(57)【要約】【課題】リップ部先端部の反り返りや密着不良を防止し、シールパッキンの水密性、気密性が低下しないようにする。【解決手段】挿口５と受口６の管継手部に介在し、挿口５端部外周面に嵌められる基体部１２と、管径方向外側へ突出する突出部１１とからなるシールパッキン１０である。突出部１１は、管軸方向内外方両側に突出するリップ部１３ａ，１３ｂを全周に有し、突出部１１外周面は、外方側から内方側へ高くなるように傾斜し、管軸方向に沿って凹状に湾曲している。挿口５を受口６に嵌めることにより、突出部１１は、内方側が押さえられ外方側は押し上げられてシーソー状に変形し、受口内周面に密着する。また、突出部１１外周面が湾曲しているので、基体部１２側へ圧縮されてもリップ部１３ｂの先端部が垂れ下がらず、外方側リップ部１３ｂ先端部の高さを、受口６管端における内周より低くすれば、リップ部１３ｂ先端部が反り返らない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管継手部を構成する挿口５と受口６との隙間に介在し、前記挿口５外周面に嵌められる環状の基体部１２と、その基体部１２外周全周で管径方向外側へ突出する突出部１１とからなり、その突出部１１は、管軸方向に突出するリップ部１３を全周に有して、突出部１１の前記挿口５外周面からの高さが、挿口５外周面と受口６内周面との隙間よりも高くなっており、前記挿口５を受口６に嵌合することにより、前記突出部１１が圧縮され、前記リップ部１３が受口６内周面に圧接する管継手用シールパッキン１０において、
前記リップ部１３は、突出部１１の管軸方向の内外方両側に設けられ、その突出部１１の外周面は、前記管軸方向管端外方から内方へ向かって、管径方向に高くなるよう傾斜しており、前記嵌合により、突出部１１は、内方側リップ部１３ａが基体部１２側に押圧され、外方側リップ部１３ｂが管径方向外側に押し上げられてシーソー状に変形しながら、受口６内周面に密着するものであることを特徴とする管継手用シールパッキン。
【請求項２】
前記挿口５を受口６に嵌合していない状態において、前記外方側リップ部１３ｂ先端部の挿口５外周面からの管径方向高さが、挿口５外周面と、受口６の管端内周との隙間よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の管継手用シールパッキン。
【請求項３】
前記挿口５を受口６に嵌合していない状態において、前記突出部１１の外周面は、前記管軸方向に沿って凹状に湾曲していることを特徴とする請求項１又は２に記載の管継手用シールパッキン。
【請求項４】
一方の管の挿口５を他の管の受口６に、請求項１乃至３に記載のいずれか一つのシールパッキンを介在させて嵌合した管継手構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、流体輸送管等の管継手において、挿口外周面と受口内周面との間の隙間をシールする可撓性のシールパッキンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、使用されているこの種の管継手は、本発明の実施形態の説明図である図５及び図６に示すように、一の管の受口６に他の管の挿口５をパッキンを介して差し込む方式が一般的である（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。この種のパッキンには、例えば、図８に示すシールパッキン１がある。
【０００３】
このシールパッキン１は、挿口５外周面に嵌めらる環状の基体部２と、その基体部２外周全周に、管軸方向管端外方に向けて突出して設けられたリップ部３とからなり、前記挿口５をシールパッキン１を介して前記受口６に嵌めることにより、図８に示す様態から図９に示す状態となり、前記リップ部３が受口６内周面に押圧されて基体部２側へ圧縮され、リップ部３が受口６内周面に密着する。
【０００４】
