JP3541107B2 - 流体輸送管の接続構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、地中に埋設された合成樹脂製の水道管やガス管等の流体輸送管を、接続用フランジや仕切り弁或いは分岐管等の被接続体側の管接続口部に連通接続するための接続構造に関し、詳しくは、前記流体輸送管の外周面に、被接続体側の管接続口部の内周面に形成した雌ネジ部に螺合する雄ネジ部を形成してある流体輸送管の接続構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の流体輸送管の接続構造において、例えば、図7に示すように、合成樹脂製の流体輸送管Pの端部外周面に、被接続体側の一例で、円筒状の管接続口部01の筒軸芯方向一端部外周面に連結フランジ02を一体形成してあるフランジ継手Fを接続する場合、従来では、管周壁の肉厚が管軸芯方向及び円周方向で一定に構成されている前記流体輸送管Pの端部外周面の各々に、前記フランジ継手Fの管接続口部01の内周面に形成した雌ネジ部03に螺合する雄ネジ部07を、該雄ネジ部07の外径が流体輸送管Pの外径と同一又はそれよりも少し小なる状態で形成して、流体輸送管Pの雄ネジ部07と管接続口部01の雌ネジ部03との螺合により、流体輸送管Pの端部外周面の各々に管接続口部01を接続していた。そして、2本の合成樹脂製の流体輸送管Pの管軸芯方向で相対向する端部外周面の各々に螺合接続されたフランジ継手Fの連結フランジ02同士をボルト014・ナット015にて締結して、これら両流体輸送管P,Pを連通接続していた(例えば、実開昭59ー54282号公報参照)。
このように構成された流体輸送管の接続構造は、合成樹脂製の流体輸送管Pと管接続口部01とが螺合という簡易な接続構造をもって接続されているから、これら流体輸送管Pとフランジ継手Fとの接続部分の保守・点検作業、並びに、流体輸送管P又はフランジ継手Fの交換作業に伴う流体輸送管Pとフランジ継手Fとの脱着作業を迅速、容易に行うことができる。
しかも、前記流体輸送管Pとして合成樹脂製のものを用いるが故に、地震や不同沈下等に起因する管軸芯方向の引張力、或いは、管軸芯に対して交差する方向の剪断力や曲げモーメント等の外力が作用しても、流体輸送管Pが合成樹脂製であるため、この外力を前記流体輸送管P自体の伸びや撓み変形を利用して吸収することができるから、流体輸送管Pの前記外力による破損を抑制することができる点で有用である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の流体輸送管の接続構造では、前記雄ネジ部07の外径が流体輸送管Pの外径と同一又はそれよりも少し小なる状態で形成されている関係上、この雄ネジ部07の谷径に相当する管周壁の最小肉厚t3が、流体輸送管Pの管接続領域以外の管周壁の肉厚t4よりもネジ山高さ分だけ小となるため、流体輸送管Pの雄ネジ部形成箇所08の強度が管接続領域以外の管周壁の強度よりも低下し、その結果、流体輸送管Pと管接続口部01との間に、地震や不同沈下等に起因する管軸芯方向の引張力、或いは、管軸芯に対して交差する方向の剪断力や曲げモーメント等の外力が作用したとき、流体輸送管Pの雄ネジ部形成箇所08が管接続領域以外の管周壁よりも早期に破断して、合成樹脂製の流体輸送管Pの特性、特に、管接続領域以外の長尺な管周壁での伸びや撓み変形を外力吸収用として充分活用できなくなる問題がある。
【0004】
本発明は、上記の実情に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、従来の流体輸送管の接続構造と同様な螺合という簡易な接続構造をもって、流体輸送管と被接続体側の管接続口部との脱着作業の迅速化、容易化を図りながらも、流体輸送管おける雄ネジ部形成箇所での強度を向上して、地震や不同沈下等に起因する管軸芯方向の引張力や圧縮力、或いは、管軸芯に対して交差する方向の剪断力や曲げモーメント等の外力を、流体輸送管の管接続領域以外の管周壁の伸びや撓み変形を利用して効果的に吸収でき、もって、従来の流体輸送管の接続構造に比して前記外力に対する破断強度の高い流体輸送管の接続構造を提供する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1による流体輸送管の接続構造の特徴構成は、合成樹脂製の流体輸送管の外周面に、被接続体側の管接続口部の内周面に形成した雌ネジ部に螺合する雄ネジ部を突出形成し、この雄ネジ部形成箇所の管周壁の最小肉厚を、前記流体輸送管の管接続領域以外の管周壁の肉厚と同一又はそれよりも大に構成するとともに、前記流体輸送管の内周面のうち、前記雄ネジ部形成箇所に相当する部位の少なくとも一部には、補強筒体を密着状態で挿入してある点にある。
