JPS585585A - 管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、管ま几に継手本体の受口部に、ねじが刻設さ
れてｈない接合管の端部を挿入し、輪状ゴムパツキンを
介在せしめて前記受口部にユニオンナットを螺合緊締す
る管継手の改良に係）、特にゴムパツキンの装着、接合
管の挿入など接合作業が容易で、かつ、管接合後の管の
保持力と止水効果の極めて良好な管継手を提供するもの
である。

前記管端無ねじの管継手は、その簡便安価な点の外に、
継手部に伸縮可撓性を有すること、そのため配管の振動
、伸び、歪みなどを工〈吸収する保護機　能を有してい
るところから、呼び径が１３〜５０ｍの比較的小径で、
かつ、常用圧力がせいぜい５　Ｋｆ　／ｃｍ”程度まで
の低圧用配管の接合工法に好んで用いられてきた。

ところが、前記従来の管継手に、接合施工時にユニオン
ナットを緊締限界一杯に締め付けても、なお、ゴムパツ
キンの接合管に対する保持力が弱く、ために、継手部の
耐引抜力に欠けるところがあり、管内流体の漏洩を確実
に防止することに極めて困難な状況にあつ友。その理由
を検討してみると、ユニオンナットを緊締する際に、輪
状ゴムパツキンの内周面が一定の圧力をもって接合管の
外周［ｆｌＫ作用し友以後に、たとえ増し締めを施して
も、接合管に対する押圧力を増加するようＫＴｒ１作用
せず、その後の増し締めは、徒らにゴムパツキンをその
直径の外方に膨張せしめることにのみ作用し、ゴムパツ
キンの背面及び外周面とユニオンナットの押し面及び内
周面との間の摩擦抵抗が急激に増大し、工ってユニオン
ナットの緊締が不能な拘束状態を米たし、結局、ゴムパ
ツキンの接合管に対する保持力が不充分な′！！まに止
められるからであった。従って、従来の前記不具合を解
決するには、ゴムパツキンとユニオンナットとの間の摩
擦抵抗が、極力小さいものとなるような措置を附ずれに
、緊締が拘束状態になるまでの増し締め代を広域に確保
できる工うになり、満足すべき耐引抜力が得られる道理
であって、こｈまでにも各種の試みがなされてきた。

例、ｔば、■ゴムパツキンの背面とユニオンナットの押
し面との間に金属製ワッシャを介在せしめると共に、該
押し面とワッシャとの間に潤滑剤を投与するものや、■
受口部のテーバ端面を奥深くすると共に、ゴムパツキン
の断面形状を楔形とし、ゴムパツキンの大部分を受口部
テーパ端面内に埋没せしめる如くし、ゴムパツキンの背
後に更に厚肉のワッシャを介在させ、緊締時におけるゴ
ムノ（ツキンの外方への膨出全防止せしめたものや、■
ワッシャ會硬質厚肉の合成Ｍ！脂材で製作し、該ワッシ
ャのゴムパツキン背面に対する当り面を内向きのテーパ
而としたものがある。ここに例示のものけ、いずれも接
合管に対する保持力を発揮せしめるために、ゴムパツキ
ンの内径を接合管の外径工すも小さくして接合管に無理
嵌めするようにすることｔ−前提条件とするものである
から、管の接合作業時に、ゴムパツキンを接合管へ嵌め
込むのが困難となる。その友め、接合管へゴムパツキン
を嵌め込むとき１ハユニオンナツト内にセットされてい
るゴムパツキンを一旦取出して嵌め込むなど余分の工数
を必歎とした。ちなみに、ゴムパツキンの内径を接合管
の外径エリも小さくする理由Ｈ１％ｔＬ、ゴムパツキン
の内径を大きくすると、接合作業の緊締時に、ゴムパツ
キンの内周面が接合管の外面に当接する［１１１に、そ
の外周面が受口部やワッシャの押し１ｉＯｔりるいはユ
ニオンナットの内周面に当接し、ゴムパツキンの外周面
に作用する接触摩擦抵抗が増大してユニオンナットの緊
締が拘束状態に近づいた後に、ゴムパツキンの内周面が
接合管の外面に当接するＬうになり、その後のユニオン
ナットの緊締にそのまま接合管の保持力となって作用し
難くなるためである。また、一般的にいって、ワッシャ
を介在せしめｆｃものに、ワッシャが接合管や受口部に
対して偏心して嵌め込まわることが多く％この場合ＫＨ
ユニオンナットを緊締するときに、ワッシャの外周縁が
受口部端面と衝突干渉を起し、増給めしても実際にはゴ
ムパツキンが締らない現象がしばしば発生する。それに
、構成部材としてのワッシャが余分に必要であり、この
ワッシャが接合管の外径工すも小さい内径をｔつ几ゴム
パツキンとセットになっているものけ、管の接合時には
、必ずセットを分解して嵌め込む必要があるから、作業
に時間がかかる外、ワッシャをけじめとする分解部材が
しばしば紛失し、作業性を悪化せしめる原因となってい
た。その外、前記■の場合Ｋに、潤滑剤が接合管の外向
に付着するのを防止することね殆んど不可能に近く、そ
のため却って耐引抜力を失うおそれがあり、また潤滑剤
が鉱油系のｔσ）である場合に汀、ゴムパツキンが天然
ゴムやｓＢＲｇのものであると、油を吸収し膨潤して強
度が劣化する。これに、ゴムパツキンが耐油性の優れた
ニトリルゴム製のものであっても、硬度が比較的低いも
のであると。

