管継手
【課題】水密性に優れ、容易に高い水密性を保持することが可能な管継手を提供する。
【解決手段】受口３３の内周面に嵌め込み部と凹部３８とが形成され、受口３３と挿口３５との間がシール材４５によってシールされ、受口３３に、シール材４５を押込む押輪６０がボルト６１，ナット６２により締結され、シール材４５は、押輪６０と嵌め込み部とにより形成された嵌め込み溝６３に嵌込まれるヒール部４６と、受口３３の内周面と挿口３５の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、バルブ部は、受口３３の内周面に圧接する第１バルブ４８と、挿口３５の外周面に圧接する第２バルブ４９とを備え、第１バルブ４８と第２バルブ４９との接合部分にくびれ部が形成され、第２バルブ４９は、内径が挿口３５の外径Ｄよりも小さく設定されているとともに、管径方向において拡縮自在であり、第２バルブ４９の外周と凹部３８の底面との間に間隙６４が形成されている。
【解決手段】受口３３の内周面に嵌め込み部と凹部３８とが形成され、受口３３と挿口３５との間がシール材４５によってシールされ、受口３３に、シール材４５を押込む押輪６０がボルト６１，ナット６２により締結され、シール材４５は、押輪６０と嵌め込み部とにより形成された嵌め込み溝６３に嵌込まれるヒール部４６と、受口３３の内周面と挿口３５の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、バルブ部は、受口３３の内周面に圧接する第１バルブ４８と、挿口３５の外周面に圧接する第２バルブ４９とを備え、第１バルブ４８と第２バルブ４９との接合部分にくびれ部が形成され、第２バルブ４９は、内径が挿口３５の外径Ｄよりも小さく設定されているとともに、管径方向において拡縮自在であり、第２バルブ４９の外周と凹部３８の底面との間に間隙６４が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに接続される一方の管の端部に形成された受口に、他方の管の端部に形成された挿口を挿入する管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の管継手としては、例えば、図６に示すように、一方の管１１の端部には受口１２が形成されており、受口１２の奥側には奥端面１３が形成されている。この奥端面１３よりも受口１２の開口側には横断面が矩形状のロックリング収容溝１４が形成されており、このロックリング収容溝１４には、環状で周方向に一つ割の横断面矩形状のロックリング１５が収容されている。
【０００３】
ロックリング収容溝１４よりもさらに開口側には、開口側に向かって広がるテーパ面１６が形成されている。受口１２の端部の外周には、径方向外向きのフランジ１８が形成されている。このフランジ１８には複数の丸孔１９が貫通状態で形成されている。
【０００４】
また、他方の管２１の端部には挿口２２が形成されており、この挿口２２の端部の外周には挿口突部２３が形成されている。なお、挿口２２は、挿口突部２３がロックリング１５と奥端面１３との間に位置するまで受口１２内に挿入されている。また、挿口突部２３の外径はロックリング１５の内径よりも大きく形成されており、ロックリング１５の内径と挿口２２の外径とは同様に形成されている。
【０００５】
ロックリング１５の位置よりも受口２の開口側における挿口２２の外周には、周方向一つ割のバックアップリング２４と環状のゴム製のシール材２５とが配置されている。また、他方の管２１における受口１２に入り込まない部分の外周には、受口１２と同様の外径で環状の押輪２６が設けられている。
【０００６】
この押輪２６には、受口１２の フランジ１８に形成された複数の丸孔１９に対応する複数の丸孔２７が形成されている。丸孔２７と丸孔１９とには、それぞれ、Ｔ字型ボルト２８が図示のように通され、このＴ字型ボルト２８にナット２９がねじ合わされている。
【０００７】
このＴ字型ボルト２８とナット２９との締め付け力により、押輪２６は、挿口２２の外周に配置されているシール材２５及びバックアップリング２４を管軸方向に押圧して、受口１２に形成されているテーパ面１６にシール材２５を押し当てる。これにより、この管継手におけるシール機能が発揮される。
【０００８】
尚、上記のような構成の管継手は例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１４５７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら上記の従来形式では、高い水密性を保持するためには、Ｔ字型ボルト２８とナット２９との締め付け力を増大させて、シール材２５全体を管軸方向において十分に圧縮させる必要があり、締め付け作業に労力を要した。
【００１１】
本発明は、水密性に優れ、容易に高い水密性を保持することが可能な管継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本第１発明は、互いに接続される一方の管の端部に形成された受口に、他方の管の端部に形成された挿口を挿入する管継手であって、
受口の内周面に、嵌め込み部と、嵌め込み部よりも奥側に位置する凹部とが形成され、
受口と受口に挿入された挿口との間は弾性材からなる環状のシール材によって全周にわたりシールされ、
受口の開口端部に、シール材を受口奥側へ押し込む押輪が締結手段によって着脱自在に設けられ、
押輪が受口の開口端部に当接して押輪と嵌め込み部とにより嵌め込み溝が形成され、
シール材は、嵌め込み溝に嵌め込まれるヒール部と、受口の内周面と挿口の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、
バルブ部は、ヒール部に接合され且つ受口の内周面に圧接する第１バルブと、第１バルブに接合され且つ挿口の外周面に圧接する第２バルブとを備え、
第１バルブと第２バルブとの接合部分には、第１および第２バルブよりも薄いくびれ部が形成され、
