管継手およびそれを用いた管継手施工方法
【課題】管体に対して何等の加工を施す必要がなく、二つの管体を容易に且つ速やかに接続することが出来る、新規な構造の管継手およびそれを用いた管継手施工方法を提供することを、目的とする。
【解決手段】二本の管体１４ａ，１４ｂにおける各一方の開口端部の突き合わせ部分に対して環状シール部材１８を外周面から密着させてシールした。また、環状シール部材１８の軸方向両側において、それぞれ、管体１４ａ，１４ｂの外周面に対して当接係止されることにより管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ方向と反対側への移動を阻止しつつ管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ方向への移動を許容するワンウェイロック部材３２を設けた。更に、ワンウェイロック部材３２を管体１４ａ，１４ｂに向けて付勢して管体１４ａ，１４ｂへの当接係止状態に保持する付勢手段３８を設けた。
【解決手段】二本の管体１４ａ，１４ｂにおける各一方の開口端部の突き合わせ部分に対して環状シール部材１８を外周面から密着させてシールした。また、環状シール部材１８の軸方向両側において、それぞれ、管体１４ａ，１４ｂの外周面に対して当接係止されることにより管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ方向と反対側への移動を阻止しつつ管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ方向への移動を許容するワンウェイロック部材３２を設けた。更に、ワンウェイロック部材３２を管体１４ａ，１４ｂに向けて付勢して管体１４ａ，１４ｂへの当接係止状態に保持する付勢手段３８を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場や上下水道等の配管に用いられる管継手および管継手施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントやその他の多くの工場および上下水道等においては、流体の性状を有する原料や生成体の他、媒体や動力源、上水、下水等の各種流体を流通させる流路を形成するために、配管構造体が利用されている。配管構造体は、製造上や施工上、或いは、管理上の理由によって所定長さの管体を複数本接続することにより、所望の流路を形成している。
【０００３】
ところで、このような配管構造体における管体の接続では、一般に、フランジを利用したボルト締結による管継手が採用されている。即ち、相互に接続する二本の管体の各開口端部にそれぞれフランジを形成し、各管体の開口端部を突き合わせてフランジ同士を周上の複数箇所において締付ボルトで締付固定することによって管体を接続している。
【０００４】
しかしながら、このような管継手においては、フランジを管体の開口端部に溶接する必要があった。加えて、二つの管体のフランジ同士を、周上で複数のボルトで固定して接続することが必要とされる。そのために、管体の接続に際して多くの労力と時間が必要とされるという問題があった。
【０００５】
なお、特開２００２−３４０２５８号公報（特許文献１）には、管体へのフランジ溶接の必要がなく、しかも周上での複数本のボルト固定を不要にした管継手が提案されている。
【０００６】
ところが、特許文献１に記載の管継手では、金属管に押圧係止力を及ぼす複数の鋼球が必要であり、構造が複雑で製造コストも高い。しかも、管体に外挿されるネジスリーブを締め付けることによって、その締付力を、鋼球を介して管体に固定力として及ぼすものであることから、管径が大きくなるとネジスリーブが大型化して管継手が非常に大型化してしまうと共に、ネジスリーブの締付作業が困難になるという問題もある。それ故、特許文献１に記載の管継手は、管体を容易に且つ速やかに接続するという上述の課題に関して、有効な解決策を与えるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３４０２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、管体に対して何等の加工を施す必要がなく、二つの管体を容易に且つ速やかに接続することが出来る、新規な構造の管継手およびそれを用いた管継手施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【００１０】
本発明は、二本の管体における各一方の開口端部を突き合わせ状態で相互に流体密に接続して連通させる管継手において、前記二本の管体における前記各一方の開口端部の突き合わせ部分に対して環状シール部材を外周面から密着させてシールする一方、該環状シール部材の軸方向両側において、それぞれ、該管体の外周面に対して当接係止されることにより該管体の突き合わせ方向と反対側への移動を阻止しつつ該管体の突き合わせ方向への移動を許容するワンウェイロック部材を設けると共に、該ワンウェイロック部材を該管体に向けて付勢して該管体への当接係止状態に保持する付勢手段を設けたことを、特徴とする。
【００１１】
このような本発明に従う構造とされた管継手においては、管体の突き合わせ方向とは反対側への移動、即ち管体の引抜方向への移動が、ワンウェイロック部材の管体外周面への当接係止作用に基づいて阻止される。特に、ワンウェイロック部材は、付勢手段で管体外周面への当接係止状態に保持されることから、管体の引抜方向への移動阻止効果が安定して発揮される。
【００１２】
しかも、本発明では、二本の管体の接続部における流体密性が、両管体の固定力を利用しない環状シール部材で確保される。それ故、二本の管体の接続部におけるシール性を充分に確保しつつ、ワンウェイロック部材で、二本の管体を簡単な操作で接続することが可能となる。要するに、本発明は、ワンウェイロック部材を採用しただけでなく、それを環状シール部材と組み合わせて採用したことで、そのような特別な技術的効果を達成し得たのである。
【００１３】
また、本発明では、前記二本の管体の接続側の各開口端部が軸方向両側から差し入れられる環状の継手ハウジングを用い、該継手ハウジングに設けられた支軸回りでの揺動変位によって該管体の外周面に対して当接及び離隔変位されるロック用カムを設けて、該ロック用カムによって前記ワンウェイロック部材を構成すると共に、該ロック用カムの支軸を該管体の外周側で該管体の接線と平行にし、且つ該支軸から該管体の突き合わせ側開口端部に向かって該ロック用カムを延び出させて、該支軸よりも該管体の突き合わせ側開口端部側で該ロック用カムを該管体の外周面に対して当接係止させた態様が、好適に採用される。
【００１４】
本態様では、管体を引抜方向へ移動させる際に、ロック用カムと管体との間で発生する摩擦力が、ロック用カムに対して、支軸回りの回転モーメントとして作用する。このロック用カムを支軸回りに揺動させる力を利用して、ロック用カムを管体に係止させることが出来る。
【００１５】
一方、管体を差込方向へ移動させる際には、ロック用カムと管体との間で発生する摩擦力が、ロック用カムに対して、反対向きの回転モーメントとして作用する。それ故、ロック用カムは、付勢手段の付勢力に抗して管体から離隔する方向へ揺動されて、管体の差込方向への移動が許容され得る。
【００１６】
また、本発明では、前記二本の管体の接続側の各開口端部が軸方向両側から差し入れられる環状の継手ハウジングを用い、該継手ハウジングに対して少なくとも一方の該管体を仮固定する仮固定手段を設けた態様が、好適に採用される。
【００１７】
本態様では、一方の管体の継手ハウジングへの差し込み量だけを予め決定しておくことで、二本の管体の突き合わせ部を、環状シール部材に対して容易に位置合わせ出来る。即ち、一方の管体を継手ハウジングに所定量だけ差し込んで仮固定手段で仮固定した後、該一方の管体に当接するまで他方の管体を継手ハウジングに差し込めば良く、該他方の管体の適正差込量を知らなくても良い。
【００１８】
また、本発明では、前記付勢手段による前記ワンウェイロック部材の前記管体への当接係止状態を解除して、その解除状態を維持する解除状態維持手段を設けた態様が、好適に採用される。
【００１９】