経時的ＫＩＤＩＤ色劣化傾向がある。粉末の潤滑材（例
えばテフロン粉末、ＮｏＢ＠粉末、ウンモ粉末、黒鉛粉
末など）を塗布して被膜を形成せしめることも考えらｈ
、るが、ゴムパツキンと粉末潤滑剤との間の潤滑性は、
流動性潤滑剤にくらべて非常に悪いので、期待する程の
効果に得られない。

本発明は、前記の問題を解決することを目的とするもの
であって、ゴムパツキンとユニオンナットとの間に１薄
くて軟かくかつ自己潤滑性に富んだ合成樹脂材よりなる
蛇の目状フィルムを介在せしめることにより、ユニオン
ナットを強く増し締めしても、摩擦抵抗が増大するのを
抑制し、増し締め代’を広域に確保すると共に、ゴムパ
ツキンの接合管への当り面を拡大させ、ユニオンナット
の緊締が、ゴムパツキンの接合管に対する押圧力（保持
カンとしてニジ有効に作用せしめる如くし、もって充分
な耐引抜力とシール効果を発揮せしめ工うとするもので
ある。

以下に、不発り」に係る管継＋を、その一実施例を示す
図面に基いて説明する。

第１回灯、本発明に係る管継手に供される主要な構成部
材を分解して、それぞれ斜視して示したものである。同
図中１ｆ１輪状のパツキン、６に蛇の目状のフィルム％
　９は緊締用ユニオンナットである。これらパツキン１
１フイルム６及びユニオンナット９は、第３図に示す如
く一体にセットして、第４図に示す如く接合管１５に嵌
挿し、第５図に示す如くユニオンナット９を継手本体１
６に螺合緊締して管の接合がなされるものである。パツ
キン１ｒｉ、断面形状が接合管１６との当接辺を他の辺
よりも大きくした台形とするのが普通であり、ユニオン
ナット９に工って押圧されるべき背［１０２、外周面３
、継手本体１６の受口部１７テーバ端面１９に当接され
るべき当り面４％接合管１５の外表面に当接されるべき
内周面５に工っで形成されている。不発伊１の実施に用
いられるパツキン１は、その内径を接合管１５の外径工
すも大きくしておくことができる。その理由は、ユニオ
ンナラ）９１に緊締することによって内径が格段に縮小
され、接合管１５に対する保持力と止水効果を充分に発
揮できるからであり、かつ接合作業において接合管１５
への嵌挿が容易に行なえるからである。第１図において
パツキンＬＨ１その断面形状が最も一般的に行なわれて
いる台形のものを示したが、断面形状に図示のｔのに限
定されるものではなく、円形であっても工く、楕円形で
あっても工く、またに楔形のものであってもよく、はた
またそれらの形状の部分を適宜に組合わせ友ものであっ
てもよく、その他任意の形状のものを用いても一向に差
支えはない、ただし、ユニオンナット９の押し面１４’
にテーバに形成したときけ、パツキンｌの背面２の角度
αｉもそのテーパ角へに一致せしめたものを使用するの
が、緊締に好ましいものとなる。

