JP2006029355A

JP2006029355A - 管継手

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Publication number: JP2006029355A
Application number: JP2004204553A
Authority: JP
Inventors: Akio Yasuda; 秋生保田
Original assignee: Higashio Mech Co Ltd
Current assignee: Higashio Mech Co Ltd
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2024-07-12
Also published as: JP4227081B2

Abstract

【課題】パイプの接続が簡単に行え、また、接続させるパイプが柔らかく伸び易い材質のものであっても、確実な抜け止めを可能とする管継手を提供することを目的とする。
【解決手段】被接続用のパイプＰの端部に挿入させる挿入筒部２を有する継手本体１と、挿入筒部２に外嵌されたパイプＰの端部を外周面側から弾発的な締め付け力で締め付けるためのスリット付きの締付環体３と、締付環体３よりもパイプ挿し口10側にパイプ挿し口10に向かって縮径するテーパ内周面７が形成された外筒体６と、テーパ内周面７と締付環体３との間に配設されテーパ内周面７に当接することで縮径しパイプＰを外周面側から押圧して抜け止めするリング状抜け止め部材８と、を備えたものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、管継手に関するものである。

合成樹脂材からなる給水・給湯用等のパイプを接続させるための管継手として従来知られるものに、図９に示すように、パイプ41の端部に挿入させる挿入筒部42を有する継手本体43と、挿入筒部42に外嵌されたパイプ41の端部を弾発的な締付力で外周面側から締め付けるための締付環体44と、継手本体43に取着され締付環体44に外嵌状となる筒状カバー材45と、筒状カバー材45との間に皿バネ状のリング部材46を挟んで筒状カバー部材45に取着されるキャップ部材47と、を備えたものがある。
リング部材46は、内周側が歯部とされ、歯部が管継手に挿入されたパイプ41の管壁に食い込んで抜け止めするための金属製の部材である。リング部材46は、パイプ41を挿入させるのは容易であるが、引き抜き方向には歯部が立ち上がりパイプ41に食い込むよう、内周側が管継手中心部側へ向かって「く」字形に折り曲げられたものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３１４７６３号公報

図９に示すような従来の管継手は、リング部材46の内周側の歯部がパイプ41に食い込み、その傷（ノッチ）が原因となって、パイプ41に引き抜き力Ｆが作用した際、パイプ41が切断されるおそれがあるという問題点を有する。
そこで、リング部材46の位置と相対する挿入筒部42の外周面に溝を設けている。つまり、パイプ41に引き抜き力Ｆが作用し、リング部材46の歯部が立ち上がって歯部がパイプ41に食い込むことにより生ずるパイプ41の縮径（絞り込み）部分が、その溝の中へ入ることを可能とさせ、パイプ41の内周面と挿入筒部42の外周面との引っ掛かりにより、歯部の食い込みを緩和させ、パイプ41が切断されることを防いでいる。

しかし、近年、温水循環式暖房やロードヒーティング等に用いられるパイプにおいては、熱効率を考慮して薄く、さらに、曲げて使う等の施工性を考慮して柔らかくされた樹脂パイプが使用される。例えば、低密度のポリエチレン管や、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管等において改良が行われ、柔らかく扱い易いものとされる傾向がある。
従って、この柔らかく伸びやすいパイプの場合、図９に示すようにパイプに引き抜き力Ｆが作用すると、挿入筒部42の外周面にパイプ41の内周面が引っ掛からずにパイプ41が伸びて、パイプ41の抜け防止、パイプ41の切断防止の効果が十分に発揮されないというおそれがある。

また、パイプ接続作業において、パイプ41がリング部材46を一旦通過すると、締付環体44による締め付けが行われず施工ミスが生じた場合、リング部材46がパイプ41に食い込んで、パイプ41を管継手から抜き出すことが不可能で、施工やり直しができないという問題点がある。

