(57)【要約】【課題】接合される受口及び挿口の寸法公差の影響によって生じる受口挿口間のシール機能の低下を確実に防止することができる管の継手構造を提供する。【解決手段】受口２の内周にシール材圧接面５及びロックリング収容溝７が形成され、ロックリング収容溝７にロックリング８が収容され、シール材圧接面５とロックリング収容溝７との境界部６に対応する挿口４の外周にバックアップリング１８が配置され、シール材圧接面５と挿口４の外周との間にシール材１１が圧縮状態で配置されて構成される管の継手構造において、バックアップリング１８が、境界部６に配置可能な小径部１８ａと、小径部１８ａよりも大径に形成され圧縮状態のシール材１１が境界部６と小径部１８ａとの隙間ｓに入り込むのを防止可能な大径部１８ｂとを有する。【選択図】      図１
2004211831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の管の受口の内周に前記受口の開口側からシール材圧接面及びロックリング収容溝が形成され、前記ロックリング収容溝に環状のロックリングが収容され、他方の管の挿口が前記ロックリングに前記受口の奥側からかかり合い可能な位置まで前記受口内に挿入され、前記シール材圧接面と前記ロックリング収容溝との境界部に対応する前記挿口の外周に環状のシール材保護部材が配置され、前記シール材圧接面と前記挿口の外周との間に環状のシール材が圧縮状態で配置されて前記受口と前記挿口との間にシール機能が付与される管の継手構造において、前記シール材保護部材が、前記境界部の内側に配置可能に形成された小径部と、前記小径部よりも大径に形成され前記圧縮状態のシール材が前記境界部の内周と前記小径部との隙間に入り込むのを防止することが可能な大径部とを有することを特徴とする管の継手構造。
【請求項２】
シール材保護部材における大径部の最大外径が境界部の内径よりも大きく形成され、前記シール材保護部材が前記境界部の内側に配置されるときに、前記大径部における前記境界部の内径よりも大きく形成されている部分が前記境界部に接触して変形することを特徴とする請求項１記載の管の継手構造。
【請求項３】
シール材保護部材が境界部の内側に配置されるときに、前記境界部に接触する大径部を変形させるための肉盗み部が前記シール材保護部材に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の管の継手構造。
【請求項４】
シール材保護部材が、小径部を構成する本体部と、前記本体部から管径方向外向きに突出して形成されて大径部を構成する突出部とを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の管の継手構造。
【請求項５】
シール材保護部材が大径部から小径部にかけてテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の管の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管の継手構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、鋳鉄管などの管の継手構造の一つとして図９に示すようなものが知られている。図９に示す継手構造は、一方の管１における受口２内に他方の管３における挿口４が挿入されて構成されている。この受口２の内面には、受口２の開口側から、外開きテーパ状のシール材圧接面５、このシール材圧接面５の最小径部と同径で管軸方向に平行な内周面を有する境界部６及びロックリング収容溝７が形成されており、このロックリング収容溝７に周方向に一つ割の金属製のロックリング８が収容された状態で、挿口４が、その先端部の外周に形成された挿口突部９がロックリング８に受口奥側からかかり合い可能な位置まで挿入されている。なお、自然状態のロックリング８の外径はロックリング収容溝７の内径よりも小さく形成されており、このため、ロックリング収容溝７に収容された状態のロックリング８は締め付け勝手とされている。このロックリング８は、受口２内に挿口４が挿入された後に、この受口２の内周と挿口４の外周との隙間からロックリング収容溝７に収容される。また、このロックリング８における受口開口側の内周には受口開口側に向けて広がるテーパ面８ａが形成されている。
【０００３】
挿口４の外周にはあらかじめ、樹脂製のバックアップリング１０、環状のゴム製のシール材１１、及び周方向に複数の丸孔１２ａが形成されシール材１１を押圧することが可能な押輪１２が配置されている。なお、バックアップリング１０における受口奥側の外周には、ロックリング８のテーパ面８ａに接触可能なテーパ面１０ａが形成されている。また、受口２の端部の外周にはフランジ１３が形成されており、このフランジ１３には、押輪１２における丸孔１２ａに対応する複数の丸孔１３ａが貫通状態で形成されている。
【０００４】
