JP2010078014A

JP2010078014A - 水系配管における管の接続構造

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Publication number: JP2010078014A
Application number: JP2008245072A
Authority: JP
Inventors: Yui Ishikawa; 唯石川; Takeo Koga; 武雄古賀
Original assignee: MAEBASHI SEISAKUSHO KK
Current assignee: MAEBASHI SEISAKUSHO KK
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】風呂場、シンク、トイレ、給水タンク、給水メータ等の水と接触し得る配管において、管とアダプターをロー付等で固定せずに容易に配管接続するための接続構造を提供する。
【解決手段】接続に係わる一方の管が挿通可能な貫通孔を有し、その片側外周に雄ネジ部を形成したアダプターと、内周面に前記アダプターの雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部を形成するとともに、該雌ネジ部の先端側にアダプターの貫通孔と同軸となる接続に係わる他方の管が挿通可能な貫通孔を有するナットを備え、それぞれの管の一端側に管軸に対して直角に鍔部を形成してなり、前記両管の鍔部同士が対向するようにして、前記対向する鍔部と鍔部の間にパッキンを挟持させて前記両管の鍔部同士が前記パッキンを介して水密に密着固定可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、水系配管における管の接続構造にかかわり、より詳細には、風呂場、シンク、トイレ、給水タンク、給水メータ等の水と接触し得る配管において、管とアダプターをロー付等で固定せずに容易に配管接続するための接続構造に関する。

従来、この種配管の接続構造は、図５（ｂ）に示すように、銅製配管と銅合金製アダプターをロー付やハンダ付等（以下ロー付等と称する）で固定し、この管を固定したアダプターをナットと接続する構造（特許文献１参照）、乃至図５（ａ）（ｃ）に示すようにニップルを介して接続する構造であった。ところが、この従来の接続構造によれば、ロー付等、洗浄、気密検査、拭き取り乾燥の手間が掛かりコストアップになるばかりでなく、銅管とアダプターを接合しているロー付部材が接水することによって、残留フラックス成分の一部がイオン化して銅管を腐食する要因となると言われている。また、配管取付作業時に過剰な回転トルクが掛かり、ロー付等部が破壊するおそれがあるばかりでなく、この破壊の原因がロー付等の作業によるのか配管取付作業によるのか、その責任の所在が明確でない問題があった。

更に、アダプターと銅管が固定されているので配管作業現場では、ナットを一定方向に回転させて接続することになり、特に狭小な作業現場においては、作業者の利き腕でない方の腕で作業を余儀なくされるため作業性が低下する問題が生ずる。また、ロー付等の作業時にアセチレンガス等で金属製管及びアダプターを加熱することによる金属材料の機械的強度の低下を招くおそれがあった。また、環境破壊と金属高騰のおり、ロー付等で異種金属を接続することにより、単一金属毎に金属を分離回収することが困難となる等、従来の配管の接続構造には多くの問題点があった。

また、前記、水と接触し得る配管において、従来、ＪＩＳＨ３２５０等規格によるＣ３６０４等の快削黄銅と称する黄銅伸銅系材料、ＴＺ−ＳＣ等の切削黄銅系材料やＪＩＳＨ５１２０、ＪＩＳＨ５１２１等規格によるＣＡＣ４０６、ＣＡＣ４０６Ｃ等の青銅鋳物系材料が広く採用されている。前記青銅鋳物系材料には、切削加工性を向上するために、通常、鉛が４〜６％添加され、黄銅伸銅系材料には、同じく通常、鉛が１．８〜３．７％添加され、切削黄銅系材料には、同じく通常、鉛が１．５〜３．５％添加されている。係る添加された鉛は、銅合金のマトリックスに固溶せずに結晶粒の内外に微粒子状に分散しており、水との接触により鉛微粒子が水中に浸出する傾向がある。そこで、平成１５年４月１日施行の厚生労働省令第１３８号により、鉛の浸出基準が改正され、主要部品に銅合金を使用している水洗その他給水装置の末端に設置されている給水用具は、鉛の浸出性能基準を従来の０．０４７ｍｇ／Ｌ以下から０．００７ｍｇ／Ｌ以下に変更され、以後、無鉛の給水用具が望まれるも、前記鉛使用の給水用具は加工性に優れ、広く一般に使用されていることから、かかる鉛使用の給水用具を使用しても鉛が浸出しない或いは浸出し難い配管の接続構造の出現が切望されていた。また、ビスマス無鉛青銅鋳物系材料は、切削性は良好であるが、加熱により脆くなりやすく、ロー付等熱加工ができないと言う問題があった。