上記特徴構成によれば、管接続口部の内周面に形成した雌ネジ部に流体輸送管の雄ネジ部を螺合するだけで、管接続口部と流体輸送管とを接続することができ、しかも、雄ネジ部形成箇所の管周壁の最小肉厚が流体輸送管の管接続領域以外の管周壁の肉厚と同一又はそれよりも大であるから、雄ネジ部の山部形成箇所の管周壁の肉厚は流体輸送管の管接続領域以外の管周壁の肉厚よりも大となり、その結果、雄ネジ部形成箇所における強度を流体輸送管の管接続領域以外の管周壁と同等又はそれ以上に高めることができる。
しかも、前記雄ネジ部形成箇所に相当する管内周面の少なくとも一部には密着状態で補強筒体が挿入されているから、該部位での剪断強度も同時に高めることができるから、地震や不同沈下等に起因する管軸芯方向の引張力や圧縮力、或いは、管軸芯に対して交差する方向の剪断力や曲げモーメント等の外力により、流体輸送管の管接続領域、特に雄ネジ部形成箇所が管接続領域以外の管周壁よりも先行して破断することを回避することができる。
それ故に、従来の流体輸送管の接続構造と同様な螺合という簡易な接続構造をもって、流体輸送管と被接続体側の管接続口部との脱着作業の迅速化、容易化を図ることができるとともに、地震や不同沈下等に起因する管軸芯方向の引張力や圧縮力、或いは、管軸芯に対して交差する方向の剪断力や曲げモーメント等の外力を、合成樹脂製の流体輸送管の特性、特に、管接続領域以外の長尺な管周壁での伸びや撓み変形を利用して効果的に吸収することができ、従来の流体輸送管の接続構造に比して前記外力に対する破断強度を高めることができる。
【0006】
本発明の請求項2による流体輸送管の接続構造の特徴構成は、前記管接続口部の内周面の雌ネジ部よりも奥側に位置する部位に、該管接続口部に対する流体輸送管の接続側への螺進に連れて径方向外方に圧縮される密封用の弾性シール材が装着されているとともに、前記補強筒体が、前記流体輸送管の内周面の前記弾性シール材に対応する部位にまで延出されている点にある。
上記特徴構成によれば、前記管接続口部と流体輸送管とを接続するための該管接続口部に対する流体輸送管の接続側への螺進操作を利用して、密封用の弾性シール材を管接続口部の内周面と流体輸送管の外周面とに圧縮状態で密着させることができるから、例えば、管接続口部に対する流体輸送管の接続側への押込み操作で前記弾性シール材を圧縮させる場合に比して、少ない操作力で弾性シール材を確実に圧縮することができる。
しかも、前記流体輸送管の管周壁は弾性シール材の圧縮力に対する反力により応力集中を受けているが、この応力は、流体輸送管の管周壁のみならず、前記補強筒体でも受止められるから、流体輸送管の管周壁が前記応力により経年的にクリープ破断することを抑制することができる。
【0007】
本発明の請求項3による流体輸送管の接続構造の特徴構成は、前記補強筒体が、円周方向の一箇所で切断されていて、拡径側への弾性復元力に抗して縮径した状態で流体輸送管の内周面に挿入されている点にある。
上記特徴構成によれば、前記補強筒体を縮径側に強制的に弾性変形させた状態で流体輸送管の内周面に挿入することができるから、補強筒体を流体輸送管の内周面に圧入する場合に比して、流体輸送管の内周面に対する補強筒体の装着作業を迅速、容易に行うことができ、しかも、流体輸送管の内周面に装着したのちは、補強筒体の縮径側への弾性変形操作力を解除するだけで、補強筒体が拡径側へ弾性復帰する途中で、拡径側への弾性復元力に抗して縮径した状態で流体輸送管の内周面に密着するから、補強筒体を流体輸送管の内周面に固定するための特別な固定手段を設ける必要もない。
【0008】
本発明の請求項4による流体輸送管の接続構造の特徴構成は、前記流体輸送管の雄ネジ部を管接続口部の雌ネジ部の所定位置にまで螺合したとき、前記管接続口部の端面に対して管軸芯方向から接当する板状ストッパー部が、前記流体輸送管から径方向外方に突出する状態で一体成形されている点にある。
