JPH11218276A - 耐震型離脱防止継ぎ輪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】離脱防止機能を持つ継ぎ輪において、離脱防止
機能を付与する離脱防止用爪を異常外力に対し容易に破
壊されず、しかも作動時には管外周を傷付けるこがなく
異常外力に対し無理なく作動させることを課題とする。 【解決手段】管体の両側に設けた受口３開口部内面と、
該それぞれの受口３に挿入された挿口２外面に介挿した
シール材５を圧縮させる押し輪９と、該押し輪９内面に
形成された収容溝１０に配置された離脱防止用爪１１
と、前記押し輪９外周面から前記離脱防止用爪１１を挿
口２外周に押圧する押しボルト１６と、前記挿口２外周
に形成された突部１３と、この突部から受口の開口端側
に距離をおいた位置の受口内周に配置されたロックリン
グ１５とを有した耐震型離脱防止継ぎ輪において、前記
収容溝１０の押し輪外側方向の側面１０Ａとこの側面に
向かい合った前記離脱防止用爪体１１の側面１１Ａとの
間に挿口管方向に向けテーパ状に広がる空間Ｓを設けて
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐震型離脱防止継
ぎ輪に関する。

【０００２】

【従来の技術】耐震型離脱防止継ぎ輪として図９に示す
構造の管継手が知られている。この耐震型離脱防止継ぎ
輪１は、図９において、挿口２を受容した受口３の開口
部内周に奥すぼまりのシール材圧接面４を設け、挿口２
外面と前記シール材圧接面４との間に挿入した環状のシ
ールゴム５を、受口３のフランジ６にＴボルト７とナッ
ト８で締結された押し輪９で圧縮することによってシー
ルする構成とされ、さらに押し輪９の内周面に収容溝１
０を設けて離脱防止用爪体１１を収容し、押しボルト１
６で押圧することによって離脱防止用爪体１１の爪部１
２を挿口２外面に押圧し、挿口２に抜け出し力が作用し
た場合、爪部１２の挿口２外周に対する係合力で通常圧
力状態での挿口２の抜け出しを防止し、挿口２に前記通
常状態以上の抜け出し力、例えば地震の地盤変動による
強力な抜け出し力が作用した場合は、挿口２の先端に形
成した挿口突部１３と受口３内面に収容溝１４で支持し
たロックリング１５とを係合させて最終的に抜け出し防
止を図るようにされている（特願平９−２２４１３４
号）。

【０００３】なお、図中１７はロックリング１５を芯出
し状態で保持するゴムリング、１８はシール用ゴム輪５
をバックアップする周方向一つ割りのリングを示す。従
って、この耐震型離脱防止継ぎ輪１によれば、潜在的な
伸縮機能を備えた状態で、挿口２と受口３とを任意の位
置で相互に固定することができ、平常時は管路を一体化
し、かつ地震の発生時には伸縮部分を作り出すことがで
きるので、管路屈曲部などで生ずる不平均力にも対抗可
能な耐震管路網を構成することができるといった効果を
有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の耐震
型離脱防止継ぎ輪１に用いられる離脱防止用爪体１１
は、強度や挿口２へのくい込みなどを考慮して断面形状
を図１０（ａ）に示すように大きな爪部１２を一つだけ
有するもの、同図（ｂ）に示すように矩形断面の離脱防
止用爪体１１の両端に爪部１２、１２を有するものなど
が開示されているが、図１０（ａ）のものは、爪部１２
の剛性が高すぎ異常抜け出し力が作用したとき管に食い
込んで管外壁に傷を付けたり、爪部１２自体が強い食い
込み力に耐え切れず割れることがあることが判明した。

【０００５】また、図１０（ｂ）に示したものは、爪部
１２の断面積が小さいことと離脱防止用爪体１１の側面
１１Ｂ、１１Ｂが平行とされていたため、図１１に示す
ように異常抜け出し力が作用したとき、抜け出し防止力
を受け持つのは爪部１２だけとなるので、力に耐え切れ
ずせん断破壊することがあり、爪部１２が破壊されてし
まうと後は挿口２が滑り出して以後の通常時の抜け出し
防止機能が阻害されることがあることが判明した。

