(57)【要約】【課題】管路の敷設現場などにおいて容易に管挿口の外周に突部を形成できるようにする。【解決手段】互いに接合される一方の管１１の端部に形成された受口１２の内部に他方の管１３の端部に形成された挿口１４が挿入され、挿口１４の外周に形成された挿口突部２０が受口１２の内部に配置されたロックリング１７に当たることによって受口挿口間の離脱が防止された管継手である。挿口突部２０は、挿口１４に外ばめされる挿口リング２２の内周に形成された環状突部２３が、挿口１４の外周に形成された環状溝２１にはまり込むことによって構成されている。環状突部２３は、挿口リング２２における受口開口側の開口端よりも受口奥側の位置に形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合される一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口が挿入され、挿口の外周に形成された挿口突部が受口の内部に配置されたロックリングに当たることによって受口挿口間の離脱が防止された管継手において、挿口突部は、挿口に外ばめされる挿口リングの内周に形成された環状突部が挿口の外周に形成された環状溝にはまり込むことによって構成されており、前記環状突部は、挿口リングにおける受口開口側の開口端よりも受口奥側の位置に形成されていることを特徴とする離脱防止管継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は離脱防止管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管路を敷設する場合には、その敷設現場において鋳鉄製の管を所定長さに切断しなければならない場合が多い。このような場合において、管路の敷設現場にて管の切断を行う必要が生じるのは、異形管の周辺であることが大多数である。なぜなら、管路における曲管やＴ字管などの異形管は、その埋設位置を道路に合わせたり、他の埋設物を回避したり、他の管路と接続したりするために設けられることが多いので、必ずしも当初設計された位置通りに敷設されるものではない。そのため、異形管の埋設位置が現場で確認されてから、この異形管に接続される直管やその近傍の直管を適宜に切断することで、管路の寸法合わせが行われるためである。
【０００３】
しかしながら、たとえば上水道を構成する管路においては、異形管およびその近傍で管路に不平均力が作用するため、何ら対策を施さないと、互いに接合されている管どうしの離脱が発生する。このため、異形管およびその近傍では、管どうしの継手部は離脱防止機能を備えたものとされているのが通例である。
【０００４】
また、管路全体に耐震性を付与しようとする場合は、直管、異形管、切り管の有り無しに関係なく、すべての継手部に離脱防止機能が必要である。
管路を構成する管であって離脱防止機能を有するものの端部に受口が形成されている場合において、この管に所定長さに切断した切り管を接合するときには、この切り管の端部を挿口として、前記受口の内部に挿入し、管継手を構成することになる。このときに、離脱防止のための構成として、たとえば受口の内周に環状のロックリング収容溝が形成されるとともに、その収容溝にロックリングが収容されている場合には、切り管により構成される挿口の先端の外周に環状突部を形成して、受口に挿口が挿入されたときに、この環状突部が受口の奥側からロックリングに当たるようにすることで、所要の離脱防止機能を発揮させることができる。
【０００５】
このように切り管により構成された挿口の外周に環状突部を形成する手法として、たとえば特許文献１には、切り管により形成された挿口に環状の溶接ピースを外ばめし、この溶接ピースを挿口に溶接により固定するようにしたものが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２５７７５８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように管路の敷設現場での溶接作業は容易でなく、したがってその作業に困難を伴うという課題がある。
【０００８】
そこで本発明は、このような課題を解決して、管路の敷設現場などにおいて容易に管挿口の外周に突部を形成できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、互いに接合される一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口が挿入され、挿口の外周に形成された挿口突部が受口の内部に配置されたロックリングに当たることによって受口挿口間の離脱が防止された管継手において、挿口突部は、挿口に外ばめされる挿口リングの内周に形成された環状突部が挿口の外周に形成された環状溝にはまり込むことによって構成されており、前記環状突部は、挿口リングにおける受口開口側の開口端よりも受口奥側の位置に形成されているようにしたものである。
