JPS601344Y2 - 可撓性伸縮継手 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は３次元的に移動可能で、かつ、軸方向に伸縮す
ることが可能な管継手に関する。

〔従来技術〕

上水道、下水道、工業用水の送水、配水及び排水のため
の管の接続に用いる可撓性伸縮継手は曲げ、伸張、収縮
、偏心が可能でしかも耐圧性及び耐久性を有することが
要求される。

ところで従来のこの種可撓継手は第１図に示す如く、１
対の口金１′をコム層を主体とした管状可撓部２′で連
結したものであって、内・外圧に対する強度保持をはか
るために鋼製リング６′。

６″を前記ゴム層４″の内層・外層の２層にオーバラッ
プしないように埋設した構造である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述の従来の可撓継手は、敷設した後に伸縮変化が生じ
ると、弾性を有するゴム層と剛性を有する鋼製リング６
′、６″との接合面で接着力が減殺して剥離現象を呈味
又鋼製リング間のゴム層が座屈等に起因する歪みの繰り
返しによって劣化したりするので強度および耐久力を失
する問題があった。

また、地盤性下等の影響で敷設配管の接続部に偏心を生
ずると、ゴム層４′の部分は曲率半径の大きい方が伸張
腰逆に曲率半径の小さい方が圧縮して変形を起す。

特に、管状可撓部２′と口金１′の接続部において曲率
半径の大なるゴム層側で強大な引っ張り力が発生して、
口金１′の接続端部に設けたダブリングリブ管３′とゴ
ム層４′との接着力に比し過大な引っ張り力が加わると
、この境界部に剥離を来して、遂には管状可撓部２′の
端部が口金１′から離脱する欠点があった。

かかる欠点を解消する試みとして管状可撓部２′におけ
る内層・外層の二重に層設した鋼製リング６′、６″の
間のゴム層に織布を埋設介在させてなる可撓性伸縮継手
が一部において提案されているが、これも鋼製リング６
′、６″の剥離現象は成る程度改善されるものの、管状
可撓部２′が口金１′から離脱するのを防止する効果は
余り期し得なく根本的な解決手段とは云い難いものであ
った。

本考案はかかる従来の問題点に着目して上述する各欠陥
を排除しようとして威されたものであって伸縮ならびに
屈撓のいずれの現象に対してもこれに応じて耐圧性、耐
久性をそこなうことなく安定した性能を発揮することが
可能であって、しかも口金と可撓管との強力な接合を長
期間保証することが可能な可撓性伸縮継手を提供し、も
って給配水及び排水の恒久的な安定をはかると共に、装
置コストの低減による経済面の有利性を果させようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

しかして本考案は、継手部を形成する１対の口金と、そ
のストップリングが周設された接続端相互を管状可撓部
で連結した可撓性伸縮継手において、前記管状可撓部は
１つの接続端の１つのストップリングと、これに相対す
る他の接続端のストップリングとの間に少くとも１組の
バイアスコード補強層をそのコードが周方向に対し１０
〜４５°の交叉角をなして、内層ゴムと外層ゴムとの間
に少くとも接続端部において全周に亘り埋設し、そのコ
ード端部を前記両ストップリングに接するリングに対し
固着してなるとともに、前記バイアスコード補強層の内
側に少くとも１層のラジアルコード補強層をそのコード
が周方向に対し１０〜２５°の交叉角をなして、内層ゴ
ムと外層ゴムとの間に全周に亘り埋設して、その端部を
前記各ストップリングに接せしめたことを特徴とする。

〔作用〕

かかる手段を有せしめてなる本考案は、ラジアルコード
補強層が膨張方向の圧力に大きい耐性を発揮腰バイアス
コード補強層が形状安定と、口金との結合強化に機能す
るものであり、さらにこのバイアスコード補強層が異常
な伸び変形に耐性を有する。

かくして、曲げ、伸張、収縮、偏心に順応性を有しなが
ら耐圧、耐久に対する十分な性能を発揮する。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例について添付の図面を参照しなが
ら詳細に説明する。

第２図は本考案の１例にかかる可撓性伸縮継手の一部分
の縦断面を示した図であり、これは継手部として用いら
れる１対の口金１と両口金１間を橋絡して口金１の接続
端部に接合させた管状可撓部２とを構成部材となしてお
り、口金１の接続端部の輪周にはストップリング３を溶
接等により巻着固定させていて、該ストップリング３を
口金１の周面よりも半径方向に突き出したりリブに形成
させている。

