JP2012215280A - 継手用ロックリングとこれを用いた継手 - Google Patents

Abstract

【課題】溝付きと溝なしの双方の被接続管の接続に使用できる継手用ロックリングであって、何れの場合にも損壊を防ぎつつ継手と被接続管とを強固に接合でき、被接続管の挿入も容易で、引抜阻止力を安定させた継手用ロックリングとこれを用いた継手を提供する。
【解決手段】この継手用ロックリングは、環状のボールリテーナ１２の円周上に略等間隔で埋設した複数個のボール１３が求心方向へ突設され、ボールリテーナ１２の隣設するボール１３、１３同士間に両端部１４、１４より交互に切込部１５が設けられているとともに、切込部１５の一つに端部に向かって切込みを設けて開口部１６が形成され、この開口部１６に部分的に繋ぎ部１９を形成している。また、ボールリテーナ１２の外周面の両側と厚み側の底部に溝部５１，５２を形成している。
【選択図】図１３

Description

本発明は、水道等に使用されるステンレス鋼管を接合するための継手用ロックリングとこれを用いた継手に関し、特に、薄肉状のステンレス鋼管に対して抜け出し阻止力を働かせ、地盤の変化や振動に対しても対応可能な伸縮可撓性を有するロックリングとこれを用いた継手に関する。

従来より、ステンレス鋼管を接合するための継手として伸縮可撓性を有する継手が知られている。この種の伸縮可撓性継手１は、図１１に示すように、パイプ２を保持するための袋ナット部材３が胴４に接続され、この袋ナット部材３の締付けに伴って胴４の内周４ａに装着されたパッキン部材５が胴端部側に押し込まれてパイプ２との水密性を保持するようになっている。このとき、締付けと同時に袋ナット部材３内に装着されたロックリング部材６が袋ナット部材３の内周のテーパ面部３ａとパイプ２の外周面２ａとに食い込み、パイプ２の引き抜きを防止させ、外力による管の軸方向の変動（伸縮）と横方向の変動（たわみ）とを吸収しながら継手１とパイプ２とを接合する構造になっている。

このような水道用のステンレス鋼管用として使用する伸縮可撓式継手は、パイプに予め溝を付けて接合する溝付きタイプと、パイプに予め溝を付けずに施工後に溝を付ける溝なしタイプの２種類の継手があり、これらの継手はパイプ接合時の施工方法が異なっている。例えば、溝付きタイプの場合には、継手への接合前にパイプ端面から４９ｍｍの位置にマーキングし、伸縮可撓式継手専用の溝付け工具を用いて深さ０．７５ｍｍの溝付けをする。一方、溝なしタイプの場合には、溝付けをすることなく、例えば２０Ａ、２５Ａのパイプでは端面から８１ｍｍ、３０Ａ、４０Ａ、５０Ａのパイプでは８５ｍｍの位置にマーキングを施して接合する方法が用いられている。何れの場合にも、ロックリングを介して継手とパイプとが接合されるが、このときのロックリングの装着位置は溝の有無によって異なることになる。

上記の継手に用いられるロックリングとして、例えば、特許文献１の埋設管用継手の引抜阻止部材が知られている。この引抜阻止部材は、二つの半割体が一体不可分に接合されて環状のリング部材が形成され、このリング部材に等間隔にボールが挟持されて構成されている。リング部材の両端面には、切り割り部が等間隔で交互に設けられ、この切り割り部は、リング部材における反対側の半割体まで差し掛かるように伸びている。

一方、特許文献２の伸縮可とう式継手においては、管把持部材が設けられている。この管把持部材は、ボールとこのボールを保持するボールガイドとを有し、更に、この管把持部材を所定の円形状に保持するためのスナップリングが嵌着されている。

特開２００９−７４５６９号公報 登録実用新案第３０００７１１号公報

しかしながら、伸縮可撓性継手にパイプを接合する際には、溝付き又は溝なし用の継手に対して誤ったタイプのパイプを接合することがあり、特に、溝付きタイプの継手に対して溝なしのパイプを接続する誤りが発生することが少なくない。この場合には、溝なしパイプと袋ナットとの間にロックリングが強く挟着され、このロックリングが所定の位置に配置されず変形して損壊するおそれがあった。ロックリングが損壊した場合、例えば、図１１の継手においても要求される引抜阻止力や可撓性を発揮することができなくなる。

しかも、このようなロックリングの破壊が想定されるにもかかわらずロックリングの強度が不十分である。このロックリングは、切り割り部と樹脂の弾性とによってリング部材が拡径するようになっており、パイプを挿入してリング部材が拡径するときの抵抗を低減するために、特許文献１の引抜阻止部材において、交互に設けられた切り割り部が反対側の半割体まで差し掛かった形状とすることで割れ易くなっている。

同文献２の伸縮可とう式継手においては、ボールガイドの外周にスナップリングが嵌着されているため部品点数が多くなり、組立て工数も増加する。これに加えて、スナップリングが袋ナット内周のテーパ面に接する部位に配置されてしまうため、袋ナットの締め込みやパイプに引き抜き力が加わった際に、ボールガイドの縮径に支障が生ずるおそれもあった。

本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、溝付きと溝なしの双方の被接続管の接続に使用できる継手用ロックリングであって、何れの場合にも損壊を防ぎつつ継手と被接続管とを強固に接合でき、被接続管の挿入も容易で引抜阻止力を安定させた継手用ロックリングとこれを用いた継手を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、環状のボールリテーナの円周上に略等間隔で埋設した複数個のボールを求心方向へ突設させ、ボールリテーナの隣設するボール同士間に両端部より交互に切込部を設けるとともに、切込部の一つに端部に向かって切込みを設けて開口部を形成し、ボールリテーナの外周面の略中央位置から両側の巾方向に沿って傾斜面を形成し、この傾斜面の勾配角を、継手用袋ナット内周面に形成した奥側のテーパ面と略同等とした継手用ロックリングである。

