JPS59190592A - 緊締管継手 - 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】 （技術分野） 本発明は、ダクタイル鋳鉄管（パイプ）を結合する技術
に関する。よシ詳しく云えば、軸荷重を受けても離れな
いようにダクタイル鋳鉄管を継ぐ技術に関する。

（従来技術） スピゴット又は平らな端部を有する一方の７（イブを別
のパイプのベル状端部に押込んで）くイブを継ぐことが
一般に行われている。漏れを防ぐため、平らな端部の挿
入に先立って、−側部に硬質ゴムの挿入体を有する軟質
ゴムリングが外側パイプのベル状端部に挿入される。

これらのパイプが圧力を受けた時に外れないように、締
付ボルト及び締付板を用いて継手部に部分的な変更を施
すことによってパイプを連結している。しかしながら、
これらの板及びボルトはこの技術分野において用いるに
はコストが高くかつやっかいであることが分かつている
。

パイプを連結する新規な手段は米国特許第３．６８４．
５’ｌＯ号に開示されている。この特許においては、一
方のパイプの平らな端部の外縁が一連の支持要素を有し
ておシ、かつ他方のノ（イブのベル状端部はベル状端部
の内方に突出下降した、少くとも一つの突出部を有して
いる。この突出部の直径は、支持要素を有する平らなパ
イプ端部を他方のパイプのベル状端部中に、その突出部
を越えて内方に押込むことができるよう、少くとも支持
要素の外面間の直径方向距離に等しくなっている。パイ
プを互いにロックするため、この突出部と支持要素間に
ロック用部材が挿入される。このロック用部材は、突出
部の一つ又は複数の凹所中に挿入され、かつ支持要素及
び突出部の一部と係合するよう回わされる。

従来技術である米国特許第５，６８４，５２０号の開示
において、かつまた実際に実施を行う場合において、突
出部及びロック用部材のかみ合い面は球状のシェルを有
しておシ、かつこれらの球状シェルは共に同じ直径を有
している。実際、二つの面はくさび作用をなし、そのた
め内外のパイプが内部流体の圧力によって離れる方向に
動く時、二つのかみ合い面が互いに摺接するようになっ
ている。突出部がベル状端部の開放面の方向に向って下
方に傾斜した傾斜面を有し、かつロック用セグメントが
これと同じ方向の傾斜面を有しているので、）くイブが
離れようとすると、突出部とロック用セグメント間に圧
縮作用が生じる。何故なら、ロック用セグメントは支持
要素によって軸方向に動かないように保持されているか
らである。

この圧縮作用によシ内側パイプの平らな端部は変形し、
かつもし半径方向内向きの大きな力が加わると、パイプ
は破壊することとなる。

米国特許第４６８す２０号で示したような構造では、直
径約３６インチまでのダクタイル鉄ノ（゛イブの継手部
に加わる軸方向荷重に打勝つことができるが、その軸方
向荷重は直径の二乗で変化するため、よシ大きな直径を
有するダクタイル鉄パイプを組付ける場合には、極度に
大きな軸方向荷重に耐えなければならない。例えば、キ
ャップ付端部を有する内径２４インチのシリンダに５０
０　ｐ、ｓ、ｉの圧力を作用させたときの端部荷重は約
２２４０００ポンドであるが、一方、同じ圧力を内、径
４８インチのシリンダに作用させたときの端部荷重は約
９０５，０００ボンドとなる。米国特許第３，６８４，
３２０号の構造では、極めて大きなダクタイル鋳鉄管に
その手段を適用した場合には、荷重が過度となることが
余儀なくされる。

（発明の目的） 本発明の目的は、破損することなく大きな流体圧力に耐
え得る新規なパイプの継手構造を提供することでちる。

本発明の別の目的は、従来のものの改良でおって、更に
採用中可能なパイプ製造技術から大きく逸脱することな
く容易に製造可能な新規なパイプ継手構造を提供するこ
とである。

