JP6101089B2 - 管継手構造 - Google Patents

Description

この発明は、管継手構造、特に、管端部に接続するキャップ部材や接続継手部材を含む管継手構造に関するものである。

ポリエチレン管と鋳鉄管とを接続するための従来の継手構造としては、図４に示すようなメカニカル継手構造が知られている。

この継手構造は、ポリエチレン管２１の端部に接続される継手部材または鋳鉄管２２が、フランジ２３を有するメカニカル継手部２４を備えている。ポリエチレン管２１の端部内には、補強部材２５が打ち込まれて、ポリエチレン管２１の端部の剛性が高められており、その端部外周には、ロックリング２６とカラーリング２７とからなる抜け止めリング２８が装着されている。

さらに、抜け止めリング２８からポリエチレン管２１の奥側に隣接して、バックアップリング３０、ゴム輪３３（角ゴム輪３２と丸ゴム輪３１）、座金３４、押し輪２９がこの順で装着されている。このように各部材が装着され、ポリエチレン管２１がメカニカル継手部２４に挿入された状態で、押し輪２９のリブ部で座金３４を押すように、フランジ２３のボルト孔２３ａと押し輪２９のボルト孔２９ａにボルト３５を通してナット３６で締め付けることにより接続されるものである（特許文献１参照）。

また、ポリエチレン管２１の端部を閉塞する従来のキャップ構造として、図５に示すような融着キャップ構造が知られている。このキャップ構造は、受口部３７を有し、受口部３７の内面部に発熱線３８を備えたキャップ部材３９を用い、ポリエチレン管２１の端部を受口部３７の内側に挿入し、キャップ部材３９の端子部４０から引き出された発熱線３８の引出線４１に電圧を印加してキャップ部材３９をポリエチレン管２１の端部に融着接続するものである（特許文献２参照）。

特開平１０−１３２１６８号公報 特開平１１−２１０９７８号公報

上述したメカニカル継手構造は、接続対象管（例えば、ポリエチレン管２１の端部の外周に抜け止めリング２８（ロックリング２６、カラーリング２７）を装着するスペースと、バックアップリング３０、ゴム輪３３（丸ゴム輪３１と角ゴム輪３２）、座金３４等の封止部材を配置するスペースが必要となる。このため接続対象管の管端から管軸に沿って接続するに要するスペースが長くなり、埋設管の場合等は、掘削に時間と労力を要し、また、継手自体の大型化によって良好な作業性が得られない問題があった。

一方、図５に示すような融着キャップ構造は、例えば、鋳鉄管２２からポリエチレン管２１への入れ替え工事を行う場合の仮閉塞等に用いられるが、この場合には、入れ替え工事が進行する毎にポリエチレン管２１の端部を切断して融着キャップ部分は廃棄されることになる。これによると、融着キャップ部分の融着作業に時間と労力を要すると共に、施工の進行に伴って出る大量の廃棄物の処理が問題となっている。

従って、この発明の目的は、管端部に接続するキャップ部材や接続継手部材を含む管継手構造において、接続対象管の管端部の接続スペースを短くすること、継手構造を小型化することにより接続作業を改善すること、鋳鉄管からポリエチレン管への入れ替え工事における作業性を改善すること、施工時に廃棄物を出さず、再利用可能なキャップ構造を得ることができること等を目的とする管継手構造を提供することにある。

