JP2021001626A - 管接続部の離脱防止構造 - Google Patents
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Abstract
Description
継ぎ輪の両管支持部の内周面には、両管部の外周面との間を密封するシール材が装着されたシール部が設けられている。
これにより、挿口と受口とが離脱しても、継ぎ輪の他端側の管支持部に対する受口の抜け出し移動、及び、継ぎ輪の一端側の管支持部に対する挿口の抜け出し移動をそれぞれ強固に阻止することができる。
〔第1実施形態〕
図1〜図4は、流体の輸送配管系統に用いられる管接続部の離脱防止構造を示す。この管接続部の離脱防止構造では、一方の管部の一例である流体管1の挿口1Aと他方の管部の一例である流体管2の受口2Aとが嵌合接続部20で接続されている。この嵌合接続部20を密封状態で囲繞する分割構造の継ぎ輪30は、両流体管1,2に亘って外装されている。
継ぎ輪30と他方の流体管2の受口2A側との管軸芯方向で相対向する部位には、図2、図3に示すように、受口2Aと挿口1Aとが接続解除される離脱状態までの相対離脱移動を許容し、且つ、離脱状態での受口2Aと継ぎ輪30との一定以上の相対離脱移動を当接阻止する第1離脱阻止部4が設けられている。
一方の流体管1の挿口1Aには、図2、図3に示すように、分割構造の第2離脱阻止部5が設けられている。この第2離脱阻止部5は、継ぎ輪30の管軸芯方向の一端側の管支持部30dに固定連結される連結部52と、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dに対する挿口1Aの離脱移動に伴って、当該挿口1Aの外周面1aとの間での抜止め抵抗が増大する抜止部55と、を備える。
継ぎ輪30内には、受口2Aと挿口1Aとが接続解除された離脱状態において、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dに対する挿口1Aの傾動を規制する傾動規制部9が設けられている。
さらに、本実施形態の流体管1,2は、流体の一例である上水を輸送するための水道管を構成するダクタイル鋳鉄管であるが、その他の鋳鉄管や鋼管等を使用することができ、流体としても、上水以外に工業用水やガス等を挙げることができる。
継ぎ輪30には、受口2Aよりも大径の円筒状の周壁部30aと、周壁部30aの管軸芯方向両端から径方向内方側に一体的に延設される円環状の側壁部30b,30cと、各側壁部30b,30cの内径側端部から管軸芯方向に沿って外方に一体的に延設される筒状の管支持部30d,30eと、が主要構成として備えられている。挿口1A側となる一端側の側壁部30bは、管軸芯に対して直交又は略直交する垂直状側壁部に構成されている。受口2A側となる他端側の側壁部30cは、それに連続する管支持部30e側ほど小径となるテーパー状側壁部に構成されている。
シール保持溝36は、図5に示すように、挿口1Aの半外周面に対面する管支持部30dの内面に形成された管周方向に沿う第1周方向溝部36aと、受口2Aの半外周面に対面する管支持部30eの内面に管軸芯方向に間隔をあけて形成された管周方向に沿う二条の第2周方向溝部36bと、第1・第2周方向溝部36a,36bの周方向端部に連通する状態で両連結フランジ部30Cの分割面に沿って形成される管軸方向溝部36cと、を備える。
第2シール部材37は、図2、図3に示すように、第1周方向溝部36aに装着される第1周方向シール部分37aと、二条の第2周方向溝部36bに装着される第2周方向シール部分37bと、管軸方向溝部36cに装着される管軸方向シール部分(図示省略)と、を一体成形して構成されている。
そして、両第2シール部材37の管軸方向シール部分は、両連結フランジ部30Cの分割面間において管径方向から互いに密封状態(水密状態)で接触する。両第2シール部材37の第1周方向シール部分37a及び第2周方向シール部分37bは、継ぎ輪30の両管支持部30d,30eにおいて、両流体管1,2の外周面1a,2cに管周方向に沿って密封状態で接触する。
離脱阻止壁部41の両側面のうち、複数のT頭ボルト23の頭部23Aと管軸芯方向で相対向する側面が、T頭ボルト23の頭部23Aとの当接によって、離脱状態での受口2Aと継ぎ輪30との一定以上の相対離脱移動を当接阻止する当接面41aに構成されている。
