JP2006170379A

JP2006170379A - 継手

Info

Publication number: JP2006170379A
Application number: JP2004366559A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakamura; 剛一中村
Original assignee: ONDA SEISAKUSHO SEKI KOJO KK; Onda Seki Mfg Co Ltd
Current assignee: ONDA SEISAKUSHO SEKI KOJO KK; Onda Seki Mfg Co Ltd
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】シールリングが環状溝から押し出されることを抑制し、シールリングの機能を十分に発揮することができる継手を提供する。
【解決手段】継手を構成する継手本体内には内筒１６が設けられ、その内筒１６と継手本体の内周面との間に管挿入空間が設けられ、管材の端部が差し込まれて接続されるようになっている。内筒１６の外周面には環状溝２９が形成され、環状溝２９には内筒１６と管材との間をシールするためのシールリング３０が装着される。シールリング３０には内筒１６の外周面よりも径方向外側に突出する突出部３０ａが形成されるとともに、内筒１６の環状溝２９には尖鋭部３１ｃを有し、シールリング３０に食い込む食い込み用突起３１が設けられている。食い込み用突起３１は、その前面３１ａの内角αが鋭角に設定されるとともに、後面３１ｂの内角βが９０度になるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば給水・給湯系の配管システムにおいて管材の端部同士、或いは管材の端部と水栓器具とを接続するための継手（管継手）に関するものである。

従来から、例えば管材の端部を差し込んで接続可能な管接続部を有する継手としては、管接続部に差し込まれる管材に内嵌される内筒を管接続部に設けたものが知られている。このような継手では、内筒の外周面に環状溝を形成してその環状溝に内筒と管材との間をシールするためのシールリングを装着するようにした構成が多く採用されている。この場合、シールリングには通常、内筒の外周面よりも径方向外側に突出する突出部が形成されている。従って、環状溝に装着されたシールリングはその突出部で管材の内周面に強く押し付けられて内筒と管材との間がシールされるようになっている。

具体的には、図７（ａ）に示すように、内筒５０に設けられた環状溝５１は断面矩形状をなし、図７（ｂ）に示すように、シールリング５２は管材の差し込み方向の前側に内筒５０の外周面よりも径方向外側に突出する突出部５３が形成されている（例えば、特許文献１を参照）。しかし、この場合には、図７（ｃ）に示すように、管材５４の端部を管接続部に差し込んでいくにつれ、管材５４の端部内周縁がシールリング５２の突出部５３に食い込み、シールリング５２が環状溝５１から押し出されてしまう場合がある。これを防ぐための構造についても知られている（例えば、特許文献２を参照）。すなわち、図８（ａ）に示すように、内筒５０の環状溝５１は断面矩形状をなし、その内底面５５に断面半円状の突部５６が設けられ、図８（ｂ）に示すように、シールリング５２の内周面には前記突部５６に係合する係合凹部５７が形成されている。
特開２００３−４２３７０号公報（第２頁及び図２）特開２００３−１６６６７９号公報（第２頁、図１及び図２）

ところが、特許文献２に記載の構造では、環状溝５１に設けられた突部５６が断面半円状に形成されており、しかもシールリング５２に設けられた係合凹部５７も環状溝５１の突部５６に対応するように断面半円状に形成されている。そのため、管材５４の端部を管接続部に差し込んでいくと、管材５４の端部内周縁がシールリング５２の突出部５３に当たり、シールリング５２に前方へ押す力を及ぼす。このとき、環状溝５１の突部５６とシールリング５２の係合凹部５７とがともに断面半円状の曲面であるため、滑りが生じ、シールリング５２の前端部が環状溝５１から押し出される事態は解消されず、シールリング５２の機能が損なわれるという問題があった。

