JPH026394B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、管、特にソケツト管用の抜出し防
止さしこみ結合部であつて、ソケツト中にはソケ
ツト端部からみてパツキン輪の前にリング状の切
欠部を設けてあり、ソケツト端部の方に向いてい
る切欠部の部分が円錐面によつて限定されてお
り、またその切欠部中にはロツク部分が設けてあ
り、そのロツク部分は半径方向では前記円錐面上
に、かつシリンダジヤケツトとして形成された支
持面によりソケツト中に導入された管の先端部上
に支持され、軸方向では前記円錐面上に支持され
ると共に前記先端部を囲む保持ビードに接して支
承される若干の相対的摺動が可能な抜出し防止さ
しこみ結合部に関する。

ソケツト結合部を有する圧力管及び成形片中で
は内圧から生じる力が働き、これらの力は終点、
曲がり管、分岐管に沿つて周囲の地中に導入され
るかまたは適当なロツク部材によつて吸収される
かしなければならない。規格幅の大きいパイプラ
インの場合及び使用圧が非常に高い場合に生じる
ような極めて大きな力の伝達には、力伝達が摩擦
係合的に行なわれる若干の相互摺動が可能な抜出
し防止さしこみ結合部が用いられる。その上ソケ
ツト中に導入される先端部には、たいていは熔接
ビードの形の保持ビードがあり、ソケツトにはロ
ツク部分が収納されているリング状の切欠部があ
る。

初めに記載した範ちゆうの公知のさしこみ結合
部（ドイツ連邦共和国特許第2205000）ではリン
グ状切欠部がソケツト端部の方に向いた部分で円
錐面によつて限定されており、リング状のロツク
部分には円錐面を併設してある。これには次ぎの
ような利点がある。即ち二本の管を正確に同軸結
合する場合ソケツトと先端部の製造公差のすべて
の場合に力がロツク部分の全周縁にわたつて一様
に伝達される。しかしこれらのさしこみ結合部は
その折曲性にも限界がある筈である。相互に結合
される管が折り曲げられると、両方の円錐面の全
面接触は最早不可能になる。さしこみ結合部が折
り曲げられて大きさ長手方向の力が加わると、力
と応力の局部的ピークが高くなり、その結果摺動
の確保ができなくなり、先端部がくぼむこともあ
る。

他のいくつかのさしこみ結合部の場合には、切
欠部とロツク分の力伝達面を共通の中心点が両方
の管を折り曲げるときそれらの管の軸線が交差す
るところにある円錐面として構成することによつ
てそれらの欠点を除去することが試みられた（ド
イツ連邦共和国特許第1817319号、同第2016440
号、同出願公開第2162435号）このようにして形
成された玉継ぎ手は管結合部を折り曲げてある場
合にもソケツト周縁部全体に渡つて軸方向力を一
様に配分伝達する。しかしこれは正確に規定寸法
を有する結合部にのみ妥当する。

しかし実際には個々の管結合部の製造に際して
突き合わされるソケツトと先端部が正確な規定寸
法になるのは極めて希である。許容できる製造公
差の範囲内で規格寸法から外れるそれらの管の組
み合わせはしばしば相互に結合することができ
る。たとえば規格幅が500ミリメートルの場合に
は４ミリメートルまでの公差が生じることがあ
る。規格寸法が厳格に守られない場合には、一方
で切欠部の、他方ではロツク部分の円錐面の中心
点が相互にずれて、断続して面接触が不完全にな
る。その場合力と応力が局部的に高まり、その結
果先端部がくぼむかまたは先端部から熔接ビード
がけずりだされ、これにより結合は失敗する。

解決すべき問題点 この発明の課題は、先端部とソケツトの公差の
すべての組み合わせとそしてまた管の通常の折曲
に際しても許容できないような力と応力のピーク
を回避することにある。

問題を解決する手段 この課題は次ぎのようにして解決される。即ち
円錐面に併設されている、ロツク部分の支持面が
トーラス（torus、輪環面）表面の一部をなす環
状外周部分として構成されており、前記支持面の
法線が常に先端部の表面上に接置されるシリンダ
ジヤケツト状の支持面と交差しており、ソケツト
がソケツト端部から延びてリング状の切欠部の中
まで達している窓を有し、ロツク部分が多数のロ
ツク部分要素から構成されており、前記窓が１個
のロツク部分要素の切欠部の中への通過、導入を
可能とする横断面を有し、それらのロツク部分要
素の一個の幅が切欠部の周縁方向でそれぞれほぼ
窓の幅に一致するように構成することである。

