JP4140931B2

JP4140931B2 - 差込み式管継手

Info

Publication number: JP4140931B2
Application number: JP00522898A
Authority: JP
Inventors: 一三加藤; 卓夫長井; マニッシュマツル; 宏身大沼; 英樹影山
Original assignee: Hitachi Metals Ltd; Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd; Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2018-01-14
Also published as: JPH11201345A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管端にねじを切ることなく管を差込むことで接続することができる差込み式管継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水道および温水配管等において鋼管あるいは樹脂ライニング鋼管を接続する管継手としては、ねじ込み式あるいはナット等を用いたメカニカル式のものであったから、ねじ切り作業や部品の組み込み作業が必要となり施工性が悪かった。そこで、管を差込むだけ、または管を差し込みその後簡単な操作を行うだけで接続できる差込み式の管継手も提案されている。
【０００３】
例えば、特開平4-203688号公報に開示された差込み式管継手がある。このものは図７に示すように、管継手本体７の端部内周面にテーパ内面７１１を有する凹溝７１を形成し、ここに半径方向に拡縮自在な抜け止め用割リング７２を収容し、更にその奥側に凹溝７３を形成してここには管外面に圧接する環状パッキン７４を収容している。管継手本体７の内周面には合成樹脂を射出成形して作った管端防食コア７５が取り付けられている。この管端防食コア７５は、ライニング鋼管Ｐの内面のライニング層Ｐ１に接触あるいはそれと小さな間隙を持って対向している筒状水密部７５１を持っており、その外周面には、ライニング鋼管Ｐの内面に弾性的に接する複数のひだ部が形成されている。このひだ部の間にある環状溝にＯリング７５２を装着してある。
【０００４】
ライニング鋼管Ｐが同図に示すように管継手の開口から挿入差込まれると、管継手本体７のテーパ内面７１１を有する凹溝７１に収容されている抜け止め用割リング７２をライニング鋼管の端面によって拡径して、管が内部に入っていき、更に入っていくと、凹溝７３に収容されている環状パッキン７４と管の外周が擦れながら入っていく。更に、奥に入ると筒状水密部７５１に嵌着されているＯリング７５２に管のライニング層が接触して、その後管継手本体７あるいは管端防食コア７５にある当接面に突き当たって止まる。このように管が管継手に挿入されると、テーパ内面７１１を有する凹溝７１に収容されている抜け止め用割リング７２が管の外周に食い込む。管が抜けようとすると、前記テーパ内面の内径の狭まった個所に抜け止め用割リング７２は移動しようとするので、抜け止め用割リング７２の径が狭められ管の外周面に割リングが食い込むことになって、管の抜けるのを防ぐ。
【０００５】
ライニング鋼管Ｐの内面ライニング層Ｐ１と管端防食コア７５の間に筒状水密部７５１があり、これの端部にはＯリング７５２がその間に嵌められている。しかし、管内径寸法のバラツキがあることと管端防食コア７５は合成樹脂で成形されているために、管内の流体に大きな圧力がかかったときには、内部の流体が管端防食コアと管との隙間から漏れて環状パッキン７４のところまでいくことがあるので、環状パッキン７４でのシールが重要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ライニング鋼管Ｐをこのような差込み式防食管継手に差込んだ接続構造の場合、漏れ試験は、水圧で０〜５ＭＰａで行われる。前記環状パッキン７４のところでの漏れを防ぐことは、この接続時にパッキンに与えられる変形、すなわちパッキン圧縮率を大きくすることで確保することができる。
【０００７】
