JP5557470B2

JP5557470B2 - 管継手構造

Info

Publication number: JP5557470B2
Application number: JP2009117098A
Authority: JP
Inventors: 正蔵岸; 貴司横溝; 昌功井谷; 崇哲香川; 幸平池田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: JP2010196891A

Description

本発明は管継手構造に関する。

管継手として、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、この挿口の外周面と前記受口の内周面との間の隙間に配設された環状のシール材を、前記挿口における受口に入り込まない部分の外周に配設された環状の押輪により、受口内の奥側へ押圧してシールする構造は既に知られている（例えば、特許文献１等）。

図５および図６は、このような管継手構造を例示するものであり、図５は後述するシール材を装着した状態を示し、図６はシール材を装着する前の状態を示す。ここで、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。受口２の内周には、受口２の開口端より奥側ほど径が小さくなるテーパ面５ａとこのテーパ面５ａの奥端部から同じ径で受口２の奥側に延びる平坦面５ｂとを有するシール材収容溝５と、このシール材収容溝５よりも受口奥側に位置するロックリング収容溝６とが形成されている。なお、管１、３は鋳鉄製とされている。

シール材収容溝５が設けられている空間、すなわち、シール材収容溝５が形成されている受口２の内周面と挿口４の外周面との間の隙間には、ゴム製で環状のシール材（いわゆるゴム輪）２１が収容されている。このシール材２１は、挿口４における受口２に入り込まない部分の外周に配設された金属製等の剛体からなる環状の押輪２２により、受口２内の奥側へ押圧された圧縮状態で配設されており、これにより受口２の内周面と挿口４の外周面との間がシールされている。

ここで、押輪２２は、その環状の断面が管径方向（径方向とも称す）に平板状に延びた形状とされ、径方向外側寄り部分における周方向の複数箇所、例えば、図７（ａ）に示すように、２箇所に、押輪２２を締結して支持するボルト７を挿通させる挿通孔２２ａが形成されている。また、受口２の端部外周にはフランジ部８が形成されているとともに、このフランジ部８において、押輪２２の挿通孔２２ａに対応する箇所に、挿通孔８ａ（図７（ｂ）参照）が形成されている。すなわち、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、用いられるボルト７が２本であり、押輪２２の挿通孔２２ａが２箇所に形成されている場合には、フランジ部８の挿通孔８ａも２箇所に形成されている。そして、フランジ部８の挿通孔８ａから押輪２２の挿通孔２２ａに向けて管軸方向にボルト７を挿通させ、ボルト７のねじ部先端にナット９を螺合させて締め込むことで、押輪２２がフランジ部８に近接方向に移動され、これにより、シール材２１が押輪２２により受口奥側に押圧されてシール材収容溝５内に圧入状態で収容されるよう構成されている。

シール材２１は、その断面が、圧入される際に先端となる箇所において円形に形成された円形先端部２１ａと、この円形先端部２１ａに繋がる部分が薄肉状で、押輪２２寄り側ほど厚肉となる台形状の基部２１ｂとを一体的に形成した構成とされている。そして、基部２１ｂの端面が、押輪２２のフランジ部８に臨む平坦面に当接された状態で、シール材２１が押圧されてシール材収容溝５内に圧入される。

また、図５に示すように、従来の管継手構造では、最終的に押輪２２とフランジ部８との間が所定距離Ｍとなるまで、ボルト７を締め込んで押輪２２をフランジ部８に向けて接近させてこの位置関係を保持させることで、押輪２２によってシール材２１が受口奥側へ押圧された状態を維持させるとともに受口２の内周面および挿口４の外周面に密着させて、シール材２１による所要のシール機能を発揮させている。なお、図５、図６における１０は環状で周方向１つ割のロックリング、１１は挿口４の先端部外周に形成された挿口突部である。

特開２００３−２２２２７６号公報

しかしながら、前記従来の管継手構造では、押輪２２の断面形状が平板状に延びた形状など、シール材２１の基部２１ｂが管径方向に移動することを許容する形状であるので、シール材２１を装着する際に、シール材２１の中心が正規の配設位置（シール材２１の中心が管軸心に合う位置）からずれる場合があり、シール材２１を、その中心が管軸心に合うように芯出しする作業に多くの手間や時間がかかることがあった。

