JP2008038924A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 材質選択の自由度が大でかつ袋ナットの緩みなどに起因する流体の漏出が防止される管継手を提供する。
【解決手段】 管継手１は、外周の一部におねじ部２１が形成され、その軸線方向奥側の端部付近に円周溝２４を有する継手本体２と、おねじ部２１にねじ込まれるめねじ部３１を有する袋ナット３と、円周溝２４に支持されるリング部材５とを有するとともに、袋ナット３は、継手本体２にねじ込まれたときにリング部材５の外周面と接触するテーパ面（第１案内面）３２と、リング部材５をその径方向に押圧する直円筒面（第２案内面）３３を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、屋内の給水又は給湯用配管を接続するために好適なメカニカルタイプの管継手に関する。

給水又は給湯用配管は、耐食性が必要とされるので、ステンレス鋼管に代表される耐食性を有する金属管で形成することが一般的である。ステンレス鋼管を接続するための管継手としては、例えば、継手本体に袋ナットを締付けることにより接続管を継手本体に接続するメカニカルタイプの管継手が実用化されている。

この種の管継手においては、袋ナットを人手で締め付ける手締めを行った後に、所定の工具で袋ナットを締付ける本締めを行うことにより、継手本体と接続管の端部との間に介装されたパッキンが圧縮されて、配管施工が完了し、正常な使用が可能となる。しかもこの管継手は、パイプレンチやモンキーレンチといった汎用工具で袋ナットの本締めを行える（施工が簡単である）ので、実用性が高いものである。ただ、配管施工の際に、本締めを行わずに仮締めのままで施工完了とされた場合、施工後の水圧試験では流体の漏出が検出されないが、パッキンは十分に圧縮されず、接続管の端部と密着した状態ではないので、実使用で流体が管継手から漏れ出すといった不具合が生じる。そこで、現用のメカニカルタイプの管継手においては、継手本体に、袋ナットの本締めが完了したことを目視で確認する締付け確認手段を設けた構造が採用されている。

例えば、特許文献１には、継手本体のおねじに続く軸線方向中央寄りの外周に内リングを装着し、この内リングと袋ナットとの間に軸方向に伸縮する外リングを装着し、袋ナットの手締め状態では内リングと外リングが衝突して袋ナットの締付け回転が規制され、袋ナットを本締付けすると、外リングが内リングの外面にせり上がって内リングに覆いかぶさるので、袋ナットの締付けが完了したことを容易に確認できるようにした管継手が記載されている。

また、特許文献２には、端部にフレア状の拡開部を有する管を、端部に先細りのテーパ外周面とそれに続いておねじを有する継手本体と、めねじに続いてテーパ内周面を有する袋ナットとで締付けて継手本体のテーパ外周面に管の拡開部内面を圧接し接続するとともに、継手本体のテーパ外周面の中間部にパッキン装着部を設けて環状のゴムパッキンを装着し、袋ナットのテーパ内周面の小径側に管の拡開元部外面が当接しない逃がし面を設けた管継手が記載されている。この管継手は、継手本体の一部が締付け確認手段を兼ねているので、継手コストを低減できるという利点がある。また、この管継手によれば、継手本体に設けた摺接外面を継手本体の摺接内面よりも０．１ｍｍ〜０．３ｍｍだけ大径にすることにより、水栓止水等による水撃などに起因して振動が多く発生するような配管に適用した場合にも、摩擦力が生じて袋ナットの緩みが防止されるという利点がある。

この他、特許文献３には、ステンレス鋼管の端部外周を山型に拡管し、その山型突起部よりも端部側の傾斜面にパッキンを介して継手本体と当接させ、山型突起部のもう一方の傾斜面に袋ナットを当接させるとともに、袋ナットと継手本体の外周側面との間に外周に着色面を有する皿ワッシャを介在させて、袋ナットの締め込み（本締め）後は着色面が外部から見えなくなるので、袋ナットの締め込み忘れが防止できるようにした管継手が記載されている。この管継手は、ステンレス鋼管の山型突起部より端部側にある端縁の外周を縮径することにより、継手の内孔へステンレス鋼管を差し込み易くなり、作業効率を向上することができる。

特開平９−１７８０６３号公報（第３頁、図１、図２） 特開平１１−２３６９８６号公報（第４〜５頁、図１、２） 特開２００２−１２２２７６号公報（第３頁、図１、図２）

