JP5377095B2 - 管継手構造および接続管 - Google Patents

Description

本発明は、施工現場で所定寸法に切断加工して製作された切断端部を有する切管と、他の管の端部に形成された受口とを、接続管を介して接続した管継手構造、および、上記接続管に関する。

従来、施工現場において、規定寸法（規定長さ）の直管状の管を、実測された配管寸法に基づいて切断して管長を調整し、切断された切管を他の管に接続する場合がある。図１１は、上記のような切管８１と他の管８２とを接続する管継手構造８３を示しており、切管８１と他の管８２とは接続管８４を介して接続されている。切管８１は、直管状の規格管（例えばＪＩＳ等で規定された遠心鋳造により製作された鋳鉄管）を、施工現場において、実際に使用する所定の配管寸法（長さ）に切断加工して製作されており、直管状の切断端部８５を有している。

他の管８２は、一端部に挿口（図示省略）を有するとともに、他端部に受口８６を有する直管状の規格管（鋳鉄管）である。受口８６の内周面には、嵌め込み溝８７と、嵌め込み溝８７よりも受口奥側に位置するロックリング収容溝８８とがそれぞれ全周にわたり形成されている。ロックリング収容溝８８には、ロックリング８９と保持リング９０とが収容されている。また、嵌め込み溝８７には、ゴム等の弾性材で製作された円環状のシール材９１が嵌め込まれている。

接続管８４は、鋳鉄管であり、一端部に接続管挿口９３を有するとともに、他端部に接続管受口９４を有している。接続管挿口９３は受口８６に挿入されており、接続管挿口９３の先端部の外周には、ロックリング８９に受口奥側から係合可能な抜止突部９５が形成されている。

尚、シール材９１は受口８６の内周面と接続管挿口９３の外周面との間に挟まれて管径方向において圧縮され、これにより、受口８６の内周面と接続管挿口９３の外周面との間がシール材９１でシールされる。

接続管８４の接続管受口９４には、切管８１の切断端部８５が切管挿口８５として挿入されている。また、接続管受口９４には、切管挿口８５と接続管受口９４との離脱を防止する離脱防止手段９６が設けられている。離脱防止手段９６は、切管挿口８５の外周面に管径方向から食込み移動可能な抜止部材９７と、切管挿口８５と接続管受口９４とが相対的に離脱方向へ移動しようとした際、抜止部材９７を管径方向内方側へ食込み移動させる食込み手段９８とを有している。食込み手段９８は、接続管受口９４に設けられ且つ抜止部材９７を管径方向内方側へ押圧する押圧ボルト９９等を有している。

図１１〜図１３に示すように、接続管受口９４の内周には、接続管受口９４と切管挿口８５との間を全周にわたりシールするゴム製で環状のシール材１００が配置されている。シール材１００はヒール部１０１とバルブ部１０２とを備えている。バルブ部１０２は、接続管受口９４の奥側ほど内径が小さく形成され、その断面形状が管中心に向けて斜め方向へ舌状に突出する略長円形に形成されている。

また、接続管受口９４の内周には、シール材配置凹部１０３が全周にわたり形成され、シール材配置凹部１０３の底面には、係止溝１０４が全周にわたり形成されている。シール材１００のヒール部１０１は係止溝１０４に嵌入されて係合し、バルブ部１０２が切管挿口８５の外周面とシール材配置凹部１０３の底面との間に挟まれて管径方向において圧縮される。

以下、上記構成における作用を説明する。
先ず、接続管受口９４の係止溝１０４にシール材１００のヒール部１０１を嵌入し、さらに、接続管受口９４に抜止部材９７と押圧ボルト９９とを組み付け、切管挿口８５を接続管受口９４に管軸心方向から挿入する。

切管挿口８５がシール材１００の内周を通過する際、図１２に示すように、バルブ部１０２の内周部が仮想線で示す状態から実線で示すように管径方向外方に撓むように変形（拡径）し、バルブ部１０２が切管挿口８５の外周面とシール材配置凹部１０３の底面との間に挟まれて管径方向において圧縮され、これにより、接続管受口９４と切管挿口８５との間が全周にわたりシールされる。

その後、押圧ボルト９９を締め付けて、抜止部材９７を切管挿口８５の外周面に対して食込み移動させる。
また、図１１に示すように、他の管８２の受口８６のロックリング収容溝８８にロックリング８９と保持リング９０とを収容し、嵌め込み溝８７にシール材９１を嵌め込み、接続管挿口９３を受口８６に管軸心方向から挿入する。これにより、接続管挿口９３の抜止突部９５がロックリング８９の内周を受口８６の開口側（手前側）から奥側へ通過するとともに、シール材９１が受口８６の内周面と接続管挿口９３の外周面との間に挟まれて管径方向において圧縮され、これにより、接続管挿口９３と受口８６との間が全周にわたりシールされる。