こうして、さしこみ結合部中での通常の折曲と
通常の公差がある場合には必ず力がソケツトから
挿入された管の先端部に次ぎのような状態で伝え
られることになる。即ちロツク部分と先端部の間
の半径方向力成分がシリンダジヤケツト状の支持
面上に配分されるのである。何んとなれば高まつ
た局部的な力と応力のピークを惹起する最大トル
クが確実に防止されるからである。通常の折曲の
場合に保証されていることは、ソケツトの切欠部
の円錐面とロツク部分のトーラス面との間に常に
少なくとも線状に貫通した閉鎖された接触部が周
縁部を介して存在するということである。それ故
にこの面の領域にも望ましくない力と応力のピー
クは生じない。このことは特に次ぎのような場合
に当てはまることである。即ちこの発明の好まし
い実施態様でトーラスのリング横断面の直径がロ
ツク部分のシリンダジヤケツト状の支持面の軸方
向長さより短い場合である。

更に、前記の解決手段のもつ構成には、次のよ
うな利点がある。即ち先づ一本の管の先端部を接
続すべき管のソケツト内に導入することができる
こと、次のそれに続いてロツク部分構成要素を
個々に窓から切欠部中に導入し、その中でソケツ
トの周縁に沿つて配分することができるというこ
とである。

ロツク部分を、周知のように熔接ビードとして
構成することができる保持ビードに軸方向に支承
する場合に剥離力が生じることのないようにする
ために、ロツク部分はソケツト管の方に向いて端
面に、保持ビードに併設されて内側円錐として形
成された支持面をもつことができる。保持ビード
上に内側円錐を支承することによつて半径方向の
力も生じ、ビードのむき出しを抑える。

この発明のさしこみ結合部の場合にロツク部分
の接置を押し込まれた先端部とその保持ビードに
限定するためには、ソケツトの円錐面の円錐角度
を45度より小さくしなければならない。こうして
ロツク部分に作用する半径方向力が常に軸方向力
より大きくなる。従つてロツク部分は軸方向力が
大きい場合にも保持ビードの上へ持ち上げられる
ことはない。

あらゆる負荷、公差組み合わせ、折曲の場合に
ロツク部分のトーラス表面のみがソケツトの円錐
面と共に作用することになるように、ソケツト端
部に向かう方向にトーラス表面に接続するロツク
部分のリング面は、先端部の折曲に際して必ずソ
ケツト管に対してソケツト管の円錐面から距離を
保つている。

ロツク部分要素を導入して易く且つ配分し易く
するために、各ロツク部分要素には先端部の方向
に延在する舌状部を設けることができる。この舌
状部はソケツト端部と先端部の間に形成されてい
る環状の〓間を通り、ソケツト端部を越えて延び
ている。これらの舌状部はその上側面に少なくと
も一個の工具の手掛り用突起部をもつことができ
る。

ソケツト結合部が先づとりつけられ、そののち
この結合部がロツクされるような抜出し防止構造
はいくつか知られている。米国特許第2177184号
に記載されているものの場合には、二つのロツク
締付くさびがソケツト端面の二つの対応切欠部に
導入され、周方向に摺動することによつて固定さ
れる。ドイツ連邦共和国特許第2016440号公報に
は次のような構造が記載されている。即ち二つの
ロツク部材がソケツト端面の切欠部に軸方向から
導入され、周方向にロツク位置の先端部上に摺動
させられる。これらの公知の構造には、管周縁部
の力伝達部が限定され、その場合管周縁部の二つ
の部分領域にのみ集中されるという欠点がある。
特に規格口径がより大きい管の場合には、前記の
力の流れの集中のために、管軸筒の壁部がその可
負荷性の限界に達する前にロツクが不可能にな
る。窓の領域で中断された力の流れを妨げるのを
できる限り少なくして、そこから生じる結果をロ
ツク結合部に負荷がかゝつた場合の応力配分のた
めに僅少に抑えるために、この発明による有利な
実施態様では窓に半径方向に延長するウエブを設
け、窓を二つの部分に分け、各ロツク部分要素の
上側面に導入切欠部を作り、この切欠部の幅を前
記ウエブの幅に一致させる。このウエブは窓領域
で薄くなつたソケツト壁部を補強し、これによつ
てこの領域における許容できない程大きい曲げ応
力が生じるのを防止する。ウエブと各導入切欠部
の幅がほゞ各部分窓の幅と一致する場合には良好
な状態になる。

