| 【発明の名称】 |
管継手構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】上田 義憲
【氏名】仲石 正雄
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| 【要約】 |
【課題】管相互の連結が簡単かつ迅速でしかも作業性がよく、シール部材の密着性をよくし、シール効果を高めると共にシール部材の耐久性を向上させる。
【解決手段】受口１２の開口端部が膨径されて外向鍔部とされると共に内周面及び外周面が端部に向けて拡径するテーパ面１８，１９とされ、シール部材１４の受口開口端部側が膨径部１４ｂとされると共に、膨径部の外周面が受口の外向鍔部１２ｂの内周テーパ面１８と嵌合するテーパ外周面２０とされ、かつシール部材膨径部の管軸方向外端面が管軸方向外方に向けて縮径するテーパ端面２１を有し、少なくともこのテーパ端面に薄肉押輪２２が固着され、締付バンド１５の内周面に薄肉押輪に当接するテーパ状のシール押圧面を有する押圧部２４および受口の外向鍔部外周テーパ面１９に当接する係合案内面を有する係合部２５が管軸方向対向状に設けられている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一方の管の受口に他方の管の管端部を、筒状シール部材を介して挿入しかつ前記受口の開口端側外周に外嵌される径方向に拡縮可能なＣ型締付バンドにより締め付け連結する管継手構造において、前記受口の開口端部が膨径されて外向鍔部とされると共に内周面及び外周面が端部に向けて拡径するテーパ面とされ、前記シール部材の前記受口開口端部側が膨径部とされると共に、該膨径部の外周面が前記受口の外向鍔部内周テーパ面と嵌合するテーパ外面とされ、かつシール部材膨径部の管軸方向外端面が管軸方向外方に向けて縮径するテーパ端面を有し、少なくともこのテーパ端面と前記締付バンドの間に薄肉押輪が介在され、前記締付バンドの内周面に前記薄肉押輪に当接するテーパ状のシール押圧面および前記受口の外向鍔部外周テーパ面に当接する係合案内面が管軸方向対向状に設けられていることを特徴とする管継手構造。
【請求項２】 前記薄肉押輪の内周端縁径はシール部材内径よりも大径とされていることを特徴とする請求項１に記載の管継手構造。
【請求項３】 前記薄肉押輪は、厚さが０．５乃至２．５ｍｍとされ、内周端縁径がシール部材内径よりも１乃至４ｍｍ大きくされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の管継手構造。
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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、管継手構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種管継手としては、特開平１０−１３２１６６号公報に開示されたものが知られている。この管継手は、例えば高層建築物において各階を貫いて排水用の立主管を配管する場合や、立主管に接続する横引管を配管する場合等に使用されるもので、図１４，図１５に示しているように、一方の管１の受口２に他方の管３の管端部３ａを、筒状シール部材４を介して挿入し締付リング５により締め付け連結されている。
【０００３】そして、前記受口２はその開口端縁側が管軸方向に拡径するテーパ外面２ａとされている。また、前記シール部材４は、受口開口端縁側が膨径されて前記受口２のテーパ内面２ｂに当接するテーパ外周面４ａを有する膨径部４ｂを備えている。さらに、前記締付リング５は、受口２廻りに外嵌可能で周方向の一箇所に分断部６を有するＣ型で、分断部６対向端に締付フランジ部５ａ，５ｂを備え、分断部６間が拡縮可能とされている。また、締付リング５には、その内周面に管軸方向対向状にテーパ面からなる受口テーパ外面２ａに当接する係合案内面５ｃ及びシール押圧面５ｄが形成されており、該押圧面５ｄが前記膨径部４ｂを管軸方向に押圧するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技術では、締付フランジ部５ａ，５ｂをボルト７及びナット８で締め付けることで、管１，３相互を簡単かつ迅速に連結できるという利点がある。しかし、前記締付リング５のシール押圧面５ｄとシール部材４が直接接触しているので、前記リング締め付け時に相互間に滑りがなく、締め付けにより前記リングに生じる周方向の歪みがシール部材に直接伝わり、シール部材への管軸方向の押圧力が均一に作用しないため、確実なシール機能を発揮させることができず、シール部材の耐久性を損ねるという問題があった。
