特許 7012390 管部の接続構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-20

(45)【発行日】2022-01-28

(54)【発明の名称】管部の接続構造

(51)【国際特許分類】

   F16L 21/08 20060101AFI20220121BHJP

【ＦＩ】

F16L21/08 B

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020156206

(22)【出願日】2020-09-17

【審査請求日】2021-08-11

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000148726

【氏名又は名称】株式会社多久製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 義一

(72)【発明者】

【氏名】田中 耕二

(72)【発明者】

【氏名】江口 俊和

(72)【発明者】

【氏名】北居 祐馬

【審査官】岩瀬 昌治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１２９１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２１３７９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ ２１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１管本体および前記第１管本体の端部に設けられた拡径部を含む第１管部と、
前記拡径部に挿入される開口端部を有する第２管部と、
前記第１管部と前記第２管部とを連結する連結部材とを備え、
前記拡径部の内周面には、前記拡径部の周方向に延びかつ前記拡径部の軸方向に並んで配置された複数の第１環状溝部が形成されており、
前記第２管部の外周面には、前記第２管部の周方向に延びかつ前記第２管部の軸方向に並んで配置された複数の第２環状溝部が形成されており、
前記第１管部と前記第２管部とが前記連結部材により連結された状態において、前記複数の第１環状溝部の各々と前記複数の第２環状溝部の各々とは、前記拡径部の径方向に対向配置されて複数の挿入通路を形成し、
前記拡径部には、前記拡径部の外部と前記複数の挿入通路の各々とを連通する複数の挿入孔が形成されており、
前記連結部材は、前記連結された状態において前記複数の挿入孔の各々および前記複数の挿入通路の各々に挿入されて前記複数の第１環状溝部および前記複数の第２環状溝部の各々と係合する複数の第１スプリングコイルと、前記複数の第１スプリングコイル間を接続する接続部とを含み、
前記接続部は、前記連結された状態において前記拡径部の外部に配置され、
前記拡径部および前記接続部の各々は、前記連結された状態において互いに対向する対向面を有し、
前記接続部の前記対向面には、前記複数の第１スプリングコイルの各軸方向と交差する方向に突出した凸部が形成されており、
前記拡径部の前記対向面には、前記連結された状態において前記凸部と係合する凹部が形成されている、管部の接続構造。

【請求項2】

前記連結部材は、前記複数の第１スプリングコイルの各々を前記接続部に対して固定する複数の固定部をさらに含み、
前記接続部および前記複数の固定部は、前記複数の第１スプリングコイルの各軸方向が互いに平行となるように、前記複数の第１スプリングコイルを位置決めしている、請求項１に記載の管部の接続構造。

【請求項3】

前記複数の固定部の各々には、前記複数の第１スプリングコイルの各々の前記端部に挿入される複数の挿入部が形成されており、
前記複数の挿入部の各々には、前記複数の第１スプリングコイルの各々の前記端部と螺合するネジ山が形成されている、請求項２に記載の管部の接続構造。

【請求項4】

前記接続部には、前記複数の第１スプリングコイルの各々の端部を収容する複数の収容部が形成されており、
前記複数の収容部の各々には、前記複数の第１スプリングコイルの各々の前記端部と螺合するネジ溝が形成されている、請求項２または３に記載の管部の接続構造。

【請求項5】

前記連結部材は、前記接続部に固定されたプランジャをさらに含み、
前記プランジャは、前記複数の第１スプリングコイルの各軸方向と交差する方向に往復する先端部を有し、
前記先端部が前記凸部を構成している、請求項１～４のいずれか１項に記載の管部の接続構造。

【請求項6】

前記第２管部は、第２管本体および前記第２管本体の端部に設けられておりかつ前記開口端部を有する厚肉部を含み、
前記複数の第２環状溝部は、前記厚肉部の外周面に形成されており、
前記厚肉部の肉厚は、前記第２管本体の肉厚よりも厚い、請求項１～５のいずれか１項に記載の管部の接続構造。

【請求項7】

前記連結部材は、前記複数の第１スプリングコイルの各々の内側に収容された複数の第２スプリングコイルをさらに含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の管部の接続構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管部の接続構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、布設現場で作業者により互いに溶接されることで、パイプラインの一部を構成する管部の接続構造が知られている。このような接続構造の一例が、水道配管である。

【0003】

従来の水道配管は、布設現場で作業者により互いに溶接されることで、水道のパイプラインの一部を構成している。すなわち、従来の水道パイプラインの管部の接続構造は、水道配管同士が現地溶接工法にて接続されるように設けられている。特開２０１７－７５６３０号公報には、溶接により接続された管継手が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－７５６３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

現地溶接工法によって接続された管部の接続構造の接続品質は、作業者の技量に依存する。品質管理の観点から、作業者の技量に起因した接続品質のばらつきの低減が求められている。

【0006】

特に近年、水道施設の耐震化が進められている。水道施設に要求される耐震性能を実現するために、水道パイプラインの管部の接続構造には接続品質のばらつきの低減が求められている。

