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公開番号2025103345
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-09
出願番号2023220688
出願日2023-12-27
発明の名称受口に挿口を挿入する管継手に用いられるシール材およびこのシール材を用いた管継手
出願人株式会社クボタ
代理人弁理士法人森本国際特許事務所
主分類F16L 21/04 20060101AFI20250702BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】受口のシール面と挿口の外周面との間で圧縮されてシールするシール材において、圧縮時における応力面からの要求と水密性からの要求とを両立させるシール材を提供する。
【解決手段】受口2の嵌込溝21に嵌め込まれるヒール部13と、受口2のシール面23と、挿口3の外周面とに挟まれて圧縮されるバルブ部10とを備え、バルブ部10は、外周側に形成される第1凸部11と、内周側に形成される第2凸部12とを有し、第1凸部11の円弧状の外形線を含む第1円11cの第1半径R1は、第2凸部12の円弧状の外形線を含む第2円12cの第2半径R2よりも小であり、第1円の中心C1は、受口2のシール面23の管径方向内側に位置するとともに、第2円12cの円周に含まれ、管軸方向における第1円の中心C1と第2円の中心C2の間の中心間距離は、第2半径R2と第1半径R1との差よりも小である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
互いに接続される第１の管の端部に形成された挿口が、第２の管の端部に形成された受口に挿入する管継手に用いられる弾性材製の環状のシール材であって、
受口の内周面に設けられた嵌込溝に嵌め込まれるヒール部と、
嵌込溝よりも挿口の挿入方向側に設けられるとともに嵌込溝よりも内径が小である受口のシール面と、挿口の外周面とに挟まれて圧縮されるバルブ部と
を備え、
バルブ部は、外周側に形成される第１凸部と、内周側に形成される第２凸部とを有し、
ヒール部が嵌込溝に嵌め込まれ、かつ挿口が受口に挿入されていない状態における、シール材の周方向と直交する方向の断面視において、
第１凸部および第２凸部は、円弧状の外形線を有し、
第１凸部の円弧状の外形線を含む第１円の第１半径は、第２凸部の円弧状の外形線を含む第２円の第２半径よりも小であり、
第１円の中心は、受口のシール面の管径方向内側に位置するとともに、第２円の円周に含まれ、
管軸方向における第１円と第２円との中心間の距離（以下、中心間距離）は、第２半径と第１半径との差よりも小である
ことを特徴するシール材。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
前記断面視において、ヒール部の内周面と第２凸部の内周面とが、傾斜面で接続されており、
傾斜面は、挿口の挿入方向に対して管径方向内側に傾斜する
ことを特徴とする、請求項１に記載のシール材。
【請求項３】
前記断面視における前記中心間距離がゼロである
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のシール材。
【請求項４】
前記断面視において、第１円と第２円とは、第１円と第２円との交点を結ぶ弦の長さが、第１円の直径と等しい
ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のシール材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、受口に挿口を挿入する管継手に用いられるシール材およびこのシール材を用いた管継手に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、この種のシール材としては、図９に示すような管継手９００で用いられるものがある。この管継手９００は、互いに接続される一方の管の端部に形成された受口２に、他方の管の端部に形成された挿口３が挿入される。
【０００３】
受口２の内周に形成されたシール材配置凹部２０に、ゴム製で環状のシール材９が配置され、このシール材配置凹部２０の奥側にロックリング溝部２４が形成されている。このロックリング溝部２４にはロックリング２５が配置される。挿口３の先端部３１の外周には、ロックリング２５に受口２の奥側から係合可能な突部３１ｂが形成される。ロックリング２５とロックリング溝２４との間には、ロックリング２５を心出するための弾性部材２６が配置される。
【０００４】
シール材９は、図９、図１０に示すように、シール材配置凹部２０の周面の手前側に設けられた第１嵌め込み溝２１に嵌め込まれるヒール部９３と、上記周面におけるシール面２３と挿口３の外周面との間で圧縮されてシール面圧を生ずるとともに、シール材配置凹部２０の周面の奥側に設けられた第２嵌め込み溝２２に嵌め込まれるバルブ部９０とを有している。バルブ部９０の管径方向における高さをバルブ部の高さＨ９１と称する。図１０は、受口２に挿口３が挿入される前におけるシール材９の周方向に直交する方向の断面図である。
【０００５】
なお、上記のようなシール材９を用いた管継手としては、例えば下記特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第４８３６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シール材９の材質は、従来、典型的にはＳＢＲ（Ｓｔｙｒｅｎｅ－ＢｕｔａｄｉｅｎｅＲｕｂｂｅｒ）材であったが、近年、耐油性、耐薬品性などの要求からＮＢＲ（Ｎｉｔｒｉｌｅ－ＢｕｔａｄｉｅｎｅＲｕｂｂｅｒ）材などの硬度が高いシール材の要求がある。ここで、シール材９の硬度が高くなると図１１に示すように、シール材９が圧縮されたときに、シール材９の内周側と挿口３の外周面との接触部分Ａ９１において高応力となることがある。図１１は、シール状態における発生応力の検証のために、図１０で示した従来のシール材９について材質をＮＢＲ材として行ったＦＥＭ（ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ：有限要素法）による応力解析結果の概略である。この高応力は、受口２に挿口３を挿入してシール状態に至る過程（詳しくは後述する）で、図１０で示したバルブ部が、同図に図示する矢印Ｄ９１のように、外周側に押し拡げ拡げられる際、シール材９の硬度が高いことでシール材９の内周側において特に曲げおよび引張応力が大となり、シール状態においてこの応力が残存するものである。
【０００８】
これに対して、発生応力を緩和するためにバルブ部９０ｄの高さＨ９１をバルブ部の高さＨ９２に低く変更して従来のシール材９を改良したシール材９ｄを図１２に示す。これにより、シール材９ｄのバルブ部９０ｄが図示する矢印Ｄ９２のように、外周側に押し拡拡げられる量を従来のシール材９の場合よりも小とすることで、高応力の緩和を図ることができる。しかしながら、バルブ部９０ｄの高さＨ９２が従来のバルブ部の高さＨ９１（図１０参照）よりも低くなることでシール状態におけるバルブ部９０ｄの圧縮代が減少して水密性が悪化するおそれがある。具体的には図１３に示すように、シール状態において管内側から水圧ＷＰがかかったときにシール材９ｄのシール面圧が失われて、バルブ部９０ｄの外周側と受口２のシール面２３との接触部分Ａ９２で隙間Ｇが空き、この隙間Ｇから漏水するおそれがある。図１３は、改良したシール材９ｄに対して行った水密性解析結果である。
【０００９】
以上のとおり、従来のシール材は、特にシール材の硬度が高い場合に、シール状態における応力面からの要求と水密性からの要求とを両立させることが困難であるという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、受口のシール面と挿口の外周面との間で圧縮されるシール材において、圧縮時における応力面からの要求と水密性からの要求とを両立させるシール材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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