(57)【要約】【課題】本発明の目的は、プラスチック管内を流れる流体の流体圧の大小に関わらず長期にわたって管継手本体とプラスチック管との間の気密、液密シールが壊れることのない金属補強プラスチック管の端末部を提供することにある。【解決手段】管継手本体とプラスチック管との間には保護リングが挿入され、該保護リングの後端にゴム製のパッキンが位置決めされ、該パッキンの後端にはこのパッキンを押圧するリテーナが装着され、該リテーナは前記管継手本体とボルトで連結される押輪との間に位置決めされかつ前記押輪で前記パッキンの方向に押圧されている金属補強プラスチック管の端末部において、前記パッキンの断面形状は先端部が円形で後端部が矩形の前円後方形状になっていて、後端部の端面を前記リテーナで押圧されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2005003064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック管の外方に金属条がらせん巻きされてなる金属補強プラスチック管の端末の前記プラスチック管が露出された部分に管継手が装着され、該管継手に前記金属条の端末が固定されてなる金属補強プラスチック管の端末部であって、前記管継手の管継手本体と前記プラスチック管との間には保護リングが挿入され、該保護リングの後端にゴム製のパッキンが位置決めされ、該パッキンの後端にはこのパッキンを押圧するリテーナが装着され、該リテーナは前記管継手本体とボルトで連結される押輪との間に位置決めされかつ前記押輪で前記パッキンの方向に押圧されている金属補強プラスチック管の端末部において、前記パッキンの断面形状は先端部が円形で後端部が矩形の前円後方形状になっていて、後端部の端面を前記リテーナで押圧されていることを特徴とする金属補強プラスチック管の端末部。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄線（鋼線を含む）や鋼帯の如き金属条で補強されたプラスチック管の端末部に関するもので、より具体的には、流体輸送管、例えば送水管や送ガス管として使用される金属補強プラスチック管の端末部の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、外径が例えば２００ｍｍあるいはそれ以上のプラスチック管上に、例えば布テープを巻き、さらにこの上に鋼帯や鉄線等からなる金属条をらせん巻きして補強層を形成し、この補強層の上に、必要により、例えば布テープやプラスチック製の保護シースを施した流体輸送管等に使用される金属補強プラスチック管が知られている。
【０００３】
プラスチック管は、従来広く使用されている鋼管よりも施工性に優れ、錆ないことから送水管、送ガス管としての用途が飛躍的に増加している。
特に離島に水を送る海底送水管では、布設時に管軸方向に加わる軸力に耐えるために、また漁船の錨で傷つけられる、いわゆる錨害からこのプラスチック管を保護するために、外側に鉄線がらせん巻きされた、いわゆる金属補強プラスチック管が使用される。また水圧に耐えるために鋼帯等をらせん巻きした構造のもの、あるいは鋼帯と鉄線両方をらせん巻きした金属補強プラスチック管も使用されている。
【０００４】
ところで従来、この種の金属補強プラスチック管同士を接続する場合、図４に示すように接続する金属補強プラスチック管の端末部で、接続に必要な長さ分プラスチック管１を露出すべく、前述した保護シースや金属条、そして布テープ等々を各々必要長さ剥ぎ取り、その上でこの露出されたプラスチック管１同士に跨るように管継手が装着される。
【０００５】
図４で符号３は、管継手装着時プラスチック管１の形状が崩れないように必要によりプラスチック管１の内側に嵌挿されるステイフナーを、符号４は管継手本体２とプラスチック管１の間隙に最初に挿入される保護リングを、符号５はプラスチック管１と管継手本体２との水密性あるいは気密性を保持するための断面矩形のゴム製のパッキンを、そして符号６は押輪を各々示している。尚、前記保護リング４は通常、繊維補強ゴム等から成っていて、パッキン５のコールドフローを防止するために使用されている。
【０００６】
また前記押輪６と管継手本体２とはリテーナ７を挟持した状態でボルト９により連結されている。
ここでリテーナ７は、前記ボルト９に螺合されている第一ナット１０を締める込むと押輪６の端面によりその後端を押圧され、その押圧力をリテーナ７の先端面を介して前記パッキン５に伝えている。すなわちパッキン５はリテーナ７の先端部で押圧されている。
【０００７】