【0007】

本発明の主たる目的は、現地溶接工法により接続されるように設けられた従来の管部の接続構造と比べて、作業者の技量に起因した接続品質のばらつきが低減されている管部の接続構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る管部の接続構造は、第１管本体および第１管本体の端部に設けられた拡径部を含む第１管部と、拡径部に挿入される開口端部を有する第２管部と、第１管部と第２管部とを連結する連結部材とを備える。拡径部の内周面には、拡径部の周方向に延びかつ拡径部の軸方向に並んで配置された複数の第１環状溝部が形成されている。第２管部の外周面のうち、連結された状態において複数の第１環状溝部の各々と対向する部分には、第２管部の周方向に延びる複数の第２環状溝部が形成されている。第１管部と第２管部とが連結部材により連結された状態において、複数の第１環状溝部の各々と複数の第２環状溝部の各々とは、拡径部の径方向に対向配置されて複数の挿入通路を形成する。拡径部には、拡径部の外部と複数の挿入通路の各々とを連通する複数の挿入孔が形成されている。連結部材は、連結された状態において複数の挿入孔の各々および複数の挿入通路の各々に挿入されて複数の第１環状溝部および複数の第２環状溝部の各々と係合する複数の第１スプリングコイルと、複数の第１スプリングコイル間を接続する接続部とを含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、現地溶接工法により接続されるように設けられた従来の管部の接続構造と比べて、作業者の技量に起因した接続品質のばらつきが低減されている管部の接続構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態に係る管部接続構造２００を備える配管ユニット５００の一部を断面視した側面図である。

【図2】実施の形態に係る管部接続構造２００の一部を断面視した側面図である。

【図3】実施の形態に係る管部接続構造２００の一部を断面視した正面図である。

【図4】図３に示す拡径部１０２の溝部と連結部材１４０のプランジャ１４５とが係合した状態を説明するための部分断面図である。

【図5】図１～図３に示す拡径部１０２の周方向に垂直な断面図である。

【図6】図１～図３に示す拡径部１０２を、図３中の矢印ＶＩから視た部分側面図である。

【図7】図１～図３に示す拡径部１０２を、図３中の矢印ＶＩＩから視た部分側面図である。

【図8】図１～図３に示す第２管部の一部を断面視した側面図である。

【図9】図１～図３に示す連結部材の一部を断面視した側面図である。

【図10】図１～図３に示す連結部材の一部を断面視した正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
＜管部の接続構造＞
図１～図１０を用いて、本実施の形態に係る管部の接続構造について説明する。図１に示すように、配管ユニット５００は、管部接続構造２００によって複数の管部１００，１０３が互いに接続されることで構成されている。なお、配管ユニット５００は、例えば橋梁に添架される水道パイプラインの一部を構成する。図２および図３に示すように、管部接続構造２００は、第１管部１００（受口）と、第２管部１０３（挿口）と、連結部材１４０とを備える。図１～図４は、第１管部１００と第２管部１０３とが連結部材１４０によって連結された状態（以下、単に連結状態とよぶ）を示している。図５～図１０は、第１管部１００、第２管部１０３、および連結部材１４０の各々が上記連結状態にないときの、第１管部１００、第２管部１０３、および連結部材１４０の各々の構造を示している。

【0012】

図１～図３に示すように、第１管部１００は、第１管本体１０１、および第１管本体１０１の端部に設けられた拡径部１０２を有する。拡径部１０２は、第１管部１００の開口端部１１３を有する。

【0013】

図２に示されるように、拡径部１０２は、第１管本体１０１に対して拡径されている。拡径部１０２の内径の最小値は、第１管本体１０１の内径よりも大きい。これにより、拡径部１０２と第１管本体１０１との間には、段差部１０８（ストッパ部）が形成されている。段差部１０８は、第１管部１００の軸方向において拡径部１０２側を向いておりかつ周方向に延在している環状面を有している。段差部１０８の環状面の内径は、第１管本体１０１の内径に等しい。拡径部１０２の肉厚の最小値は、第１管本体１０１の肉厚よりも厚い。拡径部１０２の剛性は、第１管本体１０１の剛性よりも高い。

【0014】

図２、図３および図５に示すように、拡径部１０２の内周面には、拡径部１０２の周方向に沿って延び、かつ拡径部１０２の軸方向に間隔を空けて配置された複数（例えば２つ）の第１環状溝部１１２が形成されている。

【0015】

第２管部１０３は、第２管本体１０３Ａと、第２管本体１０３Ａの端部に設けられた厚肉部１０３Ｂとを有する。厚肉部１０３Ｂは、第２管部１０３の開口端部１１１を有する。厚肉部１０３Ｂの軸方向のうち開口端部１１１側に位置する一部が、拡径部１０２に挿入される。第２管本体１０３Ａは、拡径部１０２に挿入されない。厚肉部１０３Ｂの肉厚の最小値は、第２管本体１０３Ａの肉厚よりも厚い。厚肉部１０３Ｂの剛性は、第２管本体１０３Ａの剛性よりも高い。

【0016】

図２、図３および図８に示すように、厚肉部１０３Ｂの外周面には、厚肉部１０３Ｂの周方向に沿って延び、かつ厚肉部１０３Ｂの軸方向に間隔を空けて配置された複数（例えば２つ）の第２環状溝部１０４が形成されている。複数の第２環状溝部１０４は、厚肉部１０３Ｂの軸方向の中央部分に配置されている。厚肉部１０３Ｂの上記中央部分の内周面は、厚肉部１０３Ｂの軸方向の両端部分の内周面よりも内側に突出している。厚肉部１０３Ｂの上記両端部分の内周面に対する上記中央部分の内周面の径方向の高さ（突出量）は、各第２環状溝部１０４の径方向の深さ以下であり、例えば各第２環状溝部１０４の径方向の深さ未満である。厚肉部１０３Ｂの上記中央部分の最小値は、厚肉部１０３Ｂの上記両端部分の肉厚の最大値より小さい。