ところが、ライニング鋼管を差込み式防食管継手に差込み接続する作業は建物の建築現場で行うことが多く、また接続作業に工具を使用しないで行うことが望ましい。この接続作業のハンドリングを容易にするには、ライニング鋼管の差込み式防食管継手への挿入するときの力はできるだけ小さいことが好ましい。ライニング鋼管をこのような管継手に挿入するときに、まず抜け止め用割リングに挿入されたときに大きな抵抗があり、それを乗り越えた後それを通過するときでもある程度の抵抗を受ける。次に、環状パッキンと接触することによる抵抗があり、更に、ライニング層がＯリングと接触することによる抵抗がある。これらの抵抗は、呼び径３０Ａ（口径３０ｍｍに相当する）のライニング鋼管を使用する場合で、例えば各々次のようになる。すなわち、抜け止め用割リングに挿入されたときに約５Ｋｇ，その後の通過時に約４Ｋｇ、環状パッキンとの接触によって約５．５〜約８Ｋｇ、Ｏリングとの接触によって約３Ｋｇの抵抗がある。このように環状パッキンによる挿入抵抗が最も大きいので、最大必要とする挿入力（トータルの挿入力ではなく挿入過程の個々の場所での力）を約１０Ｋｇ程度、あるいはそれ以下にするためには、環状パッキンとの接触による抵抗をできるだけ下げる必要がある。環状パッキンによるこの抵抗を小さくするにはパッキン圧縮率を小さくしなければならない。
【０００８】
一方、管を差込み式防食管継手などに接続する前には、管の切断、切断面の内外周の面取りおよび抜け止め用割リングを入れ込むための環状溝を作るなどの加工を管に施すことが必要である。管にこれらの加工を施す際に管を固定するのにパイプバイスを使うことが多いが、バイスの歯によって管の表面に０．１〜０．３ｍｍ程度の深さの傷が付くことが多い。また、これらの作業の途中または運搬作業などによっても同様に管表面に傷が付くことがあり、このように表面に傷の付いた管を使用して、その傷のところに環状パッキンが接触することになっても、パッキンの圧縮率を大きくすれば、傷の付いたところからの水漏れを防ぐことができる。しかし、パッキン圧縮率を大きくすれば上に述べたように、差込み式防食管継手に管を挿入するときのパッキンによる抵抗が大きくなるので、管の挿入力が大きくなり作業性が悪くなったり、挿入自体が困難になる。
【０００９】
そこで、本発明では、管の外周面に傷が付いていても、パッキンの圧縮率を大きくすることなく、水漏れを防ぐことができて管の挿入が容易な差込み式管継手を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の差込み式管継手は、管継手本体の端部内面に、管端部外面に食い込んで管と管継手とを締結固定する抜け止め用部材を設け、かつその奥側に管端部外面に圧接して管外面と管継手との間をシールする環状パッキンを設けたもので、この環状パッキンは内面側にリップ状シール部を有するとともに、このリップ状シール部の管と当接する面に環状の突条を有する。前記管継手本体の内周面に形成した内部樹脂被覆層と、そこから端部に向かって延出した筒状コアを持って、前記管継手本体と内部樹脂被覆層および筒状コアとの間に管端差込み部が形成されている。更に、前記抜け止め用部材は、管を受け入れる側にテーパが付いていてその反対側に内径先端から軸にほぼ垂直な平面を持ち、前記管端部外面に形成した環状溝に嵌着する。
【００１１】
本発明の差込み式管継手において、前記筒状コアが、前記環状パッキンよりも外側に延びて、前記環状パッキンよりも外側に管内面パッキンを装着した凹溝を持っていることもできる。
【００１２】
前記環状パッキンは内面側に軸方向に少なくとも２列に並んだリップ状シール部を有するとともに、その少なくとも１つのリップ状シール部の管と当接する面に環状の突起を有することができる。
【００１３】
