JP2009228761A

JP2009228761A - 管継手

Info

Publication number: JP2009228761A
Application number: JP2008073995A
Authority: JP
Inventors: Masashi Tani; 真史谷; Takayuki Yamamoto; 隆行山本; Yoshiro Okazaki; 義郎岡崎
Original assignee: JFE Pipe Fitting Mfg Co Ltd
Current assignee: JFE Pipe Fitting Mfg Co Ltd
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: JP5433157B2

Abstract

【課題】樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止する。
【解決手段】差込み式管継手１は、接続管Ｐと接続管Ｑとを連通する管継手である。差込み式管継手１は、継手本体１００と、継手本体１００に収容された弾性シールリング１７と、継手本体１００に接続された樹脂製短筒５２とを備える。弾性シールリング１７は、接続管Ｐから受けるねじりトルクが所定の範囲内である閾値を越えると、接続管Ｐおよび継手本体１００の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、管継手に関し、特に、上水または排水用の配管設備に用いられる管継手に関する。

特許文献１は、管継手の支持部材を開示する。この部材が支持する管継手は、可撓性ある樹脂管用の管継手のうち、貫通穴を有する壁を、その貫通穴を通して、壁表面に対して垂直に貫通するものに用いられる管継手である。この支持部材は、壁の裏面側で、前述した貫通穴に対応する位置に設けられる。この支持部材は、貫通軸回りに回動自在に管継手を保持して、前述した貫通穴にその管継手を挿通せしめ、次いで、その管継手と壁とを固定する。

特許文献１に開示された発明によると、比較的粗雑に施工されたり、曲げ癖が残存したりしている可撓性樹脂管であっても、無理な力を掛けずに施工できる。即ち、可撓性樹脂管を施工し易くでき、かつ、応力による疲労破壊などの懸念を少なくできる。

特許文献２は、混合水栓用の継手を開示する。この継手は、複数の挿通孔を有する連結部材と、それらの挿通孔それぞれに挿通される筒状体とを備える。各筒状体と連結部材とは、各筒状体と連結部材とが互いに係合するための係止部を含む。これにより、筒状体と連結部材とが相対的に回動することは防止される。前述した筒状体は、樹脂管に接続される。

特許文献２に開示された発明によると、樹脂管が接続された状態でナットを回動操作しても、ねじれるなどして樹脂管が変形することを防止できる。
特開２０００−２６６２７１号公報特開２００１−７３４２２号公報

樹脂管により配管設備が構成される場合、通常、樹脂管と継手とは、工場などにおいて接続され、接続後に巻かれ、かつ、巻かれた状態で施工場所まで搬送され、そこで接続時の状態となるように伸ばされた後、据え付けられる。

このような手順を経て樹脂管と継手とは据え付けられるので、据え付けられた時点においては樹脂管に曲げ癖が付いていることがある。このまま曲げ癖を取らずに据え付けられると、樹脂管にねじりトルクがかかることがある。また、施工場所で伸ばされる際、樹脂管にねじりトルクがかかることがある。大きなねじりトルクがかかった場合について、樹脂管と継手との融着部が破断し得ることや樹脂管に亀裂が入り得ることが発見されている。

特許文献１に開示された発明では、伸ばされた後の樹脂管を壁に貫通させたり継手を固定したりする際には施工を容易にしたり疲労破壊の懸念を少なくできたりする。特許文献２に開示された発明では、混合水栓を取付ける際には樹脂管の変形を防止できる。しかしながら、それ以前の作業である、工場などから搬送され、そこで接続時の状態となるように伸ばされた時にかかるねじり応力については、特許文献１に開示された発明によっても、特許文献２に開示された発明によっても軽減することができない。

さらに、上述の問題点が配管設備の施工に関する問題であることを考慮すると、配管の途中にスイベルジョイントを設けることは現実的でない。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる、管継手を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、管継手は、第１の接続管と第２の接続管とを連通する。第２の接続管はポリブデン製である。管継手は、第１の接続管を受け入れる継手本体と、継手本体に収容された弾性シールリングと、ポリブデン製で、かつ、継手本体に接続された、樹脂筒とを備える。弾性シールリングは、第１の接続管が継手本体の中に挿入されると、継手本体と第１の接続管とに圧接する。樹脂筒は、第２の接続管を融着により固定する。継手本体は連通部を有する。連通部は、第１の接続管と樹脂筒とを連通する。樹脂筒の内部空間は、連通部を介して第１の接続管に連通する。第２の接続管の内部空間は、樹脂筒の内部空間を介して連通部に連通する。弾性シールリングは、第１の接続管から受けるねじりトルクが閾値を越えると、第１の接続管および継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている。閾値は、第１の式により算出される値から第２の式により算出される値までの範囲内である。第１の式は、ねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、第２の接続管の外径および内径の単位をｍｍとするとき、ねじりトルク＝０．０１７×π／１６（（外径^４−内径^４）／外径）である。第２の式は、ねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、第２の接続管の内径の単位をｍｍとするとき、ねじりトルク＝０．０３×第２の接続管の内径である。

