JP4021213B2

JP4021213B2 - Pipe joint structure

Info

Publication number: JP4021213B2
Application number: JP2002034424A
Authority: JP
Inventors: 利之米津; 晃川瀬; 勉渋田
Original assignee: Nippon Chutetsukan KK
Current assignee: Nippon Chutetsukan KK
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2002-02-12
Publication date: 2007-12-12
Anticipated expiration: 2022-02-12
Also published as: JP2002323181A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、管継手構造、特に、継手部の長さを短くすることができ、しかも、継手部に引き抜き力が作用して、ロックリングとストップリングとが係合した場合に、ストップリングに作用する引き抜き力を大幅に減少させることができる管継手構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
管の抜け止め防止機能を有する管継手構造は、種々あるが、その一例を、図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図１６は、管継手構造の一例を示す断面図である。
【０００４】
図１６において、２１は、受口、２２は、受口２１内に挿入される挿口、２３は、受口２１内に形成された、受口２１の開口に向かって先細りに形成されたロックリング用嵌合溝、２４は、嵌合溝２３内に嵌合する、外面が嵌合溝２３と同じ角度で、受口２１の開口に向かって先細りに形成されたロックリングである。ロックリング２４は、一部が切り欠かれていて拡縮径可能になっている。２５は、挿口２２の先端外面に固定されたストップリング、２６は、受口２１と挿口２２との間に挿入されたパッキン、２７は、パッキン２６の押し込み手段である。押し込み手段２７は、押輪２８と、パッキン２６と押輪２８との間に介在される割輪２９と、押輪２８に押し込み力を付与するボルト２１０とナット２１１とからなっている。
【０００５】
上記管継手構造において、継手部に引き抜き力が作用すると、ロックリング２４がストップリング２５に押されて、嵌合溝２３と密着するまで移動し、これ以上の移動が阻止される。これによって、管の抜けが防止される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した管継手構造は、以下のような問題を有している。
【０００７】
（１）管接合時において、嵌合溝２３内に装着されたロックリング２４内にストップリング２５を通す際に、ストップリング２５の外径寸法以上にロックリング２４を拡径する必要がある。このために、縮径時のロックリング２４と嵌合溝２３との間に隙間（Ｓ）を形成する必要がある。従って、嵌合溝２３の傾斜角度を連続して変化させた場合、嵌合溝２３の長さ（Ｌ１）が長くなる。この結果、継手部の長さが長くなり、無駄が生じる。
【０００８】
（２）ストップリング２５は、挿口２２の先端外面に形成された溝２５Ａ内に嵌め込まれ、溶接等により固定されているが、継手部に引き抜き力が作用して、ロックリング２４とストップリング２５とが係合した場合、引き抜き力の大きさによっては、ストップリング２５が挿口２２から離脱する恐れがあった。
【０００９】
従って、この発明の目的は、継手部の長さを短くすることができ、しかも、継手部に引き抜き力が作用して、ロックリングとストップリングとが係合した場合に、ストップリングに作用する引き抜き力を大幅に減少させることができる管継手構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、受口内に形成された、前記受口の開口に向かって先細りに形成されたロックリング用嵌合溝と、前記嵌合溝内に嵌合する拡縮径可能な、外面が前記嵌合溝と同じ角度で傾斜しているロックリングと、前記受口内に挿入される挿口の先端外面に固定されたストップリングとを備え、継手部に引き抜き力が作用したときに、前記ロックリングと前記ストップリングとが係合する管継手構造において、前記嵌合溝は、大径部と小径部の２段階に形成され、前記大径部は、前記挿口の先端側に形成され、前記小径部は、前記開口側に、前記大径部と連続して形成され、前記大径部は、管接合時において前記ストップリングが前記ロックリング内を通過できるように前記ロックリングが拡径可能な径を有し、前記小径部の径は、縮径時の前記ロックリングの外径と合致することに特徴を有するものである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記ロックリングの前記挿口の先端側内面角部は、前記挿口の先端方向に向かって先広がりに形成され、前記ストップリングの前記開口側外面角部は、前記開口側に向かって先細りに形成されていることに特徴を有するものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記ロックリングの前記開口側内面角部は、前記開口に向かって先広がりに形成され、前記ロックリングの前記挿口の先端側内面角部は、前記挿口の先端方向に向かって先広がりに形成され、前記ストップリングの前記開口側外面角部は、前記開口側に向かって先細りに形成され、前記ストップリングの前記挿口の先端側外面角部と前記挿口の先端外面角部とは、同一傾斜角度で、前記挿口の先端方向に向かって連続的に先細りに形成されていることに特徴を有するものである。
