| 【発明の名称】 |
管継手構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】仲石 正雄
【氏名】上田 義憲
【氏名】八木 博史
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| 【要約】 |
【課題】管相互の連結を簡単且つ迅速に行えるようにして施工性を向上する管継手構造を提供する。
【解決手段】受け口１１を有する管７に対し、予めその内周にシール部材１８を装着し、押し輪２４をボルト２６、ナット２７を介してフランジ１５に仮止めの状態で装着しておく。そして、他方の管３をシール部材１８の内周に挿入し、ボルト２６，ナット２７を締結することで押圧部材２４によりシール部材１８を圧縮し、該シール部材１８を他方の管３に密着させて双方の管７，３を連結する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一方の管（７）の受け口（１１）に、他方の管（３）の端部を挿入して連結する管継手構造であって、双方の管（７，３）の連結前の状態において、前記一方の管（７）は、その受け口（１１）の内周面に、他方の管（３）の端部外周面との間をシールするシール部材（１８）を装着し、且つ前記受け口（１１）に前記シール部材（１８）を管軸方向に圧縮する押圧部材（２４）を仮止め状態で装着しており、前記シール部材（１８）に対して他方の管（３）を挿入するとともに、前記押圧部材（２４）によりシール部材（１８）を圧縮することで、双方の管（７，３）をシール部材（１８）によりシールした状態で連結するように構成したことを特徴とする管継手構造。
【請求項２】 他方の管（３）の端部外周径よりも、前記シール部材（１８）の内周径が大きく形成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】 前記受け口（１１）の内周径よりも、シール部材（１８）の外周径が大きく形成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。
【請求項４】 前記シール部材（１８）における前記受け口（１１）への挿入側の外周面が、先細り状となるテーパー面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の管継手構造。
【請求項５】 前記シール部材（１８）を前記受け口（１１）に装着するとき、該受け口（１１）の内周エッジ部分（Ｘ１）を通過する前記シール部材（１８）の外周エッジ部分（Ｘ２）に面取り部を形成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか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】高層建築物等において各階を貫くように設けられる排水用の立主管や、この立主管に接続する横引き管等は、所定長さの直管同士、直管と集合管、直管と曲がり管等を連結することによって配管されるようになっているが、一般に、これらの管の連結には、図７に示されるようなフランジ継手構造が採用されている。この継手構造では、一方の管３０の端部をやや大径の受け口３１に形成するとともに、該受け口３１の開口端外周にフランジ３２を突出しており、これに対し、他方の管３３は、受け口３１に挿入可能なようにストレート管に形成され、その挿入端部に、押し輪（押圧部材）３４、ロックリング３５、カラー３６、パッキン３７等をこの順で外嵌している（ロックリング３５，カラー３６を省略して押し輪３４、パッキン３７のみをこの順で外嵌する場合もある）。
【０００３】そして、この他方の管３３を前記受け口３１に挿入するとともに、前記フランジ３２と押し輪３４とを複数のボルト３８及びナット３９で結合し、これを締め付けることにより、パッキン３７等を圧縮して双方の管３０，３３を互いに水密的に連結するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の継手構造では、他方の管３３端部に予めパッキン３７、押し輪３４等を仮止め状態で装着し、この管３３を一方の管３０の受け口３１に挿入したあとに、フランジ３２と押し輪３４のボルト孔４０，４１の位置合わせやボルト３８の挿入、ナット３９の締め付けといった作業を行う必要がある。これらの作業は他方の管３３の挿入状態を保持しながら行わなければならないことから非常に面倒な作業となり、これを複数箇所のボルト３８について繰り返し行うことで、全体としての施工性をかなり悪化させるものとなっていた。
