| 【発明の名称】 |
離脱防止管継手 |
| 【発明者】 |
【氏名】人見 誠一
【氏名】山本 和芳
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| 【要約】 |
【課題】地震や地盤変動などによって、大きな曲げ荷重が接続部に作用しても、接続部の止水性能を保持できる離脱防止管継手を提供すること。
【解決手段】ＰＥ製継手本体２の受口２１の開口端部側の内周面に設けられた環状凹溝２２内にシール用ゴム輪４が装着され、このゴム輪４よりも奥側に位置する受口２１の内周面２２が奥部に向かって拡径する傾斜溝２３を有し、この傾斜溝２３内に、その内周面にほぼ符合した傾斜外周面３１を有する管締付け用の割りリング３が遊嵌状態で配置されてなる離脱防止管継手１において、シール用ゴム輪４の最大肉厚部から受口２１開口端までの距離（Ａ）と、受口２１内に挿入接続されるＰＥ管の外径（Ｂ）との比が０．１５以上とされている離脱防止管継手１。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ポリオレフィン系樹脂からなる継手本体の受口の一端部側の内周面に設けられた環状凹溝内にシール用ゴム輪が装着され、このゴム輪よりも奥側に位置する受口の内周面が奥部に向かって拡径する傾斜溝を有し、この傾斜溝内に、その内周面にほぼ符合した傾斜外周面を有する管締付け用の割りリングが遊嵌状態で配置されてなる離脱防止管継手において、前記シール用ゴム輪の最大肉厚部から受口開口端までの距離と、前記受口内に挿入接続されるポリオレフィン系樹脂管の外径との比が０．１５以上とされていることを特徴とする離脱防止管継手。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、離脱防止管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】接続される管の差口を、管継手の受口内に挿入するだけで簡単に接続可能で、しかも離脱防止機能を有する管継手として、特開平１０−１２２４６１号公報に記載されているものがある。この離脱防止管継手は、円筒状の継手本体と、略Ｃリング状の離脱防止リングとを備えている。
【０００３】ところで、たとえば上水用の実配管路においては、地震や地盤変動により曲げ応力が作用することがある。ライフラインである水道管路ではこのような曲げ応力が管路の接続部に作用しても十分な止水機能を保持できなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の離脱防止管継手では、受口内に装着されているシール用ゴム輪の位置が受口の開口端側に接近しているため、接続部に大きな曲げ荷重が作用した場合、曲げ荷重の程度によっては接続部の止水性能が低下する恐れがあった。
【０００５】本発明者らは上記問題点に鑑みて鋭意検討した結果、受口内に装着されるシール用ゴム輪の位置を特定の範囲とすることで、接続部に大きな曲げ荷重が作用しても、すぐれた止水性能を維持できることを見いだした。
【０００６】本発明の目的は、特にポリオレフィン樹脂管の配管用の継手部材として、地震や地盤変動などによって、接続部にかなり大きな曲げ荷重が作用しても、接続部の止水性能が低下することのない離脱防止管継手を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、ポリオレフィン系樹脂からなる継手本体の受口の一端部側の内周面に設けられた環状凹溝内にシール用ゴム輪が装着され、このゴム輪よりも奥側に位置する受口の内周面が奥部に向かって拡径する傾斜溝を有し、この傾斜溝内に、その内周面にほぼ符合した傾斜外周面を有する管締付け用の割りリングが遊嵌状態で配置されてなる離脱防止管継手において、前記シール用ゴム輪の最大肉厚部から受口開口端までの距離と、前記受口内に挿入接続されるポリオレフィン系樹脂管の外径との比が０．１５以上とされているものである。
【０００８】本発明における継手本体はポリオレフィン系樹脂製のものであり、たとえば中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどが代表的なものとして挙げられる。
【０００９】本発明におけるシール用ゴム輪の材質は特に限定されないが、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）やスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などの耐熱性にすぐれた合成ゴムが望ましい。また、ゴム輪の断面形状は、内水圧によってシール性がより向上するセルフシールタイプのＺ型パッキングが望ましい。
【００１０】そして、このシール用ゴム輪は、継手本体の受口内周面に設けられた環状凹溝内に装着されるわけであるが、本発明においては、シール用ゴム輪の最大肉厚部から開口端までの距離と、継手本体内に挿入接続されるポリオレフィン系樹脂管の外径との比が０．１５以上となるように環状凹溝の位置およびシール用ゴム輪の形状が決められている。このようにすることによって、挿入接続されるポリオレフィン系樹脂管の一部が曲がっても、ゴム輪の最大肉厚部によって支持され、地震や地盤変動などに起因する曲げ荷重に耐えることができる。
