JPH0247636B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は互いに半径方向に距離をおいて嵌合す
る２本の管の末端を引張に強くかつ気（水）密に
密封結合するためのシールリングに関する。

従来の技術 このような種類のシールリングは特に大径管の
敷設の際に、例えばガス、水道及び下水道管の敷
設の際に用いられる。これらの管は通常、個々の
管の一端が一定の長さだけ円筒形に拡大してある
管から組立てられる。これに続く管はこの拡大部
分に挿入することができ、空間のままになつてい
る両者の間隙に、弾力的に屈撓する材料からなる
リングを付加的に挿入して、第１の管に対して密
封を行う。しかし、その際良好かつ確実な密封成
果は、リングが密封すべき間隙に比べてかなりの
締めしろを備えているときのみ達成される。その
ために挿入は困難となり、リングの損傷が生じ、
それが場合によつては気づかれないでいることが
ある。

発明の目的 本発明は、上述の種類のシールリングを上記の
難点がもはや現われないように改良するという課
題を根拠としている。リングは特に取付が簡易化
され、互いに接続すべき両管の間隙に、完全に気
（水）密で引張に安定な密封結合を保証するよう
にしようとするものである。

発明の構成及び作用 この課題は本発明により、冒頭にあげた種類の
シールリングにおいて、円筒形に形成してある管
の支持面に対して接触している軟弾力性・非圧縮
性の材料からなる基体によつて、並びにその中に
埋込んである剛性材料製の円錐リングであつて、
該リングは半径方向に内側及び外側が円錐面で限
られていて、かつ円錐面は同じ方向に傾斜してお
りそれぞれ対向する管の表面からの距離が管の端
面からの距離の増大にともなつて減小するものに
よつて解決される。

提案されたシールリングの基体は望ましくはゴ
ム製であり、例えばシヨアＡ硬度５５のものとす
ることができる。例えば材料としては、ニトリ
ル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・タ
ーポリマゴム、フツ化ビニリデン・６フツ化プロ
ピレンゴム、アクリルニトリル・クロロブレンゴ
ム、エピクロルヒドリンゴムなどよりなることが
できる。それによつて基体は大きい方の管の内径
即ち開口部内へも、また小さい方の管の外径上へ
も同様に容易に挿入方向へ押進めることができ
る。挿入により生じる変形のため、何ら大きな力
を必要としない。力はもつぱらそれぞれの管と円
錐リングとの間の円錐形に拡がる隙間の方向に作
用する。

両管のうち大きい方のものがいわゆるソケツト
スピゴツト管の半径方向に拡大されたソケツトで
ある場合は、ソケツト内にすでにリングが挿入し
てあるソケツト管を現場へ供給するのが有利と判
明し。この種の管の半径方向に拡大してある部分
は管の端部に形成され、管本体とは半径方向に円
錐形に拡がつている面によつて軸方向において連
続しており、このことが接続する管を挿入する際
にソケツト内に挿入してあるリングが更に管内に
ずれこむのを防止し、こうして同一品質の密封及
び固定を保証する。

両管のうち外側の方のものへ向けられたシール
リングの円錘リングの円錐面と管の軸線とのなす
角度は、通常両管の内側の方に向けられた円錐面
と軸線とのなす角度より小さい。半径方向外方へ
作用する面圧はそれゆえ、円筒面の範囲において
半径方向内方へ作用するものと同じである。従つ
て達成される密封及び固定は両側において同じで
ある。

それに比べると円錐リングの円錐面が平行に拡
がつているときの本発明のシールリングは、コス
ト上有利に製作できる。対応する円錐リングは例
えば、環状に限定された鋼板から深絞り作業で製
作できる。