また、前記環状の突条は自由状態での高さが、管と当接する面から０．２〜１．０ｍｍであることが好ましい。さらに望ましくは０．２〜０．５ｍｍ程度である。尚、この突条はリップ状シール部から突出させて形成するのが一般的であるが、前後に環状凹溝を形成することによって突条を形成することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の差込み式管継手の実施態様についてコア内蔵形の差し込み式防食管継手を例にとって以下図面を参照しながら説明する。図１は、差込み式防食管継手の実施態様について上半分を断面で示す側面図であり、図２は、その管継手に用いる環状パッキンの拡大断面図で、図３は、その環状パッキンの要部を更に拡大して示す断面図である。図４（Ａ）は、本発明における環状パッキンとライニング鋼管との接触状況を説明する縦断面図の一部であり、図４（Ｂ）はその横断面図の一部である。図５（Ａ）は、比較例の環状パッキンとライニング鋼管との接触状況を説明する縦断面図の一部であり、図５（Ｂ）はその横断面図の一部である。図６は、差込み式管継手の他の実施態様について上半分を断面で示す側面図である。
【００１５】
図１において、１は金属製（例えば可鍛鋳鉄製）の管継手本体を示し、内面には図のように本体端部１０側から抜け止め用部材、本例では割リング３を収容する第１の凹溝１１と管外面を水密シールするための環状パッキン４を収容する第２の凹溝１２をそれぞれ形成しており、中央部には凹部１３が設けてある。ただし、この凹部１３は凸部あるいは円周上に断続的な凸部を設けたものであってもよい。また本例の継手はソケットを示しているが、これはエルボやチーズあるいは片側にねじ接続部や電気融着接続部を備えた管継手であってもよい。
【００１６】
継手本体１の中央部内部には耐水性樹脂（例えば、硬質塩化ビニル、ポリブテン、架橋ポリエチレン等）の内部樹脂被覆層２０を形成し、同時に端部側に向かって延長する筒状のコア２１を一体的に成形している。これらによって内部樹脂被覆層２０と筒状コア２１との間にライニング鋼管Ｐの端部を収容する管端差込み部２４を形成している。ここで筒状コア２１の長さは、少なくとも第２の凹溝に嵌められている環状パッキン４よりも外側に延ばし、ここにコア圧接シール部を設ける。
【００１７】
本例では環状パッキン４と抜け止め用割リング３のほぼ中間位置に管内面パッキン５（以下、Ｏリングを例にとる。）を装着する凹溝２３を設けている。なお、凹溝２３部分を除いたコア２１の外径面２２はライニング鋼管Ｐの内径よりも若干小径となしこれらの間に隙間ができるようにして管の挿入をし易くしている。接続されるライニング鋼管Ｐには、鋼管部分の内面にポリエチレン粉体樹脂Ｐ１をライニングしたポリエチレン粉体ライニング鋼管と、内面にポリエチレン粉体樹脂よりも厚い塩化ビニル樹脂Ｐ１をライニングした塩ビライニング鋼管がある。この隙間の大きさはポリエチレン粉体ライニング鋼管の場合０．７ｍｍ程度、塩ビライニング鋼管の場合０．２ｍｍ程度である。
【００１８】
抜け止め用部材３（以下、割リングという。）は、本例では硬質金属製（例えば、ばね鋼製）のリングの一部分を切り離してばね性を持たせたもので断面はほぼ三角形状をしており、予め凹溝１１内に拡縮可能に収容している。割リング３は、管を受け入れる側にテーパが付いていてその反対側は内径先端から軸にほぼ垂直な平面になっているのが好ましい。管を押し込むと割リングのテーパ面が半径方向に押されて、その力で拡径して管の通過を許容するが、その内径側の先端が管の外周面に食い込み管の引き抜けを防ぐようになっている。管の外周面のこの割リング３に対応する位置に環状溝（図示せず）を作っておくと、割リング３はこの環状溝に嵌着することになる。この環状溝の管端側の壁を平面すなわち管軸に対してほぼ垂直の壁にしておき、この壁に対向する壁は環状溝の底に向かってテーパを付けておくことは好ましいことである。このような環状溝を付けておくことによって環状溝に嵌着した割リング３は、環状溝の管軸にほぼ垂直になった壁に当接するので、容易に管が抜けないようにすることができる。
【００１９】
尚、本例のような割リング３の代わりに菊座金形やコイルスプリング形あるいはその他構造の抜け止め用部材を用いてもよい。
環状パッキン４およびＯリング５は、耐水性ゴム（例えば、ＥＰＤＭ，ＳＢＲ等）からなり、環状パッキン４は、第２の凹溝１２内に予め装着されている。環状パッキン４の内径面側にはリップ状のシール部４１を設けている。このようにリップ状シール部４１を設けることによってシール性の向上を図っている。このリップ状シール部４１は、図６に示す他の実施例にあるように複数のものを軸方向に並べて設けてもよい。このようにリップ状シール部４１を設けることによって、管が傾いて外面が離れる方向に変位してもリップ部が追随してシールできるようにしている。また複数状のリップ状シール部構造とすることによってラビリンス効果によって一層高いシール性能が得られる。
