JP2011021736A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつ確実にパイプを強力接続することができる管継手を提供する。
【解決手段】継手軸心Ｌの方向に細長状の保持孔５を貫設したホルダー筒体３と、大径端面９が継手内方を向くように保持孔５に保持された細長円錐台形の係止コーン６を、具備する。テーパ内面７を有する外嵌部材２をホルダー筒体３に外嵌させて係止コーン６をラジアル外方向へ逃げることを抑制して係止コーン６の大径端面９の外周端縁10をパイプ外周面Ｐ₁ に食い込み状に係止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、管継手に関する。

従来の管継手として、継手本体のテーパ雌ネジ部に、複数個のそろばん玉型の小円盤を保持したリテーナの雄ネジ部をねじ込むことにより、リテーナの内周面から突出した複数個の上記小円盤を、パイプ外周面に食い込ませて、パイプが軸心方向に引き抜かれないように構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この従来の管継手に於ては、小円盤を、パイプ外周面廻りに、螺旋状に、かつ次第に深く食い込ませていく構造なので、リテーナを継手本体にねじ込むために、非常に大きな締付力を要し、作業能率が悪い。

特許第３１２２３８５号公報

解決しようとする課題は、接続作業時に締付けに大きな力を要し、かつ、多数回の回転作業を要する点である。

そこで、本発明に係る管継手は、細長円錐台形の係止コーンを具備し、該係止コーンの大径端面の外周端縁をパイプ外周面に食い込み状に係止させるものである。
また、継手軸心の方向に細長状の保持孔を貫設したホルダー筒体と、大径端面が継手内方を向くように上記保持孔に保持された細長円錐台形の係止コーンを、具備し、テーパ内面を有する外嵌部材を上記ホルダー筒体に外嵌させて上記係止コーンをラジアル外方向へ逃げることを抑制して該係止コーンの大径端面の外周端縁をパイプ外周面に食い込み状に係止させるものである。

また、上記食い込み状に於て、上記係止コーンの軸心は、継手軸心と略平行であり、かつ、上記大径端面は継手軸心と直交する直交平面状として、上記大径端面の外周端縁のラジアル内端をパイプ外周面に係止しているものである。
また、上記外嵌部材が、継手本体に螺着された袋ナットである。

また、上記ホルダー筒体を継手外方へ弾発付勢するバネ材を付設し、さらに、パイプを挿入し、僅小寸法の引抜き作動にて、上記食い込み状に係止するように構成したものである。
また、パイプを挿入し、上記袋ナットを継手本体に螺進させることで、上記食い込み状に係止するように構成したものである。

また、上記係止コーンは、上記ホルダー筒体の保持孔にルースに保持され、未食い込み状態では、係止コーンの軸心が外方縮径状に傾斜し、上記食い込み状に移行する際に、係止コーンの軸心が継手軸心と略平行になるまで揺動するように上記保持孔に保持されているものである。
また、上記テーパ内面の傾き角度βと、上記係止コーンの仮想頂角θの間には、β≒（１／２）θの関係がある。

本発明の管継手によれば、容易かつ迅速にパイプを強力接続することができる。特に、パイプを挿入するのみで容易かつ確実にパイプを接続することができ、かつ、パイプに継手方向への強い引抜力が掛かっても抜ける虞れがなく、確実かつ強固に接続することができる。また、小さな回転トルクにて、かつ、少ない袋ナットの回転にて、パイプを接続可能であり、かつ、パイプに継手方向への強い引抜力が掛かっても抜ける虞れがなく、確実かつ強固に接続することができる。

