JP3553713B2

JP3553713B2 - 流体管のシール構造

Info

Publication number: JP3553713B2
Application number: JP33100295A
Authority: JP
Inventors: 英重本間
Original assignee: Suiken Co Ltd
Current assignee: Suiken Co Ltd
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2015-11-27
Also published as: JPH09144962A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道管やガス管などの流体管同士をシールする流体管のシール構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその欠点】
流体管のシール構造としては、図９に示す３種類が広く用いられている。
図９（ａ），（ｂ）のＡ型およびＫ型のシール構造は、シールリング１００が挿口部１０１の外径よりも数ｍｍ以上小さいので、シールリング１００の内径を広げて挿口部１０１に装着しなければならない。また、押輪１０２によってシールリング１００を受口部１０３に押し込み、シールリング１００の内外周の全面を受口部１０３および挿口部１０１に圧接させる必要があるので、ボルト１０４を大きな締付トルクで締付ける必要があるうえ、所期のシール性能を得るためにはトルク管理も必要になる。さらに、シールリング１００を大きな力で圧縮変形させるので、流体管に与える外力が大きくなるから、塩化ビニル管や石綿管などの強度の小さい流体管のシール構造としては好ましくない。
【０００３】
一方、図９（ｃ）のＴ型のシール構造は、予め受口部１０３にシールリング１００を装着した後、挿口部１０１を受口部１０３内に挿入するので、前述のＡ型やＫ型のような問題は生じない。しかし、Ｔ型においては、十分なシール性能を得るためにシールリング１００の圧縮代を十分に大きくしているので、挿口部１０１を受口部１０３に挿入する際の抵抗が大きいから、管挿入用の治具が必要となる。
【０００４】
このように、従来のシール構造では、トルク管理が必要になったり、あるいは、治具を用いる必要がある等、施工性が悪いという欠点がある。
【０００５】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたもので、その主たる目的は施工性を向上し得る流体管のシール構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成を第１実施形態を示す図２および図３を用いて説明する。
本発明は、第１流体管１の受口部１０に第２流体管２の挿口部２０を挿入し、２つの流体管１，２の間に介挿したシールリング３によって２つの流体管１，２の間をシールする流体管のシール構造に関する。本発明は、シールリング３を受口部１０の奥に向って押し込む押輪４を設けている。受口部１０には、受口部１０の奥において内向きに突出するストッパ部１１と、このストッパ部１１から離れた位置に形成されたテーパ面１４とが設けられている。シールリング３は、押輪４により前記受口部１０の奥に向って押し込まれることで、受口部１０の内周面と挿口部２０の外周面との間をシールするシール部３１と、このシール部３１の内径および挿口部２０の外径よりも大きな内径を有し、挿口部２０を受口部１０に挿入した際にストッパ部１１に当接してシール部３１が受口部１０の奥へ移動するのを抑制する先端部３２とを備えている。前記受口部１０のテーパ面１４と、シール部３１との間には、挿口部２０を受口部１０に挿入した際にシール部３１が径方向の外方へ逃げる隙間１５ａが設けられている。
【０００７】
