JP2012237351A - 合成樹脂製管継手 - Google Patents
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Abstract
【課題】使用樹脂量が少なく、かつ、接続管を嵌合接続した状態においても、継手の分岐部の分岐方向側あるいは屈曲部の内側コーナー側にかかる応力を低減できて、耐久性に優れた合成樹脂製管継手を提供することを目的としている。
【解決手段】合成樹脂製のチーズAの第1受口11の奥側に設けられた第1ストッパー段部12を分岐部2の分岐方向側の肉厚をt、第1受口11の管軸を挟んで肉厚t部分に対向する側の肉厚をTとするとともに、肉厚t側の第1ストッパー段部12内周面と第1受口11内周面との段差をH1、肉厚T側の第1ストッパー段部12内周面と第1受口11内周面との段差をH2としたとき、t<T及びH1<H2を満足する構成とした。
【選択図】 図3
【解決手段】合成樹脂製のチーズAの第1受口11の奥側に設けられた第1ストッパー段部12を分岐部2の分岐方向側の肉厚をt、第1受口11の管軸を挟んで肉厚t部分に対向する側の肉厚をTとするとともに、肉厚t側の第1ストッパー段部12内周面と第1受口11内周面との段差をH1、肉厚T側の第1ストッパー段部12内周面と第1受口11内周面との段差をH2としたとき、t<T及びH1<H2を満足する構成とした。
【選択図】 図3
Description
本発明は、圧力が高い流体、例えば水道用やプラント用の配管に用いる管継手に関し、詳しくは、チーズやエルボなどのように、2つの受口間に分岐部または屈曲部を有する合成樹脂製管継手に関する。
合成樹脂製管継手として、2つの受口間に分岐部チーズや2つの受口間に屈曲部を有するエルボなどが、圧力が高い流体、例えば水道用やプラント用の配管に用いられている。
上記のような管継手においては、受口に接続管を嵌合接続した状態で、配管内部に正の静水圧が繰り返し掛かった場合に、分岐部の分岐方向内側のコーナー部(分岐部を首、分岐部の両側を肩としたとき、首と肩との付け根部)、または屈曲部の屈曲方向内側コーナー部に応力が集中するとともに、その応力が他の部分に比べて大きいと考えられている。
そして、分岐部の分岐方向内側のコーナー部または屈曲部の屈曲方向内側コーナー部に応力が集中することで、内部にクラックが発生し、発生したクラックが外面にまで成長して継手が破壊されてしまう恐れがある。
上記のような管継手においては、受口に接続管を嵌合接続した状態で、配管内部に正の静水圧が繰り返し掛かった場合に、分岐部の分岐方向内側のコーナー部(分岐部を首、分岐部の両側を肩としたとき、首と肩との付け根部)、または屈曲部の屈曲方向内側コーナー部に応力が集中するとともに、その応力が他の部分に比べて大きいと考えられている。
そして、分岐部の分岐方向内側のコーナー部または屈曲部の屈曲方向内側コーナー部に応力が集中することで、内部にクラックが発生し、発生したクラックが外面にまで成長して継手が破壊されてしまう恐れがある。
かかる問題を解決することができる合成樹脂製管継手として、図6に示すチーズ100や図7に示すエルボ200が提案されている(特許文献1参照)。
すなわち、図6に示すように、上記チーズ100は、直管状をした本体部110と、この本体部110から分岐する分岐部120とを備えている。
すなわち、図6に示すように、上記チーズ100は、直管状をした本体部110と、この本体部110から分岐する分岐部120とを備えている。
本体部110は、両側に第1受口111が設けられている。
分岐部120は、第1受口111の管軸と交差する管軸を有する第2受口121が設けられている。
分岐部120は、第1受口111の管軸と交差する管軸を有する第2受口121が設けられている。
また、チーズ100は、各受口111,121に嵌合接続される接続管の管端面が受けられるストッパー段部131,132が、第1受口111及び第2受口121の奥側にそれぞれ各受口111,121の管軸方向に突出するように環状に設けられている。
そして、第1受口111の奥側に設けられたストッパー段部131は、分岐部120の分岐方向側の肉厚をta、第1受口111の管軸を挟んで肉厚ta部分に対向する側の肉厚をTbとするとともに、肉厚ta側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をHa、肉厚Tb側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をHbとしたとき、ta>Tb及びHa>Hbを満足するようになっている。
そして、第1受口111の奥側に設けられたストッパー段部131は、分岐部120の分岐方向側の肉厚をta、第1受口111の管軸を挟んで肉厚ta部分に対向する側の肉厚をTbとするとともに、肉厚ta側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をHa、肉厚Tb側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をHbとしたとき、ta>Tb及びHa>Hbを満足するようになっている。
