JP4721971B2 - Detachment prevention fitting - Google Patents
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Description
本発明は、一方の管の端部に形成された受口の内部に、他方の管の端部に形成された挿口が挿入される構造の離脱防止管継手に関する。 The present invention relates to a detachment prevention pipe joint having a structure in which an insertion opening formed at an end portion of the other pipe is inserted into a receiving opening formed at an end portion of one pipe.
この種の離脱防止管継手として、管路の曲がりの部分に用いられるものがある。この離脱防止管継手には、その管路の曲がりによって管内流体の圧力が平均にかからなくなることに基づく不平均力が作用し、この不平均力は、継手が抜け出す方向に作用する。このような継手の抜け出しを防止するための離脱防止管継手として、図6に示すものが知られている(特許文献1)。 As this type of separation preventing pipe joint, there is one used for a bent portion of a pipeline. An unaverage force based on the fact that the pressure of the fluid in the pipe is not averaged due to the bending of the pipe line acts on the separation preventing pipe joint, and the unaverage force acts in a direction in which the joint is pulled out. As a detachment prevention pipe joint for preventing such a joint from coming off, one shown in FIG. 6 is known (Patent Document 1).
図6において、互いに接合される一方の管21の端部には受口23が形成され、他方の管22の端部には、受口23の内部に挿入される挿口24が形成されている。各管21、22はダクタイル鋳鉄製である。受口23の内周面と、受口23に挿入された挿口24の外周面との間には、シール材25が圧縮された状態で配設されており、このシール材25により所定のシール機能が発揮される。
In FIG. 6, a
挿口24における受口23に挿入されていない部分の外周には、周方向の分割部を有しない環状の挿口フランジ26が外嵌され、この挿口フランジ26は、すみ肉溶接部27によって挿口24に固定されている。また、挿口24の外周には所定間隔毎に挿口リブ28が溶接され、この挿口リブ28の立設面に挿口フランジ26が溶接され、この挿口リブ28を介して挿口24の外面と挿口フランジ26とが一体化されている。
An
受口23には、周方向の分割部を有しない環状の受口リング29が外嵌され、この受口リング29は、受口23の端部の外周に形成されたフランジ状の突部30に管軸方向にかかり合い可能に配設されている。挿口フランジ26および挿口リブ28は構造用鋼などにて形成され、受口リング29はダクタイル鋳鉄などによって構成される。
An
挿口フランジ26と受口リング29とを貫通して管軸方向に延びるボルト31が周方向適当間隔毎に複数設けられているとともに、ボルト31の先端にナット32がねじ込まれ、これらのボルト31とナット32とにより、挿口フランジ26と受口リング29とが、受口23の突部30を間に挟んだ状態で互いに締結される。ボルト31およびナット32は、クロム・モリブデン鋼などによって形成されている。
A plurality of
このような構成によって受口23と挿口24とを一体化させて、互いに抜け出す方向に管21、22同士が相対移動することを阻止しているため、管路の曲がりの部分にこの継手を用いても、管内流体の不平均力によって継手が抜け出すことを、確実に防止することができる。
With such a configuration, the
なお、受口23と挿口24とが屈曲した状態で継手を曲げ接合する場合には、事前にボルト31を緩めておき、受口23と挿口24と屈曲状態での接合が終了した段階で、ボルト31を締め付ける。継手の周方向に沿って複数設けられている各ボルト31の締め付け長さを調節することで、曲げ接合に対応する。
このような管継手において、管路の敷設現場の状況によっては、管22の挿口24側を切断して、所定長さに調整しなければならないことがある。しかしながら、上記の従来構成の管継手の場合、このような際には、挿口フランジ26と挿口リブ28とを新たに用意し、これらの挿口フランジ26と挿口リブ28とを、切断作業を行って新たに挿口24となった箇所に溶接する必要がある。
In such a pipe joint, it may be necessary to adjust the length to a predetermined length by cutting the
すなわち、この場合には、挿口フランジ26と挿口リブ28とを新たに用意する必要があるため、この分だけ費用がかさんで、経済性が悪くなっていた。また、挿口フランジ26と挿口リブ28とを溶接するに際して、その溶接部分の寸法が比較的長いため、施工に長時間を要する欠点もあった。さらに、管路の敷設現場において挿口フランジ26を正確な位置に溶接するのが容易ではないという課題もあった。
That is, in this case, since it is necessary to newly prepare the
また、上記の従来構成の管継手の場合、受口23の突部30に受口リング29をかかり合い可能に配置しているが、この受口リング29を、管21の受口23側ではなくて、管21の反対側、すなわち管21の挿口24側から差し込んで受口23部分まで移動しなくてはならず、特に管21が長い場合には、この受口リング29の移動作業だけでも多くの時間や手間がかかり、作業能率の低下を招いていた。
Further, in the case of the pipe joint having the above-described conventional configuration, the
本発明は上記課題を解決するもので、挿口を切断する場合を含めて、施工現場での作業能率を向上させることができ、かつ経済性に優れた離脱防止管継手を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a disconnection prevention pipe joint that can improve the work efficiency at the construction site, including the case of cutting the insertion opening, and is excellent in economy. And
上記目的を達成するために本発明の離脱防止管継手は、一方の管の端部に形成された受口の内部に、他方の管の端部に形成された挿口が挿入されている管継手であって、挿口の外周に形成された溶接ビードと、挿口に外嵌され、周方向に1つ割りの環状の挿口ロックリングと、挿口に外嵌され、前記挿口ロックリングにかかり合い可能で、周方向の分割部を有しない環状の挿口リングと、受口に外嵌され、この受口の外周に形成された突部にかかり合い可能な周方向に1つ割りの環状の受口ロックリングと、受口に外嵌され、内周部が受口ロックリングにかかり合い可能な周方向の分割部を有しない環状の受口リングと、周方向に対して複数設けられ、受口リングと挿口リングとを管軸方向に位置規制した状態で締結されることで、受口から挿口が離脱する方向に管同士が相対移動しようとした際に、挿口リングが挿口ロックリングを介して溶接ビードに当接することで移動を阻止させる状態を保持させる締結部材とが備えられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the separation preventing pipe joint according to the present invention is a pipe in which an insertion opening formed at the end of the other pipe is inserted into a receiving opening formed at the end of one pipe. A joint, a weld bead formed on the outer periphery of the insertion slot, an outer insertion ring inserted into the insertion slot, and an annular