JP4754471B2 - 管端防食継手 - Google Patents

Description

本発明は、バルブや管継手、ストレーナ等の配管器材とライニング鋼管等の管を接続する接続部位に設ける管端防食継手に関する。

近年、給水給湯用の水道配管には、塩化ビニル、ポリエチレン粉体、或はその他の合成樹脂で被覆処理を施したライニング鋼管が多く用いられている。ライニング鋼管は、鋼管の内周面を合成樹脂で被覆することで鋼管の金属部分と水や温水が接液することなく、腐食を防止するものである。
そして、このライニング鋼管を接続するバルブや管継手等の配管器材の継手部分に一体又は別体にコアと呼ばれる合成樹脂製の部材を設け、この部材によってライニング鋼管の管端部を防食するようにした管端防食継手が提案されている。

ところで、ライニング鋼管には、内周面をポリエチレン等の粉体樹脂で被覆した粉体ライニング鋼管と、内周面を塩化ビニル樹脂で被覆した塩ビライニング鋼管の二種類がある。同径の鋼管の内周面に樹脂被覆を施す場合、通常は、粉体ライニング鋼管の被覆部は薄肉状になり、塩ビライニング鋼管の被覆部は厚肉状になる。このため、粉体ライニング鋼管の内径は大径になり、塩ビライニング鋼管の内径は小径になる傾向にある。
このライニング鋼管が接続される継手部は、粉体又は塩ビの何れのライニング鋼管を接続する場合でも、これらに生じる内径差を考慮して接続して管端部の腐食を防止できることが要求されている。

このため、例えば、めねじを有する継手本体の内面に合成樹脂製の筒状体を設け、この筒状体の端部に一段小径のパッキン装着部を一体に形成し、そこに外形側に向かって周方向に突出するリップを有するリップパッキンを装着した防食管継手が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この防食管継手は、内径の大きいライニング鋼管がねじ込まれると、リップパッキンが鋼管内面に当接し、一方、内径の小さいライニング鋼管がねじ込まれると、リップが折り曲げられて筒状体の端部外面で圧縮されることにより、接続されるライニング鋼管の内径寸法のバラツキに関係なくシールしようとしたものである。

また、特許文献２においては、継手本体の内面に設けた筒状体に、所定の間隔で複数条の環状突起を有するオレフィン系エラストマー製シールリングを装着した防食管継手が提案されている。この防食管継手は、内径の大きい粉体ライニング鋼管をねじ込んだときに管内面をシールリングの環状突起に圧接シールさせるように接続し、内径の小さい樹脂ライニング鋼管をねじ込んだときに管端面と奥壁との間でシールリングを挟圧シールして接続しようとしたものである。

一方、特許文献３は、ライニング鋼管を挿入する際に、コア本体に設けられた環状のシール片がこのライニング鋼管の内面に引きずられ、ゴム輪の外周に覆い被さって弾性的にバックアップされた状態でシール片を内面被覆層に密着シールさせようとした防蝕継手である。

実用新案登録第２５２１８０３号公報 特許第２８６６７８２号公報 特許第３６６８５３３号公報

しかしながら、特許文献１の防食管継手は、鋼管を接続したときにリップパッキンを圧縮させてこのリップパッキンと継手本体の筒状体の間にシール力を働かせようとしたものであるが、この継手に内径の大きい粉体ライニング鋼管をねじ込んだ場合には、圧縮力が小さくなり、筒状体の外周とリップパッキンとの間に十分な圧縮力を働かせながら倒すことが難しくなっている。このため、リップパッキンと筒状体の密着性が十分でなく、リップパッキンと筒状体の間から流体が浸入するおそれがあった。

また、粉体ライニング鋼管の螺子込み時に、管内周面の全周にリップを当接させてシールさせようとしているが、このリップは、ライニング鋼管の螺子込み方向に倒れた状態で管内面に接する構造になっている。このため、この継手のシールは、いわゆる一般的なリップシールとは逆の状態になり、流体の圧力や水撃に対してリップが容易に開く側に屈してシール性が低下することがあった。また、実際に使用される粉体ライニング鋼管の内面には細かな凸凹があるため、表面の凸部分にリップが追従して当接できる場合でも、凹部分では隙間が生じて全周に渡って均一に当接シールすることが難しくなっていた。更に、リップが管内面に当接する際に、このリップが折り曲げられて外周側が波打った形状になることがあり、このため、密着性が低下するおそれがあった。

仮に、これらの問題を解決する手段として、例えば、リップを厚く形成することが考えられるが、この場合、鋼管の接合時にリップが倒れ難くなってリップパッキンごと接合方向に引きずり込まれて破断したり、或は、仮にリップが倒れたとしてもこのリップ自体の体積の増加によって変形時の逃げが無くなり、変形時に筒状体を内径側に大きく縮径させて破損させる危険性がある。また、他の解決手段として、リップを硬い材料で形成することが考えられるが、リップが硬くなると適宜の状態に圧縮され難くなって筒状体が内径側に縮径して破損する危険性がある。