地震等の地盤変動によって管継手構造８３に離脱力（抜け出し力）が作用して、切管８１と接続管８４とが相対的に離脱移動しようとした際、抜止部材９７が管径方向内方に食込み移動され、切管挿口８５と接続管受口９４との接続が強力に維持される。

また、上記離脱力が作用して、接続管８４と他の管８２とが相対的に離脱移動しようとした際、抜止突部９５がロックリング８９に受口奥側から係合することにより、接続管挿口９３と受口８６との相対的な離脱移動が強力に阻止される。

尚、上記のように接続管８４を介して切管８１と他の管８２とを接続する管継手構造８３については、例えば下記特許文献１に記載されている。

特許第４２０４３３７号

しかしながら上記の従来形式では、図１２に示すように、切管挿口８５を接続管受口９４に挿入する時、シール材１００のバルブ部１０２の内周部を仮想線で示す状態から実線で示すように管径方向外方に撓むように変形させるために要する力を低減させることは困難であった。このため、切管挿口８５を接続管受口９４に挿入する際に、大きな挿入力（接合力）を作用させる必要があるといった問題があった。

本発明は、切管挿口を接続管受口に挿入する際に要する挿入力を低減することが可能な管継手構造および接続管を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明は、施工現場で所定寸法に切断加工して製作された切断端部を有する切管と、他の管の端部に形成された受口とを、接続管を介して接続した管継手構造であって、
接続管は一端に接続管受口を有するとともに他端に接続管挿口を有し、
切管の切断端部が切管挿口として接続管の接続管受口に挿入され、
接続管の接続管挿口が他の管の受口に挿入され、
接続管挿口には、他の管の受口内周に設けられた係止部材に受口奥側から係合可能な抜止突部が設けられ、
切管挿口と接続管受口との離脱を防止する離脱防止手段が備えられ、
切管挿口と接続管受口との間は弾性材からなる環状のシール材によって全周にわたりシールされ、
シール材は、接続管受口の内周面に形成された嵌め込み溝に嵌め込まれるヒール部と、接続管受口の内周面と切管挿口の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、
バルブ部は互いに接合された第１バルブと第２バルブとを備え、
第１バルブの外周部に、接続管受口の内周面に圧接する第１シール部が形成され、
第２バルブの内周部に、切管挿口の外周面に圧接する第２シール部が形成され、
第１バルブがヒール部に接合され、
第１バルブと第２バルブとの接合部分にはくびれ部が形成され、
第２バルブは、第１バルブに対して接続管受口の奥側に位置し、且つ、第１バルブから管中心に向って傾斜しており、
ヒール部は、第１バルブに対して、接続管受口の奥側とは反対の開口部側に位置し、
第２バルブは、その内径が切管挿口の外径よりも小さく設定され、且つ、くびれ部の変形により管径方向において拡縮自在であり、
接続管受口の内周面には、嵌め込み溝よりも奥側に位置する凹部が形成され、
第１バルブの管径方向の厚さは第２バルブの管径方向の厚さよりも薄く、
第２バルブの外周と接続管受口の凹部の底面との間に間隙が形成されているものである。

これによると、接続管を介して切管と他の管とを接続する場合、接続管の接続管挿口を他の管の受口に挿入する。さらに、接続管の接続管受口内の嵌め込み溝にシール材のヒール部を嵌め込んで、シール材を接続管受口内に装着する。

その後、切管の切管挿口を接続管受口に挿入することにより、切管と他の管とが接続管を介して接続される。この際、第２バルブが切管挿口により管径方向において拡大（拡径）され、切管挿口がシール材の内周に挿入され、バルブ部の第１シール部が接続管受口の内周面に圧接するとともに第２シール部が切管挿口の外周面に圧接する。これにより、接続管受口と切管挿口との間で高い水密性を保持することができ、切管挿口と接続管受口との間がシール材によって確実にシールされる。

上記のように切管挿口を接続管受口に挿入した際、くびれ部が変形することで、第２バルブが管径方向において拡大するため、第２バルブを管径方向において拡大させるのに要する力が低減され、これにより、切管挿口を接続管受口に挿入する際に要する挿入力（接合力）を低減することができる。