insertion lock ring that is split in the circumferential direction; An annular insertion ring that can be engaged with the ring and does not have a circumferential dividing portion, and one circumferential direction that can be fitted to a protrusion that is externally fitted to the receiving port and formed on the outer periphery of the receiving port. A split annular receiving lock ring, an annular receiving ring that is externally fitted to the receiving opening and has an inner circumferential portion that can engage with the receiving lock ring, and a circumferential dividing portion; It is provided with a plurality, and is fastened with the receiving ring and the insertion ring being restricted in position in the tube axis direction. And a fastening member that holds the state in which the insertion ring abuts the weld bead via the insertion lock ring when the tubes try to move relative to each other in the direction in which the mouth is detached. It is characterized by being.
この場合に、挿口リングに、管径方向に沿って内向きに延びる内突状部が形成され、挿口ロックリングにおける受口から離れた面に、管径方向外側ほど挿口の先端側に近づくように挿口外周面に対して傾斜する傾斜面が形成され、挿口リングにおける内突状部の内周先端角部が、挿口ロックリングの傾斜面に管軸方向にかかり合い可能に配設されていることが好ましい。 In this case, the insertion ring is formed with an inward protruding portion extending inward along the tube radial direction, and on the surface away from the receiving port in the insertion lock ring, the distal end side of the insertion port becomes more outward in the tube radial direction. An inclined surface that is inclined with respect to the outer peripheral surface of the insertion port is formed so that the inner peripheral tip corner of the inner protrusion of the insertion ring can contact the inclined surface of the insertion lock ring in the tube axis direction. It is preferable that it is arrange | positioned.
さらに、挿口ロックリングの傾斜面の傾斜角度が、溶接ビードが挿口ロックリングに接触する箇所の挿口外周面に対する傾斜角度より小さいことが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the inclination angle of the inclined surface of the insertion lock ring is smaller than the inclination angle with respect to the outer peripheral surface of the insertion opening where the weld bead contacts the insertion lock ring.
本発明によると、挿口ロックリングおよび挿口リングは、挿口に溶接されるのではなく単に挿口に外嵌されるだけであるので、管路の施工現場で挿口側を切断した場合においても、切断作業を行わない場合と同様な作業を行って離脱防止構造を得ることができ、新たな挿口リングを別途用意しなければならないといった不都合は生じない。また、挿口の外周に溶接ビードを形成するだけでよいため、従来のように挿口リングと挿口フランジとを溶接する場合に比べて溶接部分長さが短くて済み、このため容易に施工することができる。また、周方向に1つ割りの環状の受口ロックリングを介して、周方向の分割部を有しない環状の受口リングと受口の突部とがかかり合う構造としたので、受口リングの内周径を受口の外周径よりも大きく形成できるとともに受口ロックリングを受口の突部よりも拡径させることができて、受口リングおよび受口ロックリングを一方の管の受口側端面側から受口に外嵌させることができ、受口リングおよび受口ロックリングの移動作業を殆ど行わなくて済み、作業能率が良好となる。 According to the present invention, since the insertion lock ring and the insertion ring are not welded to the insertion opening but merely fitted to the insertion opening, when the insertion side is cut at the construction site of the pipeline However, it is possible to obtain a detachment preventing structure by performing the same work as when no cutting work is performed, and there is no inconvenience that a new insertion ring must be prepared separately. In addition, since it is only necessary to form a weld bead on the outer periphery of the insertion slot, the welded part length can be shortened compared to the conventional case where the insertion ring and the insertion flange are welded. can do. In addition, since the annular receiving ring having no circumferential dividing portion and the protruding portion of the receiving portion are connected to each other through the annular receiving lock ring divided in the circumferential direction, the receiving ring The inner diameter of the receiver can be made larger than the outer diameter of the receiver, and the receiver lock ring can be made larger than the protrusion of the receiver, so that the receiver ring and the receiver lock ring can be received by one of the pipes. It can be externally fitted to the receiving port from the mouth side end face side, and the moving operation of the receiving ring and the receiving lock ring is hardly performed, and the work efficiency is improved.