請求項２に係る発明は、切込部の切込み深さをボールリテーナの環状外周面の略中央位置までの深さとした継手用ロックリングである。

請求項３に係る発明はボールリテーナの環状内周面の両端部にそれぞれテーパ面を設けた継手用ロックリングである。

請求項４に係る発明は、ボールリテーナの開口部を部分的につなげた形状で成形し、継手に組込む前、もしくは管挿入時に開口部が切り離される継手用ロックリングである。

請求項５に係る発明は、継手本体の内周面に被接続管の外周面に挿入するパッキンを装着し、継手本体に螺合させた袋ナットの内周面の奥側と開口側に二段のテーパ角度を有する内周テーパ面を形成し、奥側の内周テーパ面の勾配角を開口側の内周テーパ面の勾配角より小さくすると共に、内周テーパ面にロックリングを装着して袋ナットの締結時にロックリングを被接続管の外周面に喰い込ませることにより被接続管の引き抜きを阻止したロックリングを用いた継手である。

請求項６に係る発明は、二段の内周テーパ面の勾配角を２°〜５°の範囲内として、溝付きと溝なしのいずれかの被接続管の締結時に袋ナットの締結によりボールリテーナを縮径して、ボールを開口側の内周テーパ面から奥側の内周テーパ面に移動させるようにしたロックリングを用いた継手である。

請求項７に係る発明は、環状のボールリテーナの円周上に略等間隔で埋設した複数個のボールを求心方向へ突設させ、ボールリテーナの隣接するボール同士間に両端部より交互に切込部を設け、この切込部のうちの一つの切込部を端部に向って切込形成してボールリテーナに開口部を形成すると共に、この開口部を部分的につなぐための繋ぎ部をボールリテーナと一体に形成した継手用ロックリングである。

請求項８に係る発明は、繋ぎ部は、ボールリテーナに埋設したボールの配列線上に設けて開口部をつなぎ形成した継手用ロックリングである。

請求項９に係る発明は、ボールリテーナに外周面側を平面視して繋ぎ部の両側にＶ字形又はＵ字形の溝部を形成した継手用ロックリングである。

請求項１０に係る発明は、繋ぎ部に、さらにボールリテーナの厚み側を側面視して繋ぎ部の底部側にＶ字形又はＵ字形の溝部を形成した継手用ロックリングである。

請求項１１に係る発明は、継手本体の内周面に被接続管の外周面に挿入するパッキンを装着し、継手本体に螺合させた袋ナットの内周面に内周テーパ面を形成し、内周テーパ面の開口側に位置したロックリングを内蔵する継手に溝付け用又は溝なし用の被接続管を挿入したとき、被接続管の挿入端面でロックリングを拡径させてロックリングの繋ぎ部を切断させるようにしたロックリングを用いた継手である。

請求項１２に係る発明は、繋ぎ部の切断時における切断音で被接続管の挿入状態を確認するようにしたロックリングを用いた継手である。

請求項１に係る発明によると、ボールリテーナの隣接するボール同士間に両端部より交互に切込部を設けるとともに、切込部の一つに切込みを設けて開口部を形成しているので、この開口部によりボールリテーナに切込部のみを形成した場合よりも大きく縮径させて溝付きと溝なしの双方のタイプの被接続管の接続に使用することができる。しかも、何れのタイプの被接続管を接続する場合であっても、ボールリテーナがその傾斜面の勾配角により継手用袋ナットの奥側の内周テーパ面の位置に収まるため、損壊を生じさせることなく継手とパイプとを強固に接続でき、ボールリテーナがパイプの挿入時に拡径方向に変形しやすいことから、パイプの挿入も容易となる。

請求項２に係る発明によると、切込部の切込み深さを環状外周面の略中央位置までの深さとすることで全体を左右対称形状にでき、双方向の利用が可能になることで組込みミスを回避することができる。締結時においては、全体の強度を維持して引きちぎれなどの損壊を防ぐことができる。

請求項３に係る発明によると、被接続管の挿入時にこの被接続管の先端が環状内周面に当接したときにこの先端をテーパ面に案内することで容易に挿入することができるため施工性の向上を図ることできる。

請求項４に係る発明によると、ボールリテーナの開口部を部分的につなげた形状で成形することにより、部品点数や組立て工数の増加を抑えつつ被接続管の挿入時における開口部の必要以上の拡径を抑えることができ、ボールを被接続管に密着させながらこの被接続管を接続位置まで挿入できる。このため、溝なしの被接続管のみならず、特に、溝ありであっても確実にボールが溝まで案内されて溝に嵌り込んで強い引き抜き阻止力を発揮できる。しかも、部分的につなげた部分は、ボールリテーナが拡径したときに切断可能になっているため、被接続管の接続動作を妨げることがなくこの被接続管をスムーズに接続できる。

請求項５に係る発明によると、袋ナットの締結時にボールリテーナを開口側内周テーパ面から奥側内周テーパ面まで案内して縮径させて、溝付きと溝なしの何れの被接続管の場合でも損壊を伴うことなくこの被接続管を挿入しながら強固に接続できる。外力によるパイプの軸方向と横方向の変動を吸収して優れた伸縮可撓性を発揮でき、パイプの抜け止めを図りながらシール性を向上させながら被接続管を接続できる。

