TWI582326B

TWI582326B - 管接頭構造

Info

Publication number: TWI582326B
Application number: TW102109107A
Authority: TW
Inventors: 山本雅之; 吉田義德; 下保哲二
Original assignee: 栗本鐵工所股份有限公司
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2017-05-11
Also published as: TW201348624A; JP2013190049A; WO2013137241A1; JP5455083B2

Description

管接頭構造

本發明係關於一種水管道等中之使用管接頭用鎖環(lock ring)之管接頭構造，尤其關於以小口徑管為對象之管接頭構造。

作為接合管體之承口與插口之管接頭之一種，有使環狀之密封材壓縮而介存於一管之承口與另一管之插口之間的防脫開離管接頭。

此種防脫開離管接頭亦稱為耐震管接頭，為了不會因地震等而導致另一管體之插口意外自一管體之承口脫出，採用包含防脫開機構者之情形較多。該防脫開機構係於承口之內周面，較介存上述密封材之部分更內側地形成鎖環槽，且於該鎖環槽內收容定心環及管接頭用鎖環(以下稱為「鎖環」)。

於插口之前端設置有向外徑側突出之防脫開突起，若於插口插入至承口中之狀態下欲拔出該插口，則防脫開突起會抵接於鎖環從而得以防脫開(例如參照專利文獻1、專利文獻2)。

於此種防脫開離管接頭中，在插入插口前，於承口內之鎖環槽中收容定心環，其後，使略微縮徑之狀態之鎖環位於定心環之內徑側，最後解除縮徑，而將鎖環收容於特定之位置上。

以此種方式使定心環介存之原因在於：與鎖環欲藉由自身之彈性力而擴徑相對地，該定心環於特定位置上限制鎖環之擴徑，從而使鎖環於正規之位置上定心(承口側之管體與鎖環之軸心對準)。

然而，於此種防脫開離管接頭中，在將鎖環收容於鎖環槽中前需要預先收容定心環。因此，鎖環之安裝作業較為繁雜。

又，於較「JIS G 5526延性鑄鐵管」中規定之管(標稱直徑75mm以上)更小徑之所謂小口徑管之情形時，於作業時難以將工具或指尖插入管內之狹窄空間中。進而，因該插入之工具或指尖而使鎖環槽附近成為死角，因此難以目視確認定心環或鎖環之嵌入狀態。由於此種情況，因此向承口內之鎖環之收容需要較多作業時間。

因此，本案之申請人已於日本專利特願2012-020666中申請如下技術：藉由於鎖環之環部配備複數個突起(定心突起)而無需獨立個體之定心環，從而使鎖環之安裝作業變得簡單。

於該構成中，例如，如圖7所示，於承口2內表面之鎖環槽12中不使用定心環而直接設置鎖環10，因此可不使用專用工具地進行管接頭之接合。又，插入至承口2內之插口1係藉由使設置於其前端之向外之突起11卡止於承口2內之鎖環10，而阻止其拔出。因此，對於地震時等之地基之搖動可保護管接頭。

又，本案之申請人已於日本專利特願2010-221419中申請如下技術：藉由於鎖環之環部配備突起(凸緣部)而無需獨立個體之定心環，進而，藉由使該突起(凸緣部)抵接於鎖環槽，而防止鎖環之旋轉(傾倒)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利實開平6-28473號公報

[專利文獻2]日本專利特開平7-260059號公報

且說，圖7中之鎖環槽12具有作為平行於管軸方向且平坦之底面的圓筒狀部12a。且使鎖環10之環部10a或突起10b抵接於該圓筒狀部12a。

然而，設想有於插入插口1中時，因承口2及插口1之公差之大小組合而導致鎖環10難以擴徑、或承口2與插口1之接合變得困難之情形。例如承口2之內徑於公差之範圍內成為最小、且插口1之外徑於公差之範圍內成為最大之情形等。

