角管継手及び角管の継手構造

【課題】合成樹脂製角管の端部同士を、水密性を十分に確保し、且つ簡易な作業によって接続できるようにする。
【解決手段】ゴム輪が装着された差口に角管の端部に挿入して角管同士を接続する角管継手において、ゴム輪が装着される溝部の深さを四隅角部の部分だけ浅く設け、角管の端部に差口を挿入した状態で角管の内面と前記差口に形成された溝部表面との間隔が、差口の四辺よりも四隅角部における両面間の間隔の方が小さくなるように設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面形状が正方形又は長方形の角管の端部を継ぎ合わす管継手と、角管の端部を接続する継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路の高架橋排水管などとして使用される角管の端部同士を継ぎ合わせて接続する方法として、鋼製の角管では、上流側の角管の端部に中空状の接続用コア部品を突き合わせ溶接し、このコア部品をシール用ゴム輪を挟んで下流側の角管の端部に挿入して接続し、当該接続部位の外側を取り付け金具で固定する方法が知られている。
また、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂製の角管では、角管の端部に嵌入可能に両端が設けられた筒状のインナー継手を用い、インナー継手の外面と角管の端部内面とに接合剤を塗布した上でインナー継手の両端を角管の端部に挿入し、接合剤でインナー継手の外面に角管の内面を固着させて接続する方法や、インナー継手の外周面にシール用ゴム輪を装着した上で、インナー継手の両端を角管の端部に挿入し、インナー継手の外面と角管の内面の間でゴム輪が圧縮変形することで接合部の水密性が確保されるようにした方法が知られている（例えば特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３９４５９号公報
【特許文献２】特開平７−２４３４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
合成樹脂製の角管の端部同士を接続する場合に、前記インナー継手の内面と角管の端部を接合剤で固着する方法は、接合剤を塗布する部分と塗布しない部分とを仕切るマスキングテープをインナー継手に貼るなどの表面処理が必要なため施工に手間がかかり、また、インナー継手と角管を接合剤で一体に固着したのでは、施工後に角管に振動が加わるなどしたときの接続部の変動に対応できず、水密性を十分に確保することができないという問題がある。
一方、インナー継手の外周面にシール用ゴム輪を装着し、これを角管の端部に挿入して接続する方法では、前記接合剤で固着する方法よりも施工が簡易となるものの、同じ方法で金属製の角管を接続する場合よりも水密性が低下するという問題がある。
すなわち、高架橋排水管などに利用される外径１１０ｍｍ×２１０ｍｍ以上、肉厚１０ｍｍ以下の寸法の合成樹脂製の角管は、金属製の角管よりも成形時の変形量が大きく、また、インナー継手を角管に挿入した際に継手外面と角管内面に挟まれて変形するシール用ゴム輪の圧縮反力を受けて角管に歪みが生じ易く、そのため、ゴム輪を挟んであってもインナー継手と角管の内外周面間に部分的な隙間ができることがある。
【０００５】
断面形状が長方形の角管では、端部開口の四隅角部よりも開口の長辺又は短辺の中央部がゴム輪の圧縮反力を受けたときに外側へ変形して水密性を低下させ易い。一方、矩形枠状の断面を呈するインナー継手に装着されたゴム輪は、インナー継手の角部では延伸するため圧縮反力が小さくなり、角管の角部内面へのゴム輪の接合が不十分となって水密性を低下させ易い。
従って、ゴム輪が装着されたインナー継手を角管に挿入して接続する場合、十分な水密性を確保するためには、ゴム輪の圧縮反力を受けて変形する角管の変形量に対応してゴム輪が角管の内周面に一様に圧接するように、つまり角管の変形に対するゴム輪の変形追随性を高めることが肝要である。
【０００６】
本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、合成樹脂製角管の端部同士を、水密性を十分に確保し、且つ簡易な作業によって接続できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の通り、合成樹脂製の角管の端部にゴム輪が装着された筒状の継手を挿入した場合、ゴム輪の圧縮反力は、ゴム輪が延伸する角管の四隅角部では小さく、その他の部分はそれよりも大きくなり、角管の開口端部が長辺又は短辺に沿って変形を来し易いことと相まって、角管の長辺中央部ではゴム輪の圧縮反力により外方へ押されて外側へ膨らみ、水密性を低下させ易い。また、圧縮反力が小さな角部では角部内面へのゴム輪の接合が不十分となって水密性を低下させ易い。ゴム輪の体積を大きくすることで止水性を高めることも考えられるが、その場合、角管に継手を挿入するには大きな挿入荷重が必要となって施工性が損なわれてしまう。