請求項６に係る発明によると、所定の勾配角による二段の内周テーパ面を設けることで、溝付きと溝なしの何れのタイプの被接続管の場合にも接続管への引張力に応じてテーパ面に沿ってボールリテーナを縮径させて適切な状態で接続できるため接合時の施工性が高まり、締結完了時には被接続管を確実に所定の抜け止め状態にして強い抜け止め性を発揮できる。

請求項７に係る発明によると、被接続管の挿入が円滑で、かつ、確実であり、しかも、被接続管の外周端面がロックリングのボールに当接した時点で繋ぎ部が確実に切断され、ロックリングによる引抜阻止力を有効に発揮させることができる。

請求項８に係る発明によると、ロックリング自体が対称形で方向性がなく、被接続管挿入時の拡径が、繋ぎ部を切断する力として確実に伝わりやすくなっていると共に、被接続管の引張時に、繋ぎ部の残りが邪魔をすることなく、引抜阻止力を安定させることができる。

請求項９に係る発明によると、繋ぎ部に溝部を形成しているので、応力が一点に集中するため、繋ぎ部をスムーズに切断することが可能となる。また、請求項１０に係る発明によると、繋ぎ部に両側の溝部と底部の溝部を形成したので、繋ぎ部の軸方向と外周方向の２箇所に応力が集中するため、繋ぎ部は、さらにスムーズに切断され、被接続管の外周を均等に縮径させることができる。

請求項１１に係る発明によると、溝付け用又は溝なし用の被接続管の何れの場合も、袋ナットの内周テーパ面の開口側にロックリングが位置し、この状態のとき、被接続管を挿入して管端外周面がロックリングのボールに接触すると、拡径して繋ぎ部が確実に切断し、安定した引抜阻止力を有する継手を提供することが可能となった。

請求項１２に係る発明によると、繋ぎ部の切断音により被接続管が正常に挿入されたことを施工者に知らせることができ、施工状況が確認できない場合でも、確実に施工でき、施工性の向上を図ることができる。

本発明の継手用ロックリングを示した側面図である。 本発明の継手用ロックリングの断面図である。 本発明の継手用ロックリングの他例を示す断面図である。 継手と被接続管との接続状態を示した断面図である。 本発明の継手用ロックリングの装着状態を示す半截断面図である。 図５の要部拡大図である。 本発明の継手用ロックリングの拡大断面図である。 溝付きの被接続管の接続前の状態を示す拡大断面図である。 溝なしの被接続管の接続前の状態を示す拡大断面図である。 引抜荷重負荷時におけるボールの移動を示した断面図である。 従来の伸縮可撓性継手を示す半截断面図である。 他の発明におけるロックリングを装着した継手に被接続管を挿入する状態を示した一部切欠き断面図である。 図１２のロックリングを示した断面図である。 図１３の右側面図である。 図１３のＡ−Ａ線断面図である。 図１５の繋ぎ部を示した部分拡大図である。 図１３の繋ぎ部を示した部分拡大図である。 袋ナットを締めた状態で被接続管を挿入する状態を示す部分断面図である。 図１８のａ部分拡大図である。

本発明における継手用ロックリングとこれを用いた継手の実施形態を図１乃至図１０に基づいて詳細に説明する。図１においては、本発明の継手用ロックリングの側面図、図２には継手用ロックリングの断面図を示している。

先ず、図１において、本発明におけるロックリング本体１０は、環状外周面１１を有するボールリテーナ１２、複数個のボール１３を有し、ボールリテーナ１２の円周上に略等間隔でボール１３が求心方向に突設状態で埋設されている。本例において、１８個のボール１３が等間隔に配設され、ポリアセタールなどの合成樹脂材よりなるボールリテーナ１２に一体に設けられている。ボール１３の個数は限定されない。

ボールリテーナ１２の隣接するボール１３同士間には両端部１４、１４より交互に切込部１５が設けられ、この切込部１５の一つに端部に向かって切込みを設けて切り離した開口部１６が形成されている。図２に示すように、切込部１５の切込深さＤは、本例では、ボールリテーナ１２の環状外周面１１の略中央位置までの深さである。

図２、図７に示すように、ボールリテーナ１２の外周面１１の略中央位置には、この略中央位置から両側の巾方向に沿うように傾斜面１７が形成されている。この傾斜面１７は、管軸Ｐの方向から傾斜する所定の勾配角θを有し、この勾配角θは、後述する継手用袋ナット１８の内周側に形成された内周テーパ面２０である奥側の内周テーパ面２１、開口側の内周テーパ面２２のうち、締付完了時の内周テーパ面である奥側内周テーパ面２１と略同等の角度に設けられている。
また、ボールリテーナ１２の環状内周面２３の両端部においては、所定角度のテーパ面２４が形成されている。

ロックリング本体１０は、ボールリテーナ１２の開口部１６を基点としてボールリテーナ１２の円周方向に沿って開口部１６が成形されている。具体的には、開口部が開放された状態でロックリング本体１０を成形する際に、ステンレス製のボール１３により冷却機能があることで樹脂製ボールリテーナ１２の内側が冷やし固められ、その段階でまだ固まっていない外側にボールリテーナ１２が拡径される。これにより、被接続管の挿入が容易となる。