【００１０】
このようなものであると、挿口の外周に環状溝を形成し、その環状溝に挿口リングの内周突起をはめ込んだ状態で、この挿口リングを挿口に外ばめするだけで、溶接作業などを必要とせずに、挿口の外周に容易に挿口突部を形成することができる。このため、管路の敷設現場で切り管を行った場合などにおいても、管どうしの継手に容易に離脱防止機能を付与することができる。また、挿口リングにおける環状突部が、この挿口リングにおける受口開口側の開口端よりも受口奥側の位置に形成されているため、後述の理由により、小さな環状突部だけで十分な離脱阻止力を発生させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１において、互いに接合される一方のダクタイル鋳鉄製の管１１の端部には受口１２が形成され、また他方のダクタイル鋳鉄製の管１３の端部には、受口１２の内部に挿入される挿口１４が形成されている。受口１２と挿口１４との間は、ゴム製の環状のシール材１５によってシールされている。受口１２の内周に形成された収容溝１６には、環状で周方向一つ割りの金属製のロックリング１７が収容されている。１８は、継手の接合前にロックリング１７を芯出し状態で収容溝１６に保持するための弾性体である。収容溝１６は、その側壁として、受口１２の奥側に向いたテーパ面１９を有する。挿口１４の先端の外周には挿口突部２０が形成されている。詳細には、挿口１４の先端の外周に横断面矩形状の環状溝２１が形成され、挿口１４の先端には挿口リング２２が外ばめされ、この挿口リング２１の内周に形成された環状突部２３が環状溝２１にはめ込まれた状態で挿口リング２２が挿口１４に固定されることで、挿口突部２０が形成されている。
【００１２】
挿口突部２０は、受口１２と挿口１４との接合時に、シール材１５とロックリング１７とを押し広げて、ロックリング１７よりも受口１２の奥側に入り込む。この状態で受口挿口間に抜け出し力が作用した場合には、挿口突部２０がロックリング１７に当たりかつロックリング１７が収容溝１６のテーパ面１９に当たることによって、受口１２からの挿口１４の離脱を防止することができる。
【００１３】
挿口１４はたとえば切り管により形成され、切り管の後に挿口突部２０が形成される。以下、その手法について説明する。
まず、受口１２に挿入すべき管１３の外周に環状溝２１を機械加工するとともに、この管１３に切り管を施すことで、溝２１を有した挿口１４を形成する。
【００１４】
図２に詳細に示すように、挿口リング２２は、管１３と同様のたとえばダクタイル鋳鉄により形成されて、図３（ａ）に示すように周方向一つ割りの構成とされている。２５はその分割部である。また図２（ａ）に示すように挿口リング２２は、挿口１４の先端に外ばめされる外ばめ部２６と、この外ばめ部２６の内周に形成されて環状溝２１にはまり込む横断面矩形状の上述の環状突部２３と、挿口１４の先端面２７を覆うように配置される先端部２８とを有する。挿口リング２２の外周には、先端側のテーパ面２９と、このテーパ面２９よりもさらに先端側の凸状のアール面３０とが形成されている。挿口リング２２における受口１２の開口側の開口端面は、挿口リング２２の径方向に対してわずかに傾斜した外向きのテーパ面３１として形成されている。
【００１５】
環状突部２３は、挿口リング２２における受口１２の開口側の開口端よりも受口１２の奥側の位置に形成されている。換言すると、環状凸部２３は、外ばめ部２６の開口端から軸心方向に距離をおいた位置であり、かつ先端部２８からも軸心方向に距離をおいた位置であるところの、中間の位置に形成されている。
【００１６】
図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、挿口リング２２における、分割部２５を構成する周方向の一端部および他端部には、図示のような環状突部２３よりも先端部２８に近い位置などの、環状突部２３を外れた位置において、それぞれ径方向の貫通孔３５、３５が形成されている。各貫通孔３５は、挿口リング２２の内周側のストレート部３６と、その外周側の座ぐり部３７とを有する。
【００１７】
挿口凸部２０の形成に際しては、まず、このような構成の挿口リング２２を弾性的に拡径させて、その外ばめ部２６および環状突部２３を挿口１４に外ばめさせ、そしてこの挿口リング２２を管軸方向に押すことで、環状突部２３を環状溝２１に向かい合わせる。すると挿口リング２２は弾性的に縮小し、図２（ａ）に示すように挿口突部２３が環状溝２１にはまり込む。
【００１８】