【０００５】本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、管相互の連結が簡単かつ迅速でしかも作業性がよく、シール部材への管軸方向の押圧力を均一にして、該シール部材の密着性をよくし、シール効果を高めると共にシール部材の耐久性を向上させることができる管継手構造を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じている。即ち、本発明は、一方の管の受口に他方の管の管端部を、筒状シール部材を介して挿入しかつ前記受口の開口端側外周に外嵌される径方向に拡縮可能なＣ型締付バンドにより締め付け連結する管継手構造において、前記受口の開口端部が膨径されて外向鍔部とされると共に内周面及び外周面が端部に向けて拡径するテーパ面とされ、前記シール部材の前記受口開口端部側が膨径部とされると共に、該膨径部の外周面が受口の外向鍔部内周テーパ面と嵌合するテーパ外面とされ、かつシール部材膨径部の管軸方向外端面が管軸方向外方に向けて縮径するテーパ端面を有し、少なくともこのテーパ端面と前記締付バンドの間に薄肉押輪が介在され、前記締付バンドの内周面に前記薄肉押輪に当接するテーパ状のシール押圧面および前記受口の外向鍔部外周テーパ面に当接する係合案内面が管軸方向対向状に設けられている点に特徴がある。
【０００７】本発明のかかる構成によれば、締付バンドのシール押圧面にシール部材の膨径部が直接当接しないので、バンド締め付け時に前記押圧面と押輪との間に周方向への滑りが生じて、締付バンドの周方向の歪みが直接シール部材に伝えられず、従って、シール部材には前記押輪によって全周にわたって軸方向の押圧力が均一に作用し、シール効果が確実に得られかつシール部材の耐久性が向上する。そして、前記シール部材の管への組み込みに際しても、押輪が一体化されているので、押輪の内周端面の位置合わせが不要となり、作業性及び精度が大幅に向上して、シール機能を高めることができる。なお、押輪の内周端面と管外周面との金属同士の接触を防止できる。
【０００８】また、本発明に係る管継手構造は、前記薄肉押輪の内周端縁径がシール部材内径よりも大径とされている点に特徴がある。かかる構成によれば、前記押輪の内周端面が管外周面に完全に接触しなくなり、しかも、シール部材の締め付けにより、押輪内周端面と管の間に形成されるスキマに、シール部材の一部が入り込んで管外周面との密着性がよくなり、シール効果をより一層高めることができる。さらに、前記押輪は、厚さが０．５乃至２．５ｍｍとされ、内周端縁径がシール部材内径よりも１乃至４ｍｍ大きくされているのが好ましい。なお、押輪の厚さは、０．５ｍｍ未満では、シール部材への固着作業性が悪く、２．５ｍｍを超えると、成形加工性が悪く重量増になり、製造コストが高くなる。また、前記内周端縁径とシール部材内径との差が１ｍｍ未満では、管外周面とのスキマが小さ過ぎて、シール部材の密着性を十分に確保できず、前記寸法差が４ｍｍを超えてもシール部材の密着性が不十分になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図５は、本発明に係る管継手構造の第一の実施形態を示している。図１に示すように、本発明に係る管継手構造は、一方の管１１の一端部に膨径状に形成された受口１２に、他方の管１３の管端部１３ａを、筒状のシール部材１４を介して挿入し、前記受口１２の開口端部に外嵌されるＣ型締付バンド１５をボルト１６及びナット１７により締付け連結するように主構成されている。
【００１０】以下、説明の便宜上、受口１２を有する管１１を「雌側管」と称し、他方の挿口を有する管１３を「雄側管」と称する。雌側管１１の前記受口１２は、太径部１２ａと該太径部１２ａ端が膨径された外向鍔部１２ｂとからなり、該鍔部１２ｂの内・外周側に、受口端縁側に向かって拡径するテーパ内面１８及びテーパ外面１９が形成されている。なお、前記太径部１２ａの内径は、前記雄側管１３外周面との間に前記シール部材１４の薄肉筒状部１４ａを介装しうる大きさとされている。
【００１１】前記シール部材１４は、薄肉筒状部１４ａとその一端（管軸方向外端）に外向鍔状に形成された膨径部１４ｂ及び他端（管軸方向内端）に径内方向に突出するように形成された内向鍔部１４ｃとを備え、前記受口１２に膨径部１４ｂの外端部が突出するように嵌装されるようになっている。そして、シール部材１４の膨径部１４ｂは、前記薄肉筒状部１４ａから管軸方向外端に向かって拡径するテーパ外周面 ２０を有し、その管軸方向外端面１４ｄの一部が管軸方向外端に向かって縮径するテーパ端面２１とされており、このテーパ端面２１と前記外端面１４ｄには図５に示しているように、金属製薄板からなる薄肉押輪２２が、接着又は焼き付けなどの固着手段により固着一体化され、薄肉押輪２２がテーパ端面２１と後述する締付バンド１５との間に介在されている。