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、下記を特徴とするものである。

請求項１に記載の発明は、接続対象管の端部に継手部材を接続する管継手構造において、前記接続対象管の管端内に挿入される、外周面に歯部が形成された抜け止め部と、前記継手部材の端部内周面と前記接続対象管の端部外周面との間に形成された隙間内に挿入される封止部材と、前記封止部材を押し込んで、前記接続対象管を縮径させ、かくして、前記接続対象管の内周面に前記歯部を食い込ませる押し込み機構とからなり、前記抜け止め部は、前記継手部材に設けられ、前記歯部は、前記抜止め部材の挿入側面（Ｓ２）と、前記抜止め部材の反挿入側面（Ｓ１）とを有し、前記挿入側面（Ｓ２）の、前記抜止め部材の軸線（Ｌ）に対する外角の角度（θ２）は、前記反挿入側面（Ｓ１）の、前記抜止め部材の軸線（Ｌ）に対する外角の角度（θ１）より大きく、隣接する前記歯部の底部間には、間隔が形成され、前記隙間の奥部に形成された、前記封止部材の端面が当接する当接面と前記接続対象管の管端面が当接する当接面とが、前記継手部材の軸線と直交する１つの平面により形成され、最奥部の前記歯部と前記当接面との間には、間隔が形成されていることに特徴を有するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記抜け止め部は、前記継手部材と一体的に形成されていることに特徴を有するものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記抜け止め部は、前記継手部材に対して固定手段により固定されていることに特徴を有するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、前記歯部は、前記抜け止め部の軸回りに螺旋状に形成されていることに特徴を有するものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の発明において、前記押し込み機構は、前記封止部材に当接される押し輪と、前記押し輪と前記継手部材とを締結するボルトとナットとからなることに特徴を有するものである。

請求項６記載の発明は、請求項１から５の何れか１つに記載の発明において、前記抜け止め部の前記封止部材と接する面には、突部が形成されていることに特徴を有するものである。

請求項７記載の発明は、請求項１から６の何れか１つに記載の発明において、前記継手部材は、前記接続対象管の端部と被接続対象管の端部とを接続する接続継手部材であることに特徴を有するものである。

請求項８記載の発明は、請求項１から６の何れか１つに記載の発明において、前記継手部材は、前記接続対象管の端部を閉塞するキャップ部材であることに特徴を有するものである。

請求項９記載の発明は、請求項１から８の何れか１つに記載の発明において、前記封止部材は、ゴム製であることに特徴を有するものである。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から９の何れか１つに記載の発明において、前記接続対象管は、樹脂管であること特徴を有するものである。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記樹脂管は、ポリエチレン管であること特徴を有するものである。

請求項１２に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記被接続対象管は、金属管であること特徴を有するものである。

請求項１３に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記被接続対象管は、樹脂管であること特徴を有するものである。

この発明によれば、封止部材を押し込んで接続対象管を縮径させて、接続対象管の内周面に、継手部材と一体的に形成された抜け止め部の歯を食い込ませることによって、接続対象管の抜け止めを確実に図ることができると共に、接続対象管の外周面に抜け止めリングとメカニカル継手部とを並べて配置する従来の管継手構造に比べて、接続対象管の管端から管軸に沿って接続するに要するスペースの長さを短くすることができる。

また、従来の管継手構造のように、接続対象管の外周面に抜け止めリングとメカニカル継手部とを並べて配置する必要がないので、継手部材の長さを短くすることができる。この結果、接続に要する部品数を減らし、かつ、継手構造を小型化することができるので、管継手の接続作業を改善することができる。

さらに、上述した継手部材の構成を備えたキャップ部材を用いて、鋳鉄管からポリエチレン管への入れ替え工事における管端閉塞を行う場合には、施工時に廃棄物を出さず、再利用可能なキャップ構造を得ることできる。

継手部材が接続継手部材である、この発明の管継手構造を示す断面図である。 継手部材がキャップ部材である、この発明の管継手構造を示す断面図である。 抜け止め部の部分拡大図である。 従来の継手構造を示す断面図である。 従来のキャップ構造を示す部分断面図である。

次に、継手部材が接続継手部材である、この発明の管継手構造の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、継手部材が接続継手部材である、この発明の管継手構造を示す断面図である。

図１において、１は、接続対象管としてのポリエチレン管である。接続対象管は、ポリエチレン管以外の樹脂管であっても良い。２は、継手部材としての接続継手部材である。接続継手部材２は、ポリエチレン管１の端部と被接続対象管３の端部とを接続する。被接続対象管３は、ポリエチレン管あるいは鋳鉄管または鋼管等の金属管であっても良い。この例は、鋳鉄管であり、接続継手部材の端部に対して、図４に示すようなメカニカル継手によって接続されている。