フランジ１３における丸孔１３ａ及び押輪１２における丸孔１２ａにはＴ頭ボルト１４が挿通されており、このＴ頭ボルト１４にナット１５が規定トルクでねじ合わされることで、押輪１２がシール材１１を受口奥側に向けて押圧する。このとき、シール材１１とロックリング８との間にバックアップリング１０が配置されていることにより、圧縮状態のシール材１１がロックリング収容溝７側にはみ出すことを防止している。これにより、シール材１１が境界部６の内周と挿口４の外周との間で圧縮され、受口２と挿口４との間にシール機能が付与される。なお、このシール材１１は、図１２に示すように、このシール材１１が境界部６の内周と挿口４の外周との間で圧縮されたときに実質的にシール機能を発揮する軟質で球状のバルブ部１１ａと、このバルブ部１１ａの後方すなわち受口開口側にシール材圧接面５の形状に合わせて形成されている硬質のヒール部１１ｂとを有する。
【０００５】
ナット１５がＴ頭ボルト１４に規定トルクでねじ合わされると、図９に示すように、押輪１２によって押圧されるシール材１１がバックアップリング１０を受口奥側に向けて押圧し、この押圧されたバックアップリング１０のテーパ面１０ａとロックリング８のテーパ面８ａとが接触することで、締め付け勝手とされているロックリング８をロックリング収容溝７に密着状態で収容することができる。
【０００６】
このように、ロックリング８をロックリング収容溝７に密着状態で収容させることにより、ロックリング８と挿口突部９とがかかり合った際に、ロックリング８がロックリング収容溝７から脱落することを確実に防止し、所望の離脱阻止力を発揮することができる。（例えば、特許文献１参照。）
しかしながら、このような管の継手構造において、バックアップリング１０の管径方向の厚さ（以下、高さと記す。）は、図９に示すように、受口２が最小許容寸法でかつ挿口４が最大許容寸法のときの境界部６の内周と挿口４の外周との隙間すなわち最小隙間ｄｍｉｎ（図示は省略）に合わせて形成されている。このため、受口２が最小許容寸法でかつ挿口４が最大許容寸法の場合以外、例えば、図１０に示すように、受口２が最大許容寸法でかつ挿口４が最小許容寸法の場合には、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間は最大隙間ｄｍａｘになり、境界部６の内周と、高さが最小隙間ｄｍｉｎに合わせて形成されているバックアップリング１０の外周との間には隙間ｓが生じてしまう。
【０００７】
このように、境界部６の内周とバックアップリング１０の外周との間に隙間ｓが生じてしまうと、受口挿口間にシール機能を付与するために圧縮されるシール材１１のバルブ部１１ａの一部が、この隙間ｓに入り込んでしまう恐れがあった。バルブ部１１ａの一部がこの隙間ｓに入り込んでしまうと、このバルブ部１１ａの圧縮状態が若干ではあるが解消されるので、シール機能の低下を招く恐れがあった。また、このバルブ部１１ａの一部が受口奥側にさらに入り込み、ロックリング８に接触可能な位置まで入り込んでしまうと、この軟質のゴム製のバルブ部１１ａが金属製のロックリング８に接触して傷つけられる恐れがあり、バルブ部１１ａが傷ついてしまうと、シール機能にも悪影響を及ぼす恐れがあった。
【０００８】
これに対し、バックアップリングの高さを、境界部の内周と挿口の外周との隙間の変化に対応させるための手段として、図１１に示すような形状のバックアップリング１６が提案されている。すなわち、このバックアップリング１６は、挿口４の外周に配置されたときの高さが境界部６の内周と挿口４の外周との最大隙間ｄｍａｘに合わせて形成され、その受口開口側の端面に周方向に沿って凹部１６ｂが形成され、さらに、バックアップリング１６における受口奥側の外周に、ロックリング８におけるテーパ面８ａに接触可能なテーパ面１６ａが形成された構成とされている。
【０００９】
このような構成とすることで、図１１（ａ）に示すように、例えば、受口２が最大許容寸法でかつ挿口４が最小許容寸法の場合には、バックアップリング１６は境界部６の内周と挿口４の外周との間にそのまま配置される。したがって、境界部６の内周とバックアップリング１６との間に隙間が形成されることが無い。また、図１１（ｂ）に示すように、受口２が最小許容寸法でかつ挿口４が最大許容寸法の場合には、バックアップリング１６が境界部６の内周と挿口４の外周との最小隙間ｄｍｉｎに配置されるときに、このバックアップリング１６が最小隙間ｄｍｉｎにおいて管径方向に圧縮され、その凹部１６ｂが管径方向に完全に押し潰されることで、バックアップリング１６の高さが相対的に低くなり、このバックアップリング１６をこの最小隙間ｄｍｉｎに、境界部６の内周とバックアップリング１６との間に隙間が発生しないように配置することができる。（例えば、特許文献２参照。）
【００１０】
【特許文献１】
特開昭５５−１２３０８３号公報（第４頁、第１図）
【００１１】
【特許文献２】
特開昭５５−１２３０８１号公報（第４頁、第３図）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１１に示したようなバックアップリング１６の構成では、境界部６の内周と挿口４の外周との間に配置された状態のバックアップリング１６の凹部１６ｂが管径方向に完全に押し潰されていないとき、すなわち図１１（ｃ）に示すように、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間ｄがｄｍｉｎ＜ｄ≦ｄｍａｘであるときに、ロックリング８におけるテーパ面８ａと接触している状態のバックアップリング１６に、シール材１１からさらに受口奥側への押圧力が作用すると、バックアップリング１６のテーパ面１６ａがロックリング８のテーパ面８ａにさらに強く押し付けられて、バックアップリング１６における凹部１６ｂが完全に押し潰されてしまう。