【0017】

図２および図５に示すように、各第１環状溝部１１２の周方向に垂直な断面形状は、半円弧状である。図２および図８に示すように、各第２環状溝部１０４の周方向に垂直な断面形状は、半円弧状である。各第１環状溝部１１２の寸法は、互いに等しい。各第２環状溝部１０４の寸法は、互いに等しい。各第１環状溝部１１２の寸法は、各第２環状溝部１０４の寸法と等しい。拡径部１０２の軸方向に隣り合う２つの第１環状溝部１１２の間隔は、厚肉部１０３Ｂの軸方向に隣り合う２つの第２環状溝部１０４の間隔と等しい。

【0018】

図２および図５に示すように、拡径部１０２の軸方向に隣り合う２つの第１環状溝部１１２の間隔は、例えば各第１環状溝部１１２の軸方向の寸法よりも短い。図２および図８に示すように、拡径部１０２の軸方向に隣り合う２つの第２環状溝部１０４の間隔は、例えば各第２環状溝部１０４の軸方向の寸法よりも短い。

【0019】

図２に示すように、上記連結状態では、第２管部１０３の開口端部１１１が段差部１０８の環状面に当接する。第２管部１０３の開口端部１１１が第１管部１００の段差部１０８の上記環状面に当接している状態（以下、単に当接状態とよぶ）において、各第１環状溝部１１２と各第２環状溝部１０４とは、拡径部１０２の径方向に互いに対向するように配置される。これにより、上記当接状態において、各第１環状溝部１１２および各第２環状溝部１０４は、複数の挿入通路１１４を形成する。複数の挿入通路１１４は、拡径部１０２の軸方向に間隔を空けて配置されている。各挿入通路１１４の周方向に垂直な断面形状は、円周状である。

【0020】

図３に示すように、拡径部１０２には、拡径部１０２の外周面から各第１環状溝部１１２の内周面に達している複数の挿入孔１１５が形成されている。各挿入孔１１５は、拡径部１０２の外部と各挿入通路１１４とを連通するように設けられている。各挿入孔１１５の孔軸は、例えば拡径部１０２の接線方向に沿っている。各挿入孔１１５の孔径は、例えば各挿入通路１１４の内径と等しい。各挿入孔の間隔は、各挿入通路１１４の間隔と等しい。

【0021】

図５に示すように、拡径部１０２の内周面のうち、複数の第１環状溝部１１２に対して開口端部１１３と反対側に位置する部分には、環状に延びるシール収容溝１１０が形成されている。図２に示されるように、シール収容溝１１０内には、シール部材１０７が収容されている。

【0022】

シール部材１０７は、環状に形成されている。シール部材１０７は、上記当接状態および上記連結状態において、シール収容溝１１０の底面および側面と接触し、かつ拡径部１０２内に挿入された第２管部１０３の厚肉部１０３Ｂの外周面と接触する。これにより、第１管部１００および第２管部１０３の内部を流れる液体等が、第１管部１００と第２管部１０３との間から外部に漏れることを抑制している。

【0023】

図３～図７に示すように、拡径部１０２の外周面は、各挿入孔１１５の孔軸と直交する第１面１１６と、第１面１１６と接続されておりかつ第１面１１６と交差する第２面１１７とを有する。第２面１１７は、例えば第１面１１６と直交する。複数の挿入孔１１５は、第１面１１６上に開口している。各挿入孔１１５の孔軸は、第１面１１６と直交している。各挿入孔１１５の孔軸は、第２面１１７に沿っている。第２面１１７には、第２面１１７に対して凹んでいる凹部１１８が形成されている。

【0024】

図４に示されるように、第１面１１６は、上記連結状態において、後述する連結部材１４０の接続部１４２の第４面１４２Ｂと対向する。第２面１１７は、上記連結状態において、後述する連結部材１４０の接続部１４２の第５面１４２Ｃと対向する。凹部１１８は、上記連結状態において、第５面１４２Ｃに形成された凸部（プランジャ１４５の先端部１４６Ａ）と係合する。第１面１１６は、例えば上記連結状態において第４面１４２Ｂと接触する。第２面１１７は、例えば上記連結状態において第５面１４２Ｃと接触する。凹部１１８の内周面は、例えば上記連結状態において凸部の外周面と接触する。

【0025】

図２、図９および図１０に示すように、連結部材１４０は、複数（例えば２つ）の第１スプリングコイル１４１と、複数の第１スプリングコイル１４１同士を接続する接続部１４２と、各第１スプリングコイル１４１を接続部１４２に固定する複数の固定部１４３と、各第１スプリングコイル１４１内に配置された第２スプリングコイル１４４とを有する。

【0026】

各第１スプリングコイル１４１は、上記連結状態において各挿入通路１１４と係合するように設けられている。各第１スプリングコイル１４１の外径は、各挿入通路１１４の内径よりも小さく、かつ各挿入通路１１４の内径の半分よりも大きい。各第１スプリングコイル１４１の軸方向の長さは、拡径部１０２の周方向における第２環状溝部１０４の長さと同等以上である。

【0027】

各第１スプリングコイル１４１の線径ｄ（図９参照）および外径Ｄ（図９参照）から算出される各第１スプリングコイル１４１のバネ係数（Ｄ－ｄ）／ｄは、例えば３以上３．３以下である。