管周方向に所定間隔を置いて配置される複数の金属製のT頭ボルト23が、受口2A側に固定される当接部材45に兼用構成され、各T頭ボルト23の頭部23Aの偏平な頂面である当接面23aは、当接部材45の当接面45aに構成されている。
離脱阻止壁部41の当接面41aと、各T頭ボルト23の頭部23Aの当接面23aをもって構成される当接部材45の当接面45aの各々は、管軸芯に対して直交する直交面に形成されている。
これにより、図2に示すように、初期組付け状態でのT頭ボルト23の頭部23Aの当接面23aから離脱阻止壁部41の当接面41aまでの間隔が最大離脱移動距離Lとなり、最大離脱移動状態では、図3に示すように、一方の流体管1の挿口1Aと他方の流体管2の受口2Aとの接続が解除された離脱状態にある。
耐震補強金具50を流体管1の挿口1Aに取付ける場合には、図1、図2に示すように、両分割挟持部材51に一体形成されている係合凹部54を、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dの係合突起53に対して管径方向外方側から係合し、この状態で両分割挟持部材51のフランジ部51A同士を第3締結具47のボルト48・ナット49で締め付け連結する。
そして、地震や不同沈下等に起因する強い離脱力が作用したとき、耐震補強金具50の係合凹部54と継ぎ輪30の一端側の管支持部30dの係合突起53とが管軸芯方向から係合する。この係合状態で離脱方向にさらに強い力が作用したとき、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dが管軸芯側に変形して、耐震補強金具50の係合凹部54と継ぎ輪30の係合突起53との係合が外れる可能性がある。しかし、本実施形態では、複数の隙間規制ボルト58によって、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dが管軸芯側に変形することを抑制することができ、耐震補強金具50の係合凹部54と継ぎ輪30の係合突起53との係合状態を強力に維持することができる。
爪部材57の外面及び爪収納部56の天井面は、両分割挟持部材51の爪収納部56と挿口1Aの外周面1aに食い込む状態で爪収納部56内に収納されている爪部材57との管軸芯方向での相対離脱移動に伴って、爪部材57を径方向内方側に食い込み移動させる傾斜面に形成されている。
これにより、図3に示すように、挿口1Aと受口2Aとが離脱しても、継ぎ輪30の他端側の管支持部30eに対する受口2Aの抜け出し移動、及び、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dに対する挿口1Aの抜け出し移動をそれぞれ強固に阻止することができる。
しかも、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dと耐震補強金具50の抜止部55とにより、流体管1の挿口1Aにおける管軸芯方向に間隔をおいた二箇所を支持するので、図3に示すように、挿口1Aと受口2Aとが接続解除された離脱状態において、挿口1Aと継ぎ輪30の一端側の管支持部30dとの屈曲を抑制することができる。
傾動規制体90の傾動規制面90aは、図3に示すように、挿口1Aと受口2Aとが接続解除された離脱状態において、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dに対する挿口1Aの傾動時に、挿口1Aの端部の外面に当接してそれ以上の傾動を規制する。
しかも、離脱阻止部42の当接面42aが受口2Aのテーパー状外周面部分2eに当接すると、分割構造の継ぎ輪30の分割面を押し開く力が発生する。しかし、本発明では、離脱阻止部42の当接面42aは、継ぎ輪30の両管支持部30d,30e間における管軸芯方向の他端側に形成されているので、両管支持部30d,30eから離脱阻止部42の当接面42aが偏位する偏位代だけ押し開き力が小さくなり、継ぎ輪30の分割面の押し開きに伴うシール部35の密封性低下による流体の漏洩発生を抑制することができる。