特開２００１−５９６６３号公報

本発明者は、従来の配管の接続構造において、配管を腐食する要因、コストアップの問題点、作業性に関する問題点、並びに給水用具から鉛が浸出する問題点を解消するために、配管の接続構造について鋭意研究した結果、水中の銅管とロー付部の残留フラックス等がイオン化してロー付部材をカソード、銅をアノードとするイオン化傾向の異なる異種金属の接触腐食に原因があり、そこで金属製アダプターと配管をロー付等で固定せずに、管同士を接続すれば前記問題点を解消し得ることを見出して本発明に想到するに至ったものであり、本発明の目的は、ロー付等に起因する金属管の腐食を防止し、配管作業性を向上してコスト低減に寄与するとともに、給水用具からの鉛等有害金属の浸出を抑制し、エコ・クリーン環境対応型の水系配管における管の接続構造を実現することを主たる目的とするものである。

前記の課題を解決するために、本発明は、水系配管における管を接続する接続構造であって、接続に係わる一方の管が挿通可能な貫通孔を有し、その片側外周に雄ネジ部を形成したアダプターと、内周面に前記アダプターの雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部を形成するとともに、該雌ネジ部の先端側にアダプターの貫通孔と同軸となる接続に係わる他方の管が挿通可能な貫通孔を有するナットを備え、前記接続に係わる両管は対応するアダプターまたはナットに設けられた貫通孔の内径よりも若干小径をなし、それぞれの管の一端側に管軸に対して直角に鍔部を形成してなり、前記両管の鍔部同士が対向するようにして、両管を前記アダプターとナットの貫通孔にそれぞれ挿通するとともに、前記対向する鍔部と鍔部の間にパッキンを挟持させて前記アダプターとナットを締着することによって前記両管の鍔部同士が前記パッキンを介して水密に密着固定可能なることを特徴とする水系配管における管の接続構造とする（請求項１）。

また、前記の課題を解決するために、本発明は、アダプター側とナット側の接続に係わる管は同径または異径の何れでもよく、対向する鍔部が相互に重なり合うように形成されてなることを特徴とする前記の水系配管における管の接続構造とすることが好ましい（請求項２）。

また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記の管の接続構造において、前記ナットに代えてエルボ継手を備え、該エルボ継手はその一端側開口部内周面に前記アダプターの雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部を形成するとともに、他端側開口部に他方の管を接続するようにし、前記雌ネジ部の奥に管の内側に直角に向かう壁面部を形成してなり、前記一方の管の先端部に形成した鍔部が前記壁面部に対向するようにして、前記対向する鍔部と壁面部の間にパッキンを挟持させて前記アダプターとエルボ継手を締着することによって接続に係わる一方の管の鍔部が前記パッキンを介して壁面部と水密に密着固定可能なることを特徴とする水系配管における管の接続構造とすることが好ましい（請求項３）。

また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記接続に係わる一方の管の鍔部寄りに前記アダプターを機械的に固定してなることを特徴とする前記の何れかに記載の水系配管における管の接続構造とすることが好ましい（請求項４）。

また、前記の課題を解決するために、本発明は、前記接続に係わる管が何れも銅製の管からなり、アダプター及び／又はナットの素材が銅合金からなることを特徴とする前記の何れかに記載の水系配管における管の接続構造とすることが好ましい（請求項５）。

