(57)【要約】【課題】  管の熱伸縮変位を吸収しつつ、確実に管の抜け止め機能を発揮し、施工性に優れた多層管用管継手を提供する。【解決手段】  第一接続部２は、第一受口２１に保護リング４０とシールパッキン５０が挿入され、リテーナ６０で押圧される。リテーナ６０を押圧する第一押輪３０の内周面には内周テーパ面３１が形成されており、ここに管の外周面に食い込む複数の歯７１が形成されたロックリング７０が装着される。歯７１の高さは、多層管９０の外周樹脂層９７の肉厚未満である。  第二接続部３には、ロックリング７０を設けず、多層管９０が軸方向に移動可能である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口孔が設けられた管状の鋼体と、該鋼体の内周面に形成された内周樹脂層と、該内周樹脂層と前記開口孔を介して一体に形成され、該鋼体の外周面に設けられた外周樹脂層からなる多層管を接続するための管継手であって、
前記多層管の端部にはスティフナが挿入され、
一端部に向かって拡径する第一受口が形成された継手本体と、前記継手本体と締結手段によって締結され、前記受口と相対する内周テーパ面が形成された第一押輪と、前記第一受口に挿入された保護リングと、ゴム製シールパッキンと、前記第一押輪の端面で押圧され、前記シールパッキンを押圧するリテーナと、前記第一押輪の内周テーパ面と相対する外周テーパ面と、前記多層管の外周面に食い込む複数の歯が形成されたロックリングとを有し、前記複数の歯の高さは、前記外周樹脂層の肉厚未満である第一接続部と、
前記継手本体の他端部にあって、他端部に向かって拡径する第二受口と、前記継手本体と締結手段によって締結さる第二押輪と、前記第二受口に挿入された保護リングと、ゴム製シールパッキンと、前記第二押輪の端面で押圧され、前記シールパッキンを押圧するリテーナとを有する第二接続部とからなることを特徴とする多層管用管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上に露出して敷設される多層管を接続するための多層管用管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
寒冷地の鉄道路線において、軌道上の積雪を排除するために、スプリンクラによる散水方式や、水を熱媒体とした放熱板を用いその放熱板の積雪を溶かす消雪パネルユニット式などの消雪システムが採用されている。そして、この消雪システムに熱媒体を供給するための配管材料が種々提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、複数の開口孔が設けられた管状の金属板の内外径側に樹脂層を設けた複合樹脂管と、この複合樹脂管を接続するためのメカニカル接続部を有する分岐継手が開示されている。メカニカル接続部は、管と接続部との間に環装されたパッキンと、そのパッキンを押圧する押圧部材とからなり、気温の変化により管が伸縮しても締結力を維持したまま伸縮の吸収に対応するとされている。複合樹脂管は管状の金属板が設けられているので、鋼管と比較して遥かに軽量化できるとともに、ほぼ同等の線膨張係数を有する。さらに鋼管と比較して保温性に優れるので、上記消雪システムに熱媒体を供給する管材料として好適である。しかしながら、このメカニカル接続部には管の抜け止め機能がないので、長年熱伸縮を繰り返すと管が接続部から抜け出す虞があった。
【０００４】
これに対して、メカニカル接続部の抜け止め機構としても種々の提案がなされている。
例えば、特許文献２〜４には、樹脂管の内面を支持する筒状のスティフナーと、樹脂管の端部外面に食い込む歯部を内面に設けたロックリングを装着し、継手本体の受口内面にロックリングを縮径する内面を有したカラーリングを装着した樹脂管接続用管継手が記載されている。そして配管の変位を継手内部で吸収することが可能なものである。
【０００５】
また特許文献５〜７には、合成樹脂管を接続する管継手であって、継手本体と螺合し、該継手本体側に拡径する内周テーパ面が形成された押輪と、内周テーパ面と相対する外周テーパ面と、管に喰い込む複数の内周歯が形成された食い込みリングとを有する管継手が記載されている。そして管に引抜き力が加わると、食い込みリングが押輪の内周テーパ面に押圧されて縮径し、管の抜け防止効果を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１４６９９２号公報
【特許文献２】特開平１０−２８１３６２号公報
【特許文献３】特開２０００−０２８０５６号公報
【特許文献４】特開２００１−１０８１６７号公報