４は、抜け止め部であり、フランジ４ａを介して接続継手部材２と一体的に形成されている。なお、抜け止め部４を別途、製作し、ボルトや螺合等の固定手段により接続継手部材２に固定しても良い。抜け止め部４は、筒状をなし、ポリエチレン管１の管端部内に挿入される。抜け止め部４の外周面には、周方向に亘って歯部４ｂが形成されている。

歯部４ｂは、断面山形をなし、図３に示すように、歯部４ｂの挿入側面（Ｓ２）の、抜け止め部４の軸線（Ｌ）に対する外角の角度（θ２）は、反挿入側面（Ｓ１）の、抜け止め部４の軸線（Ｌ）に対する外角の角度（θ１）より大きく形成されている。

このように形成することによって、抜け止め部４をポリエチレン管１の端部内に挿入しやすく、一方、後述するように、ポリエチレン管１の縮径により、歯部４ｂがポリエチレン管１の内周面に食い込んだ後は、ポリエチレン管１の抜け出しを確実に阻止することができる。

なお、図３に示すように、歯部４ｂの頂角（θ３）を鋭角に形成すれば、歯部４ｂがポリエチレン管１の内周面に食い込みやすくなるので、ポリエチレン管１の抜け出し防止効果がさらに向上する。

歯部４ｂは、抜け止め部４の軸方向に間隔をおいて独立して形成されるが、歯部４ｂを抜け止め部４の軸回りに螺旋形状に形成しても良い。歯部４ｂを螺旋形状にすることにより、抜け止め部４をポリエチレン管１の端部内に、例えば、抜け止め部材４に打撃を加えて挿入する際、挿入がきつい状況においても、打撃に代えて抜け止め部４を軸回りに回転させながら挿入することにより、螺旋形状部がねじの作用をなして、抜け止め部４をポリエチレン管１内に容易に挿入することができる。また、抜け止め部４を取り外す際にも、ねじの作用により取り外しが容易に行える。

なお、図３に示すように、後述する封止部材５に接する側の、抜け止め部４のフランジ４ａ面に突部４ｃを形成すれば、封止部材５に、後述する押し込み機構６により押し込み力が作用した際に、突部４ｃにより封止部材５に生じる反力を、接続継手部材２の端部内周面とポリエチレン管１の端部外周面に効率良く伝達することができる。この結果、シール性が向上すると共に、ポリエチレン管１を確実に縮径させることができる。突部４ｃは、フランジ４ａ面に沿って環状に形成すると良い。

５は、ゴム輪からなる封止部材である。封止部材５は、接続継手部材２の端部内周面とポリエチレン管１の端部外周面との間に形成された隙間（Ｍ１）内に挿入される。

６は、封止部材５を隙間（Ｍ１）内に押し込む押し込み機構である。押し込み機構６は、封止部材５に当接される押し輪７と、押し輪７と接続継手部材２とを締結するボルト８と、ボルト８に螺合するナット９とから構成されている。ボルト８は、押し輪７に形成されたボルト孔７ａと接続継手部材２に形成されたボルト孔２ａとに挿通され、ナット９を締めることにより、封止部材５は、押し輪７により隙間（Ｍ１）内に押し込まれる。封止部材５が押し込み機構６により隙間（Ｍ１）の奥部に押し込まれると、この押し込み力は、封止部材５の外周面が接続継手部材２により拘束されているので、ポリエチレン管１を縮径する力となる。ポリエチレン管１が縮径すると、抜け止め部４の歯部４ｂがポリエチレン管１の内周面に食い込む。

以上のように構成されている、継手部材が接続継手部材である、この発明の管継手構造によれば、以下のようにして、ポリエチレン管の端部に接続継手部材を接続することができる。

図１に示すように、ポリエチレン管１の外周に押し輪７と封止部材５とを装着し、ポリエチレン管１の端部内に接続継手部材２を嵌め込む。これにより抜け止め部４がポリエチレン管１内に同時に挿入される。

次いで、ボルト８を押し輪７に形成されたボルト孔７ａと接続継手部材２に形成されたボルト孔２ａとに挿通し、ナット９を締める。これによって、封止部材５は、接続継手部材２の端部内周面とポリエチレン管１の端部外周面との間に形成された隙間（Ｍ１）の奥部に押し込まれる。封止部材５が押し込まれると、封止部材５によってポリエチレン管１が縮径し、抜け止め部４の歯部４ｂがポリエチレン管１の内周面に食い込む。この結果、ポリエチレン管１に抜け出し力が作用しても、ポリエチレン管１の内周面に抜け止め部４の歯部４ｂが食い込むので、ポリエチレン管１の接続継手部材２からの抜け出しを確実に防止することができる。

