JPS6146715B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成樹脂材で成形した長管若しくは短
管、異形管の端部に形成される受口の構成に関
し、特にシール用弾性リング装填用環状溝が設け
られる受口の構成に関するものである。

合成樹脂管の端部に形成される受口部には、し
ばしばシール用の弾性リングが装填されている。
しかしてこれらの弾性リングは比較的肉厚（半径
方向の寸法）に形成され、しかも受口管及び挿込
管を相当の長さに亘つてシールするように広巾に
形成される。またこれらの弾性リングは管の接合
に先立つて受口部に配置され、挿込管はこれらの
弾性リングを押し広けながら挿入されるものであ
る。例えば第６図で示したような従来の押出硬質
PVC管の継手部で弾性リングによる挿込み継手
にあつては、受口管２の受口内面Ｅおよび
E′と、挿込管１の挿口外面Ｆとはほぼ同じ寸法
とし、接続すべき相互の管の軸芯を一致させて耐
水性（水密性）を確保している。これらは押出硬
質PVC管が可撓性であることによつて可能であ
り、鋳鉄管では管体自体に可撓性がなく、また寸
法精度の確保は鋳放しでは得られ難いものであ
る。従つて樹脂管の管体部分は比較的可撓性を有
するにもかかわらず、接続部の可撓性は逆に殺す
結果になり、埋設管路として好ましくない場合が
ある。また管路は全体的に剛性が均一であること
が要求されるが、外力による応力集中は継手接続
部に生じ易く、更に配管時においても、僅かな曲
げ（ベンド管等を用いる程の曲げでない）を要す
る際、無理曲げになり継手接続部に荷重が加わつ
た状態で埋設されることがある。また弾性リング
４は単なる溝に嵌装配置されたものであるから挿
込管の挿入時に変位したり、転回したり極めて不
安定なものが多く、シぶル性を向上するために挿
入管に密嵌するもの程挿入抵抗が多くなつて変位
したり或は転回して確実な接合ができないのみ
が、これらの変位転回によつて挿入を困難にした
り水密性を阻害していた。従つて余儀なく接着剤
を利用したり或は特殊形状の係止溝を形成する必
要があつた。またこれらの変位転回は外部から見
ることができず配管現場では十分な監視と管理が
要求されている。また継手部において受口と挿込
管との間に適当な間隙を形成して僅かの曲げを許
すような継手が提案されているが、これらに用い
る弾性リングは特に厚さが厚くなり、しかも配管
後の土圧変化等によつて曲げ応力がこの継手部に
集中して屈折し、保持圧の不均一および水圧等に
よつて弾性リングが継手部から外れて脱出する等
の事故が生ずることがあつた。

本発明はこれらの事情に基づいてなされたもの
であつてその目的はシール用弾性リングが正しい
位置に安定して保持され、しかも水密性を高める
ような弾性リングを提供して理想的な樹脂管の受
口を提供するものである。上記の目的を達成する
ことのできた本発明受口の構成は、挿込管が挿入
される合成樹脂管の受口において、該受口には遠
心方向に脹れたシール用弾性リング装填環状溝部
が形成され、該環状溝部の受口開放端側には入口
側傾斜面および奥部側傾斜面を含む弾性リング係
止溝を形成すると共に、該係止溝より奥側にはシ
ール面を形成し、更に前記環状溝部の奥側には挿
込管の先端部外周との間の遊隙となる空胴部を内
包する様な拡径部を形成し、一方前記環状溝部に
装填される弾性リングは、前記環状溝部の奥部側
傾斜面の傾斜終了部を通つてリング軸と直交する
方向に向う線をほぼ境として受口開放端側を固定
部Ａ、受口奥側をシール部Ｂとする一体構成と
し、該固定部Ａの外周側には前記弾性リング係止
溝の入口側傾斜面および奥部側傾斜面の各々に密
接し得る傾斜角度からなる前傾斜面および後傾斜
面を形成して前記係止溝に嵌合する係止部Ｃとす
る他、内面側には挿込管外周面線よりリング軸心
方向に突出した突出部を形成する一方、前記シー
ル部Ｂには前記環状溝部のシール面に密接し得る
外周面を設けると共に、内周側には挿込管によつ
て圧縮変形して挿込管の外周面線より遠心側へ排
斥される排斥部Ｄが形成され、且つ前記固定部
Ａ、シール部Ｂ、係止部Ｃ及び排斥部Ｄのそれぞ
れの断面積比がＣ／Ａ＞Ｄ／Ｂとなる様に構成し、前記
シ ール用弾性リング装填環状溝部における前記係止
溝よりも奥側には、前記シール部Ｂの全体積より
大きい容積の腔部を形成してなるところに要旨を