円錐面は軸線と好ましくは10゜乃至40゜の角度を
なす。これにより小さい角度では、確かに管の軸
方向に接続する面の間における基体の半径方向の
圧縮は高くなるが、それにも拘らず相応の押圧を
達成するためには両管の比較的大きな軸方向移動
を条件とする。このことはまれにしか保証できな
い。これに対してこの角度が大きくなると、確か
に所望の押圧をみたらすために比較的小さい移動
で足りるが、この場合得られる押圧力は比較的小
さく、所要の支持面と密封さるべき管の表面との
密な接触はしばしば、例えばこの範囲に表面の粗
さが存在するとき、保証できなくなる。コンクリ
ート管、陶管及び注形材料製の管にはきまつて相
応の表面起状がある。

有利な実施形式によると、シールリングの内側
支持面は内管の端面の方向に延長してあり、軸方
向に円錐リングの位置を超えて突出している部分
は管の挿入前には内径が内管の外径より小さいよ
うに準備してある。この種の実施形式にあつて
は、内側支持面が予応力なしに管の表面に接触で
き、このことは管を軸方向に円錐リングを超えて
突出している該部分まで挿入するのを著しく容易
にする。またこの部分もその中に管を更に挿入す
ることによつて、この部分が半径方向に支持され
ておらず半径方向に容易に拡大可能である限り、
容易に通過され得る。

突出している部分の管の挿入による拡大は、特
にその部分の半径方向の厚さが極めて薄く、例え
ばリング膜によつて形成されるにすぎないような
とき、極めて容易に実現可能であることが明らか
である。このようなリング膜は管による弾性拡大
後に、とくに密接に管の表面に押しつけられ、こ
うして管のすぐれた密封性を保証する。

両管の間の結合個所に引張負荷がかかると、そ
の引張負荷はリング膜を介して基体の半径方向に
おいて円錐リング内部にある部分へ伝達され、こ
のことは基体を両管の内側の方のものと円錐リン
グとの間の、力の方向に漸次狭くなつている間隙
中へ押しこむようにする。しかしながら基体は非
圧縮性の材料からなる。両管の内側の方のものが
円錐リングに対して軸方向、力の作用方向に移動
することはそれゆえ極めて僅かな程度に可能であ
るにすぎない。その結果として両管の内側の方の
ものとリングとの間に達成される軸方向の固定と
密封とはすぐれたものである。

シールリングは相当の力を加えた場合も両管の
外方のものに対して移動することができない。こ
の場合円錐リングと両管の外側の方のものとに反
対方向にかかる力が、シールリング半径方向に円
錐リング外部にある部分の、外側の管と円錐リン
グとの間に円錐状に狭くなつている間隙内におけ
る半径方向の圧縮を惹起こす。それによつて外側
の管とリングとの間にもすぐれた固定及び良好な
密封結果が得られる。

同様の効果は両管の間の結合個所に引張負荷は
かからないが、両管の間のリングの端面に、密封
された媒体の圧力例えば液体又は気体の圧力によ
つて負荷がかかるときも生じる。この場合には端
面が静水力学的に二つの反対方向の作用を生ずる
域に分割される。これら二つの域の一方のみにか
かる圧力負荷は非気（水）密性へと導く。この域
は端面上へ投影された円錐リングの半径方向外部
にある面である。第２の域は前記負荷のかかる域
の半径方向内部にある残りの面である。この域の
圧力負荷はリングの円筒状面を管の壁面へ押しつ
け、従つてまた良好な密封結果を達成するように
なる。後者の域は面積が前者の域よりつねに大き
く設計してあるので前者の域の有害な作用は常に
超越され、結合部に引張負荷がない場合良好な密
封結果がつねに達成される。それぞれの円錐面と
それに向けられた管壁面との間の最小相互距離は
従つてできるだけ小さく選ぶべきである。

両管の小さい方のものによるリング膜の損傷は
リング膜の壁厚が均等に基体のより大きい壁厚へ
移行するとき容易に回避できる。付加的に挿入す
べき管の前端を円錐状に斜面とし、又は場合によ
つては僅かに丸みを施こすことができる。

