JP3546448B2 - 自在継手の構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば、下排水用に用いられる管体における管体同士、或いは、桝と管体との接続角度を自在に調節する自在継手の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水や排水の管路を構成する管体には、管路の配管方向を変える管継手が用いられる。
この種の管継手としては、一対の管体の端部に球形の継手部分を設け、これらの球形継手部分を互いに嵌合させる自在継手などが知られているが、この自在継手は、継手部分の管の肉厚分等による段差が生じることから、この段差が管体内を流れる流体の障害になるという欠点があった。
【０００３】
そこで、上記のような欠点を解消するために、一対の管体の各接続部の接続端面をそれぞれ所定角度に傾斜形成し互いを回転自在に接続する自在継手が案出され（特開平１−１８２６９４号公報，実開平４−９５３８４号公報）、この自在継手が使用されていた。
【０００４】
この従来の自在継手は、所定角度に傾斜した各接続端面の一方の接続端面に拡径状の受口を延出形成し、他方の接続端面に前記受口に挿着される挿口を形成した構成となっており、挿口側の外周面に環状溝を形成してシール用ゴム輪を装着するとともに、係合溝を環状溝に沿って形成し、また、受口側の先端縁の内周面に係合フランジを突出形成して、前記受口および挿口を互いに嵌合させ、係合フランジを係合溝に係合させることで、互いを摺動自在とし、回転させることで一方の管体に対する他方の管体の角度を設定させるようになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の自在継手では、管体同士を接続する一対の接続部が、傾斜形成された接続端面で構成されるとともに、この傾斜端面に対して直交する方向を軸線方向となるように受口及び挿口が形成され、またその内外周面である嵌合面が傾斜端面に対して直角方向となるように形成されていることから、この嵌合面に配設されている止水のためのゴム輪が、受口側の係合フランジに接触してしまい嵌合時に離脱してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を解消するために、止水用のゴム輪が離脱することなく、容易に嵌合でき、任意の角度に管路方向を変えることができる自在継手の構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
次に、上記の目的を達成するための手段を、実施例に対応する図面を参照して
明する。
この発明の自在継手の構造１は、管軸方向に対して、所定の角度θに傾斜した接続端面６，７を介して回転自在に相互接続される一対の管接続部４，５からなり、
一方の管接続部４は、前記接続端面６に沿う外周面に先細りとなる所定のテーパ角αのテーパ部８を形成し、その外周に前記接続端面６に沿う環状溝９を形成してシール用ゴム輪１０を装着させるとともに、該環状溝９に沿って係合溝１１が形成され、かつ該係合溝１１の外側に該係合溝１１に沿う被覆フランジ１２を突出形成し、
他方の管接続部５は、接続端面７から所定の角度の拡がり角βの拡径部１３が延出形成されるとともに、該拡径部１３の先端縁内周面１３ａに、前記接続端面７に沿って突出し、その先端における内径Ｄ２が前記一方の管接続部４のシール用ゴム輪１０の最外径Ｄ１と同等若しくはこの最外径Ｄ１よりやや大径に形成される係合フランジ１４を有し、
前記一方の管接続部４の係合溝１１に該他方の管接続部５の係合フランジ１４を係合させ、摺動自在に嵌着させたことを特徴としている。
【０００８】
なお、前記テーパ角α、拡がり角β及び接続端面６，７の傾斜角θは、α＝β＝θに設定されていることが好ましく、また、α＞βとすると、前記シール用ゴム輪１０の体積を大きくできるので、この接続部分でのシール性を向上することができる。
【０００９】
また、この発明の自在継手の構造１は、管軸方向に対して、互いに異なる所定の角度θ，θ’に傾斜した対となる接続端面６，７を介して回転自在に相互接続される一対の管接続部４，５からなり、
一方の管接続部４は、前記接続端面６に沿う外周面に先細りとなる所定のテーパ角αのテーパ部８を形成し、その外周に前記接続端面６に沿う環状溝９を形成してシール用ゴム輪１０を装着させるとともに、該環状溝９に沿って係合溝１１が形成され、かつ該係合溝１１の外側に該係合溝１１に沿う被覆フランジ１２を突出形成し、
他方の管接続部５は、接続端面７から所定の角度の拡がり角βの拡径部１３が延出形成されるとともに、該拡径部１３の先端縁内周面１３ａに、前記接続端面７に沿って突出し、その先端における内径Ｄ２が前記一方の管接続部４のシール用ゴム輪１０の最外径Ｄ１と同等若しくはこの最外径Ｄ１よりやや大径に形成される係合フランジ１４を有し、