因此，本發明之問題在於：排除承口或插口之公差之影響，使利用鎖環之管接頭之接合變得容易。

為了解決上述問題，本發明係一種管接頭構造，其於承口之內表面形成有鎖環槽，於該鎖環槽內收容有鎖環，並於插口之前端設置有於外徑側突出之防脫開突起，且若於上述插口插入至上述承口之狀態下欲自上述承口拔出上述插口，則上述防脫開突起抵接於上述鎖環而防脫開，且上述管接頭構造採用如下構成：上述鎖環包含：於其周方向1個部位具有開口之對開之環部、及自該環部於外徑方向豎立之突起，藉由使上述突起直接抵接於上述鎖環槽之底面，而進行上述承口與上述環部之定心；上述鎖環槽包含楔形內表面部，該楔形內表面部自上述承口之管軸方向開口側朝向管軸方向內部側、或自上述承口之管軸方向內部側朝向管軸方向開口側而逐漸擴徑；且上述突起係與該楔形內表面部相對向地被收容。

根據該構成，由於使突起與設置於鎖環槽之楔形內表面部相對向，因此鎖環可與承口或插口之公差之程度無關地沿楔形內表面部向管軸方向移動。因此，可防止因承口及插口之公差之大小之組合而導致鎖環難以擴徑之事態，從而使管接頭之接合變得容易。

又，於上述圖7中，於鎖環槽之底部設置有用以儲存鎖環之突起之深槽部12b。然而，此種複雜之鎖環槽之形狀除關係到管體之製造時之成本上升以外，尤其於鑄鐵管之情形時，存在易產生鑄造缺陷之問題。

因此，由於如上所述使突起與鎖環槽之楔形內表面部相對向，故無需於鎖環槽中形成形狀複雜之部分(上述深槽部12b等)。因此，可消除管體製造時之成本上升之問題或鑄鐵管之鑄造缺陷之問題。

再者，鎖環槽之楔形內表面部較理想為遍及該鎖環槽之軸方向全長(全寬)而設置，但亦可將該楔形內表面部設為鎖環槽之軸方向全長(全寬)之一部分。

於該等各構成中，上述突起既可設置於上述環部之管軸方向內部側之端部，亦可設置於上述環部之管軸方向開口側之端部。或者上述突起亦可設置於上述環部之管軸方向中央。

又，鎖環槽之楔形內表面部之梯度的方向可為自承口之管軸方向開口側朝向管軸方向內部側而逐漸擴徑之方向、或自承口之管軸方向內部側朝向管軸方向開口側而逐漸擴徑之方向之任一方向，但較理想為如下楔形內表面部之構成：於突起相對於鎖環之管軸方向長度而向該管軸方向之任一側偏心之情形時，該偏心之側成為大徑側。

進而，例如可設為如下構成：於鎖環槽內，在較自承口之管軸方向開口側朝向管軸方向內部側而逐漸擴徑之楔形內表面部更內部側，設置與該楔形內表面部成為相反梯度之另一楔形內表面部。此時，鎖環之突起可與任一方向之梯度之楔形部相對向。

再者，可採用如下構成：以板狀之構件形成鎖環之環部，並將其正背板面設為自承口之管軸方向開口側朝向管軸方向內部側而逐漸縮徑之楔形部。

根據該構成，可進一步提高鎖環之穩定性，從而可更確實地防止鎖環於設置時顛倒。又，由於該環部自內部側朝向開口側而擴大，因此鎖環可於朝向成為其支點之鎖環槽之端面部而末端擴大的狀態下承受來自插口之防脫開突起之力。因此，對於插口欲脫出之方向之力可有效地對抗，從而可提高管接頭之接合性(拔出強度)。

