JP2016535218A - 動的軸方向拘束システムを有する管継手 - Google Patents

Abstract

２つの管の端部を相互接続する管継手（１０）は、管の周りに嵌まる管状のケーシング（１２）と、管の外面の周りでケーシングを締める締め付け手段（２６）と、管の外面を把持するためにケーシング（１２）内に取り付けられた少なくとも１つの弾性把持リング（１６）を備えた動的軸方向拘束システムとを備える。把持リング（１６）は、ケーシング（１２）の内面と係合し、且つ管が軸方向荷重を受けるとケーシングの内面に対して転動するよう構成された外面（４２）及び管の外面に係合する内側把持面（４６）を備える。弾性把持リングの把持面（４６）は、外面（４２）が管状のケーシング（１２）の内面に対して転動すると、管と接触する把持面（４６）の面積が増加するよう構成されている。

Description

本発明は、管同士を繋いで軸方向にロックする動的軸方向拘束システムを有する管継手に関する。本発明は、プラスチック管の接続に適用される。

２つの管端部を流体密に相互接続する多種多様な管継手が知られている。配管内の流体圧力は、管端部を引き離す傾向があり、既知の管継手は、管が軸方向荷重を受けたときに管が継手に対して軸方向に移動しないようにする機構を組み込んでいる。

例えば、特許文献１は、シールガスケットの外面に設けられた周方向スロット内に位置する、内方に突出した把持歯を有する円錐台形把持リングを組み込んだ管継手を開示している。使用の際、継手を管の周りで締めると、把持歯がスロットの底部でシールガスケットを貫通し、管の外面に係合して管端部を軸方向変位しないよう保持する。管に対する軸方向荷重が増加すると、円錐台形把持リングは、平坦化して歯を管表面により深く食い込ませる傾向があることで、把持を向上させる。

把持リングを含むこのような形式の軸方向拘束システムを継続的に使用すると、把持歯が管表面に切り込んでいくことによって、当該管の劣化をさらに引き起こす虞がある。これは、金属管に関しては問題ではないが、軟質金属又はプラスチック製の管の場合、特にプラスチック管が温度変化を受けた場合には、このようなシステムは長期間にわたる比較的程度の低い軸方向荷重にしか耐えることができないことが分かっている。

さらに、高度の軸方向荷重では、把持リングが管の外面から回転して離れる傾向があり、これにより把持レベルが低下してしまう。最終的には、把持リングが裏返り管と完全に接触しなくなってしまう虞がある。管が比較的薄い材料から形成される場合には、管表面に対して把持リングが回転することで、さらに管端部の断面形状が変形してしまうこともある。

高圧用途としてのプラスチック管が強く要望されている。しかしながら、管の形成に用いられる熱可塑性材料の中には、応力が加わると経時的に変形するものがあり、そのプラスチックは、より応力又は抵抗の低い点に移動する傾向があることが認められている。これは、管継手の領域において、管の周りに締め付けられた把持リングが半径方向圧力を長期にわたって加えると、プラスチックが把持歯から離れて応力のより低い隣接区域へ移動又は「クリープ」することを意味する。プラスチックが把持リングから離れるように移動すると、把持歯は、管表面に対する十分に強い把持を保つことができなくなる。

欧州特許第０５４２７７９号明細書

したがって、管表面の把持を改善すると共に管端部の軸方向移動に対する抵抗を改善する軸方向拘束システムを有する、新規の管継手を提供することが望ましい。プラスチック管に関する軸方向拘束を改善すると共に大きな軸方向荷重下で既知の管継手よりも優れた機能を果たす新規の管継手を提供することが、特に望ましい。