また、特許文献２の防食管継手は、樹脂ライニング鋼管をねじ込んだときに、管端面と奥壁との間でシールリングを挟圧してシールしようとしているが、通常、管用テーパねじの螺子込み接合には雄ねじと雌ねじの双方にねじ径の公差があり、螺子込み深さにバラツキが生じることがある。このため、鋼管の螺子込み深さが浅い場合には、管端面と奥壁との間にシールリングを強く圧縮することができず、シール力が不十分になることがあった。一方、螺子込み深さが深すぎる場合には、鋼管端面と、シールリング及び奥壁が必要以上に強く圧接し、筒状体の奥壁が破損してしまうことがあった。

一方、特許文献３の防蝕継手は、コア本体に環状シール片を一体に設けた構造であるため、製作時において、継手本体の開口部から成形型を挿入してコア本体を成形し、成形型を開口部から引抜いて一体成形するような一般的なインジェクション成形によって製作することができず、製作が困難になっていた。また、この防蝕継手は、継手本体にコア本体をねじ込んで接続するようにしているが、このような螺子込みタイプの場合には、継手本体との間を接着剤によりシールする必要があった。

本発明は、上記の実情に鑑みて鋭意研究の結果開発に至ったものであり、その目的とするところは、内径の大きい粉体ライニング鋼管、又は内径の小さい塩ビライニング鋼管の何れのライニング鋼管を接続する場合でも、破損を防ぎつつ高いシール性を発揮しながら接続して接続部位からの流体漏れを確実に防ぐことができる製作容易な管端防食継手を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、雌ねじ部を有する継手本体の内部に筒状部を有するコア本体を一体又は別体に設け、この継手本体の接続開口側より粉体ライニング鋼管又は塩ビライニング鋼管を螺子込み接合する管端防食継手において、筒状部の先端外周に樹脂製シールリングを装着し、このシールリングは、リング本体の外周面の接続開口側にシール用フィンを、このフィンの奥側外周面に支持用フィンを突設形成し、シール用フィンは、粉体ライニング鋼管の内径より大きく、支持用フィンは、同鋼管の内径より小さく形成した管端防食継手である。

請求項２に係る発明は、リング本体の支持用フィンの奥側に、シール用フィンと同等のシール用フィンを突設形成した管端防食継手である。

請求項３に係る発明は、シールリングの内周に筒状部とのシール性を図るためのテーパ部を形成した管端防食継手である。

請求項４に係る発明は、シールリングのリング本体の外径を塩ビライニング鋼管の内径より小径にし、同管の挿入により押しつぶされたフィン部分により密封シールを可能とした管端防食継手である。

請求項５に係る発明は、リング本体の端面に係止凸部を設けた管端防食継手である。

請求項６に係る発明は、筒状部の先端外周に形成したシールリング装着用の段部の奥側に係止溝部を、先端側に飛び出し防止用突起を形成した管端防食継手である。

請求項１に係る発明によると、内径の大きい粉体ライニング鋼管、又は内径の小さい塩ビライニング鋼管の何れのライニング鋼管を接続する場合でも、破損を防ぎつつ高いシール性を発揮しながら接続して接続部位からの流体漏れを確実に防ぐことができ、また、製作も容易な管端防食継手を提供できる。

請求項２に係る発明によると、コア本体とライニング鋼管の内周面との間のシール性をより一層高めることができる管端防食継手である。しかも、シールリング全体を、支持用フィンを中心とした対称形状に設けることができるため、このシールリングを筒状部に対して何れの端部側からも装着することができ、これにより、製造時におけるシールリングの組み込みミスを防ぐことができる管端防食継手である。

請求項３に係る発明によると、シールリングの取付時にはテーパ部が潰れることで、コア本体に対して高い密着性を発揮させながら取付けることができ、また、ライニング鋼管を継手本体に螺子込んだ際には、シールリング全体が求心方向に押されることでコア本体とのシール性を高めることができ、流体の浸入を確実に防ぐことができる管端防食継手である。

請求項４に係る発明によると、塩ビライニング鋼管を継手本体に接合する際に、フィン部分が塊状に押しつぶされることによって確実にこの塩ビライニング鋼管の内周面とコア本体との間のシール面圧を高めることができ、コア本体が過度に縮径するなどの破損を防ぎながら流体漏れを防ぐことができる管端防食継手である。

請求項５に係る発明によると、係止凸部をコア本体の所定の位置に係止することで、シールリング全体をコア本体に対して位置保持することができ、これにより、シールリングがずれることがなく、高シール性を維持することができる管端防食継手である。

