JP2013210043A

JP2013210043A - ハウジング形管継手

Info

Publication number: JP2013210043A
Application number: JP2012080320A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Mikami; 修市三上
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-10
Also published as: TW201402980A; CN103363207A; US20130257045A1

Abstract

【課題】ガスケットの寄りじわの発生や過剰な圧縮を防止し、ガスケットが長期的に保持されても劣化を抑制することができ、シール性能の低下や漏水を防止できるハウジング形管継手を提供する。
【解決手段】１対の管Ｐを接続するハウジング形管継手１であって、複数のハウジング本体４と、ハウジング本体に収容されるガスケット６とを備え、ガスケットは、筒状の本体部６ｃと、１対のガスケットリップ部６ａと、ガスケットリップ部の間の１対のガスケット舌部６ｂとを有し、ガスケットリップ部の外面６ａｓは管の外面Ｐｓに密着してシール可能であり、ガスケットに負荷を掛けない状態で、ガスケット舌部の先端同士が軸方向に離間し、ガスケット舌部の先端同士を押圧して軸方向に接近させると、ガスケット舌部の基端近傍を中心に本体部が変形し、この変形に伴ってガスケットリップ部が回動してその外面が軸方向となす角が小さくなる。
【選択図】図５

Description

本発明は、互いに接続される管及び継手の端部同士を突き合わせて接続するハウジング形管継手に関する。

従来のハウジング形管継手１００としては、図８および図９に示すように、略半円弧状部の１組のハウジング本体４０の内径部に環状のガスケット６０を収容し、各半円弧状部の両端に突出したフランジ部５０を合わせ、ボルト８０およびナット９０からなる締結具７０で固定する構成が知られている。
このハウジング形管継手１００は、次のようにして継手の施工に用いられる。まず、ボルト８０とナット９０を一旦取り外し、ガスケット６０を、一方の管Ｐの環状溝Ｐａよりも端部側に装着する。ガスケット６０の内径は管Ｐの外径より小さいため、ガスケット６０を拡張しながら管Ｐを装着する。そして、他方の管Ｐの端部を、上記一方の管Ｐの端部と突き合わせるようにガスケット６０内に挿入し、各管Ｐの両端を跨ぐようにガスケット６０を配置する。図１０は、ガスケット６０の半断面図であり、軸方向の両側にガスケットリップ部６０ａを備えている。そして、管Ｐの外径ｄ_１は、ガスケットリップ部６０ａの内径よりも大きく、管Ｐを挿入するとガスケットリップ部６０ａに接し、さらに管Ｐを挿入することでガスケットリップ部６０ａが潰れ、管Ｐの外面をシールするようになっている。
次に、一対のハウジング本体４０をガスケット６０の上から接続部に被せ、ハウジング本体４０の各半円弧状部の内径側に突出する爪部４０ａを、管Ｐの環状溝Ｐａにそれぞれ係合させるように取付けて軸方向の位置決めを行う。さらに、各ハウジング本体４０の対向するフランジ部５０のボルト穴にボルト８０を挿通し、ナット９０を締付けることにより管の接続部を固定する。

ところで、近年では、施工時間の短縮やコスト削減を目的に、ユニットとして仮組みした状態のハウジング形管継手（図示せず）の軸方向両側から、環状溝Ｐａが形成された一対の管Ｐの端部を同軸に突き合わせて挿入し、その後にハウジング本体の対向するフランジ部に仮組されたボルトとナットを締め付けて固定する差込型のハウジング形管継手が提供されている（特許文献１）。
差込型のハウジング形管継手においては、仮組み状態で管Ｐの端部をガスケット内に容易に挿入出来るよう、ガスケットの内径が管Ｐの外径ｄ_１よりも大きく設定されている。図１１は、差込型のハウジング形管継手に使用されるガスケット６５の半断面図であり、軸方向に沿ってガスケットリップ部６５ａの間に、管Ｐの端部と接触する位置決め突起部６５ｃを備えている。そして、管Ｐの外径ｄ_１はガスケットリップ部６５ａの内径より小さく、かつ位置決め突起部６５ｃの内径より大きくなっている。

