JP3678720B2 - 可撓管継手 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設された水道管等の流体管の配管系に、地震や不同沈下等に起因する管軸芯に対して交差する方向の剪断力や曲げモーメント等の外力が作用したとき、この外力を管継手部において極力吸収して、配管系の脆弱部での破損を抑制することのできる可撓管継手であって、詳しくは、径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備えた第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の可撓管継手としては、次の二つのタイプが存在する。
（イ）図１３に示すように、受口管部となる第２管体３の一端部に形成された径方向で相対向する一対の切欠部（図３参照）を通して、部分球状外周面２ａを有する球状リング材２を、それの径方向が第２管体３の管軸芯Ｘ方向に沿う姿勢で第２管体３の一端側に形成した部分球状内周面３ａ内に挿入し、部分球状内周面３ａ内で旋回させて第２管体３の管軸芯Ｘ方向と同芯状態に姿勢変更（図４参照）したのち、球状リング材２に、挿口管部となる第１管体１を、管軸芯Ｘ方向に摺動自在に挿入し、更に、第１管体１の外周面の先端側に形成された環状の取付け溝５には、球状リング材２の内周面に形成された規制溝４のうち、管軸芯Ｘ方向で相対向する端面４ａ，４ｂとの当接によって球状リング材２と第１管体１との管軸芯Ｘ方向での相対移動範囲を規制する拡径変形可能な略Ｃの字状の係止部材６を嵌着したもの。
【０００３】
（ロ）図１４に示すように、挿口管部となる第１管体１の一端部に、部分球状外周面１ｄを有する球状管部１Ａを一体形成するとともに、この球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄに、受口管部となる第２管体３の一端側に形成した部分球状内周面３ａを摺動自在に嵌合接続するとともに、第２管体３のフランジ部３Ｋには、第１管体１の球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄに摺接する部分球状の摺接面を備えた抜止め部材３２をボルト３３・ナット３４で固定連結したもの。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前者の（イ）タイプでは、球状リング材２の内周面に形成された規制溝４の一部が、環状の窪み部Ｓ１として第１管体１の先端側から管内流路に向かって開口するとともに、第２管体３の部分球状内周面３ａに連なるテーパー内周面３ｂと球状リング材２の一端面とによって形成される環状の窪み部Ｓ２が管内流路に向かって開口し、また、後者の（ロ）タイプでは、第１管体１の部分球状筒部１Ａの内周面が、環状の窪み部Ｓ３として管内流路に向かって開口するとともに、第２管体３の部分球状内周面３ａと部分球状筒部１Ａの先端とによって形成される環状の窪み部Ｓ４が管内流路に向かって開口している。
【０００５】
そのため、第１管体と第２管体との所期の屈曲性能に影響を及ぼすものではないが、下水道の汚水配管に使用した場合では、前記両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される各窪み部に汚泥が堆積することを完全に回避することができず、また、上水道の浄水配管に使用した場合には、前記両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部で流動抵抗が増加し易い。
【０００６】
このような汚泥の堆積や流量損失を抑制する方法として、前者の（イ）タイプでは、図１３に示すように、球状リング材２の規制溝４内にゴム製の環状埋め込み部材３０を装着し、後者の（ロ）タイプでは、図１４に示すように、第１管体１の部分球状筒部１Ａの内周面にゴム製の環状埋め込み部材３１を固着する方法が採られているが、何れの場合も、第１管体１側の部分球状外周面２ａ，１ｄと第２管体３の部分球状内周面３ａとの相対摺動範囲に形成される窪み部を完全に埋めることができないため、十分な汚泥堆積の防止効果や流量損失の低減効果を得ることができなかった。
【０００７】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による所期の屈曲性能を確実に発揮させながら、汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することのできる可撓管継手を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の特徴構成は、 径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備え、かつ、他の配管機器と固定連結された第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手であって、
前記両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆う長さを有し、かつ、両管体の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブを、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着し、
前記スリーブには、径方向外方に突出する鍔部が形成されているとともに、この鍔部が前記第２管体とこれに固定連結された他の配管機器との間に管軸芯方向での移動を規制した状態で配置されている点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着された合成樹脂製のスリーブにより、両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆うことができるから、汚泥の堆積や流量損失を抑制することができる。
【００１０】
しかも、このスリーブは、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による屈曲に追従して、それの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、スリーブの屈曲部分の内周面を凹凸の少ない略滑らかな状態に維持することができ、流動抵抗の軽減化を図ることができる。さらに、両管体の屈曲や伸縮に連れてスリーブの挿入装着位置がずれることを抑制することができる。
【００１１】
従って、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、従来構造に比して汚泥の堆積や流量損失を長期間に亘って効果的に抑制することができる。
【００１２】
本発明の請求項２による可撓管継手のように、前記第２管体には、他の配管機器と固定連結可能な連結フランジ部が形成されているとともに、この連結フランジ部には、前記鍔部が管軸心方向から入り込む凹部が形成されている構成にしてもよい。
【００１４】
また、前記第１管体には、部分球状外周面を有する球状リング材が、管軸芯方向の一定範囲内で摺動自在に取付けられているとともに、前記スリーブが、両管体の全伸縮範囲に亘って窪み部を覆うことが可能な長さに構成されていてもよい。
【００１５】
上記構成によれば、第１管体に取付けられた球状リング材の部分球状外周面に沿っての第２管体の屈曲摺動のみならず、両管体の管軸芯方向での伸縮摺動にかかわらず、両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口する窪み部を覆うことができるから、汚泥の堆積や乱流による流量損失を抑制することができる。
【００１６】
本発明の請求項３による可撓管継手の特徴構成は、径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備えた第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手であって、
前記両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆う長さを有し、かつ、両管体の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブを、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着し、
前記スリーブの径方向外方で、前記管体の一方と前記スリーブとの管軸芯方向での相対移動を接当阻止する固定手段が設けられているとともに、前記スリーブの内部には、前記スリーブの固定手段相当部位の変形を抑制する補強用コアが挿入装着されている点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着された合成樹脂製のスリーブにより、両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆うことができるから、汚泥の堆積や流量損失を抑制することができる。
