JP5197146B2 - 離脱防止管継手 - Google Patents

Description

本発明は離脱防止管継手に関する。

離脱防止管継手の一種として、互いに接合される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、受口の内周にロックリング収容溝が形成されるとともに、挿口の外周に外周溝が形成され、ロックリング収容溝にロックリングが収容され、このロックリングの外周側部分が収容溝に収容された状態で、その内周側部分が挿口の外周溝にはまり込むことで、受口からの挿口の離脱を防止するようにしたものが知られている（特許文献１）。

図１０は、このような離脱防止管継手の具体的な構成を示す。ここで、互いに接合される一方のダクタイル鋳鉄管１１の端部には受口１２が形成され、他方のダクタイル鋳鉄管１３の端部には、受口１２の内部に挿入される挿口１４が形成されている。受口１２の内周には、開口側から順に、ロックリング収容溝１５と、シール材収容溝１６とが形成されている。挿口１４の外周には、ロックリング収容溝１５よりも幅広の外周溝１７が形成されている。

ロックリング収容溝１５には、周方向１つ割り構造の環状の金属製のロックリング１８が収容されている。このロックリング１８は、横断面矩形状に形成され、その周方向に沿った複数の位置において受口１２の外周から収容溝１５に向けてねじ込まれるセットボルト１９に押されることで縮径され、それによって、図示のように、外周側部分が収容溝１５に収容された状態で内周側部分が挿口１４の外周溝１７にはまり込んで抱き付くように構成されている。

受口１２のシール材収容溝１６には、環状のゴム製のシール材２０が収容されている。このシール材２０が収容溝１６の内周底面と挿口１４の外周面との間で圧縮されることで、受口挿口間に所要のシールが施される。

このような離脱防止管継手において、地震発生時などにおいて受口挿口間に伸縮力が作用した場合には、受口１２の収容溝１５に収容されたロックリング１８が、挿口１４の外周溝１７における一方の側壁から他方の側壁に当たるまでの範囲で、受口挿口間すなわち継手が伸縮可能である。また挿口１４に受口１２からの抜け出し力が作用した場合には、ロックリング１８が挿口１４の外周溝１７の側壁に押圧されることによって、それ以上の抜け出しが防止される。すなわち、受口挿口間に伸縮機能と離脱防止機能とを兼備した耐震機能が付与された構成となっている。
特開２０００−１６５３７３号公報

しかし、ロックリング１８を縮径させるためのセットボルト１９は、数が多い。このセットボルト１９は、受口１２と挿口１４との心出しを行いながら、ねじ込んで締め付けることが必要であるため、特に管の口径が大きい場合は締め付け作業が大変である。またセットボルト１９は、ねじ込み時に受口１２の外側からはロックリング１８が見えないにもかかわらず、そのねじ込み具合が適切になるように微妙に調節することが必要である。その調節の具合が不適当であると、ロックリング１８と挿口１４の外周溝１７との引っ掛かりが不十分になることがあり、その場合は所要の離脱防止機能が得られない懸念がある。さらに、特に管の口径が大きい場合には、ロックリング１８は、その内径が挿口１４の外周溝１７よりも小径になるようにセットボルト１９にて締め付けられても、自重で垂れ下がることがあり、その場合も外周溝１７との引っ掛かりが不十分になって所要の離脱防止機能が得られない懸念がある。

また、このような離脱防止管継手を備えた管を、老朽化した既設管路に１本１本挿入して、新たな管路を再構築する場合は、流路断面積の低下をできるだけ少なくするため、既設管路の内径と挿入新管の外径との差をできるだけ小さくすることが望ましい。しかし、その場合は、管外面からセットボルトを締め付ける作業が非常に困難となる。

そこで本発明は、このような課題を解決して、ロックリングの縮径に手間を必要とせず、しかもロックリングを全周にわたって所要の力で確実に縮径させて挿口の外周溝に抱き付かせることができるようにすることを目的とする。

