JP2005163938A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】通常の溶融樹脂温度と射出圧力で射出成形しても、ウエルドラインが生じることがなく、漏水のない管継手を提供する。
【解決手段】一方側に金属ねじ部材が埋設され、他方側が合成樹脂継手となされた管継手において、合成樹脂継手側の金属ねじ部材表面と合成樹脂層との接触界面には、合成樹脂を射出成形したことによるウエルドラインが存在しないように合成樹脂層が成形されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は一方側に金属ねじ部材が埋設され、他方側が受口または差口となされた合成樹脂継手からなる管継手で、金属ねじ部材と合成樹脂継手の合成樹脂層との接触界面を通して漏水のない管継手に関する。

従来、金属ねじ部材を埋設した合成樹脂製管継手が給水栓用ソケット、給水栓用エルボ、給水栓用チーズ、バルブソケット等として使用されている。これら管継手は射出成形金型のキャビティ内に金属ねじ部材を保持し、合成樹脂製管継手の特定部位にゲートを設けて、このゲートから溶融した合成樹脂を射出注入することにより成形されている。

しかしながら、ゲートから射出注入された溶融樹脂は、円筒状のキャビティを流れてキャビティ内に充填されるが、溶融樹脂のキャビティ内での流れはゲートから円周方向の両方向に流れ、ゲートの略反対側で合流することになる。キャビティ内を流れる溶融樹脂はキャビティ面に接触して樹脂温度が低下して流動しにくくなるため、ゲートの反対側で合流しても樹脂同士が充分に合流して一体化せず、ウエルドラインが生じるのが普通のことであった。

特に、金属ねじ部材を埋設した合成樹脂製管継手のように、金属インサート部材が埋設される成形品においては、溶融樹脂が金属インサート部材に接触して冷却されると共に、金属インサート部材の表面が合成樹脂層との接合強度を高めるために粗面となされていて、流動性が悪い。このため、樹脂の合流部において、単に接触しただけで融着されていないウエルドラインが生じることがあった。

このようなウエルドラインは、金属ねじ部材にねじを有する金属管が螺合して接続され、合成樹脂製受口または差口に合成樹脂管が嵌合接着接合されて、給水管路として使用されると、高い水圧がかかった場合、例えば、給水栓が急激に閉じられてウォーターハンマーと言われる衝撃力が加えられた場合には、ウエルドラインに隙間が生じて、漏水することがあった。

また、金属インサート部材が埋設された管継手においては、金属インサートと合成樹脂製管継手本体との熱膨張率が異なることによる流体からの熱影響と流体圧力の影響の繰り返し等から、管継手本体とインサートとの接合面から漏水する事態が発生するのを防止した管継手が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第３２４１０８３号公報（特許請求の範囲、段落番号００１９、図１〜４参照 。）。

この特許文献１には、合成樹脂管と金属管を接続する管継手として、「合成樹脂製の管継手本体の一端部に、端部にネジ部を有する筒状の金属製インサート部材が一体に連結されてなる管継手において、前記インサート部材の流路面部分に連続する管継手本体の環状端部がインサート部材側の奥部斜めに食い込んだ構造とされていることを特徴とする管継手。」（特許請求の範囲）が提案されている。

そして、「インサート部材の流路面部分に連続する管継手本体の環状端部がインサート部材側の奥部斜めに食い込んだ構造とされているので、漏水の発端部分となる危険性はなく、また流体の流れ状態を乱すこともない。このため、流体からの熱影響や流体圧力の繰り返しなどに対して充分に耐えることができる。」（段落００１９）と記載されている。

特許文献１に記載の管継手においては、金属インサート部材を射出成形する場合におけるウエルドラインの発生に関しては全く記載されていない。金属インサート成形におけるウエルドラインの影響を無くすためには、溶融樹脂の流動性の高い樹脂を使用して、高温に加熱された樹脂を高圧力で射出成形することが必要である。
しかし、樹脂温度が高くなると、冷却固化するのに要する冷却時間が長くなり、成形サイクルが長くなって製造効率が低下すると共に、熱分解し易い硬質塩化ビニル樹脂などにおいては、高温度に加熱すると樹脂が分解し、分解した樹脂が成形品に混じるため不良品が多くなるという問題がある。
また、高圧力で射出成形すると、樹脂漏れが生じてバリのある成形品となり、バリ取り作業が必要となるという問題もある。

