JP7546471B2 - 管連結装置 - Google Patents

Description

本発明は、管路構成部材同士の離脱を防止する管連結装置に関する。

例えば既設の水道管等の管路は、複数の管路構成部材を連結して構成されている。管路構成部材同士の接続方法として、一方の管路構成部材の受口部にリング状のシール部材を介して他方の管路構成部材の挿口部を挿入し、密封状に接続される接続箇所において管路構成部材同士の離脱を防止する管連結装置が採用されている。

このような管連結装置として特許文献１に示されるようなものがある。特許文献１の管連結装置は、受口部の外周面に取付けられる環状の受口側治具と、挿口部の外周面に取付けられる環状の挿口側治具と、受口側治具と挿口側治具を軸方向に連結する複数のボルト及びナットと、を備えている。受口側治具は、受口部の外周面に外嵌される受口ロックリングの外径側を囲うように配置され、受口側治具に螺合するセットボルトを内径方向に締め付けることで受口ロックリングを受口部の外周面に押し付け、その反力により受口側治具が受口部に対して強固に取付けられている。また、挿口側治具は、挿口部の外周面に外嵌される挿口ロックリングの外径側を囲うように配置され、挿口側治具に螺合するセットボルトを内径方向に締め付けることで挿口ロックリングを挿口部の外周面に押し付け、その反力により挿口側治具が挿口部に対して強固に取付けられている。

受口側治具と挿口側治具には、ボルトを挿通する挿通孔が周方向に複数形成されており、各挿通孔にボルトを挿通し、ボルト頭部とナットとにより受口側治具と挿口側治具とを軸方向に締め付けることにより、管路構成部材同士が離脱不能に連結されるようになっている。

特開２００８－２５７１５号公報（第７頁、第１図）

特許文献１のような管連結装置にあっては、ボルト及びナットにより受口側治具と挿口側治具とが軸方向に近付く方向に締め付けられているため、管路使用時の流体圧により挿口部が受口部から離脱することを防止できるようになっている。ところで、このような管連結装置には、流体圧、土圧、車等の荷重、地震などの種々の外力により挿口部と受口部との接続箇所に、離脱させる方向に作用する力のみならず、屈曲させる方向に力が作用することがある。しかしながら、特許文献１のような管連結装置にあっては、受口側治具と挿口側治具とがセットボルトにより受口部及び挿口部に対してそれぞれ強固に取付けられているため、挿口部と受口部との接続箇所を屈曲させる方向に力が作用したときには、受口部の挙動に追従する受口側治具と、挿口部の挙動に追従する挿口側治具とが相対移動してしまい、この結果ボルトが大きなせん断力を受けて破損する虞があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、受口側治具と挿口側治具とを締結するボルトの破損を防止して、多方向に作用する外力に対しても高い離脱防止機能を発揮できる管連結装置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、本発明の管連結装置は、
一方の管路構成部材の受口部の外周面に取付けられる受口側治具と、前記受口部に密封状に挿入される他方の管路構成部材の挿口部の外周面に取付けられる挿口側治具と、前記受口側治具と前記挿口側治具とを軸方向に連結する複数のボルト及びナットと、を備え、前記管路構成部材同士の離脱を防止する管連結装置であって、
前記挿口側治具は、前記挿口部に対して傾動を抑制する傾動抑制部と、前記ボルト及びナットの相対移動を許容する形状の挿通孔と、前記挿通孔を備え前記ボルト及びナットの相対移動を許容する膨出部とを有し、
前記受口側治具は、前記受口部に対して傾動可能に取付けられる内周部を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、外力により受口部および挿口部の接続部分に曲げ方向の力が作用したときには、挿口部に対して傾動が抑制され、この挿口部に追従して移動する挿口側治具と、受口部に対して傾動する受口側治具とを連結するボルトが、挿口側治具の挿通孔内で相対移動するとともに、このボルトと協働するナットが、挿口側治具の挿通孔を備える膨出部に対し相対移動できるため、このボルトにかかるせん断力を柔軟に逃がすことができ、ボルトに加わる負荷を軽減してボルトの破損を防止できる。よって、多方向に作用する外力に対しても高い離脱防止機能を発揮することができる。

前記受口側治具の前記内周部は、前記受口部における外径側に膨出する部分に当接する凸部を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、受口側治具の凸部を受口部における外径側に膨出する部分に当接させることで、この受口側治具と受口部との当接面積を小さくできるので、受口側治具を受口部に対して傾動させやすい。

前記凸部は曲面状をなしていることを特徴としている。
この特徴によれば、受口側治具を受口部に対して円滑に傾動させることができる。

前記受口側治具の前記内周部は、前記凸部よりも軸方向に離間した位置に設けられ、前記受口部の外周面に当接して傾動を規制する傾動規制部を有していることを特徴としている。
この特徴によれば、傾動規制部により受口側治具の受口部に対する過度な傾動が規制される。

前記傾動規制部は曲面状をなしていることを特徴としている。
この特徴によれば、傾動規制部が受口部の外周面に食い込んで、受口部の外周面に傷が付くことを防止できる。

前記受口側治具は環状をなしていることを特徴としている。
この特徴によれば、いずれの方向の曲げの力に対しても受口側治具を傾動させることができる。

前記受口側治具は複数の分割体により環状をなしていることを特徴としている。
この特徴によれば、環状の受口側治具を受口部の膨出する部分を有する外周面に簡便に取付けることができる。

