JP2009019667A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】管を接続する管継手のシール性能を長期に亘って維持する。
【解決手段】管が挿入される通孔１６を有する継手本体１０と、通孔１６内に配置された気密パッキン４０と、管に係り合う抜止部材５０と、を有する管継手において、通孔１６の入口には、管の端部に装着される装着部３４が形成されたスリーブ３０が配置され、管が継手本体１０への挿入に伴って、スリーブ３０を継手本体１０内部に押し込むように構成されるとともに、スリーブ３０の装着部３４は、管が気密パッキン４０とのシール性に影響を及ぼす程度に変形しているとき、管を装着不能に設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス供給配管等に用いられる管を接続する管継手に関し、特に長期に亘るシール性能の保証改良に関する。

一般に都市ガス等のガス供給配管等には、その施工性などの観点から蛇腹状の金属コルゲイト管からなるフレキシブル管と、これを接続するコルゲイト管用継手が広く用いられている。コルゲイト管用継手として、例えば特許文献１には、コルゲイト管の端部が挿入される内孔、及び他の配管との接続部を有する本体と、コルゲイト管外面の環状凹部に差し込まれる爪によってコルゲイト管を係止するリテーナと、コルゲイト管と本体との間をシールするシール手段と、本体に対してスライド可能に係合するとともに、特定のスライド位置において、コルゲイト管を本体に係止した状態でリテーナをロックするリテーナ押えと、を具備したコルゲイト管用継手が記載されている。

特開２００４−３１６７３３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のコルゲイト管用継手は、筒状の継手の内面とコルゲイト管先端部外周との隙間をリング状シール材でシールしているので、コルゲイト管先端部の真円度がシール性能に直接影響を与えてしまう。即ち、コルゲイト管先端部が例えば楕円状に扁平していると、短径部ではシール面圧低下により短期間にシール性能が低下し、また長径部においてはシール面圧が必要以上に上昇するために長期に至ってはシール材が永久歪を起こしてしまい、シール材の弾性力の劣化からシール性能を低下させる懸念がある。そこで、施工現場においてコルゲイト管の扁平量を管理する必要性を生じさせている。
コルゲイト管の扁平量を管理する方法としては、例えば、コルゲイト管用継手とは別体に用意されるゲージ部材を用い、過剰な扁平量を確認する方法がある。しかし、この管理方法では、別体のゲージ部材を常備して確認する必要があり、その作業は甚だ煩わしく、時にはゲージ部材による確認作業を怠るという問題も指摘されていた。

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものであり、管に多少の扁平や変形があった場合に、その管を接続する管継手に挿入不可能とし、許容できる扁平や変形である場合にのみ管継手に挿入可能とすることによって、管継手のシール性能を長期に亘って維持する管継手の提供を目的としている。

本発明は、管が挿入される通孔を有する継手本体と、前記通孔内に配置された気密パッキンと、前記管に係り合う抜止部材と、を有する管継手において、前記通孔の入口には、前記管の端部に装着される装着部が形成されたスリーブが配置され、前記管が前記継手本体への挿入に伴って、前記スリーブを前記継手本体内部に押し込むように構成されていることを特徴とする管継手である。

上記の構成とすることによって、前記スリーブの装着部が、管の扁平や変形の程度を確認できるゲージの役割を果たすので、管が前記気密パッキンとのシール性に影響を及ぼす程度に変形しているときには、管継手とのシール性に影響を及ぼす扁平や変形した管が管継手に挿入接続されることがない。よって、管継手と管との長期にわたって安定したシール性を保持することができる。

本発明において、前記スリーブは、前記継手本体との係止部と、前記装着部と前記係止部とを連結する連結部とからなり、前記スリーブを前記継手本体に押し込むと、前記連結部から前記装着部が離脱して前記継手本体に押し込まれるように構成することができる。
また、本発明において、前記スリーブの前記装着部他端外周面には、テーパ外面が形成され、また前記テーパ外面をセグメント状に分離する切欠き部が形成され、前記継手本体の通孔内部に形成された第一内周突起を通過するとき、前記テーパ外面が拡縮することによって、その通過時の手応えを発するように構成することもできる。

