JP2008089132A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 シール部材の圧縮永久歪に起因する流体の漏出が防止される管継手を提供する。
【解決手段】 端部にめねじ部２１を有し、その終端から奥側に向って下り勾配のテーパ面２２が形成され、その奥に環状溝２３が形成された継手本体２と、めねじ部２１にねじ込まれるおねじ部３１を有する押輪３と、テーパ部２２に密着するテーパ面４１を有し、例えばＣｕ合金からなるメタルシール部材４とを有し、押輪３が継手本体２にねじ込まれたときにメタルシール部材４が接続管１０の外周面に密着する。メタルシール部材４は、そのテーパ面４１に突条部４３ａを有することが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、寒冷地の道路に埋設される消雪配管を接続するために好適なメカニカルタイプの管継手に関する。

積雪寒冷地の道路では、道路に配管を埋設しそこに温水（例えば地下水）などの熱媒体を流動させて、その放熱により路上の積雪を溶融することが行われている。この消雪配管を接続するために、継手本体に押輪（ナット）を締付けることにより接続管を継手本体に接続するメカニカルタイプの管継手が使用されている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１に記載された管継手は、円筒状本体の両端に雌ネジ部を有し、雌ネジ部の内部先端に傾斜部を形成し、傾斜部に嵌合する傾斜面を形成した円筒状弾性体を傾斜部に嵌合し、さらにワッシャを介して雌ネジ部に配管用の開口を有し且つ円筒状本体より小径のナットをなす外周の雄ネジ部を螺合させることにより、円筒状本体内部の傾斜部に弾性体の傾斜面を水密に嵌合させるように構成されている。

上記の管継手によれば、ナットが継手本体よりも小径なので、ナットが回し易く施工性に優れ、また継手本体の床面が路床に接するのでコンクリートなどの舗装材が裏面にまわり込み易いという利点があるとされている。しかるに複数の配管を継手で接続した後、道路に埋設する際、アスファルトを流し込むので、継手部を含む配管全体が高温（約２６０℃）に曝されて、円筒状弾性体が軸方向に膨張しようするが、この弾性体は継手内部に密封されているので、膨張が制限されてしまう。その結果円筒状弾性体が熱劣化し、圧縮永久歪が発生するので、舗装後アスファルトが常温まで放冷されると、配管と円筒状弾性体との間に隙間が生じて、熱媒体が漏洩するという不具合がある。

そこで、上記の不具合を解消するために、特許文献２に記載された管継手が提案されている。この管継手は、継手本体の内部に、押輪、弾性を有する耐熱性シールリング及び耐熱性抜止めリングを設け、継手本体はその受口部の開口側内周に管の外径よりも大なる内径を有する雌ネジを設け、この雌ネジの内奥部に雌ネジに向けて拡開状のテーパ面とその内奥部にシールリング収容凹部を形成しておき、継手本体の雌ネジに押輪を締付けることにより、抜止めリングがテーパ面との当接により縮径されて管の外周面に圧接し、さらにシールリングがシールリング収容凹部の内周面と管の外周面との間で圧縮され、しかもシールリング収容凹部の最奥部との間に膨張許容用空隙を形成するように構成されている。

上記の管継手は、継手本体の内部に形成されたシールリング収容凹部の最奥部とシールリングとの間に空隙が形成されるので、アスファルトが流し込まれて、継手部を含む配管全体が高温（約２６０℃）に曝されて、シールリングが軸方向に膨張したときに、膨張が許容される。その結果シールリングの圧縮永久歪が抑制されるので、舗装後アスファルトが常温まで放冷された後のシール性能を維持することができるとされている。

実開平４−４９０７号公報（第５〜７頁、図２、図３） 特開２００５−６１５３６号公報（第４〜５頁、図１、２）

特許文献２に記載された管継手は、上述した利点を有するものの、実用上次のような難点がある。すなわち、この管継手は、弾性体からなるシールリングを内蔵しているので、シールリング、継手本体及び配管（接続管）の寸法バラツキと、施工環境の変動によりアスファルトの温度や冷却時間がばらつくことに起因して、シールリングの圧縮永久歪が発生する。その結果シール性が低下し、継手部から流体（熱媒体）が漏出することがある。

したがって本発明の目的は、上記の問題点を解消して、シールリングの圧縮永久歪に起因する流体の漏出が防止される管継手を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の管継手は、端部にめねじ部を有し、その終端から奥側に向って下り勾配のテーパ面が形成された継手本体と、前記めねじ部にねじ込まれるおねじ部を有する押輪と、前記テーパ面に密着するテーパ面を有するメタルシール部材とを有し、前記押輪が前記継手本体にねじ込まれたときに前記メタルシール部材が接続管の外周面に密着することを特徴とするものである。