【００２０】
さらに、環状パッキン４のリップ状シール部４１の管と当接する面に環状の突条４２を設けている。図２、３で管は右側から環状パッキン４内に挿入されてリップ状シール部４１を左上方向に押し上げるので、リップ状シール部４１の右側のテーパ内面が管の外周面と当接することになる。この面に環状の突条４２が付けられている。この突条は挿入された管に付く虞のある小さな傷の深さよりも少し大きい高さを持っていればよい。管の運搬途中や管端部を加工するときにパイプバイスで締め付けたときに、バイスの歯で付く小さな傷の深さはおよそ０．１〜０．３ｍｍ程度なので、この突条の自由状態での高さｔは０．２〜１．０ｍｍとしておくとよい。因みに本例では０．５ｍｍとしている。
【００２１】
管の外周面に、突条に比して極めて大きな傷が付いたときには、前に説明したリップ状シール部４１がその傷に入り込んでシールすることができるが、極めて小さな傷が付いた場合には、リップ状シール部４１だけでは、その小さな傷の上に棚が吊られたようになって、その傷を塞ぐことができない。そこで、小さな厚さを持った突条４２をリップ状シール部４１の管の外周面と当接する面に設けておくとリップ状シール部４１の入って行くことのできない小さな傷を塞ぐことができる。
【００２２】
今、管の外周面上に、軸方向の長さはかなりあるが、幅の狭い傷が付いた場合を考える。この傷の付いたライニング鋼管と環状パッキンとの接触状況を説明する図が、図４と５である。図４は本発明の差込み式管継手の場合で、図４（Ａ）は縦断面図の一部で図４（Ｂ）はその横断面図の一部である。図５は比較例として突条のない環状パッキンを使用している差込み式管継手の場合で、図５（Ａ）は縦断面図の一部で図５（Ｂ）はその横断面図の一部である。
【００２３】
図５の比較例においては、幅の小さな傷をリップ状シール部４１がまたいでしまっているので、傷６とシール部４１の間の空孔が塞がらないので漏れが生じる。パッキン圧縮率を増大していくと、環状パッキンあるいはそのリップ状シール部が変形してこのような小さな傷をも塞いでしまうので漏れを防ぐことができる。しかし、そのようにパッキン圧縮率を上げることは管の挿入力を上げることになるので好ましくない。これに比して、図４の本発明の例においては突条が管外周面に付いた小さな傷の中に入り込んでそれを塞いでいる。本発明においてはパッキン圧縮率を通常にしておいても、このように小さな傷を塞ぐことができるので、管の差込み力をそれ程大きくしなくともよい。
【００２４】
図６に示す本発明の他の実施例においては環状パッキンに管軸方向に並んだ２条のリップ状シール部がある。これらの内少なくとも一条のリップ状シール部に突条を付けると本発明の効果が生じる。リップ状シール部は３本以上並んでいてもよいが、本数が増えると必然的に管挿入力が増えるので、多くとも３本程度にしておくことが望ましい。
【００２５】
【実施例】
呼び径３０Ａのライニング鋼管の端部外周面に傷を付けたものおよびそれに接続できる図１に示すような本発明のソケット型をした差込み式防食管継手を用いて、その管挿入力の測定とその接続したものの漏れ試験を行った。また比較のために、突条のない環状パッキンを用いた差込み式防食管継手を並行して用いて試験を行った。
【００２６】
表１に管挿入力の比較試験を示している。パッキンの圧縮率を１８．２％から２３．６％まで変えた場合、管挿入力は、本発明の突条のある場合、比較例の突条のない場合ともに管挿入力は上昇している。しかしながら、突条のない場合はパッキン圧縮率を最高の２３．６％に上げないと漏れ性能を満足しない。対して突条のある場合はパッキン圧縮率は最低の１８．２％でも充分漏れ性能をクリアーできる。すなわち、突条がある場合の方が漏れ性能を満足して管挿入力を小さく抑えることができるということになる。本例の場合漏れ止め性能は同等でも管挿入力は０．５〜２．０Ｋｇは少なくてもよいものである。
【００２７】
【表１】

【００２８】