【0028】

各第１スプリングコイル１４１は、外径が一定に設けられている部分と、当該部分から軸方向に離れるにつれて外径が徐々に小さくなるように設けられている先細り部分とを有している。上記外径Ｄは、第１スプリングコイル１４１において外径が一定に設けられている部分の外径である。

【0029】

各第１スプリングコイル１４１の軸方向の一方の端部は、固定部１４３によって接続部１４２に固定されている。各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部は、外径が一定に設けられている部分の端部である。

【0030】

連結部材１４０において、各第１スプリングコイル１４１間の相対的な位置関係は、接続部１４２および複数の固定部１４３によって定められている。各第１スプリングコイル１４１の中心軸が延在する方向（以下、第１スプリングコイル１４１の軸方向）は、互いに平行とされている。各第１スプリングコイル１４１は、各第１スプリングコイル１４１の中心軸に対する径方向に間隔を空けて並んで配置されている。各第１スプリングコイル１４１の間隔は、各挿入通路１１４の間隔および各挿入孔１１５の間隔と等しい。

【0031】

図９に示すように、接続部１４２は、第３面１４２Ａと、第３面１４２Ａとは反対側に位置する第４面１４２Ｂと、第３面１４２Ａおよび第４面１４２Ｂの各々と交差する第５面１４２Ｃとを有している。第５面１４２Ｃは、各第１スプリングコイル１４１の軸方向に沿っている。第３面１４２Ａおよび第４面１４２Ｂは、例えば各第１スプリングコイル１４１の軸方向と直交する。

【0032】

図９に示すように、接続部１４２には、第３面１４２Ａから第４面１４２Ｂまで貫通する複数（例えば２つ）の第１貫通孔が形成されている。各第１貫通孔の孔軸は、互いに平行である。各第１貫通孔の第４面１４２Ｂ側に位置する部分は、各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部を収容する収容部を構成している。つまり、接続部１４２には、各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部を収容する複数の収容部が形成されている。各収容部には、各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部と螺合するネジ溝１４２Ｄが形成されている。

【0033】

図９に示すように、各第１貫通孔の第３面１４２Ａ側に位置する部分は、後述する各固定部１４３の軸部１４３Ａが挿通される挿通孔を構成している。各第１貫通孔の第３面１４２Ａ側に位置する部分は、各第１貫通孔の孔軸方向の第４面１４２Ｂ側を向いておりかつ孔軸に対する周方向に延在する環状面１４２Ｅを有している。環状面１４２Ｅは、上記収容部に面しており、ネジ溝１４２Ｄと螺合した各第１スプリングコイル１４１の上記一方端部の端面の外周部分と接触する。環状面１４２Ｅの内径は、各第１貫通孔のネジ溝１４２Ｄが形成されている部分の孔径の最小値よりも小さく、かつ各第１スプリングコイル１４１の外径よりも小さい。

【0034】

図９に示すように、各固定部１４３は、軸部１４３Ａと頭部１４３Ｂとを有するネジである。各固定部１４３の軸部１４３Ａは、接続部１４２の各第１貫通孔に挿入されている。軸部１４３Ａには、各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部と螺合するネジ山１４３Ｃが形成されている。軸部１４３Ａは、ネジ山１４３Ｃが形成されており各一方の端部に挿入されるネジ部（挿入部）と、該ネジ部と頭部１４３Ｂとの間を接続する円筒部とを有している。ネジ部は、接続部１４２の上記収容部に挿通されている。ネジ山１４３Ｃは、ネジ溝１４２Ｄと螺合した各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部と螺合する。円筒部は、接続部１４２の上記挿通孔に挿通されている。軸部１４３Ａの上記円筒部は、軸部１４３Ａの軸方向のネジ部側を向いておりかつ中心軸に対する周方向に延在する環状面１４３Ｄを有している。環状面１４３Ｄは、ネジ溝１４２Ｄおよびネジ山１４３Ｃと螺合した各第１スプリングコイル１４１の上記一方端部の端面の内周部分と接触する。各固定部１４３の上記ネジ部の軸方向の長さは、例えば接続部１４２の上記収容部の軸方向の長さと等しい。各固定部１４３の上記円筒部の軸方向の長さは、例えば接続部１４２の上記挿通孔の軸方向の長さと等しい。環状面１４３Ｄの外径は、上記ネジ部の外径の最大値よりも大きく、かつ各第１スプリングコイル１４１の内径よりも大きい。

【0035】

各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部は、接続部１４２の各ネジ溝１４２Ｄと螺合するとともに、各固定部１４３のネジ山１４３Ｃと螺合する。これにより、複数の第１スプリングコイル１４１は、接続部１４２および固定部１４３に固定されている。

【0036】

図９に示されるように、各第２スプリングコイル１４４は、各第１スプリングコイル１４１の内側に配置されている。各第２スプリングコイル１４４は、各第１スプリングコイル１４１と同軸上に配置されている。各第２スプリングコイル１４４の外径は、各第１スプリングコイル１４１のうち外径が一定に設けられている部分の内径よりも小さく、上記先細り部分の内径よりも大きい。各第２スプリングコイル１４４の内径は、各固定部１４３の軸部１４３Ａの外径よりも小さい。各第２スプリングコイル１４４の軸方向の長さは、各第１スプリングコイル１４１の軸方向の長さよりも短い。各第２スプリングコイル１４４の軸方向の一方の端部は、各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部と螺合した軸部１４３Ａと対向する。