この目的を達成するため本発明は、互いに接合される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成の管継手において、受口の内周にロックリング収容溝が形成されるとともに、挿口の外周に凹部または凸部が形成され、ロックリング収容溝に収容されかつ周方向の分割部を有するロックリングが、このロックリングの外周面とロックリング収容溝の内周面との間に配置されたロックリング縮径用弾性体によって縮径方向の力を受けることで、その外周側部分が収容溝に収容された状態で、その内周側部分が、挿口の外周に押し付けられて前記凹部または凸部と引っ掛かり可能なように構成され、前記ロックリング縮径用弾性体は、板材により立体構造とされたピースがロックリングの周方向に沿って複数配置された構成であり、かつ、各ピースが扁平に弾性変形することによりロックリングの拡径を許容可能であるとともに、各ピースの弾性力によってロックリングに縮径方向の力を付与可能であるようにしたものである。

したがって本発明によると、ロックリング縮径用弾性体におけるロックリングの周方向に沿って配置された複数のピースがそれぞれ弾性変形することによって、ロックリングの全周にわたって均等な縮径力を作用させることができ、したがってロックリングを全周にわたって所要の力で確実に縮径させて挿口の外周溝に抱き付かせることができる。また、従来のようなセットボルトは使用せず、弾性体の弾性力によってロックリングを縮径させるものであるため、その縮径に手間を要することがない。

以下、本発明の実施の形態の離脱防止管継手を、図１〜図９を参照しながら、図１０に示したものと同一の部材には同一の参照番号を付して、詳細に説明する。

図１において、ロックリング１８の外周面と、収容溝１５の内周面との間には、金属製のロックリング縮径用弾性体２５が設けられている。この弾性体２５は、図２に示すように、ばね鋼などのばね材からなる板材を横断面Ｖ字形になるように折り曲げ形成した長尺物が収容溝１５の周方向に沿って弾性的に湾曲された状態で用いられている。２６、２６はＶ字を形成する一対の斜辺、２７は一対の斜辺２６、２６どうしの境界の部分に形成された折り曲げ突部、２８、２８は、それぞれの斜辺２６、２６に連続するように形成された一対の頂辺、２９、２９は、斜辺２６、２６と頂辺２８、２８との境界の部分に形成された折り曲げ角部である。頂辺、２９、２９どうしの間には、材料を有しない空間部３０が形成されている。

弾性体２５は、その長さ方向に沿った一定ピッチごとに切り込み３１を有し、それぞれの切り込み３１は、頂辺２８、２８を除く範囲にわたって形成されている。すなわち、切り込み３１は、折り曲げ突部２７、斜辺２６、２６、折り曲げ角部２９、２９の範囲にわたって形成されている。切り込み３１が形成されることで、弾性体２５は、その長さ方向に沿って複数の立体構造のピース３２、３２、…が形成された構成となっており、各ピース３２、３２、…どうしは、切り込み３１が形成されている部分において頂辺２８、２８によって互いに連結された構成となっている。

図１に示す設置状態では、弾性体２５は、ロックリング１８の外周面と収容溝１５の内周面との間に挟み込まれることで、Ｖ字形が押しつぶされた状態に弾性変形される。そして、このように弾性変形されることで、その反力により、ロックリング１８を縮径方向に押圧して、挿口１４における凹部としての外周溝１７に抱き付かせるように作用する。

図３に示すように、弾性体２５は、仮想線で示すところの、図２の場合と同様の真直状態と、実線で示すように折り曲げ突部２７の部分で切り込み３１が詰まって隣り合うピース３２、３２の折り曲げ突部２７、２７の端部どうしが接触した状態との間の範囲で、任意の曲率で曲がった姿勢をとることが可能である。すなわち、この範囲内の曲率を有する任意の口径の管のロックリング収容溝１５に設置することが可能である。

受口挿口間の電気的な絶縁を講じることが必要な場合は、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、弾性体２５を、薄肉の樹脂チューブなどの、絶縁性を有するチューブ３３の内部に通して用いることができる。また、図１に示す管１１、１３の口径が大きい場合などの、弾性体２５の定尺長さに比べてロックリング収容溝１５の周長の方が長いような場合には、チューブ３３の中に複数個の弾性体２５を挿入することで、弾性体２５の全長をロックリング収容溝１５の周長に合わせた所要長さとすることができる。

