JP2010112445A - 配管接続金具用係止部材 - Google Patents

Abstract

【課題】配管接続金具の支脚の外側を覆いつつ弾性装着し、その弾性力によりクリアランスギャップを吸収して弛緩状態とならないようにすることにより、振動を受けた場合においても遊動することがない係止部材となるようにする。
【解決手段】締結時に配管のフランジが臨む窓孔が形成され、略コの字状をなす基部から延びる左右対称形状の一対の腕部の先端を折曲して支脚となるようにした配管接続金具の前記支脚に装着する係止部材であり、前記配管接続金具を配管に装着した状態において定めた支脚の端部間の基準となる横幅の長さより小さい寸法で板状主体の両端部を折曲して係止壁を形成するとともに、該係止壁と配管接続金具の支脚の先端との間に生じるクリアランスギャップを吸収するため、前記板状主体が弾性変形可能となるように曲成することにより、配管接続金具の支脚へ弛緩せずに弾性装着できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯器などの内部において配管路を構成するため、配管同士を締結して接続状態が強固に維持できるようにした配管接続金具用係止部材に関するものである。

高圧の水道水が供給される給湯器などにおいては、内部の配管路にウォーターハンマー現象が発生することが知られており、このときの衝撃荷重の影響は配管の接続部に顕著に現れる。そこで、ウォーターハンマー現象の影響を受け易い配管の接続部には、通常、図９に示すような金属弾性板材により成形された配管接続金具が装着されている（特許文献１参照）。

この配管接続金具は、接続される双方の配管の端部に形成されたフランジを同時に締結するようにしたものであり、図９に例示する配管接続金具５０の場合は、略コの字状をなす基部５１とその基部５１から延びる左右対称形状の一対の腕部５２、５３を備えるもので、前記腕部５２、５３は基部５１に連接する上腕部５２ａ、５３ａおよび下腕部５２ｂ、５３ｂが屈曲部５２ｃ、５３ｃを境にくの字状をなす形状となっている。腕部５２，５３の先端はさらに屈曲部５２ｄ、５３ｄにおいて外方に折り曲げられ、支脚５２ｅ，５３ｅとなるようにしている。

このように形成された配管接続金具５０には配管のフランジが臨む窓孔５４が形成されており、図１０に示すように装着すると、配管１００、１０１のフランジ１００ａ、１０１ａを窓孔５４で同時に締結し、接続状態が維持されるようにしている。なお、前記配管接続金具５０は、配管１００、１０１の軸心から基部５１の頂部までの距離と、配管１００、１０１の軸心から腕部５２，５３の屈曲部５２ｃ、５３ｃの頂部までの距離と、配管１００、１０１の軸心から支脚５２ｅ、５３ｅの先端までの距離とがほぼ等しく、同一円周上に位置するように形成してあり、したがって、支脚５２ｅ、５３ｅは同図に示すように水平状態に近い形状となっている。

このように成形された配管接続金具５０は配管１００、１０１のフランジ１００ａ、１０１ａを跨ぐ状態で押し込んで装着され、支脚５２ｅ，５３ｅの間が開口したままの図１０に示す状態において配管１００、１０１に流体が流れ、ウォーターハンマー現象による衝撃が発生すると、配管の接続部分でフランジ１００ａ、１０１ａを相対方向へ分離する力が働く。このような負荷が繰り返し加わると、配管接続金具５０の支脚５２ｅ、５３ｅから図１１に示すように亀裂Ｓが生じて破断し、本来の機能が得られなくなる。

そして、配管接続金具が破断に至った場合は、直ちに漏水事故などの重大事となるため、配管接続金具の耐久性の向上はきわめて重要な課題となっている。この配管接続金具の耐久性について、例えば、給湯器において要求される基準では、ウォーターハンマー現象の繰り返し耐久性試験において、２０万回以上の衝撃に耐え得る耐久力が必要とされている。

