JP2008144851A - 配管接続用継手とこれを用いた配管接続工法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を少なくし、接続工数が少なく作業性に優れ、それでいて確実に強固な配管接続ができる配管接続用継手とこれを用いた配管接続工法を提供する。
【解決手段】配管を挿入可能な開口部を有すると共にこの開口部に向けて縮径するように傾斜した内周面を有する継手本体部と、この継手本体部の内周面側に、挿入された配管外周面との間で水密を形成するシール部材と、挿入された配管の外周面と接触して配管の移動を阻止する抜け止め部材とを備える。抜け止め部材が、継手本体部の傾斜した内周面と接触可能な傾斜面を外周に有するベース部材に固着されていて、挿入された配管が抜け出す方向に外力が作用した際、ベース部材と継手本体部との傾斜面どうしの接触によって生じる楔作用により、抜け止め部材が前記配管の外周面を押圧するようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は配管接続用継手とこれを用いた配管接続工法に関し、詳しくは、配管を挿入可能な開口部を有すると共にこの開口部に向けて縮径するように傾斜した内周面を有する継手本体部と、この継手本体部の内周面側に、挿入された前記配管外周面との間で水密を形成するシール部材と、挿入された前記配管の外周面と接触して前記配管の移動を阻止する抜け止め部材とを備える配管接続用継手とこれを用いた配管接続工法に関する。

水道管などの配管を接続して長尺の配管とする場合、管継手を介して順次配管を接続していくことが作業上効率的である。このような管継手として、従来、端部外表面に雄ネジを有する継手本体の左右両開口部から挿入された配管を接続するため、継手本体外表面に螺合するロックナットを装着し、更にロックナットの内周側にリング状のコアとロック部材などからなるものが提案されている（特許文献１）。

特開２００４−９２９０３号公報

しかしながら、上記従来技術の管継手は、部品点数が多く、コストが高くなると共に、接続作業を実施する場合に工数が多く時間がかかり、場合によっては締め付のための工具を必要とする等、作業性が悪いという欠点がある。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、部品点数を少なくし、接続工数が少なく作業性に優れ、それでいて確実に強固な配管接続ができる配管接続用継手とこれを用いた配管接続工法を提供することにある。

上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る配管接続用継手の特徴構成は、配管を挿入可能な開口部を有すると共にこの開口部に向けて縮径するように傾斜した内周面を有する継手本体部と、この継手本体部の内周面側に、挿入された前記配管外周面との間で水密を形成するシール部材と、挿入された前記配管の外周面と接触して前記配管の移動を阻止する抜け止め部材とを備えていて、前記抜け止め部材が、前記継手本体部の傾斜した内周面と接触可能な傾斜面を外周に有するベース部材の内周面側に取り付けられていて、挿入された前記配管が抜け出す方向に外力が作用した際、前記ベース部材と継手本体部との傾斜面どうしの接触によって生じる楔作用により、前記抜け止め部材が前記配管の外周面を押圧するようになっていることにある。

この構成によれば、従来技術に比べて部品点数を顕著に低減できて接続コストを低減でき、それでいて外力の作用時に楔作用を生じさせ得ることから、継手本体部を縮径方向に押圧作用させ、抜け止め部材を配管の外周面に押圧するように作用させ得るので、接続した配管を確実に抜け出し難くし、接続した配管どうしを強固に接続する。しかも、配管と接続するに際して、継手本体部の開口部に配管を挿入する（あるいはその逆の動作）だけで確実に接続できるため、特別な工具を必要とせず、続作業は簡単であり、接続作業工数を少なくできる。

その結果、部品点数を少なくし、接続工数が少なく作業性に優れ、それでいて確実に強固な配管接続ができる配管接続用継手を提供することができた。

前記抜け止め部材の外周面に雄ねじ部が形成されていると共に、前記ベース部材が略Ｃ字状になっていて、その内周面の所定個所に雌ねじ部が形成されて、前記抜け止め部材と螺着して固着されるようになっていることが好ましい。

この構成によれば、抜け止め部材をベース部材に装着することが容易であり、しかも両者を強固に固着できる。そして、ベース部材が略Ｃ字状になっていることから、容易に縮径することができて、抜け止め部材を装着したベース部材を継手本体部に取り付ける作業が容易となる。