請求項６に係る発明によると、ライニング鋼管挿入時の力を利用してシールリングとコア本体とのシール性を高めることができ、また、ライニング鋼管を接合していない状態においては、シールリングが開口側から飛び出すのを防ぐことができ、保管時や運搬時などにおける組み立て状態を維持できる管端防食継手である。

以下に、本発明における管端防食継手の好ましい実施形態及び作用を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の管端防食継手は、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、チェックバルブ、その他のバルブや、ソケット、エルボ、チーズ又はその他の管継手、又は、ストレーナ等に例示されるような様々な配管器材の継手部分に適用することができるが、以下に説明する本実施形態では、配管器材の一例としてゲートバルブに継手本体１０を形成した場合を説明する。

図１において、継手本体１０の継手部１１は、流体の流入口（流出口）であり、この継手部１１の内周面には雌ねじ部１２を形成している。この雌ねじ部１２には、内周面がライニング処理された粉体ライニング鋼管５０、又は塩ビライニング鋼管５１の管端外周に形成された雄ねじ部５０ａ、５１ａが螺子込み可能になっている。継手本体１０内部の雌ねじ部１２の終端側（継手本体１０の奥側）には、周方向に環状凹部１２ａが形成され、この環状凹部１２ａの奥側には環状溝部１２ｂが形成されている。

この継手本体１０の内部には、内側に貫通流路２１を有するコア本体２０を一体に設けている。コア本体２０は、合成樹脂によって形成され、本実施形態においては、継手部１１の開口部１１ａから図示しないコア成形型（金型）を挿入し、この金型に向けて適宜の合成樹脂材料（溶融プラスチック）を射出注入するインジェクション成形によって継手本体１０と一体に設けている。なお、コア本体は、後述の実施形態のように継手本体１０と別体に設け、継手本体１０に螺子込んで取付けることもできる。

コア本体２０のインジェクション成形時には、雌ねじ部１２と一定の空間を空けて筒状部２２を形成し、開口部１１ａより、この筒状部２２と雌ねじ部１２の間に粉体ライニング鋼管５０、又は塩ビライニング鋼管５１を螺子込み接合できるような形態に設けている。このとき、継手本体１０の奥部に、筒状の後端部２３が一体に形成される。

また、溶融プラスチックは、環状凹部１２ａと環状溝部１２ｂにも充填され、環状凹部１２ａに密着した環状基部２０ａが成形されると共に、環状溝部１２ｂのシール面１２ｃに密着した環状突部２０ｂが形成される。この環状溝部１２ｂは、雌ねじ部１２の下穴径より小径に形成していることで開口部１１ａからの切削加工をし易くしている。環状溝部１２ｂの形状としては、図１のような断面略コ字形状以外にも、円弧状や、三角形状などの多角形状に設けることもできる。また、本実施形態では、継手本体１０側に環状溝部１２ｂを設けているが、本体１０側を断面コ字形状や、円弧状、三角形状等の多角形状に突設形成し、これに対してコア本体をインジェクション成形して一体化するようにしてもよい。

筒状部２２の挿入側の外周端側には環状溝２２ａを形成しており、ライニング鋼管５０、５１を継手本体１０に螺子込んだときに、この環状溝２２ａによってコア本体２０の求心方向への弾力性を確保している。

筒状部２２の先端外周には、段部２５を環状に形成し、この段部２５にシールリング３０を装着可能に設けている。また、この段部２５の奥側には、楔状の係止溝部２６を、先端側には、飛び出し防止用突起２４を形成し、この突起２４によりシールリング３０が開口部１１ａ側に脱落するのを防いでいる。この突起２４は、図３のように、その外径Ｄ_２４が段部２５の外径Ｄ_２５よりも大径になっているが、コア本体２０の形成時には、コア成形型を引抜く際にこの突起２４付近が内径側に撓むことでインジェクション成形が可能になっている。

図２、３において、シールリング３０は、例えば、高密度ポリエチレン等の樹脂を材料とし、リング本体３１と、このリング本体３１の外周面３１ａの接続開口側にシール用フィン３２を、このシール用フィン３２の奥側外周面に支持用フィン３３を一体に突設形成している。シール用フィン３２は、その外径Ｄ_３２が粉体ライニング鋼管５０の内径ｄ_５０よりも大径になるように形成している。また、支持用フィン３３は、シール用フィン３２と所定の間隔βを空けて形成され、その外径Ｄ_３３が粉体ライニング鋼管５０の内径ｄ_５０よりも小径になるように形成している。

