特許 7189675 カップリング式管継手

(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】2022-12-06

(45)【発行日】2022-12-14

(54)【発明の名称】カップリング式管継手

(51)【国際特許分類】

   F16L 21/06 20060101AFI20221207BHJP

   F16L 21/08 20060101ALI20221207BHJP

【ＦＩ】

F16L21/06

F16L21/08 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018082043

(22)【出願日】2018-04-23

(65)【公開番号】P2019190529

(43)【公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-03-03

(73)【特許権者】

【識別番号】591063464

【氏名又は名称】ショーボンドマテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(74)【代理人】

【識別番号】100198214

【弁理士】

【氏名又は名称】眞榮城 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】桐原 順治

【審査官】伊藤 紀史

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－０７５８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】英国特許出願公開第０２３０３６７７（ＧＢ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２１７７４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０５－２５６３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３０１５０１７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１５－２０９８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００１２３３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平１１－２９４６５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ ２１／０６－２１／０８

Ｆ１６Ｌ ３７／００－３７／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

管軸方向に沿ってスリットが形成されて締付手段で締付可能な円筒状のカップリング本体を有し、このカップリング本体が２つの消火設備用のステンレス鋼鋼管の突き合わせた管端同士に跨って外嵌されて、これらの管端同士を接続するカップリング式管継手であって、
前記カップリング本体には、リング状の一部が縮径可能に切り欠かれ、前記金属管に喰い込む相対的に高い硬度を有した複数対のグリップリングと、これらのグリップリング内に介装されて接続する前記ステンレス鋼鋼管の管内の流動体を封止する円筒状のゴムスリーブと、を備え、
前記複数対のグリップリングは、１２ｍｍ以上１８ｍｍ以下の所定間隔を置いて各管端に複数枚ずつ設けられていること
を特徴とするカップリング式管継手。

【請求項2】

各対の前記グリップリング同士の間には、両者の間隔を保持し、外側に前記グリップリングの傾斜角度を保持する傾斜面が形成された断面台形状のガイドリングが介装されていること
を特徴とする請求項１に記載のカップリング式管継手。

【請求項3】

各対の内側の前記グリップリングの基端部の内側には、当該グリップリングの傾斜角度を保持する断面三角形状の三角リングが設けられていること
を特徴とする請求項１又は２に記載のカップリング式管継手。

【請求項4】

各対の内側の前記グリップリングの切り欠かれた部分の内側には、前記ゴムスリーブが管内の圧力で外側へ押し出されないように阻止するプロテクションリングが設けられていること
を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のカップリング式管継手。

【請求項5】

前記ゴムスリーブには、両端付近に前記金属管との密着力を高める環状のスプリングが装着されていること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のカップリング式管継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、突き合わせた金属管同士を接続するカップリング式管継手に関し、詳しくは、ステンレス鋼鋼管同士を接続するカップリング式管継手に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、機械的（メカニカル）な方法により金属管同士を接続するメカニカル形管接手が知られている。また、メカニカル形管接手としても、プレス式、拡管式、ナット式、転造ねじ式、差込式、カップリング式（ストラブ・グリップ式）などの種々の方式のものが知られている。

【0003】

このうちカップリング式管接手は、カップリング本体内にゴムスリーブとグリップリングを収容し、カップリング本体をボルトとナットで締め付けて、このグリップリングを金属管の管端部に喰い込ませて、管端部を封止する構造となっている。このカップリング式管継手は、金属管の抜け防止として、管端部にねじ切りやグルービングといった二次加工の必要がなく、金属管同士を簡単に接続できるという優れた特徴を有している。

【0004】

しかしながら、一方で、管端部に抜け防止の二次加工が施されていないため、管内に高い圧力がかけられた場合に、管接手から金属管が抜け出さないための高い引抜阻止力（グリップ力：管軸方向の引張強度）が求められている。