二つの部分窓の間のウエブは、ソケツトの切欠
部の円錐面が部分窓の領域でのみ中断していて、
部分窓に接続される導入管路の半径方向高さが切
欠部の最大半径方向高さと一致する場合には軸方
向力の伝達にも役立てられる。そうなればロツク
要素を個々に窓から切欠部内へ押し込み且つその
中で配分することができる。最後のロツク要素が
押し込まれてしまうと、すべてのロツク要素の幅
の半分が押されることになり、その結果最後に挿
入されたロツク要素のトーラス表面の一部をなす
支持面が窓ウエブの領域にも形成されている円錐
面に係合することができる。

切欠部中に導入されてその中で配分されたロツ
ク要素は輪がねで先端部の周縁上に固定すること
ができる。

実施例 実施例を示した図をもとに更に詳記する。

第１図に示した抜出し防止さしこみ結合部には
ソケツト２を有するソケツト管１と、ソケツト２
に挿入された管の先端部３が属する。ソケツト２
はソケツト端部からやゝ離れたところにリング状
切欠部４を有し、この切欠部の中には先端部３と
共に窓封作用をするパツキン輪が入るが、図示し
てない。

ソケツト２はソケツト端部５からみてパツキン
輪用の切欠部４の前方に別のリング状切欠部６を
有する。ソケツト端部５の方に向いた前記切欠部
の部分は円錐面７によつて限定されている。ソケ
ツト管１の軸線に関して云うと円錐面７の円錐角
は45度より小さく、たとえば管規格口径NW800
の場合には特に20〜25度である。この切欠部６は
パツキン輪の方に向かつてはリング状の接触面に
よつて限定されている。

先端部３にはその端面からやゝ離れたところに
保持ビード１０としての熔接ビードが設けられて
いる。

摺動確保に役立つのはリング状のロツク部分で
あるが、この発明におけるロツク部分は、円周方
向に並ぶ多数のロツク部分要素１７から構成され
ている。ロツク部分は全体としてシリンダジヤケ
ツト面として形成された支持面１２を有し、相互
にさしこみ結合した場合先端部３の周縁上に支持
面をのせる。ロツク部分には更に円錐面７と共に
作用する支持面１３があり、この支持面はトーラ
ス（輪環面）表面から切り取つた環状外周部分と
なつている。ソケツト端部５の方向からトーラス
表面の一部をなす支持面１３に接続されるロツク
部分のリング面１４のりんかくは、先端部１３を
ソケツト管１に対して折曲、傾斜させても常にソ
ケツト２の円錐面７から距離を保つているような
形としてある。第１図に示した例ではリング面１
４は円錐面となつており、（ソケツト１の長手方
向軸線に関して）その円錐角は円錐面７の円錐角
より大きい。

第１図及び第２図に示す実施例においては、ロ
ツク部分は、それぞれが先端部３の外周縁の八分
の一になるロツク部分要素１７から成つている。
円横断面Ｒを有する一個のトーラス表面の一部を
なすリング状の断片を構成する、円錐面７と共に
作用する支持面１３はロツク部分要素１７のリン
グ面１４と共に軸方向断面でＳ字形のりんかくを
している。トーラスの軸方向横断面円Ｒは第１図
に鎖線で示してある。各ロツク部分要素１７はソ
ケツト端部５の方向にこのソケツト端部をこえて
延長する舌状片１８を有し、この舌状片の下側面
に先端部３の表面に接触していて、シリンダジヤ
ケツト形の支持面１２を拡大している。舌状片１
８はその上側面に少なくとも一個の突出部１９を
有し、この突出部は場合によつては工具の手掛り
のためにそなえることができ、その工具を使つて
ロツク部分要素１７を切欠部６の中で周方向に移
動させることができる。更に舌状片１８は、図示
してない輪がねで先端部３上に固定することがで
きる程ソケツト端部５の外側へ延長している。そ
のため、突出部１９は、その輪がねを固定し、輪
がねのすべりを防止するのにも役立つ。

