JP2007263146A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル部への接続管の挿入が容易で、大きな力を要することなく、袋ナットを手で締め込むだけで、接続管に軸心方向への強い引き抜き力が掛かっても抜ける虞がなく、接続管を確実かつ強固に接続できる管継手を提供する。
【解決手段】雄ねじ筒部24と接続管６が外嵌されるノズル部21とを有する継手本体２と、ノズル部21に嵌着されるリング状止水材5と、雄ねじ筒部24に螺着される袋ナット3と、断面略Ｃ形に形成された袋ナット3内周のテーパ面33に配設される締め付けリング４を備える。締め付けリング４には、回動自在に保持され、かつ、接続管6の外周面を塑性変形させて環状凹溝61を形成するとともに、リング状止水材5を圧縮して止水する回転子42を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、金属管、合成樹脂管、金属管内面または金属管内周面および外周面を合成樹脂で被覆した複合管等を用いて給水・給湯管等を配管する際に使用される管継手に関する。

屋内側の給水・給湯用配管材として使用されている金属強化架橋ポリエチレン管（たとえば、積水化学工業社製商品名エスロンスーパーエスロメタックス）などの塑性変形可能な材質あるいは構造をした接続管を屋外の配管材に接続するのに用いる管継手として、図１０および図１１に示すような管継手１００がすでに提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

この管継手１００は、接続管（金属層の内外面を樹脂被覆した複合管）２００が外嵌されるノズル部１１１と、このノズル部１１１との間に接続管２００が挿入される筒状隙間１１２を形成する雄ねじ筒部１１３とを有する継手本体１１０と、この継手本体１１０の雄ねじ筒部１１３に螺合する雌ねじ部１２１を一端に備えるとともに、雌ねじ部１２１側から他端部に向かって縮径するテーパ面１２２を有する袋ナット１２０と、図１２に示すように、断面略Ｃ形に形成されたリング本体１３１と、リング本体１３１の内周面から突出した状態で回動自在にリング本体１３１の周壁に支持された回転子１３２とを有し、接続管２００に外嵌された状態で袋ナット１２０内に配置される締め付けリング１３０と、ノズル部１１１に装着され、接続管２００の内周面に水密に密着するリング状止水材１４０とを備える。図１１に示すように、袋ナット１２０の雄ねじ筒部１１３への締め込みに伴って締め付けリング１３０のリング本体１３１が回転しながらテーパ面１２２のテーパによって縮径される。そして、回転子１３２が接続管２００の管壁に沿って回動しながら管壁の一部を外側から内側に向かって押圧し、ノズル部１１１に設けられた嵌合溝１１４に嵌り込むように塑性変形させることによって接続管２００が管継手１００に接続される。

すなわち、塑性変形により生じた接続管２００の内側に突出する突部２１０が嵌合溝１１４の側壁面に係止されるとともに、接続管２００の外面に生じた凹溝２２０に回転子１３２およびリング本体１３１の内面に設けられた係止リブ１３３が入り込むことによって接続管の抜け止めがなされるようになっている。
そして、この管継手１００は、上記構成を備えているので、大きな力を要することなく、袋ナット１２０を手で締め込むだけで、接続管２００に軸心方向への強い引き抜き力が掛かっても抜ける虞がなく、接続管２００を確実かつ強固に接続できるという利点を備えている。

特開２００５−３５１４４０号公報

また、上記管継手１００の場合、ノズル部１１１の嵌合溝１１４からずれた位置にリング状止水材１４０が嵌着されていて、接続管２００を筒状隙間１１２に差し込むと接続管２００の内面にリング状止水材１４０が圧接されて接続管２００がノズル部１１１に水密に接続されるようになっているとともに、十分な水密性を確保するため、リング状止水材１４０の外径が接続管２００の内径より大きく設計されている。