更に、リング本体３１の奥側には、シール用フィン３２と同等のシール用フィン３４を突設形成し、このシール用フィン３４は、シール用フィン３２と略同一形状で、且つ、シール用フィン３２と支持用フィン３３がなす間隔βと略同間隔に設けている。また、シール用フィン３４の先端側の外径Ｄ_３４は、シール用フィン３２と同じく粉体ライニング鋼管５０の内径ｄ_５０よりも大径に形成している。
一方、リング本体３１の外径Ｄ_３１は、塩ビライニング鋼管５１の内径ｄ_５１より小径に設け、同管の挿入により押しつぶされたフィン部分により密封シールできるような形態に設けている。

シール用フィン３２（シール用フィン３４）の付け根部位の接合方向の肉厚と、支持用フィン３３の付け根部位の肉厚は、略同じ（肉厚α）になるように形成し、また、何れも外径側になるにつれて薄肉状になるように設けている。一方、支持用フィン３３は、その上端側に平坦状の上面部３３ａを形成して断面略台形状に形成している。

前記の間隔βは、シール用フィン３２（支持用フィン３３、シール用フィン３４）の付け根部位の肉厚αよりも大きくなるように設けている。更に、間隔βは、シール用フィン３２（支持用フィン３３、シール用フィン３４）の高さの差ｈよりも小さくなるように形成している。すなわち、間隔βと肉厚α、高さの差ｈの関係は、肉厚α＜間隔β＜高さの差ｈとなっている。また、ライニング鋼管５０、５１を接合する前の静的状況において、これらの間には、肉厚α＋間隔β≦高さの差ｈという関係がある。

シールリング３０における段部２５への当接側である内周には、段部２５よりも中央側が縮径した断面略山形状のテーパ部３８を形成し、このテーパ部３８の最小径部分である頂部３８ａの内径Ｄ_３８ａを、段部２５の外径Ｄ_２５よりも小径に形成している。このテーパ部３８は、断面山形状に限ることなく、各種の断面形状に設けることができる。
また、リング本体３１の端面には係止凸部３５、３６を突出形成して設けている。

次に、上記の管端防食継手を設ける場合を説明する。先ず、前述したように、継手本体１０の内部にコア本体２０をインジェクション成形により一体に形成する。一般的に、射出された溶融材料は、冷却硬化するときに内径方向に収縮するが、本実施形態においては溶融材料が環状溝部１２ｂ内に入り込むことによって、冷却・収縮する際にこの環状溝部１２ｂから材料外径側を抱えるような力が作用するため、継手部１１奥側において内径とコア本体２０外径の間に隙間が生じるのを防ぐことができる。この環状溝部１２ｂと環状突部２０ｂによって高い密着性を発揮でき、流体の浸入をほぼ完全に遮断して裏漏れを防ぐことが可能になっている。

続いて、シールリング３０を、コア本体２０の筒状部２２の外周側に対してスライドさせるように装着する。このとき、図２、３において、シールリング３０のテーパ部３８の頂部３８ａの内径Ｄ_３８ａはコア本体２０の突起２４の外径Ｄ_２４よりも縮径して設けているため、頂部３８ａは突起２４を乗り越える必要があるが、突起２４の外径Ｄ_２４は段部２５の外径Ｄ_２５よりも僅かに大きい程度であるため、シールリング３０の装着時には、頂部３８ａ付近が押し広げられて、容易に突起２４を乗り越えることができる。このシールリング３０の装着は、シールリング３０が突起２４を乗り越える際に、テーパ部３８がスロープ状のガイドとして機能することによって、より円滑に行うことができる。

シールリング３０が突起２４を乗り越えて段部２５に達すると、係止凸部３６が楔状の係止溝部２６に嵌まり込むように係合するため、シールリング３０がこれ以上奥側にスライドするのが防止され、このシールリング３０を所定の位置に装着できる。

一方、係止凸部３５は、突起２４の奥側に位置するため、この突起２４により、シールリング３０を位置決めした状態にして抜け止めを図ることができる。このように、シールリング３０は、係止凸部３５、３６と、突起２４、係止溝部２６により段部２５に固定されるため、コア本体２０から簡単に外れることがなく、ライニング鋼管５０、５１の接続前における装着状態が保持される。

通常、一体成形型のコアには先端に向けて径を小さくする必要があるなど形状に制限があるため、コアに対して径の大きい別の部材を組み込んで固定することは困難になっているが、本発明の管端防食継手は、上述したように突起２４、係止溝部２６に係止凸部３５、３６を嵌め込むようにしてシールリング３０を取付ける構造としているので、継手本体１０に対してコア本体２０を設けた後でも容易にシールリング３０を取付けることができる。

次に、継手本体１０にライニング鋼管を接続する場合について、粉体ライニング鋼管５０、塩ビライニング鋼管５１を接続する場合をそれぞれ詳述する。
先ず、粉体ライニング鋼管５０を接続する場合を述べる。粉体ライニング鋼管５０を図４（ａ）の状態から継手本体１０に対して矢印方向にねじ込むと、図４（ｂ）のようにこの粉体ライニング鋼管５０の管端面５３が開口部１１ａ側のシール用フィン３２に接し、このシール用フィン３２が倒される。このとき、シール用フィン３２は、開口部側１１ａの面が粉体ライニング鋼管５０の内周面（ライニング面）５４に密着するように変形して継手部１１の中心方向に向けて倒れる。

