JP2011153636A

JP2011153636A - 管継手

Info

Publication number: JP2011153636A
Application number: JP2010014069A
Authority: JP
Inventors: Risa Ikemoto; Yosuke Matsushita; Tamotsu Takada; 洋介松下; 理紗池本; 保高田
Original assignee: Higashio Mech Co Ltd; 東尾メック株式会社
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2011-08-11

Abstract

【課題】内径の寸法公差が大きいパイプを接続する場合に、寸法のバラツキによって内径が大きくても、パイプを管継手に挿入する際や、パイプ内に圧力がかかった際にも、確実にＯリングを凹溝内に嵌合させておくことができる管継手を提供する。
【解決手段】Ｏリング８とＯリング８を受ける切れ目のあるバックアップリング10を有する。バックアップリング10が、自身の拡径方向弾発力Ｆによって、常にパイプ内周面Ｐ_２に対して弾発付勢しつつ接触するように構成する。パイプ挿入の際に、パイプ先端面Ｐ_３に当接して、バックアップリング10をラジアル内方へ弾性的に縮径しつつパイプＰを誘導するテーパ内周面11を有するガイドリング12を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、管継手に関する。

一般に、管継手には、流体の漏出防止のために、凹溝と、凹溝に嵌合するＯリングが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、大径（例えば外径が50mm〜 150mm）の樹脂製パイプ（例えばポリエチレン管）を接続する場合、一般に、パイプは外径基準で作製されており、更に肉厚の公差も加わるので、内径は寸法のバラツキが大きくなる。（例えば内径が約50ミリクラスのパイプでは、内径のバラツキが２ミリ以上となる。）一方継手側においては、継手本体（パイプ内径に挿入する部分）の寸法は、パイプ内径のバラツキを考慮して、パイプの内径の最小寸法よりもさらに小径に設計する必要がある。
このような条件下でパイプ内径の大きいものを挿入した場合、継手本体径とパイプ内径の隙間が大きくなるので、パイプ挿入の際にＯリングにかかる抵抗力で、図22に示すようにＯリングＡが凹溝Ｅからはみ出るという欠点があった。さらに、ＯリングＡが正しい装着状態であっても、パイプ内部に圧力が生じた場合には、その圧力でＯリングＡが、本体とパイプ内径の隙間に押し出されてシール性能が阻害されることとなった。なお、図22において、Ｐ_０はパイプを示す。Ｋは管継手を示す。
そこで、従来からある方式としては、かしめ式や熱融着式などの内径寸法の影響が少ない方式があるが、「非常に手間がかかる」「高度な施工技術が必要」「特殊な工具、設備が必要」など、多くの欠点があった。

特開２００９−１８５８５３号公報

解決しようとする課題は、内径寸法のバラツキが大きいパイプ（例えば樹脂製大径パイプ）を接続する場合に、寸法のバラツキによって（特に内径が大きい場合）、パイプを管継手に挿入する際の抵抗力や、パイプ内部の圧力で、Ｏリングが凹溝からはみ出す点である。

そこで、本発明に係る管継手は、Ｏリングと該Ｏリングを受ける切れ目のあるバックアップリングを有し、上記バックアップリングが、自身の拡径方向弾発力によって、常にパイプ内周面に対して弾発付勢しつつ接触するように構成したものである。
そのためにも、パイプ挿入の際に、パイプ先端面に当接して、Ｏリングと共に上記バックアップリングもラジアル内方へ弾性的に縮径しつつパイプを誘導するテーパ内周面を有するガイドリングを備えたものである。また、バックアップリングの外周面をＲ状にするなどで、更にバックアップリングが縮径し易い工夫を必要に応じて施す。