本発明の更に別の目的は、継手内の流体圧力が所定の値
を越えた時に作用して、補完的ロックを行う要素を追加
した新規なパイプ継手構造を提供することである。

（発明の構成） 本発明は、接合パイプにダクタイル鉄パイプを押し込ん
で緊締するための手段から成っており、パイプの平らな
端部外側の溶着部、パイプのベル状部の溝及び肩部、該
ベル状部の溝及び肩部と平らな端部間に取付けられるロ
ック用セグメントを含む。これらパイプが相互に組付け
られ、かつロック用セグメントが取付けられた時には、
ロック用セグメントは平らな端部の退却を阻止する、何
故なら、それらがベル状部の肩部と平ら危端部間の隙間
を埋めて、かつ溶着部がこの占拠された隙間を通って動
くことができないからである。ロック用セグメントはま
たベル状面の内側の溝に突出部をも有している。

乙の特徴により、各要素の形状と共に、軸方向の力を新
規な手段で分散可能にしているのでおる。

その新規な構造は、突出部及びロック用要素の形状を変
更して、それによって従来のものでは破壊してしまうよ
うな力以上の大きな力が加わった時に、その新規々継手
がより大きなカに適合できるような付加構造を有するも
のから成っている。従来の構造を本発明の新規な構造に
代えることにより、所定のパイプ肉厚に対してより高い
圧力の印加が可能となる。即ち所定の圧力に対抗するの
によシ薄肉のパイプを用いることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。々お、
図中同じ部分には同一符号を付す。

第１図を参照すると、本発明の新規な構造によってパイ
プ４に接合されたパ・ｆブ２が示されている。本発明で
はパイプの材質を限定するものではないが、各々のパイ
プ２及び４は、好ましくは従来から良く知られた遠心鋳
造法によって造られたダクタイルパイプである。パイプ
２及び４間の継手は、パイプ２の平らカ端部及びパイプ
４のベル状シール面間で圧縮されたゴム製ガスケット乙
によってシールされている。この種の典型的な継手は、
１９６０年９月２０日に特許された米国特許第２，９５
３，３９８号において示されている。

パイプ２及び４が軸方向に離れるのを防ぐロック作用を
得るため、溶着部８．ロック用要素１０及び突出５１４
が組合せて設けられている。

突出部１４はパイプ４のベル状端部と一体に鋳造されて
おシ、かつこの突出部１４のたれ下った部分は、溝１６
によって他のベル状主体から分離されている。パイプ４
の内方に′尚いた突出部１４の下面１８は、パイプ２の
表面長手方向に対して鋭角を成すように傾斜している。

一般に、下面１８は、頂点がパイプ４のベル状部の外側
にちる円錐の一部と考えることができる。

しかしながら、面１８は中心がパイプ４のベル状部の内
側にある球の一部であってもよい。面２０は面１８の形
状と同じ形状を有している。

突出部１４は溝１６のところで、パイプ４の軸に直角を
成す面２４を有している。後でよシ詳細に述べるように
、面１８及び２４はロック用セグメント１０のかみ合い
面と接合するように配訝されている。

第２図は、ベル状部の外面、特に突出部１４及び溝１６
（破線で示す）の正面図である。ロック用セグメント１
０を溝１６内に挿入することができる工うに、突出部１
４には凹所１２〃工設けられている。この凹所１２は、
ロック用−にグメント１０が挿入できるようロック用セ
グメント１０よりも長く麦っている。

ロック用セグメント１０は第５及び第４図においてより
良好に示されている。第３図において、ロック用セグメ
ント１０は、その形状〃エノくイブ２の外径に対応した
、好ましくはダクタイル鉄から成る、円弧状片として示
されている。

第３図に示すように、ロック用要素は、ノ（イブ２の外
径に対応した実質的に円弧状を成す下面２２を有してい
る。ロック用セグメント１０は更に前側脚部１１及び本
体部１３を有している。

