JP2004036861A

JP2004036861A - ホースと金属製パイプとの一体接続構造

Info

Publication number: JP2004036861A
Application number: JP2002198618A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Kinugasa; 衣笠　照彦
Original assignee: Nichirin Co Ltd
Current assignee: Nichirin Co Ltd
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】簡易かつ低コストで、接合部の接合強度およびシール性を確保しつつ、接合部の外径が過大とならない、ホースと金属製パイプとの一体接合構造を提供する。
【解決手段】ホース１１と金属製パイプ１２とを接続金具１３で接続して一体接続構造１とする。接続金具１３は、ホース１１の端部と嵌合するソケット部２１と、金属製パイプ１２の端部２５内面に挿入される挿入部２２とで構成し、挿入部２２の外周面には２本のリング状溝２３，２４を形成しておく。ソケット部２１にホース１１の端部を挿入して外周からカシメて固定する。次いで、リング状溝２３にＯリングを嵌め込み、挿入部２２を金属製パイプ１２の端部２５内面に挿入した状態で、端部２５の一部を外周から押圧してリング状溝２４にカシメ込む。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホースと金属製パイプとを接続金具で接続して一体化する接合構造に関する。さらに詳しくは、家庭用水道配管などに適したフレキシブルホースと金属製給水管との一体接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
住宅用の台所や洗面台などの水道用混合栓の水配管には、主に銅製もしくはステンレス鋼製のパイプ、または配管表面を波形に加工し柔軟性を向上させたコルゲート管が用いられていた。しかし、金属製パイプは柔軟性に乏しく、折り曲げに必要な荷重も大きくなり、施工がしづらく作業性が悪い問題があった。そこで、近年、柔軟性の高い樹脂製などのフレキシブルホース（例えば、特開平１０−２５７５５２号）が配管の一部として用いられるようになってきた。かかるフレキシブルホースは、例えば図６に示すように、操作レバー５１を調節して、給水管５２により送られる水道水と給湯管５３により送られる温水との混合水を適温のお湯として蛇口５４から流し出すようにした水道用混合栓５０に用いられる。
【０００３】
給水管５２（給湯管５３）は、通常、水道主配管（図示せず）から台所の流し台や洗面台の下部空間内までは銅製などの金属製パイプ５５（５６）で配管され、その端部に口金具５９（６０）を介してフレキシブルホース５７（５８）の一端部が接続され、そのフレキシブルホース５７（５８）の他端部が口金具５９’（６０’）を介して金属製パイプ５５’（５６’）に接続され、その金属製パイプ５５’（５６’）の他端部が水道用混合水栓５０に接続されることにより全体の配管が行われている。
【０００４】
ここで、フレキシブルホース（以下、単に「ホース」ともいう。）と金属製パイプ（以下、単に「パイプ」ともいう。）とを流し台や洗面台の下部空間内の狭い場所で接続することは作業性が非常に悪いため、通常予め両者を接合した状態で配管作業に供される。従来、ホースとパイプとの接続構造には以下のものが主に用いられている。
【０００５】
〔従来技術１〕（図３参照）
口金具６３のパイプ固定部６５にパイプ６２を挿入し、この部分をロウ付けまたは溶接して固定したのち、ホース６１の端部を口金具（「接続金具」ともいう。）６３のソケット部６４に差し込み、このソケット部６４を外周からカシメてホース６１に口金具６３を固定することによりホース６１とパイプ６２とを一体化したもの。
【０００６】
〔従来技術２〕（図４参照）
ホース７１の端部に上記と同様にして口金具７３を固定する。なお、口金具７３のパイプ接続側にはネジ部（本例では雄ネジ）７５を形成しておく。一方、パイプ７２の端部に、口金具７３のネジ部７５と羅合するネジ部（本例では雌ネジ）７６を形成した継ぎ手金具７４をロウ付けまたは溶接にて取り付ける。次いで、継ぎ手金具７４のネジ部７６と口金具７３のネジ部７５とをネジ結合することによりホース７１とパイプ７２とを一体化したもの。
