JP5455083B2

JP5455083B2 - 管継手構造

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Publication number: JP5455083B2
Application number: JP2012056917A
Authority: JP
Inventors: 雅之山本; 義徳吉田; 哲二下保
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: JP2013190049A; TWI582326B; WO2013137241A1; TW201348624A

Description

この発明は、水道管等における管継手用ロックリングを用いた管継手構造に関し、特に、小口径管を対象とする管継手構造に関するものである。

管体の受口と挿し口とを接合する管継手の一種として、一方の管の受口と他方の管の挿し口との間に、環状のシール材を圧縮して介在させた離脱防止管継手がある。

この種の離脱防止管継手は耐震管継手とも呼ばれ、地震等によって、一方の管体の受口から他方の管体の挿し口が不用意に抜け出ないようにするために、抜け止め機構を備えたものが採用される場合が多い。この抜け止め機構は、受口の内周面において、前記シール材が介在する部分よりも奥にロックリング溝を形成し、そのロックリング溝内に、心出しリング、及び、管継手用ロックリング（以下、「ロックリング」と称する。）を収容している。

挿し口の先端には外径側に突出する抜け止め突起が設けられており、受口に挿し口が差込まれた状態でこの挿し口を引き抜こうとすると、抜け止め突起がロックリングに当接して、抜け止めがなされるようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

この種の離脱防止管継手では、挿し口を差込む前に、受口内のロックリング溝に心出しリングを収容しておき、その後、やや縮径させた状態のロックリングを心出しリングの内径側へ位置させ、最後に縮径を解除して、ロックリングを所定の位置に収容している。
このように心出しリングを介在させるのは、ロックリングが自身の弾性力によって拡径しようとするのに対し、その心出しリングがロックリングの拡径を所定の位置で規制し、ロックリングを正規の位置に心出し（受口側の管体とロックリングとの軸心合わせ）するためである。

しかし、この種の離脱防止管継手では、ロックリングをロックリング溝に収容する前に、予め、心出しリングを収容しておく必要がある。このため、ロックリングの装着作業が繁雑である。
また、「ＪＩＳＧ５５２６ダクタイル鋳鉄管」に規定の管（呼び径７５ｍｍ以上）よりも小径のいわゆる小口径管の場合は、作業の際、管内の狭い空間に工具や指先を差し入れるのが困難である。さらに、その差し入れた工具や指先によって、ロックリング溝付近が死角となるので、心出しリングやロックリングの嵌め込み状態を目視で確認することが困難である。このような事情から、受口内へのロックリングの収容に、多くの作業時間を要している。

そこで、本願の出願人は、特願２０１２−０２０６６６において、ロックリングのリング部に複数の突起（心出し突起）を備えることにより別体の心出しリングを不要とし、ロックリングの装着作業を簡単にした技術を、既に出願している。

この構成では、例えば、図７に示すように、受口２内面のロックリング溝１２に、心出しリングを用いることなく直接にロックリング１０をセットするので、専用工具を用いることなく、管継手の接合が可能である。また、受口２内に挿入された挿し口１は、その先端に設けた外向きの突起１１が、受口２内のロックリング１０に係止することにより、その引き抜きが阻止される。このため、地震時等における地盤の揺れに対して、管継手を保護することができる。

また、本願の出願人は、特願２０１０−２２１４１９において、ロックリングのリング部に突起（鍔部）を備えることにより別体の心出しリングを不要とし、さらに、その突起（鍔部）がロックリング溝に当接することで、ロックリングの回転（倒れ）を防止するようにした技術を、既に出願している。

実開平６−２８４７３号公報特開平７−２６００５９号公報

ところで、図７におけるロックリング溝１２は、管軸方向に平行で平坦な底面である円筒状部１２ａを有している。この円筒状部１２ａに、ロックリング１０のリング部１０ａや突起１０ｂが当接する。

しかし、挿し口１を挿入する際に、受口２及び挿し口１の公差の大小の組合わせによって、ロックリング１０が拡径しにくく、受口２と挿し口１との接合が困難となる場合が想定される。例えば、受口２の内径が公差の範囲内で最小となり、且つ、挿し口１の外径が公差の範囲内で最大となる場合等である。

