JP5315187B2 - ハウジング形管継手 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジング形管継手に関し、更に詳しくは、給排水や消火等の各種配管に使用されるハウジング形管継手に関する。

ハウジング形管継手は、一般には、例えば特許文献１の図５に示す構造を有する一対の円弧状のハウジング101を備える。ハウジング101には、二つの管の管端部及び当該管端部をシールする弾性のガスケットを収容する空間102が形成され、ハウジング内径側の外縁部の両側に、二つの管の管端部の外周面に形成された円周溝に係合する円弧状の爪部103、104が形成され、一対のハウジングを締結するためのボルトを挿通させるボルト孔105を備えたフランジ部が設けられている。ここで、ハウジング両端部のフランジ部には凸状係合部106と凹状係合部107が設けられ、ハウジングを締結する際には一方のハウジングの凸状係合部106と他方のハウジングの凹状係合部107が互いに係合して結合されている。

ハウジング形管継手はこれまで様々な改良が提案されてきたが、近年実用されているハウジング形管継手としては、例えば、特許文献２及び３にハウジングのフランジ部に凸状係合部と凹状係合部からなる結合部を有し、二つの管を管継手に確実に固定するため爪部が管の円周溝の側壁に強固に当接する構造が記載されている。また、特許文献４には、ハウジング形管継手が管の端部に正しく配置されていることを確認するための円弧状取付位置検出部を設けた構造が記載されている。

しかしながら、上記のハウジング形管継手においては、概して次の問題点が挙げられる。

第一の問題点は、ボルト・ナット締めに関する。近年の配管工事においては、ボルト・ナット締めには電動工具が使用される。電動工具を使用してボルト・ナット締めを行う場合、一般にハウジングの一方のフランジ部で一組のボルト・ナットを一度に最後まで締め、次に他方のフランジ部のボルト・ナット締めに移る。すなわち、ハウジング両端部の二組のボルト・ナットを少しずつバランスを取りながら均等に締める方法は採られていない。上記のハウジング形管継手においては、一方のボルト・ナットを締め込み過ぎてしまう傾向が強く、その場合、他方のフランジ面同士は逆に開いてしまいボルト・ナットを規定以上の締付力で締め込んでも適切に締結することができずに隙間が空いてしまうという、いわゆる「片締め」という問題が生じる。

また、従来のハウジング形管継手の第二の問題点は、施工性の問題である。ハウジング形管継手を使った管の接合は、一般に次のような手順で行われる。まず、一対の管をリング状のガスケットの両側にそれぞれ挿入し、管端部を突き合せた後、ハウジングの一方の内面の空間に配置する。この時、同時に二つの管の円周溝にハウジングの爪部が係合するように配置する。次に、もう一方のハウジングをガスケットの反対側に被せ、管の円周溝にハウジングの爪部が係合するように配置する。そして、一対のハウジングの凸状係合部と凹状係合部が重なるように押圧してボルト・ナットを締め付けていく。このとき、ガスケットを押圧して圧縮させるため、ボルト・ナットの締め始めは、実際には管の円周溝とハウジングの爪部が係合しているかどうか確認できない。このような管の円周溝と爪部の係合の問題に加え、上述した「片締め」の問題が生じるため、適切な位置に装着することが難しいのが実情である。

上記の片締めや管の円周溝とハウジングの爪部の係合の問題は、脱管や漏水事故の主要な原因であり、改善が求められている。

実用新案登録第２５３８２６１号公報 特開平１１−２４１７９３号公報 特開平１１−２４１７９４号公報 特開２００３−４２３６０号公報

本発明は、ハウジング形管継手を用いた配管工事において、電動工具を使ったボルト・ナット締めを行っても、片締めすることの無いハウジング形管継手を提供することを課題とする。また、ハウジングの爪部を、確実に管の円周溝に係合することが可能なハウジング形管継手を提供することを課題とする。

上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らはハウジングの両端部に設けられたフランジ部のボルト孔の内側及び外側の同一平面上にボルト孔の軸方向に垂直な合わせ面を設けることによって、ボルト・ナットの片締めを防ぐことが可能となることに想到し、本発明を完成した。なお、ここでボルト孔の内側とはハウジングの中心側、ボルト孔の外側とはハウジングの端部側を意味する。