そこで本発明の目的とするところは、シールリングが環状溝から押し出されることを抑制し、シールリングの機能を十分に発揮することができる継手を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の継手は、管材の端部を差し込んで接続可能な継手本体に内筒を設けて前記継手本体に差し込まれる管材の端部に前記内筒が内嵌されるように構成するとともに、前記内筒の外周面に環状溝を形成してその環状溝に前記内筒と前記管材との間をシールするためのシールリングを装着した継手において、前記シールリングには内筒の外周面よりも径方向外側に突出する突出部を形成するとともに、内筒の環状溝には先端が尖った尖鋭部を有し、シールリングに食い込む食い込み用突起を備えることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明の継手は、請求項１に記載の発明において、前記食い込み用突起は、管材の差し込み方向の前面と後面との２つの面で構成され、それらの面の結合部により尖鋭部が形成されるとともに、前記後面が環状溝の内底面に対してなす内角が、前面が環状溝の内底面に対してなす内角より大きくなるように設定されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載の継手は、請求項２に記載の発明において、前記食い込み用突起は、前面の内角が鋭角に設定されるとともに、後面の内角が９０度になるように構成されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に記載の発明の継手においては、内筒の環状溝に先端が尖った尖鋭部を有し、シールリングに食い込む食い込み用突起が設けられている。このため、管材の端部を継手本体に差し込むと、管材の端部によってシールリングが押さえられ、食い込み用突起がシールリングに食い込み、シールリングの移動が規制される。従って、シールリングが環状溝から押し出されることを抑制することができ、シールリングの機能を十分に発揮することができる。

請求項２に記載の発明の継手では、食い込み用突起は、管材の差し込み方向の前面と後面との２つの面で構成され、それらの面の結合部により尖鋭部が形成されるとともに、前記後面が環状溝の内底面に対してなす内角が、前面が環状溝の内底面に対してなす内角より大きくなるように設定されている。このため、食い込み用突起がシールリングに食い込むとともに、管材の差し込み方向の後面がシールリングの移動を規制する壁となり、シールリングの移動規制を有効に図ることができ、請求項１に係る発明の効果を向上させることができる。

請求項３に記載の発明の継手では、食い込み用突起は、前面の内角が鋭角に設定されるとともに、後面の内角が９０度になるように構成されている。従って、食い込み用突起がシールリングに効果的に食い込むとともに、管材の差し込み方向の後面がシールリングの移動を効果的に規制する壁となり、シールリングの移動規制を効果的に発揮させることができ、請求項２に係る発明の効果を一層向上させることができる。

以下、本発明の継手の実施形態につき、図面を用いて詳細に説明する。
本実施形態の継手は、給水・給湯系の配管システムにおいて管材の端部同士を接続するためのものである。図２は本実施形態における継手を示す半縦断面図である。同図に示すように、継手１０は略円筒状をなす継手本体１１を備え、その軸線方向一端（図２では左端）の外周には雄ねじ部１２が設けられ、図示しない管材の端部が螺着して接続されるようになっている。継手本体１１の他端（図２では右端）の内周には雌ねじ部１３が設けられ、押し輪１４の雄ねじ１５が螺合されて連結されている。

継手本体１１内には、その軸線方向中間部から継手本体１１の他端側に向かって延びる円筒状の内筒１６が設けられている。この内筒１６は継手本体１１とは別体に形成され、その一端外周に設けられた雄ねじ部分１７が継手本体１１の軸線方向一端側で継手本体１１の内周に設けられた雌ねじ部分１８に螺合されて一体化されている。このため、内筒１６は継手本体１１から分離可能な構成となっている。内筒１６と継手本体１１との間にはＯリング１９が介装されており、これによって両者の間がシールされている。

内筒１６の外周と継手本体１１及び押し輪１４の内周との間には、円環状をなす管挿入空間２０が形成されており、図４に示すように管材２１の端部がその管挿入空間２０に差し込まれるようになっている。そして、管材２１を管挿入空間２０に差し込むと、内筒１６が管材２１に内嵌されるようになっている。管材２１としては、例えば架橋ポリエチレンやポリブデンなどのポリオレフィンから形成された樹脂パイプが用いられる。前記継手本体１１の軸線方向一端は管接続部２２を構成するとともに、継手本体１１の軸線方向他端は、同端に螺合される押し輪１４等とにより管接続部２３を構成している。

継手本体１１の他端側内周部には、管材２１を抜け止めするためのロックリング２４が２枚配設されている。これらロックリング２４は、両ロックリング２４間に介装されるスペーサ２５によって継手本体１１の軸線方向に沿って間隔をおいて並んで配置されている。係るロックリング２４は、前記押し輪１４が継手本体１１の他端に螺合されることによって継手本体１１から抜け出ないようになっている。さらに、各ロックリング２４は、径方向内側に向かって延びる複数の爪２４ａを有している。そして、管挿入空間２０に差し込まれた状態の管材２１に引き抜き方向の力が作用したときには、両ロックリング２４の爪２４ａが管材２１の外周面に食い込んで継手１０内で移動不能とされることにより、継手１０に対して管材２１が抜け止めされるようになっている。