上記特徴構成によれば、前記流体輸送管の雄ネジ部と管接続口部の雌ネジ部との螺合長さを常に設定長さに維持することができるばかりでなく、このためのストパー部が、合成樹脂製の流体輸送管に一体成形された板状に構成されているため、管接続口部との接当に伴うストッパー部の管軸芯方向での弾性変形を利用して、螺合接続された流体輸送管と管接続口部との緩み側への相対回転を抑制することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
図1〜図3は、合成樹脂の一例であるポリエチレン製の流体輸送管(例えば、水道管)Pの管軸芯方向の一端部を、被接続体側の一例で、ほぼ円筒状の管接続口部1の筒軸芯方向一端部に連結フランジ2を一体形成してある金属の一例である鋳鉄製のフランジ継手Fの該管接続口部1に連通接続するための本発明の流体輸送管の接続構造を示し、前記フランジ継手Fの管接続口部1の内周面のうち、筒軸芯方向他端側には雌ネジ部3が形成されているとともに、この管接続口部1の内周面のうち、雌ネジ部3よりも奥側(筒軸芯方向一端部側)に位置する部位には、筒軸芯方向に所定間隔を隔てて2本の環状溝4a,4bが形成され、これら両環状溝4a,4bの各々に合成ゴム製(例えば、スチレンブタジエンゴム)の密封用の環状の弾性シール材5a,5bを内嵌装着してある。
前記連結フランジ2には、円周方向に沿って複数のボルト挿通孔6を貫通形成してある。
【0010】
前記流体輸送管Pの内径は、その管軸芯方向に沿ってほぼ一定の内径に構成されているとともに、この流体輸送管Pの外周面には、前記フランジ継手Fの管接続口部1の内周面に形成した雌ネジ部3に螺合する雄ネジ部7を一体的に突出形成してある。
また、前記流体輸送管Pの雄ネジ部形成箇所8よりも開口端部側には、前記管接続口部1に対する該管接続口部1の筒軸芯方向他端側の開口から挿入された流体輸送管Pの接続側への螺進に連れて、前記両弾性シール材5a,5bの各々の内周面側に順次嵌まり込んで、これら各弾性シール材5a,5bを、対応する前記各環状溝4a,4bの内底面との間で流体輸送管Pの径方向外方に圧縮する円筒部分9を一体的に延設してあるとともに、前記円筒部分9の先端側外周面には、該円筒部分9の弾性シール材5a,5bの内周面側への嵌まり込みを案内するテーパー面9aを形成してあり、前記管接続口部1に対する流体輸送管Pの接続側への螺進操作が完了した状態では、前記両弾性シール材5a,5bが、管接続口部1の内周面と流体輸送管Pの前記円筒部分9の外周面とに圧縮状態で密着し、管接続口部1の内周面と流体輸送管Pの外周面との間の隙間を密封することができる。
【0011】
前記流体輸送管Pの外周面には、該流体輸送管Pの雄ネジ部7を管接続口部1の雌ネジ部3の所定位置にまで螺合したとき、管接続口部1の筒軸芯方向他端側の端面に対して管軸芯方向から接当して、更なる流体輸送管Pの螺進操作を規制するほぼ三角形状の板状ストッパー部10を、流体輸送管Pの径方向外方に突出する状態で一体成形してあるとともに、各隣接するストッパー部10間には、流体輸送管Pを螺進操作する際に、流体輸送管Pを回転させるための工具等を引っ掛けるための突起11を一体的に突出形成してある。
また、前記ストッパー部10は、管接続口部1の筒軸芯方向他端側の端面との接当により、僅かに、管軸芯方向の管接続口部1側とは反対側に弾性的に撓み変形可能に構成してある。
尚、前記フランジ継手Fの管接続口部1に対する管接続領域は、前記雄ネジ部形成箇所8と円筒部分9、並びに、前記ストッパー部10と突起11との形成箇所をもって構成してある。
【0012】
図1に示すように、前記雄ネジ部形成箇所8の雄ネジ部7の谷部相当部分は、該雄ネジ部形成箇所8の管周壁のうち、管径方向での肉厚が最も薄い部分であり、この雄ネジ部7の谷部相当部分の管周壁の管径方向での肉厚(雄ネジ部形成箇所8の管周壁の管径方向での最小肉厚)t1は、流体輸送管Pの管接続領域以外の管周壁、換言すれば、管接続口部1から外部に突出する長尺な管部分の管周壁の肉厚t2よりも大に構成してある。
【0013】
図1、図2に示すように、前記流体輸送管Pの内周面のうち、前記雄ネジ部形成箇所8に相当する部位には、金属の一例であるステンレス製の補強筒体12を密着状態で挿入してあり、更に、前記補強筒体12を、前記流体輸送管Pの内周面の両弾性シール材5a,5bに対応する部位から円筒部分9の開口端部にまで延出してある。
