JP5455082B2 - 管継手用ロックリング - Google Patents

Description

この発明は、水道管等の離脱防止管継手に用いる管継手用ロックリングに関し、特に、小口径管を対象とする離脱防止管継手に用いる管継手用ロックリング、及び、それらを用いた管継手構造に関するものである。

管体の受口と挿し口とを接合する管継手の一種として、一方の管の受口と他方の管の挿し口との間に、環状のシール材を圧縮して介在させたタイプのものがある。

この種の離脱防止管継手は耐震管継手とも呼ばれ、地震等によって、一方の管体の受口から他方の管体の挿し口が不用意に抜け出ないようにするために、抜け止め機構を備えたものが採用される場合が多い。この抜け止め機構は、受口の内周面において、前記シール材が介在する部分よりも奥にロックリング溝を形成し、そのロックリング溝内に、心出しリング及び管継手用ロックリング（以下、「ロックリング」と称する。）を収容している。

挿し口の先端には外径側に突出する抜け止め突起が設けられており、受口に挿し口が差込まれた状態でこの挿し口を引き抜こうとすると、抜け止め突起がロックリングに当接して、抜け止めがなされるようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

実開平６−２８４７３号公報 特開平７−２６００５９号公報

この種の離脱防止管継手では、挿し口を差込む前に、受口内のロックリング溝に心出しリングを収容しておき、その後、やや縮径させた状態のロックリングを心出しリングの内径側へ位置させ、最後に縮径を解除して、ロックリングを所定の位置に収容している。

このように心出しリングを介在させるのは、ロックリングが自身の弾性力によって拡径しようとするのに対し、その心出しリングがロックリングの拡径を所定の位置で規制し、ロックリングを正規の位置に心出し（受口側の管体とロックリングとの軸心合わせ）するためである。この心出しにより、管継手に引き抜き方向への力が作用した際に、ロックリングに対して抜け止め突起が管軸周り均等に当接し、その抜け止め機能を確実にしている。

しかし、この種の離脱防止管継手では、ロックリングをロックリング溝に収容する前に、予め、心出しリングを収容しておく必要がある。このため、ロックリングの装着作業が繁雑である。

また、特に、管径５０ｍｍ以下の小口径管のような場合は、作業の際、管内の狭い空間に工具や指先を差し入れるのが困難である。さらに、その差し入れた工具や指先によって、ロックリング溝付近が死角となるので、心出しリングやロックリングの嵌め込み状態を目視で確認することが困難である。このような事情から、受口内へのロックリングの収容に、多くの作業時間を要している。

そこで、この発明は、離脱防止管継手のロックリングを簡単に装着できるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、受口の内面にロックリング溝を形成し、そのロックリング溝内にロックリングを収容し、挿し口の先端には外径側に突出する抜け止め突起が設けられており、前記受口に前記挿し口が差込まれた状態で前記挿し口を前記受口から引き抜こうとすると、前記抜け止め突起が前記ロックリングに当接して抜け止めがなされる管継手構造において、前記ロックリングは、その周方向１箇所に開口を有する一つ割りのリング部と、そのリング部から外径方向に立ち上がる複数の心出し突起とを備え、前記心出し突起が前記ロックリング溝の底面に直接当接することで、前記受口と前記リング部との心出しが成される構成を採用した。

この構成によれば、ロックリングのリング部に複数の心出し突起を備えたことから、そのロックリングの心出しに、別体の心出しリングを用いる必要がない。このため、ロックリングの装着作業が簡単である。
また、心出しリングが不要であることから、管内に工具や指先を差し入れる作業が最小限で済み、受口内へのロックリングの収容に時間を要しない。このため、ロックリングを簡単に装着できるようになる。