また、挿口リングにおいて管径方向に沿って内向きに延びる内突状部の内周先端角部が、挿口ロックリングにおける受口から離れた面に形成された傾斜面にかかり合うように構成したので、挿口ロックリングにおける挿口リングから管軸方向に作用する力の作用点と、挿口ロックリングにおける溶接ビードから管軸方向に作用する反力の作用点との、管径方向寸法が小さくなり、この結果、挿口リングからの力と溶接ビードからの反力によって挿口ロックリングに作用するモーメントも小さく抑えられ、挿口ロックリングとして小さな断面積のものを使用しても変形量が小さく抑えられ、ひいては良好な信頼性を維持できながら製造コストを最小限に抑えることが可能となる。 In addition, the inner peripheral tip corner of the inner projecting portion extending inward along the tube diameter direction in the insertion ring is in contact with the inclined surface formed on the surface away from the receiving port in the insertion lock ring. Since it is configured, the radial direction of the action point of the force acting in the tube axis direction from the insertion ring in the insertion lock ring and the reaction point of the reaction force acting in the tube axis direction from the weld bead in the insertion lock ring As a result, the moment acting on the insertion lock ring due to the force from the insertion ring and the reaction force from the weld bead is suppressed to a small level. The amount of deformation can be kept small, and as a result, the manufacturing cost can be minimized while maintaining good reliability.
また、挿口ロックリングの傾斜面の傾斜角度を、溶接ビードが挿口ロックリングに接触する箇所の挿口外周面に対する傾斜角度より小さくすることで、挿口ロックリングが溶接ビードの上に乗り上げること防止できて、挿口が受口から離脱することを確実に防止でき、これによりさらに信頼性を向上させることができる。 In addition, the insertion lock ring rides on the weld bead by making the inclination angle of the inclined surface of the insertion lock ring smaller than the inclination angle with respect to the outer peripheral surface of the insertion opening where the weld bead contacts the insertion lock ring. It is possible to reliably prevent the insertion opening from being detached from the receiving opening, thereby further improving the reliability.
図1、図2に示すように、互いに接合される一方の管1の端部には受口2が形成され、他方の管3の端部には、受口2の内部に挿入される挿口4が形成されている。各管1、3はそれぞれダクタイル鋳鉄製である。受口2の内周にはシール材収容溝5が形成され、この収容溝5には、環状のゴム製のシール材6が配設されている。このシール材6が、収容溝5の内周面と、このシール材6の内部に挿入された挿口4の外周面との間で圧縮されることで、受口2と挿口4との間に所要のシール機能が付与されている。一方の管1における受口2が設けられている側の開口端(管端面2aと称す)近傍の外周には、管径方向のの外向きにフランジ状に突出する突部7が形成され、この突部7よりも管端面2aとは反対側に位置する箇所には管径方向内向きに窪む溝部2bが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
挿口4における受口2に挿入されていない部分の外周には、管径方向外向きに所定の断面形状(例えば、略楕円または単なる円を半割りにした断面形状あるいは山型形状)で突出する溶接ビード8が、周方向に連続した状態あるいは断続した状態で形成されている。
The outer periphery of the portion of the insertion port 4 not inserted into the
溶接ビード8よりも受口2から離れた位置における挿口4の外周部分には、挿口ロックリング9が挿口4の外周に接触した状態で外嵌され、この挿口ロックリング9は、溶接ビード8における受口2から離れた箇所に管軸方向にかかり合い可能に配設されている。さらに、この挿口ロックリング9を外周側から覆うような姿勢で、挿口リング10が挿口4の外周から隙間を有した状態で外嵌されており、この挿口リング10は挿口ロックリング9における受口2から離れた面に管軸方向にかかり合い可能に配設されている。ここで、挿口ロックリング9は周方向に1つ割の環状に形成され、弾性変形可能とされている。一方、挿口リング10は、周方向の分割部を有しない環状に形成されている。
