WO2019082466A1 - 管継手および管継手の組付方法 - Google Patents

管継手および管継手の組付方法

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WO2019082466A1
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pipe
annular
tube
insertion tube
receiving
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酒井大介
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株式会社水道技術開発機構
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    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/02Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction
    • F16L27/04Universal joints, i.e. with mechanical connection allowing angular movement or adjustment of the axes of the parts in any direction with partly spherical engaging surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L21/00Joints with sleeve or socket
    • F16L21/02Joints with sleeve or socket with elastic sealing rings between pipe and sleeve or between pipe and socket, e.g. with rolling or other prefabricated profiled rings
    • F16L21/04Joints with sleeve or socket with elastic sealing rings between pipe and sleeve or between pipe and socket, e.g. with rolling or other prefabricated profiled rings in which sealing rings are compressed by axially-movable members
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    • F16L23/00Flanged joints
    • F16L23/02Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially
    • F16L23/032Flanged joints the flanges being connected by members tensioned axially characterised by the shape or composition of the flanges

Definitions

  • the present disclosure relates to a pipe joint used for joining water pipes and the like and a method of assembling the pipe joint.
  • a convex part or a recessed part is provided in the outer peripheral surface of an insertion tube part, and the locking member of a division
  • an external force is applied to the pipe joint due to an earthquake or the like by providing an inclined surface on the outer peripheral side of the locking member and bolting the pressing ring in contact with the inclined surface to the flange portion of the receiving pipe portion
  • the inclined surface reduces the diameter of the locking member, thereby restricting the relative movement of the insertion tube with respect to the receiving tube.
  • Patent Document 1 also discloses a configuration in which the locking member is integrally formed so that the convex portion of the outer peripheral surface of the insertion pipe portion abuts against the side surface opposite to the receiving pipe portion.
  • the mouthpiece tube portion moves to the side of the insertion tube portion.
  • the end of the insertion tube portion strongly abuts on the receiving tube portion, which may lead to breakage of the insertion tube portion.
  • a configuration in which the end of the insertion tube is coated with an insulating member is also disclosed, when a compressive force in the axial direction of the tube acts, the insulating member is broken, and electrical connection between different tubes is achieved. Contact may cause corrosion through fluid such as water.
  • a characteristic configuration of the present disclosure is a pipe joint that inserts and connects an insertion pipe portion to a receiving pipe portion having a flange portion along the axial direction of the pipe axis, and is fixed to the outer peripheral surface of the insertion pipe portion And an annular member which abuts on a first side surface of the protrusion so as to restrict movement of the insertion tube portion in a direction of being separated from the receiving tube portion. And a fastening member for fastening the flange portion and the retaining member, wherein the projecting portion is located on the opposite side to the first axial direction with respect to the first axial direction.
  • the two side surfaces are characterized in that a restriction surface is formed which restricts the movement of the insertion tube portion in the direction of being inserted into the receiving tube portion.
  • the projection of the integral structure is fixed to the outer peripheral surface of the insertion tube, and the movement of the insertion tube in the direction of separating from the reception tube is restricted.
  • a retaining member having an annular integral structure to be in contact. That is, since the projecting portion and the retaining member of the integral structure have high rigidity, the projecting portion and the retaining member are not easily damaged even when a large external force due to an earthquake or the like acts, and the insertion tube portion is separated from the receiving tube portion. Can be reliably prevented.
  • the control side which controls movement in the direction inserted in the receiving pipe part of an insertion pipe part is formed in the 2nd side of the projection part of integral structure, the compressive force of the direction of a pipe shaft core is Even when it acts, it can prevent that a mouthpiece pipe part moves to the side of an insertion pipe part. This makes it possible to reliably maintain the distance between the end of the insertion tube and the inner surface of the receiving tube, and even when the two tubes are made of different tubes, corrosion due to electrical contact can be avoided. .
  • Another characteristic configuration further includes an integrally formed annular member disposed between the flange portion and the retaining member, and the fastening member fastens the flange portion, the annular member, and the retaining member.
  • the restricting surface of the projecting portion is brought into contact with the integrally formed annular member which is fastened together with the flange portion and the retaining member by the fastening member. That is, by bringing the restricting surface of the highly rigid projecting portion into contact with the highly rigid annular member, the receiving tube moves toward the insertion tube even when a compressive force in the axial direction of the tube acts. Can be reliably prevented.
  • the protrusion is formed of a C-shaped ring member fitted in an annular recess formed on the outer peripheral surface of the insertion tube.
  • the projection is constituted by a C-shaped ring member and the ring member is fitted in an annular recess formed on the outer peripheral surface of the insertion tube, assembly is easy. is there.
  • protrusion is formed by an annular convex portion integrally extended from the outer peripheral surface of the insertion tube portion.
  • the rigidity of the annular convex portion is high if the projecting portion is constituted by the integrally formed annular convex portion integrally extended from the outer peripheral surface of the insertion pipe portion as in this configuration, the insertion pipe portion and the receiving portion The mouth tube can be firmly fixed.
  • the projection is constituted by an annular ring welded to the outer peripheral surface of the insertion tube.
  • annular ring is formed by welding to the outer peripheral surface of the insertion tube as the projection as in the present configuration, it is not necessary to process a recess or a projection on the outer peripheral surface of the insertion tube, reducing manufacturing cost it can.
  • a characteristic method of the present disclosure is a method of assembling a pipe joint in which an insertion pipe portion is inserted and connected to a receiving pipe portion having a flange portion along the axial direction of the pipe axis, and a C-shaped ring member
  • a C-shaped ring member is fitted in an annular recess formed in the outer peripheral surface of the insertion tube portion, and a retaining member of an annular integral structure is inserted from the side of the first end of the insertion tube portion. Abut the first side surface of the ring member, insert the integrally formed annular member from the side of the second end opposite to the first end of the insertion tube and abut on the retaining member; The flange portion, the annular member and the retaining member are fastened. Therefore, the method of assembling the pipe joint is simple.