前記挿通孔は、径方向に延びる長孔であることを特徴としている。
この特徴によれば、長孔に沿ってボルトを径方向に案内することができる。また径方向の寸法が異なる種々の受口部及び挿口部に対応可能である。

前記長孔の外径側の部位は、該長孔の内径側の部位よりも周方向に幅広に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、長孔の周方向の幅がボルトの径よりも大きいため、受口部と挿口部との屈曲に加え、受口部と挿口部との周方向の相対移動、すなわち捩りにも追従できる。また、長孔の外径側の部位は長孔の内径側の部位よりも周方向に幅広に形成されているので、長孔に挿通されるボルトの回動半径に応じてボルトの周方向への移動代を確保できる。

本発明の実施例１における管連結装置により挿口管と受口管が連結された状態を示す一部断面図である。 本発明の実施例１における挿口側治具を軸方向後端側から見た図である。 本発明の実施例１における受口側治具を軸方向先端側から見た図である。 （ａ）は受口側治具の分割体を内径側から見た図、（ｂ）は分割体を軸方向後端側から見た図、（ｃ）は接続部を軸方向と直交する方向から見た図、（ｄ）は（ｃ）を外径側からみた図、（ｅ）はリブを外径側から見た図、（ｆ）は（ｂ）のＡ－Ａ断面図、（ｇ）は同じくＢ－Ｂ断面図である。 管連結装置の一部を示す軸方向断面図である。 管連結装置を直管の受口管に適用した一例を示す一部断面図である。 （ａ）は受口部および挿口部の接続部分に曲げ方向の力が作用していない状態を示す図２のＣ－Ｃ断面図、（ｂ）は同じくＤ－Ｄ断面図である。 （ａ）は図７の状態から受口部および挿口部の接続部分に曲げ方向の力が作用した状態を示す図２のＣ－Ｃ断面図、（ｂ）は同じくＤ－Ｄ断面図である。 挿口管及び受口管に対する挿口側治具及び受口側治具の相対移動を示す断面図である。 （ａ）は図９の状態から受口部および挿口部の接続部分に曲げ方向の力が作用した状態を示す図２のＣ－Ｃ断面図、（ｂ）は同じくＤ－Ｄ断面図である。 本発明の実施例２における管連結装置により挿口管と受口管が連結された状態を示す一部断面図である。 本発明の実施例２における挿口側治具を軸方向後端側から見た図である。 本発明の実施例２における受口側治具を軸方向先端側から見た図である。 （ａ）は受口側治具を軸方向後端側から見た図、（ｂ）は（ａ）のＥ－Ｅ断面図、（ｃ）は同じくＦ－Ｆ断面図、（ｄ）は同じくＧ－Ｇ断面図である。 本発明の実施例３における管連結装置により挿口管と受口管が連結された状態を示す一部断面図である。 本発明の実施例３における挿口側治具を軸方向後端側から見た図である。 本発明の変形例１を示す図である。 本発明の変形例２を示す図である。 本発明の変形例３を示す図である。

本発明に係る管連結装置を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係る管連結装置につき、図１から図１０を参照して説明する。尚、図１の右側（挿口管の先端側）を先端側とし、また図１の左側を後端側として説明する。

図１に示されるように、本実施例の管路構成部材を構成する挿口管１及び受口管２は、例えば、地中に埋設される上水道用のダクタイル鋳鉄製の異形管であり、内周面がモルタル層で被覆されている。尚、本発明に係る挿口管１及び受口管２は、その他鋳鉄、鋼等の金属製、あるいはコンクリート製、塩化ビニール、ポリエチレン若しくはポリオレフィン製等であってもよいし、後述するように直管であってもよい。更に尚、挿口管１及び受口管２の内周面はモルタル層に限らず、例えばエポキシ樹脂等により被覆されてもよく、若しくは適宜の材料を粉体塗装により挿口管１及び受口管２の内周面に被覆してもよい。また、挿口管１及び受口管２内の流体は、本実施例の上水に限らず、例えば工業用水や農業用水、下水等の他、ガスやガスと液体との気液混合体であっても構わない。

図１に示されるように、挿口管１は、先端側の端部に直管状の外周面が延びる挿口部１ａが形成されており、受口管２は、後端側の端部に受口部２ａが形成されており、挿口部１ａが受口部２ａに挿入されている。

挿口部１ａと受口部２ａとの間には、リング状のシール部材５が径方向に挟圧されて配置されており、シール部材５により挿口部１ａと受口部２ａとの間が密封されている。このシール部材５は、受口部２ａの端面２ｃから管軸方向に離間して内周面に形成された凹部２ｄ内に収容されたものである。

挿口部１ａが受口部２ａに挿入された挿口管１及び受口管２は、管連結装置１１により軸方向への離脱が防止された状態で連結されている。

管連結装置１１は、挿口部１ａの外周面１ｂに外嵌される挿口側治具３と、受口部２ａの外周面２ｂに外嵌される受口側治具４と、挿口側治具３及び受口側治具４を連結する連結具６と、から主に構成されている。

