自在継手
【構成】 自在継手１０は、受口継手１２および差口継手１４を備え、受口継手１２と差口継手１４との相対的な位置を変えて接続することにより、角度調整することが可能である。受口継手１２の直管部１６の一方端面は、その軸に直交する面に対して第１角度で傾斜して形成され、この傾斜面２０からこれに直交する方向を軸として傾斜受口１８が形成される。差口継手１４の直管部３０の一方端部には、傾斜差口３２が設けられ、この傾斜差口３２の一方端部側には、その軸が直管部３０の軸に対して第２角度で傾斜した差口先端面３４が形成される。また、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”には、リング部材５０が設けられる。リング部材５０は、中空円状に形成される板状体であり、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に介在される。
【効果】 自在継手の角度調整をスムーズに行うことができ、しかも安定した止水性能を発揮することが可能である。
【効果】 自在継手の角度調整をスムーズに行うことができ、しかも安定した止水性能を発揮することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自在継手に関し、特にたとえば、管どうしを所定の接続角度を有して接続するための、自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自在継手の一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１の自在継手では、第１の管接続部と第２の管接続部とが、各々の軸線に対して所定角度で傾斜する傾斜面で突き合わされており、両者が互いに回動されることによって接続角度が変更される。そして、第１の管接続部の挿口と第２の管接続部の受口との間は、挿口の外面に装着された止水用ゴム輪によって止水されている。
【特許文献１】特開２００２−２２０２５号［Ｆ１６Ｊ １５／３２］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の技術では、自在継手の角度調整をスムーズに行うためには、回動の際の摺動性を考慮して、第１の管接続部の挿口と第２の管接続部の受口との間に多少の“回転しろ（あそび）”を持たせることが好ましい。
【０００４】
しかしながら、“回転しろ”を持たせることにより、第１の管接続部の挿口と第２の管接続部の受口との摺動性は向上されるものの、その一方で、自在継手内を流れる水に混入している砂や土が“回転しろ”から止水用ゴム輪の部分に侵入してしまうことがあった。たとえば、侵入した砂や土が付着した状態で第１の管接続部および第２の管接続部を回動させると、止水用ゴム輪の止水性能は低下してしまう恐れがある。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、自在継手を提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、角度調整をスムーズに行うことができ、しかも安定した止水性能を発揮できる、自在継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
【０００８】
第１の発明は、管どうしを所定の接続角度を有して接続するための自在継手であって、第１角度で傾斜した接続端面を有する傾斜差口が設けられた差口継手、第２角度で傾斜した接続端面を有する傾斜受口が設けられた受口継手、および傾斜受口が傾斜差口との間をゴム輪によって密封しつつ所定寸法の回転しろを有して傾斜差口を受容した状態で、傾斜受口の接続端面と傾斜差口の接続端面との間に介在されるリング部材を備える、自在継手である。
【０００９】
第１の発明では、自在継手（１０）は、管どうしを所定の接続角度を有して接続するためのものであり、受口継手（１２）および差口継手（１４）を備えている。そして、受口継手と差口継手との相対的な位置を変えて接続することによって、角度調整することが可能である。受口継手は、所定の口径を有する直管部（１６）を含み、直管部の一方端部には、その軸が直管部の軸に対して第１角度で傾斜した接続端面（２０）を有する傾斜受口（１８）が連続的に設けられる。また、差口継手は、所定の口径を有する直管部（３０）を含み、直管部の一方端部には、傾斜差口（３２）が連続的に設けられる。そして、傾斜差口の一方端部側には、その軸が直管部の軸に対して第２角度で傾斜した接続端面（３４）が形成される。傾斜受口と傾斜差口との間には、ゴム輪（３８）が設けられる。さらに、傾斜受口と傾斜差口との摺動性を確保するための“回転しろ”には、リング部材（５４）が設けられる。リング部材は、たとえば均一な幅の中空円状に形成される板状体であり、傾斜受口の接続端面と傾斜差口の接続端面との間に介在される。たとえば、リング部材のリング本体（５６）の開口（５６ａ）は、傾斜受口の接続端面の開口（２０ａ）や傾斜差口の接続端面の開口（３４ａ）と略同径の真円状に形成されている。
【００１０】
第１の発明によれば、受口継手と差口継手との“回転しろ”をリング部材の厚みによって吸収したり、“回転しろ”をリング部材によって分割したりすることにより、自在継手内を流れる水に混入している砂や土の“回転しろ”への侵入を妨げることができる。したがって、自在継手の止水性能の低下を回避することができる。
【００１１】
しかも、リング部材の厚みを“回転しろ”の寸法よりも十分に小さくなるように調整することにより、受口継手と差口継手との回転抵抗の増加を回避しつつ、砂や土の“回転しろ”への侵入防止効果を発揮することが可能である。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明に従属し、リング部材の厚みは、数１の関係に基づいて設定される。［数１］Ｍ−Ｎ＜１ ただし、Ｍ：回転しろの寸法（ｍｍ），Ｎ：リング部材の厚み（ｍｍ）である。
【００１３】
第２の発明では、リング部材（５４）の厚みは、傾斜受口（１８）と傾斜差口（３２）との摺動性を確保するための“回転しろ”の寸法、たとえば傾斜受口の傾斜面（２０）と傾斜差口の差口先端面（３４）との距離Ｍから、リング部材のリング本体（５６）の厚みＮを差し引いた値が１ｍｍより小さくなるように設定される。
【００１４】
第２の発明によれば、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を確実に防止することができるので、ゴム輪が損傷しにくくなり、自在継手がその止水性能をより長期的に維持できるようになる。
【００１５】
第３の発明は、第１または２の発明に従属し、リング部材の表面に突出して設けられる凸部をさらに備える。
【００１６】
第３の発明では、リング部材（５４）のリング本体（５６）の表面に、表面から突出して形成される凸部（５８）が設けられる。たとえば、凸部は、断面半円形状の突起やそれをリング本体の周方向に連続させた突条である。
【００１７】
第３の発明によれば、傾斜受口が傾斜差口を受容した状態で、リング部材の凸部が接続端面に対して線接触または点接触するので、受口継手および差口継手を互いに回動させる際の摩擦抵抗を軽減させることができる。したがって、自在継手の角度調整をよりスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、傾斜受口と傾斜差口との“回転しろ”にリング部材を設けるようにしたため、受口継手と差口継手との回転抵抗を増加させることなく、止水性能の低下を回避することが可能になる。
【００１９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の背景となる自在継手の構造の一例を示す図解図である。
【図２】図１の受口継手を示す平面図である。
【図３】図１の受口継手を示す断面図である。
【図４】図１の差口継手を示す平面図である。
【図５】図１の差口継手を示す断面図である。
【図６】この発明の一実施例の自在継手の構造を示す図解図である。
【図７】図６の自在継手における、受口継手および差口継手の接続部分を示す拡大断面図である。
【図８】（ａ）は、図６のリング部材を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のリング部材を示す断面図である。
【図９】図６の受口継手および差口継手の“回転しろ”の寸法と、リング部材の厚み寸法とを示す図解図である。
【図１０】（ａ）は、この発明の他の実施例の自在継手におけるリング部材を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のリング部材を示す断面図である。
