JP2008128361A - メカニカル式管継手 - 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】 メカニカル式管継手１は、外周部におねじ部２１を有する継手本体２と、おねじ部２１に螺合されるめねじ部３２を有する袋ナット３とで接続管１０を挟み込んで接続する形式の管継手であって、継手本体２は、端部から奥側に向かっておねじ部２１とそれよりも大径のリング状段部２５と係止用円周溝２６とを有し、袋ナット３は、継手本体２に近い側の端部に円周方向に沿って形成された複数の切り欠き部３６を有するとともに、この端部の内径側には、めねじ部３２がおねじ部２１にねじ込まれたときに、リング状段部２５を乗り越えて係止用円周溝２６に嵌り込む係止部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式管継手に関する。

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が防止され、袋ナットの緩みに起因する流体の漏出が確実に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、本発明のメカニカル式管継手は、
継手本体の外周部に形成されたおねじ部に袋ナットのめねじ部が螺合されることにより継手本体と袋ナットとで接続管を挟み込んで接続する形式の管継手であって、
前記継手本体は、端部から奥側に向かって形成された前記おねじ部と前記おねじ部よりも大径のリング状段部と係止用円周溝とを有し、
前記袋ナットは、前記継手本体に近い側の端部に円周方向に沿って形成された複数の切り欠き部を有するとともに、前記端部の内径側には、前記めねじ部が前記おねじ部にねじ込まれたときに、前記リング状段部を乗り越えて前記係止用円周溝に嵌り込む係止部を有することを特徴とするものである。

本発明において、前記係止部は、断面を楔状に形成することができる。

本発明において、前記係止部は、前記めねじ部が前記おねじ部にねじ込まれたときに、最初に前記リング状段部に当接する第１のテーパ面と、それより急勾配の第２のテーパ面とを有することが望ましい。

また、本発明において、前記継手本体は、前記接続管の端部にテーパ状に拡管されたフレア部の内週面に密着するシール部材が保持される保持溝と、前記フレア部の端部を受取る本体テーパ状の受け面を有し、
前記袋ナットは、前記シール部材との間で前記フレア部を挟着する押圧面を有する構造とすることができる。

また、本発明において、前記継手本体は、前記接続管の端部外周に形成された環状の山形突起部の外周面に密着するシール部材が保持される保持部を有し、
前記袋ナットは、前記山形突起部の外周面に当接する押圧面を有する構造とすることができる。

本発明のメカニカル式管継手によれば、接続管を接続した際に、袋ナットの継手本体側の端部内径側に設けられた係止部が継手本体のリング状段部を乗り越えて、確実に係止用円周溝に係止されるので、袋ナットが頻繁に振動を受けるような場合であっても袋ナットが緩むことが防止され、袋ナットの緩みによる流体の漏れを防止することができる。

また、袋ナットの端部には複数の切り欠きが形成されており、袋ナットの継手本体側の端部内周側の係止部は継手本体のリング状段部を乗り越えるときは外径方向に若干量変形することができるので、袋ナットと継手本体が同材質の材料で形成された場合でも、袋ナットを所定トルクで締付けたときに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の実施の形態に係る管継手の本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（例えば六角形状）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シール部材（以下、パッキンという）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の外周には、おねじ部２１の端部（中央部２０側）から奥に向かって、円周溝２４と、おねじ部２１よりも大径の外径を有するリング状段部２５と、底面が円周溝２４の底面よりも高い位置にある係止用円周溝２６とが形成されている。リング状段部２５は、おねじ部側の端部には面取り部２７が形成され、奥側の端部には中心軸に対して略垂直に切り欠かれて係止用円周溝２６が形成されている。

図２も参照すると袋ナット３は、接続管１０のフレア部１１の外周面を受取るためにテーパ状に形成された押圧面３１と、おねじ部２１に螺合されるめねじ部３２と、継手本体側の端部内径側に円周状に形成された楔状断面を有する係止部３３とを有する。係止部３３は、継手本体側の端部に向かって上り勾配の第１のテーパ面３４と、この第1のテーパ面に向かって下り勾配の第２のテーパ面３５とを有する。また、袋ナット３は、継手本体に近い側の端部には、円周方向に所定間隔を隔てて軸方向に所定長さだけ平面からみて矩形状に切り込まれた複数の切り欠き部３６が形成されている。

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。

上記の管継手１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１０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を外装した状態で拡管機（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、接続管１０のフレア部１１の外周に袋ナット３が外装された状態で、保持溝２２にパッキン４を嵌入して装着された継手本体２のおねじ部２１と、袋ナット３のめねじ部３２を人手によりねじ込み、袋ナット３の端部に形成された第１のテーパ面３４を継手本体２のリング状段部２５の角部に形成された面取り部２７に突き当てる（手締め行程）。

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の内面に形成された押圧面３１と、継手本体２のテーパ面２３及びパッキン４の間の空間に存在する状態が出現する。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、袋ナット３の継手本体側の端部に設けられ係止部３３が弾性的に拡径せず係止部３３はリング状段部２５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ていない状態になる。よって、この状態で竣工前に配管に水圧を加える水圧検査を行うと、袋ナット３の端部から水が漏れ出す現象が発生するので、本締めが行われていないことを確実に発見することができる。