有利な実施形式によると、基体の外側支持面は
両管の外側のものの端面の方向に延長してあり、
軸方向に円錐リングを超えて突出している部分は
管内に挿入する前には外径が管内径より大きいよ
うに準備してある。支持面の残余の部分はこの場
合にはもはや管内径より大きく作る必要がなく、
このことは管の挿入を著しく容易にする。突出し
ている部分は場合によつては円環体状に作つてお
くことができる。

実施例 添付図面には提案のリングの若干の実施例が図
示してあり、これらについて以下詳細に説明す
る。

第１図に図示してある実施例のリングは２本の
管の直線状に突合せられる末端における、引張に
強い液密の結合に役立つ。図中、両管の上の方の
ものは末端の部分が半径方向に拡大してあり、よ
つて両管の下の方のものをこの部分において半径
方向に距離をおいて囲んでいる。

このように形成してある間隙内へ本発明により
提案されたシールリングが挿入してある。リング
は軟弾力性ゴム製の基体からなり、これは半径方
向に内側及び外側で支持面３によつて限定されて
いる。後者は僅かな弾性予応力をもつて管４，５
の互いに向い合つている面と接触している。

基体１内には金属からなる円錐リング２を固く
埋込んで加硫してある。円錘リングは内側及び外
側において互いに平行に拡がつている面によつて
限定されており、それぞれ対向する管の表面から
の距離が管の端面からの距離の大きくなるのに伴
つて漸次小さくなる。その際管表面からの最小距
離は双方の場合において同じである。

基体はその内面には軸方向に突出しているリン
グ膜８が、外面には軸方向に突出している円環状
リング９が設けてある。リング膜８も円環状リン
グ９も弾性予応力の下にそれぞれ隣接する管の対
応する表面に接触している。

機能的には前記の結合において下記のことが実
施できる： この結合部に軸方向に互いに反対向の引張力が
かかるとこれが一方では外管４と円錐リング２と
の間で、他方では円錐リング２と内管５との間で
基体１の半径方向の押圧へ導く。円錐リングも両
管も剛性材料からなり、従つて半径方向の屈撓は
不可能である。

基体は軟弾力性の、それにも拘わらず非圧縮性
の材料からなる。従つて全く密な接触を超えてさ
らに変形することはできず、このことは結局両管
４，５が互いに軸方向に更に遠ざかることがもは
や不可能であるようにする。その限りにおいて引
張力の導入は結合解除へ導くことができない。

その他両管４，５の互いに向い合つている表面
への基体１の高度の半径方向押圧がすぐれた密封
結果の達成へ導く。従つて液体及び気体は両管間
の密封間隙をもはや通過できない。

密封間隙の良好な密封結果は上記に個々に記述
した結合に軸方向に予応力がかかつたいないとき
もやはり保証されている。リング状空間１０内の
圧力はこの場合密封された媒体の圧力と一致し、
媒体によつてシールリングの端面へ伝達される。
この端面上へ投影された円錐リングの半径方向の
拡がり全体は半径方向にそれ以外に残つている残
余の面よりやはりすでに大きく、それゆえ圧力は
シールリングの軸方向の移動へと導くことができ
ず、単に互いに向い合つている表面の間の基体の
半径方向の押圧へ導くにすぎない。この効果は基
体に上述の面の内側でかかる圧力によつて付加的
に強化される。

シールリングの形状は密封間隙に適合させてあ
り、その限りでは結合すべき管の輪郭に従う。従
つて円形の形状のほかに長円形及び多角形の形状
も可能である。

第２乃至第５図及び第８図は提案のシールリン
グの改変された実施形式に関する。基体はすべて
の場合において本質的には同じに形成してある。
これはやはり円錐リングを含んでいるが、その形
状はさまざまである。

第２図の実施形式では内側及び外側の円錐面と
管４，５の長さ方向の拡がりとの間の角度は管の
端面からの方向において連続的に小さくなつてい
る。円錐リングの断面の輪郭はそのことによつて
ほぼレンズ状に限定されている。対応の実施形式
は互いに接続さるべき２本の管の間に大きな引張
負荷のほかにより小さな角度のずれが生じる可能
性のある用途にとくに適している。