ねじりトルクが閾値を越えると、弾性シールリングが、第１の接続管および継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動する。これにより、第１の接続管から受けるねじりトルクが閾値を越えると、樹脂筒と第２の接続管とが融着された部分が破断することや第２の接続管に亀裂が入ることがなくなる。その結果、融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる。

また、上述の弾性シールリングは、第１の接続管の外周面および継手本体の内周面に密着し、かつ、ねじりトルクが閾値を越えるとき、第１の接続管および継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されることが望ましい。

第１の接続管の外周面および継手本体の内周面に密着する弾性シールリングは、ねじりトルクが閾値を越えるとき、第１の接続管および継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動する。これにより、第１の接続管から受けるねじりトルクが閾値を越えると、相対的な回動が生じる。相対的な回動が生じると、樹脂筒と第２の接続管とが融着された部分が破断することや第２の接続管に亀裂が入ることがなくなる。その結果、融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる。

また、上述の第２の接続管は、サイズが２０Ａの管であることが望ましい。併せて、弾性シールリングは、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値をねじりトルクが越えるとき、第１の接続管および継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されることが望ましい。

また、上述の第２の接続管は、サイズが１３Ａの管であることが望ましい。併せて、弾性シールリングは、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値をねじりトルクが越えるとき、第１の接続管および継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されることが望ましい。

本発明に係る管継手は、樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

<第１の実施形態>
以下、本発明の第１の実施形態にかかる差込み式管継手１について説明する。
図１は本実施形態にかかる差込み式管継手１を接続管挿入前の状態で示す半欠截断面図である。図２は図１に示す差込み式管継手１を接続管挿入途上の状態で示す半欠截断面図である。図３は図１に示す差込み式管継手１を接続管挿入後の状態で示す半欠截断面図である。

本実施形態にかかる差込み式管継手１は、継手本体１００と、短筒受口部１０２とを備える。

継手本体１００は、黄銅や青銅鋳物等の金属、あるいはＰＰＳ（ポリフェニ−ルサルフォン）等の樹脂で、筒状に形成されている。継手本体１００は、差込まれた接続管Ｐを受け入れる。

短筒受口部１０２は、継手本体１００に差込まれるものとは別の接続管Ｑに固定される。この接続管Ｑは、融着により固定される樹脂製（ポリブテン製）の管である。本実施の形態においては、この樹脂管のサイズは１３Ａ（外径１８ｍｍ、厚さ２．２ｍｍ）である。
継手本体１００には、軸心方向に貫通する流体通路２が形成されている。継手本体１００の軸心方向の一端から軸方向へ受入筒接続部５が突出している。受入筒接続部５は、流体通路２の中心軸Ｏと平行かつ一体に形成されている。受入筒接続部５の外周には雄ねじ６が設けられている。

受入筒接続部５が突出している側とは反対側の継手本体１００の一端には、樹脂製短筒５２を挿入可能とする本体受口部２０が開口している。本体受口部２０の内周に環状のシールリング収容溝５５が設けられている。シールリング収容溝５５には、シールリング５３が収容される。シールリング収容溝５５の隣のうち樹脂製短筒５２が挿入される側の隣に、断面台形状の内向き爪部６０が径方向内方へ向かって突出するように環状に設けられる。内向き爪部６０は、本体受口部２０の奥に向かう側へ向かって窄まり状のテーパ６０ａと、軸方向に平行な平坦頂部６０ｂと、軸方向に対し直角の垂直部６０ｃとを有する。なお、本実施形態にかかる継手本体１００はストレート型であるが、エルボ型やティ−型などであってもよい。