前記一方の管接続部４の係合溝１１に該他方の管接続部５の係合フランジ１４を係合させ、摺動自在に嵌着させたことを特徴としている。
【００１０】
なお、前記拡径部１３の先端面１３ｂには、一方の管接続部４の被覆フランジ１２と点接触或いは線接触となる突起１５を形成してもよく、また、前記テーパ角α及び、拡がり角βを、各接続端面６，７の傾斜角θ，θ’と同等、若しくは、いずれか一方の傾斜角度θ（θ’）より大きく設定され形成されてもよい。
【００１１】
また、前記拡径部１３の先端面１３ｂには、一方の管接続部４の被覆フランジ１２と点接触或いは線接触となる突起１５を形成してもよい。
【００１２】
【作用】
一方の管接続部４を他方の管接続部５に挿着させる際、一方の管接続部４はテーパ角αのテーパ部８が形成され、他方の管接続部５は拡がり角βの拡径部１３が形成されていることから、容易に挿着が行えるとともに、拡径部１３の内周面１３ａに突設された係合フランジ１４の先端における内径Ｄ２がテーパ部８に装着されたシール用ゴム輪１０の最外径Ｄ１と同等若しくはやや大径に形成されているので、係合フランジ１２はシール用ゴム輪１０に引っ掛かることなく係合溝１１に係合され、これにより互いが摺動自在に嵌着されて、回転自在となる。
また、拡径部１３の先端面１３ｂに断面半円形状の突起１５を形成させ、一方の管接続部５の被覆フランジ１２と点接触あるいは線接触構造とすることで互いに回転の際の摩擦抵抗を軽減できる。
【００１３】
そして、両管接続部４，５の互いに所定の角度θに傾斜した接続端面６，７によって、この自在継手の構造１は０〜２θの間の任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができる。
【００１４】
また、両管接続部４，５に互いに異なる所定の角度θ，θ’に傾斜した接続端面６，７を形成させることによって、この自在継手の構造１は、｜θ−θ’｜°〜（θ＋θ’）°の任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができる。
【００１５】
【実施例】
図１は本発明による自在継手の構造の一実施例を示す分解側断面図である。
この自在継手の構造１は、一対の管体２，３で構成され、互いの対向する各端部が管接続部４，５とされ、それぞれの管接続部４，５は、管体本体の管軸方向に対して所定の角度θ、例えば７．５°に傾斜した接続端面６，７が形成され、これら接続端面６，７を介して回転自在に相互接続されるようになっている。
【００１６】
各管体２，３の一方の管体２の管接続部４は、挿口となっており、図１に示すように、接続端面６に沿う外周面に先細りとなる所定のテーパ角α、本実施例では接続端面６の傾斜角θと同一の角度７．５°のテーパ部８、別言すると、接続端面６を基準面としこれに直交する方向を軸線方向とした際のテーパ角αのテーパ部８、が形成されている。
【００１７】
このテーパ部８には、その外周の先端側に接続端面６に沿う環状溝９が形成され、図２に示すようにＯリングなどのシール用ゴム輪１０が装着されている。
【００１８】
また、このテーパ部８には、環状溝９と平行に沿うように係合溝１１が形成されるとともに、この係合溝１１の外側となるテーパ部８の基端側に、係合溝１１に沿う被覆フランジ１２が突出形成されている。この被覆フランジ１２には、図３に示すように補強のためのリブ１２ａを設けてもよい。
【００１９】
なお、このテーパ部８の先端となる接続端面６は、均一な幅の中空同心円となるように形成され、また、図１に示すように、係合溝１１と環状溝９の間には、この一方の管体２の射出成型時における変形を低減するための逃げ溝８ａが形成されている。
【００２０】
次に、各管体２，３の他方の管体３の管接続部５は、拡径形状の受口となっており、図１に示すように、接続端面７から前記挿口のテーパ部８のテーパ角αと同一の角度の拡がり角β、すなわち接続端面７の傾斜角θと同一の角度７．５°の拡径部１３、別言すると、接続端面７を基準面としこれに直交する方向を軸線方向としこれに対する拡がり角βの拡径部１３、が延出形成されている。
【００２１】
また、この拡径部１３の先端縁の内周面１３ａには、接続端面７に平行に沿う断面が鉤爪状に形成された係合フランジ１４が突出形成されている。なお、この係合フランジ１４の突出量、すなわちこの係合フランジ１４の先端における内径Ｄ２は、図２に示すように前記テーパ部８の係合溝１１の位置における最外形より小径で、テーパ部８の環状溝９に装着されているシール用ゴム輪１０の最外径Ｄ１と同等若しくはこの最外径Ｄ１よりやや大径となるように設定され形成されている。
【００２２】
また、この拡径部１３の底部となる接続端面７は、前述したテーパ部８の接続端面６と同様に、均一な幅の中空同心円となるように形成される。
【００２３】