特表２００７−５３７４１４号公報

ところで、上記した差込型のハウジング形管継手の場合、図１１に示したように、ガスケット６５のうち、管をシールするガスケットリップ部６５ａの内径が管Ｐの外径ｄ_１よりも大きいため、ハウジング本体を締結具（ボルト及びナット）で締め付けた際にガスケット６５を径方向に押し込むように縮径させ、ガスケットリップ部６５を管の外面に密着させてシールするようになっている。
しかしながら、ガスケット６５を縮径させた際、ガスケット（ガスケットリップ部６５ａ）がよれて皺状になり、縮径による寄りじわが生じる。そして、このように過剰に圧縮された状態で長期的にガスケット６５が保持されると劣化し、シール性能が低下して漏水が発生する懸念がある。
そこで、本発明は上記課題を解決し、ガスケット（ガスケットリップ部）の寄りじわの発生や過剰な圧縮を防止し、ガスケットが長期的に保持されても劣化を抑制することができ、シール性能の低下や漏水を防止できるハウジング形管継手を提供することを目的とする。

すなわち、本発明のハウジング形管継手は、凹状又は凸状の取付け部を端部に有する１対の管を接続するハウジング形管継手であって、円弧状部と、該円弧状部の周方向両端部に形成されて径方向外側に突出するフランジ部と、前記円弧状部の軸方向に沿った内面にそれぞれ配置されて前記管の前記取付け部に係合する１対の係合部と、軸方向に沿って前記１対の係合部の間で前記円弧状部の内部空間をなす凹部と、を有する複数のハウジング本体と、前記ハウジング本体の前記凹部に収容される環状の弾性体からなるガスケットと、前記複数のハウジング本体を前記フランジ部で締結する締結具と、を備え、前記ガスケットは、筒状の本体部と、該本体部の軸方向両端側から径方向内側へ延びる１対のガスケットリップ部と、軸方向に沿って前記１対のガスケットリップ部の間で前記本体部の内面から径方向内側へ延びる１対のガスケット舌部とを有し、前記ガスケットリップ部の外面は前記管の外面に密着してシール可能であり、前記ガスケットに負荷を掛けない状態で、前記１対のガスケット舌部の先端同士が軸方向に離間し、前記１対のガスケット舌部の先端同士を押圧して軸方向に接近させると、当該１対のガスケット舌部の基端近傍を中心に前記本体部が変形し、この変形に伴って前記１対のガスケットリップ部が回動して当該ガスケットリップ部の外面が軸方向となす角が小さくなる。
このハウジング形管継手によれば、ガスケットリップ部が回動してその外面が軸方向となす角が小さくなるので、ハウジング形管継手を本締めして各ハウジング本体の間隔を縮めた際に、ガスケットリップ部の外面が管の外面に容易に密着することができる。その結果として、ガスケット（ガスケットリップ部）の寄りじわの発生や過剰な圧縮を防止し、ガスケットが長期的に保持されても劣化を抑制することができ、シール性能の低下や漏水を防止することができる。
さらに、ガスケット舌部は管の接続時に管を位置決めすることができ、作業性が向上する。

軸方向に平行な断面で見て、負荷を掛けない状態での前記ガスケットの幅が前記凹部の幅よりも大きく、前記１対のガスケット舌部の先端同士を押圧して軸方向に接近させると、前記ガスケットの幅が前記凹部の幅と同等またはこれより小さくなり、該凹部に完全に収容される。
このハウジング形管継手によれば、ガスケットを凹部に収容して仮組みした際、ガスケットの幅が凹部の幅よりも大きいのでガスケットが凹部に係止され、脱落や軸心のズレを防止する。さらに、１対のガスケット舌部の先端同士が接近するとガスケットの幅が凹部の幅と同等またはこれより小さくなるので、ハウジング形管継手を本締めした時にガスケットがほぼ圧縮されずに凹部に完全に収容され、ガスケットの寄りじわの発生や過剰な圧縮を防止することができる。