本態様では、解除状態維持手段により、ワンウェイロック部材を管体に対する非係止状態に保持し続けることが出来る。それ故、管体の撤去や交換、点検等に際して、継手ハウジングから管体を容易に引き抜くことが可能となる。
【００２０】
一方、本発明に従う管継手施工方法の特徴とするところは、上述の本発明に従う構造とされた管継手を用いた管継手施工方法であって、（ａ）継続的に使用される継続使用管体に対して、交換対象となる被交換管体を決定する交換管体決定工程と、（ｂ）前記被交換管体と差し替えられる交換用管体と、前記継続使用管体との何れか一方に対して前記管継手を外挿する管継手外挿工程と、（ｃ）前記継続使用管体と前記交換用管体の各一方の開口端部を突き合わせる交換用管体配置工程と、（ｄ）前記管継手を前記交換用管体と前記継続使用管体の何れか他方の側へスライド変位させて、該交換用管体の開口端部と該継続使用管体の開口端部の突き合わせ部分に対して前記環状シール部材を外挿配置し、該環状シール部材の軸方向一方の側で該交換用管体の外周面に前記ワンウェイロック部材を当接係止させると共に、該環状シール部材の軸方向他方の側で該継続使用管体の外周面に前記ワンウェイロック部材を当接係止させる管体ロック工程とを、含む管継手施工方法にある。
【００２１】
本発明方法に従えば、流路の中間部分を形成する管体であっても、その交換を容易に且つ速やかに実施できる。
【００２２】
また、本発明方法では、前記交換管体決定工程が、特定の管体の軸方向中間部分を切断して切断後の該管体の一方を前記被交換管体とするものであっても良い。これにより、例えば、管体の一部が腐蝕した場合に、その腐蝕部分を切断して、残りの部分をそのまま使用し続けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態としての管継手による管体の接続構造を示す縦断面図。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１に示されたロック用カムの係止解除状態を拡大して示す縦断面図。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】本発明方法を説明するための縦断面図。
【図６】管継手外挿工程を説明するための管路の正面概略図。
【図７】交換管体決定工程を説明するための管路の正面概略図。
【図８】交換用管体配置工程を説明するための管路の正面概略図。
【図９】管体ロック工程を説明するための管路の縦断面図。
【図１０】交換管体決定工程を説明するための管路の正面概略図。
【図１１】管継手外挿工程を説明するための管路の正面概略図。
【図１２】交換用管体配置工程を説明するための管路の正面概略図。
【図１３】管体ロック工程を説明するための管路の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２５】
図１及び図２には、本発明の一実施形態としての管継手１０を備えた配管構造体としての管路が示されている。管継手１０は、環状の継手ハウジング１２を備えている。そして、この継手ハウジング１２に二本の管体１４ａ，１４ｂが軸方向両側から差し入れられて接続されることによって管路が構成されている。
【００２６】
より詳細には、継手ハウジング１２は、円筒形状を有しており、軸方向両端部には径方向内方に向かって突出する円環板形状の両壁部１３，１３が一体形成されている。これにより、継手ハウジング１２には、内周面に開口する環状凹所１６が全周で連続して形成されている。なお、継手ハウジング１２は、両壁部１３，１３を含めて、金属や合成樹脂等の硬質材で形成されている。
【００２７】
さらに、環状凹所１６の開口部分には、略円筒形状の環状シール部材１８が略同一中心軸上に配設されている。この環状シール部材１８は、弾性変形可能で且つ管体１４ａ，１４ｂ内を流動する流体に対する不透過性や耐久性等を考慮した材料によって形成されている。
【００２８】
特に本実施形態では、環状シール部材１８の軸方向両端部分において、径方向外方へ向かって突出する環状シール片２０，２０が全周に亘って一体形成されている。そして、これら一対の環状シール片２０，２０は、軸方向外側の面が、それぞれ、環状凹所１６の内面を構成する両壁部１３，１３に密着されている。なお、継手ハウジング１２への組み付けによる当接反力以外には環状シール部材１８に特別な外力が及ぼされていない状態でも、環状シール片２０，２０が両壁部１３，１３に押し付けられていることが望ましい。これにより、環状凹所１６の開口部が覆蓋されて、環状凹所１６が作用空気室２２とされている。
【００２９】
また、環状凹所１６の軸方向両側の開口周縁部には、それぞれ、軸方向外方へ延び出す円筒形状の延出片２４が一体形成されている。各延出片２４には、複数の開口窓２６が周方向に適当な間隔で形成されている。開口窓２６は、延出片２４を貫通して、軸方向に所定長さで延びるスリット状の長孔とされている。
【００３０】
各開口窓２６の周方向両縁部には、延出片２４の外周面に突出する一対の支持壁２８，２８が形成されている。これら一対の支持壁２８，２８の間に掛け渡されて、支軸３０が配設されている。即ち、この支軸３０は、開口窓２６に対して延出片２４の外周側に離隔して、延出片２４の接線方向に延びている。しかも、この支軸３０は、開口窓２６上において、延出片２４の軸方向延出端側に偏倚して位置している。
【００３１】
そして、この支軸３０に対して、ワンウェイロック部材としてのロック用カム３２が装着されている。ロック用カム３２は、板カムであり、略水滴形の平面形状を有している。その小幅端部側（水滴形の先端部側）には、板厚方向に貫通する支持孔３４が形成されている。この支持孔３４に支軸３０が挿通されることにより、ロック用カム３２が、支軸３０回りで揺動可能に組み付けられている。また、支軸３０回りでの揺動に伴い、ロック用カム３２の大幅端部側（水滴形の下端部側）が、開口窓２６から延出片２４の内周側に突出するようになっている。
【００３２】
この開口窓２６から突出するロック用カム３２の大幅端部側の側周面には、鋸歯様の多数の係止歯３５が形成されている。これら係止歯３５は、開口窓２６から内方に突出して、管体１４ａ，１４ｂの外周面に当接するようになっている。各係止歯３５は、ロック用カム３２の側面視において尖鋭形状とされている。より好適には、各係止歯３５が、支軸３０と反対側に向かって傾斜して突出している。即ち、ロック用カム３２の外周面において、各係止歯３５は、突出先端部に行くに連れて小幅端部側から大幅端部側に向かって傾斜して突出している。これにより、管体１４ａ，１４ｂの表面に当接することにより、後述するとおり、管体１４ａ，１４ｂに対してワンウェイのロック機能を発揮するようになっている。
【００３３】
また、ロック用カム３２には、支軸３０回りで揺動変位する位置で、且つ開口窓２６に入り込まない部分において、板厚方向に貫通するピン孔３６が形成されている。即ち、ピン孔３６は、ロック用カム３２において、開口窓２６から内方に突出する部分とは揺動方向で略反対側に位置している。
【００３４】
また、ロック用カム３２の揺動方向外方には、付勢手段としての板ばね３８が設けられている。板ばね３８は、ばね鋼等で形成されており、全体として長手板形状を呈している。このような板ばね３８は、一対の支持壁２８，２８を開口窓２６よりも軸方向内方側（延出片２４の基端側）で連結する連結壁４０において、その長手方向一端が支持された状態で配設される。これにより、ロック用カム３２は、板ばね３８の付勢力に抗して、開口窓２６から出る方向へ揺動変位することとなる。
【００３５】
更にまた、各延出片２４には、複数のネジ孔４２が周方向に適当な間隔で形成されている。そして、これら複数のネジ孔４２には、それぞれ、仮固定手段としての位置決めボルト４４が螺着されている。
【００３６】
このような構造とされた継手ハウジング１２に対して、二本の管体１４ａ，１４ｂが軸方向両側から差し入れられる。二本の管体１４ａ，１４ｂは、それぞれ、略一定の内外径寸法で延びており、本実施形態では、鋼管や鋳鉄管等の金属管体が採用されている。
【００３７】
