JPH06221478A - 圧力管接合部のための改良された固定部材 - Google Patents

圧力管接合部のための改良された固定部材

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JPH06221478A
JPH06221478A JP5297457A JP29745793A JPH06221478A JP H06221478 A JPH06221478 A JP H06221478A JP 5297457 A JP5297457 A JP 5297457A JP 29745793 A JP29745793 A JP 29745793A JP H06221478 A JPH06221478 A JP H06221478A
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tube
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metal piece
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ウエバー ジョー
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    • F16L37/08—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members
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Abstract

(57)【要約】 【構成】前壁１０を持つガスケット受入溝８を有する第
１の管２と、第１の管内に挿入される差込末端３を有す
る第２の管４とからなる入れ子管の分離を防止するため
の、ヒール部３０とシール部２４を有する圧縮性本体か
らなるガスケット６で、ヒール部は前記本体の露出面に
埋設して周囲に配置された金属片３４を有し、各金属片
はその第１の面から放射状に内側に伸びる歯の列３６，
３８，４０を有し、第１の面の反対側から放射状に外側
に伸びる単一の歯４４を有する。 【効果】入れ子管の外れや挿入する側の管の差込末端の
破壊が防止され、かつ接合する管間の許容差が大きく、
管接合部の強度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は延性鉄圧力管のための接
合の分野に属し、圧力管接合部のための改良された固定
部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】管が入れ子式に接合される多くの適用に
おいて、１つの管の平坦または差込末端が受入管の受口
末端に挿入される。受口末端は包囲される管の差込末端
を受け入れるのに十分大きい開口部を有する。ガスケッ
トは包囲する管の受口末端に挿入され、そして２つの管
の間にシールを形成することにより接合部から液体の漏
れを防止する。液体、例えば地方自治体における防火用
水本管または配水のための水が高圧下にある場合、種々
の手段が２つの管の分離を防止するために使用される。
いくつかの例において、管は分離を防止するために一緒
にボルトで締められるフランジを用いて取りつけられて
いる。この方法は、ボルトを挿入し、そして締付ける特
別な工程のために費用が嵩み、時間を要する。管の分離
を防止するもう１つの方法はブロックまたは外部固定装
置を使用することである。この方法もまた高価であり、
そしてブロックの注意深い設置が必要である。さらに別
の方法は米国特許第３９６３２９８号および同第４２２
９０２６号に見られ、そこでは液体シールとして作用す
るゴムガスケットには歯のある金属片がその内周に均一
に配置されている。その歯のある金属片は挿入された管
の差込部の外面と噛み合い、そして挿入された管の引抜
きを防止する。金属片はビーズの回りを回転し、一方の
管の差込末端を他方の管の受口末端に挿入するのを可能
にし、挿入された管の高い液体圧力下での引抜きを防止
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この配
置の欠点は、金属片の歯が挿入された管の外面にあまり
に深く食い込んだとき、挿入された管の受入れられた部
分の破損または破壊であった。この破損は金属片がビー
ズの周囲をあまりに離れて回転するときに顕著だった。
同時継続出願の出願番号第０７／９７１１１０号は、固
定部材の露出面の回りに等距離に配置された金属片を有
し、該金属片の各々は列状の歯を備えた第１の露出面お
よび該第１の露出面に相対して金属片の面を越えて外側
