CN112178319A - 接头用紧固件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及接头用紧固件。本发明提供一种能够长期耐受在管道内产生的冲击和高水压的树脂制接头用紧固件。一种接头用紧固件，其通过相对于轴向基本垂直地嵌插在管道的接头上而连接接头，其中，所述接头用紧固件由树脂成型而得到，并且所述接头用紧固件的接头的连接方向的抗拉强度为1.80kN以上。

Description

接头用紧固件

技术领域

本发明涉及接头用紧固件。

背景技术

以往，已知在各种管道的连接部分通过夹着形成于各管道端部的凸缘的外周来连接管道的接头用紧固件。这样的接头用紧固件例如用于热水器等设备的管道的连接部分。

这样的接头用紧固件以往一般由金属材料形成，但是近年来，公开了由树脂材料形成接头用紧固件的例子(例如，参见专利文献1)。该接头用紧固件中，由从外周侧覆盖管道的连接部分的凸缘的外壁和以夹着该凸缘的方式配置的侧壁形成为凹状，并且两侧壁的前端侧延伸至超过连接部的轴心的位置而构成环状部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-145384号公报

发明内容

发明所要解决的问题

当然，通过由树脂材料构成接头用紧固件，与传统的金属制接头用紧固件相比，能够期待轻量化。另一方面，如果为金属制接头用紧固件，则其强度不会成为问题，但是在由树脂材料形成的接头用紧固件的情况下，在充分地保持强度的方面存在问题。特别是，在各种管道中要求对于在突然截断管道内的水流时由于水的惯性而在管内产生冲击和高水压的、所谓的水锤现象的长期的耐受性，对于在专利文献1中公开的树脂制接头用紧固件而言，没有考虑该耐受性。

因此，本发明的目的在于提供一种能够长期耐受在管道内产生的冲击和高水压的树脂制接头用紧固件。

用于解决问题的手段

本发明的一个方式的接头用紧固件为通过相对于轴向基本垂直地嵌插在管道的接头上而连接接头的接头用紧固件，其中，所述接头用紧固件由树脂成型而得到，并且所述接头用紧固件的接头的连接方向的抗拉强度为1.80kN以上。

根据该方式，接头用紧固件为将接头的连接方向的抗拉强度设定为1.80kN以上的接头用紧固件。即，通过提高抵抗对紧固件短期产生的拉应力的强度，不仅能够耐受水锤现象等在管道内产生的冲击和高水压，而且通过这样的将抗拉强度设定在特定范围内的构成，能够实现长期的耐受性也优异的树脂制接头用紧固件。

在上述方式中，所述接头用紧固件在往接头上嵌插时施加的载荷可以为59N以下。根据该方式，通过将接头的嵌插时的载荷、即接头用紧固件的往接头上的嵌入载荷设定为59N以下，能够实现安装作业性良好并且还能够耐受在管道内产生的冲击和高水压的树脂制接头用紧固件。

在上述方式中，所述接头用紧固件可以为具有凹口的环状构件，其中至少在往接头上安装时所述凹口的一部分成为往接头上嵌插的嵌插口，并且可以在所述环状构件的外周沿着接头的连接方向形成有肋状的增强构件。根据该方式，通过形成增强构件，能够提高接头用紧固件的接头的连接方向的抗拉强度而不会提高接头用紧固件的往接头上的嵌入载荷。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够长期耐受在管道内产生的冲击和高水压的树脂制接头用紧固件。

附图说明

图1为表示本实施方式的接头用紧固件的整体结构的立体图(A)和主视图(B)。

图2为表示将图1的接头用紧固件嵌插到管道的接头上的状态的示意图。

图3为表示将要将图1的接头用紧固件嵌插到管道的接头上的状态的示意图。

附图标记

1：接头用紧固件，11、11a、11b：侧壁，11e：边缘，12：外壁，13：顶部，14、14a、14b：肋，E：端部，F：凸缘，N：凹口，P：管道

具体实施方式

参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。(需要说明的是，在各图中，赋予相同符号的部件具有相同或同样的构成。)