【０００８】
このような課題を解決するため本発明は、角管の端部に内嵌合する差口を両端に有し、両差口の間に突起が周設されてなる角筒形の継手本体と、前記両差口の外周面に形成された溝部に装着されるゴム輪からなり、前記両差口をそれぞれ角管の端部に挿入して角管同士を接続する角管継手において、角管の端部に差口を挿入した状態で角管の内面と前記差口に形成された溝部表面との間隔が、差口の四辺よりも四隅角部における両面間の間隔の方が小さくなるように前記溝部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の角管継手は、角管の端部に差口を挿入した状態で角管の内面と前記差口に形成された溝部表面との間隔が、差口の四周辺及び四隅角部の内、長辺中央部における両面間の間隔が最も小さくなるように前記溝部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明の管継手は、角管の端部に差口を挿入した状態で角管の内面と前記差口に形成された溝部表面との間隔が、差口の四周辺及び四隅角部の内、短辺中央部における両面間の間隔が最も小さくなるように前記溝部が設けられていることも特徴とする。
【００１０】
本発明の管継手用ゴムは、管継手差口を管の端部に挿入して管同士を接続する管継手の前記差口の外周に装着されるゴム輪であって、少なくとも一つの傾斜したリップと、少なくとも一つの直立したリップを外周面に並設して形成されていることを特徴とする。
本発明の角管継手は、上記構成のゴム輪を装着して構成することができる。
【００１１】
また、本発明の角管の継手構造は、外周面に形成された溝部にゴム輪が装着された差口を角管の端部に内嵌合させて前記差口に角管を接続する継手構造において、角管の端部に差口を挿入した状態で角管の内面と前記差口に形成された溝部表面との間隔が、差口の四周辺及び四隅角部の内、四隅角部、長辺中央部又は短辺中央部の何れか一の部位における両面間の間隔が、他の部位における両面間の間隔よりも小さくなるように前記溝部が設けられていることを特徴とする。この場合、溝部には前記構成のゴム輪を装着することが好ましい。
【００１２】
本発明の角管継手及び角管の継手構造は、溝部にゴム輪を嵌めた差口を角管の端部に差口を挿入した状態で、角管の内面と溝部表面との間隔が差口の周方向に沿った位置に対応させて部分的に変わるように、ゴム輪が嵌る溝部の深さ（高さ）を部分的に変えてあり、これにより角管内周面に沿って接合するゴム輪を水密性の確保に必要な適正な圧縮反力で角管内面に一様に圧接させ、また、角管の変形に対するゴム輪の変形追随性を高め、変形した角管の内面にゴム輪を確実に圧接させて止水性を確保することが可能である。
すなわち、角管の内面と差口の四隅角部における溝部表面との間隔を小さく設ければ、ゴム輪を溝部に嵌めたときにゴム輪は四隅角部で延伸するものの溝部外方へ適宜な厚みで張り出すため、これを角管の端部に挿入すれば、角管の角部内面にゴム輪が確実に、且つ適正な圧縮反力で圧接し、角管の四隅角部における水密性を確保することができる。
また、角管内面と差口の長辺中央部における溝部表面との間隔を小さく設ければ、ゴム輪を溝部に嵌めたときにゴム輪は長辺中央部の部分が溝部外方へ適宜な厚みで張り出すため、これを角管の端部に挿入すれば、ゴム輪の圧縮反力を受けて変形する角管の長辺の変形度合いに追随して、当該変形した部位にゴム輪が確実に圧接し、角管の長辺中央部における水密性を確保することができる。また、角管内面と差口の短辺中央部における溝部表面との間隔を小さく設けた場合も、前記と同様に、角管の短辺中央部における水密性を確保することが可能である。
【００１３】
また、本発明の管継手用ゴムは、ゴム輪のリップの一部を直立させてあるので、差口を挿入した際の角管の変形に追従してゴム輪を確実に角管の内面に圧接させることができ、また、傾斜したリップと直立したリップとを組み合わせ、これを隣接配置したことで、差口を角管に挿入する際に必要となる荷重を抑えつつ、角管の端部を差口の外周に沿って適正な位置までガイドして挿入せしめるとともに、挿入操作の際のゴム輪の前記溝部から離脱防止を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態の角管継手の外観図である。