第２流体管２を第１流体管１に挿入する際には、シールリング３を予め受口部１０の内周に装着した状態で、挿口部２０を受口部１０に挿入する。この点は、従来のＴ型と似たような接続構造であるが、押輪４を設けているので、図３のように、押輪４によってシール部３１をテーパ面１４に沿って押し込むことによりシールを図るから、図２のシール部３１の内径を挿口部２０の外径に近似した値としても十分なシール機能を発揮することができる。一方、前記挿入の際には、シールリング３のシール部３１が挿口部２０と共に受口部１０の奥に向って移動しようとするが、シールリング３の先端部３２が受口部１０のストッパ部１１に当接して、圧縮荷重によりシール部３１が径方向の外方に膨れて拡径するので、シール部３１の圧縮代が小さくなるから、挿口部２０を小さな力でスムースに挿入することができる。
【０００８】
請求項２の発明では、ストッパ部１１の近傍にストッパ部１１に近づくに従い径が小さくなる案内面１１ａが形成され、図３のように、押輪４によりシールリング３が押し込まれた際に、先端部３２が案内面１１ａに案内されて内方に向って曲がることで挿口部２０の外周面に圧接して２つの流体管１，２の間をシールする。
【０００９】
請求項２の発明においては、図２の押輪４によって管軸方向Ｃにシールリング３に大きな圧縮荷重を加えると、図３のように、案内面１１ａに案内されて先端部３２が内方に曲がる。そのため、先端部３２は、ストッパ部１１に圧接すると共に挿口部２０の外周面に圧接して、２つの流体管１，２の間をシールする。他方、シール部３１は、奥に押し込まれることにより、テーパ面１４と挿口部２０とに圧接して２つの流体管１，２の間をシールする。したがって、２段階のシールを図ることができると共に、従来のＡ型やＫ型と異なり、シールリング３の内外周の全面を受口部１０と挿口部２０に圧接させるものではないから、押輪４を押し込む力を小さくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は本発明が適用された継手Ｊを示し、この継手Ｊは、第１流体管を構成する継手本体１、シールリング３、押輪４、テーパボルト５および抜止具６などで構成されている。本継手Ｊは、この図に示すように、シールリング３、押輪４および抜止具６などを継手本体１にセットした状態で、図２の一点鎖線で示す第２流体管２の挿口部２０を挿入できるようになっている。
【００１１】
前記テーパボルト５は、継手本体１の径方向にたとえば２本ねじ込まれており、先端の円錐部５０によって押輪４の後端面４０を押すものである。前記押輪４は、シールリング３を継手本体１の受口部１０の奥に向って押し込むもので、図４に明示するように、全体が環状に形成されている。前記押輪４におけるテーパボルト５に接触する部分には、径方向の外方に若干突出する外向突部４１が、円周方向の一部にわたって形成されている。
【００１２】
図２のシールリング３は、管軸方向Ｃの中央のシール部３１と、継手本体１の奥側の先端部３２と、この先端部３２の反対側において押輪４に接触して押される被押圧部３３とが一体で、かつ、全体が環状に形成されている。前記シール部３１は、たとえば、受口部１０の内周面に接触する断面円弧状の第１シール面３１ａ（図５（ｄ））と、挿口部２０の外周面に接触する断面円弧状の第２シール面３１ｂ（図５（ｄ））とを有するＯリング状に形成されている。一方、先端部３２は、シール部３１から継手本体１の奥に向って突出して形成されている。
【００１３】
受口部１０は、受口部１０の奥において内向きに全周にわたって突出する円環状のストッパ部１１を有すると共に、第１、第２および第３収容空間１３，１５，１６を形成している。第１収容空間１３は、ストッパ部１１から受口部１０の開口端部１２に向って形成され、シールリング３の先端部３２を収容している。第２収容空間１５は、第１収容空間１３に連なり開口端部１２に行くに従い径大となるテーパ面１４の内周側に形成されており、シール部３１の一部ないし全部を収容する。前記シール部３１とテーパ面１４との間には、隙間１５ａが設けられている。第３収容空間１６は、第２収容空間１５に連なり、シールリング３の被押圧部３３および押輪４を収容している。この第３収容空間１６を形成する受口部１０には、段部１７が設けられており、図３の配管状態においては、押輪４の外向突部４１が段部１７に近接して対向している。
【００１４】
受口部１０の開口端部１２には、図４に明示するように、内方に突出する被係合突部１８が形成されている。この被係合突部１８は円周方向の一部が切欠された切欠部１８ａを有しており、この切欠部１８ａに押輪４の外向突部４１を合致させて押輪４を継手本体１の内方に挿入する。