【０００５】特に、建築物の各階床の間に設けられる立主管の上端と、各階に設けられる集合管の下側の受け口との連結では、ある階の集合管に対してその下の階から立主管を連結しなければならないため、この部分に上記継手構造を採用すると、下の階から高所の作業になるとともに、上の階に迫る位置での作業となることから、上記のようなボルト締結作業がより一層困難なものとなっていた。また、一方の管３０の受け口３１に他方の管３３端部を挿入したとき、この他方の管３３に仮止めしたパッキン３７等が受け口３１に対して傾く恐れがあり、これによって双方の管３０，３３のシール効果を損なう恐れも生じていた。
【０００６】そこで本発明は上記実情に鑑み、管相互の連結を簡単且つ迅速に行えるようにして施工性を向上する管継手構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を講じている。すなわち、本発明は、一方の管７の受け口１１に、他方の管３の端部を挿入して連結する管継手構造であって、双方の管７，３の連結前の状態において、前記一方の管７は、その受け口１１の内周面に、他方の管３の端部外周面との間をシールするシール部材１８を装着し、且つ前記受け口１１に前記シール部材１８を管軸方向に圧縮する押圧部材２４を仮止め状態で装着しており、前記シール部材１８に対して他方の管３を挿入するとともに、押圧部材２４によりシール部材１８を圧縮することにより、双方の管７，３をシール部材１８によりシールした状態で連結するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】これによれば、双方の管７，３の連結前に、予め一方の管７の受け口１１側にシール部材１８及び押圧部材２４を装着しておき、この状態から、受け口１１側のシール部材１８に対して他方の管３の端部を挿入し、押圧部材２４によってシール部材１８を圧縮することで双方の管７，３の連結を行う。したがって、従来のように、施工時の現場作業で他方の管３の挿入後に押圧部材２４とフランジとのボルト孔位置合わせやボルトの挿入作業を行う必要もなく、即座に押圧部材２４の締付作業等が行えて施工性の向上が可能であり、特に、集合管２における下連結管７の受け口１１と立主管３の上端との連結において本発明の継手構造を採用することで連結作業の労力がより軽減されるものとなる。
【０００９】ここで、前記押圧部材２４を仮止め状態としておくことで、他方の管３の挿入が支障なく行え、また、他方の管３の端部外周径よりも、シール部材１８の内周径を大きく形成してやれば、管３の挿入がより容易に行えるようになり、この場合でも、押圧部材２４の締め付けによるシール部材１８の圧縮によって管７，３の水密は確実に保たれる。一方、前記受け口１１の内周径に対して、シール部材１８の外周径を大きく形成することにより、双方の管７，３の連結前の状態でも、受け口１１の内周面にシール部材１８の外周面を圧接、密着させることが可能であり、該シール部材１８が受け口１１に対して傾いたり、偏心した状態で装着されるようなことがなく、他方の管３の挿入が容易に行えるようになる。
【００１０】前記シール部材１８において、前記受け口１１への挿入側の外周面を、先細り状となるテーパー面に形成するのが好ましい。これによって、シール部材１８を受け口１１に容易に装着することができるようになる。また、前記シール部材１８を前記受け口１１に装着するとき、該受け口１１の内周エッジ部分Ｘ１を通過する前記シール部材１８の外周エッジ部分Ｘ２には、面取り部を形成するのが好ましく、これにより、シール部材１８が受け口１１に引っ掛かることなく、簡単に装着できるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図３は、建築物等における排水管等の配管構造を示しており、この建築物の各階床スラブ１には集合管２が固定され、該集合管２の上下に立主管３が連結され、集合管２の上部に横引き管４が連結されたものとなっている。集合管２は、本体部５と、その上下に設けられて前記立主管３が連結される上、下連結管６，７と、横引き管４が連結される横連結管８とを備えてなり、本体部５は、各階床スラブ１に形成した通孔９に挿通状とされてモルタル１０等によって固定されるようになっている。