An insertion lock ring 9 is fitted on the outer periphery of the insertion port 4 at a position farther from the
挿口リング10は、挿口ロックリング9を外周側から覆い、かつ挿口4の外周面に臨む状態で管軸方向に沿って筒状に延びる筒状部10aと、この筒状部10aにおける受口2から離れた箇所より挿口4の外周面に近接するように管径方向に沿って内向きに延びる内突状部10bと、筒状部10aにおける受口2に近い箇所より管径方向外向きに延びるフランジ部10cと、このフランジ部10cと筒状部10aとに跨るように一体形成されて周方向に対して適当間隔毎に複数設けられた補強リブ10dとを有している。
The
フランジ部10cには、管軸方向に沿うボルト挿通孔16が、周方向に対して適当間隔毎に複数の位置に貫通する状態で形成されている。さらに、フランジ部10cのボルト挿通孔16が形成されている箇所よりも管径方向内側の端面は、受口2の管端面2aに当接してかかり合い可能な管端面当接部10fとして機能する。
Bolt insertion holes 16 along the tube axis direction are formed in the
また、挿口リング10の筒状部10aには、周方向所定間隔毎に、挿口ロックリング9を管径方向内向きに押圧して縮径させる六角孔付きの挿口セットボルト11がねじ込まれており、この挿口セットボルト11を管径方向内向きに進むようにねじ込むことにより、挿口ロックリング9が挿口4の外周面に密接するように配設されている。なお、挿口ロックリング9は、挿口セットボルト11で押圧されていない単体の状態では、拡径方向に弾性変形可能とされ、1つ割部分を開く方向に作業員などの外力が加えられることで、その内周径が、溶接ビード8が設けられている箇所の管径方向の寸法(管径寸法と称す)よりも大きくできるよう構成されている。また、挿口リング10の最も内周側部分である内突状部10bの内周面の径(管径寸法)は、溶接ビード8が設けられている箇所の管径寸法よりも大きく形成されている。
In addition, an
受口2の溝部2bには受口ロックリング12が外嵌され、この受口ロックリング12は受口2の溝部2bにおける管径方向に沿う面に対して管軸方向にかかり合い可能に配設されている。さらに、この受口ロックリング12を外周側から覆うような配置で、受口リング13が受口2の外周から隙間を有した姿勢で外嵌されており、この受口リング13は受口ロックリング12における管端面2aから離れた側の面に管軸方向にかかり合い可能に配設されている。ここで、受口ロックリング12は周方向に1つ割の環状に形成され、弾性変形可能とされている。一方、受口リング13は、周方向の分割部を有しない環状に形成されている。
A receiving
受口リング13は、受口ロックリング12を外周側から覆うような姿勢で受口2の外周に臨む姿勢で筒状に延びる筒状部13aと、この筒状部13aにおける受口2の管端面2aから離れた箇所から受口2の外周に接近するように管径方向内向きに延びるフランジ部13bと、周方向に対して適当間隔毎に設けられて、筒状部13aにおけるフランジ部13bが設けられている箇所よりも受口2の管端面2aに近い箇所から受口2の外周に接近するように管径方向内向きに延びる補強リブ13cとを有している。フランジ部13bには、管軸方向のボルト挿通孔17が、周方向に対して適当間隔毎に複数の位置に貫通する状態で形成されている。さらに、フランジ部13bの受口管端面2aに近い側の面における内周寄りの部分は、受口ロックリング12における受口管端面2aから離れている側の面に当接してかかり合い可能に構成されている。
The receiving
また、受口リング13の筒状部13aおよび補強リブ13cには、周方向所定間隔毎に、受口ロックリング12を管径方向内向き側に押圧して縮径させる六角孔付きの受口セットボルト18がねじ込まれており、この受口セットボルト18を管径方向内向きに進むようにねじ込むことにより、受口セットボルト18が受口2の外周面に密着するように配設されている。なお、受口ロックリング12は、受口セットボルト18で押圧されていない単体の状態では、拡径方向に弾性変形可能とされ、1つ割部分を開く方向に作業員などの外力が加えられることで、その内周径が、受口2の突部7が設けられている箇所の管径寸法よりも大きくできるよう構成されている。また、受口リング13の最も内周側部分であるフランジ部13bの内周面の管径寸法は、受口2の外周突部7が設けられている箇所の管径寸法よりも大きく形成されている。
Further, the
図1に示すように、挿口リング10のボルト挿通孔16および受口リング13のボルト挿通孔17を通して管軸方向にボルト14が挿通されているとともにボルト14にナット15がねじ合わされて締結され、これらの締結部材として機能するボルト14およびナット15は受口リング13および挿口リング10における周方向に沿って適当間隔毎に複数設けられている。そして、これらのボルト14にナット15をねじ込むことで、受口リング13と挿口リング10とを共に締め付け可能である。このように受口リング13と挿口リング10とを締め付けると、受口リング13で管軸方向に押圧された受口ロックリング12と、挿口リング10の管端面当接部10fとにより、受口2の突部7が挟持され、受口2が設けられている一方の管1と、受口ロックリング12と、受口リング13と、挿口リング10とが一体化される。
As shown in FIG. 1, a
また特に、挿口リング10と挿口ロックリング9とのかかり合い構造は図3、図4に示すようなものとされている。すなわち、図3、図4に拡大して示すように、挿口リング10は、管径方向に沿って内向きに延びる内突状部10bにおける、内周面と、受口2に近い管径方向に沿う面とが交わる角部(内周先端角部と称す)10gで、挿口ロックリング9にかかり合うよう構成されている。また、この挿口リング10の内周先端角部10gがかかり合う挿口ロックリング9の面、すなわち、挿口ロックリング9における受口2から離れた面は、管径方向外側ほど挿口4の先端側に近づくような傾斜姿勢で、挿口3の外周面に対して所定角度θ1で傾斜する傾斜面9aにより構成されている。そして、この挿口ロックリング9の傾斜面9aの傾斜角度θ1が、溶接ビード8が挿口ロックリング9に接触する箇所の挿口3の外周面に対する傾斜角度θ2よりも小さくなるように形成されている。なお、溶接ビード8の挿口ロックリング9に接触する箇所の傾斜方向も、管径方向外側ほど挿口4の先端側に近づくような姿勢で傾斜した方向である。