に伸びる単一の歯を有する固定部材を開示している。上
記出願において、好ましい実施態様は１つの露出面に３
つの歯を有する金属片を示している。上記同時継続出願
の固定部材の操作は、金属片の歯の２つがベル開口部と
差込口の外径との予め決定された許容差で、包囲された
管の差込口を固定するように行われる。しかしながら、
実際の使用において、一方の管のベルのスロート部（開
口部）のより下方の縁部と包囲された管の差込口の外面
との間の距離の違いは広範囲に変化し、そして同時継続
出願の発明はこれらの違いを十分かつ適当に補償するも
のではない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は周囲に間隔をお
いて配置された金属片を有するエラストマーガスケット
に関し、各金属片はその内部露出面を形成する弧状に存
在する少なくとも４つの歯と、前記金属片の反対側の外
側に伸びる１つの歯とを有する。前記金属片の反対側の
外側に伸びる歯は包囲する管の受口の壁内に食い込むよ
うに適合されている。前記金属片の外側の単一の歯の目
的は、管の解放時に金属片の回転量を調節すること、お
よび内部に面した歯が挿入された管の差込口を破壊する
のを防ぐことである。４つの歯を有することにより、金
属片は常に同時に、包囲された管の差込末端の外面を２
つの歯に把持させるであろう。従って、接合部が分離の
前に耐えるであろう圧力は非常に高められる。金属片の
内側および外側という用語は、エラストマーガスケット
が噛み合わせた管の差込口と受口との間に位置する場合
の金属片の配置に一致する。
【０００５】本発明の目的は、管の差込口に噛み合う歯
を備えた金属片を有するガスケットであって、前記金属
片の各々がまた、前記歯の相対する前記金属片の側に歯
を有して前記金属片の過度の回転を防止する、前記ガス
ケットを提供することである。本発明の別の目的は、管
の１つの差込末端の破壊を防止すると共に、管の外れを
防止するための、歯のついた金属片を提供することであ
る。本発明のさらにもう１つの目的は、管の差込口を選
択的に把持し、そして許容差において大きい相違の下で
分離に対して接合部の有効性を高めるための、弧状に配
置された４つの歯を有する歯付金属片を提供することで
ある。本発明のさらに別の目的は、本発明の配置が管の
長手方向の軸に沿って作用する放射状の力から軸方向の
力へ変換されるべき分離力を引き起こすので、より高い
圧力に抵抗し得るより強い接合部を提供することであ
る。
【０００６】
【実施例】本発明のその他の目的および利点は、同じ参
照番号が同じ部品を示す添付の図面を参照して本発明の
以下の記載から当業者には明らかとなるであろう。一端
がベル状で、他端が平坦または斜めになった鋳鉄圧力管
は、一連の入れ子管においてベル部の内壁と次の管の平
坦または斜め末端の外壁との間に圧縮されるゴムまたは
エラストマーガスケットを用いることにより、長年接合
されてきた。そのようなシステムの最も成功したもの
は、ガスケットシール壁でベル内に延長された保持溝な
らびにベル開口部およびゴムガスケットを介して通過す
る際に平坦末端の移動を案内し、そして限定するスロー
ト部および壁部を提供する。そのような管接合は１９６
０年９月２０日に発行された米国特許第２９５３３９８
号および１９８２年８月２２日に発行された米国特許第
４１０８４８１号に記載されている。このタイプのガス
ケットは一般に３つの必須部分、シールバルブ部、ヒー
ル部および内部円錐形壁を有する。
【０００７】管ベル部と平坦末端の両方は機械加工なし
で製造され得るから、注型後の直径には比較的大きなバ
ラツキが発生する。また、ガスケットシールバルブは初
期の厚さの約２％ないし４５％の広範囲の圧縮に晒され
る。発生した広範囲の直径にわたり、ガスケットが入れ
られたベル中に平坦末端の挿入を補助するために、ガス
ケットの内壁は一般に、ベルの接合スロート直径からガ
スケットの内部シールバルブ直径に向けて傾斜する円錐
形に作られている。組み立てにおいてさらに補助するた
めに、ガスケットバルブは約４０と６０の間の比較的柔
らかいショアＡジュロメーター硬度を有する。
【０００８】ガスケットの保持ヒール部は、接合組み立
ての間にガスケットの保持を補助し、そして組み立てら
れた接合部が高い内部圧力に晒された場合により柔らか
いバルブ部分の破裂を防止するために、シールバルブに
比べより高い硬度の化合物から典型的には製造される。
典型的ガスケットの保持ヒール部は約７５ないし９０の
ショアＡジュロメーター硬度を有する。保持ヒール部は
包囲する管のベル部分の保持溝中に適合するように一般
