JP6764668B2 - 管継手および管の接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、管を接合するのに使用される管継手および管の接合方法に関する。

従来、この種の管継手としては、図１９に示すように、一方の管１０１の端部に形成された受口１０２の内部に、他方の管１０３の端部に形成された挿口１０４が挿入され、挿口１０４の外周面と受口１０２の内周面との隙間に環状のシール部材１０５が設けられ、シール部材１０５を受口１０２の奥側へ押す押輪１０６が挿口１０４に外嵌されて受口１０２の開口端部に外側から対向するように構成されているものがある。

挿口１０４は外周部に挿口突部１０７を有している。また、管軸方向において挿口突部１０７に係合して、挿口１０４が受口１０２から離脱するのを防止する環状のロッキング部材１０８が、押輪１０６の内周と挿口１０４の外周との間に設けられている。

押輪１０６と受口１０２とは複数のボルト、ナット１０９で連結されており、押輪１０６はロッキング部材１０８を介してシール部材１０５を受口１０２の奥側へ押す。
これによると、シール部材１０５はロッキング部材１０８を介して押輪１０６により受口１０２の奥側へ押されているため、管１０１,１０３内の流体圧等によってシール部材１０５が受口１０２の外部へ押し出されるのを防止できる。

尚、上記のような管継手は例えば下記特許文献１に記載されている。

特開２０１５−１４３５２４

しかしながら上記の従来形式では、ロッキング部材１０８を介して押輪１０６でシール部材１０５を受口１０２の奥側へ押している際、シール部材１０５の一端部１０５ａ（受口開口側の端部）が拡径方向へ過剰に変形（移動）してはみ出る虞があり、図２０に示すように、シール部材１０５のはみ出た部分１０５ａが受口１０２の開口端面とロッキング部材１０８との間に挟まれた場合、ロッキング部材１０８が十分な力でシール部材１０５を押すことができず、シール部材１０５のシール性能が低下するといった問題がある。

本発明は、スペーサを介して押輪でシール部材を受口の奥側へ押している際、シール部材の一端部が拡径方向へ変形してスペーサと受口の開口端部との間に挟まれるのを防止することが可能な管継手および管の接合方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、一方の管に形成された受口の内部に、他方の管に形成された挿口が挿入され、
挿口の外周面と受口の内周面との隙間に環状のシール部材が設けられ、
シール部材を受口の奥側へ押す押輪が挿口に外嵌されて受口の開口端部に外側から対向する管継手であって、
シール部材と押輪との間にスペーサが設けられ、
シール部材はスペーサを介して押輪により受口の奥側へ押され、
スペーサは、シール部材に当接する側に、凹部を有しており、
シール部材の一端部がスペーサの凹部に嵌め込まれ、
スペーサの凹部よりも径方向における外側の部分が、管軸方向において対向する受口の開口端面と押輪の端面との間に挟まれた状態で、受口の開口端面から受口内へ入り込まないものである。

これによると、シール部材はスペーサを介して押輪により受口の奥側へ押されているため、管内の流体圧等によってシール部材が受口の外部へ押し出されるのを防止できる。
また、スペーサを介して押輪でシール部材を受口の奥側へ押している際、シール部材の一端部がスペーサの凹部に嵌め込まれているため、シール部材の一端部が拡径方向へ変形してスペーサと受口の開口端部との間に挟まれるのを防止することができる。これにより、スペーサが十分な力でシール部材を押すことができ、シール部材のシール性能が良好に保たれる。

本第２発明は、一方の管に形成された受口の内部に、他方の管に形成された挿口が挿入され、
挿口の外周面と受口の内周面との隙間に環状のシール部材が設けられ、
シール部材を受口の奥側へ押す押輪が挿口に外嵌されて受口の開口端部に外側から対向する管継手であって、
シール部材と押輪との間にスペーサが設けられ、
シール部材はスペーサを介して押輪により受口の奥側へ押され、
スペーサは、円環状の部材であって、シール部材に当接する側に凹部を有しており、
凹部は径方向において相対向する外周面と内周面とを有し、
凹部の内周面の直径がスペーサの内径よりも大きく、
凹部の外周面の直径がスペーサの外径よりも小さく、
シール部材の一端部がスペーサの凹部に嵌め込まれているものである。