本発明の第１の実施の形態の使用状態を示す断面正面図である。 要部の説明のための図であって、（Ａ）は係止コーンの斜視図を示し、（Ｂ）は「細長状」を示す説明図である。 係止コーンとホルダー筒体の組立ユニットの斜視図である。 係止コーンとホルダー筒体の組立ユニットの側面図である。 パイプを管継手に挿入していく際の断面正面図である。 パイプを継手本体の段付き部に当接するまで完全に挿入した際の断面正面図である。 パイプに管継手から引き抜く方向に力が作用して外嵌部材のテーパ内面と係止コーンが点接触した状態を示す要部拡大断面正面図である。 係止コーンの大径端面の内周端縁をパイプ外周面に食い込み状に係止させた状態を示す要部拡大正面図である。 第２の実施の形態の使用状態を示す断面正面図である。 パイプ未挿入状態を示す断面正面図である。 パイプを継手本体の段付き部に当接するまで完全に挿入した際の断面正面図である。 袋ナットを継手本体に螺進させ袋ナットのテーパ内面と係止コーンが点接触した状態を示す断面正面図である。 さらに袋ナットを継手本体に螺進させ係止コーンの軸心が継手軸心と略平行状となるまで起き上がった状態を示す断面正面図である。 図13の要部拡大断面正面図である。

図１は、本発明の第１の実施の形態の使用状態を示す。この管継手は、金属製（例えば鋼や黄銅製）継手本体１と金属製（例えば黄銅製）外嵌部材２と、外嵌部材２に内挿されたプラスチック製ホルダー筒体３及びプラスチック製バネ材23とを備えた管継手であって、ホルダー筒体３の内周面４側に金属製（例えばアルミニウム、銅、ＳＵＳ等の金属製）パイプＰを挿入して使用する。パイプＰ内に流れる流体は、水や油等の液体、ガス（気体）のいずれでも良い。外嵌部材２が、継手本体１に螺着された袋ナット24である場合を示す。

図１〜図４に示すように、継手軸心Ｌの方向に細長状の保持孔５を貫設したホルダー筒体３と、大径端面９が継手内方を向くように保持孔５に保持された細長円錐台形の係止コーン６を、具備する。テーパ内面７を有する外嵌部材２がホルダー筒体３に外嵌されている。「細長状」とは、図２（Ｂ）に示すように、（ラジアル方向から見た）縦長さ寸法ａと横長さ寸法ｂの間に、ａ× 1.2≦ｂの関係があることを言うものとする。ｂ＜ａ× 1.2の場合、所定の深さ寸法まで係止コーン６（後述）をパイプ外周面Ｐ₁ に食い込ませるためには袋ナット24のテーパ内面７の傾き角度β（図７・図８参照）、及び、係止コーン６の外周面８の傾き角度（図７・図８の仮想頂角θの２分の１の大きさの角度）を大きくする必要があり、係止コーン６が、ラジアル内方向へテーパ内面７によって押圧される力が、過小となる。

ホルダー筒体３を継手外方へ弾発付勢するバネ材（スプリング）23が付設されている。パイプＰを挿入し、僅小寸法の引抜き作動にて、食い込み状に係止するように構成されている。

係止コーン６は、ホルダー筒体３の保持孔５にルースに保持されている。具体的には、係止コーン６は、未食い込み状態（図５〜図７参照）では、係止コーン６の軸心15が外方縮径状に（継手外方向へゆくにしたがって継手軸心Ｌに接近するように）傾斜し、食い込み状（図１・図８参照）に移行する際に、係止コーン６の軸心15が継手軸心Ｌと略平行になるまで揺動するように保持孔５に保持されている。

図７・図８に示すように、テーパ内面７の傾き角度βと、係止コーン６の仮想頂角θの間には、β≒（１／２）θの関係がある。本発明に於て、「仮想頂角」とは、円錐台の底面と側面を含む仮想円錐を、底面の中心点と頂点を含む平面で切断した場合の断面である二等辺三角形の頂角のことを言うと定義する。

テーパ内面７の傾き角度βと係止コーン６の仮想頂角θの間にβ≒（１／２）θの関係がない場合、外周端縁10のラジアル内端14をパイプ外周面Ｐ₁ にほぼラジアル方向に食い込ませることができない。具体的には、係止コーン６の仮想頂角θは、18°≦θ≦35°に設定される。仮想頂角θは、望ましくは、20°≦θ≦30°に設定される。θ＜18°の場合、管継手全体の継手軸心Ｌ方向の長さ寸法が長くなり過ぎる。35°＜θの場合、（同じ大きさのパイプ引抜力に於て）図８の矢印Ａ方向への食い込み力が過小となる。