に設計されている。これらの特徴を示す公知ガスケット
は横断面が非対称である。
【０００９】同様な非対称横断面のガスケットはまた単
一硬度のゴム化合物から製造される。全体のガスケット
がより硬い化合物からなるならば、極端に高い組立力が
要求される。全体のガスケットがより柔らかい化合物か
らなるならば、ガスケットは組み立ての間に除去され、
そして、さらに比較的低い内圧だけが保持され得る。そ
れ故に、単一硬度ガスケットは通常約６０と７５の中間
のショアＡ硬度範囲のものから製造される。一般に、こ
のタイプの単一硬度ガスケットでは、二重硬度ガスケッ
トの特性の１またはそれ以上が消失される。
【００１０】図１で説明されている本発明の態様におい
て、第１の管２の管ベル末端１と第２の管４の平坦また
は差込末端３との間に形成されるべき接合部が示されて
いる。第２の管４は包囲する管２のベル末端１中に押し
入れられる。ガスケット６は管２の管ベル１の適所に示
されている。
【００１１】管ベル１の内面は前壁１０と保持壁１２に
より区切られた保持溝８およびシール壁１６から内側に
放射状に伸びる圧縮リブ１４を有する。さらにベルは内
側に放射状に伸び、そして前壁１０に連結するスロート
部（開口部）１８を有する。接合部が組み立てられると
き、スロート部１８は平坦末端３をその傾斜末端２０が
ガスケット６の円錐形内面（図示せず）に接触するまで
案内する。傾斜末端２０と円錐形表面との間の押し込み
操作は平坦末端３と圧縮リブ１４とシール壁１６との間
にガスケットのシールバルブ部分２４を圧縮する。ベル
内面の保持壁１２はガスケットの保持ショルダー２６に
噛み合い、接合部の組み立ての間にガスケットが外れる
のを防止する。
【００１２】しっかりとした接合条件下で、シール壁１
６と平坦末端３との間のガスケット空間Ｇは比較的小さ
く、そしてガスケット圧縮および接合部組立力は比較的
高い。比較的柔らかいジュロメーターエラストマーのガ
スケット６のシールバルブ２４はしっかりした接合部組
立に要する力を低下させるために使用される。しっかり
した接合部組立の間にガスケットが外れるのを防止する
ために、より硬いジュロメーターエラストマーが保持ヒ
ール部（後部）３０に使用される。
【００１３】本発明の接合部は二重ジュロメーターのシ
ールガスケットに関して記載されているが、ガスケット
は単一ジュロメーターのものであってもよい。
【００１４】ゆるい接合条件において、スロート１８と
平坦末端３との間のスロート間隙Ｔは比較的大きい。管
接合部が加圧されるとき、ガスケットは前壁１０に押さ
れ、そして管ベルの保持溝８を満たす。ガスケットのよ
り柔らかいシールバルブ２４はスロート間隙Ｔを介して
押し出される傾向がある。ガスケットのより硬い保持ヒ
ール部３０はスロート間隙Ｔを介してガスケットのより
柔らかいバルブ部２４の押出を妨げる。
【００１５】本発明は包囲する管のベル末端が圧縮リブ
１４を有する管接合部の場合に関して記載してきたけれ
ども、ガスケットはまた、圧縮リブを持たない米国特許
第２９５３３９８号に示されるようなベル配置によって
そのシール機能を遂行するであろう。
【００１６】一連の金属片３４がガスケット６中に挿入
されている。この金属片はガスケットの周辺で周囲方向
に等しく離れて配置されている。金属片３４はガスケッ
ト６内に堅固に加硫処理されている。ガスケット中に挿
入される金属片の数は接合部での予測される液圧および
使用される管の大きさに応じて変化するであろう。例え
ば、差込末端が外径２５．８０”であり、そして予測液
圧が７００ｐ．ｓ．ｉ．である管の場合、４２個の金属
片がガスケットの周囲に均一な距離を離して配置され
る。
【００１７】本発明の金属片３４はガスケット６のヒー
ル部３０を越えてガスケットの内部に伸びる３つの歯３
６，３８および４０を有する。歯３６，３８および４０
は、管４が管２のベル末端１内に挿入されたとき差込口
３の外面に食い込むように設計されている。金属片３４
は、該金属片３４が差込口３の外面に食い込むように露
出させた３つの歯とガスケットの反対側を貫通して外側
に伸びる第４の歯とを有する点を除いて米国特許第３９
６３２９８号に示された金属片と設計において同様であ
る。歯４４はガスケット６の反対側の面または外面で外
側に伸びる。
【００１８】ガスケット６の後面または外面はガスケッ
ト６のヒール部３０とシール部２４との間にある溝４８
を有する。溝４８はベル１のビーズ５０を受け入れる。
ガスケット６は、差込口３がベル１の内部または外部に
移動しているとき、ビーズ５０の回りを部分的に回転し
得る。
【００１９】次に、図２には管２のベル１内に管４の差
