JP7186008B2

JP7186008B2 - 管継手

Info

Publication number: JP7186008B2
Application number: JP2018052569A
Authority: JP
Inventors: 皓一森本; 雅之山本; 義徳吉田; 正純小仲
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2022-12-08
Anticipated expiration: 2038-03-20
Also published as: JP2019163830A

Description

この発明は、挿し口挿入力の低減及び継手接合作業の簡略化を図ったプッシュオン方式の管継手に関する。

例えば、ダクタイル鉄管を用いて水道管路を布設する場合、継手部に止水用ゴム輪を設置し、そのゴム輪を圧縮することで、継手部を止水して管路通水機能を維持する。その止水方式として、プッシュオン方式とメカニカル方式の２種類がある。このうち、プッシュオン方式は、一方の鉄管の挿し口を他方の鉄管の受口に挿入することで接合でき、受口に設置したゴム輪が変形・圧縮される構成であり、ゴム輪を圧縮する押輪等の付属品を削減できる利点がある。

そのプッシュオン方式の管継手には、例えば、図９～図１１に示すＴ形（Tyton（タイトン））、図１２、図１３に示すＰＮ形がある。
そのＴ形管継手は、図９～図１１に示すように、一の管の挿し口１を他の管の受口２に挿し込んで接続するものであり、その際、受口２内に止水用ゴム輪３を装填し、挿し口１の挿し込みに伴い、ゴム輪３を圧縮して止水する（特許文献１）。
このＴ形管継手には、図９に示す、呼び径：７５～２５０のもの、図１０に示す同３００～６００のもの、図１１に示す同７００～２０００のもの等がある。それらにおいて、ゴム輪３の装填前の自然状態の断面を各図の（ｂ）に示し、ゴム輪３は、ヒール部３ａとバルブ部３ｂとからなって、ヒール部３ａで受口２内面に嵌め込んで装着され、バルブ部３ｂはそのヒール部３aから挿し込み方向に向かって徐々に肉厚となって内側に突出した形状をしており、挿し口１の挿し込みに伴いバブル部３ｂが圧縮されて止水作用を担う。図中、４はモルタル、エポキシ樹脂等からなるライニング層である。

ＰＮ形管継手は、図１２、図１３に示すように、同様に、一の管の挿し口１を他の管の受口２に挿し込んで接続するものであり、その際、受口２内に止水用ゴム輪３を装填し、挿し口１の挿し込みに伴い、ゴム輪３を圧縮して止水する。また、受口２内面全周のロックリング溝５ａにはロックリング５が装填され、そのロックリング５が挿し口１外周面の挿し口溝６に嵌っていることにより、その挿し口溝６の長さ（同図において左右方向（軸方向））分、ロックリング５が動き得て、挿し口１の挿し込み・抜け出しを防止する伸縮・離脱防止機能を有する。このＰＮ形管継手は、図１２に示す呼び径：３００～６００のもの、図１３に示す同７００～１５００のものがある。図中、７はロックリング５の抱き込み用スプリングであり、受口２の周囲等間隔（例えば、８等分位）に複数設けられる。なお、呼び径：７００、同８００ではスプリング７は不要である。
このＰＮ形管継手は、Ｔ形管継手に比べて、ゴム輪３のボリューム（断面積）を小さくし得ることから、挿し口１の挿入時の抵抗力（以下、「挿し口挿入力」）が低減される。

特開２０１１－２２０４７４号公報

上記従来のＴ形管継手は、ゴム輪３のボリュームが大きいため、大きな挿し口挿入力を必要とする。このため、さや管内などの狭小空間内で配管する場合、継手接合作業が煩わしく、さらに困難となる場合がある。
ＰＮ形管継手は、上記のように、ゴム輪３のボリュームを小さくし得ることから、挿し口挿入力は小さいが、挿し口１の挿入作業のみでは止水性を十分に確保することができない場合が多い。このため、図１３に示すように、プッシュオン方式ではあるが、押しボルト付の押輪８等の接合付属品をゴム輪３に宛がい、その接合付属品８によってゴム輪３を圧縮して止水性を担保している。この圧縮作業は、管路内で行うため、煩雑であり、継手接合作業に多くの時間を費やしている。