【０００６】この発明は、上記問題点を解消することを
目的としてなされたものであり、耐震型離脱防止継ぎ輪
において、離脱防止用爪体が異常外力に対し容易に破壊
されず、しかも作動時には管外周を傷付けることがない
ようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
請求項１の発明は、上記した耐震型離脱防止継ぎ輪にお
いて、前記収容溝の押し輪外側方向の側面とこの側面に
向かい合った前記離脱防止用爪体の側面との間に挿口管
方向に向けテーパ状に広がる空間を設け、前記離脱防止
用爪の離脱防止力を上回る抜け出し力が発生して継手が
伸びたとき、挿口と共に移動し前記収容溝側面と接触し
た前記離脱防止用爪が前記テーパ角だけ受口側に傾斜
し、前記離脱防止用爪の受口側縁を挿口外面に食い込ま
せることにより、前記挿口突部がロックリングに掛かり
合うまで抜け出し抵抗力を発生するようにした。

【０００８】この構成により、管に抜け出し力が作用し
たとき、抜き出し抵抗力が高くなりしかも、係合縁の食
い込みは本体の傾斜によって生じるので、本体部分も食
い込み力に対する力を分担することとなり係合縁のせん
断強度も強くなる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の離脱防止継
手において、離脱防止用爪体の側面が前記挿口管方向へ
向け前記収容溝の側面から遠ざかるテーパ状傾斜面とさ
れている。

【００１０】この構成により、テーパ状空間が離脱防止
用爪体によって形成される。請求項３の発明は、請求項
１または２における離脱防止用爪体が円弧状をなし、該
円弧状本体内周面の両側縁が挿口外面に対する係合縁と
され、かつ前記円弧状本体の両側面が内周面方向へ向け
幅が狭められるテーパ状の傾斜面とした。

【００１１】この構成により、請求項１のテーパ状空間
が離脱防止用爪体の側面によって形成され、離脱防止用
爪体のテーパ角に合った傾斜が容易に実現される。また
両側面に等角の傾斜角を設けることにより設置の向きの
制限がなくなり施工管理が容易となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次にこの発明の実施の形態を説明
する。図１はこの発明の一実施の形態を示す要部側断面
図、図２は同実施の形態の正面断面図である。

【００１３】この発明の耐震型離脱防止継ぎ輪１は、図
９に示した耐震型離脱防止継ぎ輪において、図１に示す
ように押し輪９内面に形成した収容溝１０に、本体内面
の両縁にそれぞれ周方向に連続する係合縁１２、１２が
設けられた離脱防止用爪体１１が収容され、収容溝１０
の押し輪外側方向の側面１０Ａとこの側面に向かい合っ
た前記離脱防止用爪体１１の側面１１Ａとの間に挿口管
２方向に向けテーパ状に広がる空間Ｓを設けて構成され
ている。

【００１４】図２に示すように、離脱防止用爪体１１は
円周方向に等分された円弧状をなし、押し輪９の収容溝
１０に対し円周方向に隙間１０Ａを有して収納される。
また、押し輪９は図示例のように径方向２分割とされ、
矢視Ｂ図を示す図２の（ｂ）及び矢視Ｃ図を示す同図
（ｃ）のように互いに重なり合う接合部９Ｂ、９Ｃでボ
ルト７により接合可能な構成とされている。

【００１５】また、上記耐震型離脱防止継ぎ輪１におい
て、図３に示すように受口３内面に設けたロックリング
１５に係合する突部１３が挿口２先端部に形成され、離
脱防止用爪体１１の離脱防止にも係わらず挿口２の抜け
出しが生じたときに前記突部１３と前記ロックリング１
５とが係合可能に構成されている。