また、二本の管体１４ａ，１４ｂが継手ハウジング１２に対して軸方向両側から差し入れられた状態で、二本の管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ部分は、環状シール部材１８の内周側に位置している。この状態で、作用空気室２２に給排手段としての圧力給排装置４６から空気が送り込まれると、作用空気室２２の圧力が上昇して、環状シール部材１８が二本の管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ部分に対して外周面から密着される。また、環状シール片２０，２０が、継手ハウジング１２に形成された環状凹所１６の内面に密着されて作用空気室２２の密封性が確保される。
【００３８】
なお、圧力給排装置４６による圧力空気の供給に先立って、先ず、三方切換弁５４を切り換えて、空気圧源４８を作用空気室２２に接続する。三方切換弁５４は、圧力給排装置４６が備える空気圧源４８と環状凹所１６の底壁に設けられた給排用金具５０とを接続する空気圧管路５２上に配設されている。これにより、作用空気室２２に所定圧力の空気を充填し、作用空気室２２内が目的とする圧力になったことを確認する。この圧力確認は、空気圧管路５２上に配設された圧力センサ５６で確認できる。三方切換弁５４を切り換えた後は、作用空気室２２が密閉状態に保持されて圧力保持される。また、作用空気室２２からの圧力空気の排出は、三方切換弁５４を切り換えて、作用空気室２２を大気中に接続することで為される。
【００３９】
更にまた、上述の如く二本の管体１４ａ，１４ｂが継手ハウジング１２に差し入れられた状態下、ロック用カム３２は、開口窓２６に入り込んだ状態で、延出片２４の基端側へ延び出しており、支軸３０よりも延出片２４の基端側で管体１４ａ，１４ｂの外周面に当接係止されている。この状態で、ロック用カム３２は板ばね３８を揺動方向外方へ押している。これにより、板ばね３８の付勢力がロック用カム３２に及ぼされて、ロック用カム３２の管体１４ａ，１４ｂへの当接係止状態が保持される。
【００４０】
続いて、上述の如き管継手１０を用いた管継手施工方法について、説明する。先ず、一方の管体１４ａの管継手１０への差込量を予め測定して、外周面に罫書き等で目印を付ける。このように目印が付けられた一方の管体１４ａを、軸方向一方の側から所定の差込量だけ差し込む。
【００４１】
その際、ロック用カム３２は、板ばね３８の付勢力に抗して、一方の管体１４ａから離隔する方向へ揺動する。この揺動駆動力は、一方の管体１４ａとの間で発生する摩擦力が、ロック用カム３２を支軸３０回りに一方の管体１４ａから離隔させる方向へ揺動させるモーメントとして作用することで発揮される。これにより、ロック用カム３２の一方の管体１４ａへの当接係止状態が、板ばね３８の付勢力に基づいて、保持される。
【００４２】
また、ロック用カム３２が当接係止された状態で一方の管体１４ａを引き抜こうとすると、ロック用カム３２の係止歯３５が、一方の管体１４ａの外周面に対して更に食い込む。即ち、管体１４ａがロック用カム３２に及ぼす摩擦力に基づく回転モーメントの作用で、ロック用カム３２による管体１４ａの係止力が発揮される。従って、ロック用カム３２が一方の管体１４ａに当接係止された状態では、一方の管体１４ａの引抜方向への移動が阻止される。
【００４３】
なお、一方の管体１４ａを差し込み過ぎた場合には、図３及び図４に示されているように、ロック用カム３２に形成されたピン孔３６に解除ピン５８を差し込んで、解除ピン５８を一対の支持壁２８，２８のそれぞれの突出端面に係止させることにより、ロック用カム３２を一方の管体１４ａから離隔させて、ロック用カム３２の一方の管体１４ａへの当接係止状態を解除する。これにより、一方の管体１４ａの引抜方向への移動が許容される。その結果、一方の管体１４ａを引抜方向へ移動させながら、一方の管体１４ａの差込量を調整することが出来る。このことから明らかなように、本実施形態では、ロック用カム３２に形成されたピン孔３６と、ピン孔３６に挿通される解除ピン５８と、解除ピン５８が係止される一対の支持壁２８，２８によって、解除状態維持手段が構成されている。
【００４４】
そして、一方の管体１４ａが所定の差込量だけ差し込まれた状態で、位置決めボルト４４を締め付けて、位置決めボルト４４の先端を一方の管体１４ａの外周面に押し当てる。これにより、一方の管体１４ａの差込方向への移動も阻止して、一方の管体１４ａを管継手１０に仮固定する。
【００４５】
また、このように一方の管体１４ａが仮固定された管継手１０に対して、軸方向他方の側から他方の管体１４ｂを差し込む。その際、ロック用カム３２は、一方の管体１４ａに当接係止されたロック用カム３２と同様に、板ばね３８の付勢力に抗して、他方の管体１４ｂから離隔する方向へ揺動する。これにより、ロック用カム３２の他方の管体１４ｂへの当接係止状態も、板ばね３８の付勢力に基づいて保持される。また、他方の管体１４ｂの引抜方向への移動も、一方の管体１４ａがロック用カム３２の当接係止作用で引抜方向への移動が阻止されるのと同様に、ロック用カム３２の当接係止作用に基づいて阻止される。なお、他方の管体１４ｂの差し込みは、一方の管体１４ａに当接するまで行われても良いし、予め測定しておいた寸法だけ行われても良い。
【００４６】
その後、作用空気室２２へ空気を送り込んで、環状シール部材１８を二本の管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ部分に対して外周面から密着させる。これにより、二本の管体１４ａ，１４ｂが、各一方の開口端部を突き合わせた状態で相互に流体密に接続される。
【００４７】
また、上述の如き管継手１０を用いれば、図５に示されているように、軸方向両端が管継手１０ａ，１０ｂによって継続使用管体１４ｃ，１４ｄに接続された被交換管体１４ｅを交換用管体１４ｆと差し替えることが出来る。なお、後述する図６乃至８では、管継手１０ａ，１０ｂの詳細な構造の図示は省略してある。
【００４８】
先ず、被交換管体１４ｅの軸方向両端に外挿されている管継手１０ａ，１０ｂの全てのロック用カム３２を管体１４ｃ，１４ｄ，１４ｅへの当接係止状態から解除する。また、継続使用管体１４ｃと被交換管体１４ｅの突き合わせ部分に外挿されている管継手１０ａに設けられた作用空気室２２ａに充填されている空気を抜く。これにより、継続使用管体１４ｃと被交換管体１４ｅの突き合わせ部分に密着された環状シール部材１８ａの密着状態を解除する。また、被交換管体１４ｅと継続使用管体１４ｄの突き合わせ部分に外挿されている管継手１０ｂに設けられた作用空気室２２ｂに充填されている空気を抜く。これにより、被交換管体１４ｅと継続使用管体１４ｄの突き合わせ部分に密着された環状シール部材１８ｂの密着状態を解除する。
【００４９】
続いて、図６に示されているように、被交換管体１４ｅの軸方向両端に外挿されている管継手１０ａ，１０ｂを、スライド変位させる。即ち、管継手１０ａ，１０ｂを、被交換管体１４ｅの軸方向外方へスライド変位させて、継続使用管体１４ｃ，１４ｄだけに外挿された状態にする管継手外挿工程を実施する。その後、図７に示されているように、被交換管体１４ｅを継続使用管体１４ｃ，１４ｄの間から移動させる交換管体決定工程を実施する。
【００５０】
次に、図８に示されているように、交換用管体１４ｆを継続使用管体１４ｃ，１４ｄの間に入れて、開口端部同士を突き合わせる交換用管体配置工程を実施する。この状態から、図９に示されているように、管継手１０ａ，１０ｂを交換用管体１４ｆ側へスライド変位させて、管継手１０ａに設けられた環状シール部材１８ａを継続使用管体１４ｃと交換用管体１４ｆの突き合わせ部分に位置合わせする。また、管継手１０ｂに設けられた環状シール部材１８ｂを交換用管体１４ｆと継続使用管体１４ｄの突き合わせ部分に位置合わせする。そして、各管継手１０ａ，１０ｂに設けられた全てのロック用カム３２から解除ピン５８を取り外して、ロック用カム３２を管体１４ｃ，１４ｄ，１４ｆに当接係止させる管体ロック工程を実施する。なお、管継手１０ａ，１０ｂの位置合わせは、交換用管体１４ｆや継続使用管体１４ｃ，１４ｄの外周面に罫書き等で目印を付けておき、その目印に合わせることで容易に行うことが出来る。
【００５１】