次に、図２（ｂ）に示すように、貫通孔３５にドリルなどの穴あけ工具３８を通すことで、管１３の挿口管１４に径方向の非貫通状態の下穴３９を加工する。４０は工具３８を回転駆動させるための加工機械であるが、この機械４０が、工具３８よりも大径のストッパ４１を有し、このストッパ４１が挿口リング２２の外ばめ部２６の外面４２に接することで、工具３８の切り込み深さを一定にすることができる。
【００１９】
このようにして下穴３９が形成されたなら、図２（ｃ）に示すように貫通穴３５を通して下穴３９にタッピングねじ４３をねじ込み、その頭部４４を貫通孔３５の座ぐり部３７に収容させることで、環状突部２３が環状溝２１にはまり込んだ状態の挿口リング２２を、この環状突部２３が環状溝２１から外れ出ないように、挿口１４に固定することができる。これにより、挿口１４の先端に挿口突部２０が形成される。
【００２０】
上記に代えて、図３（ｂ）に示すように、管１に貫通孔４７を形成して、ボルト・ナット４８により、環状突部２３が環状溝２１から外れ出ないように、挿口リング２２を挿口１４に固定してもよい。あるいは、図３（ｃ）に示すように、挿口リング２２における分割部２５に対応した周方向の一端部および他端部にそれぞれ薄肉部４９、４９を形成し、これら薄肉部４９、４９どうしに連結プレート５０をわたし、これら薄肉部４９、４９と連結プレート５０の一端部および他端部とを、たとえば図示のようなブラインドリベット５１で互いに締結することで、環状突部２３が環状溝２１から外れ出ないように、挿口リング２２を挿口１４に固定してもよい。
【００２１】
次に、このようにして形成された挿口突部２０の機能について説明する。図４に示すように、挿口リング２２におけるロックリング１７に当たる端面は前述のごとくテーパ面３１として形成されているため、あるいはロックリング１７の内径と挿口１４の外径とが必ずしも一致しないため、受口挿口間に抜け出し力が作用したときには、図示のように、受口１２の収容溝１６のテーパ面１９に当たった状態のロックリング１７におけるもっとも内周側の部分が、挿口１４からやや浮き上がった状態で、テーパ面３１に当たることになる。このため、あるいは受口１２におけるロックリング１７との当たり面１９がテーパ状に形成されているため、受口挿口間の抜け出し力にもとづくロックリング１７から挿口突部２０への反力Ｒは、図示のようにロックリング１７と挿口突部２０のテーパ面３１との接触点から、管径方向に沿った斜め内向きに作用する。
【００２２】
また反力Ｒは、挿口突部２０を構成する挿口リング２２の環状突部２３と、この環状突部２３がはまり込んでいる挿口１４の環状溝２１との間で、挿口突部２０から挿口１４に伝達される。詳細には、環状突部２３における挿口先端側の側面５２と、環状溝２１における挿口先端側の側壁５３との間で、反力Ｒの伝達が行われる。
【００２３】
このとき、本発明においては、図４（ａ）に示すように、環状突部２３が、挿口リング２２における受口１２の開口側の開口端よりも受口１２の奥側の位置に形成されているため、換言すると挿口リング２２における受口１２の開口端から軸心方向に距離をおいた中間の位置に形成されているため、反力Ｒの作用線が、挿口リング２２の環状突部２３が挿口１４の環状溝２１にはまり込んでいる部分、あるいはその近傍を通ることになる。このため、挿口リング２２と挿口１４との間で確実に反力Ｒを伝達することができる。
【００２４】
ところが、図４（ｂ）に示すように環状突部２３が挿口リング２２の外ばめ部２６の開口端の部分の内周に形成されていると、環状突部２３が環状溝２１にはまり込んでいる部分やその近傍を反力Ｒの作用線が通らなくなり、このため力の伝達作用が乏しくなって、十分な離脱防止作用が得られなくなる。また、図４（ｂ）に示すものでは、受口挿口間の抜け出し力にもとづくロックリング１７からの反力Ｒによって挿口突部２０に浮き上がり力Ｆが作用し、この挿口突部２０が環状溝２１から浮き上がって、この挿口突部２０と、環状溝２１を形成する管壁との引っ掛かり高さが小さくなり、それにより応力が集中して破断が生じやすくなる。
【００２５】
これに対し、図４（ａ）の位置に環状突部２３が存在する場合には、この環状突部２３には図４（ｂ）の場合のような大きな浮き上がり力は作用せず、その分だけ大きな抜け出し力に耐えることも可能である。具体的には、図４（ａ）に示す本発明の構成の場合は、図４（ｂ）に示す構成の場合に比べ、１．５倍程度の大きな抜け出し力に耐えることが可能である。
【００２６】
従来の、挿口突部２０を有した管継手の構成は、図４（ｃ）に示すようになっている。すなわち、環状突部２３は外ばめ部２６の開口端の内周に形成されているが、ロックリング１７からの反力Ｒの作用線が、環状突部２３における挿口先端側の側面５２と環状溝２１における挿口先端側の側壁５３との接触部あるいはその近傍を通るように、つまり側面５２が外ばめ部２６の奥側の部分に位置することになるように、環状突部２３の軸心方向寸法を大きく形成している。換言すると、強度上は過剰となる大きな軸心方向寸法で、環状突部２３を形成している。これは、挿口リング２２自体の加工工数が図４（ｂ）の場合と同じであり、図４（ａ）の場合よりも少なくて済むからである。