有するものである。

以下本発明を図面に基づいて詳細に説明するが
図はその具体例を示したもので本発明は図示した
受口にのみ限定されず、以下説明する趣旨に沿つ
て他の受口に利用したり、或は弾性リングの一部
を変形して利用することもできるものである。第
１図は本発明を利用した管接合を示した側面図で
一部はそれぞれ破断して示す。第２図は第１図の
破断部の一部を拡大して示した断面図、第３図は
第２図において挿込管挿入前の状態を示した断面
図、第４図は第３図を展開して示した構成説明
図、第５図は弾性リングを拡大した断面図であ
る。これらの図において２は受口部３を形成する
長管若しくは継手管で、該管２の端部に受口３が
拡径して成形され、この拡径部３は前記したよう
に管が互いに折れ曲がるような空隙を形成する拡
径部とする。そして拡径部に弾性リング装填環状
溝を形成し、該装填溝に弾性リング４が装填され
る。１は挿込管を示す。しかして受口部３の二次
成形手段は挿込芯型と外型による型成形と、外型
のみによるブロー成形が利用されるが、成形精度
を維持するために挿込芯型と外型による方法が推
奨される。しかしてこの挿込芯型を用いて例えば
図示したような受口３を形成するときは、芯型が
第２図に示すように空胴部６、リング装填溝部５
（シール面５ａおよびリング係止溝７を含む）を
形成するピースで構成され、該芯型に軟化した管
端が挿し込まれて拡径成形され、次いで外型を適
用して整形される。即ち拡径受口３の奥部には傾
斜部９及び空胴部６が形成され、一次脹れ壁１０
を介して再び傾斜部１１を形成して弾性リング装
填溝部５を形成し、その外周は二次脹れ壁１２
（内面側はシール面５ａとなる）を形成する。そ
して該弾性リング装填溝部５の入口側には更に外
周に脹らんだ係止溝７を形成するように管壁１２
は再び傾斜部１３′を介して係止溝部１３を形成
し、更に外型の適用によつて傾斜部１４が形成さ
れて挿入口部１５が成形される。このような成形
において前記傾斜部９，１１，１３′はいずれも
軟化管端を円滑に拡形案内するような傾斜面を構
成した芯型を使用しなければ押込成形が不可能で
ある。従つてこれらの傾斜部は管軸に対して45度
以上にすると成形が困難であり、それ以下で成形
される。即ち第４図に示すように弾性リング係止
溝７は入口側傾斜面１７の一部および奥部側斜面
１６で構成されると共に、該係止溝７の奥側は管
軸と略平行なシール面５ａで構成され、他方弾性
リング４の係止部は前記入口側傾斜面１７に沿う
前傾斜面２２と、奥部側傾斜面１６に沿う後傾斜
面２３とで構成されると共に、その奥側にはリン
グ軸心と略平行な圧接面４ａが形成される。この
様に弾性リング係止溝７はその両側に傾斜面を形
成しているので、半径方向からの外部応力に対す
る追従性が良く、本来的に可撓性のすぐれた合成
樹脂管の受口部としての機能が損なわれない。即
ち上記半径方向からの応力集中によつて破損した
り或は水密性が低下する様なことはない。また前
記したように比較的厚肉でしかも広巾のシール用
弾性リングは図示するように人間の足首に似てお
り、挿込管１の挿入によつて前進方向に変位作用
を受けるが、これの制止作用面は専ら前記係止溝
７の奥部側傾斜面１６が果たす。しかるにこの奥
部側傾斜面１６は前記したように45度以上の傾斜
とすることが成形上困難である。また40度未満で
は制止作用を発揮し難い。またこのように配設さ
れたシール用弾性リング４はその爪先側から搬送
流体の圧力を受け、離脱方向に移動する傾向を示
すがその制止作用は係止溝７の入口側傾斜面１７
が果す。一方このような肉厚広巾の弾性リング４
は当然弾性に富んだゴム若しくは合成ゴムで成形
されるが、挿込管１の挿入抵抗を少なくし、かつ
水密性を保持ししかも一定空隙を埋めるようなシ
ールパツキングにおいては軟弾性のリングが好ま
しい。しかしながら軟弾性が高くなるほど前記制
止面となる後傾斜面２８および前傾斜面２２が不
安定となり、管挿入時や流体圧によつて弾性リン
グの変位や転回が起りやすくなる。従つて本発明
者等はこのような足首形の弾性リングにおいて、
その作用面および効果面から種々検討して最適の
弾性リングを得ると共にこれを配置することに成
功したものである。しかして弾性リング４は前記
したように第１の目的は空隙を埋めてシールする
ことであり、第２の目的は確実に位置保持される