第２バルブは、第１バルブから管中心に向って傾斜し、且つ、内径が挿口の外径よりも小さく設定されているとともに、くびれ部の変形により管径方向において拡縮自在であり、
第２バルブの外周と凹部の底面との間に間隙が形成されているものである。
【００１３】
これによると、一方の管と他方の管とを接合する場合、他方の管の挿口を押輪の内周とシール材の内周とに挿入して、シール材を挿口にセットする。この際、第１および第２バルブよりも薄いくびれ部が変形することで、第２バルブが挿口により管径方向において拡大（拡径）され、挿口がシール材の内周に挿入されるため、第２バルブを管径方向において拡大させるのに要する力が低減される。
【００１４】
その後、他方の管の挿口を一方の管の受口に挿入し、締結手段によって押輪を受口の開口端部に締結し、押輪を用いてシール材を受口奥側へ押し込む。押輪が受口の開口端部に当接すると、押輪と受口の嵌め込み部とにより嵌め込み溝が形成され、シール材のヒール部が嵌め込み溝に嵌め込まれ、第１バルブが受口の内周面に圧接するとともに、第２バルブが挿口の外周面に圧接する。これにより、シール材が受口内の正規の位置に装着され、受口と挿口との間がシール材のバルブ部によってシールされる。
【００１５】
互いに接合された管内に水圧が作用すると、第２バルブの外周と凹部の底面との間隙にも水圧が作用するため、第２バルブには管中心に向いた押付力が作用し、これにより、第２バルブが挿口の外周面に強く押し付けられるため、容易に高い水密性を保持することが可能である。
【００１６】
また、本第２発明は、第１バルブの外周部に、受口の嵌め込み部と凹部との間に形成された凸部の内周面に圧接する第１シール部が形成され、
第２バルブの内周部に、挿口の外周面に圧接する第２シール部が形成され、
第１シール部の位置と第２シール部の位置とが管軸方向にずれているものである。
【００１７】
これによると、シール材のヒール部が嵌め込み溝に嵌め込まれ、第１バルブの第１シール部が受口の凸部の内周面に圧接するとともに、第２バルブの第２シール部が挿口の外周面に圧接する。これにより、受口と挿口との間がシール材のバルブ部によってシールされる。
【００１８】
互いに接合された管内に水圧が作用すると、この水圧によってバルブ部を受口の奥側から手前側に押し出そうとする押出し力が管軸方向に作用する。これに対して、第１シール部の位置と第２シール部の位置とが管軸方向にずれているため、押出し力によってシール材が受口の奥側から手前側に押されて挿口の外周面と押輪の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。特に、第１シール部の位置と第２シール部の位置との管軸方向におけるずれ量を大きくするほど、大きな押出し力に対して、シール材が挿口の外周面と押輪の内周面との間からはみ出すのを防止することができ、水密性が向上する。
【００１９】
また、本第３発明は、第１バルブの管径方向の厚さは第２バルブの管径方向の厚さよりも薄いものである。
また、本第４発明は、第２バルブの横断面の直径は受口の凸部の内周面と挿口の外周面との管径方向の間隔よりも大きいものである。
【００２０】
これによると、一方の管と他方の管とを接合した場合、第２バルブは受口の凸部を通過して凹部まで挿入されており、管内の水圧によってバルブ部を受口の奥側から手前側に押し出そうとする押出し力が管軸方向に作用しても、第２バルブの横断面の直径は受口の凸部の内周面と挿口の外周面との管径方向の間隔よりも大きいので、第２バルブは上記間隔を通過し難い。これにより、シール材が受口の奥側から手前側に押されて挿口の外周面と押輪の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。
【００２１】
また、本第５発明は、受口内の凹部よりも奥側にロックリングが設けられ、
挿口の外周に、ロックリングに受口奥側から係合可能な突部が形成されているものである。
【００２２】
これによると、挿口の突部がロックリングに受口奥側から係合することにより、挿口が受口から離脱するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によると、水密性に優れ、容易に高い水密性を保持することが可能な管継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態における管継手の断面図である。
【図２】同、管継手にシール材を装着する際の手順を示す断面図である。
【図３】同、管継手に備えられるシール材の自然状態（シール材を管継手から取り外した非圧縮状態）での横断面図である。
【図４】同、管継手に供えられるシール材の自然状態（シール材を管継手から取り外した非圧縮状態）での各部分の寸法を示した横断面図である。
【図５】同、管継手の挿口にシール材と押輪とをセットする際の手順を示す断面図である。
【図６】従来の管継手の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１，図２に示すように、３１はメカニカルタイプの離脱防止管継手であり、互いに接続される一方の管３２の端部に形成された受口３３に、他方の管３４の端部に形成された挿口３５が挿入されている。
【００２６】
受口３３の内周面には、嵌め込み部３７と、嵌め込み部３７よりも受口奥側に位置する凹部３８と、凹部３８よりも受口奥側に位置するロックリング収容溝３９と、嵌め込み部３７と凹部３８との間に位置する凸部４０とがそれぞれ全周にわたり形成されている。
【００２７】
嵌め込み部３７は受口３３の内周面と端面とに開放された窪みである。また、ロックリング収容溝３９から奥側に距離をおいた受口３３の内部には、管径方向の奥端面４１が形成されている。
【００２８】
ロックリング収容溝３９には金属製の周方向一つ割りのロックリング４２が収容されている。このロックリング４２は、弾性的な縮径力を有することで、挿口３５の外周面に弾性的に抱き付くように構成されている。ロックリング４２の外周面とロックリング収容溝３９の底面との間には心出しゴム体４３が配置されており、挿口３５が受口３３に挿入されていないときにロックリング４２を受口３３に対して心出し状態に保持可能である。また、挿口３５の先端部の外周には、ロックリング４２に受口奥側から係合可能な突部４４が形成されている。尚、突部４４は挿口３５の先端面よりも所定距離だけ引き抜き方向へ後退した位置に形成されている。