【0005】

例えば、特許文献１には、配管３０の管端同志を突き当てた外周面位置をシートリング２１やロックリング２２等を有するシートロック機構２０を収容した断面略Ｃ字形のハウジング１１で囲繞し、このハウジング１１の円周方向両端部１２、１２をボルト等の締結部材１８で締め付けて配管３０、３０同志を接合する管継手１０であって、前記ハウジング１１の両端部１２、１２の何れか一方又は双方に当接部１３を設け、ハウジング１１の締め付け時に当接部１３を他方の当接部１３、又はハウジング１１の他の端部１２に当接するようにした管継手１０が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１５］～［００３０］、図面の図１，図２等参照）。

【0006】

特許文献１に記載の管継手１０は、容易に締め付けトルクを規制して適正な締め付け量による締付けを行なって確実に配管をシールすることができ、径の異なる配管の接合に対しても安定した締め付けを行なって密封状態で接合を行うことができるとされている。

【0007】

また、特許文献２には、密封スリーブ１６１を囲繞する断面Ｃ形状の筒形のハウジング１５１の両端をボルト締結部材１６８で締付けて前記ハウジング１５１内に装着したロックリング機構１６０で配管Ｐを接合する縮径用継手において、前記ハウジング１５１の両端部の一方、又は双方から円周方向に沿って適宜の長さのスリット１５４を設けた縮径用継手が開示されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００２７］～［００５５］、図面の図２，図３，図１１等参照）。

【0008】

特許文献２の縮径用継手は、同一の呼び径の配管を接合する場合に実際の管径に誤差が生じていたり、或は、呼び径の異なる異径管や金属と樹脂などの異なる材質の配管を接合していたりする場合にも、ロックリング機能を働かせつつ、高いシール性を発揮しながら強固に接合することができるとされている。

【0009】

しかし、特許文献１に記載の管継手１０や特許文献２に記載の縮径用継手などのカップリング式管接手は、肉厚が厚く、一般的な硬度をもつ金属管同士を接続する場合であって、ステンレス鋼鋼管のような、肉厚が薄く高い硬度の金属管同士を接続する場合は、所望の 引抜阻止力を達成できないという問題があった。

【0010】

例えば、消火設備用のステンレス鋼鋼管同士を接続する場合は、カップリング式管接手も、消防法の継手性能基準等により所定の耐圧試験や曲げ試験及び引張強度試験をクリアする必要があった。このようにカップリング式管接手によりステンレス鋼鋼管同士を接続する場合は、管内に高い圧力が掛けられるうえ、一般的に使用されるステンレス鋼鋼管の厚みは２ｍｍ以内で最大でも３ｍｍと薄く、しかも硬度が高く非常に硬いという特徴があった。このため、カップリング式管接手において、単純にケーシング（カップリング本体）をボルトとナットで締め付ける力を上げても、鋼管自体が撓んでグリップリングがステンレス鋼鋼管に深く喰い込まず、所望の高い引抜阻止力（グリップ力）を達成できないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【文献】特開２００３－１７２４８５号公報

【文献】特開２００８－７５８８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

そこで本発明は、前記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、金属管の管厚が薄く、且つ高い圧力が掛けられる場合であっても、高い引抜阻止力（グリップ力）を達成することができるカップリング式管継手を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

第１発明に係るカップリング式管継手は、管軸方向に沿ってスリットが形成されて締付手段で締付可能な円筒状のカップリング本体を有し、このカップリング本体が２つの消火設備用のステンレス鋼鋼管の突き合わせた管端同士に跨って外嵌されて、これらの管端同士を接続するカップリング式管継手であって、前記カップリング本体には、リング状の一部が縮径可能に切り欠かれ、前記金属管に喰い込む相対的に高い硬度を有した複数対のグリップリングと、これらのグリップリング内に介装されて接続する前記ステンレス鋼鋼管の管内の流動体を封止する円筒状のゴムスリーブと、を備え、前記複数対のグリップリングは、１２ｍｍ以上１８ｍｍ以下の所定間隔を置いて各管端に複数枚ずつ設けられていることを特徴とする。

【0014】

第２発明に係るカップリング式管継手は、第１発明において、各対の前記グリップリング同士の間には、両者の間隔を保持し、外側に前記グリップリングの傾斜角度を保持する傾斜面が形成された断面台形状のガイドリングが介装されていることを特徴とする。