本発明によれば、２つの管の端部を相互接続する管継手であって、管の周りに嵌まる管状のケーシングと、ケーシング内に位置する管状のシーリングスリーブと、ケーシングをシーリングスリーブの周りで締めてシーリングスリーブを管の外面の周りにシールする締め付け手段と、動的軸方向拘束システムとを備えた管継手が提供される。動的軸方向拘束システムは、管の外面を把持するためにケーシング内に取り付けられた少なくとも１つの弾性把持リングを備える。把持リングは、ケーシングの内面と係合し且つ管が軸方向荷重を受けるとケーシングの内面に対して転動するよう構成された外面と、管の外面に係合する内側把持面とを備え、弾性把持リングの把持面は、外面が管状のケーシングの内面に対して転動すると、管と接触している把持面の面積が徐々に増加するよう構成される。

以下の明細書において、用語「軸方向」は、管の長手方向軸によって規定される方向を指すために用いられ、用語「半径方向」は、管の半径によって規定される方向を指すために用いられる。

本発明の管継手は、管の外面と係合する内側把持面の面積を大きくするようにケーシングに対して転動することによって管に対する高度の軸方向荷重に適合可能である把持リングを有する、動的軸方向拘束システムを組み込む。したがって、把持リングは、従来技術の把持リングのように把持リングを管表面に深く押し込むのではなく、管を把持するリングの表面積を増加させることによって大きな軸方向荷重下での管に対するその把持を改善する。これは、本発明の管継手によって管が受ける半径方向応力レベルが既知の管継手よりも大幅に低いことを意味する。

本発明の管継手は、プラスチック管の結合での使用に特に適しており、その理由は、軸方向荷重の増加時に把持面積が増加すると、軸方向拘束システムが高応力領域からのプラスチックの移動により効果的に耐えることにより、程度の低い半径方向応力を保ちながら強い軸方向拘束を維持することができるからである。軸方向拘束システムは、把持リングが管表面に切り込む程度をさらに低減し、これが比較的軟質のプラスチック管の劣化を低減する。

本発明の管継手は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）を含むがこれらに限定されないさまざまなプラスチック材料から形成された管の結合での使用に適している。本発明の管継手は、金属管の結合での使用にも適している。

本発明の管継手の把持リングは、ケーシングの内面に対する外面の転動と管に対する内側把持面の漸進的係合とを管の全周で達成できるように把持リングの形状が動的に適合できるのに十分な弾力がなければならない。把持リングは、真鍮若しくはアルミニウム等の金属、ゴム、又はプラスチックを含む任意の適当な弾性材料から形成することができる。把持リングは、単一の環状部品として形成されてもよく、又は合わせて完全なリングを形成する複数の弧状セグメントから形成されてもよい。

把持リングは、管継手のケーシング又はシーリングスリーブの大幅な変更を必要とせずにさまざまな形式及びサイズの継手に組み込むことができることが有利である。

上述のように、管継手は、把持リングの外面が管状のケーシングの内面と係合し、管に軸方向荷重が加わると上記内面に対して転動するよう構成される。本発明の好適な実施形態において、把持リングは、管状のケーシングの内面と係合する凸状外面を有する。かかる実施形態では、把持リングは、管に軸方向荷重が加わると管状のケーシングの内面に対して転動可能である湾曲外面を提供する特有の断面形状を有する。

本明細書において、用語「凸状」は、把持リングの外面の湾曲を表すために用いられ、外面の凸状形態は、表面が外面の軸方向縁部間でリングの中心軸から離れるように湾曲することを意味する。この凸状形状は、通常は軸方向に平坦であるケーシングの内面に沿って外面が転動することを可能にする。曲面の湾曲度及び形状は、把持リングの所望の移動に応じて変わり得る。外面の湾曲は、軸方向縁部間で対称又は非対称であり得る。

本発明の代替的な実施形態において、構成を逆にして、通常は軸方向に実質的に平坦である把持リングの外面と係合する凸状内面を管状のケーシングが有するようにしてもよいことを理解されたい。かかる実施形態では、上述のように、把持リングの外面は、管が軸方向荷重を受けるとケーシングの内面に対して依然として転動する。