継手１０には、前記管挿入空間２０への管材２１の差し込み状態を容易に確認できるようにするための確認手段が設けられている。この確認手段は、継手本体１１の軸線方向中間部に形成された挿通孔２６に対してカラー部材２７を介し嵌挿されたピン部材２８よって構成されている。カラー部材２７とピン部材２８はともに合成樹脂で形成されている。ピン部材２８は、その内端にテーパ部２８ａが設けられるとともに、継手１０の径方向に沿って内外に移動可能に挿通孔２６内に保持されている。そして、図２に示すように継手本体１１に管材２１が接続されていない状態では、ピン部材２８の外端は継手本体１１の外周面と面一になるようになっている。

その一方、図４に示すように管材２１が管挿入空間２０の内奥部まで差し込まれた状態では、管材２１の端部がピン部材２８のテーパ部２８ａに当たって押し上げられ、ピン部材２８が継手本体１１の径方向外側に向かって移動することによってピン部材２８の外端が挿通孔２６から外側に突出するようになっている。このため、挿通孔２６から突出するピン部材２８を確認することによって管材２１の差し込み状態を容易に知ることができるようになっている。

前記内筒１６の外周面には、周方向に沿って円環状に延びる環状溝２９が二筋、軸線方向に一定間隔をおいて並んで設けられている。これら環状溝２９には、管挿入空間２０に挿入される管材２１と、その管材２１に内嵌される内筒１６との間をシールするためのシールリング３０が装着されている。図１（ａ）は環状溝２９の部分を拡大して示す半縦断面図である。その図１（ａ）に示すように、環状溝２９の内底面２９ａ中央付近には先端が尖った断面直角三角形状をなす食い込み用突起３１が円環状に形成されている。この食い込み用突起３１は、管材２１の差し込み方向の前面３１ａが環状溝２９の内底面２９ａに対してなす内角αが約２０度で、管材２１の差し込み方向の後面３１ｂが環状溝２９の内底面２９ａに対してなす内角βが９０度（直角）になるように構成されている。すなわち、内角βが内角αより大きくなるように設定されている。

図１（ｂ）は環状溝２９に装着されるシールリング３０を拡大して示す半縦断面図である。同図に示すように、シールリング３０は略円筒状をなし、図２に示すようにして環状溝２９にそれぞれ装着されている。シールリング３０の前端外周面には、内筒１６の外周面よりも径方向外側に突出する突出部３０ａが形成されている。この突出部３０ａは、その軸線方向断面の形状が略三角の山形状となっている。また、シールリング３０にあって突出部３０ａよりも後側には、内筒１６の外周面と略面一になるように形成された外周面を有する膨出部３０ｂが設けられている。シールリング３０のこれら突出部３０ａと膨出部３０ｂとの間には、内筒１６の外周面よりも径方向内側に窪む凹条３０ｃが設けられている。シールリング３０の内周面には、前記内筒１６の環状溝２９に設けられた食い込み用突起３１に係合する段差面３０ｄが円環状に設けられている。

シールリング３０の内径は環状溝２９の内底面２９ａの直径よりも例えば１〜２ｍｍ小さくなるように設定され、シールリング３０を環状溝２９に装着する際には拡径された状態で嵌め込まれ、その弾性力（復元力）によって環状溝２９内に密着されている。このように構成することで、シールリング３０の内周面に食い込み用突起３１が食い込むようになっている。また、その状態において、シールリング３０は環状溝２９内で回転可能に構成され、管挿入空間２０に挿入された管材２１が回転したときシールリング３０に損傷を与えないようになっている。そして、シールリング３０を内筒１６の環状溝２９に嵌め込んだ状態で、管材２１を管挿入空間２０に挿入したとき、食い込み用突起３１の先端の尖鋭部３１ｃがシールリング３０に食い込むとともに、食い込み用突起３１の後面３１ｂがシールリング３０の移動を規制するようになっている。なお、環状溝２９の幅はシールリング３０の幅より若干長くなるように設定され、環状溝２９にシールリング３０を装着したときに環状溝２９内に隙間３２が形成される（図３（ａ）及び（ｂ）を参照）。その隙間３２によって、管材２１を管挿入空間２０に挿入した際にシールリング３０が変形でき、管材２１の挿入力を軽減できるように構成されている。