【0015】

第３発明に係るカップリング式管継手は、第１発明又は第２発明において、各対の内側の前記グリップリングの基端部の内側には、当該グリップリングの傾斜角度を保持する断面三角形状の三角リングが設けられていることを特徴とする。

【0016】

第４発明に係るカップリング式管継手は、第１発明ないし第３発明のいずれかの発明において、各対の内側の前記グリップリングの切り欠かれた部分の内側には、前記ゴムスリーブが管内の圧力で外側へ押し出されないように阻止するプロテクションリングが設けられていることを特徴とする。

【0017】

第５発明に係るカップリング式管継手は、第１発明ないし第４発明のいずれかの発明において、前記ゴムスリーブには、両端付近に前記金属管との密着力を高める環状のスプリングが装着されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

第１発明～第５発明によれば、金属管の管厚が薄く、且つ高い圧力が掛けられる場合、例えば、消火設備用のステンレス鋼鋼管同士を接続する場合であっても、金属管が凹んだり撓んだりすることなく所定深さまでグリップリングを金属管に喰い込ませることができる。このため、管端部にねじ切りやグルービングといった二次加工の必要がなく、金属管同士を簡単に接続できるカップリング式管継手において、高い引抜阻止力（グリップ力）を達成することができる。

【0019】

特に、第２発明によれば、各対のグリップリング同士の間隔を保持するガイドリングが介装されているので、外側のグリップリングが内側へずれたり、グリップリングが倒れて傾斜角度が小さくなったりすることがなく、グリップリングを確実に金属管に喰い込ませることができる。

【0020】

特に、第３発明によれば、内側のグリップリングの傾斜角度を保持する断面三角形状の三角リングが設けられているので、内側のグリップリングが倒れることを阻止して、さらに確実にグリップリングを金属管に喰い込ませることができる。

【0021】

特に、第４発明によれば、プロテクションリングが設けられているので、ゴムスリーブが管内の圧力で外側へ押し出されることを阻止することができる。このため、金属管同士の接続部分をゴムスリーブで確実に封止することができ、管内を流れる流動体が漏れ出すおそれがすくない。

【0022】

特に、第５発明によれば、ゴムスリーブの両端付近に、環状のスプリングが装着されているので、金属管とゴムスリーブの密着力を高めることができ、さらに封止力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態に係るカップリング式管継手を示す斜視図である。

【図2】同上のカップリング式管継手を管軸方向に沿って見た正面図である。

【図3】同上のカップリング式管継手の左側面図である。

【図4】同上のカップリング式管継手を示す図２のＡ－Ａ線端面図である。

【図5】同上のカップリング式管継手のグリップリングを示す斜視図である。

【図6】同上のカップリング式管継手のゴムスリーブの一部を管軸方向に沿って切断した状態で示す部分断面斜視図である。

【図7】同上のカップリング式管継手の三角リングを示す斜視図である。

【図8】同上のカップリング式管継手のガイドリングを示す斜視図である。

【図9】同上のカップリング式管継手のプロテクションリングを示す斜視図である。

【図10】従来のカップリング式管継手の締付状態を端面図で示す説明図であり、（ａ）が締付前、（ｂ）が締付後を示している。

【図11】鋼管が内側に凹むことで設計通りの喰い込み量に達しないことを端面図で示す説明図であり、（ａ）が設計の状態、（ｂ）が実際の状態を示している。

【図12】従来のカップリング式管継手にグリップリングを各対２枚ずつ重ねて装着した場合を端面図で示す説明図である。

【図13】本発明の実施形態に係るカップリング式管継手のグリップリングの所定間隔を１２．０ｍｍにした場合のステンレス鋼鋼管ＳＰの凹み（撓み）を端面図で示す説明図である。

【図14】同上のカップリング式管継手のグリップリングの所定間隔Ｘを１８．０ｍｍにした場合のステンレス鋼鋼管ＳＰの凹み（撓み）が生じていないことを端面図で示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の実施形態に係るカップリング式管継手について、図面を参照しながら説明する。

【0025】

＜カップリング式管継手＞
図１～図９を用いて、本発明の実施形態に係るカップリング式管継手について説明する。本実施形態に係るカップリング式管継手により、管端部にねじ切りやグルービングといった二次加工が施されていない突き合わせただけのステンレス鋼鋼管同士を接続する場合を例示して説明する。