このような要求の下において配管接続金具の耐久性を向上するため、素材の選択、板厚の設定などの試行錯誤が繰り返されているが、支脚が開口しているため、この部分の構造的剛性が低下するという大きな課題を残すものであり、開口部が存在することから脱落の懸念を払拭できるものではなかった。かかる課題は、この種の配管接続金具の実用化された端緒において既に懸案となっており、このため、支脚の間を橋絡し、この部分の構造的剛性を向上するとともに脱落を防止するようにした試みがなされている（特許文献２、特許文献３参照）。

上記特許文献２は、連結装置の端部を結束するようにしたものであり、上記特許文献３は、配管接続金具相当のクリップに脱落防止用のカバーを採用したものであるが、装着の容易性に難があり、また、脱落する懸念があるところから、かかる問題に対応すべくカバーを分割体で構成し、この分割体を左右にスライドさせてクリップに装着するようにしたものがある（特許文献４参照）。

上記特許文献３および特許文献４は、クリップの開口部、即ち、支脚５２ｅ，５３ｅの端部を外側から覆う状態で装着するようにしたものであるが、支脚５２ｅ、５３ｅの窓孔を利用し、この窓孔の内側へ抜止具を装着するもの（特許文献５参照）、あるいは係止片を装着するもの（特許文献６参照）が提案されている。
実用新案登録第３０８４３８２号公報 実開昭５８−９５８７号公報 特開平８−２８７７０号公報 特開２００４−６９００９号公報 特開２００４−１５６７５５号公報 特開２００６−９０５２６号公報

上記特許文献２に開示された連結装置において抜け止め効果が得られるようにするためには、連結装置の端部の結束を要するもので、このための施行作業を狭隘な空間の装置内部で行うことは甚だ困難であり、所謂ワンタッチ装着を望むことは到底できない。また、特許文献３に開示された技術においても、カバーはクリップに弾性結合しなければならないので、クリップの端部を工具などで内方に撓ませている間にカバーを装着するという施工作業が必要となり、この場合もワンタッチ装着が不能である。

また、特許文献４に開示された技術による場合は、分割体がきわめて複雑な構造となるもので、部品点数が多くなるとともに製造コストが高くなり、合成樹脂成型により製作した場合は経時的な劣化が懸念され、高熱を伴う配管には採用することができない。さらに、特許文献５に開示された技術による場合においても、抜止具が弾性結合することを前提となることから、弾性が得られる合成樹脂製を代表的実施例としており、この場合も経時的な劣化や高熱に対する問題がある。

そして、特許文献６に開示された技術による場合は、特許文献５と同様に係止片を配管接続金具の支脚の窓孔へ内側から装着するようにしたもので、金属片の長手方向の両端部に係止部を形成し、この係止部を配管接続金具の窓孔に引っ掛けるとするものである。したがって、かかる構成による場合は、係止片の装着を容易となるようにするため、配管接続金具の支脚はハの字状に開口していることを前提としなければならない。

仮に、配管接続金具の支脚が特許文献１に示すように水平状態に近い場合、係止片の装着はきわめて困難なものとなる。即ち、この係止片は配管接続金具の支脚に装着状態の安定を得るため弾性結合させることを前提としているが、そのため、装着時に弾性が生ずるように弧状部が形成されていることを必須の要件としている。

しかしながら、かかる構成の係止片を水平状態に近い支脚に装着する場合は、窓孔の掛け止めする部分より長い係止片を、その弧状部の張力を抑圧しつつ装着することになることから、工具に頼る作業を強要されることになる。仮に、水平状態に近い支脚に装着した状態を想定すると、弧状部の張力が脱落方向に作用することになり、外力を受けた場合、容易に脱落してしまう懸念が残るものとなる。

さらに、特許文献５および特許文献６に開示された技術による場合は、配管接続金具の支脚の端部が露呈したままの状態となり、特許文献３および特許文献４による場合のように支脚の端部が覆蔽されることがない。しかしながら、この支脚の端部は外方に突き出し、特に角隅部は鋭利な状態となっており、しかも端縁にバリが残存している場合はさらに危険性の高いものとなり、点検作業時に作業者の指先や腕を傷付ける危険性、あるいはセンサー用などの配線類を傷付けたり切断する危険性がある。したがって、これらの危険性を未然に防止できる配慮も望まれるものであった。