ことである。そこでシールする部は主として爪先
側で発揮させ、踵部はシールすることもさること
ながら位置保持作用を発揮させるようにした。従
つて弾性リング４は弾性度の異なるもので形成す
ることが好ましい。そしてこれらの弾性度の変化
は第４図に示すように奥部側傾斜面１６の下端か
ら管軸に垂線を立て該垂線２１を境として爪先部
をシール部Ｂとし、踵部を保持部（以下ハンガー
部）Ａとし、ハンガー部Ａはシール部Ｂより高硬
度とすることが有効であつた。そして好ましい例
はゴム硬度計で測定してシール部Ｂでは約40〜60
度ハンガー部では70〜80度であつた。しかしてこ
れらの弾性リング４はその内径が挿込管１の外周
径よりも小径であるべきであつて、その差が大き
い程挿込抵抗が多くなり変位したり転回するもの
である。またその挿込抵抗はシール部Ｂの先端部
で大きくすることが弾性リング４を転回しないで
かつ水密性を保持するために必要である。従つて
第４，５図に示すように弾性リング４のシール部
内面は挿込管１の外周面線１９より内側に突出部
２６を形成し、この突出量が水密性と挿込抵抗を
左右している。一方このような突出部２６にいき
なり挿込管が触れるとハンガー部Ａが躍り易いの
でハンガー部Ａの内側にも突出部２５を形成し、
該突出部２５は主としてハンガー部Ａを係止溝１
７に保持する支え圧を挿込管外周から得るもので
ある。従つて突出部２５の突出高さは挿込管外周
面線１９より内径側に僅か突出しており、本発明
者等の実験によるときはこの突出部２５の内径は
挿込管外径より２％小さくした場合に好適な結果
を示した。また突出部２６の突出量は水密性およ
び挿込抵抗に比例するものであるが、この抵抗が
多い程ハンガー部Ａは確実に係止溝７に確保され
る様な対策が考慮されなければならない。しかる
に前記したように、一般に成形される受口の弾性
リング係止溝７はその奥部側傾斜面１６が45度以
下で形成されるので、前記突出部２６と係止部と
は当然に深い関係が生ずる。そこで本発明者等は
第４図および第５図に示したようにハンガー部Ａ
における係止部Ｃを弾性リング装填溝５の底面線
２０で分けて考え、該係止部Ｃを弾性リング４の
位置確保要部と想定した。一方シール部Ｂには前
記突出部２６が形成され、該突出部２６は挿込管
によつて圧縮変形を受けしかも、この変形は他の
シール部例えば受口管とのシール部面積を増すよ
うに挿込管外周面線１９外に排斥される部分Ｄと
なる。このとき、挿込管の挿入圧を受けた排斥部
Ｄは挿込管外周面線１９より外方向へ押し広げら
れるが（本明細書ではこれを排斥という）、この
排斥を許す為には、弾性リング４のシール部Ｂ配
設側に排斥部Ｄの変形退避を許容し得る広さの腔
隙を設けておく必要がある。そのため本発明で
は、例えば第４図に示す如く、環状溝部５におけ
る前記係止溝７よりも奥側に、排斥部Ｄを含めた
シール部Ｂの全体積よりも大きい容積の腔部Ｈを
形成することとしている。その結果、挿込管の挿
入工程で排斥部Ｄは挿込管の外周面に押圧されつ
つ拡径して腔部Ｈ方向へ排斥されることができ、
挿入作業を円滑に行なうことができる。また排斥
部Ｄによつてもたらされるシール効果を十分に発
揮せしめながら、且つ係止部Ｃによる固定効果を
確保する為には、係止部Ｃと排斥部Ｄの断面積比
がＣ＞Ｄとなる様に設計すればよい様にも考えら
れるが、本発明者等が種々の実験で確認したとこ
ろによると、固定部Ａ、シール部Ｂ、係止部Ｃ及
び排斥部ＤがＣ／Ａ＞Ｄ／Ｂの関係を満たす様に寸法を
調 整することにより最善の効果が得られることが明
らかとなつた。この理由は次の様に考えることが
できる。即ち上記Ｃ／Ａ及びＤ／Ｂは固定部及びシール
部 に外力が作用したときの変形抵抗を示すものと考
えることができ、Ｃ／Ａ＜Ｄ／Ｂであるときは挿込管挿
入 時のシール部にかかる変形抵抗が固定部の固定力
を上回ることになり、挿入時に固定部（特に係止
部Ｃ）が係止溝７からころがり出る恐れがでてく
る。これに対しＣ／Ａ＞Ｄ／Ｂとなる様に各部の断面積
比 を調整しておけば、固定部の固定力が挿込管挿入
時のシール部にかかる変形抵抗を常に上回ること
になるので、係止部Ｃが係止溝７からころがり出
す恐れはなくなる。しかも挿込管の挿入工程で
は、係止部Ｃは係止溝７に嵌合して外面側から拘
束されているのに対し、シール部Ｂの外周側には