また、図６に示すように、押輪２２によりシール材２１を受口奥側（図６における矢印方向）へ押圧した際に、図８に示すように、シール材２１の基部２１ｂが、シール材２１の円形先端部２１ａにおける挿口４の外周面や受口２の内周面の接触部分をモーメントの支点として、押輪２２の押圧面に沿ってｂ方向（拡径方向に）にせり上がるように移動し、最終的に、図９に示すように、シール材２１の基部２１ｂの一部が押輪２２とフランジ部８との間に挟まれてしまい、その結果、シール材２１をシール材収容溝５内に良好には挿入できないことがあった。

さらに、シール材２１の挿入姿勢が正常であっても、最終的な押輪２２とフランジ部８との間の距離が前記距離Ｍよりも大きければシール機能が不十分となる一方、前記距離Ｍよりも小さければ、シール材２１がいたずらに大きな力で押し付けられることとなる不具合を生じるおそれがあった。したがって、押輪２２とフランジ部８との間の距離が前記距離Ｍに一致するように管理しなければならず、その分だけ手間がかかっていた。

また、上記のように、２本のボルト７を用いる場合において、押輪２２の挿通孔２２ａだけでなく、フランジ部８の挿通孔８ａも２箇所だけであるため、受口２が形成されている管１が異形管である場合などに、図１０に示すように、フランジ部８の挿通孔８ａがフランジ部８の上部（管頂部）と下部（管底部）との位置になるよう配置せざるを得ないことがある。この場合は、接地面となる管底部の挿通孔８ａ、２２ａにボルト７を通したり、ナット９を締めたりしなければならないため、このようなボルト締め作業に多くの手間や時間がかかっていた。

本発明は上記課題を解決するもので、シール材の芯出し作業を容易に行うことができ、かつ、シール材を挿口の外周面と受口の内周面との間に良好に挿入することができる管継手構造を提供することを目的とするものである。また、本発明は、シール材を良好な押圧状態で能率良く装着することができる管継手構造を提供することを目的とする。さらに、本発明は、ボルト締め作業を能率良く行うことができる管継手構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために本発明の管継手構造は、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、この挿口の外周面と前記受口の内周面との間の隙間に配設された環状のシール材を、前記挿口における受口に入り込まない部分の外周に配設された環状の押輪により、受口内の奥側へ押圧して圧縮状態で配設することによりシールする管継手構造であって、前記押輪は、前記受口に臨む面における管径方向の内側寄り部分が管径方向の外側寄り部分と比較して、管軸方向に対して薄肉状となるように窪んでおり、前記押輪に、前記シール材の押輪寄り部分が嵌まり込んでこのシール材の押輪寄り部分が管の拡径方向に移動することを阻止する段付き窪み部が形成され、前記押輪の両面に前記段付き窪み部が形成されていることを特徴とする。

上記構成により、押輪は、受口に臨む面における管径方向の内側寄り部分が管径方向の外側寄り部分と比較して、管軸方向に対して薄肉状となるように窪んでおり、押輪に、前記シール材の押輪寄り部分が嵌まり込む段付き窪み部が形成されているので、シール材を取り付ける際には、押輪にシール材を合わせるだけで、前記段付き窪み部にシール材が嵌まり込んで、シール材の中心が押輪の中心に合わせられ、これにより、シール材の芯出し作業を容易に行うことができる。また、押輪締結用のボルトに対してナットをねじ込むなどして、押輪を受口端面側に接近するように移動させた際に、シール材の押輪寄り部分が拡径方向に移動しようとした場合でも、押輪の段付き窪み部によってこの動作が阻止され、この結果、シール材の押輪寄り部分が拡径方向に移動することなく、シール材が、挿口の外周面と前記受口の内周面との間の隙間に良好に挿入され、良好な圧縮状態で確実に配設できる。

また、本発明は、押輪の両面に段付き窪み部が形成されていることを特徴とする。
この構成により、押輪の両面のどちらを受口に臨むようにセットしても、確実に段付き窪み部にシール材が嵌まり込むようになる。

以上のように本発明によれば、押輪は、受口に臨む面における管径方向の内側寄り部分が管径方向の外側寄り部分と比較して、管軸方向に対して薄肉状となるように窪んでおり、押輪に、シール材の押輪寄り部分が拡径方向に移動することを阻止する段付き窪み部を形成したことにより、シール材の装着時にその芯出し作業を容易に行うことができて、作業能率が向上する。また、シール材を、挿口の外周面と前記受口の内周面との間の隙間に良好に挿入させて、良好な圧縮状態で配設されることができるので、シール機能に対する信頼性が向上する。

