(57)【要約】【課題】ナットの締め付けトルクを軽減するとともに、確実なシール性を確保することができるメカニカル管継手を提供すること。【解決手段】メカニカル継手１は、接続される管Ｐの端部が挿入される継手本体１０と、継手本体１０に螺合され、内周面に継手本体１０側に向かって拡径する内周テーパ面２３を形成したナット２０と、ナット２０の締め付け作用により管Ｐの外周面に食い込む抜け止め部材４０と、継手本体１０の端部内面と管Ｐの外周面に押圧されるパッキン３０とを有する。ナット２０の内部には、内周テーパ面２３に沿うテーパ面を内外面に有し、ナット２０に対して回転可能に配置した回転カラー５０を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続される管の端部が挿入される継手本体と、該継手本体の端部に螺合され、内周面に該継手本体側に向かって拡径する内周テーパ面を形成したナットと、該ナットの締め付け作用により前記管の外周面に食い込む抜け止め部材と、前記ナットの締め付け作用により前記継手本体の端部内面と前記管の外周面に押圧されるパッキンとを有するメカニカル管継手において、
前記ナットの内部には、前記内周テーパ面に沿うテーパ面を内外面に有し、前記ナットに対して回転可能に配置した回転カラーを有することを特徴とするメカニカル管継手。
【請求項２】
前記抜け止め部材は、内側に前記管の外周面に食い込む刃部が形成された複数のロック部材と、該ロック部材を保持する保持部材と、前記ロック部材が前記保持部材から離脱することを防止する拡縮自在なカバー部材とからなることを特徴とする請求項１に記載のメカニカル管継手。
【請求項３】
前記継手本体の内部には、挿入された前記管の端部が当接する変形可能なストッパを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のメカニカル管継手。
【請求項４】
前記ストッパは、前記継手本体の内部に固定された中空部を有する合成樹脂製リングであることを特徴とする請求項３に記載のメカニカル管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管等の接続に用いるメカニカル管継手に関する。特には、ナットを締め付けて管を接続するメカニカル管継手における、ナットの締め付けトルクの低減と確実なシール性能の確保を目的とした改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
埋設配管等には、ポリエチレン管などの樹脂管が増加しつつあるが、被覆鋼管等も広く用いられている。そして特にメカニカル管継手は、特殊な工具や技能を必要とせず、また樹脂管や鋼管などの種々の管種であっても、一部の部品（例えばシールパッキンやロックリング）を接続する管種に適合するものに組替えれば接続することが可能であるので、汎用的に用いられることが多い。例えば、特許文献１には、管を接続させる継手本体と、継手本体の一端側に結合させるナット体と、継手本体とナット体間に配置され且つナット体の回転操作時にナット体とともに一体回転するスペーサと、スペーサに径方向にスライド自在に設けられる複数の食込み刃とを備え、ナット体の回転操作によりナット体に形成するテーパ面で各食込み刃を管外面に押し付けて食い込ませるように構成されている管継手が記載されている。
【０００３】
特許文献２には、管を受け入れる口部を持ち、この口部の外周に雄ねじ部を持つ本体と、軸方向一端部の内面に上記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、軸方向他端部の内面に上記一端部側に向かって漸次大径となるテーパ面が形成されたロックナットと、上記ロックナットの内周に配置され、周方向に所定間隔おきにかつ半径方向内外両方向に開口した複数の開口部が形成されたリング状のコアと、長さ方向一端部から他端部にかけて漸次厚みが増大するよう形成され、内側面に上記本体の口部に挿入された管の外周面に係合する爪部が形成され、外側面にロックナットのテーパ面に接触するコーン面が形成され、上記爪部とコーン面とが上記コアの内外周に露出するように上記コアの開口部に保持された複数のロック部材とを備えた管接続装置が記載されている。
【０００４】
また特許文献３には、ゴムパッキンと金属製楔とを一体に結合させるとともに、ナットとゴムパッキンとの間に補助パッキンを配設し、補助パッキンとナットの間に自己潤滑性に優れたシート部材を介在させた管継手が記載されている。
【０００５】