前記補強筒体12の外径は、自然状態で流体輸送管Pの内径よりも大に構成されていて、補強筒体12が、それの円周方向の一箇所で、該補強筒体12の筒軸芯に対して傾斜する姿勢の隙間12aを有する状態、つまり、補強筒体12の筒軸芯と直交する方向での断面がほぼCの字状となり、筒軸芯方向に沿ってその隙間形成位置が円周方向にずれる状態に切断してある。
前記補強筒体12は、前記隙間12aの存在により弾性復元力に抗して縮径変形することができ、最も縮径変形した状態における補強筒体12の外径が流体輸送管Pの内径よりも小となるように構成してある。
【0014】
図1〜図3に示すように、前記補強筒体12は、流体輸送管Pの内周面に対して、該補強筒体12を、それの外径が流体輸送管Pの内径よりも小となるまで弾性復元力に抗して強制的に縮径変形させた状態で挿入することができ、この挿入した状態で強制的な縮径を解除することにより、流体輸送管Pの内周面に補強筒体12の外周面が密着するまで拡径し、その後は、残留する拡径側への弾性復元力に抗して縮径した状態で、この弾性復元力により流体輸送管Pの内周面に密着固定される。
また、前記フランジ継手Fの管接続口部1の筒軸芯方向他端側から該管接続口部1内に流体輸送管Pの前記円筒部分9を挿入し、前記ストッパー部10が管接続口部1の筒軸芯方向他端側の端面と接当するまで流体輸送管Pを螺進操作することにより、流体輸送管Pの一端部とフランジ継手Fの管接続口部1とが連通状態で螺合接続される。
【0015】
上述のように、前記流体輸送管Pの端部に被接続体側の一例であるフランジ継手Fを螺合接続することにより、図4に示すように、2本の流体輸送管P,Pの端部の各々に螺合接続してある各フランジ継手F,Fの連結フランジ2,2同士を管軸芯方向で相対向させ、両管接続口部1の相対向する端面間に密封用の弾性シール材(パッキン)13を介在させた状態で、両連結フランジ2,2の相対向するボルト挿通孔6,6の各々に亘ってボルト14を挿通し、これらボルト14にナット15を螺合して締め付け、両フランジ継手F,Fを締結することにより、これら両流体輸送管P,Pを密封状態で連通接続することができる。
尚、図4では、内径の異なる2本の流体輸送管P,Pを連通接続した状態を示してあり、小径の流体輸送管Pに螺合接合された被接続体側の一例であるフランジ継手Fの管接続口部1の筒軸芯方向一端側開口端部には、該管接続口部1の筒軸芯方向に向かって突出する環状の突出部16が一体形成されていて、該突出部16の内周面が開口側ほど大径となるテーパー面16aに形成されている。詳しくは、前記突出部16のテーパー面16aの小径の流体輸送管P側の最小内径を、該小径の流体輸送管Pの内周面に装着された状態の補強筒体12の内径とほぼ同形に構成してあるとともに、大径の流体輸送管P側の最大内径を、該大径の流体輸送管Pの内周面に装着された状態の補強筒体12の内径とほぼ同形に構成してある。
【0016】
尚、図4に示すように、前記流体輸送管Pの他端部(前記フランジ継手Fの螺合接続箇所とは反対側の端部)には、外径及び内径が同じポリエチレン製の流体輸送管P1が配管してあり、これら両流体輸送管P,P1同士は、その接続部分に亘って、ポリエチレン製の筒体17を外嵌装着し、該両流体輸送管P,P1の外周面と筒体17の内周面とを熱融着することにより連通接続してある。
【0017】
〔第2実施形態〕
前記第1実施形態では、本発明の流体輸送管の接続構造を、流体輸送管Pと被接合体側の一例であるフランジ継手Fとの接続に採用したが、本発明の流体輸送管の接続構造を、図5に示すように、流体輸送管Pと被接続体側の一例である鋳鉄製のT型管Tの管接続口部1との接続に採用してもよい。この場合、T型管Tの管接続口部1は、前記第1実施形態のフランジ継手Fの管接続口部1と同様に構成されていて、前記第1実施形態で説明した構成部分と同一構造又は同一機能を有する構成部分には、前記第1実施形態で付記した番号を付記してそれの説明を省略する。
〔その他の実施形態〕
