(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の挿口に外ばめされて固定され管継手のロックリングにかかり合い可能な挿口リングであって、周方向一つ割りに形成されるとともに、その内径が挿口の外径よりも小径に形成されて、挿口の外周に締まり付くように構成され、かつ挿口に外ばめされたときにこの挿口の外周に沿った真円状に変形するように、真円から前記変形のための変形しろを差し引いた、下記式で表わされる形状で形成されていることを特徴とする管の挿口リング。
【数１３】
0003901442.tif 000016
ただし、分割部を通る挿口リングの中心線がｘｙ平面におけるｘ軸と一致するものとして、（Ｘ，Ｙ）は挿口リング上の任意の点のｘｙ座標であり、Ｒは変形前の挿口リングの半径であり、θは前記任意の点と変形前の挿口リングの中心とを結ぶ線分がｘ軸となす角であり、ΔＸは挿口リングが前記変形を行ったときの前記分割部の分割端のｘ軸方向の変形量であり、ΔＹは挿口リングが前記変形を行ったときの前記分割部の分割端のｙ軸方向の変形量である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管の挿口リングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
管継手の一種として、スリップオンタイプの管継手がある。このスリップオンタイプの管継手は、一方の管の端部に形成された受口の内部にシール材を装着し、この受口の内部に他方の管の端部に形成された挿口を挿入するようにしたものである。この挿口の挿入によって、挿口の外周面と受口の内周面との間でシール材が圧縮されることで、受口と挿口とが互いにシール状態で接合される。このようなスリップオンタイプの管継手に耐震機能を付与したものとして、図２に示される構成の耐震継手が提案されている。
【０００３】
すなわち、図２において、互いに接合される一方の鋳鉄管１の端部には受口２が形成されており、この受口２の内周のシール材収容溝３に環状のゴム製のシール材４が配置され、シール材収容溝３よりも奥側にロックリング収容溝５が形成され、このロックリング収容溝５に周方向一つ割りのロックリング６が収容されている。ロックリング６の外周とロックリング収容溝５の内周との間には、挿口４の挿入時にロックリング６を芯出し状態で保持するための保持用ゴム輪７が配置されている。この保持用ゴム輪７は、たとえばロックリング６の外周に接着されている。
【０００４】
他方の鋳鉄管８の挿口９の先端部の外周には、ロックリング６に受口奥側からかかり合い可能な突部１０が形成されている。この突部１０は、挿口９を受口２に挿入するときに、シール材４とロックリング６とを押し広げて、これらシール材４とロックリング６との位置を通過し、そしてロックリング６よりも受口２の奥側に入り込む。突部１０を含む挿口９の先端の外周には、このようにシール材４とロックリング６とを押し広げるときの案内となるテーパ面１１が形成されている。
【０００５】
図２はこのような受口２と挿口９との接合が完了した状態を示すが、この状態で挿口９に受口２からの抜け出し力が作用した場合には、受口２に収容されたロックリング６に挿口９の突部１０がかかり合うことで、受口２からの挿口９の抜け出しが防止される。また挿口９は、受口２に対して、この挿口９の先端面１２が受口２の奥端面１３に当たるまでの範囲で、かつ突部１０がロックリング６にかかり合うまでの範囲で、受口２に対し伸縮を行う事が可能である。すなわち、このような構成によって、受口２と挿口９との間に耐震機能が付与されることになる。
【０００６】
挿口９の外周に突部１０を形成する際には、図３に示すような周方向一つ割りの挿口リング１５を管８の挿口９の外周に締まり付くように外ばめし、挿口リング１５における周方向の分割部１６に連結ピース１７をわたして、これら挿口リング１５と連結ピース１７とをリベットに代表される締結要素などにより互いに連結させることで、挿口リング１５を挿口９の外周に固定させる。
【０００７】
管路の敷設現場で鋳鉄管８を所定長さに切管した場合には、図４に示すように挿口リング１５を挿口９に固定したうえで、その後にテーパ面１１を加工する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように挿口９の外周に挿口リング１５を締まり付くように外ばめする関係上、図３に示すように、挿口リング１５を挿口９に装着する前の自然状態において、挿口リング１５の内径Ｄ１よりも管８の挿口９の外径Ｄ２の方が大きくなるように形成されている。