由於本發明於鎖環槽設置楔形內表面部，並使鎖環之突起與該楔形內表面部相對向，因此可排除承口或插口之公差之影響，從而使利用鎖環之管接頭之接合變得容易。

1‧‧‧插口

2‧‧‧承口

2b‧‧‧凸緣

3‧‧‧橡膠圈

4‧‧‧壓蓋

10‧‧‧鎖環

10a‧‧‧環部

10b‧‧‧定心突起

10c‧‧‧端部

10d‧‧‧楔形部

10e‧‧‧後端

10f‧‧‧端緣

10g‧‧‧周方向部

10h‧‧‧軸方向部

11‧‧‧防脫開突起

11a‧‧‧圓筒面

11b‧‧‧楔形外表面部

11c‧‧‧端面部

12‧‧‧鎖環槽

12c、12f‧‧‧端面部

12e‧‧‧楔形內表面部

13‧‧‧顎部

14‧‧‧切口

P‧‧‧管體

W‧‧‧寬度

圖1係表示本發明之一實施形態之縱剖面圖。

圖2表示該實施形態，(a)係左側視圖，(b)係縱剖面圖。

圖3表示鎖環之詳細，(a)係立體圖，(b)係表示其變化例之立體圖。

圖4表示該實施形態之管接頭構造，(a)係表示於承口內收容有鎖環之狀態之左側視圖，(b)係該縱剖面圖。

圖5係表示取出鎖環時之狀態之主要部分縱剖面圖。

圖6表示插入鎖環時之狀態，(a)係左側視圖，(b)(c)係縱剖面圖。

圖7係先前例之縱剖面圖。

基於圖式對本發明之一實施形態進行說明。該實施形態係關於一種管接頭構造，該管接頭構造包含不會因地震等而導致另一管體P之插口1自一管體P之承口2意外脫出之防脫開機構。

如圖1及圖2所示，管接頭之構成係於承口2之內表面形成有遍及全周之鎖環槽12。鎖環槽12遍及其軸方向全長(全寬)地包含自承口2之管軸方向開口側朝向管軸方向內部側而逐漸擴徑之楔形內表面部12e。又，鎖環槽12之管軸方向開口側及管軸方向內部側之端部係分別具有與管軸正交之面方向的端面部12c、12f。

於該鎖環槽12內收容管接頭用鎖環(以下稱為「鎖環10」)。鎖環10通常為金屬製，但亦可使用樹脂等其他素材。但，自確保防脫開時之剛性之觀點而言，該素材較理想為彈簧鋼或不鏽鋼、不鏽彈簧鋼。

又，於插口1之前端設置有向外徑側突出之遍及全周之防脫開突起11。該防脫開突起11之外表面成為圓筒面11a、與設置於較該圓筒面11a更前端側之楔形外表面部11b。楔形外表面部11b隨著自插口1之前端側朝向後端側而向接近外徑側之方向傾斜。又，於該圓筒面11a之後端設置有具有與管軸正交之面方向的端面部11c。

於插口1插入至承口2之狀態下，若因地震等而作用有欲自承口2拔出插口1之力，則使防脫開突起11抵接於鎖環10從而得以防脫開。

該管接頭構造中使用之鎖環10之構成係如圖3(a)所示，包含：於該周方向1個部位具有開口之對開之環部10a、及自該環部10a向外徑方向豎立之3個定心突起(突起)10b。呈C字狀之環部10a之相對向之兩端部10c、10c間為上述開口，且該開口之寬度W於鎖環10之擴縮徑時縮小或放大。

於該實施形態中，如圖3(a)所示，將定心突起10b之形狀設為自環部10a之外表面向外徑方向豎立之板狀片。又，該板狀片之正背板面係以沿鎖環10之周方向延伸之方式、即以使該正背板面之面方向與管軸方向正交之方式配置。又，該板狀片之外徑側之端緣10f係沿鎖環槽12之底面之圓弧狀。因此，藉由使定心時之定心突起10b之相對於鎖環槽12之底面之與周方向之接觸長度較長，而提高該定心之精度。