第１図及び第２図に示した実施例ではソケツト
２はソケツト端部５から始まる一つの窓２０を有
し、この窓は、半径方向に延びる中心ウエブ２１
によつて二つの部分窓２２，２３に分かれてい
る。これらの部分窓２２，２３とウエブ２１は周
方向にほぼ同じ幅を有する。周方向の窓２０全体
の幅はリング状切欠部５の周長の整数分の一に相
当する。この例では八分の一で、従つて全体で八
個のロツク部分要素１７を切欠部６の中に配置す
ることができる。

部分窓２２，２３は半径方向の高さがトーラス
表面の一部をなす支持面１３を有するロツク部分
要素１７の高さにほゞ一致する。部分窓２２，２
３には導入管路２４が接続し、この管路を第１図
に鎖線で示す。導入管路２４の半径方向高さは
ほゞ切欠部６の最大半径方向高さに相当する。こ
のことは、円錐面７が導入管路２４の領域で中断
していることを意味する。しかし円錐面７はウエ
ブ２１の所では存続している。

各ロツク部分要素１７は周方向の幅が、第２図
に示してあるように、ほゞ窓２０の幅全体に一致
している。ロツク部分要素１７が軸方向から窓２
０の中へ挿入することができるように且つウエブ
２１によつて妨げられないようにするために、要
素１７は上側面に軸方向に延長する導入切欠部２
５を有するので、この領域でロツク部分要素の厚
さはほゞ舌状片１８の厚さに相当する。そうなつ
て導入切欠部の両側にロツク部分突出部２６，２
７が残り、その突出部の軸方向の横断面は第１図
に示すとおりである。また、ソケツト端部５と先
端部３との間には全周にわたつて環状の〓間２８
が設けられる。

第１図及び第２図に示したさしこみ結合部は次
のようにとりつけられる。即ち開放されているソ
ケツト２の中へ先端部３を、保持ビード１０が
ほゞ切欠部６の端部に達する迄挿入する。次に窓
２０から順次各ロツク部分要素を先づ軸方向に挿
入し、そののちに切欠部６の中で周方向に配分す
る。最後のロツク部分要素１７を窓２０の中へ導
入してしまうと、すべてロツク部分要素１７が周
方向に摺動させられるので、第２図に鎖線で示し
たように、最後に導入されたロツク部分要素１７
のロツク部分突出部２６又は２７がウエブ２１の
後方に達し、そこにある円錐面の部分に支承され
る。次にロツク部分要素１７の舌状片１８が図示
してない輪がねによつて先端部３に固定される。

さて先端部３はソケツト端部５の方向に引きも
どされると、第１図に示された位置にきて、保持
ビード１０は内側円錐１６に支承され、この内側
円錐の、管軸線に関する円錐角は約85度であり、
一方トーラス表面の一部をなす支持面１３は円錐
面７に支承される。図示の位置はソケツト２と、
挿入された管の先端部３の位置が同軸になつた場
合の使用位置に対応する。

第１図に示した態様の場合には許容される公差
領域でソケツト管１が最大限の寸法を有するの
で、特に一方ではソケツト端部５と円錐面７を有
する切欠部６の内径が最大限の目標値を有し、他
方では先端部３が最小限の目標直径になる。更に
ソケツト管１と先端部３の間には約２度の折曲が
可能である。第１図に示すように、この場合にも
ロツク部分要素１７のトーラス表面の一部をなす
支持面１３も次のように一本の貫通した（閉鎖さ
れた）接触線上でソケツト２の円錐面７に接触す
る。即ちそこを通る法線Ｎがロツク部分要素１７
のシリンダジヤケツト形支持面１２と交叉する。
ロツク部分要素１７は傾倒運動を行わない。初め
に記載した管さしこみ結合部の過負荷は確実に防
止される。