【００１３】
このように凹部１６ｂが、境界部６の内周でなくロックリング８におけるテーパ面８ａによって直接的に押し潰されることによって、境界部６の内周とバックアップリング１６の外周との間には隙間αが新たに発生してしまうことになる。そしてこの隙間αにシール材１１のバルブ部１１ａが入り込むと、このバルブ部１１ａの圧縮状態が若干ではあるが解消され、結果としてシール機能の低下を招く恐れがあった。
【００１４】
以上のように、図１１に示したようなバックアップリング１６の構成によっても、境界部６の内周とバックアップリング１６の外周との間に隙間が発生することを確実に防ぐことはできなかった。
【００１５】
そこで本発明はこのような問題点を解決して、互いに接合される受口及び挿口の寸法公差の影響によって生じる受口挿口間のシール機能の低下を確実に防止することができる管の継手構造を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、一方の管の受口の内周に前記受口の開口側からシール材圧接面及びロックリング収容溝が形成され、前記ロックリング収容溝に環状のロックリングが収容され、他方の管の挿口が前記ロックリングに前記受口の奥側からかかり合い可能な位置まで前記受口内に挿入され、前記シール材圧接面と前記ロックリング収容溝との境界部に対応する前記挿口の外周に環状のシール材保護部材が配置され、前記シール材圧接面と前記挿口の外周との間に環状のシール材が圧縮状態で配置されて前記受口と前記挿口との間にシール機能が付与される管の継手構造において、前記シール材保護部材が、前記境界部の内側に配置可能に形成された小径部と、前記小径部よりも大径に形成され前記圧縮状態のシール材が前記境界部の内周と前記小径部との隙間に入り込むのを防止することが可能な大径部とを有するものである。
【００１７】
このような構成によれば、環状のシール材保護部材が、境界部の内側に配置可能に形成された小径部と、前記小径部よりも大径に形成され圧縮状態のシール材が前記境界部の内周と前記小径部との隙間に入り込むのを防止することが可能な大径部とを有することで、圧縮状態のシール材が境界部の内周と小径部との隙間に入り込もうとした場合には、小径部よりも大径に形成されている大径部によりこのシール材がこの隙間に入り込むことを確実に防止することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の管の継手構造において、シール材保護部材における大径部の最大外径が境界部の内径よりも大きく形成され、前記シール材保護部材が前記境界部の内側に配置されるときに、前記大径部における前記境界部の内径よりも大きく形成されている部分が前記境界部に接触して変形するものである。
【００１９】
このような構成によれば、シール材保護部材における大径部の最大外径が境界部の内径よりも大きく形成され、前記シール材保護部材が前記境界部の内側に配置されるときに、前記大径部における前記境界部の内径よりも大きく形成されている部分が前記境界部に接触して変形することができる。これにより、境界部の内側に配置されるシール材保護部材は、境界部の内周と挿口の外周との間の大きさに関係なく、常に境界部の内周に接触しているので、境界部の内周と小径部との隙間に圧縮状態のシール材が入り込むことを確実に防止することができる。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の管の継手構造において、シール材保護部材が境界部の内側に配置されるときに、前記境界部に接触する大径部を変形させるための肉盗み部が前記シール材保護部材に形成されているものである。
【００２１】
このような構成によれば、シール材保護部材が境界部の内側に配置されるときに、前記境界部に接触する大径部を変形させるための肉盗み部が前記シール材保護部材に形成されていることにより、前記境界部に接触する大径部を容易に変形させることができる。したがって、シール材保護部材を境界部の内側に容易かつ円滑に配置することができる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の管の継手構造において、シール材保護部材が、小径部を構成する本体部と、前記本体部から管径方向外向きに突出して形成されて大径部を構成する突出部とを有するものである。
【００２３】
このような構成によれば、シール材保護部材が、小径部を構成する本体部と、前記本体部から管径方向外向きに突出して形成されて大径部を構成する突出部とを有することにより、圧縮状態のシール材が境界部の内周と本体部との隙間に入り込もうとした場合には、この突出部が、圧縮状態のシール材が境界部の内周と本体部との隙間に入り込むことを確実に防止することができる。
【００２４】