継手本体１００には、受入筒７が装着される。また、継手本体１００には、抜止めリング１１と、スペーサー１５と、弾性シールリング１７とが収容される。

本実施形態においては、受入筒７は、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルホン）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等、耐熱性に優れる透明若しくは半透明で内部を透視可能な樹脂で筒状に形成されている。本実施形態においては、受入筒７の後端部の内周に雌ねじ８を設けている。受入筒７の雌ねじ８が継手本体１００の雄ねじ６にねじ込み結合されることにより、継手本体１００に受入筒７が装着される。受入筒７は、接続管受口９を有する。接続管受口９は、接続管Ｐ（本実施形態の場合、接続管Ｐはポリブテン製の管であるが、接続管Ｑがポリブデン製でなければ、架橋ポリエチレン製や塩化ビニル製といった樹脂管であってもよいし、金属製の管であってもよい）の一端部を受け入れる。

受入筒７において接続管受口９のすぐ奥の内周面にはテーパ面１４が形成されている。テーパ面１４は、受入筒７の前方開口端に向かい窄まる形状に形成されている。このような形状に形成されているので、テーパ面１４は、抜止めリング１１に縮径方向の力を作用させる。そして、受入筒７のテーパ面１４とスペーサー１５の前方開口端面（受入筒７が取付けられた側の端面）とによって、抜止めリング１１を収容するための抜止めリング収容凹部１３が形成されている。

受入筒７のテーパ面１４の内周とスペーサー１５の前方開口端面とによって抜止めリング収容凹部１３を形成することで、継手本体１００を受入筒７にねじ込み結合する前に抜止めリング１１を受入筒７の後方開口端から容易に組み込むことができる。

本実施形態において、抜止めリング１１はステンレス等の線材からなるものである。抜止めリング１１の内径部には食込み歯１１ａが設けられている。食込み歯１１ａは、上述した接続管Ｐの外周面に食い込む。抜止めリング１１は、一部が切離されている。これにより、抜止めリング１１全体が拡縮径変形可能である。

受入筒７は、抜止めリング１１およびスペーサー１５が予め組み込まれた後、継手本体１００の雄ねじ６にねじ込み結合されるが、このとき受入筒接続部５の内周に設けられた凸部とスペーサー１５の後方端面との間に環状の弾性部材１２も組み込まれる。本実施形態の弾性部材１２は環状のゴム板であるが、円周一部を欠いた環状のばね板にいくつかの波形をつけた波形ばね座金などであってもよい。弾性部材１２の内外径はスペーサー１５の内外径と略同一である。このように弾性部材１２を組み込むことによって、スペーサー１５は常にテーパ面１４に向けて前方へ押し付けられ、抜止めリング１１はスペーサー１５の前方開口端面でテーパ面１４に押し付けられる。ちなみに、本実施形態においては、弾性部材１２とスペーサー１５とは接続管Ｐに接触しない。

受入筒接続部５の内周には、１本（２本以上であっても良いが、本実施形態においては１本とする）のシールリング収容溝１６が設けられる。このシールリング収容溝１６に、弾性シールリング１７が嵌め込まれる。弾性シールリング１７はＯリング等よりなる。弾性シールリング１７の内径は、接続管Ｐの外径よりも小さい。これにより、弾性シールリング１７は接続管Ｐの外周面に密接する。

弾性シールリング１７と弾性部材１２とスペーサー１５との嵌め込み後に、抜止めリング１１を予め組み込んだ受入筒７が継手本体１００にねじ込み結合される。

本実施形態の場合、弾性シールリング１７が密着する面のいずれかにおける摩擦係数は、次に述べる条件を満たす値である。その条件とは、接続管Ｐから受けるねじりトルクが閾値を越えるとき、接続管Ｐおよび受入筒接続部５の少なくとも一方に対して相対的に回動するという条件である。この閾値は、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある。ちなみに、接続管Ｐのサイズが１３Ａではないとき、弾性シールリング１７が密着する面のいずれかにおける摩擦係数は、次に述べる条件を満たせばよい。その条件とは、接続管Ｐから受けるねじりトルク（単位をＮ−ｍとする）が閾値を越えるとき、接続管Ｐおよび受入筒接続部５の少なくとも一方に対して相対的に回動するという条件である。この閾値は、第１の式により算出される値から第２の式により算出される値までの範囲内である。第１の式は、接続管Ｐから受けるねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、接続管Ｑの外径および内径の単位をｍｍとするとき、ねじりトルク＝０．０１７×π／１６（（外径^４−内径^４）／外径）である。第２の式は、ねじりトルク＝０．０３×第２の接続管の内径である。ただし、第２の式については、接続管Ｐから受けるねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、接続管Ｑの内径の単位をｍｍとする。接続管Ｐのサイズが２０Ａ（外径２６ｍｍ、厚さ２．７ｍｍ）の場合についてこの条件を当てはめると、その条件は、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値を接続管Ｐから受けるねじりトルクが越えるとき、接続管Ｐおよび受入筒接続部５の少なくとも一方に対して相対的に回動するという条件となる。相対的な回動が生じるのは、接続管Ｐと弾性シールリング１７との間であってもよいし、弾性シールリング１７とシールリング収容溝１６との間であっても良い。それらの双方で相対的な回動が生じても良い。