さて、図３（ａ）に示すように、継手１０の内筒１６の環状溝２９にシールリング３０を装着すると、シールリング３０内周面が内筒１６の環状溝２９の内底面２９ａに密着すると同時に、シールリング３０内周面の段差面３０ｄが環状溝２９に設けられた食い込み用突起３１に係合する。その状態で、管材２１を継手１０の管挿入空間２０に挿入すると、図３（ｂ）に示すように、管材２１はシールリング３０の膨出部３０ｂ上を摺接しつつ前進する。管材２１がさらに前進すると、図３（ｃ）に示すように、管材２１の端部内周縁がシールリング３０の突出部３０ａに当たってシールリング３０を前方へ押圧する。このとき、内筒１６の環状溝２９には食い込み用突起３１が設けられ、その食い込み用突起３１の尖鋭部３１ｃが管材２１の前進に伴ってシールリング３０に食い込んでシールリング３０の前方への移動が規制される。それと同時に、シールリング３０の段差面３０ｄが食い込み用突起３１の後面３１ｂに強く当たってその力が受け止められ、シールリング３０の前方への移動が規制される。

従って、図３（ｄ）に示すように、シールリング３０は従来のように環状溝２９から押し出されることなく、管材２１がシールリング３０より前方へ挿入される。本実施形態では、内筒１６の環状溝２９が二条設けられ、それぞれシールリング３０が装着されているため、管材２１は上記と同様の作用により次のシールリング３０上を通過する。そして、管材２１をさらに挿入すると、図４に示すように、管材２１が管挿入空間２０の最奥部まで挿入される。このとき、管材２１の端部がピン部材２８のテーパ部２８ａに当たってピン部材２８を押し上げるため、ピン部材２８の外端部が継手本体１１から突出し、管材２１の接続が確認される。

以上の実施形態によって得られる効果について、以下にまとめて記載する。
・本実施形態の継手１０においては、内筒１６の環状溝２９に尖鋭部３１ｃを有し、シールリング３０に食い込む食い込み用突起３１が設けられている。このため、管材２１の端部を継手本体１１に差し込むと、管材２１の端部によってシールリング３０の突出部３０ａが押さえられ、食い込み用突起３１の尖鋭部３１ｃがシールリング３０に食い込み、シールリング３０の前方への移動が規制される。従って、シールリング３０が環状溝２９から押し出されることを抑制でき、シールリング３０の機能を十分に発揮することができる。

・前記食い込み用突起３１は、管材２１の差し込み方向の前面３１ａと後面３１ｂとの２つの面で構成され、それらの面の結合部により尖鋭部３１ｃが形成されるとともに、前記後面３１ｂが環状溝２９の内底面２９ａに対してなす内角βが９０度に設定され、前面３１ａが環状溝２９の内底面２９ａに対してなす内角αが約２０度に設定されている。すなわち、内角βが内角αより大きくなるように設定されている。このため、食い込み用突起３１がシールリング３０に食い込むとともに、管材２１の差し込み方向の後面３１ｂがシールリング３０の移動を規制する壁となり、シールリング３０の移動規制を有効に図ることができる。

・さらに、食い込み用突起３１はその内角αが鋭角で、内角βが９０度に設定されていることから、内筒１６の環状溝２９に食い込み用突起３１を容易に成形することができる。

・シールリング３０を継手本体１１の軸線方向に沿って並んで二つ配置したことによって、内筒１６と管材２１との間を二重にシールすることができ、継手１０は高いシール性を発揮することができる。

・前記シールリング３０の外周面の中間部に設けた凹条３０ｃは、管材２１によって径方向内側に押圧されて圧縮変形する突出部３０ａの逃げとして効果的に機能する。そのため、突出部３０ａは管材２１によって径方向内側に押圧されたときに容易に圧縮変形することができる。よって、管挿入空間２０に対する管材２１の差し込みやすさを向上させることができる。

・内筒１６を継手本体１１から分離させることによって、環状溝２９の加工を容易に行うことができる。また、環状溝２９へのシールリング３０の装着も容易に行うことができる。

なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、内筒１６の環状溝２９に設けられる食い込み用突起３１を、前面３１ａの内角αが鋭角で、後面３１ｂの内角βが鈍角となる形状に構成することもできる。また、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、食い込み用突起３１を、前面３１ａの内角α及び後面３１ｂの内角βがともに鋭角となるようにし、かつ内角βが内角αより大きくなるように構成することもできる。

・図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記実施形態のシールリング３０の膨出部３０ｂの円周上の一箇所に一定幅の切り込み部３３を設け、管挿入空間２０への管材２１の挿入を容易にするように構成することもできる。