また、この構成において、前記リング部を板状部材として、その板状部材の板面を内径側と外径側とに向けた構成を採用することができる。

リング部が板状部材であれば、ロックリングを受口内に収容する際に、そのロックリングの縮径が容易である。すなわち、従来のロックリングは、特許文献１，２に記載のように、管軸方向への部材長さに対して、半径方向に相当な部材厚を有する中実部材からなるものであった。このため、ロックリングの縮径に大きな力を要し、その縮径及び縮径状態の維持に治具を用いるなど作業が繁雑であるとともに、特に、小口径管の場合は、受口内に挿入し難いという問題があった。
しかし、上記のようにロックリングのリング部を板状部材とすることで、ロックリングは、縮径に大きな力を要さず、ロックリングの装着がさらに簡単になる。また、リング部が板状部材であれば、縮径の際の治具の使用を不要とすることもできる。

なお、ロックリングを受口内のロックリング溝に収容した状態で、前記心出し突起は、前記リング部の奥部側（受口内における奥部側）の端部から立ち上がっていることが望ましい。抜け止めが機能する際に、挿し口の抜け止め突起からロックリングに加わる力の作用点に近いから、その力が心出し突起にダイレクトに作用しやすいからである。これにより、その心出し機能の精度が高められている。

また、その心出し突起の形状は、例えば、リング部から外径方向に立ち上がる柱状、錐台状、あるいは、種々の形状からなるブロック状等とすることができる。また、それ以外にも、心出し突起の形状を、例えば、リング部から外径方向に立ち上がる板状片とすることもできる。

心出し突起を板状片とする場合、その板状片の表裏板面の向きは自由であるが、例えば、その表裏板面がロックリングの周方向に沿って伸びるように、すなわち、その表裏板面の面方向が管軸方向に直交するように配置することができる。この場合、その板状片の外縁を、ロックリング溝の底面に対し、その周方向に沿って一定の長さの範囲で接触させることができる。このため、心出しに関わる周方向への接触長さを長くすることで、その心出しの精度を高めることができる。

また、心出し突起を板状片とする場合、その板状片は、例えば、その表裏板面の向きが異なる複数の板状片同士を連結した形状とすることができる。この場合、一つの向きの板状片は、その表裏板面の面方向が管軸方向に直交するように配置し、他の向きの板状片は、その管軸方向に直交する板状片の板面に交差する表裏板面を有するものとすることができる。例えば、その表裏板面が管軸方向に直交する板状片と、その表裏板面が管軸方向に平行な板状片とを、平面視Ｌ字状に連結した構成を採用することができる。

また、これらの各構成からなる心出し突起は、ロックリングの心出しに必要な数だけ設けることができ、少なくとも複数、好ましくは３つ以上設けられる。心出し突起の数を３つ以上とする場合、心出し突起は、その二つをリング部の開口を挟む両端に、残りを前記両端部間に周方向に沿って等分配置することが望ましい。したがって、例えば、心出し突起の数を３つとする場合は、リング部の開口を挟む両端部にそれぞれ心出し突起を、残りの一つを、リング部の軸心を挟んで前記開口の反対側に配置することが望ましい。

また、その板状部材をテーパ部で構成することができる。このテーパ部は、ロックリングを受口内のロックリング溝に収容した状態で、板状部材の表裏板面が、受口の奥部側の端部から開口側の端部に向かうにつれて徐々に外径側に向かう向きとすることが望ましい。このように、板状部材をテーパ部とすることで、ロックリングは、挿し口の抜け止め突起からロックリングに加わる力を、その支点となるロックリング溝の端壁に向かって末広がり状態に受け止めることができる。このため、挿し口が抜けようとする方向の力に対して、効果的に対抗することができる。

また、これらの各構成からなる管継手構造に用いられるロックリングとして、以下の構成を採用することができる。
すなわち、ロックリングは、その周方向１箇所に開口を有する一つ割りのリング部と、そのリング部から外径方向に立ち上がる複数の心出し突起を備え、前記心出し突起が前記ロックリング溝の底面に直接当接することで、前記受口と前記リング部との心出しが成されることが可能となっていることを特徴とするものである。