しかし、リング状止水材１４０の外径を接続管２００の内径より大きくすると、止水性は向上するものの、接続管２００を筒状隙間１１２に差し込むだけで接続管２００の内面にリング状止水材１４０が大きな力で圧接されて、袋ナット１２０が十分に締め込まれていなくても、施工後の耐水圧試験の際に水漏れが生じないことがある。したがって、締め込み不足を見逃してしまい、そのまま使用していると、ウォータハンマー現象などにより、接続管が抜けて漏水事故を招く虞がある。また、接続管２００を筒状隙間１１２に挿入する際に、接続管２００先端がリング状止水材１４０に引っかかり、リング状止水材１４０を傷つける虞があるという問題、リング状止水材１４０の摩擦抵抗で挿入に大きな力が必要となるという問題などもある。

一方、リング状止水材１４０の外径を接続管２００の内径とほぼ同じ径にすると、止水性に問題が生じる虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みて、ノズル部への接続管の挿入が容易で、かつ、大きな力を要することなく、袋ナットを手で締め込むだけで、接続管に軸心方向への強い引き抜き力が掛かっても抜ける虞がなく、十分な止水性を確保した状態で接続管を確実かつ強固に接続できる管継手を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の管継手（以下、「請求項１の管継手」と記す）は、接続管が外嵌されるノズル部と、このノズル部との間に接続管が挿入される筒状隙間を形成する雄ねじ筒部とを有する継手本体と、この継手本体の雄ねじ筒部に螺合する雌ねじ部を一端に備えるとともに、雌ねじ部側から他端部に向かって縮径するテーパ面を有する袋ナットと、断面略Ｃ形に形成されたリング本体と、リング本体の内周面から突出した状態で回動自在にリング本体の周壁に支持された回転子とを有して、接続管に外嵌された状態で袋ナット内に配置される締め付けリングと、ノズル部に嵌着されるリング状止水材とを備え、袋ナットの雄ねじ筒部への締め込みに伴って締め付けリングが袋ナットの前記テーパ面によって縮径しつつ、回転子が接続管の管壁に沿って回動し、前記リング状止水材と当接する接続管の外周面を塑性変形させて環状凹溝を形成するとともに、リング状止水材を圧縮して止水するようにしたことを特徴としている。

本発明の請求項２に記載の管継手（以下、「請求項２の管継手」と記す）は、請求項１の管継手において、ノズル部およびリング状止水材の外径が接続管の内径より小径になっていることを特徴としている。

本発明の請求項３に記載の管継手（以下、「請求項３の管継手」と記す）は、請求項１または請求項２の管継手において、袋ナットが、締め込み完了状態で回転子が納まり固定される凹部をテーパ面に備えていることを特徴としている。

本発明の請求項４に記載の管継手（以下、「請求項４の管継手」と記す）は、請求項１〜請求項３のいずれかの管継手において、筒状隙間に挿入された接続管の外壁に圧接して袋ナット締め込み時の接続管の共回りを抑止する複数の突条が、雄ねじ筒部の内周面に形成されていることを特徴としている。

本発明の請求項５に記載の管継手（以下、「請求項５の管継手」と記す）は、請求項１〜請求項４のいずれかの管継手において、継手本体の雄ねじ筒部が透明樹脂で形成されていることを特徴としている。

本発明の請求項６に記載の管継手（以下、「請求項６の管継手」と記す）は、請求項１〜請求項５のいずれかの管継手において、回転子の回動面に溝が形成されていることを特徴としている。

本発明において、締め込みリングの回転子の数は特に限定されないが、放射状に２〜４個程度設けることが好ましい。
回転子の材質としては、接続管を塑性変形するとともに、形成された凹溝に係合して接続管をしっかりと抜け止めすることができれば、特に限定されないが、たとえば、ステンレス鋼、鉄鋼、真鍮、アルミニウム等が挙げられる。

本発明にかかる管継手は、以上のように、接続管が外嵌されるノズル部と、このノズル部との間に接続管が挿入される筒状隙間を形成する雄ねじ筒部とを有する継手本体と、この継手本体の雄ねじ筒部に螺合する雌ねじ部を一端に備えるとともに、雌ねじ部側から他端部に向かって縮径するテーパ面を有する袋ナットと、断面略Ｃ形に形成されたリング本体と、リング本体の内周面から突出した状態で回動自在にリング本体の周壁に支持された回転子とを有して、接続管に外嵌された状態で袋ナット内に配置される締め付けリングと、ノズル部に嵌着されるリング状止水材とを備え、袋ナットの雄ねじ筒部への締め込みに伴って締め付けリングが袋ナットの前記テーパ面によって縮径しつつ、回転子が接続管の管壁に沿って回動し、前記リング状止水材と当接する接続管の外周面を塑性変形させて環状凹溝を形成するとともに、リング状止水材を圧縮して止水するようにしたので、袋ナットを手で締め込むだけで、接続管に軸心方向への強い引き抜き力が掛かっても抜ける虞がなく、接続管を確実かつ強固に接続できるとともに、確実に止水できる。

