(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
継手本体の開口端部側の内周面に設けられた環状凹溝内にシール用ゴム輪が装着され、このゴム輪よりも奥側に位置する継手本体の内周面が奥部に向かって拡径する傾斜溝を有し、この傾斜溝内に、その内周面にほぼ符合した傾斜外周面を有する管締付け用の割りリングが遊嵌状態で配置されてなる受口内に、差口内に円筒状の補強部材が装着された樹脂管の差口が挿入接続されてなる管接続構造において、
前記補強部材の外径が樹脂管の差口の内径の９７．５〜９９．８％とされ、補強部材の一端部が外方に折り返えされて折り返し部とされ、この折り返し部の最大外径が樹脂管の差口の外径の９０〜１００％とされていることを特徴とする管接続構造。
【請求項２】
補強部材の外面に突起が設けられ、突起高さが０．３〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の管接続構造。
【請求項３】
補強部材の折り返し部は、円筒部の一端部が外方に傘状に折り返されて傾斜面とされており、折り返し面はＲがつけられていることを特徴とする請求項１又は２記載の管接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、離脱防止機能を有した管接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
接続される管の差口を、管継手の受口内に挿入するだけで簡単に接続可能で、しかも離脱防止機能を有する管継手として、特開平１０−１２２４６１号公報に記載されているものがある。この離脱防止管継手は、円筒状の継手本体と、略Ｃリング状の離脱防止リングと、補強部材とを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の管継手で用いられる補強部材は、差口本体を補強する部材ではあるが、耐水圧強度を発現するための好適な効果が得られる形状としては、不十分な場合があった。
【０００４】
また、従来の管継手は、補強部材の折り返し部の外径が差口の外径を越えているため、補強部材を装着した差口を受口に挿入する際に、管締付け用の割りリングの係止突起の刃先を傷つけてしまい、十分な離脱防止効果が得られなくなるという問題点が生じる場合があった。
【０００５】
しかしながら、ステンレス製のものではその内周面に形成されている鋸歯状の刃が硬すぎるため、たとえば挿入接続される管がポリエチレン樹脂管などのポリオレフィン樹脂管の場合、この樹脂管の外周面を削ってしまうなど、著しく傷つけてしまうため、その離脱防止効果は低かった。また、ステンレス製の離脱防止リングの場合はその剛性が高すぎるがために、管継手の受口内への離脱防止リングの装着が困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、特にポリオレフィン樹脂管と離脱防止管継手との管接続構造として、すぐれた耐水圧性能を発揮する管接続構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、継手本体の開口端部側の内周面に設けられた環状凹溝内にシール用ゴム輪が装着され、このゴム輪よりも奥側に位置する継手本体の内周面が奥部に向かって拡径する傾斜溝を有し、この傾斜溝内に、その内周面にほぼ符合した傾斜外周面を有する管締付け用の割りリングが遊嵌状態で配置されてなる受口内に、差口内に円筒状の補強部材が装着された樹脂管の差し口が挿入接続されてなる管接続構造において、前記補強部材の外径が樹脂管の差口の内径の９７．５〜９９．８％とされ、補強部材の一端部が外方に折り返えされて折り返し部とされ、この折り返し部の最大外径が樹脂管の差口の外径の９０〜１００％とされているものである。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の管接続構造において、補強部材の外面に突起が設けられ、突起高さが０．３〜１．５ｍｍであるものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の管接続構造において、補強部材の折り返し部は、円筒部の一端部が外方に傘状に折り返されて傾斜面とされており、折り返し面はＲがつけられているものである。