In particular, the engagement structure between the
このような構成の管継手において、受口2と挿口4とを接合する際には、まず、受口2のシール収容溝5にシール材6を配設する。また。受口2に受口リング13を外嵌させ、次に受口ロックリング12を受口2の溝部2bに外嵌させる。
In the pipe joint having such a configuration, when the receiving
この際、受口リング13の最も内周側部分であるフランジ部13bの内周面の管径寸法は、受口2の外周突部7が設けられている箇所の管径寸法よりも大きく形成されているので、受口リング13を、一方の管1の受口2が設けられている側から容易に外嵌させることができる。また、受口ロックリング12は、周方向に1つ割の環状に形成されているため、拡径するように外力を与えた状態で外嵌させて、受口2の突部7を乗り越えるように管軸方向に移動させることで、一方の管1の受口2が設けられている側から外嵌させることができる。このように受口2に受口ロックリング12および受口リング13を外嵌させた後に、受口セットボルト18をねじ込むことで受口ロックリング12を縮径させて、この受口ロックリング12の内周面を受口2の外周面に密接させる。
At this time, the tube diameter dimension of the inner peripheral surface of the
また、予め溶接ビード8が形成されている挿口4に、まず挿口リング10を外嵌させ、次に挿口ロックリング9を外嵌させる。この際、挿口リング10の最も内周側部分である内突状部10bの内周面の管径寸法は、溶接ビード8が設けられている箇所の管径寸法よりも大きく形成されているので、挿口リング10を、他方の管3の挿口4が設けられている側から容易に外嵌させることができる。また、挿口ロックリング9は、周方向に1つ割の環状に形成されているため、拡径するように外力を与えた状態で外嵌させて、挿口4の溶接ビード8を乗り越えるように管軸方向に移動させることで、他方の管3の挿口4が設けられている側から外嵌させることができる。このように挿口4に挿口ロックリング9および挿口リング10を外嵌させた後に、挿口セットボルト11をねじ込むことで挿口ロックリング9を縮径させて、この挿口ロックリング9の内周面を挿口4の外周面に密接させる。
Further, the
この状態で挿口4を受口2の内部に挿入し、受口2と挿口4との間でシール材6を圧縮させる。また、受口リング13のボルト通し孔17と挿口リング10のボルト通し孔16とにわたってボルト14を通し、このボルト14の先端からナット15を締め付けて、図1および図2に示す接合完了状態とする。
In this state, the insertion opening 4 is inserted into the receiving
上記構成によれば、挿口ロックリング9および挿口リング10は、挿口4に溶接されるのではなく、単に挿口4に外嵌されるだけであるので、管路の施工現場で挿口4側を切断した場合においても、切断作業を行わない場合と同様な作業を行って離脱防止構造を得ることができ、新たな挿口リング等を別途用意しなければならないといった不都合は生じない。
According to the above-described configuration, the insertion lock ring 9 and the
また、挿口4の外周に溶接ビード8を形成するだけでよいため、従来のように挿口リングと挿口フランジとを溶接する場合に比べて溶接部分長さが短くて済み、このため施工現場などでも容易に施工することができる。
In addition, since it is only necessary to form the
また、周方向に1つ割りの環状の受口ロックリング12を介して、周方向の分割部を有しない環状の受口リング13と受口2の突部7とがかかり合う構造としたので、受口リング13の内周径を受口2の外周径よりも大きく形成できるとともに受口ロックリング12を受口2の突部7よりも拡径させることができて、受口リング13および受口ロックリング12を一方の管1の受口2の管端面2a側から受口2に外嵌させることができ、受口リング13および受口ロックリング12の移動作業を殆ど行わなくて済み、作業能率が良好となる。
In addition, since the
また、上記構成によれば、ボルト14とナット15との締め付けによって、挿口リング10を挿口ロックリング9を介して溶接ビード8に対して管軸方向にかかり合うようにすることができるため、管路の曲がりの部分に用いても、管内流体の不平均力によって継手が抜け出すことを防止できる。
Further, according to the above configuration, the
ここで、管軸方向に沿って不平均力が作用した際の、挿口ロックリング9の挙動について詳しく説明する。
受口2が挿口4から抜け出す方向に不平均力が作用した際には、この力が挿口リング10から挿口ロックリング9に作用し、さらに、挿口ロックリング9から溶接ビード8に作用し、この力が溶接ビード8により受けられる。このとき同時に、溶接ビード8からの反力が挿口ロックリング9に作用し、また挿口ロックリング9からの反力が挿口リング10の内突状部10bに作用する。
Here, the behavior of the insertion lock ring 9 when a non-average force is applied along the tube axis direction will be described in detail.