图1为表示本实施方式的接头用紧固件1的整体结构的立体图(A)和主视图(B)。图2为表示将接头用紧固件1嵌插到管道的接头上的状态的示意图。图3为表示将要将接头用紧固件1嵌插到管道的接头上的状态的示意图。

接头用紧固件1为树脂制，如图2中示出的其状态所示，接头用紧固件1通过相对于轴向基本垂直地嵌插到管道P(Pa、Pb)的接头上而以夹着凸缘F(Fa、Fb)的方式连接接头。这样的接头用紧固件1的由图2中箭头所示的接头的连接方向的抗拉强度为1.80kN以上。另外，如图3所示，接头用紧固件1由其凹口嵌插到管道P的凸缘F上，在接头用紧固件1的嵌插时施加的载荷优选为59N以下。

即，接头用紧固件1在将其安装在管道P的接头的凸缘F上时，需要具有较强的沿管道P打开的方向(参见图2中的箭头方向)、即管道的轴向的抗拉强度，但是在由金属材料构成紧固件的情况下，该抗拉强度是无需考虑的事项，并且是以往未考虑到的技术事项。在本实施方式中，发现了通过将抗拉强度设定在特定的范围内，不仅能够耐受水锤现象等在管道P内产生的冲击和高水压，而且长期的耐受性也优异的树脂制接头用紧固件1。

另一方面，在考虑到安装作业性的情况下，在接头用紧固件1往管道P的凸缘F上嵌插时，施加与管道P的轴向基本垂直的方向(在图3中由涂黑箭头表示的方向)的载荷，通过将该载荷设定为一定值以下，在接头用紧固件1往管道P上嵌插时，紧固件1容易向图3的箭头方向扩展，能够保持良好的安装作业性。

具体而言，如图1(A)和(B)所示，接头用紧固件1在环状构件的外周沿着接头的连接方向形成有肋状的增强构件。即，接头用紧固件1为包含侧壁11(11a、11b)和外壁12的截面コ形，所述侧壁11(11a、11b)为了夹着管道的接头的凸缘部分而相对地形成，所述外壁12连接两侧壁11，该接头用紧固件1在主视图中以顶部13为界左右对称，并且以形成近似C形的方式在端部E形成有成为往管道上的插入口的凹口N。

侧壁11以在端部E一侧的高度H1高并且在顶部13一侧的高度H2逐渐变低的方式形成。即，为了使接头用紧固件1的端部E容易向左右方向扩展，以与其它部分相比强度相对变弱的方式设定了顶部13附近的强度。另外，端部E为在接头用紧固件1中插入管道的一侧，因此该部分中的侧壁11的边缘11e朝向内侧形成为R形。另一方面，外壁12从端部E一侧至顶部13以大致相等的厚度形成。

在侧壁11和外壁12的外侧以叶片状形成有多个肋14。肋14从侧壁11向外侧凸出并且从外壁也向外侧凸出，其形状呈コ形。将形成于侧壁11侧的肋14a的厚度设定为1.0mm、将其高度设定为1.5mm。另外，将形成于外壁12侧的肋14b的厚度设定为1.0mm、将其高度设定为3.0mm。

另外，在本实施方式中，左右对称地形成有12个肋14，不过，这里所示出的是最佳的例子。只要满足之后所示的接头用紧固件1所要求的强度，也可以为1片，另外，不是必须在侧壁11上形成肋。另外，关于肋14的厚度，可以在满足接头用紧固件1所要求的强度的范围内设定。

