JPH10281362A - ポリエチレン管を接続するための継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】現場での接続作業量および作業負担が少なく、
不等沈下などを吸収することのできる簡易な構造でポリ
エチレン管と鋳鉄管を接続することができる継手構造を
提供する。 【解決手段】 ポリエチレン管を接続するための継手構
造は、ポリエチレン管と一端で接続するための継手本体
と、その継手本体の受口段部にメカニカル接続部を持っ
たもので、ポリエチレン管の継手本体に挿入する端部外
周に、内面に歯部を形成するとともに外面にポリエチレ
ン管の前記端部に行くに従い口径の大きくなったテーパ
面を形成したロックリングを装着し、このロックリング
外周には、テーパ外面よりも口径の小さなテーパ内面を
形成したカラーリングを圧入して、ロックリングの先端
の外周部がカラーリングから覗くようにするとともに、
ポリエチレン管はロックリングとメカニカル接続部との
間に引抜け代を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にガス用の埋設
配管で利用されるポリエチレン管と鋳鉄管を接続するた
めの継手構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エレクトロフュージョン継手の普
及にともなってポリエチレン管と既存の鋳鉄管（ガス用
支管）とを接続するための継手が必要とされてきてい
る。

【０００３】従来、このようなポリエチレン管と鋳鉄管
（例えばＪＩＳＧ５５２６にあるダクタイル鋳鉄管）を
接続するための継手としては例えば図６に示すものがあ
る。このものはポリエチレン管８と鋳鉄管１０とを接続
するものであるが、その構造は、ポリエチレン製短管９
０（４５０ｍｍ程度）と、一端にこのポリエチレン製短
管９０を受け入れる受口７５を有し、この受口７５の内
周面に凹凸部７１とＯリング７３を収容するＯリング溝
７２を形成し、他端にはダクタイル鋳鉄管１０のメカニ
カル接続部と係合する環状の凸部７４を形成した鉄管７
０と、上記ポリエチレン製短管９０の内周面にはめてそ
の端部外周面を前記鉄管７０の凹凸部側に拡管させる鋼
製のスティフナー８０とからなる継手である。

【０００４】従ってこの継手は、上記鉄管７０の受口７
５内にポリエチレン製短管９０を挿入し、ポリエチレン
製短管９０の端部から予め挿入しておいたスティフナー
８０を油圧治具を用いて圧入する。こうしてポリエチレ
ン製短管９０の端部を拡径して凹凸内周面７１に食い込
ませ両者を接続してポリエチレン管８と鋳鉄管１０を接
続するための継手となすものであった。

【０００５】そして、この継手を用いてポリエチレン管
８とダクタイル鋳鉄管１０を接続するには、図６にある
ようにダクタイル鋳鉄管１０側は、まず角ゴム輪７、丸
ゴム輪６およびバックアップリング５（一部が切り欠い
てある）をこの順に鉄管７０の凸部７４の付いた側から
通してこの鉄管に装着する。次に角ゴム輪７の端面に押
輪１５のリブ部分１６を押し当てるとともに軸方向のボ
ルト、ナット１７、１８を締結孔１４に通し締め付け
て、いわゆるメカニカル接続を行う。他方、ポリエチレ
ン管８側は、既存のエレクトロフュージョン継手９を用
いて、ポリエチレン製短管９０と定尺もの（通常小口径
サイズでは５ｍ、大口径サイズでは５．５ｍ）のポリエ
チレン管８とを電気融着接続するというものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように上記従来
の継手では、接続現場においてメカニカル接続と電気融
着接続という２つの接続作業を行う必要があり、現場作
業での作業量が多く面倒であるという問題があった。

【０００７】また、通常この種の接続は大口径（４イン
チ以上）のものを取り扱うことになるので、ダクタイル
鋳鉄管１０と鉄管７０もそれ自体が重く、かなりの重量
物を扱う作業となり、作業者の負担は多大なものになる
という問題があった。