そこで、製造効率を上げ、バリ取り作業の必要のない程度の溶融樹脂温度と射出圧力で、ウエルドラインによる欠陥が生じないように射出成形されることが多いが、樹脂同士が合わさった継ぎ目は融着していることは少なく、密接されているだけのことが多い。
従って、このような管継手が給水管路の管接続部材として使用されると、高い水圧がかかった場合、例えば、給水栓が急激に閉じられてウォーターハンマーと言われる衝撃力が加えられた場合には、密接している継ぎ目に隙間が生じて、合成樹脂製の管継手本体と金属製インサートとの間から漏水することがあった。

本発明は、通常の溶融樹脂温度と射出圧力で射出成形しても、ウエルドラインが生じることがなく、漏水のない管継手を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の管継手は、一方側に金属ねじ部材が埋設され、他方側が合成樹脂継手となされた管継手において、合成樹脂継手側の金属ねじ部材表面と合成樹脂層との接触界面には、合成樹脂を射出成形したことによるウエルドラインが存在しないように合成樹脂層が成形されていることを特徴とする。

また、請求項２記載の本発明の管継手は、請求項１記載の管継手において、合成樹脂層の外面円周方向に環状の肉厚部が設けられ、この肉厚部にゲートが設けられて射出成形されてなるものである。

また、請求項３記載の本発明の管継手は、請求項２記載の管継手において、合成樹脂継手が受口継手となされ、受口継手の端部外周に肉厚部が設けられているものである。

また、請求項４記載の本発明の管継手は、請求項１〜３のいずれかに記載の管継手において、金属ねじ部材が雌ねじ部材であるものであり、また、請求項５記載の本発明の管継手は、請求項１〜３のいずれかに記載の管継手において、金属ねじ部材が雄ねじ部材であるものである。

また、請求項６記載の本発明の管継手は、一方側に金属雌ねじ部材が埋設されて金属雌ねじ接合部が設けられ、他方側が合成樹脂継手となされた管継手において、金属雌ねじ部材の管継手端部側の外周角部が環状の断面平滑な弧状面となされると共に金属雌ねじ部材の中間部外周に環状の凹溝が設けられていることを特徴とする。

請求項１記載の本発明の管継手は、一方側に金属ねじ部材が埋設され、他方側が合成樹脂継手となされた管継手において、合成樹脂継手側の金属ねじ部材表面と合成樹脂層との接触界面には、合成樹脂を射出成形したことによるウエルドラインが存在しないように合成樹脂層が成形されているので、金属ねじ部材表面と合成樹脂層とは密着しており、また、ウエルドラインが存在しないため、給水管路の継手として使用され、ウォーターハンマーによる衝撃力が加えられても漏水することがない管継手となっている。

また、請求項２記載の管継手は、合成樹脂層の外面円周方向に環状の肉厚部が設けられ、この肉厚部にゲートが設けられて射出成形されてなるものであるため、射出成形機から射出される溶融樹脂は、まず環状の肉厚部内で円周方向に流動してから管軸方向へ流動して行く。溶融樹脂は、環状の肉厚部を円周方向に流動して反対側で合流するが、金型に注入された直後であって樹脂温度が高いため、合流すると融着一体化して、ウエルドラインは生じない。
このようにゲートから流入した溶融樹脂は管軸方向に流動するので、ゲートの反対側に流動する溶融樹脂の合流部、即ち、ウエルドラインが生じることがない。従って、漏水することのない管継手が得られる。