【図１１】図１０の自在継手における、受口継手および差口継手の接続部分を示す拡大断面図である。
【図１２】（ａ）は、この発明のさらに他の実施例の自在継手におけるリング部材を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のリング部材を示す断面図である。
【図１３】この発明のさらに他の実施例の自在継手におけるリング部材を示す断面図である。
【図１４】図１３の自在継手における、受口継手および差口継手の接続部分を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１（ａ）および図１（ｂ）にこの発明の背景となる自在継手１０の一例が図解される。この自在継手１０は、図示しない２つの管どうしを所定の接続角度を有して接続するためのものであり、たとえば下水道管路等において使用され、受口継手１２および差口継手１４を備えている。そして、受口継手１２と差口継手１４とを各々の軸線に対して所定角度αで傾斜する接合端面で突き合わせて、その接合端面を介して互いに回動させることにより、接続角度を０から２αの範囲で変更することができる。
【００２２】
以下、図６以降の図面を参照して後述するこの発明の理解に必要な範囲で、このような自在継手１０について説明する。
【００２３】
図２および図３に示すように、受口継手１２は、たとえば塩化ビニルのような合成樹脂等からなり、所定の口径を有する直管部１６を含む。直管部１６の一方端部には、その軸Ｐが直管部１６の軸Ｑに対して所定の角度αで傾斜した傾斜受口１８が連続的に設けられる。傾斜受口１８は、所定の接続角度を有して差口継手１４を受容し得るように、適宜な口径および長さに設定される。
【００２４】
たとえば、この実施例では、直管部１６の一方端面が、軸Ｑに直交する面に対して角度αで傾斜して形成され、この傾斜面２０の周縁部からこれに直交する方向を軸Ｐとして連続的に傾斜受口１８が形成されている。傾斜面２０は、均一な幅の中空円となるように形成されており、詳細は後に説明するように、傾斜受口１８が傾斜差口３２を受容した状態で、傾斜差口３２の差口先端面３４がこの傾斜面２０に当接ないし近接する。すなわち、傾斜受口１８はその最奥部（基端部）に傾斜面２０を有し、この傾斜面２０が、傾斜受口１８において、傾斜差口３２の差口先端面３４に当接ないし近接される接続端面となる。
【００２５】
傾斜受口１８の内面には、その先端側に傾斜面２０と平行に沿う環状溝２２が形成される。そして、傾斜受口１８が差口継手１４を受容したときに、この環状溝２２に後述する係止リング４２が嵌合される。
【００２６】
また、受口継手１２はリブ付管であり、直管部１６および傾斜受口１８の外面にはそれぞれ複数の周方向リブ２４が間隔を隔てて形成される。直管部１６の他方端部は上述した他の管との接続のための差口となっており、差口外面の所定のリブ間にはゴム輪２６が装着される。
【００２７】
さらに、直管部１６の外面の所定位置（この実施例では、傾斜受口１８側の端部）には、２つの取手２８が周方向に１８０度間隔を隔てて設けられる。取手２８は、接続角度を変更する際に作業者によって把持されるまたは治具が取り付けられる等して用いられる。
【００２８】
図４および図５に示すように、差口継手１４は、受口継手１２と同様に、たとえば塩化ビニルのような合成樹脂からなり、所定の口径を有する直管部３０を含む。直管部３０の一方端部には、傾斜差口３２が連続的に設けられ、傾斜差口３２の一方端部側には、その軸Ｓが直管部３０の軸Ｒに対して所定の角度αで傾斜した差口先端面３４が形成される。傾斜差口３２は、所定の接続角度を有して傾斜受口１８に受容され得るように、適宜な口径および長さに設定される。
【００２９】
たとえば、この実施例では、傾斜差口３２の外面は、差口先端面３４を基準面としこれに直交する方向を軸線方向としたテーパ状に形成されている。また、傾斜差口３２の開口（内径部分）は、直管部３０の軸Ｒと同軸の断面円形の短管状に形成され、その口径は、受口継手１２の直管部１６と同じに設定される。さらに、差口先端面３４は、傾斜差口３２において、傾斜受口１８の傾斜面２０に当接ないし近接される接続端面となり、前述した傾斜受口１８の傾斜面２０と同様に、均一な幅の中空円となるように形成される。また、差口先端面３４の開口（内径部分）３４ａは、傾斜受口１８の傾斜面２０の開口２０ａと同径の略真円状に形成されている（図１参照）。したがって、傾斜受口１８が差口継手１４を受容したときに、内面に段差が生じることなく受口継手１２と差口継手１４とが接続されることとなる。
【００３０】
また、傾斜差口３２の外面には、差口先端面３４と平行に沿うようにゴム輪収容部３６が形成され、このゴム輪収容部３６にゴム輪３８が装着される。ゴム輪３８には、従来公知のものを適宜用いることができ、この発明の要旨ではないので、その詳細な説明は省略する。なお、このようなゴム輪３８については、上述した特許文献１に詳述されているので、必要であればそれを参照されたい。
【００３１】
傾斜差口３２の外面には、傾斜受口１８の環状溝２２に対応する位置に、差口先端面３４と平行に沿うように環状溝４０が形成され、この環状溝４０に、係止リング４２が装着される。
【００３２】
係止リング４２は、たとえば塩化ビニル等からなる、断面矩形状に形成されるリングであり、傾斜受口１８が差口継手１４を受容したときに、傾斜受口１８の内面の環状溝２２と傾斜差口３２の外面の環状溝４０とに嵌まり合ってそれらに係止するように所定の周方向幅、軸方向長さおよび高さに設定される。ただし、係止リング４２は、傾斜受口１８の環状溝２２に装着されていてもよい。
【００３３】
また、差口継手１４は、リブ付管であり、直管部３０の外面には複数の周方向リブ４４が間隔を隔てて形成される。直管部３０の口径は、受口継手１２の直管部１６の口径よりもやや大きくなるように設定されていて、その他方端部が、上述した他の管との接続のための受口となる。直管部３０の他方端部には、先端側に向かって拡径するテーパ部４６が形成される。
【００３４】
さらに、直管部３０の外面の所定位置（この実施例では、傾斜差口３２側の端部）には、２つの取手４８が周方向に１８０度間隔を隔てて設けられる。取手４８は、接続角度を変更する際に作業者によって把持されるまたは治具が取り付けられる等して用いられる。
【００３５】
図１を参照して、このような受口継手１２と差口継手１４とを接続する際には、差口継手１４の傾斜差口３２を受口継手１２の傾斜受口１８に差し込んで、傾斜受口１８に傾斜差口３２を受容させる。このとき、傾斜受口１８が“回転しろ（または、あそび）”を有した状態で傾斜差口３２を受容するようにする。すなわち、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に多少の隙間を設けておくことによって、傾斜受口１８と傾斜差口３２との摺動性を確保する。
【００３６】
傾斜差口３２の差口先端面３４を傾斜受口１８の傾斜面２０に当接または近接させると、傾斜受口１８と傾斜差口３２とがゴム輪３８によってゴム輪接合されるとともに、係止リング４２が環状溝２２および環状溝４０に嵌まり合ってそれらを係止し、傾斜受口１８からの傾斜差口３２の抜けが防止される。
【００３７】
また、このような自在継手１０は、受口継手１２と差口継手１４との相対的な位置を変えて接続することによって、０から２α度までの範囲で角度調整することが可能である。
【００３８】
たとえば、図１（ａ）に示すような接続角度０度の状態を得るには、受口継手１２の傾斜受口１８内に差口継手１４の傾斜差口３２を差し込んで、受口継手１２の直管部１６の軸Ｑと差口継手１４の直管部３０の軸Ｒとが平行となるように両者を回転させる。そして、図１（ａ）の配置から差口継手１４をその軸Ｓ周りに１８０度回転させると、図１（ｂ）に示すように、最大角度２α度での接続状態を得ることができる。
【００３９】
なお、自在継手１０を製造する際には、受口継手１２と差口継手１４とを個別に製造して両者を接続するとよく、受口継手１２および差口継手１４は、射出成形その他によって製造する。
【００４０】
以上で、この発明の背景技術としての自在継手１０を説明した。以下に、このような背景技術を前提にして、必要に応じてそれらを援用しながら、この発明の実施例または実施形態について説明する。
【００４１】
ただし、この発明は上述の背景技術の受口継手１２と差口継手１４との接続に関するものであり、残余の部分を背景技術と同じにしても背景技術とは変更してもよいので、以下の実施例においては、いずれも、受口継手１２の傾斜受口１８と差口継手１４の傾斜差口３２とを中心に図解しかつ説明していることに予め留意されたい。
【００４２】