そして一般的に、このような管継手の継手本体内部には、接続する管の挿入量を規制するストッパが継手本体の内部から突出して一体に設けられている（例えば、特許文献１の図１に示された継手本体１の内部の段部、特許文献２の図１に示されたストッパ壁２ｃを参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許３９３６７３３号公報
【特許文献２】特許３９１９７６３号公報
【特許文献３】特開平７−１９３７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の管継手は、ナット体とスペーサとが一体回転する構造であるので、食込み刃に回転方向のトルクが伝達され、食込み刃が管外面に食込み始めるとナット体の締め付けトルクが上昇してしまうという問題があった。
特許文献２に記載の管接続装置も同様に、ナットを締め付けるとロック部材に回転方向のトルクが伝達され、ロックナットの締め付けトルクが上昇してしまう。更に、接続管の先端がストッパによって接続管の移動が拘束されているので、ナットを締め付けても接続管が前進せず、ナットの締め付けトルクが異常に高くなるばかりでなく、パッキンを十分に押圧することができないので、十分なシール性を確保できない場合があった。
【０００８】
これに対して、特許文献３に記載の管継手においては、補助パッキンが圧縮されることによって、ある程度の接続管の移動を許容することができると考えられる。しかしながら、補助パッキンを介して金属楔を管に食い込ませるものであるので、樹脂管のように比較的やわらかい管への適用に限られ、鋼管を接続する場合には、強固な抜け止め性を得ることができないという問題があった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、ナットの締め付けトルクを軽減するとともに、確実なシール性を確保することができるメカニカル管継手を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、接続される管の端部が挿入される継手本体と、該継手本体の端部に螺合され、内周面に該継手本体側に向かって拡径する内周テーパ面を形成したナットと、該ナットの締め付け作用により前記管の外周面に食い込む抜け止め部材と、前記ナットの締め付け作用により前記継手本体の端部内面と前記管の外周面に押圧されるパッキンとを有するメカニカル管継手において、前記ナットの内部には、前記内周テーパ面に沿うテーパ面を内外面に有し、前記ナットに対して回転可能に配置した回転カラーを有することを特徴とするメカニカル管継手である。
【００１０】
上記の構成によれば、ナットに対して回転可能に配置した回転カラーを有するので、ナットの回転トルクは、抜け止め部材には伝達にくく、抜け止め部材と回転カラーとの接点で滑りながら、パッキンを押圧する軸方向の力と、抜け止め部材を管に食込ませる縮径方向の力が伝達される。したがって、ナットの締め付けによって管が共回りするようなことがなく、ナットの締め付けトルクが軽減される。
【００１１】
本発明において、前記抜け止め部材は、内側に前記管の外周面に食い込む刃部が形成された複数のロック部材と、該ロック部材を保持する保持部材と、前記ロック部材が前記保持部材から離脱することを防止する拡縮自在なカバー部材とからなることが好ましい。
【００１２】
また、本発明において、前記継手本体の内部には、挿入された前記管の端部が当接する変形可能なストッパを設けることが望ましい。
更に本発明において、前記ストッパは、前記継手本体の内部に固定された中空部を有する合成樹脂製リングであることが望ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、ナットの締め付け作用によって抜け止め部材が接続される管の外周面に食い込み始めた状態で、更にナットを締め付けても、ナットの押圧力で移動する管の端部が、ストッパを変形させるので、ナットの締め付け力が異常に上昇することがなく、適正なシール面圧をパッキンに伝達することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るメカニカル管継手によれば、ナットに対して回転可能に配置した回転カラーを有するので、ナットの回転トルクは、抜け止め部材には伝達にくく、抜け止め部材と回転カラーとの接点で滑りながら、パッキンを押圧する軸方向の力と、抜け止め部材を管に食込ませる縮径方向の力が伝達される。したがって、ナットの締め付けによって管が共回りするようなことがなく、ナットの締め付けトルクが軽減される。よって、ナットの締め付け力が異常に上昇することがなく、適正なシール面圧をパッキンに伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を図１から図５を用いて説明する。図１は本発明のメカニカル管継手の一実施例の半断面図を、図２は抜け止め部材の一実施例の断面図を、図３は保持部材の一実施例の半断面図を、図４はロック部材の一実施例の断面図を、図５はカラー部材の一実施例の半断面図を、図６は本発明のメカニカル管継手に管を挿入した状態の断面図を、図７は本発明のメカニカル管継手のナットを締め付け、管との接続を完了した状態の断面図を示している。なお、各半断面図は中心線よりも上半分が断面図、下半分が正面図を示している。
