JP2010101406A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 シール部材が管体によって傷付けられることのない管継手を提供する。
【解決手段】継手本体１に形成された装着溝１ｄには、シール部材５を装着する。継手本体１の軸線方向におけるシール部材５の長さＬを継手本体１の径方向における高さＨより長くする。シール部材５の外周面５ｄを円弧面によって形成する。これにより、継手本体１の外周面上での外周面５ｄの傾斜角度αとし、高さＨを直径とする断面円形の仮想シール部材Ｓを想定し、継手本体１の外周面上でのシール部材Ｓの傾斜角度をβとしたとき、α＜βとする。
【選択図】図２

Description

この発明は、水道管等の管体を他の管体や水道用機器等に接続する際に用いられる管継手に関する。

一般に、この種の管継手は、筒状をなす継手本体を有している。継手本体の一端部外周面には、装着溝が環状に形成されており、この装着溝には弾性材からなるＯリングが装着されている。Ｏリングの外周部は、装着溝から継手本体の径方向外側に突出しており、継手本体の一端部に管体が外挿されると、その管体の内周面に押圧接触する。勿論、Ｏリングの内周部は、装着溝の底面に押圧接触する。したがって、継手本体の外周面と管体の内周面との間がＯリングによって気密に封止され、管体が継手本体にシール状態で接続される。

管体を継手本体に接続するために管体を継手本体に外挿すると、管体の内周面と先端面との交差部がＯリングの環状溝から突出した外周部の一端部に突き当たる。管体をさらに外挿すると、管体の交差部がＯリングを押し潰しつつその外周面上を摺動する。その後、管体の交差部がＯリングを通過すると、Ｏリングの外周部が管体の内周面に押圧接触する。このようにして、管体が継手本体にシール状態で接続される。

Ｏリングは、断面円形である。したがって、管体の交差部が突き当たるＯリングの外周面の一端部は、管体の挿入方向前方に向かって上り勾配になるように傾斜している。しかも、Ｏリングの一端部の傾斜角度は、交差部が最初に突き当たる箇所が最大になっている。このため、管体を継手本体に外挿するときに、交差部がＯリングに食い込んでしまうことがある。その結果、Ｏリングが傷付けられたり、さらには、Ｏリングの外周部が管体の軸線方向に弾性変形させられてその一部が装着溝から継手本体の軸線方向に押し出され、継手本体の外周面と管体の内周面との間に噛み込まれる。すると、管体をそれ以上外挿することができなくなり、その結果管体を継手本体に接続することができなくなってしまうことがある。

なお、Ｏリングの装着溝からの突出量を小さくすれば、管体の交差部が最初に突き当たるＯリングの一端部の傾斜角度を小さくすることができ、交差部がＯリングの外周部に食い付くことを防止することができる。しかし、Ｏリングの突出量を小さくすると、管体の内周面に対するＯリングの接触圧が低くなり、Ｏリングによるシール性が低下するという問題が生じる。

このような不具合を解消するために、下記特許文献１に記載の管継手においては、継手本体の外周面に環状のガイド部材を摺動可能に嵌合させている。このガイド部材は、継手本体に管体を外挿すると、管体によって押されて管体と一緒に移動する。しかも、ガイド部材の内周面には、テーパ面が形成されており、このテーパ面がＯリングを押し潰す。したがって、交差部をＯリングにほとんど接触させることなく、管体を継手本体に外挿することができる。よって、Ｏリングが傷付けられる等の不具合を防止することができる。

特開２００２−１７４３８３号公報

しかしながら、ガイド部材が設けられた管継手においては、ガイド部材の分だけ部品点数が増え、その結果製造費が嵩むという問題があった。

なお、管体の交差部にガイド部材のテーパ面と同様のテーパ面を形成すれば、Ｏリングが傷付けられるという事態を防止することができるとともに、ガイド部材が不要になって管継手の製造費が安価になる。しかし、その場合には、管体の交差部にテーパ面を形成するという作業が必要になり、その分だけ管体の接続に手間がかかるという別の問題が生じてしまう。