特許文献２及び特許文献３に記載された構造は、上述した利点を有するものの、実用上次のような難点がある。すなわち、特許文献２に記載された管継手は、袋ナットを継手本体にねじ込むと、袋ナットの内周面と継手本体の外周面が擦り合うので、両部材が同材質であると、２つの接触面に焼付が発生して、袋ナットを継手本体の奥まで締め付けることができないことがあり、特に袋ナットと継手本体がステンレス鋼で形成されている場合は、焼付が発生し易くなる。従って袋ナットと継手本体の材質を最適な組合せとすることができない（ＳＵＳ部材同士の組合せができない）場合があり、材質選定の自由度が低下するという難点がある。また特許文献３に記載された管継手においては、袋ナットの本締めによって皿ワッシャはコーン状から円盤状へ変形して、その反力が袋ナットに作用することによって、袋ナットの緩みを防止する効果はあるが、大きな振動が加わるような配管における袋ナットの緩み防止機能としては十分ではない。

したがって本発明の目的は、上記の問題点を解消して、材質選択の自由度が高く、かつ長期間の使用でも確実に袋ナットの緩みを防止され、袋ナットの緩みに起因する流体の漏出が防止される管継手を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の管継手は、外周の一部におねじ部が形成され、その軸線方向奥側の端部付近に円周溝を有する継手本体と、前記おねじ部にねじ込まれるめねじ部を有する袋ナットと、前記円周溝に支持されるリング部材とを有するとともに、
前記袋ナットは、前記継手本体にねじ込まれたときに前記リング部材の外周面と接触する第１案内面と、前記リング部材をその径方向に押圧する第２案内面を有することを特徴とするものである。

本発明において、前記袋ナットは、テーパ状に形成された第１案内面を有し、かつ、前記第２案内面と前記めねじ部との間に前記リング部材の外縁部を受取する係止溝を有するとともに、前記リング部材は、前記第１案内面と接触するテーパ状のエッジ部を有し、前記円周溝に沿って縮径可能なＣ字状部材とすることができる。また、本発明において、前記リング部材は、前記円周溝に沿って縮径可能な断面が矩形状又は円形のＣ字状部材であってもよい。

本発明において、前記袋ナットは、テーパ状に形成された第１案内面と、前記めねじ部近傍まで伸長する直円筒面である第２案内面を有するとともに、前記リング部材は、前記第１案内面と接触するテーパ状のエッジ部を有する断面が矩形状のＣ字状部材とすることができる。

本発明において、前記継手本体は、接続管の端部に形成されたフレア部で圧縮されるパッキンを有することが望ましい。

また、本発明の管継手は、接続管の端部付近に形成された山形の突起部の一方の傾斜面に圧接されるパッキンを内径側に保持し、外周端部におねじ部が形成され、その軸線方向奥側の端部付近に円周溝を有する継手本体と、前記おねじ部にねじ込まれるめねじ部を有する袋ナットと、前記円周溝に支持されるリング部材を有するとともに、前記袋ナットは、前記継手本体にねじ込まれたときに前記リング部材の外周面と接触する第１案内面と、前記リング部材をその径方向に押圧する第２案内面を有することを特徴とするものである。

本発明の管継手によれば、継手本体に円周溝を設け、そこに縮径可能なリング部材を設け、しかも袋ナットには、それが継手本体にねじ込まれたときにリング部材の外周面と接触する第１案内面と、袋ナットが継手本体の奥までねじ込まれたときにリング部材を押圧する第２案内面を設けるので、袋ナットが頻繁に振動を受けても、袋ナットの継手本体側の端部はリング部材に係止される。したがって、袋ナットが緩んで、流体が漏出するのを防止することができる。

また、袋ナットの内周面と継手本体との間にリング部材が介装されているので、袋ナットと継手本体が同材質の材料で形成されていても、袋ナットを所定トルクで締付けても焼付が発生することが無く、材質選択の自由度を高めることができる。

以下本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる管継手の半断面図で、左半分は手締め後の状態を示し、右半分が本締めの後の状態を示し、図２は図１における手締め後の状態の要部を示す拡大断面図、図３は図１における本締め後の状態の要部を示す拡大断面図、図４は図１で使用されるリング部材を示す斜視図、図５は本発明の第２の実施の形態に係る管継手の手締めした状態の要部を示す拡大断面図、図６は本発明の第２の実施の形態に係わる管継手の本締めした状態の要部を示す拡大断面図、図７は図５で使用されるリング部材を示す斜視図、図８は本発明の第３の実施の形態に係わる管継手の手締めした状態の要部を示す拡大断面図、図９は本発明の第３の実施の形態に係わる管継手の本締めした状態の要部を示す拡大断面図、図１０は本発明の第４の実施の形態に係わる管継手の手締めした状態の要部を示す拡大断面図である。