【００１５】
図２のシールリング３のシール部３１は、押輪４により第２収容空間１５から第１収容空間１３に向って押し込まれることで、受口部１０のテーパ面１４と挿口部２０の外周面とに接触して２つの管１，２の間をシールするものである。前記シール部３１の内径は、挿口部２０の外径よりも若干小さい値に設定されている。前記シール部３１の外径は、第１収容空間１３のテーパ面１３ａの最も径の大きい部分よりも大きな値に設定されている。なお、奥側のテーパ面１３ａと前述のテーパ面１４とは互いに連なっており、奥側のテーパ面１３ａの方が傾斜が緩やかになっている。
【００１６】
シールリング３の先端部３２は、シール部３１の内径および挿口部２０の外径よりも大きな内径を有し、かつ、受口部１０の第１収容空間１３のテーパ面１３ａとの間に隙間を有する外周面３２ａを有している。この先端部３２は、挿口部２０を受口部１０に挿入した際に、ストッパ部１１に当接してシール部３１が受口部１０の奥へ移動するのを抑制する。一方、先端部３２は、図３のように、押輪４によりシールリング３が押し込まれた際に、ストッパ部１１に圧接すると共に、ストッパ部１１の近傍に形成された断面円弧状の案内面１１ａに径方向の内方に導かれて内方に倒れて挿口部２０の外周面に圧接することで、２つの管１，２の間をシールする。
【００１７】
図１の抜止具６は、２つ割れで、前記被係合突部１８に係合する係合部６０と、第２流体管２の外周にくい込む係合要素６１を有しており、組立ボルト６２を締め上げることによって、第２流体管２の抜け出しを防止する周知の構造を備えている。
【００１８】
つぎに、継手本体１と第２流体管２との接続方法について説明する。
まず、予め、工場において、継手本体１に、シールリング３，押輪４，テーパボルト５および抜止具６を組付けて、継手Ｊを組立てておく。この際、テーパボルト５はルーズにねじ込んでおく。施工現場においては、組立てた状態の継手Ｊを第２流体管２に嵌挿するか、あるいは、継手Ｊに第２流体管２を挿入する。この際、図２の継手本体１の受口部１０の内周には、シールリング３が予め装着されており、このシールリング３のシール部３１の内径は第２流体管２の外径よりも若干小さいから、シールリング３が第２流体管２と共に受口部１０の奥に向って移動しようとする。しかし、シールリング３の先端部３２がストッパ部１１に当接して、圧縮荷重によりシール部３１が径方向の外方に膨れて拡径するので、シール部３１の圧縮代が小さくなる。そのため、従来のＴ型と異なり、管挿入用の治具を用いなくても、第２流体管２をスムースに挿入することができる。
【００１９】
第２流体管２の挿入後、テーパボルト５を図３のボス１９の端面に当接するまで手でねじ込むと、押輪４がテーパボルト５の円錐部５０によって奥に押し込まれる。これにより、シールリング３は管軸方向Ｃに圧縮され、シール部３１が径方向の外に向かって膨れた後に内方にも膨れるように変形すると共に、先端部３２が案内面１１ａに案内されて内方に向って曲がる。そのため、先端部３２は、ストッパ部１１に圧接すると共に挿口部２０の外周面に圧接して、２つの管１，２の間をシールする。
【００２０】
一方、シール部３１は、前述のように径方向の内外に膨れると共に第２収容空間１５から第１収容空間１３に向って押し込まれることにより、テーパ面１４と挿口部２０とに圧接して、２つの管１，２の間をシールする。このように、この継手Ｊにおいては、２段階のシールを図ることができると共に、従来のＡ型やＫ型と異なり、先端部３２を内方に曲げてシールを図るから、小さな押込力で大きな面圧を発生させることができ、そのため、押輪４を押し込むテーパボルト５の軸力が小さくなる。したがって、テーパボルト５を手でねじ込める程テーパボルト５の締付トルクが小さくなる。特に、本実施形態のように、テーパボルト５がボス１９に当接するようにしておけば、トルク管理も不要になる。
【００２１】