そして、管状可撓部２のゴム層は外層ゴム４、内層コム
９、カバーゴム１０とからり、両ストップリング３，３
間に全長かつ全周に亘り延在して設けたラジアルコード
補強層５の外側に１組のバイアスコード補強層を軸方向
に分離された１対の補強層７，７として全周に亘り配設
し、その端部はビードワイヤの如き両リング８に巻きつ
けて折り返し金属線等で緊締し両ストップリング３に対
し固着した構造である。

第３図は前記第２図に示す構造の変形例として特に大口
径の可撓性伸縮継手に好適な場合をその要部のみ示し、
ラジアルコード補強層５の外側に２組のバイアスコード
補強層７を両ストップリング３間に全長かつ全周にわた
り配設し、その端部を夫々２本のビードワイヤ８，８に
巻いて折り返し、各ストップリング３に固着した構造と
なっている。

このとき２組のバイアスコード補強層７を１本のビード
ワイヤに巻いて折り返すこともできる。

そして上記何れの構造においても、補強層はすべて管状
可撓部２の外層ゴム４と内層ゴム９との間に介在するも
のである。

第４図及び第５図は本考案にかかる伸縮可撓継手の管状
可撓部２に埋設された補強層のコード交叉角の概略を示
すものであるが、バイアスコード補強層７をビードワイ
ヤ８に巻いて折返し重ね合つた部分は省略した。

即ち第４図か外層ゴム層４と内層ゴム層９との間に周方
向に対し実質的に平行な１層のラジアルコード補強層５
を両ストップリング３に接するように埋設すると共に、
その外側に１０〜４５°のコード交叉角を有するバイア
スコード補強層７を軸方向に分離した一対の補強層とし
て少くとも接続端部において埋設し、その補強層７の端
部をビードワイヤ８に巻き付は折り返した構造であり、
前記第２図に示した構造に対応する。

又第５図は外層ゴム層４と内層ゴム層９との間に１０〜
４５°のコード交叉角を有するバイアスコード補強層７
及び図示されないがラジアルコード補強層５を軸方向に
分離して接続端部側において一対の状態で埋設し、その
補強層の端部をビードワイヤ８に巻き付は折り返した構
造となっている。

そして上記第４図、第５図の何れの場合においてもバイ
アスコード補強層７は軸方向に分離された一対の補強層
として示されているが、軸方向に両ストップリング間に
全長かつ全周にわたり延在して埋設した構造とすること
もできるし、更にバイアスコード補強層７とラジアルコ
ード補強層５とを共に軸方向に分離した一対の構造とす
ることもできる。

上記の通り本考案にかかる可撓性伸縮継手においては、
管状可撓部２は適当な肉厚のゴム層を素材として外層ゴ
ム４、内層ゴム９よりなり、必要に応じ表層にはカバー
ゴム１０を被覆する。

管状可撓部２に使用されるゴム原料としては、ＪＩＳ硬
度が４０〜８０°の範囲ならば天然ゴム、合成ゴム何れ
のゴムも使用でき、さらに耐候性、耐久性に富むゴム配
合物は好ましい。

従って、管状可撓部２に使用するゴムの原料の１例とし
ては、内層及び外層は天然ゴムまたは塩素化ゴム・表層
は塩素化コムの如き組合せが挙げられる。

補強層としては少くとも１組のバイアスコード層７と少
くとも１層のラジアルコード補強層５との組合せが使用
され、何れの場合も外層ゴム４と内層ゴム９との間に埋
設し、バイアスコード層７の端部は両ストップリング３
に隣接したビードワイヤの如き両リング８に巻きつけて
折り返し、金属線等で緊締し両ストップリング３に対し
いわゆる物理的に固着する。

補強層はコードファブリックにゴム引きしたシート状の
薄層体で、コードファブリックの原料としでは、ポリエ
ステル、ポリアミド等の合成繊維スチルコード等の無機
繊維が使用でき、これら繊維からなるタイヤコードは原
料として特に好ましい。

本考案において１組のバイアスコード補強層７とは、２
枚の薄層体を重ね合わせそのコードがそれぞれ周方向に
対し１０〜４５°の交叉角を形成する補強層を意味する
。

また、軸方向に分離された１対のバイアスコード補強層
７，７とは、前記１組のバイアスコード補強層７が両ビ
ードワイヤ間全長には亘らず。

第４図及び第５図の如く軸方向に分離し両ビードワイヤ
８の折り返し部分を含む接続端部のみ全周に亘り配設さ
れた補強層を意味す′る。

そしてこれらバイアスコード補強層７には、通常前記合
ｔｊ、繊維の如き伸縮性のコードが使用される。

一層のラジアルコード補強層５とは、両ストップリング
間に全長かつ全周に亘り延在しそのコードが周方向に対
しＯ〜２５°の交叉角、好ましくは実質的にはＳ゛平行
薄層体の一層を意味する。