［第１の実施の形態］
図１に示す管継手１は、左右対称の構造を有するメカニカルタイプの管継手であり、例えばオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４等）からなる接続管１０の端部を拡径することにより形成されたフレア部１１を受取る継手本体２とそこにねじ込まれる袋ナット３とを有する。継手本体２は、外周部が多角形形状（例えば六角ナット状）で中空状の中央部２０と、その両側に形成されたおねじ部２１と、端部に形成され弾性体からなるパッキン４が保持される保持溝２２と、おねじ部２１と保持溝２２との間に形成され、袋ナット３との間で接続管１０の端部に形成されたフレア部１１を受取るテーパ面２３を有する。また継手本体２は、おねじ部２１の端部（中央部２０側）に形成された円周溝２４を有し、その幅はリング部材５が嵌込まれたときに管軸方向の移動を阻止し得るような寸法（図示の例ではリング部材５と同等の幅）に設定されている。

図２も参照すると袋ナット３は、一方の端部に接続管１０が差込まれるので、差込部３０の内周面がフレア部１１を受取るためにテーパ状に形成されている。この袋ナット３の内径側には、めねじ部３１と、リング部材５と最初に当接して第１案内面となるテーパ面３２と、第２案内面となる直円筒面３３と、リング部材５が嵌込まれる係止溝３４とが形成されている。図４に示すようにリング部材５は、袋ナット３の端部内周面に対向するエッジ部がテーパ面５１となるように切欠かれた多角形（図では５角形）状の断面を有しかつ、縮径可能とするために、円周方向の一箇所に切断部５２が設けられている。またリング部材５は、後述の手締め時の締付け力では縮径されず、袋ナット３が乗り越えないようなばね特性を有するように寸法及び材質が設定されている。また後述の本締め工程で、袋ナット３が速やかにリング部材５の外周面に乗り上げることができるようにするために、テーパ面５１の角度（切り落し角度）は３０〜６０°（例えば４５°程度）の鋭角であることが好ましい。

上記の継手本体２及び袋ナット３は、所定の締付力に耐え得る機械的強度を有する材料、例えば銅合金（青銅、黄銅等）で形成することができ、また高い耐食性が要求される場合は、オーステナイト系ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）などのステンレス鋼で形成することができる。パッキン４は、ニトリルゴム（例えばＮＢＲ）、オレフィン系ゴム（ＥＰＤＭ等）あるいはフッ素ゴム（例えばＦＫＭ）などのゴム弾性体で形成することができる。リング部材５は、銅合金（例えばりん青銅）やバネ鋼（例えばＳＵＰ材）などの金属材料、又は、ＰＰＳ、ＰＡ等のエンジニアリングプラスチックなどの高分子重合体で形成することができる。

上記の管継手を使用した場合の配管施工の手順を図２及び図３により説明する。まず接続管を所定長さにかつ切断面が直角になるように切断し、切断された端部に袋ナット３を取付けた状態で拡管機（図示を省略）にセットした後、端部を拡径することによりフレア部１１を形成する（拡管工程）。次いで図２に示すように、継手本体２の保持溝２２にパッキン４を嵌入するとともに継手本体２の円周溝２４にリング部材５を装着した後、接続管１０と一体化された袋ナット３を人手により継手本体２にねじ込み、袋ナット３の端部内周面に形成されたテーパ面３２をリング部材５のエッジ部に形成されたテーパ面５１（図４参照）に突当てる（手締め工程）。この手締め工程を行うことにより、フレア部１１が袋ナット３の差込部３０とパッキン４との間に差し込まれた状態が現出する。但し手締めの場合、袋ナット３の締付け力は３〜５Ｎ・ｍ程度なので、この程度の締付け力では、リング部材５が縮径されて袋ナット３がリング部材５を乗り越えない状態とされる。したがって、パッキン４は接続管１０のフレア部１１とは非接触であるか、あるいは仮に接触したとしても密着しているわけではないので、所定のシール面圧が得られず、水圧検査を行うと、袋ナット３の端部から水が漏れ出す現象が発生し、本締めが行われていないことを確実に確認できる。