本発明の管継手によれば、特に、内径の寸法公差が大きいパイプを接続する場合に、寸法のバラツキによって内径が大きくても、パイプを管継手に挿入する際に生じる、Ｏリングのはみ出し、脱リング、よじれなどを防止できる。さらには、施工後にパイプ内に圧力がかかった場合でも、Ｏリングのはみ出しが防止できて適切なシール性能が確保できる。
一方、寸法のバラツキで内径が小さいものであっても、バックアップリングは常に内径に当接した状態で縮径される。つまりどのような内径寸法であっても、Ｏリングを正しく機能させる状態を維持することができる。

本発明の実施の一形態に寸法誤差によってパイプの内径が小さいパイプを挿入している状態を示す正面断面図である。パイプ挿入完了時の状態を示す正面断面図である。パイプの内径が寸法誤差によって大きい場合のパイプ挿入完了時の状態を示す正面断面図である。バックアップリングの自由状態を示す正面図である。バックアップリングの最小縮径状の状態を示す正面図である。図５の平面図である。他のバックアップリングの自由状態を示す正面図である。他のバックアップリングの最小縮径状の状態を示す正面図である。図８の平面図である。さらに別のバックアップリングの自由状態を示す正面図である。さらに別のバックアップリングの最小縮径状の状態を示す正面図である。図11の平面図である。パイプ挿入時の要部断面正面図である。要部断面正面図である。要部断面正面図である。要部断面正面図である。要部断面正面図である。要部断面正面図である。要部断面正面図である。要部断面正面図である。音が鳴る際の要部断面正面図である。従来の欠点を示す要部断面正面図である。

図１〜図３は、本発明の実施の一形態を示す。図１は寸法のバラツキによって内径Ｄが小さなパイプＰ（例えば樹脂製）が挿入され始めた状態を示す。図２は図１のパイプＰの挿入が完了した状態を示す。図３は寸法のバラツキによって内径Ｄが大きなパイプＰが挿入された場合のパイプ挿入完了状態を示す。この管継手は、ワンタッチ式の管継手であって、継手本体１と、継手本体１に螺着されたナット部材２の間に、パイプＰを挿入するだけで、抜止めリング３がパイプ外周面Ｐ_１に食い込み、抜止めされるように構成されている。すなわち、コイルスプリング４が図２・図３の矢印Ｃに示すように、菊座金５を介して抜止めリング３を軸心方向に弾発付勢し、抜止めリング３のテーパ外周面６がナット部材２のテーパ内周面７に押圧されて、抜止めリング３がパイプＰに食い込む。なお、上記継手本体１、ナット部材２、抜止めリング３の材質としては、各種金属、あるいは、硬質の合成樹脂等を用いる。

Ｏリング８と、図４に示すような、Ｏリング８を受ける切れ目９のある樹脂製（例えばポリプロピレン製）バックアップリング10を有する。バックアップリング10が、自身の拡径方向弾発力Ｆ（図２・図３参照）によって、（使用状態に於て）常にパイプ内周面Ｐ_２に対して弾発付勢しつつ接触するように構成されている。

図４は、バックアップリング10の自由状態を示す。図５及び図６はパイプＰの内径Ｄ（図１〜図３参照）が（寸法公差内で）最小の場合にパイプ内周面Ｐ_２に押圧されて縮径状とされたバックアップリング10を示す。すなわち、バックアップリング10の切れ目９は、軸心方向から見てラジアル方向にわたっており、軸心直交方向から見て斜めになるように形成されている。軸心方向から見て、重なり代Ｓが設けられている。図５及び図６の状態では、拡径方向弾発力Ｆ（図２・図３参照）がはたらく。

図７〜図９は、他のバックアップリング10を示す。図７は、バックアップリング10の自由状態を示す。図８及び図９はパイプＰの内径Ｄ（図１〜図３参照）が（寸法公差内で）最小の場合にパイプ内周面Ｐ_２に押圧されて縮径状とされたバックアップリング10を示す。すなわち、バックアップリング10の切れ目９は、軸心方向から見て曲線状であって、軸心直交方向から見て軸心と平行な直線になるように形成されている。図８及び図９の状態では、拡径方向弾発力Ｆ（図２・図３参照）がはたらく。