請求項５記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の管の継手構造において、シール材保護部材が大径部から小径部にかけてテーパ状に形成されているものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の管の継手構造の実施の形態１〜３を図１〜図８を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態１〜３において、従来の管の継手構造において既に説明したものと同様のものには、図９〜図１２において使用した符号と同一の符号を付すことで、その詳細な説明を省略する。また、本発明の実施の形態１〜３において用いられるロックリングは、従来のものよりも施工性を向上させることができ、挿口突部が容易にかかり合うことができるように、例えば、自然状態のロックリングの内径と挿口の外径とが同様になるように形成されている。
（実施の形態１）
図１に示すように、実施の形態１の管の継手構造は、ロックリング収容溝７の管径方向の深さ、ロックリング１７の横断面形状、及びシール材保護部材としてのバックアップリング１８の横断面形状が図９に示した管の継手構造のものとは異なり、その他の部分の構成は、図９に示した管の継手構造と同様である。
【００２６】
詳細には、図１に示すロックリング収容溝７は、図９に示した管の継手構造におけるロックリング収容溝７に比べて、管径方向外向きに若干深く形成されている。
【００２７】
また、挿口４の外周にはめ合わされた周方向に一つ割りのロックリング１７の受口開口側の外周には、受口開口側に向かって先すぼまり状となるテーパ面１７ａが形成されている。このロックリング１７における受口開口側の端面１７ｂ及び受口奥側の端面１７ｃは管径方向に形成されており、この受口開口側の端面１７ｂが後述するバックアプリング１８における受口奥側の端面１８ｃと接触することができ、かつ受口奥側の端面１７ｃがロックリング収容溝７における受口奥側の側面７ａに接触可能に形成されている。
【００２８】
バックアップリング１８は、境界部６に対応する挿口４の外周に配置されており、図１及び図２に示すように、境界部６の内側に配置可能に形成された小径部１８ａと、この小径部１８ａよりも大径に形成され、受口挿口間で圧縮されるシール材１１がこの境界部６の内周と小径部１８ａとの隙間ｓに入り込むのを防止することが可能な大径部１８ｂとを有する構成とされている。すなわちこの場合、突出部としての大径部１８ｂが、本体部としての小径部１８ａにおける受口開口側の外周から管径方向外向きに突出して形成された構成とされている。また、このバックアップリング１８における受口奥側の端面１８ｃは管径方向に形成されており、前述したように、ロックリング１７における受口開口側の端面１７ｂと接触することができる。
【００２９】
また、このバックアップリング１８の内面から大径部１８ｂの最大外径部までの管径方向の長さ（以下、高さと記す。）ｈ１は、例えば、受口２が最大許容寸法でかつ挿口４が最小許容寸法のときの境界部６の内周と挿口４の外周との最大隙間ｄｍａｘよりも若干大きくなるように形成されている。また、小径部１８ａの高さｈ２は、例えば、受口２が最小許容寸法でかつ挿口４が最大許容寸法のときの境界部６の内周と挿口４の外周との最小隙間ｄｍｉｎと同様の大きさに形成されている。また、このバックアップリング１８は、例えば、硬質のゴムにて一体に形成されているものであり、したがって、複数の部材を接合することによって構成されるものに比べ、組み立ての手間を省くことができ、かつ製造コストの削減を図ることができるので、非常に経済的である。なお、例えば、管の口径が８００〜１０００ｍｍのときに、実施の形態１においては、ｈ１＝１０ｍｍ、ｈ２＝６ｍｍで軸方向長さが１７ｍｍのものを使用する。
【００３０】
このような構成において、ロックリング収容溝７にロックリング１７が収容された状態の受口２内に、外周にバックアップリング１８、シール材１１及び押輪１２が配置されている状態の挿口４を所定の位置まで挿入し、受口２におけるフランジ１３に形成されている丸孔１３ａと押輪１２に形成されている丸孔１２ａとにＴ頭ボルト１４を挿通し、このＴ頭ボルト１４にナット１５を規定トルクでねじ合わせて、受口２と挿口４とを接合する。なお、バックアップリング１８は、受口２と挿口４とを接合したときに大径部１８ｂが受口開口側に位置するように挿口４の外周に配置されている。
【００３１】
このとき、図２（ｂ）に示すように、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間が最大隙間ｄｍａｘであっても、バックアップリング１８における大径部１８ｂの高さｈ１が、このときの最大隙間ｄｍａｘよりも大きく形成されているので、この大径部１８ｂが境界部６に接触して変形することができる。したがって、大径部１８ｂと境界部６の内周との間にその全周にわたって隙間が発生しないようにバックアップリング１８を最大隙間ｄｍａｘに配置することができる。これにより、圧縮状態のシール材１１におけるバルブ部１１ａが境界部６の内周と小径部１８ａとの隙間ｓに入り込むことを大径部１８ｂによって確実に防止し、バルブ部１１ａの圧縮状態が緩和されることによって発生する受口挿口間のシール機能の低下を確実に防止することができる。
【００３２】