また、切管挿口が第１バルブの内周を管軸心方向へ移動する際、第１バルブの厚さは第２バルブの厚さよりも薄いため、第１バルブの管径方向の圧縮量が小さくなり、切管挿口が第１バルブの内周を管軸心方向へスムーズに移動し、切管挿口を接続管受口に挿入する際に要する挿入力（接合力）をさらに低減することができる。
さらに、切管挿口が第２バルブの内周を管軸心方向へ移動する際、間隙が逃げ代となって、第２バルブが、切管挿口に対して、管径方向の外向きに変位して逃げることができる。これにより、切管挿口を接続管受口に挿入する際に要する挿入力（接合力）をさらに低減することができる。
また、互いに接合された管内に水圧が作用すると、第２バルブの外周と凹部の底面との間隙にも水圧が作用するため、第２バルブには管中心に向いた押付力が作用し、これにより、第２バルブの第２シール部が切管挿口の外周面に強く押し付けられ、切管挿口と接続管受口との間の水密性がさらに向上する。
また、地震等の地盤変動によって管継手構造に離脱力（抜け出し力）が作用して、接続管と他の管とが相対的に離脱移動しようとした際、抜止突部が係止部材に受口奥側から係合することにより、接続管挿口と受口との相対的な離脱移動が強力に阻止される。

さらに、上記離脱力が作用して、切管と接続管とが相対的に離脱移動しようとした際、離脱防止手段によって、切管挿口と接続管受口との接続が強力に維持される。
本第２発明は、接続管受口の内周面には、嵌め込み溝と凹部との間に位置する凸部が形成され、
第１シール部は凸部の内周面に圧接し、
第１シール部の位置と第２シール部の位置とが管軸心方向にずれているものである。

これによると、第１バルブの径を小さくして、接続管受口の凸部の内径を小さくすることができ、これにより、接続管受口の凸部と切管挿口との隙間が小さくなり、水圧負荷時にシール材に作用する水圧の絶対値が小さくなる。したがって、高水圧負荷時でも、シール材が接続管受口と切管挿口との隙間から離脱し難くなる。

本第３発明は、くびれ部の内周面と外周面とにそれぞれシール材側凹部が形成されているものである。
これによると、接続管受口に切管挿口を挿入して接合するとき、第１バルブが切管挿口により管径方向において圧縮されると、シール材側凹部が逃げ代となって第１バルブの圧縮量が減少する。これにより、切管挿口が第１バルブの内周を管軸心方向へスムーズに移動するため、切管挿口を接続管受口に挿入する際に要する挿入力（接合力）を低減することができる。

本第４発明は、第１バルブとヒール部との接合部分に凹部が形成されているものである。
これによると、接続管受口に切管挿口を挿入して接合するとき、第１バルブが切管挿口により管径方向において圧縮されると、シール材側凹部が逃げ代となって第１バルブの圧縮量が減少する。これにより、切管挿口が第１バルブの内周を管軸心方向へスムーズに移動するため、切管挿口を接続管受口に挿入する際に要する挿入力（接合力）を低減することができる。

本第５発明は、くびれ部は第１および第２バルブよりも薄いものである。

本第６発明は、離脱防止手段は接続管受口に設けられているものである。
本第７発明は、離脱防止手段は、切管挿口と接続管受口とに外嵌され且つ接続管受口に固定される離脱防止リングに設けられているものである。

本第８発明は、離脱防止手段は、切管挿口の外周面に管径方向から食込み移動可能な抜止部材と、切管挿口と接続管受口とが相対的に離脱方向へ移動しようとした際、抜止部材を管径方向内方側へ食込み移動させる食込み手段とを有するものである。

これによると、地震等の地盤変動によって管継手構造に離脱力が作用して、切管と接続管とが相対的に離脱移動しようとした際、食込み手段によって抜止部材がさらに管径方向内方側へ食込み移動するため、切管挿口と接続管受口との接続が強力に維持される。

本第９発明は、施工現場で所定寸法に切断加工して製作された切断端部を有する切管と、他の管の端部に形成された受口とを接続する接続管であって、
切管の切断端部が切管挿口として挿入される接続管受口が一端に備えられ、
他の管の受口に挿入される接続管挿口が他端に備えられ、
接続管挿口には、他の管の受口内周に設けられた係止部材に受口奥側から係合可能な抜止突部が設けられ、
切管挿口と接続管受口との離脱が離脱防止手段によって防止され、
切管挿口と接続管受口との間を全周にわたりシールする弾性材からなる環状のシール材が接続管受口内に配設され、
シール材は、接続管受口の内周面に形成された嵌め込み溝内に嵌め込まれるヒール部と、接続管受口の内周面と切管挿口の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、
バルブ部は互いに接合された第１バルブと第２バルブとを備え、
第１バルブの外周部に、接続管受口の内周面に圧接する第１シール部が形成され、
第２バルブの内周部に、切管挿口の外周面に圧接する第２シール部が形成され、
第１バルブがヒール部に接合され、
第１バルブと第２バルブとの接合部分にはくびれ部が形成され、
第２バルブは、第１バルブに対して接続管受口の奥側に位置し、且つ、第１バルブから管中心に向って傾斜しており、
ヒール部は、第１バルブに対して、接続管受口の奥側とは反対の開口部側に位置し、
第２バルブは、その内径が切管挿口の外径よりも小さく設定され、且つ、くびれ部の変形により管径方向において拡縮自在であり、
接続管受口の内周面には、嵌め込み溝よりも奥側に位置する凹部が形成され、
第１バルブの管径方向の厚さは第２バルブの管径方向の厚さよりも薄く、
第２バルブの外周と接続管受口の凹部の底面との間に間隙が形成されるものである。