次に、第１の実施の形態の管継手にパイプＰを接続する手順（パイプＰを管継手に挿入して抜け止めする手順）について説明する。
まず、図５に示すように、継手本体１と外嵌部材２を完全に組立てた管継手に、パイプＰを挿入していく。係止コーン６はフリー状態でパイプＰを待っている。このとき、複数個の係止コーン６の最小内径部位―――図５では小径端部26―――の仮想内接円の径寸法φｄと、パイプＰの外径寸法φＤとの間には、φｄ≦φＤの関係が成立する。

次に、図６に示すように、パイプＰを継手本体１の段付き部25に当接するまで完全に挿入する。パイプＰを管継手に挿入する際、係止コーン６の外周面８がパイプ外周面Ｐ₁ に沿う（線接触する）ので、パイプＰをスムーズに管継手に挿入することができる。特に、パイプＰがやわらかい場合にも、パイプＰが傷付かない。未食い込み状態では、係止コーン６の軸心15が外方縮径状に傾斜している（即ち、軸心15は継手外方向へゆくにしたがって継手軸心Ｌに接近するように傾斜している）。

その後、図７に示すように、パイプＰに管継手から引き抜く方向に力（引抜力Ｆ）が作用すると、係止コーン６が、大径端面９の外周端縁10のラジアル内端14を中心に、てこの利用にて、パイプ外周面Ｐ₁ に（図７に示す未食い込み状態から）図１・図８に示す食い込み状に移行する。食い込み状に移行する際に、係止コーン６の軸心15が継手軸心Ｌと略平行になるまで起こし角度αだけ揺動する（立ち上る）。

起こし角度α、テーパ内面７の傾き角度βの間には、α≒βの関係がある。起こし角度α、傾き角度βの間にα≒βの関係がない場合、外周端縁10のラジアル内端14をパイプ外周面Ｐ₁ にほぼラジアル方向に食い込ませることができない。

具体的には、バネ材23（図６参照）がホルダー筒体３を継手外方へ弾発付勢しており、バネ材23が係止コーン６をパイプＰのパイプ外周面Ｐ₁ に初期食い込みを生じさせ、パイプＰの僅小寸法の移動にて、係止コーン６がパイプＰに（確実に）食い込み状に係止する。すなわち、パイプＰを挿入し、僅小寸法の引抜き作動にて、係止コーン６の大径端面９の外周端縁10が、外嵌部材２のテーパ内面７にてラジアル外方向へ逃げることを抑制されつつ、パイプ外周面Ｐ₁ に食い込み状に係止する。なお、バネ材23は、パイプＰの外径寸法φＤの公差バラツキに対応可能なように、ホルダー筒体３と共に係止コーン６を軸心Ｌ方向へ微小寸法移動させ得る。

上記食い込み状に於て、係止コーン６の軸心15は、継手軸心Ｌと略平行であり、かつ、大径端面９は継手軸心Ｌと直交する直交平面状として、外周端縁10のラジアル内端14をパイプ外周面Ｐ₁ に係止している。

図９〜図14は、第２の実施の形態を示す。この管継手は、パイプＰを挿入し、袋ナット24を継手本体１に螺進させることで、食い込み状に係止するように構成されている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。

次に、第２の実施の形態の管継手にパイプＰを接続する手順（パイプＰを管継手に挿入して抜け止めする手順）について説明する。
まず、図10に示すように継手本体１と袋ナット24をすこし螺合させた状態とした管継手に、図11に示すように、パイプＰを継手本体１の段付き部25に当接するまで完全に挿入する。