すなわち、本発明のハウジング形管継手は、管端部の外周面に円周溝が形成された二つの管の管端をガスケットを介して対向させて接合するハウジング形管継手であって、前記管端部の外周にガスケットと一対のハウジングを備え、前記ハウジングに、前記ガスケットを収容するための内面の空間と、前記二つの管の前記円周溝に係合する二つの内径外縁部の円弧状爪部が形成され、且つ、前記ハウジングの両端部に、対向する一対のハウジングを締結するためのボルトを挿通させる孔を有した二つのフランジ部が形成されるハウジング型管継手において、前記フランジ部が、対向するフランジ部と当接する前記孔の軸方向に垂直な合わせ面と、前記爪部の一方に繋がるＬ字型凸状係合部と、前記爪部の他方に繋がるＬ字型凹状係合部を備え、一方の前記フランジ部の前記Ｌ字型凸状係合部と他方の前記フランジ部の前記Ｌ字型凹状係合部が互いに対向するように配置され、前記合わせ面が少なくとも前記孔の内側及び外側に形成され、且つ同一平面上に配置されたことを特徴とする。また、前記孔の外側に形成された合わせ面の（ハウジングの軸方向の）接触面幅は、安定した締結、また不具合検出精度という観点から、ハウジングの最大軸方向幅に対して1/2以上とすることが好ましい。

さらに、本発明のハウジング形管継手は、フランジ部に設けたＬ字型凸状係合部とＬ字型凹状係合部を爪部の延長上に位置させ、ボルト・ナットの締め付けの初期段階からＬ字型凸状係合部が管の円周溝に架かって、適正に係合するためのガイドとしての役割を果たす。施工に際して、上下一対のハウジングが二つのボルト孔の中心を結ぶ中心線の方向に位置ズレすることを防止するような位置関係、すなわち、Ｌ字型凸状係合部とＬ字型凹状係合部の円弧状爪部から前記ハウジング端部に向かう対向する前記ハウジングに面した面が、前記合わせ面に対し傾斜し、且つ、Ｌ字型凸状係合部とＬ字型凹状係合部の円弧状爪部に繋がる部分の前記合わせ面からの垂直方向における距離が前記Ｌ字型凸状係合部と前記Ｌ字型凹状係合部の前記ハウジング端部側よりも長い構成としてもよい。また、管とハウジング形管継手とを強固に固定するために、円弧状爪部を二つのボルト孔の中心を結ぶ中心線に対し傾斜させてもよい。

本発明のハウジング形管継手は、ハウジングの両端部に設けられたフランジ部の合わせ面をボルト孔の内側及び外側の同一平面上に設けているため、配管工事で電動工具を使ったボルト・ナット締めを行ったとしても、締めすぎることがなく適正にハウジングを締結することが可能となる。特に、合わせ面をボルト孔の外側にも設けているため、合わせ面同士の接触を確認することによって、一対のハウジングが適正に施工されたことを確認することができる。合わせ面の（ハウジングの軸方向の）接触面幅がハウジングの最大軸方向幅に対して1/2以上あれば、安定した締結が可能となり、さらには接続する二つの管の軸芯が出ていない等の不具合を高い精度で検出可能となる。また、本発明のハウジング形管継手では、Ｌ字型凸状係合部とＬ字型凹状係合部の円弧状爪部から前記ハウジング端部に向かう面が、前記合わせ面に対し傾斜し、且つ、Ｌ字型凸状係合部とＬ字型凹状係合部の爪部に繋がる部分の合わせ面からの垂直方向における距離を前記Ｌ字型凸状係合部と前記Ｌ字型凹状係合部の前記ハウジング端部側の垂直距離よりも長く設定するのが好ましい。このような構成を採用することにより、ハウジングの円弧状爪部が確実に管の円周溝に係合するとともに、施工時の上下一対のハウジングの二つのボルト孔の中心を結ぶ中心線の方向への位置ズレを補正する調芯機能を有し、適正にハウジングを締結することが可能となる。また、前記の構成により、ボルト・ナット締めによる楔効果を生じさせ、強固にハウジングを締結することが可能となる。さらに、本発明のハウジング形管継手は、円弧状爪部を二つのボルト孔の中心を結ぶ中心線に対し傾斜させるのが好ましい。管と管継手を強固に固定することができ、管の軸方向の動きや曲がり等、管と管継手との間の相対的な変形を抑えることが可能となる。

本発明のハウジング形管継手のハウジングを内径側から見た斜視図である。 本発明のハウジング形管継手を使って管を接合する様子を示した概略図であり、図２(a) はボルト・ナットによる締結を開始したときの様子を示した図で、図２(b) はボルト・ナットの締結が完了したときの図である。 本発明のハウジング形管継手を内径側から見た平面図である。 本発明のハウジング形管継手を使って管を接合する際の管の円周溝と円弧状爪部の係合の様子を示した概略図で、図４(a)は締結を開始したとき、図４(b)は締結が完了したときの様子を示した図である。 従来のハウジング形管継手を示す図である。