以上のように本発明によると、切管挿口を接続管受口に挿入する際に要する挿入力を低減することができる。

本発明の第１の実施の形態における切管と他の管とを接続する管継手構造の断面図である。 同、管継手構造の切管と接続管との接続部分の拡大断面図である。 同、管継手構造の離脱防止手段を管軸心方向から見た断面図である。 同、管継手構造のシール材の自然状態（シール材を管継手から取り外した非圧縮状態）での横断面図である。 同、管継手構造のシール材の自然状態（シール材を管継手から取り外した非圧縮状態）での各部分の寸法を示した横断面図である。 同、管継手構造の切管を接続管に接続する手順を示す断面図である。 同、管継手構造の切管を接続管に接続する手順を示す断面図である。 同、管継手構造の切管を接続管に接続する手順を示す断面図である。 同、管継手構造の切管を接続管に接続する手順を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態における管継手構造の離脱防止手段の断面図である。 従来の切管と他の管とを接続する管継手構造の断面図である。 同、管継手構造の切管と接続管との接続部分の拡大断面図である。 同、管継手構造のシール材の自然状態（シール材を管継手から取り外した非圧縮状態）での横断面図である。

以下、本発明における第１の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、１は、切管２と他の管３とを、接続管４を介して接続した管継手構造である。切管２は、施工現場で所定寸法（所定長さ）に切断加工して製作されており、切断端部を切管挿口６としている。また、他の管３は、一端部に挿口（図示省略）を有するとともに、他端部に受口７を有する直管状の規格管（鋳鉄管等）である。

接続管４は、鋳鉄管であり、一端部に接続管受口８を有するとともに、他端部に接続管挿口９を有している。切管挿口６は接続管受口８に挿入され、接続管挿口９は受口７に挿入されている。切管挿口６の切断端部には、水密性を有する円環状の防食部材１０（例えば防食ゴム等）が取り付けられている。

接続管受口８には、切管挿口６と接続管受口８との離脱を防止する離脱防止手段１１と、第１のシール材１２とが設けられている。また、他の管３の受口７には、第２のシール材１３とロックリング１４（係止部材の一例）と心出し体１５とが設けられている。

図２，図３に示すように、離脱防止手段１１は、切管挿口６の外周面に管径方向から食込み移動可能な複数の抜止部材１７と、切管挿口６と接続管受口８とが相対的に離脱方向へ移動しようとした際、抜止部材１７を管径方向内方５３側へ食込み移動させる食込み手段１８とを有する。

接続管受口８の内周面の周方向に等間隔をおいた複数箇所には、管径方向内方５３に向かって開口する複数の抜止用凹部１９が形成されている。抜止部材１７は、抜止用凹部１９に、管径方向内方５３へ食込み移動自在に嵌め込まれている。尚、各抜止部材１７の内面には食込み突起２０が形成されている。

食込み手段１８は、抜止部材１７の外面に形成された受け面２１と、受け面２１を介して抜止部材１７を管径方向内方５３へ向かって押圧する複数の押圧ボルト２２（押圧手段の一例）とを有している。受け面２１は接続管受口８の奥側ほど管径方向外方へ向かって傾斜している。また、押圧ボルト２２は、接続管受口８の内外両側に貫通するねじ孔２３に螺合しており、受け面２１に対して直交方向になるように傾斜しており、先端部が受け面２１に当接している。

また、接続管受口８の内周面には、抜止用凹部１９よりも奥側に位置する嵌め込み溝２５と、嵌め込み溝２５よりも奥側に位置する凹部２６とがそれぞれ全周にわたり形成されている。嵌め込み溝２５と凹部２６との間には、管径方向内方５３へ向って突出する凸部２７が全周にわたり形成されている。

図２，図４，図５に示すように、第１のシール材１２は、切管挿口６と接続管受口８との間を全周にわたりシールするものであり、ゴム（弾性材の一例）製で円環状に形成されており、嵌め込み溝２５に嵌め込まれるヒール部２８と、接続管受口８の内周面と切管挿口６の外周面との間に挟まれるバルブ部２９とを有している。ヒール部２８は横断面形状（周方向に対して垂直な断面の形状）が方形をした環状の部材である。