本発明に係る管継手は、被接続用のパイプの端部に挿入させる挿入筒部を有する継手本体と、該挿入筒部に外嵌された上記パイプの端部を外周面側から弾発的な締め付け力で締め付けるためのスリット付きの締付環体と、該締付環体の弾発力に抗して該締付環体を拡径するように上記スリットに離脱可能に差し込まれると共に挿入される上記パイプの先端部に当接して離脱する拡径片と、該締付環体よりもパイプ挿し口側に該パイプ挿し口に向かって縮径するテーパ内周面が形成された外筒体と、該テーパ内周面と該締付環体との間に配設され該テーパ内周面に当接することで縮径し上記パイプを外周面側から押圧して抜け止めするリング状抜け止め部材と、を備えたものである。
また、上記外筒体には、上記テーパ内周面の小径部に連続する軸心に直交方向の段付面が形成されている。
また、上記抜け止め部材は、断面円形でＣ形リングとされている。また、上記外筒体は、透明樹脂からなる。
また、上記継手本体の上記挿入筒部の外周面であって上記テーパ内周面の径方向内方側の対応する部分に、上記抜け止め部材の外周面側からの押圧による上記パイプの縮径変形を許容させる凹周溝が形成されたものである。

本発明の管継手によれば、パイプを管継手に挿し入れるのみで迅速に接続が行われ、接続のための工具が不要であり、また、パイプに引き抜き力が作用した場合であっても、パイプが抜け出ることがない。
特に、パイプが柔らかく伸び易い樹脂パイプであっても、抜け止め部材とテーパ内周面とによるテーパ（楔）作用により、抜け止め部材が縮径し、パイプを継手本体の挿入筒部に強固に押し付ける（締め付ける）ことができ、パイプが抜け出ることがない。
また、パイプを管継手に挿し入れたにもかかわらず、万が一、拡径片が締付環体から離脱せず接続の失敗（施行ミス）が生じた場合であっても、締付環体が未だパイプを締め付けていない状態であれば、パイプを管継手から抜くことが可能である。従って、接続のやり直しを簡単かつ迅速に行うことができる。

図１と図２は本発明に係る管継手の実施の一形態を示す縦断面図であり、図１はパイプＰの挿入前の状態であり（未接続状態）、図２は挿入後の接続完了状態を示す。
この管継手は、被接続用のパイプＰの端部に挿入させる挿入筒部２を有する継手本体１と、挿入筒部２に外嵌されたパイプＰの外周面に弾発的に締め付け力をもって密に外嵌するスリット４を有する締付環体（クランプリング）３と、継手本体１に一端部６ａ側が取着され締付環体３に隙間をもって外嵌状となる外筒体６と、締付環体３の弾発力に抗して締付環体３を拡径するようにスリット４に離脱可能に差し込まれると共に挿入されるパイプＰの先端部に当接して離脱する拡径片５と、を備えている。

さらに、パイプ挿し口10側である外筒体６の他端部６ｂ側の内周面には、パイプ挿し口10に向かって縮径するテーパ内周面７が形成されている。なお、図１と図２においては、外筒体６の他端部６ｂ側の内周面に、パイプＰに締め付け状態となった締付環体３の外径よりも小径となる小径部７ａを有するテーパ内周面７が形成されている。さらに、管継手は、テーパ内周面７と締付環体３の（パイプ挿し口10側の）端面18との間に配設されるリング状抜け止め部材８を備える。

継手本体１は、金属製とすることができ、軸心Ｃ方向の一端部側がパイプＰとの接続部とされ、他端部側が図外の接続対象となる部材に螺合する接続部（雄ネジ12）が形成されている。なお、この他端部側の接続部の形態はこれ以外でも良く、例えば、雌ネジが形成されたり、一端部側のパイプＰとは異径のパイプＰを接続させるための（一端部側と同様の）挿入筒部２を有する接続部としてもよい。

挿入筒部２の外径は、パイプＰの内径と略同一とされ、挿入筒部２の外周面には、パイプＰの内周面を掛止状としてパイプＰの抜け止めを（補助）する環状抜止突状部が形成されている。この突状部による抜け止めは、パイプＰ内部の水圧による抜け出る方向の推進力に抗することができる。さらに、挿入筒部２の外周面には、環状凹溝13が形成され、Ｏリング等のシール材14が配設され、パイプＰの内周面との間で密封する。