しかも、このスリーブは、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による屈曲に追従して、それの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、スリーブの屈曲部分の内周面を凹凸の少ない略滑らかな状態に維持することができ、流動抵抗の軽減化を図ることができる。
従って、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、従来構造に比して汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
さらに、両管体の屈曲や伸縮に連れてスリーブの挿入装着位置がずれることがなく、両管体の所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、長期間に亘って汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
また、スリーブの外周面と管体の内周面との接触箇所における管軸芯方向での接触長が短い場合でも、両管体の屈曲に連れてスリーブの接触箇所に反力が作用しても、その反力によるスリーブの接触箇所での径方向内方への突出変形を抑制することができる。
従って、両管体の屈曲に追従して、スリーブがそれの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、流路面積が大きく減少することがなく、流動抵抗の軽減化を図ることができる。
【００１８】
本発明の請求項４による可撓管継手のように、前記補強用コアの管軸心方向の一端部には、前記スリーブの基端部に管軸心方向から接当する鍔部が形成されている構成にしてもよい。
【００２１】
また、前記スリーブが、ポリエチレン樹脂で円筒状に成形されているとともに、それの厚みが１．５ｍｍ〜４．０ｍｍまでの範囲、好ましくは、２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に構成されていてもよい。
【００２２】
上記構成によれば、ポリエチレン樹脂製のスリーブの厚みが１．５ｍｍ以上であれば、両管体の屈曲に伴うスリーブの径方向内方への屈曲変形を少なくすることができ、また、スリーブの厚みが４．０ｍｍ以下であれば、両管体の屈曲に支障を与えることが無い。
【００２３】
更に、ポリエチレン樹脂製のスリーブの厚みが２．０ｍｍ以上であれば、両管体の屈曲に伴うスリーブの径方向内方への屈曲変形を効果的に抑制することができ、また、スリーブの厚みが３．０ｍｍ以下であれば、両管体の屈曲をスムースに行わせることができる。
【００２４】
また、前記スリーブの内周面の挿入側先端部が、先端側ほど大径となるテーパー面に形成されている構成にしてもよい。
【００２５】
上記構成によれば、スリーブの挿入側先端部と管体の内周面との間での段差が滑らかになり、汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
【００２６】
本発明の請求項５による可撓管継手の特徴構成は、径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備えた第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手であって、
前記両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆う長さ有し、かつ、両管体の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブを、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着し、
前記スリーブには、一方の管体に対する管軸芯方向での相対移動を阻止する固定手段と、他方の管体の内周面に形成された凹部に係合して、両者の管軸芯方向での相対移動を阻止する仮止め突起とが設けられているとともに、前記仮止め突起が、管軸芯方向での外力による剪断で仮止め解除されるように構成されている点にある。
【００２７】
上記特徴構成によれば、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着された合成樹脂製のスリーブにより、両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆うことができるから、汚泥の堆積や流量損失を抑制することができる。
しかも、このスリーブは、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による屈曲に追従して、それの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、スリーブの屈曲部分の内周面を凹凸の少ない略滑らかな状態に維持することができ、流動抵抗の軽減化を図ることができる。
従って、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、従来構造に比して汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
さらに、両管体の屈曲や伸縮に連れてスリーブの挿入装着位置がずれることがなく、両管体の所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、長期間に亘って汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
また、スリーブの一端側は、固定手段を介して一方の管体に固定されており、また、スリーブの他端側は、仮止め突起を介して他方の管体の内周面に形成された凹部に係合されているため、流体の通常圧による不平均力が働いても、両管体が伸縮せず、所定の伸縮代が確保されるが、地震等の大きな外力が働いたときには、仮止め突起が剪断されて両管体の伸縮可撓性能が確実に発揮される。
【００２８】
しかも、 汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制するために両管体内に挿入装着される合成樹脂製のスリーブを利用するが故に、両管体の管軸芯方向での相対移動を仮止めする金属製の仮止め機構を、両管体の外周面側に設ける場合のような腐食がなく、地震等の大きな外力が発生したとき以外は、長期間に亘って両管体の伸縮作動を阻止することができるとともに、製造コスト面でも有利に実施することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１〜図７は、流体管の一例である水道管の配管系に設けられる伸縮可撓管継手を示し、挿口管として直管状に形成された鋳鉄製の第１管体１の両端部に、外周面２ａ全体を部分球面状に形成してある鋳鉄製の球状リング材２が、夫々管軸芯Ｘ方向に相対摺動自在に外嵌されているとともに、各球状リング材２には、受口管としての鋳鉄製の第２管体３の一端側に形成した部分球面状の内周面３ａが、球状リング材２の部分球状外周面２ａに沿って相対摺動自在（屈曲自在）に外嵌接続されている。
【００３０】
前記第１管体１の外周面の管軸芯Ｘ方向両端部の各々には、各球状リング材２の内周面の管軸芯Ｘ方向一側部に形成された環状の規制溝４よりも管軸芯Ｘ方向長さの小なる環状の取付け溝５が形成され、各取付け溝５の各々には、それに対応する規制溝４の管軸芯Ｘ方向の両端面４ａ，４ｂとの当接によって球状リング材２と第１管体１との管軸芯Ｘ方向での相対摺動範囲を規制する拡径変形可能な略Ｃの字状のステンレス鋼製の係止部材６が脱着自在に嵌着されているとともに、第１管体１の外周面と規制溝４の内周面４ｃとの径方向での対向間隔が、拡径操作された係止部材６の管軸芯Ｘ方向に沿った脱着移動を許容する間隔に構成されている。
【００３１】
前記各球状リング材２の内周面の管軸芯Ｘ方向の一端部近くには、第１管体１の外周面との間を密封するための合成ゴム製の弾性シール材７を保持する環状のシール保持溝８が形成されているとともに、第２管体３の球状管部３Ａの部分球状内周面３ａの各々には、球状リング材２の部分球状外周面２ａとの間を密封するための合成ゴム製の弾性シール材９を保持する環状のシール保持溝１０が形成されている。
【００３２】
前記第２管体３の球状管部３Ａの受口側端部で、かつ、径方向で相対向する二箇所には、図３に示すように、この球状管部３Ａの部分球状内周面３ａで形成される内部空間に対して、球状リング材２の管軸芯Ｘ方向長さよりも少し大きな幅で管軸芯Ｘ方向から貫通状態で連通する切欠部３Ｊが形成されているとともに、前記球状リング材２の端部で、かつ、径方向で相対向する二箇所には、図４に示すように、この球状リング材２の規制溝４に対して、係止部材６の管軸芯Ｘ方向長さよりも少し大きな幅で管軸芯Ｘ方向から貫通状態で連通する切欠部２ｃが形成されている。
【００３３】
そして、球状リング材２内に係止部材６を組付ける場合は、係止部材６をそれの径方向が管軸芯Ｘ方向に沿う姿勢で切欠部２ｃを通して球状リング材２の規制溝４内に挿入したのち、この係止部材６を規制溝４内で旋回させる。
【００３４】
また、第２管体３の球状管部３Ａ内に球状リング材２を組付ける場合には、上述と同様に、図４に示すように、球状リング材２をそれの径方向が管軸芯Ｘ方向に沿う姿勢で切欠部３Ｊを通して球状管部３Ａの内部空間内に挿入したのち、この内部空間内で部分球状内周面３ａに沿って球状リング材２を旋回させ、球状リング材２の軸芯が第２管体３の管軸芯Ｘと合致する同芯姿勢で装着する。