図１は本発明のハウジング形管継手のハウジングの構造を示す。ハウジングには、基本的に、ガスケット（図示せず）を収容する空間1が設けられ、ハウジング内径側の外縁部の両側には、二つの管の管端部の外周面に形成された円周溝に係合する円弧状の爪部2、3、両端部には一対のハウジングを締結するためのボルト（図示せず）を挿通させるボルト孔4を備えたフランジ部が設けられている。フランジ部には、ボルト孔4を挟んで内側と外側の２ヶ所に、同一平面上にあり、孔の軸方向に垂直な合わせ面5及び6が設けられている。

本発明のハウジング形管継手のフランジ部には、爪部の一方3に繋がるＬ字型凸状係合部7と爪部の他方2に繋がるＬ字型凹状係合部8が設けられ、一方のハウジングのフランジ部のＬ字型凸状係合部と他方のハウジングのフランジ部のＬ字型凹状係合部が互いに対向するように配置されている。すなわち、一対のハウジングを組み合わせれば、Ｌ字型凸状係合部とＬ字型凹状係合部が、互いに嵌め合わされる構造をとっている。Ｌ字型凸状係合部7の「Ｌ字型」は、爪部に繋がる部分からボルト孔4の側面を構成する部分の端面71と72を内径側から見たときにＬ字に見えることによる。本発明においては、Ｌ字型凸状係合部7の端面71が合わせ面5及び6に対して傾斜し、その端部73の合わせ面5からの垂直方向における距離はハウジング端部側よりも長いこと、すなわち、端部73が円弧状爪部3から長く突き出た形状としてもよい。同様に、Ｌ字型凹状係合部8はボルト孔4の側面を構成する部分の端面81と82からなり、端面81が合わせ面5及び6に対し傾斜し、その端部83の合わせ面5からの垂直方向における距離がハウジング端部側より長く円弧状爪部2にくい込んだ形状としてもよい。端面71及び81を傾斜させることにより、施工時に上下一対のハウジングの位置を、その二つのボルト孔の中心を結ぶ中心線の方向の中心側にガイドして位置ズレを補正する調芯機能を有し、ハウジングを適切に締結することが可能となる。更に、ボルト・ナットを締め付けたときに、楔効果を生じさせて強固に締め付け、高い剛性を得ることを可能にする。Ｌ字型凸状係合部7の端面72は、合わせ面5及び6と平行な面としてもよいが、傾斜する端面71に連続する傾斜面としてもよい。同様に、Ｌ字型凹状係合部8の端面82も、合わせ面5及び6と平行な面としてもよく、傾斜する端面81に連続する傾斜面としてもよい。

図２は、本発明のハウジング形管継手を使って管を接合する様子を示している。図２(a)では、ボルト・ナットの締め始めにおいて、Ｌ字型凸状係合部の端部73が管91, 92の円周溝93, 94に架かっている状況を示している。Ｌ字型凸状係合部は、円弧状爪部が円周溝に係合するためのガイドとしての機能を有している。図２(b)はボルト・ナットの締結後の状況を示している。一対のハウジングの合わせ面6同士の接触を目視で確認でき、管の接合が適正に施工されたことを確認できる。

図３は、本発明のハウジング形管継手を内径側から見た平面図で、二つの円弧状爪部が二つのボルト孔の中心を結ぶ中心線に対し傾斜し、且つ互いに平行に位置している。このハウジング形管継手を使って管を接合すると、ボルト・ナット締めが完了した図４(b)の段階では、円弧状爪部が管の円周溝に対し傾斜した状態となる。すなわち、円弧状爪部2の側面21, 22が管91の円周溝93の側面に当接し、円弧状爪部3の側面31，32が管92の円周溝94の側面に当接する。ボルト・ナット締めを開始した図４(a)の段階では、例えば、円弧状爪部2, 3が管の円周溝93, 94に略平行にあるときは、Ｌ字型凸状係合部7の端面72の端部面74は、対向する二つの管の軸方向に垂直な対象面95を超え、もう一方のハウジングのＬ字型凸状係合部と干渉する位置にある。しかし、ボルト・ナット締めを進めることにより、まずＬ字型凸状係合部の面取り部又はラウンド形状部75同士が接触し、さらに締めていくとＬ字型凸状係合部の端部面74同士の接触となる。面取り部又はラウンド形状部75の接触から端部面74の接触に移行する段階で、一対のハウジングは端部面74と対象面95とが一致するまで合わせ面に平行に回転する。この回転によって、上述したように円弧状爪部2, 3の側面が管91, 92の円周溝93,94の側面を強く押し、最終的には、円弧状爪部2の側面21,22が管91の円周溝93の側面に当接し、円弧状爪部3の側面31，32が管92の円周溝94の側面に当接するようになる。言い換えれば、円弧状爪部の側面21及び31は二つの管を離間させる方向に作用し、円弧状爪部の側面22及び32は二つの管を接近させる方向に作用する。一対のハウジングは施工時の動作が対称であるため、円弧状爪部が管の円周溝の側面を押圧する関係はいずれも同様である。この力の関係により、二つの管は一対のハウジングによって固定され、管の軸方向の動きと曲がりを抑制する。