これらの条件を見出すため、出願人は、２種類の実験を実施した。１種類目の実験は、接続管Ｑと樹脂製短筒５２とを融着し、これらにねじりトルクを加えるという実験である。この実験においては、接続管Ｑと樹脂製短筒５２とのサイズを様々に変え、ねじりトルクを加えた。２種類目の実験は、差込み式管継手１（ただし、接続管Ｐ内の流体が漏出しない範囲でなるべく容易に回動するよう設計されたもの）に接続管Ｐを差し込み、かつ、接続管Ｑを樹脂製短筒５２に融着した状態で、差込み式管継手１に対して接続管Ｐが回動し始めた時に接続管Ｑにかかるトルクを測定するという実験である。

１種類目の実験の結果によれば、ポリブデン管は、せん断応力が０．０１７Ｎ／ｍｍ^２のとき降伏する。このため、その時点におけるねじりトルクを求めると、ねじりトルク＝０．０１７×π／１６（（外径^４−内径^４）／外径）となる。

２種類目の実験の結果によれば、接続管Ｐ内の流体が漏出しない範囲でなるべく容易に回動するよう設計された差込み式管継手１において、接続管Ｐに対して差込み式管継手１が回動を始めるねじりトルクの最小値は、『０．０３×接続管Ｑの内径』という式で示される値であった。

したがって、出願人により実施された実験結果によると、上述した条件が満たされるとき、接続管Ｑと樹脂製短筒５２との間が破断したり接続管Ｑに亀裂が入ったりする事態や、差込み式管継手１と接続管Ｐとの間から流体が漏出する事態は防止される。

なお、上述した１種類目の試験は、ばねばかりとパイプレンチとを用いて実施した。ねじりトルクを加えるにあたっての把持部の間隔は２６ｍｍである。

本実施形態の場合、抜け止めリング１１が取付けられているので、抜止めリング１１とテーパ面１４の内周との間の摩擦係数も、上述した条件を満たす必要がある。ちなみに、本実施形態においては、弾性部材１２とスペーサー１５とは接続管Ｐに接触していないので、それらが上述した条件を満たす必要はない。

弾性シールリング１７を合成ゴム製のＯリングとし、抜止めリング１１をステンレス製とし、ポリブテン製の樹脂製の管を接続管Ｐとすることで、上述した条件は満たされる。

短筒受口部１０２は、樹脂製短筒５２やシールリング５３などからなる。樹脂製短筒５２は、図示例のごとくストレート、或いは図外のエルボ形状などに形成される。その素材はポリブテンである。これにより、接続管Ｑの一端部と熱融着または電気融着で接合できる。樹脂製短筒５２の挿入側部（本体受口部２０へ挿入される部分）は、継手本体１００の本体受口部２０に相対回転可能に挿入可能な径に形成される。この挿入側部の外周には、拡縮径変形可能な外向き爪部５８が、径方向外方へ向かって突出するように環状に設けられている。外向き爪部５８は、内向き爪部６０の断面台形形状とは逆向きの断面台形形状に形成されている。外向き爪部５８は、先窄まり状のテーパ５８ａ、軸方向に平行な平坦頂部５８ｂ、および軸方向に対し直角の垂直部５８ｃを有する。樹脂製短筒５２の後端（接続管Ｑと融着される側の端）開口部の内径は、接続管Ｑの一端部が挿入可能な径である。樹脂製短筒５２と接続管Ｑの一端部との接合は、熱融着・電気融着のみならず、接着でも可能である。

樹脂製短筒５２の挿入側部の内周には、樹脂製短筒５２が継手本体１００に抜止め状に接続された後にインコア５９が嵌合されるようになっている。インコア５９は、ＰＰＳ、ＰＰＥ等硬質樹脂や金属材料などからなることが望ましい。本実施形態においては、インコア５９は黄銅製である。