【００１６】
図１に示すように、メカニカル管継手１は、内部に流体が流動する流路１１を有する筒状の継手本体１０と、継手本体１０の端部外周面に形成された雄ねじ１２と螺合する雌ねじ２１が形成されたナット２０と、継手本体１０の端部内周面に形成され、端部に向かって拡径する本体テーパ面１３に相対するパッキンテーパ面３１を有するパッキン３０と、パッキン３０に隣接し、ナット２０の内部に配置される抜け止め部材４０とから主に構成されている。
【００１７】
継手本体１０は鋳鉄製で、その外周面には、雄ねじ１２の近傍以外は樹脂層１５で覆われている。またナット２０も鋳鉄製で、その外周面を樹脂層２５で覆っている。雌ねじ２１側端面の樹脂層２５は軸方向に突出してスリーブ２５ａを形成し、管との接続が完了したときには、継手本体１０の樹脂層１５の端部に形成されたＯリング溝１５ａとの間でＯリング３５を介して水密にシールされるようになっている。
【００１８】
また、ナット２０は、スリーブ２５ａの反対側にも延長されて鋳鉄製の端面を覆っている。そして、この延長部分には、リング溝２５ｂが形成され、リング溝２５ｂには水密パッキン３７が嵌入している。そして、雌ねじ２１の奥側内部には奥方向に向かって縮径するテーパ内面２３が形成されている。
【００１９】
抜け止め部材４０は、図２に示すように、内側向けて管の外周面に食い込む刃部４１ａが形成された複数（一例として５個）のロック部材４１と、ロック部材４１を保持する保持部材４３と、ロック部材４１が保持部材４３から離脱することを防止ように保持部材４３を覆うように設けられた拡縮自在なカバー部材４７とからなる。
【００２０】
より具体的には、保持部材４３は、エンジニアリングプラスチック等で成形され、図３に示すように、内部に管が挿通可能な円筒状の部材で、ロック部材４１が挿入される空洞４３ａが円筒を貫通するようにロック部材４１の数分だけ開口している。また一端にはパッキンを押圧する押圧部４３ｂが形成されている。
【００２１】
ロック部材４１は、マルテンサイト系ステンレス鋼で成形され、図４に示すように、二条の刃部４１ａを有する。その反対側は円弧状に形成され、端部には空洞４３ａの壁面（図３における凸部４３ｃ）に係止可能なツバ部４１ｂが形成されている。したがって、空洞４３ａの壁面にツバ部４１ｂが係止されたときには、保持部材４３の内周面側に脱落しなく、また管の接続時にも必要以上にロック部材４１が保持部材４３の内部に突出しないようになっている。また、カバー部材４７は、図５に示すように、円筒状の軟質樹脂製部材で、拡縮自在となるように、円筒両端面から複数（例えば、両側から８箇所づつ）のスリット４７ａ、４７ｂが設けられている。
【００２２】
パッキン３０は、円筒状のゴム製部材で、詳細な材質は流動する流体に応じて選択することができる。例えば、都市ガスやＬＰガスが流動する場合には、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）の硬度（Ｈｓ）６０程度を選択することが好ましい。
【００２３】
そして、ナット２０のテーパ内面２３には、内外面がテーパ内面２３のテーパ角度に相対する傾斜面を有するコーン形状の回転カラー５０を介在させている。回転カラー５０はナット２０に対して回転可能で脱落しないように、例えばテーパ内面２３の端部に微小な突起を設けて嵌入しておくことが望ましい。この回転カラー５０は鋼板等をプレス加工して容易に成形できる。また、継手本体１０の流路１１には係止突起１１ａが形成され、この係止突起１１ａにストッパ５５が固定されている。ストッパ５５は、樹脂製のリング状部材で例えばポリプロピレン（ＰＰ）を材料としてブロー成形を行い、例えば肉厚０．５ｍｍ程度に、その内部に中空部５５ａを形成している。
【００２４】
一方、継手本体１０の他端側は、ポリエチレン管に接続するように構成されている。即ち、継手本体１０の流路１１には、複数条の凹凸部１７が形成され、この凹凸部１７にポリエチレン短管１８が嵌入されている。そして、ポリエチレン短管１８の内周面には銅合金製の筒体１９が圧入され、拡径加工されて継手本体１０とポリエチレン短管１８が気密に接続されている。また継手本体１０とポリエチレン短管１８との間には水密パッキン１６を備えている。ポリエチレン短管１８の先には、同材質のポリエチレン管が電気融着継手などで接続される。
