製の本体部分４３と、剛性部材３とから成る被接続体４に限られず、例えば被接続体は、流体管１を構成する樹脂よりも硬質の樹脂製材のみから成り、当該樹脂製材が、流体管１を支持するとともに、ロックリング１１と係止されるものであってもよい。

また、剛性部材３とロックリング１１とが異種の金属で形成される場合、イオン化傾向の異なる金属が水等の電解溶液中で接触すると、各金属が消耗若しくは変質するという現象が起こるが、剛性部材３が内在する被接続体４の本体部分４３は、高密度ポリエチレン等の樹脂から成るため、本体部分４３が絶縁体として効果を奏し、消耗若しくは変質を抑えることができる。

尚、本実施例では被接続体４が周方向に亘り等しい外径の形状を成しているが、例えば、被接続体にロックリング１１が収容される凹部を設け、該凹部内にロックリング１１を嵌合させてロックリング１１の移動を規制するようにしてもよいし、更に尚、固定手段はロックリング１１に限らず、内径方向に膨出した凸状の固定部材を前記凹部に嵌合させて係止させ、固定するものでもよい。

更に尚、例えば固定手段としてボルトを用い、被接続体４に向けて前記ボルトを締め付けることによって、前記ボルトの先端面が剛性部材３を押圧し、前記ボルトと被接続体４とが固定されるものでもよい。

流体管１の切断時には、ケース２の内空部１５に連通する開口上端部と切断装置６とが接合する面（フランジ）にボルト・ナット８を用いて接続されることで、ケース２に対し切断装置６が組み付けられ、切断装置６のカッタ部材６２によって流体管１がケース２の内空部１５内にて切断される。また、切断時には流体管１に対しカッタ部材６２からの押圧力が掛かるが、流体管１とロックリング１１の係止部分が被接続体４、４’によって補強されているため、カッタ部材６２の押圧によって流体管１とロックリング１１との係止部分が変形することを防ぐことができるばかりか、流体管１の撓曲変形によるケース２内の密封性低下も防止できる。

切断装置６による切断後は、カッタ部材６２上方に引き上げた後、ケース２内に設けられた作業弁７を閉操作して内空部１５の止水を行い、続いてケース２内に設けられたカバー体１３に替えて弁装置１６が接続され、制流体であるゲート弁１７が流体管１に接続される。最後に弁蓋１８とケース２とが連結され、弁装置１６の設置が完了する。尚、制流体として、例えばバタフライ弁、緊急遮断弁、切換弁あるいはプラグ等で構成してもよい。

次に、実施例２に係る樹脂製流体管用の被接続体につき、図５を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。

図５に示されるように、被接続体１４は、径方向に２以上の複数に分割可能なリング部材により流体管１の外面を外嵌するように構成され、前記実施例１における被接続体４よりも管軸方向に延設されており、内周面に設けられた電熱線の加熱によって流体管１の外面と熱融着され、固着されている。また、上記と同様の工程により、熱融着された被接続体１４から管軸方向に所定の長さに離間して流体管１の外面に外嵌され、熱融着することで、被接続体１４’が固着される。より詳しくは、被接続体１４、１４’は、環状に形成された樹脂製の本体部分４４と、この本体部分４４の内部に埋設された金属製の剛性部分である剛性部材２３と、から主として構成される。

被接続体１４の固着後、被接続体１４の外面の一部がケース２内に設けられたシール材１０に位置するようにケース２を配置し、被接続体１４の外面の一部とシール材１０とが面同士で当接することによって、流体管１とケース２とが密封状に設置される。そのため、ケース２を設置する際には、シール材１０を被接続体１４の外面に当接するように設置することでケース２の位置決めを容易に行うことができるばかりか、樹脂製の流体管１より変形しにくい被接続体１４にケース２の内周面に設けられたシール材１０が密封状に面同士で当接することで、シール材１０が当接する面の変形による密封性低下を防ぐことができる。また既設の流体管１にケース２を密封状に接続する場合に、既設の流体管１の外面に経年による凹凸や傷などの変形がみられることがあるが、当該流体管１に対し、外面が変形のない平滑面からなる被接続体１４を固着し、当該被接続体１４の平滑面にケース２が接続されるため、流体管１にケース２を密封状に接続することができる。