【００２９】
受口３３と挿口３５との間はゴム（弾性材の一例）製で環状のシール材４５によって全周にわたりシールされている。受口３３の開口端部の外周には、径方向外向きのフランジ５９が形成されている。受口３３のフランジ５９には、シール材４５を受口奥側へ押し込む環状の押輪６０が複数のボルト６１（締結手段の一例）およびナット６２（締結手段の一例）によって着脱自在に設けられている。押輪６０は受口３３の開口端面に当接しており、嵌め込み部３７と押輪６０とにより嵌め込み溝６３が形成される。尚、挿口３５は押輪６０の内周に挿通されている。
【００３０】
図１，図３，図４に示すように、シール材４５は、嵌め込み溝６３に嵌め込まれるヒール部４６と、受口３３の内周面と挿口３５の外周面との間に挟まれるバルブ部４７とを有している。ヒール部４６は横断面形状（周方向に対して垂直な断面の形状）が方形をした環状の部材である。
【００３１】
バルブ部４７は、環状の部材であり、互いに接合された第１バルブ４８と第２バルブ４９とを備えている。第１バルブ４８の横断面形状は管軸方向に長く且つ両端部に半径ｒ１の半円部を有する長円形状である。また，第２バルブ４９の横断面形状は半径ｒ２の円形状である。尚、上記半径ｒ１は半径ｒ２よりも小さく、第１バルブ４８の厚さＴ１は第２バルブ４９の厚さＴ２よりも薄い。また、第２バルブ４９の横断面の直径（＝２×ｒ２）は凸部４０の内周面と挿口３５の外周面との管径方向の間隔Ｓよりも大きく形成されている。
【００３２】
第１バルブ４８はヒール部４６に接合され、第１バルブ４８とヒール部４６との接合部分の外周部には凹部５２が形成されている。尚、第１バルブ４８の内径は挿口３５の外径よりも僅かに小さく形成され、第１バルブ４８の外径は凸部４０の内径よりも僅かに大きく形成されている。
【００３３】
ヒール部４６は、第１バルブ４８に対して、受口３３の奥側とは反対の手前側に位置している。また、第１バルブ４８と第２バルブ４９との接合部分には、第１および第２バルブ４８，６４よりも薄いくびれ部５３が形成されている。くびれ部５３の内周面と外周面とにはそれぞれ、円弧状の凹部５４，５５が形成されている。
【００３４】
第２バルブ４９は、第１バルブ４８に対して受口３３の奥側に位置し、且つ、第１バルブ４８から管中心に向って傾斜している。尚、図４に示すように、第１バルブ４８の第２バルブ４９寄りの端部の半円部の中心Ｐ１と第２バルブ４９の中心Ｐ２とを含む面をＬ１とし、上記中心Ｐ１を含み且つシール材４５の径方向の面をＬ２とすると、面Ｌ２に対する面Ｌ１の傾斜角度Ｍは１５〜３５°に設定されている。さらに、第２バルブ４９は、その内径ｄが挿口３５の外径Ｄよりも小さく設定され、且つ、くびれ部５３の弾性変形により管径方向において拡縮自在である。また、ヒール部４６の内径Ｊは第１バルブ４８の内径Ｋよりも大きく設定されている。
【００３５】
第１バルブ４８の外周部には、凸部４０の内周面（受口３３の内周面）に圧接する第１シール部５０が全周にわたり形成されている。また、第２バルブ４９の内周部には、挿口３５の外周面に圧接する第２シール部５１が全周にわたり形成されている。第１シール部５０の位置と第２シール部５１の位置とは管軸方向にずれている。また、図１に示すように、管径方向において、第２バルブ４９の外周と凹部３８の底面との間には間隙６４が全周にわたり形成されている。また、凸部４０の管軸方向の長さは第２バルブ４９を圧縮しない長さに設定されている。尚、ヒール部４６はバルブ部４７よりも硬質のゴムで形成されている。
【００３６】
以下、上記構成における作用を説明する。
一方の管３２と他方の管３４とを接合する場合、予め、ロックリング収容溝３９にロックリング４２と心出しゴム体４３とを収容しておく。そして、図５（ａ）に示すように、挿口３５を、先ず、押輪６０の内周に挿入し、次に、シール材４５の内周に挿入する。このとき、図５（ｂ）に示すように、挿口３５の先端が第１バルブ４８の内周に挿入されて第２バルブ４９に接触し、第２バルブ４９が押されることにより、第２バルブ４９が管径方向において拡大（拡径）される。
【００３７】
その後、挿口３５がさらに挿入されると、図５（ｃ）に示すように、挿口３５の突部４４が、ヒール部４６の内周を通って第１バルブ４８の内周に当接し、その後、図５（ｄ）に示すように、第１バルブ４８の内周を通って第２バルブ４９の内周に当接する。この際、第２バルブ４９は、突部４４に対して、管径方向の外向きに変位する。その後、図５（ｅ）および図２（ａ）に示すように、挿口３５の突部４４が第２バルブ４９の内周を通過し、挿口３５がシール材４５の内周に挿入され、シール材４５が挿口３５にセットされる。
【００３８】
上記のように挿口３５をシール材４５の内周に挿入した際、第１および第２バルブ４８，４９よりも薄いくびれ部５３が弾性変形することで、第２バルブ４９が管径方向において拡大（拡径）するため、第２バルブ４９を管径方向において拡大させるのに要する力が低減され、これにより、挿口３５をシール材４５の内周に挿入する際に要する挿入力を低減することができる。
【００３９】
また、図５（ｂ）に示すように、先ず、挿口３５の先端が第２バルブ４９を管径方向において拡大し、その後、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、突部４４が第１バルブ４８内を通過するため、第２バルブ４９が管径方向に拡大することと突部４４が第１バルブ４８内を通過することとは同時に起こらず、これにより、挿口３５をシール材４５の内周に挿入する際に要する挿入力を低減することができる。
【００４０】
その後、図２（ｂ）に示すように、挿口３５を受口３３に規定量挿入し、挿口３５の突部４４をロックリング４２の受口手前側から受口奥側へ通過させる。