次に、本発明のハウジング形管継手を用いて二つの管91, 92を接続する施工要領について説明する。

まず、互いに対向する管91, 92の管端部の外周面に形成された円周溝93, 94の間の管端部に弾性ガスケットを取り付ける。次いで、一対のハウジングをガスケットに被せる。ボルト孔4にボルト41を挿入し、ナット42を締めてゆくと一対のハウジングは管の中心方向に引き寄せられる。このとき、フランジ部のＬ字型凸状係合部の端部73が管91, 92の円周溝93, 94に架かっている。ボルト・ナットをさらに締めてゆくと、管の円周溝93, 94はＬ字型凸状係合部から繋がった円弧状爪部2, 3に係合するようになる。同時にＬ字型凸状係合部の面取り部又はラウンド形状部75同士が接触し、ハウジングは、端部面74と対象面95とが一致する方向に回転する。最終的に、合わせ面5及び6が当接し、ボルト・ナットの締め付け完了が確認される。このとき、円弧状爪部2の側面21, 22が管91の円周溝93の側面に当接し、円弧状爪部3の側面31，32が管92の円周溝94の側面に当接し、二つの管は一対のハウジングによって固定される。

1;ガスケット収容空間
2,3;円弧状爪部
4;ボルト孔
5,6;合わせ面
7;Ｌ字型凸状係合部
8;Ｌ字型凹状係合部
21,31;円弧状爪部の管端側から遠い側面
22,32;円弧状爪部の管端側に近い側面
41;ボルト
42;ナット
71,72;Ｌ字型凸状係合部7の端面（端面71は合わせ面5, 6に対し傾斜している）
73;Ｌ字型凸状係合部7の端部
74;Ｌ字型凸状係合部7の端部面
75;Ｌ字型凸状係合部7の面取り部又はラウンド形状部
81,82;Ｌ字型凹状係合部8の端面（端面81は合わせ面5, 6に対し傾斜している）
83;Ｌ字型凹状係合部8の端部
91,92;管
93,94;管の円周溝
95;対向する二つの管の軸方向に垂直な対象面

Claims (4)

1. 管端部の外周面に円周溝が形成された二つの管の管端を対向させて接合するハウジング形管継手であって、前記管端部の外周にガスケットと一対のハウジングを備え、前記ハウジングに、前記ガスケットを収容するための内面の空間と、前記二つの管の前記円周溝に係合する二つの円弧状の爪部が形成され、且つ、前記ハウジングの両端部に、対向する一対のハウジングを締結するためのボルトを挿通させる孔を有したフランジ部を備えるハウジング形管継手において、
   前記フランジ部が、対向するフランジ部と当接する前記孔の軸方向に垂直な合わせ面と、前記爪部の一方に繋がるＬ字型凸状係合部と、前記爪部の他方に繋がるＬ字型凹状係合部を備え、一方の前記Ｌ字型凸状係合部と他方の前記Ｌ字型凹状係合部が互いに対向するように配置され、前記合わせ面が少なくとも前記孔の内側及び外側に形成され、且つ同一平面上に配置されたことを特徴とするハウジング形管継手。
2. 前記Ｌ字型凸状係合部と前記Ｌ字型凹状係合部の前記爪部から前記ハウジング端部に向かう面が、前記合わせ面に対し傾斜し、且つ、前記Ｌ字型凸状係合部と前記Ｌ字型凹状係合部の前記爪部に繋がる部分の前記合わせ面からの垂直方向における距離が前記Ｌ字型凸状係合部と前記Ｌ字型凹状係合部の前記ハウジング端部側よりも長いことを特徴とする請求項１に記載のハウジング形管継手。
3. 前記ハウジングに形成された前記二つの爪部が、前記ハウジングの両端部の二つのボルトを挿通させる孔の中心を結ぶ中心線に対して傾斜し、且つ、互いに平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハウジング形管継手。
4. 前記合わせ面の接触幅が、前記ハウジングの最大軸方向幅の1/2以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハウジング形管継手。