この発明は、ロックリングの心出しに、別体の心出しリングを用いる必要がないので、ロックリングの装着作業が簡単である。また、心出しリングが不要であることから、管内に工具や指先を差し入れる作業が最小限で済み、受口内へのロックリングの収容に時間を要しない。このため、ロックリングを簡単に装着できるようになる。

この発明の一実施形態を示す斜視図 図１のロックリングの詳細を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図、（ｄ）は背面図 同実施形態の管継手構造を示し、（ａ）は受口内にロックリングを収容し、その受口に挿し口を挿入しようとする状態を示す断面図、（ｂ）は受口に挿し口を挿入した状態を示す断面図、（ｃ）受口に挿し口を完全に押し込んだ状態を示す断面図、（ｄ）は受口から挿し口を引き抜こうとした際に、抜け止め突起がロックリングに当接している状態を示す断面図 図１の実施形態の変形例を示す斜視図 図４のロックリングの詳細を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図 図４の実施形態のさらなる変形例を示す斜視図 図６のロックリングの詳細を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は（ｂ）の右側面図、（ｄ）は背面図

この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態は、地震等によって、一方の管体Ｐの受口２から他方の管体Ｐの挿し口１が不用意に抜け出ないようにする抜け止め機構を備えた管継手構造、及び、その管継手構造に用いられる管継手用ロックリングに関するものである。

管継手の構成は、図３（ａ）に示すように、受口２の内面に、全周に亘るロックリング溝２ａが形成されている。そのロックリング溝２ａ内に管継手用ロックリング（以下、「ロックリング１０」と称する。）が収容される。ロックリング１０は、通常は金属製であるが、樹脂等の他の素材を用いることも可能である。ただし、抜け止め時における剛性確保の観点から、その素材は、バネ鋼やステンレス鋼、ステンレスばね鋼とすることが望ましい。

また、挿し口１の先端には、外径側に突出する全周に亘る抜け止め突起１ａが設けられている。この抜け止め突起１ａの先端の外面は、挿し口１の先端側から後端側に向かうにつれて外径側に近づくテーパ面１ｂとなっている。また、そのテーパ面１ｂの後端には、端壁１ｃが設けられている。

受口２に挿し口１が差込まれた状態で、地震等によって、挿し口１を受口２から引き抜こうとする力が作用すると、抜け止め突起１ａがロックリング１０に当接して抜け止めがなされるようになっている。

この管継手構造に用いられるロックリング１０の構成は、図１及び図２に示すように、その周方向１箇所に開口を有する一つ割りのリング部１０ａと、そのリング部１０ａから外径方向に立ち上がる３つの心出し突起１０ｂとを備える。Ｃ字状を成すリング部１０ａの対向する両端部１０ｃ，１０ｃ間が前記開口であり、この開口の幅Ｗが、ロックリング１０の拡縮径時に縮小したり拡大したりするようになっている。

この実施形態では、心出し突起１０ｂの形状を、リング部１０ａの外面から外径方向に立ち上がる板状片としている。また、その板状片の表裏板面が、ロックリング１０の周方向に沿って伸びるように、すなわち、その表裏板面の面方向が管軸方向に直交するように配置している。また、その板状片の外径側の端縁１０ｆは、ロックリング溝２ａの底面に沿う円弧状である。このため、心出し時における、心出し突起１０ｂのロックリング溝２ａの底面に対する周方向への接触長さを長くすることで、その心出しの精度が高められている。

また、この実施形態では、リング部１０ａは板状部材で構成され、その板状部材の板面を内径側と外径側とに向けている。また、その板面は、内径側、外径側ともに、ロックリング１０の軸心（ロックリング溝２ａ内への装着状態で受口２の軸心と一致）に対して傾斜する円錐台状のテーパ部１０ｄとなっている。このテーパ部１０ｄは、ロックリング１０を受口２内のロックリング溝２ａに収容した状態で、受口２の奥部側の端部から開口側の端部に向かうにつれて徐々に外径側に向かう向きとなっている。