【0037】

第１スプリングコイル１４１および第２スプリングコイル１４４は、各軸方向と交差する方向への力が加えられていない状態では図９に示すように直線状に延びるように形成されているとともに、各軸方向と交差する方向への力が加えられている状態では図３に示すように湾曲するように形成されている。

【0038】

図１０に示されるように、接続部１４２には、第５面１４２Ｃから第５面１４２Ｃの反対側に位置する面まで貫通する第２貫通孔が形成されている。第２貫通孔は、接続部１４２において複数の第１貫通孔が形成されていない領域、具体的には隣り合う２つの第１貫通孔の間、に形成されている。第２貫通孔は、その孔軸方向において第１孔部１４２Ｆ、第２孔部１４２Ｇ、および第３孔部１４３Ｈに区分される。第１孔部１４２Ｆは、第５面１４２Ｃに開口している。第３孔部１４２Ｈは、第５面１４２Ｃとは反対側に位置する面に開口している。第２孔部１４２Ｇは、第１孔部１４２Ｆと第３孔部１４２Ｈとを連結している。第１孔部１４２Ｆ、第２孔部１４２Ｇ、および第３孔部１４３Ｈは、各孔軸が直線状に連なるように、同軸上に配置されている。第１孔部１４２Ｆの孔径は、第２孔部１２４Ｇの孔径よりも大きく、第３孔部１４２Ｈの孔径よりも小さい。言い換えると、第１孔部１４２Ｆと第３孔部１４２Ｈとの間には、孔軸に向かって突出しかつ孔軸に対する周方向に連なる環状部分１４６Ｉが形成されている。環状部分１４６Ｉは、第２孔部１４２Ｇを成している内周面と、軸方向において第１孔部１４２Ｆに面する環状面とを有している。

【0039】

図１０に示すように、連結部材１４０は、接続部１４２の上記第２貫通孔に固定されたプランジャ１４５をさらに含む。プランジャ１４５は、シャフト１４６と、シャフト１４６を付勢するスプリング１４７と、接続部１４２に対するシャフト１４６の軸方向の位置を決めるための位置決め部材１４８とを有している。プランジャ１４５では、シャフト１４６の先端部１４６Ａが接続部１４２の第５面１４２Ｃに対して突出している突出量が想定的に多い第１状態と、該第１状態と比べて上記突出量が少ない第２状態とが、切り替えられる。

【0040】

図１０に示すように、シャフト１４６は、先端部１４６Ａと、第１柱状部１４６Ｂと、縮径部１４６Ｃと、第２柱状部１４６Ｄとを有する。先端部１４６Ａ、第１柱状部１４６Ｂ、縮径部１４６Ｃ、および第２柱状部１４６Ｄは、各中心軸が直線状に連なるように、同軸上に配置されている。先端部１４６Ａは、錐体形状を有する。先端部１４６Ａは、例えば円錐形状を有する。第１柱状部１４６Ｂの軸方向の一端は、先端部１４６Ａの底面に接続されている。第１柱状部１４６Ｂの他端は、縮径部１４６Ｃの軸方向の一端に接続されている。縮径部１４６Ｃの軸方向の他端は、第２柱状部１４６Ｄの軸方向の一端に接続されている。

【0041】

第１柱状部１４６Ｂの外径は、先端部１４６Ａの最外径よりも小さい。縮径部１４６Ｃの外径は、第１柱状部１４６Ｂおよび第２柱状部１４６Ｄの各外径よりも小さい。第２柱状部１４６Ｄの外径は、第１柱状部１４６Ｂの外径と等しい。

【0042】

先端部１４６Ａの最外径は、上記第２貫通孔の第１孔部１４２Ｆの孔径以下である。先端部１４６Ａの最外径は、スプリング１４７の内径よりも大きく、例えばスプリング１４７の外径と等しい。第１柱状部１４６Ｂおよび第２柱状部１４６Ｄの各外径は、第２孔部１４２Ｇの孔径以下である。第１柱状部１４６Ｂおよび第２柱状部１４６Ｄの各外径は、スプリング１４７の内径以下である。

【0043】

上記第１状態および上記第２状態において、先端部１４６Ａのうち上記底面を含む少なくとも一部は、第１孔部１４２Ｆに収容される。上記第１状態において、第１柱状部１４６Ｂの一部は第１孔部１４２Ｆに収容され、第１柱状部１４６Ｂの残部は第２孔部１４２Ｇに収容される。上記第２状態において、第１柱状部１４６Ｂの一部は第１孔部１４２Ｆに収容され、第１柱状部１４６Ｂの他の一部は第２孔部１４２Ｇに収容され。第１柱状部１４６Ｂの残部は第３孔部１４２Ｈに収容される。上記第１状態および上記第２状態において、縮径部１４６Ｃは第３孔部１４２Ｈに収容される。上記第１状態および上記第２状態において、第２柱状部１４６Ｄは第３孔部１４２Ｈに収容される。

【0044】

図４および図９に示すように、スプリング１４７の軸方向の一端は、先端部１４６Ａの底面に接続されている。スプリング１４７の軸方向の他端は、接続部１４２の上記第２貫通孔内に形成された環状部分１４２Ｉの、第１孔部１４２Ｆに面する環状面に接続されている。スプリング１４７の外径は、第１孔部１４２Ｆの孔径以下であり、かつ第２孔部１４２Ｇの孔径よりも大きい。上記第１状態および上記第２状態において、スプリング１４７は第１孔部１４２Ｆに収容される。