継手本体１００の内向き爪部６０と樹脂製短筒５２の外向き爪部５８との位置関係は、図１のように、樹脂製短筒５２が継手本体１００の本体受口部２０内に所定深さにまで挿入されると、内向き爪部６０と外向き爪部５８とが互いに抜止め状に係合するように設定されている。

シールリング５３はＯリング等からなる。シールリング５３は、樹脂製短筒５２の挿入側部（継手本体１００に挿入される部分）の外径（より具体的に説明すると平坦頂部５８ｂ）より小さい内径部を有する。シールリング５３は継手本体１００のシールリング収容溝５５内に嵌め込まれる。この際、シールリング５３の内径部が本体受口部２０の内周面より径方向内方へ突出する。

次に、継手本体１００に接続管Ｐを差し込む手順の一例を説明する。現場施工において、先ず、樹脂製の接続管Ｐは所要長さに切断される。この切断された接続管Ｐの一端部は、接続管受口９内に挿入される。図２に示すように、接続管Ｐは、弾性シールリング１７を圧縮させてシールリング収容溝１６内に押し込みながら継手本体１００内を通過する。抜止めリング１１は拡径により接続管Ｐの挿入方向にスペーサー１５を押しながら少し動かされる。この動きは弾性部材１２の圧縮により許容される。

図３に示すように、接続管Ｐの一端部が継手本体１００の奥まで完全に挿入されると、弾性シールリング１７が接続管Ｐの外周面に圧縮状に密着して接続管Ｐの外周面と受入筒接続部５の内周面との間をシールする状態が得られる。また、抜止めリング１１の食込み歯１１ａが接続管Ｐの外周面に食い込み係合して接続管Ｐの抜止め状態が得られる。

接続管Ｐの挿入後、接続管Ｐを抜き出し方向に引っ張ると、抜止めリング１１の外周面（抜止めリング１１は、接続管Ｐの外周面に既に食込んでいて接続管Ｐと同行する）が受入筒７のテーパ面１４と当接する。抜止めリング１１の外周面がテーパ面１４と当接することにより、抜止めリング１１が縮径して、接続管Ｐの外周面への食込み歯１１ａの食込みが増す。

なお、差込まれた接続管Ｐを継手本体１００から取り外す必要があるときには、受入筒７と継手本体１００との間の締付けを緩めて受入筒７を継手本体１００から取り外した後、抜止めリング１１を接続管Ｐから取り外す。これにより接続管Ｐを継手本体１００から取り外すことができる。

次に、再び図１を参照して、短筒受口部１０２に接続管Ｑを差し込む手順の一例を説明する。先ず、シールリング５３を継手本体１００内のシールリング収容溝５５内に嵌め込む。次いで、樹脂製短筒５２の挿入側の先端部に継手本体１００の本体受口部２０を圧入するか、または樹脂製短筒５２の挿入側の先端部を継手本体１００の本体受口部２０に圧入する。その圧入に伴い、樹脂製短筒５２の外向き爪部５８のうちテーパ５８ａが、継手本体１００の内向き爪部６０のテーパ６０ａに摺接する。その後、外向き爪部５８は、内向き爪部６０で縮径されながら内向き爪部６０の平坦頂部６０ｂを乗り越える。乗り越えた後、外向き爪部５８は、内向き爪部６０の垂直部６０ｃに垂直部５８ｃを対向させるように、内向き爪部６０と係合する。外向き爪部５８が平坦頂部６０ｂを乗り越えた後、多くの場合、外向き爪部５８が弾性復元するため、外向き爪部５８と内向き爪部６０との係合は可能である。外向き爪部５８が内向き爪部６０を乗り越えた後、外向き爪部５８が弾性復元できない場合、外向き爪部５８をインコア５９等で拡げることにより、係合は可能である。

また外向き爪部５８が内向き爪部６０を乗り越える途上で、外向き爪部５８の平坦頂部５８ｂがシールリング５３の内径部に摺接し、シールリング５３をシールリング収容溝５５内に押し付けるよう圧縮させてこの圧縮状態を維持する。

最後に、インコア５９が樹脂製短筒５２内に挿入され、樹脂製短筒５２の先端部分の内周に嵌合されて短筒受口部１０２への接続管Ｐの差込みを完了する。

上記のように樹脂製短筒５２の外向き爪部５８が内向き爪部６０に係合することにより樹脂製短筒５２が継手本体１００の本体受口部２０から抜け出るのを防止される状態が得られる。その上、シールリング５３が継手本体１００の本体受口部２０の内周と樹脂製短筒５２の外向き爪部５８との間で圧縮されることにより、それらの間で水漏れのないシール状態が得られる。