【００３５】
その後、第２管体３の管軸芯Ｘと同芯状態にある係止部材６を弾性復元力に抗して拡径操作し、球状リング材２内に挿入された第１管体１の取付け溝５に嵌着する。
【００３６】
更に、第２管体３の直管部３Ｂの端部の各々には、水道管や仕切弁等の配管機器１１の連結フランジ部１１Ａに対してボルト１２・ナット１３等の締結具で固定連結するための連結フランジ部３Ｄが一体形成されているとともに、第２管体３の球状管部３Ａの端部の各々には、第１管体１の外周面に密着状態で外装された屈曲及び伸縮自在な合成ゴム製の防水カバー１４の一端部を脱着自在に掛止保持するための取付けフランジ部３Ｅが一体形成されている。
【００３７】
そして、前記両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部、つまり、球状リング材２の内周面に形成された規制溝４の一部が、第１管体１の先端側から管内流路に向かって開口することによって形成される環状の第１窪み部Ｓ１の開口、及び、第２管体３の部分球状内周面３ａに連なるテーパー内周面３ｂと球状リング材２の一端面２ｂとによって形成される環状の窪み部Ｓ２の開口を覆う長さ有し、かつ、両管体１，３の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブ１５が、第２管体３の連結フランジ部３Ｄ側の開口から両管体１，３の内周面に亘って密着状態で挿入装着されているとともに、第２管体３とこれに連結された配管機器１１との間において、スリーブ１５の管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する固定手段Ａが設けられている。
【００３８】
前記スリーブ１５は、部分球状外周面２ａの仮想延長面と第１管体１の内周面１ａとの交差箇所Ｐを越える長さで、かつ、両管体１，３の全伸縮範囲に亘って窪み部Ｓ１，Ｓ２を覆うことが可能な長さに構成されている。
【００３９】
更に、前記スリーブ１５は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）や高性能ポリエチレン（ＨＰＰＥ）等のポリエチレン樹脂で円筒状に成形されているとともに、それの厚みが１．５ｍｍ〜４．０ｍｍまでの範囲、好ましくは、２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に構成され、更に、スリーブ１５の内周面の挿入先端部が、先端側ほど大径となるテーパー面１５ａに形成されている。
【００４０】
前記固定手段Ａは、スリーブ１５の基端部に、径方向外方に突出する円環状の鍔部１５ｂを一体形成するとともに、第２管体３の連結フランジ部３Ｄには、スリーブ１５の鍔部１５ｂを管軸芯Ｘ方向から入り込む凹部３ｄを形成して、第２管体３の連結フランジ部３Ｄと配管機器１１の連結フランジ部１１Ａとの固定連結により、スリーブ１５と第２管体３との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止するように構成されている。
【００４１】
そして、両管体１，３の内周面に亘って密着状態で挿入装着されたポリエチレン樹脂製のスリーブ１５により、図６、図７に示すように、第１管体１に取付けられた球状リング材２の部分球状外周面２ａに沿っての第２管体３の屈曲摺動のみならず、両管体１，３の管軸芯Ｘ方向での伸縮摺動にかかわらず、両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部Ｓ１，Ｓ２を確実に覆うことができるから、汚泥の堆積や乱流による流量損失を抑制することができる。
【００４２】
しかも、このスリーブ１５は、球状リング材２の部分球状外周面２ａと第２管体３の部分球状内周面３ａとの相対摺動による屈曲に追従して、それの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、流路面積が大きく減少することがなく、流動抵抗の軽減化を図ることができる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
図８、図９は、第１実施形態で説明した伸縮可撓管継手の改良を示し、スリーブ１５に、一方の第２管体３に対する管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する固定手段Ａと、他方の第１管体１の内周面１ａに形成された環状の凹部１ｂに係合して、 両者１５，３の管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する周方向複数個の仮止め突起１５ｃとが設けられているとともに、前記各仮止め突起１５ｃが、地震等に起因する管軸芯Ｘ方向での外力による剪断で仮止め解除されるように構成されている。
【００４４】
そして、スリーブ１５の基端部側は、固定手段Ａを介して一方の第２管体３に固定されており、また、スリーブ１５の挿入先端側は、仮止め突起１５ｃを介して他方の第１管体１の内周面１ａに形成された凹部１ｂに係合されているため、水道水の通常圧による不平均力が働いても、両管体１，３が伸縮せず、所定の伸縮代が確保されるが、地震等の大きな外力が働いたときには、仮止め突起１５ｃが剪断されて両管体１，３の伸縮可撓性能が確実に発揮される。
【００４５】
しかも、 汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制するために両管体１，３内に挿入装着されるポリエチレン樹脂製のスリーブ１５を利用するが故に、両管体１，３の管軸芯Ｘ方向での相対移動を仮止めする金属製の仮止め機構を、両管体１，３の外周面側に設ける場合のような腐食がなく、地震等の大きな外力が発生したとき以外は、長期間に亘って両管体１，３の伸縮作動を阻止することができるとともに、製造コスト面でも有利に実施することができる。
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
【００４６】
〔第３実施形態〕
図１０は、第１実施形態で説明した固定手段Ａの別実施形態を示し、スリーブ１５の外周面に、第１管体１の内周面１ａに形成された係合溝１ｃに対して係合する周方向で複数個の係止突起１５ｄを一体形成して、スリーブ１５と第１管体１との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止するように構成してある。
【００４７】
この実施形態では、第１実施形態とは逆に、スリーブ１５と第２管体３とが管軸芯Ｘ方向で相対摺動自在に構成されている。
【００４８】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
【００４９】
〔第４実施形態〕
図１１に示す伸縮可撓継手は、第２管体３の他端部に、第１管体１と同一外径に構成された配管機器１１の挿口管部１１Ｂを管軸芯Ｘ方向から差込接続可能な受口管部３Ｆが一体形成され、この受口管部３Ｆの端部に一体形成された連結フランジ部３Ｇには、受口管部３Ｆの内周面と挿口管部１１Ｂの外周面との間に介装された弾性シール材１６を管軸芯Ｘ方向から圧縮して、 挿入接続された挿口管部１１Ｂを密封状態で抜止め固定する押輪１７が設けられている。
【００５０】
この押輪１７は、受口管部３Ｆの連結フランジ部３Ｇにボルト１８・ナット１９を介して脱着自在に取付けられる環状取付け枠１７Ａに、ボルト１８・ナット１９の締付け操作に連れて弾性シール材１６を管軸芯Ｘ方向から押圧する押圧部１７Ｂを一体形成して構成されている。
【００５１】
前記第２管体３の内周面で、かつ、球状管部３Ａと受口管部３Ｆとの間の中央位置には、挿口管部１１Ｂの最大挿入位置を接当規制することが可能で、かつ、 その内径が第１管部１の内径と同一に構成された仕切り壁部３Ｈが一体形成されているとともに、この仕切り壁部３Ｈの内周面と第１管部１の内周面とに亘って、両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部、つまり、球状リング材２の内周面に形成された規制溝４の一部が、第１管体１の先端側から管内流路に向かって開口することによって形成される環状の第１窪み部Ｓ１の開口、及び、第２管体３の部分球状内周面３ａに連なるテーパー内周面３ｂと球状リング材２の一端面２ｂとによって形成される環状の窪み部Ｓ２の開口を覆う長さ有し、かつ、両管体１，３の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブ１５が、密着状態で挿入装着されているとともに、スリーブ１５の管軸芯Ｘ方向での相対移動を規制する固定手段Ａが設けられている。
前記固定手段Ａは、スリーブ１５の基端部に、径方向外方に突出する円環状の鍔部１５ｂを一体形成するとともに、この鍔部１５ｂを第２管体３とこれに連結された配管機器１１との間に配置することで、第２管体３の仕切り壁部３Ｈと配管機器１１の挿口管部１１Ｂの先端に管軸芯Ｘ方向で接当して、スリーブ１５の管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止するように構成されている。
【００５２】
