特開 2023-154321 鋼管と継手の接続機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023154321

(43)【公開日】2023-10-19

(54)【発明の名称】鋼管と継手の接続機構

(51)【国際特許分類】

   F16L 37/107 20060101AFI20231012BHJP

   F16L 37/248 20060101ALI20231012BHJP

【ＦＩ】

F16L37/107

F16L37/248

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022063578

(22)【出願日】2022-04-06

(71)【出願人】

【識別番号】391057627

【氏名又は名称】オーエヌ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080182

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 三彦

(74)【代理人】

【識別番号】100142572

【弁理士】

【氏名又は名称】水内 龍介

(72)【発明者】

【氏名】大賀 俊介

(72)【発明者】

【氏名】山島 護

【テーマコード（参考）】

3J106

【Ｆターム（参考）】

3J106AA01

3J106AB01

3J106BC04

3J106BD01

3J106EB03

3J106ED43

3J106EE16

3J106EE18

3J106EF13

(57)【要約】      （修正有）

【課題】鋼管を継手にナットで締め付けて接続するナットの緩みが生じ難い接続機構及び接続方法を提供する。
【解決手段】端部２ａ側に山型突部２１を有する鋼管２を継手３とナット４で挟んで接続する接続機構であって、継手は、接続用筒部の外周の先端に円周方向に複数の係合羽根を具備し、ナットは、係合羽根の外周を外嵌する環状外筒部４１と、鋼管押圧部４３とを有し、環状外筒部の内周には本締リング６と仮締リングを相互に離接近不能で円周方向には回動自在に設けられ、鋼管の端部２ａ側を接続用筒部に挿入して、パッキン５で山型突部２１の端部側傾斜面２１ａを押圧し、前記鋼管押圧部４３で内部側傾斜面２１ｂを押圧し、仮締リングの仮締羽根が円周方向に回転不能に係止され、且つ、本締羽根が係合羽根の鋼管押圧部と反対側に位置して抜け方向への力を阻止しながら継手とナットを連結固定すること。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

端部側に山型突部を有する鋼管を継手とナットで挟んで接続する鋼管と継手の接続機構であって、
前記継手は、内部に流体通路を有する連結筒部の端部の接続用筒部の内周側に前記鋼管の端部側の外周を挿通する中拡径部を有し、更に前記中拡径部より端部側にはこの中拡径部より更に径が大きく端部へ開口した大拡径部であるパッキン収納部を有し、前記連結筒部と前記接続用筒部の境界付近の外周には外方向へ延びる鍔部を有し、前記接続用筒部の外周の先端に円周方向に複数の係合羽根を所定間隔を開けて具備し、前記係合羽根から軸心方向に所定間隔を開けて且つ前記係合羽根の円周方向に開けた係合羽根間隔の幅方向の間に位置するように複数の止台が設けられ、
前記ナットは、前記接続用筒部の係合羽根の外周を外嵌する環状外筒部と、該環状外筒部の一端側において前記鋼管を挿通する管挿通孔を中央に形成すると共に前記鋼管の山型突部の内部側傾斜部を押圧する傾斜押圧面を具備した鋼管押圧部とを有し、前記環状外筒部内周には前記鋼管押圧部に近い方から順に本締リングと仮締リングを軸心方向に所定間隔を開けて相互に離接近不能で円周方向には回動自在に設けられ、前記仮締リングは前記環状外筒部と共に回転可能に配置される一方、前記本締リングは所定角度だけ独自の回動が可能とされており、前記本締リング及び仮締リングの内周側には円周方向の所定長さと中心方向への所定突出高さを有する本締羽根及び仮締羽根が夫々前記係合羽根の円周方向の長さ相当分以上の間隔を開けて設けられており、
前記ナットの鋼管押圧部の管挿通孔に挿通している前記鋼管の端部側を前記接続用筒部に挿入して、前記パッキン収納部に収納したパッキンで前記山型突部の端部側傾斜面を押圧し、且つ、前記傾斜押圧面で内部側傾斜面を押圧し、前記仮締リングの仮締羽根が前記止台に円周方向に回転不能に係止され、且つ、前記本締羽根が前記係合羽根の鋼管押圧部と反対側に位置することによって抜け方向への力を阻止しながら継手とナットを連結固定することを特徴とする鋼管と継手の接続機構。

【請求項2】

前記環状外筒部内周に、本締リングと仮締リングを軸心方向に所定間隔を開けて相互に離接近不能で円周方向には回動自在に設けられる構造が、前記環状外筒部内周に設けた本締リング溝と該本締リング溝と軸心方向に所定間隔を開けて設けた仮締リング溝とにそれぞれの外周囲が回動自在に嵌め込まれた構造であることを特徴とする請求項１に記載の鋼管と継手の接続機構。

【請求項3】

前記本締リングと仮締リングは、輪の一部を切り欠いた切欠部の両端部に夫々引掛部又は係止頭部を有する弾力性のある輪であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋼管と継手の接続機構。

【請求項4】

前記本締リングが金属材料で前記仮締リングが合成樹脂材料からなることを特徴とする請求項２に記載の鋼管と継手の接続機構。

【請求項5】

前記止台と前記係合羽根の間の軸心方向に回転止棒を設けたことを特徴とする請求項１に記載の鋼管と継手の接続機構。

【請求項6】

前記仮締リングの係止頭部に、本締リング方向に膨らみ部を持たせたことを特徴とする請求項１に記載の鋼管と継手の接続機構。

【請求項7】

前記本締リングの引掛部の近傍の外周に係止突部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の鋼管と継手の接続機構。