また、図２（ｃ）に示すように、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間が最小隙間ｄｍｉｎであっても、硬質のゴム製のバックアップリング１８における大径部１８ｂがこの境界部６に接触して変形することができるので、バックアップリング１８と境界部６の内周と間にその全周にわたって隙間が発生しないようにバックアップリング１８を最小隙間ｄｍｉｎに配置することができる。これにより、圧縮状態のシール材１１におけるバルブ部１１ａが境界部６の内周とバックアップリング１８との隙間に入り込むことを確実に防止し、バルブ部１１ａの圧縮状態が緩和されることによって発生する受口挿口間のシール機能の低下を確実に防止することができる。
【００３３】
したがって、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間ｄがｄｍｉｎ〜ｄｍａｘの間の任意の値であっても、バックアップリング１８における受口奥側の端面１８ｃとロックリング１７における受口開口側の端面１７ｂとが管径方向の面にて接触し、かつバックアップリング１８における大径部１８ｂが境界部６に接触して変形することで、バックアップリング１８の最大の高さがそのときの境界部６の内周と挿口４の外周との隙間ｄに一致することができ、境界部６の内周とバックアップリング１８（大径部１８ｂ）との間に隙間が発生することを確実に防止することができる。
【００３４】
なお、図１及び図２においては、大径部１８ｂが小径部１８ａにおける受口開口側の外周の一箇所から管径方向外向きに突出して形成された場合を示しているが、大径部１８ｂを、小径部１８ａにおける受口開口側の外周の複数の箇所、例えば、図３（ａ）に示すように、小径部１８ａにおける受口開口側の外周の二箇所から管径方向外向きに突出して形成することもできる。
【００３５】
この場合、大径部１８ｂ、１８ｂの高さｈ１が、最大隙間ｄｍａｘよりも大きく形成されていることにより、このバックアップリング１８を境界部６の内周と挿口４の外周との最大隙間ｄｍａｘに配置したときには、図３（ｂ）に示すように、境界部６の内周と大径部１８ｂとの間にその全周にわたって隙間が発生することを防止できる。
【００３６】
また、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間が最小隙間ｄｍｉｎの場合であっても、図２（ｃ）に示した場合と同様に、バックアップリング１８における大径部１８ｂ、１８ｂがこの境界部６に接触して変形することができるので、このバックアップリング１８を境界部６の内周と挿口４の外周との最小隙間ｄｍｉｎに配置することができ、境界部６の内周とバックアップリング１８との間にその全周にわたって隙間が発生することを防止できる。
【００３７】
また、実施の形態１において、ロックリング１７の受口開口側の外周には、受口開口側に向かって先すぼまり状となるテーパ面１７ａが形成されているが、例えば、図７（ａ）に示すように、受口開口側の端面１７ｂの径方向の高さが境界部６の内周と挿口４の外周との最小隙間ｄｍｉｎよりも低くなるようにこのテーパ面１７ａを形成すれば、ロックリング１７における受口開口側の部分が境界部６の内周と挿口４の外周との隙間に入り込むことが可能となり、この隙間をロックリング１７によって全周にわたって塞ぐことができる。また、図７（ｂ）に示すように、このロックリング１７の外周とロックリング収容溝７の溝底７ｂとの間に、このロックリング１７を受口２及び挿口４に対して芯出しすることができる芯出し用のゴム輪２２を配置しても良い。
（実施の形態２）
実施の形態２の管の継手構造は、図１に示した管の継手構造におけるバックアップリング１８が、図４（ａ）に示すようなバックアップリング１９に替わったものであり、その他の部分の構成は、図１に示した管の継手構造と同様である。
【００３８】
詳細には、実施の形態２において用いられるバックアップリング１９は、例えば図４に示すように、境界部６の内側に配置可能に形成された小径部１９ａと、この小径部１９ａよりも大径に形成され受口挿口間で圧縮されるシール材１１がこの境界部６の内周と小径部１９ａとの隙間ｓに入り込むのを防止することが可能な大径部１９ｂとを有する構成とされている。すなわちこの場合、突出部としての大径部１９ｂが、本体部としての小径部１９ａにおける受口開口側の外周から管径方向外向きに突出して形成された構成とされている。また、このバックアップリング１９における受口開口側の端面には、例えば受口開口側に向かって開口している肉盗み部としての凹部２０が前記端面の全周にわたって形成されている。
【００３９】
このバックアップリング１９の高さｈ３は、例えば、受口２が最大許容寸法でかつ挿口４が最小許容寸法のときの境界部６の内周と挿口４の外周との最大隙間ｄｍａｘと同様に形成されている。また、小径部１９ａの高さｈ２は、例えば、受口２が最小許容寸法でかつ挿口４が最大許容寸法のときの境界部６の内周と挿口４の外周との最小隙間ｄｍｉｎと同様の大きさに形成されている。なお、例えば、管の口径が８００〜１０００ｍｍのときに、実施の形態２においては、ｈ３＝８ｍｍ、ｈ２＝６ｍｍ、凹部の軸方向の深さが３ｍｍで、バックアップリング全体の軸方向長さが１７ｍｍのものを使用する。
【００４０】
このような構成において、実施の形態１と同様の要領で受口２と挿口４とを接合する。