フィルム６は、不発Ｆｊ−１の′＃を継手にとって最も
重要な構成部材で、パツキン１をユニオンナット９内に
収嵌する場合に、パツキンｌの背面２及び外周向３とユ
ニオンナット９の押し面１４及び内周面ｌＯとの間に介
在せしめ、継手本体１６にユニオンナット９を緊締する
ときの摩擦抵抗を軽減する機能をもっている。このよう
な機能を果さしめるため、その材質は軟かくかつ破れ難
く、加えて自己潤滑性を有する合ＩｆｔｉｆＭ脂材工り
なり、その形状は蛇の目状の薄片となっており、中央部
に接合管１５の外径とほぼ同等の大きさの内径をもっ九
通孔７を有し、通孔７の内周縁から外周縁までの周幅な
パツキン１の背面２の幅と外周向３の幅とを加え几広さ
とするのがよく、厚さｉ；（０，ｏｔ〜０．２ｗ１１程
度とする。フィルム６にパツキンｌと共にユニオンナッ
ト９内に収嵌され、ユニオンナット９を継手本体１６の
受口部１７に螺合緊締する陶合、ユニオンナット９と継
手本体１６との相互に工って移動し、パツキン１の抑圧
変形に応じて変形することとなる。この工うな意味にお
いて、厚さが０．２＋＋＋ｕを越えると柔軟性に欠ける
ふうになり、０．０１叫未満であると破損しやすくなる
おそれがある。

また、フィルム６は２枚あるいは３枚を重ねて使用して
もよく、その場合においても合計の厚さが００Ｏ１〜０
．２ｍｍの範囲内におさまるようにすれば工員。フィル
ム６の材質汀具体的Ｋに、実験の結果によると、柔軟性
、強度性、潤滑性の綜合的評価において、テフロン（米
国デュポン？［ｉ品名）が最％ｔＦＪましいものであっ
た。なお、フィルム６に、ユニオンナット９内に収嵌す
るための便宜のため、外周縁に、破損の起点とならない
程度の放射状の切れ目８′Ｊｋ配設しておくと工い。ま
友フィルム６とパツキンｌの背面２との間に粘着剤ま几
に接着剤を箪布した層を設けておくのもよい。

ユニオンナット９に所定の長さをもつ几短円筒状をなし
、一端寄りの内周面にに、継手本体１６の受口部１７の
外周向に刻設された雄ねじ１８に螺合すべき雌ねじ１１
が刻設され、他端はその周縁が軸心線に対して求心的に
絞られた肩部１２′ｆｔ形欣し、肩部１２の中央に接合
１゛１５を挿入すべく、接合管１５の外径りりもやや太
き目の挿口１３が開口されている。肩部１２の内面はパ
ツキン１の背面２を押圧すべく押し面１４が形成されて
いる。

この押し而１４は傾斜角へか９Ｃ以下のテーパ面となっ
ているのが好ましく、そのテーバ［１ｉ］Ｖｉ滑らかに
仕上げられていること４１する。滑らかでないときＫｉ
、緊給時にフィルム６を引きちぎるおそれがある。また
テーパ面に緩やかな曲面であってもよい。ユニオンナッ
ト９の外周面ニ、緊締の際の螺合操作に便宜のため、多
角形に形層しても工（、また軸方向の凹凸溝を刻設して
おくのも工い。１友緊締の際のねじ効率を同上させ、フ
ィルム６を保赦し、さらに摩擦抵抗を小さくするために
雌ねじ１１を刻設した内面に乾燥した粉末状潤滑剤（テ
フロン樹脂微粒子）を筒布するのが好まし−０ Ｒｎ　ｋ　Ｉ）ＦＡＩ　材パツキン１１フィルム６、ユ
ニオンナット９會用いて管の接合を行なう場合汀、あら
かじめ、第３図の如くフィルム６とパツキン１をユニオ
ンナット９内に収嵌セットしておくものとする。このよ
うにセットするには、第２図に示すようにすればよい。