本第３発明は、一方の管に形成された受口の内部に、他方の管に形成された挿口が挿入され、
挿口の外周面と受口の内周面との隙間に環状のシール部材が設けられ、
シール部材を受口の奥側へ押す押輪が挿口に外嵌されて受口の開口端部に外側から対向する管継手であって、
挿口は外周部に挿口突部を有し、
シール部材と押輪との間にスペーサが設けられ、
シール部材は、挿口の外周面と受口の内周面とに挟まれて管径方向に圧縮される圧縮部を有するとともに、スペーサを介して押輪により受口の奥側へ押されて、挿口突部の外周に位置しており、
シール部材の圧縮部が挿口突部よりも受口の奥側に位置し、
スペーサはシール部材に当接する側に凹部を有しており、
シール部材の一端部がスペーサの凹部に嵌め込まれ、
管軸方向において挿口突部に係合して、挿口が受口から離脱するのを防止する離脱防止部材が、押輪の内周と挿口の外周との間に設けられているものである。

これによると、シール部材が挿口突部の外周に位置しているため、シール部材の位置と挿口突部の位置とが管径方向において重複し、挿口の先端部から挿口突部までの長さが短縮される。これにより、受口の開口端部から受口内の奥端までの長さを短縮することができ、管軸方向において管継手が小型化される。

また、挿口突部よりも受口の奥側において、シール部材の圧縮部が挿口の外周面と受口の内周面とに挟まれて管径方向に圧縮されることにより、挿口と受口との間がシールされ、管内の流体が挿口と受口との間から漏出するのを防止できる。

また、地震等によって挿口に離脱力が作用しても、挿口突部が離脱方向から離脱防止部材に係合することにより、挿口が受口から離脱するのを防止することができる。
本第４発明における管継手は、受口は開口端部にフランジを有し、
スペーサは押輪とフランジとの間に挟まれ、
押輪とフランジとがスペーサを介して離間しているものである。
これによると、スペーサは押輪と受口のフランジとの間に挟まれるため、スペーサを所定の取付位置に固定することができる。
本第５発明は、上記第１発明から第４発明のいずれか１項に記載の管継手を用いた管の接合方法であって、
押輪を挿口に外嵌し、
シール部材の一端部をスペーサの凹部に嵌め込んで、シール部材とスペーサとを挿口に外嵌し、
スペーサを介して押輪でシール部材を押しながら挿口を受口内に挿入するものである。

これによると、スペーサを介して押輪でシール部材を押している際、シール部材の一端部がスペーサの凹部に嵌め込まれているため、シール部材の一端部が拡径方向へ変形してスペーサと受口の開口端部との間に挟まれるのを防止することができる。

以上のように本発明によると、スペーサを介して押輪でシール部材を受口の奥側へ押している際、シール部材の一端部がスペーサの凹部に嵌め込まれているため、シール部材の一端部が拡径方向へ変形してスペーサと受口の開口端部との間に挟まれるのを防止することができる。これにより、スペーサが十分な力でシール部材を押すことができ、シール部材のシール性能が良好に保たれる。

本発明の第１の実施の形態における管継手の断面図である。 同、管継手の一部拡大断面図である。 同、管継手のシール部材の断面図であり、管継手に取り付けられていない自然状態での形状を示している。 同、管継手のロックリングの図である。 図４におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、管継手の押輪の図である。 図６におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、管継手のスペーサの図である。 図８におけるＸ−Ｘ矢視図である。 同、管継手のスペーサの一部拡大断面図である。 同、管継手を用いた管同士の接合方法を示す断面図である。 管継手を用いて管同士を接合する際の装着不良の一例を示す参考図である。 管継手を用いて管同士を接合する際の装着不良の別の例を示す参考図である。 本発明の第２の実施の形態における管継手のシール部材の断面図であり、管継手に取り付けられていない自然状態での形状を示している。 同、管継手のスペーサの断面図である。 同、管継手の断面図である。 同、管継手の一部拡大断面図である。 同、管継手を用いた管同士の接合方法を示す断面図である。 従来の管継手の断面図である。 同、従来の管継手の一部拡大断面図であり、シール部材のはみ出た部分が受口のフランジとロッキング部材との間に挟まれた状態を示す。