【請求項8】

鋼管と継手とをナットを用いて接続する鋼管と継手の接続方法において、前記継手とナットの間に前記鋼管の端部に形成してある山型突部の２つの傾斜面を両方から挟んで前記継手とナットを対峙させて前記鋼管を保持するように相接近させる方向に移動させてから仮連結する仮締作業工程と、該仮締作業工程の後に更に前記継手とナットを相近接させる方向に締め付けて本連結する本締作業工程と、を有することを特徴とする鋼管と継手の接続方法。

【請求項9】

前記仮連結が、前記ナットに設けてある仮締リングを前記継手に係合して行い、前記本連結が、前記仮連結の解除後に前記ナットに設けてある本締リングを前記継手に係合して行うことを特徴とする請求項８に記載の鋼管と継手の接続方法。

【請求項10】

前記仮締リングが合成樹脂材料からなり、前記本締リングが金属材料からなることを特徴とする請求項９に記載の鋼管と継手に接続方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、建造物の屋内配管などに主として使用される鋼管と継手の接続機構に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の鋼管と継手の接続機構の従来技術としては、出願人らが先に提案した特許文献１に示される接続機構がある。この接続機構は、被係合部を端部に設けた継手本体と、該被係合部を内側に挿入して係合する係合環部を端部に有するロックリングホルダーとを、前記被係合部の外周に設けた係合突起を前記ロックリングホルダーの内周に設けた開口切欠部を通じて内周の奥へと押し込み挿入してから該開口切欠部と連通している内周に設けてある係合穴へ回転させて挿入して、ロックリングホルダーと継手とに引き抜き方向の力が作用した場合であっても抜け出ないように確固に接続できる構造の接続機構である。そして、常時はロックリングホルダーは鋼管を抜け方向への移動を阻止すると共に自身はロックリングによって引き抜き方向へ付勢されているので前記被係合部と係合穴内面との摩
擦が大となり円周方向への回転が阻止され緩むことはないようになされている。

【0003】

また、特許文献２の鋼管と継手の接続機構は、端部外周に接合用の雄ねじを形成した継手と、該継手を内側に挿入して係合するための雌ねじを形成したナットとを、前記継手の端部を前記ナットの内側に挿入しつつ前記雄ねじに雌ねじを螺合させるためにナットを回転させて接続するものである。この際に、山型突起の端部側の傾斜面は継手の角部によって押圧され反対側の傾斜面はナットの傾斜角部によって押圧されることで、山型突起を有する鋼管が軸心方向への移動が阻止されて接続が完了する。このナットの傾斜角部は、鋼管の端部を山型に拡管する際に使用した拡管機の部材をそのまま使用することから、山型突起の傾斜面と傾斜角部は傾斜角度や表面形状が完全一致しているので密着が図られる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４３５２４３４号公報

【特許文献2】ＷＯ２００９／０５０８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の従来技術によれば、継手本体とロックリングホルダーとの接続時において、雄ねじを形成した被係合部を端部に設けた継手本体と、該被係合部を内側に挿入して係合する雌ねじを形成した係合環部を端部に有するロックリングホルダーとを、ねじ結合して接続しているので、長年の使用による建造物の振動や老化によってねじ結合が緩んで、鋼管内部を通過する流体漏れが発生する虞があるという問題点がある。

【0006】

また、特許文献２の従来技術においても、継手の端部外周に形成した雄ねじとナットの内周に形成した雌ねじを螺合して接続しているので、前記と同様に、長年の使用による建造物の振動や老化によってねじ結合が緩んで、鋼管内部を通過する流体漏れが発生する虞があるという問題点がある。

【0007】

この発明は上記の問題点を解決すべくなされたものであって、その手段とするところは以下の通りである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

端部側に山型突部を有する鋼管を継手とナットで挟んで接続する鋼管と継手の接続機構であって、
前記継手は、内部に流体通路を有する連結筒部の端部の接続用筒部の内周側に前記鋼管の端部側の外周を挿通する中拡径部を有し、更に前記中拡径部より端部側にはこの中拡径部より更に径が大きく端部へ開口した大拡径部であるパッキン収納部を有し、前記連結筒部と前記接続用筒部の境界付近の外周には外方向へ延びる鍔部を有し、前記接続用筒部の外周の先端に円周方向に複数の係合羽根を所定間隔を開けて具備し、前記係合羽根から軸心方向に所定間隔を開けて且つ前記係合羽根の円周方向に開けた係合羽根間隔の幅方向の間に位置するように複数の止台が設けられ、
前記ナットは、前記接続用筒部の係合羽根の外周を外嵌する環状外筒部と、該環状外筒部の一端側において前記鋼管を挿通する管挿通孔を中央に形成すると共に前記鋼管の山型突部の内部側傾斜部を押圧する傾斜押圧面を具備した鋼管押圧部とを有し、前記環状外筒部内周には前記鋼管押圧部に近い方から順に本締リングと仮締リングを軸心方向に所定間隔を開けて相互に離接近不能で円周方向には回動自在に設けられ、前記仮締リングは前記環状外筒部と共に回転可能に配置される一方、前記本締リングは所定角度だけ独自の回動が可能とされており、前記本締リング及び仮締リングの内周側には円周方向の所定長さと中心方向への所定突出高さを有する本締羽根及び仮締羽根が夫々前記係合羽根の円周方向の長さ相当分以上の間隔を開けて設けられており、
前記ナットの鋼管押圧部の管挿通孔に挿通している前記鋼管の端部側を前記接続用筒部に挿入して、前記パッキン収納部に収納したパッキンで前記山型突部の端部側傾斜面を押圧し、且つ、前記傾斜押圧面で内部側傾斜面を押圧し、前記仮締リングの仮締羽根が前記止台に円周方向に回転不能に係止され、且つ、前記本締羽根が前記係合羽根の鋼管押圧部と反対側に位置することによって抜け方向への力を阻止しながら継手とナットを連結固定することを特徴とする鋼管と継手の接続機構としたことにある。