用于接头用紧固件1的热塑性树脂优选为选自聚烯烃类热塑性树脂、聚酰胺类热塑性树脂和聚酯类热塑性树脂中的至少一种。另外，也可以使该热塑性树脂中含有玻璃纤维而形成。

作为聚烯烃类热塑性树脂，例如可以采用聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-乙烯无规共聚物、高密度聚乙烯或者它们的混合物等。作为所述聚酰胺类树脂，可以列举二元羧酸与二元胺的缩聚物、环状内酰胺的开环聚合产物、氨基羧酸的缩聚物等，具体而言，可以采用聚酰胺-6、聚酰胺-11、聚酰胺-12、聚酰胺4,6、聚酰胺-6,6、聚酰胺-6,10、聚酰胺-6,12、聚酰胺-11,6等脂肪族聚酰胺；聚酰胺-MXD6、聚酰胺-6T、聚酰胺-6I、聚酰胺-9T、聚酰胺-4I等包含芳香族成分的聚酰胺；以及上述脂肪族聚酰胺彼此的共聚物或混合物、包含芳香族成分的聚酰胺彼此的共聚物或混合物、脂肪族聚酰胺与包含芳香族成分的聚酰胺的共聚物或混合物。作为所述聚酯类热塑性树脂，可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯或者它们的合金树脂等。热塑性树脂可以单独使用，也可以组合使用两种以上。

在这样的热塑性树脂中，优选聚酰胺类树脂，特别是从低熔点和低吸水的观点出发，优选聚酰胺-6,10，从吸水时高刚性的观点出发，优选聚酰胺-6,6与聚酰胺-6I的合金，从强度和通用性的观点出发，优选聚酰胺-6,6。

在如上所述的本实施方式的接头用紧固件1中，通过将接头的连接方向的抗拉强度设定为1.80kN以上，能够实现能够长期耐受水锤现象等在管道内产生的冲击和高水压的树脂制接头用紧固件。另外，通过将接头的嵌插时的载荷、即接头用紧固件的往接头上的嵌入载荷设定为59N以下，能够实现安装作业性良好并且还能够耐受在管道内产生的冲击和高水压的树脂制接头用紧固件。

另外，在本实施方式的接头用紧固件1中，通过在环状构件的外周沿着接头的连接方向形成作为肋状的增强构件的肋14，能够提高接头的连接方向的抗拉强度而不会增加接头用紧固件1的往接头上的嵌入载荷。在此，作为将接头用紧固件的往接头上的嵌入载荷调节为59N以下的方法，可以列举使图1所示的顶部13附近的侧壁11或外壁12的壁厚变薄的方法、由弹性体构成顶部13附近的侧壁11或外壁12的方法等。

[实施例]

关于以上所示的接头用紧固件，作为实施例1，采用满足作为本实施方式的构成的抗拉强度和嵌入载荷的接头用紧固件1；作为比较例，采用现有技术的接头用紧固件；作为实施例2，采用仅满足作为本实施方式的构成要素的抗拉强度但不满足嵌入载荷的接头用紧固件，对在管道的接头上重复进行30万次管道的内压达到2.0MPa的耐疲劳性试验时是否发生破损以及安装时的作业容易性进行了评价。

具体而言，在实施例1中使用的紧固件的形状为图1所示的形态，在比较例1中使用的紧固件的形状为在专利文献1中所示的紧固件的形状，其中将侧壁的厚度设定为3.0mm、将外壁的厚度设定为2.0mm。另外，在实施例2中使用的紧固件以将比较例中所示的紧固件的壁厚加厚并满足以下所示的各条件的方式构成。更具体而言，以将侧壁的厚度设定为6.0mm并将外壁的厚度设定为4.0mm的方式构成。

需要说明的是，在实施例中，注射成型时使用的热塑性树脂组合物为聚酰胺66树脂(商品名：Leona(注册商标)14G33X01。含有33重量％的玻璃纤维的热塑性树脂组合物)。

另外，抗拉强度是否在规定的范围内的评价通过以下方式进行：将实施例1、2和比较例的紧固件如图2所示嵌插在管道上，在以下的测定条件下从两侧牵拉管道，并测定紧固件破裂时或者紧固件脱离时的强度。

试验机：岛津制作所制造，Autograph AG-X(300kN)

牵拉速度：5mm/分钟

测力传感器：20KN

试验温度：23℃(湿度50％)

此外，耐疲劳性试验通过以下方式进行：将实施例1、2和比较例的紧固件如图2所示嵌插到管道上，在以下的条件下对管道重复进行供水和停止供水，并测定紧固件破裂时或者紧固件脱离时的供水和停止供水的重复次数。