前記シール部材とベース部材との間に、弾性変形可能なパックアップリングが挟持されていることが好ましい。

この構成によれば、シール部材が継手本体部と配管との間で圧縮される際、ベース部材側に移動して漏水が発生するのを確実に防止できる。

前記継手本体部に設けられている開口部が、左右方向から互いに平行または非平行な角度に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、配管を接続する場合、多様な位置に配置された配管どうしを容易に接続することができる。左右方向から互いに非平行な角度（直角その他、１８０°を除く角度）で配置されている配管どうしを接続する場合に、角度を可変にすることが望ましいが、固定角度であってもよい。

前記継手本体部の開口部の一方が配管を挿入して接続可能になっていると共に、他方の開口部が配管とねじ接合可能になっていることが好ましい。

この構成によれば、互いに接続する配管端部の一方が雄ねじあるいは雌ねじが形成されている場合に、継手本体部との接続が容易となる。

前記継手本体部に設けられている開口部が、３箇所以上であってもよい。

この構成によれば、継手本体部に対して、３本以上の配管を接続したい場合に、容易に接続可能にする。

また、本発明に係る配管接続工法の特徴構成は、請求項１〜４のいずれか１項記載の配管接続用継手を用いて、配管を挿入することにより配管どうしを接続する配管接続工法において、前記配管接続用継手の継手本体部の内周面にシール部材を開口部から挿入して内嵌し、前記継手本体部の傾斜した内周面と接触可能な傾斜面を外周に有すると共に、挿入された前記配管の外周面に接触して配管の移動を阻止する抜け止め部材を備えるベース部材を前記配管接続用継手の継手本体部の内周面に前記開口部から挿入して内嵌し、次いで、前記開口部から配管を挿入することにある。

この構成によれば、部品点数を少なくし、接続工数が少なく作業性に優れ、それでいて確実に強固な配管接続ができる配管接続工法を提供することができる。

前記抜け止め部材の外周面に雄ねじ部が形成されていると共に、前記ベース部材が略Ｃ字状になっていて、その内周面の所定個所に形成された雌ねじ部に、前記抜け止め部材の外周面に形成された雄ねじ部と螺着して固着することが好ましい。

この構成によれば、抜け止め部材をベース部材に装着することが容易であり、抜け止め部材を装着したベース部材を継手本体部に取り付ける作業が容易である。

前記シール部材とベース部材との間に、弾性変形可能なパックアップリングを挿入することが好ましい。

この構成によれば、シール部材が継手本体部と配管との間で圧縮される際にも、ベース部材側に移動して漏水が発生するのを確実に防止できる。

本発明の配管接続用継手にかかる実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。この配管接続用継手が適用される配管は、塩化ビニル管などの樹脂製あるいは金属製の比較的小径の管（例えば、外径１０〜５０ｍｍ程度）であることが好ましい。

＜第１実施形態＞
図1は、第１実施形態に係る配管接続用継手１を示し、図２は、その要部構造を拡大して示す。この配管接続用継手１は、左右平行方向に開口部を有し、これら左右の開口部から配管Ｋを挿入させることによって、両配管Ｋを接続可能になっており、鋳造などの方法により製造される。

すなわち、この配管接続用継手１は、金属製であり左右から配管Ｋを挿入可能な開口部２ａを有すると共にこの開口部２ａに向けて縮径する方向に傾斜した内周面を有する継手本体部２と、この継手本体部２の内周面側に配置され、挿入された配管Ｋの外周面との間で水密を形成するシール部材であるＯリング３と、挿入された配管Ｋの外周面と接触して配管Ｋの移動を阻止する抜け止め部材４などとを備えている。

継手本体部２は、その左右開口部２ａから内側に向けて、外径が幾分拡径状になっていると共に、挿入される配管Ｋと略平行な外周面を有する中央平行部２ｄを有していて、中央平行部２ｄと両端側の傾斜部との境界には段付き部２ｃが形成されている。平行中央部２ｄの内周側には、左右から挿入された配管Ｋどうしの突き当たりを防止する仕切部７が設けられている。

抜け止め部材４は、継手本体部２の傾斜した内周面２ｂと面接触あるいは線接触可能に、内周面２ｂの傾斜角度と略同一角度で傾斜した傾斜面を外周に有するベース部材５に取り付けられている。そして、抜け止め部材４の外周面は、ベース部材５の内周面から幾分突出しており（突出量は、図５に示す突出代Ｌで表示）、挿入される配管Ｋの外周面と幾分接触するようになっていて、配管Ｋは抜け止め部材４の突出代Ｌに抗して挿入される。