シール用フィン３２が倒れると、このシール用フィン３２は、奥側の面が支持用フィン３３に接触する。更に粉体ライニング鋼管５０をねじ込むと、図４（ｃ）のように、倒れて変形したシール用フィン３２が支持用フィン３３の上方から強く当接する。支持用フィン３３は、前述したように断面台形状に形成しているため、この上方からの押圧力に対して変形し難く、これにより、シール用フィン３２は支持用フィン３３の上面部３３ａに支えられる。しかも、間隔βを肉厚αよりも大きく形成しているため、シール用フィン３２の付け根部位が、傾倒時に圧縮されて盛り上がっても、この影響を受けて支持用フィン３３が倒れることはない。

このように、支持用フィン３３は、シール用フィン３２が倒れる際に上面部３３ａによって垂直方向に力を受けることができるため、粉体ライニング鋼管５０の螺子込み方向に対しても垂直方向の姿勢を維持することができ、横方向や斜め方向からの力が加わることが防がれる。

シール用フィン３２が支持用フィン３３の上方に傾倒した状態で粉体ライニング鋼管５０を更に螺子込むと、シール用フィン３２は、支持用フィン３３とライニング鋼管５０の内周面５４間に圧接された状態になり、このシール用フィン３２と支持用フィン３３によって粉体ライニング鋼管５０との間を密着シールする。また、この求心方向に加わる力によってリング本体３１が筒状部２２（段部２５）に強く圧接するため、シールリング３０と段部２５との面圧力を高めて密着シールすることができる。よって、粉体ライニング鋼管５０の管端面５３の接液が確実に防がれる。

このとき、粉体ライニング鋼管５０の内径ｄ_５０と支持用フィン３３の外径Ｄ_３３の間の隙間をこの位置に倒れるシール用フィン３２の肉厚αよりも小さく設けているため、シール用フィン３２は、粉体ライニング鋼管５０の内周面５４と支持用フィン３３によって強く挟圧される。
続いて、この状態から、更に粉体ライニング鋼管５０を螺子込むことにより、管端面５３によって最奥側のシール用フィン３４が図４（ｄ）の状態まで倒され、このシール用フィン３４によって粉体ライニング鋼管５０の内周面５４がシールされる。以上の工程により、粉体ライニング鋼管５０の螺子込みが完了となる。

このときの力の作用を説明すると、図４（ｄ）において、粉体ライニング鋼管５０からシールリング３０に働く力Ｆ_１は、シール用フィン３２を圧縮するときに支持用フィン３３の垂直方向から加わっている。また、力ｆ_１は、シールリング３０から粉体ライニング鋼管５０に加わる抗力であり、この力ｆ_１は、力Ｆ_１と同じ強さで、且つ、力Ｆ_１と反対方向に加わっている。このように、力Ｆ_１と力ｆ_１が反対向きでつり合うことにより、粉体ライニング鋼管５０に対して垂直方向の力が働いて最大限の効率によるシール力を得ることができる。このため、流体の圧力や水撃に対して屈することなく高いシール性を発揮できる。

このとき、力Ｆ_１は、支持用フィン３３の対向位置に設けられているシールリング３０の頂部３８ａ付近に効率的に伝わり、頂部３８ａ付近を段部２５に強圧することができるが、シールリング３０にテーパ部３８を設けていることで、このテーパ部３８が段部２５に沿うように密着し、これにより、テーパ部３８の全面を段部２５に圧接してシールリング３０とコア本体２０との密着シール性を高めている。

また、この垂直方向の力の作用により、内周面５４の凸凹に対してシール用フィン３２の接触部位から全周に渡って垂直な力を与えることができるため、極小さい凹部分の隙間に対してもこのシール用フィン３２の側面を接触させて内周面５４の全周を隙間無くシールすることができる。また、このときシール用フィン３２の外周部位が波打ち状に変形するのが抑えられ、密着性が向上する。

更に、間隔βをシール用フィン３２と支持用フィン３３の高さの差ｈよりも小さく設けているため、シール用フィン３２が倒れたときに支持用フィン３３の上面部３３ａまで届かなかったり、支持用フィン３３に対して斜めに接することがなく、力Ｆ_１と力ｆ_１を確実に垂直方向に作用させることが可能になる。