本発明において、前記メタルシール部材は、少なくともそのテーパ面に環状に形成された突条部を有することが好ましい。

本発明において、前記メタルシール部材は、そのテーパ面に円弧状断面をもつ突条部を有するとともに、内周面に円周溝を有し、そこに耐熱性を有する弾性シール部材が装着されていてもよい。

本発明の管継手によれば、継手本体の内部にメタルシール部材が設けられているので、継手本体の周囲が高温に曝されても、このシール部材に大きな圧縮永久歪が発生せず、接続管と継手本体とを確実にシールすることができる。したがって継手部からの流体の漏出を防止することができる。

また、前記メタルシール部材のテーパ面に環状の突起部を形成すること、あるいはさらに内周面に環状溝を設け、そこに弾性シール部材を装着することにより、熱媒体の漏出をより確実に防止することができる。

以下本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる管継手の半断面図で、右半分は押輪の締付け前の状態を示し、左半分が押輪の締付け後の状態を示し、図２は図１の管継手に使用されるメタルシール部材を示す拡大断面図、図３は消雪配管の断面図、図４は本発明の第２の実施の形態に係わる管継手の半断面図で、右半分は押輪の締付け前の状態を示し、左半分が押輪の締付け後の状態を示し、図５は図４の管継手に使用されるメタルシール部材を示す拡大断面図であり、図４及び図５において図１及び図２と同一部分は同一の参照符号で示す。

［第１の実施の形態］
図１に示す管継手１は、左右対称の構造を有するメカニカルタイプの管継手であり、例えば炭素鋼鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４５２：ＳＧＰ管）からなる接続管１０が差し込まれる継手本体２とそこにねじ込まれる押輪３と継手本体２の内部に組み込まれるメタルシール部材４を有する。継手本体２は、その両端部に形成されためねじ部２１と、その終端部から中央部に向って形成された下り勾配のテーパ面２２と、その終端側に形成された円周溝２３を有する。六角ナット状の頭部を有する押輪３は、めねじ部２１にねじ込まれるおねじ部３１と、その終端側に形成されたリング状の突当部３２を有する。

図２も参照するとメタルシール部材４は、継手本体２のテーパ面２２が当接するテーパ面４１を有し、断面が楔形状に形成された部材である。またメタルシール部材４において、テーパ面４１と内周面４２には、シール性を高めるために、円周方向に沿って突条部４３ａ、４３ｂが形成されている。突条部４３ａ、４３ｂは、１条又は複数条（図示の例では２条）であり、その断面は円弧状に形成されている。このシール部材４の内径は、接続管の外径と同等の寸法に設定されており、接続管が差し込まれたときにその外周面と内周面４２が密着するようになっている。

上記の管継手を使用した場合の配管施工の手順を図１により説明する。まず図１の右半分に示すように、継手本体２の内部にメタルシール部材４を装着した後、押輪３を継手本体２にねじ込み、押輪３の先端側に形成された突当部３２をメタルシール部材４の端面（厚肉側）に突当てる。次いで押輪３を完全に締め込むことにより、図１の左半分に示すように、メタルシール部材４はその先端部（薄肉部）が円周溝２３に侵入するとともに、突条部４３ａ、４３ｂが押し潰されて、テーパ面２２とテーパ面４１が密着しかつ内周面４２と接続管１０の外周面が密着するので、所定のシール性能が得られる。図３に示すようにこの配管が敷設された路床１１に、グースアスファルト混合物（通常のアスファルトにトリニダッドレイクアスファルトや熱可塑性エラストマーなどの改質材を添加したアスファルトと骨材フィラーを混合したもの）１２を流し込むことにより、不透水性で振動や衝撃に対する抵抗が大きく、耐摩耗性に優れた路面を形成することができる。

上記の舗装工事で継手は高温（約２６０℃）に曝されるが、継手本体２に円周溝２３が設けられおり、そこにメタルシール部材４の一部（先端部のみ）が侵入し、継手本体２とメタルシール部材４との間に空間が存在するので、メタルシール部材４の膨張が許容される。またメタルシール部材４は耐熱性が大きいので、２６０℃程度の温度で熱劣化することは無く、メタルシール部材４で継手本体２と接続管１０との確実なシールを行うことができる。したがってメタルシール部材４、継手本体２及び接続管１０の寸法にばらつきがあり、また施工環境の変動によりアスファルトの温度や冷却時間がばらついた場合でも、メタルシール部材４に圧縮永久歪が発生することが無く（仮に発生してもその量は極めて僅かであり）、所定のシール面圧が維持され、管継手１から熱媒体が漏出する現象を防止できる。