図６を参照して、この発明の一実施例の自在継手１０は、受口継手１２と差口継手１４との接続に新しい考え方を取り入れているという点で、図１の自在継手１０と異なる。この自在継手１０では、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”に、リング部材５０が設けられる。
【００４３】
図７および図８に示すように、リング部材５０は、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”への砂や土の侵入を防止するために、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に介在されるものであり、リング本体５２を含む。ただし、図８では、図解のために、リング本体５２の厚みを実際よりも大きく図示していることに留意されたい。以下、同様である。
【００４４】
リング本体５２は、均一な幅の中空円の板状体であり、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂からなり、たとえば打ち抜きや射出成形によって製造される。ただし、リング本体５２の材質は、それ以外の材質としてもよく、たとえばポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂、またはステンレス等の金属としてもよい。
【００４５】
リング本体５２の外径は、傾斜受口１８の傾斜面２０や差口継手１４の差口先端面３４と略同径になるように設定されている。また、リング本体５２の開口（内径部分）５２ａは、傾斜面２０の開口２０ａや差口先端面３４の開口３４ａと略同径かそれよりも大きい径の真円状に形成されている。
【００４６】
リング本体５２の厚みは、図９に示すように、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”の軸方向寸法、すなわち傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との距離Ｍから、リング本体５２の厚みＮを差し引いた値が１ｍｍより小さくなるように設定される（Ｍ−Ｎ＜１）。なお、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍには、その周方向においてコンマ数ミリ程度のばらつきが生じるが、ここでいう傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍには、それらの最大値を用いるようにする。この実施例では、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍは、たとえば１．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、リング本体５２の厚みは、たとえば０．５〜０．８ｍｍである。
【００４７】
このような自在継手１０では、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間にリング部材５０を介在させるようにしたため、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”をリング部材５０（のリング本体５２）の厚みによって吸収したり、“回転しろ”をリング部材５０によって分割したりすることにより、“回転しろ”の寸法を実質的に小さくして、自在継手１０内を流れる水に混入している砂や土の“回転しろ”への侵入を妨げることができる。
【００４８】
したがって、砂や土が自在継手１０のゴム輪３４へ到達することがなくなるまたは低減されるので、ゴム輪３４の損傷に起因する自在継手１０の止水性能の低下を回避することができる。
【００４９】
しかも、この実施例では、たとえリング部材５０を“回転しろ”の寸法よりも十分に薄い板状に成形した場合であっても、リング部材５０によって“回転しろ”を分割することにより、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズを制限して、砂や土の“回転しろ”への侵入防止効果を発揮することが可能である。すなわち、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を狭小にしなくても、砂や土の“回転しろ”への侵入防止効果を発揮することが可能である。
【００５０】
したがって、たとえば、“回転しろ”を狭小にすると、それに伴って、受口継手１２と差口継手１４との回転抵抗が増加することになるが、この実施例によれば、リング部材５０の厚みを適宜調整することにより、受口継手１２と差口継手１４との回転抵抗の増加を回避しつつ、砂や土の“回転しろ”への侵入防止効果を発揮することが可能である。
【００５１】
以上のように、この実施例によれば、自在継手１０の角度調整をスムーズに行うことができ、しかも安定した止水性能を発揮できるようになる。
【００５２】
さらに、この実施例では、成形時に受口継手１２の傾斜面２０や差口継手１４の差口先端面３４にヒケや反りが生じることで、受口継手１２および差口継手１４の接続端面が不均一な形状になった場合であっても、その不均一な形状にリング部材５０を追従させることで、回転抵抗の増加をより抑えることができる。
【００５３】
また、この実施例では、リング部材５０のリング本体５２の厚みが、“回転しろ”の軸方向寸法Ｍからリング部材５０のリング本体５２の厚みＮを差し引いた値が１ｍｍより小さくなる値に設定されている。したがって、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を確実に防止することができる。
【００５４】
ここで、本願発明者等が行った、砂や土の粒径と、粒径毎のゴム輪３４の損傷とを評価する実験によると、粒径が１ｍｍ〜１．４４ｍｍの砂や土をゴム輪３４が噛み込んだ状態で受口継手１２および差口継手１４を回動させると、ゴム輪３４が損傷して漏水が誘発されるが、粒径が１ｍｍ未満の砂や土をゴム輪３４が噛み込んだ状態で受口継手１２および差口継手１４を回動させても、ゴム輪３４はほとんど損傷せず、漏水が誘発されないことが確認された。このような実験結果から、自在継手１０のゴム輪３４の止水性能を保持するためには、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を防止することが望ましいと言える。なお、粒径が１．４４ｍｍより大きい砂や土は、“回転しろ”の軸方向寸法を考慮すると、“回転しろ”への侵入が極めて発生しにくいので除外している。
【００５５】
したがって、この実施例のように、“回転しろ”の軸方向寸法Ｍからリング部材５０のリング本体５２の厚みＮを差し引いた値が１ｍｍより小さくなるように設定して、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を防止することにより、自在継手１０はその止水性能をより長期間維持することができるようになる。
【００５６】
ところで、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を防止するために、予め受口継手１２と差口継手１４との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍを１ｍｍ以下に設定して製造することも考えられるが、このような自在継手１０では、“回転しろ”の軸方向寸法Ｍを変動させる要因として、差口先端面３４から環状溝４０（係止リング４２）までの距離、環状溝４０の軸方向寸法、傾斜面２０から環状溝２２までの距離、環状溝２２の軸方向長寸法、および係止リング４２の軸方向寸法の５つの要因が存在するため、各々を一般的な公差（たとえば、０．２〜０．３ｍｍ）で管理した場合であっても、それらが組み合わさることによって誤差が累積すると、結局、“回転しろ”の軸方向寸法Ｍが１ｍｍ以下になるか否かは不確実である。それに加えて、受口継手１２の傾斜面２０や差口継手１４の差口先端面３４は、厚さが不均一となる複雑な形状であるため、ヒケや反りが生じやすいので、受口継手１２と差口継手１４との摺動性も考慮すると、受口継手１２と差口継手１４との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍを予め大きめに設定して製造しておいて、リング部材５４のリング本体５２の厚みによって調整する方法が確実であると言える。
【００５７】
さらにまた、この実施例では、リング本体５２の開口５２ａが、傾斜面２０の開口２０ａや差口先端面３４の開口３４ａと略同径かそれよりも大きい径の真円状に形成される。したがって、傾斜受口１８がリング部材５０を挟んで差口継手１４を受容したときに、受口継手１２と差口継手１４との接続部分における内面の状態が凸部を有しない滑らかな連続した状態となり、澱や異物などが引っ掛かり滞留することなく、下排水などの流体がスムーズに流れる最適な流路となる。