請求項２の管継手は、ノズル部およびリング状止水材の外径が接続管の内径より小径になっているので、接続管をノズル部に差し込む際に抵抗がほとんどなく、作業性がよい。しかも、接続管の端縁でリング状止水材を傷めたりすることがなくなる。

請求項３の管継手は、袋ナットが、締め込み完了状態で回転子が納まり固定される凹部をテーパ面に備えているので、リング状止水材が回転子によって過圧縮状態になり、クリープ変形で経時的に止水が悪化することがない。

請求項４の管継手は、筒状隙間に挿入された接続管の外壁に圧接して袋ナット締め込み時の接続管の共回りを抑止する複数の突条が、雄ねじ筒部の内周面に形成されているので、袋ナットを締め込む際に接続管を手で持たなくても、接続管が共回りしてねじれたりすること無く接続することができる。すなわち、片手作業が可能となり、作業性が向上する。

請求項５の管継手は、継手本体の雄ねじ筒部が透明樹脂で形成されているので、接続管が所定の位置まで挿入されたことが、外部から視認でき、接続管の差込不足による接続不良をなくすことができる。

請求項６の管継手は、回転子の回動面に溝が形成されているので、回転子が接続管の管壁に沿ってスリップすることなく回動する。したがって、より小さい力で袋ナットを締め込むことができる。

以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１および図２は、本発明にかかる管継手の１つの実施の形態をあらわしている。

図１および図２に示すように、この管継手１は、継手本体２と、袋ナット３と、締め付けリング４と、図３に示すようなリング状止水材５とを備え、図４〜図７に示すようにして接続管６を接続できるようになっている。
継手本体２は、本体部材２ａと、Ｃ型リング２ｂと、雄ねじ筒部材2ｃとから構成されている。

本体部材２ａは、真鍮、砲金、ステンレス鋼、鉄鋼等の金属材料によって形成されていて、後述する接続管６が外嵌されるノズル部２１と、内周面にねじ切りされた配管材（図示せず）が螺着される第１雄ねじ筒部２２と、六角形状の鍔を有する把持部２３とを備えている。
雄ねじ筒部材2ｃは、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）等の透明樹脂を成形することによって得られ、袋ナット３が螺合される第２雄ねじ筒部２４と、第２雄ねじ筒部２４の終端部に設けられて第２雄ねじ筒部２４より外側に張り出す鍔状部２５とを備えている。
Ｃ型リング２ｂは、本体部材２ａと雄ねじ筒部材２ｂとを結合一体化するようになっている。

ノズル部２１は、その最大径が接続管６の内径とほぼ同じか少し小径になっているとともに、リング状止水材５の嵌合溝２６を備えている。
第２雄ねじ筒部２４は、その内周面に第２雄ねじ筒部２４の管軸に平行な４つの突条２７が均等な間隔で設けられている（図７参照）。

突条２７の高さは、筒状隙間２３に挿入される接続管６の挿入をできるだけ阻害せず、しかも、挿入された接続管６の管端部外壁面に圧接して袋ナット３の締め込み時に接続管６が共回りしない高さであれば特に限定されず、管継手１および接続管６のサイズに応じて適宜決定される。

袋ナット３は、真鍮、砲金、ステンレス鋼、鉄鋼等の金属材料、あるいは、エンジニアリングプラスチック等で形成されていて、一端に第２雄ねじ筒部２４に螺合する雌ねじ部３１、他端に接続管６の挿通孔３２を備え、雌ねじ部３１と挿通孔３２との間に、雌ねじ部３１の端から他端に向かって徐々に縮径するテーパ面３３が形成されている。
また、袋ナット３の内面には、締め込み完了状態で回転子４２が位置する部分に、テーパ面３３の一部がリング状に切り欠かれた形状の回転子納まり固定用の凹部３４が形成されている。