このとき、図４（ｂ）に示すように、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間が最大隙間ｄｍａｘであっても、バックアップリング１９における大径部１９ｂの高さｈ３が、このときの最大隙間ｄｍａｘと同様に形成されていることにより、大径部１９ｂと境界部６の内周との間にその全周にわたって隙間が発生しないようにバックアップリング１９を最大隙間ｄｍａｘに配置することができる。これにより、圧縮状態のシール材１１における軟質のバルブ部１１ａが境界部６の内周と小径部１９ａとの隙間ｓに入り込むことを確実に防止し、バルブ部１１ａの圧縮状態が緩和されることによって発生する受口挿口間のシール機能の低下を確実に防止することができる。
【００４１】
また、図４（ｃ）に示すように、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間が最小隙間ｄｍｉｎであっても、硬質のゴム製のバックアップリング１９における大径部１９ｂがこの境界部６に接触して変形することができる。しかもこのとき、バックアップリング１９における受口開口側の端面にその全周にわたって形成されている凹部２０が大径部１９ｂの変形に伴って管径方向に完全に押し潰されることにより、この大径部１９ｂを容易に変形させることができる。したがって、境界部６の内周とバックアップリング１９との間にその全周にわたって隙間が発生しないようにバックアップリング１９を最小隙間ｄｍｉｎに配置することができる。これにより、圧縮状態のシール材１１におけるバルブ部１１ａが境界部６の内周とバックアップリング１９との隙間に入り込むことを確実に防止し、バルブ部１１ａの圧縮状態が緩和されることによって発生する受口挿口間のシール機能の低下を確実に防止することができる。
【００４２】
したがって、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間ｄがｄｍｉｎ〜ｄｍａｘの間の任意の値であっても、バックアップリング１９における大径部１９ｂが境界部６に接触したときに変形することで、バックアップリング１９の最大の高さがそのときの境界部６の内周と挿口４の外周との隙間ｄに一致することができ、境界部６の内周とバックアップリング１９（大径部１９ｂ）との間に隙間が発生することを確実に防止することができる。
【００４３】
また、このとき、例えば図１１に示したようなバックアップリングの構成、すなわちバックアップリングとロックリングとが互いにテーパ面で接触可能で、かつバックアップリング１６の受口開口側の端面に凹部１６ｂが形成されているような構成であれば、図１１（ｃ）に示したように、バックアップリング１６の凹部１６ｂが管径方向に完全に押し潰されていないとき、すなわち境界部６の内周と挿口４の外周との隙間ｄがｄｍｉｎ＜ｄ≦ｄｍａｘのであるときに、このバックアップリング１６にさらに受口奥側への押圧力が作用すると、バックアップリング１６のテーパ面１６ａがロックリング８のテーパ面８ａにさらに強く押し付けられて、図１１（ｃ）に示したように、バックアップリング１６における凹部１６ｂが管径方向に完全に押し潰され、境界部６の内周とバックアップリング１６の外周との間に隙間αが新たに発生することがあった。
【００４４】
しかし、図４に示したようなバックアップリング１９の構成、すなわちバックアップリング１９における受口奥側の端面１９ｃとロックリング１７における受口開口側の端面１７ｂとが互いに管径方向の面で接触可能な構成では、凹部２０は、ロックリング１７にではなく境界部６の内周によって直接的に押し潰されるだけであるので、この凹部２０が押し潰されても、境界部６の内周とバックアップリング１９との間に新たな隙間が発生することが無い。したがって、図１１に示したようなバックアップリングの構成の場合のように、バックアップリングにさらに受口奥側への押圧力が作用してもバルブ部１１ａの圧縮状態が無用に緩和されることが無いので、受口挿口間のシール機能が低下するのを確実に防止することができる。
（実施の形態３）
実施の形態３の管の継手構造は、図１に示した管の継手構造におけるバックアップリング１８が、図５に示すようなバックアップリング２１に替わったものであり、その他の部分の構成は、図１に示した管の継手構造と同様である。
【００４５】
詳細には、実施の形態３において用いられるバックアップリング２１は、図５に示すように、例えばその外周に大径部２１ｂから小径部２１ａにかけてのテーパ面２１ｃが形成されている。このバックアップリング２１における大径部２１ｂの高さｈ３は、例えば、受口２が最大許容寸法でかつ挿口４が最小許容寸法のときの境界部６の内周と挿口４の外周との最大隙間ｄｍａｘと同様に形成されている。また、小径部２１ａの高さｈ２は、例えば、受口２が最小許容寸法でかつ挿口４が最大許容寸法のときの境界部６の内周と挿口４の外周との最小隙間ｄｍｉｎと同様の大きさに形成されている。なお、例えば、管の口径が８００〜１０００ｍｍのときに、実施の形態３においては、ｈ３＝８ｍｍ、ｈ２＝６ｍｍで軸方向長さが１７ｍｍのバックアップリングを使用する。
【００４６】
このような構成において、実施の形態１と同様の要領で受口２と挿口４とを接合する。