この発明は、以上の実状の下、継手接合作業が容易で、かつ十分な止水性を担保することを課題とする。

上記課題を達成するため、この発明は、挿し口による上記ゴム輪のその挿し込み方向の変形を阻止する壁を受口内面に設けることとしたのである。
このようにすれば、通常、挿し口の受口への挿入につれてゴム輪が挿し口と受口に挟まれ圧縮されるとともにゴム輪が受口奥側に（挿し込み方向（管軸方向）に）伸びようとするが、壁によってそのゴム輪の挿し込み方向の変形が阻止されるため、ゴム輪はその壁方向からも圧縮される。
このとき、ゴム輪は上記管軸方向の圧縮に伴って管径方向の面圧（圧縮力）も高まるため、従来と同様な管径方向の面圧をボリューム（断面積）の小さいゴム輪で得ることができる。このボリュームを小さくできることにより挿し口挿入力が減少し、挿し込み方向の変形が阻止されることによる挿し口挿入力の増加に比べて前記減少度合いが大きいため、結果として挿し口挿入力は減少する。

具体的には、内周面に止水用ゴム輪を装填した一の管の受口に、他の管の挿し口を前記ゴム輪を圧縮して挿し込んだ管継手であって、前記受口内面に、挿し口による前記ゴム輪のその挿し込み方向の変形を阻止する壁を設けた構成を採用したのである。
この構成において、上記壁は、挿し口を受口に挿入した際、ゴム輪が接するようにすれば、挿し口の挿入当初からゴム輪に接したり、又は挿入当初はゴム輪に接していなくても挿し込みに伴ってゴム輪に接したりして、ゴム輪の挿し込み方向の変形が阻止され、その挿し込み方向（管軸方向）の面圧も得られるとともに、管径方向の圧縮力も増すため、ゴム輪の受口内面及び挿し口外面への面圧が効果的に高くなる。
また、上記挿し口による上記ゴム輪のその挿し込み方向で接する上記壁の当接面は上記受口の軸方向に対して直角（垂直）とすれば、ゴム輪の挿し込み方向の変形を有効に阻止できるため、挿し込み方向の面圧も有効に得られるとともにゴム輪の受口内面及び挿し口外面への面圧がより高くなり、ゴム輪のボリュームを小さくできて、挿し口挿入力も有効に減少させることができる。
管継手としては、上記Ｔ形としたり、ＰＮ形としたりと、プッシュオン方式の種々の管継手を採用することができる。

この発明は、以上のように構成し、ゴム輪の挿し口挿し込み方向においても圧縮作用を受けてゴム輪の受口内面及び挿し口外面への面圧が高くなるようにしたので、ゴム輪のボリュームを小さくすることができる。このため、挿し口挿入後の十分な面圧を担保しつつ挿し口挿入力を大きく低減することができて、作業性が向上する。
また、ＰＮ形管継手は、ゴム輪と挿し口外周面及び受口内周面との十分な面圧が確保できるため、押輪８等の接合付属品が不要となり、コストダウンとともに、継手接合時間の短縮を図ることができる。
以上から、この発明に係る管継手は、さや管内などの狭小空間内で持込接合して配管する場合に有効なものと言える。