締め付けリング４は、リング本体４１と、２つの回転子４２とを備えている。
リング本体４１は、外周面が厚み方向中間部から一方に向かって徐々に縮径するテーパ面４６となった略台形の断面形状を備えるとともに、一部が切りかかれた略Ｃ字形をしていて、ポリアミド樹脂等のプラスチックを成形して得られる。
リング本体４１の一部には、後述する回転子４２の装着孔４３が２つ対角位置に貫設されている。また、リング本体４１の外周面には、リング本体４１が均等かつ容易に縮径するためおよび材料削減のために、リング本体４１の中心軸に平行な切欠溝４４が多数穿設されている。さらに、リング本体４１の内周面には、回転子４２部分を除き、回転子４２の回転軸に直交するように設けられた係止リブ４５が環状に突設されている。

回転子４２は、その周面に軸に平行なローレット溝４２ａが多数穿設されている。
そして、回転子４２は、真鍮、砲金、ステンレス鋼、鉄鋼等の金属材料、あるいは、エンジニアリングプラスチック等で形成されていて、装着孔４３に圧入され、装着孔４３内でリング本体４１の中心軸に平行な軸周りに回転自在、かつ、リング本体４１の半径方向（リング本体４１の中心軸に直交する方向）に少しスライド可能になっている。

リング状止水材５は、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等の合成ゴムで形成されていて、図３に示すように、外周面には一方に垂直壁５２を有する断面直角三角形をした複数の切欠溝５１が穿設されている。
また、このリング状止水材５は、切欠溝５１の垂直壁５２側が袋ナット３側を向くように、ノズル部２１の嵌合溝２６に嵌め込まれ、嵌め込み状態でリング状止水材５が嵌合溝２６の上端から外側に突出しない大きさに設計されている。

つぎに、この管継手１の接続管６の接続方法を、管壁が、２つの樹脂層６８と、これら樹脂層６８間に設けられたアルミニウム等の金属層６９とによって形成された金属強化架橋ポリエチレン管（たとえば、積水化学工業社製商品名エスロンスーパーエスロメタックス）を接続管６として用いた例である図４および図５に基づいて説明する。
すなわち、この接続方法は、図４に示すように、袋ナット３の挿通孔３２に挿通孔３２側から雌ねじ部３１側に向かって接続管６を挿通するとともに、袋ナット３の外部に出た接続管６の先端部に締め付けリング４をリング本体４１のテーパ面４６が接続管６の差込方向に対して逆方向を向くように接続管６に外嵌する。

そして、この状態で、接続管６の先端部を接続管６の先端が筒状隙間２３の奥壁に当たるまでノズル部２１に嵌合させる。このとき、ノズル部２１の最大外径が接続管６の内径とほぼ同じか少し小径になっているとともに、ノズル部２１の嵌合溝２６に嵌め込まれたリング状止水材５が嵌合溝２６の上端から外側に突出していないので、接続管６を抵抗無くノズル部２１に挿入することができる。しかも、図７に示すように、第２雄ねじ筒部２４の内周面に設けられた４つの突条２７が接続管６の外周面の一部に食い込んだような状態で圧接される。

つぎに、締め付けリング４の端面を第２雄ねじ筒部２４の端面に当接させた状態で袋ナット３の雌ねじ部３１を第２雄ねじ筒部２４に螺合させて、図５および図６に示すように、袋ナット３の端面が、鍔状部２５に当接するまで袋ナット３を締め込み、接続管６を管継手１に接続する。