次に、複数のボルト６１とナット６２とによって押輪６０をフランジ５９に締結する。この際、作業者は押輪６０が受口３３の開口端面に当接するまでナット６２を締め込み、これにより、図１に示すように、シール材４５が受口３３の開口端部の内周と挿口３５の外周との間に押し込まれて正規の位置にセットされ、ヒール部４６が嵌め込み部３７と押輪６０とで形成された嵌め込み溝６３に嵌め込まれ、一方の管３２と他方の管３４とが接合される。
【００４１】
この際、第２バルブ４９は、管径方向において拡大（拡径）された状態であるため、挿口３５の外周面に張り付くとともに、第２バルブ４９の拡径に付随して第１バルブ４８が管径方向の外向きに押される。これにより、第１バルブ４８の第１シール部５０が凸部４０の内周面（受口３３の内周面）に圧接するとともに、第２バルブ４９の第２シール部５１が挿口３５の外周面に圧接するため、受口３３と挿口３５との間で高い水密性を保持することができる。
【００４２】
また、上記のようにシール材４５を受口３３と挿口３５との間に押し込む際、第１バルブ４８の横断面形状が長円形状であり、第２バルブ４９の横断面形状が円形状であるため、抵抗が少なくなってバルブ部４７を押し込み易い。
【００４３】
また、互いに接合された管３２，３４内に水圧が作用すると、図１に示すように、この水圧によってバルブ部４７を受口３３の奥側から手前側に押し出そうとする押出し力Ｆ１が管軸方向に作用する。これに対して、第１シール部５０の位置と第２シール部５１の位置とが管軸方向にずれているため、押出し力Ｆ１によってシール材４５が受口３３の奥側から手前側に押されて挿口３５の外周面と押輪６０の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。特に、第１シール部５０の位置と第２シール部５１の位置との管軸方向におけるずれ量Ａを大きくするほど、大きな押出し力Ｆ１に対して、シール材４５が挿口３５の外周面と押輪６０の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。これにより、受口３３と挿口３５との間の水密性が向上する。
【００４４】
また、第２バルブ４９は受口３３の凸部４０を通過して凹部３８まで挿入されており、第２バルブ４９の横断面の直径（＝２×ｒ２）は凸部４０の内周面と挿口３５の外周面との管径方向の間隔Ｓよりも大きいので、バルブ部４７が押出し力Ｆ１によって押されても、第２バルブ４９は上記間隔Ｓを通過し難く、これによっても、シール材４５が受口３３の奥側から手前側に押されて挿口３５の外周面と押輪６０の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。
【００４５】
また、間隙６４にも水圧が作用するため、第２バルブ４９には管中心に向いた押付力Ｆ２が作用し、これにより、第２バルブ４９の第２シール部５１が挿口３５の外周面に強く押し付けられ、受口３３と挿口３５との間の水密性がさらに向上する。
【００４６】
尚、上記実施の形態では、図１に示すように、挿口３５を受口３３に挿入して一方の管３２と他方の管３４とを接合した場合、第１バルブ４８の内周面が挿口３５の外周面に接触しているが、第１バルブ４８の内周面と挿口３５の外周面との間に隙間が形成されていてもよい。この場合、バルブ部４７が押出し力Ｆ１によって押されると、第２バルブ４９が上記第１バルブ４８の内周面と挿口３５の外周面との隙間に入り込むように押されるため、受口３３と挿口３５との間の水密性がさらに向上する。
【００４７】
上記実施の形態では、環状の一体構造の押輪６０を用いているが、この押輪６０を複数割り（例えば二つ割り）構造にしてもよい。
上記実施の形態では、第１バルブ４８の横断面形状を長円形状にしたが、円形状にしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
３１ 管継手
３２ 一方の管
３３ 受口
３４ 他方の管
３５ 挿口
３７ 嵌め込み部
３８ 凹部
４０ 凸部
４２ ロックリング
４４ 突部
４５ シール材
４６ ヒール部
４７ バルブ部
４８ 第１バルブ
４９ 第２バルブ
５０ 第１シール部
５１ 第２シール部
５３ くびれ部
６０ 押輪
６１ ボルト（締結手段）
６２ ナット（締結手段）
６３ 嵌め込み溝
６４ 間隙
ｄ 第２バルブの内径
Ｄ 挿口の外径
Ｔ１ 第１バルブの厚さ
Ｔ２ 第２バルブの厚さ
Ｓ 間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに接続される一方の管の端部に形成された受口に、他方の管の端部に形成された挿口を挿入する管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の管継手としては、例えば、図６に示すように、一方の管１１の端部には受口１２が形成されており、受口１２の奥側には奥端面１３が形成されている。この奥端面１３よりも受口１２の開口側には横断面が矩形状のロックリング収容溝１４が形成されており、このロックリング収容溝１４には、環状で周方向に一つ割の横断面矩形状のロックリング１５が収容されている。
【０００３】
ロックリング収容溝１４よりもさらに開口側には、開口側に向かって広がるテーパ面１６が形成されている。受口１２の端部の外周には、径方向外向きのフランジ１８が形成されている。このフランジ１８には複数の丸孔１９が貫通状態で形成されている。
【０００４】
また、他方の管２１の端部には挿口２２が形成されており、この挿口２２の端部の外周には挿口突部２３が形成されている。なお、挿口２２は、挿口突部２３がロックリング１５と奥端面１３との間に位置するまで受口１２内に挿入されている。また、挿口突部２３の外径はロックリング１５の内径よりも大きく形成されており、ロックリング１５の内径と挿口２２の外径とは同様に形成されている。
【０００５】
ロックリング１５の位置よりも受口２の開口側における挿口２２の外周には、周方向一つ割のバックアップリング２４と環状のゴム製のシール材２５とが配置されている。また、他方の管２１における受口１２に入り込まない部分の外周には、受口１２と同様の外径で環状の押輪２６が設けられている。