この発明に係る管継手の一実施形態の要部断面図であり、（ａ）は接合前、（ｂ）は接合後同他の実施形態の要部断面図であり、（ａ）は接合前、（ｂ）は接合後同さらに他の実施形態の要部断面図であり、（ａ）は接合前、（ｂ）は接合後同さらに他の実施形態の要部断面図であり、（ａ）は接合前、（ｂ）は接合後ゴム輪の面圧作用図を示し、（ａ）はこの発明に係る管継手の実施形態、（ｂ）は従来例この発明に係る管継手の一実施形態のゴム輪と従来のゴム輪の比較図挿し口挿入力の比較図（ａ）、（ｂ）はこの発明に係る管継手のさらに他の各実施形態の要部断面図Ｔ形管継手の一例を示し、（ａ）は要部断面図、（ｂ）はゴム輪の外形図Ｔ形管継手の他例を示し、（ａ）は要部断面図、（ｂ）はゴム輪の外形図Ｔ形管継手のさらに他例を示し、（ａ）は要部断面図、（ｂ）はゴム輪の外形図ＰＮ形管継手の一例の要部断面図ＰＮ形管継手の他例の要部断面図

この発明に係るＴ形管継手の各実施形態を図１、図２に、同ＰＮ形管継手の各実施形態を図３、図４に示す。

図１、図２に示すＴ形管継手１０は、従来と同様に、呼び径７００以上の一のダクタイル鋳鉄管の挿し口１を同他のダクタイル鋳鉄管の受口２に挿し込んで接続するものであり、その際、受口２内に止水用ゴム輪３を装填し、挿し口１の挿し込みに伴い、ゴム輪３を圧縮して止水する。ゴム輪３は、受口２内面全周に位置する円環状のものであって、そのヒール部３ａを受口２内面の取り付け溝（円周溝）１１に嵌めることによって受口２の内面に設置される（設けられる）。以上の構成は従来と同様であり、上記と同一符号は同一物を示す。

この実施形態の管継手１０は、挿し口１によるゴム輪３のその挿し込み方向の変形を阻止する壁１２を受口２内面に設けている点が特徴である。
また、壁１２のゴム輪３との当接面１２ａは、受口２の軸方向に対して直角（径方向）であったり、適宜な傾斜角度をもっていたりしても良い。このとき、ゴム輪３を設置（セッティング）した際、図示のように、壁１２の当接面１２ａとゴム輪３とは当接している（ゴム輪３のバルブ部３ｂの先端部が壁１２に接している）とともにその接する部分の奥部には空隙が形成されている。

これらの壁１２の位置、当接面１２ａの傾き、突出長さ（径方向）等は、ゴム輪３の圧縮による受口２内面と挿し口１外面との間に所要の面圧が得られ、かつ挿し口挿入力が従来に比べて低減し得るように、実験などによって適宜に設定する。この実施形態においては、壁１２のゴム輪３との当接面１２ａは、受口２の軸方向に対して直角（垂直、径方向）となって、ゴム輪３を受口２内に設置した際、その壁１２の当接面１２ａとゴム輪３とは当接する。

壁１２の形成手段としては、図１に示すように、その壁１２に相当するリング状突条を受口２の鋳造時に一体に設けたり、そのリング状突条（図１（ａ）の鎖線で区画された円環状部分参照）を溶接等によって受口２内面に固定したりすることができる。
また、図２に示すように、従来の受口奥端２ａから延びる内面をさらに延ばして壁１２を受口鋳造時に一体に形成することもできる。このとき、同様に、その延ばした壁１２の部分（図２（ａ）の鎖線で区画された円環状部分参照）を溶接等によって受口２内面に固定したりすることができる。
何れにしても、各図（ａ）から同（ｂ）に示すように、挿し口１を受口２に挿し込むと、それに伴ってゴム輪３が圧縮されて継手部が構成される。
このとき、壁１２によって、ゴム輪３の挿し込み方向の変形が阻止されるため、ゴム輪３の受口２内面と挿し口１外面との間に面圧が得られるとともに、ゴム輪３と壁当接面１２ａとの当接によっても面圧が得られるため、十分な止水効果を得ることができる。

図３、図４に示すＰＮ形管継手２０は、従来と同様に、呼び径７００以上の一のダクタイル鋳鉄管の挿し口１を他の同ダクタイル鋳鉄管の受口２に挿し込んで接続するものであり、その際、受口２内に止水用ゴム輪３を装填し、挿し口１の挿し込みに伴い、ゴム輪３を圧縮して止水する。ゴム輪３は、受口２内面全周に位置する円環状のものであって、そのヒール部３ａを受口２内面の取り付け溝（円周溝）２１に嵌めることによって受口２の内面に設置される（設けられる）。この構成は従来と同様であり、上記と同一符号は同一物を示す。