【００５８】
なお、上述の実施例では、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に１つのリング部材５０を介在させるようにしたが、これに限定される必要はない。自在継手１０の形状や寸法、ならびに成形時のヒケや反り等に対応させて、同じ厚みもしくは異なる厚みのリング部材５０を複数用いることにより、“回転しろ”の個体差にも対応することが可能になる。
【００５９】
また、上述した実施例では、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に平板状のリング部材５０が介在されたが、図１０および図１１に示すように、リング部材５０に、リング本体５２の表面から突出して形成される凸部５４を設けるようにしてもよい。
【００６０】
図１０に示すように、凸部５４は、断面半円形状（または、断面半楕円形状）の突起であり、リング本体５２の表面の一方側に当該リング本体５２と一体的に形成される。そして、１または複数、この実施例では４つの凸部５４がリング本体５２の周方向に所定の間隔を隔てて設けられる。凸部５４の軸方向寸法（つまり、高さ）は、たとえば０．１〜０．８ｍｍである。なお、念のため付記すると、リング部材５０のリング本体５２の厚みＮは、あくまでリング本体５２の厚みを示す値であるので、リング部材５０のリング本体５２の厚みＮには、凸部５４の軸方向寸法は考慮されないことに留意されたい。
【００６１】
そして、図１１に示すように、凸部５４が傾斜差口３２の傾斜先端面３４に対向するように、リング部材５０が傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に介在される。
【００６２】
こうすることにより、傾斜受口１８が傾斜差口３２を受容した接続状態で、リング部材５０の凸部５４が傾斜先端面３４に対して点接触となり、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積を小さくすることができるので、受口継手１２および差口継手１４を回動させる際の摩擦抵抗を軽減させることが可能である。したがって、自在継手１０の角度調整をよりスムーズに行うことができる。
【００６３】
しかも、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積を小さくして、受口継手１２および差口継手１４の摩擦抵抗を軽減することにより、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を小さくしても、受口継手１２および差口継手１４の摺動性を保持することが可能になる。すなわち、摩擦抵抗を軽減した分だけ傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を小さくすることによって、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズをさらに制限することが可能である。
【００６４】
なお、必ずしも凸部５４を断面半円形状の突起として形成する必要はなく、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積を小さくすることで、受口継手１２および差口継手１４の摩擦抵抗を軽減できるのであれば、その形状は特に問わない。
【００６５】
たとえば、図１２に示すように、凸部５４を断面半円形状（または、断面半楕円形状）の突起をリング本体５２の周方向に連続させた突条として形成してもよい。この場合には、傾斜受口１８が傾斜差口３２を受容した接続状態で、リング部材５０の凸部５４が傾斜先端面３４に対して線接触となり、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積を小さくすることができる。こうすることにより、摩擦抵抗を軽減した分だけ傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を小さくして、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズをさらに制限することが可能であるのみならず、砂や土の侵入を凸部５４によって物理的に防止することもできる。
【００６６】
また、図示は省略するが、凸部５４を断面半円形状（または、断面半楕円形状）の突起や突条に形成するのみならず、凸部５４を断面矩形状の突起や突条に形成するようにしてもよい。この場合には、リング部材５０の凸部５４が傾斜先端面３４に対して面で接触するものの、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積は小さくなるので、摩擦抵抗を軽減した分だけ傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を小さくして、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズをさらに制限することが可能である。
【００６７】
さらに、上述のいずれも、必ずしも凸部５４が傾斜差口３２の傾斜先端面３４に対向するようにリング部材５０を配置する必要はなく、凸部５４を傾斜受口１８の傾斜面２０に対向するようにリング部材５０を配置してもよいことは言うまでもない。
【００６８】
さらにまた、図１３に示すように、リング本体５２の表面の両側に凸部５４を形成するようにしてもよい。こうすることにより、受口継手１２と差口継手１４との“回転しろ”にリング部材５０を設けたときに、図１４に示すように、リング本体５２の表面の一方側の凸部５４が傾斜差口３２の傾斜先端面３４に対向するとともに、リング本体５２の表面の他方側の凸部５４が傾斜受口１８の傾斜面２０に対向することになるので、リング部材５０が傾斜面２０および傾斜先端面３４のいずれか一方側に寄ってしまうことがなくなる。したがって、“回転しろ”をリング部材５０によって適切に分割して、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズをより確実に制限することが可能である。
【００６９】
なお、図１３のリング部材５０では、リング本体５２の表面の両側かつ対称な位置に１つずつ凸部５４を形成したが、これに限定される必要はない。たとえば、リング本体５２の各表面の任意の位置に凸部５４を形成するようにしてもよい。また、リング本体５２の各表面において、複数の凸部５４をたとえば同心円状に形成するようにしてもよい。
【００７０】
さらに、上述の実施例では、受口継手１２および差口継手１４をリブ付管として構成するようにしているが、これら受口継手１２および差口継手１４は一般的なリブのないリブなし管として構成されてもよい。
【００７１】
さらにまた、上述の実施例では、受口継手１２の直管部１６の他方端部は他の管との接続のための差口となったが、接続する管の端部構造に応じて受口を形成するようにしてもよい。また、差口継手１４の直管部３０の他方端部は他の管との接続のための受口となったが、同様に、差口を形成するようにしてもよい。
【００７２】
また、上述の実施例では、傾斜受口１８の傾斜面２０の傾斜角度と傾斜差口３２の差口先端面３４の傾斜角度とが同一角度αに設定されたが、それらの傾斜角度は同一でなくても所定の角度で形成されていれば、上記同様の効果を得ることができる。たとえば、傾斜受口１８の傾斜面２０の傾斜角度をαとし、傾斜差口３２の差口先端面３４の傾斜角度をβとすれば、自在継手１０は、受口継手１２と差口継手１４との相対的な位置を変えて接続することによって、（α−β）から（α＋β）度までの範囲で角度調整することができる。
【００７３】
さらにまた、この自在継手１０に接続される他の管は、管継手その他の管路構造物であってよいことは勿論である。
【００７４】
なお、上述した径や高さ等の具体的数値は、いずれも単なる一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ …自在継手
１２ …受口継手
１４ …差口継手
１８ …傾斜受口
２０ …傾斜面（接続端面）
２４ …ゴム輪収容部
２６ …ゴム輪
３２ …傾斜差口
３４ …差口先端面（接続端面）
５０ …リング部材
５４ …凸部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自在継手に関し、特にたとえば、管どうしを所定の接続角度を有して接続するための、自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自在継手の一例が、特許文献１に開示されている。この特許文献１の自在継手では、第１の管接続部と第２の管接続部とが、各々の軸線に対して所定角度で傾斜する傾斜面で突き合わされており、両者が互いに回動されることによって接続角度が変更される。そして、第１の管接続部の挿口と第２の管接続部の受口との間は、挿口の外面に装着された止水用ゴム輪によって止水されている。
