JP3690932B2

JP3690932B2 - Pipe fitting

Info

Publication number: JP3690932B2
Application number: JP03207799A
Authority: JP
Inventors: 敏雄戸島; 正吾金子
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2019-02-10
Also published as: JP2000230680A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、管継手の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ダクタイル鋳鉄管等の管継手で抜け出し防止機能を有する構造として、図５に示すように、受口１内面の周方向溝２にロックリング３を配置し、一方挿し口４に挿し口突部４Ａを設け、この挿し口突部４Ａを前記ロックリング３に係合させることにより挿し口４の脱け出しを防止する管継手が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記管接続時で受口１に挿し口４を挿入する際、ロックリング３が邪魔にならないよう、従来では図６に示すように結合ピース６をロックリング３の割り部３Ａに介挿して伸長させ、割り３Ａの間隔を拡大させてロックリング３の径ｒを拡大し、ロックリング３を図５の受口１の周方向溝２内に収めることや、図７（ａ）（ｂ）に示すように開き勝手のロックリング３を周方向溝２に収納し、挿し口４を挿入した後図７（ａ）に示すようにセットボルト３Ｂでロックリング３を外周から押圧して縮径させ、挿し口４外周に接触させたり、図７（ｂ）に示すようにチューブ３Ｃをロックリング３背面に挿入しておきこのチューブ３Ｃにグラウトを圧入して膨張させ、ロックリング３を外周から押圧することが行なわれている。
【０００４】
しかしながら、管接続作業に先立ち、図６に示したような結合ピース６を受口１内面と挿し口４外面との間の狭い隙間から挿入して治具（図示省略）を使用して組み込むのは非常に手間がかかり作業が面倒となる問題があった。
図７（ａ）に示した構造の場合は、管接合後管周囲に配設された多数のセットボルト３Ｂを均等に締め付けなければならず、図７（ｂ）に示した構造の場合は締結作業後にグラウトを高圧で注入する手段を必要とし、施工に非常に手間がかかり効率が悪いといった問題があった。
【０００５】
この発明は、上記したように結合ピースなどを用いることなくロックリングを収納でき、しかも、挿し口を挿入後セットボルトなどの締結作業の必要もなく脱け出し防止が達成できる管継手を得ることを課題としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明の管継手は、受口の内面に形成された周方向溝にロックリングが収納され、先端側の外周に挿し口突部を有する挿し口が、その挿し口突部が前記ロックリングよりも受口奥側となる位置まで前記受口内に挿入されて、前記受口と前記挿し口とが接続される管継手において、前記ロックリングの両外側面にテーパ状の切り欠き面が形成され、前記切り欠き面が前記挿し口の外面に対して５０°〜７０°の範囲の傾斜とされ、前記周方向溝の受口開口側の側面に、溝底から管の軸心に向かって立ち上がる立ち上がり面と、この立ち上がり面から受口開口側に向かうとともに前記ロックリングにおける受口開口側の切り欠き面と接触可能なテーパ面とが形成され、前記周方向溝の受口奥側の側面に、前記ロックリングの受口開口側の外側面における切り欠き面以外の面が周方向溝のテーパ面に当たるときに、前記ロックリングの受口奥側の切り欠き面が向かい合うことが可能な、溝底から管の軸心に向かって立ち上がる立ち上がり面が形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
上記発明によれば、受口内面の周方向溝内に収納した一つ割りリングを挿し口端面で拡径すればそのまま挿入接続ができ、また、脱け出し方向の力が加わった場合はロックリングに形成したテーパ面と受口内面の周方向溝との接触によって一つ割りロックリングが縮径変形しこれによって挿口突部との係合が確実に行なわれる。また、このとき、ロックリングにおける切り欠き面が挿し口の外面に対して５０°〜７０°の範囲で傾斜していることで、管継手に脱け出し力が作用してロックリングに挿し口突部が係合した際に、ロックリングが転倒したり、ロックリングの径方向の締め付け力が強くなりすぎたりするのを防止できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を説明する。
図１は管継手の断面図である。
図１において、管継手１０は、受口１の内面に、受口開口側の側面２Ａがテーパ面とされた周方向溝２が形成され、この周方向溝２内に、外周両側面が共にテーパ状の切り欠き面３Ｃとされたロックリング３を収納して、端部に突部４Ａを形成した挿し口４が挿入接続されている。
【０００９】
上記において、挿し口突部４Ａは挿し口４外面に形成した周方向溝４Ｂ内に凸部成形用部材５を挿入して溶接５Ａ、５Ｂにより取付けた場合を示したが、図５に示したように挿し口４の管端外面に一体的に設けられたものであっても良い。上記管継手において、図２に示すように、このテーパ面３Ｃの挿し口４外面に対するテーパ角θを６０°±１０°即ち７０°≧θ≧５０°とすることが望ましい。
【００１０】
このような立ち上がり角θとするのは、管継手に脱け出し力が作用しロックリング３が挿し口突部４Ａに係合した際ロックリングが転倒したり、径方向締め付け力が強すぎたりするのを防止するためで、実験により確認されたものである。すなわち、傾斜角θが７０°より大きいと管に脱け出し力が作用したとき、ロックリング３の径方向締め付け力が十分発揮されず、ロックリングが転倒したりせん断力でロックリングが変形する場合があるからである。
【００１１】
また、傾斜角θは小さくすると、強大な脱け出し力が作用した場合ロックリング３の径方向締め付け力が大きくなり過ぎ、管の強度上不適当となる。従って傾斜角θは５０°より大きくする事が好ましい。
次に、管継手の接続方法を説明する。
上記管継手１０を接続する場合は、まず、受口１の周方向溝２内にロックリング３を配設し、その状態で挿し口４を挿入する。
【００１２】
挿し口４の端面は通常面取りされているので、この面取り面でロックリング３は拡径力を受け、割り３Ａにより拡径し挿し口２端部を通過させる。次いで挿口突部４Ａも同様にして通過させ、以後ロックリング３は周方向溝２内に収まった状態で挿し口４外周に巻き付くように復元縮径する。