【０００７】
〔従来技術３〕（図５参照）
パイプ８２の端部を図３のソケット部６４と同様の形状のソケット部８３に成形加工し、このソケット部８３にホース８１の端部を差し込みカシメにより固定し、ホース８１とパイプ８２とを一体化したもの。
【０００８】
〔従来技術４〕（図示せず）
ホースの端部とパイプの端部とを互いに嵌合するカプラ構造として、両者を嵌合させて一体化したもの。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術１〜４の接合構造にはそれぞれ以下のような問題点がある。
【００１０】
従来技術１のロウ付けまたは溶接は、ホースとパイプとを接合する目的に加え、水を洩らさないためのシールとしての役目も必要とするため、通常の単なる接合を目的とするロウ付けや溶接作業以上に慎重な作業を要しコストが高くなる。
【００１１】
従来技術２は、口金具のほかに継ぎ手金具という余分な部材を必要とし、かつ両金具にネジ加工を必要とするため、コストが高くなる。また、ネジ結合の部分のシール性を確保するためと、配管の際にネジが緩むことを防止するために、ネジ面に接着剤を塗布したのちネジ結合する必要があり、作業工程が多くなり手間を要する。さらに、ネジ部の外径が大きくなるため、狭い場所での配管作業がしにくくなる。
【００１２】
従来技術３は、パイプの端部を加工して、パイプと口金具とを初めから一体としているためシールの問題はないが、長尺のパイプの端部を複雑形状である口金具の形状に成形加工することは、従来の口金具の加工装置をそのまま用いることができず加工装置の設計変更などを要するため、やはりコストが高くなる。また、長尺のため成形加工の作業性も悪くなる。
【００１３】
従来技術４は、カプラを使用するため、迅速な接続が可能で、シール性の問題もないが、カプラ自身が高価なためコストが高く、またカプラの外径が大きいため狭い場所での配管作業がしにくくなる。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡易かつ低コストで、接合部の接合強度およびシール性を確保しつつ、接合部の外径が過大とならない、パイプとホースとの一体接合構造を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ホースと金属製パイプとを接続金具で接続して一体化する接続構造であって、接続金具は、ホースの端部と嵌合する嵌合部と、この嵌合部とは逆方向に伸び、金属製パイプの端部内面に挿入される挿入部とを備え、この挿入部の外周面には少なくとも２本のリング状溝が形成され、このリング状溝のうち少なくとも１本のリング状溝にはシール材が嵌め込まれており、前記挿入部が金属製パイプの端部内面に挿入された状態で、この金属製パイプの端部の一部が、シール材が嵌め込まれていないリング状溝にカシメ込まれたものであることを特徴とするホースと金属製パイプとの一体接続構造である。
【００１６】
請求項２の発明は、前記接続金具の挿入部が挿入される前記金属製パイプの端部が、当該金属製パイプの本体部より拡径されていることを特徴とする請求項１に記載のホースと金属製パイプとの一体接続構造である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態においては、水道用混合栓などの水配管に用いられるホースと金属製パイプとの一体接続構造を例示したが、これに限られるものではなく、油圧配管やエアー配管などに用いられる、ホースと金属製パイプとの一体接続構造にも同様に適用できるものである。
【００１８】
図１および図２に、本発明に係るホースと金属製パイプとの一体接続構造の実施の形態を示す。図１および図２に示すように、一体接続構造１は、ホース１１とパイプ１２とを接続金具であるニップル１３で接続して一体化されたものである。
【００１９】
ホース１１は、通常の繊維補強層を内層に有する二重樹脂チューブからなる樹脂製ホースなどを用いればよい。
【００２０】
ニップル１３は、ホース１１の端部と嵌合するソケット部（嵌合部）２１と、このソケット部２１とは逆方向に伸び、パイプ１２の端部内面に挿入される挿入部２２とを備え、この挿入部２２の外周面には２本のリング状溝２３、２４が形成されている。
【００２１】
パイプ１２は、後述のカシメの際の成形加工が容易で、かつ水道水に含まれる塩素に対する耐腐食性の観点から銅製またはステンレス鋼製のものが好適である。また、パイプ１２の端部２５は、後述の理由により本体部２６より拡径したものとすることが好ましい。