【００２７】
一方、所要の抜け出し力に耐えることを目的とすれば、図４（ｃ）に示すように環状突部２３を挿口リング２２の外ばめ部２６の開口端の内周に形成してその軸心方向寸法を大きくしたものに比べて、図４（ａ）に示すように環状突部２３を挿口リング２２の外ばめ部２６の軸心方向に沿った中央の位置に形成した場合、すなわち環状突部２３を、外ばめ部２６の開口端から軸心方向に距離おいた位置であり、かつ先端部２８からも軸心方向に距離をおいた位置であるところの、中間の位置に形成した場合は、この環状突部２３は小さなもので足りる。つまり、図４（ａ）の構成であると、環状突部２３は、軸心方向の幅をあまり大きくとらなくても、所要の抜け出し力に耐えることができる。
【００２８】
具体的に説明すると、一般に、水道用の離脱防止管継手では、耐震性確保のためには、管の口径をＤとしたときに、２．９４Ｄ［ｋＮ］（０．３Ｄ［ｔｏｎ］）の抜け出し阻止力が求められる。このため、口径７５〜４５０ｍｍ程度の一般的な水道管のための、環状突部２３を挿口リング２２の開口端の内周に形成した離脱防止管継手では、図４（ｃ）に示すように環状突部２３として軸心方向の幅寸法の大きなものが必要で、具体的には軸心方向に沿った幅寸法は１０ｍｍ程度が必要であり、そうでなければ２．９４Ｄ［ｋＮ］の抜け出し阻止力を達成できない。
【００２９】
ところが、図４（ａ）に示す本発明のように環状突部２３を挿口リング２２の外ばめ部２６の軸心方向に沿った中央の位置に形成した場合は、軸心方向に沿った幅寸法は３〜７ｍｍ程度の小さなもので足りる。すなわち、環状突部２３がこのような小さなもので足りるため、図４（ｂ）や図４（ｃ）に示す挿口リングよりも加工工数が増えるが、この環状突部２３を収容する挿口４の環状溝２１が小さなものでよく、このために、配管施工現場で切り管を施した場合などにおいて環状溝２１を容易に形成することができる。
【００３０】
図５は、図１の離脱防止管継手の他の構成例を示す。ここでは、挿口リング２２の先端部２８における挿口１４の先端面２７に向かい合う位置に、挿口１４の先端面２７と向き合った環状溝５６が形成され、この環状溝５６には、管１を水道管として使用したときの防食を図る目的で、亜鉛ワイヤからなる犠牲陽極５７が設けられている。
【００３１】
図６は、本発明の他の実施の形態の離脱防止管継手を示す。ここでは、受口１２の端部の外周にフランジ６１が形成され、このフランジ６１における周方向に沿った複数の位置には管軸心方向の貫通孔６２がそれぞれ形成されている。受口１２の端部の内周には外開きテーパ状のシール材圧接面６３が形成され、このシール材圧接面６３よりも奥側の受口１２の内周には環状突部６４が形成されている。また、環状突部６４よりも奥側の受口１２の内周には環状のロックリング収容溝１６が形成されている。ロックリング収容溝１６よりも受口の奥側には、管径方向の奥端面６５が形成されている。
【００３２】
受口１２のシール材圧接面６３と挿口１４の外周との間には、環状のゴム製のシール材１５が設けられている。受口１２の外側における挿口１４の外周には金属製の環状の押輪６６が設けられており、この押輪６６には、受口１２のフランジ６１の貫通孔６２に対応した管軸心方向の貫通孔６７が、貫通孔６２と同様に周方向に沿った複数の位置に設けられている。そして、これらの貫通孔６２、６７に通されるＴ頭ボルト・ナット６８によって押輪６６がフランジ６１に締結されることで、この押輪６６によってシール材１５を圧縮し、それによって所要のシール機能を達成できるように構成されている。シール材１５と受口１２の環状突部６４との間にはバックアップリング６９が設けられて、押輪６６によって押圧されたシール材１５が必要以上に受口１２の奥側に入り込まないように構成されている。
【００３３】
ロックリング収容溝１６には、金属製の周方向一つ割りのロックリング１７が収容されている。このロックリング１７は、弾性力によって挿口１４の外周に抱き付くことが可能とされている。
【００３４】
ロックリング１７よりも受口１２の奥側における挿口１４の外周には、受口１２の奥側からロックリング１７に当たる挿口突部２０が形成されている。詳細には、挿口１４の外周に横断面矩形状の環状溝２１が形成されており、挿口１４の外周には、環状溝２１にはまり込む環状の横断面矩形状の環状突部２３を有した周方向一つ割りの金属製の挿口リング２２がはめ合わされ、これによって挿口１４における管軸心方向に沿った所定の位置に挿口突部２０が形成されている。挿口リング２２における周方向の分割構造は、図３に示された通りである。
【００３５】