インコア５９を樹脂製短筒５２の挿入側部の内周に嵌合することで、組立て後、樹脂製短筒５２に抜出し方向の引張力が強く働いた場合も樹脂製短筒５２の挿入側部が縮径するのを確実に防止することができ、樹脂製短筒５２の抜止め対策を万全なものとする。

以上のようにして、本実施形態にかかる差込み式管継手１を用いると、巻かれた状態で施工場所まで搬送され、そこで接続時の状態となるように伸ばされる際に、融着部などの破損を防止できる。その結果、樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる。

なお、上記実施形態では、スペーサー１５の後方開口端面と継手本体１００側との間に弾性部材１２が介在されていることにより、スペーサー１５を介して抜止めリング１１は常にテーパ面１４に間接的に押し付けてられているが、これに代えて、図４に示すように、スペーサー１５の前方開口端面と抜止めリング１１との間に弾性部材１２を介在させてもよい。

また、継手本体１００の構造は上述した実施形態のものに限定されない。その他の構造であっても、弾性シールリング１７と接続管Ｐとの間の摩擦係数、および、抜止めリング１１と接続管Ｐとの間の摩擦係数が上述した条件を満たせばよい。それらの条件が満たされるための具体的な手段も特に限定されない。上述したように、弾性シールリング１７、および、抜止めリング１１の素材を接続管Ｐの材質に応じて選択するという手段の他、それらに潤滑材を予め含浸させる方法なども考えられる。

また、本実施形態に係る差込み式管継手１は、管同士の接続だけでなく、ヘッダー７０と管との接続に用いられてもよい。図５は、本実施形態に係る差込み式管継手１をヘッダー７０との接続に用いた場合の断面図である。

また、本発明は、上記継手本体１００がエルボあるいはＴ型等である場合にも同様に適用できる。

<第２の実施形態>
以下、本発明の第２の実施形態にかかる差込み式管継手２００について説明する。
図６は本実施形態にかかる差込み式管継手２００を接続管挿入前の状態で示す半欠截断面図である。図７は図６に示す差込み式管継手２００を接続管挿入途上の状態で示す半欠截断面図である。図８は図１に示す差込み式管継手２００を接続管挿入後の状態で示す半欠截断面図である。

本実施形態にかかる差込み式管継手２００は、継手本体２１０と、短筒受口部１０２とを備える。

継手本体２１０は、黄銅や青銅鋳物等の金属、あるいはＰＰＳ等の樹脂で、筒状に形成されている。継手本体２１０は、差込まれた接続管Ｐを受け入れる。

図６に示すように、継手本体２１０の内周部において、長手方向の中央部付近には、継手本体２１０の軸線Ｏに直交する平面上に円環状の当接面２２４が形成されている。樹脂管Ｐが挿入されるとその先端部が当接面２２４に当接される。ゆえに、継手本体２１０内には、この当接面２２４を境界として、当接面２２４よりも継手本体２１０の軸線方向外方に樹脂管挿入空間２２５が形成されていることとなる。

樹脂管挿入空間２２５の中央より少し寄った箇所には、内周全体にわたって係止段部２２０が形成されている。継手本体２１０の内周面において、係止段部２２０と当接面２２４との間には一対の第２収容溝２２７が周方向に沿って設けられている。また、継手本体２１０内には第２収容溝２２７から係止段部２２０に向かうに従い拡径するテーパ面２２９が形成されている。

各第２収容溝２２７にはゴム材料製の断面楕円形状をなす弾性シールリング２２８がそれぞれ嵌着されている。そして、継手内に樹脂管Ｐが挿入されたときには、樹脂管Ｐの外周面に各弾性シールリング２２８の内周面がそれぞれ密接されることにより、樹脂管Ｐの外周面と継手本体２１０の内周面との間がシールされるようになっている。

係止段部２２０が形成されている側とは反対側の継手本体２１０の一端には、樹脂製短筒５２を挿入可能とする本体受口部２０が開口している。

継手本体２１０には、押し輪２１４が装着される。継手本体２１０内の先端部内周面には雌ねじ２１３が螺刻され、押し輪２１４の先端部外周面に螺刻された雄ねじ２１５が螺合される。これにより、継手本体２１０の樹脂パイプ挿入端部に押し輪２１４が装着されることになる。