【００１３】
請求項４記載の発明は、前記ロックリングの外面には、位置決め用間隔材が設けられていることに特徴を有するものである。
【００１４】
請求項５記載の発明は、前記ロックリングの外面傾斜角度（θ１）と前記ストップリングの前記開口側外面角部の傾斜角度（θ２）との間には、θ１＜θ２の関係があることに特徴を有するものである。
【００１５】
請求項６記載の発明は、前記傾斜角度（θ１）は、５０°≦θ１≦６０°であり、前記開口側外面角部の傾斜角度（θ２）は、６５°≦θ２≦７５°であることに特徴を有するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
この発明の管継手構造の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、この発明の管継手構造を示す断面図、図２は、図１の管継手構造においてロックリングの拡径状態を示す断面図、図３は、図１の管継手構造における伸びの限界を示す断面図、図４は、図１の管継手構造におけるロックリングを示す正面図、図５は、図４のＡ−Ａ線断面図、図６は、この発明の他の管継手構造を示す断面図、図７は、図６の管継手構造において、挿口挿入時の状態を示す断面図、図８は、図６の管継手構造における伸びの限界を示す断面図、図９は、図６の管継手構造におけるロックリングを示す正面図、図１０は、図９のＢ−Ｂ線断面図、図１１は、図６の管継手構造におけるストップリングを示す正面図、図１２は、図１１のＣ−Ｃ線断面図である。
【００１８】
図１から図５において、１は、受口、２は、受口１内に挿入される挿口、３は、受口１内に形成された、受口１の開口に向かって先細りに形成された、後述するロックリングの嵌合溝である。嵌合溝３は、大径部３Ａと小径部３Ｂとの２段階に形成され、大径部３Ａは、挿口２の先端側に形成され、小径部３Ｂは、受口１の開口側に、大径部３Ａと連続して形成されている。大径部３Ａは、管接合時において後述するストップリングが前記ロックリング内を通過できるように前記ロックリングが拡径可能な径を有している。小径部３Ｂの径は、前記ロックリングの縮径時の外径と等しい。嵌合溝３を大径部３Ａと小径部３Ｂとの２段階に形成したのは、嵌合溝３を連続的に傾斜させた場合に比べて、嵌合溝３の長さ（Ｌ２）を短くでき、結果として継手部の長さを短くできるからである。
【００１９】
４は、嵌合溝３内に嵌合する、外面が嵌合溝３と同じ角度で、受口１の開口に向かって先細りに形成されているロックリングである。図４および図５に示すように、ロックリング４は、切り欠き４Ａを有し、拡縮径可能になっていて、切り欠き４Ａ間に拡径治具１２の先端が入り込むようになっている。
【００２０】
５は、挿口２の先端外面に固定されたストップリング、６は、受口１と挿口２との間に挿入されたパッキン、７は、パッキン６の押し込み手段である。押し込み手段７は、押輪８と、パッキン６と押輪８との間に介在する割輪９と、押輪８に押し込み力を付与するボルト１０と、受口１の端面に固定された、ボルト１０が螺合するナット１１とからなっている。
【００２１】
このように構成されている、この発明の管継手構造により管を接合するには、以下のようにする。
【００２２】
先ず、図２に示すように、受口１の開口側から拡径治具１２の先端をロックリング４の切り欠き４Ａに挿入し、嵌合溝３の大径部３Ａ内において、ロックリング４の径をストップリング５が通過可能な程度に広げ、この状態で挿口２を受口１内に挿入する。次いで、拡径治具１２を外してロックリング４を縮径させる。そして、押し込み手段７によって割輪９を介してパッキン６を押し込む。これによって、図１の状態に管が接合される。
【００２３】
継手部に引っ張り力が作用した場合には、図３に示すように、ストップリング５とロックリング４とが係合し、ロックリング４は、嵌合溝３の大径部３Ａから小径部３Ｂに移動し、嵌合する。これにより管の抜けが防止される。
【００２４】
このように、この発明によれば、ロックリング４の嵌合溝３を大径部３Ａと小径部３Ｂとの２段階に形成することによって、嵌合溝３を連続的に傾斜させた場合に比べて、嵌合溝３の長さ（Ｌ２）を短くすることができる。従って、その分、継手部の長さを短くすることができる。
【００２５】
ロックリング４の挿口２の先端側内面角部４Ｂを、挿口２の先端方向に向けて先広がりに形成し、ストップリング５の受口１の開口側外面角部５Ａを、前記開口側に向けて先細りに形成すれば、継手部に引き抜き力が作用して、先端側内面角部４Ｂと開口側外面角部５Ａとが係合した場合に、ストップリング５には、これを径方向に押し付ける分力が作用し、その分、引き抜き力が軽減される。従って、継手部に過大な引き抜き力が作用してもストップリング５が挿口２から離脱する恐れがなくなる。
【００２６】