また、押輪の両面に段付き窪み部を設けることにより、押輪を挿口に外嵌する際に、押輪の面の向き（表裏）を気にしなくてよいため、面の向きの確認作業を省略することができ、作業ミスの発生を防げるとともに、作業能率も向上する。

本発明の実施の形態に係る管継手構造の断面図であり、シール材を装着した状態を示す。同管継手構造の断面図であり、シール材を装着する前の状態を示す。押輪の両面に段付き窪み部を設けた場合の同管継手構造の断面図であり、シール材を装着する前の状態を示す。（ａ）は同管継手構造の押輪の側面図、（ｂ）は同管継手構造のフランジ部の側面図である。従来の管継手構造の断面図であり、シール材を装着した状態を示す。同従来の管継手構造の断面図であり、シール材を装着する前の状態を示す。（ａ）は同従来の管継手構造の押輪の側面図、（ｂ）は同従来の管継手構造のフランジ部の側面図である。従来の管継手構造のシール材の作用を説明するための断面図である。同従来の管継手構造のシール材の作用（不具合）を説明するための断面図である。同従来の管継手構造の押輪の側面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る管継手構造を、図面に基づき説明する。
図１および図２は、それぞれ本発明の実施の形態に係る管継手構造の断面図を示し、図１はシール材を装着した状態を示し、図２はシール材を装着する前の状態を示す。また、図４（ａ）は同管継手構造の押輪の側面図、図４（ｂ）は同管継手構造のフランジ部の側面図である。なお、従来の管継手構造と同様な機能の構成要素には同符号を付し、その説明は省略する。

図１および図２に示すように、本発明の実施の形態に係る管継手構造では、従来の管継手構造とは、押輪１２の形状が従来のものとは異なっている。つまり、本発明の実施の形態に係る押輪１２には、挿口４の外周面と受口２の内周面との間の隙間をシールするシール材１３の押輪寄り部分である基部１３ｂの一部が嵌まり込んでシール材１３が拡径方向（管径方向の外側に向く方向）に移動することを阻止する段付き窪み部１５が形成されている。詳しくは、押輪１２における受口２に臨む面における管径方向の内側寄り部分が、これより管径方向の外側寄り部分と比較して、管軸方向に対して薄肉状となるように窪んでおり、この窪み部底面１５ａと、これよりも管径方向の外側寄り部分との間の境界部分に形成された段部１５ｂとにより段付き窪み部１５が形成されている。そして、シール材１３の基部１３ｂの一部（基端部側）が、押輪１２の段付き窪み部１５に嵌まり込んだ状態で装着されるよう構成されている。

また、図１に示すように、シール材１３が装着された状態では、受口２の外周に形成されたフランジ部８の端面に押輪１２（詳しくは、押輪１２のフランジ部８に臨む面における前記管径方向の外側寄り部分）が密着されている。

また、図４に示すように、受口２の外周に形成されたフランジ部８と、押輪１２とのそれぞれに、押輪１２を締結するボルト７を挿通する挿通孔８ａ、１２ａが形成されているが、押輪１２には、ボルト７と同じ数の挿通孔１２ａが等間隔で形成されている一方、受口２の外周に形成されたフランジ部８には、ボルト７の数の複数倍の個数の挿通孔８ａが等間隔で形成されている。すなわち、この実施の形態では、２本の締結用のボルト７が用いられており、これに対応して、押輪１２には、管軸芯周りに１８０度間隔で２つの挿通孔１２ａが形成されている一方、フランジ部８には、管軸芯周りに９０度間隔で４つの挿通孔８ａが形成されている。

さらに、この実施の形態では、シール材１３として、その円形先端部１３ａの断面積が、従来のシール材２１の円形先端部２１ａよりも大きいものが用いられている。なお、シール材１３の基部１３ｂについては、従来のシール材２１の基部２１ｂと同様な断面積のものが用いられている。

上記構成において、互いに接合される一方の管１の端部に形成された受口２の内部に、他方の管３の端部に形成された挿口４を挿入し、また、ロックリング１０をロックリング収容溝６に収容させた後には、予め挿口の外周に外嵌させていたシール材１３および押輪１２を、図２に示す位置（すなわち、シール材１３の先端部がシール材収容溝５のテーパ面５ａに当接し、押輪１２がシール材１３の基部１３ｂに当接する位置）に配設するとともに、押輪１２の挿通孔１２ａとフランジ部８の挿通孔８ａとの間にボルト７を挿通させてナット９をねじ込む。この際に、押輪１２には、シール材１３の基部１３ｂが嵌まり込む段付き窪み部１５が形成されているので、押輪１２にシール材１３を合わせるだけで、押輪１２の段付き窪み部１５にシール材１３が嵌まり込んで、シール材１３の中心が押輪１２の中心に合わせられ、これにより、シール材１３の芯出し作業を容易に行うことができる。