【００１１】そして、本発明の離脱防止管継手を使用して管路を構成した場合、たとえば地震や地盤変動などによって接続部が３０度以上に大幅に曲がっても接続部からの漏水は発生せず、十分な止水性能を有している。この理由は明らかではないが、以下のように考えている。
【００１２】一般にポリオレフィン系樹脂はガラス転移点が常温以下であり、非晶性（無定形）部分の運動によって外荷重に対して変形しやすい。そのため、必要な管性能を持たせるために、ポリオレフィン系樹脂管では、その肉厚が従来の硬質塩化ビニル樹脂管などに較べて非常に厚くされている。このような構造のため、曲げ荷重が作用すると、挿入接続されるポリオレフィン系樹脂管の差口よりも、継手本体の受口の変形が起こりやすく、その結果、差口が直線的であるのに対して、受口が変形するため、シール用ゴム輪の圧縮率が低下してしまう。
【００１３】すなわち、継手本体の受口開口端からシール用ゴム輪の最大肉厚部までの距離と、受口内に挿入接続されるポリオレフィン系樹脂管の外径との比が最低限０．１５であることは、変形と強度のバランスの点で、シール用ゴム輪の最適な圧縮率を維持できる範囲で必須条件であると考えられる。つまり、同比が０．１５未満になると、継手本体の受口内部の変形と差口の強度とのバランスが悪く、止水に必要なシール用ゴム輪の圧縮率を維持できないと推測される。
【００１４】本発明においては、管締付け用の割りリングは、半径方向に拡縮自在となっており、材質としては金属製あるいは樹脂製のどちらでもよいが、耐水性などの面から、ポリアセタール、ポリアミド、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトンなどの樹脂製のものが望ましい。そして、この割りリングの内径はその自由状態において、挿入・接続されるポリオレフィン系樹脂管の外径より少し小径とされ、その内周面の周方向に沿って複数の係止突条（たとえば鋸歯状のもの）を備えているのが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の離脱防止管継手の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の離脱防止管継手の第１実施例を示す半縦断面図、図２は図１の離脱防止管継手の使用状態を示す半縦断面図、図３はシール用ゴム輪の断面図である。
【００１６】離脱防止管継手１は、継手本体２と、管締付け用の割りリング３と、シール用ゴム輪４とを備えている。継手本体２はポリエチレン樹脂製のものであり、その大径側は接続される樹脂管の挿入口を備えたソケット状の受口２１とされ、この受口の挿入口側の内周面に環状凹溝２２が設けられ、この環状凹溝２２内にシール用ゴム輪４が装着されている。このゴム輪４は、所謂Ｚパッキングと呼ばれているものであり、図３に示すような断面形状を有している。シール用ゴム輪４よりも奥側に位置する受口２１の内周面２３は奥部に向かってテーパ面状に拡径されて傾斜溝２４とされている。
【００１７】傾斜溝２４内には、管締付け用の割りリング３が遊嵌状態で配置されている。この割りリング３はその管壁の一部が切り欠かれており、傾斜溝２４の内周面２３にほぼ符合した傾斜外周面３１を有している。割りリング３は直鎖型ポリフェニレンサルファイド樹脂から射出成形法にて成形されたものである。直鎖型ポリフェニレンサルファイド樹脂として、その曲げ弾性率が３６３０ＭＰａ、ノッチ付アイゾット衝撃値が２５Ｊ／ｍの機械的性質を有しているものを使用した〔ポリプラスチック株式会社の「フォートロン」（登録商標）：グレード０２２０Ｕ９〕。割りリング３はその自由状態において、その内径が後述する樹脂管５の差口５１の外径より少し小さくなるようにされており、その内周面に多数の鋸歯状の係止突条３２が設けられている。
【００１８】つぎに上記離脱防止管継手１の使用状態を図２に基づいて説明する。図において、樹脂管５、７はともに密度が０．９４０以上の高密度ポリエチレン樹脂から押出成形されたものである。離脱防止管継手１の小径側の端面には樹脂管７の一端面がバット融着されて、離脱防止管継手１と樹脂管７とが一体化されている。そして、離脱防止管継手１の受口２１内に挿入接続される樹脂管５の差口５１の内周面側には短円筒状の補強部材６が内挿されている。この補強部材６は耐蝕性を有するステンレス鋼製のものである。
【００１９】補強部材６は、図２に示すように、短円筒部６１と折り返し部６２とを備えており、短円筒部６１の外径は樹脂管５の内径とほぼ同じか、樹脂管５の内径よりも少し小さくされている。短円筒部６１の外周面の４箇所には、すべり止め手段としての小突起６３が切り起こしされて設けられている。折り返し部６２は、短円筒部６１の一端部が外方に傘状に約１５０度折り返されてテーパ面とされている。そして、図に示すように、折り返し部６２の先端が樹脂管５の差口５１端面の外周縁を囲繞するようになっている。