この発明は、上記の問題を解決するために、管体が外挿される一端部外周面に環状の装着溝が形成された筒状の継手本体と、外周部を上記装着溝から上記継手本体の径方向外側に突出させた状態で上記装着溝に装着された環状のシール部材とを備え、上記装着溝から突出した上記シール部材の外周部のうち、少なくとも上記継手本体の一端側に位置する部分には、上記継手本体の一端側から他端側へ向かうにしたがって上記継手本体の外周面から径方向外側に離間するように傾斜する傾斜面が形成され、上記シール部材の内周部が上記装着溝の底面に押圧接触するとともに、上記シール部材の外周部が上記管体の内周面に押圧接触することにより、上記継手本体の一端部外周面と上記管体の内周面との間が上記シール部材によって封止される管継手において、上記継手本体の軸線と直交する平面上での上記継手本体の軸線方向における上記シール部材の長さが、上記継手本体の径方向における上記シール部材の長さより長く設定され、上記傾斜面の最大傾斜角度をαとし、上記継手本体の径方向における長さを直径とする断面円形の仮想のシール部材の傾斜面の最大傾斜角度をβとしたとき、α＜βに設定されていることを特徴としている。
この場合、上記シール部材の上記装着溝内に収容された内周部が、断面長方形状に形成され、その長辺を上記継手本体の軸線と平行にして配置されていることが望ましい。
上記シール部材が上記継手本体の軸線方向における上記シール部材の中央部において最大外径を有し、上記シール部材の外周面が断面円弧状に形成され、この外周面のうちの中央部から上記継手本体の一端側に位置する部分が上記傾斜面とされていることが望ましい。
上記シール部材が上記継手本体の軸線方向における上記シール部材の中央部において最大外径を有し、上記傾斜面が一定の角度で傾斜させられていることが望ましい。
上記シール部材が上記継手本体の軸線方向における上記シール部材の中央部より他端側において最大外径を有し、上記傾斜面が一定の角度で傾斜させられていることが望ましい。

上記特徴構成を有するこの発明によれば、継手本体の軸線と直交する平面上での継手本体の軸線方向におけるシール部材の長さを、継手本体の径方向におけるシール部材の長さより長く設定し、それによりシール部材の傾斜面の最大傾斜角度をαとし、継手本体の径方向における長さを直径とする断面円形の仮想シール部材の傾斜面の最大傾斜角度をβとしたとき、α＜βにしているから、管体の先端面と内周面との交差部がシール部材の傾斜面に食い込むことを防止することができ、食い込みに起因するＯリングの傷や噛み込み等の各種の問題を解消することができる。また、ガイド部材が不要であるから、管継手の製造費を安価に抑えることができる。さらに、管体の交差部にテーパ面を形成する必要がないので、管体の接続に要する手間を軽減することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態を示す。この実施の形態は、この発明を水道用の管継手Ａに適用したものである。勿論、この発明は水道用の継手Ａ以外の継手にも適用可能である。

管継手Ａは、筒状をなす継手本体１を有している。継手本体１の内部が通路孔１ａとされている。通路孔１ａの両端部は開口している。継手本体１の一端部（図１において右端部；以下、左右は図１における左右を意味するものとする。）は、接続すべき管体Ｐの内径とほぼ同一の外径を有している。継手本体の右端部には、管体Ｐが外挿される。管体Ｐは、その先端面が（図１において左端面）が管継手１の外周面に形成された当接部１ｂに突き当たるまで継手本体１に外挿される。継手本体１の外周面の左端部には、テーパ雄ねじ部１ｃ形成されている。テーパ雄ねじ部１ｃに代えて、通路孔１ａの左端部内周面にテーパ雌ねじ部を形成してもよい。テーパ雄ねじ部１ｃには、他の管体又は水道用機器（図示せず）が螺合固定される。したがって、管体Ｐは、通路孔１ａを介して水道用機器等に接続される。

継手本体１の外周面の軸線方向における中間部には、外筒２の左端部が嵌合固定されている。外筒２は、継手本体１と一体に形成してもよい。外筒２の外周面には、固定筒３が嵌合固定されている。固定筒３の内周面の右端部には、その径方向内側に向かって突出する環状突出部３ａが形成されている。この環状突出部３ａと外筒２の右端面とによってリング状をなす係合部材４の外周部が挟持固定されている。この係合部材４は、管体Ｐが継手本体１にその右端から外挿されることは許容するが、管体Ｐが当接部１ｂに突き当たった後、管体Ｐを右方へ引っ張ると、係合部材４の内周部が管体Ｐの外周面から内部に食い込み、管体Ｐが継手本体１から右方へ抜け出ることを阻止する。つまり、管体Ｐを継手本体１に接続された状態に維持する。