バルブ部２９は、環状の部材であり、互いに接合された第１バルブ３０と第２バルブ３１とを備えている。図４，図５に示すように、第１のシール材１２を接続管受口８から取り外した非圧縮状態（非使用状態）では、第１バルブ３０の横断面形状は管軸心方向に長く且つ両端部に半径ｒ１の半円部を有する長円形状であり、第２バルブ３１の横断面形状は半径ｒ２の円形状である。尚、上記半径ｒ１は半径ｒ２よりも小さく、第１バルブ３０の厚さＴ１は第２バルブ３１の厚さＴ２よりも薄い。また、第２バルブ３１の横断面の直径（＝２×ｒ２）は凸部２７の内周面と切管挿口６の外周面との管径方向の間隔Ｓよりも大きく形成されている。

第１バルブ３０はヒール部２８に接合され、第１バルブ３０とヒール部２８との接合部分の外周部にはシール材側凹部３２が形成されている。尚、第１バルブ３０の内径は切管挿口６の外径よりも僅かに小さく形成され、第１バルブ３０の外径は凸部２７の内径よりも僅かに大きく形成されている。

ヒール部２８は、第１バルブ３０に対して、接続管受口８の奥側とは反対の開口部側（手前側）に位置している。また、第１バルブ３０と第２バルブ３１との接合部分には、第１および第２バルブ３０，３１よりも薄いくびれ部３３が形成されている。くびれ部３３の内周面と外周面とにはそれぞれ、円弧状のシール材側凹部３４，３５が形成されている。

第２バルブ３１は、第１バルブ３０に対して接続管受口８の奥側に位置し、且つ、第１のシール材１２を取り外した非圧縮状態では、第１バルブ３０から管中心に向って傾斜している。尚、図５に示すように、第１バルブ３０の第２バルブ３１寄りの端部の半円部の中心Ｐ１と第２バルブ３１の中心Ｐ２とを含む面をＬ１とし、上記中心Ｐ１を含み且つ第１のシール材１２の径方向の面をＬ２とすると、面Ｌ２に対する面Ｌ１の傾斜角度Ｍは１５〜３５°に設定されている。さらに、第２バルブ３１は、その内径ｄが切管挿口６の外径Ｄ（図２参照）よりも小さく設定され、且つ、くびれ部３３の弾性変形により管径方向において拡縮自在である。また、ヒール部２８の内径Ｊは第１バルブ３０の内径Ｋよりも大きく設定されている。

第１バルブ３０の外周部には、凸部２７の内周面（接続管受口８の内周面）に圧接する第１シール部３７が全周にわたり形成されている。また、第２バルブ３１の内周部には、切管挿口６の外周面に圧接する第２シール部３８が全周にわたり形成されている。第１シール部３７の位置と第２シール部３８の位置とは管軸心方向にずれている。また、凸部２７の管軸心方向の長さは第２バルブ３１を圧縮しない長さに設定されている。尚、ヒール部２８はバルブ部４７よりも硬質のゴムで形成されている。

図１に示すように、接続管挿口９の先端部の外周には抜止突部４５が全周にわたり形成されている。尚、抜止突部４５は接続管挿口９の先端面よりも所定距離だけ引き抜き方向へ後退した位置に形成されている。

また、他の管３の受口７の内周面には、嵌め込み溝４６と、嵌め込み溝４６よりも受口奥側に位置する凹部４７と、凹部４７よりも受口奥側に位置するロックリング収容溝４８とがそれぞれ全周にわたり形成されている。嵌め込み溝４６と凹部４７との間には凸部４９が形成されている。

ロックリング１４と心出し体１５とはロックリング収容溝４８に収容されている。ロックリング１４は、周方向一つ割りの金属製リングであり、弾性的な縮径力を有することで、接続管挿口９の外周面に弾性的に抱き付くように構成されている。心出し体１５は、ゴム等の弾性材からなり、ロックリング１４の外周面とロックリング収容溝４８の底面との間に配置されており、接続管挿口９が受口７に挿入されていないときにロックリング１４を受口７に対して心出し状態に保持可能である。尚、接続管挿口９の抜止突部４５は、ロックリング１４に、受口奥側から係合可能である。

第２のシール材１３は、受口７と接続管挿口９との間を全周にわたりシールするものであり、嵌め込み溝４６に嵌め込まれるヒール部５０と、受口７の内周面と接続管挿口９の外周面との間に挟まれるバルブ部５１とを有している。尚、第２のシール材１３は第１のシール材１３と同じ構成を有している。

以下、上記構成における作用を説明する。
接続管４を介して切管２と他の管３とを接続する場合、図６に示すように、接続管４の接続管受口８内の嵌め込み溝２５に第１のシール材１２のヒール部２８を嵌め込んで、第１のシール材１２を接続管受口８内に装着する。

その後、切管２の切管挿口６を接続管受口８に挿入する。この際、図７に示すように、切管挿口６の先端は、第１バルブ３０の内周に挿入され、第２バルブ３１に接触して、第２バルブ３１を挿入方向へ押す。これにより、図８に示すように、第２バルブ３１が管径方向において拡大（拡径）され、拡大された第２バルブ３１の外周と凹部２６の底面との間には間隙５２が全周にわたり形成される。その後、図９に示すように、切管挿口６をさらに接続管受口８に挿入することにより、切管２と接続管４とが接続される。