抜け止め部材４の突出代Ｌは、配管Ｋの材質や配管Ｋ中を流れる流体の圧力によって決めることができる。以下に、ＪＩＳ Ｋ ６７４２に規定されている水道用硬質塩化ビニル管（以下、塩化ビニル管ということがある）を、配管Ｋに使用する場合を例に挙げて説明する。

塩化ビニル管の適用範囲は、使用水圧で０．７５ＭＰａ以下と定められており、この塩化ビニル管と接続される本実施形態の配管接続用継手は、０．７５ＭＰａの水圧に抗する抜け止め性能が必要である。従って、突出代Ｌと配管Ｋの耐圧試験水圧との関係を示す図６と表１により、突出代Ｌは、０．０８ｍｍ以上であれば０．７５ＭＰａの水圧に抗する抜け止め性能が得られることになる。更に、施工時の水圧試験や不測の事態に備えて安全率を考慮すると、２ＭＰａ（使用水圧０．７５ＭＰａの約２．７倍）の水圧にも保持し得る０．２６ｍｍ以上の突出代が好ましいことになり、更には、塩化ビニル管の耐圧試験水圧が４．０ＭＰａと定められていることから、この塩化ビニル管と接続される本実施形態の配管接続用継手も４．０ＭＰａの水圧に抗する抜け止め性能をもつことが好ましく、突出代Ｌと配管Ｋの耐圧試験水圧との関係を示す図６と表１により、突出代Ｌは、０．５４ｍｍ以上であることが一層好ましい。但し、以上のことは水圧に抗する抜け止め性能のみを考慮したものであり、配管の挿入し易さなどから、突出代Ｌは０．４ｍｍ程度までであることが好ましい。

この試験水圧は、呼び径２０ｍｍ（管外径２６．０ｍｍ）の水道用硬質塩化ビニル管に、図１に示す配管接続用継手の抜け止め部材４の突出代（ベース部材に略等間隔で４ヶ所に設置した抜け止め部材４の突出代の平均値）Ｌを種々変えて装着したものをアムスラー型万能試験機（島津製作所製、型式：ＵＨ−５００ｋＮＡ）に設置し、引張速度１５ｍｍ／分の条件で引張荷重を加え、滑りが生じる荷重（引張荷重）を測定し、その測定値に対して、本実施形態である配管接続用継手の水圧受圧面積で除することにより、水圧換算値を算出して求めた。

そのため、継手本体部の左右２個所の開口部２ａに配管Ｋを挿入すると、配管Ｋの外周面と、ベース部材５に取り付けられた抜け止め部材４及びＯリング３とが接触すると共に、抜け止め部材４によって配管Ｋの外周面を押圧し、抜け止め防止作用を発揮する。

また、継手本体部２の内周面２ｂは、上記したように、開口部２ａに向けて縮径する方向に傾斜した傾斜面に形成されていて、この傾斜面とベース部材５の傾斜した外周面５ａとは、上記したように略同一角度であるため面接触する。そのため、配管Ｋに抜け出す方向の外力が作用した場合には、配管Ｋの外周面を押圧する抜け止め部材４の作用により、ベース部材５が継手本体部２を楔作用によって押圧すると共に、継手本体部２が縮径方向に作用して配管Ｋの外周面を押圧し、配管Ｋの抜け出しを強固に阻止するように作用する。

ベース部材５は、図３（図１の配管接続用継手の左側開口部から挿入したベース部材の右側面構造を示す）に示すように、切欠き部５ｃを有する略Ｃ字状をしていると共に、その内周面側に、抜け止め部材４を螺合させつつ挿入可能な、内周面側の一部を切欠いた有底穴状かつ雌ねじを形成した挿入部５ｂを略等間隔で４個所形成している。挿入部５ｂの一部切欠きは、抜け止め部材４を装着した際に落下することなく、所定の突出代Ｌが確保されればよい。

ベース部材５を継手本体部２の内周面２ｂに設置する場合には、縮径方向に変形させて開口部２ａから挿入し、継手本体部２内で縮径していた変形を元に戻すことにより、継手本体部２の内周面２ｂにベース部材５を設置する。ベース部材５の内径は、配管Ｋの外径と略同じか、又は僅かに小さい径とされている。

ベース部材５の後端内周面側は、図４、５に示すように、傾斜面を有する面取り部５ｄが形成されていることが好ましい。このようにすると、現場作業における配管Ｋの挿入動作を容易にできる。