その後、一方の継続使用管体１４ｃと交換用管体１４ｆが軸方向両側から差し込まれた管継手１０ａの作用空気室２２ａへ空気を送り込む。これにより、一方の継続使用管体１４ｃと交換用管体１４ｆの突き合わせ部分の外周面に環状シール部材１８ａを密着させる。また、交換用管体１４ｆと他方の継続使用管体１４ｄが軸方向両側から差し込まれた管継手１０ｂの作用空気室２２ｂへ空気を送り込む。これにより、交換用管体１４ｆと他方の継続使用管体１４ｄの突き合わせ部分の外周面に環状シール部材１８ｂを密着させる。その結果、継続使用管体１４ｃ，１４ｄと交換用管体１４ｆが、開口端部同士を突き合わせた状態で相互に流体密に接続される。
【００５２】
更にまた、上述の如き管継手１０を用いれば、一本の管体１４ｇを丸ごと交換する必要もなくなる。具体的には、例えば、図１０に示されているように、管体１４ｇが部分的に腐蝕している場合、先ず、その管体１４ｇを切断する。腐蝕している部分（以下、被交換管体１４ｈと称する）と、腐蝕していない部分（以下、継続使用管体１４ｉと称する）に分離することにより、被交換管体１４ｈを決定する交換管体決定工程を実施するのである。
【００５３】
次に、図１１に示されているように、継続使用管体１４ｉに管継手１０を外挿する管継手外挿工程を実施する。その後、図１２に示されているように、継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊの各一方の開口端部を突き合わせる交換用管体配置工程を実施する。なお、図１１及び図１２では、管継手１０の詳細な構造の図示は省略してある。
【００５４】
この状態から、図１３に示されているように、管継手１０を交換用管体１４ｊ側へスライド変位させる。即ち、管継手１０に設けられた環状シール部材１８を継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊの突き合わせ部分に位置合わせする。そして、管継手１０に設けられた全てのロック用カム３２から解除ピン５８を取り外す。これにより、ロック用カム３２を継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊに当接係止させる管体ロック工程を実施する。なお、管継手１０の位置合わせは、交換用管体１４ｊや継続使用管体１４ｉの外周面に罫書き等で目印を付けておき、その目印に合わせることで容易に行うことが出来る。
【００５５】
その後、作用空気室２２へ空気を送り込んで、環状シール部材１８を継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊの突き合わせ部分に対して外周面から密着させる。これにより、継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊが、各一方の開口端部を突き合わせた状態で相互に流体密に接続される。
【００５６】
このような構造とされた管継手１０においては、ロック用カム３２が管体１４の外周面に当接係止された状態で、管体１４の引抜方向への移動が阻止されている一方、管体１４の差込方向への移動が許容されている。これにより、何等の加工も施していない管体１４を差し込むだけで、二本の管体１４，１４を接続することが出来る。その結果、二本の管体１４，１４を簡単且つ速やかに接続することが可能となる。
【００５７】
また、ロック用カム３２の管体１４への当接係止状態が、板ばね３８の付勢力によって保持されているので、目的とする引抜阻止力が安定して発揮される。即ち、重力に対する管体１４の向きやロック用カム３２の配設位置等によって、ロック用カム３２が管体１４の外周面から離隔することが防止される。これにより、二本の管体１４，１４の接続状態の安定化を図ることが可能となる。
【００５８】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００５９】
例えば、前記実施形態において、環状凹所１６内に中空チューブを収容し、中空チューブの内部空間を作用空気室２２としても良い。具体的には、例えば特開２００５−１６７２２号公報に記載されている如き各種の環状シール部材で構成されたシール構造が採用可能である。
【００６０】
また、採用されるロック用カム３２の数や配設位置等は、前記実施形態の記載に限定されるものではない。管径が大きい場合や管に作用する力が大きい場合等には、ロック用カムを多く配設することが有効であり、その場合には、周方向に設けるだけでなく、軸方向で異なる位置にロック用カムを設けても良い。
【００６１】
さらに、前記実施形態において、板ばね３８は延出片２４の延出端側で長手方向の一端が係止等によって固定されていても良い。板ばねに代えてコイルスプリング等の公知の付勢手段を採用することが出来る。更にまた、前記実施形態において、ピン孔３６に解除ピン５８を差し通す際に、板ばね３８を取り外すようにしても良い。
【００６２】
また、前記実施形態において、交換用管体がストレートな管体の他、エルボ管やＴ字管等である場合にも、本発明は同様に適用可能である。
【００６３】
また、本発明では、溶接等することなく二本の管体を接続することが出来るので、接続される二本の管体は、同じ材料で形成されている必要はない。例えば、塩化ビニル等の合成樹脂材で形成された管体と、アルミニウムや鋳鉄，ステンレス，チタン等の金属材で形成された管体を接続したり、互いに異なる材料で形成された金属製の管体を接続しても良い。
【００６４】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００６５】
１０：管継手，１２：継手ハウジング，１４：管体，１８：環状シール部材，２８：支持壁，３０：支軸，３２：ロック用カム，３６：ピン孔，３８：板ばね，４４：位置決めボルト，５８：解除ピン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場や上下水道等の配管に用いられる管継手および管継手施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学プラントやその他の多くの工場および上下水道等においては、流体の性状を有する原料や生成体の他、媒体や動力源、上水、下水等の各種流体を流通させる流路を形成するために、配管構造体が利用されている。配管構造体は、製造上や施工上、或いは、管理上の理由によって所定長さの管体を複数本接続することにより、所望の流路を形成している。
【０００３】
ところで、このような配管構造体における管体の接続では、一般に、フランジを利用したボルト締結による管継手が採用されている。即ち、相互に接続する二本の管体の各開口端部にそれぞれフランジを形成し、各管体の開口端部を突き合わせてフランジ同士を周上の複数箇所において締付ボルトで締付固定することによって管体を接続している。
【０００４】
しかしながら、このような管継手においては、フランジを管体の開口端部に溶接する必要があった。加えて、二つの管体のフランジ同士を、周上で複数のボルトで固定して接続することが必要とされる。そのために、管体の接続に際して多くの労力と時間が必要とされるという問題があった。
【０００５】
なお、特開２００２−３４０２５８号公報（特許文献１）には、管体へのフランジ溶接の必要がなく、しかも周上での複数本のボルト固定を不要にした管継手が提案されている。
【０００６】
ところが、特許文献１に記載の管継手では、金属管に押圧係止力を及ぼす複数の鋼球が必要であり、構造が複雑で製造コストも高い。しかも、管体に外挿されるネジスリーブを締め付けることによって、その締付力を、鋼球を介して管体に固定力として及ぼすものであることから、管径が大きくなるとネジスリーブが大型化して管継手が非常に大型化してしまうと共に、ネジスリーブの締付作業が困難になるという問題もある。それ故、特許文献１に記載の管継手は、管体を容易に且つ速やかに接続するという上述の課題に関して、有効な解決策を与えるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３４０２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、上述の如き事情を背景として為されたものであって、その解決課題とするところは、管体に対して何等の加工を施す必要がなく、二つの管体を容易に且つ速やかに接続することが出来る、新規な構造の管継手およびそれを用いた管継手施工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