そして、一方の管接続部４である挿口を、他方の管接続部５である受口に挿着させ、図２に示すように、テーパ部８の係合溝１１に拡径部１３の係合フランジ１４を係合させ、摺動自在に嵌着させる。
なお、この嵌着状態では、環状溝９内のシール用ゴム輪１０は図２に示すように圧縮変形され水密状態となり、また、両管体２，３を回転させていない真直な状態では、図３に示すように、互いの中心軸線Ｌ１，Ｌ２が同一線上となる。
【００２４】
従ってこのように構成された自在継手の構造１では、一対の管体２，３の一方の管接続部４である挿口を他方の管接続部５である受口に挿着させ、テーパ部８の係合溝１１に拡径部１３の係合フランジ１４を係合させて接続すると、一方の管体２に対して他方の管体３は回転自在となり、互いに傾斜した接続端面６，７によって、他方（一方）の管体は一方（他方）の管体に対し、図４に示すように、０〜２θ、すなわち本実施例では０〜１５°の間の任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができる。
【００２５】
そして、この自在継手の構造１の組立の際、すなわち、一方の管接続部（挿口）４を他方の管接続部（受口）５に挿着させる際に、一方の管接続部（挿口）４はテーパ角αのテーパ部８が形成され、他方の管接続部（受口）５は拡がり角βの拡径部１３が形成されていることから、容易に挿着が行えるとともに、拡径部１３の内周面１３ａに突設された係合フランジ１４の内径が、テーパ部８に装着されたシール用ゴム輪１０における最外径と同等若しくはやや大径に形成されていることにより、係合フランジ１４はシール用ゴム輪１０に引っ掛かることなく係合溝１１に係合されるので、この装着作業時にゴム輪１０が脱落することがない。
【００２６】
なお、前述した実施例では、テーパ部８のテーパ角α及び拡径部１３の拡がり角βを、接続端面６，７の傾斜角θと同一角度に設定され形成されている例について述べたが、これらテーパ角α及び拡がり角βが傾斜角θと同一でなくても所定の角度で形成されていれば、上記同様の効果を得ることができる。
例えば、図５に示すように、テーパ部８のテーパ角αと拡径部１３の拡がり角βとの関係をα＞βとして設定し形成すると、テーパ部８の表面と拡径部１３の内面との間に間隙を設けることができ、これによりテーパ部８の環状溝９に装着されるシール用ゴム輪１０の体積を大きく設定させることができ、この接続部分でのシール性を向上させることができる。
【００２７】
また、上述した実施例では、テーパ部８と拡径部１３とが単に挿着される構造として説明したが、図２に示すように、拡径部１３の先端面１３ｂに、断面半円形状の突起１５を形成させると、互いが挿着された連結状態で、この突起１５がテーパ部８の被覆フランジ１２に対して点接触あるいは線接触となり、一方の管体２に対して他方の管体３を回転させる際に、摩擦抵抗を軽減させることができる。
【００２８】
さらに、上述した実施例では、各管体２，３の接続端面６，７の傾斜角度θをそれぞれ同じ角度（７．５°）に形成した例について述べたが、図６に示すように、互いに異なる角度θ，θ’で形成してもよい。
この場合、両管体２，３をそれぞれ接続させると、互いに傾斜した接続端面６，７によって、他方（一方）の管体は一方（他方）の管体に対し、図６及び図７に示すように｜θ−θ’｜〜（θ＋θ’）の間の任意の角度の曲げ角度、すなわち予め管体２，３同士が｜θ−θ’｜の角度の屈曲状態となるとともに、この角度からさらに角度を増し、この間の角度を自在に調節し設定することができる構造となる。
【００２９】
また、上述した実施例は、一対の管体２，３におけるそれらの接続部分を角度調整自在な継手構造とした例について述べたが、管体同士ではなく、一方または他方の管接続部が排水桝に形成されている構造としてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による自在継手の構造では、一方の管接続部を他方の管接続部に挿着させ、テーパ部の係合溝に拡径部の係合フランジを係合させて接続すると、一方の管体に対して他方の管体は回転自在となり、互いに傾斜した接続端面によって、他方（一方）に対し一方（他方）が、任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができる。
【００３１】
特に、各接続端面の傾斜角度が同一のθとした場合、これら接続端面によって、他方（一方）に対し一方（他方）が、０〜２θの間の任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができ、また、各接続端面の傾斜角度を互いに異なる角度θとθ’とした場合、これら接続端面によって、他方（一方）に対し一方（他方）が、｜θ−θ’｜〜（θ＋θ’）間の任意の角度の曲げ角度を自在に調節し設定することができるという効果がある。