この際、第２バルブ３１は、管径方向において拡大（拡径）された状態であるため、切管挿口６の外周面に張り付くとともに、第２バルブ３１の拡径に付随して第１バルブ３０が管径方向外向きに押される。これにより、第１バルブ３０の第１シール部３７が凸部２７の内周面（接続管受口８の内周面）に圧接するとともに、第２バルブ３１の第２シール部３８が切管挿口６の外周面に圧接するため、接続管受口８と切管挿口６との間で高い水密性を保持することができ、切管挿口６と接続管受口８との間が第１のシール材１２によって確実にシールされる。

上記のように切管挿口６を接続管受口８に挿入した際、図４の仮想線で示すように、第１および第２バルブ３０，３１よりも薄いくびれ部３３が変形することで、第２バルブ３１が管径方向において拡大するため、第２バルブ３１を管径方向において拡大させるのに要する力が低減され、これにより、切管挿口６を接続管受口８に挿入する際に要する挿入力（接合力）を低減することができる。

また、図５に示すように、ヒール部２８の内径Ｊは第１バルブ３０の内径Ｋよりも大きいため、第１バルブ３０が切管挿口６の外周面と凸部２７の内周面との間で管径方向において圧縮される際、第１バルブ３０の一部がヒール部２８と切管挿口６との間に逃げることができる。このことによっても、上記挿入力（接合力）を低減することができる。

さらに、図８に示すように、第１バルブ３０が切管挿口６の外周面と凸部２７の内周面との間で管径方向において圧縮されたとき、各シール材側凹部３２，３４，３５（図５参照）が逃げ代となって第１バルブ３０の圧縮量が減少する。これにより、切管挿口６が第１バルブ３０の内周を管軸心方向へスムーズに移動するため、上記挿入力（接合力）を低減することができる。

また、図５に示すように、第１バルブ３０の厚さＴ１は第２バルブ３１の厚さＴ２よりも薄いため、切管挿口６が第１バルブ３０の内周を管軸心方向へ移動する際、第１バルブ３０の管径方向の圧縮量が小さくなり、切管挿口６が第１バルブ３０の内周を管軸心方向へスムーズに移動し、上記挿入力（接合力）を低減することができる。

さらに、図９に示すように、切管挿口６が第２バルブ３１の内周を移動する際、間隙５２が逃げ代となって、第２バルブ３１が、切管挿口６に対して、管径方向の外向きに変位して逃げることができる。これにより、上記挿入力（接合力）をさらに低減することができる。

また、互いに接合された切管２と接続管４との内部に水圧が作用すると、図２に示すように、この水圧によってバルブ部２９を接続管受口８の奥側から開口側（手前側）に押し出そうとする押出し力Ｆ１が管軸心方向に作用する。これに対して、第１シール部３７の位置と第２シール部３８の位置とが管軸心方向にずれているため、押出し力Ｆ１によってバルブ部２９が接続管受口８の奥側から開口側に押し出されてしまうのを防止することができる。特に、第１シール部３７の位置と第２シール部３８の位置との管軸心方向におけるずれ量Ａを大きくするほど、大きな押出し力Ｆ１に対して、バルブ部２９が押し出されてしまうのを防止することができる。これにより、切管挿口６と接続管受口８との間の水密性が向上する。

また、第１バルブ３０の第１シール部３７は接続管受口８内の凸部２７の内周面に圧接するため、第１バルブ３０の外径を小さくして、凸部２７の内径を小さくすることができ、これにより、凸部２７と切管挿口６との隙間が小さくなり、水圧負荷時に第１のシール材１２に作用する水圧の絶対値が小さくなる。したがって、高水圧負荷時でも、第１のシール材１２が切管挿口６と接続管受口８との隙間から離脱し難くなる。

また、図５に示した第２バルブ３１の横断面の直径（＝２×ｒ２）は凸部２７の内周面と切管挿口６の外周面との管径方向の間隔Ｓよりも大きく形成されているため、バルブ部２９が押出し力Ｆ１によって押されても、第２バルブ３１は上記間隔Ｓを通過し難く、これによっても、バルブ部２９が接続管受口８の奥側から開口側に押し出されてしまうのを防止することができる。

また、第２バルブ３１の外周と凹部２６の底面との間隙５２にも水圧が作用するため、第２バルブ３１には管中心に向いた押付力Ｆ２が作用し、これにより、第２バルブ３１の第２シール部３８が切管挿口６の外周面に強く押し付けられ、切管挿口６と接続管受口８との間の水密性がさらに向上する。