このシールパッキン１を、図６に示す管継手部に装着した管体を、図５に示す態様でもって順次接続して敷設した場合において、周囲の地盤の沈下や地震等により管体に偏荷重が加わると、管継手部前後の受口６、挿口５両管の軸芯にずれが生じることがある。このように、両管の軸芯が偏芯すると、挿口５外周面と受口６内周面との隙間が全周一様でなくなり、図８に示す隙間ｔが、部分的に大きくなることがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１１２７６３号公報
【特許文献２】
特開平１１−９４１５０号公報
【特許文献３】
特開２０００−２２０７７４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記隙間ｔが大きくなった部位では、このシールパッキン１は、通常の状態のように、リップ部先端３ａが、受口６内周面に圧接しない場合があり、このため、管継手部のシールが弱くなることがある。
【０００７】
また、リップ部３は、前記先端部３ａの圧縮度合いを高めて前記受口６内周面へ強く密着するように、図８に実線で示すように、リップ部３の付け根の部分から先端部に向かうにしたがってその外径が大きくなるようにしている。つまり、リップ部３の前記挿口５外周面からの管径方向高さを、リップ部３が前記基体部２より立ち上がる部分である根元部３ｂから、前記管軸方向管端側の先端部３ａに向かうにしたがって高くしている。
【０００８】
先端部３ａの位置が高いため、図８に鎖線で示すように、両管を嵌め込む際に、受口６端面や受口６内周面がそのリップ部先端部３ａに引っ掛かりやすい。この引っ掛かりは、外部から視認できないため、気づかずに両管をそのまま嵌め込んでいくと、リップ部先端部３ａの引っ掛かり部分がさらに受口６に巻き込まれて反り返った状態となる。この状態で両管が嵌合されると、シールパッキン１の圧縮度合に不均一が生じ、部分的に隙間を生じるなどして、管継手部の水密性、気密性が著しく低下する。
【０００９】
また、図９に示すように、挿口５を受口６に嵌めて、リップ部３が図中の矢印Ｐに示すように圧縮された際に、肉厚な根元部３ｂの圧縮率が高くなり、そのひずみが、図中の矢印Ｑに示すように、前記根元部３ｂから、先端部３ａ及びその逆方向へ向かって両方向に伝わっていく。このとき、リップ部先端部３ａに伝わったひずみにより、先端部３ａは、受口６から離れる方向である基体部２側に変形して逃げていくので、その結果、図中に示すように先端部３ａが垂れ下がるように圧縮されやすい。このため、先端部３ａが受口６内周面に密着しにくい。
【００１０】
そこで、この発明は、管内圧の低下や管同士の軸芯のずれが発生しても、シールパッキンによる受口内周面と挿口外周面との隙間の水密性、気密性が低下しないようにするとともに、リップ部の反り返り、密着不良を防止することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、前述のシールパッキンにおいて、基体部の外周面全周に突出する突出部を設け、その突出部は、管軸方向内外方両側に全周に亘るリップ部を有するものとして、その突出部外周面を、外方側リップ部から内方側リップ部へかけて高くなるように傾斜させたのである。
【００１２】
このようにすれば、突出部は、内方側リップ部が基体部側へ押さえられて、外方側リップ部は押し上げられてシーソー状に変形するので、突出部は、受口内周面に押し上げられて強く密着する。このため、挿口、受口両管の軸芯がずれた際に管内圧が低くても、前記押し上げによりリップ部は受口内周面に強く圧接でき密着状態を維持できる。
【００１３】
また、前記外方側リップ部先端部の挿口外周面からの管径方向高さを、前記挿口外周面と、受口の管端における内周との隙間よりも低くした構成も採用し得る。このようにすれば、受口端面や受口内周面が前記外方側リップ部先端部に引っ掛かりにくいので、先端部の反り返りを生じにくくすることができる。
【００１４】