流体管１にケース２の設置が完了した後、流体管１の軸方向におけるケース２の両端部１９、１９’の外面に前記押輪５が取り付けられる。こうして被接続体１４が押輪５の内周面に配置されるロックリング１１とケース２内のシール材１０とに亘り固着されていることになる。被接続体１４はロックリング１１とシール材１０とに亘り固着されることで、剛性部材２３が樹脂製の流体管１を支持するとともに、ロックリング１１とシール材１０と、及びその周辺を広範囲に補強できるため、流体管１とケース２とロックリング１１及び押輪５との接続部分の変形や損傷を効果的に防止できる。

前記実施例と同様に押輪５に取り付けられるＴ頭ボルト９とナット１２によって、ケース２と押輪５とが当接するまで締め付けられると、押輪５の移動とともにロックリング１１がケース２方向に移動し、この移動に伴いロックリング１１のテーパ面１１ｂが押輪５の傾斜面５ａにより内径方向に押圧され、ロックリング１１の刃１１ａが被接続体１４の表面を介して本体部分４４の内部に食い込み、係止される。特に、例えば地震等の不測の外力により、流体管１がケース２から抜け出す方向に移動しようとすると、この移動に伴いロックリング１１のテーパ面１１ｂが押輪５の傾斜面５ａにより内径方向に更に押圧され、ロックリング１１の刃１１ａが本体部分４４の内部により深く食い込み、係止力がとりわけ増大するばかりか、シール材１０と被接続体１４との密封性を高く維持できる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、被接続体４が、内部に流体が流れている既設の流体管１をケース２で密封する際に用いられる態様が説明されているが、樹脂製の流体管への接続部材の設置であれば、既設の流体管１に限られず、例えば設置前の流体管に接続部材を設置する態様等、多岐に渡り用いることができる。

尚、本発明における接続部材は、内空部１５を有するケース２だけに限られず、例えば流体管１から分岐させる分岐継手等で構成してもよい。

１ 流体管
２ ケース（接続部材）
３、２３ 剛性部材（剛性部分）
４、４’ 被接続体
６ 切断装置
１０ シール材
１１ ロックリング（固定手段）
１１ａ 刃
１４、１４’ 被接続体
１６ 弁装置
４１、４２ リング部材
４３、４４ 本体部分

Claims (4)

1. 樹脂製の流体管に対し、所定の固定手段により接続部材を設置するために前記流体管の外周に固着される樹脂製流体管用の被接続体であって、
   前記被接続体は、前記流体管と前記固定手段との間に介在するように配置され、前記流体管を支持するとともに、前記固定手段の一部が前記被接続体に係止されて前記接続部材が固定されることを特徴とする樹脂製流体管用の被接続体。
2. 前記被接続体は、前記流体管の管軸方向に所定の長さ離間されて少なくとも２箇所に固着されており、それぞれの前記被接続体の間に前記接続部材が配置され、それぞれの前記被接続体の側面に前記接続部材が係合することを特徴とする請求項１に記載の樹脂製流体管用の被接続体。
3. 前記被接続体は、前記固定手段の一部が係止される樹脂製の本体部分と、前記流体管を支持する金属製の前記剛性部分とにより構成されており、該金属製の剛性部分が前記樹脂製の本体部分の内部に移動不能に埋設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製流体管用の被接続体。
4. 前記被接続体の管軸方向における一部外周面が、前記接続部材の内周面に設けられたシール材に密封状に当接されるように配置されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂製流体管用の被接続体。

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