このとき、図５（ｂ）に示すように、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間が最大隙間ｄｍａｘであっても、バックアップリング２１における大径部２１ｂの高さｈ３が、このときの最大隙間ｄｍａｘと同様に形成されていることにより、大径部２１ｂと境界部６の内周との間にその全周にわたって隙間が発生しないようにバックアップリング２１を最大隙間ｄｍａｘに配置することができる。これにより、圧縮状態のシール材１１における軟質のバルブ部１１ａが境界部６の内周と小径部２１ａとの隙間ｓに入り込むことを確実に防止し、バルブ部１１ａの圧縮状態が緩和されることによって発生する受口挿口間のシール機能の低下を確実に防止することができる。
【００４７】
また、図５（ｃ）に示すように、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間が最小隙間ｄｍｉｎであっても、硬質のゴム製のバックアップリング２１における大径部２１ｂがこの境界部６に接触して変形することができる。したがって、境界部６の内周とバックアップリング２１との間にその全周にわたって隙間が発生しないようにバックアップリング２１を最小隙間ｄｍｉｎに配置することができる。これにより、圧縮状態のシール材１１における軟質のバルブ部１１ａが境界部６の内周とバックアップリング２１との隙間に入り込むことを確実に防止し、バルブ部１１ａの圧縮状態が緩和されることによって発生する受口挿口間のシール機能の低下を確実に防止することができる。
【００４８】
したがって、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間ｄがｄｍｉｎ〜ｄｍａｘの間の任意の値であっても、バックアップリング２１における受口奥側の端面２１ａとロックリング１７における受口開口側の端面１７ｂとが管径方向の面にて接触し、かつバックアップリング２１における大径部２１ｂが境界部６に接触したときに変形することで、バックアップリング２１の最大の高さがそのときの境界部６の内周と挿口４の外周との隙間ｄに一致することができ、境界部６の内周とバックアップリング２１（大径部２１ｂ）との間に隙間が発生することを確実に防止することができる。
【００４９】
なお、図５に示したバックアップリング２１の受口開口側の端面に、図６に示すように、受口開口側に向かって開口している肉盗み部としての凹部２０を前記端面の全周にわたって形成しても良い。
【００５０】
この場合、受口２が最大許容寸法でかつ挿口４が最小許容寸法であっても、図６（ｂ）に示すように、大径部２１ｂの高さｈ３がこのときの最大隙間ｄｍａｘと同様に形成されていることにより、大径部２１ｂと境界部６の内周との間にその全周にわたって隙間が発生しないようにバックアップリング２１を最大隙間ｄｍａｘに配置することができる。
【００５１】
また、受口２が最小許容寸法でかつ挿口４が最大許容寸法であっても、図４（ｃ）に示した場合と同様に、大径部２１ｂが境界部６に接触して変形することに伴って凹部２０が管径方向に押し潰されるのでこの大径部２１ｂが容易に変形することができる。したがって、境界部６の内周とバックアップリング２１との間にその全周にわたって隙間が発生しないようにバックアップリング２１を最小隙間ｄｍｉｎに配置することができる。これにより、圧縮状態のシール材１１におけるバルブ部１１ａが境界部６の内周とバックアップリング２１との隙間に入り込むことを確実に防止し、バルブ部１１ａの圧縮状態が緩和されることによって発生する受口挿口間のシール機能の低下を確実に防止することができる。
【００５２】
なお、図８に示すような横断面が矩形状のバックアップリングを形状Ａのバックアップリング、図２（ａ）に示したようなバックアップリングを形状Ｂのバックアップリング、図３（ａ）に示したようなバックアップリングを形状Ｃのバックアップリング、図４（ａ）に示したようなバックアップリングを形状Ｄのバックアップリング、図５（ａ）に示したようなバックアップリングを形状Ｅのバックアップリング、図６（ａ）に示したようなバックアップリングを形状Ｆのバックアップリングとして、下記のような試験１〜３を行った。
【００５３】
まず、試験１として、例えば図８に示すような、境界部６の内周とバックアップリングとの隙間ｓに圧縮状態のシール材１１におけるバルブ部１１ａが入り込むか否かを受口２の外部に連通する観察孔２３により確認可能な試験装置２４を用い、境界部６の内周と挿口４の外周との隙間が最大隙間ｄｍａｘであるときに、境界部６の内周とバックアップリングとの隙間ｓに圧縮状態のシール材１１におけるバルブ部１１ａが入り込むか否かの確認を行った。なお、図８は、形状Ａのバックアップリングに対して試験を行っているときの様子を示している。
【００５４】
次に、試験２として、境界部の内周と挿口の外周との隙間が最小隙間のときに、この最小隙間にバックアップリングを円滑に配置することができるか否かの確認を行った。
【００５５】
そして、試験３として、境界部の内周と挿口の外周との隙間が最大隙間であるときに、受口２と挿口４との継手部に、その内側から所定の試験水圧を負荷し、この継手部において水の漏洩が認められるか否かの確認を行った。
【００５６】
以上の試験１〜３の結果と、形状Ａのバックアップリングのコストを１００としたときの各形状についてのコストとを表１にまとめた。
【００５７】
【表１】
2004211831.tif 000003
以上の結果から性能面及びコスト面から見て、形状Ｄ及び形状Ｆのバックアップリングを用いた場合が最も好適であった。なお、この形状Ｄ及び形状Ｆのバックアップリングについては、さらに、下記の条件１〜３のような特別な条件下において上記の試験１及び試験３を再び行った。