【００１２】なお、薄肉押輪２２は、テーパ端面２１と外端面１４ｄに必ずしも固着する必要はなく、固着せずに後述する締付バンド１５との間に介在するだけで本発明の目的を達することができる。該薄肉押輪２２は、厚さが０．５ｍｍ乃至２．５ｍｍの金属薄板をリング状に裁断し、断面形状が略「へ」の字状になるようにプレス成形したもので、前記テーパ端面２１及び外端面１４ｄに接着剤又は焼付け等により固着されている。なお、該押輪２２の内径Ｄはシール部材１４の内径（又は雄側管１３の外径）ｄよりも所要スキマＳが形成される分だけ大きくされている。このスキマＳによって、前記押輪２２の内周端面が雄側管１３の外周面に接触しないようにすることができる。また、前記スキマＳは、０．５ｍｍ乃至２ｍｍとするのが好ましい。これにより、シール部材１４の雄側管１３外周面への密着性を確保でき、シール効果を高めることが可能である。
【００１３】また、前記シール部材１４のテーパ外周面２０は、前記受口１２のテーパ内面１８に密着状に当接し、シール効果を高めうるようになっている。なお、シール部材１４の管軸方向外端面１４ｄの内周側は、図５に示しているように、前記押輪２２の外端面にまで延長されているが、この延長部分を無くしたものとすることができる。シール部材１４の前記筒状部１４ａは、雌側管１１の受口１２太径部１２ａの内周面又は雄側管１３の管端部１３ａ外周面のいずれか一方に当接可能なように、その内・外径が決められている。また、シール部材１４の内鍔部１４ｃは、雌側管１１の受口太径部１２ａにおける内方段部１２ｃと、前記雄側管１３の管端部１３ａ端面との間に挟まれて、その内周面が両管１１，１３の内周面と面一になるように形成されている。
【００１４】前記締付バンド１５は、金属帯板例えばステンレス鋼帯板をプレスにより成形したもので、図２に示すように、Ｃ型のバンド本体１５ａと該本体１５ａの分断部２３近傍即ち両端部外周面に点溶接された締付フランジ部１５ｂ，１５ｂとにより構成されている。前記バンド本体１５ａは、図４に示しているように、リングの一部を周方向に分断すべく切除しＣ型としたもので、その断面形状が略台形溝状を呈し、対向内周面の一方が前記押輪２２に当接するテーパ状のシール押圧面２４ａを有する内向鍔状の押圧部２４と、対向内周面の他方が前記受口１２のテーパ外面１９に当接するテーパ状の係合案内面２５ａを有する内向鍔状の係合部２５と、両部２４，２５を幅方向に繋ぐ外周壁部２７とを備えている。そして、前記シール押圧面２４ａ及び係合案内面２５ａには、これを周方向に３等分する２つの切り欠き部２６が設けられ、該切り欠き部２６の外周壁部分２７ａが撓み易くなり、バンド本体１５ａの拡縮が容易に行えるようになっている。
【００１５】前記フランジ部１５ｂは、同形状・同寸法で、前記本体１５ａの外周壁面と同じ曲面の固着部２８と、該固着部２８と略直角の締付部２９と、両部２８，２９の幅方向即ち管軸方向端部を接続する補強部３０を備え、前記締付部２９にはボルト孔３１（一方はＵ字状に切り欠かれた孔、他方は長孔）が設けられている。そして、両フランジ部１５ｂは、その固着部２８を締付部２９が対向するように、前記本体１５ａの外周壁面に点溶接３２により固着されている。上記第一実施形態において、雌側管１１の受口１２に雄側管１３を挿入接続する場合、まず、前記受口１２にシール部材１４を嵌入させて、好ましくは接着剤により接着しておき、締付バンド１５の前記締付部２９，２９を互いに外方に押し広げて分断部２３即ち締付部間隔を大きくし、受口１２の外向鍔部１２ｂとシール部材１４の膨径部１４ｂ及び前記押輪２２を外周側から包むように、締付バンド１５を外嵌する。
【００１６】そして、一方の前記締付部２９のボルト孔３１（長孔）にボルト１６を通しそのねじ先端部にナット１７を螺合したボルト１６を、一方の締付部２９の前記ボルト孔３１（Ｕ字状切り欠き孔）に嵌入係合させ、ボルト１６を螺進方向に回転させて両締付部２９を互いに引き寄せ、締付バンド１５を縮径させてその係合案内面２５ａを受口１２のテーパ外面１９に当接させると共に、シール押圧面２４ａを前記押輪２２に軽く当接させて仮締付状態にしておく。なお、この仮締付状態にしたままで、工場出荷させるようにしておくと、配管等の現場での施工性が非常によくなる。