ところで、既述の如く、ウォーターハンマー現象が配管の接続部分に影響すると、配管接続金具に衝撃が伝わり、その振動で弛緩した取付状態の係止具は遊動してしまうことになる。このような問題は、特許文献３および特許文献６による構成の場合は、一応回避することができるが、本願発明が前提とする配管接続金具の支脚の先端の外側を覆うように金属板材で構成した係止部材では、未だこの問題が残るものであった。

さらに、配管接続金具は、ステンレス鋼板などの金属材料をプレス加工などにより塑性変形して成形するが、例えば、金型の状態の経時変化などにより成形誤差が発生すると、支脚の先端間の寸法に差違が生じることがある。また、配管接続金具を配管に装着した場合においても、その装着状態の僅かな相違によって支脚の先端間の寸法に差違が生じてしまうことになる。

ところが、係止部材の横幅寸法は、配管接続金具を配管に装着したときの支脚間の基準寸法に合わせ、一定となるようにしていることから、装着状態において支脚間の寸法が基準寸法より狭くなった場合、配管接続金具の支脚の先端と係止部材の係止壁との間のクリアランスギャップが大きくなることから弛緩状態で装着されることになり、振動を受けると容易に遊動してしまうことになる。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、配管接続金具の支脚に片手の指先の作業のみでワンタッチ装着が可能となるようにした係止部材を提供するもので、配管接続金具の支脚の外側を覆いつつ弾性装着し、その弾性力により弛緩状態とならないようにして振動を受けた場合においても遊動することのない安定した装着が可能となることを目的とするものである。

そこで本発明は、以下の述べる手段により上記課題を解決するようにした。即ち、請求項１記載の発明では、締結時に配管のフランジが臨む窓孔が形成され、略コの字状をなす基部から延びる左右対称形状の一対の腕部の先端を折曲して支脚となるようにした配管接続金具の前記支脚の外側を覆うように装着する係止部材であり、前記配管接続金具を配管に装着した状態において定めた支脚の端部間の基準となる横幅の長さより小さい寸法で板状主体の両端部を折曲して係止壁を形成するとともに、該係止壁と配管接続金具の支脚の先端との間に生じるクリアランスギャップを吸収するため、前記板状主体が弾性変形可能となるように曲成することにより、配管接続金具の支脚へ弛緩せずに弾性装着できるようにする。

請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の配管接続金具用係止部材において、係止壁の少なくとも一方に配管接続金具の支脚の端部に向けて垂下する逆止爪を形成するとともに、前記支脚に形成された窓孔に臨む起立片を形成する。

請求項３記載の発明では、上記請求項１記載の配管接続金具用係止部材において、係止壁の先端に案内面が形成されているようにする。

請求項４記載の発明では、上記請求項１記載の配管接続金具用係止部材において、板状主体に配管接続金具の支脚の両側を保持する保持片が形成されているようにする。

本発明によれば、片手の指先の作業のみで配管接続金具の支脚への装着が可能となる係止部材となるようにすることができるとともに、配管接続金具の支脚の外側を覆いつつ弾性装着するようにしたので、その弾性力により前記支脚の先端と係止部材の係止壁との間のクリアランスギャップが吸収され、装着状態が確実なものとなる。

以下、本発明の実施の形態を図にもとづいて詳細に説明する。なお、実施の形態における実施例の構成は、同径配管同士または異径配管同士を接続する配管接続金具の何れにも装着可能であり、実施の対象は限定されるものではない。

（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例の配管接続金具用係止部材１を示す斜視図であり、金属の板状鋼板（例えば、ステンレス鋼板）により一体に成形されるもので、板状主体１１の両端の折曲部Ｂ１，Ｂ２の幅Ｌ１は、配管接続金具５０を配管１００、１０１のフランジ１００ａ、１０１ａに装着した状態において定めた支脚５２ｅ、５３ｅの端部間の基準となる横幅の長さより小さい寸法となるようにする。そして、板状主体１１の片端部には折曲部Ｂ１で鋭角に折曲された係止壁１１ａを形成する一方、他端部には折曲部Ｂ２で折曲されて起立し、案内面１１ｅを有する係止壁１１ｂを形成する。