ロックリング４の外面傾斜角度（θ１）と、ストップリング５の開口側外面角部の傾斜角度（θ２）との関係について検討した。この結果、図１３に示すように、θ１＜θ２を満足すれば良いことが分かった。すなわち、ストップリング５が管端近くに取り付けられ且つストップリング５用溝が形成されていることからその部分の挿口２は、縮径に対する抵抗力がその奥にあるロックリング４付近の挿口２部分より弱くなる。従って、挿口２全体の縮径に対する強度を均衡させるには、上記（θ１）より（θ２）の方を大きくして、ストップリング５近傍の挿口２の縮径力を減少させる必要がある。
【００２７】
さらに、θ１およびθ２のそれぞれの適正範囲を実験により求めた。この結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１から明らかなように、θ１、θ２共に３０°とした場合、径方向に作用する分力が大きく、挿口２が径方向に縮径・変形し、この結果、ロックリング４が容易にストップリング５を乗り越え、外れてしまった。このときの応力分布を図１４に示す。
【００３０】
θ１を３０°、θ２を６５°とした場合、管端部に近い挿口２の縮径力が減少し、軸方向の力が増大し、この結果、引き出し力は、増大したが、ロックリング４の縮径力によってストップリング５近傍の挿口２が径方向に変形して、目標引き出し力に達する前にロックリング４がストップリング５から外れた。このときの応力分布を図１５に示す。
【００３１】
これに対して、θ１を５０°、θ２を６５°とした場合、ロックリング４の縮径力が適度に減少した結果、ストップリング５にかかる縮径力と引張り力のバランスが良くなったので、１０９％の達成率を得ることができ、θ１を６０°、θ２を７５°とした場合には、１５８％以上の達成率を得ることができた。
【００３２】
θ１、θ２を共に９０°とした場合には、挿口２の溝の先端側角部に引き抜き荷重が集中するために、そこを起点として破断が生じた。
【００３３】
従って、この発明において、θ１の適正範囲は、５０°≦θ１≦６０°とし、θ２の適正範囲は、６５°≦θ２≦７５°とする。
【００３４】
以上は、この発明をメカニカル継手に適用した例であるが、次に、この発明をプッシュオン継手に適用した例を説明する。
【００３５】
図６から図１２において、１３は、受口、１４は、受口１３内に挿入される挿口、１５は、受口１３内に形成された、受口１３の開口に向かって先細りに形成された、後述するロックリングの嵌合溝である。嵌合溝１５は、大径部１５Ａと小径部１５Ｂとの２段階に形成され、大径部１５Ａは、挿口１４の先端側に形成され、小径部１５Ｂは、受口１３の開口側に、大径部１５Ａと連続して形成されている。大径部１５Ａは、管接合時において後述するストップリングが前記ロックリング内を通過できるように前記ロックリングが拡径可能な径を有している。小径部１５Ｂの径は、前記ロックリングの縮径時の外径と等しい。嵌合溝１５を大径部１５Ａと小径部１５Ｂとの２段階に形成したのは、上述したメカニカル継手の場合と同様に、嵌合溝１５を連続的に傾斜させた場合に比べて、嵌合溝１５の長さ（Ｌ３）を短くでき、結果として継手部の長さを短くできるからである。
【００３６】
１６は、嵌合溝１５内に嵌合する、外面が嵌合溝１５と同じ角度で、受口１３の開口に向かって先細りに形成されているロックリングである。図９および図１０に示すように、ロックリング１６は、切り欠き１６Ａを有し、拡縮径可能になっている。ロックリング１６の受口１３の開口側内面角部１６Ｂは、前記開口に向かって先広がりに形成され、ロックリング１６の挿口１４の先端側内面角部１６Ｃは、挿口１４の先端方向に向かって先広がりに形成されている。
【００３７】
１７は、挿口１４の先端外面に固定されたストップリングである。図１１および図１２に示すように、ストップリング１７は、切り欠き１７Ａを有し、拡縮径可能になっている。ストップリング１７の受口１３の開口側外面角部１７Ｂは、前記開口側に向かって先細りに形成され、ストップリング１７の挿口１４の先端側外面角部１７Ｃは、挿口１４の先端外面角部１４Ａと同一傾斜角度で、挿口１４の先端方向に向かって連続的に先細りに形成されている。
【００３８】
１８は、受口１３と挿口１４との間に挿入されたパッキン、１９は、ロックリング１６の外面に取り付けられた弾性材からなる位置決め用間隔材であり、ロックリング１６の軸心と受口１３の軸心とを一致させるものである。位置決め用間隔材１９は、ロックリング１６から容易に離脱する。
【００３９】
このように構成されている、この発明の管継手構造により管を接合するには、以下のようにする。
【００４０】
受口１３内に挿口１４の先端部を押し込む。挿口１４の先端側外面角部１４Ａは、ストップリング１７の先端側外面角部１７Ｃと連続的に先細りに形成されているので、図７に示すように、パッキン１８を容易に押し広げ、更に、図６のように、ロックリング１６を位置決め用間隔材１９の弾性力に抗して拡径し、受口１３内にワンタッチで挿入される。ロックリング１６は、位置決め用間隔材１９の作用により嵌合溝１５内で偏心する恐れはない。このようにして、管が接合される。なお、ロックリング１６の拡径に際しても、ロックリング１６の開口側外面角部１７Ａが先広がりに形成されているので、挿口１４の先端側外面角部１４Ａにより容易に拡径される。
【００４１】
継手部に引っ張り力が作用した場合には、図８に示すように、ストップリング１７の開口側外面角部１７Ｂとロックリング１６の先端側外面角部１６Ｃとが係合し、ロックリング１６は、位置決め用間隔材１９を嵌合溝１５の大径部１５Ａに残して小径部１５Ｂに移動し、嵌合する。これにより管の抜けが防止される。
【００４２】