【０００８】また、ポリエチレン製短管９０と鉄管７０
との接続作業については予め工場内で行うとしても特別
に拡管治具装置が必要であるし、加工をした上で煩雑な
作業を行うのでコストもかさむという問題がある。

【０００９】既設のダクタイル鋳鉄管１０が施設されて
いるところに新しいポリエチレン管８を接続するには、
ポリエチレン製短管９０と鉄管７０の接続したものを現
場に持っていって接続することになるが、それらの寸法
がきっちりと合う必要がある。その寸法を合わせるため
に、ポリエチレン管８あるいはポリエチレン製短管９０
の長さを調節することになるが、大口径になると切断を
行うのも困難で、正確に寸法を合わせることは更に難し
くなる。

【００１０】また、ポリエチレン管は大きな力がかかっ
たときには伸びるので、耐震性が大きく地盤沈下（不等
沈下）にも効果があるといわれている。しかし、不等沈
下などの時に接続部分に対して管が摺動することができ
れば、その不等沈下などを吸収することができる。

【００１１】従って本発明は、現場での接続作業量およ
び作業負担が少なく、簡易な構造でポリエチレン管と鋳
鉄管を接続することができる継手構造を提供することを
目的とする。

【００１２】また、本発明は配管現場での寸法取りが容
易で配管作業がし易く、不等沈下などを吸収することの
できる継手構造を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のポリエチレン管
を接続するための継手構造は、ポリエチレン管と一端で
接続するための継手本体と、その継手本体の受口段部に
メカニカル接続部を持ったもので、このメカニカル接続
部は、受口段部の奥側から順に装着したバックアップリ
ング、丸ゴム輪、角ゴム輪とからなるシール部材と、角
ゴム輪に当接する押輪と、この押輪と継手本体とを接続
する締結部材とを有し、ポリエチレン管をメカニカル接
続部に挿入し前記締結部材で前記シール部材を継手本体
の受口段部の奥側に押圧するようになった継手構造にお
いて、継手本体に挿入するポリエチレン管の端部外周
に、内面に歯部を形成するとともに外面にポリエチレン
管の前記端部に行くに従い口径の大きくなったテーパ面
を形成したロックリングを装着し、このロックリング外
周には、テーパ外面に当接するテーパ内面を形成したカ
ラーリングを圧入するとともに、ポリエチレン管はロッ
クリングとシール部材の間に引抜け代を有することを特
徴とする。

【００１４】また、前記圧入したカラーリングの端面に
はストッパーリングを装着し、ポリエチレン管の外周に
ねじ止めすることができる。前記カラーリングとストッ
パーリングは一体の部品で構成することができる。前記
ロックリングは、リングの一部が切り欠いてあり、前記
カラーリングの押圧にともなって径方向にも縮径し易く
してあることが望ましい。ポリエチレン管の前記継手本
体の内部に挿入される部分の内部には、ポリエチレン管
の剛性を上げるために鋼などで出来た円筒状のスティフ
ナーを圧入しておくことが望ましい。

【００１５】

【作用】以上のように本発明の継手構造は、バックアッ
プリングと丸ゴム輪および角ゴム輪からなるシール部材
と押輪およびボルト、ナット等の締結部材によるメカニ
カル接続構造を用いて直接ポリエチレン管を接続できる
ようにしたものであるが、特に、そのポリエチレン管の
引抜き変位を引抜け代で吸収して、更に大きな引抜け力
がかかったときに、ロックリングとカラーリングの組み
合わせにより吸収してその上に大きな耐力が出せるよう
にしたことが特徴的である。