前記第２管体３の仕切り壁部３Ｈの管軸芯Ｘ方向長さが短いため、これに密着状態で挿入装着されるスリーブ１５の基端部には、スリーブ１５の少なくとも管体の内周面の一部、つまり、仕切り壁部３Ｈの内周面に接触する部位の変形を抑制すると同時に、第２管体３の仕切り壁部３Ｈに対する管軸芯Ｘ方向での相対移動を抑制するための合成樹脂製又は金属製の補強用コア２０が圧入状態で挿入装着されているとともに、補強用コア２０の管軸芯方向の一端部には、スリーブ１５の基端部に管軸芯Ｘ方向から接当する鍔部２０ａが形成されている。
【００５３】
そして、スリーブ１５の外周面と一方の第２管体３の内周面との接触箇所における管軸芯Ｘ方向での接触長が短い場合でも、両管体１，３の屈曲に連れてスリーブ１５の接触箇所に反力が作用しても、その反力によるスリーブ１５の接触箇所での径方向内方への突出変形を抑制することができる。
【００５４】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
【００５５】
〔第５実施形態〕
図１２に示す伸縮可撓継手は、鋳鉄製の直管状の第３管体２１の両端の各々に、部分球面状の外周面１ｄが一端側に一体形成されている鋳鉄製の第１管体１が、管軸芯Ｘ方向から相対摺動自在に挿入接続されているとともに、前記両第１管体１の球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄの各々には、鋳鉄製の第２管体３の一端側に形成した部分球面状の内周面３ａが相対摺動自在に外嵌接続されている。
【００５６】
前記両第１管体１の直管部１Ｂの外周面の各々には、第３管体２１の内周面の管軸芯Ｘ方向中間部に形成された環状の規制溝２２よりも管軸芯Ｘ方向長さの小なる環状の取付け溝２３が形成され、これら各取付け溝２３には、前記規制溝２２の筒軸芯Ｘ方向の端面との面接当によって第１管体１と第３管体２１との管軸芯Ｘ方向での相対移動範囲を規制する拡径変形可能なステンレス鋼製の係止部材２４が着脱自在に嵌着されている。
【００５７】
前記第３管体２１の内周面の管軸芯Ｘ方向の両端部近くの各々には、第１管体１の直管部１Ｂの外周面との間を密封する合成ゴム製の弾性シール材２５が保持されているとともに、前記各第２管体３の球状管部３Ａの部分球状内周面３ａの各々には、第１管体１の球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄとの間を密封する合成ゴム製の弾性シール材２６が保持され、更に、前記各第２管体３の直管部３Ｂの端部の各々には、水道管や仕切り弁等の配管機器１１の連結フランジ部１１Ａに対してボルト１２・ナット１３で固定連結するための連結フランジ３Ｄが一体形成されている。
【００５８】
前記各第２管体３の球状管部３Ａの開口側の内周面の各々には、第１管体１の球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄに摺接する部分球状の摺接面を備えた鋳鉄製の摺接案内部材２７と、該摺接案内部材２７の抜け出し移動を接当阻止するＣの字状の拡径変形可能なステンレス鋼製の抜け止め部材２８とが設けられている。
【００５９】
そして、前記両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部、つまり、第１管体１の球状管部１Ａの内周面が管内流路に向かって開口することによって形成される環状の第３窪み部Ｓ３の開口、及び、第２管体３の部分球状内周面３ａと第１管体１の球状管部１Ａの先端面とによって形成される環状の窪み部Ｓ４の開口を覆う長さ有し、かつ、両管体１，３の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブ１５が、第２管体３の連結フランジ部３Ｄ側の開口から両管体１，３の内周面に亘って密着状態で挿入装着されているとともに、スリーブ１５と第２管体３との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する固定手段Ａが設けられている。
【００６０】
前記固定手段Ａは、スリーブ１５の基端部に、径方向外方に突出する円環状の鍔部１５ｂを一体形成するとともに、第２管体３の連結フランジ部３Ｄには、スリーブ１５の鍔部１５ｂを管軸芯Ｘ方向から入り込む凹部３ｄを形成して、第２管体３の連結フランジ部３Ｄと配管機器１１の連結フランジ部１１Ａとの固定連結により、スリーブ１５と第２管体３との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止するように構成されている。
【００６１】
〔その他の実施形態〕
（１） 上述の第１〜第３実施形態では、スリーブ１５の鍔部１５ｂを、第２管体３の連結フランジ部３Ｄと配管機器１１の連結フランジ部１１Ａとの間で挾持固定し、また、第４実施形態では、スリーブ１５の基端部に補強用コア２０を圧入することにより、第２管体３に対するスリーブ１５の管軸芯Ｘ方向での相対移動を抑制するように構成したが、スリーブ１５を第１管体１又は第２管体３に接着剤等の他の固定手段で固定してもよい。
（２） 上述の各実施形態では、第１管体１又は第２管体３とスリーブ１５との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する固定手段Ａを設けたが、両管体１，３の内周面とこれに亘って挿入されたスリーブ１５の外周面との間での摩擦力だけでも、管内を流動する流体によってスリーブ１５が位置ずれすることがない場合には、上述の固定手段Ａを設ける必要がない。
（３） 上述の各実施形態では、両管体１，３の内周面に亘って挿入装着されるスリーブ１５を単体から構成したが、このスリーブ１５を管軸芯Ｘ方向で二分割して、各分割スリーブ体の一端部側を管体１，３の内周面に管軸芯方向での相対移動を阻止した状態で取付けるとともに、両分割スリーブ体の他端部側同士を、両管体１，３の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する状態で嵌合接合してもよい。
（４） 上述の各実施形態では、両管体１，３の内周面のうち、スリーブ１５が挿入装着される箇所の内径を同一径に構成してある場合について説明したが、両管体１，３の内周面のスリーブ装着箇所の内径が異なる場合には、それに対応してスリーブ１５の外径も変更することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す伸縮可撓継手の半断面側面図
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線拡大矢視図
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図
【図４】第２管体の球状管部内に球状リング材を組付けるときの説明図
【図５】要部の拡大断面側面図
【図６】屈曲状態を示す要部の拡大断面側面図
【図７】屈曲し、かつ、伸展した状態を示す要部の拡大断面側面図
【図８】本発明の第２実施形態を示す伸縮可撓継手の拡大半断面側面図
【図９】要部の拡大断面側面図
【図１０】本発明の第３実施形態を示す伸縮可撓継手の要部の拡大断面側面図
【図１１】本発明の第４実施形態を示す伸縮可撓継手の拡大半断面側面図
【図１２】本発明の第５実施形態を示す伸縮可撓継手の拡大断面側面図
【図１３】従来の伸縮可撓継手を示す要部の拡大断面側面図
【図１４】他の従来の伸縮可撓継手を示す要部の拡大断面側面図
【符号の説明】
Ａ 固定手段
Ｐ 交差箇所
Ｒ 仮想延長面
Ｓ１ 第１窪み部
Ｓ２ 第２窪み部
Ｓ３ 第３窪み部
Ｓ４ 第４窪み部
Ｘ 管軸芯
１ 第１管体
１ｂ 凹部
２ 球状リング材
３ 第２管体
４ 規制溝
１５ スリーブ
１５ａ テーパー面
１５ｃ 仮止め突起
２０ 補強コア
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設された水道管等の流体管の配管系に、地震や不同沈下等に起因する管軸芯に対して交差する方向の剪断力や曲げモーメント等の外力が作用したとき、この外力を管継手部において極力吸収して、配管系の脆弱部での破損を抑制することのできる可撓管継手であって、詳しくは、径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備えた第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の可撓管継手としては、次の二つのタイプが存在する。
（イ）図１３に示すように、受口管部となる第２管体３の一端部に形成された径方向で相対向する一対の切欠部（図３参照）を通して、部分球状外周面２ａを有する球状リング材２を、それの径方向が第２管体３の管軸芯Ｘ方向に沿う姿勢で第２管体３の一端側に形成した部分球状内周面３ａ内に挿入し、部分球状内周面３ａ内で旋回させて第２管体３の管軸芯Ｘ方向と同芯状態に姿勢変更（図４参照）したのち、球状リング材２に、挿口管部となる第１管体１を、管軸芯Ｘ方向に摺動自在に挿入し、更に、第１管体１の外周面の先端側に形成された環状の取付け溝５には、球状リング材２の内周面に形成された規制溝４のうち、管軸芯Ｘ方向で相対向する端面４ａ，４ｂとの当接によって球状リング材２と第１管体１との管軸芯Ｘ方向での相対移動範囲を規制する拡径変形可能な略Ｃの字状の係止部材６を嵌着したもの。