さらに、前記突出部の外周面を、前記管軸方向に沿って凹状に湾曲した構成を採用し得る。このようにすれば、挿口を受口に嵌めて、突出部が基体部側に圧縮された際に、そのひずみが、内外方両側のリップ部から突出部の中央部へ向かう方向に伝わっていく。このとき、リップ部先端部に伝わったひずみにより、前記先端部は、その湾曲面の中心側（受口内周面側）に変形しようとするので、その結果、リップ部先端部は受口内周面に密着しやすい。このため、リップ部先端部が垂れ下がらない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
一実施形態を図１乃至図６に示し、この実施形態の管継手用シールパッキン１０は、ゴム等の可撓性材料からなり、図５に示すように、管継手部を構成する挿口５と受口６との隙間に介在するものである。
【００１６】
図１に示すように、シールパッキン１０は、挿口５端部の外周面に嵌められる環状の基体部１２と、その基体部１２外周全周で管径方向外側へ突出する突出部１１とからなるものであり、その突出部１１は、管軸方向内外方両側に突出するリップ部１３ａ，１３ｂを全周に有している。その突出部１１の外周面は、前記管軸方向管端外方から内方へ向かって、管径方向外側に高くなるよう傾斜しているとともに、前記管軸方向に沿って円弧面を成して、凹状に湾曲している。
【００１７】
また、突出部１１は、前記挿口５外周面からの管径方向高さが、その挿口５の外周面５ａと受口６の内周面６ａとの隙間よりも高くなっている。
【００１８】
受口６の内周面６ａと端面６ｂには、テーパー部６ｃを形成し、そのテーパー部６ｃは、管端である端面６ｂに近づくにつれてその内径が広くなっている。
【００１９】
前記突出部１１は、前記挿口５を受口６に嵌合していない図１に示す状態において、前記外方側リップ部１３ｂ先端部の挿口５外周面からの管径方向高さが、挿口５の外周面５ａと、受口６の管端における内周、つまり、前記テーパー部６ｃの管端における内周との隙間よりも低くなっている。
【００２０】
このため、前記リップ部１３ｂ先端部が、受口６の管軸方向に垂直な端面６ｂに当たらないので、前記リップ部１３ｂの反り返りが発生しにくい。また、挿口５を受口６に嵌める際の抵抗が小さくなるので、小さな挿入力で両者を嵌合できる。
【００２１】
基体部１２は、図１に示すように、前記突出部１１の管軸方向内外方両側に、それぞれヒール部１４ａ，１４ｂを有し、この内方側ヒール部１４ａ，外方側ヒール部１４ｂは、それぞれ外方側リップ部１３ｂ先端部とほぼ同じ高さとなっている。つまり、図６に示す、受口６の内周面６ａの内径Ｄ３が、挿口５に嵌められたシールパッキン１０のヒール部１４ａ，１４ｂの外径Ｄ２よりもやや小さくなっている。このヒール部１４ａ，１４ｂは、前記挿口５を受口６に嵌めた際に、受口６の前記テーパー部６ｃ、又は内周面６ａに接して、受口６を管軸方向へ誘導し、受口６と挿口５との軸芯がずれないようにする。
【００２２】
また、挿口５と受口６が完全に嵌合した後は、内方側ヒール部１４ａが、外方側ヒール部１４ｂとともに前記挿口内周面６ａに接して、前記嵌合を安定させる。
【００２３】
この内外方両ヒール部１４ａ，１４ｂの前記管径方向高さは自由であるが、その高さは、外方側リップ部１３ｂ先端と同じ高さ、あるいはその高さ付近にあることが望ましい。ヒール部高さが高すぎると、その高さで前記受口内周面６ａが誘導されるので、突出部１１の圧縮度合が下がりシールパッキンの密着が弱くなる。また、ヒール部高さが低すぎると、前記受口６の誘導効果が少なくなり、受口６と挿口５との軸芯がずれることにより先端部が当たりやすくなるので、リップ部１３ｂの反り返りの防止の観点から好ましくないからである。
【００２４】
このシールパッキン１０を取り付けた、図６に示す管継手部を有する管体２０を用いて、図５に示すように、一の管体２０の挿口５を他の管体２０の受口６に嵌合して、順次管体２０を接合していく。
【００２５】