この実施形態の管継手２０においても、同様に、挿し口１によるゴム輪３のその挿し込み方向の変形を阻止する壁２２を受口２内面に設けている。
また、壁２２のゴム輪３との当接面２２ａは、受口２の軸方向に対して直角（垂直、径方向）であったり、適宜な傾斜角度をもっていたりしても良い。このとき、ゴム輪３を設置（セッティング）した際、図示のように、当接していたり、少しの隙間を有したりすることができる。

これらの壁２２の位置、当接面２２ａの傾き、突出長さ（径方向）等は、同様に、ゴム輪３の圧縮による受口２内面と挿し口１外面との間に所要の面圧が得られ、かつ挿し口挿入力が従来に比べて低減し得るように、実験などによって適宜に設定する。この実施形態においては、壁２２のゴム輪３との当接面２２ａは、受口２の軸方向に対して直角となって、ゴム輪３を設置した際、その壁２２の当接面２２ａとゴム輪３とは当接する。

壁２２の形成手段としては、図３に示すように、同様に、その壁２２に相当するリング状突条を受口２の鋳造時に一体に設けたり、そのリング状突条（図３（ａ）の鎖線で区画された円環状部分参照）を溶接等によって受口２内面に固定したりすることができる。
また、図４に示すように、従来の受口奥端２ａから延びる内面をさらに延ばして壁２２を受口鋳造時に形成することもできる。このとき、同様に、その延ばした壁２２の部分（図４（ａ）の鎖線で区画された円環状部分参照）を溶接等によって受口２内面に固定したりすることができる。
何れにしても、各図（ａ）から同（ｂ）に示すように、挿し口１を受口２に挿し込むと、それに伴ってゴム輪３が圧縮されて継手部が構成される。
このとき、壁２２によって、ゴム輪３の挿し込み方向の変形が阻止されるため、ゴム輪３の受口２内面と挿し口１外面との間に面圧が得られるとともに、ゴム輪３と壁当接面２２ａとの当接によっても面圧が得られるため、十分な止水効果を得ることができる。

図５には、この発明に係る上記図１に示す壁１２を有する実施形態の場合（同図（ａ））と、壁を有しない従来の場合（同図（ｂ））とにおける、壁１２を設けた以外、挿し口１、受口２及びゴム輪３が同一構成の呼び径：２０００のＴ形管継手の挿し口１の受口２への挿入時の面圧発生分布を示す。その負の値がゴム輪３の面圧（圧縮力）を示す。
この図５（ａ）と同（ｂ）の対比から、この実施形態においては、ゴム輪３による受口２内面及び挿し口１外面との止水部に加えて壁当接面１２ａとにおいても止水部が形成されており、従来と同様の止水効果を得ることができている。
よって、図６に示すように、ゴム輪３は、点線の従来の大きさ（ボリューム）に対し、小さい実線の大きさとしても十分な面圧（止水効果）を得ることができることが理解できる。
一方、呼び径：２０００のＴ形管継手において、図１の管継手１０に図６の実線のゴム輪３を、図９の管継手に図６の点線のゴム輪３をセットした場合の挿し口挿入力の最大値を図７に示す。これから、この発明の管継手１０における挿し口挿入力が低減していることが理解できる。

以上のように、ゴム輪３のボリュームを小さくできること等により挿し口挿入力が減少し、挿し込み方向の変形が阻止されることによる挿し口挿入力の増加に比べて前記減少度合いが大きいため、結果として挿し口挿入力は減少する。
因みに、同じ大きさのゴム輪３であれば、挿し口挿入力の大小を無視すれば、この実施形態における管継手は、図１１で示す従来の管継手に対し、壁１２を有することによって壁当接面１２ａとの間にも止水部が形成されるため、後者に比べれば、止水効果は高いものとなる。