【００５８】
まず、条件１として、周方向に複数あるＴ頭ボルトのうち、例えば管を横倒しに配置したときの半分、例えば管頂部側のＴ頭ボルトに規定トルクでナットをねじ合わせ、かつもう半分の管底部側のＴ頭ボルトにはナットをねじ合わせない、いわゆる片締めを行い、シール材の周方向に、規定の力で圧縮される箇所と圧縮されない箇所を発生させた。次に、条件２として、周方向に複数あるＴ頭ボルトのすべてに、規定トルクの２０％増しのトルクでナットを締め付けた。そして、条件３として、受口と挿口との接合を許容曲げ角度で行った。
【００５９】
上記の条件１〜３のような特別な条件下において上記の試験１及び試験３を再び行ったが、形状Ｄ及び形状Ｆのバックアップリングを用いた場合、両者とも、境界部の内周とバックアップリングとの隙間に圧縮状態のシール材が入り込むことが無く、かつこの継手部において水の漏洩が認められなかった。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、環状のシール材保護部材が、境界部の内側に配置可能に形成された小径部と、前記小径部よりも大径に形成され圧縮状態のシール材が前記境界部の内周と前記小径部との隙間に入り込むのを防止することが可能な大径部とを有することで、圧縮状態のシール材が境界部の内周と小径部との隙間に入り込もうとした場合には、小径部よりも大径に形成されている大径部によりこのシール材がこの隙間に入り込むことを確実に防止することができる。
【００６１】
また、シール材保護部材における大径部の最大外径が境界部の内径よりも大きく形成され、前記シール材保護部材が前記境界部の内側に配置されるときに、前記大径部における前記境界部の内径よりも大きく形成されている部分が前記境界部に接触して変形することができることにより、境界部の内側に配置されるシール材保護部材は、境界部の内周と挿口の外周との間の大きさに関係なく、常に境界部の内周に接触しているので、境界部の内周と小径部との隙間に圧縮状態のシール材が入り込むことを確実に防止することができる。
【００６２】
また、シール材保護部材が境界部の内側に配置されるときに、前記境界部に接触する大径部を変形させるための肉盗み部が前記シール材保護部材に形成されていることにより、前記境界部に接触する大径部を容易に変形させることができる。したがって、シール材保護部材を境界部の内側に容易かつ円滑に配置することができる。
【００６３】
さらに、シール材保護部材が本体部と、前記本体部から管径方向外向きに突出して形成された突出部とを有することにより、圧縮状態のシール材が境界部の内周と本体部との隙間に入り込もうとした場合には、この突出部が、圧縮状態のシール材が境界部の内周と本体部との隙間に入り込むことを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管の継手構造の実施の形態１を示す断面図である。
【図２】実施の形態１において用いられるバックアップリングを示す断面図である。
【図３】実施の形態１において、図２に示した形状とは異なる形状のバックアップリングを示す図である。
【図４】本発明の管の継手構造の実施の形態２において用いられるバックアップリングを示す断面図である。
【図５】本発明の管の継手構造の実施の形態３において用いられるバックアップリングを示す断面図である。
【図６】実施の形態３において、図５に示した形状とは異なる形状のバックアップリングを示す図である。
【図７】本発明の管の継手構造の実施の形態１〜３において用いられるロックリングを示す断面図である。
【図８】境界部の内周とバックアップリングとの隙間にシール材のバルブ部が入り込むのか否かを確認するための試験装置の概要を示す図である。
【図９】従来の技術における管の継手構造の一例を示す管軸方向の断面図である。
【図１０】従来の技術において、境界部の内周とバックアップリングとの隙間にシール材のバルブ部が入り込んでいる状態を示す図である。
【図１１】従来の技術において、受口開口側の端面に凹部が形成されているバックアップリングを示す図である。
【図１２】シール材を示す図である。
【符号の説明】
１    一方の管
２    受口
３    他方の管
４    挿口
５    シール材圧接面
６    境界部
７    ロックリング収容溝
８    ロックリング
１１    シール材
１８    バックアップリング
１８ａ  小径部
１８ｂ  大径部
ｓ    隙間
【図１】
2004211831.tif 000004
【図２】
2004211831.tif 000005
【図３】
2004211831.tif 000006
【図４】
2004211831.tif 000007
【図５】
2004211831.tif 000008
【図６】
2004211831.tif 000009
【図７】
2004211831.tif 000010
【図８】
2004211831.tif 000011
【図９】
2004211831.tif 000012
【図１０】
2004211831.tif 000013
【図１１】
2004211831.tif 000014
【図１２】
2004211831.tif 000015