【０００９】
本発明においては、管締付け用の割りリングは、半径方向に拡縮自在となっており、材質としては金属製あるいは樹脂製のどちらでもよいが、耐水性などの面から、ポリアセタール、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどの樹脂製のものが望ましい。そして、この割りリングの内径はその自由状態において、挿入接続されるポリオレフィン系樹脂管の外径より少し小径とされ、その内周面の周方向に沿って複数の係止突条（たとえば鋸歯状のもの）を備えているのが望ましい。
【００１０】
本発明においては、樹脂管の差口内に装着される円筒状の補強部材の外径は樹脂管の差口の内径の９７．５〜９９．８％、特に好ましくは、９８．０〜９９．５％である。これは、補強部材の外径が樹脂管の差口の内径の９７．５％未満では、接続部の十分な耐水圧性能が得られないからである。つまり、補強部材としての補強が不十分であり、内水圧がかかった時に、受口から差口が抜けてしまうなどの問題が生じるためである。また、逆に、補強部材の外径が樹脂管の差口の内径の９９．８％を越えると、差口への装着が困難となるからである。
【００１１】
そして、補強部材の折り返し部の最大外径は樹脂管の差口の外径の９０〜１００％、特に好ましくは、９５〜１００％とするのが望ましい。これは、折り返し部の最大外径が樹脂管の差口の外径を越えると、補強部材を装着した差口を受口内に挿入する際に、管締付け用の割りリングの係止突条の刃先を傷つけてしまうため、十分な離脱防止効果を得ることができなくなるからである。また、折り返し部が大きくなる分の受口の内周面を大きくする必要があり、その場合にも接合部の強度が不十分となるからである。
【００１２】
逆に、折り返し部の最大外径が樹脂管の差口の外径の９０％未満の場合には、差口と補強部材の折り返し部に大きな段差が生じることになり、補強部材を装着した差口を受口内に挿入する際に、管締付け用の割りリングの刃先を傷つけてしまい、十分な離脱防止効果を得ることができなくなるからである。
【００１３】
また、折り返し部の先端が尖っていると、管締付け用の割りリングの刃先を傷つけるので、補強部材の折り返し部の先端に面取りを施したり、あるいは数ｍｍ程度の平行部を設けるのが望ましい。
【００１４】
樹脂管の差口内から補強部材の抜けを防止するために、補強部材の外面にすべり止め手段としての多数の突起を設けるのが望ましい。この突起の高さとしては、差口の内径と補強部材の外径の大小にもよるが、０．３〜１．５ｍｍが好ましい。これは、突起の高さが０．３ｍｍ未満では、すべり止め効果が少なく、また、逆に突起の高さが１．５ｍｍを越えると、差口の内面を著しく傷つけるか、あるいは樹脂管の差口内への補強部材の装着が困難となるからであり、かつ、差口の内径と補強部材の筒部外周径の差が大きくなり、接続部での十分な耐水圧性能が得られないからである。
【００１５】
補強部材の材質は、鋳鉄、アルミニウムなどの金属製のものの他、ガラス繊維や炭素繊維などの補強繊維にて補強されたＦＲＰ製のものであってもよい。耐水性を考慮した場合には、ステンレス鋼製が好ましい。折り返し部は、円筒部の一端部が外方に傘状に折り返されて傾斜面とされており、差口を受口にスムースに挿入できるように、１０〜５０度の傾斜角度とするのが望ましい。また、折り返し面は鋭角に折り返さず、Ｒをつけた方が好ましい。補強部材の長さは継手本体の受口の挿入代とほぼ同一とするのが望ましい。これは、その長さが短すぎるとゴム輪からの締め力による樹脂管のコールドフローを抑止する効果がなく、逆に長過ぎても、さらなる効果は期待できず不経済となるからである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の管接続構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の管接続構造の第１実施例を示す半縦断面図、図２は図１における離脱防止管継手の部分を示す半縦断面図、図３は図１における補強部材を示す半縦断面図である。