【特許文献５】実開昭６３−１１２６８９号公報
【特許文献６】実開平０２−０７１１９５号公報
【特許文献７】実開平０６−０７８６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２〜４のものは、管の端部にロックリングを装着し、ロックリングが管継手の内部に係止して管の抜け止めを行う構造であるために、接続する管に押輪、ゴム輪、カラーリング等を予め挿通したうえで、さらに管の端部にロックリングを装着しなければならず、施工現場での作業工数が多いという問題があった。
また特許文献５〜７のものは、管の抜け止め機能は有効に作用するものの、管の熱伸縮による変位が考慮されているものではない。また複合樹脂管や樹脂ライニング鋼管に適用させた場合、管外周面の樹脂層を食い込みリングの内周歯が貫通し、貫通部より雨水等の水分が侵入することによって、管の金属板を腐食される虞があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、管の熱伸縮変位を吸収しつつ、確実に管の抜け止め機能を発揮し、施工性に優れた多層管用管継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る多層管用管継手は、
複数の開口孔が設けられた管状の鋼体と、該鋼体の内周面に形成された内周樹脂層と、該内周樹脂層と前記開口孔を介して一体に形成され、該鋼体の外周面に設けられた外周樹脂層からなる多層管を接続するための管継手であって、
前記多層管の端部にはスティフナが挿入され、
一端部に向かって拡径する第一受口が形成された継手本体と、前記継手本体と締結手段によって締結され、前記受口と相対する内周テーパ面が形成された第一押輪と、前記第一受口に挿入された保護リングと、ゴム製シールパッキンと、前記第一押輪の端面で押圧され、前記シールパッキンを押圧するリテーナと、前記第一押輪の内周テーパ面と相対する外周テーパ面と、前記多層管の外周面に食い込む複数の歯が形成されたロックリングとを有し、前記複数の歯の高さは、前記外周樹脂層の肉厚未満である第一接続部と、
前記継手本体の他端部にあって、他端部に向かって拡径する第二受口と、前記継手本体と締結手段によって締結さる第二押輪と、前記第二受口に挿入された保護リングと、ゴム製シールパッキンと、前記第二押輪の端面で押圧され、前記シールパッキンを押圧するリテーナとを有する第二接続部とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第一の接続部のロックリングの歯の高さが、外周樹脂層の肉厚未満であるので、多層管の鋼体にまでロックリングの歯が食い込むことなく、多層管と管継手との抜け止めが発揮されるとともに、第二の接続部には、ロックリングを有しないので、多層管が熱伸縮したとしても、管継手の内部で収縮量を吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る管継手の半断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る管継手に用いるロックリングである。
【図３】図２におけるＡ部拡大図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る管継手に接続される多層管の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る管継手と多層管とを接続施工した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図４に示すように、本発明に係る管継手に接続される多層管９０は、複数の開口孔９３が設けられた管状の鋼体９１と、鋼体９１の内周面に形成された内周樹脂層９５と、内周樹脂層９５と開口孔９３を介して一体に形成され、鋼体９１の外周面に設けられた外周樹脂層９７とからなる。内周樹脂層９５及び外周樹脂層９７は例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）である。