以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１に示すように、１は一方の管２（異形管又は直管）と他方の管３（異形管又は直管）とを接続する管継手であり、一方の管２の端部に形成された受口４に、他方の管３の端部に形成された挿口５が挿入されている。

挿口５の外周面と受口４の内周面との隙間に環状のシール部材７が設けられ、シール部材７を受口４の奥側へ押す押輪８が、挿口５に外嵌されて、受口４の開口端部に外側から対向している。

受口４は開口端部にフランジ６を有している。
挿口５は、外周部に、挿口突部９を全周にわたり有している。また、管軸方向において挿口突部９に係合して、挿口５が受口４から離脱するのを防止するロックリング１０（離脱防止部材の一例）が、押輪８の内周と挿口５の外周との間に設けられている。また、シール部材７と押輪８との間にはスペーサ１１が設けられている。

シール部材７は、ゴム（弾性材）製の円環状の部材であり、挿口突部９の外周側に位置している。図３に示すように、シール部材７は、受口４へ押し込まれる際に先端となる箇所において断面円形に形成された圧縮部１６と、圧縮部１６から押輪８に近付く方向に形成された基部１７とを有している。尚、基部１７は圧縮部１６よりも硬質のゴムで形成されている。

圧縮部１６は、挿口突部９よりも受口４の奥側に位置して、受口４の内周面と挿口５の外周面とに挟まれて管径方向に圧縮されている。
基部１７の外周は挿口５の離脱方向Ａほど拡径するテーパー状に形成されている。基部１７の内周には、挿口突部９が挿口５の挿入方向Ｂから入り込む第１凹部１８が形成されている。第１凹部１８は、管軸方向において、圧縮部１６よりも挿口５の離脱方向Ａ側に存在しており、基部１７の内径ｄよりも大きな内径ｄ１を有している。

図４,図５に示すように、ロックリング１０は、一箇所が切断された一つ割り構造の円環状の金属製の部材であり、押輪８の内周と挿口５の外周との間に嵌まり込んだリング本体部２１（離脱防止本体部の一例）と、挿口突部９に係合可能な係合部２２とを有している。係合部２２は、リング本体部２１から挿口５の挿入方向Ｂに突出して、シール部材７の第１凹部１８の内周面と挿口５の外周面との間に入り込んでいる。

また、係合部２２の管径方向における肉厚Ｔ１はリング本体部２１の管径方向における肉厚Ｔ２よりも薄い。尚、ロックリング１０は一つ割り構造であるため、図４の仮想線で示すように、専用の拡径具を用いて、ロックリング１０の切断部２３を拡大させるような外力Ｆを作用させることにより、ロックリング１０の内径を拡大（拡径）することが可能であり、上記のような外力Ｆを除去することにより、ロックリング１０の内径が元の径に復元される。

ロックリング１０には溝３６が形成されており、ロックリング１０を拡径する場合、拡径具を溝３６に係合する。また、ロックリング１０には、拡径方向への変形を容易にするための複数の切欠部２４（減肉部の一例）が形成されている。

尚、図１,図２に示すように、挿口突部９は、管軸方向において、シール部材７の圧縮部１６とロックリング１０の係合部２２との間に位置する。
図６,図７に示すように、押輪８は、円環状の部材であり、内周部に、ロックリング１０のリング本体部２１が嵌まり込む嵌込部２５と傾斜面２６とを有している。嵌込部２５の内径ｄ３は押輪８の内径ｄ４よりも大きく、傾斜面２６は、押輪８の内周面８ａと嵌込部２５の内周面２５ａとの間に形成され、挿口５の挿入方向Ｂほど拡径するように傾斜しており、図１,図２に示すように、ロックリング１０のリング本体部２１の端面と外周面とのコーナー部に当接する。