図５は、弾性体２５を用いた受口１２の内部に挿口１４を挿入して、これら受口１２と挿口１４とを互いに接合する工程を示す。すなわち、図５（ａ）は、まだ挿口１４を挿入していない受口１２の収容溝１５の内部に、弾性体２５と、周方向１つ割りでその分割部が適当な間隔を有するように形成されたロックリング１８とを収容した状態を示す。この状態においては、弾性体２５が存在することによって、ロックリング１８は、上記の間隔が詰まるように縮径されている。

受口１２の内部に挿口１４を挿入するときには、図５（ａ）に示す状態から、公知の適当な拡径器具を用いてロックリング１８における上述の周方向の分割部を強制的に広げて、このロックリング１８を拡径させる。すると、図５（ｂ）に示すように、ロックリング１８が、弾性体２５の各ピース３２の横断面のＶ字形状を扁平に押しつぶすように、この弾性体２５すなわちピース３２を、このピースを構成する板材の厚み程度の薄さまで弾性変形させながら、収容溝１５の奥側の位置まで入り込む。このとき、図示のように、押しつぶされた弾性体２５の折り曲げ角部２９、２９がロックリング１８から側方へはみ出しているようにすることが好ましい。このようにすることで、折り曲げ角部２９、２９はロックリング１８による押さえ込みが行われず、このため弾性体２５の弾性を維持することができる。

このようにロックリング１８が拡径されたなら、その状態におけるロックリング１８の周方向分割部にはめ込み可能なスペーサなどにて構成された公知の拡径状態保持具によって、その拡径状態を保持させる。そして、その状態の受口１２の内部に挿口１４を挿入し、挿口１４の外周溝１７がロックリング１８に向かい合ったなら、上記の保持具による拡径保持状態を解除する。すなわち保持具をロックリングの分割部から抜き取る。

すると、図５（ｃ）に示すように、ロックリング１８自身の弾性作用および弾性体２５の弾性作用によってロックリング１８が図５（ｂ）に示す状態から縮径し、ロックリング１８は挿口１４の外周溝１７に抱き付く。図示のように、弾性体２５は、図５（ａ）に示す自然な状態に比べて、Ｖ字形が押しつぶされた状態に弾性変形されており、その反力によって、ロックリング１８を縮径方向に押圧して挿口１４の外周溝１７に確実に抱き付かせることができる。このため、従来のようなセットボルトの締結作業を必要とせずに、手間を要することなくロックリング１８を縮径することができる。また、このとき、弾性体２５の長さ方向に沿って、すなわちロックリング１８の周方向に沿って、弾性体２５の各ピース３２がそれぞれ独立してロックリング１８に縮径力を付与するため、ロックリング１８は、その全長にわたって均一に縮径力を受けることになって、確実に縮径して挿口１４の外周溝１７に抱き付くことができる。

図６は、ロックリング縮径用弾性体２５の他の実施の形態を示す。ここでは、図１〜図５に示すような横断面Ｖ字形のものに代えて、横断面が逆台形になる弾性体２５が用いられている。すなわち、各ピース３２は、一対の斜辺２６、２６のほかに、ロックリング１８の外周面に接する面状部３５を有した構成とされている。

このような構成によっても、図１〜図５に示したものと同様の機能を発揮する。かつ、面状部３５によってロックリング１８の幅方向の広い範囲でこのロックリング１８に縮径力を付与することができるので、いっそう均一にロックリング１８を縮径させることができる。

図７は、ロックリング縮径用弾性体２５のさらに他の実施の形態を示す。ここでは、蒲鉾形の横断面を有する弾性体２５が用いられている。この弾性体２５は、長尺板状部３６と、この長尺板状部３６から突出する多数の脚部３７とによってムカデ形に形成されている。そして、長尺板状部３６の両側から突出する一対の脚部３７、３７と、これらの脚部に対応した長尺板状部３６の部分とによって、一つのピース３２を構成している。３１は、ピース３２、３２どうしの間の切り込みである。また長尺板状部３６によって、複数のピース３２がロックリング１８の周方向に沿って連結された構成となっている。

このような構成であると、弾性体２５は、横断面蒲鉾形のムカデ形状に形成されているため、弾性変形するときには脚部３７のみが変形し、長尺板状部３６は実質的に変形せず、扁平に変形した場合でも幅方向に広がらないという特徴がある。すなわち、図示のように長尺板状部３６をロックリング１８よりも幅広に形成しておくことで、長尺板状部３６に対する脚部３７の付根の部分は、幅方向に広がらなくてもロックリングによる押さえ込みが行われず、このため弾性体２５の弾性を維持することができる。