多層管９０は、鋼体９１を有するので、線膨張係数はほぼ鋼管と同等で１．２×１０−５／Ｋである。そして、夏季の直射日光に曝されたときの管の表面温度を約６０℃、寒冷地の冬季最低気温を約−２０℃とすると温度差は８０℃となり、熱膨張率は約０．１％である。多層管の全長を５ｍとすると年間の寒暖差で５ｍｍの伸縮を繰り返す。この伸縮量は鋼体を有さないポリエチレン管と比較して極めて小さな値である。また内周樹脂層９５及び外周樹脂層９７を有するので、鋼管と比較して保温性に優れ、鋼体のないポリエチレン管とほぼ同等である。したがって、軌道に沿って敷設される消雪システムに熱媒体を供給する管材料として好適である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の実施形態による管継手１は、端部に向かって拡径する第一受口２１が形成された継手本体２０と、継手本体２０とボルト８１及びナット８２によって締結され、第一受口２１と相対する内周テーパ面３１が形成された第一押輪３０と、第一受口２１に挿入された金属製保護リング４０と、ゴム製シールパッキン５０と、第一押輪３０の端面で押圧され、シールパッキン５０を押圧するリテーナ６０と、第一押輪３０の内周テーパ面３１と相対する外周テーパ面７３と、多層管９０の外周面に食い込む複数の歯７１が形成されたロックリング７０とを有した第一の接続部２と、継手本体２０の他端部にあって、他端部に向かって拡径する第二受口２５と、継手本体２０とボルト８１及びナット８２によって締結さる第二押輪３５と、第二受口２５に挿入された金属製保護リング４０と、ゴム製シールパッキン５０と、第二押輪３５の端面で押圧され、シールパッキン５０を押圧するリテーナ６０とを有する第二の接続部３とを有する。なお、多層管９０の端部内周には多層管９０が縮径することを防止するための円筒状の金属製スティフナ８５が挿入されている。
【００１３】
継手本体２０は、第一受口２１と第二受口２５の外周にボルト８１が貫通する貫通孔２７を有するフランジ部２８が形成され、第一受口２１と第二受口２５を連通する流路２３が形成されている。また継手本体２０は可鍛鋳鉄製で表面には防錆塗装が施されている。
流路２３は、多層管９０が第一受口２１と第二受口２５の両側から接続された後も多層管９０同士が突当たらない長さを有し、この流路２３の長さが多層管９０が熱伸縮したときの長さ吸収代となる。
第一押輪３０は、継手本体２０の貫通孔２７に相対する貫通孔３７が形成されたフランジ部３８が形成され、また可鍛鋳鉄製で表面には防錆塗装が施されている。
第二押輪３５には、継手本体２０の貫通孔２７に相対する貫通孔３７が形成されたフランジ部３８が形成され、多層管９０が挿通する挿通穴３６が形成されたリング状部材である。第二接続部３には抜け止め機構を有しないので、第二押輪３５は第一押輪３０と比較して強度が低くてよく、例えば合成樹脂で形成される。
【００１４】
保護リング４０は、シールパッキン５０がリテーナ６０に押圧されたときに、継手本体２０の奥側へ移動することを防止する部材で、内周面に多層管９０が挿通する挿通孔と、外周面に受口２１、２５のテーパ面に相対する外周テーパ面が形成されている。材質はシールパッキン５０の硬度よりも硬いものであれば良く、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）製である。
シールパッキン５０は、継手本体２０の内周面と多層管９０の外周面を水密にシールするリング状ゴム製のパッキンで、材質は寒暖差の大きい環境で用いられることからスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）であることが好ましい。
リテーナ６０は、ポリアセタール（ＰＯＭ）製のリング状部材で、シールパッキン５０を押圧する小径部と、押輪３０、３５に押圧される大径部とを有する。
【００１５】
ロックリング７０は、図２に示すように、一箇所に切欠き７５を有する略Ｃ形の金属製リングで、外周面に内周テーパ面３１に相対する外周テーパ面７３が、内周面に多層管９０に食い込む歯７１が形成されている。その歯７１は、鋸歯状に連続して形成された突条で、凹凸の高さは多層管９０の外周樹脂層９７の肉厚未満に設けている。例えば、外周樹脂層９７の肉厚が２ｍｍであるとき、歯７１の凹凸高さは１ｍｍで、外周樹脂層９７の肉厚の１／２とし、連続して１０条設けている。
【００１６】
図３（ａ）〜（ｃ）は、歯７１のより具体的な形態を示している。
図３（ａ）は、断面が対称の鋭角（例えば４０°）な歯７１ａを１０条有しており、歯７１ａと歯７１ａとの間には平滑面７７が形成されている。この場合、歯７１ａの高さＨａは多層管９０の外周樹脂層９７の肉厚の未満に設定する。また平滑面７７の長さＰａと歯７１ａの根元の長さｔａとの比Ｐａ／ｔａは、外周樹脂層９７を構成する樹脂材料のせん断強さと歯７１ａを構成する金属材料のせん断強さの比で設定すればよい。
歯７１ａの形態によれば、断面対称の形状を有しているので、多層管９０の変位に対して、引抜き阻止力、押し込み阻止力がほぼ同等に発揮される。なお、引抜とは管継手１から多層管９０が引抜かれる方向への変位、押し込みとは管継手１に多層管９０が押し込まれる方向への変位をいう。