【００１０】
本発明は、二本の管体における各一方の開口端部を突き合わせ状態で相互に流体密に接続して連通させる管継手において、前記二本の管体における前記各一方の開口端部の突き合わせ部分に対して環状シール部材を外周面から密着させてシールする一方、該環状シール部材の軸方向両側において、それぞれ、該管体の外周面に対して当接係止されることにより該管体の突き合わせ方向と反対側への移動を阻止しつつ該管体の突き合わせ方向への移動を許容するワンウェイロック部材を設けると共に、該ワンウェイロック部材を該管体に向けて付勢して該管体への当接係止状態に保持する付勢手段を設けたことを、特徴とする。
【００１１】
このような本発明に従う構造とされた管継手においては、管体の突き合わせ方向とは反対側への移動、即ち管体の引抜方向への移動が、ワンウェイロック部材の管体外周面への当接係止作用に基づいて阻止される。特に、ワンウェイロック部材は、付勢手段で管体外周面への当接係止状態に保持されることから、管体の引抜方向への移動阻止効果が安定して発揮される。
【００１２】
しかも、本発明では、二本の管体の接続部における流体密性が、両管体の固定力を利用しない環状シール部材で確保される。それ故、二本の管体の接続部におけるシール性を充分に確保しつつ、ワンウェイロック部材で、二本の管体を簡単な操作で接続することが可能となる。要するに、本発明は、ワンウェイロック部材を採用しただけでなく、それを環状シール部材と組み合わせて採用したことで、そのような特別な技術的効果を達成し得たのである。
【００１３】
また、本発明では、前記二本の管体の接続側の各開口端部が軸方向両側から差し入れられる環状の継手ハウジングを用い、該継手ハウジングに設けられた支軸回りでの揺動変位によって該管体の外周面に対して当接及び離隔変位されるロック用カムを設けて、該ロック用カムによって前記ワンウェイロック部材を構成すると共に、該ロック用カムの支軸を該管体の外周側で該管体の接線と平行にし、且つ該支軸から該管体の突き合わせ側開口端部に向かって該ロック用カムを延び出させて、該支軸よりも該管体の突き合わせ側開口端部側で該ロック用カムを該管体の外周面に対して当接係止させた態様が、好適に採用される。
【００１４】
本態様では、管体を引抜方向へ移動させる際に、ロック用カムと管体との間で発生する摩擦力が、ロック用カムに対して、支軸回りの回転モーメントとして作用する。このロック用カムを支軸回りに揺動させる力を利用して、ロック用カムを管体に係止させることが出来る。
【００１５】
一方、管体を差込方向へ移動させる際には、ロック用カムと管体との間で発生する摩擦力が、ロック用カムに対して、反対向きの回転モーメントとして作用する。それ故、ロック用カムは、付勢手段の付勢力に抗して管体から離隔する方向へ揺動されて、管体の差込方向への移動が許容され得る。
【００１６】
また、本発明では、前記二本の管体の接続側の各開口端部が軸方向両側から差し入れられる環状の継手ハウジングを用い、該継手ハウジングに対して少なくとも一方の該管体を仮固定する仮固定手段を設けた態様が、好適に採用される。
【００１７】
本態様では、一方の管体の継手ハウジングへの差し込み量だけを予め決定しておくことで、二本の管体の突き合わせ部を、環状シール部材に対して容易に位置合わせ出来る。即ち、一方の管体を継手ハウジングに所定量だけ差し込んで仮固定手段で仮固定した後、該一方の管体に当接するまで他方の管体を継手ハウジングに差し込めば良く、該他方の管体の適正差込量を知らなくても良い。
【００１８】
また、本発明では、前記付勢手段による前記ワンウェイロック部材の前記管体への当接係止状態を解除して、その解除状態を維持する解除状態維持手段を設けた態様が、好適に採用される。
【００１９】
本態様では、解除状態維持手段により、ワンウェイロック部材を管体に対する非係止状態に保持し続けることが出来る。それ故、管体の撤去や交換、点検等に際して、継手ハウジングから管体を容易に引き抜くことが可能となる。
【００２０】
一方、本発明に従う管継手施工方法の特徴とするところは、上述の本発明に従う構造とされた管継手を用いた管継手施工方法であって、（ａ）継続的に使用される継続使用管体に対して、交換対象となる被交換管体を決定する交換管体決定工程と、（ｂ）前記被交換管体と差し替えられる交換用管体と、前記継続使用管体との何れか一方に対して前記管継手を外挿する管継手外挿工程と、（ｃ）前記継続使用管体と前記交換用管体の各一方の開口端部を突き合わせる交換用管体配置工程と、（ｄ）前記管継手を前記交換用管体と前記継続使用管体の何れか他方の側へスライド変位させて、該交換用管体の開口端部と該継続使用管体の開口端部の突き合わせ部分に対して前記環状シール部材を外挿配置し、該環状シール部材の軸方向一方の側で該交換用管体の外周面に前記ワンウェイロック部材を当接係止させると共に、該環状シール部材の軸方向他方の側で該継続使用管体の外周面に前記ワンウェイロック部材を当接係止させる管体ロック工程とを、含む管継手施工方法にある。
【００２１】
本発明方法に従えば、流路の中間部分を形成する管体であっても、その交換を容易に且つ速やかに実施できる。
【００２２】
また、本発明方法では、前記交換管体決定工程が、特定の管体の軸方向中間部分を切断して切断後の該管体の一方を前記被交換管体とするものであっても良い。これにより、例えば、管体の一部が腐蝕した場合に、その腐蝕部分を切断して、残りの部分をそのまま使用し続けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態としての管継手による管体の接続構造を示す縦断面図。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１に示されたロック用カムの係止解除状態を拡大して示す縦断面図。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図。
【図５】本発明方法を説明するための縦断面図。
【図６】管継手外挿工程を説明するための管路の正面概略図。
【図７】交換管体決定工程を説明するための管路の正面概略図。
【図８】交換用管体配置工程を説明するための管路の正面概略図。
【図９】管体ロック工程を説明するための管路の縦断面図。
【図１０】交換管体決定工程を説明するための管路の正面概略図。
【図１１】管継手外挿工程を説明するための管路の正面概略図。
【図１２】交換用管体配置工程を説明するための管路の正面概略図。
【図１３】管体ロック工程を説明するための管路の縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２５】
図１及び図２には、本発明の一実施形態としての管継手１０を備えた配管構造体としての管路が示されている。管継手１０は、環状の継手ハウジング１２を備えている。そして、この継手ハウジング１２に二本の管体１４ａ，１４ｂが軸方向両側から差し入れられて接続されることによって管路が構成されている。
【００２６】
より詳細には、継手ハウジング１２は、円筒形状を有しており、軸方向両端部には径方向内方に向かって突出する円環板形状の両壁部１３，１３が一体形成されている。これにより、継手ハウジング１２には、内周面に開口する環状凹所１６が全周で連続して形成されている。なお、継手ハウジング１２は、両壁部１３，１３を含めて、金属や合成樹脂等の硬質材で形成されている。
【００２７】
さらに、環状凹所１６の開口部分には、略円筒形状の環状シール部材１８が略同一中心軸上に配設されている。この環状シール部材１８は、弾性変形可能で且つ管体１４ａ，１４ｂ内を流動する流体に対する不透過性や耐久性等を考慮した材料によって形成されている。
【００２８】
特に本実施形態では、環状シール部材１８の軸方向両端部分において、径方向外方へ向かって突出する環状シール片２０，２０が全周に亘って一体形成されている。そして、これら一対の環状シール片２０，２０は、軸方向外側の面が、それぞれ、環状凹所１６の内面を構成する両壁部１３，１３に密着されている。なお、継手ハウジング１２への組み付けによる当接反力以外には環状シール部材１８に特別な外力が及ぼされていない状態でも、環状シール片２０，２０が両壁部１３，１３に押し付けられていることが望ましい。これにより、環状凹所１６の開口部が覆蓋されて、環状凹所１６が作用空気室２２とされている。
