JP2017116053A - 管状構造物 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、水道配管等の管状構造物として、ステンレス鋼(SUS)も存在するが、継手の加工が容易でないため、特定の用途に限定されている。しかし、SUS管は、ダグタイル鋳鉄管と比べて耐用年数が長い。さらに、赤水、青水等の問題が発生しにくく、常温環境下では応力腐食割れが発生しないので、ランニングコストが安い。このため、今後、種々の用途へのSUS管の使用が求められている。
このため、SUS製の管状構造物の連結方法として、従来、角リングを管状部材の外周に溶接することにより管状部材の外周に凸部を形成し、2本の管状構造物の管端部同士を対向させ、その外周にハウジングを配置している方法がある(特許文献1参照)。
を備える管状構造物である。
前記挿口または前記受口の少なくとも一方の側に前記環状凹部および前記嵌込リングが設けられていることが好ましい。
図1は実施形態にかかる管状構造物100を2つ(100A,100B)、シーリングゴム40およびハウジング30を用いて連結した状態を示す断面図である。実施形態の管状構造物100は、流体送給用の管継手部分に用いられるものであるが、これに限定されない。
小径部10の、大径部20に連続していない側の端部は、他の管状部材1の大径部20に連結される挿口11となる。挿口11の端部近傍には、小径側環状凹部12Aが形成されている。
大径部20の、小径部10に連続していない側の端部は、他の管状部材1の挿口11に連結される受口21となる。受口21の端部近傍には、大径側環状凹部12Bが形成されている。
図示するように、管状部材1の外面には、切削凹加工によって環状凹部12が形成されている。
環状凹部12の幅t1は、本実施形態では8mmである。
環状凹部12の深さt2は、強度上、管状部材1における環状凹部12の周囲の厚さ(管状部材1の素管の状態での肉厚)t3の半分以下が好ましい。実施形態では、環状凹部12の周囲の厚さt3は3mmであり、切削深さは、1.0〜1.5mmである。
以下、小径側環状凹部12Aに挿入された小径側嵌込リング13Aと、大径側環状凹部12Bに挿入された大径側嵌込リング13Bも、径以外同様であるので、以下、区別する必要がある場合以外、両方を区別せず、嵌込リング13として説明する。
嵌込リング13は、2つの円弧状部材に分割されている。図4は嵌込リング13を説明する図であり、(a)は2分割された一方の円弧状部材13aの斜視図、(b)は2分割された他方の円弧状部材13bの斜視図で、(c)は円弧状部材13aと円弧状部材13bとを結合した状態を示す。
実施形態の嵌込リング13は2分割されているが、これに限定されず、3以上に分割されていてもよい。
円弧状部材13aの両端部にはボルト孔13aaが形成されている。
円弧状部材13bの両端部は、所定幅の壁部13baを残して切り欠かれており、壁部13baには、ボルトを挿通する挿通孔13bbが設けられている。
この締め代により、円弧状部材13aと円弧状部材13bとを環状凹部12の外周に配置し、ボルト14を締めつけて、円弧状部材13aと円弧状部材13bと互いに連結すると、嵌込リング13は、環状凹部12の外周に押圧固定される。
また、嵌込リング13の突出高さT3は、ハウジング30に設けられた溝36,38(後述)の底部と管状部材1の外周面との間の距離T5以下であることが好ましい。
本実施形態で、嵌込リング13の高さT3が8mmで、環状凹部12の深さt2(図2参照)が1.5mmであるので、突出高さT2は、9.5mmである。
嵌込リング13がハウジング30および環状凹部12,22よりも柔らかいと、連結する2本の管状構造物100A、100Bが互いに離れる方向に力が加わったときに、嵌込リング13が塑性変形し、脱管阻止性能を確保することができない可能性がある。
シーリングゴム40は、管状部材1の外周面と対向する2つの内周面41,42を有し、図1に示す断面において略L字形を有する。ただし、これに限定されず、例えばU字形であってもよい。
一方の内周面41の径は、小径部10の外周面の径よりわずかに小さく、小径部10の外周面に配置されると弾性変形して、小径部10の外周面と密接する。
他方の内周面42は、大径部20の外周面の径よりわずかに小さく、大径部の外周面に配置されると弾性変形して、大径部20の外周面と密接する。
図5は、図1の矢印Bの方向から見た断面図で、ハウジング30を示す。
ハウジング30は、本実施形態ではJIS G 5502 FCD450で規定される鋳鉄により製造されている。ハウジング30は、このように鋳鉄製であるため、嵌込リング13と比べて寸法公差が大きく、ハウジング30の内周面(溝が設けられていない部分)と管状部材1の外周面との最大クリアランスは上述のように2.5mm程度である。