  • the movement of the inlet tube portion in the direction of separating from the receiving tube portion is restricted by the ring member and the retaining member of the integral structure, and the insertion is performed by the ring member and the retaining member
  • the movement in the direction (the second end side) to be inserted into the receiving tube portion of the tube portion is restricted.
  • a pipe joint 3 constituting a part of a flexible pipe unit Y provided in a fluid pipe 1 such as a water pipe is described.
  • a fluid pipe 1 such as a water pipe
  • a flexible tube unit Y is shown in FIG.
  • the flexible pipe unit Y is a portion of the fluid piping system that connects the water main 1A to the pipe 1B disposed in a building or the like, or a pipe 1B such as a water pipe bridge built over the water main 1A and a river. It is fixed in the place etc. which connect and.
  • the flexible tube unit Y receives bending force, tensile force and compressive force, and prevents tube breakage in the fluid piping system. Be done.
  • Flexible tube unit Y has a water inlet pipe portion 20 to which water main pipe 1A and piping 1B made of materials such as stainless steel are fixed, and a receiver for which the inlet pipe portion 20 is inserted from the tube axis X direction
  • the flexible pipe 2 having the mouth pipe portion 21 and the pipe joint 3 for connecting the insertion pipe portion 20 and the mouth receiving pipe portion 21 are provided.
  • the insertion tube portion 20 is a cylindrical member made of a material such as stainless steel, and an annular recess 20a in which a ring member 31 described later is fitted is formed on the entire periphery of the outer peripheral surface (see FIG. 2). ).
  • the water main pipe 1A and the pipe 1B are fixed by welding or the like to the first end portion 20b on the opposite side to the receiving pipe portion 21 side in the insertion pipe portion 20.
  • the second end 20c of the inlet tube portion 20 on the inlet tube portion 21 side is inserted into the outlet tube portion 21 along the tube axis X direction. .
  • the flexible tube 2 is a cylindrical member made of a material such as ductile cast iron, and is provided with the receiving tube portion 21 and the receiving tube portion 21 and is capable of rotating the rotatable hollow sphere 22 and the hollow sphere A straight pipe 23 provided on the inside of 22.
  • the outer diameter of the ductile tube 2 made of ductile cast iron becomes larger than the outer diameter of the stainless steel water main 1A or the pipe 1B.
  • the outer diameter of the flexible tube 2 is 169 mm
  • the outer diameter of the main water pipe 1A or the pipe 1B is 165.2 mm
  • the outer diameter of the flexible tube 2 is 374 mm for the nominal diameter 350 mm.
  • the outer diameter of the water main 1A or the piping 1B is 355.6 mm.
  • the first region 20A in which the outer diameter of the insertion tube portion 20 is not covered by the receiving tube portion 21 and the first end 20b is connected to the water main pipe 1A or the piping 1B is the flexible tube 2 Is smaller than the second region 20B opposed to the receiving tube portion 21 of the first embodiment, and an inclined step 20e is formed in the vicinity of the boundary between the first region 20A and the second region 20B (FIG. See Figure 2).
  • the stepped portion 20e and the first region 20A are formed by cutting a part of the insertion tube 20 manufactured at the same outer diameter.
  • the receiving tube portion 21 has a first flange 21a (an example of a flange portion) radially outwardly protruding annularly at an end portion on the insertion tube portion 20 side and an end portion on the opposite side to the first flange 21a. It has the 2nd flange 21b which projected in the shape of an annular ring on the diameter direction outside.
  • a spherical portion 21c which is expanded in an arc shape radially outward is formed.
  • a first seal member S1 is provided in an annular groove 21c1 formed on the inner peripheral surface of the spherical portion 21c, and a space between the receiving tube portion 21 and the hollow sphere 22 is sealed.
  • a dust cover 21 e is fixed across the second flange 21 b and the outer peripheral surface of the straight pipe 23 to prevent the entry of foreign matter.
  • An annular groove 22a is formed in a portion of the hollow sphere 22 in contact with the straight pipe 23.
  • a second seal member S2 is provided in the annular groove 22a, and the space between the hollow sphere 22 and the straight pipe 23 is sealed. It is done.
  • a lock ring 23 a is provided at the end of the straight pipe 23 to prevent the reception pipe section 21 and the hollow sphere 22 from being separated from the straight pipe 23.
  • the pipe joint 3 is a C-shaped ring member 31 (an example of a protrusion) which is an integral structure, and an annular integral structure in contact with the first side surface 31 a of the ring member 31.
  • a rubber ring 34 pressed by the push ring 33, and a fastening member 35 for fastening the first flange 21a, the push ring 33, and the retaining member 32 are provided.
  • the ring member 31 is a C-ring made of a material such as stainless steel, and protrudes outward in the radial direction while being fixed to the outer peripheral surface of the insertion tube 20. Specifically, the ring member 31 is fitted in an annular recess 20 a formed on the outer peripheral surface of the insertion tube 20.
  • the retaining member 32 is made of a material such as ductile cast iron, and the surface is covered with an insulating material such as a nylon coating.
  • the retaining member 32 has an annular main body portion 32a and a step portion 32b extended so as to protrude in the direction of the tube axis X from one end of the annular main body portion 32a.
  • the ring member 31 is accommodated in an annular space 32c constituted by the inner surface 32b1 of the stepped portion 32b and the end surface 32a1 of the annular main portion 32a, and the inner surface 32b1 of the stepped portion 32b is on the first side 31a of the ring member 31. It abuts.
  • the push ring 33 is made of a material such as ductile cast iron, and the surface is covered with an insulating material such as a nylon coating.
  • the push ring 33 has an annular flat portion 33 a sandwiched by the first flange 21 a and the retaining member 32 and a pressing portion 33 b that presses the rubber ring 34.
  • the pressing portion 33 b is configured to be thinner than the annular flat plate portion 33 a, and is formed with a step portion 33 a 1 into which one end of the rubber ring 34 is inserted.
  • a gap is formed between the pressing portion 33 b and the ring member 31, and along with the movement in the direction (the approaching direction) in which the insertion tube portion 20 is inserted into the receiving tube portion 21.