ν１」ち、ユニオンナット９の長さの数倍の長さを持ち
、外径がｅｌはフィルム６の通孔７の内径ｔ／ｃ等しく
、適宜の位ＩＩ￥にパツキンｌの内径工すも大きく〃・
つその外径よりも小さい鍔２１を付設し７′ｊ案内棒２
０を準備し、該案内棒２０の一端工す、パツキン１１ｒ
その肖り面４の方から挿入し、次いでフィルム６’ｔａ
し、このようにした案内棒２０をユニオンナット９の螺
合端側から挿入し、矢印方向へ引張ればフィルム６はパ
ツキン１を包む工うにしてユニオンナット９の内部に沈
んでゆき、そしてフィルム６とパツキンｌがユニオンナ
ット９の押し１ｆｉｌＬ４に当接するまで引張つ７を後
、案内＄２０を逆方向に引き抜けば工い。

そうするとフィルム６とパツキンｌハユニオンナット９
の内部に収嵌されたまま残留し、故意に取り出さない限
りユニオンナット９から脱落することにない。

このようにセットされたパツキンｌとフィルム６とユニ
オンナラ）ｌその挿口１３の方から接合管１５０管端部
に挿し通す。この場合、パツキンｌはその内径が接合管
１５の外径工、りも大であり、かつユニオンナット９の
内部に安定して収嵌されているから、接合部材はセット
された１まで容易に接合管１５に挿嵌準備することがで
きる。このように準備された接合管１５の管端部を、第
４図に示す如く継手本体１６の受口部１７に挿入する。

継手本体１６の受口部１７の外周面には雄ねじ１８が刻
設されているので、これにユニオンナラ）９の雌ねじ１
１を螺合する。なお、受口部１７の端面１９に傾斜角ａ
ｓをもって外方に拡開するテーパ面會有し、パツキンｌ
が押されてき几ときに、その力が接合管１５の保持力と
して作用するようになされている。傾斜角ａｓ灯６Ｃｆ
″程度とするのが好ましい。ユニオンナット９を更に増
し締めしてゆくト、七の押圧力によってパツキン１は内
外方向に膨張変形して第５図に示す如くとなシ、継手本
体１６の受ロ部１７端而１９とユニオンナット９の内周
面ｌＯ及び押し面１４とによって形成される空間内に充
満された形となり、そしてフィルム６ｂユニオンナツト
９の押し面１４及び内周面１０に密着し、パツキンｌの
背面２と外周面３が直接ユニオンナット１の内周面１０
や押し面１４に触れることを避けしめる。従って、ユニ
オンナット９を増し締めするときの摩擦抵抗は、ユニオ
ンナット９の押し面１４及び内周面ｌＯとフィルム６と
の摩擦係数に１って定まり、この摩擦係数に極めて小さ
いものであるから、摩擦抵抗も従来のも＋７）　１７）
如（ＫＶｉ急激な増大を来たすことはない。しかもワッ
シャは全くこれを用いないから、それが受ロ部１７端１
ｆｌ１９に衝突干渉して増し締めが阻止されることもな
い。このような理由から、ユニオンナット９の増し締め
螺合が拘束状態になるまでには、かなシの増し締め代を
確保することができると共に、緊締ｔ’ｉｌｌは余すと
ころなく、パツキン１の接合管１５に対する押圧力とし
て作用し、かつ接合管１５とパツキン１との接触面を大
幅にとることが可能となり、それらが相乗効果となり、
て接合！１５の保持力を増大し、従って大きな耐引抜力
を得さしめることができるのである。

上記の例に継手本体１６に対して接合管１５を接続する
場合について説明したが、継手本体１６に代えて、接合
管１５の外径よりも大きな外径をもった管であって、肢
管の管端部に雄ねじが刻設された被接合管に接合管１５
を接続する場合にも適用さｈることは勿論であり、その
ような場合も、本発明の要旨〃為ら逸脱するものではな
い。