また、本発明において、前記管は、コルゲイト管であって、前記継手本体には、前記通孔にその一端が挿入され前記継手本体に対してスライド可能に係合した押ナットを具備し、
前記抜止部材は、前記押ナットを前記継手本体の内部側へスライドさせたとき前記コルゲイト管の谷部に係り合う爪を有するリテーナとすることができる。

本発明に係る管継手によれば、管の扁平量を確認できるゲージ部材を管継手入口に設置し、前記管が前記気密パッキンとのシール性に影響を及ぼす程度に変形しているとき、前記管を前記スリーブの装着部に装着不能に設けているので、管継手とのシール性に影響を及ぼす扁平や変形した管が管継手に挿入接続されることがない。よって、扁平量の確認作業を怠ることなく施工できるとともに、接続された管継手と管とは、長期にわたって安定したシール性を保持することができる。

本発明の最良の形態を図１から図４を用いて説明する。図１は本発明の管継手の一実施例の半断面図を、図２は本発明におけるスリーブの一実施例の斜視図を、図３は図１におけるＡ部拡大図、図４は本発明の管継手のスリーブに管を装着した状態の部分断面図を示している。また、図５は、本発明の管継手に管を接続施工完了した状態の半断面図を、図６は図５におけるＢ部拡大図を示している。尚、実施形態ではコルゲイト管を接続する場合を例に説明する。

図１に示すように、管継手１は、一端側からコルゲイト管が挿入される段状に形成された通孔部１６を有し、他端側の外表面には他の配管部材と接続するための雄ネジ部１４が形成された継手本体１０と、通孔部１６の内部に配置されたリング状の気密パッキン４０と、一方に大径となしたヘッド部２１と他方に小径とした挿入部２４とを有し、この挿入部２４が継手本体１０の通孔部１６に挿入されるようになした押ナット２０と、押ナット２０の先端に配置されコルゲイト管の谷部に係り合う爪部５２を有するリテーナ５０と、押ナット２０のヘッド部２１に係止されるように設けたスリーブ３０とから主になっている。

また、継手本体１０の通孔部１６には、通孔部１６の奥方向（図の右方向）に向かって縮径するテーパ面を有した第一係止溝１７が形成され、更に通孔部１６の奥方向には第一係止溝１７の径と同径の係止段部１８ａと、係止断部１８ａに連なり係止段部１８ａよりも大径とした大径段部１８ｂが形成されている。一方、押ナット２０の挿入部２４には係止凹溝２５が形成されている。そして、第一係止溝１７と係止凹溝２５を跨ぐようにストップリング６１が配置されている。ストップリング６１は、弾性を有する金属製のＣ型形状のリングで、継手本体１０の通孔部１６に押ナット２０の挿入部２４を挿入する際に、係止凹溝２５に縮径させて収納し、第一係止溝１７の位置に来たとき若干拡径し、これにより継手本体１０と押ナット２０とが予め連結されている。

そして、継手本体１０の一端面と押ナット２０のヘッド部２１との間にはカラーリング６５が挟着されており、カラーリング６５を取外した後、押ナット２０を通孔部１６内にスライドさせて押し込むと、ストップリング６１は第一係止溝１７のテーパ面に沿って縮径し、カラーリング６５の厚さ分だけ押ナット２０をスライド可能となし、係止段部１８ａに到達したときストップリング６１は拡径し、係止段部１８ａと係止凹溝２５を跨ぐように配置するので、この位置にて押ナット２０は継手本体１０から離脱不能に係止される（図４参照）。

更に、継手本体１０の一端面と押ナット２０のヘッド部２１との間には所定の厚さの分解用リング６３が挟着されており、この分解用リング６３を取外すと、分解用リング６３の厚さ分だけ継手本体１０の通孔部１６に押ナット２０を押し込むことができるようになっている。よって、分解用リング６３を取外し、押ナット２０を通孔部１６の奥側にさらに押し込むと、ストップリング６１は係止段部１８ａの位置から大径段部１８ｂに移動し、ここでストップリング６１が拡径するので、継手本体１０と押ナット２０との連結が開放される。これによって、継手本体１０と押ナット２０とを分解することが可能となっている。この構成は必要に応じて備えればよく、管継手１にコルゲイト管を接続した後において、なんらかの理由によってコルゲイト管を取外したい場合に有益である。