次に、袋ナット24を継手本体１に螺進させると、係止コーン６が、テーパ内面７と接触し、図12・図13に示すように、大径端面９の外周端縁10のラジアル内端14を中心に、この利用にて揺動して、係止コーン６の軸心15が継手軸心Ｌと略平行状となるまで、起こし角度αだけ起き上がる。そして、図14に示すように初期食い込み深さ寸法εだけパイプ外周面Ｐ₁ に食い込み状に係止する。初期食い込み深さ寸法εは、ラジアル方向に約２／ 100mmである。すなわち、きわめて軽く手動で袋ナット24を締める（回転させる）ことができる。その後、袋ナット24を作業工具にてさらに螺進する（強い回転トルクを与える）と、係止コーン６のラジアル内端14が、図９と図８に示す如くパイプ外周面Ｐ₁ に確実に食い込み状に係止できる。

なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、外嵌部材２が、継手本体１に固着又は取着された短円筒体であっても良い。また、バネ材23の種類は、菊座金、皿バネ、コイルバネ等であっても良い。また、直線状の継手本体１の開口端22の一方のみに本発明の構成を有するも良い。また、継手本体１が三叉状、四叉状等であっても良い。また、ホルダー筒体３の保持孔５は、３個以上であれば良く、例えば、３個、４個等であっても良い。

また、図９のみに示したように、継手本体１の継手内方側に、径方向に内側と外側を連通する小孔12を設け、小孔12をＯリング13にて塞ぐも良い。袋ナット24を手締めした状態では袋ナット24がＯリング13を押圧状とする位置まで締付けることができず、かつ、作業工具にて完全に締付けた状態（図９参照）では袋ナット24がＯリング13を（外周面側から）押圧状とする位置に螺進しているように構成されている。水圧検査を行なうと、作業工具で完全に締め付けていない場合、水漏れするので、締め付けが不完全であることを検知することができる。

以上のように、本発明は、細長円錐台形の係止コーン６を具備し、係止コーン６の大径端面９の外周端縁10をパイプ外周面Ｐ₁ に食い込み状に係止させるので、パイプＰを挿入するのみで容易かつ確実にパイプＰを接続することができ、かつ、パイプＰに継手方向への強い引抜力が掛かっても抜ける虞れがなく、確実かつ強固に接続することができる。また、小さな回転トルクにて、かつ、少ない袋ナット24の回転にて、パイプＰを接続可能であり、かつ、パイプＰに継手方向への強い引抜力が掛かっても抜ける虞れがなく、確実かつ強固に接続することができる。

また、継手軸心Ｌの方向に細長状の保持孔５を貫設したホルダー筒体３と、大径端面９が継手内方を向くように保持孔５に保持された細長円錐台形の係止コーン６を、具備し、テーパ内面７を有する外嵌部材２をホルダー筒体３に外嵌させて係止コーン６をラジアル外方向へ逃げることを抑制して係止コーン６の大径端面９の外周端縁10をパイプ外周面Ｐ₁ に食い込み状に係止させるので、パイプＰを挿入するのみで容易かつ確実にパイプＰを接続することができ、かつ、パイプＰに継手方向への強い引抜力が掛かっても抜ける虞れがなく、確実かつ強固に接続することができる。また、小さな回転トルクにて、かつ、少ない外嵌部材２の回転にて、パイプＰを接続可能であり、かつ、パイプＰに継手方向への強い引抜力が掛かっても抜ける虞れがなく、確実かつ強固に接続することができる。

また、食い込み状に於て、係止コーン６の軸心15は、継手軸心Ｌと略平行であり、かつ、大径端面９は継手軸心Ｌと直交する直交平面状として、大径端面９の外周端縁10のラジアル内端14をパイプ外周面Ｐ₁ に係止しているので、大径端面９の外周端縁10のラジアル内端14をパイプ外周面Ｐ₁ にほぼラジアル方向に食い込ませることができる。
また、外嵌部材２が、継手本体１に螺着された袋ナット24であるので、袋ナット24を作業工具にて完全に締付ければ、その後のパイプＰの引抜けは全く生じない利点がある。