  • the second side surface 31b opposite to the first side surface 31a of the ring member 31 abuts on the pressing portion 33b. That is, the second side surface 31b of the ring member 31 is formed with a restricting surface 31b1 for restricting the movement of the insertion tube portion 20 in the direction of being inserted into the receiving tube portion 21. It is comprised so that contact
  • the rubber ring 34 is formed on an inclined portion 34a having a surface parallel to the inclined surface 21a1 formed on the inner peripheral surface of the first flange 21a, and on the tip end side of the insertion pipe portion 20 in the insertion direction And a spherical portion 34 b in contact with an annular protrusion 21 d formed on the inner peripheral surface of the inner surface 21.
  • the fastening member 35 is configured by a known insulating bolt 35 a and an insulating nut 35 b whose outer surfaces are coated with a resin, and a plurality of fastening members 35 are arranged in the circumferential direction.
  • the insulating bolt 35a is formed of a T-shaped bolt, and by rotating the insulating nut 35b, the first flange 21a, the push ring 33, and the retaining member 32 are attracted to each other and fastened.
  • the C-shaped ring member 31 is inserted in a diameter-expanded state along the outer peripheral surface of the insertion tube portion 20, and the ring member 31 is fitted in the annular recess 20a formed in the outer peripheral surface of the insertion tube portion 20.
  • the retaining member 32 having an annular integrated structure is inserted from the side of the first end portion 20b of the insertion tube portion 20 and abuts on the first side surface 31a of the ring member 31 (second step).
  • the retaining member 32 having an annular integrated structure is inserted from the side of the second end 20c of the insertion tube 20 .
  • the C-shaped ring member 31 is inserted from the second end 20c side of the insertion tube portion 20 in a state where the diameter of the C-shaped ring member 31 is expanded, and the ring member 31 is fitted into the annular recess 20a. 31 is made to abut on the first side surface 31a.
  • the push ring 33 having an integral structure is inserted from the side of the second end portion 20 c of the insertion tube portion 20 and abuts on the retaining member 32 (third step). Then, the second end portion 20 c of the insertion pipe portion 20 at the reception pipe portion 21 so that the rubber ring 34 is positioned between the outer peripheral surface of the insertion pipe portion 20 and the inner peripheral surface of the reception pipe portion 21. Are inserted, and the first flange 21a, the push ring 33 and the retaining member 32 are fastened by the fastening member 35 (fourth step).
  • the ring member 31 is fitted in the annular recess 20a formed on the outer peripheral surface of the insertion tube portion 20, and the retaining member 32 and the push ring 33 are sequentially inserted and fastened by the fastening member 35. , Very easy to assemble.
  • the ring member 31 having an integral structure is fixed to the outer peripheral surface of the insertion tube portion 20, and the ring is restricted so as to restrict the movement of the insertion tube portion 20 in the direction of separating from the receiving tube portion 21.
  • An annular integral structure retaining member 32 is provided in contact with the first side surface 31 a of the member 31. That is, since the ring member 31 and the retaining member 32 of integral structure have high rigidity, even when a large external force due to an earthquake or the like acts, the ring member 31 and the retaining member 32 are not easily damaged, and the insertion tube portion 20 is a receiving tube It can be reliably prevented from being detached from the part 21.
  • the ring member 31 having an integral structure is fitted in the annular recess 20a, when the insertion tube portion 20 tries to separate from the receiving tube portion 21, the ring member 31 is prevented from rising. Furthermore, since the integrally formed retaining member 32 and the integrally configured ring member 31 abut on each other in the surface, damage to the ring member 31 and the retaining member 32 can be prevented.
  • the control surface 31b1 for restricting the movement of the insertion tube portion 20 in the direction of being inserted into the receiving tube portion 21 is formed on the second side surface 31b of the integrally formed projecting portion, the tube axis X Even when the compression force in the direction acts, the receiving tube portion 21 can be prevented from moving to the insertion tube portion 20 side. This makes it possible to reliably maintain the distance between the second end 20c of the insertion tube 20 and the inner surface of the receiving tube 21. Even when both tubes 20 and 21 are made of different tubes, electricity can be obtained. Corrosion due to mechanical contact can be avoided.
  • an insulating protective material 36 made of rubber, resin or the like may be provided in a gap formed between the pressing portion 33 b of the pressing ring 33 and the ring member 31.
  • the insulating and protective material 36 may be fixed to the pressing portion 33 b of the push ring 33 or may be fixed to the ring member 31. As a result, the insulation coating of the push ring 33 can be omitted, so that the manufacturing cost can be reduced.
  • the upper portion of the second side surface 31b of the ring member 31 is used as the restricting surface 31b1, and the first flange is formed. It is comprised so that contact
  • FIG. 6 it is integrally extended from the outer peripheral surface of the insertion pipe portion 20 as a projection of an integral structure that protrudes outward in the radial direction while being fixed to the outer peripheral surface of the insertion pipe portion 20 You may form by the cyclic
  • the upper portion of the second side surface 20d1 of the annular convex portion 20d is configured to be able to abut on the first flange 21a.
  • the rubber ring 34 is configured to be pressed by the lower portion of the second side surface 20d1 of the annular convex portion 20d.
  • the insertion tube portion 20 and the receiving tube portion 21 can be made rigid. It can be fixed.
  • the first step and the third step in the first embodiment can be omitted, the working efficiency can be enhanced and the manufacturing cost can be further reduced.
  • an insertion pipe as a projection having an integral structure that protrudes radially outward in a state of being fixed to the outer peripheral surface of the insertion pipe portion 20.
  • You may comprise by the annular ring 37 welded to the outer peripheral surface of the part 20.
  • FIG. As in the present embodiment, if the annular ring 37 is formed by welding to the outer peripheral surface of the insertion tube portion 20, there is no need to process a recess or a projection on the outer peripheral surface of the insertion tube portion 20, and the manufacturing cost is increased. It can be reduced.
  • a second region 20B of the insertion pipe portion 20 which is a cylindrical member made of a stainless steel material and which faces the receiving pipe portion 21.
  • the surface (the outer peripheral surface and the second end 20c) of the above is coated with a powder composed of an insulating material such as epoxy resin.