一方、図7に示すように、上記エルボ200は、屈曲部210を挟んで両側に受口220、220が設けられている。
また、このエルボ200は、両受口220に嵌合接続される接続管の管端面が受けられるストッパー段部230が、両受口220の奥側にそれぞれ管軸方向に突出するように環状に設けられている。
また、このエルボ200は、両受口220に嵌合接続される接続管の管端面が受けられるストッパー段部230が、両受口220の奥側にそれぞれ管軸方向に突出するように環状に設けられている。
ストッパー段部230は、屈曲部210の内側コーナー側の肉厚をta,各受口220の管軸を挟んで肉厚ta部分に対向する側の肉厚をTaとするとともに、肉厚ta側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をHa、肉厚T側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をHbとしたとき、ta>Ta及びHa>Hbを満足するようになっている。
上記チーズ100及びエルボ200においては、ta>Taとすることで、すなわち、分岐部120の分岐方向側のストッパー段部132の肉厚、屈曲部210の内側コーナー側の肉厚を厚肉にすることによって、応力が集中しても内部にクラックが発生し、発生したクラックが外面にまで成長して破壊されてしまうことを防止するとされている。
上記チーズ100及びエルボ200においては、ta>Taとすることで、すなわち、分岐部120の分岐方向側のストッパー段部132の肉厚、屈曲部210の内側コーナー側の肉厚を厚肉にすることによって、応力が集中しても内部にクラックが発生し、発生したクラックが外面にまで成長して破壊されてしまうことを防止するとされている。
しかしながら、本発明者の知見によれば、上記特許文献1の継手では、受口に接続管を嵌合接続した場合、分岐部の分岐方向側や屈曲部の内側コーナー側への応力集中を低減することができない。
一方、ストッパー段部全体の厚さを厚くすれば、接続管を嵌合接続した場合において、ある程度応力集中に低減が図れるものの、使用樹脂量が増加し、コストがかかるとともに、継手製品重量の増加につながる。
一方、ストッパー段部全体の厚さを厚くすれば、接続管を嵌合接続した場合において、ある程度応力集中に低減が図れるものの、使用樹脂量が増加し、コストがかかるとともに、継手製品重量の増加につながる。
本発明は、上記事情に鑑みて、使用樹脂量が少なく、かつ、接続管を嵌合接続した状態においても、継手の分岐部の分岐方向側あるいは屈曲部の内側コーナー側にかかる応力を低減できて、耐久性に優れた合成樹脂製管継手を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明にかかる合成樹脂製管継手(以下、「本発明の管継手」と記す)は、2つの受口間に分岐部または屈曲部を有し、各受口の奥側に受口に嵌合される接続管の管端面を受けるストッパー段部を備える合成樹脂製管継手において、前記ストッパー段部は、分岐部の分岐方向側または屈曲部の内側コーナー側の肉厚をt、前記受口の管軸を挟んで肉厚t部分に対向する側の肉厚をTとするとともに、肉厚t側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をH1、肉厚T側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をH2としたとき、t<T及びH1<H2を満足することを特徴としている。
本発明の管継手は、特に限定されないが、上記肉厚Tが1mm以上、かつ、接続される接続管の受口嵌合部の管肉厚以下であることが好ましい。
また、環状のストッパー段部の肉厚は、肉厚t側から肉厚T側に向かって徐々に厚くなっていることが好ましい。
また、環状のストッパー段部の肉厚は、肉厚t側から肉厚T側に向かって徐々に厚くなっていることが好ましい。
本発明において用いられる合成樹脂としては、特に限定されないが、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。
受口への配管の接続方法は、嵌合状態で接続固定することができれば、特に限定されないが、例えば、TS接続(接着)、溶接接続、融着接続、ねじなどのメカニカル接続が挙げられる。
受口への配管の接続方法は、嵌合状態で接続固定することができれば、特に限定されないが、例えば、TS接続(接着)、溶接接続、融着接続、ねじなどのメカニカル接続が挙げられる。
