JP2006226374A - 管体の接続構造および管体の接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 接続する管体どうしを確実に接続させることが可能な管体の接続構造および管体の接続方法を提供する。
【解決手段】 接続管２０に挿入管１０を抜け止めして連結した管体の接続構造であって、挿入管１０は、接続管２０よりも小径に形成されると共に、接続管２０に挿入される先端部に、外周径が接続管２０の内周径と一致する拡径部１２が形成される一方、接続管２０には挿入管１０の挿入部分と重複する位置に貫通孔２２が形成され、接続管２０に、挿入管１０の拡径部１２が貫通孔２２の位置を越えて挿入された状態で、接続管２０の端面を挟む接続管２０と挿入管１０の外周部と、貫通孔２２および接続管２０の内周面と挿入管１０の外周面との間の間隙部分を含めて樹脂充填されて形成された連結部５０により、接続管２０と挿入管１０とが抜け止めして連結されていることを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は管体の接続構造および管体の接続方法に関し、より詳細には、締付部材を用いることなく、管体を接続することが可能な管体の接続構造および管体の接続方法に関する。

一端部が液体を貯留する容器に取り付けられ、他端部が液体の供給先に伸びる供給管を通じて、容器内の液体を供給先に供給する液体供給装置において、供給管を延長する際には、供給管どうしを突き合わせた後、供給管の突き合わせ部分の外周に所要幅に形成された締結バンドを用いて管をシールしながら接続する接続方法が数多く提供されている。

近年においては、例えば、継手本体が樹脂にて一体成形により形成され、接続部に装着される樹脂管の外周側から締め付け作用する締付体が、継手本体と一体成形されている継手構造が提案されている。
特開２００１−０６５７６５号公報

上述した樹脂管用接続継手構造においては、接続部の形状が複雑になってしまうことに加え、継手本体も締付体と一体に形成されているため、樹脂管用接続構造が非常に複雑な形状となり、継手部分の製造コストが非常に高価になってしまうといった課題がある。

本発明は、接続する管体の形状および接続方法が非常に単純でありながら、接続する管体どうしを確実に接続させることが可能な管体の接続構造および管体の接続方法の提供を目的としている。

本発明は、接続管に挿入管の端部を挿入し、前記接続管に前記挿入管を抜け止めして連結した管体の接続構造であって、前記挿入管は、前記接続管よりも小径に形成されると共に、接続管に挿入される先端部に、外周径が前記接続管の内周径と一致する拡径部が形成される一方、前記接続管には前記挿入管が挿入される挿入部分と重複する位置に貫通孔が形成され、前記接続管に、前記挿入管の拡径部が前記貫通孔の位置を越えて挿入された状態で、前記接続管の端面を挟む接続管と挿入管の外周部と、前記貫通孔および前記接続管の内周面と前記挿入管の外周面との間の間隙部分を含めて樹脂充てんされて形成された連結部により、前記接続管と前記挿入管とが抜け止めして連結されていることを特徴とする管体の接続構造である。

また、前記貫通孔は、前記接続管において対向する位置に設けられていることを特徴とする。
これにより、継手部が接続すべき管の外周の複数箇所で抜け止めとなるストッパ部が形成されるため、さらに強固な管の接続構造とすることができる。また、継手部およびストッパ部を熱可塑性樹脂により形成する際においては、熱可塑性樹脂の充てんを確実に行うことができるため、信頼性の高い管の接続構造が提供可能になる。

また、前記拡径部の内部空間形状は、該拡径部の先端部に向かうにつれ徐々に拡大する形状に形成されていることを特徴とする。
これにより、供給すべき流体の急拡損失や急縮損失を最小限に抑えることができるため、管内に流体を円滑に流すことができる。

また、他の発明は、接続対象物に管体をインサート成形により接続する管体の接続方法であって、前記管体の先端部には、該管体の径方向に貫通する貫通孔が形成され、前記管体に、先端部が前記管体の内径より細径である細径部が形成されると共に他の部分が前記管体の内径と同径に形成された挿通体を、前記貫通孔の位置が前記細径部の範囲に位置するように挿通させた後、前記貫通孔に連通して樹脂成形するモールド金型を配設し、該モールド金型により形成された成形空間に樹脂を充てんして樹脂成形することにより、前記接続対象物に前記管体を抜け止めして接続することを特徴とする管体の接続方法である。

また、前記挿通体の先端部は、少なくとも前記接続対象物の内壁面位置を越える位置まで挿通することを特徴とする。
これにより、接続対象物の内部と接続管の流路部分が確実に連通される。

本発明によれば、接続すべき管（管体）の先端部の加工を最小限にすることができるため、非常に低コストで管体どうしの接続に供する管体の製造をすることができる。また、非常に簡易な形状の継手部でありながらも、非常に信頼性の高い接続構造を低コストで提供することができる。