そしてこのラジアルコード補強層５にはスチルコード等
非伸縮性コードの伯仲縮性を有する合成繊維コードも使
用される。

なお、上記においてバイアスコードの交叉角を１０〜４
５°としたのは、１００以下ではラジアルコードに近く
なり折角の管長方向のゴム層の好適な伸びが阻害され、
又、４５°を越えれば異常伸びの規制の役割に問題があ
り、補強効果を減殺するからである。

又、ラジアルコードの交叉角上限を２５°としたのは、
それ以上になればラジアルコードの意味がなくなり、径
方向のふくれ防止、圧力に対する破断防止の効果が少な
くなることによる。

そして、このラジアルコード補強層５に前記役割を充分
にもたせるため、ラジアルコード補強層５の両端はスト
ップリング３に接せしめている。

両口金１の両ストップリング３は公知のダブリングリブ
管を使用することも、また丸線からなるリング等種々の
リングを使用することもできる。

外層ゴム４、補強層７，５、内層ゴム９、ストップリン
グ３、ビードワイヤ８及び口金１はすべて一体化されて
おり、殊にバイアスコード補強層７のストップリング３
への固着に際しては、その両端余裕長部分を前記両スト
ップリング３に夫々被冠させた後、両ストップリング３
に隣接しこれと略同径をなすビードワイヤ等のリング８
に巻き着かせて、折り返し部を合成繊維、スチールワイ
ヤなどの線で緊締するか、重ね合せ部を接着させる処理
を行なわせることによって、前記バイアスコード補強層
７をその両端部において両口金１の両ストップリング３
に対し物理的に強力に固着することができる。

前記折返し部にさらに少くとも補強層６を全周に亘り重
ね合わせることにより強化される。

両ストップリング３に隣接する両リング８としてのビー
ドワイヤは通常鋼鉄線を束ねたものが使用される。

口金１とゴム層との接着に際しては、常法に従い金属材
料表面に接着処理した後未加硫ゴムと加硫接着を行ない
一体化する。

なお、管状可撓部２のゴム層表面部分には、円周方向の
輪状に延は七た凹溝１１を凹設することも可能で、該凹
溝１１の配設位置は適宜選択される。

上述の各種の構成を有する可撓性伸縮継手は土中に埋設
したり、暗渠に配置する水道管や橋脚に自架した各種の
径の管の連結部に継手として夫々介設され、内圧、外圧
の大小により適宜選択して使用されるが、外圧の高くな
い例えば露出管の継手として使用するのが好ましい。

しかして、この可撓性伸縮継手は管状可撓部２にラジア
ルコード補強層５又は該補強層５と特定のコード角を有
するバイアスコード補強層７を埋設しであるため、耐圧
性があり、拡張や圧縮による変型が全く生ぜず初期の管
形状を長期間安定して保持し得る。

また、この可撓性伸縮継手は両側の大径管が離間方向に
移動したり偏心したりして、伸張や曲げが管状可撓部２
に加わることがあっても、ゴム層が伸縮性を有している
ことから順応性に富んでいて、管の移動に容易に追随し
て可撓性伸縮継手としての機能を充分発揮する。

この場合に、ゴム層と一体をなすラジアルコード補強層
５は圧力による破断に対し効果的であり、またバイアス
コード補強層７は管長方向のゴム層の異常な伸びを規制
し可撓性伸縮継手の劣化や歪みを防止する役割りを果す
ものである。

さらに、管状可撓部２が伸びと曲げの作用を受けると口
金との接続部に最も大なる応力が加わるが伸縮性を有す
る前記バイアスコード補強層７の端部を前述する如く両
ストップリング３に対し物理的に固着一体化させている
ことにより、前記接続部の結合力は極めて大きく、従っ
て、口金１と管状可撓部２とが分離する如き不都合は全
く生じない。

次にラジアルコード補強層５とバイアスコード補強層７
のそれぞれが発揮する効果を明らかにするための比較実
験を行ったところ、下記表の結果を得た。

（４）品：補強層５，７をいずれも有しないゴムだけの
継手管、 （Ｂ）品：（Ａ）品に補強層５を加えた継手管、（Ｃ）
品：（Ａ品に補強層７を全周長に加えた継手管、ＣＤ）
品：（Ａ）品に両補強層５，７を全周長に加えた継手管
（本考案継手管に相当する）、 但し、実験例； ５００ｍｍ直径の管で、補強層５は円
周方向（交叉角度０）のコードを有する４ブライ、補強
層７はバイアス角度４５°のコードを有する４ブライ、
使用コードはポリエステル／エンド数２未 上記実験例において（４）品は補強層５，７が存しない
ためにゴム風船の如く膨張してゴム切断し、（Ｂ）品は
補強層７が存しないために昇圧に伴って湾曲しゴム切断
した、また（Ｃ）品は変形は生じないが低い圧力域でコ
ード切れを生じる。