この場合も、ロックリング１６の嵌合溝１５を大径部１５Ａと小径部１５Ｂとの２段階に形成することによって、嵌合溝１５を連続的に傾斜させた場合に比べて、嵌合溝１５の長さ（Ｌ３）を短くすることができる。従って、その分、継手部の長さを短くすることができる。
【００４３】
この場合も、継手部に引き抜き力が作用して、ストップリング１７の開口側外面角部１７Ｂとロックリング１６の先端側外面角部１６Ｃとが係合した場合に、ストップリング１７には、これを径方向に押し付ける分力が作用し、その分、引き抜き力が軽減される。従って、継手部に過大な引き抜き力が作用してもストップリング１７が挿口１４から離脱する恐れがなくなる。
【００４４】
上記プッシュオン継手においても、ロックリング１６の外面傾斜角度と、ストップリング１７の開口側外面角部の傾斜角度との関係は、上記メカニカル継手の場合と同様である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、以下のような有用な効果がもたらされる。
【００４６】
（１）ロックリング嵌合用溝を大径部と小径部の２段階に形成することによって、ロックリング嵌合用溝が連続的に変化させた場合に比べて、嵌合溝の長さを短くでき、この結果、継手部の長さを短くすることができる。
【００４７】
（２）ロックリングの挿口側内面角部を挿口に向かって先広がりに形成し、ストップリングの受口側外面角部を受口に向かって先細りに形成することによって、継手部に引き抜き力が作用した場合に、ストップリングには、これを径方向に押し付ける分力が作用し、その分、引き抜き力を軽減することができる。従って、継手部に過大な引き抜き力が作用してもストップリングが挿口から離脱する恐れがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の管継手構造を示す断面図である。
【図２】図１の管継手構造においてロックリングの拡径状態を示す断面図である。
【図３】図１の管継手構造における伸びの限界を示す断面図である。
【図４】図１の管継手構造におけるロックリングを示す正面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】この発明の他の管継手構造を示す断面図である。
【図７】図６の管継手構造において、挿口挿入時の状態を示す断面図である。
【図８】図６の管継手構造における伸びの限界を示す断面図である。
【図９】図６の管継手構造におけるロックリングを示す正面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１１】図６の管継手構造におけるストップリングを示す正面図である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１３】ロックリング４の外面傾斜角度（θ１）と、ストップリング５の開口側外面角部の傾斜角度（θ２）との関係を示す断面図である。
【図１４】θ１、θ２共に３０°の場合の引き出し力に対する分力の説明図である。
【図１５】θ１が３０°、θ２が６５°の場合の引き出し力に対する分力の説明図である。
【図１６】管継手構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１：受口
２：挿口
３：ロックリング用嵌合溝
３Ａ：大径部
３Ｂ：小径部
４：ロックリング
４Ａ：切り欠き
４Ｂ：先端側内面角部
５：ストップリング
５Ａ：開口側外面角部
６：パッキン
７：押し込み手段
８：押輪
９：割輪
１０：ボルト
１１：ナット
１２：拡径治具
１３：受口
１４：挿口
１４Ａ：先端外面角部
１５：ロックリング用嵌合溝
１５Ａ：大径部
１５Ｂ：小径部
１６：ロックリング
１６Ａ：切り欠き
１６Ｂ：開口側内面角部
１６Ｃ：先端側内面角部
１７：ストップリング
１７Ａ：切り欠き
１７Ｂ：開口側外面角部
１７Ｃ：先端側外面角部
１８：パッキン
１９：位置決め用間隔材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention can reduce the length of a pipe joint structure, in particular, the joint portion, and when the pulling force acts on the joint portion and the lock ring and the stop ring are engaged, The present invention relates to a pipe joint structure that can greatly reduce the acting pull-out force.
[0002]
[Prior art]
There are various types of pipe joint structures having a function of preventing the pipe from coming off, and an example will be described with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of a pipe joint structure.
[0004]
In FIG. 16, 21 is a receiving port, 22 is an insertion port inserted into the