この接合の過程で、受口６に対して、挿口５及びその挿口５の外周面に嵌められたシールパッキン１０は、図１の矢印Ａに示すように移動する。さらに移動を続けると、受口６は、まず、図１に矢印Ｂで示すように、内方側リップ部１３ａを基体部１２側に押圧して押し下げる。次に、その押圧により、矢印Ｃで示すように、外方側リップ部１３ｂが管径方向外側に押し上げられて、突出部１１はシーソー状に変形する。このシーソー状の変形により、外方側リップ部１３ｂは、受口内周面６ａに強く圧接して密着し、受口内周面６ａと挿口外周面５ａとの間の隙間の水密性、気密性は安定して維持される。
【００２６】
このように接合された管体２０に外力が作用するなどして、挿口５と受口６の軸芯にずれが生じて偏芯すると、図３に示す、受口内周面６ａと挿口外周面５ａとの間の隙間ｔが部分的に大きくなる箇所が発生する。シールパッキン１０は、通常は、挿口５と受口６との偏芯を低減するために、図２に示すように、ヒール部１４ｂが受口内周面６ａに密着した状態にあり、外力等の作用により両管が偏芯すると、シールパッキン１０は、図３に示すように、ヒール部１４ｂと受口内周面６ａとの間に隙間ｓができた状態となる場合がある。
【００２７】
この隙間ｓにより、図３に示すように、その受口内周面６ａと基体部１２との間に、矢印ｕのように流体が浸入すると、その流体の管内圧により、前記リップ部１３ｂが受口内周面６ａに圧接する。この圧接により、挿口５と受口６の軸芯にずれが生じて、相互の隙間ｔが大きくなった際にも、突出部１１の受口内周面６ａに対する密着度合があまり下がらない。
【００２８】
なお、この管内圧による圧接効果を得るために、図４に示すように、ヒール部１４ｂの高さ設定を低くして、定常的にリップ部１３ｂと基体部１２との間に流体を浸入させて、密着力を高めるようにしてもよい。
【００２９】
また、突出部１１外周面は、前記管軸方向に円弧面を成し、凹状に湾曲しているため、図３に示すように、挿口５を受口６に嵌めて、突出部１１が、矢印Ｐのように基体部１２側に圧縮された際に、その圧縮によるひずみが、高い部分である内外方両側のリップ部１３ａ，１３ｂから、低い部分である突出部１１の中央部へ向かう方向（図中の矢印Ｒ）へ伝わっていく。このとき、リップ部１３ａ，１３ｂ先端部は、前記湾曲面の湾曲度合がきつくなる方向へ変形しようとし、先端部が湾曲面の中心側（受口内周面６ａ側）に近づくように変形する。このため、リップ部１３ａ，１３ｂ先端部は受口内周面６ａに密着しやすくなるので、外方側リップ部先端部１３ｂが垂れ下がらず、確実なシール効果を維持できる。
【００３０】
さらに、図４に示すように、挿口５を受口６に矢印Ｄのように嵌める過程で、前記受口６は、外方側リップ部１３ｂ上を矢印Ｅの方向へ通過して、まず、内方側リップ部１３ａに当たり、リップ部１３ａを、矢印Ｂのように基体部１２側へ圧縮する。突出部１１の内方部分が先に圧縮されることにより、突出部１１はそれ以上内方（矢印Ｅの方向）へ動きにくくなり、その後さらに挿口５を矢印Ｄの方向へ挿し込んでいく過程で、突出部１１の外方部分が矢印Ｅの方向へ押されても、それ以上内方へ引っ張られにくくなる。このため、突出部１１外周面の伸び変形量が少なくなるので、そのひずみによる突出部１１への亀裂等が生じにくい。
【００３１】
この実施形態では、前記受口６の管端である端面６ｂの内径（内周）を、前記内周面６ａの内径（内周）よりやや広げ、端面６ｂ内径と内周面６ａ内径との差異をテーパー部６ｃで取り付けたが、この実施形態には限定されない。つまり、リップ部１３ｂ先端部高さは、挿口５を受口６に嵌めた際の、受口管端の内周よりも低く、且つ、受口内周面６ａより高くすることが、突出部１１と前記内周面６ａとの密着度合を高くする上で望ましいが、前記突出部１１がシーソー状に変形し得る限りにおいて、必要最小限の範囲で、前記リップ部１３ｂが受口端面６ｂに当たるようにした構成も採用し得る。
【００３２】
例えば、受口端面６ｂの内径を、前記リップ部１３ｂの外径より僅かに小さくしたものが考えられる。また、その他、前記テーパー部６ｃを設けないようにしたものも考えられる。しかし、このリップ部１３ｂへの当たり量が大きくなると、挿口５を受口６に嵌める際に、リップ部１３ｂの反り返りを発生させやすくなるとともに、外方側リップ部１３ｂを損傷する原因となる。このため、大きい当たり量を設定することは、確実なシール効果を維持する上では望ましくない。