また、ライニング鋼管５０螺子込み時には、螺子込み方向に力Ｆ_２が加わるため、シールリング３０の係止凸部３６が段部２５奥側の係止溝部２６に強く圧接し、この圧接部分に高いシール力を働かせることができる。しかも、前記のように、係止溝部２６を楔状に形成し、係止凸部３６をこの係止溝部２６に係合する形状に設けているため、力Ｆ_２が加わったときに、図３において、係止溝部２６と係止凸部３６の求心方向部位に集中的に面圧力を働かせることができ、一層シールリング３０とコア本体２０とのシール性を向上させることができる。
更に、楔状の係止溝部２６と係止凸部３６が係合しているので、螺子込み時の力Ｆ_２によってシールリング３０が螺子込み方向にずれることがなく、段部２５への装着状態が保持される。

また、シール用フィン３４は、内周面５４に対して力ｆ_２によるシール力を加えることができ、このシール用フィン３４によって、ライニング鋼管５０との間を補助的にシールすることができる。

なお、ライニング鋼管５０の接続後において流体が急激に減圧した場合に、シールリング３０が開口側に移動しようと力が加わることがあるが、筒状部２２先端側の突起２４によりこの飛び出しが防止される。

次いで、塩ビライニング鋼管５１を接合する場合の動作を述べる。塩ビライニング鋼管５１を図５（ａ）の状態から継手本体１０に対して矢印方向にねじ込むと、この塩ビライニング鋼管５１の管端面５５がシール用フィン３２に接して、このシール用フィン３２が倒される。このとき、シールリング３０のリング本体３１の外径Ｄ_３１を、塩ビライニング鋼管５１の内径ｄ_５１よりも小径に設定していることで、シール用フィン３２は根元付近から倒れ、これに続き、支持用フィン３３もシール用フィン３２と同様に塩ビライニング鋼管５１の管端面５５から横方向（接合方向）の力を受けて、図５（ｂ）のように横方向に傾倒を開始する。

続けて塩ビライニング鋼管５１を螺子込むと、シール用フィン３２と支持用フィン３３はシール本体３１に到達・圧接されるまで倒れ、図５（ｃ）のように、塩ビライニング鋼管５１の内周面５６とコア段部２５との間に塊状部３７（リング本体３１、シール用フィン３２、支持用フィン３３、シール用フィン３４の合体物）を形成し、強いシール力で管内周面５６とコア段部２５の間を完全に塞ぎ、シールする一方、この塊状部３７に収まりきらないボリュームを奥側へ逃がしている（図５（ｃ）における符号３３参照）。更に塩ビライニング鋼管５１を螺子込むと、シール用フィン３４を倒して、最終的には図５（ｄ）のように塊状部３７と、管内周面５６に沿って奥側へ伸びたボリュームが形成されて、ねじ込み完了となる。

このように、塩ビライニング鋼管５１の挿入時には、管端面５５により全てのフィン（シール用フィン３２、支持用フィン３３、シール用フィン３４）が横方向（接合方向）から力を受けるため、容易に折り曲げることができる。また、フィン３２、３３、３４（シールリング３０）は、伸長性のある樹脂材料（高密度ポリエチレン）であるため、螺子込まれた管内面５６に沿って継手部中心側へ伸び逃げることで、管内周面５６とコア段部２５の間に形成される塊状部３７のボリュームを、シールに必要な量に設定することができる。従って、管内周面５６とコア段部２５の間に形成される塊状部３７のボリュームは、コア本体２０を過度に縮径させるほど増大せず、適度なボリュームを維持し、強いシール力で管内周面５６とコア段部２５の間を完全に塞ぐことができる。
このように、本発明におけるシールリング３０によれば、鋼管内周とコア本体とのシール部分のボリュームを、粉体ライニング鋼管と塩ビライニング鋼管とに応じて変えているので、いずれの鋼管に対しても、適切なシールを行うことができる。

また、リング本体３１の外径Ｄ_３１を塩ビライニング鋼管５１の内径ｄ_５１より小径にしているので、塩ビライニング鋼管５１の管端面５５がリング本体３１の端部側に衝突したり、コア本体２０を過度に縮径させたりしてコア本体２０が破損する危険性がない。

以上のように、上記実施形態における管端防食継手は、何れも管端面でシールする構造とは異なり、ライニング鋼管５０、５１の内周面５４、５６とコア本体２０の間をシールリング３０で塞ぐ構造になっている。従って、ライニング鋼管５０、５１の管端面５３、５５の位置がシール性に悪影響を与えることがなく、（ＪＩＳ公差内において）螺子込みの深さに関わらず、これらの間を確実に塞ぐことができる。これにより、シールリング３０が固定されている位置を雌ねじ部１２の入口側近くに形成することができ、この場合、ライニング鋼管５０、５１のより浅い螺子込みにも対応できる。