【００１２】本発明に係る管継手構造は、例えば、図３における矢示Ａ部の連結、すなわち、集合管２の下連結管（一方の管）７と立主管（他方の管）３の上端部との間の連結等に有用に採用されるものであり、この部分を拡大して示す図１及び図２において、下連結管７の端部には、下方に開口した受け口１１を有し、一方、立主管３はストレート管とされてその上端（差し口３Ａ）が受け口１１に挿入されるようになっている。なお、図１には下連結管７と立主管３の連結前の状態を示し、図２には連結後の状態を示している。
【００１３】図１において、前記受け口１１は、立主管３を挿入可能とするように段部１２を介して若干大径に形成されており、この大径部１３の端部内周には、開口側（下側）が拡開状となるテーパー面１４を有している。また、受け口１１の端部外周には、径外方向に突出するフランジ１５が一体に形成され、該フランジ１５には、管軸方向に貫通するボルト挿通孔１６が周方向所定間隔をおいて複数形成されている。前記大径部１３の内周面には、立主管３の外周面との間を水密的にシールするシール部材１８が装着されている。このシール部材１８は、合成ゴム等によって大径部１３に内嵌可能な筒状に形成されており、上部側が薄肉部１９、下部側が厚肉部２０に形成され、薄肉部１９の上端には、径内方向に突出して前記段部１２に重合される鍔部２１が一体に形成されている。
【００１４】また、鍔部２１を除くシール部材１８の内周面は、凹凸の無いほぼストレートとなる平坦面に形成されており、よって厚肉部２０の外周は薄肉部１９に対して段部２２を介して径外方向に膨出し、この段部２２は、受け口１１のテーパー面１４に面接触するテーパー面に形成されている。また、シール部材１８は、その下端部が受け口１１から突出した状態で装着されるようになっている。前記シール部材１８において、その外周径は、受け口１１の内周径よりも若干大径に形成されており、シール部材１８は、その弾性によって受け口１１の内周に圧接するようになっている。そのため、受け口１１との間に隙間を生じることなく密着し、受け口１１内でシール部材１８が傾いたり、偏心するようなことが防止されている。また、シール部材１８の内周径ｄは、立主管３（差し口３Ａ）の外周径Ｄよりも大径に形成されており、該立主管３を挿入したときシール部材１８の内周面との間に隙間を生じるようになっている。
【００１５】前記フランジ１５には、リング状に形成された押し輪（押圧部材）２４が仮止め状態で連結されている。すなわち、前記押し輪２４は、フランジ１５側のボルト挿通孔１６に対応した複数のボルト挿通孔２５を有し、双方のボルト挿通孔１６，２５に連結ボルト２６を挿通するとともに該連結ボルト２６にナット２７を螺着しており、シール部材１８をほとんど圧縮しない状態で押し輪２４の上面（押圧面２４Ａ）を前記シール部材１８の下端面に接触することで、受け口１１からシール部材１８が離脱しないように、また、シール部材１８が傾斜しないように支持している。
【００１６】なお、押し輪２４の上面には凹部２４Ｂが形成され、この凹部２４Ｂの底面がシール部材１８の下端面に接触する押圧面２４Ａとされている。上記シール部材１８及び押し輪２４は、工場出荷時に予め受け口１１に装着した状態とするのが好ましいが、建設現場等において集合管２及び立主管３を配管する前に装着するものであってもよい。上記構成の下連結管（一方の管）７に対して立主管（他方の管）３を連結する場合、当該下連結管７よりも一つ下の階床１から立主管３の差し口３Ａを受け口１１に挿入する。この際、シール部材１８の内周径ｄが立主管３の外周径Ｄよりも大径に形成されていることから、受け口１１から離れた下の階床からでも迅速且つ容易に立主管３を挿入することができ、労力が軽減される。
【００１７】また、受け口１１の内周面にシール部材１８の外周面が密着していることから、立主管３の挿入の際に、その上端がシール部材１８に引っ掛かってこれを位置ずれさせたり、傷つけるようなことも防止でき、また、押し輪２４によってシール部材１８の下端面を保護することで立主管３の接触を可及的に防止している。そして、立主管３を挿入したのち、連結ボルト２６及びナット２７を締め付けることにより、図２に示すように、押し輪２４をフランジ１５側へ管軸方向に移動し、シール部材１８を押圧、圧縮することによってその内周面を立主管３に密着させる。