【００３３】
また、前記突出部１１外周面の湾曲の形状は、この実施形態の円弧面に限定されず、管軸方向に凹状に湾曲している限りにおいて、同じ効果が得られる。この湾曲において、外方側リップ部１３ｂ先端部の向きは、管軸方向と平行な向きか、あるいはそれよりも上向き（前記管径方向外側向き）であることが望ましいが、前記先端部が管軸方向よりも若干下向き（前記管径方向内側向き）であっても、前記シーソー状の変形により、リップ部１３ｂ先端部が上向きに持ち上げられるので、前記先端部は受口内周面６ａに密着し得る。
【００３４】
さらに、図７に示すように、突出部１１外周面が湾曲しないようにした構成も採用し得る。この構成では、例えば、図示するように、突出部１１の外周面の傾斜角度を前記テーパー部６ｃの傾斜角度とほぼ同じにして、両者が面的に接するようにしたものが考えられる。
【００３５】
このようにすれば、内外方両側のリップ部１３ａ，１３ｂに前記受口６内周面が同時に当たることとなるので、前記嵌合の際に、突出部１１と受口６が擦れることにより突出部１１表面に作用する前記引っ張り力がさらに少なくなる。このため、管継手部の抜き挿しを行う際に、シールパッキン１０に発生しがちな局部的な応力があまり働かなくなり、抜き挿しの繰り返しによる亀裂や損傷等を防ぐ上で、さらに有利である。
【００３６】
また、前記外方側ヒール部１４ｂの管軸方向の断面形状は、図１乃至図３に示すように、管軸方向に２段を形成して、受口６の管軸方向への誘導をよりスムースにした構成でもよいし、図４や図７に示すように１段としてもよい。いずれの場合にも、そのヒール部１４ｂの管軸方向外方側の側面、及び前記ヒール部１４ｂの段部の外方側側面は、外方側から内方側に向かってその外径が広がるテーパー面とすることが望ましい。
【００３７】
なお、このシールパッキン１０は、挿口外周面５ａに嵌められて装着されるが、その外周面５ａとシールパッキン１０の基体部１２とを、周知の接着方法により接着してもよい。また、この管継手部を有する管体２０の管径Ｄ１、長さＬ、管の部材厚さＴは自由である。
【００３８】
【発明の効果】
この発明は、以上のように、シールパッキンの反り返りや密着不良を防ぐことにより、管継手部の隙間の密着度合を高め、確実に水密性、気密性を保つことができるとともに、管内圧が下がったり管軸が偏心した場合にも、シール効果が下がりにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のシールパッキンを用いた管継手部の要部拡大断面図
【図２】図１の管継手部の嵌合状態を示す要部拡大断面図
【図３】図１の管継手部の軸芯がずれた状態を示す要部拡大断面図
【図４】シールパッキンの作用を示す説明図
【図５】管継手部の断面図
【図６】図４の管継手部を備えた管体の断面図
【図７】他の実施形態のシールパッキンを用いた管継手部の要部拡大断面図
【図８】従来例の管継手部の要部拡大断面図
【図９】従来例の管継手部の嵌合状態を示す断面図
【符号の説明】
１，１０  シールパッキン
２，１２  基体部
３  リップ部
３ａ  先端部
３ｂ  根元部
４  ヒール部
５  挿口
５ａ  内周面
６  受口
６ａ  内周面
６ｂ  端面
６ｃ  テーパー部
１１  突出部
１３  リップ部
１３ａ  内方側リップ部
１３ｂ  外方側リップ部
１４ａ  内方側ヒール部
１４ｂ  外方側ヒール部
２０  管体
【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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【図８】
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【図９】
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