また符合８は押輪６とプラスチック管１との間に挿嵌されているロックリングである。このロックリング８は周方向の一部に開口を有していて、平面状態では略Ｃの字型をしている。そしてプラスチック管１の外面に接する面、すなわちロックリング８の内面には歯が刻まれていて、管継手本体２と押輪６とを連結すべくボルト９の第一ナット１０を締め込んでいくと、リテーナ７の後端面で押圧され、かつ押輪６のテーパ状の内面により径方向にも押圧されて縮径し、前記歯がプラスチック管１の外面に噛み付く。その結果プラスチック管１をその軸方向に引っ張る力が働いても、プラスチック管１が管継手から抜け難くなっている。
それ故、管継手からプラスチック管１を引き抜く力が負荷されないような使用状況下にある管継手にあっては、このロックリング８を使用しない場合もある。
【０００８】
また前記ボルト９にはさらに金属線を管継手に引き留める、具体的には鉄線留め１１が螺合されていて、プラスチック管１の端部で外装の鉄線２１をこの鉄線留め１１の外面に沿わせて折り返している。折り返された鉄線２１の端末は金属補強プラスチック管の外面に鋼帯バンドの如き鉄線押え１３で固定されている。ここで符号１２はボルト９と協働して前記鉄線留め１１を管継手に固定する第二ナットを示している。
【０００９】
また外装として鋼帯２２を使用している場合には、この鋼帯２２の端末部は押輪６の端部近傍で、例えば鋼帯２２上に金属線２３を巻回して、あるいは専用の固定リング等を使用して固定する。図４では銅線を巻回して固定した例を示している。
【００１０】
因みに、このようにプラスチック管１と管継手本体２とを断面矩形、より具体的には断面台形のパッキン５でシールする例を示したものとして特許文献１及び特許文献２がある。
またこのような断面矩形のパッキン５ではなく、断面円形の、いわゆるＯリングを使用することも度々行われている。
【００１１】
特許文献１：実開平５−５７５８４号公報
特許文献２：特開平７−２９３７６９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで図４に示されているような断面矩形のパッキン５を使用した場合、このパッキン５が挿入される管継手本体２とプラスチック管１との間の隙間が矩形状であるため、パッキン５の前記隙間への納まりはよいが、形状が矩形であるためパッキン５と管継手本体２の内面及びプラスチック管１の外面とは面接触の状態で接触する。そのため、プラスチック管１内を流れる流体圧が比較的小さい場合にはあまり問題にならないかも知れないが、流体圧が高い場合にはパッキン５と管継手本体２の内面及びプラスチック管１の外面との接触圧不足でシールが壊れ、流体が洩れる恐れがある。また仮に流体圧が小さくとも長期間使用しているとパッキン５によるシールが壊れる、という問題もある。
【００１３】
一方、汎用のＯリングを使用すると、図５に示すようにリテーナ７の先端の平坦面でＯリング製のパッキン５を矢印Ａ方向に押圧するため、リテーナ７の先端とパッキン５とは線接触に近い状態になる。
このように線接触に近い状態でＯリング製のパッキン５を押圧すると、押圧力が局部的に大きな負荷となってＯリングに加わるため、Ｏリング製のパッキン５が変形してしまい、本来このＯリング製のパッキン５に期待した管継手本体２の内面とプラスチック管１の外面との接触が線接触ではなくなって、面接触になってしまう。
すなわちＯリングをパッキン５として使用してもＯリングが変形して期待通りの線接触が期待できず、接触圧Ｐの小さい面接触になってしまう。
すなわち、Ｏリング製のパッキン５を使用しても、プラスチック管１内を流れる流体圧が比較的が高い場合には、あるいは長期間使用していると、パッキン５と管継手本体２の内面やプラスチック管１の外面との接触圧が不足して、経時的にシールが壊れ、流体が洩れる恐れがある。
尚、図５で矢印Ｂは流体圧の負荷方向を示している。
【００１４】
前記問題に鑑み本発明の目的は、プラスチック管内を流れる流体の流体圧の大小に関わらず長期にわたって管継手本体とプラスチック管との間の気密シール、液密シールが壊れることのない金属補強プラスチック管の端末部を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく本発明のものは、プラスチック管の外方に金属条がらせん巻きされてなる金属補強プラスチック管の端末の前記プラスチック管が露出された部分に管継手が装着され、該管継手に前記金属条の端末が固定されてなる金属補強プラスチック管の端末部であって、前記管継手の管継手本体と前記プラスチック管との間には保護リングが挿入され、該保護リングの後端にゴム製のパッキンが位置決めされ、該パッキンの後端にはこのパッキンを押圧するリテーナが装着され、該リテーナは前記管継手本体とボルトで連結される押輪との間に位置決めされかつ前記押輪で前記パッキンの方向に押圧されている金属補強プラスチック管の端末部において、前記パッキンの断面形状は先端部が円形で後端部が矩形の前円後方形状になっていて、後端部の端面を前記リテーナで押圧されていることを特徴とするものである。