When a non-average force is applied in the direction in which the receiving
すなわちこの際に、挿口ロックリング9は、図3に示すように、挿口リング10の内周先端角部10gとの当接点から管軸方向に沿って力Faを受け、また、溶接ビード8との当接点(すなわち、ほぼ溶接ビード8が形成されている挿口4の外周の点)から管軸方向に沿って反力Taを受ける。したがって、挿口ロックリング9における挿口リング10の内周先端角部10gとの当接点と、溶接ビード8との当接点との間の管径方向に対する距離が大きいと、挿口ロックリング9内に溶接ビード8との当接点を中心とした大きなモーメントMが発生する。そのため、このような構成であれば、例えば、管1、2を設置してから長期間経過し、挿口セットボルト11が腐食するなどして挿口セットボルト11による管径方向内向きへの力が作用しない状態で、不平均力が作用すると、挿口ロックリング9で発生するモーメントMにより、挿口ロックリング9が変形するおそれがある。このような不具合を防止するためには、挿口ロックリング9の変形を抑えるべく、挿口ロックリング9として大きな断面積のものを使用する必要があり、この場合にはその分だけ、製造コストの増加等を招くことになる。
That is, at this time, the insertion lock ring 9 receives a force Fa along the tube axis direction from the contact point with the inner
しかしながら、本発明では、挿口リング10に、管径方向に沿って内向きに延びる内突状部10bを形成するとともに、挿口ロックリング9における挿口リング10に当接する面を、管径方向外側ほど挿口4の先端側に近づく傾斜面9aで構成したので、挿口リング10における管径方向の最も内周側の箇所である内周先端角部10gで挿口リング10と挿口ロックリング9とが常にかかり合うことになる。したがって、挿口ロックリング9における挿口リング10から管軸方向に作用する力Faの作用点である内周先端角部10gの当接点と、挿口ロックリング9における溶接ビード8から管軸方向に作用する反力Taの作用点との、管径方向寸法Lが最小限に抑えられる。この結果、挿口リング10からの力Faと溶接ビード8からの反力Taによって挿口ロックリング9に作用するモーメントMも小さく抑えられ、挿口ロックリング9として小さな断面積のものを使用しても変形量が小さく抑えられ、ひいては良好な信頼性を維持できながら製造コストを最小限に抑えることが可能となる。
However, in the present invention, the inner ring-shaped
ところで、このように、挿口ロックリング9内において発生するモーメントMが小さく抑えられると、挿口ロックリング9と溶接ビード8との当接点を、挿口4の外周に向けて押さえつけようとする力も小さくなるので、場合によっては、挿口ロックリング9が、溶接ビード8の当接する傾斜面に沿って乗り上げようとし、最悪の場合には、受口2が挿口4から抜け出すおそれがある。
By the way, when the moment M generated in the insertion lock ring 9 is suppressed to be small as described above, the contact point between the insertion lock ring 9 and the
しかしながら、本発明では、挿口ロックリング9の傾斜面9aの傾斜角度θ1が、溶接ビード8が挿口ロックリング9に接触する箇所の挿口3の外周面に対する傾斜角度θ2よりも小さくなるように形成されているので、挿口4が受口2から抜け出す方向に不平均力が作用した際でも、挿口ロックリング9が溶接ビード8に乗り上げるようなことがなく、挿口4と受口2とが互いに離脱することを防止できる。
However, in the present invention, the inclination angle θ 1 of the
この点について、図4を参照しながら、さらに詳しく説明する。
溶接ビード8は挿口4の外周に盛られた状態で形成されているが、溶接ビード8における挿口ロックリング9に接触する箇所は少し傾斜した状態で形成されている。したがって、溶接ビード8と挿口ロックリング9とについてのみの力関係について観察すると、挿口ロックリング9から溶接ビード8に対して管軸方向に沿う力が作用した場合、溶接ビード8から挿口ロックリング9に対して、挿口ロックリング9からの力と同等の管軸方向に沿う反力Taが作用するとともに、その溶接ビード8の接触点での傾斜角度に対応した力Tbが発生し、この力は、挿口ロックリング9を溶接ビード8に乗り上げさせるようとする力Aとして作用する。
This point will be described in more detail with reference to FIG.