図１に示すように、押輪８と受口４のフランジ６とは複数のＴ型のボルト２８とナット２９とにより連結され、スペーサ１１が押輪８と受口４のフランジ６との間に挟まれており、これにより、押輪８と受口４のフランジ６との間には所定の間隙３１が形成され、押輪８と受口４のフランジ６とがスペーサ１１を介して離間している。

シール部材７はスペーサ１１を介して押輪８により受口４の奥側へ押されている。図８〜図１０に示すように、スペーサ１１は、樹脂製の円環状の部材であり、シール部材７に当接する側に、第２凹部３２を有している。尚、第２凹部３２の外周面３３は挿口５の挿入方向Ｂほど拡径するように傾斜している。シール部材７の基部１７の端部がスペーサ１１の第２凹部３２に嵌め込まれている。

また、図１,図２に示すように、ロックリング１０の係合部２２は、スペーサ１１の内周面と挿口５の外周面との間を通って、シール部材７の第１凹部１８の内周面と挿口５の外周面との間に入り込んでいる。

以下、上記構成における作用を説明する。
図１に示すように、管継手１を介して両管２,３同士を接合した状態では、挿口突部９よりも受口４の奥側において、シール部材７の圧縮部１６が受口４の内周面と挿口５の外周面とに挟まれて管径方向に圧縮されることにより、受口４と挿口５との間がシールされ、管２,３内の水（流体の一例）が受口４と挿口５との間から漏出するのを防止できる。

さらに、シール部材７はスペーサ１１を介して押輪８により受口４の奥側へ押されているため、管２,３内の水圧（流体圧の一例）等によってシール部材７が受口４の外部へ押し出されるのを防止できる。

また、地震等によって挿口５に離脱力が作用しても、挿口突部９が離脱方向Ａからロックリング１０の係合部２２に係合することにより、挿口５が受口４から離脱するのを防止することができる。

また、シール部材７が挿口突部９の外周に位置しているため、シール部材７の位置と挿口突部９の位置とが管径方向において重複し、挿口５の先端部から挿口突部９までの長さＬ１が短縮される。これにより、受口４の開口端部から受口４内の奥端３５までの長さＬ２を短縮することができ、管軸方向において管継手１が小型化される。

また、図１,図２に示すように、ロックリング１０の係合部２２は挿口５の挿入方向Ｂからシール部材７の第１凹部１８の内周面と挿口５の外周面との間に入り込んでいるため、シール部材７の一端部（すなわちスペーサ１１に当接する側の端部）が管径方向の内側へ変形し難くなり、シール部材７の基部１７の形状が安定するので、シール性（水密性）の低下を防止することができる。

また、図６,図７に示すように、押輪８は分割構造を有していない円環状の部材であるため、強度を高くし、コストを低減することができる。
次に、管継手１を用いた管２,３の接合方法を説明する。

図１１に示すように、先ず、押輪８を挿口５に外嵌して挿口突部９よりも挿口５の離脱方向Ａ側へ移動させる。次に、専用の拡径具を用いて、図４の仮想線で示すように、ロックリング１０に外力Ｆを作用し、ロックリング１０を、内径を拡大した状態で、挿口５に外嵌して挿口突部９よりも挿口５の離脱方向Ａ側へ移動させ、その後、拡径具をロックリング１０から外して、拡径していたロックリング１０の径を縮小（縮径）し、ロックリング１０を挿口５の外周に抱き付かせ、ロックリング１０のリング本体部２１を、押輪８の嵌込部２５に嵌め込んで、押輪８の内周と挿口５の外周との間に配置する。

ロックリング１０は係合部２２の肉厚Ｔ１がリング本体部２１の肉厚Ｔ２よりも薄く、さらには、ロックリング１０に切欠部２４を設けたため、ロックリング１０の強度が高くなり過ぎず、これにより、管接合時、ロックリング１０を拡径するのに要する力Ｆが低減され、ロックリング１０の拡径作業の手間が軽減される。