従って、挿し口４を受口に挿入接続するに当たって特にロックリング３を拡径するための治具は不要となる。
【００１３】
次に、管継手の抜け出し防止構造の作動について説明する。
管に抜け出し防止力が作用し、挿し口４が受口１より抜け出そうとして図３に示すように挿口突部４Ａがロックリング３に接すると、ロックリング３には周方向溝２内面のテーパ面２Ａと圧接して矢印Ｘで示す軸方向力と、径方向縮径力Ｙが生じ、径方向縮径力Ｙによりロックリング３は挿し口４外面を締め付けるように係合し、挿口突部４Ａとの係合状態が安定する。
【００１４】
このため、ロックリング３は強大な力が加わっても転倒したりせん断変形したりすることがない。
また、この発明の管継手の抜け出し防止構造は図示した管継手のほか、ロックリングで脱け出し防止を図るものであれば図４に示すような管継手であっても全く同様に実施できる。
【００１５】
なお、図４の図中、図１〜図２に示した符号と同じ符号で示す部材は、同一部材または相当する部材を示す。
実施例
図１に示した管継手であって、対象呼び径５００〜１０００ｍｍの管継手について、それぞれロックリング３の形状を図２に示したように台形状で、テーパ面３Ｃ、３Ｃの傾斜角θを６０°のものを用意した。
【００１６】
このロックリング３を受口１の周方向溝２内にセットし、挿し口４に挿し口突部４Ａを図１に示したように溶接により取り付けて受口１に挿入し、ゴム輪７および押し輪８を取り付けて試験用管継手を完成した。
試験装置は管継手で接続した管の両端に引っ張り力を負荷して異常の発生の有無を観察した。
【００１７】
比較例として図５に示した管継手を使用した。
この結果、実施例のものは０．４Ｄｔｆ負荷時（Ｄは直径ｍｍ）でも全く異常が無かったが、比較例は０．３Ｄｔｆ負荷時でロックリングの変形、挿し口歪み共に大となった。
次に、ゴム輪７を未装着として組み立てた継手部を２０回以上伸縮させる繰り返し引っ張り試験、ゴム輪７を装着して組み立てた継手部に急速に３００ｔｆの引っ張り力を１０回負荷する急速引っ張り試験、同じく管継手部に上下左右約５°に各５回づつ屈曲させる繰り返し曲げ試験、継手部に曲げ剛性（２０ｔｆ・ｍ）を衝撃的に１０回負荷する衝撃曲げ試験をそれぞれ実施したところ、ロックリングに異常は全く発生しなかった。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の管継手によれば、結合治具やセットボルトを使用することなく管継手の脱け出し防止が確実に行なえ、管接続工事の施工管理が容易となる。また、ロックリングで抜け出し防止を図る管継手であればこの発明の管継手の抜け出し防止構造が適用できるので汎用性もあるなどの効果を有する。さらに、ロックリングにおける切り欠き面が挿し口の外面に対して５０°〜７０°の範囲で傾斜していることで、管継手に脱け出し力が作用してロックリングに挿し口突部が係合した際に、ロックリングが転倒したり、ロックリングの径方向の締め付け力が強くなりすぎたりするのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の管継手の断面図である。
【図２】この発明の管継手の要部拡大断面図である。
【図３】この発明の管継手の作用説明断面図である。
【図４】この発明の管継手の抜け出し防止構造の他の構成例の断面図を示す。
【図５】従来例の抜け出し防止管継手の断面図である。
【図６】結合ピースを用いてロックリングを拡径した状態を示す正面図である。
【図７】従来の脱け出し防止継手を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１受口
２周方向溝
２Ａ周方向溝側面
３ロックリング
３Ｂロックリング内面
３Ｃテーパ部
４挿し口
４Ａ挿し口突部
５挿し口突部用金属部材
５Ａ外周側
５Ｂ両側面
７ゴム輪
８押し輪[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a pipe joint.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in FIG. 5, a lock ring 3 is disposed in the circumferential groove 2 on the inner surface of the receiving port 1, and the insertion port 4 is inserted into the insertion port 4 as a structure having a function of preventing a pipe joint such as a ductile cast iron pipe from coming out. There is known a pipe joint that is provided with a portion 4A and prevents the insertion port 4 from coming out by engaging the insertion port protrusion 4A with the lock ring 3.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to prevent the lock ring 3 from getting in the way when the insertion port 4 is inserted into the receiving port 1 when the pipe is connected, conventionally, the coupling piece 6 is inserted into the split portion 3A of the lock ring 3 as shown in FIG. The diameter r of the lock ring 3 is increased by expanding the interval of the split 3A, and the lock ring 3 is accommodated in the circumferential groove 2 of the receiving port 1 of FIG. 5, or FIGS. As shown in FIG. 7, the lock ring 3 having a free opening is stored in the circumferential groove 2, and after inserting the insertion slot 4, the lock ring 3 is pressed from the outer periphery with the set bolt 3 </ b> B as shown in FIG. The tube 3C is inserted into the back surface of the lock ring 3 as shown in FIG. 7 (b), and a grout is press-fitted into the tube 3C to expand the outer periphery of the lock ring 3. It is performed to press from.