また、押ナット２０の挿入部２４の内面側には、先端に向かって拡径するテーパ内面２８が形成され、このテーパ内面２８に対向するように形成されたテーパ外面５４を有し、内径側にコルゲイト管Ｔの谷部Ｔ４に係り合う爪部５２を有するリテーナ５０が配置されている。そして、このリテーナ５０の爪部５２の内径は、無負荷状態ではコルゲイト管Ｔの外形よりも大としている。従って、コルゲイト管Ｔの挿入の段階では、リテーナ５０の爪部５２はコルゲイト管Ｔの山部Ｔ２に係り合うことなくスムースに挿入することができる。

このリテーナ部材５０は、継手本体１０の通孔部１６内において、気密パッキン４０と押ナット２０との間に配置されたリング状の部材である。リテーナ５０は、後部が一体のリング状となっており、前部は軸方向のスリットによって複数のセグメント（一例で６個）にわかれている。各セグメントの先端は、半径方向内側に張り出した爪部５２が設けられている。リテーナ５０は、例えば母体がプラスチック製、爪部５２が真ちゅう製であり、両者は一体にモールド成形されている。

次に、気密パッキン４０は、リング状ゴム製弾性部材であり、端部に断面Ｌ型の金属製ガイド４６が一体に成形されている。そして、気密パッキン４０の外径側は、継手本体１０の通孔部１６の内周面の内径よりも大きく設定し、継手本体１０の通孔部１６に気密に密着するように圧入されるとともに、継手本体１０の通孔部１６の第二内周突起部１９bに手前側に抜け出さないように係止されている。一方、内径側は、コルゲイト管Ｔの外径よりも若干小さく設けられるとともに、コルゲイト管Ｔの山部Ｔ２をここでは２つ分シール可能な長さを有し、コルゲイト管Ｔの外径を気密にシールすることができる。なお、気密パッキン４０は、特に長期間にわたってシール性能を保持する必要性から、耐ガス性を考慮しニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）でショアーＡ硬度が７０度程度が望ましい。

具体的には、従来コルゲイト管の外周面を気密にシールする形態の管継手においては、気密パッキンがコルゲイト管の外周面に柔軟に追従させ、管継手へのコルゲイト管の挿入性を確保するために硬度を５０程度に調整されていた。しかしながら、硬度が低い気密パンキンでは比較的永久歪が生じやすく、特に扁平した管への長期シール性の確保には難があった。
そこで、硬度を７０程度として、気密パッキンの圧縮率（＝つぶし量／パッキン肉厚）は扁平管の短径側で１０％以上、扁平管の長径側で４０％以下とすることによって長期シール性を確保することができる。

一方、気密パッキン４０に隣接して、ガイド４６に支持されるように耐火パッキン４４が設けられている。耐火パッキン４４は、例えば、原料ゴムと無発泡状態で熱膨張する黒鉛層間化合物と必要に応じ充填材、軟化材、加硫剤等を混練して得られたゴム配合物を、金型に充填して成形し、ついでプレス加硫することにより製造される。黒鉛層間化合物は、例えば黒鉛（六員環重合体層が層状に重なり合った炭素の六方晶系結晶体）に硫酸を反応させることにより得られる層間に硫酸銀が結合した化合物であり、１７０度以上に加熱されると無発泡状態で体積が数倍乃至数十倍にも増加し、８００度〜１０００度に加熱すると見掛けの体積は１００乃至２５０倍に増加する。原料ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム（Ｑ）等を用い得る。また耐火パッキン４４は、シール機能の点からショアーＡ硬度が５０〜８０度の範囲となるような組成、条件で製造することが望ましい。