すなわち、締め付けリング４の端面を第２雄ねじ筒部２４の端面に当接させた状態で締め付けリング４の回転子４２がリング状止水材５の直上に配置される。そして、この状態で袋ナット３を締め込んでいくと、締め付けリング４のリング本体４１のテーパ面４６が袋ナット３のテーパ面３３で受けられてリング本体４１が袋ナット３の回転に伴って共回りしながら徐々に縮径する。同時にリング本体４１の縮径に伴って回転子４２が接続管６の外壁をリング状止水材５方向に押圧し、接続管６の金属層６９を縮径方向に塑性変形させるとともに、上下の樹脂層６８も金属層６９の塑性変形形状に沿うように変形させながら接続管６の外壁面に沿って回動する。しかも、回転子４２がその回動面にローレット溝４２ａを備えているので、回転子４２が接続管６の表面でスリップすることなくスムーズに回動する。したがって、袋ナット３を小さな力で手を用いて容易に締め込むことができる。

そして、このように、リング本体４１が縮径しつつ回転子４２が接続管６の外壁面に沿って回動することによって、回転子４２が回動する部分の接続管６の管壁が、嵌合溝２６内に入り込むように塑性変形する。すなわち、塑性変形部６０は、その外壁側に環状凹溝６１が形成され、この環状凹溝６１に係止リブ４５が入り込むとともに、塑性変形部６０の内壁側が嵌合溝２６に入り込む環状突部６２となる。そして、この環状突部６２がリング状止水材５に圧接される。

したがって、接続管６は、環状凹溝６１に嵌まり込んだ回転子４２及び係止リブ４５に環状凹溝６１の側壁が係止されるとともに、嵌合溝２６に入り込んだ環状突部６２が嵌合溝２６の側壁に係止されて抜け止めがなされる。同時に環状突部６２がリング状止水材５に圧接されるので水密状態が確保される。また、接続管６の管端部外壁面には、突条２７が圧接しているので、接続管６は、接続管６を手で持たなくても、袋ナット３の締め込みに伴って共回りすることがない。さらに、袋ナット３が締め込み完了位置、すなわち、袋ナット３の端部が鍔状部２５に当たるまで締め込まれると、凹部３４が回転子４２を臨む位置にきて、この凹部３４に回転子４２が納まり固定される。すなわち、回転子４２が装着孔４３に少しスライド可能になっているので、リング状止水材５の弾性復元力によって凹部３４側に少しスライドする。したがって、回転子４２による接続管６外壁面への押圧力が緩和され、リング状止水材５の過圧縮によるクリープ変形に伴う経時的な止水性の低下を防止することができる。

さらに、この管継手１は、図５に示すように、袋ナット３が締め込み完了位置まで締め込まれると、リング状本体４１が袋ナット３と、接続管６と、第２雄ねじ筒部２４との間で形成される空間部にほぼ密に充填された状態になるように設計されている。
すなわち、袋ナット３の締め込み完了状態でリング状本体４１の壁面がほぼ全面に亘って袋ナット３、接続管６および第２雄ねじ筒部２４の壁面と当接した状態に保持される。したがって、配管内に熱流体を流した場合においても締め付けリング４が移動したりすることがなく、リング状止水材５への圧縮位置がずれることがないので、接続管６の長期間安定した止水状態を確保できる。
また、リング状止水材５は、切欠溝５１の垂直壁５２側が袋ナット３側を向いているので、配管内の内圧がリング状止水材５に加わると、圧縮力でたおれている垂直壁５２が内圧ヲ受けて接続管の内周面に向く押圧力に変換されてセルフシール機能が働き、より確実な止水を確保できる。

図８および図９は、他の形状をした接続管6ａを上記管継手１に接続する例をあらわしている。
すなわち、この例では、図８および図９に示すように、接続管6ａとして架橋ポリエチレン等の合成樹脂からなる接続管本体６４と、この接続管本体６４の管継手１との接続端部に外嵌されるアルミニウムやステンレス鋼からなる管端に係止する鍔を有する金属スリーブ６５とを備えているものを用い、この金属スリーブ６５を接続管本体６４の接続端部に嵌合させた状態で、接続管６ａをノズル部２１に嵌合する以外は、上記接続管６を用いた場合と同様にして接続管６ａを管継手１に接続することができる。

すなわち、袋ナット３を締め込んでいくと、図９に示すように、締め付けリング４のリング本体４１が縮径して回転子４２によって金属スリーブ６５の回転子４２の当接部が、嵌合溝２６に入り込むように塑性変形される。そして、それに伴い、接続管本体６４の金属スリーブ６４の塑性変形に沿うように変形し、上記接続管６の場合と同様に塑性変形部６０が形成される。