【０００６】
この押輪２６には、受口１２の フランジ１８に形成された複数の丸孔１９に対応する複数の丸孔２７が形成されている。丸孔２７と丸孔１９とには、それぞれ、Ｔ字型ボルト２８が図示のように通され、このＴ字型ボルト２８にナット２９がねじ合わされている。
【０００７】
このＴ字型ボルト２８とナット２９との締め付け力により、押輪２６は、挿口２２の外周に配置されているシール材２５及びバックアップリング２４を管軸方向に押圧して、受口１２に形成されているテーパ面１６にシール材２５を押し当てる。これにより、この管継手におけるシール機能が発揮される。
【０００８】
尚、上記のような構成の管継手は例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１４５７３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら上記の従来形式では、高い水密性を保持するためには、Ｔ字型ボルト２８とナット２９との締め付け力を増大させて、シール材２５全体を管軸方向において十分に圧縮させる必要があり、締め付け作業に労力を要した。
【００１１】
本発明は、水密性に優れ、容易に高い水密性を保持することが可能な管継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本第１発明は、互いに接続される一方の管の端部に形成された受口に、他方の管の端部に形成された挿口を挿入する管継手であって、
受口の内周面に、嵌め込み部と、嵌め込み部よりも奥側に位置する凹部とが形成され、
受口と受口に挿入された挿口との間は弾性材からなる環状のシール材によって全周にわたりシールされ、
受口の開口端部に、シール材を受口奥側へ押し込む押輪が締結手段によって着脱自在に設けられ、
押輪が受口の開口端部に当接して押輪と嵌め込み部とにより嵌め込み溝が形成され、
シール材は、嵌め込み溝に嵌め込まれるヒール部と、受口の内周面と挿口の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、
バルブ部は、ヒール部に接合され且つ受口の内周面に圧接する第１バルブと、第１バルブに接合され且つ挿口の外周面に圧接する第２バルブとを備え、
第１バルブと第２バルブとの接合部分には、第１および第２バルブよりも薄いくびれ部が形成され、
第２バルブは、第１バルブから管中心に向って傾斜し、且つ、内径が挿口の外径よりも小さく設定されているとともに、くびれ部の変形により管径方向において拡縮自在であり、
第２バルブの外周と凹部の底面との間に間隙が形成されているものである。
【００１３】
これによると、一方の管と他方の管とを接合する場合、他方の管の挿口を押輪の内周とシール材の内周とに挿入して、シール材を挿口にセットする。この際、第１および第２バルブよりも薄いくびれ部が変形することで、第２バルブが挿口により管径方向において拡大（拡径）され、挿口がシール材の内周に挿入されるため、第２バルブを管径方向において拡大させるのに要する力が低減される。
【００１４】
その後、他方の管の挿口を一方の管の受口に挿入し、締結手段によって押輪を受口の開口端部に締結し、押輪を用いてシール材を受口奥側へ押し込む。押輪が受口の開口端部に当接すると、押輪と受口の嵌め込み部とにより嵌め込み溝が形成され、シール材のヒール部が嵌め込み溝に嵌め込まれ、第１バルブが受口の内周面に圧接するとともに、第２バルブが挿口の外周面に圧接する。これにより、シール材が受口内の正規の位置に装着され、受口と挿口との間がシール材のバルブ部によってシールされる。
【００１５】
互いに接合された管内に水圧が作用すると、第２バルブの外周と凹部の底面との間隙にも水圧が作用するため、第２バルブには管中心に向いた押付力が作用し、これにより、第２バルブが挿口の外周面に強く押し付けられるため、容易に高い水密性を保持することが可能である。
【００１６】
また、本第２発明は、第１バルブの外周部に、受口の嵌め込み部と凹部との間に形成された凸部の内周面に圧接する第１シール部が形成され、
第２バルブの内周部に、挿口の外周面に圧接する第２シール部が形成され、
第１シール部の位置と第２シール部の位置とが管軸方向にずれているものである。
【００１７】
これによると、シール材のヒール部が嵌め込み溝に嵌め込まれ、第１バルブの第１シール部が受口の凸部の内周面に圧接するとともに、第２バルブの第２シール部が挿口の外周面に圧接する。これにより、受口と挿口との間がシール材のバルブ部によってシールされる。
【００１８】
互いに接合された管内に水圧が作用すると、この水圧によってバルブ部を受口の奥側から手前側に押し出そうとする押出し力が管軸方向に作用する。これに対して、第１シール部の位置と第２シール部の位置とが管軸方向にずれているため、押出し力によってシール材が受口の奥側から手前側に押されて挿口の外周面と押輪の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。特に、第１シール部の位置と第２シール部の位置との管軸方向におけるずれ量を大きくするほど、大きな押出し力に対して、シール材が挿口の外周面と押輪の内周面との間からはみ出すのを防止することができ、水密性が向上する。
【００１９】
また、本第３発明は、第１バルブの管径方向の厚さは第２バルブの管径方向の厚さよりも薄いものである。
また、本第４発明は、第２バルブの横断面の直径は受口の凸部の内周面と挿口の外周面との管径方向の間隔よりも大きいものである。
【００２０】
これによると、一方の管と他方の管とを接合した場合、第２バルブは受口の凸部を通過して凹部まで挿入されており、管内の水圧によってバルブ部を受口の奥側から手前側に押し出そうとする押出し力が管軸方向に作用しても、第２バルブの横断面の直径は受口の凸部の内周面と挿口の外周面との管径方向の間隔よりも大きいので、第２バルブは上記間隔を通過し難い。これにより、シール材が受口の奥側から手前側に押されて挿口の外周面と押輪の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。