【００２９】
また、環状凹所１６の軸方向両側の開口周縁部には、それぞれ、軸方向外方へ延び出す円筒形状の延出片２４が一体形成されている。各延出片２４には、複数の開口窓２６が周方向に適当な間隔で形成されている。開口窓２６は、延出片２４を貫通して、軸方向に所定長さで延びるスリット状の長孔とされている。
【００３０】
各開口窓２６の周方向両縁部には、延出片２４の外周面に突出する一対の支持壁２８，２８が形成されている。これら一対の支持壁２８，２８の間に掛け渡されて、支軸３０が配設されている。即ち、この支軸３０は、開口窓２６に対して延出片２４の外周側に離隔して、延出片２４の接線方向に延びている。しかも、この支軸３０は、開口窓２６上において、延出片２４の軸方向延出端側に偏倚して位置している。
【００３１】
そして、この支軸３０に対して、ワンウェイロック部材としてのロック用カム３２が装着されている。ロック用カム３２は、板カムであり、略水滴形の平面形状を有している。その小幅端部側（水滴形の先端部側）には、板厚方向に貫通する支持孔３４が形成されている。この支持孔３４に支軸３０が挿通されることにより、ロック用カム３２が、支軸３０回りで揺動可能に組み付けられている。また、支軸３０回りでの揺動に伴い、ロック用カム３２の大幅端部側（水滴形の下端部側）が、開口窓２６から延出片２４の内周側に突出するようになっている。
【００３２】
この開口窓２６から突出するロック用カム３２の大幅端部側の側周面には、鋸歯様の多数の係止歯３５が形成されている。これら係止歯３５は、開口窓２６から内方に突出して、管体１４ａ，１４ｂの外周面に当接するようになっている。各係止歯３５は、ロック用カム３２の側面視において尖鋭形状とされている。より好適には、各係止歯３５が、支軸３０と反対側に向かって傾斜して突出している。即ち、ロック用カム３２の外周面において、各係止歯３５は、突出先端部に行くに連れて小幅端部側から大幅端部側に向かって傾斜して突出している。これにより、管体１４ａ，１４ｂの表面に当接することにより、後述するとおり、管体１４ａ，１４ｂに対してワンウェイのロック機能を発揮するようになっている。
【００３３】
また、ロック用カム３２には、支軸３０回りで揺動変位する位置で、且つ開口窓２６に入り込まない部分において、板厚方向に貫通するピン孔３６が形成されている。即ち、ピン孔３６は、ロック用カム３２において、開口窓２６から内方に突出する部分とは揺動方向で略反対側に位置している。
【００３４】
また、ロック用カム３２の揺動方向外方には、付勢手段としての板ばね３８が設けられている。板ばね３８は、ばね鋼等で形成されており、全体として長手板形状を呈している。このような板ばね３８は、一対の支持壁２８，２８を開口窓２６よりも軸方向内方側（延出片２４の基端側）で連結する連結壁４０において、その長手方向一端が支持された状態で配設される。これにより、ロック用カム３２は、板ばね３８の付勢力に抗して、開口窓２６から出る方向へ揺動変位することとなる。
【００３５】
更にまた、各延出片２４には、複数のネジ孔４２が周方向に適当な間隔で形成されている。そして、これら複数のネジ孔４２には、それぞれ、仮固定手段としての位置決めボルト４４が螺着されている。
【００３６】
このような構造とされた継手ハウジング１２に対して、二本の管体１４ａ，１４ｂが軸方向両側から差し入れられる。二本の管体１４ａ，１４ｂは、それぞれ、略一定の内外径寸法で延びており、本実施形態では、鋼管や鋳鉄管等の金属管体が採用されている。
【００３７】
また、二本の管体１４ａ，１４ｂが継手ハウジング１２に対して軸方向両側から差し入れられた状態で、二本の管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ部分は、環状シール部材１８の内周側に位置している。この状態で、作用空気室２２に給排手段としての圧力給排装置４６から空気が送り込まれると、作用空気室２２の圧力が上昇して、環状シール部材１８が二本の管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ部分に対して外周面から密着される。また、環状シール片２０，２０が、継手ハウジング１２に形成された環状凹所１６の内面に密着されて作用空気室２２の密封性が確保される。
【００３８】
なお、圧力給排装置４６による圧力空気の供給に先立って、先ず、三方切換弁５４を切り換えて、空気圧源４８を作用空気室２２に接続する。三方切換弁５４は、圧力給排装置４６が備える空気圧源４８と環状凹所１６の底壁に設けられた給排用金具５０とを接続する空気圧管路５２上に配設されている。これにより、作用空気室２２に所定圧力の空気を充填し、作用空気室２２内が目的とする圧力になったことを確認する。この圧力確認は、空気圧管路５２上に配設された圧力センサ５６で確認できる。三方切換弁５４を切り換えた後は、作用空気室２２が密閉状態に保持されて圧力保持される。また、作用空気室２２からの圧力空気の排出は、三方切換弁５４を切り換えて、作用空気室２２を大気中に接続することで為される。
【００３９】
更にまた、上述の如く二本の管体１４ａ，１４ｂが継手ハウジング１２に差し入れられた状態下、ロック用カム３２は、開口窓２６に入り込んだ状態で、延出片２４の基端側へ延び出しており、支軸３０よりも延出片２４の基端側で管体１４ａ，１４ｂの外周面に当接係止されている。この状態で、ロック用カム３２は板ばね３８を揺動方向外方へ押している。これにより、板ばね３８の付勢力がロック用カム３２に及ぼされて、ロック用カム３２の管体１４ａ，１４ｂへの当接係止状態が保持される。
【００４０】
続いて、上述の如き管継手１０を用いた管継手施工方法について、説明する。先ず、一方の管体１４ａの管継手１０への差込量を予め測定して、外周面に罫書き等で目印を付ける。このように目印が付けられた一方の管体１４ａを、軸方向一方の側から所定の差込量だけ差し込む。
【００４１】
その際、ロック用カム３２は、板ばね３８の付勢力に抗して、一方の管体１４ａから離隔する方向へ揺動する。この揺動駆動力は、一方の管体１４ａとの間で発生する摩擦力が、ロック用カム３２を支軸３０回りに一方の管体１４ａから離隔させる方向へ揺動させるモーメントとして作用することで発揮される。これにより、ロック用カム３２の一方の管体１４ａへの当接係止状態が、板ばね３８の付勢力に基づいて、保持される。
【００４２】
また、ロック用カム３２が当接係止された状態で一方の管体１４ａを引き抜こうとすると、ロック用カム３２の係止歯３５が、一方の管体１４ａの外周面に対して更に食い込む。即ち、管体１４ａがロック用カム３２に及ぼす摩擦力に基づく回転モーメントの作用で、ロック用カム３２による管体１４ａの係止力が発揮される。従って、ロック用カム３２が一方の管体１４ａに当接係止された状態では、一方の管体１４ａの引抜方向への移動が阻止される。
【００４３】
なお、一方の管体１４ａを差し込み過ぎた場合には、図３及び図４に示されているように、ロック用カム３２に形成されたピン孔３６に解除ピン５８を差し込んで、解除ピン５８を一対の支持壁２８，２８のそれぞれの突出端面に係止させることにより、ロック用カム３２を一方の管体１４ａから離隔させて、ロック用カム３２の一方の管体１４ａへの当接係止状態を解除する。これにより、一方の管体１４ａの引抜方向への移動が許容される。その結果、一方の管体１４ａを引抜方向へ移動させながら、一方の管体１４ａの差込量を調整することが出来る。このことから明らかなように、本実施形態では、ロック用カム３２に形成されたピン孔３６と、ピン孔３６に挿通される解除ピン５８と、解除ピン５８が係止される一対の支持壁２８，２８によって、解除状態維持手段が構成されている。
【００４４】
そして、一方の管体１４ａが所定の差込量だけ差し込まれた状態で、位置決めボルト４４を締め付けて、位置決めボルト４４の先端を一方の管体１４ａの外周面に押し当てる。これにより、一方の管体１４ａの差込方向への移動も阻止して、一方の管体１４ａを管継手１０に仮固定する。
【００４５】