上述の第1実施形態では、図6に示すように、傾動規制体90の第1実施例として、両分割傾動規制部材90A、90Bの管周方向両端部に設けられた連結片90d同士をボルト93・ナット94等の第4締結具92で連結した。この傾動規制体90の連結構造に代えて、図7に示す別の連結構造を採用してもよい。この別の連結構造では、両分割傾動規制部材90A、90Bの管周方向両端部の各々に、管径方向から重合配置可能な第2連結片90fを一体形成する。重合配置される各組の第2連結片90fに、T頭ボルト23の先端部が挿通可能な第2ボルト挿通孔91cを形成する。これにより、傾動規制部9の固定連結部91を構成するT頭ボルト23及び固定連結用ナット91bを利用して、両分割傾動規制部材90A、90Bを円環状に連結することができる。
図8に示す傾動規制体90の第2実施例では、傾動規制突起部95を、継ぎ輪30の内面に対する当接位置を管径方向に変更可能に構成してある。具体的には、傾動規制突起部95は、各分割傾動規制部材90A、90Bの円周方向の二箇所に形成した雌ネジ部95Aと、この雌ネジ部95Aに管径方向から螺合される傾動規制ボルト95Bと、管径方向での当接位置が調節された傾動規制ボルト95Bを固定するロックナット95Cと、を備える。この傾動規制ボルト95Bの螺合操作によって継ぎ輪30の内面に対する当接位置を管径方向に変更する。
図9、図10に示す管接続部の離脱防止構造の第2実施形態では、上述の第1実施形態で説明した傾動規制体90の傾動規制突起部95を省略してある。そのため、図10に示すように、挿口1Aと受口2Aとが接続解除された離脱状態において、地震や、流体圧による不平均力等に起因する屈曲力が作用し、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dに対して挿口1Aが傾動する。このとき、挿口1Aの端部の外面が傾動規制体90の傾動規制面90aに当接する。これにより、離脱状態での挿口1Aと継ぎ輪30の一端側の管支持部30dとの屈曲状態を適正な範囲に維持し、シール部35の周方向での局部的な密封性低下に起因する流体の漏洩を抑制することができる。
尚、その他の構成は、第1実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第1実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
図11〜図13に示す管接続部の離脱防止構造の第3実施形態では、一方の流体管1の挿口1Aと他方の流体管2の受口2Aとの嵌合接続部20がT形のメカニカル継手から構成されている。このT形のメカニカル継手は、受口2Aの内周面に形成した径方向内方に開口する円環状のシール保持溝60に、受口2Aに嵌合接続された挿口1Aの外周面1aとの間で密封状態(水密状態)に圧縮されるゴム輪等の第3シール部材61を装着して構成されている。
傾動規制部9は、図11、図12に示すように、一方の流体管1の挿口1Aと他方の流体管2の受口2Aとが嵌合接続されている状態及び離脱状態において挿口1Aに外装される傾動規制体90と、この傾動規制体90を受口2Aに固定連結する固定連結部91と、を備える。傾動規制体90は、挿口1Aの外径よりも僅かに大きな内径の傾動規制面90aを有する。この傾動規制面90aは、図12に示すように、挿口1Aと受口2Aとが接続解除された離脱状態において、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dに対する挿口1Aの傾動時に、挿口1Aの端部の外面に当接してそれ以上の傾動を規制する。
第1離脱阻止部4は、図11、図12に示すように、両分割継ぎ輪ケース30A,30Bの両管支持部30d,30e間の内周面30fで、且つ、管軸芯方向の他端側に偏位した部位に、両第2分割傾動規制部材90C、90Dの他端側に形成した当接部90hと管軸芯方向から当接可能な位置にまで管径方向内方側に突出する半円環状の離脱阻止壁部41が一体形成されている。本実施形態では、離脱阻止壁部41は、両分割継ぎ輪ケース30A,30Bの内周面30fにおける周壁部30aとテーパー状の側壁部30cとの境界部位に形成されている。
離脱阻止壁部41の両側面のうち、両第2分割傾動規制部材90C、90Dの当接部90hと管軸芯方向で相対向する側面が、両第2分割傾動規制部材90C、90Dの当接部90hとの当接によって、離脱状態での受口2Aと継ぎ輪30との一定以上の相対離脱移動を当接阻止する当接面41aに構成されている。