【０００３】
（ロ）図１４に示すように、挿口管部となる第１管体１の一端部に、部分球状外周面１ｄを有する球状管部１Ａを一体形成するとともに、この球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄに、受口管部となる第２管体３の一端側に形成した部分球状内周面３ａを摺動自在に嵌合接続するとともに、第２管体３のフランジ部３Ｋには、第１管体１の球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄに摺接する部分球状の摺接面を備えた抜止め部材３２をボルト３３・ナット３４で固定連結したもの。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前者の（イ）タイプでは、球状リング材２の内周面に形成された規制溝４の一部が、環状の窪み部Ｓ１として第１管体１の先端側から管内流路に向かって開口するとともに、第２管体３の部分球状内周面３ａに連なるテーパー内周面３ｂと球状リング材２の一端面とによって形成される環状の窪み部Ｓ２が管内流路に向かって開口し、また、後者の（ロ）タイプでは、第１管体１の部分球状筒部１Ａの内周面が、環状の窪み部Ｓ３として管内流路に向かって開口するとともに、第２管体３の部分球状内周面３ａと部分球状筒部１Ａの先端とによって形成される環状の窪み部Ｓ４が管内流路に向かって開口している。
【０００５】
そのため、第１管体と第２管体との所期の屈曲性能に影響を及ぼすものではないが、下水道の汚水配管に使用した場合では、前記両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される各窪み部に汚泥が堆積することを完全に回避することができず、また、上水道の浄水配管に使用した場合には、前記両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部で流動抵抗が増加し易い。
【０００６】
このような汚泥の堆積や流量損失を抑制する方法として、前者の（イ）タイプでは、図１３に示すように、球状リング材２の規制溝４内にゴム製の環状埋め込み部材３０を装着し、後者の（ロ）タイプでは、図１４に示すように、第１管体１の部分球状筒部１Ａの内周面にゴム製の環状埋め込み部材３１を固着する方法が採られているが、何れの場合も、第１管体１側の部分球状外周面２ａ，１ｄと第２管体３の部分球状内周面３ａとの相対摺動範囲に形成される窪み部を完全に埋めることができないため、十分な汚泥堆積の防止効果や流量損失の低減効果を得ることができなかった。
【０００７】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による所期の屈曲性能を確実に発揮させながら、汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することのできる可撓管継手を提供する点にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１の特徴構成は、 径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備え、かつ、他の配管機器と固定連結された第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手であって、
前記両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆う長さを有し、かつ、両管体の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブを、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着し、
前記スリーブには、径方向外方に突出する鍔部が形成されているとともに、この鍔部が前記第２管体とこれに固定連結された他の配管機器との間に管軸芯方向での移動を規制した状態で配置されている点にある。
【０００９】
上記特徴構成によれば、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着された合成樹脂製のスリーブにより、両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆うことができるから、汚泥の堆積や流量損失を抑制することができる。
【００１０】
しかも、このスリーブは、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による屈曲に追従して、それの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、スリーブの屈曲部分の内周面を凹凸の少ない略滑らかな状態に維持することができ、流動抵抗の軽減化を図ることができる。さらに、両管体の屈曲や伸縮に連れてスリーブの挿入装着位置がずれることを抑制することができる。
【００１１】
従って、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、従来構造に比して汚泥の堆積や流量損失を長期間に亘って効果的に抑制することができる。
【００１２】
本発明の請求項２による可撓管継手のように、前記第２管体には、他の配管機器と固定連結可能な連結フランジ部が形成されているとともに、この連結フランジ部には、前記鍔部が管軸心方向から入り込む凹部が形成されている構成にしてもよい。
【００１４】
また、前記第１管体には、部分球状外周面を有する球状リング材が、管軸芯方向の一定範囲内で摺動自在に取付けられているとともに、前記スリーブが、両管体の全伸縮範囲に亘って窪み部を覆うことが可能な長さに構成されていてもよい。
【００１５】
上記構成によれば、第１管体に取付けられた球状リング材の部分球状外周面に沿っての第２管体の屈曲摺動のみならず、両管体の管軸芯方向での伸縮摺動にかかわらず、両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口する窪み部を覆うことができるから、汚泥の堆積や乱流による流量損失を抑制することができる。
【００１６】
本発明の請求項３による可撓管継手の特徴構成は、径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備えた第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手であって、
前記両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆う長さを有し、かつ、両管体の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブを、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着し、
前記スリーブの径方向外方で、前記管体の一方と前記スリーブとの管軸芯方向での相対移動を接当阻止する固定手段が設けられているとともに、前記スリーブの内部には、前記スリーブの固定手段相当部位の変形を抑制する補強用コアが挿入装着されている点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着された合成樹脂製のスリーブにより、両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆うことができるから、汚泥の堆積や流量損失を抑制することができる。
しかも、このスリーブは、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による屈曲に追従して、それの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、スリーブの屈曲部分の内周面を凹凸の少ない略滑らかな状態に維持することができ、流動抵抗の軽減化を図ることができる。
従って、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、従来構造に比して汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
さらに、両管体の屈曲や伸縮に連れてスリーブの挿入装着位置がずれることがなく、両管体の所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、長期間に亘って汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
また、スリーブの外周面と管体の内周面との接触箇所における管軸芯方向での接触長が短い場合でも、両管体の屈曲に連れてスリーブの接触箇所に反力が作用しても、その反力によるスリーブの接触箇所での径方向内方への突出変形を抑制することができる。
従って、両管体の屈曲に追従して、スリーブがそれの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、流路面積が大きく減少することがなく、流動抵抗の軽減化を図ることができる。
【００１８】
本発明の請求項４による可撓管継手のように、前記補強用コアの管軸心方向の一端部には、前記スリーブの基端部に管軸心方向から接当する鍔部が形成されている構成にしてもよい。