一方、図３に示すように、ロックリング本体１０において、開口部１６を必要以上に拡がらないよう部分的につなげた形状に成形冷却して連結部（繋ぎ部）１９を設けるようにしてもよい。連結部１９は、管挿入時に開口部１６が切り離されるようになっており、これによってボールリテーナ１２の必要以上の拡径を抑えることが可能になる。連結部１９は、ロックリング本体１０の装着後に切断可能な細さによりボールリテーナ１２と一体に成形され、開口部１６において対向する端面間に設けられている。従って、部品点数が増加することがなく、ボールリテーナ１２の縮径作用の支障になることもない。

開口部１６の周方向の巾は切込部１５と同等に成形され、成形時のロックリング本体１０は、図１に示すように略真円状を呈している。これにより、ロックリング本体１０のボール１３と被接続管２５の位置は、図８に示す状態となる。被接続管２６をロックリング本体１０に内挿してロックリング本体１０が拡径する際には、開口部１６の周方向の巾は切込部の２倍以上となる。この拡径の際には連結部１９が切断されてもよく、すなわち、連結部１９は、少なくともロックリング本体１０の成形時に存在していればよい。

ロックリング本体１０は、上記のような構成によって継手内に設けられ、このロックリング本体１０を介して継手にステンレス鋼管からなる溝付きの被接続管２５、溝なしの被接続管２６が接合可能に設けられている。

上記継手は、継手本体３０、袋ナット１８、パッキン３２、Ｏリング３３、ダストシール３４を有しており、これらとともに前述したロックリング本体１０が継手内部に装着される。この継手は、溝付き被接続管２５、或は溝なし被接続管２６の各タイプの被接続管の接続用として兼用可能になっている。

この継手において、継手本体３０と袋ナット１８は、ステンレス鋼等により形成され、継手本体３０は、被接続管２５、２６の外径よりも大きい径に形成され、図４に示すように両端側には拡径部３５、３５が形成され、この拡径部３５、３５の内周面にテーパ面３６とフラット面３７とが設けられている。継手本体３０の外周端部には、袋ナット１８の内周側に設けられためねじ部３８に螺合可能なおねじ部３９が設けられている。継手本体３０の内周面には、被接続管２５、２６の外周面に挿入するパッキン３２が装着される。

図５に示すように、袋ナット１８の内面には、前記めねじ部３８に続けて係合面４７が形成され、最も奥側には鍔部４２、装着溝４３が設けられている。前述したように、図６において袋ナット１８の内周には奥側内周テーパ面２１と開口側内周テーパ面２２とからなる二段のテーパ角度を有する内周テーパ面２０が形成され、この内周テーパ面２０にロックリング本体１０が装着される。内周テーパ面２０において、奥側内周テーパ面２１と管軸Ｐとがなす勾配角α_１は、開口側内周テーパ面２２と管軸Ｐとがなす勾配角α_２より小さく形成される。
袋ナット１８を継手本体３０に締結した際には、ロックリング本体１０を被接続管２５、２６の外周面に喰い込ませることにより、これらの被接続管２５、２６の引き抜きが阻止される。

図６に示すように前記二段の内周テーパ面２０において、奥側内周テーパ面２１と開口側内周テーパ面２２とがなす勾配角βを２°〜５°の範囲とし、溝付き被接続管２５と溝なし被接続管２６の双方の被接続管の締結時には、袋ナット１８の締結によりボールリテーナ１２を縮径して、ボール１３を開口側の内周テーパ面２２から奥側の内周テーパ面２１に移動させるようになっている。内周テーパ面２０において、例えば、奥側内周テーパ面２１の勾配角α_１を１１°としたときには、開口側テーパ面２２の勾配角α_２を１３°〜１６°とすることが望ましく、本実施形態では、この勾配角を１４°に設けている。更に、二段の内周テーパ面２１の間の勾配角βが２°〜５°の範囲内であれば、奥側内周テーパ面２１、開口側内周テーパ面２２の各勾配角α_１、α_２を変更することもできる。本実施形態においては、勾配角βを２°〜３°に設定している。

更に、奥側内周テーパ面２１から鍔部４２にかけては、管軸Ｐから略４５°の傾斜角度γで傾斜部４５が設けられている。傾斜部４５がこのような傾斜角度γで設けられていることで、ロックリング本体１０の合成樹脂部分であるボールリテーナ１２がこの部分に当接したときにはこのボールリテーナ１２部分をダストシール３４側に逃す役割を発揮し、ボール１３が鍔部４２に係止されることにより、引き抜き阻止力の向上を図ることが可能になる。

パッキン３２は、ゴム等の弾性環状部材からなり、継手本体３０に設けられたテーパ面３６とフラット面３７の拡径部３５とに当接する外周面４６を有している。このパッキン３２を装着することで、被接続管２５、２６を接合したときに、この被接続管２５、２６が可撓性を持った状態で支持される。袋ナット１８に設けられた係合面４７とパッキン３２との間にはワッシャ４９が装着され、このワッシャ４９の外周側にＯリング３３が装着されている。このＯリング３３により、継手本体３０と袋ナット１８との間のシール性が発揮される。

ダストシール３４は、袋ナット１８の装着溝４３に装着される。このダストシール３４により被接続管２５、２６と袋ナット１８との間のシール機能が発揮され、この部分から被接続管２５、２６と袋ナット１８との間へのダストの浸入等が防がれる。

上記した継手に溝付き被接続管２５を接続する場合には、この被接続管２５の切断する範囲に傷や変形のないことを確認し、図示しないロータリーチューブカッター等の工具によってこの被接続管２５を切断する。そして、被接続管２５の内外面に付着しているゴミや異物などをウエス等で拭き取った後に、溝付け位置に図示しないペン等で印をつける。その後、図示しない専用の溝付け工具を使用して印をつけた位置に、例えば、深さ０．７５ｍｍ程度の所定深さの溝５０を形成する。