【００１６】すなわち、締結部材による押輪の締め込み
により角ゴム輪、丸ゴム輪、バックアップリングはそれ
ぞれ奥側に押され、角ゴム輪と丸ゴム輪はポリエチレン
管外周面に強く密着してシールを達成する。ポリエチレ
ン管あるいは鋳鉄管に大きな引抜き力がかかったとき
に、まずポリエチレン管に付けられた引抜け代だけ伸び
ることができる。更にポリエチレン管が引抜かれようと
するとメカニカル接続部のバックアップリングがカラー
リングあるいはカラーリング端部のストッパーリングを
押して変位させて、カラーリングはロックリングのテー
パー面に沿って押し進みロックリングを斜め下方に押し
付けるから、ロックリングの歯部がポリエチレン管に強
く食い込み固定される。よって、それ以上ポリエチレン
管に引抜きの力が加わってもロックリングとカラーリン
グが係止突起部の働きをなし引抜きが阻止される。また
このとき、テーパ面が作用して歯部は一層深く食い込ん
で抜けることはない。

【００１７】また、ポリエチレン管の長さが必要とする
長さよりも長い場合でも、その余分な長さを継手本体の
内部に吸収させることが出来るので、それを引抜け代と
して用いることができる。

【００１８】なお、ロックリングの一部に切り欠けを設
けると縮径量が大きく食い込みが深くて引抜け阻止機能
が増す。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。図１は一実施例を示す継手構造の上
部半断面図で、ポリエチレン管と継手本体を接続した状
態を示している。図２はロックリングの正面図、図３は
同じくロックリングの断面図、図４はカラーリングの断
面図である。なお、図５は本発明の他の実施例としてポ
リエチレン管と鋳鉄管を継手本体に接続したものを上半
分を断面で示した正面図である。

【００２０】図１〜４を参照して、本実施例は既設のダ
クタイル鋳鉄管１０に新設のポリエチレン管８を接続す
る例を示しており、ダクタイル鋳鉄管１０のメカニカル
接続部及びその部材は従来のものを継手本体１として使
用している。ダクタイル鋳鉄管１０には、その端部にフ
ランジ状の締結部１１を備えており、ここには周方向均
等間隔に４〜１０個のボルト締結孔１４が設けてある。
受口段部１２内には奥側から順にバックアップリング５
（ポリアミド樹脂製等）、丸ゴム輪６、角ゴム輪７を配
置できるようになっている。

【００２１】押輪１５も従来と同様のもので、上記鋳鉄
管１０の締結部１１と同様にボルト締結孔１４が設けら
れており、リブ部分１６で角ゴム輪７等を押し付けるよ
うになっている。この図では、角ゴム輪７と押輪１５の
間にリテーナ部材（座金）が示されていないがそれを付
けることができる。

【００２２】ボルト１７は一端に（図面では左側）Ｔ字
状の頭部分を有し、これを締結部１１に引っ掛けて、他
端をナット１８で締め上げ締結するようになっている。
ポリエチレン管８は、その端部に鋼製のスティフナー８
ｂを打ち込み剛性を高めている。なお、ポリエチレン管
は同口径でも鋳鉄管よりも外径寸法が若干小さいので、
既設の鋳鉄管用の部品を共通化した場合、上記角ゴム輪
７等のシール部材との間に隙間が生じることになる。こ
の隙間は、通常押輪１５の締め付けによる角ゴム輪７及
び丸ゴム輪６の変形で吸収できるが、寸法のばらつきに
よっては締付時に角ゴム輪７がねじれるように回転する
可能性があるので、これを防止するためにリテーナ部材
である座金を介在させておくことが望ましい。

【００２３】ロックリング２は、図２、図３に示すよう
にリング状であるが、ここではその一部２ｃを切り欠い
て伸縮自在としている。内面にはのこぎり状の鋭利な歯
部２ａを３〜５個程度形成している。なお、これは螺旋
状の突状歯部に形成してもよい。外面は１０°〜１３°
程度、ここでは１１°のテーパ外面２ｂに形成してい
る。なお、材質は銅合金等の金属製とすることが望まし
いが、強度的に満足されればポリアセタール等の合成樹
脂でもよい。

【００２４】カラーリング３は、図４のようにその内面
をロックリング２のテーパ外面２ｂに沿ったテーパ内面
３ｂを形成している。テーパ角度は一致させてもよい
が、テーパ内面３ｂの径を小さくすることが望ましい。
また、材質はロックリング同様金属製あるいは合成樹脂
製とする。次にこの継手を用いてポリエチレン管８とダ
クタイル鋳鉄管１０を接続する手順について説明する。

