JPH088382Y2 - 温水配管用の鋳鉄管継手部 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は鋳鉄管継手のうち、特に
管内に温水が通過して管や継手部の温度が上昇する管路
の継手に係る。

【０００２】

【従来の技術】地下に埋設して水道用水などを送水する
管路を形成する管としては、ダクタイル鋳鉄製の遠心力
鋳造管が主体となって使用されているが、この管の特徴
の一つは拡径した受口とこの中へ嵌入する挿口を組み合
わせた簡便な継手構造である。この構造によって現地に
おける管の継合が比較的容易に進行し、管路形成の作業
能率が他の管種、たとえば鋼管における突き合わせ溶接
に比べて優れており、鋳鉄管が広く採用される理由の一
つとなっている。

【０００３】鋳鉄管の継手の型式にはいくつかの種類が
規定され、それによって受口、挿口の形状もまた、多少
の変動が見られる。図２に示すのはＫ形と呼ばれている
型式の継手構造であり、特徴とするところは外向きに拡
径する傾斜内面１１ａを端部に具えた受口１ａと、該受
口１ａ内へ嵌入する挿口２ａと、前記傾斜内面１１ａと
挿口外周面２１ａ間で形成する円錐筒状空間内へ嵌合す
るゴム輪３ａと、該ゴム輪３ａの露出する底面３１ａを
押圧する押輪４ａと、該押輪４ａと受口１ａの受口フラ
ンジ１２ａとを締結するＴ頭ボルト５ａよりなる点であ
る。なお、このゴム輪３ａはその丸部３２ａが断面円形
状で受口の傾斜内面１１ａの一番奥部に設けられた段差
１３ａおよび水平内面１４ａへ圧着して、管内からの漏
水を防止するシール作用を果し、丸部に続いてほぼ台形
状に繋がる角部３４ａは、挿口の外周面２１ａに接する
面と受口の傾斜内面１１ａに接する傾斜外面３３ａより
なり、丸部３２ａが管路内の水圧が外向きに押し出そう
とする押圧力に対抗して支えるバックアップ作用を果し
ているのである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ここに述べたＫ形の鋳
鉄管継手構造は、現在、各都市の水道用管路として正式
に採用され規格化されている。水道用または下水、農業
用水の管路として使用されている場合には、まったく問
題がなく信頼性も十分高い評価を受けている。ところが
近年、ダクタイル鋳鉄管の使用される分野が従来よりも
拡大し、従来の水道関係以外の装置や施設に適用される
ことも最早珍しくなくなり、この傾向はますます助長さ
れると予想されている。そのため、従来はあまり問題と
ならなかった種々の課題が新たに発生し始めたが、その
うち管路内へ常温以上の温水が通過する場合には継手部
分における熱膨張による悪影響が一つの課題として解決
を迫られるようになった。

【０００５】図３はこの課題を説明する縦断正面図であ
り、管路内を常温以上の流体が通過すると、当然良熱伝
導体である受口、挿口ともに昇温し流体とほぼ同温度に
までなる。両金属体に挟まれたゴム輪３ａもこの熱伝達
を受けて温度が上昇して固定の熱膨張率に基いた膨張が
現われる。本来、ゴム輪の形状は図２のようにその角部
の底面３１ａは受口フランジ１２ａの外端面とほぼ同じ
レベルに揃えられ、受口、挿口間の円錐筒状空間を完全
に充填した状態でセットされているから、ゴム輪の熱膨
張分は底面から外へ向かって膨出せざるを得ない。底面
は押輪４ａの押圧面４１ａが圧接しているから、この部
分については変形が不可能であり、結局、図３のように
底面の押圧面４１ａから外れた自由面だけが膨出して膨
出部１０１が生じる。

【０００６】ゴム輪３ａが常温の状態であれば、角部の
底面に押輪４ａの押圧面４１ａが全面に接触しゴム本来
の弾性を保ってシール作用を果しているから何の懸念も
ない。しかし、ゴム材が昇温すると周知のとおり本来の
性質が変化し、特に図３のように膨出部が生じると、押
圧面４１ａとの境界線１０２へ応力が集中するからこの
部分から裂断が始まったり亀裂が走って角部のバックア
ップ機能が大幅に低下するという悪影響が出てくる。