【0026】

図１は、本発明の実施形態に係るカップリング式管継手１を示す斜視図である。また、図２は、カップリング式管継手１を管軸方向に見た正面図であり、図３は、その右側面図である。図４は、カップリング式管継手１を示す図２のＡ－Ａ線端面図である。

【0027】

図１～図４に示すように、本発明の実施形態に係るカップリング式管継手１は、カップリング本体であるケーシング２を備えている。このカップリング式管継手１は、このケーシング２が２つのステンレス鋼鋼管の突き合わせた管端同士に跨って外嵌され、後述の締付手段２０で締め付けられて、これらの管端同士を接続するカップリング式の管継手である。

【0028】

このケーシング２には、図４に示すように、左右二対、各対２枚ずつの計４枚のグリップリング３（３－１，３－２），３’ （３’－１，３’－２）と、これらのグリップリング内に介装された円筒状のゴムスリーブ４など、が収容されている。

【0029】

また、図４に示すように、内側の２枚のグリップリング３－１，３’－１の基端部（ケーシング２側となる部分）の内側には、断面三角形状の三角リング５が設けられている。その上、内側のグリップリング３－１，３’－１と外側のグリップリング３－２，３’－２との間には、ガイドリング６が介装されている。

【0030】

そして、図２に示すように、内側のグリップリング３－１，３’－１の切り欠かれた部分の内側には、プロテクションリング７が設けられているとともに、ケーシング２とゴムスリーブ４との間には、スライドプレート８が介装されている。

【0031】

（ケーシング）
ケーシング２は、板厚２ｍｍのステンレス鋼板（SUS304）から断面Ｃ字状に折り曲げられて、その断面Ｃ字状の鋼材が、スリット状の開口２ａが形成された円筒状に丸められた部材である（図１等参照）。ケーシング２は、カップリング式管継手１全体の筐体としての機能を有している。

【0032】

また、このケーシング２は、図１，図２等に示すように、スリット状の開口２ａに接する端部の一部の鋼材が袋状に折り返されて止付けられ、一対の締付手段収容部２ｂが形成されている。ケーシング２は、スリット状の開口２ａを締付手段２０で締め付けることで縮径して、装着したステンレス鋼鋼管を締め付け、管端同士を接続する構成となっている。

【0033】

（締付手段）
本実施形態では、締付手段２０は、ステンレス鋼材（SUSXM7）からなるM12の３本の六角穴付きボルト２１を備えている。また、締付手段２０は、ステンレス鋼材（SUS304）からなる棒ワッシャである１本のホールバー２２と、ステンレス鋼材（SUS304）からなる棒ナットである１本のソレッドバー２３と、を備えている。

【0034】

締付手段収容部２ｂには、図１、図３に示すように、六角穴付きボルト２１を挿通するための３つの長孔２ｃが形成され、それらの長孔２ｃに六角穴付きボルト２１が挿通されている。また、これらの六角穴付きボルト２１は、３つの貫通孔が穿設されたホールバー２２を介して、ソレッドバー２３にねじ止めされている。

【0035】

（グリップリング）
次に、図５を用いて、本実施形態に係るカップリング式管継手１のグリップリング３について説明する。図５は、カップリング式管継手１のグリップリング３を示す斜視図である。

【0036】

グリップリング３は、接続するステンレス鋼鋼管より相対的に高い硬度を持つ厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼板（SUS301）からなる。このグリップリング３は、図５に示すように、縮径可能なようにリング状の一部が切り欠かれた切欠部３ａが形成された管軸方向に見てＣ字状となったリングである。

【0037】

また、このグリップリング３は、硬いステンレス鋼鋼管に喰い込むように、多数の切込みが形成されて櫛歯状となった刃先３ｂが形成されているとともに、図４に示すように、ケーシング２の外周面に対して内側に倒れる方向に４５度傾斜して設置されている。このため、グリップリング３が鋼管に喰い込んだ際に、外側へ管が引き抜かれる力に対して所望のグリップ力が発揮できるようになっている。