【００２５】まず接続現場において定尺のポリエチレン
管８にスティフナー８ｂを打ち込み、端部から角ゴム輪
７、丸ゴム輪６、バックアップリング５の順に差し込
み、これらを所定位置に調節する。次にストッパーリン
グ４、カラーリング３、ロックリング２を管端部に装着
する。ロックリング２はポリエチレン管８の端部に装着
するが、カラーリング３は力を加えないとロックリング
２の上に完全には乗らないので、万力などでロックリン
グ２の上に押し上げ、ロックリング２の歯部２ａがポリ
エチレン管に少し食い込むようにして、カラーリング３
の端部にロックリング２の先端の外周部２ｄが少し（約
５ｍｍ）覗くようにしておく。カラーリング３がロック
リング２から外れないようにその端面部にストッパーリ
ング４を付けてねじでポリエチレン管に固定しておくと
よい。なお、ここではカラーリング３とストッパーリン
グ４を別体で形成したが、両者を一体的に形成すること
もできる。

【００２６】このポリエチレン管８を鋳鉄管１０の受口
段部１２内に差し込み、ロックリングとシール部材の間
に引抜け代８ａを持たせた上で、バックアップリング５
を受口段部１２の奥テーパ面に突き当て、押輪１５をセ
ットしてボルト、ナット１７、１８によって押輪１５を
均等に締め付ける。このようにすることによって角ゴム
輪７、丸ゴム輪６及びバックアップリング５はそれぞれ
の奥側に押され、角ゴム輪７と丸ゴム輪６は継手本体１
の受口段部１２とポリエチレン管８の空間を密封し、ポ
リエチレン管外周面に強く密着してシールが達成され
る。

【００２７】この継手本体１あるいはポリエチレン管８
に、不等沈下などによって引抜け力がかかったときに、
継手構造部分は相対的に伸びる。引抜け変位の大きさに
応じて、ポリエチレン管８の管端のロックリング２とシ
ール部材の間の引抜け代８ａの適当な位置まで伸びてそ
こで安定する。更に大きな変位が働いた場合、その変位
の大きさに応じて、カラーリング３あるいはその端面部
のストッパーリング４とシール部材がお互いに押し合う
位置まで伸びる。そこでカラーリング３が更にロックリ
ング２の上に押されていくので、ロックリング２は斜め
下方に押し付けられて、ロックリングの歯部２ａがポリ
エチレン管に強く食い込んで固定される。

【００２８】本発明のポリエチレン管を接続するための
継手構造を、上に述べたように継手本体１が鋳鉄管１０
のフランジ継手の付いた端部で、ポリエチレン管を接続
する一端の受口段部１２にメカニカル接続部を有するも
のとして説明した。しかし、継手本体の他端に鋳鉄管を
受け入れるための受口段部を有するものにも本発明を適
用できる。

【００２９】この後者の場合を図５に示した。ここで継
手本体１ｂはその両端に受口段部１２を有していて、そ
の外側にフランジが付いている。この継手本体１ｂに接
続されている右側の管はポリエチレン管８であり、ポリ
エチレン管８の管端部の内部に鋼製のスティフナー８ｂ
を打ち込み剛性を高めている。また左側の管はダクタイ
ル鋳鉄管１０である。継手本体１ｂとポリエチレン管８
の接続されている側では、受口段部１２にメカニカル接
続部、また鋳鉄管１０との接続している側にも受口段部
１２にメカニカル接続部を持っている。これらのメカニ
カル接続部は既に述べたものと同じ様な構造をしてい
る。