図２に示されるように、挿口側治具３は、管軸方向から見て略環状の一体構造の基部３１と、基部３１の外径側に膨出する複数の膨出部３２と、を備えている。膨出部３２は、周方向に等配に離間して本実施例では８つ設けられている。尚、挿口側治具３は、本実施例ではダクタイル鋳鉄製であるが、これに限らず例えば、鋼製等のその他の金属製、または合成樹脂製であってもよい。また、基部３１は、一体構造に限らず分割構造であってもよい。

この膨出部３２のそれぞれには、挿通孔としての長孔３３が径方向に延びて形成されており、この長孔３３には連結具６のボルト軸６１が挿通されるようになっている。尚、膨出部３２及び長孔３３の数量は自由に変更してもよい。さらに尚、図２では、説明の便宜上、挿口管１、受口管２、受口側治具４の図示を省略している。

図１及び図２に示されるように、基部３１の内径側には、挿口部１ａの外周面に向けて開口する複数の収容凹部３４が周方向に等配に離間して本実施例では４つ設けられている。

各収容凹部３４には、周方向に円弧状の傾動抑制部としての係止部材７が収容されている。この係止部材７は、その内周面に爪部７１が形成されている。尚、収容凹部３４及び係止部材７の数量は自由に変更してもよい。また、爪部７１は各係止部材に一つのみ形成されるものに限られず、複数形成されてもよい。

また、基部３１の外径部には、隣接する各膨出部３２の間に径方向に貫通する複数のネジ孔３５が周方向に等配に離間して本実施例では８つ形成されており、各ネジ孔３５は、各収容凹部３４の周方向両端付近にそれぞれ配設されている。

この各ネジ孔３５には、押しボルト８がそれぞれ螺合されており、押しボルト８を挿口側治具３の内径方向に螺挿して進行させることで係止部材７が挿口部１ａに向けて押圧され、爪部７１が挿口部１ａの外周面１ｂに食い込んで、挿口側治具３と挿口部１ａとが一体的に固定されるようになっている。尚、ネジ孔３５及び押しボルト８の数量は自由に変更してもよいし、押しボルト８の進行方向は管軸方向に対し直交する径方向のみに限られず、管軸方向に対し傾斜するように設置されてもよい。

図３に示されるように、受口側治具４は、本実施例では２つの円弧状の分割体４１，４１をＴ頭ボルト４４及びナット４５で連結することにより環状に構成されている。尚、受口側治具４は、本実施例ではダクタイル鋳鉄製であるが、これに限らず例えば、鋼製等のその他の金属製、または合成樹脂製であってもよい。さらに尚、受口側治具４の分割数は自由に変更してもよい。

この受口側治具４には、挿口側治具３の長孔３３と周方向に対応する位置に複数の挿通孔４３が周方向に等配に離間して本実施例では８つ形成されており、この挿通孔４３には連結具６のボルト軸６１が挿通されるようになっている。この挿通孔４３はボルト軸６１よりも若干大径に形成されている。尚、挿通孔４３の数量は長孔３３の数量に合わせて自由に変更してもよい。さらに尚、図３では、説明の便宜上、挿口管１、受口管２、挿口側治具３の図示を省略している。

図１及び図４に示されるように、分割体４１は、軸方向視で円弧状をなす基部４２Ａと、基部４２Ａの周方向両端に設けられる接続部４２Ｂと、から主に構成される。

基部４２Ａは、受口管２の直管部分よりも外径側に膨出する受口部２ａの外周面２ｂに環状に当接するように、内径側に向けて突出する凸部４２ａと、凸部４２ａの外径側の位置から軸方向後端側（すなわち挿口管１側）に延びる筒状の延設部４２ｂと、延設部４２ｂの後端から外径方向に立ち上がる立設部４２ｃと、を有しており、立設部４２ｃには、挿通孔４３が周方向に離間して４つ形成されている。また、凸部４２ａは、軸方向断面視で曲面形状をなしている。

また、延設部４２ｂは、凸部４２ａから軸方向後端側に向けて緩やかに湾曲しながら外径方向に延びている。すなわち、延設部４２ｂは、その後端部位４２ｅと凸部４２ａとの間で内径側に開口する凹状部となっている。また、後端部位４２ｅは、軸方向断面視で曲面形状をなしている（図５参照）。これら凸部４２ａ、延設部４２ｂ、及び後端部位４２ｅは、受口側治具４の内周部を構成している。

また、基部４２Ａの外周面には、延設部４２ｂと立設部４２ｃとを連結するリブ４２ｄが設けられているため、分割体４１は高い剛性を有している。

各接続部４２Ｂは、延設部４２ｂ及び立設部４２ｃの周方向端部から外径側に張り出して形成されており、管軸方向と直交する方向に貫通する貫通孔４６が２つ形成されている。分割体４１同士は、各分割体４１の接続部４２Ｂを重ね合わせ、対応する各貫通孔４６にＴ頭ボルト４４を挿通し、ナット４５を締結することで連結されるようになっている。

図１及び図５に示されるように、連結具６は、外周面に雄ネジが形成されたボルトとしてのボルト軸６１と、ボルト軸６１の先端側から螺合されるナット６２と、ボルト軸６１の後端側から螺合されるナット６３と、から構成されている。

挿口側治具３と受口側治具４とは、挿口側治具３の長孔３３と受口側治具４の挿通孔４３とにボルト軸６１を挿通し、該ボルト軸６１にナット６２，６３を螺合させることにより、管軸方向に近づく方向に締め付けられて連結される。すなわち、挿口側治具３と受口側治具４とは、連結具６により管軸方向に離れる方向への相対移動が規制される。