  • an insulating material such as epoxy resin.
  • the outer diameter of the flexible tube 2 is 169 mm
  • the outer diameter of the water main 1A or the pipe 1B is 165.2 mm
  • the outer diameter of the flexible tube 2 is 350 mm. Since the diameter is 374 mm and the outer diameter of the water main pipe 1A or the pipe 1B is 355.6 mm, the difference between the outer diameter of the flexible tube 2 and the outer diameter of the water main pipe 1A or the pipe 1B increases as the nominal diameter increases. Become. Therefore, when the difference between the outer diameter of the flexible tube 2 and the outer diameter of the main water pipe 1A or the pipe 1B becomes equal to or greater than a predetermined value (for example, 15 mm), the insertion tube 20 is cut to form the step 20e. In such a case, the processing cost is increased and the processing efficiency is deteriorated.
  • a predetermined value for example, 15 mm
  • the insertion pipe part 20 is comprised by the 1st pipe part 24 and the 2nd pipe part 25, and an insertion pipe part In the second region 20 ⁇ / b> B facing the receiving tube portion 21 among the portions 20, the second tube portion 25 for increasing the outer diameter of the insertion tube portion 20 is provided. That is, the end on the inlet tube 21 side of the insertion tube 20 is constituted by the second end 20 c of the second tube 25, and the end on the inlet tube 21 side of the insertion tube 20 is The opposite end is constituted by the first end 20 b of the first pipe portion 24.
  • the first pipe portion 24 and the second pipe portion 25 are both cylindrical members made of stainless steel and fixed to each other by welding or the like. Further, an inclined step 20 f is formed at the end opposite to the first end 20 b of the first pipe 24 and at the end opposite to the second end 20 c of the second pipe 25. Since the first pipe portion 24 and the second pipe portion 25 are provided with the overlapping area 20C overlapping in the radial direction, the joint strength between the first pipe portion 24 and the second pipe portion 25 is enhanced.
  • the surface (the outer peripheral surface and the second end 20c) of the second pipe 25 facing the receiving pipe 21 is coated with a powder made of an insulating material such as epoxy resin.
  • the surface of the second tube 25 is covered.
  • the insulating material can prevent corrosion of both the pipe sections 20 and 21.
  • the difference in outer diameter between the first region 20A and the second region 20B of the insertion tube 20 can be compensated only by providing the second tube 25, cutting the insertion tube 20 is performed. Manufacture is easier than in the case.
  • the receiving tube portion 21 in the above-described embodiment may not be configured as a part of the flexible tube 2 having the hollow spheres 22 and may be a flexible tube having a bellows structure, etc., and is not particularly limited.
  • another reinforcing member may be provided between the first flange 21 a and the push ring 33 or between the push ring 33 and the ring member 31.