袋ナット１８においては、この袋ナット１８内の内周テーパ面２０にロックリング本体１０を挿入し、その上からＯリング３３、係合面４７に係合させるようにこの袋ナット１８内にワッシャ４９を装着する。このとき、ロックリング本体１０は、ボールリテーナ１２の外周面側の略中央位置から両側の巾方向に沿って左右対称形状の傾斜面１７が形成されているので、双方向の利用が可能になっている。これにより、装着方向にこだわることなく組込みミスを防ぎながらロックリング本体１０を装着できる。

継手本体３０においては、拡径部３５内にパッキン３２を装着する。この場合、継手本体３０に対して奥側までパッキン３２を挿入する必要はない。この継手本体３０と袋ナット１８とを、おねじ部３８とめねじ部３９とを螺合させるより一体の仮組み状態に組み込むようにする。

この継手に対して、溝付き被接続管２５を継手のダストシール３４側から差し込むようにする。その際、継手本体３０に対して図示しないねじ山のねじが１〜２山程度ねじ込まれた状態まで袋ナット１８を緩めておく。この被接続管２５の差し込み時には、継手の奥まで差し込んだ後に引き抜くようにし、引き抜き音と同時にボール１３が溝５０に嵌り込んで被接続管２５が抜けなくなることを確認する。

このように溝付き被接続管２５を継手本体３０に差し込んだときには、図８に示すように溝５０がボール１３の位置に達したときにボールリテーナ１２がその弾性力により縮径して上記のようにボール１３が溝５０に収まることになる。この場合、ロックリング本体１０の傾斜面１７が締付完了時の内周テーパ面である奥側内周テーパ面２１に位置し、この状態から継手本体３０に袋ナット１８を締結させてロックリング本体１０の締付けをおこなうようになっている。

一方、継手本体３０に溝なし被接続管２６を接続する場合にも、溝付きの場合と同様に切断する範囲に傷や変形のないことを確認した後に、ロータリーチューブカッター等の工具でこの被接続管を切断する。そして、内外面に付着しているゴミや異物などをウエス等で拭き取った後に差込み長さを確認する位置にペン等で図示しない確認線をつける。

この溝なし被接続管２６を、溝付きの場合と同様に、袋ナット１８のねじが１〜２山程度緩められた継手本体３０に差し込むようにする。その差し込み時には、差込み長さ確認線を袋ナット１８の端面に合わせる位置まで被接続管２６を差し込むようにする。

このように溝なし被接続管２６を継手本体３０に差し込んだときには、図９に示すようにボール１３が溝５０に収まることがなく、ロックリング本体１０の傾斜面１７が開口側内周側テーパ面２２に位置した状態になる。この状態から継手本体３０に袋ナット１８を締結させて、ロックリング本体１０の締付けをおこなうようになっている。

上記の継手への差し込み時においては、溝付き被接続管２５、或は溝なし被接続管２６の何れの場合にも、ボールリテーナ内周面２３の両端部にテーパ面２４を設けていることにより、被接続管２５、２６の管端部２５ａ、２６ａがボールリテーナ１２に差し掛かったときにこの管端部２５ａ、２６ａをテーパ面２４に案内しやすくなるため、被接続管２５、２６を容易に挿入できる。

被接続管２５、２６を挿入し、この被接続管２５、２６がボール１３の内側を乗り越えるときは、ロックリング本体１０がボールリテーナ１２の開口部を基点とし円周方向に沿ってその弾力性により拡径される。ロックリング本体１０が拡径される時、ボール１３を被接続管２５に密着させることが望ましい。そのため、前述したように開口部を部分的につなげた形状に成形することで必要以上の拡径を防止できるため、特に、溝付けの施工をする際に被接続管２５を継手に挿入し、この被接続管２５を引き戻すときに溝にボール１３が納まり、被接続管２５が抜けるということがなく施工性の向上を図ることができる。

続いて、これらの仮組みの状態から袋ナット１８を締結する。溝付き被接続管２５を差し込んだ継手の袋ナット１８を締結する場合には、ロックリング本体１０と溝５０がずれない程度に袋ナット１８を手で締め付け、次いで、図示しないパイプレンチなどを使用して回転不能となる状態までこの袋ナット１８を締付けるようにする。

このとき、奥側内周テーパ面２１の勾配角α_１とボールリテーナ１２の勾配角θが略同等になっていることにより、ロックリング本体１０が袋ナット１８により内周方向に押付けられる。図５に示すように、締付け後のロックリング本体１０の収まり位置は、締付け前の位置と同じになっており、切込部１５と開口部１６とを介してボールリテーナ１２が縮径することにより、ボール１３が溝５０に嵌り込んで被接続管２５が接続される。

一方、溝なし被接続管２６を差し込んだ継手の袋ナット１８を締結する場合、差し込み長さ確認線の位置がずれない程度にこの袋ナット１８を手で締め付け、次いで、パイプレンチなどで回転不能状態まで締付ける。この際、継手本体３０が袋ナット１８とともに回転しないように注意する。

このときには、袋ナット１８の軸方向への移動によって、ボールリテーナ１２が開口側内周テーパ面２２から奥側内周テーパ面２１の勾配角α_１に接しながら滑り移動する。そして、ロックリング本体１０がこの奥側内周テーパ面２１の形状に沿って縮径し、勾配角α_１に収まるように変形することで被接続管２６を接続できる。ボール１３は、ロックリング本体１０の縮径変形により溝５０を形成しながら被接続管２６に嵌り込むようになっている。このように、溝なし被接続管２６の場合においても、溝付き被接続管２５の場合と同様に、袋ナット１８を締結するだけで接続することが可能になっている。

