JP2018080770A - ねじ込み式管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な方法により作業手順や養生期間を削減して施工期間を短縮するとともに、目地部や凹部のひび割れ耐力を向上することができるねじ込み式管継手を提供する。【解決手段】外周面にねじが切られたオス継手２と、オス継手２と螺合するメス継手３と、を備えたねじ込み式管継手１において、オス継手３の端部付近に凹所２３を形成し、この凹所２３に封止用のＯリング４を装着するとともに、オス継手２の端部とメス継手３との間に、コントロールワッシャー５を介装し、このコントロールワッシャー５に当接する断面楔状の単数又は複数のスリップワッシャー６をメス継手３と管Ｐ１の外周面との間に介装する。【選択図】図１

Description

本発明は、一般にユニオン継手と呼ばれるねじ込み式の管継手に関し、より詳しくは、仮設での配管接続作業を短時間で施工できるとともに、配管内圧、衝撃、温度膨張等による配管接続部への負荷があっても接続部の抜けを防止するため、接続部のシール機構と抜け防止のスリップ機構（楔による緩み防止機構）を併せ持つ配管接続用の管継手に関するものである。

建設や土木工事では、流体を制御コントロールするため、各種のタンクやポンプが使用されており、工事現場においてはその必要に合わせて、仮設で配管作業が行われている。この種の仮設配管は、作業を行う敷地の形状や面積に合わせて各機器を配置したのち、それらを接続するため、各種の管継手（配管治具）で配管同士が接合される。

このような配管同士を接合する管継手としては、主として、ソケットの両端にフランジを配置し、これらのフランジ同士をボルトで接合したドレッサータイプと、オス継手とメス継手との間にＯリングを配置してシールした、ねじ込み式のウィングユニオンタイプとがある。

ドレッサータイプの管継手は、管の先端部をジョイント内部に挿入することにより管の伸縮を、管外径と本体のクリアランスによる可撓性により多少の角度変化を許容できるが、配管内圧、衝撃、温度膨張等の負荷があると管が抜けてしまうという問題があった。一方、ウィングユニオンタイプの管継手は、管の端に管継手を接続することから管の伸縮や角度変化に対応することはできないという問題点があるが、配管内圧、衝撃、温度膨張等の負荷を許容できるという利点がある。

ドレッサータイプとしては、例えば、特許文献１に、開口端内面にパッキン室を形成する継手本体と、前記パッキン室に収容する環状のパッキンと、前記パッキンの軸方向外側面に当接する環状のリテーナと、前記継手本体に螺合することにより前記リテーナを介してパッキンを押圧、且つ前記パッキン室に対向して開口し開口と反対側にいくにつれて漸次小内径となる第１テーパー面を形成する押輪と、円周の一個所を切欠かれた環状体で前記押輪の前記第１テーパー面と同方向に傾斜させて前記第１テーパー面に摺接させる第２テーパー面を外周に形成し且つ接続されるべき管の外周部に縮径により食い込む突起部を内周に形成する抜止リングとを具備し、前記突起部が前記抜止リングの円周方向に数個所形成してあるドレッサー形管継手が開示されている。

しかし、特許文献１に記載のドレッサー形管継手は、ドレッサー形管継手であるためフランジ同士をボルトで締め付ける必要がある上、機構が複雑で接続に時間が掛かるという問題があった。また、機構が複雑であるが故、泥水由来の土砂や粉塵等が各部材間に挟まり易く、そのため漏れやすいという問題があった。このため、特許文献１に記載のドレッサー形管継手は、工事現場における仮設配管の継手等には不向きであり、簡単に短時間で接続可能な管継手が望まれていた。

また、ウィングユニオンタイプとしては、例えば、特許文献２に、両端にねじが切られた内側ソケットと、この内側ソケットと螺合する駆動ナットからなり、両者の間に楔状のフェルールを介在させたねじ込み式の管継手が開示されている。