receiving port

21, and 23 is a lock formed in the receiving port 21 and tapered toward the opening of the receiving port 21. The ring fitting groove 24 is a lock ring that fits into the fitting groove 23 and has an outer surface tapered at the same angle as the fitting groove 23 toward the opening of the receiving port 21. The lock ring 24 is partially cut away so that the diameter of the lock ring 24 can be increased or decreased. Reference numeral 25 denotes a stop ring fixed to the outer surface of the distal end of the

insertion port

22, 26 denotes packing inserted between the receiving port 21 and the

insertion port

22, and 27 denotes pushing means for the packing 26. The pushing means 27 includes a push ring 28, a split ring 29 interposed between the packing 26 and the push ring 28, and a bolt 210 and a nut 211 that apply pushing force to the push ring 28.
[0005]
In the pipe joint structure, when a pulling force acts on the joint portion, the lock ring 24 is pushed by the stop ring 25 and moves until it comes into close contact with the fitting groove 23, and further movement is prevented. This prevents the tube from coming off.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the pipe joint structure described above has the following problems.
[0007]
(1) At the time of pipe joining, when passing the stop ring 25 through the lock ring 24 mounted in the fitting groove 23, it is necessary to expand the diameter of the lock ring 24 beyond the outer diameter dimension of the stop ring 25. For this reason, it is necessary to form a gap (S) between the lock ring 24 and the fitting groove 23 when the diameter is reduced. Therefore, when the inclination angle of the fitting groove 23 is continuously changed, the length (L1) of the fitting groove 23 becomes long. As a result, the length of the joint portion becomes long and waste occurs.
[0008]
(2) The stop ring 25 is fitted into a groove 25A formed on the outer surface of the distal end of the insertion opening 22 and is fixed by welding or the like, but the pulling force acts on the joint portion, and the lock ring 24 and the stop ring In the case of engagement with 25, the stop ring 25 may be detached from the insertion opening 22 depending on the magnitude of the pulling force.
[0009]
Therefore, an object of the present invention is to reduce the length of the joint portion, and to act on the stop ring when a pulling force acts on the joint portion and the lock ring and the stop ring are engaged. An object of the present invention is to provide a pipe joint structure capable of greatly reducing the pull-out force.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is capable of expanding and contracting with a fitting groove for a lock ring formed in the receiving opening and tapered toward the opening of the receiving opening. A lock ring whose outer surface is inclined at the same angle as the fitting groove, and a stop ring fixed to the outer surface of the distal end of the insertion port inserted into the receiving port, when a pulling force acts on the joint In the pipe joint structure in which the lock ring and the stop ring are engaged, the fitting groove is formed in two stages, a large diameter portion and a small diameter portion, and the large diameter portion is formed on the distal end side of the insertion opening. The small-diameter portion is formed continuously with the large-diameter portion on the opening side, and the large-diameter portion is configured to allow the stop ring to pass through the lock ring during pipe joining. Has a diameter that can be expanded, and the diameter of the small diameter portion is: Those having features that matches the outer diameter of the locking ring diameter.
[0011]
The invention according to claim 2 is characterized in that the front-end inner surface corner portion of the insertion port of the lock ring is formed so as to expand toward the front-end direction of the insertion port, and the opening-side outer surface corner portion of the stop ring is It is characterized by being tapered toward the opening side.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, the opening-side inner surface corner portion of the lock ring is formed so as to expand toward the opening, and the distal-end inner surface corner portion of the insertion port of the lock ring is formed of the insertion port. The opening-side outer surface corner portion of the stop ring is formed to be tapered toward the opening side, and the tip-side outer surface corner portion of the insertion port of the stop ring is inserted into the insertion portion. The front outer corner portion of the mouth is characterized by being continuously tapered toward the distal end direction of the insertion opening at the same inclination angle.
[0013]
The invention according to claim 4 is characterized in that a positioning spacer is provided on the outer surface of the lock ring.
[0014]
In the invention according to claim 5, there is a relationship of θ1 <θ2 between the outer surface inclination angle (θ1) of the lock ring and the inclination angle (θ2) of the opening-side outer surface corner portion of the stop ring. It has characteristics.
[0015]
According to a sixth aspect of the invention, the inclination angle (θ1) is 50 ° ≦ θ1 ≦ 60 °, and the inclination angle (θ2) of the opening-side outer surface corner is 65 ° ≦ θ2 ≦ 75 °. It has the characteristics.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One embodiment of the pipe joint structure of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the pipe joint structure of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the expanded diameter of the lock ring in the pipe joint structure of FIG. 1, and FIG. 4 is a front view showing a lock ring in the pipe joint structure of FIG. 1, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4, and FIG. 6 is another pipe joint structure of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state at the time of insertion insertion in the pipe joint structure of FIG. 6, FIG. 8 is a cross-sectional view showing a limit of elongation in the pipe joint structure of FIG. 6, and FIG. 6 is a front view showing the lock ring in the pipe joint structure of FIG. 6, FIG. 10 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 9, FIG. 11 is a front view showing the stop ring in the pipe joint structure of FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG. 11.
[0018]
1 to FIG. 5, 1 is a receiving port, 2 is an insertion port to be inserted into the

receiving port

1, and 3 is formed in the receiving port 1 and is tapered toward the opening of the receiving port 1. It is the fitting groove | channel of the lock ring mentioned later. The fitting groove 3 is formed in two stages of a large diameter portion 3A and a small diameter portion 3B, the large diameter portion 3A is formed on the distal end side of the insertion port 2, and the small diameter portion 3B is formed on the opening side of the receiving port 1. The large diameter portion 3A is formed continuously. The large-diameter portion 3A has a diameter that allows the lock ring to expand so that a stop ring, which will be described later, can pass through the lock ring during pipe joining. The diameter of the small diameter portion 3B is equal to the outer diameter when the lock ring is contracted. The reason why the fitting groove 3 is formed in two stages of the large diameter portion 3A and the small diameter portion 3B is that the length (L2) of the fitting groove 3 is made as compared with the case where the fitting groove 3 is continuously inclined. This is because the length of the joint portion can be shortened.
[0019]
Reference numeral 4 denotes a lock ring that fits in the fitting groove 3 and has an outer surface tapered at the same angle as the fitting groove 3 toward the opening of the receiving port 1. As shown in FIGS. 4 and 5, the lock ring 4 has a notch 4 A so that the diameter of the lock ring 4 can be expanded and contracted, and the tip of the diameter expanding jig 12 enters between the notches 4 A.
[0020]
Reference numeral 5 denotes a stop ring fixed to the outer surface of the distal end of the