[0004]
However, prior to the pipe connection work, the coupling piece 6 as shown in FIG. 6 is inserted through a narrow gap between the inner surface of the receiving port 1 and the outer surface of the insertion port 4 and incorporated using a jig (not shown). However, there was a problem that it was very time-consuming and troublesome.
In the case of the structure shown in FIG. 7 (a), a number of set bolts 3B arranged around the pipe must be tightened evenly after pipe joining, and in the case of the structure shown in FIG. A means for injecting grout at a high pressure after the work was required, and there was a problem that the construction was very troublesome and the efficiency was poor.
[0005]
The present invention provides a pipe joint that can store a lock ring without using a coupling piece or the like as described above, and that can be prevented from coming out without the need for fastening work such as a set bolt after the insertion port is inserted. Is made as an issue.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the pipe joint of the present invention is configured such that the lock ring is housed in the circumferential groove formed on the inner surface of the receiving port, and the insertion port having the insertion port protrusion on the outer periphery on the distal end side has the insertion port. In the pipe joint in which the protrusion is inserted into the receiving port up to a position on the deeper side of the receiving port than the lock ring, and the receiving port and the insertion port are connected, both outer side surfaces of the lock ring are tapered. A notch surface is formed, the notch surface is inclined with respect to the outer surface of the insertion port in a range of 50 ° to 70 °, and a tube is formed on the side surface of the circumferential groove on the receiving opening side from the groove bottom. A rising surface that rises toward the axial center of the groove, and a tapered surface that extends from the rising surface toward the opening of the receiving port and that can come into contact with the cutout surface on the receiving port opening side of the lock ring. On the side of the receiving port When a surface other than the notch surface on the outer side of the receiving opening of the groove hits the taper surface of the circumferential groove, the notch surface on the back side of the receiving end of the lock ring can face the tube from the groove bottom. It is characterized in that a rising surface rising toward the axis is formed .