【００１６】
このようにしてなる本発明の金属補強プラスチック管の端末部によれば、管継手本体とプラスチック管との間の気密性あるいは液密性を保障するため、管継手本体とプラスチック管との間に挿入されるパッキン５の断面形状を、先端部が円形で後端部が矩形の前円後方形状のものを使用し、後端部の矩形部分の端面をリテーナで押圧するようにした結果、リテーナの先端部でパッキンの後端部を押圧しても、その押圧力は従来のように局部的な力ではないためパッキンの先端部の断面円形部分を変形させることが少なくなる。その結果、このパッキンとプラスチック管の外面及び管継手本体の内面との接触は線接触に近い状態が保持され、もって接触圧の大きな、それ故シール性に優れた金属補強プラスチック管の端末部を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜図３に本発明の金属補強プラスチック管の端末部の一実施例を示す。尚、図１では前述した図４と同一のものには同一の符号を付してある。また図１は、図を簡単にするため、金属補強プラスチック管の端末部の中心線より上の部分のみ切開してその断面を示す一部切開平面図にしてある。
図１に示すように接続する金属補強プラスチック管の端末部では、管継手を接続するのに必要な長さ分熱可塑性プラスチック等からなるプラスチック管１を露出すべく、前述した保護シースや布テープ（図示しない）あるいは長ピッチでらせん巻きされている鉄線２１、この鉄線２１より短ピッチで、かつギャップ巻きのらせん巻きで２層巻きされている鋼帯２２等々を各々必要長さ剥ぎ取り、その上でこの露出されたプラスチック管１同士に跨るように管継手が装着される。
【００１８】
図１で符号３は、管継手装着時プラスチック管１の形状が崩れないように必要によりプラスチック管１の内側に嵌挿されるステイフナーである。該ステイフナー３は例えば、鋼材またはポリアセタール樹脂等の硬質樹脂製である。
また符号４は管継手本体２とプラスチック管１の間隙に最初に挿入される保護リングで、これは通常、繊維補強ゴム等から成っていて、後述するパッキン３５のコールドフローを防止するために挿入されている。
【００１９】
そして符号３５は本発明の特徴であるゴム製のパッキンで、プラスチック管１の外面と管継手本体２の内面との水密性あるいは気密性を保持するために、前記保護リング４の後部に挿入される。
このパッキン３５の特徴は、その断面形状にあり、図２が示すように先端部（保護リング４側）が円形で後述するリテーナ７側が矩形、より具体的には略台形状になっていて、いわゆる前円後方形状をしている。
【００２０】
符号６は押輪で、該押輪６と管継手本体２とはリテーナ７を挟持した状態でボルト９及びこれに螺合されている第一ナット１０とで連結されている。ここでリテーナ７は前記ステイフナー３と同様に鋼材またはポリアセタール樹脂等の硬質樹脂からなっている。そしてリテーナ７は、前記ボルト９に螺合されている第一ナット１０を締めると押輪６の端面でその後端を押圧され、その押圧力を先端面を介して前記パッキン３５に伝える。すなわちパッキン３５は第一ナット１０を締め込んでいくとリテーナ７の先端部で押圧される。
【００２１】
また符合８は押輪６とプラスチック管１との間に挿嵌されているロックリングである。このロックリング８もまた前記ステイフナー３やリテーナ７と同様に、鋼材またはポリアセタール樹脂等の硬質樹脂製のものである。
そしてこのロックリング８は周方向の一部に開口を有していて、平面状態では略Ｃの字型をしている。またプラスチック管１の外面に接する面、すなわち内面には歯が刻まれていて、管継手本体２と押輪６とを連結すべくボルト９の第一ナット１０を締め込んでいくと、リテーナ７の後端面と押輪６の内側のテーパ面で押圧され縮径して、前記歯がプラスチック管１の外面に噛み付く。その結果プラスチック管１をその軸方向に引っ張る力が働いても、プラスチック管１が管継手から抜け難くなっている。
尚、プラスチック管１に管継手から引き抜く力が負荷されないような使用状況下にある管継手にあっては、前記ロックリング８を使用しない場合もある。
【００２２】