【００３０】ポリエチレン管８はその端部にロックリン
グ２、その上に少し被さるようにカラーリング３が、ま
たカラーリング３の端面にストッパーリング４がねじで
取り付けられている。鋳鉄管１０は従来と同様に端部に
ストッパーが溶接などで取り付けられている。ここで、
ポリエチレン管８はストッパーリング４とメカニカル接
続部のバックアップリング５の間に１００Ａの管の場合
で２５ｍｍ程度の引抜け代８ａを設けている。鋳鉄管も
メカニカル接続部とストッパーの間に引抜け代を設けて
いる。これらの引抜け代の働きについては既に述べたこ
とと同じなのでその説明は、省略する。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の継手構造は、鋳鉄
管メカニカル接続構造に新規の係止部構造と引抜け代を
設けることによって、直接にポリエチレン管を接続する
ことが出来るようになった。また、地震や不等沈下など
によって継手やポリエチレン管などに引抜け力が作用し
た場合に、その変位を吸収することが出来る上に、変位
した後には更に引抜け阻止力が大きくなる。よって、従
来のようなエレクトロフュージョン継手と電気融着作業
の必要が無くなり、従来に比べ接続作業は半減された。
軽量で扱いやすいものになり現場での作業負担が軽減さ
れた。また、地盤変動なども吸収できるので、安全性も
向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すポリエチレン管と鋳鉄
管の継手構造の半断面図である。

【図２】本実施例のロックリングの正面図である。

【図３】図２のロックリングの断面図である。

【図４】本実施例のカラーリングの断面図である。

【図５】本発明の他の実施例の継手構造の部分断面図で
ある。

【図６】従来のポリエチレン管と鋳鉄管を接続する継手
構造を示した半断面図である。

【符号の説明】

１、１ｂ 継手本体 ２ ロックリング ２ａ 歯部 ２ｂ テーパ外面 ２ｃ 切り欠き部 ２ｄ 先端の外周部 ３ カラーリング ３ｂ テーパ内面 ４ ストッパーリング ５ バックアップリング ６ 丸ゴム輪 ７ 角ゴム輪 ８ ポリエチレン管 ８ａ 引抜け代 ８ｂ スティフナー ９ エレクトロフュージョン継手 １０ ダクタイル鋳鉄管 １１ 締結部 １２ 受口段部 １４ ボルト締結孔 １５ 押輪 １６ リブ部 １７ ボルト １８ ナット ７０ 鉄管 ７１ 凹凸内周面 ７２ Ｏリング溝 ７３ Ｏリング ７４ 凸部 ９０ ポリエチレン製短管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 光義 埼玉県浦和市文蔵四丁目18番15号 (72)発明者 斎藤 功 神奈川県川崎市高津区末長1318番地 溝の 口南パークホームズ504

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレン管と一端で接続するための
   継手本体と、その継手本体の受口段部にメカニカル接続
   部を持ったもので、 このメカニカル接続部は、受口段部の奥側から順に装着
   したバックアップリング、丸ゴム輪、角ゴム輪とからな
   るシール部材と、角ゴム輪に当接する押輪と、この押輪
   と継手本体とを接続する締結部材とを有し、ポリエチレ
   ン管をメカニカル接続部に挿入し前記締結部材で前記シ
   ール部材を継手本体の受口段部の奥側に押圧するように
   なった継手構造において、 継手本体に挿入するポリエチレン管の端部外周に、内面
   に歯部を形成するとともに外面にポリエチレン管の前記
   端部に行くに従い口径の大きくなったテーパ面を形成し
   たロックリングを装着し、 このロックリング外周には、テーパ外面に当接するテー
   パ内面を形成したカラーリングを圧入するとともに、 ポリエチレン管はロックリングとシール部材の間に引抜
   け代を有することを特徴とするポリエチレン管を接続す
   るための継手構造。
2. 【請求項２】 前記圧入したカラーリングの端面にはス
   トッパーリングを装着し、ポリエチレン管の外周にねじ
   止めしてあることを特徴とする請求項１記載のポリエチ
   レン管を接続するための継手構造。
3. 【請求項３】 前記ロックリングは、リングの一部が切
   り欠いてあり、前記カラーリングの押圧にともなって径
   方向にも縮径し易くしたことを特徴とする請求項１また
   は２記載のポリエチレン管を接続するための継手構造。