【００２１】
また、前記スリーブが、ポリエチレン樹脂で円筒状に成形されているとともに、それの厚みが１．５ｍｍ〜４．０ｍｍまでの範囲、好ましくは、２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に構成されていてもよい。
【００２２】
上記構成によれば、ポリエチレン樹脂製のスリーブの厚みが１．５ｍｍ以上であれば、両管体の屈曲に伴うスリーブの径方向内方への屈曲変形を少なくすることができ、また、スリーブの厚みが４．０ｍｍ以下であれば、両管体の屈曲に支障を与えることが無い。
【００２３】
更に、ポリエチレン樹脂製のスリーブの厚みが２．０ｍｍ以上であれば、両管体の屈曲に伴うスリーブの径方向内方への屈曲変形を効果的に抑制することができ、また、スリーブの厚みが３．０ｍｍ以下であれば、両管体の屈曲をスムースに行わせることができる。
【００２４】
また、前記スリーブの内周面の挿入側先端部が、先端側ほど大径となるテーパー面に形成されている構成にしてもよい。
【００２５】
上記構成によれば、スリーブの挿入側先端部と管体の内周面との間での段差が滑らかになり、汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
【００２６】
本発明の請求項５による可撓管継手の特徴構成は、径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備えた第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手であって、
前記両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆う長さ有し、かつ、両管体の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブを、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着し、
前記スリーブには、一方の管体に対する管軸芯方向での相対移動を阻止する固定手段と、他方の管体の内周面に形成された凹部に係合して、両者の管軸芯方向での相対移動を阻止する仮止め突起とが設けられているとともに、前記仮止め突起が、管軸芯方向での外力による剪断で仮止め解除されるように構成されている点にある。
【００２７】
上記特徴構成によれば、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着された合成樹脂製のスリーブにより、両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆うことができるから、汚泥の堆積や流量損失を抑制することができる。
しかも、このスリーブは、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による屈曲に追従して、それの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、スリーブの屈曲部分の内周面を凹凸の少ない略滑らかな状態に維持することができ、流動抵抗の軽減化を図ることができる。
従って、第１管体の部分球状外周面と第２管体の部分球状内周面との相対摺動による所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、従来構造に比して汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
さらに、両管体の屈曲や伸縮に連れてスリーブの挿入装着位置がずれることがなく、両管体の所期の屈曲性能を確実に発揮させながらも、長期間に亘って汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制することができる。
また、スリーブの一端側は、固定手段を介して一方の管体に固定されており、また、スリーブの他端側は、仮止め突起を介して他方の管体の内周面に形成された凹部に係合されているため、流体の通常圧による不平均力が働いても、両管体が伸縮せず、所定の伸縮代が確保されるが、地震等の大きな外力が働いたときには、仮止め突起が剪断されて両管体の伸縮可撓性能が確実に発揮される。
【００２８】
しかも、 汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制するために両管体内に挿入装着される合成樹脂製のスリーブを利用するが故に、両管体の管軸芯方向での相対移動を仮止めする金属製の仮止め機構を、両管体の外周面側に設ける場合のような腐食がなく、地震等の大きな外力が発生したとき以外は、長期間に亘って両管体の伸縮作動を阻止することができるとともに、製造コスト面でも有利に実施することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１〜図７は、流体管の一例である水道管の配管系に設けられる伸縮可撓管継手を示し、挿口管として直管状に形成された鋳鉄製の第１管体１の両端部に、外周面２ａ全体を部分球面状に形成してある鋳鉄製の球状リング材２が、夫々管軸芯Ｘ方向に相対摺動自在に外嵌されているとともに、各球状リング材２には、受口管としての鋳鉄製の第２管体３の一端側に形成した部分球面状の内周面３ａが、球状リング材２の部分球状外周面２ａに沿って相対摺動自在（屈曲自在）に外嵌接続されている。
【００３０】
前記第１管体１の外周面の管軸芯Ｘ方向両端部の各々には、各球状リング材２の内周面の管軸芯Ｘ方向一側部に形成された環状の規制溝４よりも管軸芯Ｘ方向長さの小なる環状の取付け溝５が形成され、各取付け溝５の各々には、それに対応する規制溝４の管軸芯Ｘ方向の両端面４ａ，４ｂとの当接によって球状リング材２と第１管体１との管軸芯Ｘ方向での相対摺動範囲を規制する拡径変形可能な略Ｃの字状のステンレス鋼製の係止部材６が脱着自在に嵌着されているとともに、第１管体１の外周面と規制溝４の内周面４ｃとの径方向での対向間隔が、拡径操作された係止部材６の管軸芯Ｘ方向に沿った脱着移動を許容する間隔に構成されている。
【００３１】
前記各球状リング材２の内周面の管軸芯Ｘ方向の一端部近くには、第１管体１の外周面との間を密封するための合成ゴム製の弾性シール材７を保持する環状のシール保持溝８が形成されているとともに、第２管体３の球状管部３Ａの部分球状内周面３ａの各々には、球状リング材２の部分球状外周面２ａとの間を密封するための合成ゴム製の弾性シール材９を保持する環状のシール保持溝１０が形成されている。
【００３２】
前記第２管体３の球状管部３Ａの受口側端部で、かつ、径方向で相対向する二箇所には、図３に示すように、この球状管部３Ａの部分球状内周面３ａで形成される内部空間に対して、球状リング材２の管軸芯Ｘ方向長さよりも少し大きな幅で管軸芯Ｘ方向から貫通状態で連通する切欠部３Ｊが形成されているとともに、前記球状リング材２の端部で、かつ、径方向で相対向する二箇所には、図４に示すように、この球状リング材２の規制溝４に対して、係止部材６の管軸芯Ｘ方向長さよりも少し大きな幅で管軸芯Ｘ方向から貫通状態で連通する切欠部２ｃが形成されている。
【００３３】
そして、球状リング材２内に係止部材６を組付ける場合は、係止部材６をそれの径方向が管軸芯Ｘ方向に沿う姿勢で切欠部２ｃを通して球状リング材２の規制溝４内に挿入したのち、この係止部材６を規制溝４内で旋回させる。
【００３４】
また、第２管体３の球状管部３Ａ内に球状リング材２を組付ける場合には、上述と同様に、図４に示すように、球状リング材２をそれの径方向が管軸芯Ｘ方向に沿う姿勢で切欠部３Ｊを通して球状管部３Ａの内部空間内に挿入したのち、この内部空間内で部分球状内周面３ａに沿って球状リング材２を旋回させ、球状リング材２の軸芯が第２管体３の管軸芯Ｘと合致する同芯姿勢で装着する。
【００３５】
その後、第２管体３の管軸芯Ｘと同芯状態にある係止部材６を弾性復元力に抗して拡径操作し、球状リング材２内に挿入された第１管体１の取付け溝５に嵌着する。
【００３６】
更に、第２管体３の直管部３Ｂの端部の各々には、水道管や仕切弁等の配管機器１１の連結フランジ部１１Ａに対してボルト１２・ナット１３等の締結具で固定連結するための連結フランジ部３Ｄが一体形成されているとともに、第２管体３の球状管部３Ａの端部の各々には、第１管体１の外周面に密着状態で外装された屈曲及び伸縮自在な合成ゴム製の防水カバー１４の一端部を脱着自在に掛止保持するための取付けフランジ部３Ｅが一体形成されている。
【００３７】
そして、前記両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部、つまり、球状リング材２の内周面に形成された規制溝４の一部が、第１管体１の先端側から管内流路に向かって開口することによって形成される環状の第１窪み部Ｓ１の開口、及び、第２管体３の部分球状内周面３ａに連なるテーパー内周面３ｂと球状リング材２の一端面２ｂとによって形成される環状の窪み部Ｓ２の開口を覆う長さ有し、かつ、両管体１，３の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブ１５が、第２管体３の連結フランジ部３Ｄ側の開口から両管体１，３の内周面に亘って密着状態で挿入装着されているとともに、第２管体３とこれに連結された配管機器１１との間において、スリーブ１５の管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する固定手段Ａが設けられている。