継手本体１の外周面の右端部には、装着溝１ｄが環状に形成されている。装着溝１ｄは、継手本体１の軸線方向に隣接して二つ形成されているが、一つだけ形成されることもあり、三つ以上形成されることもある。装着溝１ｄは、係合部材４によって抜け止めされた管体Ｐの内周面と対向するように配置されている。装着溝１ｄは、図２に示すように、断面長方形状をなしており、その長手方向を継手本体１の軸線方向に向けて配置されている。装着溝１ｄの底面１ｅは、継手本体１の軸線を中心とする円筒面によって構成されている。装着溝１ｄの両側面１ｆ，１ｇは、継手本体１の軸線とのなす角度が直角である平面によって構成されている。

装着溝１ｄには、ゴム等の弾性材からなるシール部材５が装着されている。シール部材５の内径は、装着溝１ｄの底面１ｅの直径より若干小径に設定されている。したがって、シール部材５は、その内径と底面１ｅの直径との差の分だけ拡径した状態で装着溝１ｄに装着されている。その結果、シール部材５の内周面５ａが底面１ｅにシール部材５自体の弾性によって押圧接触させられている。シール部材５の内径は、管体Ｐの内周面がシール部材５の外周面に押圧接触することによってシール部材５が弾性的に縮径されたとき、内周面５ａが底面１ｅに押圧接触するのであれば、底面１ｅの直径より若干大径にしてもよい。

シール部材５の内周面５ａは、その軸線を中心とする円筒面によって構成されている。シール部材５の両側面５ｂ，５ｃ、つまり継手本体１の軸線方向の両端に位置する両側面５ｂ，５ｃは、継手本体１の軸線と直交する平面によって構成されている。したがって、内周面５ａ及び両側面５ｂ，５ｃによって区画されるシール部材５の内周部５Ａは、断面長方形状をなしている。しかも、継手本体１の径方向における側面５ｂ，５ｃの長さは、互いに同一であり、装着溝１ｄの深さより僅かに短く設定されている。したがって、内周部５Ａ全体が装着溝１ｄ内に収容されている。継手本体１の径方向における側面５ｂ，５ｃの長さは、装着溝１ｄの深さと同一にしてもよい。

継手本体１の軸線方向におけるシール部材５の長さをＬとしたとき、長さＬは装着溝１ｄの長さより若干短く設定されている。したがって、シール部材５は、その長さＬと装着溝１ｄの長さとの差の分だけ継手本体１の軸線方向へ移動可能である。しかし、シール部材５の長さＬは、装着溝１ｄの長さと同一にし、それによってシール部材５を装着溝１ｄに左右方向へ移動不能に装着してもよい。

シール部材５の外周面５ｄは、継手本体１の軸線を中心として環状に延びている。ただし、外周面５ｄは、円筒面によって構成されておらず、径方向外側に膨出する円弧面によって構成されている。外周面５ｄを構成する円弧面の曲率中心は、シール部材５の軸線方向（＝継手本体１の軸線方向）における中央に位置させられている。したがって、シール部材５の外径は、その軸線方向の中央において最大になっている。

シール部材５の外周面５ｄは、その両端部を除いて装着溝１ｄから継手本体１の径方向外側に突出している。外周面５ｄの装着溝１ｄからの突出量は、外周面５ｄが円弧面によって構成されているので、両端側から中央へ向かうにしたがって大きくなっており、中央において最大突出量Ｔになっている。また、外周面５ｄのうちの右半分は、その右端から左端（シール部材５の軸線方向の中央）に向かうにしたがって継手本体１の外周面から離間するように傾斜させられている。つまり、左方に向かって上り勾配をなすように傾斜させられている。そして、外周面５ｄの右半分のうち、装着溝１ｄから継手本体１の径方向外側に突出した部分が傾斜面５ｅになっている。傾斜面５ｅの傾斜角度は、その右端において最大傾斜角度αになっており、その左端（継手本体１の軸線方向における外周面５ｄの中央）において零になっている。なお、継手本体１の径方向における側面５ｂ，５ｃの長さが、装着溝１ｄの深さと同一に設定された場合には、外周面５ｄ全体が装着溝１ｄから突出することになり、外周面５ｄの右側の半分が傾斜面５ｅになる。