図４においては、継手と被接続管２５或は２６との接続状態を示している。図に示すように、両側に接続部位を有する継手を用いて被接続管２５或は２６をそれぞれ接続することもでき、この場合にも上記と同様の手順によって継手の両側に被接続管２５或は２６を１つずつ接続できる。

図１０においては、継手に引抜荷重による負荷が加わった場合のボール１３の移動を示している。継手に引抜荷重が加わった場合、先ず、ボール１３が鍔部４２まで移動し、この鍔部４２の略４５°の傾斜角度γを有する傾斜部４５に樹脂であるボールリテーナ１２が変形しながら当たってダストシール３４側に逃げるように移動する。そして、ボール１３が鍔部４２に到達するとこの鍔部４２を乗り越えてダストシール３４の隙間に移動する。このとき、ボール１３がダストシール３４の隙間部分に移動するときの荷重が最大引抜荷重となる。また、ボール１３がダストシール３４の隙間に移動することでロックリング本体１０が抜け出ず、管端が抜けるまで引抜荷重を維持することができる。

本発明のロックリングは、ボールリテーナ１２の円周上に埋設した複数個のボール１３を求心方向へ突設させ、ボール１３同士間に両端部１４、１４より交互に切込部１５を設けるとともに、この切込部１５の一つに開口部１６を形成し、ボールリテーナ１２の外周面の略中央位置から傾斜面１７を形成し、この傾斜面１７の勾配角θを締付終了時のテーパ面である奥側内周テーパ面２１の勾配角α_１と略同等としているので、溝付き被接続管２５、溝なし被接続管２６の何れの場合であっても、これらを継手に接続できる。しかも、開口側と奥側との二段の内周テーパ面２１、２２を有する内周テーパ面２０により、袋ナット１８の締結時に被接続管２５、２６の外周面にロックリング本体１０を喰い込ませてこの被接続管２５、２６の引き抜きを阻止しているので、何れの被接続管２５、２６の場合にも強固に接続することが可能となり、機能性に優れた継手を設けることが可能になる。

しかも、何れの被接続管２５、２６の場合にも、ロックリング本体１０の縮径時にボールリテーナ１２の両端部より交互に設けた切込部１５の巾が均等に狭まり、かつ、ボール１３、１３同士の巾が均等に狭まりつつ縮径しながら被接続管２５、２６が均等に接続されて安定した引張性能を発揮できる。更に、ボール１３と被接続管２５、２６とが点接触するため、これらが互いに可撓性を発揮して被接続管２５、２６の撓みを吸収すると同時に伸縮機能も有効に発揮される。

また、切込部１５の切込み深さＤをボールリテーナ環状外周面１１の略中央位置までの浅い深さとしているので、ロックリング本体１０の剛性が高まり、内周テーパ面２０による縮径動作によってロックリング本体１０が引きちぎれる等の損壊が生じることがない。この切込部の切込深さＤにより、ロックリング本体１０の金型製作時において、図示しない相互の金型プレートにスリットを形成するためのパーティングラインを超えた当接面が不要になるため、金型の精度を緩和することも可能になる。このため、ロックリング本体１０を成形するための型費も安価になる。開口部１６を設けていることにより、ボールリテーナ１２拡径時の応力を緩和することもできる。

袋ナット１８の奥側内周テーパ面２１から鍔部４２にかけて略４５°の傾斜角度γを有する傾斜部４５を設けていることにより鍔部４２の強度が高まって引抜阻止力が安定する。さらに、鍔部４２の寸法を調整することによってこの引抜阻止力を向上させることも可能である。

次に、他の発明における継手用ロックリングとこれを用いた継手を示した実施形態を図１２乃至図１７に基づいて説明する。なお、図１２〜図１７に示したロックリングと継手は、図１〜図１０に示したロックリングと継手の同一部分は同一符号を用いて説明の一部を省略する。

前述の本発明におけるロックリングは、ボールリテーナ１２の開口部１６を部分的につなげた形状にしているが、被接続管２５，２６の挿入時に連結部１９が確実に切断されにくいという課題点を有しており、また、施工時のロックリングの位置が不明確な状態で被接続管２５，２６を挿入することになるので、作業者に不安を与えていた。後述する他の発明は、これらの前述の本発明における課題点を解決するために開発に至ったものである。

図１３〜図１５において、環状のボールリテーナ１２の円周上に略等間隔で埋設した複数個のボール１３を求心方向へ突設させ、ボールリテーナ１２の隣接するボール１３同士間に両端部より交互に切込部１５を設け、この切込部１５のうちの一つの切込部１５を端部に向って切込形成してボールリテーナ１２に開口部１６を形成し、この開口部１６を部分的につなぐための繋ぎ部（連結部）１９をボールリテーナ１２と一体に形成している。

この繋ぎ部１９は、図１５に示すように、ボールリテーナ１２に埋設したボール１３の配列線上に設けて開口部１６を繋ぎ形成している。このようにすることによって、ロックリングに方向性がなく、組立て等に便利であると共に、切断する力が確実に伝わりやすくなっている。

図１６において、ボールリテーナ１２の外周面を平面視して繋ぎ部１９の両側にＶ字形又はＵ字形の溝部５１，５１を形成している。したがって、被接続管２５，２６の挿入端面５３がロックリングのボール１３に接触した時点で、ボールリテーナ１２が拡径されて溝部５１，５１に応力が一点に集中して繋ぎ部１９を切断することができる。