最後に、図３に示すように袋ナット３をパイプレンチなどの汎用工具（不図示）で締め付けることにより、袋ナット３のテーパ面３２に続いて直円筒面３３がリング部材５の外周面を押圧してリング部材５が縮径されるので、リング部材５の外径側は係止溝３４に嵌め込まれる（本締め工程）。この本締め工程によれば、継手の口径によっても異なるが、例えば５０〜２００Ｎ・ｍ程度の締付け力で袋ナット３が締め付けられるので、パッキン４はフレア部１１で十分に圧縮され、所定のシール面圧が得られる。しかもリング部材５は、係止溝３４に嵌込まれるので、水撃などによって袋ナット３が緩む方向に振動が加わった場合でも、袋ナット３の管軸方向の移動が阻止され、もって袋ナット３が緩むことが防止される。したがって長期にわたって管継手の気密性が確保されて、袋ナット３の端部から水が漏れ出すことを防止することができる。この本締め工程が行われた後には、継手本体２の中央部２０と袋ナット３との間の隙間が消失するので、本締めが完了したことを直ちに視認でき、袋ナットの締め忘れを防止することができる。

［第２の実施の形態］
図５及び図６に示す管継手１は、図７に示すリング部材５ａを用いた以外は図１に示すものと同様の構造を有するので、同様の構造を有する部分の説明を省略する。このリング部材５ａは、断面を円形としたものである。この管継手１においては、リング部材５ａの外周面が曲面に形成されているので、手締め（図５参照）により袋ナット３を継手本体２に取付けた後、本締めにより（図６参照）、テーパ面３２に続き直円筒面３３がリング部材５ａを乗り越え、次いで係止溝３４にリング部材５ａが嵌込まれる。したがってリング部材５ａは縮径されて係止溝３４で継手本体２に押し付けられるので、袋ナット３の緩みを防止することができる。図７では、リング部材５ａは真円状であるが、曲線状であれば袋ナット３の移動が円滑に行われるので、この形状に限らず他の形状（例えば楕円形状）であってもよい。

［第３の実施の形態］
図８及び図９に示す管継手１は、袋ナット３の形状の一部と、円周溝２４とリング部材５の関係を変更した以外は図１に示すものと同様の構造を有するので、同様の構造を有する部分の説明を省略する。円周溝２４には図1と同様にリング部材５が装着されている。円周溝２４の外径はリング部材５の内径と同径又は若干大径となるように設定されており、リング部材５は内周面が円周溝２４の外周面に接するのでこの状態からさらに縮径方向に変形することはない。袋ナット３は、端面に設けたテーパ面３２に隣接する直円筒面３５をめねじ部３１まで延長し、図１の係止溝３４を省略したものである。この管継手１においても、袋ナット３の端部内周面にテーパ面３２が設けられているので、手締め（図８参照）により袋ナット３を継手本体２に取付けた後、本締めにより（図９参照）、テーパ面３２に続き直円筒面３５がリング部材５の外周面に乗上げてリング部材５を押圧する。このときリング部材５内径側は円周溝２４の外周面で拘束されているので、リング部材５は縮径することなく袋ナット３の直円筒面３５に押し潰される。したがって、リング部材５は袋ナット３の直円筒面３５と円周溝２４の間に挟着されその摩擦抵抗により袋ナット３の緩みが防止されるので、長期にわたって管継手の気密性を確保することができる。また第１の実施の形態と同様に、本締めが完了したことを直ちに視認でき、袋ナットの締め忘れを防止することができる。

［第４の実施の形態］
第１〜第３の実施の形態に示す管継手は、端部にフレア部１１が形成された接続管１０を接続するものであるが、本発明はその構造に限られるものではなく、図１０に示す構造にすることもできる。図１０において、図２と同一部分は同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図１０に示す管継手１は端部側に山型突起１２を有する接続管１０が挿入される継手本体２’と、継手本体２’に締め込むことで継手本体２’と接続管１０を接続する袋ナット３’と、締め付け完了後の袋ナットの緩みを防止するリング部材５を有している。継手本体２’は、接続管１０の端部が挿入される接続管挿入部２５と、継手本体２’の端部の内周に形成され、山型突起１２の一方の傾斜面に当接するパッキン４’が装着される保持部２２’と、端部の外周部に形成されたおねじ部２１’と、おねじ部の奥側（図中左側）に形成されリング部材５が嵌込まれる円周溝２４とを有する。