【００１７】
図１において、樹脂管５、７はともに密度が０．９４０以上の高密度ポリエチレン樹脂から押出成形されたものである。樹脂管７の一端面には、受け口を有する管継手１の小径側の端面がバット融着されて両者が一体化されている。そして、差口５１の内周面側に短円筒状の補強部材６が内挿された樹脂管５の差口５１が、管継手１の受口内に挿入接続されることで樹脂管５と樹脂管７との接続構造が形成されている。
【００１８】
管継手１は離脱防止機能を有するタイプのものであり、継手本体２と、管締付け用の割りリング３と、シール用ゴム輪４とを備えている。継手本体２はポリエチレン樹脂製の円筒状のものであり、その大径側の一端部は接続される樹脂管５の挿入口を備えた受口を有しており、挿入口側の内周面に環状凹溝２１が設けられ、この環状凹溝２１内にシール用ゴム輪４が装着されている。このゴム輪４よりも奥側に位置する継手本体２の内周面２２は奥部に向かってテーパ面状に拡径されて傾斜溝２３とされている。
【００１９】
この傾斜溝２３内には、管締付け用の割りリング３が遊嵌状態で配置されている。この割りリング３はその管壁の一部が切り欠かれており、傾斜溝２３の内周面２２にほぼ符合した傾斜外周面３１を有している。割りリング３はその自由状態において、その内径が後述する樹脂管５の差口５１の外径より少し小さくなるようにされており、その内周面に多数の鋸歯状の係止突条３２が設けられている。割りリング３は直鎖型ポリフェニレンサルファイド樹脂から射出成形法にて成形されており、この場合、直鎖型ポリフェニレンサルファイド樹脂はその曲げ弾性率が３６３０ＭＰａ、ノッチ付アイゾット衝撃値が２５Ｊ／ｍの機械的性質を有しているものを使用した〔ポリプラスチック株式会社の「フォートロン」（登録商標）：グレード０２２０Ｕ９〕。
【００２０】
補強部材６は耐蝕性を有するステンレス鋼製のものであり、図３に示すように、短円筒部６１と折り返し部６２とを備えており、短円筒部６１の外径は樹脂管５の差口５１の内径の９７．５〜９９．８％とされている。短円筒部６１の外周面には、図３に示すように、すべり止め手段としての小突起６３が切り起こされて周方向の４ヵ所に設けられている。折り返し部６２は、短円筒部６１の一端部が外方に傘状に折り返されてテーパ面とされている。
【００２１】
そして、図に示すように、折り返し部６２の先端が樹脂管５の差口５１端面の外周縁を囲繞するようになっており、折り返し部６２の最大外径の大きさは、樹脂管５の差口５１の外径の９０〜１００％とされている。
【００２２】
そして、樹脂管５の差口５１を管継手１の挿入口から奥側に向かって挿入すると、補強部材６の折り返し部６２の外周面のテーパ面６４によって割りリング３が押し広げられるので、奥側まで挿入することができる。なお、継手本体２の受け口の奥部内周面には、補強部材６の折り返し部６２の外周面が当接する当接段部２４が形成されている。
【００２３】
この場合、割りリング３が直鎖型ポリフェニレンサルファイド樹脂製のものであるので、拡径によって塑性変形や割れを起こすことがなく、その弾性復元力によって樹脂管５の外径より少し小さい内径の元の自由状態まで縮径することになる。
【００２４】
さらに、管継手１は、折り返し部６２の先端が割りリング３より奥側まで挿入されると、樹脂管５あるいは管継手１に樹脂管５の抜け方向の力が作用した場合、割りリング３の鋸歯状の係止突条３２の働きにより、樹脂管５の動きにともなって割りリング３も挿入口側へ移動してその外周面３１が傾斜溝２３のテーパ面２２に押し当たり、割りリング３が縮径する。したがって、樹脂管５の差口５１の外周面が割りリング３の内周面にしっかりと把持され、樹脂管５の抜け止めが確実に行われる。
【００２５】
また、樹脂管５の差口５１内に、補強部材６の短円筒部６１が圧入嵌合されることで、差口５１が内側から補強されているので、割りリング３やシール用ゴム輪４によって締付け力が長期間にわたって継続して樹脂管５に加えられても、樹脂管５の差口５１がコールドフローによって寸法変形を起こすことがない。しかも、補強部材６の短円筒部６１の外周面にすべり止め手段としての小突起６３が周方向の４箇所に設けられているので、補強部材６を継手本体２内に残した状態で樹脂管５の差口５１がすべり抜けるというトラブルも確実に防止できる。