その後、図２に示すように、各押圧ボルト２２を締め付けて、各抜止部材１７を管径方向内方５３へ向って押圧することにより、抜止部材１７の食込み突起２０を切管挿口６の外周面に食い込ませる。

また、図１に示すように、他の管３の受口７のロックリング収容溝４８にロックリング１４と心出し体１５とを嵌め込み、さらに、受口７の嵌め込み溝４６に第２のシール材１３のヒール部５０を嵌め込んで、第２のシール材１３を受口７内に装着する。その後、接続管挿口９を受口７に挿入し、接続管挿口９の抜止突部４５をロックリング１４の受口開口側から受口奥側へ通過させる。

この際、接続管挿口９の抜止突部４５は第２のシール材１３の内周を通過するが、第１のシール材１２と同様に、接続管挿口９を受口７に挿入する際に要する挿入力（接合力）を低減することができる。また、第１のシール材１２と同様に、第２のシール材１３によって受口７と接続管挿口９との間の水密性が向上する。

また、地震等の地盤変動によって管継手構造１に離脱力（抜け出し力）が作用して、接続管４と他の管３とが相対的に離脱移動しようとした際、抜止突部４５がロックリング１４に受口奥側から係合することにより、接続管挿口９と受口７との相対的な離脱移動が強力に阻止される。

さらに、上記離脱力が作用して、切管２と接続管４とが相対的に離脱移動しようとした際、食込み手段１８によって各抜止部材１７が管径方向内方５３側へ食込み移動し、食込み突起２０が切管挿口６の外周面に食い込むため、切管挿口６と接続管受口８との接続が強力に維持される。

また、図１に示すように、切管挿口６の切断端面は塗装されていないが、防食部材１０が取り付けられているため、腐食を防止することができる。
次に、本発明における第２の実施の形態を、図１０を参照して説明する。

離脱防止手段６０は、切管挿口６と接続管受口８とに外嵌された円環状の離脱防止リング６１に設けられている。上記第１の実施の形態と同様に、離脱防止手段６０は、複数の抜止部材１７と、食込み手段１８とを有する。また、複数の抜止用凹部１９は離脱防止リング６１の管軸心方向における一端部内周面に形成され、抜止部材１７は抜止用凹部１９に嵌め込まれている。尚、食込み手段１８は受け面２１と押圧ボルト２２とを有している。

離脱防止リング６１の管軸心方向における他端部には、離脱防止リング６１を接続管受口８の外周に固定する固定手段６２が備えられている。固定手段６２は、離脱防止リング６１の内周に全周にわたり形成された固定溝６３と、固定溝６３に嵌め込まれた固定リング６４と、固定リング６４を管径方向内方５３へ向けて押圧する複数の固定ボルト６５とを有している。

固定リング６４は、周方向一つ割り構造の金属製リングであり、接続管受口８に外嵌されている。また、固定ボルト６５は離脱防止リング６１の周方向に等間隔をおいた複数箇所に設けられている。

以下、上記構成における作用を説明する。
固定リング６４を固定溝６３内に嵌め込んだ状態で、離脱防止リング６１を接続管受口８に外嵌し、固定ボルト６５を締め付けて固定リング６４を管径方向内方５３へ向けて押圧する。これにより、固定リング６４が接続管受口８の外周面に当接して押圧されるため、離脱防止リング６１が接続管受口８の外周に固定される。

次に、抜止部材１７を抜止用凹部１９に嵌め込んだ状態で、切管挿口６を接続管受口８に挿入し、その後、押圧ボルト２２を締め付けて、抜止部材１７を管径方向内方５３へ向って押圧することにより、食込み突起２０を切管挿口６の外周面に食い込ませる。

地震等の地盤変動によって管継手構造１に離脱力が作用して、切管２と接続管４とが相対的に離脱移動しようとした際、食込み手段１８によって各抜止部材１７が管径方向内方５３側へ食込み移動し、食込み突起２０が切管挿口６の外周面に食い込むため、切管挿口６と接続管受口８との接続が強力に維持される。

１ 管継手構造
２ 切管
３ 他の管
４ 接続管
６ 切管挿口
７ 受口
８ 接続管受口
９ 接続管挿口
１１，６０ 離脱防止手段
１２ 第１のシール材
１４ ロックリング（係止部材）
１７ 抜止部材
１８ 食込み手段
２５ 嵌め込み溝
２６ 凹部
２７ 凸部
２８ ヒール部
２９ バルブ部
３０ 第１バルブ
３１ 第２バルブ
３２，３４，３５ シール材側凹部
３３ くびれ部
３７ 第１シール部
３８ 第２シール部
４５ 抜止突部
５２ 間隙
６１ 離脱防止リング
Ｔ１ 第１バルブの管径方向の厚さ
Ｔ２ 第２バルブの管径方向の厚さ

Claims (9)