前記板状主体１１の片端部に形成された係止壁１１ａの近傍には、板状主体１１から立ち上がる起立片１１ｃが形成される一方、前記係止壁１１ｂには上部を固定端として垂下する逆止爪１１ｄを形成する。なお、前記起立片１１ｃは、装着時に配管接続金具５０の支脚５２ｅ、５３ｅの一方の窓孔５４に臨み、係止爪１１ｄの先端部は一方の支脚５２ｅ、５３ｅ上に臨むように配慮してその形成位置を定める。そして、前記板状主体１１の両
端部間は外方へ膨出させ、弾性変形可能となるように曲成する。

このように成形された係止部材１を配管接続金具５０に装着する場合は、まず、図２（Ａ）に示すように配管接続金具５０の支脚５２ｅ、５３ｅの何れか一方（図２（Ａ）で示す例では支脚５３ｅ）に係止壁１１ａを掛け止めする。つぎに、図２（Ｂ）に示すように他端部の係止壁１１ｂを配管接続金具５０の他方の支脚５２ｅに押し込み、逆止爪１１ｄが支脚５２ｅの端部を乗り越えると、係止壁１１ｂは原形に復帰し、逆止爪１１ｄの先端が支脚５２ｅ上に位置して図２（Ｃ）に示す状態で装着を完了する。この時、起立片１１ｃは配管接続金具５０の窓孔５４に臨む状態となる。

そして、板状主体１１の両端の折曲部Ｂ１、Ｂ２の幅Ｌ１が支脚５２ｅ、５３ｅの端部間の横幅の長さより小さいことから、図２（Ｃ）に示すように板状主体１１が破線で示した位置から弾性変形する。これにより、同図の矢印で示すように板状主体１１の両端の折曲部Ｂ１、Ｂ２に内方へ向かう張力Ｆが発生し、支脚５２ｅ、５３ｅを内側方向へ常時付勢する弾性装着がされたことになる。

このようにして配管接続金具５０への係止部材１の装着が完了すると、配管接続金具５０の支脚５２ｅ、５３ｅの先端が係止壁１１ａ、１１ｂの内壁に接触し、係止部材１の支脚５２ｅ、５３ｅに対する左右方向の移動が規制される一方、前後方向は窓孔５４に臨む起立片１１ｃにより規制される。そして、配管接続金具５０の支脚５３ｅは係止壁１１ａで係止され、支脚５２ｅは逆止爪１１ｄにより係止されることから、前後方向の移動が規制されることになる。

これにより、配管接続金具５０に装着された係止部材１に、装着とは逆の方向に強引な外力を与えても、係止壁１１ａおよび逆止爪１１ｄの作用により通常の操作では取り外すことが不能となり、確実な装着が可能となる。また、係止部材１の装着を完了すると、支脚５２ｅ、５３ｅの端部は係止部材１で覆蔽された状態となり、傷害の原因となる鋭利な部分が露呈することがない。そして、配管接続金具５０の支脚５２ｅ、５３ｅの先端と係止部材１の折曲部Ｂ１、Ｂ２は密接してクリアランスギャップが吸収されることから弛緩状態とならず、振動を受けた場合でも遊動することはない。

（第２実施例）
つぎに、図３に示す本発明の第２実施例の配管接続金具用係止部材２について以下に説明する。同図に示す係止部材２は、第１実施例と同様に金属の板状鋼板により一体に成形されるもので、板状主体２１の両端の折曲部Ｂ１、Ｂ２の幅Ｌ１は、配管接続金具５０を配管１００、１０１のフランジ１００ａ、１０１ａに装着した状態において定めた支脚５２ｅ、５３ｅの端部間の基準となる横幅の長さより小さい寸法となるようにする。そして、折曲部Ｂ１、Ｂ２から起立する同一形状の係止壁２１ａを形成する。