insertion port

2, 6 denotes a packing inserted between the receiving port 1 and the

insertion port

2, and 7 denotes pushing means for the packing 6. The pushing means 7 includes a pusher wheel 8, a split wheel 9 interposed between the packing 6 and the pusher wheel 8, a bolt 10 that applies pushing force to the pusher wheel 8, and a bolt 10 that is fixed to the end face of the receiving port 1. It consists of a nut 11 that is screwed together.
[0021]
In order to join the pipes with the pipe joint structure of the present invention configured as described above, the following is performed.
[0022]
First, as shown in FIG. 2, the tip of the diameter expansion jig 12 is inserted into the notch 4A of the lock ring 4 from the opening side of the receiving port 1, and the lock ring 4 is inserted into the large diameter portion 3A of the fitting groove 3. In this state, the insertion slot 2 is inserted into the receiving slot 1. Next, the diameter expansion jig 12 is removed, and the diameter of the lock ring 4 is reduced. Then, the packing 6 is pushed in via the split ring 9 by the pushing means 7. As a result, the tube is joined to the state shown in FIG.
[0023]
When a tensile force is applied to the joint portion, as shown in FIG. 3, the stop ring 5 and the lock ring 4 are engaged, and the lock ring 4 is moved from the large diameter portion 3 A to the small diameter portion 3 B of the fitting groove 3. Move to fit. This prevents the tube from coming off.
[0024]
Thus, according to the present invention, when the fitting groove 3 of the lock ring 4 is formed in two stages of the large diameter portion 3A and the small diameter portion 3B, the fitting groove 3 is continuously inclined. In comparison, the length (L2) of the fitting groove 3 can be shortened. Therefore, the length of the joint portion can be shortened accordingly.
[0025]
A front-end inner surface corner 4B of the insertion port 2 of the lock ring 4 is formed so as to expand toward the front-end direction of the insertion port 2, and an opening-side outer surface corner 5A of the receiving port 1 of the stop ring 5 is formed on the opening side. If the pull-out force acts on the joint portion and the tip side inner surface corner portion 4B and the opening side outer surface corner portion 5A engage with each other, the stop ring 5 has this in the radial direction. The component force that presses against is applied, and the pulling force is reduced accordingly. Therefore, there is no possibility that the stop ring 5 is detached from the insertion slot 2 even if an excessive pulling force is applied to the joint portion.
[0026]
The relationship between the outer surface inclination angle (θ1) of the lock ring 4 and the inclination angle (θ2) of the opening-side outer surface corner portion of the stop ring 5 was examined. As a result, as shown in FIG. 13, it was found that it is sufficient to satisfy θ1 <θ2. That is, since the stop ring 5 is attached near the pipe end and the groove for the stop ring 5 is formed, the insertion port 2 in that portion has an insertion port in the vicinity of the lock ring 4 that has resistance to diameter reduction. Weaker than 2 parts. Therefore, in order to balance the strength against the diameter reduction of the entire insertion opening 2, it is necessary to increase (θ2) to be smaller than the above (θ1) and reduce the diameter reduction force of the insertion opening 2 in the vicinity of the stop ring 5. .
[0027]
Further, appropriate ranges of θ1 and θ2 were obtained by experiments. The results are shown in Table 1.
[0028]
[Table 1]

[0029]
As is clear from Table 1, when both θ1 and θ2 are set to 30 °, the component force acting in the radial direction is large, and the insertion port 2 is reduced in diameter and deformed in the radial direction. As a result, the lock ring 4 can be easily formed. I got over the stop ring 5 and got off. The stress distribution at this time is shown in FIG.
[0030]
When θ1 is 30 ° and θ2 is 65 °, the diameter reducing force of the insertion port 2 near the tube end portion decreases and the axial force increases. As a result, the pulling force increases, but the lock ring Due to the diameter reducing force of 4, the insertion opening 2 near the stop ring 5 is deformed in the radial direction, and the lock ring 4 is detached from the stop ring 5 before reaching the target pulling force. The stress distribution at this time is shown in FIG.
[0031]
On the other hand, when θ1 is set to 50 ° and θ2 to 65 °, the diameter reducing force of the lock ring 4 is appropriately reduced. As a result, the balance between the diameter reducing force applied to the stop ring 5 and the tensile force is improved. An achievement rate of 109% can be obtained. When θ1 is 60 ° and θ2 is 75 °, an achievement rate of 158% or more can be obtained.
[0032]
When both θ1 and θ2 were set to 90 °, the pulling load was concentrated at the corner on the tip end side of the groove of the insertion slot 2, so that breakage occurred from that point.
[0033]
Therefore, in the present invention, the appropriate range of θ1 is 50 ° ≦ θ1 ≦ 60 °, and the proper range of θ2 is 65 ° ≦ θ2 ≦ 75 °.
[0034]
The above is an example in which the present invention is applied to a mechanical joint. Next, an example in which the present invention is applied to a push-on joint will be described.
[0035]
6 to 12, 13 is a receiving port, 14 is an insertion port to be inserted into the receiving