不発明に係る管継手打以上の如くであって、ユニオンナ
ット９とパツキンｌとの間に柔軟でかつ破損し難く、自
己潤滑性に富んだフィルム６を介在せしめるものである
から、次に挙げる工９な幾多の効果な奏するものである
。

■　ユニオンナットの増し締め螺合が円滑、軽快であり
、小トルクでもって緊締することが可能であり、特に漏
水を止めるだけの場合に、手締め操作だけでも充分な止
水効果を発揮するＯ ■　ユニオンナットの増し締め時の摩擦抵抗が小さいか
ら、緊締が拘束状態になるまでの増し締め代を広域化す
ることが可能となり、接合管と受口部との間に敷部の径
差がある場合でも、極めて高い管保持力が得られる。

■　前記■ノ場合と同様にして、輪パツキンの内径が接
合管の外径よりも大なるものを用いても、極めて高い管
保持力が得られる。

■　増し締め代が広域化されるに伴って、パツキンの軸
線方向の厚さを従来のもの以上に大きくすることが可能
となり、そのため接合管表面とパツキンの内周面との接
触面積が拡大され、管の保持力を一層増大せしめること
ができる。

■　ユニオンナットの押し曲とパツキンの背向との間に
座金を介在させる必要がないから、ユニオンナットの押
し面をテーバ状に形成することが可能となり、その工う
にすることにより、もし接合管に引抜力が作用したとき
にに、その力はパツキンの接合管の表面に対する密着力
に変換され、自主υ的に引抜力に抗する作用となって働
く。

■　接合部材たるパツキンとフィルムに、管接合に先だ
って予めこれをユニオンナットの内部に収嵌せしめてお
けば、その後はそれらが脱落して散逸するようなことは
ないから、部材全紛失するおそれがない。

■　パツキンとフィルムは、ユニオンナット内の収嵌状
態が極めて安定しているから、収嵌されたパツキンの内
径が接合管の外径よりも大とすることと相まって、接合
部材を分解することなく収嵌セットしたま筐の状態で接
合管に嵌挿し、自由に移動させることができ、管接合作
業の工数を低減することができる。

■　フィルムに極めて薄いもので充分であるから、その
材料がテフロンの如く高価なものであっても、その製作
費に比較的安価なものとなり、経済的な管継手が得られ
る。

■　本発明に係る管継手に、鋼管をけじめとするその他
の金属管や、それら金属管に合Ｈ，ｉｔＭ脂ライニング
を施した管、ま几硬質塩化ビニール管、ポリエチレン管
をはじめとするその他の合成樹脂管などの接合に使用さ
れることは勿論のこと、純鉛管及び合金鉛管の接合にも
使用でき、史ＫＶｉ前記異種の？＃を互に接合するため
にも使用できるものであって、その利用範囲は極めて広
域に及ぶ。

上記効果のうち、特に接合管の保持力に関し、その実施
例を記載して、効果の優れたものであることを１４らか
にする。

この実施例は、不発すＪに係る管継手と従来の管継手（
パツキンの背面とユニオンナットの押シ面との間に鉄子
ワッシャを介在させたもの）とについて、第７図に示す
如く配管設置し、配管内に水圧を加え、Ｆ５ｒ定条件下
での限界圧力と管継手部の伸縮ｊｉを比較試験したもの
である。試験に際しては、不発ゆＪのものと従来のもの
との間で同一条件を確保するため、パツキン、ユニオン
ナット、継手本体、接合管は、比較相互間で同一のもの
を用い、特に次の諸点に留意した。

ｌ）パツキンは、その材質’ｉｓ　ＢＲとし、同一硬度
を有するものから成形し、実施に先だっテ洗浄に工す油
脂分を除去し几。パツキンの内径に接合管の外径エリも
太きいものを用いた。

２）ユニオンナットは、ねじ効率’に−４にするため、
ねじ部にテフロン粉末の乾性潤滑剤を塗布した。

３）接合管に、水道用硬質塩化ビニルライニング鋼管（
、ＴＷＩＦＡ　Ｋ１１６−１９７２）と、水道用硬質塩
化ビニルｔ（ＶＰ）を使用し、実施に先だって内外面を
洗浄し、油脂分を餘去した。