【０００７】鋳鉄管を継合した管路の継手部に発生する
様々な種類のトラブルを解消するために提示された従来
技術は、枚挙に暇のないほど多数の蓄積があり、たとえ
ば特開昭５４−１０６９１３号公報では、迷走電流によ
る電食の防止のために断面がリップ状で本来のゴム輪よ
りも硬質のゴム材で楔輪を押輪と接する端面（ゴム輪の
底面）に介装したものや、実公昭６１−１２４６６号公
報のように挿入側内管の抜け出し防止のために、弾性シ
ール材の底面にほぼ等しいステンレス板、鋼板製のリン
グを介装し、そのリングの周部に間隔を隔てて屈曲可能
な舌片を数箇所突設したものなどが見出されるが、何れ
も本考案が直面する熱的な要素に伴う課題を解決するも
のではない。本考案は以上に述べた課題を解決するため
に、温水などを送水する管路に使用してもその熱膨張に
よる悪影響を受けない鋳鉄管継手の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本考案に係る温水配管用
の鋳鉄管継手部は、外向きに拡径する傾斜内面１１を端
部に具えた受口１と、該受口１内へ嵌入する挿口２と、
前記傾斜内面１１と挿口外周面２１間で形成する円錐筒
状空間内へ嵌合するゴム輪３と、該ゴム輪３の露出する
底面３１を押圧する押輪４と、該押輪４と受口１の受口
フランジ１２とを締結するＴ頭ボルト５よりなる鋳鉄管
の継手部において、ゴム輪３の断面は円形状の丸部３２
に続き前記傾斜内面１１に適合する傾斜外面３３を有す
るほぼ台形の角部３４で繋がり、押輪４の締結によって
弾性変形して受口フランジ１２の端面まで圧入されるゴ
ム輪３の底面３１と、押輪４の押圧面４１の間に、締結
後受口フランジ１２の端面外に露呈する一つ割りの金属
製環状体であって前記底面３１をほぼ被覆するスラスト
リング６を介装したことによって前記の課題を解決し
た。

【０００９】

【作用】ゴム輪の角部の底面の外面のほとんどは強度の
高いスラストリングによって被覆されているから、組み
立てて管路として使用に供し、管内を熱水、蒸気などが
通過した状態を想定すれば、管の受口１とＴ頭ボルト５
を介して締結された押輪４は熱良導体であるから流体と
同温度にまで昇温し、この押輪の底面に密着する金属製
のスラストリング６もまた、熱良導体であるから熱伝導
によって同一温度を維持する。ゴム材が熱膨張したとき
に、その膨張分は底面が全面的に接するスラストリング
を均一に押圧して外向けの外力となるが、スラストリン
グ自身は金属製であるから機械的な強度も大きくかつ、
ゴム輪全体の膨出しようとする開口面全面と密着してい
るから、この全面で外向きに膨出しようとするゴムの膨
張力を受けたとき、変形に対する抵抗力が従来より格段
に高く、しかも密着面全体でこの変形量を受け止めるの
で、僅かな平行移動によって膨張の変形量を吸収し、当
然応力が集中するような特定の箇所も発生しない。すな
わちゴム輪の底面と押輪の押圧面との境界線上にいかな
る亀裂も裂断も発生することなく、長期に亘って完全に
継手機能を満足する状態が続く。さらにスラストリング
は一つ割りの環状体である上、図１でも明示するように
Ｔ頭ボルトの締め付けと共にゴム輪を押圧して受口、挿
口間の空間へ押し込み、締結完了時にはゴム輪の底面３
１が受口フランジ１２の端面まで圧入され、スラストリ
ングは受口フランジ１２の端面外に露呈する位置関係に
留まるから、継手部分に付与された屈曲性はゴムの弾性
を１００％残したまま守られる。このことは万一、阪神
大震災のような管路を揺がす大変動が襲来しても、本来
の優れた耐 震性をそのまま受け継いで管の離脱を阻止す
る作用が働くのである。本考案は管内の流体による昇温
に伴う熱的なトラブルを阻止する機能を果たしつつも、
本来の耐震性を堅持することも作用上の大きな特徴であ
る。

