特許 7170407 プッシュオン方式管継手の接続方法及びその接続に使用するアタッチメント

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-04

(45)【発行日】2022-11-14

(54)【発明の名称】プッシュオン方式管継手の接続方法及びその接続に使用するアタッチメント

(51)【国際特許分類】

   F16L 21/04 20060101AFI20221107BHJP

   F16L 21/00 20060101ALI20221107BHJP

【ＦＩ】

F16L21/04

F16L21/00 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018049206

(22)【出願日】2018-03-16

(65)【公開番号】P2019158096

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2020-12-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000142595

【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100112575

【弁理士】

【氏名又は名称】田川 孝由

(74)【代理人】

【識別番号】100167380

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 隆

(72)【発明者】

【氏名】藤田 弘司

(72)【発明者】

【氏名】小仲 正純

(72)【発明者】

【氏名】吉田 義徳

(72)【発明者】

【氏名】冨田 直岐

【審査官】▲高▼藤 啓

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６０－１０３７７７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０４－１２２８８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－１３２９８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ ２１／０４

Ｆ１６Ｌ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に止水用ゴム輪（３）を装填した一の管（Ｐ）の受口（２）に、他の管（Ｐ）の挿し口（１）を前記ゴム輪（３）を圧縮して挿し込むプッシュオン方式管継手において、
上記受口（２）に挿し口（１）が挿し込まれていない状態において、上記ゴム輪（３）の内周面全周に亘って滑剤（ａ）を介しアタッチメント（１０）を設けて、そのアタッチメント（１０）により前記ゴム輪（３）をそのゴム輪（３）の内周径が挿し口（１）の外周径近くになるように拡径した後、そのゴム輪（３）を拡径した状態で、上記挿し口（１）を受口（２）に挿し込むとともに前記ゴム輪（３）を拡径した状態のアタッチメント（１０）を押し、そのアタッチメント（１０）がゴム輪（３）から離れた後、アタッチメント（１０）を受口（２）から取り外し、さらに挿し口（１）を受口（２）に挿し込む管継手の接続方法。

【請求項2】

請求項１に使用する上記アタッチメント（１０）であって、上記ゴム輪（３）の内周に沿うリング状体（１１）と、そのリング状体（１１）にその周囲全長に亘って径方向にねじ込まれた複数の押圧ボルト（１３）と、その各押圧ボルト（１３）の先端に設けられた当て片（１４）とからなり、前記押圧ボルト（１３）のねじ込みにより前記当て片（１４）がゴム輪（３）に圧接して拡径するアタッチメント。

【請求項3】

上記当て片（１４）と上記リング状体（１１）のどちらか一方に、他方を貫通するガイド杆（１７）を設けて、上記押圧ボルト（１３）の回転に伴う当て片（１４）の回転を阻止するようにした請求項２に記載のアタッチメント。

【請求項4】

内周面に止水用ゴム輪（３）を装填した一の管（Ｐ）の受口（２）に、他の管（Ｐ）の挿し口（１）を前記ゴム輪（３）を圧縮して挿し込むプッシュオン方式管継手において、
上記ゴム輪（３）の内周面全周に亘って滑剤（ａ）を介しアタッチメント（１０）を設けて、そのアタッチメント（１０）により前記ゴム輪（３）を拡径した後、アタッチメント（１０）を押し、そのアタッチメント（１０）がゴム輪（３）から離れた後、アタッチメント（１０）を受口（２）から取り外し、さらに挿し口（１）を受口（２）に挿し込む管継手の接続方法に使用する前記アタッチメント（１０）であって、
上記ゴム輪（３）の内周に沿うリング状体（１１）と、そのリング状体（１１）にその周囲全長に亘って径方向にねじ込まれた複数の押圧ボルト（１３）と、その各押圧ボルト（１３）の先端に設けられた当て片（１４）とからなり、前記当て片（１４）と前記リング状体（１１）のどちらか一方に、他方を貫通するガイド杆（１７）を設けて、上記押圧ボルト（１３）の回転に伴う当て片（１４）の回転を阻止するようにしたアタッチメント。