しかし、特許文献２に記載のねじ込み式の管継手は、ねじ込む度にフェルールが摩耗され、耐久性に乏しいという問題があった。特に、工事現場における仮設配管等の継手には、短時間での繰り返しの着脱が求められており、この問題が顕著となっている。また、ねじ込み式の管継手の脱着の際に、フェルールが外れ易く、脱落するおそれがあるという問題もあった。作業員は、通常、厚手の手袋をしており、フェルールが外れ易くねじ込み式の管継手の脱着の際のフェルールの装着が困難となっていた。

特開２００１−１０８１６６号公報 特開２０１３−２２４７４２号公報

そこで、本発明は、前述した問題を鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、振動や衝撃に強く、配管内圧、温度膨張等による接続部への負荷があっても漏れるおそれが少なく、且つ簡便で部品が脱落するおそれがなく短時間で着脱可能な管継手を提供することにある。

請求項１に記載のねじ込み式管継手は、外周面にねじが切られたオス継手と、内周面にねじが切られ前記オス継手と螺合するメス継手と、を備えたねじ込み式管継手であって、前記オス継手の端部付近には、凹所が形成され、この凹所に封止用のＯリングが装着されているとともに、前記オス継手の端部と前記メス継手との間には、ワッシャーが介装され、このワッシャーに当接し、前記メス継手が接続する管の軸方向に沿ってずれるのを防止する断面楔状の単数又は複数のスリップワッシャーが、前記メス継手と前記管の外周面との間に介装されていることを特徴とする。

請求項２に記載のねじ込み式管継手は、請求項１に記載のねじ込み式管継手において、前記凹所は、前記オス継手の端部側が開放され、前記Ｏリングは、前記オス継手が前記メス継手にねじ込まれるに従って前記ワッシャーを押圧するよう装着されていることを特徴とする。

請求項３に記載のねじ込み式管継手は、請求項１又は２に記載のねじ込み式管継手において、前記スリップワッシャーは、断面楔状の後端側で前記ワッシャーと当接することを特徴とする。

請求項４に記載のねじ込み式管継手は、請求項１ないし３のいずれかに記載のねじ込み式管継手において、前記スリップワッシャーは、リングの一部が切り欠かれた円弧状の一部材からなることを特徴とする。

請求項５に記載のねじ込み式管継手は、請求項１ないし４のいずれかに記載のねじ込み式管継手において、前記スリップワッシャーは、ゴム弾性体からなることを特徴とする。

請求項６に記載のねじ込み式管継手は、請求項１ないし５のいずれかに記載のねじ込み式管継手において、前記オス継手は、前記管内に流通する流体を収容しているタンクに溶接されていることを特徴とする。

請求項７に記載のねじ込み式管継手は、請求項１ないし５のいずれかに記載のねじ込み式管継手において、前記オス継手は、管同士を接続するジョイントソケットに取り付けられていることを特徴とする。

請求項１〜７に記載の発明によれば、オス継手の端部とメス継手との間には、ワッシャーが介装され、このワッシャーに当接し、メス継手が接続する管の軸方向に沿ってずれるのを防止する断面楔状のスリップワッシャーが、メス継手と管の外周面との間に介装されているので、メス継手が接続する管の軸方向に沿ってずれることがない。このため、管がメス継手から外れるおそれが少なく、振動や衝撃に強く、配管内圧、温度膨張等による接続部への負荷があっても漏れるおそれが少ない。また、ねじ込み式管継手であるため、短時間で脱着することができ、工事現場における仮設配管にも好適に適用することができる。その上、スリップワッシャーがメス継手のねじ部奥のコントロールワッシャー内に格納されているため、ねじ込み式管継手の脱着の際にスリップワッシャーが脱落するおそれがない。