次に、管連結装置１１の組立手順について図１を参照して説明する。尚、ここでは、挿口管１及び受口管２を新設する場合の態様について説明する。

先ず、挿口管１に挿口側治具３を挿通させ、挿口管１に挿口側治具３を預けた状態とする。次いで、シール部材５を介して挿口管１の挿口部１ａを受口管２の受口部２ａに嵌入する。

次に、分割体４１，４１の接続部４２Ｂ，４２Ｂ同士をＴ頭ボルト４４及びナット４５で連結して受口部２ａの外周面２ｂに受口側治具４を組み付ける。

図５に示されるように、受口部２ａの外周面２ｂに受口側治具４を組み付けた状態（すなわち、受口側治具４に外力が作用していない通常状態）にあっては、延設部４２ｂの内周面が受口部２ａの外周面２ｂよりも外径側に離間して配置され、凸部４２ａのみが受口部２ａの外周面２ｂに接触する。

詳しくは、凸部４２ａは軸方向断面視で曲面形状をなしているので、凸部４２ａは受口部２ａの外周面２ｂに対して周方向に線状に接触している。

尚、本実施例では、異形管である受口管２に受口側治具４が組み付けられる形態を例示したが、例えば、図６に示されるように、受口管２とは外形の異なる直管である受口管２０にも受口側治具４を組み付けることができる。

このように、受口側治具４の延設部４２ｂは、内径側に開口する凹状部となっているため、種々の異形管や直管等の形状違い、管表面に生じた錆こぶや、公差として許容される管個体の寸法差などにも対応することができるようになっている。

次に、挿口側治具３と受口側治具４とを、前述した長孔３３，挿通孔４３に挿通したボルト軸６１及びその両端に螺合したナット６２，６３により、管軸方向に近づく方向に締め付けて連結する。この連結により、挿口側治具３の管軸方向に突出した先端部３６が受口部２ａの端面２ｃに当接するとともに、受口側治具４の凸部４２ａが受口部２ａの膨出した外周面２ｂに対して全周に亘りに線状に接触して係止されている。尚、本実施例では、ボルト軸６１は、挿口側治具３の長孔３３の外径側に寄せて配置されるが、ボルト軸６１の外径側には長孔３３との間に隙間が形成されている（図２，５参照）。

次に、挿口側治具３の各押しボルト８を締め付け、係止部材７の爪部７１を挿口部１ａの外周面１ｂに食い込ませて、挿口側治具３と挿口部１ａとを強固に固定し、これにより管連結装置１１の組立が完了する。

管連結装置１１により離脱不能に接続された挿口管１と受口管２は、地中に埋設された後、挿口管１と受口管２の内部に上水等の流体が流される（すなわち、使用状態となる）。このとき、挿口管１と受口管２との接続箇所には、挿口管１と受口管２の内部を流れる流体圧、土圧、車やトラックによる輪荷重、地震などの様々な外力が加わることで、挿口管１と受口管２との接続箇所に離脱方向、曲げ方向など多方向の力が作用することがある。このうち、離脱方向の力が作用したときは、挿口部１ａに固定された挿口側治具３と、受口部２ａの外周面に係止した受口側治具４とが、連結具６で連結されているため、挿口管１と受口管２との離脱を防止することができる。

次に、挿口管１と受口管２との接続箇所に曲げ方向の力が作用したときの態様について図７～図９を用いて説明する。尚、説明の便宜上図８及び図９では、受口管２は図示で動くことなく、この受口管２に対して挿口管１の挿口部１ａの先端が下方に下がる方向に屈曲する形態を図示している。ただし実際の管路上では、挿口管１も受口管２も屈曲の挙動をするものとして説明する。さらに尚、図９では、挿口管１と受口管２との接続箇所に曲げ方向の力が作用する前の各部材の状態を二点鎖線で図示し、挿口管１と受口管２との接続箇所に曲げ方向の力が作用した後の各部材の状態を実線で図示している。

図７（ａ），（ｂ）に示されるように、挿口管１と受口管２との接続箇所に曲げ方向の力が作用していない状態にあっては、挿口側治具３と受口側治具４とが挿口管１及び受口管２の管軸に対して略直交して配置されている。

また、各ボルト軸６１は、挿口側治具３と受口側治具４と略直交する方向、すなわち挿口管１及び受口管２の管軸に略平行に配置されている。

図８（ａ）に示されるように、挿口側治具３は、挿口管１に追従し一体的に動作して、受口管２に対して挿口管１の挿口部１ａが下方に下がるように傾動され、受口側治具４は、連結具６を介して挿口側治具３に追従して傾動され、かつ軸方向に摺動されている。

このとき、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、各ボルト軸６１は、受口側治具４に追従して傾動している。

また、ナット６２，６３は、挿口側治具３及び受口側治具４に依然として当接しており、挿口管１と受口管２との離脱防止機能が維持されている。

具体的には、図８（ａ）及び図９に示されるように、挿口管１と受口管２との接続箇所に曲げ方向の力が作用したときには、係止部材７（図１参照）により挿口管１に固定された挿口側治具３が挿口管１と一体的に動作される。このとき、挿口側治具３は傾動抑制部材である係止部材７により傾動が抑制されているが、一定程度のわずかな傾動は許容されるものであり、傾動が規制されるものではない。挿口管１及び挿口側治具３は、挿口側治具３の上部における先端面と受口管２の後端面との当接部位である先端部３６を支点として受口管２に対して屈曲される。