【０００９】
このため、挿口リング１５は、挿口９に外ばめされたときには自然な状態から拡径されることになり、元の自然な状態では真円状に形成されているものの、挿口９に外ばめされるときには、真円のままで広がることは少なく、拡径されることにより真円度が低下して、図５に示すように場所によっては挿口９から浮き上がってしまうことがある。このような浮き上がり部１８が発生すると、その部分では受口２から挿口９が抜け出そうとする力に耐えにくく、所要の離脱阻止性能を発揮しにくくなる。
【００１０】
そこで本発明は、このような問題点を解決して、管の挿口に挿口リングを外ばめしてこの挿口の外周に突部を形成するに際し、この挿口リングが挿口から浮き上がらないようにすることを目的とする。
【００１１】
【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、管の挿口に外ばめされて固定され管継手のロックリングにかかり合い可能な挿口リングであって、周方向一つ割りに形成されるとともに、その内径が挿口の外径よりも小径に形成されて、挿口の外周に締まり付くように構成され、かつ挿口に外ばめされたときにこの挿口の外周に沿った真円状に変形するように、真円から前記変形のための変形しろを差し引いた、下記式で表わされる形状で形成されているようにしたものである。
【数１３】
0003901442.tif 000002
ただし、分割部を通る挿口リングの中心線がｘｙ平面におけるｘ軸と一致するものとして、（Ｘ，Ｙ）は挿口リング上の任意の点のｘｙ座標であり、Ｒは変形前の挿口リングの半径であり、θは前記任意の点と変形前の挿口リングの中心とを結ぶ線分がｘ軸となす角であり、ΔＸは挿口リングが前記変形を行ったときの前記分割部の分割端のｘ軸方向の変形量であり、ΔＹは挿口リングが前記変形を行ったときの前記分割部の分割端のｙ軸方向の変形量である。
【００１２】
このような構成の挿口リングであると、挿口に外ばめされたときにこの挿口の外周に沿った真円状に変形するように、真円から前記変形のための変形しろを差し引いた形状で形成されているため、挿口に外ばめされたときにその外周から浮き上がることがなく、したがって所要の耐震性能を発揮することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の挿口リング２１を模式的に示す。この挿口リング２１は、周方向一つ割りに形成されている。２２はその分割部であり、挿口リング２１は、その内径が図示を省略した挿口の外径よりも小径に形成されて、この挿口に外ばめされたときに、拡径されてこの挿口の外周に締まり付くように構成されている。
【００１４】
図１においては、ｘｙ平面におけるｘ軸に、挿口リング２１の中心軸すなわち分割部２２の中心線が一致するように図示されている。いま、この図１では、説明のために挿口リング２１を仮に真円として表しており、Ｃはその中心、Ｒはその半径を示す。（Ｘ，Ｙ）は挿口リング２１上の任意の点Ｄのｘｙ座標を表し、この点Ｄと中心Ｃとを結ぶ線分ＤＣがｘ軸となす角をθとする。
【００１５】
挿口リング２１はその中心線すなわちｘ軸に関し対称であるので、以下においては挿口リング２１の半分すなわち半周の部分のみについて考える。ここで、Ａは挿口リング２１における分割部２２の分割端の点の位置を示し、Ｂは挿口リング２１が挿口に外ばめされて拡径されたときの同分割端の点の位置であるとする。ここでは、点Ａおよび点Ｂはいずれも管挿口の円周上に存在すると仮定する。そして、点Ａと中心Ｃとを結ぶ線分ＡＣがｘ軸となす角をθ０とする。αは、挿口リング２１が拡径されて点Ａが点Ｂへ移動したときの、線分ＡＣと線分ＢＣとがなす角を示す。θ０、αは、設計値や実測値によって容易に求まる。また、点Ａから点Ｂまでのｘ軸方向の変形量をΔＸ、同様にｙ軸方向の変形量をΔＹとする。Ｐは、挿口リング２１を拡径させてＡ点をＢ点まで変位させるためにＡ点に作用させることが必要な力を示し、Ｐｘはそのｘ軸方向の成分、Ｐｙはそのｙ軸方向の成分をそれぞれ示す。
【００１６】
力ＰｘによるＡ点のｘ軸方向の変形量をΔＸ１、力ＰｙによるＡ点のｘ軸方向の変形量をΔＸ２とすると、
【００１７】
【数１】
0003901442.tif 000003
となる。また、力ＰｘによるＡ点のｙ軸方向の変形量をΔＹ１、力ＰｙによるＡ点のｙ軸方向の変形量をΔＹ２とすると、
【００１８】
【数２】
0003901442.tif 000004
となる。
【００１９】