[0007]
According to the above invention, if the split ring housed in the circumferential groove on the inner surface of the receiving port is inserted and the diameter is expanded at the end surface of the opening, it can be inserted and connected as it is. Due to the contact between the tapered surface formed on the ring and the circumferential groove on the inner surface of the receiving port, the split lock ring is deformed in a reduced diameter, and the engagement with the insertion port protrusion is ensured. Further, at this time, the notch surface in the lock ring is inclined in the range of 50 ° to 70 ° with respect to the outer surface of the insertion port, so that the withdrawal force acts on the pipe joint and the insertion port in the lock ring. When the protrusion is engaged, it is possible to prevent the lock ring from overturning or the radial tightening force of the lock ring from becoming too strong.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a pipe joint.
In FIG. 1, a pipe joint 10 is formed with a circumferential groove 2 having a tapered side surface 2 </ b> A on the opening side on the inner surface of the receiving opening 1. A lock ring 3 having a tapered notch surface 3C is accommodated, and an insertion port 4 having a protrusion 4A formed at an end thereof is inserted and connected.
[0009]
In the above description, the insertion port protrusion 4A shows the case where the convex portion forming member 5 is inserted into the circumferential groove 4B formed on the outer surface of the insertion port 4 and attached by welding 5A, 5B, as shown in FIG. Thus, it may be provided integrally on the outer surface of the tube end of the insertion port 4. In the pipe joint, as shown in FIG. 2, the taper angle θ of the taper surface 3C with respect to the outer surface of the insertion port 4 is preferably 60 ° ± 10 °, that is, 70 ° ≧ θ ≧ 50 °.
[0010]
Such a rising angle θ may be caused when the locking force falls on the pipe joint and the lock ring 3 falls when the lock ring 3 is engaged with the insertion projection 4A, or the radial tightening force is too strong. In order to prevent this, it has been confirmed by experiments. That is, when the inclination angle θ is greater than 70 °, when a pulling force is applied to the tube, the radial tightening force of the lock ring 3 is not sufficiently exhibited, and the lock ring falls or the lock ring is deformed by a shearing force. Because there are cases.
[0011]
On the other hand, when the inclination angle θ is reduced, the radial tightening force of the lock ring 3 becomes too large when a strong escape force is applied, which is inappropriate for the strength of the tube. Therefore, it is preferable to make the inclination angle θ larger than 50 °.
Next, a method for connecting pipe joints will be described.
When connecting the pipe joint 10, first, the lock ring 3 is disposed in the circumferential groove 2 of the receiving port 1, and the insertion port 4 is inserted in that state.
[0012]
Since the end face of the insertion slot 4 is usually chamfered, the lock ring 3 receives a diameter-expanding force at this chamfered face, expands the diameter by the split 3A, and passes through the end of the insertion slot 2. Next, the insertion port protrusion 4A is similarly passed, and thereafter the lock ring 3 is restored and contracted so that it is wound around the outer periphery of the insertion port 4 while being accommodated in the circumferential groove 2.
Accordingly, a jig for expanding the diameter of the lock ring 3 is not necessary when the insertion port 4 is inserted and connected to the receiving port.
[0013]
Next, the operation of the pipe joint withdrawal prevention structure will be described.
When the insertion preventing force acts on the pipe and the insertion port 4 tries to come out of the receiving port 1 and the insertion projection 4A comes into contact with the lock ring 3 as shown in FIG. An axial force indicated by an arrow X and a radial contraction force Y are generated in pressure contact with the taper surface 2A, and the lock ring 3 is engaged by the radial contraction force Y so as to tighten the outer surface of the insertion port 4. The engaged state with the protrusion 4A is stabilized.