［第２の実施の形態］
図４に示す管継手１は、左右対称の構造を有するメカニカルタイプの管継手であり、接続管１０が差し込まれる継手本体２とそこにねじ込まれる押輪３と継手本体２の内部に組み込まれるメタルシール部材４とその内径部に装着されたＯリング５を有する。継手本体２と押輪３は、図１と同様の構成を有するので、その説明を省略する。図５も参照するとメタルシール部材４は、継手本体２のテーパ面２２と当接するテーパ面４１を有し、断面が楔形状に形成された部材である。またこのメタルシール部材４は、テーパ面４１に突条部４３ａが形成されているとともに、内周面４２には、円周溝４４が設けられ、そこにＯリング５が装着されている。突条部４３ａは、１条又は複数状（図示の例では２条）であり、その断面は円弧状に形成されている。

上記の管継手を使用した場合の配管施工の手順を図４により説明する。まず図４の右半分に示すように、継手本体２の内部にメタルシール部材４を装着した後、押輪３を継手本体２にねじ込み、押輪３の先端側に形成された突当部３２をメタルシール部材４の端面（厚肉側）に突当てる。次いで押輪３を完全に締め込むことにより、図４の左半分に示すように、メタルシール部材４はその先端部（薄肉部）が円周溝２３に侵入するとともに、突条部４３ａが押し潰されて、テーパ面２２とテーパ面４１が密着するとともに、Ｏリング５が円周溝４４内で圧縮されて接続管１０の外周面と密着するので、所定のシール性能が得られる。

このようにメタルシール部材４とＯリング５とで継手本体２と接続管１０とのシールを行い、しかも継手本体２に円周溝２３が設けられているので、所定のシール面圧が維持され、熱媒体が漏出する現象を防止できる。

［継手構成部品用材料］
上記の継手本体２及び押輪３は、所定の締付力に耐え得る機械的強度を有する材料、例えば炭素鋼（ＳＧＰ、Ｓ４５Ｃ等）で形成することができる。メタルシール部材４は、２５０℃以上の耐熱性を有する材料、例えば軟質アルミニウム、軟質の銅又は黄銅、軟鋼又は鉄、ステンレス鋼などの金属で形成し、必要に応じ表面に耐食性を付与すための被膜、例えば亜鉛めっきを施したものを使用することができる。Ｏリング５は、２００℃以上の耐熱性を有する弾性体、例えば、フッ化ビニリデン（耐熱温度：２３０℃）、フルオロシリコーン（耐熱温度：２３０℃）、テトラフルオロエチレン−プロピレン（耐熱温度：２３０℃）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル（耐熱温度：２５０℃）などのフッ素ゴムで形成することができる。このような材料で形成されたシール部材は、継手本体が一時的に３００℃程度の高温のアスファルトに接触しても、その温度は数分で２００℃程度以下に低下するので、アスファルトの熱で損傷することがなく、良好なシール性を維持することができる。

上記の管継手は、種々の口径を有する接続管の配管に適用することが可能であるが、工事期間を短縮するために、継手（押輪）外径を３４ｍｍ以下とすることが好適である。

本発明の第１の実施の形態に係わる管継手を示す半断面図である。 図１で使用されるメタルシール部材の拡大断面図である。 図１の管継手を使用した消雪配管部を示す断面図である 本発明の第２の実施の形態に係わる管継手を示す半断面図である。 図３で使用されるメタルシールを示す拡大断面図である。

符号の説明

１：管継手、
２：継手本体、２１：めねじ部、２２：テーパ面、
３：押輪、３１：おねじ部、３２：突当部、
４：メタルシール部材、４１：テーパ面、４２：内周面、４３ａ、４３ｂ：突条部、４４：円周溝
５：Ｏリング
１０：接続管、１１：路床、１２：グースアスファルト

Claims (3)

1. 端部にめねじ部を有し、その終端から奥側に向って下り勾配のテーパ面が形成された継手本体と、前記めねじ部にねじ込まれるおねじ部を有する押輪と、前記テーパ面に密着するテーパ面を有するメタルシール部材とを有し、前記押輪が前記継手本体にねじ込まれたときに前記メタルシール部材が接続管の外周面に密着することを特徴とする管継手。
2. 前記メタルシール部材は、少なくともそのテーパ面に環状に形成された突条部を有することを特徴とする請求項１に記載の管継手。
3. 前記メタルシール部材は、内周面に円周溝を有し、そこに耐熱性を有する弾性シール部材が装着されていることを特徴とする請求項２に記載の管継手。
   

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