そこで、この発明は、受口や挿し口の公差の影響を排除し、ロックリングを用いた管継手の接合を容易にすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、受口の内面にロックリング溝を形成し、そのロックリング溝内にロックリングを収容し、挿し口の先端には外径側に突出する抜け止め突起が設けられており、前記受口に前記挿し口が差込まれた状態で前記挿し口を前記受口から引き抜こうとすると、前記抜け止め突起が前記ロックリングに当接して抜け止めがなされる管継手構造において、前記ロックリングは、その周方向１箇所に開口を有する一つ割りのリング部と、そのリング部から外径方向に立ち上がる突起とを備え、前記突起が前記ロックリング溝の底面に直接当接することで、前記受口と前記リング部との心出しが成されるようになっており、前記ロックリング溝は、前記受口の管軸方向開口側から管軸方向奥部側に向かって又は前記受口の管軸方向奥部側から管軸方向開口側に向かって徐々に拡径するテーパ内面部を備え、前記突起は、そのテーパ内面部に対向して収容される構成を採用した。

この構成によれば、ロックリング溝に設けたテーパ内面部に突起を対向させたから、受口や挿し口の公差の程度にかかわらず、ロックリングは、テーパ内面部に沿って管軸方向へ移動し得る。このため、受口及び挿し口の公差の大小の組合わせによって、ロックリングが拡径しにくくなる事態を防止でき、管継手の接合が容易である。

また、上記した図７では、ロックリング溝の底に、ロックリングの突起を格納するための深溝部１２ｂが設けられている。しかし、このような複雑なロックリング溝の形状は、管体の製造時におけるコストアップに繋がるほか、特に、鋳鉄管の場合は、鋳造欠陥が発生しやすいという問題がある。
そこで、上記のように、ロックリング溝のテーパ内面部に突起を対向させたから、ロックリング溝には、形状の複雑な部分（前記深溝部１２ｂ等）を形成する必要がない。このため、管体の製造時におけるコストアップの問題や、鋳鉄管における鋳造欠陥の問題を解消し得る。

なお、ロックリング溝のテーパ内面部は、そのロックリング溝の軸方向全長（全幅）に亘って設けられることが望ましいが、このテーパ内面部をロックリング溝の軸方向全長（全幅）の一部とすることもできる。

これらの各構成において、前記突起は、前記リング部の管軸方向奥部側の端部に設けられていてもよいし、前記リング部の管軸方向開口側の端部に設けられてもよい。あるいは、前記突起は、前記リング部の管軸方向中ほどに設けられていてもよい。

また、ロックリング溝のテーパ内面部の勾配の方向は、受口の管軸方向開口側から管軸方向奥部側に向かって徐々に拡径する方向、又は、受口の管軸方向奥部側から管軸方向開口側に向かって徐々に拡径する方向のいずれの向きでもよいが、ロックリングの管軸方向長さに対して、突起がその管軸方向いずれかの側に偏心している場合は、その偏心している側が大径側となるテーパ内面部の構成が望ましい。

さらに、例えば、ロックリング溝内において、受口の管軸方向開口側から管軸方向奥部側に向かって徐々に拡径するテーパ内面部よりも奥部側に、そのテーパ内面部とは逆勾配となる別のテーパ内面部を設けた構成とすることができる。このとき、ロックリングの突起は、いずれの向きの勾配のテーパ部に対向していてもよい。

なお、ロックリングのリング部を板状の部材で形成して、その表裏板面を、受口の管軸方向開口側から管軸方向奥部側に向かって徐々に縮径するテーパ部とした構成を採用することができる。
この構成によれば、ロックリングの安定性がさらに向上し、セット時におけるロックリングの転倒をさらに確実に防止できる。また、そのリング部が、奥部側から開口側に向かって広がっていることから、ロックリングは、挿し口の抜け止め突起からの力を、その支点となるロックリング溝の端面部に向かって末広がり状態に受け止めることができる。このため、挿し口が抜けようとする方向の力に対して効果的に対抗し、管継手の接合性（引き抜き強度）を向上させることができる。

この発明は、ロックリング溝にテーパ内面部を設けて、そのテーパ内面部にロックリングの突起を対向させたから、受口や挿し口の公差の影響を排除でき、ロックリングを用いた管継手の接合が容易である。

この発明の一実施形態を示す縦断面図同実施形態を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）は縦断面図ロックリングの詳細を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はその変形例を示す斜視図同実施形態の管継手構造を示し、（ａ）は受口内にロックリングを収容した状態を示す左側面図、（ｂ）は同縦断面図ロックリングを取り出す際の状態を示す要部縦断面図ロックリングを挿入する際の状態を示し、（ａ）は左側面図、（ｂ）（ｃ）は縦断面図従来例の縦断面図

この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、地震等によって、一方の管体Ｐの受口２から他方の管体Ｐの挿し口１が不用意に抜け出ないようにする抜け止め機構を備えた管継手構造に関するものである。

