JP3546452B2 - 自在継手の構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、下排水用に用いられる管体における管体同士の接続角度を自在に調節する自在継手の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水や排水の管路を構成する管体には、管路の配管方向を変える管継手が用いられる。
この種の管継手としては、一対の管体の端部に球形の継手部分を設け、これらの球形継手部分を互いに嵌合させる自在継手などが知られているが、この自在継手は、継手部分の管の肉厚分等による段差が生じることから、この段差が管体内を流れる流体の障害になるという欠点があった。
【０００３】
そこで、上記のような欠点を解消するために、一対の管体の各接続部の接続端面をそれぞれ管軸方向に対して所定角度に傾斜形成し互いを回転自在に接続する自在継手が案出され（特開平１−１８２６９４号公報，実開平４−９５３８４号公報）、この自在継手が使用されていた。
【０００４】
この従来の自在継手は、所定角度に傾斜した各接続端面の一方の接続端面に拡径状の受口を延出形成し、他方の接続端面に前記受口に挿着される挿口を形成した構成となっており、挿口側の外周面に環状溝を形成してシール用ゴム輪を装着するとともに、係合溝を環状溝に沿って形成し、また、受口側の先端縁の内周面に係合フランジを突出形成して、前記受口および挿口を互いに嵌合させ、係合フランジを係合溝に係合させることで、互いを摺動自在とし、回転させることで一方の管体に対する他方の管体の角度を設定させるようになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の自在継手では、管体同士を接続する一対の接続部が、傾斜形成された接続端面で構成されるとともに、この傾斜端面に対して直交する方向を軸線方向となるように受口及び挿口が形成され、またその内外周面である嵌合面が傾斜端面に対して直角方向となるように形成されていることから、この嵌合面に配設されている止水のためのゴム輪が、受口側の係合フランジに接触してしまい嵌合時に離脱してしまうという問題があった。
【０００６】
また、傾斜形成された各接続端面は、略真円形状の管体本体を斜めに切断して得られるために、管軸方向に対して所定の傾斜角度で切断形成される傾斜端面の最大幅長を長軸とし、管体本体の直径を短軸とした楕円形状となり、これら接続端面を対向させ接続した際に、一方の接続端面と他方の接続端面とを互いに長軸と短軸とで一致させている場合は問題がないが、互いに長軸と短軸とを合わせた状態、すなわち各管体を９０°回転させた状態とすると、管体内壁面が滑らかに連続せず、短軸側の内面から長軸側の内面へ移行する接続端面の位置にて段部が生じてしまい、特に各接続端面の傾斜角度を大きく設定すると、この段部が顕著に表れ、流路として不適当となる問題が発生する。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点を解消するために、止水用のゴム輪が脱落することなく、容易に嵌合でき、任意の角度に管路方向を変えることができるとともに、接続部分での管内面が滑らかに形成される自在継手の構造を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
次に、上記の目的を達成するための手段を、実施例に対応する図面を参照して説明する。
この発明の自在継手１の構造は、管軸方向に対して所定の角度θに傾斜した接続端面６を有するとともに該接続端面６に沿う外周面に先細りとなる所定のテーパ角αのテーパ部８が形成され且つ前記接続端面６における開口６ａが略真円状に形成された管接続部４を有する一方の管体２と、管軸方向に対して所定の角度θに傾斜した接続端面７を有するとともに該接続端面７から所定の角度の拡がり角βの拡径部１３が延出形成され且つ前記接続端面７における開口７ａが前記一方の管体２と同径の略真円状に形成される管接続部５を有する他方の管体３とを具備し、
前記一方の管体２および／または前記他方の管体３は、その中途が前記管軸方向に対して所定の角度γに傾斜した屈曲管とされており、
前記一方の管体２と前記他方の管体３とは、互いに前記各接続端面６，７を介して回転自在に接続されることを特徴としている。さらに、他方の管体３の管接続部５の拡径部の先端面に、一方の管体２の管接続部４のテーパ部８の被覆フランジ１２に対して点接触あるいは線接触となる断面半円形状の突起１５又は凸条を形成させることにより、一方の管体２に対して他方の管体３を回転させる際に、摩擦抵抗を軽減させるようにしている。
【０００９】
【作用】