４）ユニオンナットの緊締には、同一ノ締付トルクを確
保する九め、バイブレンチにトルクメータを取付け、実
質トルクを算出した。

５）圧力計の計測は、配管に水圧をかけ几シ水圧を抜い
友すすると管継手部で伸縮現象が生ずるので、所定の水
圧をかけたまま４分間保持し、その間の伸び童が０．２
Ｗ以上となったときに行なつ几。

６）　伸縮Ｉの計測に、水圧ｆ：かけて４分間保持した
ときと、水圧を抜いたときに行ない、その差を伸縮値と
した。

比較試験の結来會第１表に示す。

同表中試験査号Ａ　ＮＧに木発りＪのもの、ａ〜ｇに従
来のものである。接４：ｒ智の外径Ｄ１、ゴムパツキン
の内径Ｄ２、長さＬ１背曲角α１、ユニオンナットの挿
ロ径Ｄ３．内１１ｒＪ径り４、押し曲角α２、継手本体
の内径Ｄ５、熾面角α１の部位は第６図にそれぞれ同記
号をもって示しである。

（２１頁に続く　） 第１表の結果からもわかるように、テフロンフィルムを
用い九本発明の継手Ａ−Ｇｉ、それぞれの比較対象であ
る従来の継手Ｂｘｇのものニジも、明らかに高い管保持
力を有していることが認められる。試験記号Ｄ１ｄのも
のは接合管を硬質塩化ビニル管としたものであるが、そ
のうち本発明の試験記号りのものに試験記号Ｃのものよ
りも接合管の外径において２ｍｎ程小さくてｔ管の保持
力灯渦いことが認められる。試験記号ＩＪ　　ｅとＦ、
ｆのものはパツキンの長さ−が違うだけで他は殆んど同
一条件のもとに試験したものであるが、パツキンの長さ
が大きくなると　（従ってパツキンの内絢面と接合管の
外面との接触面積が増えると）、本発明のものにあって
は管の保持力が一層増大することが認められるのに対し
、従来のものは却って管の保持力が低下する傾向がみら
れる。試験記ＭＧ、ｇ’７）ものは、ユニオンナットの
押シ面とパツキンの背面の角度αＪ＊”！を２０°にし
たものを用いたが、試験記号Ｇのものはその他の条件を
ｔ’ｔは等しくした試験記号Ｅのものに比べて更に高い
翰 ３４・・・ローラ付受台 保持力を有していることが認められる。しかし、試験番
号ｇ（？）ものけｅのもの工すも保持力が低下している
。これはパツキンの背曲角α、が小さいため、鉄ワツシ
ヤの使用が不可能となり、そのままユニオンナラ）ｆ緊
締したものであって耐圧性能が非常に劣るものであるこ
と分水している。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発ＦＩＡＫ係る管継手の主要部材を分解して
示す斜視図、第２図は第１図の部材を一体的にセットす
るところを示す斜視図、第３図に第１図の部材全セット
したときの断面図、＠４図は本発明に係る管継手の接合
開始状態分示す部分断面図、第５図は接合完了状態を示
す部分断面図、第６図ｔ’ｆｆ　パツキンとフィルムを
ユニオンナット内に収嵌しないで接合管に別々に挿嵌し
て接合を開始する状態の断面図、第７図に管継手の水圧
試験状態を示す図である。 ｌ・・・パツキン　６・・・フィルム　９・・・ユニオ
ンナラ）　　１５・・・接合管　１６・・・継手本体　
３１・・・水圧試験ポンプ　３２・・・圧力計　３３・
・・空気抜き翰 特許出願人　　株式会社川西水道機器製作所代理人　弁
理士内田敏彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　外周面に雄ねじを刻設し友受口８ＴＫを有する管ま
   たは継手本体に、無ねじの接合管を挿入し、輪状ゴムパ
   ツキンを挿嵌介在せしめてユニオンナットを前記受口部
   に螺合緊締する構造の管継手において、前記ゴムパツキ
   ンの背面または該背面及び外周面に被着すべき薄くて軟
   くかつ強靭であって自己潤滑性に富んだ合Ｈ，樹脂材ニ
   ジなるフィルムを％前記ユニオンナットの内部忙収嵌す
   ることを特徴とする管継手。