管継手の構成は、図１及び図２に示すように、受口２の内面に、全周に亘るロックリング溝１２が形成されている。ロックリング溝１２は、受口２の管軸方向開口側から管軸方向奥部側に向かって徐々に拡径するテーパ内面部１２ｅを、その軸方向全長（全幅）に亘って備えている。また、ロックリング溝１２の管軸方向開口側及び管軸方向奥部側の端部は、それぞれ管軸に直交する面方向を有する端面部１２ｃ，１２ｆである。

そのロックリング溝１２内に管継手用ロックリング（以下、「ロックリング１０」と称する。）が収容される。ロックリング１０は、通常は金属製であるが、樹脂等の他の素材を用いることも可能である。ただし、抜け止め時における剛性確保の観点から、その素材は、バネ鋼やステンレス鋼、ステンレスばね鋼とすることが望ましい。

また、挿し口１の先端には、外径側に突出する全周に亘る抜け止め突起１１が設けられている。この抜け止め突起１１の外面は円筒面１１ａと、その円筒面１１ａよりも先端側に設けられるテーパ外面部１１ｂとなっている。テーパ外面部１１ｂは、挿し口１の先端側から後端側に向かうにつれて外径側に近づく方向に傾斜する。また、その円筒面１１ａの後端には、管軸に直交する面方向を有する端面部１１ｃが設けられている。

受口２に挿し口１が差込まれた状態で、地震等によって、挿し口１を受口２から引き抜こうとする力が作用すると、抜け止め突起１１がロックリング１０に当接して抜け止めがなされるようになっている。

この管継手構造に用いられるロックリング１０の構成は、図３（ａ）に示すように、その周方向１箇所に開口を有する一つ割りのリング部１０ａと、そのリング部１０ａから外径方向に立ち上がる３つの心出し突起（突起）１０ｂとを備える。Ｃ字状を成すリング部１０ａの対向する両端部１０ｃ，１０ｃ間が前記開口であり、この開口の幅Ｗが、ロックリング１０の拡縮径時に縮小したり拡大したりするようになっている。

この実施形態では、図３（ａ）に示すように、心出し突起１０ｂの形状を、リング部１０ａの外面から外径方向に立ち上がる板状片としている。また、その板状片の表裏板面が、ロックリング１０の周方向に沿って伸びるように、すなわち、その表裏板面の面方向が管軸方向に直交するように配置している。また、その板状片の外径側の端縁１０ｆは、ロックリング溝１２の底面に沿う円弧状である。このため、心出し時における、心出し突起１０ｂのロックリング溝１２の底面に対する周方向への接触長さを長くすることで、その心出しの精度が高められている。

また、この実施形態では、リング部１０ａは板状部材で構成され、その板状部材の板面を内径側と外径側とに向けている。また、その板面は、内径側、外径側ともに、ロックリング１０の軸心に対して傾斜する円錐台状のテーパ部１０ｄとなっている。このテーパ部１０ｄは、ロックリング１０を受口２内のロックリング溝１２に収容した状態で、受口２の管軸方向奥部側の端部から管軸方向開口側の端部に向かうにつれて徐々に外径側に向かう向きとなっている。

また、心出し突起１０ｂは、ロックリング１０を受口２内のロックリング溝１２に収容した状態で、そのリング部１０ａの管軸方向奥部側（受口２内における奥部側）の端部から立ち上がっている。

この心出し突起１０ｂは、ロックリング１０の心出しに必要な数だけ設けることができるが、この実施形態では、周方向に沿って合計３箇所に設けている。また、その３箇所のうち２箇所は、リング部１０ａの開口を挟む両端部１０ｃ，１０ｃであり、残りの一箇所は、ロックリング１０の周方向に沿ってその両端部１０ｃ，１０ｃ間の中央、すなわち、リング部１０ａの軸心を挟んで前記開口の反対側に配置している。

なお、心出し突起１０ｂの形状は適宜変更することができる。例えば、図３（ｂ）に示す変形例のように、リング部１０ａの開口を挟む心出し突起１０ｂ，１０ｂの形状を、平面視Ｌ字状にすることもできる。

すなわち、リング部１０ａの開口を挟む両側の心出し突起１０ｂは、それぞれ、その表裏板面の面方向が管軸方向に直交する板状片からなる周方向部１０ｇと、その表裏板面の面方向が管軸方向に平行な板状片からなる軸方向部１０ｈとを、平面視Ｌ字状に連結した構成である。また、その周方向部１０ｇの外径側の端縁１０ｆは、ロックリング溝１２の底面に沿う円弧状であり、軸方向部１０ｈの外径側の端縁１０ｆは、ロックリング溝１２のテーパ内面部１２ｅに沿う形状としている。