内側把持面は、管の外面に対して十分に強い把持をもたらすのに適した任意の形態をとることができる。内側把持面は、管のサイズ及び材料に応じて構成することができる。

好適には、弾性把持リングの内側把持面は、把持リングの初期位置で管の外面と係合する把持縁部を有する第１環状突起と、把持縁部を有する第２環状突起とを備え、第２環状突起は、第１環状突起から軸方向にオフセットしている。第２環状突起は、把持リングの外面が管状のケーシングの内面に対して転動すると把持縁部を管の外面と係合させるよう構成される。

第１環状突起及び第２環状突起のこの構成は、管に対する確実な把持をもたらし、管に対する軸方向荷重が増加すると把持力も高まることにより、管の軸方向移動に対する抵抗を向上させるようになっている。第１環状突起及び第２環状突起は、本発明の管継手の装着時に第１環状突起を管の外面と係合させることで、第１環状突起の把持縁部が上記面を把持又は咬持して管が軸方向移動しないようにするよう配置される。この初期位置では、第２環状突起は、管の外面からオフセットしており、把持機能を一切果たさない。

第１環状突起は、管の外面と常に係合したままであり、低軸方向荷重下では、軸力に耐えるのに十分な把持を管表面に与える。管に対する軸方向荷重が増加し、管継手から管を引き離すように軸力が働くと、上述のように、把持リングは、外面が継手の内面に沿って転動するように継手に対して移動する。外面が継手に対して転動すると、把持リングの位置及び形状は、管の外面に対する内面の転動運動を引き起こして、第２環状突起を外面へ引き寄せる。ある程度の軸方向荷重で、第２環状突起の把持縁部が管の外面と係合する。この位置では、第１環状突起及び第２環状突起両方の把持縁部が管を把持して軸方向ロックの強度を高める。

第１環状突起及び第２環状突起は、相互に軸方向にオフセットしているので、把持縁部は、管の長さに沿って相互に離間している。第１環状突起及び第２環状突起間の距離は、軸方向荷重の適当な閾値で第２環状突起の把持縁部を管の外面と確実に係合させるよう調整することができる。

軸方向荷重が加わる前の把持リングの初期位置では、第２環状突起の把持縁部は、第１環状突起の把持縁部からオフセットしていることにより管の外面と接触しない。特定の実施形態において、第２環状突起は、第１環状突起から半径方向にオフセットしていることで第２把持縁部の半径方向オフセットを達成する。例えば、内側把持面は、第１環状突起及び第２環状突起間で曲面状又は段状であり得る。

本発明の好適な実施形態において、第２環状突起の高さは第１環状突起の高さよりも低く、第２環状突起の把持縁部の方が内側把持面から小さく突出していることにより、把持縁部の必要な半径方向オフセットをもたらす。環状突起の「高さ」は、内側把持面における環状突起の把持縁部及び基部間の垂直距離に相当する。環状突起が相互に異なる高さである場合、これらは上述のように半径方向にオフセットしてもしなくてもよい。

１つ又は複数の付加的な環状突起を、第１環状突起及び第２環状突起から離間させて内側把持面に設けることができる。例えば、本発明の特定の好適な実施形態において、弾性把持リングの内側把持面は、上述のように把持リングの初期位置で管の外面と係合する把持縁部を有する第１環状突起と、それぞれが把持縁部を有する複数の付加的な環状突起とを備え、複数の付加的な環状突起は、第１環状突起から軸方向に徐々にオフセットする。付加的な環状突起は、把持リングの外面がケーシングの内面に対して転動すると把持縁部を管の外面と徐々に係合させるよう構成される。

第１環状突起から遠ざかるにつれて、各環状突起の把持縁部は、把持縁部及び管の外面間の距離が連続する環状突起毎に増加するように前の把持縁部に対して半径方向にオフセットしている。これは、把持縁部の千鳥配置をもたらす。したがって、把持縁部は、管継手のケーシングの内面に対する把持リングの外面の転動運動の増加に伴い、管の外面と連続的に接触する。