本発明にかかる管継手は、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記の実施の形態では、接続管本体の外側のみにスリーブが嵌合していたが、外側に加えて内側にも金属スリーブを嵌合させるようにしても構わない。
上記の実施の形態では、第１雄ねじ筒部を備えていたが、第１雄ねじ筒部に代えて受口や雌ねじ筒部を設けるようにしても構わない。

上記の実施の形態では、継手本体が、金属材料された本体部材と、透明樹脂で成形された雄ねじ筒部材とから構成されていたが、いずれか一方の材料で一体形成されていても構わない。
上記の実施の形態では、接続管として金属強化架橋ポリエチレン管あるいは架橋ポリエチレン管からなる接続管本体の管端部に金属スリーブを嵌合させたものが用いられていたが、金属管単体でも構わない。

本発明にかかる管継手の１つの実施の形態をあらわす分解斜視図である。 図１の管継手の断面図である。 図１の管継手に使用されているリング状止水材の一部切欠断面斜視図である。 図１の管継手の袋ナット締め込み直前の状態を示す断面図である。 図１の管継手の袋ナット締め込み完了状態を示す断面図である。 図１の管継手の袋ナット締め込み完了状態を示す斜視図である。 図４のＸ−Ｘ線断面図である。 図１の管継手を用いた別の接続管の袋ナット締め込み直前の状態を示す断面図である。 図１の管継手を用いた別の接続管の袋ナット締め込み完了状態を示す断面図である。 公知の管継手の袋ナット締め込み直前の状態を示す断面図である。 図１０の管継手の袋ナット締め込み完了状態を示す断面図である。 図１０の管継手の締め付けリングの正面図である。

符号の説明

１ 管継手
２ 継手本体
２１ ノズル部
２４ 第２雄ねじ筒部
２７ 突条
３ 袋ナット
３１ 雌ねじ部
３３ テーパ面
３４ 押圧力調整用凹部
４ 締め付けリング
４１ リング本体
４２ 回転子
４２ａ ローレット溝
５ リング状止水材
６，６ａ 接続管
６０ 塑性変形部
６１ 環状凹溝
６２ 環状突部
６４ 接続管本体
６５ 金属スリーブ

Claims (6)

1. 接続管が外嵌されるノズル部と、このノズル部との間に接続管が挿入される筒状隙間を形成する雄ねじ筒部とを有する継手本体と、
   この継手本体の雄ねじ筒部に螺合する雌ねじ部を一端に備えるとともに、雌ねじ部側から他端部に向かって縮径するテーパ面を有する袋ナットと、
   断面略Ｃ形に形成されたリング本体と、リング本体の内周面から突出した状態で回動自在にリング本体の周壁に支持された回転子とを有して、接続管に外嵌された状態で袋ナット内に配置される締め付けリングと、
   ノズル部に嵌着されるリング状止水材とを備え、
   袋ナットの雄ねじ筒部への締め込みに伴って締め付けリングが袋ナットの前記テーパ面によって縮径しつつ、回転子が接続管の管壁に沿って回動し、前記リング状止水材と当接する接続管の外周面を塑性変形させて環状凹溝を形成するとともに、リング状止水材を圧縮して止水するようにしたことを特徴とする管継手。
2. 前記ノズル部およびリング状止水材の外径が接続管の内径より小径になっている請求項１に記載の管継手。
3. 前記袋ナットが、締め込み完了状態で回転子が納まり固定される凹部をテーパ面に備えている請求項１または請求項２に記載の管継手。
4. 前記筒状隙間に挿入された接続管の外壁に圧接して袋ナット締め込み時の接続管の共回りを抑止する複数の突条が、雄ねじ筒部の内周面に形成されている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の管継手。
5. 前記継手本体の雄ねじ筒部が透明樹脂で形成されている請求項１〜請求項４のいずれかに記載の管継手。
6. 前記回転子の回動面に溝が形成されている請求項１〜請求項５のいずれかに記載の管継手。

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