管継手１が火災等で高温にさらされた場合、気密パッキン４０は焼失してしまうが、耐火パッキン４４が熱膨張し、その膨張力でガイド４６が図の右方向に移動する。そして、ガイド４６が第二内周突起部１９ｂに係止し、これ以上の移動が阻止される。よって耐火パッキン４４は、管継手１の内周面とコルゲイト管Ｔの外周面をシールすることで、火災時にガス漏れが生じて被害を拡大させることを防止している。

また、押ナット２０の挿入部２４には、Ｏリング溝２３が形成され水密Ｏリング４７が装着されている。また、押ナット２０の挿通孔部２２には、水密パッキン４８が備えられている。従って、管継手１の内部に外部からの水分や粉塵等の進入を阻止している。

また、押ナット２０には、挿入孔部２２から挿入部２４へ貫通する通気穴２６が設けられ、選択透過性部材６０が設けられている。
選択透過性部材６０は、四フッ化エチレン樹脂粉を押し固めたのち、延伸加工して成形した連続多孔質膜を含むシート材からなり、０．１〜５μｍの連続した微細孔を有し、空気や水蒸気のような気体は通すが、水などの液体ははじくという特性を備えているものがあげられる。あるいはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルアクリレート、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、四フッ化エチレン重合体等の熱可塑性樹脂粉体から成形した連続気孔を有する多孔質体であるとか、またポリビニルアルコールとホルムアルデヒドを酸触媒と共に反応させることで成形した連続気孔を有する多孔質シート材等を用いてもよい。

これらの選択透過性部材は、空気や水蒸気のような気体を透過する通気性、透湿性を有し、一方で水や薬液等の液体は透過させない防水性を兼ね備えるもので、他に防塵性、耐薬品性、耐熱性、耐候性等にも優れる。従って、外から継手内への固体（塵芥など）及び液体（水や露など）の透過、侵入は阻止して配管施工後長期にわたって外部からの水分や塵芥の侵入を防止し内部が腐食するなどの問題が生じない。

具体的には、コルゲイト管Ｔの外周に被覆した樹脂被覆層Ｔ６の内面には管の長手方向に（図示しない）凹凸が設けられており、コルゲイト管を施工するときに誤って管に釘を打たれると、漏れ出たガスが凹凸に沿って選択透過性部材６０まで導かれ、選択透過性部材６０は、ガス、空気等の気体は透過するので、内封圧力の降下を検出したり、ガス漏れセンサ等を利用することによって、漏れの有無を検知し得るようにしている。

図２（ａ）はスリーブ３０を図１における左側斜めから見た斜視図、図２（ｂ）はスリーブ３０を図１における右側斜めから見た斜視図を示している。
スリーブ３０は、図２に示すように、円周鍔状に広がった係止部３２と、管の先端部が装着される装着部３４と、係止部３２と装着部３４とを連結している連結部３６と、装着部３４の相対する他端側に形成され、先端に向かって縮径するテーパ外面部３８とからなっている。また、テーパ外面部３８は複数のセグメント状になるように切欠き部３８ａが形成されており、この切欠き部３８ａは装着部３４側にまで伸びており、拡縮自在に変形可能としている。また、装着部３４には、管の挿入方向に拡径するテーパ面が形成されたゲージ部３４ａを有しており、その外表面（図２（ａ）のハッチング部分）は例えば赤色などに着色されている。

また連結部３６は、係止部３２と装着部３４とを部分的に連結しており、コルゲイト管Ｔを管継手１に押し込むように挿入したときに係止部３２と装着部３４とが分離するようになっている。本実施例においては、装着部３４と係止部３２とが一体に成形され、所定の押し込み力が加わると連結部３６が切断される構成であるが、あらかじめ係止部３２と装着部３４とを別体で形成し、所定の押し込み力が加わると装着部３４と係止部３２との連結部分から離間する構成としてもよい。スリーブ３０はポリエチレン、ポリプロピレンなどの汎用プラスチック、あるいはポリアセタ−ル、ポリフェニレンエ−テルなどの汎用樹脂、又はエンジニアプラスチックに代表される合成樹脂材料で形成され、適度な剛性を有し、連結部が設定された荷重で、切断あるいは離間できる適度な強度を有していれば材質に限定されない。