本発明の水系配管における管の接続構造は、前記のようにアダプターと配管のロー付等を廃止したので、ロー付等に起因する配管の腐食と加熱による金属材料の機械的強度の低下が防止できるとともにロー付等に掛かる経費と材料費を削減でき、省資源と省エネルギーに貢献する効果を奏する。また、ロー付等加熱による耐脱亜鉛特性、水素脆性特性、耐エロージョン・コロージョン特性、結晶粒界の腐食特性等の低下がなく、並びに金属材料元素の沸点を越えた場合の気化現象や加熱と水による酸化スケールの生成もないので、優れた機械特性を保持し得る効果を奏する。従来接続に係わる管を挿通したナット同士又は該ナットと水栓用エルボ継手の雌ネジ部を接続する場合には、図５に示すようにニップル１４等の両端が雄ネジ部からなる接続具を介して接続していたが、本発明の接続構造とすれば、係る接続具を介することなく接続でき、アダプター自体も軽量化されるので、輸送コストが軽減され経済的であるとともに、二酸化炭素の削減に貢献する。また、配管作業中に過剰トルクによるロー付部の破壊が防止でき、責任の所在が明確になる。アダプターとナットの何れを固定又は回転させるかは可逆且つ自在であり、作業者の利き腕に関係なく作業できるので作業性が向上する。ロー付等を廃止したことにより、アダプターとナットと配管がそれぞれ単一金属毎に金属を分離回収でき、資源の有効利用が可能となった。また、配管の鍔部同士を対向させてパッキンを介して接続する構造にあっては、銅合金製アダプターまたはナットと接水しないので、銅合金に含まれる鉛やカドミニウムのような重金属の飲料水への浸出が防止でき、安全な自然環境と健全な生態系維持に寄与する効果を奏する。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下「本発明の実施の形態」と称する）について図面を参照して説明する。しかしながら本願発明は、係る本発明の実施の形態によって何ら限定されるものではない。図１は、本発明の第１実施の形態に係る管の接続構造を示す片側断面図であり、図２は、図１における接続に係わる一方の管を大径の管に置き換えた図であり、図３は、本発明の第２実施の形態に係る管の接続構造を示す片側断面図であり、図４は、管の曲部を通過可能に設けたアダプターと該アダプターが曲部を通過する状態を示す説明図であり、図５は、従来の管の接続構造を示す片側断面図である。

図１及び図２において、１は本発明の第１実施の形態に係る水系配管における管の接続構造、２はアダプター、３はナット、４は接続に係わる管、５は鍔部、６はパッキンである。前記アダプター２は、接続に係わる一方の管４ａが挿通可能な貫通孔７ａを有し、その片側外周に雄ネジ部８が形成されている。前記ナット３は、内周面に前記アダプターの雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部９が形成されており、且つ、アダプター２とナット３を締着した時に前記両管の鍔部同士が前記パッキンを介して水密に密着固定されるように、雄ネジの軸方向長さが雌ネジの軸方向長さに対して充分な長さを保持することが好ましい。該雌ネジ部９の先端側にアダプターの貫通孔７ａと同軸となる接続に係わる他方の管４ｂが挿通可能な貫通孔７ｂが設けてある。

前記接続に係わる両管４ａ，４ｂは対応するアダプター２またはナット３に設けられた貫通孔７ａ，７ｂの内径よりも若干小径をなし、それぞれの管の一端側に管軸に対して直角に鍔部５ａ，５ｂが形成してある。鍔部５の形成方法は特に限定されないが、例えば、公知のフレア加工などによって形成することが好ましい。接続に係わる両管は同径又は異径であってもよく、前記鍔部５ａ，５ｂは、対向させたときに互いに重なり合う適宜幅を有し、且つ、前記アダプターの雌ネジ部の内側に挿通可能に形成される。前記両管の鍔部同士５ａ，５ｂが対向するようにして、両管４ａ，４ｂを前記アダプターとナットの貫通孔７ａ，７ｂにそれぞれ挿通し、前記対向する鍔部５ａと鍔部５ｂの間にパッキン６を挟持させて前記アダプター２とナット３を締着することによって前記両管の鍔部同士が前記パッキンを介して水密に密着固定可能となる。