【0038】

本発明では、これらのグリップリング３が、一対各２枚が所定間隔Ｘをあけて並設されていることが特徴の１つとなっている。この所定間隔Ｘは、後で詳述するが、１２．０ｍｍ以上必要であり、好ましくは、１８．０ｍｍ以上である。所定間隔Ｘの上限値は、理論上は無いが、これらを収容するケーシング２が大きくなりすぎて重くなるため、所定間隔Ｘは、１８．０ｍｍが最適と考えられる。

【0039】

（ゴムスリーブ）
次に、図６を用いて、本実施形態に係るカップリング式管継手１のゴムスリーブ４について説明する。図６は、カップリング式管継手１のゴムスリーブ４の一部を管軸方向に沿って切断した状態で示す部分断面斜視図である。なお、図示形態では、ゴムスリーブ４の特殊な断面形状を示すため、一部を切断した状態で示しているが、ゴムスリーブ４は、スリットなどの切欠部分のない円筒状の部材である。

【0040】

ゴムスリーブ４は、本実施形態では、合成ゴムからなる全体として円筒状のスリーブであり、接続する管の管内を流れる流動体が継手部分から漏れ出さないように封止する機能を有している。勿論、本発明に係るゴムスリーブは、小さな力で大きな弾性変形をし、その力が働かなくなる瞬時に元に戻るゴム弾性を示す物質でなければならない。

【0041】

このゴムスリーブ４は、図６に示すように、管軸方向に沿って切断した断面における両端が折り返されて折返し部４ａが形成され、その内側に溝部４ｂが形成されている。また、この溝部４ｂには、環状（リング状）のステンレス製（SUS316）のコイルスプリングであるスプリング４１が装着されている。このため、ゴムスリーブ４の両端部である折返し部４ａの管への密着性（密着力）が高まり、封止力が向上している。

【0042】

そして、折返し部４ａの内側の部分には、山形の３つの山形リブ４ｃが形成され、折返し部４ａがなく薄い断面上の中央部分の剛性を向上させて、ゴムスリーブ４が捩じれて切れたりすることを防止できるようになっている。また、山形リブ４ｃが形成されていることにより、ゴムスリーブ４を管に密着させた際の形状安定性が増すとともに、管内に高い圧力が掛かった場合でも、封止力を維持することができる。

【0043】

（三角リング）
次に、図７を用いて、本実施形態に係るカップリング式管継手１の三角リング５について説明する。図７は、カップリング式管継手１の三角リング５を示す斜視図である。

【0044】

三角リング５は、断面三角形状（直角二等辺三角形状）のステンレス鋼材（SUS301）からなり、図７に示すように、縮径可能なように一部が切り欠かれた切欠部５ａが形成され、管軸方向に見てＣ字状に加工されたＣ型リングである。

【0045】

この三角リング５は、図４に示すように、前述の内側のグリップリング３－１，３’－１及び後述のプロテクションリング７の基端部の内側に頂点を内側にして左右一対設置されている。三角リング５は、直角二等辺三角形の４５度の傾斜面でこれらのグリップリング３－１，３’－１を支持して、その傾斜角度を保持する機能を有している。ここで、基端部とは、図４に示すように、外側となるケーシング２側の端部を指している。

【0046】

（ガイドリング）
次に、図８を用いて、本実施形態に係るカップリング式管継手１のガイドリング６について説明する。図８は、カップリング式管継手１のガイドリング６を示す斜視図である。

【0047】

ガイドリング６は、断面台形状のステンレス鋼材（SUS304）からなり、図８に示すように、縮径可能なように一部が切り欠かれた切欠部６ａが形成され、管軸方向に見てＣ字状に加工されたＣ型リングである。

【0048】

このガイドリング６は、図４に示すように、断面台形状の内側が垂直面となり、外側が前述の三角リング５の傾斜面と同傾斜の傾斜面となっている。このガイドリング６は、内側のグリップリング３－１，３’－１と外側のグリップリング３－２，３’－２との間の基端部側に、左右一対設置されている。このため、ガイドリング６は、これらのグリップリング３の所定間隔Ｘを保持するスペーサとしての機能と、断面台形状の外側の傾斜面で外側のグリップリング３－２，３’－２が内側へ倒れないように傾斜角度を保持する機能を併せ持っている。