一方の管接続部４を他方の管接続部５に挿着させる際、一方の管接続部４はテーパ角αのテーパ部８が形成され、他方の管接続部５は拡がり角βの拡径部１３が形成されていることから、容易に挿着が行える。
【００１０】
そして、これにより互いが摺動自在に嵌着されて、回転自在となり、両管接続部４，５の互いに所定の角度θに傾斜した接続端面６，７によって、接続部分において０〜２θの間の任意の角度の曲げ角度を自在に調節することができるとともに、一方の管体２がその中途が管軸方向に対し所定角度γに傾斜した屈曲管とされた場合での各管体間においては、γ〜２θ＋γの間の任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができる。
【００１１】
また、各管体２，３のそれぞれの接続端面６，７における各開口６ａ，７ａを略真円状に形成したので、この接続部分における管内面は滑らかに連続した流路となり、流体がスムーズに流れる。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明による自在継手の構造の一実施例を示す側断面図、図２は同実施例による自在継手の構造の分解側断面図である。
この自在継手１の構造は、一対の管体２，３で構成され、互いの対向する各端部が管接続部４，５とされ、それぞれの管接続部４，５は、管体本体の管軸方向に対して所定の角度θ、例えば６°に傾斜した接続端面６，７が形成され、これら接続端面６，７を介して回転自在に相互接続されるようになっている。
【００１３】
各管体２，３の一方の管体２の管接続部４は、挿口となっており、図２に示すように、接続端面６に沿う外周面に先細りとなる所定のテーパ角α、本実施例では接続端面６の傾斜角θと同一の角度６°のテーパ部８、別言すると、接続端面６を基準面としこれに直交する方向を軸線方向とした際のテーパ角αのテーパ部８、が形成されている。
【００１４】
このテーパ部８には、その外周の先端側に接続端面６に沿う環状溝９が形成され、図２に示すようにＯリングなどのシール用ゴム輪１０が装着されている。
【００１５】
また、このテーパ部８には、環状溝９と平行に沿うように係合溝１１が形成されるとともに、この係合溝１１の外側となるテーパ部８の基端側に、係合溝１１に沿う被覆フランジ１２が突出形成されている。この被覆フランジ１２には、図１に示すように補強のためのリブ１２ａを設けてもよい。
【００１６】
なお、このテーパ部８の先端となる接続端面６は、均一な幅の中空同心円となるように形成されるとともに、この接続端面６における開口（内径部分）６ａが略真円状に形成され、また、図２に示すように、係合溝１１と環状溝９の間には、この一方の管体２の射出成型時における変形を低減するための逃げ溝８ａが形成されている。
【００１７】
また、この一方の管体２は、図１に示すように、管体本体の中途が、管軸方向に対して所定の角度γ、本実施例では３°に傾斜した屈曲管とされている。
この屈曲方向は、管軸方向に対する接続端面６の傾斜方向と反対の方向とされており、すなわち、接続端面６を基準にテーパ部８の軸線を垂直線とすると、この中途部分からθ＋γの傾斜角度、つまり中途から軸線が９°屈曲し、管接続部４と反対の管端部４’が斜め方向に向いた管体とされている。
【００１８】
なお、本実施例では、図１に示すように、前記屈曲部分に拡径テーパ面４ａが形成され、管端部４’側に他の管体との接続のための受口が形成されている。
【００１９】
次に、各管体２，３の他方の管体３の管接続部５は、拡径形状の受口となっており、図２に示すように、接続端面７から前記挿口のテーパ部８のテーパ角αと同一の角度の拡がり角β、すなわち接続端面７の傾斜角θと同一の角度６°の拡径部１３、別言すると、接続端面７を基準面としこれに直交する方向を軸線方向としこれに対する拡がり角βの拡径部１３、が延出形成されている。
【００２０】
また、この拡径部１３の先端縁の内周面１３ａには、接続端面７に平行に沿う断面が鉤爪状に形成された係合フランジ１４が突出形成されている。なお、この係合フランジ１４の突出量、すなわちこの係合フランジ１４の先端における内径Ｄ２は、図２および図３に示すように、前記テーパ部８の係合溝１１の位置における最外形より小径で、テーパ部８の環状溝９に装着されているシール用ゴム輪１０の最外径Ｄ１と同等若しくはこの最外径Ｄ１よりやや大径となるように設定され形成されている。
【００２１】
また、この拡径部１３の底部となる接続端面７は、前述したテーパ部８の接続端面６と同様に、均一な幅の中空同心円となるように形成されるとともに、その開口（内径部分）７ａが、テーパ部８の接続端面６の開口６ａと同径の略真円状に形成される。
【００２２】