内側把持面は、管の外面と係合すると複数の環状突起の把持縁部が所定位置に留まり、把持リングの移動とは無関係に管を把持して後続の環状突起と係合させるよう構成される。したがって、軸方向荷重が増加するに従い、管を把持している把持縁部の数が増加して軸方向移動に対する拘束力を高める。

好適には、環状突起は、軸方向で相互に均一に離間しているが、特定の実施形態では、環状突起間の不均一間隔が適している場合がある。

第１環状突起及び第２環状突起に関して上述したように、隣接する環状突起間の半径方向オフセットは、環状突起の半径方向オフセッティング（radial offsetting）、又は連続する環状突起の高さの低減、又は両方によって達成することができる。好適には、付加的な環状突起の高さが第１環状突起と比べて徐々に減ることで、把持縁部が実質的に円錐台形の把持面を画定する。

特に好適な実施形態において、内側把持面は、軸方向に相互に均一に離間しており連続的に高さが減る３つの環状突起を備える。

各環状突起の把持縁部は、管が軸方向移動しないようにするのに十分な程度に管の外面を把持することが可能であるよう構成される。したがって、把持縁部の形態は、管の材料に従って適合させることができる。特定の実施形態において、各環状突起に、管表面に食い込む複数の歯を設けることが有利であり得る。代替的に、また好適には、各環状突起は、頂点が環状把持縁部を定める三角形の断面形状を有する。この形状は、管の外面に埋め込むことができる比較的鋭い縁部と、環状突起の強度及び安定性とをもたらす。

好適には、内側把持面は、各環状突起の後方に画定された環状チャネル（環状溝）をさらに備える。この構成は、通常は上述のような高応力領域からのプラスチック材料の移動に関する問題がある場合に、プラスチック管について特に有利であることが分かった。本発明の管継手では、管表面におけるプラスチック材料が、加わる応力が最大である環状突起の把持縁部から離れて移動又は「クリープ」する傾向がある。内側把持面が各環状突起の後方に環状チャネルを備える場合、プラスチック材料は、隣接する環状突起から離れるにつれて環状チャネルに自然に入る。

しかしながら、従来技術の管継手とは異なり、プラスチック材料のこの移動は、軸方向移動に対する抵抗を減らすのではなく増やす傾向があり、その理由は、変位したプラスチック材料が環状チャネルに隣接する環状突起の面に当接し、管継手に対する管の軸方向移動に対するさらなる抵抗をもたらすからである。換言すれば、プラスチック材料の移動は、プラスチック管の外面と把持リングの内側把持面との係合を増加させることで、経時的なプラスチック材料の「クリープ」挙動が実際には管継手の機能の改善に用いられるようになる。

軸方向拘束システムは、本発明の管継手の管状のケーシング内に取り付けられるので、管継手を所定位置にすると少なくとも１つの把持リングが管の外面の周りで締められる。軸方向拘束システムをケーシング内に取り付ける方法は、ケーシングの形態及び構造と、ケーシング内におけるシーリングスリーブ等の他の構成部品の有無とに応じて変わる。

好適には、管状のケーシングは、ウェブ部を有する略Ｕ字形の断面を有し、周方向に延びるフランジがウェブ部の軸方向端部から半径方向内方に突出して環状チャネルを画定する。少なくとも１つの弾性把持リングは、ケーシングの軸方向端部においてこの環状チャネル内に取り付けられ、少なくとも１つの把持リングの外面は、管が軸方向荷重を受けるとウェブ部の内面に対して転動するよう構成される。好適には、少なくとも１つの把持リングは、対応する軸方向端部においてケーシングのフランジの内面にさらに当接し、把持リングとフランジとの当接が、把持リングをケーシング内の所定位置に保つ。

軸方向拘束システムは、管状のケーシングの軸方向端部に取り付けられた単一の把持リングを備えることができる。代替的に、また好適には、軸方向拘束システムは、ケーシングの軸方向両端部において環状チャネル内に取り付けられてケーシングの対向フランジの内面と当接する一対の弾性把持リングを備える。したがって、管継手の各軸方向端部に把持リングが設けられて管の把持を最適化する。