【００３８】
前記スリーブ１５は、部分球状外周面２ａの仮想延長面と第１管体１の内周面１ａとの交差箇所Ｐを越える長さで、かつ、両管体１，３の全伸縮範囲に亘って窪み部Ｓ１，Ｓ２を覆うことが可能な長さに構成されている。
【００３９】
更に、前記スリーブ１５は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）や高性能ポリエチレン（ＨＰＰＥ）等のポリエチレン樹脂で円筒状に成形されているとともに、それの厚みが１．５ｍｍ〜４．０ｍｍまでの範囲、好ましくは、２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に構成され、更に、スリーブ１５の内周面の挿入先端部が、先端側ほど大径となるテーパー面１５ａに形成されている。
【００４０】
前記固定手段Ａは、スリーブ１５の基端部に、径方向外方に突出する円環状の鍔部１５ｂを一体形成するとともに、第２管体３の連結フランジ部３Ｄには、スリーブ１５の鍔部１５ｂを管軸芯Ｘ方向から入り込む凹部３ｄを形成して、第２管体３の連結フランジ部３Ｄと配管機器１１の連結フランジ部１１Ａとの固定連結により、スリーブ１５と第２管体３との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止するように構成されている。
【００４１】
そして、両管体１，３の内周面に亘って密着状態で挿入装着されたポリエチレン樹脂製のスリーブ１５により、図６、図７に示すように、第１管体１に取付けられた球状リング材２の部分球状外周面２ａに沿っての第２管体３の屈曲摺動のみならず、両管体１，３の管軸芯Ｘ方向での伸縮摺動にかかわらず、両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部Ｓ１，Ｓ２を確実に覆うことができるから、汚泥の堆積や乱流による流量損失を抑制することができる。
【００４２】
しかも、このスリーブ１５は、球状リング材２の部分球状外周面２ａと第２管体３の部分球状内周面３ａとの相対摺動による屈曲に追従して、それの円筒形状を略維持したまま弾性変形するから、流路面積が大きく減少することがなく、流動抵抗の軽減化を図ることができる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
図８、図９は、第１実施形態で説明した伸縮可撓管継手の改良を示し、スリーブ１５に、一方の第２管体３に対する管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する固定手段Ａと、他方の第１管体１の内周面１ａに形成された環状の凹部１ｂに係合して、 両者１５，３の管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する周方向複数個の仮止め突起１５ｃとが設けられているとともに、前記各仮止め突起１５ｃが、地震等に起因する管軸芯Ｘ方向での外力による剪断で仮止め解除されるように構成されている。
【００４４】
そして、スリーブ１５の基端部側は、固定手段Ａを介して一方の第２管体３に固定されており、また、スリーブ１５の挿入先端側は、仮止め突起１５ｃを介して他方の第１管体１の内周面１ａに形成された凹部１ｂに係合されているため、水道水の通常圧による不平均力が働いても、両管体１，３が伸縮せず、所定の伸縮代が確保されるが、地震等の大きな外力が働いたときには、仮止め突起１５ｃが剪断されて両管体１，３の伸縮可撓性能が確実に発揮される。
【００４５】
しかも、 汚泥の堆積や流量損失を効果的に抑制するために両管体１，３内に挿入装着されるポリエチレン樹脂製のスリーブ１５を利用するが故に、両管体１，３の管軸芯Ｘ方向での相対移動を仮止めする金属製の仮止め機構を、両管体１，３の外周面側に設ける場合のような腐食がなく、地震等の大きな外力が発生したとき以外は、長期間に亘って両管体１，３の伸縮作動を阻止することができるとともに、製造コスト面でも有利に実施することができる。
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
【００４６】
〔第３実施形態〕
図１０は、第１実施形態で説明した固定手段Ａの別実施形態を示し、スリーブ１５の外周面に、第１管体１の内周面１ａに形成された係合溝１ｃに対して係合する周方向で複数個の係止突起１５ｄを一体形成して、スリーブ１５と第１管体１との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止するように構成してある。
【００４７】
この実施形態では、第１実施形態とは逆に、スリーブ１５と第２管体３とが管軸芯Ｘ方向で相対摺動自在に構成されている。
【００４８】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
【００４９】
〔第４実施形態〕
図１１に示す伸縮可撓継手は、第２管体３の他端部に、第１管体１と同一外径に構成された配管機器１１の挿口管部１１Ｂを管軸芯Ｘ方向から差込接続可能な受口管部３Ｆが一体形成され、この受口管部３Ｆの端部に一体形成された連結フランジ部３Ｇには、受口管部３Ｆの内周面と挿口管部１１Ｂの外周面との間に介装された弾性シール材１６を管軸芯Ｘ方向から圧縮して、 挿入接続された挿口管部１１Ｂを密封状態で抜止め固定する押輪１７が設けられている。
【００５０】
この押輪１７は、受口管部３Ｆの連結フランジ部３Ｇにボルト１８・ナット１９を介して脱着自在に取付けられる環状取付け枠１７Ａに、ボルト１８・ナット１９の締付け操作に連れて弾性シール材１６を管軸芯Ｘ方向から押圧する押圧部１７Ｂを一体形成して構成されている。
【００５１】
前記第２管体３の内周面で、かつ、球状管部３Ａと受口管部３Ｆとの間の中央位置には、挿口管部１１Ｂの最大挿入位置を接当規制することが可能で、かつ、 その内径が第１管部１の内径と同一に構成された仕切り壁部３Ｈが一体形成されているとともに、この仕切り壁部３Ｈの内周面と第１管部１の内周面とに亘って、両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部、つまり、球状リング材２の内周面に形成された規制溝４の一部が、第１管体１の先端側から管内流路に向かって開口することによって形成される環状の第１窪み部Ｓ１の開口、及び、第２管体３の部分球状内周面３ａに連なるテーパー内周面３ｂと球状リング材２の一端面２ｂとによって形成される環状の窪み部Ｓ２の開口を覆う長さ有し、かつ、両管体１，３の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブ１５が、密着状態で挿入装着されているとともに、スリーブ１５の管軸芯Ｘ方向での相対移動を規制する固定手段Ａが設けられている。
前記固定手段Ａは、スリーブ１５の基端部に、径方向外方に突出する円環状の鍔部１５ｂを一体形成するとともに、この鍔部１５ｂを第２管体３とこれに連結された配管機器１１との間に配置することで、第２管体３の仕切り壁部３Ｈと配管機器１１の挿口管部１１Ｂの先端に管軸芯Ｘ方向で接当して、スリーブ１５の管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止するように構成されている。
【００５２】
前記第２管体３の仕切り壁部３Ｈの管軸芯Ｘ方向長さが短いため、これに密着状態で挿入装着されるスリーブ１５の基端部には、スリーブ１５の少なくとも管体の内周面の一部、つまり、仕切り壁部３Ｈの内周面に接触する部位の変形を抑制すると同時に、第２管体３の仕切り壁部３Ｈに対する管軸芯Ｘ方向での相対移動を抑制するための合成樹脂製又は金属製の補強用コア２０が圧入状態で挿入装着されているとともに、補強用コア２０の管軸芯方向の一端部には、スリーブ１５の基端部に管軸芯Ｘ方向から接当する鍔部２０ａが形成されている。
【００５３】
そして、スリーブ１５の外周面と一方の第２管体３の内周面との接触箇所における管軸芯Ｘ方向での接触長が短い場合でも、両管体１，３の屈曲に連れてスリーブ１５の接触箇所に反力が作用しても、その反力によるスリーブ１５の接触箇所での径方向内方への突出変形を抑制することができる。
【００５４】
尚、その他の構成は、第１実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第１実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
【００５５】
〔第５実施形態〕
図１２に示す伸縮可撓継手は、鋳鉄製の直管状の第３管体２１の両端の各々に、部分球面状の外周面１ｄが一端側に一体形成されている鋳鉄製の第１管体１が、管軸芯Ｘ方向から相対摺動自在に挿入接続されているとともに、前記両第１管体１の球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄの各々には、鋳鉄製の第２管体３の一端側に形成した部分球面状の内周面３ａが相対摺動自在に外嵌接続されている。
【００５６】