【0009】

前記環状外筒部内周に、本締リングと仮締リングを軸心方向に所定間隔を開けて相互に離接近不能で円周方向には回動自在に設けられる構造が、前記環状外筒部内周に設けた本締リング溝と該本締リング溝と軸心方向に所定間隔を開けて設けた仮締リング溝とにそれぞれの外周囲が回動自在に嵌め込まれた構造であることを特徴とする鋼管と継手の接続機構としたことにある。

【0010】

前記本締リングと仮締リングは、輪の一部を切り欠いた切欠部の両端部に夫々引掛部又は係止頭部を有する弾力性のある輪である鋼管と継手の接続機構としたことにある。

【0011】

前記本締リングが金属材料で前記仮締リングが合成樹脂材料からなる鋼管と継手の接続機構としたことにある

【0012】

前記止台と前記係合羽根の間の軸心方向に回転止棒を設けた鋼管と継手の接続機構としたことにある。

【0013】

前記仮締リングの係止頭部に、本締リング方向に膨らみ部を持たせたことを特徴とする鋼管と継手の接続機構としたことにある。

【0014】

前記本締リングの引掛部の近傍の外周に係止突部を設けたことを特徴とする鋼管と継手の接続機構としたことにある。

【0015】

鋼管と継手とをナットを用いて接続する鋼管と継手の接続方法において、前記継手とナットの間に前記鋼管の端部に形成してある山型突部の２つの傾斜面を両方から挟んで前記継手とナットを対峙させて前記鋼管を保持するように相接近させる方向に移動させてから仮連結する仮締作業工程と、該仮締作業工程の後に更に前記継手とナットを相近接させる方向に締め付けて本連結する本締作業工程と、を有することを特徴とする鋼管と継手の接続方法としたことにある。

【0016】

前記仮連結が、前記ナットに設けてある仮締リングを前記継手に係合して行い、前記本連結が、前記仮連結の解除後に前記ナットに設けてある本締リングを前記継手に係合して行うことを特徴とする鋼管と継手の接続方法としたことにある。

【0017】

前記仮締リングが合成樹脂材料からなり、前記本締リングが金属材料からなることを特徴とする鋼管と継手に接続方法としたことにある。

【発明の効果】

【0018】

この発明によると、端部側に山型突部を有する鋼管と継手とを接続する際に、ナットの管挿通孔に挿入されている鋼管の山型突部の内部側傾斜面にナットの傾斜押圧面を当て、ナットの環状外筒部内に継手の接続用筒部を挿入してから、ナットの回転をして仮締リングによる継手とナットの仮連結及び締付後の本締リングの回転による本連結によって確固に接続される。そして、接続後は本締リングや仮締リングによって長年の建造物の振動などによっても接続が緩むことがない。又、鋼管に引張り方向の力が作用した場合には、ナットに固定されている本締リングが継手の係合羽根に引き抜き方向への力が阻止されて抜け出ることがない。同時に、端部側傾斜面に圧着しているパッキンの圧着が緩むことがないので流体漏れを有効に阻止できる。

【0019】

前記環状外筒部内周に、本締リングと仮締リングを軸心方向に所定間隔を開けて相互に離接近不能で円周方向には回動自在に設けられる構造が、前記環状外筒部内周に設けた本締リング溝と該本締リング溝と軸心方向に所定間隔を開けて設けた仮締リング溝とにそれぞれの外周囲が回動自在に嵌め込まれた構造であれば、環状外筒部の内周においては回転自在であるが軸心方向への移動はしなく、即ち引抜き方向への力に対しては強く阻止出来、しかも仮締リング、本締リングの着脱も容易に行える。

【0020】

前記本締リングと仮締リングは、輪の一部を切り欠いた切欠部の両端部に夫々引掛部又は係止頭部を有する弾力性のある輪であるので、輪を変形させて直径に変化を加えることが出来るので、本締リング溝、仮締リング溝への着脱が容易である。引掛部、係止頭部によりそれぞれのリングの切欠部がそれぞれの溝の中に入り込まない。

【0021】

前記仮締リングが合成樹脂材料であれば係止頭部などの成型加工が金属に較べて容易であり且つ材料費も安価である。前記本締めリングが金属材料であれば耐久性に富み長年の使用に耐え得る。

【0022】

前記回転止棒を設けた場合には、ナットを押し込む際に本締リングと仮締リングの軸方向へのスライドが容易で且つナットの回転を阻止できる。

【0023】

前記仮締リングの両端部に設けた係止頭部に、幅方向に膨らみ部を持たせた場合には、リング溝がない開口部において本締リングとの間に所定間隔を保持できるようになるので、開口部においても本締リングと仮締リングの間隔距離を適切に保持できる。

【0024】

本締リングの両端部に設けた引掛部の近傍の外周に係止突部を設けた場合には、この係止突部がそれぞれの溝の入り口にある周壁に係止されて仮締時及び本締時における本締リングの緩みを防止できる。