また前記ボルト９にはさらに鉄線２１を管継手に引き留める、具体的には鉄線留め１１が螺合されていて、プラスチック管１の端部で外装の鉄線２１をこの鉄線留め１１の外面に沿わせて折り返し、折り返された鉄線２１の端末は金属補強プラスチック管の外表面に鋼帯バンド等からなる鉄線押え１３で固定される。
ここで符号１２はボルト９と協働して前記鉄線留め１１を管継手に固定する第二ナットを示している。
【００２３】
また鋼帯２２の端末部は押輪６の端部近傍で、例えば鋼帯２２上に鋼線や銅線のごとき金属線２３を巻回して、あるいは専用の固定リング等を使用して固定する。図１では銅線を巻回して固定した例を示している。
尚、この鋼帯２２は金属補強プラスチック管が大きな水圧を受けない環境下に布設される場合には省略されることもあり、その場合にはこの金属線２３や固定リング等による鋼帯２２の端末固定手段は省略される。
【００２４】
このようにしてなる本発明の金属補強プラスチック管の端末部においては、プラスチック管１と管継手本体２との間の気密シールあるいは液密シールの手段として図１や図２に示すように、その断面が前円後方形状のパッキン３５を使用しているため、リテーナ７によるパッキン３５への押圧が面接触状態で行われ、その結果、パッキン３５の先端部の円形部分への押圧力が緩和され、この円形部分の変形が従来のＯリング製のパッキン５を使用した場合に比較して小さくなる。そのためパッキン３５の先端部の円形部分では、プラスチック管１の外面と管継手本体２の内面に対して線接触状態を保持でき、もって高い接触圧Ｐが確保でき、高いシール性を保持できる。ここで図２における矢印Ｂは、ガス圧あるいは液圧の掛かる方向を示している。
【００２５】
前記図２に示すパッキン３５は、円形状の先端部と矩形の後端部が一体のものであるが、図３に示すように両者を別体にしたタイプのものも使用できる。但しこの場合注意することは、断面円形（球体）部分３５ａと断面略矩形部分３５ｂの接触面はできるだけ広い面で接触するようになっている必要がある。
具体的には、断面略矩形部分３５ｂの先端の断面円形部分３５ａと接触する部分の外面は、断面円形部分３５ａの外面とその大きさや曲率がほぼ同じものになっていて、両者が面接触している必要がある。
このような形状でないと、リテーナ７からの押圧力を緩和した状態で先端の断面円形部分３５ａに伝えることができなくなり、その場合、断面円形部分が変形し、プラスチック管１の外面及び管継手本体２の内面との間で線接触ではなく面接触で接する状態が生じ、高い接触圧Ｐを得ることができなくなるからである。
【００２６】
ところで本発明で金属条という場合には、鉄線等の金属線の他に、鋼帯のような金属テープも含むものとする。
そして上述した実施例では、この金属補強プラスチック管が鋼帯と鉄線の両方で補強されているが、本発明は補強が鉄線のような金属線のみの場合も、また鋼帯のような金属テープのみの場合にも適用できることはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
前述したように本発明の金属補強プラスチック管の端末部によれば、プラスチック管と管継手本体との間に、その断面が前円後方形状のパッキンを使用しているため、プラスチック管外面と管継手本体内面との間に長期にわたって線接触状態を保持できる。その結果、プラスチック管内を流れる流体の流体圧の大小に関わらず長期にわたってプラスチック管と管継手本体との間の気密シール、液密シールが壊れることのない金属補強プラスチック管の端末部を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属補強プラスチック管の端末部の一実施例を示す一部切開平面図である。
【図２】図１におけるパッキン挿入部の拡大断面図である。
【図３】本発明に使用されるパッキンの他の実施例を示す拡大断面図である。
【図４】従来の金属補強プラスチック管の端末部を示す一部切開平面図である。
【図５】従来の金属補強プラスチック管の端末部に使用されているパッキンの使用状況を示すパッキン挿入部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１  プラスチック管
２  管継手本体
４  保護リング
５  パッキン
６  押輪
７  リテーナ
９  ボルト
２１  鉄線
２２  鋼帯
３５  パッキン
【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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