port

13, and 15 is formed in the receiving port 13 and is tapered toward the opening of the receiving port 13. It is the fitting groove | channel of the lock ring mentioned later. The fitting groove 15 is formed in two stages, a large diameter portion 15A and a small diameter portion 15B. The large diameter portion 15A is formed on the distal end side of the insertion port 14, and the small diameter portion 15B is formed on the opening side of the receiving port 13. The large diameter portion 15A is formed continuously. The large-diameter portion 15A has a diameter that allows the lock ring to expand so that a stop ring, which will be described later, can pass through the lock ring during pipe joining. The diameter of the small diameter portion 15B is equal to the outer diameter when the lock ring is contracted. The fitting groove 15 is formed in two stages of the large diameter portion 15A and the small diameter portion 15B, as in the case of the mechanical joint described above, compared to the case where the fitting groove 15 is continuously inclined. This is because the length (L3) of the joint groove 15 can be shortened, and as a result, the length of the joint portion can be shortened.
[0036]
Reference numeral 16 denotes a lock ring that fits into the fitting groove 15 and has an outer surface that is tapered at the same angle as the fitting groove 15 toward the opening of the receiving port 13. As shown in FIGS. 9 and 10, the lock ring 16 has a notch 16 A and can be expanded and contracted. An opening-side inner surface corner 16B of the receiving port 13 of the lock ring 16 is formed so as to expand toward the opening, and a distal-end inner surface corner 16C of the insertion port 14 of the lock ring 16 is formed in the distal direction of the insertion port 14. It is formed to spread forward.
[0037]
Reference numeral 17 denotes a stop ring fixed to the outer end surface of the insertion opening 14. As shown in FIGS. 11 and 12, the stop ring 17 has a notch 17 A and can be expanded and contracted. An opening-side outer surface corner portion 17B of the receiving port 13 of the stop ring 17 is tapered toward the opening side, and a distal-side outer surface corner portion 17C of the insertion port 14 of the stop ring 17 is a front-end outer surface angle of the insertion port 14. The taper is continuously tapered toward the distal end of the insertion opening 14 at the same inclination angle as the portion 14A.
[0038]
18 is a packing inserted between the receiving port 13 and the