フランジ部32には、それぞれ穴33が設けられている。半円部材30A,30Bを管状構造物100の外周に配置し、半円部材30Aのフランジ部32と半円部材30Bのフランジ部32とを対向させると、両フランジ部32に設けられた穴33は貫通する。
その穴33にはボルト34が挿入され、ボルト34のねじ部の先にはナット35が螺合されている。ナット35を締めることにより、2つの半円部材30A,30Bは、管状構造物100の外周を覆い、2本の管状構造物100は連結される。
環状溝36の幅は、大径側嵌込リング13Bが挿入可能なようにわずかな隙間を有している。
環状溝38の幅は、小径側嵌込リング13Aの幅よりも、かなり大きい。その理由は、管状構造物100は、例えば、JWWA G 113の規格によると、管長に対してプラスマイナス1.0%程度の伸縮性を有することが必要であるので、その伸縮を吸収するためである。
環状凹部12が形成されていない状態の管状部材1の外周に、図2のように環状凹部12を切削加工で製造する。
管状構造物100の連結方法について説明する。
まず、連結予定の2本の管状構造物100の一方における、挿口11又は受口21のうちの連結する側にシーリングゴム40を挿入する。
次いで、そのシーリングゴム40の内部に、2つの管状構造物100の他方における、挿口11又は受口21のうちの連結する側を挿入する。
このとき、小径側嵌込リング13Aが環状溝38に、シーリングゴム40が環状溝37に、大径側嵌込リング13Bが環状溝36に入るようにする。
半円部材30Aのフランジ部32と半円部材30Bのフランジ部32とを対向させ、両フランジ部32に設けられた穴33にボルト34を挿入し、ボルト34のねじ部の先にナット35を螺合する。
ナット35を締めることにより、2つの半円部材30A,30Bは、管状構造物100の外周を覆い、2本の管状構造物100は連結される。
実施形態の管状構造物100の効果について説明する。
以下に示す表1は、実施形態の管状構造物100と比較形態の管状構造物の離脱防止荷重を示した表である。ここで、離脱荷重とは、2つの管状構造物をハウジングを用いて連結した状態で、両方の管状構造物が互いに離れる方向に力を加えた時に耐えられる最大荷重である。
管状部材は、呼び径80A(実際の径:φ89.1mm、管厚:3.0mm)を用いた。
ここで、管状構造物は、施工現場において長さが調節されて切断されるものである。そうすると管端位置は施工現場で決定されるので、嵌込リングを管端に溶接する作業も施工現場で行うことが必要となる。しかし、施工現場での加工は品質保証の面から好ましくない。したがって、(4)の比較形態は、現実的な実施が困難である。
また、溶接を用いないため、施工現場での加工も可能である。
10 小径部
11 挿口
12 環状凹部
12A 小径側環状凹部
12B 大径側環状凹部
13 嵌込リング
13c 側面
13d 側面
13A 小径側嵌込リング
13B 大径側嵌込リング
30 ハウジング
36 環状溝
37 環状溝
38 環状溝
40 シーリングゴム
41 内周面
42 内周面
100 管状構造物
Claims (6)
- 管端部に環状凹部が形成された管状部材と、
前記管状部材の軸線に対して垂直な2つの外側面を有し、前記環状凹部の外周に押圧固定されている嵌込リングと、
を備える管状構造物。 - 前記嵌込リングは、複数の円弧状部材に分割され、前記円弧状部材は連結部材によって互いに連結されており、
連結された状態の前記嵌込リングの内周は、前記嵌込リングが押圧固定される前記環状凹部の外周よりも短く、
連結前の前記円弧状部材を前記管状部材の環状凹部外周に配置し、前記連結部材によって前記円弧状部材を互いに連結することにより、前記管状部材は前記環状凹部の外周に押圧固定される、
請求項1に記載の管状構造物。 - 前記環状凹部は、前記軸線に対して垂直な2つの内側面と、前記軸線と平行な底面とを有し、
前記嵌込リングは角リングで、
前記環状凹部の2つの前記内側面と前記嵌込リングの2つの前記外側面とがそれぞれ概当接し、前記環状凹部の底面と前記嵌込リングの内周面とが当接している、
請求項1または2に記載の管状構造物。 - 前記環状凹部の深さは、前記管状部材の径方向厚さの二分の一以下である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の管状構造物。 - 前記管状部材の管端部の一方は挿口で、他方は前記挿口よりも大径の受口であり、
前記挿口または前記受口の少なくとも一方の側に前記環状凹部および前記嵌込リングが設けられている、
請求項1から4のいずれか1項に記載の管状構造物。 - 前記管状部材および前記嵌込リングは、ステンレス鋼により形成される、
請求項1から5のいずれか1項に記載の管状構造物。
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