以下、本発明にかかる管体の接続構造の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は本実施の形態において接続管と挿入管を示す平面図である。図２は、接続管に挿入管を挿入した状態を示す透視平面図である。図３は図２におけるＡ−Ａ線における断面図である。
本実施の形態においては、互いの密着性が非常に低い樹脂からなる挿入管１０と接続管２０の接続について説明する。具体的には、ポリプロピレン製の挿入管１０と、１２ナイロン製の接続管２０の接続について説明する。

挿入管１０は、ポリプロピレンからなる円筒状に形成されている。挿入管１０は、拡径部１２の円筒体と、本体部１４の円筒体とにより構成され、拡径部１２の円筒体と本体部１４の円筒体は一体に形成されている。拡径部１２側が接続管２０に挿入させる部分である。拡径部１２の外周径寸法は、接続管２０の内周径寸法と等しく形成されている。拡径部１２の内部空間１２ａは、図３に示すように、本体部１４の内部空間１４ａと接続管２０の内部空間２０ａとの断面積差を徐々に少なくさせるように接続するテーパ状に形成されている。

接続管２０は、１２ナイロンからなる円筒状に形成されている。接続管２０の一端部側には管径方向に貫通する貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２と接続管２０の端部位値からの距離Ｌは、接続管２０の管厚Ｔ以上の距離にある位置にプレス加工等により形成される。本実施の形態における貫通孔２２は、図３に示すように接続管２０の外周上において対向する２箇所に設けられている。

次に挿入管１０と接続管２０の接続について説明する。
まず、図３に示すように、挿入管１０の拡径部１２を接続管２０の内部空間に挿入する。挿入管１０の挿入量は、拡径部１２と本体部１４の境界部分が、貫通孔２０の位置を越えるまで挿入すればよい。
次に、図４に示すように、挿入管１０と接続管２０との接続部分を周方向に一周するように覆ってモールド金型３０をセットする。モールド金型３０をセットした後、図５に示すようにモールド樹脂Ｊを供給する供給ノズル４０をモールド金型３０に接続し、挿入管１０および接続管２０と、モールド金型３０により形成されたモールド空間に熱可塑性樹脂であるモールド樹脂Ｊを注入する。

モールド樹脂Ｊの種類は特に限定されるものではないが、挿入管１０または接続管２０のうち少なくとも一方の材質との密着性が良好な樹脂材であることが好ましい。本実施の形態においては、モールド樹脂Ｊの材料として、接続管２０と同材のポリプロピレンを用いている。モールド空間（キャビティ）内に樹脂が充てんされたら、モールド樹脂Ｊの供給を停止し、供給ノズル４０を引き離し、モールド金型３０を型開きする。続いてモールド部（継手部５０）を整形して、挿入管１０と接続管２０の連結体２５が得られる。

図６は、継手部により挿入管と接続管が接続された状態（連結体）を示す平面図である。図７は、挿入管と接続管の接続部分に形成されたモールド樹脂による継手部を示す断面図である。
モールド樹脂Ｊによる継手部５０は、図６に示すように、挿入管１０と接続管２０の接続部分を所要範囲にわたってまたぐように形成されている。より詳細には、図７に示すように、継手部５０は、接続管２０の端面を挟む接続管２０と挿入管１０の外周部を所要範囲で覆うと共に、接続管２０の貫通孔２２部分および接続管２０の内周面と挿入管１０の本体部１４外周面との間の間隙部分にモールド樹脂Ｊが充てんされることにより形成されている。貫通孔２２部分にモールド樹脂Ｊが充てんされることにより、接続管２０に挿入管１０が抜け止めして連結された状態になっている。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。本実施の形態においては、容器を一体成形する際に、容器の接続管部に接続用管を抜け止めして連結する方法について説明する。図８は接続用管が容器に一体成形された製品の平面図である。図９は、図８のＢ−Ｂ線における断面図である。図９〜図１３は、図８に示す接続用管と容器の一体成形品の製造手順を示す説明図である。
本実施の形態における一体成形品８０は、容器７０を樹脂成形する際に、予め成形されている接続用管６０をインサート成形によって連結したものである。以下に、一体成形品８０の製造方法について説明する。
なお、本実施の形態において用いられる接続用管６０は１２ナイロン製であり、容器７０はポリプロピレン製である。接続用管６０は容器７０にインサート成形されるため、容器７０に用いられる材料よりも軟化温度が高い材料で形成されている。