【図２】図１の角管継手の側面図、正面図及び縦断面図である。
【図３】図１の角管継手の継手本体の半面を破断した側面図である。
【図４】図１の角管継手に装着したゴム輪の部分拡大断面図である。
【図５】図１の角管継手で角管を接続した状態の断面図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿ったゴム輪を省略した切断端面図である。
【図７】本発明の第２実施形態の角管継手の差口に角管を接続した状態のゴム輪を省略した切断端面面である。
【図８】本発明の第３実施形態の角管継手の差口に角管を接続した状態のゴム輪を省略した切断端面面である。
【図９】本発明の第４実施形態の角管継手の差口に角管を接続した状態のゴム輪を省略した切断端面面である。
【図１０】本発明の角管接続構造を適用した管体に角管を接続する状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の好適な実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図６は本発明の第１実施形態の角管継手を示し、図中、符号１は角管継手、２は継手本体、３はゴム輪、４は接続すべき角管をそれぞれ示している。
【００１６】
図示されるように、角管継手１は、継手本体２の両端に設けた差口２１、２１の外周面にゴム輪３、３を装着してなり、前記両差口２１、２１をそれぞれ接続すべき角管４、４の端部に挿入して角管４、４の端部同士を接続するように構成してある。
【００１７】
継手本体２は、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂材を用いて角筒形に形成されており、その両端に角管４の内部に略一杯に挿入されて内周面に接合し得る差口２１、２１を有し、両差口２１、２１の間に角管４の端部が当接する突起２２を中央外周に鍔状に周設するとともに、両差口２１、２１の外周面にそれぞれゴム輪３が嵌る溝部２３、２３を設けて形成してある。
より詳しくは、両溝部２３、２３は、その深さが一定ではなく、差口２１の四周辺と四隅角部の内で、四隅角部の部分だけが浅くなるように形成されており、図６に示されるように、角管４の端部に差口２１を挿入した状態で角管４の内面と溝部２３表面との間隔が、四隅角部における両面間の間隔Ｓｃが、長辺部における間隔Ｓｌと短辺部における間隔Ｓｓよりも小さくなるように設けてある。なお、長辺部と短辺部の間隔は同じに設定してある（間隔Ｓｌ＝間隔Ｓｓ）。
【００１８】
また、ゴム輪３は、天然ゴムや合成ゴムなどの弾性ゴムを用い、前記溝部３に嵌る幅及び適宜な厚みを有して、溝部３の周面に装着し得るようにリング状に形成してある。
ゴム輪３の外周面には、図４に示されるように、外方へ傾斜した一対のリップ３１、３１と両リップ３１、３１の間に配された直立したリップ３２の三本のリップを略同じ高さに突出させて周方向に沿って並設させてあり、ゴム輪３はリップ３１が前記差口２１の先端側から根本側へ傾斜する向きに配して両差口２１、２１の溝部２３、２３内に嵌着してある。
【００１９】
このように構成された角管継手１は、図５に示されるように、両差口２１、２１に接続すべき角管４、４をその端部が突起２２に当接する位置まで挿入することにより、角管４、４の端部同士を接続することができる。差口２１に角管４の端部を挿入した状態で、角管４の内周面にはゴム輪３のリップ３１、３２が一様な圧縮反力で圧接し、角管４の内面全周にゴム輪３を確実に隙間なく接合し密着させて水密性を確保することができきる。
【００２０】
図７は本発明の第２実施形態の角管継手１を示し、これは継手本体２の溝部２３、２３を、差口２１の四周辺と四隅角部の内で、長辺の管軸直角方向中央部だけが浅くなるように形成し、角管４の端部に差口２１を挿入した状態で角管４の内面と溝部２３表面との間隔が、長辺中央部における両面間の間隔Ｓｌが、短辺部における間隔Ｓｓと四隅角部における間隔Ｓｃよりも小さくなるように設けたものである。なお、短辺部と四隅角部の間隔は同じに設定してある（間隔Ｓｓ＝間隔Ｓｃ）。
【００２１】
また、図８は本発明の第３実施形態の角管継手１を示し、これは継手本体２の溝部２３、２３を、差口２１の四周辺と四隅角部の内で、短辺の管軸直角方向中央部だけが浅くなるように形成し、角管４の端部に差口２１を挿入した状態で角管４の内面と溝部２３表面との間隔が、短辺中央部における両面間の間隔Ｓｓが、長辺部における間隔Ｓｌと四隅角部における間隔Ｓｃよりも小さくなるように設けたものである。なお、長辺部と四隅角部の間隔は同じに設定してある（間隔Ｓｌ＝間隔Ｓｃ）。