【0045】

図９に示すように、位置決め部材１４８は、シャフト１４６の縮径部１４６Ｃに固定されている。図１０に示すように、縮径部１４６Ｃの軸方向から視て、位置決め部材１４８の平面形状は、Ｃ字形状である。位置決め部材１４８は、縮径部１４６Ｃの中心軸に対する周方向において一端１４８Ａと他端（図示しない）とを有している。位置決め部材１４８の一端１４８Ａと他端とが縮径部１４６Ｃの中心軸に対して成す中心角は、例えば１８０度以上２７０度以下である。位置決め部材１４８の内径、すなわち位置決め部材１４８の内周側の外形線の曲率半径は、縮径部１４６Ｃの外径以上、第１柱状部１４６Ｂおよび第２柱状部１４６Ｄの各外径未満である。位置決め部材１４８の外径、すなわち位置決め部材１４８の外周側の外形線の曲率半径は、第１柱状部１４６Ｂおよび第２柱状部１４６Ｄの各外径より長く、第３孔部１４２Ｈの孔径未満である。縮径部１４６Ｃの軸方向における位置決め部材１４８の厚みは、縮径部１４６Ｃの軸方向の長さと等しい。位置決め部材１４８は、縮径部１４６Ｃと係合している。位置決め部材１４８は、上記第１状態および上記第２状態において第３孔部１４２Ｈ内に配置されている。位置決め部材１４８は、上記第１状態では接続部１４２の環状部分１４２Ｉに接触し、上記第２状態では環状部分１４２Ｉと軸方向に間隔を空けて配置される。

【0046】

プランジャ１４５では、スプリング１４７がその軸方向に所定の力を受けている間のみ、上記第２状態が実現される。スプリング１４７がこのような力を受けていないときには、上記第１状態が維持される。スプリング１４７は、例えば上記第１状態および上記第２状態にある先端部１４６Ａを付勢するように設けられている。上記第１状態でのスプリング１４７の軸方向の長さは、スプリング１４７の自然長よりも短い。

【0047】

なお、スプリング１４７は、少なくとも上記第２状態にある先端部１４６Ａを付勢するように設けられていればよい。この場合、上記第１状態でのスプリング１４７の軸方向の長さは、スプリング１４７の自然長と等しくてもよい。

【0048】

第１管部１００および第２管部１０３は、例えばステンレス鋼管（ＳＵＳ３０４）である。第１スプリングコイル１４１および第２スプリングコイル１４４を構成する材料は、例えばＳＵＳ３０４を含む。プランジャ１４５のシャフト１４６、スプリング１４７、および位置決め部材１４８の各々を構成する材料は、例えばＳＵＳ３０４を含む。

【0049】

＜管部の接続構造の接続方法＞
管部の接続構造２００において、第１管部１００と第２管部１０３とは以下のようにして接続される。まず、上記当接状態が実現される。具体的には、作業者が、第２管部１０３の開口端部１１１を第１管部１００の拡径部１０２内に挿入し、開口端部１１１を段差部１０８に当接させる。これにより、各挿入孔１１５と連通した複数の挿入通路１１４が形成される。次に、作業者が、各第１スプリングコイル１４１の先端を各挿入孔１１５に挿入する。

【0050】

この際、複数の第１スプリングコイル１４１の各々の相対的な位置が接続部１４２および固定部１４３によって定められており、かつ複数の第１スプリングコイル１４１の各々が各軸方向と交差する方向への力が加えられていない状態で直線状に延びるように形成されているため、作業者は複数の第１スプリングコイル１４１の各々を複数の挿入孔１１５の各々に容易かつ同時に挿入できる。

【0051】

さらに、作業者が、接続部１４２の第３面１４２Ａが拡径部１０２の第１面１１６に接触するまで連結部材１４０を押し込む。これにより、図３に示すように、第１スプリングコイル１４１は挿入通路１１４の形状に沿って湾曲しながら挿入通路１１４内に入り込み、各第１スプリングコイル１４１の略全体が挿入孔１１５および挿入通路１１４内に挿入される。これにより第１スプリングコイル１４１は、挿入通路１１４の略全周に亘って配設され、第１環状溝部１１２および第２環状溝部１０４の各々と係合する。このようにして、上記連結状態が実現される。さらに、第１スプリングコイル１４１の軸方向と直交する方向に突出している先端部１４６Ａが、各挿入孔１１５の孔軸に沿った第２面１１７に対して凹んでいる凹部１１８に係合する。そのため、連結部材１４０は、第１スプリングコイル１４１の軸方向に沿った力を受けたときにも、挿入通路１１４および挿入孔１１５から離脱しにくい。