The
このため、挿口ロックリング9の断面形状が単なる矩形であり、挿口リング10の内突状部10bに当接する挿口ロックリング9の面が、傾斜面ではなくて、管径方向に沿った垂直な面であるとすると、挿口リング10から挿口ロックリング9に対しては管軸方向に沿った力のみ作用することとなる。したがって、例えば、管1、2を設置してから長期間経過し、挿口セットボルト11が腐食するなどして挿口セットボルト11による管径方向内向きへの力が作用しない状態で、不平均力が作用すると、挿口ロックリング9が、溶接ビード8の当接する傾斜面に沿って乗り上げようとし、最悪の場合には、受口2が挿口4から抜け出すおそれがある。
For this reason, the cross-sectional shape of the insertion lock ring 9 is a mere rectangle, and the surface of the insertion lock ring 9 that abuts on the
しかしながら、本発明においては、挿口ロックリング9における挿口リング10にかかり合う箇所が、管径方向外側ほど挿口4の先端側に近づくように傾斜する傾斜面9aで構成されているので、受口2が挿口4から抜け出す方向に、すなわち管軸方向に沿って不平均力が作用して、挿口リング10から挿口ロックリング9に管軸方向に沿った力Faが発生した際に、同時に、傾斜面9aの傾斜角度θ1に対応した力Fbが、挿口ロックリング9を挿口4の外周側に押し付けて密接させる方向に発生する。そして、挿口ロックリング9の傾斜面9aの傾斜角度θ1が、溶接ビード8が挿口ロックリング9に接触する箇所の挿口3の外周面に対する傾斜角度θ2よりも小さくなるように形成されているので、溶接ビード8から受ける、溶接ビード8に乗り上げようとする力Tbよりも、挿口ロックリング9の傾斜面9aに受ける挿口4の外周に押し付けて密接させようとする力Fbが常に大きくなり、この結果、挿口セットボルト11が腐食するなどして挿口セットボルト11による管径方向内向きへの力が作用しない状態となった場合でも、挿口ロックリング9は良好に挿口4の外周に押し付けられて密接し、これにより、受口2が挿口4から抜け出すことを確実に防止することができる。
However, in the present invention, the portion of the insertion lock ring 9 that engages the
すなわち、挿口ロックリング9が溶接ビード8に乗り上げようとする力をA、挿口リング10から挿口ロックリング9の傾斜面9aに対して鉛直に作用する力をF、挿口リング10から挿口ロックリング9の傾斜面9aに管軸方向に沿って作用する力をFa、挿口リング10から挿口ロックリング9の傾斜面9aに管径方向に沿って作用する力をFb、挿口ロックリング9から挿口リング10に対して、挿口4が受口2から抜け出そうとする管軸方向に沿う力をFc、溶接ビード8から挿口ロックリング9に作用する力をT、溶接ビード8から挿口ロックリング9に管軸方向に沿って作用する力をTa、溶接ビード8から挿口ロックリング9に管径方向に沿って作用する力をTbとすると、
A=Tb−Fb
=T・cosθ2−F・cosθ1
=(Fc/sinθ2)・cosθ2−(Fc/sinθ1)・cosθ1
(∵Fc=F・sinθ1=T・sinθ2)
=Fc・((1/tanθ2)−(1/tanθ1))
したがって、θ2>θ1(溶接ビード8の傾斜角度θ2が挿口ロックリング9の傾斜面9aの傾斜角度θ1よりも大きい)場合には、A<0(挿口ロックリング9を溶接ビード8に乗り上げさせるようとする力が負の値)となり、挿口ロックリング9は溶接ビード8に乗り上げない。言い換えれば、θ2>θ1となるように設定することで、挿口ロックリング9が溶接ビード8に乗り上げることがない。
That is, the force that the insertion lock ring 9 tries to ride on the
A = Tb-Fb
= T · cos θ 2 −F · cos θ 1
= (Fc / sin θ 2 ) · cos θ 2 − (Fc / sin θ 1 ) · cos θ 1
(∵Fc = F · sin θ 1 = T · sin θ 2 )
= Fc. ((1 / tan θ 2 ) − (1 / tan θ 1 ))
Therefore, when θ 2 > θ 1 (the inclination angle θ 2 of the
なお、この場合に、挿口ロックリング9の傾斜面9aの傾斜角度θ1は、溶接ビード8の傾斜角度θ2よりは小さい角度に形成されているが、溶接ビード8の傾斜角度θ2を越えない範囲内で、できるだけ大きな傾斜角度となるよう図られている。すなわち、挿口ロックリング9の傾斜面9aの傾斜角度θ1が小さいと、その分だけ、挿口リング10から挿口ロックリング9に作用する管径方向の内向きの力Fbが大きくなり、この場合には、この力Fbにより挿口4自体が縮径方向に変形したり、また、挿口リング10の内突状部10bが管径方向外側に押し広げられるように変形したりするおそれがある。したがって、このような不具合が生じないように、挿口ロックリング9の傾斜面9aの傾斜角度θ1は、溶接ビード8の傾斜角度θ2よりは小さい角度でありながら、この範囲内でできるだけ大きな角度に設定されている。また、この場合に、挿口リング10の内突状部10bを、挿口リング10の筒状部10aから傾斜するように設けるのではなくて、筒状部10aから管径方向内向きに屈曲して延びる形状に形成し、この内突状部10bの内周先端角部10gで挿口ロックリング9に当接するように構成したので、挿口ロックリング9の傾斜面9aの傾斜角度θ1を自由に選択、すなわち、傾斜角度として大きめな傾斜角度も自由に選択できる利点がある。
In this case, the inclination angle θ 1 of the
また、溶接ビード8や挿口ロックリング9の、より具体的な形状としては、溶接ビード8の傾斜角度θ2としては70度以上で85度以下、挿口ロックリング9の傾斜面9aの傾斜角度θ1としては65度以上で80度以下の範囲内である場合が好適であり、いずれの場合においても傾斜角度θ1が傾斜角度θ2がよりも小さくなるよう設定する。
Further, as a more specific shape of the
また、溶接ビード8の寸法としては、管径が1200mm以上の場合には、幅12〜18mm、高さ4〜6mmが好適であり、管径が1200mm未満の場合には、幅7〜13mm、高さ3〜5mmが好適である。
As the dimensions of the
これにより、挿口4が受口2から抜け出す方向に不平均力が作用した際でも、挿口4が受口2から離脱することを確実に防止できながら、挿口4や挿口リング10が変形することも良好に防止できる。
Thereby, even when an unbalanced force acts in a direction in which the insertion opening 4 is pulled out from the receiving