【００２２】
図９は本発明の第４実施形態の角管継手１を示し、これは継手本体２の溝部２３、２３を、差口２１の四周辺と四隅角部の内で、四隅角部と長辺の中央部が浅くなるように形成し、角管４の端部に差口２１を挿入した状態で角管４の内面と溝部２３表面との間隔が、四隅角部と長辺中央部における両面間の間隔Ｓｃ、Ｓｌが、短辺部を含む他の部分の間隔Ｓｓよりも小さくなるように設けたものである。
【００２３】
なお、四隅角部の溝部２３の深さを他の部分よりも５％浅くした第１実施形態の角管継手１と、長辺の管軸直角方向中央部の溝部２３の深さを他の部分よりも５％浅くした第２実施形態の角管継手１について、以下の性能確認試験をそれぞれ実施したところ、表１に示す試験結果が得られた。
〔水密性試験〕
端部を封止した一方の角管４と、端部に水密性と気密性の確認ができるように配管した他方の角管４とを角管継手１で接続し、他方の角管４から管内に負圧０．０７８ＭＰａを一分間かけ、気密性を確認した。
同じ試験装置で、管内に０．２ＭＰａの水圧を一分間かけ、水密性を確認した。
〔偏心水圧試験〕
前記と同様の試験装置で、接合部において、管内径と継手差口の外径の差の１／２だけ偏心させた状態で、管内に０．２ＭＰａの水圧を一分間かけ、水密性を確認した。
〔挿入性試験〕
管端内面を２Ｃで面取りした角管４の短管を鉛直に配置し、その管内面に潤滑剤を塗布し、角管継手１の差口２１を挿入したときに、角管継手１が手作業で容易に挿入できるか否かを確認した。同時にそのときの挿入荷重を、前記短管を台秤に載せて測定した。
【００２４】
【表１】

【００２５】
本発明は角管４、４の端部同士を接続する角管継手１以外にも、図１０に示されるような角管４の端部を他の管体５に接続するような任意の角管接続構造に適用が可能である。また、本発明は図示した形態に限定されず、他の適宜な形態に構成可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１角管継手、２継手本体、２１差口、２２突起、２３溝部、３ゴム輪、３１，３２リップ、４角管、５管体

【特許請求の範囲】
【請求項１】
角管の端部に内嵌合する差口を両端に有し、両差口の間に突起が周設されてなる角筒形の継手本体と、前記両差口の外周面に形成された溝部に装着されるゴム輪からなり、前記両差口をそれぞれ角管の端部に挿入して角管同士を接続する角管継手において、
角管の端部に差口を挿入した状態で角管の内面と前記差口に形成された溝部表面との間隔が、差口の四辺よりも四隅角部における両面間の間隔の方が小さくなるように前記溝部が設けられていることを特徴とする角管継手。
【請求項２】
角管の端部に内嵌合する差口を両端に有し、両差口の間に突起が周設されてなる角筒形の継手本体と、前記両差口の外周面に形成された溝部に装着されるゴム輪からなり、前記両差口をそれぞれ角管の端部に挿入して角管同士を接続する角管継手において、
角管の端部に差口を挿入した状態で角管の内面と前記差口に形成された溝部表面との間隔が、差口の四周辺及び四隅角部の内、長辺中央部における両面間の間隔が最も小さくなるように前記溝部が設けられていることを特徴とする角管継手。
【請求項３】
角管の端部に内嵌合する差口を両端に有し、両差口の間に突起が周設されてなる角筒形の継手本体と、前記両差口の外周面に形成された溝部に装着されるゴム輪からなり、前記両差口をそれぞれ角管の端部に挿入して角管同士を接続する角管継手において、
角管の端部に差口を挿入した状態で角管の内面と前記差口に形成された溝部表面との間隔が、差口の四周辺及び四隅角部の内、短辺中央部における両面間の間隔が最も小さくなるように前記溝部が設けられていることを特徴とする角管継手。
【請求項４】
差口を管の端部に挿入して管同士を接続する管継手の前記差口の外周に装着されるゴム輪であって、
少なくとも一つの傾斜したリップと、少なくとも一つの直立したリップを外周面に並設して形成されていることを特徴とする管継手用ゴム輪。
【請求項５】
請求項４に記載のゴム輪を装着して構成された、請求項１、２又は３の何れかに記載の角管継手。
【請求項６】
外周面に形成された溝部にゴム輪が装着された差口を角管の端部に内嵌合させて前記差口に角管を接続する角管の継手構造において、
角管の端部に差口を挿入した状態で角管の内面と前記差口に形成された溝部表面との間隔が、差口の四周辺及び四隅角部の内、四隅角部、長辺中央部又は短辺中央部の何れか一の部位における両面間の間隔が、他の部位における両面間の間隔よりも小さくなるように前記溝部が設けられていることを特徴とする角管の継手構造。

【図１】