一方、受口側治具４は、その下端部が挿口側治具３によって連結具６を介して後端側に引っ張られることにより、受口管２に対して傾動されるとともに、受口側治具４における下部の凸部４２ａ’が受口部２ａの外周面２ｂを滑って後端側に移動され（図９の下側）、受口側治具４における上部の凸部４２ａが受口部２ａの外周面２ｂを滑って先端側に移動される（図９の上側）。

さらに、受口側治具４における上部の後端部位４２ｅは、受口部２ａの外周面２ｂに当接され、受口側治具４の受口管２に対する過度な傾斜が規制されている。すなわち、後端部位４２ｅは受口側治具４の傾動を規制する傾動規制部として機能している。

また、挿口管１と受口管２とが屈曲されたときには、挿口側治具３と受口側治具４との相対位置及び相対角度が変化し、かつボルト軸６１は受口側治具４に追従するため、挿口側治具３に対するボルト軸６１の相対的な角度が変化するようになっている。

このときには、受口側治具４における上部及び下部に配置されるボルト軸６１が挿口側治具３の長孔３３内で径方向に相対移動できるため、ボルト軸６１が挿口側治具３に対して相対的に傾斜してもボルト軸６１にかかる負荷を逃がすことができるようになっている。

更に、上述したボルト軸６１が長孔３３内で相対移動するに伴い、このボルト軸６１に螺合したナット６３は、挿口側治具３の膨出部３２の端面に沿って径方向に摺動し相対移動できるため、ナット６３がボルト軸６１に伴い挿口側治具３に対して相対的に傾斜してもナット６３やボルト軸６１にかかる負荷を逃がすことができるようになっている。

また、図８（ｂ）に示されるように、上部及び下部に配置されるボルト軸６１及び長孔３３から周方向に９０度ずれた位置に配置されるボルト軸６１’及び長孔３３’は、上下方向に相対移動をほぼ許容できない寸法関係となっているため、挿口管１と受口管２との接続箇所に曲げ方向の力が作用したときには、ボルト軸６１’及び長孔３３’の接触部分を支点として挿口管１及び挿口側治具３が受口管２及び受口側治具４に対して相対的に傾動する。このように、挿口管１及び挿口側治具３が受口管２及び受口側治具４に対して相対的に傾動することにより、ボルト軸６１’及び長孔３３’にかかるせん断力を逃がすことができる。また、曲げ方向に対してのボルト軸６１の長孔３３における逃げ量が、ボルト軸６１’の長孔３３’における逃げ量やその他の長孔３３によって周方向で異なるため、曲げに対する特段の柔軟性と剛性を発揮することができる。特に、曲げと離脱が同時に発生する場合などに効果的である。

更に、図８（ａ）、図９の状態から受口部２ａ及び挿口部１ａの接続部分に曲げ方向の過大な力が作用した場合、上述したボルト軸６１の長孔３３に対する相対移動及びナット６３の膨出部３２に対する相対移動に加え、図１０（ａ）に示されるように、ボルト６１に曲げが生じることで、この曲げ方向の力を分散して逃がすことができる。このとき、長孔３３はボルト６１の曲げを許容可能な径方向の開口寸法を有しているため、ボルト６１に接することがなく、局所的な応力が生じる虞がない。

また、図１０（ｂ）に示されるように、上部及び下部に配置されるボルト軸６１及び長孔３３から周方向に９０度ずれた位置に配置されるボルト軸６１’及び長孔３３’は、上下方向に相対移動をほぼ許容できない寸法関係となっているため、挿口管１と受口管２との接続箇所に曲げ方向の更なる力が作用したときには、ボルト軸６１’及び長孔３３’の接触部分を支点としてボルト軸６１’が僅かに曲がる。

以上説明したように、外力により受口部２ａおよび挿口部１ａの接続部分に曲げ方向の力が作用したときには、係止部材７により挿口部１ａに対して傾動が抑制され、この挿口部１ａに追従して移動する挿口側治具３と、受口部２ａに対して傾動する受口側治具４とを連結する連結具６のボルト軸６１が、挿口側治具３の長孔３３内で相対移動するとともに、このボルト軸６１と協働するナット６３が、長孔３３を備える膨出部３２に対し摺動して相対移動できるため、このボルト軸６１にかかるせん断力を柔軟に逃がすことができ、ボルト軸６１に加わる負荷を軽減してボルト軸６１の破損を防止できる。よって、多方向に作用する外力に対しても高い離脱防止機能を発揮することができる。

また、受口側治具４の内周部は、受口管２における外径側に膨出する受口部２ａの外周面２ｂに当接する凸部４２ａを有している。これによれば、受口側治具４の凸部４２ａを受口部２ａの外径側に膨出する外周面２ｂに当接させることで、この受口側治具４と受口部２ａとの当接面積を小さくできるので、受口側治具４を受口部２ａに対して傾動させやすい。