締付環体３は、挿入筒部２に外嵌させたパイプＰの端部を外周面側から弾発的な締め付け力で締め付けるためのスリット４付きの筒状部材であり、図１に示すように、スリット４に拡径片５が挿入されて接続前において、締付環体３はパイプＰの外径よりも大きな内径となるよう拡径弾性変形状態で保持されている。そして、この拡径片５がスリット４から離脱して（外れて）弾性復元力にて締付環体３が縮径し、パイプＰを外嵌して締め付ける。なお、自由状態での締付環体３の内径は、パイプＰの外径よりも小さく設定されている。

締付環体３は、炭素鋼やバネ鋼等から成り、図４の断面図と図５の正面図に示すように、軸心Ｃ方向に１条のスリット４（切り割り部）を有する。また、図４に示すように、スリット４を形成する締付環体３の対面15ａ，15ｂは、相互が段付き状とされ、例えば、一方が凸形状（凸部）とされ、他方がその凸部を嵌合させる凹形状（凹部）とされている。これにより、パイプＰに対して締め付け力を周方向に途切れることなく作用させることができる。

拡径片５は、管継手を製作する際に、図１と図４と図５に示すように、締付環体３のスリット４に、締付環体３の弾発力に抗して締付環体３を拡径するように離脱可能に差し込まれている。そして、パイプＰを接続させる際に、図２に示すように、挿入されるパイプＰの先端部が、拡径片５に当接して軸心Ｃ方向に押し出され、拡径片５は、スリット４から離脱する。なお、拡径片５は、炭素鋼等の高剛性の鋼材にて作製される。

拡径片５の形状は、例えば図３に示すように、輪郭が凸形状の板片がＬ字状に曲げられて、一片側の被押圧部21と他片側の規制部23とを有し、被押圧部21は、締付環体３のスリット４に差し込まれて対面15ａ，15ｂにて挟持状で、かつ、図５に示すように、締付環体３の内周面から先端部が突出状とされる。規制部23は、被押圧部21より拡大状（膨出状）とされて被押圧部21が挟持され広げられたスリット４の隙間寸法よりも大きな寸法を有し、締付環体３の端面に当接する状態とされる。

締付環体３のパイプＰの締め付け動作について、図６により説明すると、パイプＰを管継手のパイプ挿し口10側から軸心Ｃ方向に沿って管継手に挿入させると、図６（イ）に示すように、パイプＰの先端が、拡径片５の被押圧部21の先端部に接触する。そして、そのまま押圧されると拡径片５の規制部23の基端部と締付環体３の端面との接点となる支点Ｓを中心として拡径片５が揺動する。これにより、図６（ロ）に示すように、拡径片５は締付環体３のスリット４から抜け出る方向に移動する。

さらに、パイプＰを軸心Ｃ方向に沿って移動させると、図６（ハ）に示すように、パイプＰの先端が拡径片５の被押圧部21を押圧し拡径片５を締付環体３のスリット４から離脱させ、図２に示すように、締付環体３が弾性復元力にて縮径すると共にパイプＰを外周面側から弾発力でもって締め付ける。これにより、パイプＰの先端部に弾発的に嵌合した締付環体３は、パイプＰに引き抜き力Ｆが作用してもパイプＰと一体となって移動することとなる。
離脱した拡径片５は、図２に示すように、外筒体６と挿入筒部２との間の収容空間部20に収納される。

外筒体６は、図１に示すように、挿入筒部２と同軸状に配設される直線円筒部材であり、一端部６ａが継手本体１の中間部に軸心Ｃ廻りに回転自在に取着され、さらに外筒体６は、挿入筒部２の軸心方向中間位置に配設された締付環体３を外嵌し、他端部６ｂが挿入筒部２の挿し口側先端２ａと略同じ軸心Ｃ方向位置まで延伸している。
そして、外筒体６の内周面のうち、締付環体３よりも他端部６ｂ側のパイプ挿し口10側に、パイプ挿し口10に向かって縮径するテーパ内周面７が形成されている。