又，於該實施形態中，環部10a係以板狀構件構成，且使該板狀構件之板面朝向內徑側與外徑側。又，該板面成為同時相對於內徑側、外徑側、以及鎖環10之軸心傾斜之圓錐台狀之楔形部10d。該楔形部10d於在承口2內之鎖環槽12中收容有鎖環10之狀態下，成為隨著自承口2之管軸方向內部側之端部朝向管軸方向開口側之端部而逐漸朝向外徑側的方向。

又，定心突起10b於在承口2內之鎖環槽12中收容有鎖環10之狀態下，自該環部10a之管軸方向內部側(承口2內之內部側)之端部豎立。

該定心突起10b可設置鎖環10之定心必需之數量，但於本實施形態中，沿周方向而設置於合計3個部位。又，該3個部位中之2個部位係夾持環部10a之開口之兩端部10c、10c，其餘一個部位係沿鎖環10之周方向夾持該兩端部10c、10c間之中央即環部10a之軸心，而配置於上述開口之相反側。

再者，定心突起10b之形狀可進行適當變更。例如，亦可如圖3(b)所示之變化例般，將夾持環部10a之開口之定心突起10b、10b之形狀設為俯視L字狀。

即，夾持環部10a之開口之兩側之定心突起10b分別為呈俯視L字狀地連結周方向部10g與軸方向部10h而成之構成，該周方向部10g包含正背板面之面方向與管軸方向正交之板狀片；該軸方向部10h包含正背板面之面方向平行於管軸方向之板狀片。又，該周方向部10g之外徑側之端緣10f係沿鎖環槽12之底面之圓弧狀，軸方向部10h之外徑側之端緣10f係沿鎖環槽12之楔形內表面部12e之形狀。

以下，對在一管體P之承口2中插入另一管體P之插口1而構築管接頭之程序進行說明。

首先，如圖4(a)(b)所示，於插入插口1前，於承口2內之鎖環槽12中收容鎖環10。

於鎖環10之向鎖環槽12之嵌合情況存在異常之情形時，可於承口2內中放入手或治具，沿圖5中箭頭a、b所示之方向施加力，從而暫時取出鎖環10。該取出係例如藉由將手指扣住鎖環10之內側，一面使鎖環10縮徑一面拔出而可容易地進行。

又，於將鎖環10收容於鎖環槽12內時，鎖環10需要越過位於鎖環槽12之近前(管軸方向開口部側)之顎部13。此時，藉由使鎖環10縮徑，而可越過該顎部13，但例如亦可如圖6所示，活用沿顎部13之周方向而設置於2個部位之切口14。

即，切口14係沿顎部13之周方向而設置於2個部位，且該2個部位之切口14係於夾著管軸而對向之位置上對稱配置。因此，如圖6(a)(b)所示，以使鎖環10之軸方向成為相對於管軸方向交叉之方向(於圖中為正交之方向)之方式，將鎖環10插入承口2內，設為使鎖環10之軸心與鎖環槽12之範圍重合之狀態。於該狀態下，使鎖環10於橫方向旋轉(參照圖6(b)之箭頭c)，從而使鎖環10之軸方向朝向管軸方向。

其次，一面使鎖環10略微縮徑，一面使鎖環10旋轉，從而定心突起10b於如圖4(a)所示之側視中位於緊靠切口14之兩側。

於該鎖環10旋轉時，例如，如圖6(c)所示，藉由將鎖環10抵住鎖環槽12之內部側之端面部12f，而使鎖環10無法進一步進入內部，於該狀態下，一面使鎖環10縮徑(參照圖6(c)之箭頭d)，一面使其旋轉(參照圖6(c)之箭頭e)即可。再者，圖6(b)表示自管橫部觀察之狀況。又，圖6(c)表示自管上部觀察之狀況。