第３図に示してある実施形式は前記のものと類
似している。接続さるべきリングの内側のもの５
に向けられた円錐リング２の円錐面にはこの場合
凹形ではあるがやはり丸みがあり、よつてリング
膜８を介して導入される圧がさらによく円錐リン
グと内側管５との間での基体の所望の半径方向の
押圧のために利用できる。それゆえ対応の実施形
式は、挿入すべき管５の外径に大きな変動があり
得るときにとくによく適している。

第４図の実施形式は内容的には第２及び３図の
実施形式から導かれたものである。この場合円錐
リング２は外側が凹形に、内側がこれに反して凸
形に限定されている。被せるべき管４の内径はそ
れによつて公称値からより強い程度に偏つていて
もよく一方同時に互いに接続される管の間の角度
的のずれをよりよく補償する可能性が生じる。円
錐リング２はこの場合も第３図の実施形式の場合
と同様に深絞りした鋼板からなる。よつて両側の
円錐面は平行になつており、傾斜の異なる域が均
等に互いに連なつている。

第５図の円錐リングの輪郭は半径方向外向及び
半径方向内向に同程度に凹形に丸みが設けてあ
る。両円錐面が互いに結合さるべき管の長さ方向
の拡がりとなす角度は従つて端面６，７から遠ざ
かるにつれて漸進的に増大する。よつて管４の内
径は管５の半径と同様に大幅に変動していてもよ
く、このことは対応の管の製造費を引下げる。

第８図は円錐リングの輪郭が内、外側で直線状
に限定されている実施形式に関する。内側円錐面
は外側円錐面よりも、結合すべき管の拡がりとな
す角度が大きく、双方の傾斜は個々に達成される
面圧が直径の相違に拘わらず同じであるように選
んである。

提案のシールリングの機能にとつては、円錐リ
ングが剛性の材料からなることに本質的な意義が
ある。それゆえ望ましい材料は鋼であるが他の材
料例えば鉱物質繊維強化プラスチツク又は硬質ポ
リ塩化ビニルも考慮に入れることができる。

円錐リングは一般に基体と堅固に結合してあ
り、これは例えば接着で行なうことができる。こ
の場合頑丈さは全くすぐれている。このことは提
案のシールリングの現場での使用に有利である。

円錐リングが固定せずに基体中に埋めこんであ
る構造も可能である。これらは円錐リングの軸方
向の拡がりの範囲における半径方向に向けられた
力のとくに有利な活性化の利点があり、このこと
は互いに結合すべき管の所望の固定及び密封に関
して重要である。その場合円錐リングが不適切な
取扱いによつて失なわれるのを防ぐためにはやは
り、円錐リングが軸方向両側において基体により
囲まれているのが好都合である。腐食の恐れのあ
る材料を用いる場合付加的な防食はこの際付加的
な利点となる。

両円錐面は個々の実施形式には無関係に、それ
ぞれ関連の管壁面から最小距離の範囲において極
めて密封に接近させておくことができる。流体圧
のみがかかる際に意図せずに外れるのに対する安
全性はこれによつて改良できる。その値は0.3乃
至10mmとすることができ、決定的に、間隙の半径
方向の拡がり並びに基体製作に用いられた材料の
特殊な屈撓性によつて左右される。

第６及び７図は使用する管が互いに重なり合わ
ない場合における提案のシールリングの特殊な応
用に関する。第６図の実施形式では２本の隣接の
管のソケツトが中心線を共通にして垂直に上下に
突合せられる。これらは本提案に従つて両ソケツ
ト内に係合する補助管１１により結合され、補助
管は両ソケツトの各々に対して本提案の種類のシ
ールリングによつて密封、固定してある。両者は
互いに鏡像の関係に配置してある。