  • the clearance is formed between the pressing portion 33 b and the ring member 31 in the embodiment described above, the pressing portion 33 b and the ring member 31 may always be in contact with each other.
  • the present invention is applicable to a pipe joint and a method of assembling the pipe joint used for joining water pipes and the like.
  • Pipe fitting 20 Insertion tube 20a: Annular recess 20b: First end 20c: Second end 20d: Annular projection (protrusion) 20d1: second side surface 21: receiving pipe portion 21a: first flange (flange portion) 31: Ring member (projected portion) 31a: first side surface 31b: second side surface 31b1: restricting surface 32: retaining member 33: pressing ring (annular member) 35: Fastening member 37: Annular ring (projected portion) X: Tube core

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Abstract

簡便な構成で、挿口管部と受口管部とを強固に固定できる管継手および管継手の組付方法を提供する。フランジ部を有する受口管部に管軸芯方向に沿って挿口管部を挿入して接続する管継手であって、挿口管部の外周面に固定された状態で径方向外側に突出する一体構造の突出部と、挿口管部の受口管部から離脱する方向への移動を規制するように突出部の第一側面と当接する環状一体構造の抜止部材と、フランジ部と抜止部材とを締結する締結部材と、を備え、突出部には、第一側面に対して管軸芯方向の反対側に位置する第二側面に、挿口管部の受口管部に挿入される方向への移動を規制する規制面が形成されている。

Description

管継手および管継手の組付方法
 本開示は、水道管等の接合に用いられる管継手および管継手の組付方法に関する。
 従来、鋳鉄製の可撓管を受口管部とし、ステンレス管を挿口管部とし、受口管部に挿口管部を挿入して接続する管継手が知られている(例えば、特許文献1参照)。地震等によって管継手に外力が作用した際には、可撓管が変位自在に構成されていることから管継手に曲げ力や管軸芯方向の引張力、圧縮力が集中する。
 特許文献1には、挿口管部の外周面に凸部又は凹部を設け、この凸部又は凹部に分割構造のロッキング部材を嵌合している。また、このロッキング部材の外周側に傾斜面を設け、この傾斜面に当接する押輪を受口管部のフランジ部にボルト締結することにより、地震等によって管継手に外力が作用した際には、該傾斜面によりロッキング部材を縮径させ、挿口管部の受口管部に対する相対移動を規制している。
特開2015-143524号公報
 しかしながら、特許文献1に記載のロッキング部材は分割構造であるため、管継手に曲げ力等が集中した場合にはロッキング部材の接合部が損傷し易い。その結果、ロック部材の分割部材どうしに位置ずれが発生してしまい、地震等による大きな外力が作用した際に管継手としての機能が低下し、挿口管部が受口管部から離脱するおそれがある。
 一方、特許文献1には、ロッキング部材を一体構造にして挿口管部の外周面の凸部における受口管部とは反対側の側面に当接させる構成も開示されているが、管軸芯方向の圧縮力が作用した場合には受口管部が挿口管部の側に移動してしまう。その結果、挿口管部の端部が受口管部に強く当接して、挿口管部の破損を招くおそれがある。また、挿口管部の端部に絶縁部材をコーティングした構成も開示されているが、管軸芯方向の圧縮力が作用した場合には該絶縁部材が破損して、異種管どうしの電気的な接触により水等の流体を介した腐食が進行するおそれがある。
 そこで、簡便な構成で、挿口管部と受口管部とを強固に固定できる管継手および管継手の組付方法が望まれている。
 本開示の特徴構成は、フランジ部を有する受口管部に管軸芯方向に沿って挿口管部を挿入して接続する管継手であって、前記挿口管部の外周面に固定された状態で径方向外側に突出する一体構造の突出部と、前記挿口管部の前記受口管部から離脱する方向への移動を規制するように前記突出部の第一側面と当接する環状一体構造の抜止部材と、前記フランジ部と前記抜止部材とを締結する締結部材と、を備え、前記突出部には、前記第一側面に対して前記管軸芯方向の反対側に位置する第二側面に、前記挿口管部の前記受口管部に挿入される方向への移動を規制する規制面が形成されている点にある。
 本構成では、一体構造の突出部を挿口管部の外周面に固定し、挿口管部の受口管部から離脱する方向への移動を規制するように突出部の第一側面と当接する環状一体構造の抜止部材を設けている。つまり、一体構造の突出部および抜止部材は剛性が高いので、地震等による大きな外力が作用した際でも、突出部および抜止部材が破損し難く、挿口管部が受口管部から離脱することを確実に防止できる。
 しかも、一体構造の突出部の第二側面に、挿口管部の受口管部に挿入される方向への移動を規制する規制面を形成しているので、管軸芯方向の圧縮力が作用した場合でも受口管部が挿口管部の側に移動することを防止できる。これによって、挿口管部の端部と受口管部の内面との間隔を確実に維持することが可能となり、両管部を異種管で構成した場合でも電気的な接触による腐食を回避できる。
 このように、一体構造の突出部および抜止部材を備えるといった簡便な構成で、挿口管部と受口管部とを強固に固定できる管継手を提供できた。
 他の特徴構成は、前記フランジ部と前記抜止部材との間に配置される一体構造の環状部材をさらに備え、前記締結部材は、前記フランジ部、前記環状部材および前記抜止部材を締結しており、前記規制面が前記環状部材に当接することにより前記挿口管部の前記受口管部に挿入される方向への移動が規制される点にある。
 本構成のように、締結部材によりフランジ部および抜止部材と共に締結される一体構造の環状部材に対して、突出部の規制面を当接させている。つまり、剛性の高い環状部材に剛性の高い突出部の規制面を当接させることにより、管軸芯方向の圧縮力が作用した場合でも受口管部が挿口管部の側に移動することを確実に防止できる。
 他の特徴構成は、前記突出部は、前記挿口管部の外周面に形成された環状凹部に嵌合されたC字状のリング部材で構成されている点にある。
 本構成のように、突出部をC字状のリング部材で構成し、挿口管部の外周面に形成された環状凹部に該リング部材を嵌合する構成であると、組付けが容易である。
 他の特徴構成は、前記突出部は、前記挿口管部の外周面から一体的に延出させた環状凸部で形成されている点にある。
 本構成のように、突出部を挿口管部の外周面から一体的に延出させた一体構造の環状凸部で構成すれば、環状凸部の剛性が高いので、挿口管部と受口管部とを強固に固定できる。