また、テーパ状のゲージ部３４ａの最大外径は、コルゲイト管Ｔの谷部Ｔ４の内径寸法よりも若干小さく設けており、コルゲイト管Ｔに扁平や変形がなく、正常に装着されると、装着部３４の奥端のゲージ溝３４ｂにコルゲイト管Ｔの先端が嵌り合うようになっている。
より具体的には、ばシール部材のシール性能を確保できるコルゲイト管の扁平量は、（基準直径−短径長さ）／基準直径＝６％以下であることが判っている。例えば、ガス用ステンレス鋼フレキシブル管２０Ａにおいては、基準内径寸法＝φ２０．８ｍｍであるから、ゲージ部３４aの最大外径をφ１９．４に設定すればよい。

そして、図３に示すように、スリーブ３０は、テーパ外面部３８を押しナット２０の挿通孔部２２側にし、装着部３４を管継手１から突出させ、押しナット２０のヘッド部２１に形成された係止溝２１ａに係止部３２の外周部が係止されるようになっている。
一方、継手本体１０の通孔部１６の奥方向（図１の右方向）には、第一内周突起部１９ａとリブ１９ｃが突出して形成され、略三角形の空間をなしている。

続いて、管継手１にコルゲイト管Ｔを接続する手順とその作用について図４から図６を用いて詳細に説明する。

図４に示すように、管継手１のスリーブ３０にコルゲイト管Ｔの先端を装着する。テーパ状のゲージ部３４ａの最大外径は、コルゲイト管Ｔの谷部Ｔ４の内径寸法よりも若干小さく設けており、コルゲイト管Ｔに扁平や変形がない場合には、装着部３４の奥端のゲージ溝３４ｂにコルゲイト管Ｔの先端が嵌り合う。
対して、コルゲイト管Ｔに扁平や変形がある場合には、ゲージ溝３４ｂにまで、コルゲイト管Ｔの先端が到達せず、ゲージ部３４ａの外表面の赤く着色した部分（図２のハッチング部分）が隠れないために、管継手１にコルゲイト管Ｔを接続する前に、コルゲイト管Ｔに扁平や変形があることがわかる。
また、ゲ−ジ単体で管の扁平具合を事前に検査すれば、コルゲイト管の扁平や変形を確認することは可能であるが、本発明においては、ゲ−ジ機能を有す前記スリ−ブが継手通口の入口に設置しているので、ゲ−ジを取り出す手間が省くことができると共に、確認作業忘れもなく施工することが可能である。

したがって、扁平や変形したコルゲイト管を管継手に接続されることが防止されるので、正常に接続されたコルゲイト管は、気密パッキン４０のシール面圧を外周面に受けて、長期に亘って安定したシール性を保持することができる。

続いて、コルゲイト管Ｔを管継手１に押し込むと、スリーブ３０の連結部３６から係止部３２と装着部３４とが分離し、コルゲイト管の先端に装着部３４が装着されたまま、コルゲイト管Ｔは、管継手１内部に挿入することができる。

そして、リテーナ５０の爪部５２の内径はコルゲイト管Ｔの外径よりも大としているので、リテーナ５０まではコルゲイト管Ｔをスムースに挿入することができる。そして、管の先端部分は気密パッキン４０の内周面に圧接しながら前進し、コルゲイト管Ｔの外周面に圧力を受けつつ、スリーブ３０のテーパ外面３８が通孔部１６の第一内周突起部１９ａに当接する。更にコルゲイト管Ｔを押し入れると、図６に示すように、テーパ外面３８は切欠き部３８ａによってセグメント状に分かれているので、テーパ外面３８が縮径し、第一内周突起部１９ａをテーパ外面３８が通過する。このときの手応えや音で、コルゲイト管Ｔが管継手１の所定の位置にまで挿入したことを認識することができる。