【0025】

前記継手とナットの間に前記鋼管の端部に形成してある山型突部の２つの傾斜面を両方から挟んで前記継手とナットを対峙させて前記鋼管を保持するように相接近させる方向に移動させてから仮連結する仮締作業工程と、該仮締作業工程の後に更に前記継手とナットを相近接させる方向に締め付けて本連結する本締作業工程と、の２工程を有するものである。即ち、まず、仮締リングによって一時的に仮連結された配管網を仮構築する。多数の継手と管を同じ作業の繰り返しで効率よく配管現場作業が行える。例えば、配管の設置付近に針金で吊り下げた配管網を仮構築してから、継手とナットを更に締付けてから本締リングを回転させて本連結して設置場所に固定して行く作業をすると能率よく配管設置作業が出来る。又、この構築した配管網を補修等により取り外す場合にも、連結時の本締リング及びナットのそれぞれの回転方向と逆回転の作業をするだけで簡単に行える。

【0026】

前記仮連結及び本連結が、それぞれ前記ナットに設けてある仮締リング、本締リングを前記ナットと共に又はナット内で回転させて継手に係合して行うものであるから、作業が簡単で効率よく行うことが出来る。

【0027】

前記仮締リングが合成樹脂材料からなり、前記本締リングが金属材料からなるので、一時的に連結する仮締リングは成型加工し易く安価な材料費で出来、永年に亘って連結する本締リングは金属材料としたので耐久性と強度の強いものとすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】この発明の実施形態の鋼管と継手の接続状態の断面斜視図

【図2】図１の分解斜視図

【図3】ナットの継手側からの正面斜視図

【図4】図３のＸ－Ｘ線部分断面部

【図5】図３のＹ－Ｙ線部分断面図

【図6】継手とナットの接続直前の斜視図

【図7】継手にナットを嵌め込んだ時の本締羽根と仮止羽根及び係合止歯の位置関係を示す継手の斜視説明図

【図8】本締リングの仮止突部が開口部壁に係止される正面斜視図

【図9】ナットと共に仮締リングを回転させて仮締羽根を係合羽根横に移動したナットの内部説明図

【図10】図９の本締羽根と仮止羽根及び係合羽根の位置関係を示す継手の斜視説明図

【図11】図９の状態から継手とナットを相接近する方向へ締め付けた時のナットの内部説明図

【図12】図11の本締羽根と仮締羽根及び係合羽根の位置関係を示す継手の斜視説明図

【図13】図11の状態から継手とナットを更に相接近させてから本締リングのみを回転させて本締めした時のナットの内部説明図

【図14】図13の本締羽根と仮止羽根及び係合羽根の位置関係を示す継手の斜視説明図

【図15】図13、図14の本締リングの本締突起が開口部壁に係止される正面斜視図

【図16】継手とナットの接続完了時の開口部を中心とする外観斜視図

【図17】鋼管の山型突部を形成する拡管機の断面説明図

【発明を実施するための形態】

【0029】

この発明の鋼管と継手の接続機構の最良の実施形態について、以下図を参考にしつつ説明する。
この鋼管と継手の接続機構１は、図１に示されるように、鋼管２の先端を継手３の端部から差し込んで、鋼管２の一方の端部２ａ側に形成している山型突部２１の端部側の傾斜面２１ａと内部側の傾斜面２１ｂとを連結された継手３とナット４で挟み込んで固定することにより接続する接続機構である。

【0030】

前記鋼管２は、前記のように一方の端部２ａ側の傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂの２つの傾斜面をからなる山型突部２１を有するステンレス、鉄、金属合金などからなる厚さが薄肉の長尺な管体が一般的に用いられ、その内部の流体通路は令温水、水道水などの液体や蒸気、ガス、空気などの気体の流体の通過経路となる。これらの鋼管２は主として建造物の屋内配管に用いられるが、この配管工事は狭い空間内の施工現場が多いので、長尺な鋼管２を搬入して必要な長さに切断し難い時には予め工場で切断された鋼管２や、更には、予めこれら切断された鋼管２に接続された継手３と共に施工現場まで搬送されて、或いは現場で接続され組み立てられて敷設されてゆく。

【0031】

前記継手３は、Ｌ字形状のエルボ、Ｔ字形状のテイー、三方に分岐するクロス、両端の径の長さが異なるレジューサなどの構造形状から施工現場に応じて選択される連結筒部３１と、この連結筒部３１の端部に設けている接続用筒部３２を有する。又、連結筒部３１と接続用筒部３２の境界付近の外周には接続用筒部３２より大径で外方向へ延びる鍔部３３を有している。図１、２等に示されているように、この実施形態では、連結筒部３１としては、短い直線状で外形が六角形で内部が円形の流体通路３４を用いている。

【0032】

前記連結筒部３１は、内部に鋼管２の内径と略等しい内径の前記流体通路３４を有している。そして、この連結筒部３１の一方又は両端部には、流体通路３４と連続する前記接続用筒部３２が突出して設けられているが、図１、図２には一方の端部にのみ設けた実施態様が示されている。この接続用筒部３２の内側には前記鋼管２の端部２ａ側の外周を挿通する前記流体通路３４より径の大きい中拡径部３５を有し、更にこの中拡径部３５より先端側にはこの中拡径部３５より更に径が大きく先端へ開口した大拡径部３６を形成して、この大拡径部３２と中拡径部３５の段差で形成される差壁面３５ａと大拡径部３６とで環状のパッキン５を収納するパッキン収納部３６ａとしている。