また、請求項３記載の本発明の管継手は、合成樹脂継手が受口継手となされ、受口継手の端部外周に肉厚部が設けられているので、ゲートから流入した溶融樹脂が円周方向に流動し易く、より均一に管軸方向に流動するのでウエルドラインの形成を完全に無くすことができる。また、合成樹脂受口の端部に肉厚部が形成されているので、強度があり、合成樹脂層の肉厚をそれだけ薄くできる。

また、本発明の管継手は、請求項４のように、金属ねじ部材が雌ねじ部材であっても、請求項５のように、金属ねじ部材が雄ねじ部材であってもよいため、様々な形態の管継手に応用できる。

また、請求項６記載の管継手は、一方側に金属雌ねじ部材が埋設されて金属雌ねじ接合部が設けられ、他方側が合成樹脂継手となされた管継手において、金属雌ねじ部材の管継手端部側の外周角部が環状の断面平滑な弧状面となされると共に金属雌ねじ部材の中間部外周に環状の凹溝が設けられているので、ウエルドラインが生じて、管内の水圧が金属雌ねじ部材の外周に沿って漏れ出そうとしても、外周の環状凹溝部分に達すると、水圧で金属雌ねじ部材を接合部の端部側に押圧することになる。
金属雌ねじ部材の管継手端部側の外周角部が環状の断面平滑な弧状面となされているので、この面が接合部端部の合成樹脂層に押圧され、金属雌ねじ部材と合成樹脂層との間を通って漏水するのを、管内の水圧でセルフシールできる。

本発明を実施するための最良の形態を図に示す実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の管継手の第１実施例を一部断面で示す側面図である。
図１で、１は本発明の管継手で、この管継手１は金属雌ねじ部材１１と硬質塩化ビニル樹脂からなる合成樹脂層１２とからなり、金属雌ねじ部材１１をインサート射出成形して作られている。金属雌ねじ部材１１のインサートされている側が金属雌ねじ接合部１０となされ、他方側が奥側に向けて口径が小となるテーパーを有する合成樹脂受口１３となされている。

受口１３の端部には肉厚部１４が形成されている。この肉厚部１４の外周または端面には、溶融樹脂を射出注入するゲートの痕跡１５が形成されている。
そして、合成樹脂層１２は、射出成形金型のゲートから溶融樹脂が射出注入されて成形される。金型には、ゲートが肉厚部に設けられているので、注入された溶融樹脂は、先ず、肉厚部に沿って円周方向に流動して肉厚部となるキャビティを充填する。次いで、受口１３および接合部１０を形成するキャビティを管軸方向に流動する。

従って、合成樹脂層１２は、肉厚部１４で環状に充填された溶融樹脂が管軸方向に円筒を形成して流動するので、従来のように、ゲートと反対側に流動する樹脂の合流部が形成されず、形成される合成樹脂層１２にはウエルドラインは生じない。
尚、肉厚部１４では、ゲートから注入された溶融樹脂は円周方向逆向きに流動してゲートと反対側で合流する。しかし、肉厚部１４では溶融樹脂が冷却されないので、合流すると一体となってウエルドラインは生じることはない。

この肉厚部１４は、注入された溶融樹脂が主に円周方向に流動する厚さと幅であればよく、受口１３を形成する合成樹脂層１２の厚さの１．５〜２倍位であればよい。また、溶融樹脂の流れをよくするため、肉厚部１４は厚さと幅が同じ位の断面形状であるのが好ましい。この肉厚部１４は円形状であってもよい。

図１で、２は金属管、３は硬質塩化ビニル樹脂管である。金属管２の端部には雄ねじ部が形成され、接合部１０の金属雌ねじ部材１１に螺合して接合され、硬質塩化ビニル管３は受口１３に接着剤で接合されて給水管路として使用される。

尚、この実施例においては、肉厚部１４が合成樹脂層１２の金属雌ねじ接合部１０と反対側の受口１３の端部に形成されているが、本発明においては、肉厚部１４は、合成樹脂層１２に円周方向に設けられていればどの位置であってもよい。
例えば、受口１３の外周のいずれかの位置であっても、接合部１０の端部であってもよい。