第７図は結合すべき双方の管が何れもソケツト
を備えていない応用例に関する。その限りにおい
て両管は任意の切片からなるものとすることがで
きる。

両管相互の結合はこの場合両管の端に共通にか
かる、両管の各々に対して本提案の種類のシール
リングにより密封、固定してあるブツシユ１２に
よつて行なわれる。

発明の効果 本発明の効果については以上の説明中適所にて
述べられているが、要約すれば円錘リングの存在
によつて引張に強く、しかもリング膜等を有する
弾性体を用いることにより確実な密封が可能とな
るものであつて、これまでにない優れたシールリ
ングである。

【図面の簡単な説明】

第１図は径違いの２本の管に適用した本発明に
よるシールリングの縦断面図を、第２乃至５図は
スピゴツト・ソケツト管に適用した本発明のシー
ルリングの四つの実施例の縦断面図を、第６図は
内部に補助管を用いて突合せの両管に適用した本
発明のシールリングの縦断面図を、第７図は外部
にブツシユを用いて突合せの両管に適用した本発
明のシールリングの縦断面図を、第８図はスピゴ
ツト・ソケツト管に適用した本発明のシールリン
グのまた別の実施例の縦断面図を示す。 １…基体、２…円錐リング、３…支持面、４…
外側管、５…内側管、６，７…管の端面、８…リ
ング膜、９…円環状リング、１０…リング状空
間、１１…補助管、１２…ブツシユ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに半径方向に距離をおいて嵌合する２本
   の管の末端の引張に強い密封結合のためのシール
   リングにおいて、両管４，５の円筒形に形成して
   ある支持面３に接触する軟弾力性・非圧縮性材料
   製の基体１及びその中に埋込んである剛性材料製
   の円錐リング２からなり、該円錐リングは半径方
   向に内側及び外側が円錐面によつて限られてお
   り、それらの円錐面は同じ方向に傾斜しておりそ
   れぞれ対向している管４，５の表面からの距離が
   管の端面６，７からの距離が大きくなるに従つて
   漸次小さくなることを特徴とするシールリング。 ２ 外側円錐面が両管４，５の軸線となす角が内
   側円錐面と該軸線とのなす角より小さいことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のシールリン
   グ。 ３ 円錐リング２の両円錐面は平行に延びている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシ
   ールリング。 ４ 外側及び／又は内側円錐面と両管４，５の軸
   線とのなす角は両管の端面６，７の方向へ拡大し
   て行くことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第３項のいずれか１項に記載のリング。 ５ 外側及び／又は内側円錐面と両管４，５の軸
   線とのなす角は両管の端面６，７の方向へ小さく
   なつていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第３項のいずれか１項に記載のリング。 ６ 両管４，５の軸線延長方向にそれて行く角度
   で従属して行く各々の円錐面領域が相互に一様に
   移行することを特徴とする特許請求の範囲第４項
   又は第５項記載のリング。 ７ 円錐面と軸線とは10゜乃至40゜の角度をなすこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項乃至第６項
   のいずれか１項に記載のシールリング。 ８ 内側支持面３は内管５の端面７の方向に延長
   してあり、軸方向に円錐リングを超えて突出して
   いる部分８は管５の挿入前の内径が管の外径３よ
   り小さいことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第７項のいずれか１項に記載のシールリン
   グ。 ９ 突出している部分はリング状膜によつて形成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第８
   項記載のシールリング。 １０ リング状膜と基体１とは均等に変化する肉
   厚で互いに連続していることを特徴とする特許請
   求の範囲第９項記載のシールリング。 １１ 外側の支持面３は外側の管４の端面６の方
   向へ延長してあり、軸方向に円錐リング２を超え
   て突出している部分は管４内へ挿入する前には外
   径が管４の内径より大きいことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれか１項に
   記載のシールリング。 １２ 突出している部分は円環体によつて形成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１１
   項記載のシールリング。