[0014]
For this reason, the lock ring 3 does not fall down or undergo shear deformation even when a strong force is applied.
In addition to the illustrated pipe joint, the pipe joint withdrawal prevention structure of the present invention can be implemented in exactly the same way even with a pipe joint as shown in FIG.
[0015]
In addition, in the figure of FIG. 4, the member shown with the same code | symbol as the code | symbol shown in FIGS. 1-2 is the same member or a corresponding member.
EXAMPLE For the pipe joint shown in FIG. 1 and having a target nominal diameter of 500 to 1000 mm, the lock ring 3 has a trapezoidal shape as shown in FIG. 2, and the inclined angles of the tapered surfaces 3C and 3C. A θ having 60 ° was prepared.
[0016]
The lock ring 3 is set in the circumferential groove 2 of the receiving port 1, the insertion port 4 A is inserted into the insertion port 4 by welding as shown in FIG. A push ring 8 was attached to complete a test pipe joint.
The test apparatus applied a tensile force to both ends of the pipes connected by pipe joints and observed the presence or absence of abnormalities.
[0017]
As a comparative example, the pipe joint shown in FIG. 5 was used.
As a result, there was no abnormality even when the example was loaded with 0.4 Dtf (D is diameter mm), but in the comparative example, both the deformation of the lock ring and the distortion of the insertion opening were large when loaded with 0.3 Dtf.
Next, a repeated tensile test in which the joint part assembled without the rubber ring 7 is expanded or contracted 20 times or more, and a rapid tensile test in which the joint part assembled with the rubber ring 7 is rapidly loaded with a 300 tf tensile force 10 times. Similarly, when the pipe joint part was repeatedly bent and bent approximately 5 ° up and down, left and right approximately 5 °, and the joint part was subjected to an impact bending test in which bending rigidity (20 tf · m) was impacted 10 times. No abnormality occurred in the ring.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the pipe joint of the present invention, it is possible to reliably prevent the pipe joint from coming out without using a coupling jig or a set bolt, and the construction management of the pipe connection work is facilitated. In addition, since the pipe joint escape prevention structure of the present invention can be applied to any pipe joint that prevents the lock ring from coming out, there is an effect such as versatility. Furthermore, the notch surface in the lock ring is inclined in the range of 50 ° to 70 ° with respect to the outer surface of the insertion port, so that the escape force acts on the pipe joint so that the insertion port protrusion is formed on the lock ring. When engaged, it is possible to prevent the lock ring from overturning and the lock ring's radial tightening force from becoming too strong.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a pipe joint according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the pipe joint of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view for explaining the operation of the pipe joint of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of another configuration example of the pipe joint withdrawal prevention structure according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional fitting prevention pipe joint.
FIG. 6 is a front view showing a state in which the diameter of the lock ring is expanded using a coupling piece.
FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part showing a conventional escape prevention joint.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Receptacle 2 Circumferential groove | channel 2A Circumferential groove side surface 3 Lock ring 3B Lock ring inner surface 3C Tapered part 4 Insert port 4A Insert port protrusion 5 Insert member protrusion metal member 5A Outer peripheral side 5B Both sides 7 Rubber ring 8 Push ring

Claims

The lock ring is housed in a circumferential groove formed on the inner surface of the receiving port, and the insertion port having the insertion port protrusion on the outer periphery on the distal end side is on the back side of the reception port with respect to the lock ring. In the pipe joint that is inserted into the receiving port to a position and is connected to the receiving port and the insertion port, tapered notch surfaces are formed on both outer side surfaces of the lock ring, and the notch surface is A rising surface that is inclined in a range of 50 ° to 70 ° with respect to the outer surface of the insertion opening, rises from the groove bottom toward the axis of the tube, A tapered surface that is in contact with the cutout surface on the receiving opening side of the lock ring and is formed on the side surface on the back side of the receiving opening of the circumferential groove. Other than the notch on the outer side of the opening side When the surface of the ring contacts the taper surface of the circumferential groove, a rising surface rising from the groove bottom toward the axis of the tube is formed so that the notch surface on the back side of the lock ring can face each other. A pipe joint characterized by that.