【0049】

（プロテクションリング）
次に、図９を用いて、本実施形態に係るカップリング式管継手１のプロテクションリング７について説明する。図９は、カップリング式管継手１のプロテクションリング７を示す斜視図である。

【0050】

プロテクションリング７は、平板状のステンレス鋼板（SUS304）からなり、図９に示すように、縮径可能なように一部が切り欠かれた切欠部７ａが形成され、管軸方向に見てＣ字状に加工されたＣ型リングである。

【0051】

このプロテクションリング７は、図４に示すように、内側のグリップリング３－１，３’－１の内側に三角リング５との間に介装されており、グリップリング３－１，３’－１の切欠部３ａ部分に設置されている。

【0052】

このプロテクションリング７は、グリップリング３の代わりに、ゴムスリーブ４が管内の圧力で外側へ押し出されないように阻止する機能を有している。このため、プロテクションリング７は、グリップリング３－１，３’－１の切欠部３ａ部分に装着されていればよい。しかし、切欠部３ａ部分にだけある場合、脱落したり移動したりするおそれがある。よって、本実施形態に係るプロテクションリング７は、管に嵌まり込んで脱落しないように、Ｃ字状のＣ型リングとなっている。

【0053】

（スライドプレート）
次に、図１，図２，図４を用いて、本実施形態に係るカップリング式管継手１のスライドプレート８について説明する。

【0054】

スライドプレート８は、薄肉のステンレス鋼板（SUS301）からなり、図４に示すように、ゴムスリーブ４の外周面を覆うように管軸方向の両端部が折り曲げられた縁部８ａが形成されている。

【0055】

スライドプレート８は、縁部８ａが形成されたステンレス鋼板からケーシング２の内周面の曲率に応じて円弧状（図示せず）に曲げ加工されている。このスライドプレート８は、図１，図２に示すように、ケーシング２の開口２ａに跨るように、ケーシング２とゴムスリーブ４との間に装着される。このスライドプレート８は、締付手段２０で締め付けることで開口２ａが縮まって、ケーシング２の内周面をスライドする構成となっている。このスライドプレート８は、ケーシング２の開口２ａにおいて、ゴムスリーブ４の外周面を覆ってサポートし、ゴムスリーブ４が管内の圧力で膨出することを防ぐ機能を有している。

【0056】

以上説明した本実施形態に係るカップリング式管継手１によれば、ステンレス鋼鋼管同士を接続する場合であっても、薄いステンレス鋼鋼管が撓むことなくグリップリング３をステンレス鋼鋼管に喰い込ませることができる。このため、加工が困難なステンレス鋼鋼管の管端部にねじ切りやグルービングといった二次加工の必要がなく、ステンレス鋼鋼管を簡単に接続できるとともに、高い引抜阻止力（グリップ力）を達成することができる。

【0057】

また、カップリング式管継手１によれば、各対の内側のグリップリング３－１（３’－１）と外側のグリップリング３－２（３’－２）の間隔を保持するガイドリング６が介装されている。このため、外側のグリップリング３－２（３’－２）が内側へずれたり、外側のグリップリング３－２（３’－２）が倒れて傾斜角度が小さくなったりすることがなく、グリップリング３を確実にステンレス鋼鋼管に喰い込ませることができる。

【0058】

その上、カップリング式管継手１によれば、内側のグリップリング３－１（３’－１）の傾斜角度を保持する断面三角形状の三角リング５が設けられている。このため、グリップリング３－１（３’－１）が倒れることを阻止して、さらに確実にグリップリング３をステンレス鋼鋼管に喰い込ませることができる。

【0059】

さらに、カップリング式管継手１によれば、プロテクションリング７が設けられているので、ゴムスリーブ４が管内の圧力で外側へ押し出されることを阻止することができる。このため、ステンレス鋼鋼管同士の接続部分をゴムスリーブ４で確実に封止することができ、管内を流れる流動体が漏れ出すおそれが無い。

【0060】

＜効果確認実験＞
次に、図１０～図１４（図１～図９も参照）を用いて、効果確認実験について発明に至るまでの経緯を含めて説明する。なお、前述のカップリング式管継手１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【0061】