また、肉厚部１４が、管継手１の受口１３に形成されている、特に、受口１３の端部に形成されていると、受口１３の強度が補強されるので、受口１３の肉厚を薄くできるが、補強が不要な場合には、肉厚部を切削または切除したものとしてもよい。

図２は本発明の管継手の第２実施例を一部断面で示す側面図である。
図２に示す実施例２は、図１における肉厚部１４の代わりに、合成樹脂層１２ａの受口１３ａの端部となる金型に、平面状に流動するフイルムゲート１６が形成されている例である。溶融樹脂は溶融樹脂注入口から周辺に平面状に流動した後、受口１３ａおよび金属雌ねじ接合部１０ａの管軸方向に円筒状に流動して、合成樹脂層１２ａが形成される。
この例では、受口１３ａの内面を形成する内型１７が必要である。この内型１７は外径が拡縮する型とするか分割型とすることが必要である。
成形後、フイルムゲート１６の部分を切除して管継手１ａができあがる。
この例のようにフイルムゲート１６を有する金型で成形することにより、合成樹脂層１２ａにウエルドラインの形成されない管継手１ａが得られる。

図３は本発明の管継手の第３実施例を一部断面で示す側面図である。
図３に示す実施例３では、管継手４は、金属ねじ部材として金属雄ねじ部材４１が使用されている。この金属雄ねじ部材４１には、この金属雄ねじ部材４１を合成樹脂継手にインサート成形するための金属雄ねじ接合部４０が形成されていて、この接合部４０の内外面に合成樹脂層４２が射出成形されることにより、金属雄ねじ部材４１をインサートして合成樹脂受口４３が形成されている。
接合部４０の外周面には凹凸が設けられていて合成樹脂層４２と強固に固定されている。合成樹脂層４２は、受口４３の端部外周に肉厚部４４が形成され、この肉厚部４４にゲートを通して溶融樹脂が射出注入されて形成されている。
従って、溶融樹脂は、肉厚部４４を周方向に流れ、その後、円筒状となって受口４３を形成する金型キャビティ内を軸方向に流れる。

溶融樹脂は、受口４３を形成する金型キャビティ内を軸方向に流れて金属雄ねじ部材４１の接合部４０の端部に至ると、接合部４０の内外の合成樹脂層４２を形成する金型キャビティ内に分流して、軸方向に流れ、キャビティ内を充満して合成樹脂層４２が成形される。
この時、接合部４０の端部においては、溶融樹脂が円筒状となって軸方向に流動してくるので、ウエルドラインは生じない。また、溶融樹脂は次々に射出注入されてくる適正な樹脂温度の流動性のある状態で、接合部４０の端部内外周辺部に加圧状態で成形されるので、接合部３０の内外表面には、ウエルドラインのない、強固に密着した合成樹脂層４２が形成されることになる。

このように形成された管継手４は、金属雄ねじ部材４１を他の部品、例えば、バルブの配管雌ねじ孔に螺合し、受口４３に合成樹脂管が嵌合接着されるなどして使用される。金属雄ねじ部材４１を金属管の端部の雌ねじ部に螺合して、金属管と合成樹脂管との接合用の管継手としても使用できる。

尚、上記実施例においては、合成樹脂継手として受口４３を形成した例を示したが、受口４３に代えて差口となされた管継手であってもよい。
また、受口４３の端部外周に肉厚部４４が形成されている例を示したが、肉厚部４４は、合成樹脂層４２の外周のいずれの位置に設けられていてもよい。

図４は本発明の管継手の第４実施例を一部断面で示す側面図、図５は第４実施例で使用されている金属雌ねじ部材を拡大して一部断面で示す側面図であり、請求項６に対応する実施例に相当する。
図４に示す実施例４は、金属雌ねじ部材１１ｂを通常の射出成形でインサート成形した管継手１ｂからなる。金属雌ねじ部材１１ｂは図５に拡大して示すように、接合部１０ｂの端部側に位置する外周角部１１１が環状の断面平滑な弧状面となされている。また、金属雌ねじ部材１１ｂの中間部外周に表面平滑な環状の凹溝１１２が設けられている。
また、金属雌ねじ部材１１ｂの凹溝１１２を挟んで外周角部１１１と反対側の外周面にはローレット加工が施されていて、合成樹脂層１２ｂを射出成形したとき、この合成樹脂層１２ｂと金属雌ねじ部材１１ｂとがしっかりと固定されるようになっている。