【００１０】

【実施例】図１は本考案の実施例を示す縦断正面図であ
る。図において、ダクタイル鋳鉄製の鋳鉄管の受口１は
接合部に面して受口フランジ１２を周設し、挿口２を嵌
入する内部には傾斜内面１１を形成しその深奥部に段差
１３および水平内面１４を具え、さらに緩傾斜内面１６
と最深部に第二の段差１５を設けて終る。挿口２は直管
部と同径の外周面２１からなり、その先端は受口内へ挿
通して第二の段差１５の近くにまで達する。受口の傾斜
内面１１と挿口の外周面とで形成する円錐筒状の空間へ
ゴム輪３を介装する。ゴム輪３の底面を押輪４の押圧面
４１が押し、この押輪４はＴ頭ボルト５によって受口フ
ランジ１２と螺合してゴム輪３を内側へ押し込む構成を
採る。

【００１１】ゴム輪３は弾性に富み水封機能に優れたゴ
ム材を材料として成形され、受口内の段差１３および水
平内面１４に嵌合する先端の断面円形の丸部３２と、こ
れに続く断面ほぼ台形の角部３４とで構成されている。
丸部がシール作用を、また、角部が丸部の受ける管路か
らの水圧に対抗するバックアップ作用をそれぞれ受持つ
点は従来と変らない。

【００１２】角部３４の底面３１は押輪の締結によって
圧入された後、受口フランジ１２の端面とほぼ同一のレ
ベルとなるように受口、挿口間の空隙へ充填されてい
る。この底面３１をほぼ被覆する形で同形のスラストリ
ング６を押輪４の押圧面４１との間に介装し、締結後も
受口フランジ端面外に露呈している位置に残ることが耐
震性の維持の上では正しい。スラストリング６は一つ割
りの環状であり挿口の外周面２１より僅かに大きな内径
を具え、受口の傾斜内面１１の端部開口部の内径より僅
かに小さい外径よりなる。材質は熱良導体である金属の
中から選ばれるが、管路の条件によって耐食性の高い銅
合金やニッケル合金、またはステンレス鋼 などが望まし
い。

【００１３】

【考案の効果】本考案は以上に述べたとおり、管路内を
温水が常時通過して継手部の温度が上昇しても、従来の
ような熱膨張に基く悪影響が発生せず、冷水と同様にそ
の継合機能が長く持続するので信頼性が高い。さらに弾
性に優れたゴム材の自由な変形を１００％活用して、振
動、震動、揺動に強力な耐性をそのまま維持する形態を
採っているから、仮に阪神大震災のような激烈な地殻の
揺動があっても継合関係を維持する機能を両立させる効
果が大きい。ここで対象となる継手の型式はＫ形と呼ば
れる押輪を使用するものであるが、従来のＫ形と全体と
しては同一形状であるから、継合作業に変るところはな
く能率的な施工が保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の縦断正面図である。

【図２】従来技術の縦断正面図である。

【図３】従来技術の課題を説明する縦断正面図である。

【符号の説明】

１ 受口 ２ 挿口 ３ ゴム輪 ４ 押輪 ５ Ｔ頭ボルト ６ スラストリング １１ 傾斜内面 １２ 受口フランジ １３ 段差 １４ 水平内面 １５ 第二の段差 １６ 緩傾斜内面 ２１ 外周面 ３１ 底面 ３２ 丸部 ３３ 傾斜外面 ３４ 角部 ４１ 押圧面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外向きに拡径する傾斜内面１１を端部に
   具えた受口１と、該受口１内へ嵌入する挿口２と、前記
   傾斜内面１１と挿口外周面２１間で形成する円錐筒状空
   間内へ嵌合するゴム輪３と、該ゴム輪３の露出する底面
   ３１を押圧する押輪４と、該押輪４と受口１の受口フラ
   ンジ１２とを締結するＴ頭ボルト５よりなる鋳鉄管の継
   手部において、ゴム輪３の断面は円形状の丸部３２に続
   き前記傾斜内面１１に適合する傾斜外面３３を有するほ
   ぼ台形の角部３４で繋がり、押輪４の締結によって弾性
   変形して受口フランジ１２の端面まで圧入されるゴム輪
   ３の底面３１と、押輪４の押圧面４１の間に、締結後受
   口フランジ１２の端面外に露呈する一つ割りの金属製環
   状体であって、前記底面３１をほぼ被覆するスラストリ
   ング６を介装したことを特徴とする温水配管用の鋳鉄管
   継手部。