なお、この他方の管体３の拡径部１３が形成される管接続部５と反対の管端部５’は、図１に示すように、他の管体との接続のための挿口となっている。
【００２３】
そして、一方の管接続部４である挿口を、他方の管接続部５である受口に挿着させ、図３に示すように、テーパ部８の係合溝１１に拡径部１３の係合フランジ１４を係合させ、摺動自在に嵌着させる。
なお、この嵌着状態では、環状溝９内のシール用ゴム輪１０は図３に示すように圧縮変形され水密状態となり、また、両管体２，３を回転させていない真直な状態では、図１に示すように、各管体２，３本体の中心軸線Ｌ１，Ｌ２が同一線上となり、一方の管体２の中途から屈曲し、この管体２の管端部４’が３°傾斜した状態となる。
【００２４】
従ってこのように構成された自在継手１の構造では、一対の管体２，３の一方の管接続部４である挿口を他方の管接続部５である受口に挿着させ、テーパ部８の係合溝１１に拡径部１３の係合フランジ１４を係合させて接続すると、一方の管体２に対して他方の管体３は回転自在となり、互いに傾斜した接続端面６，７によって、他方（一方）の管体は一方（他方）の管体に対し、接続部分において０〜２θ（図４参照）、すなわち本実施例では０〜１２°の間の任意の角度の曲げ角度を自在に調節することができ、各管体２，３の各管端部４’，５’においては、図４に示すように、γ〜２θ＋γ、すなわち本実施例では３〜１５°の間の任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができる。
【００２５】
また、一方の管体２を予め所定の角度γ屈曲した管体としているとともに、各管体２，３の接続端面６，７を所定の角度θに傾斜させていることから、各管体を１８０°回転させたときの最大屈曲角度が２θ＋γとすることができるので、各管体２，３の接続端面６，７の傾斜角度θを小さく設定でき、これら接続端面６，７における形状が略円形状となり、さらにこれら接続端面６，７における各開口６ａ，７ａを略真円状に形成したので、これら管体２，３の接続部分における内面の状態が段部などを有しない滑らかな連続した状態となり、澱や異物などが引っ掛かり滞留することなく、下排水などの流体がスムーズに流れる最適な流路となる。
特に管体の径の大きい大口径管の場合に適しており、ゆるやかに管路の方向を変更できる自在継手を構成することが可能となる。
【００２６】
そして、この自在継手１の構造の組立の際、すなわち、一方の管接続部（挿口）４を他方の管接続部（受口）５に挿着させる際に、一方の管接続部（挿口）４はテーパ角αのテーパ部８が形成され、他方の管接続部（受口）５は拡がり角βの拡径部１３が形成されていることから、容易に挿着が行えるとともに、拡径部１３の内周面１３ａに突設された係合フランジ１４の内径が、テーパ部８に装着されたシール用ゴム輪１０における最外径と同等若しくはやや大径に形成されていることにより、係合フランジ１４はシール用ゴム輪１０に引っ掛かることなく係合溝１１に係合されるので、この装着作業時にゴム輪１０が脱落することがない。
【００２７】
なお、前述した実施例では、テーパ部８のテーパ角α及び拡径部１３の拡がり角βを、接続端面６，７の傾斜角θと同一角度に設定され形成されている例について述べたが、これらテーパ角α及び拡がり角βが傾斜角θと同一でなくても所定の角度で形成されていれば、上記同様の効果を得ることができる。
例えば、図５に示すように、テーパ部８のテーパ角αと拡径部１３の拡がり角βとの関係をα＞βとして設定し形成すると、テーパ部８の表面と拡径部１３の内面との間に間隙を設けることができ、これによりテーパ部８の環状溝９に装着されるシール用ゴム輪１０の体積を大きく設定させることができ、この接続部分でのシール性を向上させることができる。
【００２８】
また、上述した実施例では、テーパ部８と拡径部１３とが単に挿着される構造として説明したが、図３に示すように、拡径部１３の先端面１３ｂに、断面半円形状の突起１５または周方向にこの断面形状が連続する凸条を形成させると、互いが挿着された連結状態で、この突起（凸条）１５がテーパ部８の被覆フランジ１２に対して点接触あるいは線接触となり、一方の管体２に対して他方の管体３を回転させる際に、摩擦抵抗を軽減させることができる。
【００２９】
さらに、上述した実施例では、一方の管体２のみを、中途で管軸方向に対し所定の角度γに傾斜させた屈曲管とした例について述べたが、他方の管体３の中途を、一方の管体２と同様に管軸方向に対して角度γに傾斜させ、屈曲管とさせて構成してもよい。
この場合、一方の管体２のみ、他方の管体３のみ、両管体２，３とも、を屈曲管として構成させることが可能であり、それぞれの組み合わせを任意に選択可能である。