また、心出し突起１０ｂは、ロックリング１０を受口２内のロックリング溝２ａに収容した状態で、そのリング部１０ａの奥部側（受口２内における奥部側）の端部から立ち上がっている。

この心出し突起１０ｂは、ロックリング１０の心出しに必要な数だけ設けることができるが、この実施形態では、周方向に沿って合計３箇所に設けている。また、その３箇所のうち２箇所は、リング部１０ａの開口を挟む両端部１０ｃ，１０ｃであり、残りの一箇所は、ロックリング１０の周方向に沿ってその両端部１０ｃ，１０ｃ間の中央、すなわち、リング部１０ａの軸心を挟んで前記開口の反対側に配置している。

以下、一方の管体Ｐの受口２に他方の管体Ｐの挿し口１を挿入して管継手を構築する手順について説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、挿し口１を差込む前に、受口２内のロックリング溝２ａにロックリング１０を収容する。ロックリング１０は、両端部１０ｃ，１０ｃ間の開口の幅（周方向への幅Ｗ）を縮小することでやや縮径させた状態とし、その状態を作業者の指で維持しながら、ロックリング１０をロックリング溝２ａの部分に差し入れる。最後に縮径を解除することで、ロックリング１０は自身の弾性力で、前記開口の幅Ｗを広げながら拡径する。これにより、ロックリング溝２ａ内の所定の位置に収容される。

このとき、ロックリング１０の心出し突起１０ｂの外径側の端縁１０ｆが、前記ロックリング溝の底面に直接当接することで、前記受口と前記リング部との心出しが成される。その端縁１０ｆは、ロックリング溝２ａの底面に沿う円弧状となっていることから、より正確な心出しが可能である。なお、心出し突起１０ｂの端縁１０ｆは、ロックリング溝２ａ内に設けた凹部２ｄの底面には必ずしも常時当接していなくてよいが、少なくとも、抜け止め機能発揮時には、その端縁１０ｆがロックリング溝２ａの底面に当接して心出し機能を発揮するようになっている。

このように、ロックリング１０の心出しに、従来のような別体の心出しリングを用いる必要がないことから、ロックリング１０の装着作業が簡単である。
また、心出しリングが不要であることから、この実施形態のような小口径管の場合であっても、ロックリング１０を簡単に装着できる。

また、この実施形態では、リング部１０ａを板状部材として、その板状部材の板面を内径側と外径側とに向けて配置したことから、ロックリング１０はその縮径に大きな力を要さない。このため、治具を使用することなく、作業者の手で縮径とその縮径状態の維持が可能であるから、ロックリング１０の装着がさらに簡単になる。
また、従来は、接合作業において、接合器具（油圧シリンダ等）を使用していたが、この構成を採用したことにより、少なくとも小口径管において、これらの接合器具を使用せずに容易に挿し口と受口との接合を行うことができる。

この状態から挿し口１を受口２に挿入すると、挿し口１の抜け止め突起１ａがロックリング１０を乗り越え、図３（ｂ）に示す状態となる。
この乗り越えの際、抜け止め突起１ａのテーパ１ｂと、ロックリング１０のリング部１０ａのテーパ部１０ｄの外面とが摺接するので、挿し口１の挿入がスムーズである。

つぎに、受口２の内周面と挿し口１の外周面との間にゴム輪３を介在させ、受口２と挿し口１との間の水密性を確保する。
まず、図３（ｂ）の図中左側に示すように、ゴム輪３の後端に押し輪４を宛がい、その押し輪４と受口２のフランジ２ｂとを、ボルト５ａとナット５ｂとからなる締付部材５で締め付ける。この締め付けにより、押し輪４とフランジ２ｂとを徐々に接近させる。そして、最終的に、図３（ｃ）に示すように、押し輪４とフランジ２ｂとが当接すれば、ゴム輪３は所定の位置に押し込まれ、所期の水密性を発揮できるようになっている。これにより、管継手構造の構築が完了する。なお、このゴム輪３の押し込み及び固定構造は、この実施形態の締付部材５を用いた構成以外にも、他の構成を採用することもできる。