【特許文献１】特開２００２−２２０２５号［Ｆ１６Ｊ １５／３２］
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の技術では、自在継手の角度調整をスムーズに行うためには、回動の際の摺動性を考慮して、第１の管接続部の挿口と第２の管接続部の受口との間に多少の“回転しろ（あそび）”を持たせることが好ましい。
【０００４】
しかしながら、“回転しろ”を持たせることにより、第１の管接続部の挿口と第２の管接続部の受口との摺動性は向上されるものの、その一方で、自在継手内を流れる水に混入している砂や土が“回転しろ”から止水用ゴム輪の部分に侵入してしまうことがあった。たとえば、侵入した砂や土が付着した状態で第１の管接続部および第２の管接続部を回動させると、止水用ゴム輪の止水性能は低下してしまう恐れがある。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、自在継手を提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、角度調整をスムーズに行うことができ、しかも安定した止水性能を発揮できる、自在継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
【０００８】
第１の発明は、管どうしを所定の接続角度を有して接続するための自在継手であって、第１角度で傾斜した接続端面を有する傾斜差口が設けられた差口継手、第２角度で傾斜した接続端面を有する傾斜受口が設けられた受口継手、および傾斜受口が傾斜差口との間をゴム輪によって密封しつつ所定寸法の回転しろを有して傾斜差口を受容した状態で、傾斜受口の接続端面と傾斜差口の接続端面との間に介在されるリング部材を備える、自在継手である。
【０００９】
第１の発明では、自在継手（１０）は、管どうしを所定の接続角度を有して接続するためのものであり、受口継手（１２）および差口継手（１４）を備えている。そして、受口継手と差口継手との相対的な位置を変えて接続することによって、角度調整することが可能である。受口継手は、所定の口径を有する直管部（１６）を含み、直管部の一方端部には、その軸が直管部の軸に対して第１角度で傾斜した接続端面（２０）を有する傾斜受口（１８）が連続的に設けられる。また、差口継手は、所定の口径を有する直管部（３０）を含み、直管部の一方端部には、傾斜差口（３２）が連続的に設けられる。そして、傾斜差口の一方端部側には、その軸が直管部の軸に対して第２角度で傾斜した接続端面（３４）が形成される。傾斜受口と傾斜差口との間には、ゴム輪（３８）が設けられる。さらに、傾斜受口と傾斜差口との摺動性を確保するための“回転しろ”には、リング部材（５４）が設けられる。リング部材は、たとえば均一な幅の中空円状に形成される板状体であり、傾斜受口の接続端面と傾斜差口の接続端面との間に介在される。たとえば、リング部材のリング本体（５６）の開口（５６ａ）は、傾斜受口の接続端面の開口（２０ａ）や傾斜差口の接続端面の開口（３４ａ）と略同径の真円状に形成されている。
【００１０】
第１の発明によれば、受口継手と差口継手との“回転しろ”をリング部材の厚みによって吸収したり、“回転しろ”をリング部材によって分割したりすることにより、自在継手内を流れる水に混入している砂や土の“回転しろ”への侵入を妨げることができる。したがって、自在継手の止水性能の低下を回避することができる。
【００１１】
しかも、リング部材の厚みを“回転しろ”の寸法よりも十分に小さくなるように調整することにより、受口継手と差口継手との回転抵抗の増加を回避しつつ、砂や土の“回転しろ”への侵入防止効果を発揮することが可能である。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明に従属し、リング部材の厚みは、数１の関係に基づいて設定される。［数１］Ｍ−Ｎ＜１ ただし、Ｍ：回転しろの寸法（ｍｍ），Ｎ：リング部材の厚み（ｍｍ）である。
【００１３】
第２の発明では、リング部材（５４）の厚みは、傾斜受口（１８）と傾斜差口（３２）との摺動性を確保するための“回転しろ”の寸法、たとえば傾斜受口の傾斜面（２０）と傾斜差口の差口先端面（３４）との距離Ｍから、リング部材のリング本体（５６）の厚みＮを差し引いた値が１ｍｍより小さくなるように設定される。
【００１４】
第２の発明によれば、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を確実に防止することができるので、ゴム輪が損傷しにくくなり、自在継手がその止水性能をより長期的に維持できるようになる。
【００１５】
第３の発明は、第１または２の発明に従属し、リング部材の表面に突出して設けられる凸部をさらに備える。
【００１６】
第３の発明では、リング部材（５４）のリング本体（５６）の表面に、表面から突出して形成される凸部（５８）が設けられる。たとえば、凸部は、断面半円形状の突起やそれをリング本体の周方向に連続させた突条である。
【００１７】
第３の発明によれば、傾斜受口が傾斜差口を受容した状態で、リング部材の凸部が接続端面に対して線接触または点接触するので、受口継手および差口継手を互いに回動させる際の摩擦抵抗を軽減させることができる。したがって、自在継手の角度調整をよりスムーズに行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、傾斜受口と傾斜差口との“回転しろ”にリング部材を設けるようにしたため、受口継手と差口継手との回転抵抗を増加させることなく、止水性能の低下を回避することが可能になる。
【００１９】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の背景となる自在継手の構造の一例を示す図解図である。
【図２】図１の受口継手を示す平面図である。
【図３】図１の受口継手を示す断面図である。
【図４】図１の差口継手を示す平面図である。
【図５】図１の差口継手を示す断面図である。
【図６】この発明の一実施例の自在継手の構造を示す図解図である。
【図７】図６の自在継手における、受口継手および差口継手の接続部分を示す拡大断面図である。
【図８】（ａ）は、図６のリング部材を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のリング部材を示す断面図である。
【図９】図６の受口継手および差口継手の“回転しろ”の寸法と、リング部材の厚み寸法とを示す図解図である。
【図１０】（ａ）は、この発明の他の実施例の自在継手におけるリング部材を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のリング部材を示す断面図である。
【図１１】図１０の自在継手における、受口継手および差口継手の接続部分を示す拡大断面図である。
【図１２】（ａ）は、この発明のさらに他の実施例の自在継手におけるリング部材を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のリング部材を示す断面図である。
【図１３】この発明のさらに他の実施例の自在継手におけるリング部材を示す断面図である。
【図１４】図１３の自在継手における、受口継手および差口継手の接続部分を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１（ａ）および図１（ｂ）にこの発明の背景となる自在継手１０の一例が図解される。この自在継手１０は、図示しない２つの管どうしを所定の接続角度を有して接続するためのものであり、たとえば下水道管路等において使用され、受口継手１２および差口継手１４を備えている。そして、受口継手１２と差口継手１４とを各々の軸線に対して所定角度αで傾斜する接合端面で突き合わせて、その接合端面を介して互いに回動させることにより、接続角度を０から２αの範囲で変更することができる。
【００２２】
以下、図６以降の図面を参照して後述するこの発明の理解に必要な範囲で、このような自在継手１０について説明する。
【００２３】
図２および図３に示すように、受口継手１２は、たとえば塩化ビニルのような合成樹脂等からなり、所定の口径を有する直管部１６を含む。直管部１６の一方端部には、その軸Ｐが直管部１６の軸Ｑに対して所定の角度αで傾斜した傾斜受口１８が連続的に設けられる。傾斜受口１８は、所定の接続角度を有して差口継手１４を受容し得るように、適宜な口径および長さに設定される。
【００２４】