また、この後、ボルト７に対してナット９をねじ込むことで、押輪１２がフランジ部８側に移動され、シール材１３が、挿口４の外周面と受口２の内周面との間の隙間であるシール材収容溝５に圧縮されながら挿入されることとなる。すなわち、まず、図２に示すように、シール材１３の円形先端部１３ａがシール材収容溝５のテーパ面５ａに当接し、このテーパ面５ａに案内されながら、シール材１３全体がシール材収容溝５に挿入される。この場合に、押輪１２によるシール材１３の押し込み力に伴って、シール材１３の円形先端部１３ａが接触するシール材収容溝５のテーパ面５ａや挿口４の外周面からシール材１３を押輪１２側に押戻そうとする反力が発生し、これにより、シール材１３の基部１３ｂが、シール材１３の円形先端部１３ａにおける挿口４の外周面や受口２の内周面の接触部分をモーメントの支点として、押輪１２の押圧面に沿って拡径方向にせり上がろうとする。しかしながら、押輪１２には、シール材１３の基部１３ｂが拡径方向（管径方向の外側に向く方向）に移動することを阻止する段付き窪み部１５が形成されているので、押輪１２の段付き窪み部１５によってこの動作が阻止される。この結果、シール材１３の基部１３ｂが拡径方向に移動することがなくなり、シール材１３はシール材収容溝５に良好に挿入され、良好な圧縮状態で配設される。

そしてこの後、押輪１２がフランジ部８に密着するまでナット９を締め込むことで、シール材１３の取り付け作業を終了する。このように、本発明の管継手構造によれば、受口２の外周に形成されたフランジ部８に押輪１２が密着された状態で、シール材１３が押圧されているよう構成したので、単に、押輪１２がフランジ部８に密着させれば、シール材１３が良好な圧縮状態で押圧されて配設されることとなる。これにより、従来の管継手構造のように、押輪とフランジ部との間隔を細かく管理しなくても済み、押輪１２の取付作業を能率よく行うことができ、かつ、容易に、シール材１３を良好な圧縮状態に保持することができる。

また、この実施の形態では、押輪１２に、シール材１３の基部１３ｂが拡径方向に移動することを阻止する段付き窪み部１５を形成して、押輪１２によりシール材１３を押圧した際でも、シール材１３が拡径方向に移動せずに良好に挿入させることができるので、シール材１３の円形先端部１３ａを従来のものよりもその断面積を大きくしても、支障なくシール材収容溝５に挿入させることができる。そして、これにより、シール材収容溝５にシール材１３を一旦収納し終わると、圧縮されたシール材１３の円形先端部１３ａが比較的大きな力で、シール材収容溝５の平坦面５ｂと挿口４の外周面とに密着する。すなわち、押輪１２をフランジ部８に密着するまで移動させると、この後は、押輪１２によりシール材１３へ常時高い面圧を与えていなくても済み、万一、ナット９が緩むなどした場合でも、シール材１３によるシール機能は良好に維持されることとなる。

また、この実施の形態においては、受口２の外周に形成されたフランジ部８には、実際に用いるボルト７の本数の２倍の個数の挿通孔８ａが形成されているので、受口２が形成された管１が異形管などであり、所定の向きで地中に埋設される場合でも、管１の底部に位置しない受口２の挿通孔８ａを通してボルト７を配設することができる。つまり、受口２の挿通孔８ａがボルト７の本数と同じく、２つしか形成されていない場合には、図１０に示すように、フランジ部８の挿通孔８ａがフランジ部８の上部（管頂部）と下部（管底部）との位置になるように配置せざるを得ないことがあり、この場合は、接地面となる管底部の挿通孔８ａ、２２ａにボルト７を通したり、ナット９を締めたりしなければならないため、このようなボルト締め作業に多くの手間や時間がかかる短所があったが、本実施の形態によれば、同様な条件下でも、フランジ部８の左右に位置する挿通孔８ａを選択して通してボルト７を配設することができる。したがって、管１の底部を避けてボルト９を配設することができて、ボルト締め作業を能率良く行うことができる。なお、ボルト９の本数は２本に限るものではなく、３本以上の場合でも同様な構成を採用することができる。この場合には、ボルト９の本数に対応する個数の挿通孔１２ａを押輪１２に形成するとともに、この個数の２倍（または３倍以上の整数でも可能である）の挿通孔８ａを形成すればよい。なお、押輪１２は、自由に管軸芯を中心として回転可能であるので、ボルト９の本数と同数の挿通孔１２ａを形成するだけで済む。