また、受口側治具４の凸部４２ａは、軸方向断面視において曲面状を成しているため、受口側治具４を受口部２ａの外周面２ｂを軸方向に摺動させやすく、かつ受口側治具４を受口部２ａに対して円滑に傾動させることができる。さらに、凸部４２ａが受口部２ａの外周面２ｂに食い込んで傷をつけることを防止できる。

また、受口側治具４の内周部は、凸部４２ａよりも軸方向に離間した位置に傾動規制部としての後端部位４２ｅが設けられており、この後端部位４２ｅが受口部２ａの外周面２ｂに当接するため、受口側治具４の受口部２ａに対する過度な傾動を規制することができる。

また、後端部位４２ｅは曲面状をなしているため、後端部位４２ｅが受口部２ａの外周面２ｂに食い込んで傷をつけることを防止できる。

また、受口側治具４は、環状をなしているため、挿口管１と受口管２との接続箇所に曲げの力がいずれの方向に作用しても受口側治具４を適正に傾斜させることができる。

また、受口側治具４は２つの分割体４１，４１により環状をなしているので、環状の受口側治具４を直管部分よりも外径側に膨出する受口部２ａの外周面２ｂに簡便に取付けることができる。

また、長孔３３は径方向に延びているため、長孔３３に沿ってボルト軸６１を径方向に案内することができる。すなわち、挿口管１と受口管２とが管軸と直交する方向に相対的にスライドすることを防止できる。

次に、実施例２に係る管連結装置につき、図１１から図１４を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

図１１及び図１２に示されるように、本実施例２の管連結装置１１２の挿口側治具３０２は、基部３１２の外径側に膨出する複数の膨出部３２２が周方向に等配に離間して本実施例では６つ設けられている。この膨出部３２２には長孔３３が形成されている。尚、膨出部３２２及び長孔３３の数量は自由に変更してもよい。

また、基部３１２の内径側には、挿口部１ａの外周面に向けて開口する複数の収容凹部３４２が周方向に等配に離間して本実施例では３つ設けられており、各収容凹部３４２には、係止部材７２が収容されている。尚、収容凹部３４２及び係止部材７２の数量は自由に変更してもよい。

また、基部３１２の外径部には、隣接する各膨出部３２２の間に径方向に貫通する複数のネジ孔３５２が周方向に等配に離間して本実施例では６つ形成されており、各ネジ孔３５２には、押しボルト８がそれぞれ螺合されている。尚、ネジ孔３５２及び押しボルト８の数量は自由に変更してもよい。

図１１及び図１３に示されるように、受口側治具４０２は、本実施例では２つの円弧状の分割体４１２，４１２により構成されている。尚、受口側治具４０２の分割数は自由に変更してもよい。

この受口側治具４０２には、挿口側治具３０２の長孔３３と周方向に対応する位置に複数の挿通孔４３が周方向に等配に離間して本実施例では６つ形成されており、この挿通孔４３にはボルト軸６１が挿通されるようになっている。尚、挿通孔４３の数量は長孔３３の数量に合わせて自由に変更してもよい。

図１３及び図１４に示されるように、分割体４１２は、基部４２２Ａと、基部４２２Ａの両端部に設けられる接続部４２２Ｂ，４２２Ｃとを備えている。尚、基部４２２Ａは、挿通孔４３の数量以外実施例１の基部４２Ａとほぼ同じ構造であるため説明を省略する。

基部４２２Ａの一端に設けられる接続部４２２Ｂは、基部４２２Ａの先端部側から該基部４２２Ａの軸方向の幅よりも小さい幅で周方向に延設されており、挿通孔４３を構成する孔４３ａが形成されている。

基部４２２Ａの他端に設けられる接続部４２２Ｃは、基部４２２Ａの後端部側から該基部４２２Ａの軸方向の幅よりも小さい幅で周方向に延設されており、挿通孔４３を構成する孔４３ｂが形成されている。

次いで、受口側治具４０２を受口部２ａに組み立てる手順について図１１及び図１３に基づいて説明する。

受口側治具４０２を受口部２ａに組み立てる際には、先ず、各分割体４１２，４１２の接続部４２２Ｂ，４２２Ｃを軸方向に重畳させる。次いで、軸方向に重畳した孔４３ａ，４３ｂにボルト軸６１を挿通した後、接続部４２２Ｂ，４２２Ｃを軸方向両側から挟むようにナット６２及びナット６４を締結することにより、受口側治具４０２の受口部２ａに対して環状に構成される。

このように各分割体４１２，４１２同士は、ボルト軸６１及びナット６２，６４を利用して連結されることから、分割体４１２，４１２同士を連結する連結手段を別個に用意する必要がなく、部品点数を減らすことができる。また、曲げに対して効果的な柔軟性と剛性を併せ持つ構造にすることができる。

また、接続部４２２Ｂ，４２２Ｃを軸方向両側から挟むようにボルト軸６１及びナット６２，６４で連結されることから、受口側治具４０２は、各分割体４１２，４１２同士の接続箇所が挿口側治具３０２に連結される他の部位よりも挿口側治具３０２に追従しやすくなっている。したがって、外力により挿口管１と受口管２とが相対移動しやすい位置に予め分割体４１２，４１２同士の接続箇所を配置しておくことで、挿口側治具３０２及び受口側治具４０２を挿口管１と受口管２との相対移動に追従しやすくすることができる。