押し輪２１４の外周面には、第１収容溝２１６が設けられている。第１収容溝２１６にはＯリング２１７が嵌着されている。Ｏリング２１７が嵌め込まれていることにより、継手本体２１０の内周面と押し輪２１４の段差部分との間がシールされている。押し輪２１４の中心には、樹脂管Ｐの外径とほぼ同一の内径を有する貫通孔２１８が形成されている。

押し輪２１４の端部の外周面には、一対の係止部が切り欠き形成されている。この係止部は、フライス加工により形成される。そして、押し輪２１４を継手本体２１０に取付けるときおよび継手本体２１０から取外すときには、係止部にスパナ等を係合することにより、押し輪２１４を容易に回動させることができるようになっている。

係止段部２２０と押し輪２１４の先端面との間には、樹脂管Ｐを保持するため、一対のロックリング２２２が挟着されている。ロックリング２２２の間には、円環状のスペーサー２２３が挟まれている。

ロックリング２２２は、ステンレス鋼等の金属材料製の円環状をなすベースリングと、ベースリングから内方へ同一長さで一定の角度をもって突出する複数の規制片とから構成されている。これら規制片の先端は、一対のロックリング２２２が継手内に挟着されたときには、継手本体２１０の内周面よりも径方向内側へそれぞれ突出している。

そして、継手内に挿着された樹脂管Ｐに引き抜き力が作用したときには、両ロックリング２２２の各規制片の先端が樹脂管Ｐの外周面にそれぞれ食い込むことにより、樹脂管Ｐは継手内に抜け止め保持されるようになっている。このため、継手は、継手本体２１０内に樹脂管Ｐを挿入する作業のみで樹脂管Ｐを挿着することができるワンタッチ継手として構成されている。

さて、継手に樹脂管Ｐを挿着するときには、まず、樹脂管Ｐの端部を押し輪２１４の貫通孔２１８に挿入し、図７の状態を経て図８に示すように、継手本体２１０内の当接面２２４に端部が当接するまで樹脂管Ｐを樹脂管挿入空間２２５に挿入する。このとき、両ロックリング２２２の各規制片の先端はテーパ面２２９の方へ押されながら樹脂管Ｐにそれぞれ摺接され、樹脂管Ｐは各規制片の元に戻ろうとする力に抗して樹脂管挿入空間２２５に挿入される。

そして、樹脂管Ｐの端部が当接面２２４に当接したときには、一対の弾性シールリング２２８によって樹脂管Ｐの外周面と継手本体２１０の内周面との間がシールされるとともに、Ｏリング２１７によって継手本体２１０の内周面と押し輪２１４の段差部分との間がシールされる。

また、施工後の継手において、継手内に挿入された樹脂管Ｐに引き抜き力が作用したときには、両ロックリング２２２の各規制片の先端が樹脂管Ｐの外周面に食い込むことにより、樹脂管Ｐは継手内に抜け止め保持される。

なお、差込み式管継手２００の構成に関するその他の事項については、上述した第１の実施形態と同様である。その機能も同様である。したがって、ここではその詳細については説明しない。

次に、ロックリング２２２および弾性シールリング２２８の摩擦係数に関する条件について説明する。

本実施形態の場合、ロックリング２２２と継手本体２１０および押し輪２１４との間の摩擦係数と弾性シールリング２２８が密着する面における摩擦係数とのうち大きな方は、次に述べる条件を満たす値である。その条件とは、接続管Ｐから受けるねじりトルクが閾値を越えるとき、相対的な回動が開始されるという条件である。

ロックリング２２２と継手本体２１０および押し輪２１４との間の摩擦係数にこの条件が適用されるとき、「相対的な回動」とは、継手本体２１０および押し輪２１４に対するロックリング２２２の相対的な回動を意味する。ロックリング２２２は接続管Ｐに食い込んでいるので、継手本体２１０および押し輪２１４に対してロックリング２２２が相対的な回動を開始すると、接続管Ｐも同様に相対的な回動を開始することになる。弾性シールリング２２８が密着する面における摩擦係数にこの条件が適用されるとき、「相対的な回動」とは、接続管Ｐおよび継手本体２１０の少なくとも一方に対する弾性シールリング２２８の相対的な回動を意味する。