【００２１】
また、本第５発明は、受口内の凹部よりも奥側にロックリングが設けられ、
挿口の外周に、ロックリングに受口奥側から係合可能な突部が形成されているものである。
【００２２】
これによると、挿口の突部がロックリングに受口奥側から係合することにより、挿口が受口から離脱するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によると、水密性に優れ、容易に高い水密性を保持することが可能な管継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態における管継手の断面図である。
【図２】同、管継手にシール材を装着する際の手順を示す断面図である。
【図３】同、管継手に備えられるシール材の自然状態（シール材を管継手から取り外した非圧縮状態）での横断面図である。
【図４】同、管継手に供えられるシール材の自然状態（シール材を管継手から取り外した非圧縮状態）での各部分の寸法を示した横断面図である。
【図５】同、管継手の挿口にシール材と押輪とをセットする際の手順を示す断面図である。
【図６】従来の管継手の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１，図２に示すように、３１はメカニカルタイプの離脱防止管継手であり、互いに接続される一方の管３２の端部に形成された受口３３に、他方の管３４の端部に形成された挿口３５が挿入されている。
【００２６】
受口３３の内周面には、嵌め込み部３７と、嵌め込み部３７よりも受口奥側に位置する凹部３８と、凹部３８よりも受口奥側に位置するロックリング収容溝３９と、嵌め込み部３７と凹部３８との間に位置する凸部４０とがそれぞれ全周にわたり形成されている。
【００２７】
嵌め込み部３７は受口３３の内周面と端面とに開放された窪みである。また、ロックリング収容溝３９から奥側に距離をおいた受口３３の内部には、管径方向の奥端面４１が形成されている。
【００２８】
ロックリング収容溝３９には金属製の周方向一つ割りのロックリング４２が収容されている。このロックリング４２は、弾性的な縮径力を有することで、挿口３５の外周面に弾性的に抱き付くように構成されている。ロックリング４２の外周面とロックリング収容溝３９の底面との間には心出しゴム体４３が配置されており、挿口３５が受口３３に挿入されていないときにロックリング４２を受口３３に対して心出し状態に保持可能である。また、挿口３５の先端部の外周には、ロックリング４２に受口奥側から係合可能な突部４４が形成されている。尚、突部４４は挿口３５の先端面よりも所定距離だけ引き抜き方向へ後退した位置に形成されている。
【００２９】
受口３３と挿口３５との間はゴム（弾性材の一例）製で環状のシール材４５によって全周にわたりシールされている。受口３３の開口端部の外周には、径方向外向きのフランジ５９が形成されている。受口３３のフランジ５９には、シール材４５を受口奥側へ押し込む環状の押輪６０が複数のボルト６１（締結手段の一例）およびナット６２（締結手段の一例）によって着脱自在に設けられている。押輪６０は受口３３の開口端面に当接しており、嵌め込み部３７と押輪６０とにより嵌め込み溝６３が形成される。尚、挿口３５は押輪６０の内周に挿通されている。
【００３０】
図１，図３，図４に示すように、シール材４５は、嵌め込み溝６３に嵌め込まれるヒール部４６と、受口３３の内周面と挿口３５の外周面との間に挟まれるバルブ部４７とを有している。ヒール部４６は横断面形状（周方向に対して垂直な断面の形状）が方形をした環状の部材である。
【００３１】
バルブ部４７は、環状の部材であり、互いに接合された第１バルブ４８と第２バルブ４９とを備えている。第１バルブ４８の横断面形状は管軸方向に長く且つ両端部に半径ｒ１の半円部を有する長円形状である。また，第２バルブ４９の横断面形状は半径ｒ２の円形状である。尚、上記半径ｒ１は半径ｒ２よりも小さく、第１バルブ４８の厚さＴ１は第２バルブ４９の厚さＴ２よりも薄い。また、第２バルブ４９の横断面の直径（＝２×ｒ２）は凸部４０の内周面と挿口３５の外周面との管径方向の間隔Ｓよりも大きく形成されている。
【００３２】
第１バルブ４８はヒール部４６に接合され、第１バルブ４８とヒール部４６との接合部分の外周部には凹部５２が形成されている。尚、第１バルブ４８の内径は挿口３５の外径よりも僅かに小さく形成され、第１バルブ４８の外径は凸部４０の内径よりも僅かに大きく形成されている。
【００３３】
ヒール部４６は、第１バルブ４８に対して、受口３３の奥側とは反対の手前側に位置している。また、第１バルブ４８と第２バルブ４９との接合部分には、第１および第２バルブ４８，６４よりも薄いくびれ部５３が形成されている。くびれ部５３の内周面と外周面とにはそれぞれ、円弧状の凹部５４，５５が形成されている。
【００３４】
第２バルブ４９は、第１バルブ４８に対して受口３３の奥側に位置し、且つ、第１バルブ４８から管中心に向って傾斜している。尚、図４に示すように、第１バルブ４８の第２バルブ４９寄りの端部の半円部の中心Ｐ１と第２バルブ４９の中心Ｐ２とを含む面をＬ１とし、上記中心Ｐ１を含み且つシール材４５の径方向の面をＬ２とすると、面Ｌ２に対する面Ｌ１の傾斜角度Ｍは１５〜３５°に設定されている。さらに、第２バルブ４９は、その内径ｄが挿口３５の外径Ｄよりも小さく設定され、且つ、くびれ部５３の弾性変形により管径方向において拡縮自在である。また、ヒール部４６の内径Ｊは第１バルブ４８の内径Ｋよりも大きく設定されている。
【００３５】
第１バルブ４８の外周部には、凸部４０の内周面（受口３３の内周面）に圧接する第１シール部５０が全周にわたり形成されている。また、第２バルブ４９の内周部には、挿口３５の外周面に圧接する第２シール部５１が全周にわたり形成されている。第１シール部５０の位置と第２シール部５１の位置とは管軸方向にずれている。また、図１に示すように、管径方向において、第２バルブ４９の外周と凹部３８の底面との間には間隙６４が全周にわたり形成されている。また、凸部４０の管軸方向の長さは第２バルブ４９を圧縮しない長さに設定されている。尚、ヒール部４６はバルブ部４７よりも硬質のゴムで形成されている。