シール部材５の長さＬは、継手本体１に管体Ｐを接続する前の状態、つまりシール部材５の外周部が管体Ｐの内周面に押圧接触していない状態での長さである。同様の状態のときのシール部材５の高さ（継手本体１の軸線と直交する平面上での継手本体１の径方向におけるシール部材５の長さ）をＨとすると、
Ｌ＞Ｈ
に設定されている。

ここで、シール部材５に代えて、直径がＨで、その内周面が装着溝１ｄの底面１ｅに接触する仮想のシール部材（Ｏリング）Ｓが装着溝１ｄに装着されたものとする。シール部材Ｓの装着溝１ｄから突出した外周面のうち、その右端から中央までの間の部分が管継手Ａの傾斜面５ｅに対応する傾斜面になっており、この傾斜面の傾斜角度は右端において最大になっている。いま、シール部材Ｓの傾斜面の最大傾斜角度をβとすると、
α＜β
になっている。これは、Ｌ＞Ｈであることから、外周面５ｄを構成する円弧面の曲率半径が仮想のシール部材Ｓの外周面の曲率半径より大きくなっていることによるものである。

上記構成の管継手Ａにおいて、いま管体Ｐを継手本体１の一端部に挿入すると、図１に示すように、管体Ｐの先端面と内周面との交差部Ｐａがシール部材５に突き当たる。この場合、継手本体１の径方向における側面５ｂの長さが装着溝１ｄの深さより短くなっているから、管体Ｐの交差部Ｐａは、まず傾斜面５ｅの右端に突き当たる。ここで、傾斜面５ｅの右端の傾斜角度αが、シール部材Ｓを用いた場合に交差部Ｐａが突き当たる傾斜面の傾斜角度βより小さいので、管体Ｐの交差部Ｐａは、外周面５ｄに食い込むことなく、傾斜部５ｅ上を円滑に摺動する。したがって、シール部材５の外周面５ｄが管体Ｐの交差部Ｐａによって傷付けられたり、シール部材５の外周部の一部が継手本体１の外周面と管体Ｐの内周面との間に噛み込まれたりすることを防止することができる。

また、管体Ｐの交差部Ｐａがシール部材５に食い込むことを防止するためのガイド部材が不要であるから、管継手Ａの製造費を低減することができる。さらに、管体Ｐの交差部Ｐａにテーパ面を形成する必要がないので、管体Ｐの接続に要する手間を軽減することができる。

図３は、この発明に係る管継手において用いられるシール部材の他の例を示す。このシール部材５′においては、外周面５ｄがシール部材５′の左右の両端から中央に向かって延びる二つの外周構成面５ｆ，５ｇを有している。二つの外周構成面５ｆ，５ｇは、互いに離間したそれぞれの一端からシール部材５′の中央に向かって上り勾配をなすよう、互いに逆向きに、かつ互いに同一角度で傾斜させられている。二つの外周構成面５ｆ，５ｇの互いに隣接する端部どうしは、円弧面５ｈによって滑らかに連続させられている。右側の外周構成面５ｆのうちの装着溝１ｄから外部に突出した部分及び円弧面５ｈの右半分によって傾斜面５ｅが構成されている。

シール部材５′の外径は、その軸線方向の中央、つまり円弧面５ｈの中央において最大になっており、最大外径は上記実施の形態のシール部材５の最大外径と同一に設定されている。したがって、シール部材５′の装着溝１ｄからの突出量も円弧面５ｈの中央において最も大きくなっており、この最大突出量は上記実施の形態の最大突出量Ｔと同一になっている。よって、傾斜面５ｆの傾斜角度、つまり傾斜面５ｅの最大傾斜角度α′は、上記実施の形態のシール部材５の傾斜面５ｅの最大傾斜角度αより小さくなっている。これは、上記実施の形態の傾斜面５ｅが断面円弧形状になっているのに対し、この実施の形態の傾斜面５ｅ（傾斜面５ｆ）が断面直線形状になっているからである。このように、シール部材５′を用いた場合には、傾斜面５ｅの最大傾斜角度α′が上記実施の形態の最大傾斜角度αより小さいから、管体Ｐの交差部Ｐａがシール部材５′に食い込むことをより一層確実に防止することができる。