【００２０】なお、補強部材６の材質は、鋳鉄、アルミニウムなどの金属製のものの他、ガラス繊維や炭素繊維などの補強繊維にて補強されたＦＲＰ製のものであってもよい。補強部材６の長さは継手本体２の受口２１の挿入代とほぼ同一とするのが望ましい。これは、その長さが短すぎるとゴム輪からの締め力によるポリエチレン樹脂管のコールドフローを抑止する効果がなく、逆に長過ぎても、さらなる効果は期待できず不経済となるからである。
【００２１】そして、樹脂管５の差口５１を離脱防止管継手１の挿入口から奥側に向かって挿入すると、補強部材６の折り返し部６２の外周面のテーパ面によって割りリング３が押し広げられるので、奥側まで挿入することができる。なお、継手本体２の受口２１の奥部内周面には、補強部材６の折り返し部６２の外周面が当接する当接段部２５が形成されている。
【００２２】この場合、割りリング３が、上述のとおり、曲げ弾性率が３６３０ＭＰａ、ノッチ付アイゾット衝撃値が２５Ｊ／ｍの機械的性質を有している直鎖型ポリフェニレンサルファイド樹脂製のものであるので、拡径によって塑性変形や割れを起こすことがなく、その弾性復元力によって樹脂管５の差口５１の外径より少し小さい内径の元の自由状態まで縮径しようとする。
【００２３】さらに、離脱防止管継手１は、折り返し部６２の先端が割りリング３より奥側まで挿入されると、樹脂管５あるいは離脱防止管継手１に樹脂管５の抜け方向の力が作用した場合、割りリング３の鋸歯状の係止突条３２の働きにより、樹脂管５の動きにともなって割りリング３も挿入口側へ移動してその外周面３１が傾斜溝２４のテーパ面２３に押し当たり、割りリング３が縮径する。したがって、樹脂管５の差口５１の外周面が割りリング３の内周面にしっかりと把持され、樹脂管５の抜け止めが確実に行われる。
【００２４】また、樹脂管５の差口５１内に、補強部材６の短円筒部６１が圧入嵌合されることで、樹脂管５の差口５１が内側から補強されているので、割りリング３やシール用ゴム輪４によって締付け力が長期間にわたって継続して樹脂管５に加えられても、樹脂管５の差口５１がコールドフローによって寸法変形を起こすことがない。
【００２５】
【実施例１〜３】上記樹脂管５、７として呼び径１００ｍｍのものを用い、図４に示すようにして、接続部の曲げ耐水圧性能を行った。図４に示すように、両樹脂管５、７の開口端を栓体８にて閉塞し、この閉塞した両樹脂管５、７の端部を所定の受け台９、９上に載置して支持する。なお、樹脂管７側の栓体は加圧ポンプＰと接続され、被試験体内に所定の内水圧を付与できるようになっている。そして、継手本体２の受口２１の外面を上方から押さえ治具Ｑにて押圧して、曲げ角度が３０度になるように設定する。
【００２６】そして、シール用ゴム輪４の最大肉厚部から受口２１開口端までの距離（Ａ）を変えることで、この距離（Ａ）と、受口２１内に挿入接続される樹脂管５の外径（Ｂ）との比を変化させた各離脱防止管継手１について、加圧ポンプにて２．５ＭＰａまでの内水圧を負荷して１分間保持し、接続部からの漏れおよび異常の有無を確認した。なお、Ａ／Ｂ比が０．０５のものを比較例として同様に評価した。その結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１に示すように、Ａ／Ｂ比が０．１５以上であれば、接続部にかなりの曲げ荷重が作用しても十分に止水できることが明らかである。なお、呼び径が７５ｍｍ、１５０ｍｍおよび２００ｍｍの樹脂管５、７についても、上記と同様に性能評価した結果、ほぼ同様の性能を得ることができた。
【００２９】本発明においては、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記実施例では、継手本体の一側にのみ樹脂管を接続するようにしたが、継手本体の両側に樹脂管を接続できる構造にしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】請求項１記載の本発明の離脱防止管継手では、シール用ゴム輪の最大肉厚部から受口開口端までの距離と、受口内に挿入接続されるポリオレフィン系樹脂管の外径との比が０．１５以上とされているので、ポリオレフィン系樹脂管との接続部にかなり大きな曲げ応力が作用しても十分な止水性能を有しており、耐震性や耐地盤変動などに対してすぐれた接続部を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２１７４
【氏名又は名称】積水化学工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月２７日（１９９８．７．２７） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−４６２６６（Ｐ２０００−４６２６６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１０８８４ |
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