図10〜図12は、さらに別のバックアップリング10を示す。図10は、バックアップリング10の自由状態を示す。図11及び図12はパイプＰの内径Ｄ（図１〜図３参照）が（寸法公差内で）最小の場合にパイプ内周面Ｐ_２に押圧されて縮径状とされたバックアップリング10を示す。すなわち、バックアップリング10の切れ目９は、軸心方向から見て曲線状であって、軸心直交方向から見て斜めになるように形成されている。軸心方向から見て、重なり代Ｓが設けられている。図11及び図12の状態では、拡径方向弾発力Ｆ（図２・図３参照）がはたらく。

図１・図２に戻って、パイプ挿入の際に、パイプ先端面Ｐ_３に当接して、バックアップリング10をラジアル内方へ弾性的に縮径しつつパイプＰを誘導するテーパ内周面11を有するガイドリング12を備える。

図13〜図17はパイプ挿入の際に、ガイドリング12が、パイプ先端面Ｐ_３に当接して、テーパ内周面11によってふたつのバックアップリング10を、順次、ラジアル内方へ弾性的に縮径しつつパイプＰを誘導する作用を示す。特に、図１・図２に示すように、パイプＰの内径Ｄが寸法誤差によって最小の場合を示す。まず、図13は、ガイドリング12がふたつのＯリング８のいずれにも接触していない状態を示す。図14は、ガイドリング12が継手開口端13側のＯリング８（第１Ｏリング８ａ）を凹溝14（第１凹溝14ａ）内へ押圧変形させつつ軸心方向へ移動している状態を示す。図15は、テーパ内周面11が継手開口端13側のバックアップリング10（第１バックアップリング10ａ）をラジアル内方へ弾性的に縮径した後の状態を示す。

その後、さらにパイプＰを挿入すると、図16に示すように、ガイドリング12が継手内方側のＯリング８（第２Ｏリング８ｂ）を凹溝14（第２凹溝14ｂ）内へ押圧変形させつつ軸心方向へ移動する。図17は、テーパ内周面11が継手内方側のバックアップリング10（第２バックアップリング10ｂ）をラジアル内方へ弾性的に縮径した後に、パイプ内周面Ｐ_２が第１Ｏリング８ａ、及び、第１バックアップリング10ａを、第１凹溝14ａ内に押圧するとともに、第２Ｏリング８ｂ、及び、第２バックアップリング10ｂを、第２凹溝14ｂ内に押圧している状態を示す。図17の状態に於いて、第１Ｏリング８ａ、第１バックアップリング10ａ、第２Ｏリング８ｂ、第２バックアップリング10ｂは、全て凹溝14内に完全収納状とされている。

図３・図18は、パイプＰの内径Ｄが寸法のバラツキによって大きい場合にガイドリング12が第１Ｏリング８ａ、第１バックアップリング10ａ、第２Ｏリング８ｂ、第２バックアップリング10ｂを通過した後に、パイプ内周面Ｐ_２が第１Ｏリング８ａ、及び、第１バックアップリング10ａを、第１凹溝14ａ内に押圧するとともに、第２Ｏリング８ｂ、及び、第２バックアップリング10ｂを、第２凹溝14ｂ内に押圧している状態を示す。継手本体１の外周面１ａとパイプ内周面Ｐ_２との間に間隙Ｇが形成されるが、縮径方向へ圧縮状に変形したバックアップリング10に拡径方向弾発力Ｆがはたらいている。すなわち、バックアップリング10が、パイプ内周面Ｐ_２に対して弾発付勢しつつ接触している。バックアップリング10とパイプ内周面Ｐ_２とが接触しているので、Ｏリング８が凹溝14から（軸心方向に）はみ出すことを防止することができる。