前記係止壁２１ａには頂部が外方へ向けて上り勾配の案内面２１ｂと、上部を固定端として垂下する逆止爪２１ｄが形成されており、係止壁２１ａの近傍には板状主体２１から立ち上がる起立片２１ｃが形成されている。なお、前記起立片２１ｃは、装着時に配管接続金具５０の支脚５２ａ、５３ｅの窓孔５４に臨み、逆止爪２１ｄの先端部は支脚５２ｅ、５３ｅ上に臨むように配慮してその形成位置を定める。そして、板状主体２１の両端部間は外方へ膨出させ、弾性変形可能となるように曲成する。

このように成形された係止部材２は、係止壁２１ａ、案内面２１ｂ、起立片２１ｃ、逆止爪２１ｄが板状主体２１の両側の同一位置において同一形状で形成されることから左右対称の形状となり、配管接続金具５０への装着にあたり方向性を判断する必要がなくなり、したがって、この係止部材２を配管接続金具５０に装着する場合は、２通りの装着操作が可能となる。

即ち、第１実施例と同様の操作により装着する場合は、まず、図４（Ａ）に示すように配管接続金具５０の支脚５２ｅ、５３ｅの一方（図４（Ａ）で示す例では支脚５３ｅ）に一方の係止壁２１ａを掛け止めする。つぎに、図４（Ｂ）に示すように他端の係止壁２１ａを配管接続金具５０の他方の支脚５２ｅに押し込む。この時、案内面２１ｂが支脚５２ｅの端部に摺接するため、係止壁２１ａは拡開され、逆止爪２１ｄが支脚５２ｅの端部を乗り越えると、係止壁２１ａは原形に復帰し、逆止爪２１ｄの先端が支脚５２ｅ上に位置して図４（Ｃ）に示す状態で装着を完了する。この時、起立片２１ｃは配管接続金具５０の窓孔５４に臨む状態となる。

そして、板状主体２１の両端の折曲部Ｂ１、Ｂ２の幅Ｌ１が支脚５２ｅ、５３ｅの端部の横幅の長さより小さいことから、図（Ｃ）に示すように板状主体２１が破線で示した位置から弾性変形する。これにより、同図の矢印で示すように板状主体２１の両端の折曲部Ｂ１、Ｂ２に内方へ向かう張力Ｆが発生し、支脚５２ｅ、５３ｅを内側方向へ常時付勢する弾性装着されたことになる。

図５は、係止部材２の係止壁２１ａを同時に拡開して装着する状態を示すもので、図５（Ａ）に示す状態から係止部材２の中央を押圧すると、案内面２１ｂが摺接して係止壁２１ａは図５（Ｂ）に示すように同時に外方へ拡開する。そして、逆止爪２１ｄが支脚５２ｅ、５３ｅの端部を乗り越えると、係止壁２１ａは原形に復帰し、逆止爪２１ｄの先端が支脚５２ｅ、５３ｅ上に位置して図５（Ｃ）に示す状態で装着を完了する。この場合においても、係止部材２が支脚５２ｅ、５３ｅを内側方向へ常時付勢する弾性装着となる。

このように第２実施例の係止部材２を配管接続金具５０に装着した場合は、支脚５２ｅ、５３ｅの端部を逆止爪２１ｄが確実に捉えることから、係止部材２に装着とは逆の方向に強引な力を与えても、係止壁２１ａ、逆止爪２１ｄの作用により通常の操作では取り外すことが不能となり、確実な装着が可能となる。なお、第２実施例の場合においても、支脚５２ｅ、５３ｅの端部は係止部材２で覆蔽された状態となり、傷害の原因となる鋭利な部分が露呈することがない。なお、第２実施例の係止部材２は、方向性を備えないことから作業能率を向上するなどの利点が得られる。そして、配管接続金具５０の支脚５２ｅ、５３ｅの先端と係止部材２の折曲部Ｂ１、Ｂ２は密接してクリアランスギャップが吸収されることから弛緩状態とならず、振動を受けた場合でも遊動することはない。

図６および図７は、本発明の発展的構成を示すもので、配管接続金具５０の最も破断し易い支脚５２ｅ、５３ｅを保護するようにしたものである。即ち、図６に示す第１実施例の係止部材１において、板状主体１１の横幅Ｌ２を支脚５２ｅ、５３ｅの幅Ｌ２と略一致するようになし、支脚５２ｅ、５３ｅの側部位置に保持片１１ｆを立設してある。これにより支脚５２ｅ、５３ｅに加わる破断方向の力は保持片１１ｆにより緩衝されるので、支脚５２ｅ、５３ｅの衝撃耐久性を向上することができる。なお、第２実施例の係止部材２に対しても図７に示すように保持片２１ｅを立設することにより同様の効果が得られる。