また、図７（ａ）（ｂ）では、長尺板状部３６をロックリング収容溝１５に配するとともに、脚部３７、３７の先端の部分にてロックリング１８を押圧させるものを示したが、図７（ｃ）に示すように、脚部３７、３７をロックリング収容溝１５に配するとともに長尺板状部３６をロックリング１８の外周面に接触させるように、反転させて用いてもよい。すなわち、図７（ａ）（ｂ）の場合と、図７（ｃ）の場合とでは、長尺板状部３６が互いに逆方向に湾曲することによって、それぞれ弾性体２５をロックリング１８の外周に沿って配置させることができる。

図８は、ロックリング縮径用弾性体２５のさらに他の実施の形態を示す。ここでは、同様に長尺板状部３６を有しているが、脚部３７、３７は平板状であり、その先端に折れ曲がり部３８を有することで、弾性体２５は横断面台形状に形成されている。

この場合も、図７に示したものと同様に機能する。また図８（ｃ）に示すように、同様に反転させて用いることもできる。

上記においては、挿口１４に凹部としての外周溝１７が形成され、ロックリング１８がこの外周溝１７にはまり込んで引っ掛かるものについて説明した。しかし、本発明は、このような構成に限らず、ロックリング１８が挿口１４の外周に形成された凸部に引っ掛かるものにも適用可能である。

たとえば、図９には、離脱防止管継手であって、挿口１４の先端の外周に凸部３９が形成され、この凸部３９が受口１２の奥側からロックリング１８に引っ掛かるようにしたものが示されている。このような離脱防止管継手においても、ロックリング収容溝１５の内周面とロックリング１８の外周面との間にロックリング縮径用弾性体２５を配置して、同様に機能させることができる。

本発明の実施の形態の離脱防止管継手の要部の断面図である。 図１におけるロックリング縮径用弾性体の自然な状態の斜視図である。 ロックリング縮径用弾性体の湾曲状況を示す図である。 ロックリング縮径用弾性体をチューブ内に収容した状態を示す図である。 管継手の継手接合作業を示す図である。 本発明の他の実施の形態のロックリング縮径用弾性体を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態のロックリング縮径用弾性体を示す図である。 本発明のさらに他の実施の形態のロックリング縮径用弾性体を示す図である。 本発明の他の実施の形態の離脱防止管継手の要部の断面図である。 従来の離脱防止管継手の要部の断面図である。

符号の説明

１２ 受口
１４ 挿口
１５ ロックリング収容溝
１７ 外周溝
１８ ロックリング
２５ ロックリング縮径用弾性体
３１ 切り込み
３２ ピース

Claims (3)

1. 互いに接合される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成の管継手であって、
   受口の内周にロックリング収容溝が形成されるとともに、挿口の外周に凹部または凸部が形成され、
   ロックリング収容溝に収容されかつ周方向の分割部を有するロックリングが、このロックリングの外周面とロックリング収容溝の内周面との間に配置されたロックリング縮径用弾性体によって縮径方向の力を受けることで、その外周側部分が収容溝に収容された状態で、その内周側部分が、挿口の外周に押し付けられて前記凹部または凸部と引っ掛かり可能なように構成され、
   前記ロックリング縮径用弾性体は、板材により立体構造とされたピースがロックリングの周方向に沿って複数配置された構成であり、かつ、各ピースが扁平に弾性変形することによりロックリングの拡径を許容可能であるとともに、各ピースの弾性力によってロックリングに縮径方向の力を付与可能であることを特徴とする離脱防止管継手。
2. 請求項１に記載の離脱防止管継手に用いられるロックリング縮径用弾性体であって、板材により立体構造とされたピースがロックリングの周方向に沿って複数配置された構成であり、かつ、各ピースが扁平に弾性変形することによりロックリングの拡径を許容可能であるとともに、各ピースの弾性力によってロックリングに縮径方向の力を付与可能であることを特徴とするロックリング縮径用弾性体。
3. 複数のピースがロックリングの周方向に沿って連結された構成であることを特徴とする請求項２記載のロックリング縮径用弾性体。

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