図１は、アダプター側とナット側に共に１０Ａの直状銅管を挿通した状態を示す。鍔部５ａと５ｂはともに同じ幅で重なり合い互いに対応する。また、図２に示す場合は、接続に係る管の一方が１５Ａで他方が１０Ａであり、鍔部５ａ’と５ｂは内径は異なものの、外径が同じであるので重ね合わせた時に部分的に重なり合い互いに対応する。何れの場合もパッキンを介して水密に密着固定される。前記大径の１５Ａ管に形成される鍔部５ａ’は、１０Ａ管に形成される鍔部５ａに比較して幅が狭いことから強度を補強するために図２に示す先端部を折り曲げた二重構造とすることが好ましい。係る二重構造の鍔部５ａ’も公知のフレア加工で形成することが可能である。アダプター側とナット側に挿通される管の太さが逆の場合も全く同様である。

また、アダプター側に挿通する管が曲管の場合であって、アダプターが管の曲部を通過可能にするためには、図４に示すように、アダプターの貫通孔の内側を、雄ネジ部側の端部側が管の内径に近接するように設けると共に、反雄ネジ部側に向かって大径になるように切削し、段状１８或いはテーパー状１９に形成して、管の曲部に沿ってアダプターが通過可能に形成することが好ましい。ここで、本例に挙げた１０Ａ管は、管の外径が３／８インチ（１２．７ｍｍ）の銅管を指し、１５Ａ管は、管の外径が４／８インチ（１５．８７５ｍｍ）の銅管を指す。

本発明の第１実施の形態に係るアダプター、ナット及び接続に係わる管の材質は特に限定されるものではないが、従来一般的に水系配管におけるアダプターやナット等の管の接続具には、銅の合金が用いられ、接続に係わる管は銅管が用いられている。そこで、一般に銅製配管の腐食因子について考察すると、係る腐食因子には硫酸イオン（ＳＯ_４ ^２−）、重炭酸イオン（ＨＣＯ_３ ⁻）、溶解シリカ（ＳｉＯ_２）、硫化物等がある。また、従来の銅合金製接続具と銅管のロー付に係わる腐食因子は下記の表１に示すとおりである。

本発明の第１実施の形態に係るアダプターと銅管はロー付で固定されていないために、表１に記載された腐食因子が係わることはない。しかも、銅管同士がパッキンを介して水密に密着固定されるために、銅管内を通過する水が銅管外に漏出することがなく、銅管とロー付部材、銅合金製アダプターが水の存在下において接触することがないので、イオン化傾向の異なる異種金属の接触腐食もなくなる。更に、銅合金に含まれる鉛等重金属の浸出もないので、平成１５年４月１日施行の厚生労働省令第１３８号による鉛の浸出基準をも満足することとなる。

また、配管場所などに応じて作業性を向上させるために、前記アダプターを接続に係わる一方の管の鍔部寄りに機械的に固定してもよい（請求項４）。機械的に固定するとは、ロー付等により固定する以外の機械的方法により固定することであり、例えば、バルジ加工等により管を油圧などで膨出加工して固定する。このように機械的に固定すれば、ロー付等による腐食因子は取り除かれる。また、前記アダプター２とナット３間に挟持するパッキンは、両者を水密に密着固定し、機能を維持する耐水性を有する限りにおいて特に限定されず、例えば、公知の合成ゴム製パッキンやノンアスベスト製パッキン等が好ましい。

次に、図３に示す本発明の第２実施の形態に係る水系配管における管の接続構造１は、前記第１実施の形態に係る管の接続構造１において、前記ナット３に代えてエルボ継手１０を備え、該エルボ継手１０はその一端側開口部内周面に前記アダプター２の雄ネジ部８に螺合可能な雌ネジ部９を形成するとともに、該雌ネジ部８の奥に管の内側に直角に向かう壁面部１１が形成されてなり、前記一方の管の先端部に形成した鍔部５ａが前記壁面部１１に対向するようにして、前記対向する鍔部５ａと壁面部１１の間にパッキンを挟持させて前記アダプターとエルボ継手を締着することによって接続に係わる一方の管の鍔部５ａが前記パッキン６を介して壁面部１１と水密に密着固定される。このエルボ継手１０は、滑りワッシャー１５を介して円盤状の締付リング１６によって壁板１７等に固定され、エルボ継手の他方の開口部には他の配管が螺着される。従来、図５（ｃ）に示すように、ナットとエルボ継手をニップル１４を介して接続していたものを、本発明の第２実施の形態に係る接続構造を適用することによって、ニップル１４を省略することができる。