【請求項5】

請求項２乃至４の何れか１つに記載のアタッチメント（１０）を台車（２０）で支持し、その台車（２０）は、上記一の管（Ｐ）の内面を走行するキャスタ（２３）によって径方向に不動となっているアタッチメントの支持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、挿し口挿入力の低減を図ったプッシュオン方式の管継手の接続方法、その接続に使用するアタッチメント、及びそのアタッチメントの管内の支持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ダクタイル鉄管を用いて水道管路を布設する場合、継手部に止水用ゴム輪を設置し、そのゴムを圧縮することで、継手部を止水して管路通水機能を維持する。その止水方式として、プッシュオン方式とメカニカル方式の２種類がある。このうち、プッシュオン方式は、受口に設置したゴム輪が変形・圧縮される構成であり、一方の鉄管の挿し口を他方の鉄管の受口に挿入することで接合できる施工性に優れた継手である。

【0003】

そのプッシュオン方式の管継手には、例えば、図６に示すＴ形（Tyton（タイトン））があり、一の管の挿し口１を他の管の受口２に挿し込んで接続するものであり、その際、受口２内に止水用ゴム輪３を装填し、挿し口１の挿し込みに伴い（矢印方向）、ゴム輪３を圧縮して止水する（特許文献１）。
すなわち、まず、図６（ａ）に示すように、ゴム輪３の内周面及び挿し口１の先端部外周面に滑剤ａを塗布し、同図（ｂ）から同図（ｃ）、さらに同図（ｄ）に示すように、挿し口１を受口２内の所要位置まで挿し込んで接続する。このとき、滑剤ａによってゴム輪３内面と挿し口１先端部外周面との摩擦力（挿入抵抗力）は軽減される。図中、ｂはモルタル、エポキシ樹脂等のライニングである。

【0004】

その挿し口１の挿し込みは、図７に示すように、一方の管Ｐにナイロンスリング等の帯（ワイヤ）４を巻き付け、他方の管Ｐの受口２にフック５を引っ掛け、そのフック５と帯４との間にレバーブロック６を有するナイロンスリング等の帯７を架け渡し、レバーブロック６により、他方の管Ｐを一方の管Ｐに向かって移動させて、その挿し口１を一方の管Ｐの受口２に挿入する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１１－２２０４７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

この挿し込み作業において、滑剤ａによって挿入抵抗力はある程度軽減されるが、管Ｐの呼び径が大きくなると、挿し口１とゴム輪３の接触面積の増大や管Ｐの重量化等によって挿入抵抗力が口径に比例して大きくなる。このため、大口径の管Ｐでは、大きな出力かつ自重の大きなレバーブロック６を複数台用いて施工（作業）する必要がある等、施工難易度が高くなる傾向にある。

【0007】

この発明は、以上の実情の下、上記のプッシュオン方式管継手における挿入抵抗力の低減を図ることを課題とする。

【0008】

上記課題を達成するために、この発明は、アタッチメントによってゴム輪３を拡径し、その状態で、挿し口１を受口２に挿し入れ、アタッチメントはその挿し入れに伴ってゴム輪３内を移動するようにしたのである。
通常、挿し口１を受口２に挿し込む際、挿し口１の先端外周のテーパ部１ａ（図６（ａ）参照）がゴム輪３の最小内径部に入り込む時の近傍で挿入抵抗力が最大となり、図６（ｃ）に示す、挿し口１がゴム輪３を通過すると、挿入抵抗力が小さくなる。
このため、以上のように、ゴム輪３がアタッチメントによって拡径している状態で挿し口１をゴム輪３に入り込むようにすれば、挿し口１はゴム輪３内に容易に挿し込まれることとなる。このとき、その挿入抵抗力はゴム輪３が拡径していることから小さくなり、挿し口１の挿入抵抗力は、アタッチメントによってゴム輪３を拡径しない場合に比べれば、極めて小さくなる。

【0009】

具体的には、内周面に止水用ゴム輪を装填した一の管の受口に、他の管の挿し口をゴム輪を圧縮して挿し込むプッシュオン方式管継手において、ゴム輪の内周面全周に亘って滑剤を介しアタッチメントを設けて、そのアタッチメントによりゴム輪を拡径した後、挿し口を受口に挿し込むとともにアタッチメントを押し、そのアタッチメントがゴム輪から離れた後、アタッチメントを受口内から取り外し、さらに挿し口を受口に差し込む管継手の接続方法を採用する。
このとき、滑剤は、ゴム輪とアタッチメントの接触面のどちらか一方又は両者に塗布することができるが、従来から、ゴム輪に塗布していることから、ゴム輪の表面が好ましい。