【００１６】上記各実施の形態における収容溝１０の側
面１０Ａと離脱防止用爪体１１の側面１１Ａとの間のテ
ーパ状に広がる空間Ｓは、収容溝１０の側面１０Ａを傾
斜側面とすることによって形成する他、図１に示したよ
うに離脱防止用爪体１１の収容溝１０の前記側面１０Ａ
に対面する側面１１Ａを前記挿口管２中心方向へ向け収
容溝１０の側面１０Ａから遠ざかるテーパ状傾斜面とす
ることにより形成される。

【００１７】なお、離脱防止用爪体１１に傾斜側面１１
Ａを設ける場合は、収容溝１０の側面１０Ａに対面する
片側だけとすれば良いが、装着の際前後の向きの誤りを
防止するため、図示のように他側の面１１Ｂも同様な傾
斜面としておき、何れの向きに設置しても正常に機能す
るようにしておくことが望ましい。

【００１８】図４に拡大して示すように、離脱防止用爪
体１１の傾斜側面１１Ａ、１１Ｂの垂直面に対しなす角
αは２〜４°とされ、係合縁１２は断面三角形状の周方
向凸条とされ、その断面形状における斜面１２Ａの側面
１１Ａ、１１Ｂに対しなす角θは４０〜６０°、望まし
くは４５°程度とされ、また突出量ｈは離脱防止用爪体
１１本体の高さＨの約１０％前後とされる。

【００１９】次にこの発明の使用状態を説明する。図３
に示したように、ロックリング１５をセットした受口３
内に挿口突部１３を設けた挿口２を挿入し、シール用ゴ
ム輪５をセットする。

【００２０】次いで、押し輪９内面の収容溝１０に離脱
防止用爪体１１を収納し、押し輪９をシール用ゴム輪５
の端面に当接させ、受口３のフランジ６ヘＴボルト７及
びナット８で締め付け固定する。

【００２１】そして、図１に示したように、離脱防止用
爪体１１を押しボルト１６で押圧し係合縁１２、１２を
挿口２外面に圧接させる。従って、押しボルト１６の締
結力により爪部１２が挿口外周に食い込むが、この食い
込みによって通常時の抜け出し防止力が発揮される。

【００２２】次に、地震等による強大な抜け出し力が作
用し、図５に矢印Ｘで示す方向に挿口２が移動すると、
離脱防止用爪体１１の爪部１２は挿口２と共に移動し収
容溝１０の内面１０Ａに圧接される。

【００２３】空間Ｓがテーパ状となっているので誇張し
て示す図５のように離脱防止用爪体１１は、傾斜角αだ
け傾き、その結果一方側の係合縁１２（図示例では右
側）を挿口２外面に食い込ませる。

【００２４】この食い込みによって抜け出しを防止する
のである。

【００２５】

【実施例】次に、管の呼び径７５mmφ、１５０mmφ及び
２５０mmφのダクタイル鋳鉄管をそれぞれこの発明の耐
震型離脱防止継ぎ輪１で接合し、水圧試験及び継手部が
抜け出す水圧を測定する試験を行なった。

【００２６】継ぎ輪に用いた押し輪９は、図６（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示したものを使用した。図６において
（ａ）は呼び径７５mmφに適用したものを示し、離脱防
止用爪体１１、１１を対向する２個所に設け、一つの離
脱防止用爪体１１をそれぞれ２本の押しボルト１６、１
６で押圧するようにされている。

【００２７】同（ｂ）は呼び径１５０mmφに適用したも
のを示し、離脱防止用爪体１１…１１を等分した六ヶ所
に設け、それぞれの離脱防止用爪体１１を１本の押しボ
ルト１６で押圧するようにされている。

【００２８】同（ｃ）は呼び径２５０mmφに適用したも
のを示し、離脱防止用爪体１１…１１を等分した四ヶ所
に設け、一つの離脱防止用爪体１１をそれぞれ２本の押
しボルト１６、１６で押圧するようにされている。