【００１７】
図３（ｂ）は、外周テーパ面７３が縮径する側に垂直面が形成された断面鋸歯状の歯７１ｂを１０条有しており、歯７１ｂと歯７１ｂとの間には平滑面７７が形成されている。この場合、歯７１ｂの高さＨｂは多層管９０の外周樹脂層９７の肉厚の未満に設定する。また平滑面７７の長さＰｂと歯７１ｂの根元の長さｔｂとの比Ｐｂ／ｔｂは、外周樹脂層９７を構成する樹脂材料のせん断強さと歯７１ｂを構成する金属材料のせん断強さの比で設定すればよい。
歯７１ｂの形態によれば、多層管９０に引抜き力が加わったとき、ロックリング７０は内周テーパ面３１に沿って縮径するので高い引抜き阻止力が得られる。また多層管９０に押し込み力が加わったとき、歯７１ｂの垂直面が抵抗となるので、高い押し込み阻止力が得られる。
【００１８】
図３（ｃ）は、外周テーパ面７３が拡径する側に垂直面が形成された断面鋸歯状の歯７１ｃを１０条有しており、歯７１ｃと歯７１ｃとの間には平滑面７７が形成されている。この場合、歯７１ｃの高さＨｃは多層管９０の外周樹脂層９７の肉厚の未満に設定する。また平滑面７７の長さＰｃと歯７１ｃの根元の長さｔｃとの比Ｐｃ／ｔｃは、外周樹脂層９７を構成する樹脂材料のせん断強さと歯７１ｃを構成する金属材料のせん断強さの比で設定すればよい。
歯７１ｃの形態によれば、多層管９０に引抜き力が加わったとき、ロックリング７０は内周テーパ面３１に沿って縮径し、歯７１ｃの垂直面が抵抗となるので、歯７１ａ、歯７１ｂの形態と比較して、さらに高い引抜き阻止力が得られる。
【００１９】
歯７１ａ、歯７１ｂ、歯７１ｃのいずれの形態を採用するかは、多層管９０に加わる変位の形態によって選択することができ、第一の接続部２の抜け止め阻止力および押し込み阻止力は、少なくとも第二の接続部３のシールパッキン５０と多層管９０間の摩擦抵抗力を上回る。なお、平滑面７７を有するので、多層管９０には歯７１ａ〜７１ｃの高さＨａ〜Ｈｃ以上に食い込むことがない。
【００２０】
図１に戻って、多層管９０の外周面に管継手１への挿入代をマーキングして挿入し、ボルト８１、ナット８２を締め付けると、押輪３０、３５にリテーナ６０が押圧され、リテーナ６０はシールパッキン５０を押圧することによって、シールパッキン５０は継手本体２０の内周面と多層管９０の外周面を水密にシールする。このとき第一押輪３０の内周テーパ面３１が、ロックリング７０の外周テーパ面７３を押圧し、歯７１が多層管９０の外周面に食い込む。
【００２１】
そして、図５に示すように、複数の多層管９０は複数の管継手１に接続されて、鉄道の軌道に沿って敷設される。このとき多層管９０の一端側は管継手１の第一の接続部２に、他端側は別の管継手１の第二の接続部３に接続し、管継手１は固定具１００で敷設面１１０に固定される。固定具１００は、半円弧状の金属バンド１０１、１０２を管継手１の外周に跨ぐように２つ合わせてボルトナット１０２で締結したもので、一方の金属バンド１０２には敷設面１１０に固定する固定面１０３を有する。
多層管９０に気温の変化による熱伸縮が加わると、第一の接続部２では、ロックリング７０の作用によって管継手１と多層管９０の相対位置が変化しない。そしてロックリング７０の歯７１の凹凸の高さが多層管９０の外周樹脂層９７の肉厚の未満なので、外周樹脂層９７を貫通するほどに食い込むことがない。
【００２２】
一方、第二の接続部３では、シールパッキン５０の内周面に沿って多層管９０が自由に伸縮する。すなわち、管継手１は固定具１００で固定し、第一の接続部２の抜け止め阻止力および押し込み阻止力は、少なくとも第二の接続部３のシールパッキン５０と多層管９０間の摩擦抵抗力を上回っているので、多層管９０の変位量は第二接続部３側のみで吸収することとなり、多層管９０が伸縮した場合でも敷設面１１０、管継手１および多層管９０の相対位置が変わることがない。
【符号の説明】
【００２３】
１：管継手、２：第一の接続部、３：第二の接続部
２０：継手本体、２１：第一受口、２３：流路、２５：第二受口、２７：貫通孔、２８：フランジ部
３０：第一押輪、３１：内周テーパ面、３５：第二押輪、３６：挿通孔、３７：貫通孔、３８：フランジ部、
４０：保護リング、５０：シールパッキン、６０：リテーナ、
７０：ロックリング、７１：歯、７３：外周テーパ面、
８１：ボルト、８２：ナット、８５：スティフナ、
９０：多層管、９１：鋼体、９３：開口孔、９５：内周樹脂層、９７：外周樹脂層
【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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