本発明の発明者らは、ステンレス鋼鋼管同士を接続する場合において消防法の継手性能基準をクリアするカップリング式管継手を開発しようと考えた。しかし、従来のカップリング式管継手１０は、当該性能基準に遠く及ばす、管の引抜阻止力（管軸方向の引張強度：グリップ力）を約２倍アップさせる必要があった。

【0062】

図１０は、従来のカップリング式管継手１０の締付状態を図４と同様の端面図で示す説明図であり、（ａ）が締付前、（ｂ）が締付後を示している。図１０に示すように、従来のカップリング式管継手１０の基本機構は、締付手段２０（図示せず）である六角穴付きボルト２１（図示せず）が２本で、グリップリング３が左右一対設けられているものであった。

【0063】

この従来のカップリング式管継手１０は、２本の六角穴付きボルト２１を締め付けると、初めに、カップリング本体であるケーシング２が円周方向に収縮し内部のグリップリング３の先端がステンレス鋼鋼管ＳＰの表面に接触する。そして、さらに六角穴付きボルト２１を回すトルク値を上げることで先端が深く喰い込んでゆく構造となっているものであった。

【0064】

そこで初め、発明者らは、締付手段２０の締付力を２倍にすることを考えた。具体的には、六角穴付きボルト２１の本数を２本から３本（１．５倍）に増やすとともに、六角穴付きボルト２１をＭ１０からＭ１２にサイズアップした。これにより、ボルトの有効断面積が１本あたり１．４ 倍になる。このため、締付手段２０全体の軸力（許容耐力）を２倍以上にすることができる。

【0065】

当初の想定上では、グリップリング３のステンレス鋼鋼管への喰い込み深さが２倍となり、その結果、管軸方向の引張強度も２倍とは行かないまでも大幅に向上すると考えられたためである。しかしながら、図１１に示すように、ある所定の深さに達すると、それ以上いくら六角穴付きボルト２１を回すトルク値（軸力）を上げても鋼管が内側に凹んだり撓んだりして弾性変形するだけで、一向に喰い込み深さが増加しないことが判明した。当然ながら引張強度（グリップ力）アップには繋がらなかった。図１１は、鋼管が内側に凹むことで設計通りの喰い込み量に達しないことを端面図で示す説明図であり、（ａ）が設計の状態、（ｂ）が実際の状態を示している。なお、０．９ｍｍとは、設計上のグリップリング３のステンレス鋼鋼管への喰い込み深さである。

【0066】

図１２は、従来のカップリング式管継手１０にグリップリング３を各対２枚ずつ重ねて装着した場合を端面図で示す説明図である。図１２に示すように、次のアイデアは、グリップリング３を各対２枚ずつ重ねて装着することであった。しかしながら、結果的には、同じくステンレス鋼鋼管ＳＰが内側に凹んでしまい、１枚当りの喰い込み深さが６０ ％減少（０．９ｍｍ→０．５ｍｍ）し、引張強度（グリップ力）も数％アップ止まりであった。

【0067】

図１３は、本発明の実施形態に係るカップリング式管継手１のグリップリング３の所定間隔Ｘを１２．０ｍｍにした場合のステンレス鋼鋼管ＳＰの凹み（撓み）を端面図で示す説明図である。図１３に示すように、次に考えたのが、ステンレス鋼鋼管ＳＰの凹みを軽減することを目的として、前述のカップリング式管継手１のようにグリップリング３を各対２枚ずつ装着するとともに、所定間隔Ｘを１２．０ｍｍとすることであった。また、グリップリング３同士の間に、硬度が高く変形し難い強固なリングであるガイドリング６を配置して、締付手段２０の締付力（ボルトを回すトルク）をアップしても所定間隔Ｘをガイドリング６で保持させることを考えた。

【0068】

結果としては、従来のカップリング式管継手１０と比べて引張強度（グリップ力）が３０％向上した。但し、ステンレス鋼鋼管ＳＰが凹む現象は、図１２で示した２枚重ねと大差が無かった。よって、各対に並設されたグリップリング３同士の所定間隔Ｘが１２．０ｍｍ以上であれば、一定程度の引張強度（グリップ力）向上の効果が期待できることが判明したといえる。