このように、本継手Ｊは、シールリング３を径方向に広げて管に装着する必要がなく、また、治具を用いなくても、第２流体管２を継手Ｊにスムースに挿入でき、更には、テーパボルト５の締付トルクが小さく、かつ、トルク管理も不必要になるから、施工性が著しく向上する。一方、シール部３１によるシールの他に先端部３２によってもシールを図ることができるから、十分な水密性が得られる。しかも、シールリング３と第２流体管２との接触面積が小さいので、第２流体管２に与える外力がＡ型やＫ型よりも小さいから、強度的に弱い塩化ビニル管や石綿管にも好適に用いることができる。
【００２２】
また、本継手Ｊは、シールリング３の先端部３２がストッパ部１１と挿口部２０に接触してシールを図るので、通水後に圧力が働く部分は、図３のストッパ部１１と挿口部２０の外周面との間の小さな範囲Ａとなる。つまり、流体の圧力が受口部１０の第１収容空間１３の全域には働かない。したがって、押輪４の小型化を図ることができると共に、押輪４を支持するテーパボルト５の本数も少なくすることができる。
【００２３】
ところで、押輪４に図４の外向突部４１を設けていないと、押輪４が受口部１０内において、２本のテーパボルト５の軸線Ｌを中心に、矢印Ｂ方向に回転しようとする。しかし、本実施形態では、押輪４に外向突部４１を設け、この外向突部４１が図３の受口部１０の段部１７に近接して対向しているので、２本のテーパボルト５で押輪４を支持していても、押輪４が受口部１０内において回転するおそれはない。
【００２４】
ところで、本実施形態においては、シールリング３の先端部３２がシールする機能を有しているが、請求項１の発明では、必ずしもかかる機能を必要としない。
【００２５】
また、第１実施形態では、シールリング３のシール部３１をＯリング状としたが、本発明ではシール部３１をＯリング状とする必要はなく、たとえば図６のように、波形でかつ断面円弧状の第２シール面３１ｂを有する構造としてもよい。
【００２６】
また、第１実施形態では、被押圧部３３を設けたが、本発明においては、図７のように先端部３２とシール部３１とでシールリング３を構成してもよい。
【００２７】
また、第１実施形態では、図１の押輪４が受口部１０内に装着されているが、本発明では、図８に示すように、Ｋ型やＡ型のような押輪４の構造としてもよい。また、テーパボルト５（図１）で押輪４を押す必要はなく、図８のような締付ボルト５Ａを用いて押輪４を押し込んでもよい。また、図３のテーパボルト５の本数も２本に限定するものではない。さらに、第１実施形態では、テーパボルト５がボス１９に当接して、押輪４の押込量を規制しているが、押輪４の外向突部４１が段部１７に当接して、押輪４の押込量を規制する構造としてもよい。
【００２８】
さらに、第１実施形態では、シールリング３を予め受口部１０に装着した後に、挿口部２０を受口部１０に挿入したが、Ａ型やＫ型のように、受口部１０に挿口部２０を挿入した後に、シールリング３を受口部１０内に挿入して押し込む施工方法とした場合も本発明の範囲に含まれる。また、本発明では、抜止具６は必ずしも必要ではなく、必要に応じて設ければよく、その構造も押ねじ式などの種々の構造を採用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シールリングに先端部を設けて、挿口部を受口部に挿入した際に先端部が受口部のストッパ部に当接して、シール部が拡径すると共に、挿口部の挿入後に、シールリングを押輪で押圧して、シール部を押し込むことによりシールを図るので、挿口部の挿入時には、シール部の圧縮代が極めて小さくなるから、Ｔ型と異なり、治具を用いなくても挿口部の挿入をスムースに行うことができる。したがって、施工性が向上する。
【００３０】
また、押輪によりシールリングが押し込まれた際に、先端部がストッパ部に圧接すると共に内方に倒れて挿口部の外周面に圧接する構造とすれば、先端部とシール部との２箇所でシールを図ることができるから、高いシール機能を発揮する。一方、Ａ型やＫ型と異なり、先端部を曲げてシールを図るから、小さな力で押輪を押せばよいので、ボルトの締付トルクが小さくなり、施工性が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる継手の一部断面した側面図である。
【図２】第２流体管の挿入時における受口部の構造を示す縦断面図である。