挿口リング２１のヤング率をＥ、その断面二次モーメントをＩとすると、材料力学の理論より、次の式が成り立つ。
【００２０】
【数３】
0003901442.tif 000005
いま、簡単のために
【００２１】
【数４】
0003901442.tif 000006
とすると、式（３）〜式（６）は、次のように表すことができる。
【００２２】
【数５】
0003901442.tif 000007
上述のＡ点とＢ点との位置関係から、θ＝θ０の場合には、幾何学的に次の式が成り立つ。
【００２３】
【数６】
0003901442.tif 000008
いま、簡単のために
【００２４】
【数７】
0003901442.tif 000009
とすると、式（１５）、式（１６）は、次のように表すことができる。
【００２５】
【数８】
0003901442.tif 000010
式（１）にもとづき、式（１１）と式（１３）とを辺々くわえ合わせると、次の式（２１）のようになる。また、式（２）にもとづき、式（１２）と式（１４）とを辺々くわえ合わせると、次の式（２２）のようになる。
【００２６】
【数９】
0003901442.tif 000011
そして、式（１９）〜式（２２）より、式（１５）〜式（２０）はθ＝θ０の条件下のものであるので、式（２１）および式（２２）もθ＝θ０の条件として、式（１９）〜式（２２）から下記の式が成り立つ。
【００２７】
【数１０】
0003901442.tif 000012
式（２３）、式（２４）は、Ｐｘ、Ｐｙについての連立方程式になるので、これを解くと、
【００２８】
【数１１】
0003901442.tif 000013
となる。そして、式（２５）、式（２６）を式（３）〜式（６）に代入すればΔＸ１、ΔＸ２、ΔＹ１、ΔＹ２が求まり、その結果から、式（１）、式（２）を用いれば、ΔＸ、ΔＹを求めることができる。
【００２９】
ここで、変形量ΔＸ、ΔＹは角度θの関数となり、変数θに対応した位置でのΔＸ、ΔＹを求めることができる。また、変形前の挿口リング２１の形状は、角度θによって変化するリング各部の座標が（Ｘ０，Ｙ０）であるとして、
【００３０】
【数１２】
0003901442.tif 000014
と表すことができる。
【００３１】
本発明においては、挿口リング２１が挿口に外ばめされたときにこの挿口の外周に沿った真円状に変形するように、この挿口リング２１を、真円から前記変形のための変形しろを差し引いた特殊な形状で形成する。よって、この挿口リング２１の形状は、座標（Ｘ，Ｙ）を用いて、
【００３２】
【数１３】
0003901442.tif 000015
と表すことができる。
【００３３】
すなわち、本来の真円形状から、挿口に外ばめしたときの変形しろを差し引いた形状としておくことにより、反対に挿口に外ばめしたときには、挿口リング２１を挿口の外周に沿った所要の真円形状に変形させることができる。このため、挿口リング２１が挿口から浮き上がることがなくなり、この挿口リング２１が周方向にわたって受口のロックリングにかかり合うことになるため、受口挿口間に作用する引き抜き力に耐えて、所要の耐震性能を発揮することが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、管の挿口に外ばめされて固定される挿口リングが、周方向一つ割りに形成されるとともに、その内径が挿口の外径よりも小径に形成されて、挿口の外周に締まり付くように構成され、かつ挿口に外ばめされたときにこの挿口の外周に沿った真円状に変形するように、真円から前記変形のための変形しろを差し引いた形状で形成されているようにしたため、この挿口リングは挿口に外ばめされたときにこの挿口の外周から浮き上がることがなく、したがって所要の耐震性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の管の挿口リングの構成を説明するための原理図である。
【図２】本発明の挿口リングを適用可能な耐震管継手の断面構造を示す図である。
【図３】従来の管の挿口リングを示す図である。
【図４】従来の管の挿口リングを切り管に適用したものを示す断面図である。
【図５】従来の管の挿口リングの問題点を示す図である。
【符号の説明】
２１    挿口リング
ΔＸ    変形量
ΔＹ    変形量
【図１】
0003901442.tif 000017
【図２】
0003901442.tif 000018
【図３】
0003901442.tif 000019
【図４】
0003901442.tif 000020
【図５】
0003901442.tif 000021