【００１７】上述のように、仮締付状態にした雌側管１１の受口１２内に、雄側管１３の管端部１３ａを挿入し、シール部材１４の内鍔部１４ｃを受口１２の内方段部１２ｃと管端部１３ａ先端とで挟み付けるようにする。次いで、前記ボルト１６を螺進方向に回転させて、前記締付バンド１５の両締付部２９を互いに対向内方に移動させることで、バンド本体１５ａが受口１２のテーパ外面１９に案内されて径内方向に縮み、バンド本体１５ａの係合案内面２５ａが前記外向鍔部１２ｂのテーパ外面１９に係合されているので、薄肉押輪２２がこれに当接しているバント本体１５ａのシール押圧面２４ａにより管軸方向内方即ち前記受口１２方向に押圧される。
【００１８】従って、前記シール部材１４は、管軸方向に沿って圧縮されると同時に径内方向に膨張せられるため、その膨径部１４ｂのテーパ外周面２０が受口１２のテーパ内面１８に強く密着せられると共に、シール部材膨径部１４ｂの内周面が雄側管１３の管端部１３ａ外周面に強く密着せられる。このようにして、雌側管１１と雄側管１３の相互間における連結とシールを簡単にかつ能率的に行うことができる。上記第一実施形態によれば、締付バンド１５のシール押圧面２４ａにシール部材１４の膨径部１４ｂが直接当接しないので、バンド締め付け時に前記押圧面２４ａと押輪２２との間に周方向への滑りが生じて、締付バンド１５のバンド本体１５ａの周方向の歪みが直接シール部材１４に伝えられず、従って、シール部材１４には前記押輪２２によって全周にわたって軸方向の押圧力が均一に作用し、シール効果が確実に得られかつシール部材１４の耐久性が向上する。
【００１９】そして、前記シール部材１４の雌側管１１の受口１２への組み込みに際しても、押輪２２が一体化されているので、押輪２２の内周端面の位置合わせが不要となり、作業性及び精度が大幅に向上して、シール機能を高めることができ、しかも、押輪２２の内周端面と雄側管１３外周面との金属同士の接触を防止できる。図６は、本発明に係る管継手構造の第二実施形態の要部断面を示し、第一実施形態と異なるところは、押輪２２の断面形状が一文字型である点であり、第一実施形態と同等の作用効果を期待することができる。従って、図５と同符号を付し詳細説明は省略する。
【００２０】図７は、本発明に係る管継手構造の第三実施形態の要部断面を示し、第一実施形態と異なるところは、前記シール部材１４の膨径部１４ｂ最外周面に、環状凸部１４ｅが形成され、かつ前記押輪２２の外周端部が受口１２側に屈曲されて環状鍔部２２ａが形成され、該鍔部２２ａと受口１２端面により前記環状凸部１４ｅを挟むようになっている点であり、第一実施形態と略同等の作用効果を期待することができる。従って、図５と同一構成については図５と同じ符号を付し、詳細説明は省略する。
【００２１】図８乃至図１０は、本発明に係る管継手構造における締付バンド１５の製造方法特に、バンド本体１５ａの製造方法を説明するための図面である。このバンド本体１５ａは、金属帯板例えばステンレス鋼帯板を図８に示すように、所要長さに切断すると共に、幅方向両端部を押圧部形成部分２４Ａ及び係合部形成部分２５Ａとしてこれを長手方向に３等分する位置に、外周壁部分２７ａにまで達する切り欠き部２６を設けてバンド本体素材３３を形成する。そしてこの素材３３をプレスにより、図８に１点鎖線３４で示す位置で前記押圧部２４と係合部２５とを幅方向対向内方にかつ台形溝型となるように屈曲して内向鍔状とすると共に、図９に示しているように、外周壁部２７の内面が前記受口１２の外向鍔部１２ｂの最外周端面の半径と同じ曲率半径の円弧状となるように湾曲させ、前記切り欠き部２６間の外周壁部分２７ａを逆向きに湾曲させて展開状態にしてある。
【００２２】図９に示す展開形状に成形することで、プレス型の構造が非常に簡単となり、容易にかつ精度よくしかも安価に製造することができる。そして、図９に示すように成形されたバンド本体１５ａに、その両端部外周壁部２７外面に別途プレス成形された前記締付フランジ部１５ｂを、点溶接により固着して一体化することで、図１０に示す展開状態の締付バンド１５を完成させることができる。なお、図１０に示す展開状態の締付バンド１５を、雌側管１１の受口１２に装着するときは、バンド本体１５ａの中央又は左右の湾曲部分の対向内面即ち係合案内面２５ａ及びシール押圧面２４ａを、受口外向鍔部１２ｂのテーパ外面１９及び押輪２２に押し当て、前記切り欠き部２６間の外周壁部分２７ａをほぼ真っ直ぐに伸ばす方向に曲げて、前記締付フランジ部１５ｂを対向させ、図２に示しているように、ボルト１６及びナット１７により連結すればよい。