好適には、各把持リングは、ケーシングの対応する軸方向端部を通して突出する環状フランジを備える。把持リングの環状フランジは、ケーシングの対応するフランジの自由縁部との当接によってケーシングの内面に対する把持リングの外面の転動運動を制限するよう構成される。

管状のケーシングは、ケーシングの長手方向に延びるギャップを自由端部間に有する、管状に形成された金属又は他の材料のストリップから通常は形成され、ストリップの自由端部は締め付け手段によって相互接続される。本発明の特定の実施形態において、管継手は、管状のケーシング内に嵌められケーシングの長手方向ギャップに跨るよう位置決めされた架橋部材をさらに備えることができる。したがって、架橋部材は、ケーシングと同様の曲率半径を有する部分円筒形に通常は形成される。ケーシングは、長手方向ギャップの両側で架橋部材と重なることが好ましい。

本発明の特定の実施形態において、管状のケーシングは、代替的に、外側ケーシングと、外側ケーシング内に嵌まった内側ケーシングとを含むことができる。好適には、内側ケーシングは、外側ケーシング内に完全に嵌まる。外側ケーシング及び内側ケーシングは、両方が長手方向ギャップを有し、内側ケーシングのギャップが外側ケーシングのギャップから周方向にオフセットしていることが好ましい。上述の架橋部材とは異なり、内側ケーシングは、管継手の実質的に全周に延びる。外側ケーシング及び内側ケーシングの適当な構成は、当業者には既知であり、例えば欧州特許第２２７５０８９号明細書に記載されている。

好適には、耐火断熱材料層が内側ケーシング及び外側ケーシング間に配置され、それにより内側ケーシング及び外側ケーシングが相互に熱的に絶縁される。この特徴は、劣化せずに極めて高い温度に耐えることができる耐火管継手の提供を可能にする。本発明の管継手に組み込むのに適した火炎シールド（fire shield）は、例えば欧州特許第０９００３４６号で見ることができる。

架橋部材又は内側ケーシングの使用は、１つ又は複数の把持リング及び存在する場合はシーリングスリーブが、その全周にわたって支持されることを確実にする。この構成は、有利には、本発明の管継手の圧力能力を高めて、さらにより高い流体圧力に耐えることができるようにすることが分かった。

好適には、各把持リングは、管の外面に係合する複数の内方に突出した歯をさらに備え、複数の歯は、把持リングの内側把持面上で周方向に離間しており、管の外面の周りでの把持リングの周方向移動、すなわち管軸を中心としたリングの回転を実質的に防止する。内側把持面が２つ以上の環状突起を備える場合、歯は、管状突起とは別に設けてもよく、又は代替的に管状突起の１つ又は複数に組み込んでもよい。内方に突出した歯は、把持リングの一部のみに延びることが好ましい。

本発明の好適な実施形態において、管継手は、ケーシング内に位置する管状シーリングスリーブをさらに備える。管継手の使用の際、ケーシングを管端部の周りで締めると、ケーシングがシーリングスリーブを管端部の外面に押し当ててシールを形成する。この構造の管継手の使用に適したシーリングスリーブは、当業者には既知であろう。

シーリングスリーブは、管継手の軸方向拘束システムとは無関係に動作する。しかしながら、特定の実施形態において、シーリングスリーブは、１つ又は複数の保持リングに当接することができ、１つ又は複数の把持リングを管継手の管状のケーシングに対して拘束するよう働くことができる。

本発明の管継手は、ケーシングを管端部の周りで締めるために、締め付けボルト等の締め付け手段を通常は組み込む。適当な締め付け手段は、ケーシングの形態に応じて変わるが、当業者には既知であろう。