▲1▼ 上述の第1実施形態では、本発明の流体輸送管の接続構造をもって流体輸送管Pに接続された被接続体側の一例であるフランジ継手Fを介して、2本の流体輸送管P,Pを連通接続する場合を例示して説明したが、図6に示すように、前記被接続体側の一例であるフランジ継手Fの連結フランジ2と、仕切り弁Vの管接続部18に形成された連結フランジ19とをボルト14・ナット15にて締結して、流体輸送管Pに仕切り弁Vを連通接続してもよく、また、図示しないが、前記フランジ継手Fの連結フランジ2と、鋳鉄製の流体輸送管の管軸芯方向開口側端部に一体形成された連結フランジとをボルト・ナットにて締結して、合成樹脂製の流体輸送管と鋳鉄製の流体輸送管とを連通接続してもよい。
▲2▼ 前記被接続体側としては、フランジ継手FやT型管Tに限定されるものではなく、前記管接続口部1を備えたものであるならば、それ以外にも、鋳鉄製やポリ塩化ビニル製等の屈曲管、仕切り弁、又は、分岐弁等であってもよい。
▲3▼ 上述の各実施形態では、流体輸送管Pとして水道管を例示したが、これに限定されるものではなく、流体輸送管Pとしてはガス管や石油輸送管等であってもよい。
▲4▼ 上述の各実施形態では、合成樹脂製の流体輸送管Pとしてポリエチレン製の流体輸送管を例示したが、これに限定されるものではなく、ポリ塩化ビニル製の流体輸送管であってもよい。
▲5▼ 上述の各実施形態では、管接続口部1が鋳鉄製であるが、該管接続口部1の材質としては、流体輸送管Pよりも強度の高い材質であるならば鋳鉄に限定されるものではない。
▲6▼ 上述の各実施形態において、前記雄ネジ部形成箇所8の雄ネジ部7の谷部相当部分の管周壁の管径方向での肉厚(雄ネジ部形成箇所8の管周壁の管径方向での最小肉厚)t1を、流体輸送管Pの管接続領域以外の管周壁の肉厚t2よりと同一に構成してもよい。
▲7▼ 上述の各実施形態では、管接続口部1の内周面の雌ネジ部3よりも奥側に位置する部位に、該管接続口部1に対する流体輸送管Pの接続側への螺進に連れて径方向外方に圧縮される2本の密封用の弾性シール材5a,5bを装着したが、弾性シール材の本数は2本に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更してもよい。
▲8▼ 上述の各実施形態では、補強筒体12がステンレス製であるが、該補強筒体12の材質としては、流体輸送管Pよりも剪断応力の高い、つまり、流体輸送管Pの材質よりも強度の高い合成樹脂であってもよく、例えば、流体輸送管Pがポリエチレン製である場合、補強筒体12はポリエチレンよりも強度の高いポリ塩化ビニル製又はポリアセタール製であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の流体輸送管の接続構造の第1実施形態を示す縦断面図
【図2】図1のII−II線断面図
【図3】分解断面斜視図
【図4】継手フランジを介して2本の流体輸送管を連通接続した状態の断面図
【図5】本発明の流体輸送管の接続構造の第2実施形態を示す部分断面図
【図6】本発明の流体輸送管の接続構造の第1実施形態において、継手フランジを介して流体輸送管に仕切り弁を連通接続した状態の部分断面図
【図7】従来の流体輸送管の接続構造を示す縦断面図
【符号の説明】
P 流体輸送管
t1 肉厚(最小肉厚)
t2 肉厚
1 管接続口部
3 雌ネジ部
5a 弾性シール材
5b 弾性シール材
7 雄ネジ部
8 雄ネジ部形成箇所
10 ストッパー部
12 補強筒体
Claims (3)
- 合成樹脂製の流体輸送管の外周面に、被接続体側の管接続口部の内周面に形成した雌ネジ部に螺合する雄ネジ部を突出形成し、この雄ネジ部形成箇所の管周壁の最小肉厚を、前記流体輸送管の管接続領域以外の管周壁の肉厚と同一又はそれよりも大に構成するとともに、前記流体輸送管の内周面のうち、前記雄ネジ部形成箇所に相当する部位の少なくとも一部には、補強筒体を密着状態で挿入し、更に、流体輸送管の外周面には、流体輸送管の雄ネジ部を管接続口部の雌ネジ部の所定位置にまで螺合したとき、管接続口部の端面に対して管軸芯方向から接当するストッパー部と、流体輸送管を回転操作するための突起とが、雄ネジ部に連続する状態で形成されている流体輸送管の接続構造。
- 前記ストッパー部と回転操作用突起とが周方向で交互に配設されている請求項1記載の流体輸送管の接続構造。
- 前記ストッパー部が、管接続口部の外周面よりも径方向外方に突出形成されている請求項1記載の流体輸送管の接続構造。
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