尚、その他の構成は、第1実施形態で説明した構成と同一であるから、同一の構成箇所には、第1実施形態と同一の番号を付記してそれの説明は省略する。
(1)上述の第1実施形態では、傾動規制体90に、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dに対して傾動する挿口1Aの外面に当接することにより、当該挿口1Aの傾動を規制する傾動規制面90aと、継ぎ輪30の一端側の管支持部30dに対する挿口1Aの傾動に伴って継ぎ輪30の内面に当接することにより、それ以上の挿口1Aの傾動を規制する傾動規制突起部95と、を設けた。しかしながら、この構成に限定されるものではなく、例えば、一方の傾動規制面90a又は傾動規制突起部95のみで実施してもよい。
1A 挿口
1a 外周面
2 第2離脱阻止部
2A 受口
2a 内周面
2c 外周面
2e テーパー状外周面部分
2g 環状突起
4 第1離脱阻止部
5 第2離脱阻止部
9 傾動規制部
20 嵌合接続部
21 シール部材(第1シール部)
22 押輪
22a 押圧部
25 締結具(第1締結具)
30 継ぎ輪
30d 管支持部
60 シール保持溝
61 シール部材(第3シール部材)
90 傾動規制体
90A 分割傾動規制部材
90B 分割傾動規制部材
90C 第2分割傾動規制部材
90D 第2分割傾動規制部材
90a 傾動規制面
91 固定連結部
91d 係合突起(第2係合突起)
92 締結具(第4締結具)
95 傾動規制突起部
Claims (6)
- 一方の管部の挿口と他方の管部の受口との嵌合接続部を密封状態で囲繞する分割構造の継ぎ輪が前記両管部に亘って外装され、前記継ぎ輪と他方の前記管部の受口側との管軸芯方向で相対向する部位には、前記受口と前記挿口とが接続解除される離脱状態までの相対離脱移動を許容し、且つ、前記離脱状態での前記受口と前記継ぎ輪との一定以上の相対離脱移動を当接阻止する第1離脱阻止部が設けられ、前記継ぎ輪の管軸芯方向の一端側の管支持部側には、前記挿口の離脱移動に連れて前記挿口の外周面との間での抜止め抵抗が増大する抜止部を備えた第2離脱阻止部が設けられ、前記継ぎ輪内には、前記離脱状態において、前記継ぎ輪の一端側の管支持部に対する前記挿口の傾動を規制する傾動規制部が設けられている管接続部の離脱防止構造。
- 前記傾動規制部には、前記受口と前記挿口とが嵌合接続されている状態及び離脱状態において前記挿口に外装され、且つ、前記離脱状態で傾動する前記挿口の外面に当接可能な傾動規制面を備えた分割構造の傾動規制体と、前記傾動規制体を前記受口に固定連結する固定連結部と、が備えられている請求項1記載の管接続部の離脱防止構造。
- 前記傾動規制体には、前記離脱状態での前記挿口の傾動に伴って前記継ぎ輪の内面に当接する傾動規制突起部が設けられている請求項2記載の管接続部の離脱防止構造。
- 前記傾動規制突起部は、前記継ぎ輪の内面に対する当接位置を管径方向に変更可能に構成されている請求項3記載の管接続部の離脱防止構造。
- 前記嵌合接続部は、前記挿口の外周面と前記受口のテーパー状の内周面との間に装着されるシール材と、前記挿口に移動自在に外装され、且つ、前記シール部材を管軸芯方向から押圧可能な押圧部を備えた押輪と、前記受口と前記押輪とを管軸芯方向から締め付け固定する締結具と、を備え、前記傾動規制部の前記固定連結部は、前記嵌合接続部の前記締結具で構成されている請求項2〜4のいずれか1項に記載の管接続部の離脱防止構造。
- 前記嵌合接続部は、前記受口の内周面に形成した径方向内方に開口するシール保持溝に、前記受口に嵌合接続された前記挿口の外周面との間で水密状態に圧縮されるシール部材を装着して構成され、前記傾動規制部の前記固定連結部は、前記受口の外周面の端部に形成された環状突起に対して管径方向外方から係合可能な状態で前記傾動規制体に設けた係合突起と、前記傾動規制体の係合突起を前記受口の前記環状突起に係合させた状態で、前記傾動規制体の分割傾動規制部材同士を前記挿口に挾持状態で締め付け固定する締結具とから構成されている請求項2〜4のいずれか1項に記載の管接続部の離脱防止構造。
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