前記両第１管体１の直管部１Ｂの外周面の各々には、第３管体２１の内周面の管軸芯Ｘ方向中間部に形成された環状の規制溝２２よりも管軸芯Ｘ方向長さの小なる環状の取付け溝２３が形成され、これら各取付け溝２３には、前記規制溝２２の筒軸芯Ｘ方向の端面との面接当によって第１管体１と第３管体２１との管軸芯Ｘ方向での相対移動範囲を規制する拡径変形可能なステンレス鋼製の係止部材２４が着脱自在に嵌着されている。
【００５７】
前記第３管体２１の内周面の管軸芯Ｘ方向の両端部近くの各々には、第１管体１の直管部１Ｂの外周面との間を密封する合成ゴム製の弾性シール材２５が保持されているとともに、前記各第２管体３の球状管部３Ａの部分球状内周面３ａの各々には、第１管体１の球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄとの間を密封する合成ゴム製の弾性シール材２６が保持され、更に、前記各第２管体３の直管部３Ｂの端部の各々には、水道管や仕切り弁等の配管機器１１の連結フランジ部１１Ａに対してボルト１２・ナット１３で固定連結するための連結フランジ３Ｄが一体形成されている。
【００５８】
前記各第２管体３の球状管部３Ａの開口側の内周面の各々には、第１管体１の球状管部１Ａの部分球状外周面１ｄに摺接する部分球状の摺接面を備えた鋳鉄製の摺接案内部材２７と、該摺接案内部材２７の抜け出し移動を接当阻止するＣの字状の拡径変形可能なステンレス鋼製の抜け止め部材２８とが設けられている。
【００５９】
そして、前記両管体１，３の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部、つまり、第１管体１の球状管部１Ａの内周面が管内流路に向かって開口することによって形成される環状の第３窪み部Ｓ３の開口、及び、第２管体３の部分球状内周面３ａと第１管体１の球状管部１Ａの先端面とによって形成される環状の窪み部Ｓ４の開口を覆う長さ有し、かつ、両管体１，３の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブ１５が、第２管体３の連結フランジ部３Ｄ側の開口から両管体１，３の内周面に亘って密着状態で挿入装着されているとともに、スリーブ１５と第２管体３との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する固定手段Ａが設けられている。
【００６０】
前記固定手段Ａは、スリーブ１５の基端部に、径方向外方に突出する円環状の鍔部１５ｂを一体形成するとともに、第２管体３の連結フランジ部３Ｄには、スリーブ１５の鍔部１５ｂを管軸芯Ｘ方向から入り込む凹部３ｄを形成して、第２管体３の連結フランジ部３Ｄと配管機器１１の連結フランジ部１１Ａとの固定連結により、スリーブ１５と第２管体３との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止するように構成されている。
【００６１】
〔その他の実施形態〕
（１） 上述の第１〜第３実施形態では、スリーブ１５の鍔部１５ｂを、第２管体３の連結フランジ部３Ｄと配管機器１１の連結フランジ部１１Ａとの間で挾持固定し、また、第４実施形態では、スリーブ１５の基端部に補強用コア２０を圧入することにより、第２管体３に対するスリーブ１５の管軸芯Ｘ方向での相対移動を抑制するように構成したが、スリーブ１５を第１管体１又は第２管体３に接着剤等の他の固定手段で固定してもよい。
（２） 上述の各実施形態では、第１管体１又は第２管体３とスリーブ１５との管軸芯Ｘ方向での相対移動を阻止する固定手段Ａを設けたが、両管体１，３の内周面とこれに亘って挿入されたスリーブ１５の外周面との間での摩擦力だけでも、管内を流動する流体によってスリーブ１５が位置ずれすることがない場合には、上述の固定手段Ａを設ける必要がない。
（３） 上述の各実施形態では、両管体１，３の内周面に亘って挿入装着されるスリーブ１５を単体から構成したが、このスリーブ１５を管軸芯Ｘ方向で二分割して、各分割スリーブ体の一端部側を管体１，３の内周面に管軸芯方向での相対移動を阻止した状態で取付けるとともに、両分割スリーブ体の他端部側同士を、両管体１，３の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する状態で嵌合接合してもよい。
（４） 上述の各実施形態では、両管体１，３の内周面のうち、スリーブ１５が挿入装着される箇所の内径を同一径に構成してある場合について説明したが、両管体１，３の内周面のスリーブ装着箇所の内径が異なる場合には、それに対応してスリーブ１５の外径も変更することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す伸縮可撓継手の半断面側面図
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線拡大矢視図
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図
【図４】第２管体の球状管部内に球状リング材を組付けるときの説明図
【図５】要部の拡大断面側面図
【図６】屈曲状態を示す要部の拡大断面側面図
【図７】屈曲し、かつ、伸展した状態を示す要部の拡大断面側面図
【図８】本発明の第２実施形態を示す伸縮可撓継手の拡大半断面側面図
【図９】要部の拡大断面側面図
【図１０】本発明の第３実施形態を示す伸縮可撓継手の要部の拡大断面側面図
【図１１】本発明の第４実施形態を示す伸縮可撓継手の拡大半断面側面図
【図１２】本発明の第５実施形態を示す伸縮可撓継手の拡大断面側面図
【図１３】従来の伸縮可撓継手を示す要部の拡大断面側面図
【図１４】他の従来の伸縮可撓継手を示す要部の拡大断面側面図
【符号の説明】
Ａ 固定手段
Ｐ 交差箇所
Ｒ 仮想延長面
Ｓ１ 第１窪み部
Ｓ２ 第２窪み部
Ｓ３ 第３窪み部
Ｓ４ 第４窪み部
Ｘ 管軸芯
１ 第１管体
１ｂ 凹部
２ 球状リング材
３ 第２管体
４ 規制溝
１５ スリーブ
１５ａ テーパー面
１５ｃ 仮止め突起
２０ 補強コア
Claims (5)
- 径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備え、かつ、他の配管機器と固定連結された第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手であって、
前記両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆う長さを有し、かつ、両管体の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブを、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着し、
前記スリーブには、径方向外方に突出する鍔部が形成されているとともに、この鍔部が前記第２管体とこれに固定連結された他の配管機器との間に管軸芯方向での移動を規制した状態で配置されている可撓管継手。 - 前記第２管体には、他の配管機器と固定連結可能な連結フランジ部が形成されているとともに、この連結フランジ部には、前記鍔部が管軸心方向から入り込む凹部が形成されている請求項１記載の可撓管継手。
- 径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備えた第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手であって、
前記両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆う長さを有し、かつ、両管体の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブを、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着し、
前記スリーブの径方向外方で、前記管体の一方と前記スリーブとの管軸芯方向での相対移動を接当阻止する固定手段が設けられているとともに、前記スリーブの内部には、前記スリーブの固定手段相当部位の変形を抑制する補強用コアが挿入装着されている可撓管継手。 - 前記補強用コアの管軸心方向の一端部には、前記スリーブの基端部に管軸心方向から接当する鍔部が形成されている請求項３記載の可撓管継手。
- 径方向外方に突出する部分球状の外周面を備えた第１管体に、これの部分球状外周面に沿って摺動可能な部分球状の内周面を備えた第２管体を屈曲自在に嵌合接続してある可撓管継手であって、
前記両管体の嵌合接続箇所において径方向内方に向かって開口形成される窪み部を覆う長さ有し、かつ、両管体の屈曲に追従して円筒形状を略維持したまま弾性変形する合成樹脂製のスリーブを、両管体の内周面に亘って接触状態で挿入装着し、
前記スリーブには、一方の管体に対する管軸芯方向での相対移動を阻止する固定手段と、他方の管体の内周面に形成された凹部に係合して、両者の管軸芯方向での相対移動を阻止する仮止め突起とが設けられているとともに、前記仮止め突起が、管軸芯方向での外力による剪断で仮止め解除されるように構成されている可撓管継手。
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