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の係止部３３は第１のテーパ面３４に沿って弾性変形して拡径され、継手本体２のリング状段部２５の外周面上を軸方向に移動する。ここで第１のテーパ面３４は継手本体２の中心軸（図３の場合は、中心軸と平行なリング状段部２５の外周面）に対して所定角度αだけ傾斜しているが、この傾斜角αが大きすぎるとねじ込みに対する大きな抵抗となり、また傾斜角αが小さすぎると軸方向に長い係止部が必要となるので、傾斜角αは１５°〜４５°の範囲に設定されることが望ましい。そして、リング状段部２５上の移動が完了すると、係止部３３は弾性的に縮径して係止用円周溝２６に嵌り込む（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とシール溝２２の間で十分に圧縮され、所定のシール面圧が得られる。

また、係止部３３の第２のテーパ面３５はリング状段部２５の外周面の延長線に対して所定角度βだけ傾斜しているが、この傾斜角βを大きくすると係止強度が増加して袋ナットの緩みを防止する性能は向上するが、再施工がやりにくく、また傾斜角βが小さ過ぎると袋ナットの緩みを防止する性能が低下するので、傾斜角βは３０°〜６０°の範囲で設定されることが望ましい。傾斜角βがこの範囲で設定された袋ナットによれば、接続完了後は係止部３３が係止用円周溝２６にしっかりと嵌りこんでいるので、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、或いは袋ナット３を緩める方向に若干の力が作用した場合でも、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。また、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３７が消失する（図２及び図３を参照）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。また、係止用円周溝２６の底部に例えば着色塗料を塗布することで本締め完了時の視認性を向上させることができる。

［第２の実施の形態］
第１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４に示す構造にすることもできる。図４は本発明の第２の実施の形態に係るメカニカル式管継手の手締め後の状態の要部を示す拡大断面図である。なお、図２と同一機能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４に示す管継手１は端部側に山形突起部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２８と、継手本体２の端部の内周に形成され、山形突起部１２の一方の傾斜面１２ａに当接するパッキン４が装着される保持部２２とを有する。

袋ナット３の内径側には、めねじ部３２と、第１のテーパ面３４および第２のテーパ面３５を有し楔状断面をもつ係止部３３と、切り欠き部３６（図示を省略）とが形成されている。また、めねじ部３２の奥側（図中右側）には、接続管１０の外周に形成された山形突起部１２の他方の傾斜面１２ｂに接する押圧面３７が形成されている。

この管継手１によれば、袋ナット３を接続管１０に外装した状態で、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形突起部１１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テーパ状の押圧面３７で押圧した状態で、管継手１に接続管１０が接続される。このように継手本体２’に係止用円周溝２６を設け、しかも袋ナット３に第１のテーパ面３４と第２のテーパ面３５を有する係止部３３を設けているので、図２に示す継手の場合と同様に袋ナット３の緩み止めを行うことができる。

また、図１、図４に示す管継手１において、耐焼き付き性能を向上させるために、袋ナット３の係止部３３、およびそれが軸方向に摺動する継手本体１のリング状段部２５のうち、いずれか一方又は両方の表面をフッ素樹脂などの低摩擦係数を有する被覆層（潤滑層）を形成することができる。

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。 本発明の第２の実施の形態に係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：管継手、１０：接続管、１１：フレア部、１２：山形突起部、１２ａ：一方の傾斜面、１２ｂ：他方の傾斜面
２：継手本体、２０：中央部、２１：おねじ部、２２：保持溝、保持部、２３：テーパ面、２４：円周溝、２５：リング状段部、２６：係止用円周溝、２７：面取り部、２８：接続管挿入部
３：袋ナット、３１：押圧面、３２：めねじ部、３３：係止部、３４：第１のテーパ面、３５：第２のテーパ面、３６：切り欠き部、３７：押圧面
４：シール部材（パッキン）

Claims (5)

1. 外周部におねじ部を有する継手本体と、前記おねじ部に螺合されるめねじ部を有する袋ナットとで接続管を挟み込んで接続するメカニカル式管継手であって、
   前記継手本体は、端部から奥側に向かって前記おねじ部と前記おねじ部よりも大径のリング状段部と係止用円周溝とを有し、
   前記袋ナットは、前記継手本体に近い側の端部に円周方向に沿って形成された複数の切り欠き部を有するとともに、前記端部の内径側には、前記めねじ部が前記おねじ部にねじ込まれたときに、前記リング状段部を乗り越えて前記係止用円周溝に嵌り込む係止部を有することを特徴とするメカニカル式管継手。
2. 前記係止部は、楔状断面を有することを特徴とする請求項１に記載のメカニカル式管継手。
3. 前記係止部は、前記めねじ部が前記おねじ部にねじ込まれたときに、最初に前記リング状段部に当接する第１のテーパ面と、それより急勾配の第２のテーパ面とを有することを特徴とする請求項２に記載のメカニカル式管継手。
4. 前記継手本体は、前記接続管の端部にテーパ状に拡管されたフレア部の内週面に密着するシール部材が保持される保持溝と、前記フレア部の端部を受取る本体テーパ状の受け面を有し、
   前記袋ナットは、前記シール部材との間で前記フレア部を挟着する押圧面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のメカニカル式管継手。
5. 前記継手本体は、前記接続管の端部外周に形成された環状の山形突起部の外周面に密着するシール部材が収容される保持部を有し、
   前記袋ナットは、前記山形突起部の外周面に当接する押圧面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のメカニカル式管継手。
   

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