特に、請求項２に記載の発明によれば、前記凹所は、前記オス継手の端部側が開放され、前記Ｏリングは、前記オス継手が前記メス継手にねじ込まれるに従って前記ワッシャーを押圧するよう装着されているので、ねじ込みによるＯリングの圧縮力がワッシャーを介して、スリップワッシャーを押圧することになり、管がメス継手からより外れにくくなる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、スリップワッシャーは、断面楔状の後端側で前記ワッシャーと当接するので、スリップワッシャーの断面楔状の形状は、オス継手の端部側が厚いものであり、管が外れる方向にはスリップワッシャーやオス継手がずれにくくなっている。このため、さらに、振動や衝撃に強く、配管内圧、温度膨張等による接続部への負荷があっても漏れるおそれが少ないものとなる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、スリップワッシャーは、押し潰されてすぼまる余地となるリングの一部を切り欠いた欠損部分を有した１部材からなるので、装着が容易であるとともに、部材間の隙間が少なくなり、土砂や粉塵などの微細物が挟まるおそれが少なくなり、泥水等への耐久性が向上する。

特に、請求項５に記載の発明によれば、スリップワッシャーと管の摩擦抵抗が高くなり、オス継手がずれにくく、管がメス継手からより外れにくくなっている。

特に、請求項６に記載の発明によれば、振動や配管内圧、温度膨張の影響の強いタンク直近において、前記作用効果を奏することができる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、管同士の継手部分において、本発明を適用して前記作用効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態に係るねじ込み式管継手の構成を示す鉛直断面図である。 同上のねじ込み式管継手のオス継手を示す斜視図である。 同上のオス継手を示す正面図である。 図３のＡ−Ａ線鉛直断面図である。 図１のねじ込み式管継手のメス継手を示す斜視図である。 同上のメス継手を示す正面図である。 図６のＢ−Ｂ線鉛直断面図である。 図１のねじ込み式管継手のＯリングの一部を切断して示す斜視図である。 図１のねじ込み式管継手のスリップワッシャーを示す斜視図であり、（ａ）が先端側から見た正面斜視図、（ｂ）が後端側からみた背面斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るねじ込み式管継手の構成を示す鉛直断面図である。

以下、本発明に係るねじ込み式管継手を実施するための一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

［第１実施形態］
先ず、図１〜図９を用いて、本発明の第１実施形態に係るねじ込み式管継手について説明する。泥水等を貯留するタンクＴに吸引するサクション配管を接続する場合を例示して説明する。

図１は、本実施形態に係るねじ込み式管継手の構成を示す鉛直断面図である。図１に示すように、本実施形態に係るねじ込み式管継手１は、外周面にねじが切られたオス継手２と、内周面にねじが切られたメス継手３と、オス継手２と接続する配管Ｐ１との間に介装されたＯリング４と、オス継手２の端部とメス継手３との間に介装されたコントロールワッシャー５と、メス継手３と配管Ｐ１の外周面との間に介装されたスリップワッシャー６など、から構成されている。

このねじ込み式管継手１は、泥水等を貯留するタンクＴに直接溶接され、タンクＴから外側に延びる鋼管からなる配管Ｐ１とタンクＴとを接続する機能を有している。なお、図１に示すように、管状物の管端（管軸方向の端）のタンクＴ側（オス継手側）を後端、タンクＴから離れている側（メス継手側）を先端という（以下、同じ）。

（オス継手）
図２は、本実施形態に係るねじ込み式管継手１のオス継手２を示す斜視図であり、図３は、配管Ｐ１の管軸方向に沿ってタンクＴ方向に見たオス継手２の正面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ線鉛直断面図である。図２〜図４に示すように、本実施形態に係るオス継手２は、概略円筒状の継手本体２０と、この継手本体２０の外周面の先端側に形成されたねじ山部２１と、継手本体２０の内周面から内側に突出するリング状のストッパリング部２２など、から構成されている。

継手本体２０の後端は、図４に示すように、溶接用の開先としてテーパー面が形成され、図１に示すように、グルーブ溶接などの溶接によりタンクＴに直接接続され、継手本体２０の先端側に、メス継手３がねじ山部２１で螺合されて接続される。