接続用管６０は、第１の実施形態における被接続管の構造と同様であるためここでは詳細な説明を省略する。接続用管６０の内部空間６０ａには、図１１に示すように、接続用管６０の内部空間６０ａに嵌合する本体部９２と接続用管６０の内部空間６０ａよりも細径に形成された先端部９４よりなる挿通体であるロッド９０が挿通される。本体部９２と細径部９４はテーパ部９６を介して接続されている。細径部９４の長さＬ２は、接続用管６０の端部から貫通孔６２までの距離Ｌ１に、容器７０の壁厚Ｔ２を加えた長さに設定されている。
ロッド９０は、細径部９４の先端が接続用管６０の先端部よりはみ出すように接続用管６０の内部空間６０ａにセットされる。なお、細径部９４の接続用管６０の先端部位値からのはみ出し量は、容器７０の壁厚さＴ２に等しい。また、ロッド９０は、図示しないロッド支持手段により所定位置を維持するように支持されている。

次に、容器７０を成形するモールド金型３０をセットする。モールド金型３０は、図１２に示すように、接続用管６０の外周面位置と接続用管６０の先端部からはみ出しているロッド９０の細径部９４の先端位置を基準にしてセットされる。
ロッド９０は、接続用管６０がつぶれてしまわないようにするための接続用管６０の変形防止部材としても機能している。

このようにしてモールド金型３０に各部材をセットした後、図１３に示すように熱可塑性物質からなるモールド樹脂Ｊを注入する。本実施の形態においては、モールド樹脂Ｊは矢印Ｙ１側から充てんされ、容器７０の底板部分７２から貫通孔６２と接続用管６０の内部空間６０ａおよびロッド９０の先端部９４の外周面との間の隙間部分６４にくまなく充てんされた後、容器７０の側壁部分７４を経て一体成形品８０が形成される。
つづいて、モールド樹脂供給手段を取り外すと共に、モールド金型を分解し、接続用管６０からロッド９０が引き抜かれ、一体成形品８０が取り出される。

一体成形品８０における接続用管６０と容器７０の接続は、容器７０の底板７２および側壁７４の一部が第１の実施形態における継手部５０の構造と同じ構造となっている。すなわち、接続用管６０の先端部分の端面を含む外周面と、貫通孔６２と接続用管６０の内部空間６０ａおよびロッド９０の細径部９４の外周面と間の間隙部分６４にモールド樹脂Ｊが充てんされてなるストッパ部Ｓが形成されている。ストッパ部Ｓにより、接続用管６０が容器７０に抜け止めされた状態で連結されている。したがって、ポリプロピレン製の接続用管６０と１２ナイロン製の容器７０のように互いに付着性の悪い材料であっても確実に接続用管６０を容器７０に接続させることができる。

また、本実施の形態においては、接続用管６０が１２ナイロンにより形成されているため、接続用管６０を所望の形状に変形させ、その形状を維持させておくことが非常に困難である。このような場合、接続用管６０を予め熱軟化させると共に、所望の形状に変形させた後、変形状態を維持させることができる拘束具１００（図１４）を接続用管６０に取り付ければ良い。
拘束具１００の材料としては、接続用管６０に用いられる材料よりも曲げ強度等の機械的強度が高い材料が用いられるのはもちろんである。拘束具１００の平面形状は、接続用管６０に維持させたい形状に形成されている。また、拘束具１００の断面形状（図１４Ｃ−Ｃ断面参照）は、接続用管６０の外周面に嵌合可能な形状に形成されている。拘束具１００は、開口部１０２を広げるようにして弾性変形させた状態で、接続用管６０の外周面から被せて取り付けられる。したがって、接続用管６０に拘束具１００を取り付けた後は、拘束具１００を弾性変形させた際に生じた弾性力が作用するため拘束具１００が接続用管６０から外れてしまうおそれはない。これにより、所望の形状に変形させた接続用管６０が元の形状に戻ることを長時間にわたり拘束することができる。

以上に、本発明にかかる管の接続構造および管の接続方法について実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、以上の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、以上の実施の形態においては、管と管に接続させる物品の材質をポリプロピレンおよび１２ナイロンを例示して説明しているが、以上に例示したような合成樹脂に限定されるものではない。モールド金型を用いて成形することができる材料であれば、ゴムや金属等他の熱可塑性物質であっても本発明に適用することはもちろん可能である。

また、接続管２０または接続用管６０に形成されている貫通孔２２、６２は、それぞれの管の外周面上において対向する位置に設けられているが、ストッパ部（Ｓ）を形成することができれば良いため、例えば、管の外周面上において、所要の角度間隔をあけて複数の貫通孔２２、６２を設けるようにしても良いのはもちろんである。