抜け止め部材４は、図５に示すように、金属製のネジ様部材であり、外周面に雄ねじが形成されていて、ベース部材５の挿入部（内周面に雌ねじが形成されている）５ｂに挿入され螺合されてベース部材５に固着される。

Ｏリング３とベース部材５との間に、弾性を有する樹脂製あるいはゴム製のバックアップリング６を配置することが好ましい。このバックアップリング６を配置する必要性は必ずしもないが、これを使用すると、Ｏリング３が継手本体部２と配管Ｋとの間で圧縮される際、ベース部材側に移動して漏水が発生するのを確実に防止できる。Ｏリング３とバックアップリング６は共に弾性体であるため、変形させつつ継手本体部２の開口部２ａから継手本体部２内に挿入して所定位置に配置することは容易である。

次に、上記した配管接続用継手を用いて、配管Ｋどうしを接続する配管接続工法を説明する。

配管接続用継手の継手本体部２の内周面に、Ｏリング３を開口部２ａから段付き部２ｃの内周側に到達するまで挿入して内嵌する。同様にして、バックアップリング６を開口部２ａから挿入して継手本体部２に内嵌する。

次いで、継手本体部２の傾斜した内周面２ａと面接触可能な傾斜面を外周に有すると共に、挿入された前記配管の外周面に接触して配管の移動を阻止する抜け止め部材４を備えるベース部材５を、配管接続用継手の継手本体部２の内周面に開口部２ａから挿入して、継手本体部２に内嵌する。次いで、配管Ｋの挿入側端部の面取りを行う。この面取りは必ずしも行う必要はないが、このようにすると、配管Ｋの挿入動作を容易にできる。その後、開口部２ａから配管Ｋを、配管Ｋの挿入先端が仕切部７に接当するまで挿入すると、配管Ｋと継手本体部２とは接続される。

このように、配管接続用継手を用いれば、特別な工具を必要とすることなく、配管Ｋを挿入する動作のみで抜け難い接続が可能となるため接続作業が楽であり、接続作業が簡略化されて工数が少なくて済む。

＜第２実施形態＞
図７は、第２実施形態に係る配管接続用継手（同一機能を有する部材に対しては図１〜５と同一番号を付している。以下の実施形態においても同様である）１０を示し、この配管接続用継手の継手本体部１２は、左右に開口部を有して左右から配管Ｋを接続可能になっている点で第１実施形態と変わりはないが、一方の端部（図７では左端部）の外周面に雄ねじ部１２ｂが設けられていて、予め配管（図示はしないが雌ねじが形成されている）Ｋと螺合させた後、他方の端部（図７では右端部）の開口部１２ａに配管Ｋを、第１実施形態の場合と同様にして挿入し、接続するようになっている点で相違する。このような構成であっても、第１実施形態と略同様に簡易に接続することができる。

＜第３実施形態＞
図８は、第３実施形態に係る配管接続用継手２０を示し、この配管接続用継手の継手本体部２２は、第２実施形態の雄ねじ部に代えて、一方の端部（図８では左端部）の内周面に雌ねじ部２２ｂが設けられている点で相違する。接続される配管Ｋの端部外周面に雄ねじが形成されている場合に使用され、この場合も、他方の端部（図８では右端部）の開口部２２ａに配管Ｋを、第１、第２実施形態の場合と同様にして挿入し、接続するようになっていて、第２実施形態の配管接続用継手と同様な作用効果を発揮し得る。

＜第４実施形態＞
図９は、第４実施形態に係る配管接続用継手３０を示し、この配管接続用継手の継手本体部３２は、非平行な角度から２つの配管を接続するもので、平面視で略Ｌ字形をしている。継手本体部３２の両開口部３２ａは、第１実施形態の場合と同様に、配管Ｋをそれぞれの開口部３２ａに挿入して接続する。図９では、両開口部３２ａの角度が略直角である場合を示したが、配管の配置状態により、直角以外の角度で接続できるように角度を変えてもよく、更には、両開口部の角度を可変になるよう構成してもよい。その場合、蛇腹もしくは球面状の外観形状を有する中間接続部材を介在させる等により、開口部の角度を可変とする構造にすることができる。

＜第５実施形態＞
図１０は、第５実施形態に係る配管接続用継手４０を示す。この配管接続用継手の継手本体部４２は、第４実施形態と異なり、更に１個所異なる角度から配管を接続可能になっており、継手本体部４２の開口部４２ａは３個所あり、３つの配管を接続可能になっていて、平面視で略Ｔ字形をしている。更に、もう１個所異なる角度から配管を接続可能にしてもよい。