このようにして、ポリエチレン管１の端部に接続継手部材２を接続することができる。

接続継手部材２を介してポリエチレン管１に接続する被接続対象管３は、ポリエチレン管あるいは鋳鉄管または鋼管等の金属管であっても良い。また、接続継手部材２を被接続対象管３の端部に形成しても良い。

上述した、継手部材が接続継手部材である、この発明の管継手構造によれば、封止部材５を押し込んでポリエチレン管１を縮径させ、かくして、ポリエチレン管１の内周面に抜け止め部４の歯４ｂを食い込ませる構造とすることによって、ポリエチレン管１の外周面に抜け止めリング２８とメカニカル継手部２４とを並べて配置する従来の管継手構造に比べて、ポリエチレン管１の管端から管軸に沿って接続するに要するスペースの長さ（Ｌ１）を短くすることができる（図１参照）。

また、従来の管継手構造（図４参照）のように、接続対象管の外周面に抜け止めリング２８とメカニカル継手部２４とを並べて配置する必要がないので、接続に要する部品数を減らし、かつ、接続継手部材２の長さを短くすることができる。この結果、継手構造を小型化することができるので、管継手の接続作業を改善することができる。

次に、継手部材がキャップ部材である、この発明の管継手構造の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図２は、継手部材がキャップ部材である、この発明の管継手構造を示す断面図である。

図２において、図１と同一番号は、同一物を示し、説明は、省略する。１０は、継手部材としてのキャップ部材であり、ポリエチレン管１の端部を閉塞する。キャップ部材１０の内面には、図１における抜け止め部４に相当する、歯部１１ａを有する抜け止め部１１が、キャップ部材１０と一体的に形成されている。なお、抜け止め部１１を別途、製作し、ボルトや螺合等の固定手段によりキャップ部材１０に固定しても良い。

キャップ部材１０の長さ（Ｌ２）は、従来の管継手構造（図５参照）のように、接続対象管の外周面に抜け止めリング２８とメカニカル継手部２４とを並べて配置する必要がないので、短くすることができるので、キャップ部材１０を小型・軽量化することができる。この結果、ポリエチレン管１の閉塞の作業性を向上させることができる。

継手部材がキャップ部材である、この発明の管継手構造は、例えば、既設の鋳鉄管をポリエチレン管に取り替える、管の交換工事において有効に用いることができる。すなわち、管の交換工事は、一日の作業が終了した時点で、ポリエチレン管１の端部を閉塞する必要があるが、この際に、この発明の管継手構造を、下記のように有効に用いることができる。

管の交換工事で新設されたポリエチレン管１の外周に押し輪７と封止部材５とを装着し、ポリエチレン管１の端部にキャップ部材１０を嵌め込む。これにより抜け止め部１１がポリエチレン管１内に同時に挿入される。

次いで、ボルト８を押し輪７に形成されたボルト孔７ａとキャップ部材１０に形成されたボルト孔１０ａとに挿通し、ナット９を締める。これによって、封止部材５は、キャップ部材１０の端部内周面とポリエチレン管１の端部外周面との間に形成された隙間（Ｍ２）の奥部に押し込まれる。封止部材５が押し込まれると、封止部材５によってポリエチレン管１が縮径し、抜け止め部１１の歯部１１ａがポリエチレン管１の内周面に食い込む。この結果、ポリエチレン管１に抜け出し力が作用しても、ポリエチレン管１の内周面に抜け止め部１１の歯部１１ａが食い込むので、キャップ部材１０は、ポリエチレン管１から外れるおそれはなく、ポリエチレン管１の端部を確実に閉塞することができる。

また、キャップ部材１０は、ボルト８を外すことによって、ポリエチレン管１に対して着脱自在であるので、キャップ部材１０を再利用することができる。これによって、図５に示した従来技術における融着キャップ部分の切断により生じる廃棄物処理の問題を解消することができる。