【0069】

図１４は、本発明の実施形態に係るカップリング式管継手１のグリップリング３の所定間隔Ｘを１８．０ｍｍにした場合のステンレス鋼鋼管ＳＰの凹み（撓み）を示す説明図である。図１４に示すように、次に、グリップリング３の所定間隔Ｘを６．０ｍｍ，１２．０ｍｍ，１８．０ｍｍというように徐々に上げて行き、ステンレス鋼鋼管ＳＰの凹み（撓み）を観察するとともに、引張強度（グリップ力）を計測した。

【0070】

結果的には、グリップリング３の所定間隔Ｘが６．０ｍｍの場合、ステンレス鋼鋼管ＳＰの凹みの量にほとんど変化は見られなかったが、１２．０ｍｍの場合は、ガイドリング６によりこれを保持する構成とすることにより、従来のカップリング式管継手１０と比べて引張強度（グリップ力）が７０ ％向上した。また、ステンレス鋼鋼管ＳＰの凹みの量も軽減していることが観察できた。よって、各対に並設されたグリップリング３同士の所定間隔Ｘが１２．０ｍｍ以上であれば、従来と比べて引張強度（グリップ力）が７０ ％向上するという好ましい結果を達成することが判明したといえる。

【0071】

次に、図１４に示すように、グリップリング３同士の所定間隔Ｘを１８．０ｍｍにして、ガイドリング６によりこれを保持する構成とした。この場合の実験結果は、期待値通りに引張強度（グリップ力）が従来のカップリング式管継手１０の約２倍にアップした。また、ステンレス鋼鋼管ＳＰの凹みもほとんど観察されなかった。

【0072】

このように、所定間隔Ｘをこれ以上広げて行っても引張強度（グリップ力）やステンレス鋼鋼管ＳＰの凹みは、所定間隔Ｘが１８．０ｍｍのときと変わらないと考えれれる。要するに、理論上は、グリップリング３同士の所定間隔Ｘは、１８．０ｍｍ以上であればいくらでも良いと考えられる。しかし、人力で持ち運びが容易なことを勘案すると、カップリング式管継手１は、軽量化を達成することが望まれるものである。したがって、所定間隔Ｘは、１８．０ｍｍが最適と云える。

【0073】

また、本発明の実施形態に係るカップリング式管継手１としてグリップリング３を左右二対設けるものを例示して説明したが、さらなる引張強度（グリップ力）の向上を目指すには、グリップリング３を左右三対を設けるとよいと考えられる。その場合でも、各グリップリング３の間隔は、所定間隔Ｘ以上あけることが必要である。

【0074】

以上、本発明の実施形態に係るカップリング式管継手及び発明の原理について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎない。よって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

【0075】

特に、カップリング式管継手で接続する金属管としてステンレス鋼鋼管を例示して説明したが、その他の金属管同士を接続する場合にも適用できることは云うまでもない。ステンレス鋼鋼管のように硬度が高くて薄い管同士を接続できて所望のグリップ力達成できるのであるから、それより硬度が低い種々の金属管同士を接続できるのは明らかである。

【符号の説明】

【0076】

１：カップリング式管継手
２：ケーシング（カップリング本体）
２ａ：開口
２ｂ：締付手段収容部
２ｃ：長孔
２０：締付手段
２１：六角穴付きボルト（ボルト）
２２：ホールバー（棒ワッシャ）
２３：ソレッドバー（棒ナット）
３，３’：グリップリング
３－１，３’－１：内側のグリップリング（グリップリング）
３－２，３’－２：外側のグリップリング（グリップリング）
３ａ：切欠部
３ｂ：刃先
４：ゴムスリーブ
４ａ：折返し部
４ｂ：溝部
４ｃ：山形リブ
４１：環状のスプリング（スプリング）
５：三角リング
５ａ：切欠部
６：ガイドリング
６ａ：切欠部
７：プロテクションリング
７ａ：切欠部
８：スライドプレート
８ａ：縁部
１０：従来のカップリング式管継手
ＳＰ：ステンレス鋼鋼管

【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】