上述した閾値は、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある。ちなみに、接続管Ｐのサイズが１３Ａではないとき、ロックリング２２２と継手本体２１０との間の摩擦係数と弾性シールリング２２８が密着する面における摩擦係数とのうち大きな方は、次に述べる条件を満たせばよい。その条件とは、接続管Ｐから受けるねじりトルク（単位をＮ−ｍとする）が閾値を越えるとき、上述した「相対的な回動」が開始されるという条件である。この閾値は、第１の式により算出される値から第２の式により算出される値までの範囲内である。第１の式および第２の式は、第１の実施形態と同様である。したがって、接続管Ｐのサイズが２０Ａ（外径２６ｍｍ、厚さ２．７ｍｍ）の場合についてこの条件を当てはめると、その条件は、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値を接続管Ｐから受けるねじりトルクが越えるとき、上述した「相対的な回動」が開始されるという条件となる。

以上のようにして、本実施形態にかかる差込み式管継手２００を用いると、巻かれた状態で施工場所まで搬送され、そこで接続時の状態となるように伸ばされる際に、融着部などの破損を防止できる。その結果、樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよいのは勿論である。

本発明の第１の実施形態にかかる差込み式管継手を接続管挿入前の状態で示す半欠截断面図である。図１の差込み式管継手を接続管挿入途上の状態で示す半欠截断面図である。図１の差込み式管継手を接続管挿入後の状態で示す半欠截断面図である。弾性部材の変形例を示す半欠截断面図である。図１の差込み式管継手を、ヘッダーとの接続に用いた場合の断面図である。本発明の第２の実施形態にかかる差込み式管継手を接続管挿入前の状態で示す半欠截断面図である。図６の差込み式管継手を接続管挿入途上の状態で示す半欠截断面図である。図６の差込み式管継手を接続管挿入後の状態で示す半欠截断面図である。

符号の説明

１，２００差込み式式管継手
２流体通路
５受入筒接続部
６，２１５雄ねじ
７受入筒
８，２１３雌ねじ
９接続管受口
１１抜止めリング
１１ａ食込み歯
１２弾性部材
１３抜止めリング収容凹部
１４，２２９テーパ面
１５，２２３スペーサー
１６，５５シールリング収容溝
１７，２２８弾性シールリング
２０本体受口部
５２樹脂製短筒
５３シールリング
５８外向き爪部
５８ａ，６０ａテーパ
５８ｂ，６０ｂ平坦頂部
５８ｃ，６０ｃ垂直部
５９インコア
６０内向き爪部
７０ヘッダー
１００，２１０継手本体
１０２短筒受口部
２１４押し輪
２１６第１収容溝
２１７Ｏリング
２１８貫通孔
２２０係止段部
２２２ロックリング
２２４当接面
２２５樹脂管挿入空間
２２７第２収容溝
Ｏ中心軸
Ｐ接続管
Ｑ接続管

Claims

第１の接続管とポリブデン製である第２の接続管とを連通する管継手であって、
前記第１の接続管を受け入れる継手本体と、
前記第１の接続管が前記継手本体の中に挿入されると、前記継手本体と前記第１の接続管とに圧接する、前記継手本体に収容された弾性シールリングと、
ポリブデン製で、かつ、前記継手本体に接続された、前記第２の接続管を融着により固定するための樹脂筒とを備え、
前記継手本体は、前記第１の接続管と前記樹脂筒とを連通する連通部を有し、
前記樹脂筒の内部空間は、前記連通部を介して前記第１の接続管に連通し、
前記第２の接続管の内部空間は、前記樹脂筒の内部空間を介して前記連通部に連通し、
前記弾性シールリングは、前記第１の接続管から受けるねじりトルクが閾値を越えると、前記第１の接続管および前記継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されており、
前記閾値は、第１の式により算出される値から第２の式により算出される値までの範囲内であり、
前記第１の式は、前記ねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、前記第２の接続管の外径および内径の単位をｍｍとするとき、
ねじりトルク＝０．０１７×π／１６（（外径^４−内径^４）／外径）であり、
前記第２の式は、前記ねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、前記第２の接続管の内径の単位をｍｍとするとき、
ねじりトルク＝０．０３×前記第２の接続管の内径である、管継手。
前記弾性シールリングは、前記第１の接続管の外周面および前記継手本体の内周面に密着し、かつ、前記ねじりトルクが前記閾値を越えるとき、前記第１の接続管および前記継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている、請求項１に記載の管継手。
前記第２の接続管は、サイズが２０Ａの管であり、
前記弾性シールリングは、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある前記閾値を前記ねじりトルクが越えるとき、前記第１の接続管および前記継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている、請求項１に記載の管継手。
前記第２の接続管は、サイズが１３Ａの管であり、
前記弾性シールリングは、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある前記閾値を前記ねじりトルクが越えるとき、前記第１の接続管および前記継手本体の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている、請求項１に記載の管継手。