【００２９】また、いずれも押し輪９は二つ割れのもの
とした。離脱防止用爪体１１の寸法は、図４におけるθ
＝４５°、α＝2.5°、Ｈ＝２０mm、ｈ＝２mmのものを
用いた。

【００３０】なお、試験開始に際し、耐震型離脱防止継
ぎ輪の耐震性能として以下の目標値及び図７に示す性能
を基準とした。(1)下記状態で水圧2.5Mpaで漏水せず、
継手が抜け出さないこと（図７ａ点） 真っ直ぐ状態 許容曲げ角度で配管した状態 限界曲げモーメントを負荷した状態 (2)限界曲げモーメント負荷時に、押し輪、ボルトナッ
ト、離脱防止用爪体が破損しないこと (3)挿口管の抜け出し時に押し輪、ボルトナット、離脱
防止用爪体などに付属品が破損せず、挿口管に深く傷が
着かないこと (4)地震などの異常時に一度継手が動いた後も、水圧0.7
5Mpaで動かず、漏水のないこと (5)最終的には３×Ｄ(Ｄは管の呼び径、単位mm)ＫＮの
抜け出し力が加わっても抜け出さないこと（図７ｂ
点）。

【００３１】水圧試験は等しい長さの直管を継ぎ輪で接
続し、直管の開口部を塞いで内部に水圧をかけ、この状
態で真っ直ぐのまま、継手部に許容曲げを加えたとき
と、限界曲げモーメントを負荷したときとについて継手
部の漏水、抜け出しを観察することによって行なった。

【００３２】その結果は表１の通りである。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１より明らかなように、本発明の継ぎ輪
用離脱防止用爪体を使用した耐震型離脱防止継ぎ輪は、
いずれの条件でも水圧2.5Mpaで漏水せずまた継手も抜け
出すことはなく、前掲の目標(1)〜(4)は満たされている
ことが確認された。

【００３５】従って、本発明の離脱防止用爪体１１を使
用した場合、通常使用状態における水圧、不平均力によ
る抜け出し力には離脱防止用爪体１１によって離脱防止
が図れることが確認できた。

【００３６】次に、上記した継手にさらに水圧を加え、
継手部が抜け出す水圧を測定する試験を行なった。その
結果は表２に示す通りである。

【００３７】

【表２】

【００３８】表２より明らかなように、挿口が抜け出し
方向へ動き出すまでの最大水圧は呼び径250mmの継手で
も3.6Mpaであり、その時の負荷水圧と継手変位量の関係
は図８に示す通りであった。

【００３９】従って、表２の「一旦動いた後の抜け出し
水圧」の欄からも明らかなように、継手が一旦動いた後
も、水圧0.75Mpaでは継手が動かないことも確認され、
本発明の耐震型離脱防止継ぎ輪によれば、前述の目標
(5)も満たされていることが確認された。

【００４０】なお、図１０（ｂ）に示した従来の離脱防
止用爪の最大抜け出し水圧は呼び径１５０mmφで2.6MP
a、呼び径２５０mmφで2.1MPaと本発明のものに比べ６
割弱でしかなかった。

【００４１】従って、本発明の耐震型離脱防止継ぎ輪
は、耐震型離脱防止継ぎ輪としての目標値を十分にクリ
アできることが判明した。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明の耐震型離脱防止継
ぎ輪によると、押し輪の内部に配置された離脱防止用爪
体により、通常時は水圧、不平均力による挿口の抜け出
しが防止され、地震発生時に離脱防止用爪体による離脱
防止力を上回る抜け出し力が発生し、継手が伸びたと
き、爪本体が傾斜して係合縁が挿口に食い込むので、従
来の離脱防止用爪体に比べ抜け出しに対する抵抗力が大
きくなる。