たとえば、この実施例では、直管部１６の一方端面が、軸Ｑに直交する面に対して角度αで傾斜して形成され、この傾斜面２０の周縁部からこれに直交する方向を軸Ｐとして連続的に傾斜受口１８が形成されている。傾斜面２０は、均一な幅の中空円となるように形成されており、詳細は後に説明するように、傾斜受口１８が傾斜差口３２を受容した状態で、傾斜差口３２の差口先端面３４がこの傾斜面２０に当接ないし近接する。すなわち、傾斜受口１８はその最奥部（基端部）に傾斜面２０を有し、この傾斜面２０が、傾斜受口１８において、傾斜差口３２の差口先端面３４に当接ないし近接される接続端面となる。
【００２５】
傾斜受口１８の内面には、その先端側に傾斜面２０と平行に沿う環状溝２２が形成される。そして、傾斜受口１８が差口継手１４を受容したときに、この環状溝２２に後述する係止リング４２が嵌合される。
【００２６】
また、受口継手１２はリブ付管であり、直管部１６および傾斜受口１８の外面にはそれぞれ複数の周方向リブ２４が間隔を隔てて形成される。直管部１６の他方端部は上述した他の管との接続のための差口となっており、差口外面の所定のリブ間にはゴム輪２６が装着される。
【００２７】
さらに、直管部１６の外面の所定位置（この実施例では、傾斜受口１８側の端部）には、２つの取手２８が周方向に１８０度間隔を隔てて設けられる。取手２８は、接続角度を変更する際に作業者によって把持されるまたは治具が取り付けられる等して用いられる。
【００２８】
図４および図５に示すように、差口継手１４は、受口継手１２と同様に、たとえば塩化ビニルのような合成樹脂からなり、所定の口径を有する直管部３０を含む。直管部３０の一方端部には、傾斜差口３２が連続的に設けられ、傾斜差口３２の一方端部側には、その軸Ｓが直管部３０の軸Ｒに対して所定の角度αで傾斜した差口先端面３４が形成される。傾斜差口３２は、所定の接続角度を有して傾斜受口１８に受容され得るように、適宜な口径および長さに設定される。
【００２９】
たとえば、この実施例では、傾斜差口３２の外面は、差口先端面３４を基準面としこれに直交する方向を軸線方向としたテーパ状に形成されている。また、傾斜差口３２の開口（内径部分）は、直管部３０の軸Ｒと同軸の断面円形の短管状に形成され、その口径は、受口継手１２の直管部１６と同じに設定される。さらに、差口先端面３４は、傾斜差口３２において、傾斜受口１８の傾斜面２０に当接ないし近接される接続端面となり、前述した傾斜受口１８の傾斜面２０と同様に、均一な幅の中空円となるように形成される。また、差口先端面３４の開口（内径部分）３４ａは、傾斜受口１８の傾斜面２０の開口２０ａと同径の略真円状に形成されている（図１参照）。したがって、傾斜受口１８が差口継手１４を受容したときに、内面に段差が生じることなく受口継手１２と差口継手１４とが接続されることとなる。
【００３０】
また、傾斜差口３２の外面には、差口先端面３４と平行に沿うようにゴム輪収容部３６が形成され、このゴム輪収容部３６にゴム輪３８が装着される。ゴム輪３８には、従来公知のものを適宜用いることができ、この発明の要旨ではないので、その詳細な説明は省略する。なお、このようなゴム輪３８については、上述した特許文献１に詳述されているので、必要であればそれを参照されたい。
【００３１】
傾斜差口３２の外面には、傾斜受口１８の環状溝２２に対応する位置に、差口先端面３４と平行に沿うように環状溝４０が形成され、この環状溝４０に、係止リング４２が装着される。
【００３２】
係止リング４２は、たとえば塩化ビニル等からなる、断面矩形状に形成されるリングであり、傾斜受口１８が差口継手１４を受容したときに、傾斜受口１８の内面の環状溝２２と傾斜差口３２の外面の環状溝４０とに嵌まり合ってそれらに係止するように所定の周方向幅、軸方向長さおよび高さに設定される。ただし、係止リング４２は、傾斜受口１８の環状溝２２に装着されていてもよい。
【００３３】
また、差口継手１４は、リブ付管であり、直管部３０の外面には複数の周方向リブ４４が間隔を隔てて形成される。直管部３０の口径は、受口継手１２の直管部１６の口径よりもやや大きくなるように設定されていて、その他方端部が、上述した他の管との接続のための受口となる。直管部３０の他方端部には、先端側に向かって拡径するテーパ部４６が形成される。
【００３４】
さらに、直管部３０の外面の所定位置（この実施例では、傾斜差口３２側の端部）には、２つの取手４８が周方向に１８０度間隔を隔てて設けられる。取手４８は、接続角度を変更する際に作業者によって把持されるまたは治具が取り付けられる等して用いられる。
【００３５】
図１を参照して、このような受口継手１２と差口継手１４とを接続する際には、差口継手１４の傾斜差口３２を受口継手１２の傾斜受口１８に差し込んで、傾斜受口１８に傾斜差口３２を受容させる。このとき、傾斜受口１８が“回転しろ（または、あそび）”を有した状態で傾斜差口３２を受容するようにする。すなわち、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に多少の隙間を設けておくことによって、傾斜受口１８と傾斜差口３２との摺動性を確保する。
【００３６】
傾斜差口３２の差口先端面３４を傾斜受口１８の傾斜面２０に当接または近接させると、傾斜受口１８と傾斜差口３２とがゴム輪３８によってゴム輪接合されるとともに、係止リング４２が環状溝２２および環状溝４０に嵌まり合ってそれらを係止し、傾斜受口１８からの傾斜差口３２の抜けが防止される。
【００３７】
また、このような自在継手１０は、受口継手１２と差口継手１４との相対的な位置を変えて接続することによって、０から２α度までの範囲で角度調整することが可能である。
【００３８】
たとえば、図１（ａ）に示すような接続角度０度の状態を得るには、受口継手１２の傾斜受口１８内に差口継手１４の傾斜差口３２を差し込んで、受口継手１２の直管部１６の軸Ｑと差口継手１４の直管部３０の軸Ｒとが平行となるように両者を回転させる。そして、図１（ａ）の配置から差口継手１４をその軸Ｓ周りに１８０度回転させると、図１（ｂ）に示すように、最大角度２α度での接続状態を得ることができる。
【００３９】
なお、自在継手１０を製造する際には、受口継手１２と差口継手１４とを個別に製造して両者を接続するとよく、受口継手１２および差口継手１４は、射出成形その他によって製造する。
【００４０】
以上で、この発明の背景技術としての自在継手１０を説明した。以下に、このような背景技術を前提にして、必要に応じてそれらを援用しながら、この発明の実施例または実施形態について説明する。
【００４１】
ただし、この発明は上述の背景技術の受口継手１２と差口継手１４との接続に関するものであり、残余の部分を背景技術と同じにしても背景技術とは変更してもよいので、以下の実施例においては、いずれも、受口継手１２の傾斜受口１８と差口継手１４の傾斜差口３２とを中心に図解しかつ説明していることに予め留意されたい。
【００４２】
図６を参照して、この発明の一実施例の自在継手１０は、受口継手１２と差口継手１４との接続に新しい考え方を取り入れているという点で、図１の自在継手１０と異なる。この自在継手１０では、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”に、リング部材５０が設けられる。
【００４３】
図７および図８に示すように、リング部材５０は、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”への砂や土の侵入を防止するために、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に介在されるものであり、リング本体５２を含む。ただし、図８では、図解のために、リング本体５２の厚みを実際よりも大きく図示していることに留意されたい。以下、同様である。
【００４４】
リング本体５２は、均一な幅の中空円の板状体であり、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂からなり、たとえば打ち抜きや射出成形によって製造される。ただし、リング本体５２の材質は、それ以外の材質としてもよく、たとえばポリエチレンやポリプロピレン等の合成樹脂、またはステンレス等の金属としてもよい。
【００４５】
リング本体５２の外径は、傾斜受口１８の傾斜面２０や差口継手１４の差口先端面３４と略同径になるように設定されている。また、リング本体５２の開口（内径部分）５２ａは、傾斜面２０の開口２０ａや差口先端面３４の開口３４ａと略同径かそれよりも大きい径の真円状に形成されている。
【００４６】