【００３０】
また、上述した実施例は、一対の管体２，３におけるそれらの接続部分を角度調整自在な継手構造とした例について述べたが、管体同士ではなく、一方または他方の管接続部が排水桝に形成されている構造としてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による自在継手の構造では、一方の管接続部を他方の管接続部に挿着させ、テーパ部の係合溝に拡径部の係合フランジを係合させて接続すると、一方の管体に対して他方の管体は回転自在となり、互いに傾斜した接続端面によって、他方（一方）に対し一方（他方）が、任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができる。
【００３２】
すなわち、各接続端面の傾斜角度がθの場合、これら接続端面によって、他方（一方）に対し一方（他方）が、接続部分において０〜２θの間の任意の角度の曲げ角度を調節でき、また、一方の管体を、その中途が管軸方向に対し所定の角度γに傾斜した屈曲管とすると、各管体間においては、γ〜２θ＋γの間の任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができるという効果がある。
【００３３】
また、上記のことから、各管体の最大屈曲角度が２θの角度に傾斜角γを加えた角度とすることができるので、予め傾斜し屈曲していることを考慮すると各管体の接続端面の傾斜角度θを小さく設定させることができ、これにより接続端面における形状を真円形状に近く形成させることができるとともに、さらにこの接続端面における各開口をそれぞれ略真円状に形成したことから、これら管体の接続部分における内面の状態が段部などを有しない滑らかな連続した状態となり、澱や異物などが引っ掛かることなく、下排水などの流体をスムーズに流せる流路とすることができるという効果がある。
【００３４】
そして、この自在継手の構造の組立の際、すなわち、一方の管接続部を他方の管接続部に挿着させる際に、一方の管接続部はテーパ角αのテーパ部が形成され、他方の管接続部は拡がり角βの拡径部が形成されていることから、容易に挿着が行えるとともに、拡径部の内周面がテーパ部に装着されるシール用ゴム輪に接触することなく互いを係合することができるので、この装着作業時にゴム輪が脱落することがないという効果がある。
【００３５】
これにより、配管施工の作業が煩雑になることがなく、容易に任意の角度に管路の方向を変えることができる。さらに、他方の管体３の管接続部５の拡径部の先端面に、一方の管体２の管接続部４のテーパ部８の被覆フランジ１２に対して点接触あるいは線接触となる断面半円形状の突起１５又は凸条を形成させているので、一方の管体２に対して他方の管体３を回転させる際に、摩擦抵抗が軽減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自在継手の構造の一実施例を示す側断面図
【図２】同実施例による自在継手の構造を示す分解側断面図
【図３】同実施例による自在継手の構造の一部拡大側断面図
【図４】同実施例による自在継手の構造の使用状態を示す側断面図
【図５】他の実施例による自在継手の構造の一部拡大側断面図
【符号の説明】
１…自在継手
２…一方の管体
３…他方の管体
４…一方の管接続部
５…他方の管接続部
６…一方の接続端面
６ａ…開口
７…他方の接続端面
７ａ…開口
８…テーパ部
１３…拡径部
α…テーパ角
β…拡がり角
γ…傾斜角度
θ…傾斜角

Claims (1)

1. 管軸方向に対して所定の角度θに傾斜した接続端面を有するとともに該接続端面に沿う外周面に先細りとなる所定のテーパ角αのテーパ部が形成され且つ前記接続端面における開口が略真円状に形成された管接続部を有する一方の管体と、管軸方向に対して所定の角度θに傾斜した接続端面を有するとともに該接続端面から所定の角度の拡がり角βの拡径部が延出形成され且つ前記接続端面における開口が前記一方の管体の開口と同径の略真円状に形成される管接続部を有する他方の管体とを具備し、
   前記一方の管体および／または前記他方の管体は、その中途が前記管軸方向に対して所定の角度γに傾斜した屈曲管とされており、
   前記一方の管体と前記他方の管体とは、互いに前記各接続端面を介して回転自在に接続され、前記他方の管体の管接続部の拡径部の先端面には、前記一方の管体の管接続部のテーパ部の被覆フランジに対して点接触あるいは線接触となる断面半円形状の突起又は凸条を形成したことを特徴とする自在継手の構造。

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