【図３】配管状態における受口部の構造を示す縦断面図である。
【図４】受口部、シールリングおよび押輪などを示す分解斜視図である。
【図５】（ａ）はシールリングの正面図、（ｂ）は同背面図、（ｃ）は同平面図（左側面図、右側面図または底面図）、（ｄ）は（ａ）のｄ−ｄ線断面図である。
【図６】シールリングの第３実施形態を示す断面図である。
【図７】シールリングの第４実施形態を示す断面図である。
【図８】第４実施形態を示す要部の断面図である。
【図９】従来の一般的なシール構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１：継手本体（第１流体管）
１０：受口部
１１：ストッパ部
１１ａ：案内面
１２：開口端部
１３ａ：テーパ面
１４：テーパ面
１５ａ：隙間
２：第２流体管
２０：挿口部
３：シールリング
３１：シール部
３１ａ：第１シール面
３１ｂ：第２シール面
３２：先端部
４：押輪

Claims

第１流体管の受口部に第２流体管の挿口部を挿入し、２つの流体管の間に介挿されたシールリングによって２つの流体管の間をシールする流体管のシール構造であって、
前記シールリングを前記受口部の奥に向って押し込む押輪を設け、
前記受口部には、受口部の奥において内向きに突出するストッパ部と、このストッパ部から離間した位置に形成されシールリングの外周面に近接するテーパ面とが設けられ、
前記シールリングはシール部と先端部とを備え、
前記シール部は、前記挿口部の外径と近似した内径を有し、前記押輪により前記受口部の奥に向って押し込まれることで、前記受口部の内周面と挿口部の外周面との間をシールし、
前記先端部は、前記シール部の内径および挿口部の外径よりも大きな内径を有し、前記挿口部を受口部に挿入した際に前記ストッパ部に当接して前記シール部が受口部の奥へ移動するのを抑制し、
ここにおいて、前記受口部のテーパ面と前記シール部との間には、前記挿口部を受口部に挿入し、前記先端部がストッパ部に当接した際に、前記シール部が径方向の外方へ逃げる隙間が設けられている流体管のシール構造。
第１流体管の受口部に第２流体管の挿口部を挿入し、２つの流体管の間に介挿されたシールリングによって２つの流体管の間をシールする流体管のシール構造であって、
前記シールリングを前記受口部の奥に向って押し込む押輪を設け、
前記受口部には、受口部の奥において内向きに突出するストッパ部と、このストッパ部から離間した位置に形成されシールリングの外周面に近接するテーパ面とが設けられ、
前記シールリングはシール部と先端部とを備え、
前記シール部は、前記挿口部の外径と近似した内径を有し、前記押輪により前記受口部の奥に向って押し込まれることで、前記受口部の内周面と挿口部の外周面との間をシールし、
前記先端部は、前記シール部の内径および挿口部の外径よりも大きな内径を有し、前記挿口部を受口部に挿入した際に前記ストッパ部に当接して前記シール部が受口部の奥へ移動するのを抑制し、
ここにおいて、前記受口部のテーパ面と前記シール部との間には、前記挿口部を受口部に挿入し、前記先端部がストッパ部に当接した際に、前記シール部が径方向の外方へ逃げる隙間が設けられており、
前記挿口部を受口部に挿入した際に、前記先端部が前記ストッパ部に当接して、圧縮荷重により前記シール部が径方向の外方に膨れて拡径してシール部の圧縮代が小さくなる流体管のシール構造。
請求項１もしくは２において、
前記ストッパ部の近傍には、前記ストッパ部に近づくに従い径が小さくなる案内面が形成され、
前記先端部は、前記押輪により前記シールリングが押し込まれた際に、前記案内面に案内されて内方に向って曲がることで前記挿口部の外周面に圧接して２つの流体管の間をシールする流体管のシール構造。
請求項１、２もしくは３において、
前記シール部は、前記受口部の内周面に接触する断面円弧状の第１シール面と、前記挿口部の外周面に接触する断面円弧状の第２シール面とを有するＯリング状に形成され、
前記先端部は、前記シール部から受口部の奥に向って突出して形成されている流体管のシール構造。
請求項１、２、３もしくは４において、
前記シールリングは、前記先端部の反対側において押輪に接触して押される被押圧部を備えている流体管のシール構造。