【００２２】
一体接続構造１を形成するには、通常以下の手順で行われる。
まず、ニップル１３のソケット部２１にホース１１の端部を差し込んだのち、ソケット部の外周からカシメてホース１１にニップル１３を固定する。次いで、ニップル１３の挿入部２２の先端に近い側のリング状溝２３にシール材であるＯリング２７を嵌め込んで、挿入部２２をパイプ１２の端部２５の内面に差し込む。
【００２３】
そして、端部２５の外周から、シール材（Ｏリング）２７を嵌め込んでいない方のリング状溝２４の外周近傍をプレス成形機などで例えば４方向から同時に押圧して、端部２５の一部をリング状溝２４にカシメ込む。これにより、パイプ１２とニップル１３とが物理的に一体化されるとともに、Ｏリング２７により端部２５の内面と挿入部２２の外面との間の隙間がシールされるため水漏れすることがない（図２参照）。
【００２４】
挿入部２２の外径は、Ｏリング２７をリング状溝２３に嵌めた状態でパイプ１２の端部２５の内面に差し込みにくくならない範囲で端部２５の内径にできるだけ近づけ、挿入部２２の外面と端部２５の内面との間の隙間を小さくすることが好ましい。
【００２５】
Ｏリング２７を嵌め込むリング状溝２３の幅および深さは、上記の挿入部２２の外面と端部２５の内面との間の隙間や、使用するＯリング２７の断面形状やサイズとの関係で適宜調整すればよい。なお、Ｏリング２７は、図２に示した断面円形のものに限られず、断面角状のものでもよい。
【００２６】
また、カシメに用いるリング状溝２４の断面形状は、配管施工時のハンドリングに耐えうる接合強度や配管施工後の耐圧強度などを考慮して適宜定めればよい。
【００２７】
本実施の形態では、シール材（Ｏリング）２７を嵌め込むリング状溝およびカシメに用いるリング状溝を各１本としたがこれに限るものではなく、いずれかを２本以上としてもよく、あるいは両方とも２本以上としてもよい。また、本実施の形態では、Ｏリング２７を嵌め込むリング状溝２３の方を挿入部２２の先端に近い側としたがこれに限るものではなく、逆に挿入部２２の先端から遠い側としてもよい。また、いずれかの種類の溝を２本以上とする場合、あるいは両方の種類の溝とも２本以上とする場合には、その配列については接合強度とシール性とを勘案して適宜選択すればよい。
【００２８】
パイプ１２の端部２５を本体部２６より拡径しているのは以下の理由による。端部２５と本体部２６とを同一内径とした場合（すなわち、直管を用いた場合）には、端部２５の内面には挿入部２２を挿入するため、この部分の水の流路が狭まり水圧が上昇して水漏れしやすくなるのに対し、端部２５を拡径することにより、この部分の流路が確保されて水圧の上昇が防止されるからである。また、拡径することにより、リング状溝２４へのカシメの面積も大きくでき、接合強度を高くできる効果もある。
【００２９】
パイプ１２の端部２５の一部をリング状溝２４にカシメ込む際、本実施の形態では４方向から同時に押圧するとしたが、これに限られるものではなく、２方向、６方向、８方向から同時に押圧してもよい。
【００３０】
本実施の形態においては、水配管を例示したため、パイプ１２の材質は銅製またはステンレス鋼製のものが好適としたが、油圧配管やエアー配管など他の種類の配管に適用する場合には、カシメの際の成形加工が容易な鉄製、アルミ製など他の金属製のものも使用できる。なお、パイプ１２の内面に接続金具１３の挿入部２２を挿入してプレス成形機などで加圧してカシメることから、パイプ１２内面には溶接ビードなど凹凸のないものを用いることが好ましい。
【００３１】
【実施例】
以下に、本発明に係るホースとパイプとの一体接続構造を水道用混合栓の水配管に適用した実施例を示す。なお、本実施例の一体接続構造は、上記実施の形態で説明した図１および図２に示すものとほぼ同様であるが、パイプとしては端部を拡径していない直管を用いた。
【００３２】