前記１対のガスケット舌部の間にセンターリングが介装されていることが好ましい。
ガスケット舌部は、例えば配管の曲げ荷重により変形や損傷等が生じることがあり、この場合には管の位置決め機能として作用しなくなる。そこで、センターリングを設置することで、確実な位置決めが可能となる。

前記センターリングは、ゴム、樹脂、又は金属からなることが好ましい。

本発明によれば、ガスケット（ガスケットリップ部）の寄りじわの発生や過剰な圧縮を防止し、ガスケットが長期的に保持されても劣化を抑制することができ、シール性能の低下や漏水を防止できる。

本発明の実施形態に係るハウジング形管継手を管に取付けたとき、管の軸方向に平行な面で切断した断面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。ハウジング形管継手を、軸方向に平行な面で切断した半断面図である。ガスケットの半断面図である。ハウジング形管継手に管を接続したときのガスケットの動作を説明する図である。ガスケットの各ガスケット舌部の間にセンターリングを介装した状態を示す半断面図である。ガスケットの変形例を示す半断面図である。従来のハウジング形管継手の軸方向に垂直な方向の断面図である。従来のハウジング形管継手の軸方向に沿う断面図である。従来のガスケットの半断面図である。差込型のハウジング形管継手に使用される従来のガスケットの半断面図である。

以下、本発明を詳細に説明するが、それにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の実施形態に係るハウジング形管継手１を管Ｐに取付けたとき、管の軸方向に平行な面で切断した断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う（管の軸方向に垂直な面で切断した）断面図、図３はハウジング形管継手１を、軸方向に平行な面で切断した半断面図、図４はガスケット６の半断面図である。ハウジング形管継手１は、１対のハウジング本体４と、環状の弾性体からなるガスケット６と、ボルト８とナット９からなる締結具７と、を有し、これらを組み付けて構成されている。
ハウジング本体４は、略半円形状の円弧状部３と、円弧状部３の周方向両端部に形成されて径方向外側に突出するフランジ部５と、円弧状部３の軸方向に沿った内面にそれぞれ配置された１対の爪部（係合部）４ａと、軸方向に沿って１対の爪部４ａの間で円弧状部３の内部空間をなす凹部４ｂと、を有する。
図１、図３に示すように、爪部（係合部）４ａは、円弧状部３の両側部から径方向内側かつ円周方向に沿って突出している。そして、この爪部４ａが一対の管Ｐの端部の周方向に沿ってそれぞれ形成された溝（取付け部）Ｐａに係合することにより、管Ｐがハウジング形管継手１に接続される。
なお、一対の管Ｐは、ほぼ同軸になるよう取り付けられるが、接続した管の軸同士が多少偏心したり角度が生じた状態で接続されることもある。又、本実施形態では、管Ｐの取付け部Ｐａが溝（凹部）になっていて、これに係合する係合部４ａが爪部（凸部）になっているが、取付け部Ｐａを凸部とし、係合部４ａを溝（凹部）としてもよい。

図４に示すように、ガスケット６は、筒状の本体部６ｃと、本体部６ｃの軸方向両端側から径方向内側へ延びる１対のガスケットリップ部６ａと、軸方向に沿って１対のガスケットリップ部６ａの間（本体部６ｃの中央部Ｃ）にて本体部６ｃの内面から径方向内側へ延びる１対のガスケット舌部６ｂとを有している。
ここで、１対のガスケット舌部６ｂはリング状をなし、ガスケット６に負荷を掛けない状態で、各ガスケット舌部６ｂの基端はそれぞれ中央部Ｃで接すると共に、先端に向かって広がるように各ガスケット舌部６ｂが軸方向に離間している。なお、「ガスケット６に負荷を掛けない状態」とは、ガスケット６を押圧しない状態をいう。ガスケット６は、例えば、ゴムを用いることができる。又、ガスケット６に用いるゴムとしては、EPDM（エチレンプロピレン）、NBR（二トリル）、 ACM （アクリル）、Si系（シリコン系）、FR（フッ素）、SBR（スチレンブタシエン）などを例示することができる。