このように、この発明のさしこみ結合部におい
ては、すべての位置でロツク部分のトーラス（輪
環面）表面の一部をなす支持面１３と切決部６の
円錐面７との間に少なくとも線状の接触があるこ
とが判る。更にロツク部分のトーラス表面の一部
をなす支持面１３は次のように設けられており、
円錐面７の円錐角は次のように形成されているの
で、即ち、第１図に一本の法線Ｎが示されている
が、支持面１３のすべての法線が管の先端部３の
表面に接触するロツク部分の支持面１２と交叉す
るので、一方ではロツク部分に半径方向から作用
する力が軸方向力より次第に大きくなり、他方こ
れらの力はロツク部分に傾倒運動を惹起すること
がないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は管用の抜出し防止さしこみ結合部の軸
方向断面の部分図、第２図は第１図の−線に
沿う断面図である。 図中符号 ３……先端部、７……円錐面、１７
……ロツク部分要素、１２，１３……支持面、Ｎ
……法線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管、特にソケツト管１の抜出し防止さしこみ
   結合部であつて、ソケツト２の中にソケツト端部
   ５から見てパツキン輪の前にリング上の切欠部６
   を設けてあり、ソケツト端部の方に向いている切
   欠部の部分が円錐面７によつて限定されており、
   またその切欠部中にはロツク部分が設けてあり、
   そのロツク部分は半径方向では前記円錐面７上
   に、且つシリンダジヤケツトとして形成された支
   面１２によりソケツト２中に導入された管の先端
   部３上に支持され、軸方向では前記円錐面７上に
   支持されると共に前記先端部３を囲む保持ビード
   １０に接して支承され、また円錐面７に併設され
   ている、ロツク部分の支持面１３がトーラス表面
   の一部をなす環状外周部分として構成されてお
   り、前記支持面１３の法線Ｎが常に先端部３の表
   面上に接置されているシリンダジヤケツト状の支
   持面１２と交差している抜出し防止さしこみ結合
   部において、ソケツト２がソケツト端部５から延
   びてリング状の切欠部６の中まで達している窓２
   ０を有し、ロツク部分が多数のロツク部分要素１
   ７から構成されており、前記窓２０が１個の要素
   １７の切欠部６の中への通過、導入を可能とする
   横断面を有し、それらの要素１７の１個の幅が切
   部６の周縁方向でそれぞれほぼ窓２０の幅に一致
   することを特徴とする抜出し防止さしこみ結合
   部。 ２ トーラスのリング横断面の直径（2xR）がロ
   ツク部分のシリンダジヤケツト状の支持面１２の
   軸方向長さより小さい、特許請求の範囲１記載の
   さしこみ結合部。 ３ ロツク部分がソケツト管１の方に向いたその
   端面に、保持ビード１０併設されていて内側円錐
   １６として形成された支持面をもつ、特許請求の
   範囲１または２記載のさしこみ結合部。 ４ ソケツト２の円錐面７の円錐角が45゜より小
   さい、特許請求の範囲１−３のいずれか一に記載
   のさしこみ結合部。 ５ ソケツト端部５に向かう方向からトーラス表
   面に接続する、ロツク部分のリング面１４の輪郭
   が、ソケツト管１に対して先端部３が折れ曲がつ
   ても常にソケツト管１の円錐面７から離れている
   ように構成された、特許請求の範囲１−４のいず
   れか一に記載のさしこみ結合部。 ６ 各ロツク部分要素１７が先端部３の方向に延
   長する舌状部１８を有し、この舌状部がソケツト
   端部５と先端部３との間に形成さている環状の〓
   間２８を通り、ソケツト端部５を越えて延びてい
   る、特許請求の範囲１記載のさしこみ結合部。 ７ 舌状部１８がその上側面に工具の手掛りのた
   めの少なくとも一個の突出部を有する、特許請求
   の範囲６記載のさしこみ結合部。 ８ 窓２０が半径方向に延長するウエブ２１を有
   して、このウエブが二つの部分窓２２，２３を限
   定して、各ロツク部分要素１７がその上側面に導
   入切欠部２５を有し、この切欠部の幅がウエブ２
   １の幅に一致する、特許請求の範囲１−７のいず
   れか一に記載のさしこみ結合部。 ９ ウエブ２１と各導入切欠部２５の幅がほぼ各
   部分窓２２，２３の幅に一致する、特許請求の範
   囲１−８のいずれか一に記載のさしこみ結合部。 １０ ソケツト２の切部６の円錐面７が部分窓２
   ２，２３の領域でのみ中断しており、部分窓２
   ２，２３に接続している導入管路２４の半径方向
   高さが切欠部６の最大の半径方向高さに一致す
   る、特許請求の範囲１−９のいずれか一に記載の
   さしこみ結合部。 １１ ロツク部分要素１７が輪がねによつて先端
   部３の周縁上に固定されている、特許請求の範囲
   １−１０のいずれか一に記載のさしこみ結合部。