【0033】

前記接続用筒部３２の外周の先端には、図２に示すように、係合羽根３２ａ間の間隔Ｋを開けて６つの円弧直方体形状の係合止歯３２ａが円周方向に一列に設けられ、夫々所定の係合止歯３２ａは円周方向の長さＬ、継手３の中心の軸心方向でもある幅方向の長さＳ、接続用筒部３２の外周面からの突出高さＨを有している。更に、この夫々の係合止歯３２ａの一端側からは幅方向に鍔部３３に向かって係合止歯３２ａの突出高さＨより背が低い６つの回転止棒３２ｂが設けられている。又、この回転止棒３２ｂの鍔部３３との接続位置から鍔部３３の根元に沿って回転止棒３２ｂより背が低く、円周方向の長さ及び幅方向の長さが夫々係合止歯３２ａの長さＬ、幅方向の長さＳと略同じである止台３２ｃが６つ設けられている。この止板３２と前記係合止歯３２ａとの幅方向の間隔距離は、略係合止歯３２ａの幅方向の長さＳより少し長く開けており、且つ、係合止歯３２ａと軸心方向に重ならない位置に配置されている。

【0034】

前記ナット４は、図１～６においてよく現れているように袋ナットが用いられ、前記継手３の接続用筒部３２を内側に挿入して接合する環状外筒部４１と、該環状外筒部４１の軸心方向の一端部において、前記鋼管２を挿通する管挿通孔４２を中央に形成した鋼管押圧部４３が形成されている。前記環状外筒部４１の内周面には、鋼管押圧部４３側から順にテーパー状の傾斜押圧面４４、本締リング６の外周縁部６１を挿入する円周状の本締リング溝４５、この本締リング溝４５と間隔を開けて仮締リング７の外周縁部７１を挿入する円周状の仮締リング溝４６が設けられている。

【0035】

この実施形態では、図４、５に良く示されるように、本締リング６と仮締リング７の幅の厚さ及び直径は等しく形成されているので、本締リング溝４５と仮締リング溝４６の横幅及び溝の直径は略同じである。更に、両リング溝４５、４６の間隔Ｎは本締リング４５の幅の厚さ相当分開けられており、又、仮締リング溝４６と環状外筒部４３と反対側の環状外筒部４１の円周端面４７との間隔Ｍも本締リンク６の幅の厚さ相当分開けられている。それら２つの間隔Ｎ、Ｍを形成する仕切内周枠４８の形状は夫々円周端面４７から鋼管押圧部４３方向に下るテーパー状に形成された滑り傾斜面として、円周端面４７側からの本締リング６及び仮締リング７を夫々本締リング溝４５及び仮締リング溝４６に嵌め込み易くしている。

【0036】

環状外筒部４１の一部は切り欠いた開口部４９を形成しており、この開口部４９によって前記本締リング溝４５及び仮締リング溝４６も切断されており、開口部４９の周囲には環状外筒部４１の厚さ分の周壁４９ａが露出している。４１ａは環状外筒部４１の外周部に必要に応じて設けた工具用穴で、ナット４を継手３に圧接する際に必要に応じて使用されるものである。

【0037】

前記本締リング６は、図２等に示すように、所定厚さのステンレス鋼などの弾力性を有する金属からなる輪であり、一部が切り欠いた本締切欠部６２とこの本締切欠部６２の相対向する両端部には工具等で掴むための引掛部６３が形成されると共に、この引掛部６３の近傍のリング外周には仮締止突部６４と本締止突部６５が隆起して設けられている。この引掛部６３は開口部４９の周壁４９ａに当接可能に設けられており、又、引掛部６３近傍のリング外周に設けている仮締止突部６４及び本締止突部６５も近傍の引掛部６３が本締リング溝４５入口の周壁４９ａに係合していな時には自身が係合可能となっている。

【0038】

本締リング６の内周面には５つの円弧状の本締羽根６６が、図７に表れているように、前記係合羽根３２ａの円周方向長さＬが通過可能な羽根間隔６６ａを開けて設けられている。又、この本締羽根６６の円周方向の長さは前記係合羽根３２ａの間隔Ｋを通過できる長さである。更に、同内周面から中心方向への突出長さは前記係合羽根６６の突出高さＨより若干長くして、継手３とナット４との接合時に５つの本締羽根６６の内周面を接続用筒部３２の外周面に嵌め込む際に係合羽根３２ａに妨げられることなく通過可能にしている。

【0039】

前記仮締リング７は、ステンレス鋼などの弾力性を有する金属、或いは合成樹脂材料からなる輪であり、輪の一部が切り欠いた仮締切欠部７２とこの仮締切欠部７２の相対向する両端部には係止頭部４３が形成されている。この係止頭部４３は、開口部４９に突出すると共に仮締リング溝７の入口の周壁４９ａに当接しているので、環状外筒部４１が左右いずれの方向に回転する時にも同時に同じ方向に回転するようになっている。この係止頭部４３の側面に膨らみ部７４を形成した場合には、開口部４９において本締リング溝４５、仮締リング溝４６がない箇所においても本締リング６との間隔距離が確実に保持される。仮締リング７にはリングの厚さ方向への力は仮締時を除いて掛からないので合成樹脂材料の強度でも耐え得ることができ、金属と比較して成形加工が容易である分だけ有用である。