又、ガスケットリップ部６ａの外面６ａｓは、軸方向中央へ向かって先細るテーパー状をなし、管Ｐの外面に密着してシールするようになっている。なお、ガスケットリップ部６ａ、ガスケット舌部６ｂ及び本体部６ｃの間に内部空間６ｄが形成され、管Ｐ内を流れる液体の圧力によってガスケットリップ部６ａを管Ｐに押圧するようになっている。つまり、ガスケット６は、管Ｐ内を流れる液体の圧によってシール性が向上するセルフシール構造となっている。
なお、１対のガスケット舌部６ｂの基端から径方向外側に向かってガスケット６に亀裂が生じないよう、各ガスケット舌部６ｂの基端を切れ目とせずに丸みを持たせた断面とするとよい。

さらに、ガスケット舌部６ｂの内径ｄ_２は、管Ｐの外径ｄ_１より小さく、ガスケットリップ部６ａの内径ｄ_３は、管Ｐの外径ｄ_１と同等またはこれより大きい。従って、予めガスケット６をハウジング本体４の内部に仮組みした状態で、ハウジング形管継手１の軸方向両側から、一対の管Ｐの端部を同軸に突き合わせて挿入することができ、その後にハウジング本体の対向するフランジ部に仮組されたボルトとナットを締め付けて固定することで、差込型のハウジング形管継手を構成する。
なお、内径ｄ_２、ｄ_３は、それぞれガスケット舌部６ｂ及びガスケットリップ部６ａの最も狭い部分の内径をいう。

又、軸方向に平行な断面で見て、負荷を掛けない状態でのガスケット６の幅Ｗ２が、凹部４ｂの幅Ｗ１より大きい。このため、ガスケット６を凹部４ｂに収容して仮組みした際、ガスケット６が凹部４ｂに係止され、脱落や軸心のズレを防止するようになっている。なお、ガスケット６を凹部４ｂに収容した際、ガスケット６が軸方向に若干圧縮されるが、ガスケット舌部６ｂの先端同士がくっつくほど圧縮されないものとする。又、負荷を掛けない状態で、ガスケット６の本体部６ｃの外面６ｃｓは、中央部が凹状で両端に向かって径方向外側に立ち上がっている。そして、後述するように、管Ｐによって押圧されたガスケット舌部６ｂの先端同士がくっつくと、中央部Ｃを中心に本体部６ｃが変形し、外面６ｃｓがほぼ軸方向に沿う平面となって凹部４ｂに密着するようになっている。
なお、幅Ｗ２、Ｗ１はそれぞれガスケット６及び凹部４ｂの最大幅である。

次に、図５を参照し、ハウジング形管継手１に管Ｐを接続したときのガスケット６の動作を説明する。最初に、ハウジング形管継手は仮組み状態であり、ガスケット６が凹部４ｂに収容され、各ハウジング本体４の対向するフランジ部５のボルト穴にボルト８が挿入されてナット９により緩く仮締めされている。
図５（ａ）に示すように、仮組み状態のハウジング形管継手１の軸方向両側から、環状溝Ｐａが形成された一対の管Ｐの端部をそれぞれ挿入する。このとき、既に述べたように、ガスケットリップ部６ａの内径ｄ_３が管Ｐの外径ｄ_１よりも大きく設定されているので、管Ｐの端部をガスケット６内に容易に挿入できる。