1. 施工現場で所定寸法に切断加工して製作された切断端部を有する切管と、他の管の端部に形成された受口とを、接続管を介して接続した管継手構造であって、
   接続管は一端に接続管受口を有するとともに他端に接続管挿口を有し、
   切管の切断端部が切管挿口として接続管の接続管受口に挿入され、
   接続管の接続管挿口が他の管の受口に挿入され、
   接続管挿口には、他の管の受口内周に設けられた係止部材に受口奥側から係合可能な抜止突部が設けられ、
   切管挿口と接続管受口との離脱を防止する離脱防止手段が備えられ、
   切管挿口と接続管受口との間は弾性材からなる環状のシール材によって全周にわたりシールされ、
   シール材は、接続管受口の内周面に形成された嵌め込み溝に嵌め込まれるヒール部と、接続管受口の内周面と切管挿口の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、
   バルブ部は互いに接合された第１バルブと第２バルブとを備え、
   第１バルブの外周部に、接続管受口の内周面に圧接する第１シール部が形成され、
   第２バルブの内周部に、切管挿口の外周面に圧接する第２シール部が形成され、
   第１バルブがヒール部に接合され、
   第１バルブと第２バルブとの接合部分にはくびれ部が形成され、
   第２バルブは、第１バルブに対して接続管受口の奥側に位置し、且つ、第１バルブから管中心に向って傾斜しており、
   ヒール部は、第１バルブに対して、接続管受口の奥側とは反対の開口部側に位置し、
   第２バルブは、その内径が切管挿口の外径よりも小さく設定され、且つ、くびれ部の変形により管径方向において拡縮自在であり、
   接続管受口の内周面には、嵌め込み溝よりも奥側に位置する凹部が形成され、
   第１バルブの管径方向の厚さは第２バルブの管径方向の厚さよりも薄く、
   第２バルブの外周と接続管受口の凹部の底面との間に間隙が形成されていることを特徴とする管継手構造。
2. 接続管受口の内周面には、嵌め込み溝と凹部との間に位置する凸部が形成され、
   第１シール部は凸部の内周面に圧接し、
   第１シール部の位置と第２シール部の位置とが管軸心方向にずれていることを特徴とする請求項１記載の管継手構造。
3. くびれ部の内周面と外周面とにそれぞれシール材側凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の管継手構造。
4. 第１バルブとヒール部との接合部分にシール材側凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の管継手構造。
5. くびれ部は第１および第２バルブよりも薄いことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の管継手構造。
6. 離脱防止手段は接続管受口に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の管継手構造。
7. 離脱防止手段は、切管挿口と接続管受口とに外嵌され且つ接続管受口に固定される離脱防止リングに設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の管継手構造。
8. 離脱防止手段は、切管挿口の外周面に管径方向から食込み移動可能な抜止部材と、切管挿口と接続管受口とが相対的に離脱方向へ移動しようとした際、抜止部材を管径方向内方側へ食込み移動させる食込み手段とを有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の管継手構造。
9. 施工現場で所定寸法に切断加工して製作された切断端部を有する切管と、他の管の端部に形成された受口とを接続する接続管であって、
   切管の切断端部が切管挿口として挿入される接続管受口が一端に備えられ、
   他の管の受口に挿入される接続管挿口が他端に備えられ、
   接続管挿口には、他の管の受口内周に設けられた係止部材に受口奥側から係合可能な抜止突部が設けられ、
   切管挿口と接続管受口との離脱が離脱防止手段によって防止され、
   切管挿口と接続管受口との間を全周にわたりシールする弾性材からなる環状のシール材が接続管受口内に配設され、
   シール材は、接続管受口の内周面に形成された嵌め込み溝内に嵌め込まれるヒール部と、接続管受口の内周面と切管挿口の外周面との間に挟まれるバルブ部とを有し、
   バルブ部は互いに接合された第１バルブと第２バルブとを備え、
   第１バルブの外周部に、接続管受口の内周面に圧接する第１シール部が形成され、
   第２バルブの内周部に、切管挿口の外周面に圧接する第２シール部が形成され、
   第１バルブがヒール部に接合され、
   第１バルブと第２バルブとの接合部分にはくびれ部が形成され、
   第２バルブは、第１バルブに対して接続管受口の奥側に位置し、且つ、第１バルブから管中心に向って傾斜しており、
   ヒール部は、第１バルブに対して、接続管受口の奥側とは反対の開口部側に位置し、
   第２バルブは、その内径が切管挿口の外径よりも小さく設定され、且つ、くびれ部の変形により管径方向において拡縮自在であり、
   接続管受口の内周面には、嵌め込み溝よりも奥側に位置する凹部が形成され、
   第１バルブの管径方向の厚さは第２バルブの管径方向の厚さよりも薄く、
   第２バルブの外周と接続管受口の凹部の底面との間に間隙が形成されることを特徴とする接続管。

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