次に、本発明の実施形態を例として添付図面を参照して説明する。

本発明の実施形態による継手の分解斜視図を示す。 図１の継手の把持リングの斜視図を示す。 図２の把持リングの断面図を示す。

図１の管継手１０は、管状のケーシング１２と、シーリングスリーブ１４と、２つの把持リング１６を含む軸方向拘束システムとを備える。

ケーシング１２は、長手方向ギャップ１８を自由端部間に有する管状に形成された圧延鋼ストリップから形成される。ケーシングを形成するストリップの自由端部は、折り返されて２０において溶接され、長手方向ギャップ１８の対向縁部に沿ってループ２２を形成する。ピン２４がループに挿入される。締め付けボルト２６が、ピン２４の一方の横孔を貫通してピン２４の他方のねじ横孔に入ることにより、外側ケーシングの２つの自由端部を相互接続する。スロット２８がループ２２に切り込まれることにより、ボルト用のクリアランスを提供する。

ケーシング１２の軸方向端縁は、ケーシングの管状ウェブ部３０に対して直角に内方に曲がり、ケーシングの中心軸に向かって内方に突出したフランジ３２を形成する。

圧延鋼の架橋部材３４が、ケーシング１２内に位置し、長手方向ギャップ１８に跨る。架橋部材は、ケーシングの中心軸を中心に湾曲している。架橋部材３４の端縁は、架橋部材の部分円筒形のウェブ部３６に対して直角に内方に曲がり、ケーシングの中心軸に向かって内方に突出したフランジ３８を形成する。ケーシング１２は、長手方向ギャップ１８の両側で架橋部材３４と重なる。架橋部材３４の軸方向長さがケーシング１２の軸方向長さよりもわずかに短いことにより、両者が重なった場合に架橋部材３４のフランジ３８がケーシング１２のフランジ３２の内側に嵌まる。

シーリングスリーブ１４は、エラストマー材料、例えばゴムでできている。シーリングスリーブの内面には、管継手１０が所定位置にあるときに管の外面に接触する隆起シール面４０が形成される。シーリングスリーブ１４は、把持リング１６間でケーシング１２及び架橋部材３４の内側に嵌まる。

把持リング１６が、ケーシング１２の各軸方向端部においてケーシング及び架橋部材３４の内側に位置する。各把持リング１６は、片側がケーシング１２の軸方向端部においてフランジ３２又はフランジ３８の内面に、反対側がシーリングスリーブ１４の軸方向縁部に当接する。シーリングスリーブ１４は、ケーシング１２及び架橋部材３４の対応のフランジに対して把持リングを付勢して、把持リングが所定位置に保持されるようにする。

各把持リング１６は、真鍮等の弾性材料製であり、ケーシング１２の周りに周方向に延びる単一弧状部から形成される。小さなギャップが弧状部の自由端部間に存在することで、管継手を締めることができる。

図２及び図３は、以下でより詳細に説明する管継手１２の把持リング１６の一方を示す。他方の把持リング１６は、実質的に同一の形態であり、ケーシング１２の対向軸方向端部において対応の方法で取り付けられる。

把持リング１６は、ケーシング１２のウェブ部３０の平坦な内面に接触する凸状外面４２を有する。凸状外面４２は、隣接するフランジ３２又はフランジ３８の内面に当接する当接縁部４４をさらに提供する。

把持リング１６は、軸方向に相互に離間した第１環状突起４８ａ、第２環状突起４８ｂ、及び第３環状突起４８ｃを備えた内側把持面４６も有する。図３に示すように、各環状突起４８ａ、４８ｂ、４８ｃは、把持縁部５０を提供する三角形の断面を有する。第１環状突起４８ａは、ケーシング１２の軸方向端部の最も近くに設けられ、最大の高さを有するので、把持リングの中心軸に向かって最も長く延びる。第２環状突起４８ｂは、第１環状突起４８ａ及び第３環状突起４８ｃ間にあり、第１環状突起４８ａと比べて高さが低い。第３環状突起４８ｃは、シーリングスリーブ１４の最も近くに設けられ、第１環状突起４８ａ及び第２環状突起４８ｂの両方と比べて高さが低い。したがって、環状突起の把持縁部５０は、相互に半径方向にオフセットしている。