上述した、継手部材がキャップ部材である、この発明の管継手構造によれば、継手部材の構成を備えたキャップ部材１０を用いて、鋳鉄管からポリエチレン管への入れ替え工事における管端閉塞を行う場合には、施工時に廃棄物を出さず、再利用可能なキャップ構造を得ることできる。

１：ポリエチレン管
２：接続継手部材
２ａ：ボルト孔
３：被接続対象管
４：抜け止め部
４ａ：フランジ
４ｂ：歯部
４ｃ：突部
５：封止部材
６：押し込み機構
７：押し輪
７ａ：ボルト孔
８：ボルト
９：ナット
１０：キャップ部材
１０ａボルト孔
１１：抜け止め部
１１ａ：歯部
２１：ポリエチレン管
２２：鋳鉄管
２３：フランジ
２３ａ：ボルト孔
２４：メカニカル継手
２５：補強材
２６：ロックリング
２７：カラーリング
２８：抜け止めリング
２９：押し輪
２９ａ：ボルト孔
３０：バックアップリング
３１：丸ゴム輪
３２：角ゴム輪
３３：ゴム輪
３４：座金
３５：ボルト
３６：ナット
３７：受口部
３８：発熱線
３９：キャップ部材
４０：端子部
４１：引出線

Claims (13)

1. 接続対象管の端部に継手部材を接続する管継手構造において、
   前記接続対象管の管端内に挿入される、外周面に歯部が形成された抜け止め部と、前記継手部材の端部内周面と前記接続対象管の端部外周面との間に形成された隙間内に挿入される封止部材と、前記封止部材を押し込んで、前記接続対象管を縮径させ、かくして、前記接続対象管の内周面に前記歯部を食い込ませる押し込み機構とからなり、前記抜け止め部は、前記継手部材に設けられ、前記歯部は、前記抜止め部材の挿入側面（Ｓ２）と、前記抜止め部材の反挿入側面（Ｓ１）とを有し、前記挿入側面（Ｓ２）の、前記抜止め部材の軸線（Ｌ）に対する外角の角度（θ２）は、前記反挿入側面（Ｓ１）の、前記抜止め部材の軸線（Ｌ）に対する外角の角度（θ１）より大きく、隣接する前記歯部の底部間には、間隔が形成され、前記隙間の奥部に形成された、前記封止部材の端面が当接する当接面と前記接続対象管の管端面が当接する当接面とが、前記継手部材の軸線と直交する１つの平面により形成され、最奥部の前記歯部と前記当接面との間には、間隔が形成されていることを特徴とする管継手構造。
2. 前記抜け止め部は、前記継手部材と一体的に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の管継手構造。
3. 前記抜け止め部は、前記継手部材に対して固定手段により固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の管継手構造。
4. 前記歯部は、前記抜け止め部の軸回りに螺旋状に形成されていることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載の管継手構造。
5. 前記押し込み機構は、前記封止部材に当接される押し輪と、前記押し輪と前記継手部材とを締結するボルトとナットとからなることを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載の管継手構造。
6. 前記抜け止め部の前記封止部材と接する面には、突部が形成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れか１つに記載の管継手構造。
7. 前記継手部材は、前記接続対象管の端部と被接続対象管の端部とを接続する接続継手部材であることを特徴とする、請求項１から６の何れか１つに記載の管継手構造。
8. 前記継手部材は、前記接続対象管の端部を閉塞するキャップ部材であることを特徴とする、請求項１から６の何れか１つに記載の管継手構造。
9. 前記封止部材は、ゴム製であることを特徴とする、請求項１から８の何れか１つに記載の管継手構造。
10. 前記接続対象管は、樹脂管であることを特徴とする、請求項１から９の何れか１つに記載の管継手構造。
11. 前記樹脂管は、ポリエチレン管であることを特徴とする、請求項１０に記載の管継手構造。
12. 前記被接続対象管は、金属管であることを特徴とする、請求項７に記載の管継手構造。
13. 前記被接続対象管は、樹脂管であることを特徴とする、請求項７に記載の管継手構造。

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