更に、管用テーパねじの螺子込み接合においては、通常、ねじ径の公差が雄ねじ・雌ねじの双方に存在するため、螺子込み深さはバラツキを生じるが、本実施形態においては、螺子込み深さの公差内で考えられる最も浅い螺子込みのときの管端面５３、５５の位置と段部２５の最奥部（係止溝部２６）が同じ位置になるように設定している。そのため、図４（ｃ）や図５（ｃ）の場合のようにライニング鋼管５０、５１の螺子込みが浅い場合でも、この鋼管５０、５１の管端面５３、５５がシール用フィン３４の位置まで確実に到達できる。よって、鋼管５０、５１が浅め、又は深めの何れの螺子込み状態であっても、シール性能に差が生じることがなく、一定のシール力を発揮することができる。

ここで、ライニング鋼管５０、５１の接合時に確実にシール性を働かせるためには、前記したように、シールリング３０が取付け位置（段部２５）から移動しないことが条件となる。シールリング３０が段部２５に保持されるためには、シールリング３０が適度の剛性を有し、また、内径の異なる鋼管を接合する場合でも、破損を防ぎつつこの内径差による鋼管と筒状部の隙間に対応して体積を減少できるような伸び特性を有する材質であることが要求される。

シールリング３０の材料を決める場合、例えば、通常、市場で利用されているゴム材料を用いた場合には密着性は高くなるものの、このゴム材料は摩擦力が強すぎたり伸び易すぎる性質がある。そのため、ゴム材料は、回転しながら挿入されるライニング鋼管５０、５１の内周面に対して追従するように変形して引き千切れたり、脱落やはみ出しが発生したり、コア本体２０の奥側まで全体が引き込まれて所定の位置に装着できなくなる場合があることから、慎重な鋼管接続作業が求められていた。
また、樹脂製のコア本体２０に対して突起状部位を一体に形成し、この突起状部位を潰してライニング鋼管を接続することが考えられるが、この場合、急激なトルク上昇や樹脂の破壊による不快な感触が発生することがあった。

上記実施形態における管端防食継手は、シールリング３０の材料として高密度ポリエチレンを採用しているので、ライニング鋼管５０、５１の内面被覆層（内周面５４、５６）と同系列の樹脂系材料となり、これにより、シールリング３０と内周面５４、５６の間のなじみを良くして摩擦抵抗を少なくでき、スムーズにシールリング３０を変形させることができる。従って、螺子込みトルク以外のトルクや不快な感触が殆ど無く、ライニング鋼管５０、５１を簡単に螺子込むことができ、シールリング３０の装着位置も維持できる。また、シール用フィン３２、支持用フィン３３、シール用フィン３４をコア本体２０の奥側まで確実に変形させることができる。

更に、シールリング３０は、例えば、粉体ライニング鋼管５０を螺子込む際に、内周面５４と段部２５に対して強い力を与えることが可能な剛性を備えている必要があるが、本発明における管端防食継手は、支持用フィン３３の上方の垂直方向からシール用フィン３２を押圧することでシールリング３０の剛性が引き出される。これにより、シール用フィン３２を確実に傾倒させるために薄肉状に形成したとしても、剛性を維持することができる。

このシールリング３０は、高密度ポリエチレン以外の材料を用いて形成することもでき、内面被覆層との摩擦抵抗が少なく且つ伸び特性のある材料として、例えば、低密度ポリエチレン、ポリブテン等の炭化水素系樹脂や、或は、更に強靭な材料して、ＰＦＡなどのふっ素系樹脂やポリアミド系樹脂などを用いることができる。何れの材料用いる場合でも、シール用フィン３２や支持用フィン３３の肉厚や全体の体積を調整することで高密度ポリエチレンと同様の効果を得ることができるが、特に、本実施形態のように高密度ポリエチレンを用いた場合には、汎用性が高いため低コストで形成でき、成形性も高めることができる。

また、上述したように、シール用フィン３２と支持用フィン３３の奥側のシール用フィン３４により、内周面５４、５６とのシール性を補助的に高めることができる。
更に、このシール用フィン３４は、シール用フィン３２と同一形状であるため、このシール用フィン３４を、支持用フィン３３を中心にシール用フィン３２と対称位置に設けることでシールリング３０の装着時の方向性が自由となり、製作段階における組み込みミス等を防ぐことができる。

図６においては、本発明の管端防食継手における他の実施形態を示したものである。なお、以下の実施形態において、上記実施形態と同一箇所は同一符号によって表し、その説明を省略する。図に示すように、シールリング３９は、前記実施形態における奥側のシール用フィンを省略することができ、この場合にもシール用フィン３２、３３を前記実施形態と同様に変形させることにより、ライニング鋼管５０、５１の何れを接合する場合であっても高シール性を維持できる。