図４は、この発明に係る管継手において用いられるシール部材のさらに他の例を示す。このシール部材５″においも、その外周面が二つの外周構成面５ｆ、５ｇ及び円弧面５ｈを有している。ただし、二つの外周構成面５ｆ，５ｇは、シール部材５″の中央において連なることなく、中央より左側において連なっている。つまり、円弧面５ｈが継手本体１の軸線方向におけるシール部材５″の中央より左側に配置されている。この結果、外周構成面５ｆの傾斜角度α″が、最大傾斜角度αより小さいことは勿論のこと、傾斜角度α′より小さくなっている。外周構成面５ｆのうちの装着溝１ｄから突出した部分及び円弧面５ｈの右半分によって傾斜面５ｅが構成されている。したがって、外周構成面５ｆの傾斜角度α″が傾斜面５ｅの最大傾斜角度になっている。よって、管体Ｐの交差部Ｐａがシール部材５″に食い込むことをさらに確実に防止することができる。

なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、シール部材５，５′，５″の内周面５ａ及び両側面５ｂ，５ｃの断面形状を直線にしているが、各面の中間部に凹部を形成してもよい。
また、上記の実施の形態においては、継手本体１に外挿された管体Ｐを係合部材４によって抜け止めしているが、他の構造を採用して抜け止めしてもよい。

この発明の一実施の形態を、管体がシール部材に突き当たるまで継手本体に外挿された状態で示す断面図である。 図１に示す実施の形態の要部を示す拡大断面図である。 この発明に係る管継手において用いられるシール部材の他の例を示す断面図である。 この発明に係る管継手において用いられるシール部材のさらに他の例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ 管継手
１ 継手本体
１ｄ 装着溝
５ シール部材
５′ シール部材
５″ シール部材
５Ａ 内周部
５ｅ 傾斜面

Claims (5)

1. 管体が外挿される一端部外周面に環状の装着溝が形成された筒状の継手本体と、外周部を上記装着溝から上記継手本体の径方向外側に突出させた状態で上記装着溝に装着された環状のシール部材とを備え、上記装着溝から突出した上記シール部材の外周部のうち、少なくとも上記継手本体の一端側に位置する部分には、上記継手本体の一端側から他端側へ向かうにしたがって上記継手本体の外周面から径方向外側に離間するように傾斜する傾斜面が形成され、上記シール部材の内周部が上記装着溝の底面に押圧接触するとともに、上記シール部材の外周部が上記管体の内周面に押圧接触することにより、上記継手本体の一端部外周面と上記管体の内周面との間が上記シール部材によって封止される管継手において、
   上記継手本体の軸線と直交する平面上での上記継手本体の軸線方向における上記シール部材の長さが、上記継手本体の径方向における上記シール部材の長さより長く設定され、上記傾斜面の最大傾斜角度をαとし、上記継手本体の径方向における長さを直径とする断面円形の仮想のシール部材の傾斜面の最大傾斜角度をβとしたとき、α＜βに設定されていることを特徴とする管継手。
2. 上記シール部材の上記装着溝内に収容された内周部が、断面長方形状に形成され、その長辺を上記継手本体の軸線と平行にして配置されていることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
3. 上記シール部材が上記継手本体の軸線方向における上記シール部材の中央部において最大外径を有し、上記シール部材の外周面が断面円弧状に形成され、この外周面のうちの中央部から上記継手本体の一端側に位置する部分が上記傾斜面とされていることを特徴とする請求項２に記載の管継手。
4. 上記シール部材が上記継手本体の軸線方向における上記シール部材の中央部において最大外径を有し、上記傾斜面が一定の角度で傾斜させられていることを特徴とする請求項２に記載の管継手。
5. 上記シール部材が上記継手本体の軸線方向における上記シール部材の中央部より他端側において最大外径を有し、上記傾斜面が一定の角度で傾斜させられていることを特徴とする請求項２に記載の管継手。

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