また、このように一方の管体１４ａが仮固定された管継手１０に対して、軸方向他方の側から他方の管体１４ｂを差し込む。その際、ロック用カム３２は、一方の管体１４ａに当接係止されたロック用カム３２と同様に、板ばね３８の付勢力に抗して、他方の管体１４ｂから離隔する方向へ揺動する。これにより、ロック用カム３２の他方の管体１４ｂへの当接係止状態も、板ばね３８の付勢力に基づいて保持される。また、他方の管体１４ｂの引抜方向への移動も、一方の管体１４ａがロック用カム３２の当接係止作用で引抜方向への移動が阻止されるのと同様に、ロック用カム３２の当接係止作用に基づいて阻止される。なお、他方の管体１４ｂの差し込みは、一方の管体１４ａに当接するまで行われても良いし、予め測定しておいた寸法だけ行われても良い。
【００４６】
その後、作用空気室２２へ空気を送り込んで、環状シール部材１８を二本の管体１４ａ，１４ｂの突き合わせ部分に対して外周面から密着させる。これにより、二本の管体１４ａ，１４ｂが、各一方の開口端部を突き合わせた状態で相互に流体密に接続される。
【００４７】
また、上述の如き管継手１０を用いれば、図５に示されているように、軸方向両端が管継手１０ａ，１０ｂによって継続使用管体１４ｃ，１４ｄに接続された被交換管体１４ｅを交換用管体１４ｆと差し替えることが出来る。なお、後述する図６乃至８では、管継手１０ａ，１０ｂの詳細な構造の図示は省略してある。
【００４８】
先ず、被交換管体１４ｅの軸方向両端に外挿されている管継手１０ａ，１０ｂの全てのロック用カム３２を管体１４ｃ，１４ｄ，１４ｅへの当接係止状態から解除する。また、継続使用管体１４ｃと被交換管体１４ｅの突き合わせ部分に外挿されている管継手１０ａに設けられた作用空気室２２ａに充填されている空気を抜く。これにより、継続使用管体１４ｃと被交換管体１４ｅの突き合わせ部分に密着された環状シール部材１８ａの密着状態を解除する。また、被交換管体１４ｅと継続使用管体１４ｄの突き合わせ部分に外挿されている管継手１０ｂに設けられた作用空気室２２ｂに充填されている空気を抜く。これにより、被交換管体１４ｅと継続使用管体１４ｄの突き合わせ部分に密着された環状シール部材１８ｂの密着状態を解除する。
【００４９】
続いて、図６に示されているように、被交換管体１４ｅの軸方向両端に外挿されている管継手１０ａ，１０ｂを、スライド変位させる。即ち、管継手１０ａ，１０ｂを、被交換管体１４ｅの軸方向外方へスライド変位させて、継続使用管体１４ｃ，１４ｄだけに外挿された状態にする管継手外挿工程を実施する。その後、図７に示されているように、被交換管体１４ｅを継続使用管体１４ｃ，１４ｄの間から移動させる交換管体決定工程を実施する。
【００５０】
次に、図８に示されているように、交換用管体１４ｆを継続使用管体１４ｃ，１４ｄの間に入れて、開口端部同士を突き合わせる交換用管体配置工程を実施する。この状態から、図９に示されているように、管継手１０ａ，１０ｂを交換用管体１４ｆ側へスライド変位させて、管継手１０ａに設けられた環状シール部材１８ａを継続使用管体１４ｃと交換用管体１４ｆの突き合わせ部分に位置合わせする。また、管継手１０ｂに設けられた環状シール部材１８ｂを交換用管体１４ｆと継続使用管体１４ｄの突き合わせ部分に位置合わせする。そして、各管継手１０ａ，１０ｂに設けられた全てのロック用カム３２から解除ピン５８を取り外して、ロック用カム３２を管体１４ｃ，１４ｄ，１４ｆに当接係止させる管体ロック工程を実施する。なお、管継手１０ａ，１０ｂの位置合わせは、交換用管体１４ｆや継続使用管体１４ｃ，１４ｄの外周面に罫書き等で目印を付けておき、その目印に合わせることで容易に行うことが出来る。
【００５１】
その後、一方の継続使用管体１４ｃと交換用管体１４ｆが軸方向両側から差し込まれた管継手１０ａの作用空気室２２ａへ空気を送り込む。これにより、一方の継続使用管体１４ｃと交換用管体１４ｆの突き合わせ部分の外周面に環状シール部材１８ａを密着させる。また、交換用管体１４ｆと他方の継続使用管体１４ｄが軸方向両側から差し込まれた管継手１０ｂの作用空気室２２ｂへ空気を送り込む。これにより、交換用管体１４ｆと他方の継続使用管体１４ｄの突き合わせ部分の外周面に環状シール部材１８ｂを密着させる。その結果、継続使用管体１４ｃ，１４ｄと交換用管体１４ｆが、開口端部同士を突き合わせた状態で相互に流体密に接続される。
【００５２】
更にまた、上述の如き管継手１０を用いれば、一本の管体１４ｇを丸ごと交換する必要もなくなる。具体的には、例えば、図１０に示されているように、管体１４ｇが部分的に腐蝕している場合、先ず、その管体１４ｇを切断する。腐蝕している部分（以下、被交換管体１４ｈと称する）と、腐蝕していない部分（以下、継続使用管体１４ｉと称する）に分離することにより、被交換管体１４ｈを決定する交換管体決定工程を実施するのである。
【００５３】
次に、図１１に示されているように、継続使用管体１４ｉに管継手１０を外挿する管継手外挿工程を実施する。その後、図１２に示されているように、継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊの各一方の開口端部を突き合わせる交換用管体配置工程を実施する。なお、図１１及び図１２では、管継手１０の詳細な構造の図示は省略してある。
【００５４】
この状態から、図１３に示されているように、管継手１０を交換用管体１４ｊ側へスライド変位させる。即ち、管継手１０に設けられた環状シール部材１８を継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊの突き合わせ部分に位置合わせする。そして、管継手１０に設けられた全てのロック用カム３２から解除ピン５８を取り外す。これにより、ロック用カム３２を継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊに当接係止させる管体ロック工程を実施する。なお、管継手１０の位置合わせは、交換用管体１４ｊや継続使用管体１４ｉの外周面に罫書き等で目印を付けておき、その目印に合わせることで容易に行うことが出来る。
【００５５】
その後、作用空気室２２へ空気を送り込んで、環状シール部材１８を継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊの突き合わせ部分に対して外周面から密着させる。これにより、継続使用管体１４ｉと交換用管体１４ｊが、各一方の開口端部を突き合わせた状態で相互に流体密に接続される。
【００５６】
このような構造とされた管継手１０においては、ロック用カム３２が管体１４の外周面に当接係止された状態で、管体１４の引抜方向への移動が阻止されている一方、管体１４の差込方向への移動が許容されている。これにより、何等の加工も施していない管体１４を差し込むだけで、二本の管体１４，１４を接続することが出来る。その結果、二本の管体１４，１４を簡単且つ速やかに接続することが可能となる。
【００５７】
また、ロック用カム３２の管体１４への当接係止状態が、板ばね３８の付勢力によって保持されているので、目的とする引抜阻止力が安定して発揮される。即ち、重力に対する管体１４の向きやロック用カム３２の配設位置等によって、ロック用カム３２が管体１４の外周面から離隔することが防止される。これにより、二本の管体１４，１４の接続状態の安定化を図ることが可能となる。
【００５８】
以上、本発明の一実施形態について詳述してきたが、これはあくまでも例示であって、本発明は、かかる実施形態における具体的な記載によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
【００５９】
例えば、前記実施形態において、環状凹所１６内に中空チューブを収容し、中空チューブの内部空間を作用空気室２２としても良い。具体的には、例えば特開２００５−１６７２２号公報に記載されている如き各種の環状シール部材で構成されたシール構造が採用可能である。
【００６０】
また、採用されるロック用カム３２の数や配設位置等は、前記実施形態の記載に限定されるものではない。管径が大きい場合や管に作用する力が大きい場合等には、ロック用カムを多く配設することが有効であり、その場合には、周方向に設けるだけでなく、軸方向で異なる位置にロック用カムを設けても良い。