以上の結果からラジアルコード補強層５が膨張方向の圧
力に大きい耐性を発揮腰一方バイアスコード補強層７が
形状を安定する上に、また口金１との結合強化に機能し
ていることが明らかである。

さらに、バイアスコード補強層７が伸び変形に対し耐性
を有していることを明らかにするための比較実験を行っ
たところ、下表に示される結果が得られた。

但し、 ◎実験例； ５００ＴｒＩｎ直径の管継手で、（４）品
はラジアルコード補強層５とバイアスコード補強層７と
を有する本考案品であり、（Ｂ）品はバイアスコード補
強層７を有しない他は（４）品と同一構造の比較品であ
る。

◎試験方法；一方の口金を固定し、他方の口金を管軸方
向に移動自在となして、継手管内に水圧５ｋｐ／ｃｆｆ
ｌの水を封入したとき、測定標点間隔（両口金の内側相
互の間隔）が３８０１１ｒ！ＩＫであったもが伸び変化
した量を測定した。

上記結果から明らかなように、バイアスコード補強層７
が異常な伸び変形を規制する上に機能している 以上の如く本考案が例が所期の目的を達するに十分な特
性を発揮することは実験の例にもとづいて明らかにした
通りであるが、なお、第２図に点線示する如く管状可撓
部２の外周の所定個所に周の所定個所に凹溝を設けると
きは、伸縮性を向上することができ、特に圧縮や座屈が
加わった場合には前記凹溝が弾性変型をより一層吸収す
る部分となるので、ゴム層の劣化を防止する上に多大の
役割りを果し、両ストップリングとゴム層の境界部分で
の剥離現象を防ぐ機能をも十分発揮することができる。

〔考案の効果〕

以上詳述した如く本考案によれば、ラジアルコード補強
層５が内圧にもとづく膨張方向の圧力に大きい耐性を発
揮して破断を防止し、一方、バイアスコード補強層７が
限度を超えた伸び変形の外力に耐性を有すると共に口金
１と管状可撓部２とが離れないように長期に亘り一体に
保持する機能を発揮する結果、両補強層５，７の機能が
相俟って曲げ、伸張、収縮、偏心に順応性を持ち、しか
も耐圧、耐久にすぐれた管継手を提供し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可撓性伸縮継手の軸方向断面図、第２図
は本考案にかかる可撓性伸縮継手軸方向の継断面図、第
３図は本考案に係る他の可撓性伸縮継手要部の軸方向縦
断面図、第４図及び第５図は本考案にかかる可撓性伸縮
継手の管状可撓部に埋設された補強層のコード交叉角の
各個を示す概略図である。 １′、１・・・・・・口金、２′、２・・・・・・管状
可撓部、３′・・・・・・ダブリング管、３・・・・・
・ストップリング、４．４′・・・・・・外層ゴム、５
・・・・・・ラジアルコード補強層、６・・・・・・折
り返し部補強層、６′・・・・・・鋼鉄製リング、７・
・・・・・バイアスコード補強層、８・・・・・・ビー
ドワイヤ等のリング、９・・・・・・内層コム、１０・
・・・・・カバーゴム、１１・・・・・・凹溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 継手部を形成する１対の口金１，１と、そのストッ
   プリング３が周設された接続端相互を管状可撓部２で連
   結した可撓性伸縮継手において、管状可撓部２で連結し
   た可撓性伸縮継手において、管状可撓部２は１つの接続
   端の１つのストップリング３と、これに相対する他の接
   続端のストップリング３との間に少くとも１組のバイア
   スコード補強層７をそのコードが周方向に対し１０〜４
   ５°の交叉角をなして、内層ゴム９と外層ゴム４との間
   に少くとも接続端部において全周に亘り埋設し、そのコ
   ード端部を前記両ストップリング３，３に接するリング
   ８に対し固着してなると共に、前記バイアスコード補強
   層７の内側に少くとも１層のラジアルコード補強層５を
   そのコードが周方向に対し０〜２５°の交叉角をなして
   、内層コム９と外層ゴム４との間に全周に亘り埋設し、
   その端部を前記ストップリング３，３に接せしめてなる
   ことを特徴とする可撓性伸縮継手。 ２ 前記バイアスコード補強層７が軸方向に分離された
   １対の補強層である実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の可撓性伸縮継手。