面２６は本体部１３の一側部を、一方面１７は本体部１
３の他側部を構成している。脚部１１の前面に対して直
角状でかつ本体部１３の頂上平担部に向って上昇する傾
斜面２０が、脚部１１と面２６とを接続している。面２
０が突出部１４０下面１８と同じか又はそれよりわずか
に小さな傾斜を有しており、かつ適正に取付けられた時
には、面１８及び面２０が接合して互いに補完状になる
よう設計されている。面２０が面１８よシその傾斜がわ
ずかに小さい場合には、二つの面は、二本のパイプを離
そうとする軸方向の力によって生じるくさび作用で、面
１８の傾斜が減少した後においてのみ、相互補完状とな
る。

ロック用要素は、その右側下端部において１溶着部８に
適合しかつそれとかみ合うよう設計された切欠き部１５
を有している。

第１図から明らかなように、本体部１５はパイプ４のベ
ル状部の溝１６内に収容されているが、最初は挿入され
た面２６が突出部１４の面２４かられずかに間隔をへだ
でている。

溶着部はパイプ２の端部の平滑周面に沿った溶接ビード
である。溶着部８は突出部１４及びロック用セグメント
１０の相対的な位置及び寸法によってその位置が決定さ
れる。溶着部８はまたバイブ２Ω平らな端部に溶接され
た棒であっても良い。

パイプ２及び４の継手を組立てるため、最初にガスケッ
ト６がパイプ４のベル状端部の溝内に挿入される。パイ
プ２は、その外端部がガスケット６を越えて液密シール
を形成するまで、パイプ４のベル状端部に押込まれる。

溶着部８の外径は突出部１４の開口径よシも小さく、そ
のためパイプ２がパイプ４中に挿入される時、溶着部８
は突出部１４をくぐシ抜けることができる。ロック用セ
グメント１０ば、）くイブ４のベル状部の凹所１２を通
して押し込まれ、かつ次にそれを回転させて、それがノ
（イブ２の外面に沿った一つのリングを形成するように
溝１６中に挿入される。溶着部８はロック用セグメント
１０を溝１６中に保持するストツノ（とじて働く。

流体圧が増大するに伴って、〕＜イブ２及び４は外れよ
うとする。何故なら、軸方向荷重が二本のパイプを分離
させようとするからである。

しかしロック用セグメント１０は溶着部Ｂに接合し、ま
た突出部１４の面１８がロック用セグメント１００面２
０に係合するようになる。二つの面１８及び２０は、バ
イブ中の流体圧力が増大するに伴い、くさび作用によシ
互いに密着する。この作用は米国特許第５，６８４，３
２０号の説示するところである。

流体圧力が更に増大すると、継手は、もし他に保護され
ていないと、ロック用セグメント１０の半径方向内向き
の力によるパイプ２の破裂によるが、またはロック用セ
グメント１０の半径方向外向きの同等の力によるパイプ
４のベル状部の破裂によって、破壊する。

本発明の説明中において、パイプ２の外面とロック用セ
グメント１０の面２２間の摩擦力が増大し、軸方向荷重
の大部分はこの摩擦力によって抵抗を受け、かつ残シは
溶着部８上に作用する剪断荷重によって抵抗を受ける。

しかしながら、軸方向荷重が極めて大きくなると、パイ
プ４のベル状部の開口は弾性的に拡がり、かつパイプは
、ベル状面２４がロック用セグメントの面２６に接触で
きるのに十分なだけ離れ、このようにしてそれ以上の荷
重を全て溶着部８に伝達する。

実験室におけるテストによれば、本発明の好ましい実施
例は、普通ならパイプ４のベル状部を破裂させてしまう
か又はパイプ２の平らな端部を押しつぶしてしまうよう
な軸方向荷重に耐えることができるということが証明さ
れた。ベル状部の溝１６が本体部１６を収容可能でかつ
十分な＋１］を有しているために、面１８が面２゜に接
合した後でもパイプが軸方向に移動し得るということは
、その意味で重要外ことである。

別の実施例において、ロック用セグメン）１０の面２０
及び面２０に接触する肩部１８ば、共面は凹状である。

例えば５４のような極めて大きな直径のパイプに対して
は、ロック用セグメン）１０の面２０及び面１８間にお
いて、二点接触のみが行われるように、突出部１４の面
１８の形状を変えることができる。この代替構造は第５
図に示されている。もし、その輪郭の二つの円い点を直
線で結んでみると、水平に対して成す角度は、ロック用
セグメント１０の面２０によって形成される角度よりも
わずかに大きくなる。全ての面が鋳造によるもので、即
ち機械加工されていないため、この等しくない角度を組
合せることによって、面２４及び２６の接触に先立って
、面１Ｂ及び２００６６０°にわたる保合の確保が容易
となる。