【００２３】図１１乃至図１３は、本発明に係る管継手構造の締付バンド１５の他の製造方法を示し、バンド本体１５ａと締付フランジ部１５ｂ，１５ｂが、プレス成形により一体的に成形されている点で前述の方法と異なっている。このバンド成形方法におけるバンド成形素材３５は、図１１に示すように、前記フランジ部１５ｂを構成する締付部形成部分２９Ａ及び補強部形成部分３０Ａを備えている。そして、この素材３５のプレス成形に際しては、シール押圧部形成部分２４Ａ及び係合部形成部分２５Ａは、図１１に１点鎖線３６，３６で示す位置で前述の方法と同様に幅方向対向内向きに屈曲すると共に、外周壁部形成部分２７Ａは円弧状に湾曲させる。他方、締付部形成部分２９Ａは、外周壁部形成部分２７Ａに対してその湾曲方向と反対方向にほぼ直角に屈曲させ、補強部形成部分３０Ａは締付部形成部分に対して図１１に１点鎖線３７で示す位置で、前記係合部２５等とは反対側の対向内方にほぼ直角に屈曲させて外周壁部２７外面に当接させた後、この補強部形成部分３０Ａを外周壁部２７に溶接３８（図１３参照）することにより、図１０に示すような、展開状態の一体型締付バンド１５を完成させることができる。
【００２４】このようにして成形された展開状態の一体型締付バンド１５を、図１２に示す状態に組付ける場合は、前述の方法で成形されたものと同じように行うことができる。この一体型締付バンド１５の成形方法によれば、成形金型が１組でよく、精度よく簡単にしかも低コストで得ることが可能である。なお、本発明において、前記締付バンド１５の切り欠き部２６は、上記実施形態では２か所であるが、１か所又は３か所以上の任意か所とすることができる。また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更が可能である。
【００２５】例えば、前記シール部材１４は、雄側管１３の管端部外面に接着しても良く、また、いずれの管１１，１３にも接着しないでもよい。また、シール部材１４は、筒状部１４ａや内鍔部１４ｃの一方又は両方を備えていない構造とすることができる。なお、前記筒状部１４ａを有しない場合、前記受口１２の太径部１２ａは不要である。さらに、前記締付バンド１５のボルト孔３１は、一方が長孔で他方が切り欠き孔となっているが、両方とも長孔又はＵ字状切り欠き孔とすることができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明に係る管継手構造は、以上のように、一方の管の前記受口の開口端部が膨径されて外向鍔部とされると共に内周面及び外周面が端部に向けて拡径するテーパ面とされ、前記シール部材の前記受口開口端部側が膨径部とされると共に、該膨径部の外周面が前記受口の外向鍔部内周テーパ面と嵌合するテーパ外面とされ、かつシール部材膨径部の管軸方向外端面が管軸方向外方に向けて縮径するテーパ端面を有し、少なくともこのテーパ端面と締付バンドの間に薄肉押輪が介在され、前記締付バンドの内周面に前記薄肉押輪に当設するテーパ状のシール押圧面および前記受口の外向鍔部パ面に当設する係合案内面が管軸方向対向状に設けられている構成であるから、管相互の連結が簡単かつ迅速でしかも作業性がよく、締付バンドの締付・縮径時に生じる周方向歪が直接シール部材に伝わるのを防止できるため、シール部材への管軸方向の押圧力を均一にして、該シール部材の密着性をよくし、シール効果を高めると共にシール部材の耐久性を向上させることができる。
【００２７】なお、前記薄肉押輪の内周端縁径がシール部材内径よりも大径とした場合、押輪の内周端面と管外周面との金属同士の接触を防止できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
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| 【出願日】 |
平成１１年７月１６日（１９９９．７．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６１７４５
【弁理士】
【氏名又は名称】安田 敏雄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−３２９７４（Ｐ２００１−３２９７４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月６日（２００１．２．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２０３７０４ |
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