更に、図１７において、ボールリテーナ１２の厚み側を側面視して繋ぎ部１９の底部側にＶ字形又はＵ字形の溝部５２を形成している。この場合、繋ぎ部１９の両側の溝部５１，５１と底部の溝部５２を２ヶ所形成しているので、繋ぎ部１９の軸方向と外周方向の２ヶ所に応力を集中することができるため、繋ぎ部１９よりスムーズに切断することができる。

この繋ぎ部１９に設けた溝部５１，５２はＶ字形が好ましいが、Ｖ字形に近いＵ字形を形成した溝部であっても良い。また、溝部５２の厚みは、本例では、ボールリテーナ１２の厚みの１／４以下であり、本例によると、溝部５１，５１のつながっている部分の厚みを０．１〜０．６ｍｍの範囲にすることで容易に切り離すことができ、０．７ｍｍ以上になるとスムーズに切断できないことを確認した。

図１２において、継手本体３０の内周面に被接続管２５，２６の外周面に挿入するパッキン３２を装着し、継手本体３０に螺合させた袋ナット１８の内周面に内周テーパ面２０を形成し、この開口側の内周テーパ面２２に位置しているロックリングを内蔵した継手に溝付用被接続管２５又は溝なしの被接続管２６を挿入したとき、被接続管２５，２６の挿入端面５３でロックリングを拡径させて繋ぎ部１９を確実に切断させ、安定した引抜阻止力を有することが可能となる。

上記のように、繋ぎ部１９の切断時における切断音で被接続管２５，２６の挿入状態を確認するようにしている。したがって、施工者に、正常に挿入されたことを知らせることができ、施工性の向上を図ることができる。

次に、図１２に本発明における継手の施工状況を示す。まず、被接続管２５，２６を継手に接続するとき、溝付け用、溝なし用ともにロックリングの初期位置は、本例では、内周テーパ面２２の開口側１３°〜１６°の勾配角からのスタートとなる。被接続管の端面がロックリングのボール１３に接触した時点で、開口部に連結されている部分は、ロックリングが拡径されていることで切断され、切断時は切断音がする。したがって、切断音により被接続管２５，２６が正常に挿入されたことを施工者に知らせることができ、さらに、ロックリングを対称形状にしたことで、パッキン３２、ワッシャと共に部品の方向性がないので、袋ナット１８を外し分解した際に、部品の方向性がなくなったことで施工者は部品の組込みを心配することなく、施工性の向上を図ることができる。

ところで、被接続管２５，２６を袋ナット１８に挿入するとき、袋ナット１８を緩めて被接続管を挿入させるが、袋ナット１８を緩めすぎて、継手本体の端面から袋ナット内周テーパ面の始点までの寸法が大きくなると、ロックリングは袋ナット１８の開口側に掛からずに隙間に落ち込み被接続管を挿入することができない。前述の寸法が小さくても袋ナット１８の開口側にロックリングが掛かりすぎて被接続管の挿入に必要なだけの拡径が得られず、被接続管が挿入できないといった施工者側にとっては施工がしづらい。

そこで、袋ナット１８の緩め位置が袋ナット１８の開口側のテーパ面２０にロックリングが掛かった状態で、ロックリングが芯ずれを防止すること、かつ被接続管を挿入するときに必要なだけロックリングを拡径できるようにすることが必要である。

そのためには、袋ナット１８の最大緩め量を制限し、袋ナット１８と継手本体３０のおねじ部３９の掛かりを１〜１．５山にした状態を被接続管を挿入するための最適状態とする。従って、図１８に示すＡ寸法の調整が重要となり、ねじ長さを変えたり、またはめねじ部３８の入口部分もしくはおねじ部３９の先端部にぬすみ部５４を入れて調整することが好ましい。

すなわち、めねじ部３８の入口部分又はおねじ部３９の先端部にぬすみ部５４を設けることにより、ロックリングが落ち込むところまで袋ナット１８を緩めた場合、袋ナット１８が外れて施工をできなくすることで、パイプの挿入トラブルを防止できると共に、パイプ挿入の最適な袋ナット緩め位置の範囲を絞り込むことができるため、特に溝付けタイプの場合に、パイプの溝にロックリングの球が嵌った状態で、パイプを引戻す際にロックリングが開口側のテーパ内に収まり固定しやすくなる。

継手の製造段階では、図５に示すように、袋ナット１８は継手本体３０に充分にねじ込まれた状態をしている。施工時には、図１８、図１９に示すように、被接続管をやや緩めた状態とする。この状態とは、袋ナット１８と継手本体３０とが外れないように螺合された状態であり、ロックリングは、袋ナット１８の内周テーパ面２０に掛かる位置に配置されており、ロックリングの外周と袋ナット１８の内周テーパ面２０との間には、隙間５５を有している状態をいう。

また、本例において、袋ナット１８が継手本体３０に外れない状態とは、例えば、継手の呼び径２０Ａにおいて、ねじの呼び径がＭ４２×２であれば、ねじの掛かりを１〜１．５山に設定している。

本例において、袋ナット１８の素材を共通しつつ、所定のねじの掛かり、或はＡ寸法を確保するため、袋ナット１８の端部内径を切り欠いて、図１９に示すように、ぬすみ部５４を設け、このぬすみ部５４の奥側に、めねじ部３８を形成している。