管Ｐをさらに軸方向に挿入すると、各管Ｐの先端Ｐｆが各ガスケット舌部６ｂにそれぞれ当接し、ガスケット舌部６ｂの先端同士が図５（ａ）の矢印の向きに押圧されてくっつく（図５（ｂ））。このとき、ガスケット舌部６ｂの基端が接続された本体部６ｃの中央部Ｃを中心にして、本体部６ｃが下に向かって回動するように変形する。そして、この変形に伴い、ガスケットリップ部６ａが図５（ａ）の矢印の向きに回動して、その外面６ａｓが軸方向となす角が小さくなる（ほぼ軸方向に平行となる）。このため、ガスケットリップ部の外面６ａｓの少なくとも一部が管Ｐの外面Ｐｓに接近又は接触する。さらに、本体部６ｃの変形に伴って外面６ｃｓがほぼ軸方向に沿う平面となる。
そして、この状態で、仮締めした締結具７（ボルト８とナット９）をさらに締付けると、各ハウジング本体４の間隔が図５（ｂ）の矢印の向きに縮まり、爪部４ａが管Ｐの溝Ｐａに係合すると共にガスケット６が凹部４ｂに完全に収容され、管Ｐがハウジング形管継手１に接続される。

以上のように、ガスケットリップ部６ａが回動してその外面６ａｓが軸方向となす角が小さくなるので、ハウジング形管継手１を本締めして各ハウジング本体４の間隔を縮めた際に、ガスケットリップ部６ａの外面６ａｓが管Ｐの外面Ｐｓに容易に密着することができる。その結果として、ガスケット６（ガスケットリップ部６ａ）の寄りじわの発生や過剰な圧縮を防止し、ガスケットが長期的に保持されても劣化を抑制することができ、シール性能の低下や漏水を防止することができる。
さらに、ガスケット舌部６ｂは管Ｐの接続時に管Ｐを位置決めすることができ、作業性が向上する。

なお、本実施形態では、ガスケット舌部６ｂの先端同士が各管Ｐの先端Ｐｆで押圧されてくっついた状態で、ガスケット６の軸方向の幅Ｗ３が、凹部４ｂの幅Ｗ１と同等またはこれより小さくなる。このため、ガスケット６がほぼ圧縮されずに凹部４ｂに完全に収容されるので、上記したガスケット６の寄りじわの発生や過剰な圧縮を防止することができる。
さらに、本実施形態では、本体部６ｃの変形に伴って外面６ｃｓがほぼ軸方向に沿う平面となるので、ハウジング形管継手１を本締めした際、外面６ｃｓが凹部４ｂに密着するので、ガスケット６の凹部４ｂへの片当たりや過剰な圧縮を防止することができる。

図６は、ガスケット６の各ガスケット舌部６ｂの間にセンターリング２を介装した状態を示す半断面図である。センターリング２は、弾性材料又は塑性材料から構成することができ、特にゴム、樹脂、又は金属からなることが好ましい。
ガスケット舌部６ｂは、例えば配管の曲げ荷重により変形や損傷等が生じることがあり、この場合には管Ｐの位置決め機能として作用しなくなる。そこで、センターリング２を設置することで、確実な位置決めが可能となる。
なお、センターリングの断面を逆Ｖ字とし、ガスケット舌部６ｂの開きをさらにガイドするようにしてもよい。

図７は、ガスケットの変形例を示す半断面図である。このガスケット６ｘはガスケット舌部６ｂの間隔が異なること以外は図４のガスケット６と同一であるので、同一部分については図４と同一符号を付して説明を省略する。
ここで、１対のガスケット舌部６ｂの基端は、それぞれ中央部Ｃ付近で軸方向に隙間Ｇを設けて離間している。さらに、ガスケット舌部６ｂは先端に向かって広がっている。このように、１対のガスケット舌部６ｂを基端側でも離間させると、ガスケット６の生産時に金型からの製品の抜きが容易になるので好ましい。なお、１対のガスケット舌部６ｂの基端から径方向外側に向かってガスケット６ｘに亀裂が生じないよう、隙間Ｇの断面を丸みを持たせるとよい。