尚、ロックリング１０の取付姿勢を安定させるためには、管軸方向におけるロックリング１０の幅Ｗを大きくすることが好ましく、この場合であっても、上記のようにロックリング１０の拡径作業の手間が軽減される。

その後、シール部材７の基部１７の一端部をスペーサ１１の第２凹部３２に嵌め込み、この状態で、シール部材７とスペーサ１１とを挿口５に外嵌し、スペーサ１１を、挿口突部９よりも挿口５の離脱方向Ａ側へ移動させて、ロックリング１０の係合部２２に外嵌するとともに、シール部材７を挿口突部９の外周側に位置させる。この際、挿口突部９をシール部材７の第１凹部１８に挿入することにより、シール部材７を容易に挿口突部９の外周側に位置させることができる。

尚、この時、シール部材７の圧縮部１６が挿口５の先端から挿口突部９までの範囲内に入るようにセットしておく。
その後、ボルト２８とナット２９を締め込んで、スペーサ１１を介して押輪８でシール部材７を押しながら挿口５を受口４内に挿入する。

このようにしてシール部材７を受口４内に押し込む際、シール部材７の一端部がスペーサ１１の第２凹部３２に嵌め込まれているため、シール部材７の一端部が拡径方向へ過剰に変形（移動）するのを防止することができる。これにより、管２,３同士を接合する際、シール部材７の一端部が拡径方向へ変形して受口４のフランジ６の端面とスペーサ１１との間に挟まれることはなく、図１に示すように、スペーサ１１が十分な力でシール部材７を押すことができ、このため、シール部材７を受口４の内周面と挿口５の外周面との間に確実に挿入して、シール部材７のシール性能を良好に保つことができる。

また、挿口５を受口４内に挿入する際、図１１に示すように、シール部材７の圧縮部１６が挿口５の先端から挿口突部９までの範囲内に入るようにセットされているため、圧縮部１６が挿口５の先端と受口４内の奥端３５との間に挟まれてしまうといった装着不良（図１２参照）や、シール部材７を十分に受口４内に挿入することができないといった装着不良（図１３参照）の発生を防止することができる。

上記のようにして管２,３同士を接合した場合、図１,図２に示すように、スペーサ１１は押輪８と受口４のフランジ６との間に挟まれるため、スペーサ１１を所定の取付位置に固定することができる。
（第２の実施の形態）
以下に、第２の実施の形態について説明する。尚、第１の実施の形態と同じ部材については同一の符号を付記して、その詳細な説明を省略する。

図１４に示すように、シール部材７の第１凹部１８は、第１凹部１８の内周面から基部１７の端面に面する段付部１９を全周にわたり有している。段付部１９の内径ｄ２は第１凹部１８の内径ｄ１よりも大きく形成されている。

図１５に示すように、スペーサ１１の第２凹部３２は、径方向において相対向する外周面３３と内周面３４とを有している。第２凹部３２の内径ｄ５はスペーサ１１の内径ｄ６よりも大きく、第２凹部３２の外径Ｄ１はスペーサ１１の外径Ｄよりも小さい。

図１６,図１７に示すように、シール部材７の基部１７の端部がスペーサ１１の第２凹部３２に嵌め込まれており、この際、スペーサ１１の内周縁部１１ａがシール部材７の基部１７の段付部１９に嵌まり込む。

これによると、図１８に示すように、シール部材７を受口４内に押し込む際、シール部材７の一端部がスペーサ１１の第２凹部３２に嵌め込まれているため、シール部材７の一端部が管径方向（拡径方向および縮径方向）へ過剰に変形（移動）するのを防止することができる。これにより、管２,３同士を接合する際、シール部材７の一端部が受口４の端面とスペーサ１１との間に挟まれることはなく、スペーサ１１が十分な力でシール部材７を押すことができ、図１６,図１７に示すように、シール部材７を受口４の内周面と挿口５の外周面との間に確実に挿入して、シール部材７のシール性能を良好に保つことができる。

尚、上記各実施の形態では、図４に示すように、ロックリング１０には、複数の切込部２４（減肉部）が形成されているが、これに限られるものではなく、切込部２４を設けなくてもよい。