【0010】

この接続方法において使用するアタッチメントは、上記ゴム輪を拡径し得る態様であれば、種々の態様が考えられるが、例えば、ゴム輪の内周に沿うリング状体と、そのリング状体にその周囲全長に亘って径方向にねじ込まれた複数の押圧ボルトと、その各押圧ボルトの先端に設けられた当て片とからなる構成のものとすることができる。
この構成のアタッチメントは、押圧ボルトをねじ回すことによって、リング状体に対して当て片を進退させることができる。このため、当て片を後退させてアタッチメントを管内に入れ、押圧ボルトによって当て片を進行させることによってゴム輪を拡径することができる。
このとき、上記当て片と上記リング状体のどちらか一方に、他方を貫通するガイド杆を設けて、上記押圧ボルトの回転に伴う当て片の回転を阻止するようにすることができる。
アタッチメントは台車で支持し、その台車でもって、アタッチメントを管内の任意位置に移動自在とすることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

この発明は、以上のように構成してゴム輪の拡径状態において、挿し口を受口に挿入するようにしたので、挿し口挿入力（挿入抵抗力）を大きく低減することができて、作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1A】この発明に係る管継手の接続方法の一実施形態の作用説明用要部断面図

【図1B】同実施形態の作用説明用要部断面図

【図1C】同実施形態の作用説明用要部断面図

【図1D】同実施形態の作用説明用要部断面図

【図1E】同実施形態の作用説明用要部断面図

【図1F】同実施形態の作用説明用要部断面図

【図1G】同実施形態の作用説明用要部断面図

【図2】同実施形態のアタッチメントの正面図を示し、（ａ）は拡径前、（ｂ）は拡径後

【図3】図２（ｂ）の要部拡大図を示し、（ａ）は一部切欠き図、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ線断面図、（ｃ）は押圧ボルトの正面図

【図4】アタッチメントの他例の正面図を示し、（ａ）は拡径前、（ｂ）は拡径後

【図5】アタッチメントの支持状態を示し、（ａ）は管を切断した正面図、（ｂ）は同側面図

【図6】Ｔ形管継手の接続作用説明断面図

【図7】管継手の接続作用説明図

【発明を実施するための形態】

【0013】

この発明に係る管継手の接続法の一実施形態を図１Ａ～図１Ｇ及び図２、図３に示し、この実施形態の管継手は口径７００ｍｍ以上のダクタイル鋳鉄からなるＴ形管継手であり、上記と同一符号は同一物を示す。この発明に係る接続方法は、図２、図３に示すアタッチメント１０を採用した点が特徴である。

【0014】

そのアタッチメント１０は、図２、図３に示すように、上記ゴム輪３の内周に沿うリング状体１１と、そのリング状体１１の周囲等間隔に形成されたねじ孔（タップ孔）１２と、そのねじ孔１２にねじ込まれた押圧ボルト１３と、その押圧ボルト１３の先端の円弧状当て片１４とから成る。これらのリング状体１１、押圧ボルト１３、当て片１４は、鉄や強化プラスチックなどの剛体からなり、押圧力に耐え得る種々の材料で製作する。

【0015】

上記ねじ孔１２、押圧ボルト１３、当て片１４の数、位置は任意であるが、ゴム輪３にその全周に亘って均一な押圧力（拡径力）が作用するように、ねじ孔１２（押圧ボルト１３、当て片１４）は、リング状体１１の周囲等分位置に設けることが好ましく、実験などによって適宜に設定する。この実施形態においては、リング状体１１の周囲１２等分位置に設けた。
図３に示すように、押圧ボルト１３の先端は当て片１４の長さ方向の中央の孔１５に嵌められ、その孔１５に至るピンボルト１６が当て片１４にねじ込まれている。そのピンボルト１６の先端部が押圧ボルト１３の周溝１３ａに嵌って押圧ボルト１３の抜け止めがなされている。このため、押圧ボルト１３から当て片１４は離れることがない。また、押圧ボルト１３がリング状体１１にねじ込まれているため、当て片１４がリング状体１１から離脱することもない。

【0016】

このアタッチメント１０を使用して挿し口１を受口２に挿し入れるには、受口２に挿し口１が挿し込まれていない状態において、まず、図１Ａ、図１Ｂに示すように、ゴム輪３の内周全面、挿し口１先端部外周全面及びアタッチメント１０の当て片１４の外側全面に滑剤ａを塗布する。この塗布の前後に、アタッチメント１０をゴム輪３の内周面に位置させる。
つぎに、図１Ｃに示すように、各押圧ボルト１３をリング状体１１にねじ込んで当て片１４を進行させてゴム輪３を収縮させて拡径する（図２（ａ）から同（ｂ）参照）。このとき、ゴム輪３を十分に拡径する。例えば、ゴム輪３の内周径が挿し口１の外周径近くとする。