挿口リング２２における挿口１４の先端側の部分には、管軸心に対して傾斜した外周テーパ面２９が形成されている。また挿口リング２２における外周テーパ面２９とは反対側の端部には、管径方向に対してわずかに傾斜したテーパ面３１が形成されている。
【００３６】
環状突部２３は、挿口リング２２における両端の開口からそれぞれ管軸心方向に距離をおいて設けられている。換言すると、環状突部２３は、挿口リング２２における管軸心方向の中央部の位置に、一体に形成されている。
【００３７】
このような構成において、受口１２と挿口１４との接合に際しては、受口１２の収容溝１６に収容されたロックリング１７を治具により拡径状態に維持したうえで、その受口１２の内部に、挿口突部２０を有した挿口１４を挿入する。すると、上記のように拡径されたロックリング１７の位置を挿口突部２０が通過し、かつ場合によってはその外周テーパ面２９によってロックリング１７を押し広げるように作用しながら、挿口突部２０がロックリング１７よりも奥側の受口１２の内部に挿入される。
【００３８】
このとき、挿口１４は挿口突部２０がロックリング１７の位置を通過するだけでよく、図１〜図４に示したプッシュオンタイプの管継手のように挿口突部２０が受口挿口間で圧縮されているシール材１５を押し広げながらこのシール材１５の位置を通過する必要はないので、挿口リング２２の先端に外周テーパ面２９を形成しておくだけで足り、挿口１４自体は、切り管を行っただけで良く、その先端にテーパ加工を施すような必要がないという利点がある。
【００３９】
次に、上述の治具によるロックリング１７の拡径状態を解除して、このロックリング１７を弾性力によって挿口１４の外周に抱き付かせる。また、あらかじめ挿口１４に外ばめしておいたバックアップリング６９とシール材１５とを所定位置に配置し、Ｔ頭ボルト・ナット６８により押輪６６を受口１２のフランジ６１に締結することで、シール材１５を圧縮して所定のシール機能を発揮させる。
【００４０】
これにより、図６に示す状態となって、離脱防止機能を有するメカニカル管継手が構成される。すなわち、受口挿口間に抜け出し力が作用したときには、図１〜図４に示した場合と同様に、環状溝２１に環状突部２３がはまり込んだ状態の挿口リング２２がロックリング１７に当たることで、受口１２からの挿口１４の離脱が防止される。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、互いに接合される一方の管の端部に形成された受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口が挿入され、挿口の外周に形成された挿口突部が受口の内部に配置されたロックリングに当たることによって受口挿口間の離脱が防止された管継手において、挿口突部は、挿口に外ばめされる挿口リングの内周に形成された環状突部が挿口の外周に形成された環状溝にはまり込むことによって構成されており、前記環状突部は、挿口リングにおける受口開口側の開口端よりも受口奥側の位置に形成されているようにしたため、挿口の外周に環状溝を形成し、その環状溝に挿口リングの環状突部をはめ込んだ状態で、この挿口リングを挿口に外ばめするだけで、溶接作業などを必要とせずに、挿口の外周に容易に挿口突部を形成することができ、また、このため、管路の敷設現場で切り管を行った場合などにおいても、管どうしの継手に容易に離脱防止機能を付与することができる。とりわけ、挿口リングにおける環状突部が、この挿口リングにおける受口開口側の開口端よりも受口奥側の位置に形成されているため、小さな環状突部だけで十分な離脱阻止力を発生させることができる。そのため、環状突部をはめ込む環状溝の溝幅が狭くて済むので、管路の敷設現場でも簡単な加工工具で容易に環状溝を加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の離脱防止管継手の要部の断面図である。
【図２】図１における挿口突部の形成方法を示す断面図である。
【図３】図１における挿口リングの周方向の分割部を示す図である。
【図４】挿口リングの動作状態を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態の離脱防止管継手の他の構成例の要部の断面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の離脱防止管継手の要部の断面図である。
【符号の説明】
１１    管
１２    受口
１３    管
１４    挿口
１７    ロックリング
２０    挿口突部
２１    環状溝
２２    挿口リング
２３    環状突部
【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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