また、第１の実施形態における挿入管１０の形状は、図１に示すような形状に限定されず、例えば、図１５に示すように、接続管２０の内壁面に当接する鉢巻部１６を有する形態とすることもできる。このような形態とすることにより、挿入管１０を接続管２０の内部空間２０に挿入させる際に生じる摩擦抵抗が低減し、接続管２０への挿入管１０の挿入が容易に行うことができる。なお、鉢巻部１６を接続管２０の内壁面に点接触するだけの形態（断面形状が半円弧状等）にすれば、挿入管１０の挿入時に生じる摩擦抵抗をさらに低減させることができる。
要は、継手部５０にモールド樹脂Ｊを充てんした際において、接続管２０と挿入管１０の隙間部分からモールド樹脂Ｊが接続管２０の内部空間２０ａに入り込まないようにするためのダム部を構成することができれば良い。

さらに第２の実施形態においては、継手部５０には、接続用管６０の先端部分の端面を含む外周面と、貫通孔６２と接続用管６０の内部空間６０ａおよびロッド９０の細径部９４の外周面と間の間隙部分６４にモールド樹脂Ｊが充てんされてなるストッパ部Ｓが形成されているが、図１６に示すように、容器７０のモールド金型３０を、貫通孔６２と接続用管６０の内部空間６０ａおよびロッド９０の細径部９４の外周面と間の間隙部分６４に樹脂が充てんされるようにしても良い。これによれば継手部分をすっきりとさせることができる。この場合、モールド樹脂Ｊが接続用管６０の内周面から外周面の表面まで充てんされるため、最低限のストッパ部は形成されることになる。

第１の実施形態において接続すべき接続管と挿入管を示す平面図である。 接続管に挿入管を挿入した状態を示す透視平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線における断面図である。 接続管と挿入管との接続部分にモールド金型をセットした状態を示す説明断面図である。 モールド金型にモールド樹脂を充てんしている状態を示す説明断面図である。 継手部により挿入管と接続管が接続された状態（連結体）を示す平面図である 挿入管と接続管の接続部分に形成されたモールド樹脂による継手部を示す断面図である。 接続用管が容器に一体成形された製品の平面図である。 図８のＢ−Ｂ線における断面図である。 接続用管と容器の一体成形品の製造手順を示す説明断面図である。 接続用管と容器の一体成形品の製造手順を示す説明断面図である。 接続用管と容器の一体成形品の製造手順を示す説明断面図である。 接続用管と容器の一体成形品の製造手順を示す説明断面図である。 拘束具の一例を示す説明図である。 接続用管の他の実施形態の一例を示す平面図である。 接続用管と容器の一体成形品の他の実施形態を示す説明断面図である。

符号の説明

１０ 挿入管
１２ 拡径部
１４ 本体部
２０ 接続管
２２ 貫通孔
３０ モールド金型
５０ 継手部
６０ 接続用管
７０ 容器
８０ 一体成形品
９０ ロッド
９２ 本体部
９４ 細径部
１００ 拘束具
Ｊ モールド樹脂

Claims (5)

1. 接続管に挿入管の端部を挿入し、前記接続管に前記挿入管を抜け止めして連結した管体の接続構造であって、
   前記挿入管は、前記接続管よりも小径に形成されると共に、接続管に挿入される先端部に、外周径が前記接続管の内周径と一致する拡径部が形成される一方、
   前記接続管には前記挿入管が挿入される挿入部分と重複する位置に貫通孔が形成され、
   前記接続管に、前記挿入管の拡径部が前記貫通孔の位置を越えて挿入された状態で、前記接続管の端面を挟む接続管と挿入管の外周部と、前記貫通孔および前記接続管の内周面と前記挿入管の外周面との間の間隙部分を含めて樹脂充てんされて形成された連結部により、前記接続管と前記挿入管とが抜け止めして連結されていることを特徴とする管体の接続構造。
2. 前記貫通孔は、前記接続管において対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の管体の接続構造。
3. 前記拡径部の内部空間形状は、該拡径部の先端部に向かうにつれ徐々に拡大する形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の管体の接続構造。
4. 接続対象物に管体をインサート成形により接続する管体の接続方法であって、
   前記管体の先端部には、該管体の径方向に貫通する貫通孔が形成され、
   前記管体に、先端部が前記管体の内径より細径である細径部が形成されると共に他の部分が前記管体の内径と同径に形成された挿通体を、前記貫通孔の位置が前記細径部の範囲に位置するように挿通させた後、
   前記貫通孔に連通して樹脂成形するモールド金型を配設し、
   該モールド金型により形成された成形空間に樹脂を充てんして樹脂成形することにより、
   前記接続対象物に前記管体を抜け止めして接続することを特徴とする管体の接続方法。
5. 前記挿通体の先端部は、少なくとも前記接続対象物の内壁面位置を越える位置まで挿通することを特徴とする請求項４記載の管体の接続方法。

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