なお、溶接ビード8の形成方法としては、例えば、図5に示すように、挿口4の外周に、溶接部分の幅分だけ隙間をあけた状態で、1対の銅製等のバンド19を巻回し、これらのバンド19の間に溶接部8a、8bを盛って溶接ビード8を形成すると好適である。また、その際、単に1回溶接するだけでは、溶接ビード8の挿口外周の接地傾斜角度θ2が小さいため、溶接動作を2回行って、すなわち2重に盛ることにより、傾斜角度θ2の大きな溶接ビード8を得ることができる。したがって、このように、傾斜角度θ2の大きな溶接ビード8を形成することで、挿口ロックリング9としても、その傾斜面9aの傾斜角度θ1を大きなものを用いることができ、ひいては、挿口4自体が縮径方向に変形したり、また、挿口リング10の内突状部10bが管径方向外側に押し広げられるように変形したりすることを確実に防止できて、信頼性を向上させることができる。
As a method for forming the
1 管
2 受口
3 管
4 挿口
7 突部
8 溶接ビード
9 挿口ロックリング
10 挿口リング
11 挿口セットボルト
12 受口ロックリング
13 受口リング
1
Claims (3)
挿口の外周に形成された溶接ビードと、
挿口に外嵌され、周方向に1つ割りの環状の挿口ロックリングと、
挿口に外嵌され、前記挿口ロックリングにかかり合い可能で、周方向の分割部を有しない環状の挿口リングと、
受口に外嵌され、この受口の外周に形成された突部にかかり合い可能な周方向に1つ割りの環状の受口ロックリングと、
受口に外嵌され、内周部が受口ロックリングにかかり合い可能な周方向の分割部を有しない環状の受口リングと、
周方向に対して複数設けられ、受口リングと挿口リングとを管軸方向に位置規制した状態で締結されることで、受口から挿口が離脱する方向に管同士が相対移動しようとした際に、挿口リングが挿口ロックリングを介して溶接ビードに当接することで移動を阻止させる状態を保持させる締結部材と
が備えられていることを特徴とする離脱防止管継手。 A pipe joint in which an insertion port formed at the end of the other pipe is inserted inside the receiving port formed at the end of one pipe,
A weld bead formed on the outer periphery of the insertion opening;
An annular insertion lock ring that is externally fitted to the insertion opening and is divided into one piece in the circumferential direction;
An annular insertion ring that is externally fitted to the insertion opening, can be engaged with the insertion lock ring, and does not have a circumferential dividing portion;
A ring-shaped receiving lock ring that is split into one in the circumferential direction and can be fitted to a protrusion formed on the outer periphery of the receiving port.
An annular receiving ring that is externally fitted to the receiving port and does not have a circumferentially divided portion in which the inner peripheral portion can engage with the receiving lock ring;
A plurality of pipes are provided in the circumferential direction, and the pipes try to move relative to each other in the direction in which the insertion opening is separated from the reception opening by fastening the reception ring and the insertion ring in a state in which the position of the reception opening and the insertion ring is restricted in the tube axis direction. And a fastening member that maintains a state in which the insertion ring abuts the weld bead via the insertion lock ring so as to prevent movement.
挿口ロックリングにおける受口から離れた面に、管径方向外側ほど挿口の先端側に近づくように挿口外周面に対して傾斜する傾斜面が形成され、
挿口リングにおける内突状部の内周先端角部が、挿口ロックリングの傾斜面に管軸方向にかかり合い可能に配設されていることを特徴とする請求項1記載の離脱防止管継手。 In the insertion ring, an inward protruding portion extending inward along the tube diameter direction is formed,
On the surface away from the receiving port in the insertion lock ring, an inclined surface that is inclined with respect to the outer peripheral surface of the insertion port is formed so as to approach the distal end side of the insertion port toward the outer side in the tube radial direction
2. An anti-detachment tube according to claim 1, wherein an inner peripheral tip corner portion of the inner protrusion in the insertion ring is disposed so as to be able to engage with the inclined surface of the insertion lock ring in the tube axis direction. Fittings.
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