本発明に係る水系配管における管の接続構造は、配管を腐食する誘因を取り除き、、配管作業性を向上してコスト低減に寄与するとともに、給水用具からの鉛等有害金属の浸出を抑制し、エコ・クリーン環境対応型の水系配管における管の接続構造を実現することから産業の振興上、極めて有用である。

（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係る管の接続構造の構成部材を示す片側断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す接続に係わる管をそれぞれ左右方向に引っ込めた片側断面図であり、（ｃ）は、最終接続状態を示す片側断面図である。図１における接続に係わる一方の管を大径の管に置き換えた図である。（ａ）は、本発明の第２実施の形態に係る管の接続構造の構成部材を示す片側断面図であり、（ｂ）は、最終接続状態を示す片側断面図である。（a）は、アダプターの貫通孔の内側を段状に形成した正面図であり、（ｂ）は、（a）のＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は、（a）に示すアダプターが管の曲部を通過する状態を示し、（ｄ）は、貫通孔の内側をテーパー状に形成したアダプターが管の曲部を通過する状態を示す説明図である。従来の管の接続構造を示す片側断面図である。

符号の説明

１：管の接続構造、２：アダプター、３：ナット、４：接続に係わる管、４ａ：接続に係わる一方の管、４ｂ：接続に係わる他方の管、５：鍔部、６：パッキン、７：貫通孔、８：雄ネジ部、９：雌ネジ部、１０：エルボ継手、１１：壁面部、１２：ロー付部、１３：テープ、１４：ニップル、１５：滑りワッシャー、１６：締付リング、１７：壁板、１８：段状、１９：テーパー状

Claims

水系配管における管を接続する接続構造であって、接続に係わる一方の管が挿通可能な貫通孔を有し、その片側外周に雄ネジ部を形成したアダプターと、内周面に前記アダプターの雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部を形成するとともに、該雌ネジ部の先端側にアダプターの貫通孔と同軸となる接続に係わる他方の管が挿通可能な貫通孔を有するナットを備え、前記接続に係わる両管は対応するアダプターまたはナットに設けられた貫通孔の内径よりも若干小径をなし、それぞれの管の一端側に管軸に対して直角に鍔部を形成してなり、前記両管の鍔部同士が対向するようにして、両管を前記アダプターとナットの貫通孔にそれぞれ挿通するとともに、前記対向する鍔部と鍔部の間にパッキンを挟持させて前記アダプターとナットを締着することによって前記両管の鍔部同士が前記パッキンを介して水密に密着固定可能なることを特徴とする水系配管における管の接続構造。
アダプター側とナット側の接続に係わる管は同径または異径の何れでもよく、対向する鍔部が相互に重なり合うように形成されてなることを特徴とする請求項１記載の水系配管における管の接続構造。
請求項１又は２記載の管の接続構造において、前記ナットに代えてエルボ継手を備え、該エルボ継手はその一端側開口部内周面に前記アダプターの雄ネジ部に螺合可能な雌ネジ部を形成するとともに、他端側開口部に他方の管を接続するようにし、前記雌ネジ部の奥に管の内側に直角に向かう壁面部を形成してなり、前記一方の管の先端部に形成した鍔部が前記壁面部に対向するようにして、前記対向する鍔部と壁面部の間にパッキンを挟持させて前記アダプターとエルボ継手を締着することによって接続に係わる一方の管の鍔部が前記パッキンを介して壁面部と水密に密着固定可能なることを特徴とする水系配管における管の接続構造。
前記接続に係わる一方の管の鍔部寄りに前記アダプターを機械的に固定してなることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の水系配管における管の接続構造。
前記接続に係わる管が何れも銅製の管からなり、アダプター及び／又はナットの素材が銅合金からなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の水系配管における管の接続構造。