図１に戻って、パイプＰの挿入深さが適切となったことを“音”で知らせるための深さ検知ユニットＨを備える。深さ検知ユニットＨは、金属製（例えばスチール製）Ｃ型リング15と、Ｃ型リング15を保持する樹脂製（例えばポリプロピレン製。特に、硬質樹脂が好ましい。）ホルダーリング16から成る。ホルダーリング16は、小径内周面部17と、小径内周面部17に連設された大径内周面部18とを有する。そして、小径内周面部17が大径内周面部18よりも継手開口端13側に配設される。Ｃ型リング15を、あらかじめホルダーリング16の小径内周面部17に縮径状に保持させておく。

図19〜図21は、パイプＰを適切な深さまで挿入される際の、深さ検知ユニットＨの作用を示す。まず、図19に示すように、パイプＰを挿入していくと、パイプ先端面Ｐ_３に押圧されたガイドリング12がＣ型リング15に接触する。さらにパイプＰを挿入すると、図20に示すように、ガイドリング12の先端面19がＣ型リング15を押圧して軸心方向に継手内方側へ移動させる。その後、図21に示すように、パイプＰを適切な深さまで挿入すると、Ｃ型リング15が、ホルダーリング16の小径内周面部17から大径内周面部18へ弾発的に移動して、拡径状となり、Ｃ型リング15とホルダーリング16の大径内周面部18が強打することにより、パチンと音が鳴る。この音によって、作業者は、パイプＰが適切な深さまで挿入されたこと（施工完了）を知ることができる。

なお、バックアップリング10の切れ目９の部分とＯリング８の接触面には、パイプＰの内径寸法によっては、少々段差が生じるが、円周上の全体の僅かな部分なので、これによるシール性能への影響は皆無である。
本発明は、設計変更可能であって、例えば、一対の凹溝14とＯリング８のみを有する管継手に（バックアップリング10等を）適用するも良い。また、管継手の基本構成は上述のものに限定されず、例えば、抜止め機構が異なる管継手に適用するも良い。

以上のように、本発明は、Ｏリング８とＯリング８を受ける切れ目９のあるバックアップリング10を有し、バックアップリング10が、自身の拡径方向弾発力Ｆによって、常にパイプ内周面Ｐ_２に対して弾発付勢しつつ接触するように構成したので、特に、内径Ｄの寸法公差が大きいパイプＰを接続する場合に、（寸法公差内で）内径Ｄが大きい場合に、パイプＰを管継手に挿入する際に、管内面とＯリングの抵抗力があっても、確実にＯリング８を凹溝14内に嵌合させておく事ができる。またバックアップリング10によりパイプＰの内圧によるＯリング８のはみ出し、飛び出しを抑止することができる。すなわち、パイプＰの寸法のバラツキにもかかわらず、適切にパイプＰと管継手を接続することができシール性能を確保することができる。

また、パイプ挿入の際に、パイプ先端面Ｐ_３に当接して、バックアップリング10をラジアル内方へ弾性的に縮径しつつパイプＰを誘導するテーパ内周面11を有するガイドリング12を備えたので、パイプ挿入時にＯリング８の脱落やよじれを防止することができる。すなわち、確実にＯリング８を凹溝14内に嵌合させておくことができる。

８Ｏリング
９切れ目
10 バックアップリング
11 テーパ内周面
12 ガイドリング
Ｆ拡径方向弾発力
Ｐパイプ
Ｐ_２パイプ内周面
Ｐ_３パイプ先端面

Claims

Ｏリング（８）と該Ｏリング（８）を受ける切れ目（９）のあるバックアップリング（10）を有し、上記バックアップリング（10）が、自身の拡径方向弾発力（Ｆ）によって、常にパイプ内周面（Ｐ_２）に対して弾発付勢しつつ接触するように構成したことを特徴とする管継手。
パイプ挿入の際に、パイプ先端面（Ｐ_３）に当接して、上記バックアップリング（10）をラジアル内方へ弾性的に縮径しつつパイプ（Ｐ）を誘導するテーパ内周面（11）を有するガイドリング（12）を備えた請求項１記載の管継手。