本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。例えば、上記した実施形態では、１対（２個）のハウジングで接続する管を囲んで固定したが、３個以上のハウジングで管を囲んで固定してもよい。なお、３個のハウジングで管を固定する場合は、各ハウジングのハウジング本体が約１／３円の円弧状をなし、これらを一列に並べると円環状になり、管の外側を囲むようになる。同様に、４個のハウジングで管を固定する場合は、各ハウジングのハウジング本体が約１／４円の円弧状をなすことになる。さらに、各ハウジングの隣接部分をヒンジで接続し、両端となるハウジングのみに固定部を設けてもよい。又、固定部は、上記フランジ部に限られず、各ハウジングで管を囲んだ際に隣接するハウジング同士を固定するものであればよい。
また、上記した実施形態では、管Ｐとハウジング本体４との間の相対的な動き（管Ｐの軸方向及び周方向への動き）が許容される可動型のハウジング形管継手を示したが、管Ｐとハウジング本体４との間の相対的な動き（管Ｐの軸方向及び周方向への動き、又は軸方向及び周方向のどちらか一方の動き）を制限する固定型又は半固定型のハウジング形管継手にも適用できる。
また、上記した実施形態では、各管Ｐの先端Ｐｆでガスケット舌部６ｂが押圧されると、ガスケット舌部６ｂの先端同士がくっついたが、ガスケット舌部６ｂの先端同士がくっつかずに接近してもよい。

１ハウジング形管継手
２センターリング
３円弧状部
４ハウジング本体
４ａ爪部（係合部）
４ｂ凹部
５フランジ部
６、６ｘガスケット
６ａガスケットリップ部
６ａｓガスケットリップ部の外面
６ｂガスケット舌部
６ｃ本体部
７締結具
Ｐ管
Ｐａ環状溝（取付け部）
Ｐｆ管の先端部
Ｐｓ管の外面
Ｗ１凹部の幅
Ｗ２負荷を掛けない状態でのガスケットの幅
Ｗ３ガスケット舌部の先端同士が接近したときのガスケットの幅

Claims

凹状又は凸状の取付け部を端部に有する１対の管を接続するハウジング形管継手であって、
円弧状部と、該円弧状部の周方向両端部に形成されて径方向外側に突出するフランジ部と、前記円弧状部の軸方向に沿った内面にそれぞれ配置されて前記管の前記取付け部に係合する１対の係合部と、軸方向に沿って前記１対の係合部の間で前記円弧状部の内部空間をなす凹部と、を有する複数のハウジング本体と、
前記ハウジング本体の前記凹部に収容される環状の弾性体からなるガスケットと、
前記複数のハウジング本体を前記フランジ部で締結する締結具と、を備え、
前記ガスケットは、筒状の本体部と、該本体部の軸方向両端側から径方向内側へ延びる１対のガスケットリップ部と、軸方向に沿って前記１対のガスケットリップ部の間で前記本体部の内面から径方向内側へ延びる１対のガスケット舌部とを有し、
前記ガスケットリップ部の外面は前記管の外面に密着してシール可能であり、
前記ガスケットに負荷を掛けない状態で、前記１対のガスケット舌部の先端同士が軸方向に離間し、
前記１対のガスケット舌部の先端同士を押圧して軸方向に接近させると、当該１対のガスケット舌部の基端近傍を中心に前記本体部が変形し、この変形に伴って前記１対のガスケットリップ部が回動して当該ガスケットリップ部の外面が軸方向となす角が小さくなるハウジング形管継手。
軸方向に見て、負荷を掛けない状態での前記ガスケットの幅が前記凹部の幅よりも大きく、
前記１対のガスケット舌部の先端同士を押圧して軸方向に接近させると、前記ガスケットの幅が前記凹部の幅と同等またはこれより小さくなり、該凹部に完全に収容される請求項１記載のハウジング形管継手。
前記１対のガスケット舌部の間にセンターリングが介装されている請求項１又は２に記載のハウジング形管継手。
前記センターリングは、ゴム、樹脂、又は金属からなる請求項３記載のハウジング形管継手。