そして、図５に示すように、継手本体１０と押ナット２０の間に配置していたカラーリング６５を取外し、押ナット２０を継手本体１０の通孔部にスライドさせて押し込む。すると、押ナット２０の先端に形成したテーパ内面２８が、リテーナ５０のテーパ外面５４に当接し、リテーナ５０の爪部５２がコルゲイト管Ｔの谷部に係り合う。

しかして、ストップリング６１は係止段部１８ａと係止凹溝２５とに跨って係止され、押ナット２０と継手本体１０とを分離不能にしているので、接続されたコルゲイト管Ｔに引抜き方向の力が加わったとき、押ナット２０のテーパ内面２８によってリテーナ５０は縮径方向に動作し、爪部５２とコルゲイト管Ｔの谷部との係り合いが強固となって、コルゲイト管Ｔが引き抜かれることを防止している。

本発明に係る管継手の形状は一端に雄ねじ部を有する片ねじソケットに限らず、両ソケット、エルボ、ティー、または雌ねじを有するものであってもよい。またガス栓やガスメータなどの機器の端部に本発明の継手構造を一体的に設けることもできる。
更には、コルゲイト管に限らず、鋼管や樹脂管であっても、その管の外径を気密にシールする継手であれば、本発明のスリーブに係る形態を採用することが可能である。

本発明の管継手の一実施例の半断面図である。 本発明におけるスリーブの一実施例の斜視図である。 図１におけるＡ部拡大図である。 本発明の管継手のスリーブに管を装着した状態の半断面図である。 本発明の管継手に管を接続施工完了した状態の半断面図である。 図５におけるＢ部拡大図である。

符号の説明

１：管継手、
１０：継手本体、１４：雄ねじ部、１６：通孔部、１７：第一係止溝、１８ａ：係止段部、１８ｂ：大径段部、１９a：第一内周突起部、１９b：第二内周突起部、１９ｃ：リブ、
２０：押ナット、２１：ヘッド部、２１ａ：係止溝、２２：挿通孔部、２３：Ｏリング溝、２４：挿入部、２５：係止凹溝、２６：通気穴、２８：テーパ内面、
３０：スリーブ、３２：係止部、３４：装着部、３４ａ：ゲージ部、３６：連結部、３８：テーパ外面部、３８ａ：切欠き部、
４０：気密パッキン、４４：耐火パッキン、４６：ガイド、４７：水密Ｏリング、４８：水密パッキン、
５０：リテーナ（抜止部材）、５２：爪部、５４：テーパ外面、
６０：選択透過性部材、６１：ストップリング、６３：分解用リング、６５：カラーリング、
Ｔ：コルゲイト管、Ｔ２：山部、Ｔ４：谷部、Ｔ６：樹脂被覆層、

Claims (4)

1. 管が挿入される通孔を有する継手本体と、前記通孔内に配置された気密パッキンと、前記管に係り合う抜止部材と、を有する管継手において、
   前記通孔の入口には、前記管の端部に装着される装着部が形成されたスリーブが配置され、
   前記管が前記継手本体への挿入に伴って、前記スリーブを前記継手本体内部に押し込むように構成されていることを特徴とする管継手。
2. 前記スリーブは、前記継手本体との係止部と、前記装着部と前記係止部とを連結する連結部とからなり、前記スリーブを前記継手本体に押し込むと、前記連結部から前記装着部が離脱して前記継手本体に押し込まれることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
3. 前記スリーブの前記装着部他端外周面には、テーパ外面が形成され、また前記テーパ外面をセグメント状に分離する切欠き部が形成され、
   前記継手本体の通孔内部に形成された第一内周突起を通過するとき、前記テーパ外面が拡縮することによって、その通過時の手応えを発するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の管継手。
4. 前記管は、コルゲイト管であって、前記継手本体には、前記通孔にその一端が挿入され前記継手本体に対してスライド可能に係合した押ナットを具備し、
   前記抜止部材は、前記押ナットを前記継手本体の内部側へスライドさせたとき前記コルゲイト管の谷部に係り合う爪を有するリテーナであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の管継手。

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