【００４３】また、傾斜時の係合縁の有効断面も傾斜分
だけ増加するので、係合縁の強度も向上し、せん断破壊
されにくくなる効果を有する。従って、挿口突部が受口
内面のロックリングに当接するまでの抵抗力も優れる。

【００４４】また、管外面に傷も付かず押し輪、ボルト
ナット、離脱防止用爪体などの付属品を破損させること
もない効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の耐震型離脱防止継ぎ輪の押し輪部分を
示す要部断面図である。

【図２】図１における押し輪の正面断面図である。

【図３】本発明の耐震型離脱防止継ぎ輪の受口と挿口と
の関係を示す要部断面図である。

【図４】離脱防止用爪体の断面図である。

【図５】離脱防止用爪体の離脱防止の作用説明断面図で
ある。

【図６】管径に応じて使用される押し輪の説明図であ
り、（ａ）は呼び径７５mmφの耐震型離脱防止継ぎ輪、
（ｂ）は呼び径１５０mmφの耐震型離脱防止継ぎ輪、
（ｃ）は呼び径２５０mmφの耐震型離脱防止継ぎ輪に使
用したものを示す。

【図７】耐震型離脱防止継ぎ輪の性能目標を示すグラフ
である。

【図８】本発明の耐震型離脱防止継ぎ輪の試験結果を示
すグラフである。

【図９】従来の耐震型離脱防止継ぎ輪の要部断面図であ
る。

【図１０】離脱防止用爪体の断面図で（ａ）は太い一本
の爪部を有するもの、（ｂ）は二本の爪部を有するもの
である。

【図１１】従来の耐震型離脱防止継ぎ輪の作用を示す要
部断面図である。

【符号の説明】

１ 耐震型離脱防止継ぎ輪 ２ 挿口 ３ 受口 ４ シール材圧接面 ５ 環状のシールゴム ６ フランジ ７ Ｔボルト ８ ナット ９ 押し輪 １０ 収容溝 １０Ａ 収容溝の側面 １１ 離脱防止用爪体 １１Ａ 離脱防止用爪体の側面 １２ 爪部 １３ 挿口突部 Ｓ テーパ状隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管体の両側に設けた受口開口部内面と、
   該それぞれの受口に挿入された挿口外面に介挿したシー
   ル材を圧縮させる押し輪と、該押し輪内面に形成された
   収容溝に配置された離脱防止用爪と、前記押し輪外周面
   から前記離脱防止用爪を挿口外周に押圧する押しボルト
   と、前記挿口外周に形成された突部と、この突部から受
   口の開口端側に距離をおいた位置の受口内周に配置され
   たロックリングとを有した耐震型離脱防止継ぎ輪におい
   て、前記収容溝の押し輪外側方向の側面とこの側面に向
   かい合った前記離脱防止用爪体の側面との間に挿口管方
   向に向けテーパ状に広がる空間を設け、前記離脱防止用
   爪の離脱防止力を上回る抜け出し力が発生して継手が伸
   びたとき、挿口と共に移動し前記収容溝側面と接触した
   前記離脱防止用爪が前記テーパ角だけ受口側に傾斜し、
   前記離脱防止用爪の受口側縁を挿口外面に食い込ませる
   ことにより、前記挿口突部がロックリングに掛かり合う
   まで抜け出し抵抗力を発生するようにしたことを特徴と
   する耐震型離脱防止継ぎ輪。
2. 【請求項２】離脱防止用爪体の側面が前記挿口管方向へ
   向け前記収容溝の側面から遠ざかるテーパ状傾斜面とさ
   れてなることを特徴とする請求項１に記載の耐震型離脱
   防止継ぎ輪。
3. 【請求項３】請求項１または２における離脱防止用爪体
   が円弧状をなし、該円弧状本体内周面の両側縁が挿口外
   面に対する係合縁とされ、かつ前記円弧状本体の両側面
   が内周面方向へ向け幅が狭められるテーパ状の傾斜面と
   されてなることを特徴とする耐震型離脱防止継ぎ輪。