この管継手構造を備えた管体Ｐ群の供用中に、その管継手に、地震等による引き抜き方向の外力が作用すると、挿し口１が受口２に対して抜け出る方向に相対移動する。
この相対移動により、図３（ｄ）に実線で示すように、抜け止め突起１ａの端壁１ｃが、ロックリング１０の前端に当接する。このとき、ロックリング１０は、抜け止め突起１ａに押されてやや後退する（受口２の開口側へ近づく）が、リング部１０ａの後端１０ｅが、ロックリング溝２ａの端壁２ｃに当接することで、それ以上の後退は規制される。これにより、挿し口１は、それ以上受口２から引き抜きされず、抜け止めがなされる。

このとき、心出し突起１０ｂは、ロックリング溝２ａ内に設けた凹部２ｄから離脱し、図３（ｄ）に実線で示すように、全ての心出し突起１０ｂの端縁１０ｆがロックリング溝２ａの底面に当接する。このため、この抜け止め機能発揮時において、ロックリング１０は適切に心出しされ、ロックリング１０からの力を周方向に沿って均等に受け止めることができる。

また、リング部１０ａを構成する板状部材がテーパ部１０ｄとなっていることから、ロックリング１０は、挿し口１の抜け止め突起１ａからロックリング１０に加わる力を、その支点となるロックリング溝２ａの端壁２ｃに向かって末広がり状態に受け止めることができる。このため、挿し口１が抜けようとする方向の力に対して、効果的に対抗することができる。

さらに、ロックリング１０の心出し突起１０ｂは、リング部１０ａの奥部側（受口２内における奥部側）の端部から立ち上がっている。すなわち、心出し突起１０ｂは、抜け止めが機能する際に、挿し口１の抜け止め突起１ａからロックリング１０に加わる力の作用点から近い位置にある。このため、挿し口１の抜け止め突起１ａからロックリング１０に力が加わった際に、その力が心出し突起１０ｂにダイレクトに作用しやすい。これにより、その心出し機能の精度が高められている。
なお、この心出し突起１０ｂは、管同士の接合時において、ロックリング１０が受口２の奥部側に入り込まないようにする機能も発揮することができる。心出し突起１０ｂが、リング部１０ａの奥部側（受口２内における奥部側）の端部から立ち上がっているので、その心出し突起１０ｂが、ロックリング溝２ａの奥部側の端壁に当接するからである。

図４及び図５に、この実施形態の変形例を示す。この変形例は、リング部１０ａの開口を挟む端部１０ｃ，１０ｃの形状を変更したものである。

すなわち、前述の実施形態では、この端部１０ｃ，１０ｃの向かい合う端縁同士は、ロックリング１０の前端から後端１０ｅに向かってほぼ全長に亘って、互いの間隔が徐々に拡がる形態であった。それに対して、この変形例では、端部１０ｃ，１０ｃの向かい合う端縁同士は、前端から後端１０ｅに向かって途中まで並行に伸び、前端と後端１０ｅとの間の中ほどから後端１０ｅまでは、互いの間隔が徐々に拡がる形態としたものである。

図６及び図７に、この実施形態のさらなる変形例を示す。この変形例は、図４及び図５の例において、リング部１０ａの開口を挟む心出し突起１０ｂ，１０ｂの形状を、平面視Ｌ字状に変更したものである。