【００２６】
【実施例１〜３】
上記高密度ポリエチレン樹脂製の樹脂管５、７として呼び径７５ｍｍのものを用い、接続部の耐水圧性能を行った。具体的には、両樹脂管５、７の開口端を栓体にて閉塞し、この閉塞した両樹脂管５、７を所定の受け台上に載置して支持する。なお、樹脂管７側の栓体は加圧ポンプと接続され、被試験体内に所定の内水圧を付与できるようになっている。
そして、補強部材６の外径（ｄ３）と樹脂管５の差口５１の内径（ｄ１）との寸法比（ｄ３／ｄ１）、補強部材６の折り返し部の外径（ｄ４）と樹脂管５の差口５１の外径（ｄ２）との寸法比（ｄ４／ｄ２）を変化させた各接続構造について、加圧ポンプにて２．５ＭＰａまでの内水圧を負荷して２分間保持し、その後、管の破壊最高圧力５．０ＭＰａ前後までの内水圧を負荷して接続部からの漏れおよび異常の有無を確認した。
なお、ｄ３／ｄ１比が０．９６７〜０．９７２のものを比較例１〜３、ｄ４／ｄ２比が０．８９３、１．００８〜１．０１２のものを比較例４〜６として同様に評価した。その結果を表１および表２に示す。
耐水圧試験の欄で、○印は管の破壊最高圧力５．０ＭＰａまで内水圧を負荷しても、漏水や管の抜けなどの接続部の異常がなかったことを示し、×印は接続部に異常があったことを示す。
表１に示すように、ｄ３／ｄ１比が０．９７５〜０．９９８の範囲内で、かつ、ｄ４／ｄ２比が０．９００〜１．０００であれば、十分に止水できることが明らかである。
なお、呼び径が１００ｍｍおよび１５０ｍｍの樹脂管５、７についても、上記と同様に性能評価した結果、表１に示すとおりの性能を得ることができた。
【００２７】
【表１】
0003682173.tif 000002
【００２８】
【表２】
0003682173.tif 000003
【００２９】
本発明においては、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記実施例では、継手本体２の一側にのみ樹脂管５を接続するようにしたが、継手本体２の両側に樹脂管５を接続できる構造にしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明の管接続構造では、補強部材の外径が樹脂管の差し口の内径の９７．５〜９９．８％とされ、補強部材の一端部が外方に折り返えされて折り返し部とされ、この折り返し部の最大外径が樹脂管の差口の外径の９０〜１００％とされていることにより、受口内に挿入接続される樹脂管の差口が補強部材にて好適に補強され、この結果、受口内からの樹脂管の差口の抜けを管締付け用の割りリングにて防止することができるとともに、受口内に樹脂管の差口を挿入する際に、補強部材の折り返し部先端が管締付け用の割りリングの係止突条の刃先を傷つけることがなく、すぐれた耐水圧性能を発揮することができる。
【００３１】
請求項２記載の本発明では、補強部材の外面に突起が設けられ、突起高さが０．３〜１．５ｍｍであるので、樹脂管の差口内から補強部材の抜けを防止することができ、上記効果は更に確実なものとなる。
請求項３記載の本発明では、補強部材の折り返し部は、円筒部の一端部が外方に傘状に折り返されて傾斜面とされており、折り返し面はＲがつけられているので、差口を受口にスムースに挿入でき、上記効果は更に確実なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管接続構造の第１実施例を示す半縦断面図である。
【図２】図１における接続前の管継手を示す半縦断面図である。
【図３】図１における補強部材を示す半縦断面図である。
【符号の説明】
１  管継手
２  継手本体
２１  環状凹溝
２２  内周面
２３  傾斜溝
３  管締付け用の割りリング
３１  傾斜外周面
３２  鋸歯状の係止突条
４  シール用ゴム輪
５、７  樹脂管
５１  差口
６  補強部材
６１  短円筒部
６２  折り返し部
６３  小突起
【図１】
0003682173.tif 000004
【図２】
0003682173.tif 000005
【図３】
0003682173.tif 000006