【0040】

図２等に示すように、仮締リング７の内周面には４つの円弧状の仮締羽根７６が、前記係合羽根３２ａの円周方向長さＬが通過可能な羽根間隔7６ａを開けて設けられている。又、この仮締羽根７６の円周方向の長さは前記係合羽根３２ａの間隔Ｋを通過できる長さである。更に、内周から中心方向への突出長さは前記係合羽根６６の突出高さＨより若干長くして、前記本締羽根６６と同じように、仮締羽根７６の４つの内周面を接続用筒部３２の外周面に嵌め込む際に係合羽根３２ａに妨げられることなく容易に通過可能にしている。仮締羽根７６が本締リング６６より１つ数が少ない４つであるのは、実質的に接続して力が掛かるのは本締羽根６６であり、仮締羽根７６は一時的な接続に使用するだけであるので少なくても差し障りがないからである。

【0041】

前記環状のパッキン５は、図１、２に良く現れているように、断面形状が略台形状を呈しており、略直角をなす２辺が継手２の大拡径部３６とこの大拡径部３６と中拡径部３５の段差である差壁面３５ａが形成する前記環状のパッキン収納部３６ａに収納されている。略直角に対向する傾斜面は必要に応じて小突部５ａが形成されており、接続時に山型突部２１の端部側傾斜面２１ａに当接した際に、パッキン５の本体と共に体積が収縮し当接強度を高めるようにして流体漏れを防止している。

【0042】

鋼管２の端部の２つの向きの異なる端部側傾斜面２１ａと内部側傾斜面２１ｂからなる山型突部２１は、図１７に示すような拡管機８を用いて形成される。この拡管機８は、図示していない取付枠体に拡管ヘッド８１及び該拡管ヘッド８１内で連結管８２を軸心方向へ押引きする図外の駆動ピストンなどの駆動源が取付取外し自在に固定されている。前記拡管ヘッド８１の中心部には加圧ロッド８３の先端の連結棒８４の挿通用の挿通穴８１ａが設けられ、この挿通穴８１ａの外周囲から連結管８２と反対方向に鋼管嵌入筒部８１ｂが設けられている。そして、この鋼管嵌入筒部８１ｂの先端内周には山型突部２１の端部側傾斜面２１ａを形成するための傾斜形成面８１ｄが設けられている。

【0043】

前記連結棒８４の先端部は前記連結管８２とねじ結合されているので、前記連結棒８４と加圧ロッド８３との径の差によって生じる段差面８３ａに当接する拡管ゴム８５及び該拡管ゴム８５と前記挿通穴８１ａの外周方向の拡管ヘッド８１の端面８１ｃに当接するガイドリング８６がそれぞれ連結棒８４に移動自在に外嵌されている。前記鋼管嵌込筒部８１ｂの外周にはナット４の環状外筒部４１が外嵌されて、鋼管押圧部４３の内面に鋼管嵌込筒部８１ｂの先端が当接するようになっている。前記拡管ガイド８１の端面８１ｃには、前記ナット４の鋼管押圧部４３を拡管時に移動しないように係止する係止具８７が回軸自在に複数設けられている。

【0044】

上記構成からなるこの拡管機８を用いて鋼管２を拡管する場合には、図１７に示すように、鋼管２の一端を加圧ロッド８３の端部からナット４の管挿通孔４２を通過するように差し込んで、拡管ヘッド８１の前面に当接するまで押し込む。これによって鋼管２の端部側は、拡管ヘッド８１の端面８１ｃに当たって係止すると共に、先端の内周部はガイドリンク８６と拡管ゴム８５の外周側が入る。この時点で、係止具８７を回転軸８７ａを中心に回転させて鋼管押圧部４３の外側面に当てナット４が拡管ヘッド８１と反対方向に移動しないように係止する。その後、図外の駆動源を作動させて且つ加圧ロッド８３を拡管ヘッド８１方向に引くと、ガイドリング８６によって拡管ヘッド８１方向への移動阻止されている拡管ゴム８５が段差面８３ａによって軸心方向への力が作用することで、収縮した体積分が外周方向へ膨張して鋼管２の直径を膨らませる。鋼管２の端部の外周にはナット４の傾斜押圧部４３の傾斜押圧面４４と鋼管嵌込筒部８１ｂの傾斜形成面８１ｄがあるので、鋼管２の端部の外周は２つの端部側傾斜面２１ａと内部側傾斜面２１ｂからなる山型突部２１が形成される。

【0045】

尚、図１７及び図４にも示すように、拡管機８による拡管時に予めナット４の環状外筒部４１の内周面に設けてある本締リング溝４５及び仮締リング溝４６に本締リング６及び仮締リング７を嵌め込んでおくと、拡管後に嵌め込む場合と較べて作業能率が向上する。

【0046】

このようにして、鋼管２の端部外周に山型突部２１が形成されると、係止具８７を回転軸８７aを中心に回転させて鋼管押圧面４３から外し、鋼管２を加圧ロッド８３から引き抜く。ナット４は鋼管２の端部外周に嵌め込まれたそのまま使用できる。

【0047】

尚、図１７に示すこの実施形態の拡管機８以外の形態の拡管機を使用して山型突部２１を形成しても良いが、当該拡管機８を用いれば、ナット４の傾斜押圧面４４と鋼管２の山型突起２１の内部側傾斜面２１ｂが一致するため、密着度の高い接続が可能となる利点がある。