以上の説明における、係止部材１、２の板状主体１１、２１は中央部を折曲した状態で曲成してあるが、図８に示すように湾曲した状態で曲成してもよい。

なお、第１実施例、第２実施例の係止部材１，２は、強制的な外力が加わった場合にも配管接続金具５０から容易に脱落しないようにするため、逆止爪１１ｄ、２１ｄを形成するようにしてあるが、強制的な外力が加わる虞がない場合、あるいは配管接続部に衝撃が加わらないような場合は、この逆止爪１１ｄ、２１ｄの形成を省略できる。この場合においても、係止部材１、２は配管接続金具５０に弾性装着されることから、脱落の懸念のない信頼性の高い装着状態となる。

以上詳細に説明したように、本発明の配管接続金具用係止部材の使用される対象に給湯器を例示したが、他の例として、半導体製造装置、あるいは燃料電池によるコージェネレーションシステムの温水配管などのように、漏水の懸念が完全に払拭されなければならない装置、システムに採用した場合、高い信頼性を確保することができる。

本発明の配管接続金具用係止部材の第１実施例を示す斜視図である。 図１の配管接続金具用係止部材の装着の態様を説明する図である。 本発明の配管接続金具用係止部材の第２実施例を示す斜視図である。 図３の配管接続金具用係止部材の装着の態様を説明する図である。 図３の配管接続金具用係止部材の装着の別態様を説明する図である。 本発明の第１実施例の別形成の例を示す斜視図である。 本発明の第２実施例の別形成の例を示す斜視図である。 本発明の配管接続金具用係止部材の板状主体の他の曲成例を示す図である。 配管接続金具の例を示す斜視図である。 図９の配管接続金具の装着状態を示す斜視図である。 配管接続金具に生じる不具合の発生の例を示す図である。

符号の説明

１・・・・・・係止部材
１１・・・・・板状主体
１１ａ・・・・係止壁
１１ｂ・・・・係止壁
１１ｃ・・・・起立片
１１ｄ・・・・逆止爪
１１ｅ・・・・案内面
１１ｆ・・・・保持片
２・・・・・・係止部材
２１・・・・・板状主体
２１ａ・・・・係止壁
２１ｂ・・・・案内面
２１ｃ・・・・起立片
２１ｄ・・・・逆止爪
２１ｅ・・・・保持片
Ｂ１・・・・・屈曲部
Ｂ２・・・・・屈曲部
５０・・・・・配管接続金具
５２ｅ・・・・支脚
５３ｅ・・・・支脚

Claims (4)

1. 締結時に配管のフランジが臨む窓孔が形成され、略コの字状をなす基部から延びる左右対称形状の一対の腕部の先端を折曲して支脚となるようにした配管接続金具の前記支脚の外側を覆うように装着する係止部材であり、
   前記配管接続金具を配管に装着した状態において定めた支脚の端部間の基準となる横幅の長さより小さい寸法で板状主体の両端部を折曲して係止壁を形成するとともに、該係止壁と配管接続金具の支脚の先端との間に生じるクリアランスギャップを吸収するため、前記板状主体が弾性変形可能となるように曲成することにより、配管接続金具の支脚へ弛緩せずに弾性装着できるようにしたことを特徴とする配管接続金具用係止部材。
2. 前記係止壁の少なくとも一方に前記配管接続金具の支脚の端部に向けて垂下する逆止爪を形成するとともに、前記支脚に形成された窓孔に臨む起立片を形成したことを特徴とする請求項１記載の配管接続金具用係止部材。
3. 前記係止壁の先端に案内面が形成されていることを特徴とする請求項１記載の配管接続金具用係止部材。
4. 前記板状主体に配管接続金具の支脚の両側を保持する保持片が形成されていることを特徴とする請求項１記載の配管接続金具用係止部材。

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