環状突起４８ａ、４８ｂ、４８ｃのそれぞれに隣接して、ケーシング１２の軸方向端部に対して突起の反対側に、把持リング１６の内面４６を周回して延びる環状チャネル５２が設けられる。

把持リング１６は、リングから軸方向外方に延びると共にケーシング１２の対応する軸方向端部から外方に突出する環状フランジ５４をさらに備える。フランジ５４の目的は後述する。

把持リング１６は、第３環状突起４８ｃに隣接して複数の離間領域を含み、各領域５６が、把持リングの内側把持面４６に周方向に離間した複数の半径方向内方に突出した歯５６を有する。歯５６は、管継手１０が所定位置にあるときに管の周りの把持リング１６の周方向移動を実質的に防止するために設けられる。

使用の際、２つの管の端部を継手１０に両端部から挿入する。継手が所定位置になると、締め付けボルト２６を締めて継手１０を管に締結する。ボルト２６を締めると、シーリングスリーブ１４のシール面４０が管端部の外面とシール接触する。同時に、各把持リング１６の第１環状突起４８ａの把持縁部５０が管端部の外面と係合して管表面に食い込むことにより、管端部のロックをもたらして継手１０に対する管の軸方向移動を防止する。装着直後のこの初期位置では、第２環状突起４８ｂ及び第３環状突起４８ｃの把持縁部５０は、管端部の外面から半径方向にオフセットしている。

管の使用中に管端部に対する軸方向荷重が増加すると、把持リング１６の外面４２がケーシング１２のウェブ部３０のａ内面に対して転動し、この転動運動が、把持リング１６の変形と共に把持リングの内面４６を管端部の外面に対して転動させて、最初に第２環状突起４８ｂ、続いて第３環状突起４８ｃを外面と係合させる。環状突起４８ｂ、４８ｃの各把持縁部５０は、管表面に食い込み、管端部に対する把持リング１６の把持力を高める。把持リング１６の歯５６が管端部の外面とさらに係合して、管の周囲に沿った把持リングの移動を防止する。

ケーシング１２に対する把持リング１６の転動運動は、ある程度の軸方向荷重でケーシングのフランジ３２の自由縁部に当接する環状フランジ５４によって制限され、それにより把持リング１６のさらなる移動が防止される。

上述のように「クリープ」を示すポリエチレン等の熱可塑性材料の管で継手１０を用いる場合、プラスチック材料は、管が半径応力を受ける管状突起４８ａ、４８ｂ、４８ｃの把持縁部５０から把持リング１６の内側把持面４６の隣接する環状チャネル５２へ経時的に移動する。上述のように、これによって継手１０に対する管端部の軸方向移動がさらに拘束される。

上述の継手１０が、塩素化ＰＶＣの管について４０ｂａｒの試験圧力下で１０００時間を超えて、管の把持を実質的に損なうことなく申し分なく機能できることが分かった。したがって、本発明の継手は、同様の試験条件下で管表面の把持を損なうことにより約１時間以内に通常は機能しなくなる円錐台形把持リングを含む従来技術の継手と比べて、非常に高い把持機能を示す。

Claims (17)