また、図４等に示すように、ストッパリング部２２より先端側のリング状のスペースが、後述のＯリング４を装着するスペースである凹所２３となっている（図１も参照）。

（メス継手）
図５は、本実施形態に係るねじ込み式管継手のメス継手を示す斜視図であり、図６は、配管Ｐ１の管軸方向に沿ってタンクＴ方向に見たメス継手３の正面図であり、図７は、図６のＢ−Ｂ線鉛直断面図である。図５〜図７に示すように、本実施形態に係るメス継手３は、概略円筒状の継手本体３０と、この継手本体３０の内周面の後端側に形成された雌ねじ部３１と、継手本体３０の外周面から放射状に突出する複数の取っ手部３２など、から構成されている。本実施形態に係るメス継手３では、取っ手部３２が等間隔、等角度となるように３つ突設されている。

また、図７に示すように、継手本体３０の前端側には、内周面から内側にリング状に突出して配管Ｐ１を挿入するパイプ挿入部３３が形成されている。パイプ挿入部３３の内周面の後端側には、後述のスリップワッシャー６を挿置するスペースを作るべくテーパー面３４が形成されている。

（Ｏリング）
図８は、本実施形態に係るねじ込み式管継手のＯリング４の一部を切断して示す斜視図である。本実施形態に係るＯリング４は、ブチルゴムやＡＢＳ樹脂などのゴム弾性体からなり、図８に示すように、断面が円形中実のＯ字・ドーナツ状のリング体である。このＯリング４は、図１に示すように、前述の前端側が開放された凹所２３に挿置されて配管Ｐ１とメス継手３との間を密閉・封止（シール）し、配管Ｐ１内を流れる泥水などの流動体（流体）が漏れ出さないようにする機能を有している。

勿論、本発明に係るＯリングは、ゴム弾性体のような自在に弾性変形して配管Ｐ１とメス継手３との間を封止し、密閉可能な素材であれば、特に限定されるものではない。また、図示実施形態に限られず、中空となったチューブ状のものであってもよいことは云うまでもない。

（コントロールワッシャー）
コントロールワッシャー５は、薄板鋼板からリング状に加工された一般的なワッシャーであり、図１に示すように、前述のＯリング４と、後述のスリップワッシャー６との間に介在して、それぞれの圧縮された際の反発力を他の部材に面圧として伝達する機能を有している。

また、このコントロールワッシャー５は、メス継手３のねじ山間隔と同等以下の薄さのワッシャーであるとともに、雌ねじ部３１の最小径より大きい外径のワッシャーであり、後述のスリップワッシャー６が外れないようにメス継手３のストッパリング部２２の後端側の雌ねじ部３１内に格納する機能も有している。

（スリップワッシャー）
図９は、本実施形態に係るねじ込み式管継手のスリップワッシャーの一部を切断して示す斜視図であり、（ａ）が先端側から見た正面斜視図、（ｂ）が後端側からみた背面斜視図である。スリップワッシャー６は、Ｏリング４と同様に、ブチルゴムやＡＢＳ樹脂などの摩擦抵抗の大きいゴム弾性体からなり、図９に示すように、配管Ｐ１の管軸に沿った鉛直断面において配管Ｐ１と接する底辺が長い直角三角形となった断面楔状の部材である。このスリップワッシャー６は、前述のメス継手３のテーパー面３４と協働してメス継手３及びねじ込み式管継手１から配管Ｐ１が抜け出して外れないようにする機能を有している。

図９（ａ）に示すように、本実施形態に係るスリップワッシャー６は、内周面の鉛直断面が略水平となり、そこから後端６０が直角に立上り、傾斜面６１を経由して先端６２が尖った形状となったリングの一部が切り欠かれた一部材から構成されている。スリップワッシャー６の形状を、リングの一部が切り欠かれ形状としたのは、オス継手２とメス継手３の螺合により、スリップワッシャー６が押し潰された際に、切り欠かれた部分が弾性変位で伸びる余地となるからである。

なお、本発明に係るスリップワッシャーは、メス継手３の内周面に等間隔に配置された複数の部材から構成されていてもよい。要するに、前述のメス継手３のテーパー面３４と協働して配管Ｐ１が抜けださないように構成された断面楔状の部材であればよい。但し、本実施形態に係るスリップワッシャー６のように一部材であれば、装着が容易であるとともに、部材間の隙間が少なくなる。このため、土砂や粉塵などの微細物が挟まるおそれが少なくなり、泥水等への耐久性が向上するため好ましい。