 他の特徴構成は、前記突出部は、前記挿口管部の外周面に溶接された環状リングで構成されている点にある。
 本構成のように、突出部として環状リングを挿口管部の外周面に溶接して形成すれば、挿口管部の外周面に凹部や凸部を加工する必要がなく、製造コストを低減できる。
 本開示の特徴方法は、フランジ部を有する受口管部に管軸芯方向に沿って挿口管部を挿入して接続する管継手の組付方法であって、C字状のリング部材を拡径した状態で前記挿口管部の外周面に沿って挿入し、前記リング部材を前記外周面に形成された環状凹部に嵌合させる第一工程と、環状一体構造の抜止部材を、前記挿口管部の第一端部の側から挿入して前記リング部材の第一側面に当接させる第二工程と、一体構造の環状部材を、前記挿口管部における前記第一端部とは反対側の第二端部の側から挿入して前記抜止部材に当接させる第三工程と、前記受口管部に前記挿口管部の前記第二端部を挿入して、前記フランジ部、前記環状部材および前記抜止部材を締結部材で締結する第四工程と、を備え、前記リング部材の前記第一側面とは反対側の第二側面が前記環状部材に当接することにより、前記挿口管部の前記受口管部に挿入される方向への移動を規制するように構成されている点にある。
 本方法では、C字状のリング部材を挿口管部の外周面に形成された環状凹部に嵌合させ、環状一体構造の抜止部材を挿口管部の第一端部の側から挿入してリング部材の第一側面に当接させ、一体構造の環状部材を、挿口管部の第一端部とは反対側の第二端部の側から挿入して抜止部材に当接させ、これらフランジ部、環状部材および抜止部材を締結している。このため、管継手の組付方法が簡便である。
 また、一体構造のリング部材および抜止部材によって挿口管部の受口管部から離脱する方向(第一端部の側)への移動が規制され、一体構造のリング部材および抜止部材によって挿口管部の受口管部に挿入される方向(第二端部の側)への移動が規制されている。これによって、地震等による大きな外力が作用した際でも、一体構造のリング部材、環状部材および抜止部材が破損し難く、挿口管部の端部と受口管部との間隔を確実に維持することができる。
第一実施形態に係る管継手を備えた可撓管ユニットを示す半断面側面図である。 第一実施形態に係る管継手を示す拡大断面図である。 第一実施形態に係る管継手の組付方法を示す図である。 第二実施形態に係る管継手を示す拡大断面図である。 第三実施形態に係る管継手を示す拡大断面図である。 第四実施形態に係る管継手を示す拡大断面図である。 第五実施形態に係る管継手を示す拡大断面図である。 第六実施形態に係る管継手を示す拡大断面図である。 第七実施形態に係る管継手を示す拡大断面図である。
 以下に、本開示に係る管継手の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、管継手の一例として、水道管等の流体管1に設けられた可撓管ユニットYの一部を構成する管継手3として説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
 図1には、可撓管ユニットYが示されている。この可撓管ユニットYは、流体配管系統のうち、水道本管1Aと建物等に配置された配管1Bとを接続する箇所や、水道本管1Aと河川に架設させた水管橋等の配管1Bとを接続する箇所などに固定される。地震等で大きな外力が発生した場合には、図1の2点鎖線で示すように、可撓管ユニットYが曲げ力、引張力や圧縮力を受け止めて、流体配管系統における管の破損が防止される。
 可撓管ユニットYは、ステンレス鋼等の材料で構成される水道本管1Aや配管1Bが固定される挿口管部20と、挿口管部20が管軸芯X方向から挿入される受口管部21を有する可撓管2と、挿口管部20と受口管部21とを接続する管継手3とを備えている。
 挿口管部20は、ステンレス鋼等の材料で構成される円筒状部材であり、外周面の全周には後述するリング部材31が嵌合する環状凹部20aが形成されている(図2参照)。
挿口管部20における受口管部21側とは反対側の第一端部20bは、水道本管1Aや配管1Bが溶接等によって固定される。また、挿口管部20における受口管部21側(第一端部20bとは反対側)の第二端部20cは、管軸芯X方向に沿って受口管部21に挿入される。
 可撓管2は、ダクタイル鋳鉄等の材料で構成される筒状部材であり、受口管部21と、受口管部21の内側に設けられ、回動可能な中空球体22と、中空球体22の内側に設けられる直管23とを有している。同じ口径(呼び径)である場合、ダクタイル鋳鉄製である可撓管2の外径は、ステンレス製の水道本管1A又は配管1Bの外径に比べて大きくなる。例えば、呼び径150mmに対して可撓管2の外径が169mm、水道本管1A又は配管1Bの外径が165.2mmであり、呼び径350mmに対して可撓管2の外径が374mm、水道本管1A又は配管1Bの外径が355.6mmである。このため、挿口管部20の外径は、受口管部21に覆われず且つ第一端部20bが水道本管1A又は配管1Bに接続される第一領域20Aが、可撓管2の受口管部21に対向する第二領域20Bに比べて小さくなっており、第一領域20Aと第二領域20Bとの境界付近に傾斜状の段部20eが形成されている(図1~図2参照)。この段部20eおよび第一領域20Aは、同一外径で製作された挿口管部20の一部を切削加工することにより形成される。なお、傾斜状の段部20eに代えて、段落ちした段差で構成しても良く、段部20eの形状は特に限定されない。
 受口管部21は、挿口管部20側の端部において径方向外側に円環状に突出した第一フランジ21a(フランジ部の一例)と、第一フランジ21aとは反対側の端部において径方向外側に円環状に突出した第二フランジ21bとを有している。受口管部21における第二フランジ21b側の管本体には、径方向外側に円弧状に膨らんだ球面部21cが形成されている。この球面部21cの内周面に形成された環状溝21c1には、第一シール部材S1が設けられており、受口管部21と中空球体22との間が密封されている。また、第二フランジ21bと直管23の外周面とに亘って、異物の侵入を防止するダストカバー21eが固定されている。
 中空球体22のうち、直管23に当接する部位には環状溝22aが形成されており、この環状溝22aに第二シール部材S2が設けられ、中空球体22と直管23との間が密封されている。直管23の端部には、ロックリング23aが設けられており、受口管部21および中空球体22が直管23から離脱することが防止されている。
[第一実施形態]
 図2~図3に示すように、管継手3は、一体構造であるC字状のリング部材31(突出部の一例)と、リング部材31の第一側面31aと当接する環状一体構造の抜止部材32と、第一フランジ21aと抜止部材32との間に配置される一体構造の押輪33(環状部材の一例)と、挿口管部20と受口管部21との間に配置され、押輪33に押圧されるゴム輪34と、第一フランジ21a,押輪33および抜止部材32を締結する締結部材35と、を備えている。
 リング部材31は、ステンレス鋼等の材料で構成されるCリングであり、挿口管部20の外周面に固定された状態で径方向外側に突出している。具体的には、挿口管部20の外周面に形成された環状凹部20aにリング部材31が嵌合している。