また、他の発明におけるロックリングを他例のロックリングに応用した一形態を示す。このロックリングは、環状のボールリテーナの円周上に略等間隔で埋設した複数個のボールを求心方向へ突設させ、前記ボールリテーナの巾方向に沿って切り離した開口部を形成して前記リテーナを略Ｃ字形状に形成している。さらに、このボールリテーナの外周囲をスナップリング又はゴムリングを嵌着することにより、前記ボールリテーナの開口部を縮径して略円形状の形態に保持するようにしている。この例に示したロックリングのボールリテーナに形成した開口部に、前述の本発明における繋ぎ部を設けることにより、前記のスナップリングやゴムリングを用いることなく本発明と同様の作用効果を得ることが可能である。

表１に、開口部１６をつなげない状態と部分的につなげた状態の成形後の拡径幅を示す。これより、開口部１６をつなげない場合（比較例）とつなげた場合（本発明）で比較すると、約２倍の拡径の差異が確認された。開口部１６を部分的につなげることで、ロックリングのボール１３は被接続管２５，２６に密着し、被接続管２５に形成した溝にボール１３が引っ掛かりやすくなり、施工位置がより明確になるため、この種のロックリングに生じるトラブルを防止できると共に、開口部１６を部分的につなげた形状で成形することにより、部品点数や組立て工数の増加を抑えることができる。

以上、本発明における継手用ロックリングとこれを用いた継手の各種の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができる。

１０ ロックリング本体
１１ 環状外周面
１２ ボールリテーナ
１３ ボール
１４ 端部
１５ 切込部
１６ 開口部
１７ 傾斜面
１８ 袋ナット
１９ 連結部（繋ぎ部）
２０ 内周テーパ面
２１ 奥側内周テーパ面
２２ 開口側内周テーパ面
２３ 環状内周面
２４ テーパ面
２５ 溝付き被接続管
２６ 溝なし被接続管
３０ 継手本体
３２ パッキン
θ 勾配角
Ｄ 切込み深さ
α_１、α_２ 勾配角
β 勾配角
５１ 溝部
５２ 溝部
５３ 挿入端面
５４ ぬすみ部
５５ 隙間

Claims (12)

1. 環状のボールリテーナの円周上に略等間隔で埋設した複数個のボールを求心方向へ突設させ、前記ボールリテーナの隣設するボール同士間に両端部より交互に切込部を設けるとともに、前記切込部の一つに端部に向かって切込みを設けて開口部を形成し、前記ボールリテーナの外周面の略中央位置から両側の巾方向に沿って傾斜面を形成し、この傾斜面の勾配角を、継手用袋ナット内周面に形成した奥側のテーパ面と略同等としたことを特徴とする継手用ロックリング。
2. 前記切込部の切込み深さを前記ボールリテーナの環状外周面の略中央位置までの深さとした請求項１に記載の継手用ロックリング。
3. 前記ボールリテーナの環状内周面の両端部にそれぞれテーパ面を設けた請求項１又は２に記載の継手用ロックリング。
4. 前記ボールリテーナの開口部を部分的につなげた形状で成形し、継手に組込む前、もしくは管挿入時に開口部が切り離される請求項１乃至３の何れか１項に記載の継手用ロックリング。
5. 継手本体の内周面に被接続管の外周面に挿入するパッキンを装着し、前記継手本体に螺合させた袋ナットの内周面の奥側と開口側に二段のテーパ角度を有する内周テーパ面を形成し、奥側の内周テーパ面の勾配角を開口側の内周テーパ面の勾配角より小さくすると共に、前記内周テーパ面に前記ロックリングを装着して前記袋ナットの締結時に前記ロックリングを被接続管の外周面に喰い込ませることにより被接続管の引き抜きを阻止した請求項１乃至３の何れか１項に記載のロックリングを用いた継手。
6. 前記二段の内周テーパ面の勾配角を２°〜５°の範囲内として、溝付きと溝なしのいずれかの被接続管の締結時に袋ナットの締結によりボールリテーナを縮径して、前記ボールを開口側の内周テーパ面から奥側の内周テーパ面に移動させるようにした請求項５に記載のロックリングを用いた継手。
7. 環状のボールリテーナの円周上に略等間隔で埋設した複数個のボールを求心方向へ突設させ、前記ボールリテーナの隣接するボール同士間に両端部より交互に切込部を設け、この切込部のうちの一つの切込部を端部に向って切込形成して前記ボールリテーナに開口部を形成すると共に、この開口部を部分的につなぐための繋ぎ部を前記ボールリテーナと一体に形成したことを特徴とする継手用ロックリング。
8. 前記繋ぎ部は、前記ボールリテーナに埋設した前記ボールの配列線上に設けて前記開口部をつなぎ形成した請求項７に記載の継手用ロックリング。
9. 前記ボールリテーナに外周面側を平面視して前記繋ぎ部の両側にＶ字形又はＵ字形の溝部を形成した請求項７又は８に記載の継手用ロックリング。
10. 請求項９における繋ぎ部に、さらにボールリテーナの厚み側を側面視して前記繋ぎ部の底部側にＶ字形又はＵ字形の溝部を形成した継手用ロックリング。
11. 継手本体の内周面に被接続管の外周面に挿入するパッキンを装着し、前記継手本体に螺合させた袋ナットの内周面に内周テーパ面を形成し、前記内周テーパ面の開口側に位置した前記ロックリングを内蔵する継手に溝付け用又は溝なし用の被接続管を挿入したとき、被接続管の挿入端面で前記ロックリングを拡径させて前記ロックリングの前記繋ぎ部を切断させるようにした請求項７乃至１０の何れか１項に記載のロックリングを用いた継手。
12. 前記繋ぎ部の切断時における切断音で被接続管の挿入状態を確認するようにした請求項１１に記載のロックリングを用いた継手。

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