1. ２つの管の端部を相互接続する管継手であって、
   管の周りに嵌まる管状のケーシングと、
   前記管の外面の周りで前記ケーシングを締める締め付け手段と、
   前記管の前記外面を把持するために前記ケーシング内に取り付けられた少なくとも１つの弾性把持リングを備えた動的軸方向拘束システムと、を備え、
   前記把持リングは、
   前記ケーシングの内面と係合し、且つ前記管が軸方向荷重を受けると前記ケーシングの前記内面に対して転動するよう構成された外面と、
   前記管の前記外面に係合する内側把持面であり、前記外面が前記管状のケーシングの前記内面に対して転動すると、前記管と接触する前記把持面の面積が増加するよう構成されている内側把持面と、を有する管継手。
2. 請求項１に記載の管継手において、前記把持リングは、前記ケーシングの前記内面と係合する外側凸面を備える管継手。
3. 請求項１又は２に記載の管継手において、前記弾性把持リングの前記内側把持面は、前記把持リングの初期位置で前記管の前記外面と係合する把持縁部を有する第１環状突起と、把持縁部を有する第２環状突起とを備え、該第２環状突起は、前記第１環状突起から軸方向にオフセットしており、前記把持リングの前記外面が前記管状のケーシングの前記内面に対して転動すると前記第２環状突起の前記把持縁部を前記管の前記外面と係合させるよう構成されている管継手。
4. 請求項３に記載の管継手において、前記第２環状突起の前記把持縁部は、前記第１環状突起の前記把持縁部から半径方向にオフセットしている管継手。
5. 請求項３又は４に記載の管継手において、前記第２環状突起の高さは、前記第１環状突起の高さよりも低い管継手。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の管継手において、前記弾性把持リングの前記内側把持面は、前記把持リングの初期位置で前記管の前記外面と係合する把持縁部を有する第１環状突起と、それぞれが把持縁部を有する複数の付加的な環状突起とを備え、該複数の付加的な環状突起は、第１環状突起から軸方向に徐々にオフセットしており、前記把持リングの前記外面が前記ケーシングの前記内面に対して転動すると前記付加的な環状突起の前記把持縁部を前記管の前記外面と徐々に係合させるよう構成されている管継手。
7. 請求項６に記載の管継手において、前記付加的な環状突起の高さが前記第１環状突起と比べて徐々に減ることで、前記把持縁部が実質的に円錐台形の把持面を画定する管継手。
8. 請求項３〜６のいずれか１項に記載の管継手において、各環状突起は、頂点が前記把持縁部を定める三角形の断面形状を有する管継手。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の管継手において、前記内側把持面は、前記環状突起の後方に画定された１つ又は複数の環状チャネルをさらに備える管継手。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の管継手において、前記ケーシングは、ウェブ部を有する略Ｕ字形の断面を有し、フランジが前記ウェブ部の軸方向端部から半径方向内方に突出して環状チャネルを画定し、前記少なくとも１つの弾性把持リングは、前記ケーシングの軸方向端部において前記ケーシングのフランジの内面に当接して前記環状チャネル内に取り付けられる管継手。
11. 請求項１０に記載の管継手において、前記ケーシングの軸方向両端部において前記ケーシングの前記フランジの内面に当接して前記環状チャネル内に取り付けられた複数の弾性把持リングを備えた管継手。
12. 請求項１０又は１１に記載の管継手において、前記弾性把持リングは、前記ケーシングの前記軸方向端部を通して突出する環状フランジをさらに備え、前記把持リングの前記環状フランジは、前記ケーシングの対応する前記フランジの自由縁部との当接によって前記ケーシングの前記内面に対する前記把持リングの前記外面の転動を制限するよう構成されている管継手。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の管継手において、前記管状のケーシングは、外側ケーシングと、該外側ケーシング内に嵌まる内側ケーシングとを含む管継手。
14. 請求項１３に記載の管継手において、耐火断熱材料層をさらに備え、該耐火断熱材料層は、前記内側ケーシング及び前記外側ケーシング間に配置され、それにより前記内側ケーシング及び前記外側ケーシングが相互に熱的に絶縁される管継手。
15. 請求項１〜１４のいずれか１項に記載の管継手において、前記把持リングは、前記管の前記外面に係合する複数の内方に突出した歯をさらに備え、該複数の歯は、前記把持リングの前記内側把持面上で周方向に離間して、前記管の前記外面の周りでの管軸を中心とした前記把持リングの回転運動を実質的に防止する管継手。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の管継手において、前記把持リングは、２つ以上の弧状セグメントから形成される管継手。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載の管継手において、前記ケーシング内に位置する管状のシーリングスリーブをさらに備えた管継手。

Images