次に、実施例３に係る管連結装置につき、図１５および図１６を参照して説明する。尚、前記実施例１と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

図１５に示されるように、本実施例３の受口管２００は、受口部２００ａの後端部に外径側に張り出すフランジ部２００ｂを備えている。このフランジ部２００ｂには、軸方向に貫通する貫通孔２００ｃが挿口側治具３の長孔３３と対応する位置に同じ数量（本実施例では８つ）設けられている。

この貫通孔２００ｃは、実施例１の受口側治具４の挿通孔４３よりも内径側に配置されている。尚、本実施例３における挿口側治具３は実施例１の挿口側治具３と同一である。

次に、挿口管１と受口管２００との接続手順について説明する。

先ず、挿口管１に挿口側治具３を挿通させ、挿口管１に挿口側治具３を預けた状態とする。次いで、シール部材５０を介して挿口管１を受口管２００に挿通する。このシール部材５０は、受口部２００ａの端面２００ｅに連なり内周面に形成された凹部２００ｄ内に収容されたものである。

次に、挿口側治具３の長孔３３と受口管２００の貫通孔２００ｃとに先端側からＴ頭ボルト６０１を挿通し、該Ｔ頭ボルト６０１に後端側からナット６０３を締結する。これにより、挿口側治具３がフランジ部２００ｂに対して相対的に引き寄せられ、挿口側治具３の基部３１の先端部３６がシール部材５０の後端面を軸方向に押圧して挿口部１ａと受口部２００ａとの間の密封性が向上される。

次に、挿口側治具３の各押しボルト８を締め付け、係止部材７の爪部７１を挿口部１ａの外周面１ｂに食い込ませることで、挿口管１と受口管２００との接続が完了する。

前述のように、貫通孔２００ｃは、実施例１の受口側治具４の挿通孔４３よりも内径側に配置されているため、図１６に示されるように、Ｔ頭ボルト６０１の軸部は、挿口側治具３の長孔３３の内径側に配置される。このように、挿口側治具３の長孔３３は、径方向に延びているため、径方向の寸法が異なる種々の受口部及び挿口部に対応可能である。

尚、前記実施例１～３では、挿口側治具３の長孔３３が周方向の幅が径方向に亘って一定である形態を例示したが、例えば、本発明の変形例１として図１７に示されるように、挿口側治具３０３の長孔３３０は、その内径側部位３３０ａと外径側部位３３０ｂとの周方向の幅が異なっていてもよい。

具体的には、長孔３３０は、外径側部位３３０ｂが内径側部位３３０ａよりも周方向に幅広に形成されている。また、内径側部位３３０ａは、周方向に隙間を形成した状態でボルト軸６１を挿通可能となっている。言い換えれば、内径側部位３３０ａの周方向の幅は、ボルト軸６１の径よりも若干大きく形成されている。

このように、長孔３３０の周方向の幅がボルト軸６１の径よりも大きいため、挿口部１ａと受口部２ａとが屈曲する方向への相対移動に加え、挿口部１ａと受口部２ａとの周方向の相対移動、すなわち捩りにも追従できる。

また、長孔３３０の外径側部位３３０ｂは内径側部位３３０ａよりも周方向に幅広に形成されているので、長孔３３０に挿通されるボルト軸６１の回動半径に応じてボルト軸６１の周方向への移動代を確保できる。すなわち、捩り方向への移動距離が長い外径側部位３３０ｂに挿通されるボルト軸６１の周方向への移動代を確保できる。

尚、長孔は、外径側の部位が内径側の部位よりも周方向に大きいＴ字形状をなしていてもよいし、内径側の部位と外径側の部位が径方向中央の部位よりも周方向に大きい形状（すなわち、ひょうたん形状）をなしていてもよい。

また、前記実施例１～３では、ボルト軸６１が挿口側治具３の長孔３３及び受口側治具４の挿通孔４３に直接挿入され、かつナット６２，６３が挿口側治具３及び受口側治具４に直接接触する形態を例示したが、これに限られず、例えば、本発明の変形例２として図１８に示されるように、スペーサ１２０，１２０を介して挿口側治具３及び受口側治具４に対して連結具６が取付けられていてもよい。

具体的には、スペーサ１２０は、合成樹脂やゴムなどの金属よりも柔らかい素材により形成されており、ボルト軸６１を挿通可能な筒状部１２１と、筒状部１２１の一端から外径方向に張り出す鍔部１２２と、を備えている。

筒状部１２１は、ボルト軸６１と、長孔３３または挿通孔４３と、の間に配置され、鍔部１２２は、ナット６２と受口側治具４との間、またはナット６３と挿口側治具３との間に配置されるようになっている。これによれば、金属同士である連結具６が挿口側治具３及び受口側治具４と直接接触しないため、連結具６または挿口側治具３及び受口側治具４の破損を防止することができる。またスペーサ１２０は、非電導性の合成樹脂やゴムなどの素材で構成されると好ましく、このようにすることで電気防食の効果を得ることができる。