リング本体５２の厚みは、図９に示すように、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”の軸方向寸法、すなわち傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との距離Ｍから、リング本体５２の厚みＮを差し引いた値が１ｍｍより小さくなるように設定される（Ｍ−Ｎ＜１）。なお、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍには、その周方向においてコンマ数ミリ程度のばらつきが生じるが、ここでいう傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍには、それらの最大値を用いるようにする。この実施例では、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍは、たとえば１．２ｍｍ〜１．５ｍｍであり、リング本体５２の厚みは、たとえば０．５〜０．８ｍｍである。
【００４７】
このような自在継手１０では、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間にリング部材５０を介在させるようにしたため、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”をリング部材５０（のリング本体５２）の厚みによって吸収したり、“回転しろ”をリング部材５０によって分割したりすることにより、“回転しろ”の寸法を実質的に小さくして、自在継手１０内を流れる水に混入している砂や土の“回転しろ”への侵入を妨げることができる。
【００４８】
したがって、砂や土が自在継手１０のゴム輪３４へ到達することがなくなるまたは低減されるので、ゴム輪３４の損傷に起因する自在継手１０の止水性能の低下を回避することができる。
【００４９】
しかも、この実施例では、たとえリング部材５０を“回転しろ”の寸法よりも十分に薄い板状に成形した場合であっても、リング部材５０によって“回転しろ”を分割することにより、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズを制限して、砂や土の“回転しろ”への侵入防止効果を発揮することが可能である。すなわち、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を狭小にしなくても、砂や土の“回転しろ”への侵入防止効果を発揮することが可能である。
【００５０】
したがって、たとえば、“回転しろ”を狭小にすると、それに伴って、受口継手１２と差口継手１４との回転抵抗が増加することになるが、この実施例によれば、リング部材５０の厚みを適宜調整することにより、受口継手１２と差口継手１４との回転抵抗の増加を回避しつつ、砂や土の“回転しろ”への侵入防止効果を発揮することが可能である。
【００５１】
以上のように、この実施例によれば、自在継手１０の角度調整をスムーズに行うことができ、しかも安定した止水性能を発揮できるようになる。
【００５２】
さらに、この実施例では、成形時に受口継手１２の傾斜面２０や差口継手１４の差口先端面３４にヒケや反りが生じることで、受口継手１２および差口継手１４の接続端面が不均一な形状になった場合であっても、その不均一な形状にリング部材５０を追従させることで、回転抵抗の増加をより抑えることができる。
【００５３】
また、この実施例では、リング部材５０のリング本体５２の厚みが、“回転しろ”の軸方向寸法Ｍからリング部材５０のリング本体５２の厚みＮを差し引いた値が１ｍｍより小さくなる値に設定されている。したがって、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を確実に防止することができる。
【００５４】
ここで、本願発明者等が行った、砂や土の粒径と、粒径毎のゴム輪３４の損傷とを評価する実験によると、粒径が１ｍｍ〜１．４４ｍｍの砂や土をゴム輪３４が噛み込んだ状態で受口継手１２および差口継手１４を回動させると、ゴム輪３４が損傷して漏水が誘発されるが、粒径が１ｍｍ未満の砂や土をゴム輪３４が噛み込んだ状態で受口継手１２および差口継手１４を回動させても、ゴム輪３４はほとんど損傷せず、漏水が誘発されないことが確認された。このような実験結果から、自在継手１０のゴム輪３４の止水性能を保持するためには、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を防止することが望ましいと言える。なお、粒径が１．４４ｍｍより大きい砂や土は、“回転しろ”の軸方向寸法を考慮すると、“回転しろ”への侵入が極めて発生しにくいので除外している。
【００５５】
したがって、この実施例のように、“回転しろ”の軸方向寸法Ｍからリング部材５０のリング本体５２の厚みＮを差し引いた値が１ｍｍより小さくなるように設定して、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を防止することにより、自在継手１０はその止水性能をより長期間維持することができるようになる。
【００５６】
ところで、粒径が１ｍｍ以上の砂や土の“回転しろ”への侵入を防止するために、予め受口継手１２と差口継手１４との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍを１ｍｍ以下に設定して製造することも考えられるが、このような自在継手１０では、“回転しろ”の軸方向寸法Ｍを変動させる要因として、差口先端面３４から環状溝４０（係止リング４２）までの距離、環状溝４０の軸方向寸法、傾斜面２０から環状溝２２までの距離、環状溝２２の軸方向長寸法、および係止リング４２の軸方向寸法の５つの要因が存在するため、各々を一般的な公差（たとえば、０．２〜０．３ｍｍ）で管理した場合であっても、それらが組み合わさることによって誤差が累積すると、結局、“回転しろ”の軸方向寸法Ｍが１ｍｍ以下になるか否かは不確実である。それに加えて、受口継手１２の傾斜面２０や差口継手１４の差口先端面３４は、厚さが不均一となる複雑な形状であるため、ヒケや反りが生じやすいので、受口継手１２と差口継手１４との摺動性も考慮すると、受口継手１２と差口継手１４との“回転しろ”の軸方向寸法Ｍを予め大きめに設定して製造しておいて、リング部材５４のリング本体５２の厚みによって調整する方法が確実であると言える。
【００５７】
さらにまた、この実施例では、リング本体５２の開口５２ａが、傾斜面２０の開口２０ａや差口先端面３４の開口３４ａと略同径かそれよりも大きい径の真円状に形成される。したがって、傾斜受口１８がリング部材５０を挟んで差口継手１４を受容したときに、受口継手１２と差口継手１４との接続部分における内面の状態が凸部を有しない滑らかな連続した状態となり、澱や異物などが引っ掛かり滞留することなく、下排水などの流体がスムーズに流れる最適な流路となる。
【００５８】
なお、上述の実施例では、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に１つのリング部材５０を介在させるようにしたが、これに限定される必要はない。自在継手１０の形状や寸法、ならびに成形時のヒケや反り等に対応させて、同じ厚みもしくは異なる厚みのリング部材５０を複数用いることにより、“回転しろ”の個体差にも対応することが可能になる。
【００５９】
また、上述した実施例では、傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に平板状のリング部材５０が介在されたが、図１０および図１１に示すように、リング部材５０に、リング本体５２の表面から突出して形成される凸部５４を設けるようにしてもよい。
【００６０】
図１０に示すように、凸部５４は、断面半円形状（または、断面半楕円形状）の突起であり、リング本体５２の表面の一方側に当該リング本体５２と一体的に形成される。そして、１または複数、この実施例では４つの凸部５４がリング本体５２の周方向に所定の間隔を隔てて設けられる。凸部５４の軸方向寸法（つまり、高さ）は、たとえば０．１〜０．８ｍｍである。なお、念のため付記すると、リング部材５０のリング本体５２の厚みＮは、あくまでリング本体５２の厚みを示す値であるので、リング部材５０のリング本体５２の厚みＮには、凸部５４の軸方向寸法は考慮されないことに留意されたい。
【００６１】
そして、図１１に示すように、凸部５４が傾斜差口３２の傾斜先端面３４に対向するように、リング部材５０が傾斜受口１８の傾斜面２０と傾斜差口３２の差口先端面３４との間に介在される。
【００６２】
こうすることにより、傾斜受口１８が傾斜差口３２を受容した接続状態で、リング部材５０の凸部５４が傾斜先端面３４に対して点接触となり、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積を小さくすることができるので、受口継手１２および差口継手１４を回動させる際の摩擦抵抗を軽減させることが可能である。したがって、自在継手１０の角度調整をよりスムーズに行うことができる。