なお、上記実施の形態では、フランジ部８にボルト９の本数（押輪１２の挿通孔１２ａの個数）の複数倍の挿通孔８ａを設けた場合を述べたが、従来どおり、同じ個数の挿通孔８ａが形成されたフランジ部８を用いることも可能である。また、従来と同形状のシール材１３を用いることも可能である。したがって、従来構造の管継手構造において、押輪１２だけをこの実施の形態に示すように段付き窪み部１５を有するものに変更することで、押輪１２以外（または、必要に応じて押輪１２およびシール材１３）の部品については既存の製品を用いることも可能となる利点がある。

なお、図１では、段付き窪み部１５は、押輪１２のうち、受口２に臨む面の側にのみ形成されているが、図３に示すように、受口２に臨む面と反対側の面にも段付き窪み部１５を形成しておき、押輪１２の両面に段付き窪み部１５が設けられた構成としてもよい。

この場合、押輪１２には、受口２に臨む面における管径方向の内側寄り部分に形成された窪み部底面１５ａ及び段部１５ｂのほか、受口２に臨む面と反対側の面における管径方向の内側寄り部分に第二の窪み部底面１５ｃ及び第二の段部１５ｄが形成されている。詳しくは、窪み部底面１５ａと第二の窪み部底面１５ｃとに挟まれた部分の管径方向の内側寄り部分が、これより管径方向の外側寄り部分と比較して、管軸方向に対して薄肉状となるように押輪１２の両面側から窪んでおり、これらの窪み部底面１５ａ及び第二の窪み部底面１５ｃと、これよりも管径方向の外側寄り部分との間の境界部分に形成された段部１５ｂ及び第二の段部１５ｄにより段付き窪み部１５が形成されている。

このように、両面に段付き窪み部が設けられた形状に押輪１２を構成すると、予め挿口４の外周に外嵌する際に、窪み部底面１５ａの形成された側の面と、第二の窪み部底面１５ｃが形成された側の面との、どちらの面が管接合時に受口２側へと臨むように外嵌しても、管接合時には確実に段付き窪み部１５にシール材１３が嵌まり込むようになる。よって、押輪１２の面の向きがどちらであっても、押輪１２がフランジ部８に密着するまでナット９を締め込むことが可能となる。

したがって、押輪１２の両面に段付き窪み部１５を設けておくことで、押輪１２を挿口４へ外嵌する際に、面の向き（表裏）を間違える心配がなくなるため、作業ミスを防ぐことができ、また、面の向きの確認作業が省略できるため、作業能率が向上する。

１管
２受口
３管
４挿口
５シール材収容溝
７ボルト
８フランジ部
９ナット
１２押輪
１２ａ挿通孔
１３シール材
１３ａ円形先端部
１３ｂ基部
１５段付き窪み部

Claims

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、この挿口の外周面と前記受口の内周面との間の隙間に配設された環状のシール材を、前記挿口における受口に入り込まない部分の外周に配設された環状の押輪により、受口内の奥側へ押圧して圧縮状態で配設することによりシールする管継手構造であって、
前記押輪は、前記受口に臨む面における管径方向の内側寄り部分が管径方向の外側寄り部分と比較して、管軸方向に対して薄肉状となるように窪んでおり、
前記押輪に、前記シール材の押輪寄り部分が嵌まり込んでこのシール材の押輪寄り部分が管の拡径方向に移動することを阻止する段付き窪み部が形成され、
前記押輪の両面に前記段付き窪み部が形成されていることを特徴とする管継手構造。
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、この挿口の外周面と前記受口の内周面との間の隙間に配設された環状のシール材を、前記挿口における受口に入り込まない部分の外周に配設された環状の押輪により、受口内の奥側へ押圧して圧縮状態で配設することによりシールする管継手構造に用いられる押輪であって、
前記受口に臨む面における管径方向の内側寄り部分が管径方向の外側寄り部分と比較して、管軸方向に対して薄肉状となるように窪んでおり、
前記シール材の押輪寄り部分が嵌まり込んでこのシール材の押輪寄り部分が管の拡径方向に移動することを阻止する段付き窪み部が形成され、
両面に前記段付き窪み部が形成されていることを特徴とする押輪。