【００３６】
以下、上記構成における作用を説明する。
一方の管３２と他方の管３４とを接合する場合、予め、ロックリング収容溝３９にロックリング４２と心出しゴム体４３とを収容しておく。そして、図５（ａ）に示すように、挿口３５を、先ず、押輪６０の内周に挿入し、次に、シール材４５の内周に挿入する。このとき、図５（ｂ）に示すように、挿口３５の先端が第１バルブ４８の内周に挿入されて第２バルブ４９に接触し、第２バルブ４９が押されることにより、第２バルブ４９が管径方向において拡大（拡径）される。
【００３７】
その後、挿口３５がさらに挿入されると、図５（ｃ）に示すように、挿口３５の突部４４が、ヒール部４６の内周を通って第１バルブ４８の内周に当接し、その後、図５（ｄ）に示すように、第１バルブ４８の内周を通って第２バルブ４９の内周に当接する。この際、第２バルブ４９は、突部４４に対して、管径方向の外向きに変位する。その後、図５（ｅ）および図２（ａ）に示すように、挿口３５の突部４４が第２バルブ４９の内周を通過し、挿口３５がシール材４５の内周に挿入され、シール材４５が挿口３５にセットされる。
【００３８】
上記のように挿口３５をシール材４５の内周に挿入した際、第１および第２バルブ４８，４９よりも薄いくびれ部５３が弾性変形することで、第２バルブ４９が管径方向において拡大（拡径）するため、第２バルブ４９を管径方向において拡大させるのに要する力が低減され、これにより、挿口３５をシール材４５の内周に挿入する際に要する挿入力を低減することができる。
【００３９】
また、図５（ｂ）に示すように、先ず、挿口３５の先端が第２バルブ４９を管径方向において拡大し、その後、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、突部４４が第１バルブ４８内を通過するため、第２バルブ４９が管径方向に拡大することと突部４４が第１バルブ４８内を通過することとは同時に起こらず、これにより、挿口３５をシール材４５の内周に挿入する際に要する挿入力を低減することができる。
【００４０】
その後、図２（ｂ）に示すように、挿口３５を受口３３に規定量挿入し、挿口３５の突部４４をロックリング４２の受口手前側から受口奥側へ通過させる。
次に、複数のボルト６１とナット６２とによって押輪６０をフランジ５９に締結する。この際、作業者は押輪６０が受口３３の開口端面に当接するまでナット６２を締め込み、これにより、図１に示すように、シール材４５が受口３３の開口端部の内周と挿口３５の外周との間に押し込まれて正規の位置にセットされ、ヒール部４６が嵌め込み部３７と押輪６０とで形成された嵌め込み溝６３に嵌め込まれ、一方の管３２と他方の管３４とが接合される。
【００４１】
この際、第２バルブ４９は、管径方向において拡大（拡径）された状態であるため、挿口３５の外周面に張り付くとともに、第２バルブ４９の拡径に付随して第１バルブ４８が管径方向の外向きに押される。これにより、第１バルブ４８の第１シール部５０が凸部４０の内周面（受口３３の内周面）に圧接するとともに、第２バルブ４９の第２シール部５１が挿口３５の外周面に圧接するため、受口３３と挿口３５との間で高い水密性を保持することができる。
【００４２】
また、上記のようにシール材４５を受口３３と挿口３５との間に押し込む際、第１バルブ４８の横断面形状が長円形状であり、第２バルブ４９の横断面形状が円形状であるため、抵抗が少なくなってバルブ部４７を押し込み易い。
【００４３】
また、互いに接合された管３２，３４内に水圧が作用すると、図１に示すように、この水圧によってバルブ部４７を受口３３の奥側から手前側に押し出そうとする押出し力Ｆ１が管軸方向に作用する。これに対して、第１シール部５０の位置と第２シール部５１の位置とが管軸方向にずれているため、押出し力Ｆ１によってシール材４５が受口３３の奥側から手前側に押されて挿口３５の外周面と押輪６０の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。特に、第１シール部５０の位置と第２シール部５１の位置との管軸方向におけるずれ量Ａを大きくするほど、大きな押出し力Ｆ１に対して、シール材４５が挿口３５の外周面と押輪６０の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。これにより、受口３３と挿口３５との間の水密性が向上する。
【００４４】
また、第２バルブ４９は受口３３の凸部４０を通過して凹部３８まで挿入されており、第２バルブ４９の横断面の直径（＝２×ｒ２）は凸部４０の内周面と挿口３５の外周面との管径方向の間隔Ｓよりも大きいので、バルブ部４７が押出し力Ｆ１によって押されても、第２バルブ４９は上記間隔Ｓを通過し難く、これによっても、シール材４５が受口３３の奥側から手前側に押されて挿口３５の外周面と押輪６０の内周面との間からはみ出すのを防止することができる。
【００４５】
また、間隙６４にも水圧が作用するため、第２バルブ４９には管中心に向いた押付力Ｆ２が作用し、これにより、第２バルブ４９の第２シール部５１が挿口３５の外周面に強く押し付けられ、受口３３と挿口３５との間の水密性がさらに向上する。
【００４６】
尚、上記実施の形態では、図１に示すように、挿口３５を受口３３に挿入して一方の管３２と他方の管３４とを接合した場合、第１バルブ４８の内周面が挿口３５の外周面に接触しているが、第１バルブ４８の内周面と挿口３５の外周面との間に隙間が形成されていてもよい。この場合、バルブ部４７が押出し力Ｆ１によって押されると、第２バルブ４９が上記第１バルブ４８の内周面と挿口３５の外周面との隙間に入り込むように押されるため、受口３３と挿口３５との間の水密性がさらに向上する。
【００４７】
上記実施の形態では、環状の一体構造の押輪６０を用いているが、この押輪６０を複数割り（例えば二つ割り）構造にしてもよい。