込口３の全挿入により完了された接合部を示す。管４の
差込口３が（図２に示されるように右側に）管２のベル
１内に動くとき、差込口３は金属片３４の歯４０に対し
て進行し、そしてガスケット６のシールバルブ２４を圧
縮して管２の内面と管４の外面との間の液体緊密シール
を形成する。差込口３はまた、金属片間のガスケット６
のエラストマー部分を押す。差込口３が歯４０を押す際
に、金属片３４はビーズ５０の回りを反時計回りに回転
する。同時にガスケット６の外側部分の外側に突出する
歯４４は前壁１０の内面に沿って進む。今では接合部が
シールされ、そして加圧下で液体が管系により運搬され
得る。
【００２０】液圧が上昇するにつれ、管４は左側に移動
する傾向があり、そしてこれが接合部の破壊を生じ得
る。しかしながら、管４が左側に移動するにつれ、金属
片３４は左側に移動し、そしてビーズ５０の回りを時計
回りに回転する傾向があるので、ガスケット６の歯４０
は差込口３の外面に食い込む。金属片３４がビーズ５０
の回りをあまりに離れて回転するならば、歯４０は管４
を破壊するのに十分な力で差込口３の周囲に食い込むで
あろう。
【００２１】金属片３４の過度の回転を防ぐために、ガ
スケット６の後部または外部表面を介して突出する歯４
４は前壁１０の内面に食い込む。金属片３４の過度の回
転の防止において、管４の破壊が避けられる。
【００２２】後歯４４が前壁１０の内面に食い込むの
で、分離力が管の長手方向の軸に沿って作用する放射状
の力から軸方向の力へ変換されるから、接合部分離の際
のより高い内圧が達成される。
【００２３】図３はガスケットの周辺に沿って互いに等
距離に配置された金属片３４を有するガスケット６を示
す。ガスケット６の周辺に配置された金属片３４の全て
が上記の金属片に関する記載と同様に作用すると理解さ
れるべきである。
【００２４】本発明を構成する改良は今では図４、５、
６、７および８に記載され得る。図４は、金属片３４ａ
が第４の歯４２を有することを除いて図１に示した金属
片３４と同様な金属片３４ａを示す。全ての歯３６、３
８、４０および４２は共通の弧内に存在する。本発明に
おいて、該弧は半径０．９３９インチの円の一部であ
る。しかしながら、この特定の寸法は本発明における限
定因子と解釈されるべきではない。
【００２５】図５はガスケット６のゴムリングに埋設さ
れた図４に示した金属片３４ａを有するガスケット６の
断面図である。図４に示した金属片３４ａの動きを説明
する前に、許容差に関する短い説明がなされるべきであ
る。延性鉄管の製造において、包囲される管の差込末端
の外径は、標準的な均一管を作る努力にもかかわらず、
大きさにおいていくらか変化するであろう。同時に、包
囲する管のベル部もまた大きさにおいていくぶん変化す
るであろう。３つの歯を有する従来の金属片３４に問題
が発生するのは、最低直径の差込末端が最大直径を有す
る管のベル中に挿入されるか、または最大直径の差込末
端が最小直径を有する管のベル末端中に挿入される極端
な状況においてである。３つの歯では、管が高圧下で外
れる傾向にある場合、金属片の２つだけの設置が生じる
であろう。
【００２６】破壊を起こさずにより高圧を達成するため
に、弧内に４つの歯を有する新しい金属片３４ａが使用
される。新規金属片３４ａの使用の例は、包囲された管
３の差込口が最小直径を有し、そして包囲する管１のベ
ルが最大直径を有するという極端な管間の許容差の場合
である図６に示されている。この例において、管が外れ
る傾向を示す場合、金属片３４ａはビーズ５０の回りを
回転し、そして金属片３４ａの歯４０および４２が管３
の差込末端と噛み合う。
【００２７】包囲された管３の差込口が最大直径を有
し、そして包囲する管１のベルが最小直径を有するとい
う極端な管間の許容差の場合である図７に示されるよう
に、金属片３４ａの歯３６および３８が管３の差込末端
と噛み合い、管の外れを防止する。
【００２８】より一般的な場合である図８に示されるよ
うに、管３の差込末端と管１のベルとの間の許容差は２
つの極端な場合の平均により近接し、管が高い液圧下で
外れる傾向を示す場合、金属片３４ａの中間歯３８およ
び４０が管３の差込末端と噛み合う。
【００２９】
【発明の効果】従って、発明は金属片を備えるその他の
ガスケットに比べ範囲においてより普遍的である。要す
るに、本発明は、その後部表面に１つの歯と、その反対
の面に弧内に４つの歯とを有する金属片を用いることに
より、包囲された管の差込口の破壊の防止においてより
高い適応性を有する。本発明はその特定の実施態様に関
して記載されてきたけれども、本発明がその多くの変形
がなされ得るので、上記特定の実施態様に限定されない