袋ナット３’の内径側には、めねじ部３１’と、リング部材５と最初に当接して第１案内面となるテーパ面３２と、第２案内面となる直円筒面３３と、リング部材５が嵌込まれる係止溝３４とが形成されている。また、めねじ部３１’の奥側（図中右側）には、接続管の外周に形成された山型突起１２の他方の傾斜面に接する傾斜面３６が形成されている。

この管継手１’によれば、袋ナット３’に接続管１０を挿入し、継手本体２’と袋ナット３’を締め付けることによって、接続管１０の端部の外周に形成された山型突起１２を、継手本体２’に装着されたパッキン４’と袋ナット３’の内周側に形成された傾斜面３６の間で挟み込んで、管継手１’に接続管１０が接続される。したがって継手本体２’にリング部材５が設けられており、しかも袋ナット３’にテーパ面３２、直円筒面３３及び係止溝３４が形成されているので、図２に示す継手の場合と同様の理由で袋ナット３’の緩み止めを行うことができる。

上記の管継手は、種々の口径を有する接続管の配管に適用することが可能であるが、特に呼び径が１３ｓｕ〜６０ｓｕの一般配管用ステンレス鋼管（ＪＩＳ Ｇ ３４４８）、あるいは呼び径が１３Ａ〜５０Ａの水道用ステンレス鋼管（ＪＷＷＡ Ｇ １１５）を用いた屋内の給水又は給湯配管に好適である。

本発明の第１の実施の形態に係わる管継手を示す半断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる管継手を手締めした状態の要部を示す拡大断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる管継手を本締めした状態の要部を示す拡大断面図である。 本発明で使用されるリング部材を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる管継手の手締め工程後の要部を示す拡大断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる管継手の本締め工程後の要部を示す拡大断面図である。 本発明で使用されるリング部材の他の例を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる管継手の手締め工程後の要部を示す拡大断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる管継手の本締め後の要部を示す拡大断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係わる管継手の手締め後の要部を示す拡大断面図である。

符号の説明

１、１’：管継手
２、２’：継手本体、２０：中央部、２１、２１’：おねじ部、２２：保持溝、２２’：保持部、２３：テーパ面、２４：円周溝、２５：接続管挿入部
３、３’：袋ナット、３１、３１’：めねじ部、３２：テーパ面（第1案内面）、３３、３５：直円筒面（第２案内面）、３４：係止溝、３６：傾斜面
４：パッキン
５、５ａ：リング部材、５１：テーパ面

Claims (6)

1. 外周の一部におねじ部が形成され、その軸線方向奥側の端部付近に円周溝を有する継手本体と、前記おねじ部にねじ込まれるめねじ部を有する袋ナットと、前記円周溝に支持されるリング部材とを有するとともに、
   前記袋ナットは、前記継手本体にねじ込まれたときに前記リング部材の外周面と接触する第１案内面と、前記リング部材をその径方向に押圧する第２案内面を有することを特徴とする管継手。
2. 前記袋ナットは、テーパ状に形成された第１案内面を有し、かつ、前記第２案内面と前記めねじ部との間に前記リング部材の外縁部を受取する係止溝を有するとともに、
   前記リング部材は、前記第１案内面と接触するテーパ状のエッジ部を有し、前記円周溝に沿って縮径可能なＣ字状部材であることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
3. 前記リング部材は、前記円周溝に沿って縮径可能な断面が矩形状又は円形のＣ字状部材であることを特徴とする請求項２に記載の管継手。
4. 前記袋ナットは、テーパ状に形成された第１案内面と、前記めねじ部近傍まで伸長する直円筒面である第２案内面を有するとともに、前記リング部材は、前記第１案内面と接触するテーパ状のエッジ部を有する断面が矩形状のＣ字状部材であることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
5. 前記継手本体は、接続管の端部に形成されたフレア部で圧縮されるパッキンを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の管継手。
6. 接続管の端部付近に形成された山形の突起部の一方の傾斜面に圧接されるパッキンを内径側に保持し、外周端部におねじ部が形成され、その軸線方向奥側の端部付近に円周溝を有する継手本体と、前記おねじ部にねじ込まれるめねじ部を有する袋ナットと、前記円周溝に支持されるリング部材を有するとともに、
   前記袋ナットは、前記継手本体にねじ込まれたときに前記リング部材の外周面と接触する第１案内面と、前記リング部材をその径方向に押圧する第２案内面を有することを特徴とする管継手。
   

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