また、前述のように、Ｏリング４とスリップワッシャー６との間には、コントロールワッシャー５を介在させている。このため、取っ手部３２をハンマー等で殴打し、メス継手３を回動させることにより、オス継手２をメス継手３の雌ねじ部３１にねじ込んでいくと、オス継手２がメス継手側に締め付けられていく。この締付け力によりスリップワッシャー６とコントロールワッシャー５が押され、Ｏリング４を押し潰すことにより、挿入した配管Ｐ１の外周をシールすることとなる。コントロールワッシャー５がメス継手３当接すると、スリップワッシャー６がメス継手３のテーパー面３４に押され、スリップワッシャー６が絞られる。絞られたスリップワッシャー６は、挿入した配管Ｐ１の外側を圧着する（図１参照）。

つまり、Ｏリング４を押し潰した押圧力がコントロールワッシャー５の面圧としてスリップワッシャー６へ伝達され、スリップワッシャー６へ伝達されたこの応力は、後端６０を介して傾斜面６１及びメス継手３のテーパー面３４の働きにより（図９参照）、配管Ｐ１を押圧する分力が発生することとなる（図１参照）。ここで、スリップワッシャー６は、図９、図１に示すように、摩擦抵抗の大きいゴム弾性体からなり、配管Ｐ１と接する底辺が長いため、この配管Ｐ１を押圧する分力により確実に配管Ｐ１が横方向（軸方向に）に沿ってずれることを防止することができる。

また、前述のように、コントロールワッシャー５の外径は、雌ねじ部３１の最小径より大きく設定されており、メス継手３のストッパリング部２２の後端側の雌ねじ部３１の奥にスリップワッャー６を格納している。このため、ねじ込み式管継手１で配管Ｐ１を脱着する際にスリップワッシャー６が脱落するおそれがないうえ、作業員がスリップワッシャー６を装着する必要もない。よって、ねじ込み式管継手１で配管Ｐ１を脱着すことが容易となり、短時間で着脱可能である。

逆に、ねじ込み式管継手１から配管Ｐ１を取り外すときは、ねじを戻す方向に取っ手部３２をハンマー等で殴打し、オス継手２とメス継手３との間が広がると、スリップワッシャー６の弾性体の自己復元力により広がり、挿入した配管Ｐ１の外周をフリーとする。さらにメス継手３を回してねじを戻すと、Ｏリング４を潰す力が緩み、挿入した配管Ｐ１の外周シールも解放されることとなる。このように、ねじ込み式管継手１による配管Ｐ１のタンクＴへの脱着が極めて容易に短時間で可能となる。

以上説明した本発明の第１実施形態に係るねじ込み式管継手１によれば、配管Ｐ１と接する底辺が長い直角三角形状のスリップワッシャーが配置されているため、メス継手３が配管Ｐ１の軸方向に沿ってずれることがない。このため、配管Ｐ１がメス継手３及びねじ込み式管継手１から外れるおそれが少なく、配管内圧、温度膨張等による負荷があっても配管Ｐ１内を流れる流動体が漏れるおそれが少ない。また、タンクＴに貯留する流動体の性状によっては、周囲の環境に負荷が大きく、本発明の第１実施形態に係るねじ込み式管継手１は、環境汚染を防止にも資することとなる。

その上、図１に示したように、ねじ込み式管継手１のオス継手２をタンクＴに直接溶接しポンプのサクション配管に用いると、ねじ込み式であるため、タンクＴと配管Ｐ１との接続作業を短時間で行うことができる。また、タンクＴに直接取り付ける場合、ポンプの駆動による衝撃や温度膨張等の負荷が大きく、従来は、前記作用効果を達成することが困難であった。

しかし、前述のように、ねじ込み式管継手１に、Ｏリング４のシール機構と抜け防止のスリップワッシャー６のスリップ機構を併せ持たせることにより、衝撃や温度膨張等の負荷が大きい場合でも確実に配管Ｐ１とメス継手３との間を密閉して封止し、配管Ｐ１内を流れる泥水などの流動体が漏れ出さないようにすることができる。