と理解されるべきである。それ故に、特許請求の範囲の
精神および範囲内にある何らかの変更および全ての変更
に本願が及ぶものと理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスケットを用いる管の受入口または
管ベル部および該管ベル部に進入する別の管の差込また
は平坦末端を断片化して示す断面図である。
【図２】本発明のガスケットを用いる管の受入口または
管ベル部および第１の管の受入口末端に十分に挿入され
た別の管の差込または平坦末端を断片化して示す断面図
である。
【図３】ガスケット周囲に金属片が配置されたガスケッ
トの平面図である。
【図４】本発明の金属片の断面図である。
【図５】図４の金属片３４ａを有するガスケット６の断
面図である。
【図６】本発明の金属片の１つを用いた接合部の断面図
である。
【図７】図６に示す条件とは異なる条件下で、本発明の
金属片の１つを用いた接合部の断面図である。
【図８】図６および７に示す条件とは異なる条件下で、
本発明の金属片の１つを用いた接合部の断面図である。
【符号の説明】
１ 管ベル部 ２ 第１の管 ３ 差込末端 ４ 第２の管 ６ ガスケット（固定部材） ８ ガスケット受入溝 １０ 前壁 ２４ シール部 ３０ ヒール部 ３４ 金属片 ３６，３８，４０，４２ 列状の歯 ４４ 単一の歯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレンス エス．ジョーンズ アメリカ合衆国 アラバマ 35023 ヒュ ーイタウン アシュウッド ロード 3225

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 前壁を持つガスケット受入溝を有する第
    １の管と、該第１の管内に挿入される差込末端を有する
    第２の管とからなる入れ子管の分離を防止するための、
    ヒール部およびシール部を有する圧縮性本体からなるガ
    スケットであって、 前記ヒール部は前記本体の露出面に埋設して周囲に間隔
    をおいて配置された金属片を有し、 該金属片の各々は
    その金属片の第１の面から放射状に内側に伸びる歯の列
    を有し、そして前記金属片の各々は前記第１の面の反対
    の前記金属片の側から放射状に外側に伸びる単一の歯を
    有し、 前記放射状に外側に伸びる歯は鋭角にとがり、そして前
    記溝内の前記前壁の内面に食い込むように配置され、 それにより、挿入された管の差込末端における破壊を避
    けるために、前記金属片の過度の回転が防止される、前
    記ガスケット。
  2. 【請求項２】 前記歯の列が少なくとも２つの歯からな
    る請求項１記載のガスケット。
  3. 【請求項３】 前記ガスケットが予め選択されたショア
    硬度を持つヒール部を有し、そして前記シール部が前記
    ヒール部の前記予め選択されたショア硬度より低いショ
    ア硬度を有する請求項１記載のガスケット。
  4. 【請求項４】 ヒール部およびシール部を有する圧縮性
    本体からなる入れ子管の分離を防止するためのガスケッ
    トであって、 前記ヒール部は前記本体の露出面に埋設して周囲に間隔
    をおいて配置された金属片を有し、 該金属片の各々は
    その金属片の第１の面から放射状に内側に伸びる少なく
    とも４つの歯の列を有し、そして前記金属片の少なくと
    もいくつかは前記第１の面の反対の前記金属片の側から
    放射状に外側に伸びる単一の歯を有する、前記ガスケッ
    ト。
  5. 【請求項５】 前記歯の列が弧内に存在する少なくとも
    ４つの歯からなる請求項４記載のガスケット。
  6. 【請求項６】 前記ガスケットが予め選択されたショア
    硬度を持つヒール部を有し、そして前記シール部が前記
    ヒール部の前記予め選択されたショア硬度より低いショ
    ア硬度を有する請求項４記載のガスケット。
  7. 【請求項７】 前記ヒール部および前記シール部が同じ
    ショア硬度からなる請求項４記載のガスケット。
  8. 【請求項８】 前記金属片の各々が前記第１の面の反対
    の前記金属片の側から放射状に外側に伸びる単一の歯を
    有する請求項４記載のガスケット。
JP29745793A 1992-11-04 1993-11-02 圧力管接合部のための改良された固定部材 Expired - Lifetime JP3491167B2 (ja)

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