 抜止部材32は、ダクタイル鋳鉄等の材料で構成されており、表面がナイロンコーティング等の絶縁材料で覆われている。抜止部材32は、環状本体部32aと、環状本体部32aの一端から管軸芯X方向に突出するように延出した段差部32bとを有している。この段差部32bの内面32b1と環状本体部32aの端面32a1とで構成される環状空間32cにはリング部材31が収容されており、段差部32bの内面32b1がリング部材31の第一側面31aに当接している。
 押輪33は、ダクタイル鋳鉄等の材料で構成されており、表面がナイロンコーティング等の絶縁材料で覆われている。押輪33は、第一フランジ21aと抜止部材32とで挟まれる環状平板部33aと、ゴム輪34を押圧する押圧部33bとを有している。押圧部33bには、環状平板部33aよりも厚みが薄く構成され、ゴム輪34の一端が入り込む段部33a1が形成されている。本実施形態では、押圧部33bとリング部材31との間には隙間が形成されており、挿口管部20が受口管部21に挿入される方向(近接する方向)への移動に伴って、リング部材31の第一側面31aとは反対側の第二側面31bが押圧部33bに当接する。つまり、リング部材31の第二側面31bには、挿口管部20の受口管部21に挿入される方向への移動を規制する規制面31b1が形成されており、この規制面31b1が押輪33に当接可能に構成されている。
 ゴム輪34は、第一フランジ21aの内周面に形成された傾斜面21a1と平行な面を有する傾斜部34aと、挿口管部20の挿入方向の先端側に形成され、受口管部21の内周面に形成された環状突起21dに当接する球状部34bと、を有している。挿口管部20を受口管部21に挿入したとき、ゴム輪34の傾斜部34aが圧縮されると共に、球状部34bが傾斜部34aよりも大きく圧縮されて挿口管部20と受口管部21との間が密封される。
 締結部材35は、外面が樹脂で被覆された公知の絶縁ボルト35aおよび絶縁ナット35bで構成されており、周方向に複数配置されている。本実施形態では、絶縁ボルト35aをT字状のボルトで形成しており、絶縁ナット35bを回転させることにより、第一フランジ21a,押輪33および抜止部材32が互いに引き寄せられて締結される。
 続いて、図3を用いて、管継手3の組付方法を説明する。
 まず、C字状のリング部材31を拡径した状態で挿口管部20の外周面に沿って挿入し、リング部材31を挿口管部20の外周面に形成された環状凹部20aに嵌合させる(第一工程)。次いで、環状一体構造の抜止部材32を、挿口管部20の第一端部20bの側から挿入してリング部材31の第一側面31aに当接させる(第二工程)。なお、管継手3の組付けに先行して、挿口管部20の第一端部20bを水道本管1Aや配管1Bに溶接等によって固定する場合は、第一工程と第二工程の順番が入れ替えられる。つまり、挿口管部20の第一端部20bを水道本管1A等に溶接固定した後、環状一体構造の抜止部材32を、挿口管部20の第二端部20cの側から挿入する。次いで、C字状のリング部材31を拡径した状態で挿口管部20の第二端部20cの側から挿入し、リング部材31を環状凹部20aに嵌合させ、抜止部材32をリング部材31の第一側面31aに当接させる。
 次いで、一体構造の押輪33を、挿口管部20における第二端部20cの側から挿入して抜止部材32に当接させる(第三工程)。次いで、ゴム輪34が挿口管部20の外周面と受口管部21の内周面との間に位置するように、受口管部21に挿口管部20の第二端部20cを挿入して、第一フランジ21a、押輪33および抜止部材32を締結部材35で締結する(第四工程)。このように、挿口管部20の外周面に形成された環状凹部20aにリング部材31を嵌合し、抜止部材32および押輪33を順番に挿入して締結部材35で締結する構成であると、組付けが極めて容易である。
 また、本実施形態では、一体構造のリング部材31を挿口管部20の外周面に固定し、挿口管部20の受口管部21から離脱する方向への移動を規制するようにリング部材31の第一側面31aと当接する環状一体構造の抜止部材32を設けている。つまり、一体構造のリング部材31および抜止部材32は剛性が高いので、地震等による大きな外力が作用した際でも、リング部材31および抜止部材32が破損し難く、挿口管部20が受口管部21から離脱することを確実に防止できる。また、一体構造のリング部材31が環状凹部20aに嵌合しているので、挿口管部20が受口管部21から離脱しようとしたとき、リング部材31の浮き上がりが防止される。さらに、一体構造の抜止部材32と一体構造のリング部材31とが面で当接するため、リング部材31および抜止部材32の損傷を防止することができる。
 しかも、一体構造の突出部の第二側面31bに、挿口管部20の受口管部21に挿入される方向への移動を規制する規制面31b1を形成しているので、管軸芯X方向の圧縮力が作用した場合でも受口管部21が挿口管部20の側に移動することを防止できる。これによって、挿口管部20の第二端部20cと受口管部21の内面との間隔を確実に維持することが可能となり、両管部20,21を異種管で構成した場合でも電気的な接触による腐食を回避できる。
 以下、管継手3の別実施形態について、上述した実施形態と異なる構成のみ説明する。
なお、図面の理解を容易にするため、同じ部材には同じ名称及び符号を用いて説明する。
[第二実施形態]
 図4に示すように、押輪33の押圧部33bとリング部材31との間に形成された隙間にゴムや樹脂等で構成される絶縁保護材36を設けても良い。この絶縁保護材36は、押輪33の押圧部33bに固定しても良いし、リング部材31に固定しても良い。これによって、押輪33の絶縁コーティングを省略できるので、製造コストを低減できる。
[第三実施形態]
 図5に示すように、押輪33を省略して、リング部材31を第一実施形態に比べて高く設定することにより、リング部材31の第二側面31bの上部を規制面31b1として、第一フランジ21aに当接可能に構成されている。また、リング部材31の第二側面31bの下部でゴム輪34を押圧するように構成されている。これにより、押輪33を省略できると共に第一実施形態における第三工程を省略できるので、作業効率を高めて、製造コストをさらに低減することが可能となる。
[第四実施形態]
 図6に示すように、挿口管部20の外周面に固定された状態で径方向外側に突出する一体構造の突出部として、挿口管部20の外周面から一体的に延出させた環状凸部20dで形構成しても良い。本実施形態では、第三実施形態のように、環状凸部20dの第二側面20d1の上部が第一フランジ21aに当接可能に構成されている。また、環状凸部20dの第二側面20d1の下部でゴム輪34を押圧するように構成されている。本実施形態のように挿口管部20の外周面から一体的に延出させた一体構造の環状凸部20dは剛性が高いので、挿口管部20と受口管部21とを強固に固定できる。しかも、本実施形態の管継手3の組付方法では、第一実施形態における第一工程および第三工程を省略できるので、作業効率を高めて、製造コストをさらに低減することが可能となる。なお、第一実施形態や第二実施形態のように、押輪33や絶縁保護材36を設けても良く、特に限定されない。
[第五実施形態]