【００１８】この際、押し輪２４、ボルト２６及びナット２７は予めフランジ１５に装着されていることから、単に連結ボルト２６、ナット２７を締め付けるだけで連結が完了し、下の階から高所の作業となる締結作業が簡単に効率よく行えるようになっている。また、シール部材１８の外周面は、予め受け口１１の内周面に密着していることから、押し輪２４でシール部材１８を圧縮した際に、該シール部材１８は内周側へ大きく膨出することとなり、立主管３に対する密着度が増してシール性の向上が図られている。更に、押し輪２４によりシール部材１８を上方へ圧縮すると、前記テーパー面１４による案内作用でシール部材１８が縮径し、これによってもシール性を向上できるようになっている。
【００１９】なお、前記立主管３を交換等の目的で下連結管７から離脱する場合には、連結ボルト２６及びナット２７を外れない程度に緩めることにより、押し輪２４によるシール部材１８の圧縮を解除し、該シール部材１８の内周面と立主管３との間に隙間を生じさせることにより容易に立主管３を離脱できる。また、上記実施形態において、シール部材１８の外周径は、受け口１１の内周径よりも若干小さく形成することも可能であり、この場合、管７，３の連結前の状態でも、押し輪２４によってシール部材１８を適正位置に保持可能であり、シール部材１８を圧縮することで受け口１１に密着させることが可能である。
【００２０】図４は本発明の第２実施形態を示すものである。本実施形態では、シール部材１８の薄肉部１９が、先端側（上端側）へいくに従い径方向内方に移行するように管軸方向に対して角度θだけ傾斜して設けられており、これによって、受け口１１への挿入側となる薄肉部１９の外周面が先細り状のテーパー面１９Ａに形成されたものとなっている。また、シール部材１８を受け口１１に装着するときに該受け口１１の内周エッジ部分Ｘ１を通過するシール部材１８の外周エッジ部分Ｘ２、即ち、厚肉部２０の段部２２における外周エッジ部分Ｘ２には、アール又はテーパーの面取り部が形成され、立主管３の上端（差し口）３Ａの外周エッジ部分Ｘ３が通過する厚肉部２０の内周エッジ部分Ｘ４にもアール又はテーパーの面取り部が形成されている。
【００２１】本実施形態においては、薄肉部１９の外周面をテーパー面１９Ａに形成することによって、シール部材１８を受け口１１に容易に挿入できるようになっており、更に、シール部材１８の外周エッジ部分Ｘ２及び内周エッジ部分Ｘ４に面取り部を形成することで、受け口１１及び差し口３Ａに対してシール部材１８が引っ掛かるようなことが防止されている。なお、上記各面取り部は、半径２、３ｍｍ程度のアールに形成するのが好ましく、上記以外の他の構成については、上記第１実施形態と略同様であるため同一符合を付して詳細な説明を省略する。
【００２２】ところで、上記立主管３は、鋼、鋳鉄、樹脂材等により形成されるものであり、特に、鋳鉄管の場合にはその外径寸法にバラツキ（誤差）を生じやすくなっている。そのため、図７の従来技術で示したように、シール部材（パッキン３７）等を予め立主管（他方の管）３３に装着する構成であれば、該立主管の外径寸法が大きいほどシール部材の外径寸法も膨張して大きくなり、受け口に対する挿入が困難になるという問題が生じる。逆に、立主管の外径寸法が小さいとシール部材をしっかりと装着できなくなるため、該シール部材が傾いたり偏心したりして受け口との間のシール性を損なう恐れが生じる。
【００２３】これに対し、上述した本発明では、シール部材１８の内径寸法が立主管３の外径寸法よりも大きくなるように設定され、且つシール部材１８が押し輪２４によって径内方向に膨張する構成であるために、シール部材１８の内径よりも小さい範囲であれば立主管３の外径寸法のバラツキにもある程度対応することが可能となっている。本願出願人は、ある一定寸法のシール部材１８に適合する立主管３の外径寸法の誤差許容範囲を次のような実験によって確認した。
【００２４】■ まず、一定寸法のシール部材１８を、内径寸法ｄ３（図４参照、以下同じ）の異なる４種の受け口１１に装着する。この受け口１１は、内径寸法ｄ３がシール部材１８の外径（厚肉部の外径）寸法Ｄ１に対して−１ｍｍ、±０ｍｍ、＋１ｍｍ、＋２ｍｍとなる４種とする。なお、受け口内径ｄ３の寸法公差は、（Ｄ１−１ｍｍ）≦ｄ３≦（Ｄ１＋１ｍｍ）である。
■ 上記４種の各受け口１１に対して、それぞれ２種の押し輪２４を装着する。