テーパ内周面７は、図７に示すように、締付環体３の外周面と隙間をもって外嵌する外筒体６の直管状の円筒本体部16の内周面から、パイプ挿し口10側に向かって縮径するよう形成され、円筒本体部16の内径と同じ直径である（締付環体３の外径よりも直径が大きい）大径部７ｂと、大径部７ｂから縮径し大径部７ｂより小径の小径部７ａと、を有している。なお、図７においては、小径部７ａは、締付環体３から拡径片５が離脱してパイプＰを締め付けた締付環体３の外径よりも直径が小さくされている。
また、外筒体６の円筒本体部16の内径は、拡径状態にある締付環体３の拡径外径より僅かに大きい。

さらに、外筒体６には、テーパ内周面７の小径部７ａに連続する軸心Ｃに直交方向の段付面９が形成されている。つまり、テーパ内周面７から連続してさらに縮径する円環壁状の段付面９が形成されている。
そして、段付面９の内周端から挿入筒部２と対面状となる円筒内周面17が形成され、その端部が外筒体６の開口端（パイプ挿し口10）となる。

次に、リング状抜け止め部材８は、図１に示すように、管継手の製作の際にテーパ内周面７と締付環体３との間に配設させている。
そして、パイプＰと管継手とを接続させた状態（締付環体３にて締め付けた図２の状態）において、パイプＰに引き抜き力Ｆが作用して締付環体３と共に移動すると、図７から図８に示すように、締付環体３のパイプ挿し口10側の端面18により、リング状抜け止め部材８が押圧されてパイプ挿し口10側へ移動し、抜け止め部材８は、テーパ内周面７に当接（押圧）されることで縮径し、パイプＰを外周面側から押圧して抜け止めする。
抜け止め部材８は、断面円形でＣ形リングとされることで、テーパ内周面７に沿ってパイプ挿し口10側へ強制的に移動されることで、Ｃ形の抜け止め部材８は縮径し、パイプＰを外周面から押圧し、パイプＰの外周面に食い込むと共にパイプＰを絞る。抜け止め部材８による食い込みは押圧面が円弧形であり、弾性変形を及ぼすのみであって管壁に傷をつけることがない。

抜け止め部材８は、パイプＰの引き抜き力Ｆに抗して断面の（円形の）形状を保持できる程度の硬度を有すれば良く、樹脂製や軟鉄等の鋼製で縮径し易い材質が好ましい。また、抜け止め部材８は、自由状態（外部から荷重が作用しない状態）でパイプＰの外径以上の内径としてもよい。また、断面円形の抜け止め部材８の直径は、締付環体３の厚さ寸法と略同じとすることができる。
そして、抜け止め部材８は、図８に示すように、外筒体６の段付面９に当接して位置規制され、抜け止め部材８及び締付環体３が嵌着したパイプＰは管継手から抜け出ることがない。
または、抜け止め部材８の内径を、パイプＰの外径より小さくしてもよく、この場合でも、締付環体３により抜け止め部材８がテーパ内周面７に押し付けられなければ、抜け止め部材８がパイプＰを絞ることがない。つまり、拡径片５が締付環体３から離脱しない限りパイプＰの抜き差しが可能となる。
これにより、パイプＰを管継手に挿し入れたにもかかわらず、万が一、拡径片５が締付環体３から離脱せず接続の失敗（施行ミス）が生じた場合であっても、締付環体３がパイプＰを締め付けていない状態であれば、パイプＰを管継手から抜くことが可能である。従って、接続やり直しを簡単かつ迅速に行うことができる。