図７、図８においては、本発明における管端防食継手の更に他の実施形態を示したものである。この実施形態においては、コア本体６０の外周におねじ部６０ａを設け、このおねじ部６０ａを継手本体１０の内側に延長して形成した雌ねじ部１２に螺着して装着したものである。この螺子込みタイプのコア本体６０を装着する場合、コア本体６０の内周側に凸形状のリブ６１を形成し、このリブ６１に嵌合する凹形状の図示しない治具を用いて螺子込みを行うようにする。

コア本体６０の端部の周方向には、図８のように環状突起６２を一体に設けており、継手本体１０へのコア本体６０の螺子込み時には、この螺子込み力によってこの環状突起６２が継手部１１の対応位置に形成された平面状の接合部１３に挟圧されて押し潰されるため、接着剤を用いることなく高い密着性を発揮して裏漏れを防止することができる。この環状突起６２の高さは、ねじ寸法のばらつきにより、コア本体６０が浅く螺子込まれても接合部１３に挟圧可能な寸法に設定している。なお、シールリング３０の装着手順は前述の実施形態と同じであるが、これ以外の装着手順として、コア本体６０に予めシールリング３０を装着しておき、このコア本体６０を継手部１１に組み込むようにしてもよい。

リブ６１は、前記のように、コア本体６０を継手本体１０にねじ込むために形成したものであるが、このリブ６１は、コア本体６０全体を周方向に補強する機能も有している。このため、例えば、シールリング３０を硬い材料で形成した場合でもコア本体６０が縮径され難くなり、その変形を防ぐことができる。

本発明における管端防食継手の一実施形態を示した要部断面図である。 シールリングの一部拡大断面図である。 図２のシールリングを継手本体に装着した状態を示す一部拡大断面図である。 継手本体に粉体ライニング鋼管を接続する際の工程を示した断面図である。（ａ）は、粉体ライニング鋼管接合前の状態を示す断面図である。（ｂ）は、粉体ライニング鋼管接合開始時の状態を示す断面図である。（ｃ）は、粉体ライニング鋼管の接続中の状態を示す断面図である。（ｄ）は、粉体ライニング鋼管の接続完了時の状態を示す断面図である。 継手本体に塩ビライニング鋼管を接続する際の工程を示した断面図である。（ａ）は、塩ビライニング鋼管接合前の状態を示す断面図である。（ｂ）は、塩ビライニング鋼管接合開始時の状態を示す断面図である。（ｃ）は、塩ビライニング鋼管の接続中の状態を示す断面図である。（ｄ）は、粉体ライニング鋼管の接続完了時の状態を示す断面図である。 本発明における管端防食継手における他の実施形態を示した要部断面図である。 本発明における管端防食継手における更に他の実施形態を示した要部断面図である。 図７の一部拡大断面図である。

符号の説明

１０ 継手本体
１２ 雌ねじ部
２０ コア本体
２２ 筒状部
２４ 突起
２５ 段部
２６ 係止溝部
３０ シールリング
３１ リング本体
３１ａ 外周面
３２、３４ シール用フィン
３３ 支持用フィン
３５、３６ 係止凸部
３８ テーパ部
５０ 粉体ライニング鋼管
５１ 塩ビライニング鋼管
Ｄ_３１ リング本体外径
Ｄ_３２、Ｄ_３４ シール用フィン外径
Ｄ_３３ 支持用フィン外径
ｄ_５０ 粉体ライニング鋼管内径
ｄ_５１ 塩ビライニング鋼管内径

Claims (6)

1. 雌ねじ部を有する継手本体の内部に筒状部を有するコア本体を一体又は別体に設け、この継手本体の接続開口側より粉体ライニング鋼管又は塩ビライニング鋼管を螺子込み接合する管端防食継手において、前記筒状部の先端外周に樹脂製シールリングを装着し、このシールリングは、リング本体の外周面の前記接続開口側にシール用フィンを、このフィンの奥側外周面に支持用フィンを突設形成し、前記シール用フィンは、前記粉体ライニング鋼管の内径より大きく、前記支持用フィンは、同鋼管の内径より小さく形成したことを特徴とする管端防食継手。
2. 前記リング本体の支持用フィンの奥側に、前記シール用フィンと同等のシール用フィンを突設形成した請求項１記載の管端防食継手。
3. 前記シールリングの内周に前記筒状部とのシール性を図るためのテーパ部を形成した請求項１又は２に記載の管端防食継手。
4. 前記シールリングのリング本体の外径を前記塩ビライニング鋼管の内径より小径にし、同管の挿入により押しつぶされたフィン部分により密封シールを可能とした請求項１乃至３の何れか１項に記載の管端防食継手。
5. 前記リング本体の端面に係止凸部を設けた請求項１乃至４の何れか１項に記載の管端防食継手。
6. 前記筒状部の先端外周に形成したシールリング装着用の段部の奥側に係止溝部を、先端側に飛び出し防止用突起を形成した請求項１乃至５の何れか１項に記載の管端防食継手。

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