また、ホルダー筒体３を継手外方へ弾発付勢するバネ材23を付設し、さらに、パイプＰを挿入し、僅小寸法の引抜き作動にて、食い込み状に係止するように構成したので、簡素な構成でありながら、パイプＰの挿入と僅小寸法の引抜き作動という容易な作業のみにて、確実に係止コーン６の大径端面９の外周端縁10をパイプ外周面Ｐ₁ に食い込み状に係止させることができる。
また、パイプＰを挿入し、袋ナット24を継手本体１に螺進させることで、食い込み状に係止するように構成したので、袋ナット24の回転作業のみで確実に係止コーン６の大径端面９の外周端縁10をパイプ外周面Ｐ₁ に食い込み状に係止させることができる。

また、係止コーン６は、ホルダー筒体３の保持孔５にルースに保持され、未食い込み状態では、係止コーン６の軸心15が外方縮径状に傾斜し、食い込み状に移行する際に、係止コーン６の軸心15が継手軸心Ｌと略平行になるまで揺動するように保持孔５に保持されているので、外嵌部材２が傷付くことを防止することができる。
また、テーパ内面７の傾き角度βと、係止コーン６の仮想頂角θの間には、β≒（１／２）θの関係があるので、係止コーン６の大径端面９の外周端縁10のラジアル内端14をパイプ外周面Ｐ₁ にほぼラジアル方向に食い込ませることができる。

１ 継手本体
２ 外嵌部材
３ ホルダー筒体
５ 保持孔
６ 係止コーン
７ テーパ内面
９ 大径端面
10 外周端縁
14 ラジアル内端
15 軸心
23 バネ材
24 袋ナット
Ｌ 継手軸心
Ｐ パイプ
Ｐ₁ パイプ外周面
β 傾き角度
θ 仮想頂角

Claims (8)

1. 細長円錐台形の係止コーン（６）を具備し、該係止コーン（６）の大径端面（９）の外周端縁（10）をパイプ外周面（Ｐ₁ ）に食い込み状に係止させることを特徴とする管継手。
2. 継手軸心（Ｌ）の方向に細長状の保持孔（５）を貫設したホルダー筒体（３）と、大径端面（９）が継手内方を向くように上記保持孔（５）に保持された細長円錐台形の係止コーン（６）を、具備し、テーパ内面（７）を有する外嵌部材（２）を上記ホルダー筒体（３）に外嵌させて上記係止コーン（６）をラジアル外方向へ逃げることを抑制して該係止コーン（６）の大径端面（９）の外周端縁（10）をパイプ外周面（Ｐ₁ ）に食い込み状に係止させることを特徴とする管継手。
3. 上記食い込み状に於て、上記係止コーン（６）の軸心（15）は、継手軸心（Ｌ）と略平行であり、かつ、上記大径端面（９）は継手軸心（Ｌ）と直交する直交平面状として、上記大径端面（９）の外周端縁（10）のラジアル内端（14）をパイプ外周面（Ｐ₁ ）に係止している請求項１又は２記載の管継手。
4. 上記外嵌部材（２）が、継手本体（１）に螺着された袋ナット（24）である請求項２又は３記載の管継手。
5. 上記ホルダー筒体（３）を継手外方へ弾発付勢するバネ材（23）を付設し、さらに、パイプ（Ｐ）を挿入し、僅小寸法の引抜き作動にて、上記食い込み状に係止するように構成した請求項２，３又は４記載の管継手。
6. パイプ（Ｐ）を挿入し、上記袋ナット（24）を継手本体（１）に螺進させることで、上記食い込み状に係止するように構成した請求項４記載の管継手。
7. 上記係止コーン（６）は、上記ホルダー筒体（３）の保持孔（５）にルースに保持され、未食い込み状態では、係止コーン（６）の軸心（15）が外方縮径状に傾斜し、上記食い込み状に移行する際に、係止コーン（６）の軸心（15）が継手軸心（Ｌ）と略平行になるまで揺動するように上記保持孔（５）に保持されている請求項３記載の管継手。
8. 上記テーパ内面（７）の傾き角度（β）と、上記係止コーン（６）の仮想頂角（θ）の間には、β≒（１／２）θの関係がある請求項２，３，４，５，６又は７記載の管継手。

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