図８には、他の実施形態を示し、（ａ）は、ゴム輪３のバルブ部３ｂの外周面全周に亘る断面三角状の切欠部３１を形成したものであり、（ｂ）はゴム輪３のバルブ部３ｂに面する壁１２、２２側に全周に亘る断面四角状空間３２を形成したものである。
何れの実施形態も、受口２に挿し口１を挿し込むと、切欠部３１、空間３２の存在によって、ゴム輪３のバルブ部３ｂの径方向の圧縮が円滑となって、挿し口挿入力の低減を図ることができる。その切欠部３１、空間３２の形状、大きさ（断面積）は、断面三角状、四角状に限らず、受口２内周面及び挿し口１外周面とゴム輪３の面圧が所要の値となる範囲内において、挿し口挿入力の低減が図れるように、実験などによって適宜に設定する。
なお、図１～図４の実施形態も、前記ゴム輪３のバルブ部３ｂの先端部が壁１２に接しているとともにその接する部分の奥部には空隙が形成されているため、図８の実施形態と同様に、受口２に挿し口１を挿し込むと、その空隙の存在によって、ゴム輪３のバルブ部３ｂの径方向の圧縮が円滑となって、挿し口挿入力の低減を少なからず図っている。

この壁１２、２２を設けた管継手は、挿し口挿入力が大きい、特に、図１（ａ）、図２（ａ）、図１１（ｂ）に示すゴム輪３を使用する、呼び径７００～２０００等の大口径の管継手に有効である。
ゴム輪３のバルブ部３ｂの先端部形状（図１１において右端側）は、上記各例のように「曲面状」としなくても、当接面１２ａ、２２ａに沿う四角状等の他の種々の形状を採用することができる。また、受口２の内面も筒軸方向に直線状形状としたが、ゴム輪３の外面形状に対応して適切な面圧が得られるように適宜な形状に変更することもできる。

この発明は、上記のＴ形管継手やＰＮ形管継手に限らず、他のプッシュオン方式の種々の管継手、例えば、ＮＳ形、ＧＸ形等にも採用し得ることは勿論である。また、ダクタイル鋳鉄管に特定されず、他の鋳鉄管のみならず、樹脂製管継手においても、この発明を採用することができる。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１挿し口
２受口
３ゴム輪
３ａゴム輪のヒール部
３ｂ同バルブ部
５ロックリング
５ａロックリング溝
６挿し口溝
７スプリング
１０Ｔ形管継手
１１取り付け溝
１２壁
１２ａ壁の当接面
２０ＰＮ形管継手
２１取り付け溝
２２壁
２２ａ壁の当接面
３１切欠部
３２空間

Claims

内周面に止水用ゴム輪（３）を装填した一の管の受口（２）に、他の管の挿し口（１）を前記ゴム輪（３）を圧縮して挿し込んだプッシュオン方式管継手において、
上記ゴム輪（３）は、ヒール部（３ａ）とバルブ部（３ｂ)とからなって、前記ヒール部（３a）を受口（２）内面の取り付け溝（１１、２１）に嵌めて取り付け、前記バルブ部（３ｂ）はそのヒール部（３a）から挿し込み方向に向かって徐々に肉厚となって内側に突出した形状をしており、前記受口（２）内面に、挿し口（１）による上記ゴム輪（３）のその挿し込み方向の変形を阻止する壁（１２、２２）を設け、その壁（１２、２２）には、前記ゴム輪（３）のバルブ部（３ｂ）の先端部が接しているとともにその接する部分の奥部には空隙が形成されており、挿し口（１）を受口（２）に挿入した際、前記壁（１２、２２）に挿し込み当初からゴム輪（３）が接してその挿し口（１）の挿し込みに伴いバルブ部（３ｂ）を圧縮してゴム輪（３）と挿し口（１）外面及び受口（２）内面との間に十分な面圧を得た管継手。