 図7に示すように、第四実施形態の環状凸部20dに代えて、挿口管部20の外周面に固定された状態で径方向外側に突出する一体構造の突出部として、挿口管部20の外周面に溶接された環状リング37で構成しても良い。本実施形態のように、環状リング37を挿口管部20の外周面に溶接して形成すれば、挿口管部20の外周面に凹部や凸部を加工する必要がなく、製造コストを低減できる。しかも、本実施形態の管継手3の組付方法では、第一実施形態における第三工程を省略できるので、作業効率を高めて、製造コストをさらに低減することが可能となる。なお、第一実施形態や第二実施形態のように、押輪33や絶縁保護材36を設けても良く、特に限定されない。
[第六実施形態]
 図8に示すように、第1実施形態における管継手3において、ステンレス鋼の材料で構成される円筒状部材である挿口管部20のうち、受口管部21に対向する第二領域20Bの表面(外周面および第二端部20c)がエポキシ樹脂等の絶縁材料で構成される粉体により塗装されている。本実施形態では、挿口管部20と受口管部21との間で電気的な接触があった場合でも、第二領域20Bの表面に被覆された絶縁材料によって両管部20,21の腐食を防止することができる。
[第七実施形態]
 上述したように、呼び径150mmに対して可撓管2の外径が169mm、水道本管1A又は配管1Bの外径が165.2mmであり、呼び径350mmに対して可撓管2の外径が374mm、水道本管1A又は配管1Bの外径が355.6mmであるため、呼び径が大きくなるほど可撓管2の外径と水道本管1A又は配管1Bの外径との差が大きくなる。このため、可撓管2の外径と水道本管1A又は配管1Bの外径との差が所定値(例えば15mm)以上となると、挿口管部20を切削加工して段部20eを形成する場合、加工コストが上昇すると共に加工効率が悪化する。
 そこで、本実施形態では、図9に示すように、第1実施形態における管継手3において、挿口管部20を第一管部24と第二管部25とで構成し、挿口管部20のうち受口管部21に対向する第二領域20Bに、挿口管部20の外径を増大させる第二管部25を設けている。つまり、挿口管部20の受口管部21側の端部は、第二管部25の第二端部20cで構成されており、挿口管部20の受口管部21側とは反対側の端部は、第一管部24の第一端部20bで構成されている。第一管部24および第二管部25は、共にステンレス鋼の材料で構成される円筒状部材であり、互いに溶接等で固定されている。また、第一管部24の第一端部20bとは反対側の端部および第二管部25の第二端部20cとは反対側の端部には、傾斜状の段部20fが形成されており、且つ第一管部24と第二管部25とは径方向視で重複する重複領域20Cが設けられているため、互いの接合強度を高めている。受口管部21に対向する第二管部25の表面(外周面および第二端部20c)は、エポキシ樹脂等の絶縁材料で構成される粉体により塗装されている。これによって、本実施形態では、挿口管部20(第二管部25)と受口管部21との間で電気的な接触があった場合でも、第二管部25の表面に被覆された絶縁材料によって両管部20,21の腐食を防止することができる。しかも、第二管部25を設けるだけで、挿口管部20の第一領域20Aと第二領域20Bとの外径差を補うことが可能となるため、挿口管部20を切削加工する場合に比べて製造が容易である。
[その他の実施形態]
(1)上述した実施形態における受口管部21を、中空球体22を有する可撓管2の一部として構成せずに、蛇腹構造の可撓管等であっても良く、特に限定されない。
(2)上述した実施形態の構成に加えて、第一フランジ21aと押輪33との間や押輪33とリング部材31との間にさらに他の補強部材を設けても良い。
(3)上述した実施形態では押圧部33bとリング部材31との間に隙間を形成したが、押圧部33bとリング部材31とを常時当接させても良い。
(4)上記実施形態では、流体配管系統を構成する流体管1の一例として水道管を用いて説明したが、流体管としては気体や他の液体が通流する管であっても良い。
(5)上述した実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、第六実施形態又は第七実施形態の構成を、第二実施形態~第五実施形態に適用しても良い。
 本発明は、水道管等の接合に用いられる管継手および管継手の組付方法に利用可能である。
3    :管継手
20   :挿口管部
20a  :環状凹部
20b  :第一端部
20c  :第二端部
20d  :環状凸部(突出部)
20d1 :第二側面
21   :受口管部
21a  :第一フランジ(フランジ部)
31   :リング部材(突出部)
31a  :第一側面
31b  :第二側面
31b1 :規制面
32   :抜止部材
33   :押輪(環状部材)
35   :締結部材
37   :環状リング(突出部)
X    :管軸芯

Claims (6)

  1.  フランジ部を有する受口管部に管軸芯方向に沿って挿口管部を挿入して接続する管継手であって、
     前記挿口管部の外周面に固定された状態で径方向外側に突出する一体構造の突出部と、
     前記挿口管部の前記受口管部から離脱する方向への移動を規制するように前記突出部の第一側面と当接する環状一体構造の抜止部材と、
     前記フランジ部と前記抜止部材とを締結する締結部材と、を備え、
     前記突出部には、前記第一側面に対して前記管軸芯方向の反対側に位置する第二側面に、前記挿口管部の前記受口管部に挿入される方向への移動を規制する規制面が形成されている管継手。
  2.  前記フランジ部と前記抜止部材との間に配置される一体構造の環状部材をさらに備え、
     前記締結部材は、前記フランジ部、前記環状部材および前記抜止部材を締結しており、
     前記規制面が前記環状部材に当接することにより前記挿口管部の前記受口管部に挿入される方向への移動が規制される請求項1に記載の管継手。
  3.  前記突出部は、前記挿口管部の外周面に形成された環状凹部に嵌合されたC字状のリング部材で構成されている請求項1又は2に記載の管継手。
  4.  前記突出部は、前記挿口管部の外周面から一体的に延出させた環状凸部で形成されている請求項1又は2に記載の管継手。
  5.  前記突出部は、前記挿口管部の外周面に溶接された環状リングで構成されている請求項1又は2に記載の管継手。
  6.  フランジ部を有する受口管部に管軸芯方向に沿って挿口管部を挿入して接続する管継手の組付方法であって、
     C字状のリング部材を拡径した状態で前記挿口管部の外周面に沿って挿入し、前記リング部材を前記外周面に形成された環状凹部に嵌合させる第一工程と、
     環状一体構造の抜止部材を、前記挿口管部の第一端部の側から挿入して前記リング部材の第一側面に当接させる第二工程と、
     一体構造の環状部材を、前記挿口管部における前記第一端部とは反対側の第二端部の側から挿入して前記抜止部材に当接させる第三工程と、
     前記受口管部に前記挿口管部の前記第二端部を挿入して、前記フランジ部、前記環状部材および前記抜止部材を締結部材で締結する第四工程と、を備え、
     前記リング部材の前記第一側面とは反対側の第二側面が前記環状部材に当接することにより、前記挿口管部の前記受口管部に挿入される方向への移動を規制するように構成されている管継手の組付方法。
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