以下、一方の管体Ｐの受口２に他方の管体Ｐの挿し口１を挿入して管継手を構築する手順について説明する。

まず、図４（ａ）（ｂ）に示すように、挿し口１を差込む前に、受口２内のロックリング溝１２にロックリング１０を収容する。

ロックリング１０のロックリング溝１２への嵌り具合に異常がある場合は、受口２内に手や治具を入れて、図５に矢印ａ，ｂで示す方向に力を加えて、ロックリング１０を一旦取り出すことができる。この取り出しは、例えば、手の指をロックリング１０の奥に引っ掛け、ロックリング１０を縮径させながら引き抜くことで容易に可能である。

また、ロックリング１０をロックリング溝１２内に収容する際、ロックリング１０は、ロックリング溝１２の手前（管軸方向開口部側）にある、あご部１３を乗り越える必要がある。このとき、ロックリング１０を縮径させることで、そのあご部１３の乗り越えが可能であるが、例えば、図６に示すように、あご部１３の周方向に沿って２箇所設けた切欠き１４を活用することもできる。

すなわち、切欠き１４は、あご部１３の周方向に沿って２箇所設けられ、その２箇所の切欠き１４は、管軸を挟んで対向する位置に対称配置となっている。このため、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ロックリング１０の軸方向が管軸方向に対して交差する方向（図では、直交する方向）になるように、ロックリング１０を受口２内に差し入れ、ロックリング１０の軸心がロックリング溝１２の範囲に重なった状態にする。この状態で、ロックリング１０を横方向に回転させて（図６（ｂ）の矢印ｃ参照）、ロックリング１０の軸方向が管軸方向へ向くようにする。

つぎに、ロックリング１０をやや縮径させながら、ロックリング１０を回転させ、心出し突起１０ｂが、図４（ａ）に示すような側面視において、切欠き１４のすぐ両側に位置するようにする。

このロックリング１０の回転の際、例えば、図６（ｃ）に示すように、ロックリング１０をロックリング溝１２の奥部側の端面部１２ｆに当てることで、ロックリング１０がそれ以上奥部には入り込まないようにし、その状態で、ロックリング１０を縮径させながら（図６（ｃ）の矢印ｄ参照）、回転させる（図６（ｃ）の矢印ｅ参照）とよい。なお、図６（ｂ）は、管横部から見た状況を示す。また、図６（ｃ）は、管上部から見た状況を示す。

ロックリング１０の収容を完了し、この状態から挿し口１を受口２に挿入すると、挿し口１の抜け止め突起１１がロックリング１０を乗り越え、図１に示す状態となる。
この乗り越えの際、抜け止め突起１１のテーパ外面部１１ｂと、ロックリング１０のリング部１０ａのテーパ部１０ｄの内面とが摺接するので、挿し口１の挿入がスムーズである。

ところで、受口２の内径や挿し口１の外径には一定の範囲で公差が認められている。その公差の大小の組合わせによって、ロックリング溝１２内の空間は、管体Ｐの半径方向に対して狭くなったり広くなったりする。

この管継手構造では、ロックリング溝１２の底面は、受口２の管軸方向開口側から管軸方向奥部側に向かって徐々に拡径するテーパ内面部１２ｅを備えている。また、リング部１０ａ及び心出し突起１０ｂは、そのテーパ内面部１２ｅに対向して収容されている。このため、挿し口１の抜け止め突起１１がロックリング１０を乗り越える際、ロックリング１０は、そのテーパ内面部１２ｅに案内されながら、ロックリング溝１２内を管軸方向へ移動することによって、その公差の組合わせに応じて適切な管軸方向位置に移動することができる。
したがって、挿し口１を挿入する際に、受口２や挿し口１の公差の大小の組合わせによって、受口２と挿し口１との間の空間が狭くなることで、ロックリング１０が拡径しにくくなる事態を防止し得る。

なお、図３（ｂ）に示すように、心出し突起１０ｂの形状を平面視Ｌ字状とすれば、心出し突起１０ｂの剛性が高められて、その心出し機能の精度を、さらに高めることができる。

最後に、受口２の内周面と挿し口１の外周面との間にゴム輪３を介在させ、受口２と挿し口１との間の水密性を確保する。具体的には、ゴム輪３の後端に押輪４を宛がい、その押輪４と受口２のフランジ２ｂとを締め付けることにより、ゴム輪３を所定の位置に押し込み、管継手構造の構築を完了する。