なお、パイプＰに引き抜き力Ｆが作用し、抜け止め部材８が外筒体６の段付面９を押圧した状態において、継手本体１に一端部６ａが取着された外筒体６には、軸心Ｃ方向の引っ張り力が作用する。
また、図１に示すように、外筒体６は、円筒本体部16の外周面（内周面であってもよい）に形成した係合部22において継手本体１に取着され、さらに外筒体６は、直管状の円筒本体部16とテーパ内周面７が形成された先端縮径状のテーパ筒部19とを経て、段付面９が形成された端部24を有するため、図８に示すように、抜け止め部材８が段付面９に当接する受圧部と、円筒本体部16の板厚中心線25との距離Ｈが小さいため、パイプＰに作用する引き抜き力Ｆはそのまま外筒体６に引き抜き力Ｆに平行な軸力として作用することができる。即ち、外筒体６のパイプ挿し口10側の端部24は、曲げモーメント（曲げ応力）の発生が小さい。即ち、外筒体６は強度的に優れた構造とされている。

従って、外筒体６を樹脂製（エンジニアリングプラスチック）とすることができ、また、外筒体６を透明樹脂とすることができる。例えば、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）やＰＰＳＵ（ポリフェニルサルホン）等である。外筒体６を透明とすることで、締付環体３のスリット４からの拡径片５の離脱が行われ、かつ、確実な接続が完了したかを外部から視認することができる。

また、図７と図８に示すように、継手本体１の挿入筒部２の外周面であってテーパ内周面７の径方向内方側の対応する部分に、抜け止め部材８の外周面側からの押圧によるパイプＰの縮径変形を許容させる凹周溝11が形成されている。また、凹周溝11の軸心Ｃ方向パイプ挿し口10側の側壁上部は角部が形成され、角部は、パイプＰの内周面との間で掛止による抜け止めの作用を有する。
つまり、外筒体６のテーパ内周面７は、抜け止め部材８を介して、凹周溝11にパイプＰを押し付けるのに必要なだけ縮径させた形状であると言える。

また、締付環体３の内周面には、パイプＰの外周面に対する抜け止め加工を施しても良い。具体的には、図示省略するが、締付環体３の内周面に切り込みを形成して粗面加工を施したり、内周面に独立環状、螺旋状又は独立凸状の小突起を形成し、パイプＰとの摩擦抵抗を大きくさせればよい。

本発明の管継手において接続されるパイプＰとしては、例えば、温水式循環暖房やロードヒーティング用の給水・給湯管に用いられるものがあり、この管継手は、架橋ポリエチレン管やポリブテン管等の合成樹脂によるパイプＰに適用することができる。

以上のように、本発明によれば、被接続用のパイプＰの端部に挿入させる挿入筒部２を有する継手本体１と、挿入筒部２に外嵌されたパイプＰの端部を外周面側から弾発的な締め付け力で締め付けるためのスリット４付きの締付環体３と、締付環体３の弾発力に抗して締付環体３を拡径するようにスリット４に離脱可能に差し込まれると共に挿入されるパイプＰの先端部に当接して離脱する拡径片５と、締付環体３よりもパイプ挿し口10側にパイプ挿し口10に向かって縮径するテーパ内周面７が形成された外筒体６と、テーパ内周面７と締付環体３との間に配設されテーパ内周面７に当接することで縮径しパイプＰを外周面側から押圧して抜け止めするリング状抜け止め部材８と、を備えたものであるため、パイプＰを挿し入れるのみで迅速に接続が行われ、接続のための工具が不要である。また、パイプＰに引き抜き力Ｆが作用した場合であっても、パイプＰが抜け出ることがない。

特に、パイプＰが柔らかく伸び易い樹脂製であっても、抜け止め部材８とテーパ内周面７とによるテーパ（楔）作用により、抜け止め部材８が縮径し、パイプＰを継手本体１の挿入筒部２に強固に押し付ける（締め付ける）ことができ、パイプＰが抜け出ることがない。