次に、同じサイズの管と差込み式防食管継手を用いて管表面に種々の傷を付けたものについて、環状パッキンのリップ状シール部に突条を付けたものを使用している本発明の管継手と、突条の付いていないものを使用している比較例の管継手について、シール性能を水圧試験により調べた。水圧試験は水圧を０から５ＭＰａまで上げて漏れの有無を調べた。
【００２９】
【表２】

【００３０】
注） X寸法：最長傷の端部から管端までの長さ
水圧による漏れ試験結果を表２に示す。試験結果のところで、「○」を入れてあるものは、５ＭＰａまで漏れの観察されなかったものであり、数値の入っているものはその圧力で漏れが観察されたものである。
【００３１】
この結果から明らかなように、本発明の突条ありのものは、パッキン圧縮率の低い場合でも漏れは一切発生しなかった。これに対して、突条のない比較例においては、１．０ＭＰａ以下で漏れが生じるものがあった。
【００３２】
これらの試験結果から突条付の環状パッキンを用いた本発明の差込み式防食管継手においては、傷の付いた管でもパッキン圧縮率が小さい場合でも、漏れの発生を防ぐことができることがわかった。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の差込み式防食管継手では、管の外周に傷が付いていてもパッキンの圧縮率を特に上げなくとも水漏れを防ぐことができる。そのために、管を接続するときの管の挿入力をあまり大きくする必要がなく、作業性のよいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の差込み式管継手の実施態様について上半分を断面図で示す側面図である。
【図２】本発明の差込み式管継手の実施態様に用いる環状パッキンの拡大断面図である。
【図３】図２の環状パッキンの要部を更に拡大して示す断面図である。
【図４】本発明における環状パッキンとライニング鋼管との接触状況を説明する図であり、図４（Ａ）は、その縦断面図の一部であり、図４（Ｂ）はその横断面図の一部である。
【図５】比較例の環状パッキンとライニング鋼管との接触状況を説明する図であり、図５（Ａ）は、その縦断面図の一部であり、図５（Ｂ）はその横断面図の一部である。
【図６】本発明の差込み式管継手の他の実施態様について上半分を断面図で示す側面図である。
【図７】従来の差込み式防食管継手の上半分を断面図で示す側面図である。
【符号の説明】
１管継手本体
１０本体端部
１１第１の凹溝
１２第２の凹溝
１３凹部
２０内部樹脂被覆層
２１筒状コア
２２外径面
２３凹溝
２４管端差込み部
３抜け止め用部材（割リング）
４環状パッキン
４１リップ状シール部
４２突条
５Ｏリング（管内面パッキン）
６傷
７管継手本体
７１凹溝
７１１テーパ内面
７２抜け止め用割リング
７３凹溝
７４環状パッキン
７５管端防食コア
７５１筒状水密部
７５２Ｏリング
Ｐライニング鋼管
Ｐ１樹脂（ライニング層）

Claims

管継手本体の端部内面に、管端部外面に食い込んで管と管継手とを締結固定する抜け止め用部材を設け、
かつその奥側に管端部外面に圧接して管外面と管継手との間をシールする環状パッキンを設けたもので、
この環状パッキンは内面側にリップ状シール部を有するとともに、このリップ状シール部の管と当接する面に環状の突条を有し、
前記管継手本体の内周面に形成した内部樹脂被覆層と、そこから端部に向かって延出した筒状コアを持って、前記管継手本体と内部樹脂被覆層および筒状コアとの間に管端差込み部が形成されており、
前記抜け止め用部材は、管を受け入れる側にテーパが付いていてその反対側に内径先端から軸にほぼ垂直な平面を持ち、前記管端部外面に形成した環状溝に嵌着することを特徴とする差込み式管継手。
前記筒状コアが、前記環状パッキンよりも外側に延びて、前記環状パッキンよりも外側に管内面パッキンを装着した凹溝を持っていることを特徴とする請求項１記載の差込み式管継手。
前記環状パッキンは内面側に軸方向に少なくとも２列に並んだリップ状シール部を有するとともに、その少なくとも１つのリップ状シール部の管と当接する面に環状の突条を有することを特徴とする請求項１あるいは２記載の差込み式管継手。
前記環状の突条の自由状態での高さが、管と当接する面から０．２〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の差込み式管継手。