この管継手構造を備えた管体Ｐ群の供用中に、その管継手に、地震等による引き抜き方向の外力が作用すると、挿し口１が受口２に対して抜け出る方向に相対移動する。
この相対移動により、抜け止め突起１１の端面部１１ｃが、ロックリング１０の前端に当接する。このとき、ロックリング１０は、抜け止め突起１１に押されてやや後退する（受口２の管軸方向開口側へ近づく）が、リング部１０ａの後端１０ｅが、ロックリング溝１２の端面部１２ｃに当接することで、それ以上の後退は規制される。これにより、挿し口１は、それ以上受口２から引き抜きされず、抜け止めがなされる。

なお、心出し突起１０ｂは、管同士の接合時において、ロックリング１０が受口２の奥部側に入り込まないようにする機能も発揮することができる。心出し突起１０ｂが、リング部１０ａの奥部側（受口２内における奥部側）の端部から立ち上がっているので、その心出し突起１０ｂが、ロックリング溝１２の奥部側の端面部１２ｆに当接しやすいからである。

また、ロックリング溝１２のテーパ内面部１２ｅは、この実施形態のように、ロックリング溝１２の軸方向全長（全幅）に亘って設けられることが望ましいが、このテーパ内面部１２ｅをロックリング溝１２の軸方向全長（全幅）の一部とすることもできる。

また、この実施形態では、ロックリング溝１２のテーパ内面部１２ｅを、受口２の管軸方向開口側から管軸方向奥部側に向かって徐々に拡径する方向の勾配としたが、このテーパ内面部１２ｅの勾配の向きを逆方向としてもよい。すなわち、ロックリング溝１２のテーパ内面部１２ｅを、受口２の管軸方向奥部側から管軸方向開口側に向かって徐々に拡径する方向の勾配としてもよい。

さらに、ロックリング溝１２内において、互いに逆勾配となる二つのテーパ内面部を、管軸方向に隣接して設けた構成とすることもできる。すなわち、例えば、ロックリング溝１２の内面のうち、受口２の管軸方向奥部側に、管軸方向奥部側から管軸方向開口側に向かって徐々に拡径する第一のテーパ内面部１２ｅを、受口２の管軸方向開口側に、管軸方向開口側から管軸方向奥部側に向かって徐々に拡径する第二のテーパ内面部１２ｅを設け、その両テーパ内面部１２ｅを接続して断面ｖ字型のロックリング溝１２としてもよい。
このとき、ロックリング１０の心出し突起１０ｂが、そのロックリング１０の管軸方向長さに対して中ほどから立ち上がっている構成を採用することができる。

なお、これらの実施形態では、小口径管の管継手にロックリング１０を適用したが、これらの各構成からなるロックリング１０は、小口径管以外の比較的口径の大きい管体の管継手にも使用可能である。また、ロックリング１０の突起１０ｂは、この実施形態のような心出し突起１０ｂには限定されず、心出し以外を目的とする他の構成からなる突起１０ｂを備えたロックリング１０であってもよい。

１挿し口
２受口
２ｂフランジ
３ゴム輪
４押輪
１０ロックリング
１０ａリング部
１０ｂ心出し突起
１０ｃ端部
１０ｄテーパ部
１０ｅ後端
１０ｆ端縁
１０ｇ周方向部
１０ｈ軸方向部
１１抜け止め突起
１２ロックリング溝
１２ｃ，１２ｆ端面部
１２ｅテーパ内面部

Claims

受口（２）の内面にロックリング溝（１２）を形成し、そのロックリング溝（１２）内にロックリング（１０）を収容し、挿し口（１）の先端には外径側に突出する抜け止め突起（１１）が設けられており、前記受口（２）に前記挿し口（１）が差込まれた状態で前記挿し口（１）を前記受口（２）から引き抜こうとすると、前記抜け止め突起（１１）が前記ロックリング（１０）に当接して抜け止めがなされる管継手構造において、
前記ロックリング（１０）は、その周方向１箇所に開口を有する一つ割りのリング部（１０ａ）と、そのリング部（１０ａ）から外径方向に立ち上がる突起（１０ｂ）とを備え、前記ロックリング溝（１２）は、前記受口（２）の管軸方向開口側から管軸方向奥部側に向かって徐々に拡径するテーパ内面部（１２ｅ）を備え、前記突起（１０ｂ）は、そのテーパ内面部（１２ｅ）に対向して収容され、前記リング部（１０ａ）は前記受口（２）の管軸方向奥部側の端部から管軸方向開口側の端部に向かうにつれて徐々に外径側に向かう板状部材で構成されることを特徴とする管継手構造。
前記突起（１０ｂ）は、前記リング部（１０ａ）の管軸方向奥部側の端部に設けられて、前記リング部（１０ａ）はその軸方向全長に亘って前記テーパ内面部（１２ｅ）に対向していることを特徴とする請求項１に記載の管継手構造。