當結束鎖環10之收容，並自該狀態將插口1插入至承口2中時，插口1之防脫開突起11會越過鎖環10，從而成為圖1所示之狀態。

於該越過時，防脫開突起11之楔形外表面部11b與鎖環10之環部10a之楔形部10d之內表面滑動接觸，因此插口1之插入較為順利。

且說，承口2之內徑或插口1之外徑在固定範圍內允許公差。因該公差之大小之組合而鎖環槽12內之空間會相對於管體P之半徑方向變窄或變寬。

於該管接頭構造中，鎖環槽12之底面包含自承口2之管軸方向開口側朝向管軸方向內部側而逐漸擴徑之楔形內表面部12e。又，環部10a及定心突起10b係與該楔形內表面部12e相對向地被收容。因此，於插口1之防脫開突起11越過鎖環10時，鎖環10係一面由該楔形內表面部12e導引，一面於鎖環槽12內向管軸方向移動，從而可與該公差之組合相應地移動至適當之管軸方向位置。

因此，可防止於插入插口1時因承口2或插口1之公差之大小之組合而使承口2與插口1之間之空間變窄，因此導致鎖環10難以擴徑之事態。

再者，如圖3(b)所示，若將定心突起10b之形狀設為俯視L字狀，則定心突起10b之剛性提高，從而可進一步提高該定心功能之精度。

最後，使橡膠圈3介存於承口2之內周面與插口1之外周面之間，從而確保承口2與插口1之間之水密性。具體而言，藉由將壓蓋4緊貼於橡膠圈3之後端，並緊固該壓蓋4與承口2之凸緣2b，而將橡膠圈3壓入特定之位置，從而完成管接頭構造之構築。

於包含該管接頭構造之管體P群之供使用中，若因地震等而有拔出方向之外力作用於該管接頭，則插口1會相對於承口2沿脫出方向相對移動。

因該相對移動而使防脫開突起11之端面部11c抵接於鎖環10之前端。此時，鎖環10受到防脫開突起11推壓而略微後退(向承口2之管軸方向開口側接近)，但藉由使環部10a之後端10e抵接於鎖環槽12之端面部12c，而限制進一步之後退。藉此，插口1不會進一步自承口2拔出，從而得以防脫開。

再者，定心突起10b於管彼此接合時，亦能夠發揮使鎖環10不會進入承口2之內部側之功能。其原因在於：由於定心突起10b自環部10a之內部側(承口2內之內部側)之端部豎立，因此該定心突起10b易抵接於鎖環槽12之內部側之端面部12f。

又，較理想為如本實施形態，鎖環槽12之楔形內表面部12e係沿鎖環槽12之軸方向全長(全寬)而設置，但亦可將該楔形內表面部12e設為鎖環槽12之軸方向全長(全寬)之一部分。

又，於本實施形態中，鎖環槽12之楔形內表面部12e係自承口2之管軸方向開口側朝向管軸方向內部側而逐漸擴徑之方向的梯度，但亦可將該楔形內表面部12e之梯度之方向設為反方向。即，亦可將鎖環槽12之楔形內表面部12e設為自承口2之管軸方向內部側朝向管軸方向開口側而逐漸擴徑之方向的梯度。

進而，亦可設為如下構成：於鎖環槽12內，沿管軸方向鄰接地設置有相互呈相反梯度之兩個楔形內表面部。即，例如，亦可將鎖環槽12之內表面中之第一楔形內表面部12e設置於承口2之管軸方向內部側，且將第二楔形內表面部12e設置於承口2之管軸方向開口側，該第一楔形內表面部12e係自管軸方向內部側朝向管軸方向開口側而逐漸擴徑；該第二楔形內表面部12e係自管軸方向開口側朝向管軸方向內部側而逐漸擴徑；連接該兩楔形內表面部12e從而設為剖面v字型之鎖環槽12。

此時，鎖環10之定心突起10b可採用相對於該鎖環10之管軸方向長度而自中央豎立之構成。

再者，於該等實施形態中，於小口徑管之管接頭應用鎖環10，但包含該等各構成之鎖環10亦可於小口徑管以外之相對口徑較大之管體之管接頭中使用。又，鎖環10之突起10b並不限定於如本實施形態之定心突起10b，亦可為包括包含目的為定心以外之其他構成之突起10b的鎖環10。