【0052】

＜作用効果＞
管部の接続構造２００は、第１管本体１０１および第１管本体の端部に設けられた拡径部１０２を含む第１管部１００と、拡径部１０２に挿入される開口端部１１１を有する第２管部１０３と、第１管部１００と第２管部１０３とを連結する連結部材１４０とを備える。拡径部１０２と第１管本体１０１との間には、上記連結された状態において開口端部１１１と当接する段差部１０８（ストッパ部）が形成されている。拡径部１０２の内周面には、拡径部１０２の周方向に延びかつ拡径部１０２の軸方向に並んで配置された複数の第１環状溝部１１２が形成されている。第２管部１０３の外周面のうち、上記連結された状態において複数の第１環状溝部１１２の各々と対向する部分には、第２管部１０３の周方向に延びる複数の第２環状溝部１０４が形成されている。上記連結された状態において、複数の第１環状溝部１１２の各々と複数の第２環状溝部１０４の各々とは、拡径部１０２の径方向に対向配置されて複数の挿入通路１１４を形成する。拡径部１０２には、拡径部１０２の外部と複数の挿入通路１１４の各々とを連通する複数の挿入孔１１５が形成されている。連結部材１４０は、上記連結された状態において複数の挿入孔１１５の各々および複数の挿入通路１１４の各々に挿入されて各第１環状溝部１１２および各第２環状溝部１０４と係合する複数の第１スプリングコイル１４１と、複数の第１スプリングコイル１４１間を接続する接続部１４２とを含む。

【0053】

管部の接続構造２００では、第２管部１０３が拡径部１０２から抜ける方向への力が第１管部１００および第２管部１０３に加えられたときに、複数の第１環状溝部１１２および複数の第２環状溝部１０４の各々と係合した複数の第１スプリングコイル１４１とそれらの内部に配置された複数の第２スプリングコイル１４４とが、上記力を受け止める。そのため、管部の接続構造２００では、第２管部１０３が拡径部１０２から抜けにくく、接続品質が高い。本発明者らは、管部の接続構造２００の継手強度（破断荷重）が溶接されたステンレス鋼管の継手強度（破断荷重）と同等以上であることを確認した。

【0054】

さらに、管部の接続構造２００は、作業者が連結部材１４０の各第１スプリングコイル１４１を各挿入孔１１５および各挿入通路１１４に挿入することのみによって、容易に実現され得る。そのため、管部の接続構造２００は、現地溶接工法により接続されるように設けられた従来の管部の接続構造と比べて、作業者の技量に起因した接続品質のばらつきが低減されている。このような管部の接続構造２００は、従来現地溶接工法により接続されている管部の接続構造に好適であり、特に橋梁に添架された水道配管の接続構造に好適である。また、複数の第１スプリングコイル１４１が接続部１４２によって接続されていない場合には、各第１スプリングコイル１４１を各挿入通路１１４に順次挿入する必要がある。これに対し、管部の接続構造２００では、複数の第１スプリングコイル１４１が接続部１４２によって接続されているため、各第１スプリングコイル１４１を各挿入通路１１４に同時に挿入し得る。そのため、管部の接続構造２００は、複数の第１スプリングコイル１４１が接続部１４２によって接続されていない場合と比べて、容易に接続され得る。

【0055】

管部の接続構造２００では、各固定部１４３は、各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部に挿入され、かつ上記一方の端部と螺合するネジ部（挿入部）を含む。ネジ部には、ネジ山１４３Ｃが形成されている。さらに、接続部１４２には、各第１スプリングコイル１４１の上記一方の端部を収容する複数の収容部が形成されており、各収容部には、上記一方の端部と螺合するネジ溝１４２Ｄが形成されている。これにより、各第１スプリングコイル１４１は、接続部１４２に対して容易にかつ強固に固定され得る。

【0056】

管部の接続構造２００では、先端部１４６Ａが、接続部１４２の第５面１４２Ｃから各第１スプリングコイル１４１の軸方向と直交する方向に突出している。上記連結状態において、先端部１４６Ａは、拡径部１０２の第２面１１７に形成された凹部１１８と係合する。そのため、連結部材１４０は、第１スプリングコイル１４１の軸方向に沿った力を受けたときにも、挿入通路１１４および挿入孔１１５から離脱しにくい。その結果、管部の接続構造２００では、上記連結状態において先端部１４６Ａが凹部１１８と係合しない場合と比べて、上記連結状態が解消されにくい。

【0057】

管部の接続構造２００では、第２管部１０３は、第２管本体１０３Ａおよび厚肉部１０３Ｂを含む。複数の第２環状溝部１０４は、厚肉部１０３Ｂの外周面に形成されている。厚肉部１０３Ｂの肉厚は、第２管本体１０３Ａの肉厚よりも厚い。そのため、管部の接続構造２００の継手強度は、第２管本体１０３Ａと同等の肉厚とされた挿し口に複数の第２環状溝部１０４が形成された場合の継手強度と比べて、高くなる。

【0058】

管部の接続構造２００では、連結部材１４０が、各第１スプリングコイル１４１の内側に収容された複数の第２スプリングコイル１４４をさらに含む。これにより、管部の接続構造２００において第１スプリングコイル１４１と第１環状溝部１１２および第２環状溝部１０４との接触面に生じる面圧は、連結部材１４０が第２スプリングコイル１４４を含まない場合のそれと比べて、高くなる。その結果、管部の接続構造２００の継手強度は、連結部材１４０が第２スプリングコイル１４４を含まない場合のそれと比べて、高くなる。

【0059】

＜変形例＞
複数の第１環状溝部１１２、複数の第２環状溝部１０４、および複数の第１スプリングコイル１４１の各々の数は、３以上であってもよい。

【0060】

複数の第１スプリングコイル１４１は、相対的に外径が大きい第１スプリングコイル１４１と、相対的に外径が小さい第１スプリングコイル１４１とを有していてもよい。この場合、複数の挿入通路１１４は、相対的に内径が大きい挿入通路１１４と、相対的に内径が小さい挿入通路１１４とを有している。相対的に内径が大きい挿入通路１１４は、上記連結状態において相対的に外径が大きい第１スプリングコイル１４１と係合するように設けられている。相対的に内径が小さい挿入通路１１４は、上記連結状態において相対的に外径が小さい第１スプリングコイル１４１と係合するように設けられている。