また、前記実施例１～３では、挿口側治具３の長孔３３の径方向両端面が管軸と略平行に延びている形態を例示したが、例えば、本発明の変形例３として図１９に示されるように、挿口側治具３０４の長孔３３１の径方向両端面３３１ａ，３３１ｂが先端側（すなわち、受口側治具４側）に向けて拡開するようにテーパ状に形成されていてもよい。これによれば、ボルト軸６１と挿口側治具３０４との相対角度が変化したときに、ボルト軸６１と長孔３３１の径方向両端面３３１ａ，３３１ｂが接触しないようにできる。また、ボルト軸６１と挿口側治具３０４との相対角度が変化して、瞬間的にボルト軸６１が弾性変形したときにもボルト軸６１と長孔３３１の径方向両端面３３１ａ，３３１ｂが接触しないようにでき、ボルト軸６１にかかる負荷を逃がすことができるようになっている。尚、長孔は、その先端側周縁が先端側に向けて全周に亘って拡開するように形成されていてもよい。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例１～３では、傾動抑制部として係止部材を例示したが、挿口側治具の挿口部に対する傾動を抑制するものであれば自由に変更することができる。

また、前記実施例１～３では、挿口側治具の挿通孔が径方向に延びる長孔である形態を例示したが、これに限られず、例えば、挿通孔はボルトの軸部の径よりも大きく且つナットの外径よりも小さな軸方向視略円形状の孔であってもよい。

また、前記実施例１，２では、受口側治具の内周部が内径側に開口する凹状部となっている形態を例示したが、これに限られず、受口部に対して傾動可能であればよく、例えば、断面矩形状の円板等であってもよい。

また、受口側治具は環状に構成されることに限られず、ボルトの挿通孔を有する分割体が周方向に離間して別個に受口部に取付けられていてもよい。

また、前記実施例１，２では、連結具がボルト軸と２つまたは３つのナットにより構成されている形態を例示したが、ボルト軸の一端にナットが固着されていてもよいし、あるいは頭部を有するボルトとナットにより構成されていてもよい。

また、前記実施例１では、受口側治具４の立設部４２ｃの軸方向先端側にのみナット６２を配置したが、後端側にもナットを配置するようにしてもよい。また、全てのボルト軸６１に両ナットで挟み込むようにして、位置出し可能にしてもよいが、一部のボルト軸６１のみに両ナットで挟み込むようにして、位置出し機能と曲げ剛性の補強機能を併せ持つようにするとよい。

１ 挿口管（管路構成部材）
１ａ 挿口部
１ｂ 外周面
２ 受口管（管路構成部材）
２ａ 受口部
２ｂ 外周面（外径側に膨出する部分）
３ 挿口側治具
４ 受口側治具
６ 連結具
７ 係止部材（傾動抑制部）
１１ 管連結装置
２０ 受口管（管路構成部材）
３３，３３’ 長孔（挿通孔）
４１ 分割体
４２ａ 凸部（内周部）
４２ｂ 延設部（内周部）
４２ｅ 後端部位（内周部、傾動規制部）
４３ 挿通孔
６１，６１’ ボルト軸（ボルト）
６２，６３，６４ ナット
７２ 係止部材（傾動抑制部）
１１２ 管連結装置
１２０ スペーサ
２００ 受口管（管路構成部材）
２００ａ 受口部
２００ｂ フランジ部
２００ｃ 貫通孔
３０２～３０４ 挿口側治具
３３０ 長孔
３３０ａ 内径側部位
３３０ｂ 外径側部位
３３１ 長孔
３３１ａ，３３１ｂ 径方向両端面
４０２ 受口側治具
４１２ 分割体
４２２Ｂ，４２２Ｃ 接続部

Claims (9)

1. 一方の管路構成部材の受口部の外周面に取付けられる受口側治具と、前記受口部に密封状に挿入される他方の管路構成部材の挿口部の外周面に取付けられる挿口側治具と、前記受口側治具と前記挿口側治具とを軸方向に連結する複数のボルト及びナットと、を備え、前記管路構成部材同士の離脱を防止する管連結装置であって、
   前記挿口側治具は、前記挿口部の外周面に係止することで該挿口部に対して傾動を抑制する傾動抑制部と、前記ボルト及びナットの相対移動を許容可能に、前記ボルトの軸部よりも大径且つ前記ナットよりも小径の挿通孔と、前記挿通孔を備え前記ボルト及びナットの相対移動を許容可能に外径方向に膨出した形状の膨出部とを有し、
   前記受口側治具は、前記受口部の外周面に当接することで該受口部に対して傾動可能に取付けられる凹状の内周部を有していることを特徴とする管連結装置。
2. 前記受口側治具の前記内周部は、前記受口部における外径側に膨出する部分に当接する凸部を有していることを特徴とする請求項１に記載の管連結装置。
3. 前記凸部は曲面状をなしていることを特徴とする請求項２に記載の管連結装置。
4. 前記受口側治具の前記内周部は、前記凸部よりも軸方向に離間した位置に設けられ、前記受口部の外周面に当接して傾動を規制する傾動規制部を有していることを特徴とする請求項２または３に記載の管連結装置。
5. 前記傾動規制部は曲面状をなしていることを特徴とする請求項４に記載の管連結装置。
6. 前記受口側治具は環状をなしていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の管連結装置。
7. 前記受口側治具は複数の分割体により環状をなしていることを特徴とする請求項６に記載の管連結装置。
8. 前記挿通孔は、径方向に延びる長孔であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の管連結装置。
9. 前記長孔の外径側の部位は、該長孔の内径側の部位よりも周方向に幅広に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の管連結装置。

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