【0017】

ゴム輪３が拡径すれば、図１Ｄに示すように、挿し口１を受口２内に挿し入れる。このとき、アタッチメント１０も同時に推し進めてアタッチメント１０をゴム輪３から外す。
図１Ｅに示すように、アタッチメント１０がゴム輪３から外れれば、押圧ボルト１３をリング状体１１からねじ戻して当て片１４を後退させる（同図鎖線から実線、図２（ｂ）から同（ａ）参照）。

【0018】

アタッチメント１０の外径（各当て片１４の外面がなす円の径）が受口２の直管部の内径（挿し口１の内径）以下になれば、図１Ｆに示すように、そのアタッチメント１０を継手部から取り出し等によって退去させる（受口２から取り外す）。
その後、図１Ｇに示すように、挿し口１をさらに所要長さ挿し込んでこの管継手（継手部）の接続を完了する。
なお、挿し口１の挿し込みは、人力によったり、図７に示したレバーブロック６によったりすることができる。

【0019】

アタッチメント１０の他例としては、図４に示すものが考えられる。この例は、当て片１４の押圧ボルト１３の両側にガイド杆１７を設けたものである。このガイド杆１７は、当て片１４にねじ込み等によって固定され、リング状体１１には移動自在に貫通して押圧ボルト１３と平行となっている。
このアタッチメント１０は、ガイド杆１７によって当て片１４が押圧ボルト１３回りに回転するのが阻止されるため、当て片１４のリング状体１１に対する進退が円滑に行われる。当て片１４の回転止めはガイド杆１７が一本でも行い得るため、ガイド杆１７は一本以上あれば良い。

【0020】

なお、当て片１４のゴム輪３への拡径に支障がなければ、例えば、当て片１４でゴム輪３を拡径し終わった時、ガイド杆１７がゴム輪３に食い込んで支障がでる等の問題が生じなければ、リング状体１１にガイド杆１７を固定し、そのガイド杆１７を当て片１４に移動自在に貫通する構成とすることもできる。

【0021】

アタッチメント１０は、軽ければ、人力で運搬できるが、図５に示す台車２０に支持した構成とすることができる。
この台車２０は、基台２１と、その基台２１の中央から立ち上がった縦柱２２と、その基台２１の両端及び縦柱２２の上端のキャスタ２３からなる。この３個のキャスタ２３は、二等辺三角形の各頂点に位置しており、基台２１の両端のキャスタ２３は支持枠２３ａを介して前後に２個設けてある。縦柱２２のキャスタ２３は、縦柱２２から横方向に突出した脚２２ａに支持枠２３ｂを介して設けてある。なお、キャスタ２３の位置、数は、台車２０を管Ｐ内に円滑かつ軸心回りに回転し難いように走行し得れば任意である。
アタッチメント１０は、この台車２０の縦柱２２の上部に支持体２２ｂを介して吊り下げ状態で支持されている。

【0022】

この台車２０によって、図１Ｂに示すように、アタッチメント１０を受口２のゴム輪３に対応する位置まで移動して、そのアタッチメント１０によるゴム輪３の拡径を行う。図１Ｄに示す挿し口１の挿し込み時には、台車２０はキャスタ２３によって管Ｐ内を円滑に動くため、アタッチメント１０はゴム輪３から円滑に外れる。

【0023】

上記実施形態は、ボルト１３によって当て片１４を進退させたが、他の機構、例えば、油圧シリンダ等によってその進退を行うようにすることもできる。このとき、その油圧ポンプは台車２０に搭載することができる。
また、呼び径：７００以上の鋳鉄管Ｐとして、人が管内に入り得る内径としたが、ロボット等によってアタッチメント１０が管Ｐ内に出し入れ可能とし得れば、それ以下の呼び径の管にもこの発明を採用することはできる。
さらに、上記実施形態はＴ形管継手であったが、この発明は、ＰＮ形、ＮＳ形管継手等の各種のプッシュオン方式の管継手に採用し得ることは勿論である。
このように、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、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が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0024】

Ｐ 管
ａ 滑剤
１ 挿し口
２ 受口
３ ゴム輪
１０ アタッチメント
１１ アタッチメントのリング状体
１２ 同リング状体のねじ孔（タップ孔）
１３ 押圧ボルト
１４ 当て片
１７ ガイド杆
２０ 台車
２１ 台車の基台
２２ 同縦柱
２３ キャスタ

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図1E】

【図1F】

【図1G】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】