insertion port

14, and 19 is a positioning spacing member made of an elastic material attached to the outer surface of the lock ring 16. The axis of the mouth 13 is made to coincide. The positioning spacer 19 is easily detached from the lock ring 16.
[0039]
In order to join the pipes with the pipe joint structure of the present invention configured as described above, the following is performed.
[0040]
The tip end of the insertion opening 14 is pushed into the receiving opening 13. Since the distal end side outer corner portion 14A of the insertion opening 14 is continuously tapered with the distal end side outer corner portion 17C of the stop ring 17, as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the lock ring 16 is expanded in diameter against the elastic force of the positioning spacer 19 and inserted into the receiving port 13 with one touch. The lock ring 16 is not likely to be eccentric in the fitting groove 15 by the action of the positioning spacer 19. In this way, the tubes are joined. In addition, when the diameter of the lock ring 16 is increased, the opening-side outer surface corner portion 17A of the lock ring 16 is formed so as to be widened, so that the diameter can be easily increased by the distal end-side outer surface corner portion 14A of the insertion opening 14.
[0041]
When a tensile force is applied to the joint portion, as shown in FIG. 8, the opening-side outer surface corner portion 17B of the stop ring 17 and the tip-end outer surface corner portion 16C of the lock ring 16 are engaged, and the lock ring 16 Then, the positioning spacer 19 is left in the large diameter portion 15A of the fitting groove 15 and moved to the small diameter portion 15B to be fitted. This prevents the tube from coming off.
[0042]
Also in this case, the fitting groove 15 of the lock ring 16 is formed in two stages of the large diameter portion 15A and the small diameter portion 15B, so that the fitting groove 15 is compared with the case where the fitting groove 15 is continuously inclined. The length 15 (L3) can be shortened. Therefore, the length of the joint portion can be shortened accordingly.
[0043]
Also in this case, when the pulling force acts on the joint portion and the opening side outer surface corner portion 17B of the stop ring 17 and the front end side outer surface corner portion 16C of the lock ring 16 are engaged, The component force that presses the member in the radial direction acts, and the pulling force is reduced accordingly. Therefore, even if an excessive pulling force is applied to the joint portion, there is no possibility that the stop ring 17 is detached from the insertion opening 14.
[0044]
Also in the push-on joint, the relationship between the outer surface inclination angle of the lock ring 16 and the inclination angle of the opening-side outer surface corner portion of the stop ring 17 is the same as in the case of the mechanical joint.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following useful effects are brought about.
[0046]
(1) By forming the lock ring fitting groove in two stages, a large diameter portion and a small diameter portion, the length of the fitting groove can be shortened compared to the case where the lock ring fitting groove is continuously changed. As a result, the length of the joint portion can be shortened.
[0047]
(2) The lock ring inner surface corner of the lock ring is formed to be widened toward the insertion port, and the outer surface corner of the stop ring is formed to be tapered toward the receiving port to be pulled out to the joint. When a force is applied, a component force that presses the stop ring in the radial direction acts on the stop ring, and the pulling force can be reduced accordingly. Therefore, even if an excessive pulling force acts on the joint portion, there is no possibility that the stop ring is detached from the insertion opening.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a pipe joint structure according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing an expanded state of a lock ring in the pipe joint structure of FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view showing the limit of elongation in the pipe joint structure of FIG. 1. FIG.
4 is a front view showing a lock ring in the pipe joint structure of FIG. 1. FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another pipe joint structure of the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a state at the time of insertion insertion in the pipe joint structure of FIG. 6. FIG.
8 is a cross-sectional view showing the limit of elongation in the pipe joint structure of FIG.
9 is a front view showing a lock ring in the pipe joint structure of FIG. 6. FIG.
10 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
11 is a front view showing a stop ring in the pipe joint structure of FIG. 6. FIG.
12 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
13 is a cross-sectional view showing the relationship between the outer surface inclination angle (θ1) of the lock ring 4 and the inclination angle (θ2) of the opening-side outer surface corner portion of the stop ring 5. FIG.
FIG. 14 is an explanatory diagram of a component force with respect to a pulling force when both θ1 and θ2 are 30 °.
FIG. 15 is an explanatory diagram of a component force with respect to a pulling force when θ1 is 30 ° and θ2 is 65 °.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of a pipe joint structure.
[Explanation of symbols]
1: receiving port 2: insertion port 3: lock ring fitting groove 3A: large diameter portion 3B: small diameter portion 4: lock ring 4A: notch 4B: tip side inner surface corner 5: stop ring 5A: opening side outer surface angle Portion 6: Packing 7: Pushing means 8: Pusher wheel 9: Split wheel 10: Bolt 11: Nut 12: Diameter expansion jig 13: Receiving port 14: Insertion port 14A: Corner portion 15 on the front end 15: Locking groove fitting groove 15A : Large-diameter portion 15B: Small-diameter portion 16: Lock ring 16A: Notch 16B: Opening-side inner surface corner portion 16C: Tip-side inner surface corner portion 17: Stop ring 17A: Notch 17B: Opening-side outer surface corner portion 17C: Tip-side outer surface Corner 18: Packing 19: Positioning material for positioning

Claims

A lock ring fitting groove formed in the receiving port and tapered toward the opening of the receiving port, and an outer surface capable of expanding and contracting to fit in the fitting groove is the same as the fitting groove. A lock ring that is inclined at an angle; and a stop ring that is fixed to an outer surface of a distal end of an insertion port that is inserted into the receiving port, and when the pulling force is applied to a joint portion, the lock ring and the stop ring In the pipe joint structure that engages with
The fitting groove is formed in two stages, a large diameter portion and a small diameter portion, the large diameter portion is formed on a distal end side of the insertion opening, and the small diameter portion is formed on the opening side with the large diameter portion. The large diameter portion has a diameter that allows the lock ring to be expanded so that the stop ring can pass through the lock ring during pipe joining, and the diameter of the small diameter portion is reduced. A pipe joint structure that matches the outer diameter of the lock ring at the time of diameter.

An inner corner of the lock ring at the distal end side of the insertion port is formed to be widened toward the distal end of the insertion port, and an outer corner of the opening side of the stop ring is tapered toward the opening side. The pipe joint structure according to claim 1, wherein the pipe joint structure is formed.

The opening-side inner surface corner portion of the lock ring is formed so as to be widened toward the opening, and the tip-end inner surface corner portion of the insertion port of the lock ring is widened toward the tip direction of the insertion port. Formed, the opening-side outer surface corner of the stop ring is tapered toward the opening side, the tip-side outer surface corner of the insertion port of the stop ring and the tip outer surface corner of the insertion port The pipe joint structure according to claim 1, wherein the pipe joint structure is continuously tapered toward the distal end direction of the insertion opening at the same inclination angle.

The pipe joint structure according to any one of claims 1 to 3, wherein a positioning spacer is provided on an outer surface of the lock ring.

The relationship of θ1 <θ2 exists between the outer surface inclination angle (θ1) of the lock ring and the inclination angle (θ2) of the opening-side outer surface corner portion of the stop ring. The pipe joint structure according to any one of 4.

The inclination angle (θ1) is 50 ° ≦ θ1 ≦ 60 °, and the inclination angle (θ2) of the opening-side outer surface corner portion is 65 ° ≦ θ2 ≦ 75 °. The pipe joint structure described.