【００２５】
なお、継手本体１０の他端側の形態は一例にすぎず、接続されるべき管種や口径などによって、その構成を選択すればよい。また、継手本体１０自体も単純な円筒形に限らず、エルボやチーズなど接続する配管の形態によって選択すればよい。
【００２６】
続いて、メカニカル管継手１の施工の手順を図６及び図７を用いて詳細に説明する。
まず、接続すべき管Ｐに回転カラー５０が装着されたナット２０、抜け止め部材４０、パッキン３０の順に挿入し、管Ｐの先端からパッキン３０の端部までが所定の長さ（例えば、呼び径２５Ａの場合、３０ｍｍ程度）になるようにセットする。そして、継手本体１０にナット２０を手で締め込むと図６に示すように、管Ｐの先端がほぼストッパ５５に到達するように仮組立される。
【００２７】
そして、パイプレンチ等を用いて、ナット２０を締め付け始めると、ロック部材４１がカバー部材４７、回転カラー５０を介して、ナット２０のテーパ内面２３によって押圧される。すると、ロック部材４１の刃部４１ａが管Ｐの外周面に食い込み始める。このとき、回転カラー５０はナット２０に対して回転するようになっているので、抜け止め部材４０にはナット２０の回転方向の力は伝達にくく、抜け止め部材４０と回転カラー５０との接点で滑りながら、パッキン３０を押圧する軸方向の力と、抜け止め部材４０を管に食込ませる縮径方向の力がロック部材４１に伝達される。したがって、ナット２０の締め付けに伴って、管Ｐが共回りすることが防止され、また共回りに伴う締め付けトルクの増加も防止することができる。
【００２８】
更にナット２０を締め付けると、ロック部材４１は管Ｐに食い込み始めているから、徐々に管Ｐは継手本体１０の奥方向に移動始める。そして、ナット２０の締め付けが完了すると図７の状態となる。管Ｐはストッパ５５を押圧し、その一部を変形させるが、管Ｐの移動が阻止されることがないので、ナット２０の締め付けトルクが異常に上昇することはなく、抜け止め部材４０を介して押圧されるパッキン３０に適度な圧縮力が伝達され気密にシールされる。
【００２９】
ところで、接続される管Ｐは既に埋設されていた亜鉛鍍金鋼管である場合がある。長年に亘って埋設されていた亜鉛鍍金鋼管は外面が腐食され、外径寸法が小さくなっていることがある。図３に戻って、保持部材４３は空洞４３ａに連続した空洞４３ｄを有し、空洞４３ａ、４３ｄの間に凸部４３ｃが形成されている。通常の状態では、図２に示したように、ロック部材４１が空洞４３ａに収容されている。
【００３０】
外径が小さくなったような亜鉛鍍金鋼管を接続する場合には、さらにナット２０を締め込むと、ロック部材４１が凸部４３ｃを乗越えて、４３ｄ側へ移動し、管の外径に食い込みやすくなっている。そして、ナット２０の締め付けによってパッキン３０を更に圧縮しやすくなっている。このように、ロック部材４１が管の軸方向に移動可能に設けていれば、既設管や管種によって外径寸法が若干小さいものであっても、強固に接続することができる。ナット２０の締め付けによって管Ｐの端部は更に継手本体１０の奥方向に移動しやすくなるが、ストッパ５５は変形可能であるから、管Ｐの移動を阻害することがない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のメカニカル管継手の一実施例の半断面図である。
【図２】抜け止め部材の一実施例の半断面図である。
【図３】保持部材の一実施例の半断面図である。
【図４】ロック部材の一実施例の断面図である。
【図５】カラー部材の一実施例の半断面図である。
【図６】本発明のメカニカル管継手に管を挿入した状態の断面図である。
【図７】本発明のメカニカル管継手のナットを締め付け、管との接続を完了した状態の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：メカニカル管継手、
１０：継手本体、１１：流路、１１ａ：係止突起、１２：雄ねじ、１３：本体テーパ面、１５：樹脂層、１５ａ：Ｏリング溝、１６：水密パッキン、１７：凹凸部、１８：ポリエチレン短管、１９：筒体、
２０：ナット、２１：雌ねじ、２３：テーパ内面、２５：樹脂層、２５ａ：スリーブ、
３０：パッキン、３１：パッキンテーパ面、３５：Ｏリング、３７：水密パッキン、
４０：抜け止め部材、４１：ロック部材、４１ａ：刃部、４１ｂ：ツバ部、４３：保持部材、４３ａ：空洞、４３ｂ：押圧部、４３ｃ：凸部、４３ｄ：空洞、４７：カバー部材、
５０：回転カラー、５５：ストッパ、５５ａ：中空部、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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