前述の如く該シール部Ｂの全体積よりも大きい容
積を有する腔部Ｈが設けられているので、排斥部
Ｄは挿入力を受けたときに変形して該腔部Ｈ方向
へ退避することができる。そのため挿込管先端が
シール部Ｂを通過するときの挿入抵抗は、外面側
の拘束された固定部へ挿入されるときの挿入抵抗
よりも更に小さくなり、仮に排斥部Ｄが係止部Ｃ
よりも若干大きくなるようなことがあつても、係
止部Ｃが係止溝７からころがり出すことはない。
また弾性リング４のハンガー部Ａの突出部２５と
シール部Ｂの突出部２６の中間（土踏まずの部
分）は、図で挿入管外周面積１９より退避したも
のを示したが必ずしも退避する必要はなく、挿込
管外周面と一致したり或はこの面線に凹凸を形成
してもよく、要は突出部２５が挿込管によつて加
圧され、その加圧が直接係止部Ｃの奥側傾斜面１
６および入口側傾斜面１７に沿うように形成され
る限りハンガー部Ａの形状は適当に変更される。
またシール部Ｂはその爪先指部分を円曲面で形成
したものを示したが、適当に凹凸部或は切込み湾
部を形成してもよく、これらの必要によつて適当
に変更して実施できる。

本発明はこのように受口を構成したから挿込管
の挿入によつて弾性リングの変位および転がりが
全くなくなつて配管作業を容易確実にすることが
できた。またこれらの受口は前記したように互い
の管軸が折曲げ作用を受けてもこれに順応し、し
かも水密性を保持するものであつて、例えば管軸
が３度曲げられても水密性は全く変らず耐水圧性
のよい受口が得られた。又従来３度曲げられると
水圧によつて弾性リング４が飛び出すことがあつ
たが本発明によつてこれらを全くなくすることが
でき、屈折許容継手受口として極めて理想的なも
のをしかも安価に提供することができるようにな
つたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は受口の構成を示した側面図で一部は破
断して示す。第２図は第１図の破断部を拡大した
断面図、第３図は第２図の変形で挿込管を除いた
断面図、第４図は第３図の一部を拡大し、かつ展
開して示した構成説明断面図、第５図はパツキン
グの断面を拡大して示した構成説明断面図、第６
図は従来の受口部を示した断面図である。 １…挿込管、２…受口管、３…受口部、４…リ
ングパツキング、５…弾性リング装填溝、６…空
胴部、７…係止溝、８…間隙、１６…奥部側傾斜
面、１７…入口側傾斜面、１８…管軸平行線、１
９…挿込管外周面線、２０…弾性リング装填底面
線、２２…前傾斜面、２３…後傾斜面、２４…頂
面、２５，２６…突出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 挿入管が挿入される合成樹脂管の受口におい
   て、該受口には遠心方向に脹れたシール用弾性リ
   ング装填環状溝部が形成され、該環状溝部の受口
   開放端側には入口側傾斜面および奥部側傾斜面を
   含む弾性リング係止溝を形成すると共に、該係止
   溝より奥側にはシール面を形成し、更に前記環状
   溝部の奥側には挿込管の先端部外周との間の遊隙
   となる空胴部を内包する様な拡径部を形成し、一
   方前記環状溝部に装填される弾性リングは、前記
   環状溝部の奥部側傾斜面の傾斜終了部を通つてリ
   ング軸と直交する方向に向う線をほぼ境として受
   口開放側を固定部Ａ、受口奥側をシール部Ｂとす
   る一体構成とし、該固定部Ａの外周側には前記弾
   性リング係止溝の入口側傾斜面および奥部側傾斜
   面の各々に密接し得る傾斜角度からなる前傾斜面
   および後傾斜面を形成して前記係止溝に嵌合する
   係止部Ｃとする他、内面側には挿込管外周面線よ
   りリング軸心方向に突出した突出部を形成する一
   方、前記シール部Ｂには前記環状溝部のシール面
   に密接し得る外周面を設けると共に、内周側には
   挿込管によつて圧縮変形して挿込管の外周面線よ
   り遠心側へ排斥される排斥部Ｄが形成され、且つ
   前記固定部Ａ、シール部Ｂ、係止部Ｃ及び排斥部
   Ｄのそれぞれの断面積比がＣ／Ａ＞Ｄ／Ｂとなる様に構
   成 し、前記シール用弾性リング装填環状溝部におけ
   る前記係止溝よりも奥側には、前記シール部Ｂの
   全体積より大きい容積の腔部を形成してなること
   を特徴とする合成樹脂管の受口。