本発明のこの実施例は例示的なものであって、制限的な
ものと考えるべきでなく、本発明の範囲は付記する特許
請求の範囲によって示されている。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明にかかる管継手に
よれば、軸方向の力を分散できるので、よシ大きな流体
圧力に耐え得るようになった。この結果、所定の圧力に
対抗するのによシ薄肉のパイプの使用も可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の管継手の断面図、 第２図は本発明かかるパイプのベル状部の正面図、 第３図は本発明かかるロック用セグメントの側面図、 第４図は同じくロック用セグメントの断面図、第５図は
本発明の別の実施例の正面図である。 ２．４・・・パイプ、６・・・ガスケット８６３．溶着
部、　　　１０・・・ロック用セグメント、１１・・・
脚部、　　　１２・・・凹所、１３・・本体部、　　１
４・・・突出部、１６、、、円周溝（溝）、　　１８．
、、第１の接触面（下面）、　　　　２４・・、第２の
接触面（壁）２０、２６．・・ロック用セグメントの接
触面、２２・・・摺動面 特　許　出　順　人　　ユナイテド　ステージ　パイプ
　アンドジイオ アメリカ合衆国アラノ〈７３５１２４ ペルハム・チャンダラー・レイ ン２６７１ ０発　明　者　ジョージ・フランシス・ローズアメリカ
合衆国アラバマ３５０９４ リーズ・ボックス４５１アールテ １

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第２のパイプに密封係合した第１のパイプと二本
   のパイプを互いにロックする手段とを組合せた緊締管継
   手において、 前記手段が、 ベル状部及び前記第１のパイプの外端部で前記ベル状部
   に一体に設けられ下方に突出しだ突出部を有し、該突出
   部が下面の一部を形成する第１の接触面及び第２の接触
   面を有し、前記突出部の第２の接触面が細長い円周溝の
   一方の壁を形成し、前記突出部が前記細長い円周溝の一
   部への円弧状の接近口を有している、前記第１のパイプ
   と、 各々が脚部及び本体部を有し、かつ前記脚部が接触面を
   有すると共に、前記本体部が接触面を有している、複数
   の円弧状のロック用セグメントと、 平らな端部を有し、かつ円周状の溶着部がその平らな端
   部の近傍でその外側に突設されている、前記第２のパイ
   プと、 前記接近口を通して取付けられ、かつ前記溶着部と前記
   突出部との間で、前記第２のパイプの平らな端部の外面
   と摺動自在に係合する前記ロック用セグメントと、 前記第１のパイプのベル状部の前記細長い円周溝に収容
   され、それによって前記ロック用セグメントの脚部の接
   触面が、前記突出部の第１の接触面とかみ合うようにな
   っておシ、かつ前記ロック用要素の本体部の接触面が前
   記突出部の第２の接触面とかみ合うようになっている、
   前記ロック用セグメントの前記本体部と、 を包含していることを特徴とする緊締管継手。
2. （２）前記突出部の第１の接触面が円錐台形を成してお
   シ、かつ前記ロック用セグメント・０脚部の接触面が、
   前記突出部の第１の接触面とかみ合うように円錐台形を
   成していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の緊締管継手。
3. （３）前記突出部の第１の接触面が、凹状球面シェル形
   を成しており、かつ前記ロック用セグメントの脚部の接
   触面が凸状球面シェル形を成していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の緊締管継手。
4. （４）　　前記突出部の第１の接触面が相互間に凹所を
   介在させた二つの突出縁を有しておシ、かつ前記突出縁
   の各々を通る線の水平面に対する角度が、前記ロック用
   セグメントの脚部の接触面の水平面に対する角度よシ大
   きいことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の緊締
   管継手。