・内筒１６の環状溝２９に設けられる食い込み用突起３１を、管材２１の挿入方向に複数箇所設けることもできる。その場合、食い込み用突起３１の形状や大きさを適宜変更することができる。このように構成した場合には、シールリング３０の環状溝２９からの押し出しをより確実に抑制することができる。

・シールリング３０の内径を内筒１６に設けられた環状溝２９の内底面２９ａの直径とほぼ同じになるように構成することもできる。
・内筒１６の環状溝２９を１つ或いは３つ以上とし、各環状溝２９にシールリング３０を装着することもできる。

・シールリング３０の内周面に設けた段差面３０ｄを省略して平坦面とすることも可能である。
・シールリング３０の凹条３０ｃを省略することもできる。

・シールリング３０の凹条３０ｃにグリスを注入してグリス溜まりとすることも可能である。その場合、管材２１の管挿入空間２０への挿入を円滑に行うことができる。
・管材２１として、真鍮、銅等の金属製のパイプを用いることも可能である。

・前記確認手段を継手本体１１の周面の複数箇所に設けることもできる。
・継手本体１１と内筒１６を一体に形成し、内筒１６を継手本体１１から分離不能な構成としてもよい。

さらに、前記実施形態より把握される技術的思想について以下に記載する。
・前記シールリングの内径は、内筒の環状溝の内底面の直径よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の継手。このように構成した場合、内筒の環状溝に設けられた食い込み用突起がシールリングの内周面に一層食い込みやすく、管材の挿入に伴うシールリングの押し出しをより効果的に抑制することができる。

・前記シールリングの内周面には、内筒の環状溝に設けられた食い込み用突起に係合する段差面を設けることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の継手。このように構成した場合、管材の挿入に伴うシールリングの押し出しをより効果的に抑制することができる。

・前記内筒の環状溝を、シールリングが装着されたときシールリングの突出部側の端部との間に隙間が形成されるように構成することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の継手。このように構成した場合、管材の挿入に伴ってシールリングの突出部が径方向内側に押圧されたとき、シールリングが隙間に入り込み、管材の挿入を容易に行うことができる。

（ａ）は実施形態における継手の内筒に設けられた食い込み用突起を拡大して示す半縦断面図、（ｂ）はシールリングを拡大して示す半縦断面図、（ｃ）は食い込み用突起を拡大して示す説明図。継手を示す半縦断面図。（ａ）〜（ｄ）は実施形態の作用を順に示す要部断面図。継手の作用を示す半縦断面図。（ａ）は内筒に設けられた食い込み用突起の別例を示す部分断面図、（ｂ）は（ａ）の食い込み用突起を拡大して示す説明図、（ｃ）は食い込み用突起の他の別例を示す部分断面図、（ｄ）は（ｃ）の食い込み用突起を拡大して示す説明図。（ａ）はシールリングの別例を示す半縦断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図。（ａ）は従来例における継手の内筒に設けられた環状溝を拡大して示す半縦断面図、（ｂ）はシールリングを拡大して示す半縦断面図、（ｃ）は作用を示す断面図。（ａ）は別の従来例における継手の内筒に設けられた環状溝を拡大して示す断面図、（ｂ）はシールリングを拡大して示す断面図。

符号の説明

１０…継手、１１…継手本体、１６…内筒、２１…管材、２９…環状溝、２９ａ…内底面、３０…シールリング、３０ａ…突出部、３１…食い込み用突起、３１ａ…前面、３１ｂ…後面、３１ｃ…尖鋭部、α…前面の内角、β…後面の内角。

Claims

管材の端部を差し込んで接続可能な継手本体に内筒を設けて前記継手本体に差し込まれる管材の端部に前記内筒が内嵌されるように構成するとともに、前記内筒の外周面に環状溝を形成してその環状溝に前記内筒と前記管材との間をシールするためのシールリングを装着した継手において、
前記シールリングには内筒の外周面よりも径方向外側に突出する突出部を形成するとともに、内筒の環状溝には先端が尖った尖鋭部を有し、シールリングに食い込む食い込み用突起を備えることを特徴とする継手。
前記食い込み用突起は、管材の差し込み方向の前面と後面との２つの面で構成され、それらの面の結合部により尖鋭部が形成されるとともに、前記後面が環状溝の内底面に対してなす内角が、前面が環状溝の内底面に対してなす内角より大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の継手。
前記食い込み用突起は、前面の内角が鋭角に設定されるとともに、後面の内角が９０度になるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の継手。