【0048】

次に、上記構成からなるこの鋼管と継手の接続機構１の接続手順について説明する。

【0049】

鋼管と継手の接続機構１を配管の施工現場で構築する場合は、仮締作業と本締作業の２段階を経て行われる。まず仮締作業について説明する。図１に示されるように、端部２aを継手３の接続用筒部３２の開口部から中拡径部３５に挿入して、パッキン収納部３６ａに予め嵌め込まれているパッキン５の２つの突起５ａが端部側傾斜面２１ａに押圧され当接するまで押し込む。これにより、パッキン５の側面及び外周面はそれぞれ差壁面３５ａ及び大拡径部３６の内周面に密着して、気密が保持され流体漏れが塞がれた状態にある。山型突起２１の異なる方向の２つの端部側傾斜面２１ａ、内部側傾斜面２１ｂをナット４の傾斜押圧面４６及び継手３のパッキン収納部３６ａのパッキン５によって両方向から挟むようにして押圧することで接続される。なお、パッキン５の材質の収縮限度を超える圧力が加わった時には、中拡径部３５と差壁面３５ａの交差する角部が端部側傾斜面２１ａに当たってパッキン５の保護をしている。

【0050】

前記拡管機８による拡管時に用いた前記ナット４の管挿入孔４２に鋼管２の端部２ａが挿入されたままの状態では、山型突部２１の内部側傾斜面２１ｂが鋼管押圧部４３の傾斜押圧面４４に当接し、鋼管２の直線部の長手方向は管挿通孔４２から外側へ延びた状態にある。

【0051】

次に、図３に良く現れているように、本締リング溝４５に嵌め込んだ本締リング６と、仮締リング溝４６に嵌め込んだ仮締リング７が、それぞれの溝４５，４６内で回転不能の状態で軸心方向に重なり合うように、以下の手順で位置合わせを行う。

【0052】

本締リング６と仮締リング７は共に弾力性のある輪を開く方向に付勢されたものであるので、仮締切欠部７２の両端の２つの係止頭部７３が開口部４９の周方向の相対向する周壁４９ａに引っ掛って、仮締リング７が仮締リング溝４６内で周方向に回転しない不動の定位置にある。そして、図８に良く現れているように、本締リング６の両端部にある引掛部６３の一方を周壁４９ａに作業者の手等で当接させると、この一方の引掛部６３の近傍にある本締止突部６５は、引掛部６３が周壁４９ａに接近した時に、広がる方向への付勢力に抗して本締リング溝４５内に沈み込む。これによって、他方の引掛部６３の近傍にあって開口部４９に露出している仮締止突部６４が本締リング６の外広がりの付勢力により相対向する本締リング溝４５の出口の周壁４９ａに引っ掛って本締リング６の逆方向への回転が阻止される。結局、本締リング６は引掛部６３と仮締止突部６４が相対向する周壁４９ａに係止されて本締リング溝４５内で回転不能となる。

【0053】

このように、本締リング６と仮締リング７がそれぞれ本締リング溝４５と仮締リング溝４６で回転不能の状態で、且つ、軸心方向に本締羽根６６と仮締羽根７６が間隔を開けて重なった状態で、図６に示されるように、継手３とナット４を対峙させて、継手３の接続用筒部３２をナット４の環状外筒部４１の内部へ押し込む。この時、回転止棒３２ｂがあれば、これに案内されて仮締羽根７６が軸心方向へ直進し易くなる。

【0054】

内部へ押し込まれると、図７に示すように、係合羽根間隔Ｋを仮締羽根７６が通過して止台３２ｃの手前で止まり、この仮締羽根７６の軸心方向に間隔を開けて重なっている本締羽根６６が係合羽根間隔Ｋ入り込んだ状態で止まる。この止まりは、継手３内のパッキン５が山型突部２１の内部側傾斜面２１ｂに当接するので作業者の手ではこれ以上は押し込めなくなることによる。

【0055】

次に、ナット４を図９の矢符Ｐ方向に正回転させて仮締作業をする。図９、１０に示すように、仮締リング７は係止頭部７３が周壁４９ａに引っ掛っているので、仮締羽根７６がナット４と共にＰ方向に正回転しナット４の回転停止と共に止まる。この時点で、図１０の点線で示すように、仮締リング７の仮締羽根７６は係合羽根３２ａの側面と鍔部３３の間の接続用筒部３２上方に位置する。

【0056】

本締リング６の一方の引掛部６３は正回転方向には周壁４９ａにより阻止されていなく、又、本締羽根６６がナット４の正回転方向側の係合羽根３２ａにも回転を阻止されていないので、ナット４の正回転により他方の引掛部６３が周壁４９ａに当たるまで回転する。この状態で一方の引掛部６３近傍の仮止突部６５が周壁４９ａの外側に出て本締リング６の逆回転を阻止する。本締リング６の正回転は本締羽根６６が係合羽根３２ａに当接していることにより阻止される。即ち、ナット４は継手３に対して正逆回転出来ない状態になっている。このような作業の繰り返しによって、鋼管２が次々と継手２を介して接続されて配管網が形成され仮締作業は完了する。ここでいう配管網とは、２以上の鋼管を接続する配管を意味する。

【0057】

このように、ナット４が継手３に対して回転不能で、且つ、仮締リング７が係合羽根３２ａと鍔部３３の間に位置していることから、鋼管網の形成により鋼管２の自重や振動等によって鋼管２に引張力や回転力が作用した場合でも、継手３とナット４には接続解除の緩みが生ぜず、又、配管網の引張方向或いは弛み方向には、仮締羽根７６が鍔部３３と係合羽根３２ａの間で保持されているので接続が外れることがない。しかも、鍔部３３と係合羽根３２ａの間には仮締羽根７６の移動可能な多少の遊び空間があるので、配管網の引張や弛みに対しても対応できる。