このような構成の管継手１ｂにおいては、給水管路を構成したとき、ウォーターハンマーなどの衝撃力が働いて、ウエルドラインに割れ目ができ、この割れ目を通って、水が合成樹脂層１２ｂと金属雌ねじ部材１１ｂとの間に浸入することがある。
しかし、この実施例４に示す管継手１ｂにおいては、金属雌ねじ部材１１ｂの管継手４の端部側に位置する外周角部１１１が環状の断面平滑な弧状面となされていると共に、金属雌ねじ部材１１ｂの中間部外周に環状の凹溝１１２が設けられているので、ウエルドラインに沿って浸入した水は、凹溝１１２に至ると、凹溝１１２の端部側側面に圧力を及ぼして、金属雌ねじ部材１１ｂが端部を被覆する合成樹脂層１２１ｂに押圧される。
金属雌ねじ部材１１ｂの接合部１０ｂの端部側に位置する外周角部１１１が環状の断面平滑な弧状面となされているので、この弧状面が合成樹脂層１２１ｂに押圧されて、この端部の位置で漏水が止められる。管内の水圧により金属雌ねじ部材１１ｂが合成樹脂層１２１ｂに押圧されて漏水が止められる、所謂、セルフシール機能を発揮する。

尚、金属雌ねじ部材１１ｂの外周角部１１１は環状の断面平滑な弧状面となされていればよいが、この弧状面に連接する外周面が平滑なテーパー面となされ、凹溝１１２の溝底面も平滑なテーパー面となされていると、内水圧による軸方向の圧力が効率的に作用して、止水効果が向上する。

本発明の管継手の第１実施例を一部断面で示す側面図である。 本発明の管継手の第２実施例を一部断面で示す側面図である。 本発明の管継手の第３実施例を一部断面で示す側面図である。 本発明の管継手の第４実施例を一部断面で示す側面図である。 図４で示す第４実施例で使用されている金属雌ねじ部材を拡大して一部断面で示す側面図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、４ 管継手
１０、１０ａ、１０ｂ 金属雌ねじ接合部
１１、１１ａ、１１ｂ 金属雌ねじ
１２、１２ａ、１２ｂ、４２ 合成樹脂層
１３、１３ａ、１３ｂ、４３ 受口
１４、４４ 肉厚部
１１１ 金属雌ねじ部材の外周角部
１１２ 凹溝
４０ 金属雄ねじ接合部
４１ 金属雄ねじ部材

Claims (6)

1. 一方側に金属ねじ部材が埋設され、他方側が合成樹脂継手となされた管継手において、合成樹脂継手側の金属ねじ部材表面と合成樹脂層との接触界面には、合成樹脂を射出成形したことによるウエルドラインが存在しないように合成樹脂層が成形されていることを特徴とする管継手。
2. 合成樹脂層の外面円周方向に環状の肉厚部が設けられ、この肉厚部にゲートが設けられて射出成形されてなる請求項１記載の管継手。
3. 合成樹脂継手が受口継手となされ、受口継手の端部外周に肉厚部が設けられている請求項２記載の管継手。
4. 金属ねじ部材が雌ねじ部材である請求項１〜３のいずれかに記載の管継手。
5. 金属ねじ部材が雄ねじ部材である請求項１〜３のいずれかに記載の管継手。
6. 一方側に金属雌ねじ部材が埋設されて金属雌ねじ接合部が設けられ、他方側が合成樹脂受口となされた管継手において、金属雌ねじ部材の管継手端部側の外周角部が環状の断面平滑な弧状面となされると共に金属雌ねじ部材の中間部外周に環状の凹溝が設けられていることを特徴とする管継手。

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