ホース１１としては、通常の繊維補強層を内層に有する二層樹脂チューブからなる樹脂製ホース（外径１４ｍｍ）を用いた。ニップル（接続金具）１３の材質は耐脱亜鉛ＢＳＢＭ材で、ソケット部２１は外径約１４ｍｍ、長さ２８ｍｍとし、挿入部２２は外径１１．１ｍｍ、内径６ｍｍ、長さ１３ｍｍとした。ソケット部２１にホース１１の端部を差し込み外周からカシメて固定した。挿入部２２には、幅２．５ｍｍ、深さ１．５ｍｍのリング状溝２３と、幅３．８〜４．５ｍｍ、深さ０．７ｍｍの断面台形状のリング状溝２４を形成した。パイプ１２は銅製（材質：Ｃ１２２０Ｔ−１／２Ｈ）で、内径１１．５ｍｍ、内径０．６ｍｍの直管を用いた。そして、リング状溝２３に材質がＥＰＤＭ系でサイズＰ８のＯリング２７を嵌め込み、挿入部２２をパイプ１２の端部２５に差し込んだのち、リング状溝２４の外周部近傍をプレス成形機で４方向から同時に押圧して、パイプ１２の端部２５を塑性変形させてリング状溝２４内にカシメ込んで一体化し、これを以下の耐圧試験、破裂試験および引張試験用の試験用サンプル１とした。
【００３３】
また、パイプ１２の両端にニップル１３のみを上記と同様にして取り付けた（ホース１１は取り付けない）ものを試験用サンプル２とし、引張試験に用いた。なお、いずれの試験もサンプル数はＮ＝３回とした。
【００３４】
〔耐圧試験〕
試験用サンプル１に、常温水にて１．７５ＭＰａ×５分間の耐圧試験を行った結果、いずれの部位からも水漏れなどの異常は発生しなかった。
【００３５】
〔昇圧試験〕
さらに、試験用サンプル１に常温水にて加圧しつつ段階的に昇圧する昇圧試験を行った。その結果、２０．１ＭＰａの水圧でホース１１の中央付近で破裂が発生したが、ニップル１３とホース１１との間およびニップル１３とパイプ１２との間で水漏れおよび抜けが発生することはなかった。
【００３６】
〔引張試験〕
引張試験機により試験用サンプル１の両端を支持して引っ張る引張試験を行った。その結果、引張荷重２３１７〜２５４０Ｎでホース１１の部位で破断が発生したが、ニップル１３とホース１１との間およびニップル１３とパイプ１２との間で抜けが発生することはなかった。また、引張試験機により試験用サンプル２の両端のニップルを支持して引っ張る引張試験を行った。その結果、引張荷重３５７５〜３６００Ｎに至って初めてニップル１３とパイプ１２との間で抜けが発生した。したがって、本発明の一体接合構造によれば、ホース１１の引張強度以下でニップル１３がパイプ１２から外れることがなく、強い接合強度が得られることが確認できた。
【００３７】
【発明の効果】
以上で説明したとおり、本発明によれば、接続金具に設けたリング状溝に金属製パイプの肉厚分をカシメ込むだけの簡易な構造を用いるため、低コストで確実に接合部の接続強度およびシール性を確保できることに加え、接合部の外径が過大とならないため、ホースと金属製パイプとの一体接続構造物を狭い空間で施工する際にも配管作業が妨げられることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るホースとパイプとの一体接続構造の組み付け前の状態を示す部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るホースと金属製パイプとの一体接続構造の組み付けた状態を示す部分断面図である。
【図３】従来技術１のホースと金属製パイプとの一体接続構造（ロウ付けまたは溶接）の組み付けた状態を示す部分断面図である。
【図４】従来技術２のホースと金属製パイプとの一体接続構造（ネジ結合）の組み付ける前の状態を示す部分断面図である。
【図５】従来技術３のホースと金属製パイプとの一体接続構造（パイプ端部加工）の組み付けた状態を示す部分断面図である。
【図６】水道用混合栓の配管の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…一体接続構造
１１…ホース
１２…パイプ
１３…接続金具（ニップル）
２１…嵌合部（ソケット部）
２２…挿入部
２３，２４…リング状溝
２５…端部
２６…本体部
２７…シール材（Ｏリング）

Claims

ホースと金属製パイプとを接続金具で接続して一体化する接続構造であって、
接続金具は、ホースの端部と嵌合する嵌合部と、この嵌合部とは逆方向に伸び、金属製パイプの端部内面に挿入される挿入部とを備え、この挿入部の外周面には少なくとも２本のリング状溝が形成され、このリング状溝のうち少なくとも１本のリング状溝にはシール材が嵌め込まれており、
前記挿入部が金属製パイプの端部内面に挿入された状態で、この金属製パイプの端部の一部が、シール材が嵌め込まれていないリング状溝にカシメ込まれたものであることを特徴とするホースと金属製パイプとの一体接続構造。
前記接続金具の挿入部が挿入される前記金属製パイプの端部が、当該金属製パイプの本体部より拡径されていることを特徴とする請求項１に記載のホースと金属製パイプとの一体接続構造。