また、上記各実施の形態では、図１に示すように、スペーサ１１が押輪８と受口４との間に挟まれ、押輪８と受口４のフランジ６との間には所定の間隙３１が形成され、押輪８と受口４のフランジ６とがスペーサ１１を介して離間しているが、これに限られるものではなく、押輪８と受口４のフランジ６とが当接していてもよい。或いは、押輪８と受口４のフランジ６とのいずれか一方に突起部を設け、該突起部が押輪８と受口４のフランジ６とのいずれか他方に接触する様な形態であってもよい。

以上説明した実施形態は本発明の一具体例に過ぎず、該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能である。

１ 管継手
２ 一方の管
３ 他方の管
４ 受口
５ 挿口
６ フランジ
７ シール部材
８ 押輪
９ 挿口突部
１０ ロックリング（離脱防止部材）
１１ スペーサ
１６ 圧縮部
３２ 第２凹部（凹部）

Claims (5)

1. 一方の管に形成された受口の内部に、他方の管に形成された挿口が挿入され、
   挿口の外周面と受口の内周面との隙間に環状のシール部材が設けられ、
   シール部材を受口の奥側へ押す押輪が挿口に外嵌されて受口の開口端部に外側から対向する管継手であって、
   シール部材と押輪との間にスペーサが設けられ、
   シール部材はスペーサを介して押輪により受口の奥側へ押され、
   スペーサは、シール部材に当接する側に、凹部を有しており、
   シール部材の一端部がスペーサの凹部に嵌め込まれ、
   スペーサの凹部よりも径方向における外側の部分が、管軸方向において対向する受口の開口端面と押輪の端面との間に挟まれた状態で、受口の開口端面から受口内へ入り込まないことを特徴とする管継手。
2. 一方の管に形成された受口の内部に、他方の管に形成された挿口が挿入され、
   挿口の外周面と受口の内周面との隙間に環状のシール部材が設けられ、
   シール部材を受口の奥側へ押す押輪が挿口に外嵌されて受口の開口端部に外側から対向する管継手であって、
   シール部材と押輪との間にスペーサが設けられ、
   シール部材はスペーサを介して押輪により受口の奥側へ押され、
   スペーサは、円環状の部材であって、シール部材に当接する側に凹部を有しており、
   凹部は径方向において相対向する外周面と内周面とを有し、
   凹部の内周面の直径がスペーサの内径よりも大きく、
   凹部の外周面の直径がスペーサの外径よりも小さく、
   シール部材の一端部がスペーサの凹部に嵌め込まれていることを特徴とする管継手。
3. 一方の管に形成された受口の内部に、他方の管に形成された挿口が挿入され、
   挿口の外周面と受口の内周面との隙間に環状のシール部材が設けられ、
   シール部材を受口の奥側へ押す押輪が挿口に外嵌されて受口の開口端部に外側から対向する管継手であって、
   挿口は外周部に挿口突部を有し、
   シール部材と押輪との間にスペーサが設けられ、
   シール部材は、挿口の外周面と受口の内周面とに挟まれて管径方向に圧縮される圧縮部を有するとともに、スペーサを介して押輪により受口の奥側へ押されて、挿口突部の外周に位置しており、
   シール部材の圧縮部が挿口突部よりも受口の奥側に位置し、
   スペーサはシール部材に当接する側に凹部を有しており、
   シール部材の一端部がスペーサの凹部に嵌め込まれ、
   管軸方向において挿口突部に係合して、挿口が受口から離脱するのを防止する離脱防止部材が、押輪の内周と挿口の外周との間に設けられていることを特徴とする管継手。
4. 受口は開口端部にフランジを有し、
   スペーサは押輪とフランジとの間に挟まれ、
   押輪とフランジとがスペーサを介して離間していることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の管継手。
5. 上記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の管継手を用いた管の接合方法であって、
   押輪を挿口に外嵌し、
   シール部材の一端部をスペーサの凹部に嵌め込んで、シール部材とスペーサとを挿口に外嵌し、
   スペーサを介して押輪でシール部材を押しながら挿口を受口内に挿入することを特徴とする管の接合方法。

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