〔別実施の形態〕
（１）上記実施形態では、ベース部材５に雌ねじを形成した挿入部５ｂを略等間隔で４個所形成している例を示したが、抜け止め部材４を挿入して固着するベース部材の挿入部５ｂの数あるいは位置を、種々変更することができ、１個所あるいはその他の複数個所とすることもできる。

（２）本実施形態において、管内を通流する流体としては、水道水の他、各種水溶液、その他の流体であってもよく、各種配管の接続に利用できる。

（３）上記実施形態では、抜け止め部材４を金属製のネジ様部材としたが、これに限定されるものではなく、配管Ｋの材質よりも硬質な樹脂製などであってもよい。

本発明の第１実施形態に係る配管接続用継手に配管を装着した半断面正面図 図１の要部断面図 図１の配管接続用継手の左側開口部から挿入したベース部材の右側面図 図３のベース部材のＡ−Ａ断面図 図３のベース部材のＢ−Ｂ断面図 抜け止め部材の突出代と配管の耐圧試験水圧との関係を示す図 第２実施形態に係る配管接続用継手の半断面正面図 第３実施形態に係る配管接続用継手の半断面正面図 第４実施形態に係る配管接続用継手の半断面正面図 第５実施形態に係る配管接続用継手の部分半断面正面図

符号の説明

２ 継手本体部
２ａ 開口部
２ｂ 傾斜した内周面
３ シール部材
４ 抜け止め部材
５ ベース部材
５ａ 傾斜面
６ バックアップリング
１２ 継手本体部
１２ａ 開口部
２２ 継手本体部
２２ａ 開口部
３２ 継手本体部
３２ａ 開口部
Ｋ 配管

Claims (9)

1. 配管を挿入可能な開口部を有すると共にこの開口部に向けて縮径するように傾斜した内周面を有する継手本体部と、この継手本体部の内周面側に、挿入された前記配管外周面との間で水密を形成するシール部材と、挿入された前記配管の外周面と接触して前記配管の移動を阻止する抜け止め部材とを備える配管接続用継手において、
   前記抜け止め部材が、前記継手本体部の傾斜した内周面と接触可能な傾斜面を外周に有するベース部材の内周面側に取り付けられていて、挿入された前記配管が抜け出す方向に外力が作用した際、前記ベース部材と継手本体部との傾斜面どうしの接触によって生じる楔作用により、前記抜け止め部材が前記配管の外周面を押圧するようになっていることを特徴とする配管接続用継手。
2. 前記抜け止め部材の外周面に雄ねじ部が形成されていると共に、前記ベース部材が略Ｃ字状になっていて、その内周面の所定個所に雌ねじ部が形成されて、前記抜け止め部材と螺着して固着されるようになっている請求項１記載の配管接続用継手。
3. 前記シール部材とベース部材との間に、弾性変形可能なバックアップリングが挟持されている請求項１又は２記載の配管接続用継手。
4. 前記継手本体部に設けられている開口部が、左右方向から互いに平行または非平行な角度に設けられている請求項１〜３のいずれか１項記載の配管接続用継手。
5. 前記継手本体部の開口部の一方が配管を挿入して接続可能になっていると共に、他方の開口部が配管とねじ接合可能になっている請求項４記載の配管接続用継手。
6. 前記継手本体部に設けられている開口部が、３箇所以上である請求項１〜３のいずれか１項記載の配管接続用継手。
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の配管接続用継手を用いて、配管を挿入することにより配管どうしを接続する配管接続工法において、
   前記配管接続用継手の継手本体部の内周面にシール部材を開口部から挿入して内嵌し、
   前記継手本体部の傾斜した内周面と接触可能な傾斜面を外周に有すると共に、挿入された前記配管の外周面に接触して配管の移動を阻止する抜け止め部材を備えるベース部材を前記配管接続用継手の継手本体部の内周面に前記開口部から挿入して内嵌し、
   次いで、前記開口部から配管を挿入することを特徴とする配管接続工法。
8. 前記抜け止め部材の外周面に雄ねじ部が形成されていると共に、前記ベース部材が略Ｃ字状になっていて、その内周面の所定個所に形成された雌ねじ部に、前記抜け止め部材の外周面に形成された雄ねじ部と螺着して固着する請求項７記載の配管接続工法。
9. 前記シール部材とベース部材との間に、弾性変形可能なパックアップリングを挿入する請求項７又は８記載の配管接続工法。

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