すなわち、リング部１０ａの開口を挟む両側の心出し突起１０ｂは、それぞれ、その表裏板面の面方向が管軸方向に直交する板状片からなる周方向部１０ｇと、その表裏板面の面方向が管軸方向に平行な板状片からなる軸方向部１０ｈとを、平面視Ｌ字状に連結した構成である。また、その周方向部１０ｇの外径側の端縁１０ｆは、ロックリング溝２ａの底面に沿う円弧状であり、軸方向部１０ｈの外径側の端縁１０ｆは管軸方向に平行で、ロックリング溝２ａの円筒状の底面に沿う形状となっている。

心出し突起１０ｂが平面視Ｌ字状であるから、心出し突起１０ｂの剛性が高められている。このため、挿し口１の抜け止め突起１ａからロックリング１０に力が加わった際に、心出し突起１０ｂがロックリング溝２ａの管軸方向の壁面に当接しても、その心出し突起１０ｂは過度に変形することなく、心出し機能の精度を維持し得る。

なお、これらの実施形態では、小口径管の管継手にロックリング１０を適用したが、これらの各構成からなるロックリング１０は、小口径管以外の比較的口径の大きい管体の管継手にも使用可能である。

１ 挿し口
１ａ 抜け止め突起
２ 受口
２ａ ロックリング溝
２ｂ フランジ
２ｃ 端壁
２ｄ 凹部
３ ゴム輪
４ 押し輪
５ 締付部材
５ａ ボルト
５ｂ ナット
１０ ロックリング
１０ａ リング部
１０ｂ 心出し突起
１０ｃ 端部
１０ｄ テーパ部
１０ｅ 後端
１０ｆ 端縁
１０ｇ 周方向部
１０ｈ 軸方向部

Claims (2)

1. 受口（２）の内面にロックリング溝（２ａ）を形成し、そのロックリング溝（２ａ）内にロックリング（１０）を収容し、挿し口（１）の先端には外径側に突出する抜け止め突起（１ａ）が設けられており、前記受口（２）に前記挿し口（１）が差込まれた状態で前記挿し口（１）を前記受口（２）から引き抜こうとすると、前記抜け止め突起（１ａ）が前記ロックリング（１０）に当接して抜け止めがなされる管継手構造において、
   前記ロックリング（１０）は、その周方向１箇所に開口を有する一つ割りのリング部（１０ａ）と、そのリング部（１０ａ）から外径方向に立ち上がる複数の心出し突起（１０ｂ）とを備え、前記心出し突起（１０ｂ）が前記ロックリング溝（２ａ）の底面に直接当接することで、前記受口（２）と前記リング部（１０ａ）との心出しが成され、
   前記リング部（１０ａ）は前記受口（２）内における管軸方向奥部側の端部から管軸方向開口側の端部に向かうにつれて徐々に外径側に向かう板状部材で構成され、その板状部材の板面を内径側と外径側とに向けて、前記リング部（１０ａ）が前記ロックリング溝（２ａ）に収容され、前記心出し突起（１０ｂ）は前記リング部（１０ａ）の前記管軸方向奥部側の端部から立ち上がっていることを特徴とする管継手構造。
2. 請求項１に記載の管継手構造に用いられるロックリング（１０）であって、その周方向１箇所に開口を有する一つ割りのリング部（１０ａ）と、そのリング部（１０ａ）から外径方向に立ち上がる複数の心出し突起（１０ｂ）を備え、前記心出し突起（１０ｂ）が前記ロックリング溝（２ａ）の底面に直接当接することで、前記受口（２）と前記リング部（１０ａ）との心出しが成されることが可能となっており、
   前記リング部（１０ａ）は前記受口（２）内における管軸方向奥部側の端部から管軸方向開口側の端部に向かうにつれて徐々に外径側に向かう板状部材で構成され、その板状部材の板面を内径側と外径側とに向けて、前記リング部（１０ａ）が前記ロックリング溝（２ａ）に収容可能であり、前記心出し突起（１０ｂ）は前記リング部（１０ａ）の前記管軸方向奥部側の端部から立ち上がっていることを特徴とするロックリング。

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