【００２５】この押し輪２４は、凹部２４Ｂの径ｄ４が、シール部材１８の外径寸法Ｄ１に対して＋１ｍｍ、＋２ｍｍとなる２種とする。なお、押し輪２４の凹部径ｄ４の寸法公差は、（Ｄ１＋１ｍｍ）≦ｄ４≦（Ｄ１＋２ｍｍ）であり、実験には、このうち最大と最小の２種を使用する。
■ 各受け口１１にシール部材１８、各押し輪２４を装着した状態で、外径寸法Ｄ２の異なる複数の立主管３をそれぞれ挿入し、ボルト２６及びナット２７を一定の締付けトルクで締結する。
【００２６】そして、このときのフランジ１５と押し輪２４の間の寸法（図２にＴで示す）を計測する。
■ 寸法Ｔが０より大きい場合（フランジ１５と押し輪２４とが当接しない場合）、その立主管３の外径寸法Ｄ２が一定寸法のシール部材１８に適合するものと判断する。
以上のような手法で、呼び径１００ｍｍの管３，７について寸法Ｔのデータを採取し、適合した条件をグラフ化したところ、図５に示すようになった。
【００２７】実験に用いたシール部材１８、受け口１１、押し輪２４、立主管３（差し口３Ａ）は図４に示した形状のものであり、その各寸法は、図６に示すとおりである。また、フランジ１５と押し輪２４の間の初期寸法（シール部材１８を圧縮しない状態での寸法）Ｔは１０ｍｍ（＝ｔ１−（ｔ４＋ｔ７））に設定されている。なお、図５のグラフにおいて、寸法Ｔが０となった場合、及びシール部材１８に差し口３Ａを適正に挿入できなかった場合（シール部材１８の内径ｄ１に対して差し口３Ａの外径寸法Ｄ２が大きい場合）のデータは除外している。
【００２８】図５に示すように、内径寸法ｄ３が寸法公差内の受け口Ａ〜Ｃ（シール部材１８の外径Ｄ１＝１３５ｍｍに対して内径ｄ３＝１３４〜１３６ｍｍの受け口Ａ〜Ｃ）にシール部材１８を装着したとき、そのシール部材１８の内径ｄ１＝１１７ｍｍに対し、差し口３Ａの外径寸法Ｄ２が１１２ｍｍ〜１１５ｍｍであれば、いずれの押し輪２４を用いた場合であっても隙間寸法Ｔが０以上となった。すなわち、シール部材１８の内径ｄ１と差し口３Ａの外径Ｄ２との関係が、（ｄ１−５ｍｍ）≦Ｄ２≦（ｄ１−２ｍｍ）の範囲にあるときに、その差し口３Ａ（立主管３）を使用可能であることが判明した。
【００２９】また、他の呼び径寸法の管３，７についても、上記の関係がほぼ成り立つものとなった。また、受け口Ｂ〜Ｄ（内径寸法ｄ３＝１３５ｍｍ〜１３７ｍｍ）にシール部材１８を装着した場合には、外径寸法Ｄ２が１１３ｍｍ〜１１６ｍｍの差し口３Ａを使用可能であることが判明した。すなわち、寸法公差外の受け口Ｄ（内径寸法ｄ３＝１３７ｍｍ）であっても、差し口３Ａの外径寸法Ｄ２によっては使用可能であり、この場合も、（ｄ１−４ｍｍ）≦Ｄ２≦（ｄ１−１ｍｍ）という広い寸法範囲の差し口３Ａを利用できることが判明した。
【００３０】本発明は、上記実施形態に限らず適宜設計変更可能である。例えば、本発明の継手構造が採用される箇所としては、集合管２の上連結管６と立主管３、横連結管８と横引き管４、また、立主管３等の直管同士の連結にも採用可能である。また、シール部材１８としては、薄肉部１９を省略し、厚肉部２０のみの構成とすることができる。テーパー面１９Ａは、上記実施形態のように薄肉部１９全体を径内方向に傾斜させるに限らず、薄肉部１９の外周面をテーパー状に除肉したものであってもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、管相互の連結を簡単且つ迅速に行え、施工性の向上を図ることが可能となる。
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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１２年５月１７日（２０００．５．１７） |
| 【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２００１−３２９７８（Ｐ２００１−３２９７８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年２月６日（２００１．２．６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１４５２３３（Ｐ２０００−１４５２３３） |
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