また、外筒体６には、テーパ内周面７の小径部７ａに連続する軸心Ｃに直交方向の段付面９が形成されているため、パイプＰに強い引き抜き力Ｆが作用しても、抜け止め部材８の移動を規制することができ、抜け止め部材８が継手本体１と外筒体６との間から抜け出ることがなく、しかも、抜け止め部材８をそれ以上パイプＰに食い込ませることがない。つまり、大きな引き抜き力ＦがパイプＰに作用しても、管継手とパイプＰとを破損させることがない。

抜け止め部材８は、断面円形でＣ形リングとされているため、抜け止め部材８の外周側部は円弧形状であり、外筒体６のテーパ内周面７にスムーズに誘導され、均一に抜け止め部材８は縮径することが可能で、パイプＰを周方向均一な力で押圧することができ、パイプＰを確実に抜け止めできる。
さらに、抜け止め部材８の内周側部は円弧形状であり、パイプＰに深く鋭い傷（ノッチ）を付けることがなく、しかも、パイプＰを強固に押圧することができ、パイプＰを確実に抜け止めさせる。

外筒体６は、透明樹脂からなるため、拡径片５の締付環体３からの離脱が外部から視認することができ、接続が確実に行われていることの確認が容易であり、信頼ある接続が可能となる。
また、継手本体１の挿入筒部２の外周面であってテーパ内周面７の径方向内方側の対応する部分に、抜け止め部材８の外周面側からの押圧によるパイプＰの縮径変形を許容させる凹周溝11が形成されたものであるため、抜け止め部材８の押圧により、パイプＰを凹周溝11において縮径させることで、パイプＰと継手本体１の挿入筒部２との引っ掛かりが可能となり、パイプＰが抜け出ることがなく、かつ、パイプＰを破損させることがない。

本発明に係る管継手の実施の一形態を示す縦断面図である。管継手にパイプを挿着させた状態を示す縦断面図である。拡径片の斜視図である。拡径片にて拡径させた締付環体の縦断面図である。拡径片にて拡径させた締付環体の正面図である。締付環体によるパイプの締め付けを説明する説明図である。管継手の要部断面図である。パイプに引き抜き力が作用した状態にある管継手の要部断面図である。従来の管継手の縦断面図である。

符号の説明

１継手本体
２挿入筒部
３締付環体
４スリット
５拡径片
６外筒体
７テーパ内周面
７ａ小径部
８抜け止め部材
９段付面
10 パイプ挿し口
11 凹周溝
Ｃ軸心
Ｐパイプ

Claims

被接続用のパイプ（Ｐ）の端部に挿入させる挿入筒部（２）を有する継手本体（１）と、該挿入筒部（２）に外嵌された上記パイプ（Ｐ）の端部を外周面側から弾発的な締め付け力で締め付けるためのスリット（４）付きの締付環体（３）と、該締付環体（３）の弾発力に抗して該締付環体（３）を拡径するように上記スリット（４）に離脱可能に差し込まれると共に挿入される上記パイプ（Ｐ）の先端部に当接して離脱する拡径片（５）と、該締付環体（３）よりもパイプ挿し口（10）側に該パイプ挿し口（10）に向かって縮径するテーパ内周面（７）が形成された外筒体（６）と、該テーパ内周面（７）と該締付環体（３）との間に配設され該テーパ内周面（７）に当接することで縮径し上記パイプ（Ｐ）を外周面側から押圧して抜け止めするリング状抜け止め部材（８）と、を備えたことを特徴とする管継手。
上記外筒体（６）には、上記テーパ内周面（７）の小径部（７ａ）に連続する軸心（Ｃ）に直交方向の段付面（９）が形成されている請求項１記載の管継手。
上記抜け止め部材（８）は、断面円形でＣ形リングとされている請求項１又は２記載の管継手。
上記外筒体（６）は、透明樹脂からなる請求項１，２又は３記載の管継手。
上記継手本体（１）の上記挿入筒部（２）の外周面であって上記テーパ内周面（７）の径方向内方側の対応する部分に、上記抜け止め部材（８）の外周面側からの押圧による上記パイプ（Ｐ）の縮径変形を許容させる凹周溝（11）が形成された請求項１，２，３又は４記載の管継手。