【００６３】
しかも、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積を小さくして、受口継手１２および差口継手１４の摩擦抵抗を軽減することにより、傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を小さくしても、受口継手１２および差口継手１４の摺動性を保持することが可能になる。すなわち、摩擦抵抗を軽減した分だけ傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を小さくすることによって、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズをさらに制限することが可能である。
【００６４】
なお、必ずしも凸部５４を断面半円形状の突起として形成する必要はなく、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積を小さくすることで、受口継手１２および差口継手１４の摩擦抵抗を軽減できるのであれば、その形状は特に問わない。
【００６５】
たとえば、図１２に示すように、凸部５４を断面半円形状（または、断面半楕円形状）の突起をリング本体５２の周方向に連続させた突条として形成してもよい。この場合には、傾斜受口１８が傾斜差口３２を受容した接続状態で、リング部材５０の凸部５４が傾斜先端面３４に対して線接触となり、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積を小さくすることができる。こうすることにより、摩擦抵抗を軽減した分だけ傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を小さくして、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズをさらに制限することが可能であるのみならず、砂や土の侵入を凸部５４によって物理的に防止することもできる。
【００６６】
また、図示は省略するが、凸部５４を断面半円形状（または、断面半楕円形状）の突起や突条に形成するのみならず、凸部５４を断面矩形状の突起や突条に形成するようにしてもよい。この場合には、リング部材５０の凸部５４が傾斜先端面３４に対して面で接触するものの、リング部材５０と傾斜先端面３４との接触面積は小さくなるので、摩擦抵抗を軽減した分だけ傾斜受口１８と傾斜差口３２との“回転しろ”を小さくして、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズをさらに制限することが可能である。
【００６７】
さらに、上述のいずれも、必ずしも凸部５４が傾斜差口３２の傾斜先端面３４に対向するようにリング部材５０を配置する必要はなく、凸部５４を傾斜受口１８の傾斜面２０に対向するようにリング部材５０を配置してもよいことは言うまでもない。
【００６８】
さらにまた、図１３に示すように、リング本体５２の表面の両側に凸部５４を形成するようにしてもよい。こうすることにより、受口継手１２と差口継手１４との“回転しろ”にリング部材５０を設けたときに、図１４に示すように、リング本体５２の表面の一方側の凸部５４が傾斜差口３２の傾斜先端面３４に対向するとともに、リング本体５２の表面の他方側の凸部５４が傾斜受口１８の傾斜面２０に対向することになるので、リング部材５０が傾斜面２０および傾斜先端面３４のいずれか一方側に寄ってしまうことがなくなる。したがって、“回転しろ”をリング部材５０によって適切に分割して、“回転しろ”に侵入可能な砂や土のサイズをより確実に制限することが可能である。
【００６９】
なお、図１３のリング部材５０では、リング本体５２の表面の両側かつ対称な位置に１つずつ凸部５４を形成したが、これに限定される必要はない。たとえば、リング本体５２の各表面の任意の位置に凸部５４を形成するようにしてもよい。また、リング本体５２の各表面において、複数の凸部５４をたとえば同心円状に形成するようにしてもよい。
【００７０】
さらに、上述の実施例では、受口継手１２および差口継手１４をリブ付管として構成するようにしているが、これら受口継手１２および差口継手１４は一般的なリブのないリブなし管として構成されてもよい。
【００７１】
さらにまた、上述の実施例では、受口継手１２の直管部１６の他方端部は他の管との接続のための差口となったが、接続する管の端部構造に応じて受口を形成するようにしてもよい。また、差口継手１４の直管部３０の他方端部は他の管との接続のための受口となったが、同様に、差口を形成するようにしてもよい。
【００７２】
また、上述の実施例では、傾斜受口１８の傾斜面２０の傾斜角度と傾斜差口３２の差口先端面３４の傾斜角度とが同一角度αに設定されたが、それらの傾斜角度は同一でなくても所定の角度で形成されていれば、上記同様の効果を得ることができる。たとえば、傾斜受口１８の傾斜面２０の傾斜角度をαとし、傾斜差口３２の差口先端面３４の傾斜角度をβとすれば、自在継手１０は、受口継手１２と差口継手１４との相対的な位置を変えて接続することによって、（α−β）から（α＋β）度までの範囲で角度調整することができる。
【００７３】
さらにまた、この自在継手１０に接続される他の管は、管継手その他の管路構造物であってよいことは勿論である。
【００７４】
なお、上述した径や高さ等の具体的数値は、いずれも単なる一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０ …自在継手
１２ …受口継手
１４ …差口継手
１８ …傾斜受口
２０ …傾斜面（接続端面）
２４ …ゴム輪収容部
２６ …ゴム輪
３２ …傾斜差口
３４ …差口先端面（接続端面）
５０ …リング部材
５４ …凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管どうしを所定の接続角度を有して接続するための自在継手であって、
第１角度で傾斜した接続端面を有する傾斜差口が設けられた差口継手、
第２角度で傾斜した接続端面を有する傾斜受口が設けられた受口継手、および
前記傾斜受口が前記傾斜差口との間をゴム輪によって密封しつつ所定寸法の回転しろを有して前記傾斜差口を受容した状態で、前記傾斜受口の前記接続端面と前記傾斜差口の前記接続端面との間に介在されるリング部材を備える、自在継手。
【請求項２】
前記リング部材の厚みは、数１の関係に基づいて設定される、請求項１記載の自在継手。
［数１］
Ｍ−Ｎ＜１
ただし、Ｍ：回転しろの寸法（ｍｍ），Ｎ：リング部材の厚み（ｍｍ）である。
【請求項３】
前記リング部材の表面に突出して設けられる凸部をさらに備える、請求項１または２記載の自在継手。
【請求項１】
管どうしを所定の接続角度を有して接続するための自在継手であって、
第１角度で傾斜した接続端面を有する傾斜差口が設けられた差口継手、
第２角度で傾斜した接続端面を有する傾斜受口が設けられた受口継手、および
前記傾斜受口が前記傾斜差口との間をゴム輪によって密封しつつ所定寸法の回転しろを有して前記傾斜差口を受容した状態で、前記傾斜受口の前記接続端面と前記傾斜差口の前記接続端面との間に介在されるリング部材を備える、自在継手。
【請求項２】
前記リング部材の厚みは、数１の関係に基づいて設定される、請求項１記載の自在継手。
［数１］
Ｍ−Ｎ＜１
ただし、Ｍ：回転しろの寸法（ｍｍ），Ｎ：リング部材の厚み（ｍｍ）である。
【請求項３】
前記リング部材の表面に突出して設けられる凸部をさらに備える、請求項１または２記載の自在継手。
【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１４】
【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１４】
【公開番号】特開２０１２−２１１６０５（Ｐ２０１２−２１１６０５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６２９８（Ｐ２０１１−７６２９８）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０５１４２９６４）クボタシーアイ株式会社 (192)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０５１４２９６４）クボタシーアイ株式会社 (192)
【Ｆターム（参考）】
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