【0058】

このような仮締作業（工程）は、配管網を構築する場合において、針金などで施工個所の近傍で吊り下げるなどして全体の配管網を取敢えず完成させた後に以下に述べる本締作業をすることによって、作業能率の向上と締め忘れ等の施工ミスを防ぐことが出来る。

【0059】

本締作業（工程）は、上記の仮締状態後において、図１６の相対向する矢符Ｔ、Ｔ‘方向へ継手３とナット４とを更に強く相接近させた後に、本締リング６のみを正回転させることによって行う。この相接近は、ナット４の工具用穴４１ａと継手３の鍔部３３に図外の締付工具の端部を取り付けて締め付するなどして行う。すると、この本締付により、端部側傾斜面２１ａに接しているパッキン５の軸心方向の長さが縮まることや弛んでいた継手３とナット４の間隙が詰まり、その縮小し間隙のなくなった長さ分だけ相対的に環状外筒部４１が継手３に軸心方向に接近することになる。これによって、図１１，図１２に示すように、仮締羽根７６と本締羽根６６も共に鍔部３３方向である矢符Ｓ方向に同時に移動し、仮締羽根７６は止台３２ｃと回転止棒３２ｂの間に、本締羽根６６は円周方向で止台３２ｃと係合羽根３２ａの間に回転止棒３２ｂに沿って移動する。

【0060】

そして、この相接近状態を維持しつつ、開口部４９に現れて周壁４９ａに当接されている一方の引掛部６３を図１３，１４の矢符Ｐ方向に逆回転させる。この逆回転は、必要であれば図外の工具などを用いて、他方の引掛部６３を相対向する周壁４９ａに当接するまで回転移動させる。すると図１５に示すように、この他方の引掛部６３が周壁４９ａから離れる際に近傍の本止突部６４が本締リング溝４６から出て自身の弾性力で外側へ飛び出して開口部４９の周壁４９ａに係止される。同時に、他方の引掛部６３が周壁４９ａに当接する時には近傍の仮止突起６５が本締リング溝４５内に沈んで行き、本締作業が完了する。これは、仮締作業時の図８と対称的である。

【0061】

この段階で、図１３，図１４に示すように、本締羽根６６即ち本締リング６は正逆いずれの方向へも回転不能の状態で、且つ、係合羽根３２ａの鍔部３３側面に密着した位置にある。そして、本締作業がされて行くに伴い本締羽根６６と係合羽根３６ａとの軸心方向の間隔が狭まることにより、密着度合いが強くなって摩擦力も大きくなり、緩み方向への回転が一層阻止される。なお、前記本止突部６４，仮止突起６５による本締リング６の回転が阻止出来ない場合であっても、引掛部６３が周壁４９ａに当たって回転が阻止されるので、多少の弛みは生じるものの使用可能である。

【0062】

加えて、仮締羽根７６の円周方向の両端が止台３２ｃと回転止棒３２ｂによって係止されており加えて両端部の係止頭部７３が開口部４９の周壁４９ａによって回転を阻止されているので、これによってもナット４の緩み方向への回転が阻止される

【0063】

更に加えて、本締リング６も一方の引掛部６３と本止突部６５が開口部４９の周壁４９ａに当接しているので、ナット４の緩み方向への回転が阻止される。このように、継手３とナット４との緩み方向への回転は、本締リング６、仮締リング７及び配管時の引張方向への力の作用による本締羽根６６と係合羽根３２ａの側面の摩擦力によって阻止され、長年の使用によっても緩みの発生を阻止出来る。

【0064】

仮締作業（工程）と本締作業（工程）の２段階で接続作業を行うことにより、同一作業の繰り返しに伴う作業能率の向上と締め忘れ防止効果を合わせて得ることが出来る。

【産業上の利用分野】

【0065】

この発明は、端部に山型突部を有する継手を継手とナットで挟んで締付接続して緩み止めをした構成を採用しているので、振動が生じやすい建造物などの配管に特に有効に使用される。また、仮締作業と本締作業とで接続作業を行うので、広範囲な配管網を構築する構造物に対してとくに有用である。

【符号の説明】

【0066】

１ 鋼管と継手の接続機構
２ 鋼管
２ａ 端部
２１ 山型突部
２１ａ 端部側傾斜面
２１ｂ 内部側傾斜面
３ 継手
３１ 連結筒部
３２ 接続用筒部
３２ａ 係合羽根
３２ｂ 回転止棒
３２ｃ 止台
３３ 鍔部
３４ 流体通路
３５ 中拡径部
３５ａ 差壁部
３６ 大拡径部
３６ａ パッキン収納部
４ ナット
４１ 環状外筒部
４１ａ 工具用穴
４２ 管挿通孔
４３ 鋼管押圧部
４４ 傾斜押圧面
４５ 本締リング溝
４６ 仮締リング溝
４７ 円周端面
４８ 仕切内周枠
４９ 開口部
４９ａ 周壁
５ パッキン
５ａ 突起
６ 本締リング
６１ 外周縁部
６２ 本締切欠部
６３ 引掛部
６４ 本止突部（係止突部）
６５ 仮止突部（係止突部）
６６ 本締羽根
６６ａ 本締羽根間隔
７ 仮締リング
７１ 外周縁部
７２ 仮締切欠部
７３ 係止頭部
７４ 膨らみ部
７６ 仮締羽根
７６ａ 仮締羽根間隔
８ 拡管機
８１ 拡管ヘッド
８１ａ 挿通穴
８１ｄ 傾斜形成面
８２ 連結管
８３ 加圧ロッド
８４ 連結棒
８５ 拡管ゴム
８６ ガイドリンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】