试验机：Tokyo Meter株式会社制造，水锤试验机DWH-15

试验条件：试验温度23℃

停止供水时的供给水压1.6MPa

通水时的供给水压0.3MPa

峰值2.3MPa

最大水击2.0MPa

流量40L/分钟

电磁阀开启时间2.0秒

电磁阀关闭时间2.0秒

另外，对于嵌入载荷，通过利用IMADA株式会社制造的数字测力计ZTS-100N测定在嵌入到φ30mm的管上时对紧固件施加的载荷来进行。

表1为如下所述的表：对于实施例1、2和比较例，将在实施例1中抗拉强度为1.94kN、在比较例中抗拉强度为1.69kN、在实施例2中抗拉强度为1.85kN表示为构成1，并且将在对实施例1、2和比较例进行将管道的内压设定为2.0MPa的试验的情况下在第几次发生破裂表示为效果1。另外，表2为如下所述的表：对于实施例1、2和比较例，将在实施例1中嵌入载荷为27.3N、在比较例中嵌入载荷为47.2N、在实施例2中嵌入载荷为70N表示为构成2，并且对于实施例1、2和比较例评价安装作业的容易性并表示为效果2。

[表1]

	实施例1	比较例1	实施例2
				抗拉强度	1.94kN	1.69kN	1.85kN
耐疲劳性	45万次	6万次	35万次

[表2]

	实施例1	比较例1	实施例2
				嵌入载荷	27.3N	47.2N	70N
安装作业性	◎	〇	×

根据上述结果，在将抗拉强度设定为1.94kN的实施例1中，直到45万次未发生破裂，另外，在将抗拉强度设定为1.85kN的实施例2中，直到35万次未发生破裂。另一方面，在抗拉强度为1.69kN的比较例中，在约6万次时观察到破裂。另外，在安装作业性方面，在将嵌入载荷设定为27.3N的实施例1中，安装作业性为“◎”，得到了非常良好的结果。另外，在将嵌入载荷设定为47.2N的作为现有技术产品的比较例中，安装作业性为“〇”，得到了良好的结果。另一方面，在作为厚壁的产品且将嵌入载荷设定为70N的实施例2中，安装作业性为“×”，得到了在安装作业性方面不优选的结果。

可见，发现通过将接头的连接方向的抗拉强度设定为1.80kN以上，在耐疲劳性试验中表现出良好的结果，能够实现能够长期耐受水锤现象等在管道内产生的冲击和高水压的树脂制接头用紧固件。另外，通过在往接头上嵌插时施加的载荷为59N以下，能够实现容易进行安装作业的树脂制接头用紧固件。而且，在同时满足这两个构成的实施例1中，能够实现耐疲劳性高而且安装作业性也良好的接头用紧固件1。

以上所说明的实施方式是为了便于理解本发明，并不是为了限定性地解释本发明。实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状和尺寸等能够适当变更而并不限定于所例示的内容。另外，能够将在不同的实施方式中所示的构成彼此部分地置换或组合。

Claims (5)

1.一种接头用紧固件，其通过相对于轴向基本垂直地嵌插在管道的接头上而连接接头，其中，

所述接头用紧固件由树脂成型而得到，并且

所述接头用紧固件的接头的连接方向的抗拉强度为1.80kN以上。

2.如权利要求1所述的接头用紧固件，其中，所述接头用紧固件在往接头上嵌插时施加的载荷为59N以下。

3.如权利要求1或2所述的接头用紧固件，其中，所述树脂为热塑性树脂。

4.如权利要求1～3中任一项所述的接头用紧固件，其中，所述接头用紧固件通过注射成型而形成。

5.一种接头用紧固件，其中，所述接头用紧固件为具有凹口的环状构件，其中至少在往接头上安装时所述凹口的一部分成为往接头上嵌插的嵌插口，并且

在所述环状构件的外周沿着接头的连接方向形成有肋状的增强构件。

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