上記実施の形態では、第１バルブ４８の横断面形状を長円形状にしたが、円形状にしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
３１ 管継手
３２ 一方の管
３３ 受口
３４ 他方の管
３５ 挿口
３７ 嵌め込み部
３８ 凹部
４０ 凸部
４２ ロックリング
４４ 突部
４５ シール材
４６ ヒール部
４７ バルブ部
４８ 第１バルブ
４９ 第２バルブ
５０ 第１シール部
５１ 第２シール部
５３ くびれ部
６０ 押輪
６１ ボルト（締結手段）
６２ ナット（締結手段）
６３ 嵌め込み溝
６４ 間隙
ｄ 第２バルブの内径
Ｄ 挿口の外径
Ｔ１ 第１バルブの厚さ
Ｔ２ 第２バルブの厚さ
Ｓ 間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接続される一方の管の端部に形成された受口に、他方の管の端部に形成された挿口を挿入する管継手であって、
受口の内周面に、嵌め込み部と、嵌め込み部よりも奥側に位置する凹部とが形成され、
受口と受口に挿入された挿口との間は弾性材からなる環状のシール材によって全周にわたりシールされ、
受口の開口端部に、シール材を受口奥側へ押し込む押輪が締結手段によって着脱自在に設けられ、
押輪が受口の開口端部に当接して押輪と嵌め込み部とにより嵌め込み溝が形成され、
シール材は、嵌め込み溝に嵌め込まれるヒール部と、受口の内周面と挿口の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、
バルブ部は、ヒール部に接合され且つ受口の内周面に圧接する第１バルブと、第１バルブに接合され且つ挿口の外周面に圧接する第２バルブとを備え、
第１バルブと第２バルブとの接合部分には、第１および第２バルブよりも薄いくびれ部が形成され、
第２バルブは、第１バルブから管中心に向って傾斜し、且つ、内径が挿口の外径よりも小さく設定されているとともに、くびれ部の変形により管径方向において拡縮自在であり、
第２バルブの外周と凹部の底面との間に間隙が形成されていることを特徴とする管継手。
【請求項２】
第１バルブの外周部に、受口の嵌め込み部と凹部との間に形成された凸部の内周面に圧接する第１シール部が形成され、
第２バルブの内周部に、挿口の外周面に圧接する第２シール部が形成され、
第１シール部の位置と第２シール部の位置とが管軸方向にずれていることを特徴とする請求項１記載の管継手。
【請求項３】
第１バルブの管径方向の厚さは第２バルブの管径方向の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の管継手。
【請求項４】
第２バルブの横断面の直径は受口の凸部の内周面と挿口の外周面との管径方向の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の管継手。
【請求項５】
受口内の凹部よりも奥側にロックリングが設けられ、
挿口の外周に、ロックリングに受口奥側から係合可能な突部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の管継手。
【請求項１】
互いに接続される一方の管の端部に形成された受口に、他方の管の端部に形成された挿口を挿入する管継手であって、
受口の内周面に、嵌め込み部と、嵌め込み部よりも奥側に位置する凹部とが形成され、
受口と受口に挿入された挿口との間は弾性材からなる環状のシール材によって全周にわたりシールされ、
受口の開口端部に、シール材を受口奥側へ押し込む押輪が締結手段によって着脱自在に設けられ、
押輪が受口の開口端部に当接して押輪と嵌め込み部とにより嵌め込み溝が形成され、
シール材は、嵌め込み溝に嵌め込まれるヒール部と、受口の内周面と挿口の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、
バルブ部は、ヒール部に接合され且つ受口の内周面に圧接する第１バルブと、第１バルブに接合され且つ挿口の外周面に圧接する第２バルブとを備え、
第１バルブと第２バルブとの接合部分には、第１および第２バルブよりも薄いくびれ部が形成され、
第２バルブは、第１バルブから管中心に向って傾斜し、且つ、内径が挿口の外径よりも小さく設定されているとともに、くびれ部の変形により管径方向において拡縮自在であり、
第２バルブの外周と凹部の底面との間に間隙が形成されていることを特徴とする管継手。
【請求項２】
第１バルブの外周部に、受口の嵌め込み部と凹部との間に形成された凸部の内周面に圧接する第１シール部が形成され、
第２バルブの内周部に、挿口の外周面に圧接する第２シール部が形成され、
第１シール部の位置と第２シール部の位置とが管軸方向にずれていることを特徴とする請求項１記載の管継手。
【請求項３】
第１バルブの管径方向の厚さは第２バルブの管径方向の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の管継手。
【請求項４】
第２バルブの横断面の直径は受口の凸部の内周面と挿口の外周面との管径方向の間隔よりも大きいことを特徴とする請求項３記載の管継手。
【請求項５】
受口内の凹部よりも奥側にロックリングが設けられ、
挿口の外周に、ロックリングに受口奥側から係合可能な突部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の管継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１７４９０７（Ｐ２０１０−１７４９０７Ａ）
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４８３７（Ｐ２００９−１４８３７）
【出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２７日（２００９．１．２７）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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