［第２実施形態］
次に、図１０を用いて、本発明の第２実施形態に係るねじ込み式管継手１’について説明する。図１０は、本発明の第２実施形態に係るねじ込み式管継手１’の構成を示す鉛直断面図である。図１０に示すように、本実施形態に係るねじ込み式管継手は、前述の第１実施形態に係るねじ込み式管継手１が左右対称に２つ配置され、その間となるオス継手２間がジョイントソケットＰ２で接続されている。なお、ねじ込み式管継手１の各構成は、前述の第１実施形態に係るねじ込み式管継手１と同様であるため、同一符号を付し、説明を省略する。

本発明の第２実施形態に係るねじ込み式管継手１’は、前述の継手本体２０の後端間に、継手本体２０の管厚と略同厚の鋳鉄管又は鋼管からなるジョイントソケットＰ２が、グルーブ溶接などの溶接接合により接合されている。

そして、左右一対のメス継手３のパイプ挿入部３３に配管Ｐ１をそれぞれ挿通する。これにより、配管Ｐ１同士の接続が可能となるとともに、Ｏリング４のシール機構と抜け防止のスリップ機構により、各メス継手３から配管Ｐ１がずれて外れることを防止することができる。

このような第２実施形態に係るねじ込み式管継手１’によれば、本発明を管同士の接続に適用して、ドレッサータイプの管継手と同様に配管Ｐ１同士の接続ができるとともに、配管内圧力の変動により配管Ｐ１が管継手から抜けることを防止することができる。これによりポンプの吐き出し側の接続を簡便に行うことが可能となる。

以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係るねじ込み式管継手について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

１，１’ ：ねじ込み式管継手
２ ：オス継手
２０ ：継手本体
２１ ：ねじ山部
２２ ：ストッパリング部
２３ ：凹所
３ ：メス継手
３０ ：継手本体
３１ ：雌ねじ部
３２ ：取っ手部
３３ ：パイプ挿入部
３４ ：テーパー面
４ ：Ｏリング
５ ：コントロールワッシャー（ワッシャー）
６ ：スリップワッシャー
６０ ：後端
６１ ：傾斜面
６２ ：先端
Ｐ１ ：配管（管）
Ｐ２ ：ジョイントソケット
Ｔ ：タンク

Claims (7)

1. 外周面にねじが切られたオス継手と、内周面にねじが切られ前記オス継手と螺合するメス継手と、を備えたねじ込み式管継手であって、
   前記オス継手の端部付近には、凹所が形成され、この凹所に封止用のＯリングが装着されているとともに、
   前記オス継手の端部と前記メス継手との間には、ワッシャーが介装され、このワッシャーに当接し、前記メス継手が接続する管の軸方向に沿ってずれるのを防止する断面楔状の単数又は複数のスリップが、前記メス継手と前記管の外周面との間に介装されていること
   を特徴とするねじ込み式管継手。
2. 前記凹所は、前記オス継手の端部側が開放され、前記Ｏリングは、前記オス継手が前記メス継手にねじ込まれるに従って前記ワッシャーを押圧するよう装着されていること
   を特徴とすること請求項１に記載のねじ込み式管継手。
3. 前記スリップは、断面楔状の後端側で前記ワッシャーと当接すること
   を特徴とすること請求項１又は２に記載のねじ込み式管継手。
4. 前記スリップは、リングの一部が切り欠かれた円弧状の一部材からなること
   を特徴とすること請求項１ないし３のいずれかに記載のねじ込み式管継手。
5. 前記スリップは、ゴム弾性体からなること
   を特徴とすること請求項１ないし４のいずれかに記載のねじ込み式管継手。
6. 前記オス継手は、前記管内に流通する流体を収容しているタンクに溶接されていること
   を特徴とすること請求項１ないし５のいずれかに記載のねじ込み式管継手。
7. 前記オス継手は、管同士を接続するジョイントソケットに取り付けられていること
   を特徴とすること請求項１ないし５のいずれかに記載のねじ込み式管継手。

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