【００３２】
そして、この自在継手の構造の組立の際、すなわち、一方の管接続部を他方の管接続部に挿着させる際に、一方の管接続部はテーパ角αのテーパ部が形成され、他方の管接続部は拡がり角βの拡径部が形成されていることから、容易に挿着が行えるとともに、拡径部の内周面に突設された係合フランジがテーパ部に装着されたシール用ゴム輪に接触することなく係合溝に係合されるので、この装着作業時にゴム輪が脱落することがないという効果がある。
【００３３】
これにより、配管施工の作業が煩雑になることがなく、容易に任意の角度に管路の方向を変えることができる。
【００３４】
また、拡径部の先端面に突起を形成させると、互いが挿着された連結状態で、この突起がテーパ部の被覆フランジに対して点接触あるいは線接触となり、一方の管体に対して他方の管体を回転させる際に、摩擦抵抗を軽減させることができるという効果がある。
【００３５】
また、テーパ部のテーパ角αと拡径部の拡がり角βとの関係をα＞βとすると、テーパ部の環状溝に装着されるシール用ゴム輪の体積を大きくできるので、この接続部分でのシール性を向上することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自在継手の構造の一実施例を示す分解側断面図
【図２】同実施例による自在継手の構造の一部拡大側断面図
【図３】同実施例による自在継手の構造の側断面図
【図４】同実施例による自在継手の構造の使用例を示す側断面図
【図５】他の実施例による自在継手の構造の一部拡大側断面図
【図６】他の実施例による自在継手の構造の側断面図
【図７】他の実施例による自在継手の構造の使用例を示す側断面図
【符号の説明】
１…自在継手の構造
４…一方の管接続部
５…他方の管接続部
６…一方の接続端面
７…他方の接続端面
８…テーパ部
９…環状溝
１０…シール用ゴム輪
１１…係合溝
１２…被覆フランジ
１３…拡径部
１３ａ…内周面
１３ｂ…先端面
１４…係合フランジ
１５…突起
Ｄ１…シール用ゴム輪の最外径
Ｄ２…係合フランジ先端の内径
α…テーパ角
β…拡がり角
θ…傾斜角
θ’…傾斜角

Claims (4)

1. 管軸方向に対して、所定の角度θに傾斜した接続端面を介して回転自在に相互接続される一対の管接続部からなり、
   一方の管接続部は、前記接続端面に沿う外周面に先細りとなる所定のテーパ角αのテーパ部を形成し、その外周に前記接続端面に沿う環状溝を形成してシール用ゴム輪を装着させるとともに、該環状溝に沿って係合溝が形成され、かつ該係合溝の外側に該係合溝に沿う被覆フランジを突出形成し、
   他方の管接続部は、接続端面から所定の角度の拡がり角βの拡径部が延出形成されるとともに、該拡径部の先端縁内周面に、前記接続端面に沿って突出しその先端における内径が前記一方の管接続部のシール用ゴム輪の最外径と同等若しくはこの最外径よりやや大径に形成される係合フランジを有し、
   前記一方の管接続部の係合溝に該他方の管接続部の係合フランジを係合させ、摺動自在に嵌着させ、前記他方の管接続部の拡径部の先端面には、前記一方の管接続部の被覆フランジと点接触或いは線接触となる断面半円形状の突起を形成したことを特徴とする自在継手の構造。
2. 前記テーパ角α、拡がり角β及び、接続端面の傾斜角θが、α≧β＝θと設定され形成されていることを特徴とする請求項１記載の自在継手の構造。
3. 管軸方向に対して、互いに異なる所定の角度θ，θ’に傾斜した対となる接続端面を介して回転自在に相互接続される一対の管接続部からなり、
   一方の管接続部は、前記接続端面に沿う外周面に先細りとなる所定のテーパ角αのテーパ部を形成し、その外周に前記接続端面に沿う環状溝を形成してシール用ゴム輪を装着させるとともに、該環状溝に沿って係合溝が形成され、かつ該係合溝の外側に該係合溝に沿う被覆フランジを突出形成し、
   他方の管接続部は、接続端面から所定の角度の拡がり角βの拡径部が延出形成されるとともに、該拡径部の先端縁内周面に、前記接続端面に沿って突出しその先端における内径が前記一方の管接続部のシール用ゴム輪の最外径と同等若しくはこの最外径よりやや大径に形成される係合フランジを有し、
   前記一方の管接続部の係合溝に該他方の管接続部の係合フランジを係合させ、摺動自在に嵌着させ、前記他方の管接続部の拡径部の先端面には、前記一方の管接続部の被覆フランジと点接触或いは線接触となる断面半円形状の突起を形成したことを特徴とする自在継手の構造。
4. 前記テーパ角α及び、拡がり角βが、α≧βと設定されるとともに、各角α，βが前記各接続端面の傾斜角度θ，θ’と同等若しくはいずれか一方の傾斜角度より大きく設定され形成されていることを特徴とする請求項３記載の自在継手の構造。

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