【００６１】
さらに、前記実施形態において、板ばね３８は延出片２４の延出端側で長手方向の一端が係止等によって固定されていても良い。板ばねに代えてコイルスプリング等の公知の付勢手段を採用することが出来る。更にまた、前記実施形態において、ピン孔３６に解除ピン５８を差し通す際に、板ばね３８を取り外すようにしても良い。
【００６２】
また、前記実施形態において、交換用管体がストレートな管体の他、エルボ管やＴ字管等である場合にも、本発明は同様に適用可能である。
【００６３】
また、本発明では、溶接等することなく二本の管体を接続することが出来るので、接続される二本の管体は、同じ材料で形成されている必要はない。例えば、塩化ビニル等の合成樹脂材で形成された管体と、アルミニウムや鋳鉄，ステンレス，チタン等の金属材で形成された管体を接続したり、互いに異なる材料で形成された金属製の管体を接続しても良い。
【００６４】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更，修正，改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００６５】
１０：管継手，１２：継手ハウジング，１４：管体，１８：環状シール部材，２８：支持壁，３０：支軸，３２：ロック用カム，３６：ピン孔，３８：板ばね，４４：位置決めボルト，５８：解除ピン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二本の管体における各一方の開口端部を突き合わせ状態で相互に流体密に接続して連通させる管継手において、
前記二本の管体における前記各一方の開口端部の突き合わせ部分に対して環状シール部材を外周面から密着させてシールする一方、該環状シール部材の軸方向両側において、それぞれ、該管体の外周面に対して当接係止されることにより該管体の突き合わせ方向と反対側への移動を阻止しつつ該管体の突き合わせ方向への移動を許容するワンウェイロック部材を設けると共に、該ワンウェイロック部材を該管体に向けて付勢して該管体への当接係止状態に保持する付勢手段を設けたことを特徴とする管継手。
【請求項２】
前記二本の管体の接続側の各開口端部が軸方向両側から差し入れられる環状の継手ハウジングを用い、該継手ハウジングに設けられた支軸回りでの揺動変位によって該管体の外周面に対して当接及び離隔変位されるロック用カムを設けて、該ロック用カムによって前記ワンウェイロック部材を構成すると共に、該ロック用カムの支軸を該管体の外周側で該管体の接線と平行にし、且つ該支軸から該管体の突き合わせ側開口端部に向かって該ロック用カムを延び出させて、該支軸よりも該管体の突き合わせ側開口端部側で該ロック用カムを該管体の外周面に対して当接係止させた請求項１に記載の管継手。
【請求項３】
前記二本の管体の接続側の各開口端部が軸方向両側から差し入れられる環状の継手ハウジングを用い、該継手ハウジングに対して少なくとも一方の該管体を仮固定する仮固定手段を設けた請求項１又は２に記載の管継手。
【請求項４】
前記付勢手段による前記ワンウェイロック部材の前記管体への当接係止状態を解除して、その解除状態を維持する解除状態維持手段を設けた請求項１乃至３の何れか１項に記載の管継手。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の管継手を用いた管継手施工方法において、
継続的に使用される継続使用管体に対して、交換対象となる被交換管体を決定する交換管体決定工程と、
前記被交換管体と差し替えられる交換用管体と、前記継続使用管体との何れか一方に対して前記管継手を外挿する管継手外挿工程と、
前記継続使用管体と前記交換用管体の各一方の開口端部を突き合わせる交換用管体配置工程と、
前記管継手を前記交換用管体と前記継続使用管体の何れか他方の側へスライド変位させて、該交換用管体の開口端部と該継続使用管体の開口端部の突き合わせ部分に対して前記環状シール部材を外挿配置し、該環状シール部材の軸方向一方の側で該交換用管体の外周面に前記ワンウェイロック部材を当接係止させると共に、該環状シール部材の軸方向他方の側で該継続使用管体の外周面に前記ワンウェイロック部材を当接係止させる管体ロック工程と
を、含むことを特徴とする管継手施工方法。
【請求項６】
前記交換管体決定工程が、特定の管体の軸方向中間部分を切断して切断後の該管体の一方を前記被交換管体とする請求項５に記載の管継手施工方法。
【請求項１】
二本の管体における各一方の開口端部を突き合わせ状態で相互に流体密に接続して連通させる管継手において、
前記二本の管体における前記各一方の開口端部の突き合わせ部分に対して環状シール部材を外周面から密着させてシールする一方、該環状シール部材の軸方向両側において、それぞれ、該管体の外周面に対して当接係止されることにより該管体の突き合わせ方向と反対側への移動を阻止しつつ該管体の突き合わせ方向への移動を許容するワンウェイロック部材を設けると共に、該ワンウェイロック部材を該管体に向けて付勢して該管体への当接係止状態に保持する付勢手段を設けたことを特徴とする管継手。
【請求項２】
前記二本の管体の接続側の各開口端部が軸方向両側から差し入れられる環状の継手ハウジングを用い、該継手ハウジングに設けられた支軸回りでの揺動変位によって該管体の外周面に対して当接及び離隔変位されるロック用カムを設けて、該ロック用カムによって前記ワンウェイロック部材を構成すると共に、該ロック用カムの支軸を該管体の外周側で該管体の接線と平行にし、且つ該支軸から該管体の突き合わせ側開口端部に向かって該ロック用カムを延び出させて、該支軸よりも該管体の突き合わせ側開口端部側で該ロック用カムを該管体の外周面に対して当接係止させた請求項１に記載の管継手。
【請求項３】
前記二本の管体の接続側の各開口端部が軸方向両側から差し入れられる環状の継手ハウジングを用い、該継手ハウジングに対して少なくとも一方の該管体を仮固定する仮固定手段を設けた請求項１又は２に記載の管継手。
【請求項４】
前記付勢手段による前記ワンウェイロック部材の前記管体への当接係止状態を解除して、その解除状態を維持する解除状態維持手段を設けた請求項１乃至３の何れか１項に記載の管継手。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の管継手を用いた管継手施工方法において、
継続的に使用される継続使用管体に対して、交換対象となる被交換管体を決定する交換管体決定工程と、
前記被交換管体と差し替えられる交換用管体と、前記継続使用管体との何れか一方に対して前記管継手を外挿する管継手外挿工程と、
前記継続使用管体と前記交換用管体の各一方の開口端部を突き合わせる交換用管体配置工程と、
前記管継手を前記交換用管体と前記継続使用管体の何れか他方の側へスライド変位させて、該交換用管体の開口端部と該継続使用管体の開口端部の突き合わせ部分に対して前記環状シール部材を外挿配置し、該環状シール部材の軸方向一方の側で該交換用管体の外周面に前記ワンウェイロック部材を当接係止させると共に、該環状シール部材の軸方向他方の側で該継続使用管体の外周面に前記ワンウェイロック部材を当接係止させる管体ロック工程と
を、含むことを特徴とする管継手施工方法。
【請求項６】
前記交換管体決定工程が、特定の管体の軸方向中間部分を切断して切断後の該管体の一方を前記被交換管体とする請求項５に記載の管継手施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２２３３８１（Ｐ２０１０−２２３３８１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７２８９８（Ｐ２００９−７２８９８）
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【出願人】（５９５０８６０１８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２４日（２００９．３．２４）
【出願人】（５９５０８６０１８）
【Ｆターム（参考）】
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