【0061】

複数の第１環状溝部１１２は、相対的に寸法が大きい第１環状溝部１１２と、相対的に寸法が小さい第１環状溝部１１２とを有している。複数の第２環状溝部１０４は、相対的に寸法が大きい第２環状溝部１０４と、相対的に寸法が小さい第２環状溝部１０４とを有している。相対的に寸法が大きい第１環状溝部１１２は、上記当接状態において相対的に寸法が大きい第２環状溝部１０４と径方向に互いに対向するように配置される。

【0062】

（実施例）
本発明者らは、以下の評価試験を行い、本実施の形態に係る管部の接続構造２００の耐震性能が溶接されたステンレス鋼管の耐震性能と同等以上であることを確認した。

【0063】

実施例の試料として管部の接続構造２００を準備した。第１管部１００および第２管部１０３はＳＵＳ３０４鋼管とし、接続部１４２および固定部１４３の各々を構成する材料をＳＵＳ３０４とした。

【0064】

上記試料に対し、日本水道協会が定める「ＪＷＷＡ Ｇ １２０ 水道用ＧＸ形ダクタイル鋳鉄管」の試験規格に準じて、水密性試験、離脱防止性試験、曲げ水密性試験、および曲げ強度試験を行った。

【0065】

水密性試験では、上記試料に水圧２．０ＭＰａを負荷し、これを５分間保持した。離脱防止性試験では、上記試料に離脱防止力３ＤｋＮを負荷した。離脱防止力の単位中のＤは、管部の呼び径（単位：ｍｍ）を意味する。呼び径が約１１３ｍｍである管部では、離脱防止力３ＤｋＮは３４０ｋＮ程度となる。曲げ水密性試験では、第１管部１００を第２管部１０３の中心軸に対して角度４度まで曲げた状態とした後、当該状態下で水圧２．０ＭＰａを負荷し、これを５分間保持した。曲げ強度試験では、上記試料に限界曲げモーメントを負荷した。

【0066】

全試験の結果は、上記試験規格を満足した。離脱防止性試験では、上記試料の離脱防止力の実強度（破断荷重）が６７０ｋＮであり、基準値３ＤｋＮ（約３４０ｋＮ）の約２倍であることが確認された。なお、呼び径が上記試料と同じである２つのＳＵＳ３０４鋼管が溶接された接続構造の破断荷重は、５４５ｋＮであった。つまり、離脱防止性試験での上記試料の継手強度は、溶接された接続構造の継手強度と同等以上であることが確認された。曲げ水密性試験では、試験荷重が６１．５ｋＮであるとき、曲げモーメントが約１５．４ｋＮ・ｍであった。

【0067】

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、上述の実施の形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。

【符号の説明】

【0068】

１００ 第１管部、１０１ 第１管本体、１０２ 拡径部、１０３ 第２管部、１０３Ａ 第２管本体、１０３Ｂ 厚肉部、１０４ 第２環状溝部、１０７ シール部材、１０８ 段差部、１１０ シール収容溝、１１１，１１３ 開口端部、１１２ 第１環状溝部、１１４ 挿入通路、１１５ 挿入孔、１１６ 第１面、１１７ 第２面、１１８ 凹部、１２４Ｇ，１４２Ｇ 第２孔部、１４０ 連結部材、１４１ 第１スプリングコイル、１４２ 接続部、１４２Ａ 第３面、１４２Ｂ 第４面、１４２Ｃ 第５面、１４２Ｄ ネジ溝、１４２Ｅ，１４３Ｄ 環状面、１４２Ｆ 第１孔部、１４２Ｈ，１４３Ｈ 第３孔部、１４２Ｉ，１４６Ｉ 環状部分、１４３ 固定部、１４３Ａ 軸部、１４３Ｂ 頭部、１４３Ｃ ネジ山、１４４ 第２スプリングコイル、１４５ プランジャ、１４６ シャフト、１４６Ａ 先端部、１４６Ｂ 第１柱状部、１４６Ｃ 縮径部、１４６Ｄ 第２柱状部、１４７ スプリング、１４８ 位置決め部材、１４８Ａ 一端、２００ 管部の接続構造、５００ 配管ユニット。

【要約】      （修正有）

【課題】作業者の技量に起因した接続品質のばらつきが低減されている管部の接続構造を提供する。
【解決手段】管部の接続構造は第１管本体１０１、その端部に設けられた拡径部１０２を含む第１管部１００、拡径部１０２に挿入される開口端部１１１を有する第２管部１０３、第１管部１００と第２管部１０３を連結する連結部材１４０を備える。拡径部１０２の内周面に、複数の第１環状溝部１１２、第２管部１０３の外周面に複数の第２環状溝部１０４を形成し、第１管部と第２管部が連結部材により連結状態で、複数の第１環状溝部１１２と第２環状溝部１０４は拡径部１０２の径方向に対向配置され複数の挿入通路を形成する。連結部材１４０は連結状態において複数の挿入孔及び挿入通路に挿入されて各第１環状溝部１１２及び各第２環状溝部１０４と係合する複数の第１スプリングコイル１４１と、複数の第１スプリングコイル１４１間を接続する接続部１４２とを含む。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】