本発明にかかる合成樹脂製管継手は、以上のように、2つの受口間に分岐部または屈曲部を有し、各受口の奥側に受口に嵌合される接続管の管端面を受けるストッパー段部を備える合成樹脂製管継手において、前記ストッパー段部は、分岐部の分岐方向側または屈曲部の内側コーナー側の肉厚をt、前記受口の管軸を挟んで肉厚t部分に対向する側の肉厚をTとするとともに、肉厚t側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をH1、肉厚T側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をH2としたとき、t<T及びH1<H2を満足するので、実際に接続管を受口に嵌合接続した場合に、分岐部の分岐方向、屈曲部の屈曲方向に内側コーナー側への応力集中を回避することができ、こうした応力に伴って長期的に進行する破壊を低減することができる。
すなわち、継手全体の強度を向上させることができる。
すなわち、継手全体の強度を向上させることができる。
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図1〜図4は、本発明の管継手の第1の実施の形態であるチーズをあらわしている。
図1〜図4は、本発明の管継手の第1の実施の形態であるチーズをあらわしている。
図1〜図4に示すように、このチーズAは、ポリ塩化ビニル樹脂を射出成形することによって形成されていて、両側に第1受口11を有する直管状の本体部1と、この両第1受口11間で本体部1から直角に分岐する分岐部2とを備えている。
分岐部2は、第1受口11と同径の第2受口21を備えている。
分岐部2は、第1受口11と同径の第2受口21を備えている。
また、各第1受口11の奥側には、図4に示すように、第1受口11に嵌合接続される接続管としてのポリ塩化ビニル樹脂製パイプPの管端面を受ける環状をした第1ストッパー段部12がそれぞれ設けられている。
第2受口21の奥側には、第1受口11に嵌合接続される配管材であるポリ塩化ビニル樹脂製パイプPの管端面を受ける環状をした第2ストッパー段部22が設けられている。
第2受口21の奥側には、第1受口11に嵌合接続される配管材であるポリ塩化ビニル樹脂製パイプPの管端面を受ける環状をした第2ストッパー段部22が設けられている。
第1ストッパー段部12は、図1〜図4に示すように、分岐部2の分岐方向の肉厚をt、第1受口11の管軸を挟んで反対側の肉厚をTとするとともに、分岐部2の分岐方向の受口内周面とストッパー段部内周面との段差をH1、第1受口11の管軸を挟んで反対側の受口内周面とストッパー段部内周面との段差をH2としたとき、t<T及びH1<H2を満足する。
しかも、肉厚Tは、1mm以上で接続管の管壁の肉厚以下で、肉厚t側から肉厚T側に向かって徐々に厚くなっている。すなわち、肉厚Tが第1ストッパー段部12の周方向で最大厚さとなっている。
しかも、肉厚Tは、1mm以上で接続管の管壁の肉厚以下で、肉厚t側から肉厚T側に向かって徐々に厚くなっている。すなわち、肉厚Tが第1ストッパー段部12の周方向で最大厚さとなっている。
第2ストッパー段部22は、全周がt〜Tの間の均一な肉厚(好ましくは(t+T)/2)になっている。
このチーズAは、上記のように、t<T及びH1<H2を満足するので、実際にポリ塩化ビニル樹脂製パイプPを第1受口11及び第2受口21に嵌合して接着剤を介して接続した場合に、内水圧を受けた時に発生する分岐部2の本管部からの分岐方向内側コーナー側への応力集中を回避することができ、こうした応力に伴って長期的に進行する破壊を低減することができる。すなわち、分岐部2側に集中していた応力を180度反対側に徐々に応力分散させ、結果として分岐部2側への応力集中を低減させることができ、継手全体の強度を向上させることができる。
また、肉厚tを薄くすることで、製品重量の増加を防ぐことができる。
また、肉厚tを薄くすることで、製品重量の増加を防ぐことができる。
さらに、肉厚Tが、1mm以上で接続管の管壁の肉厚以下で第1ストッパー段部12の全周で最大肉厚になっているので、第1ストッパー段部12、12が内部を流れる流体の障害となることがない。
また、第1ストッパー段部12の肉厚が、肉厚t側から肉厚T側に向かって徐々に厚くなっているので、図2に示す分岐部2側で矢印X方向に働く引張応力に対して剛性を増すことができる。
しかも、肉厚Tを最も厚くすることで、応力の分散が少ない肉厚T側に分岐部2側からの応力を上手く分散することができ、製品重量の点でも好ましい。
また、第1ストッパー段部12の肉厚が、肉厚t側から肉厚T側に向かって徐々に厚くなっているので、図2に示す分岐部2側で矢印X方向に働く引張応力に対して剛性を増すことができる。
しかも、肉厚Tを最も厚くすることで、応力の分散が少ない肉厚T側に分岐部2側からの応力を上手く分散することができ、製品重量の点でも好ましい。
図5は、本発明の管継手の第2の実施の形態であるエルボをあらわしている。
図5に示すように、このエルボBは、ポリ塩化ビニル樹脂を射出成形することによって形成されていて、受口4と受口4との間に屈曲部3を備えている。
図5に示すように、このエルボBは、ポリ塩化ビニル樹脂を射出成形することによって形成されていて、受口4と受口4との間に屈曲部3を備えている。
両受口4の奥側には、それぞれストッパー段部5が設けられている。
ストッパー段部5は、図5に示すように、屈曲部3の屈曲方向の肉厚をt、受口4の管軸を挟んで反対側の肉厚をTとするとともに、屈曲部3の屈曲方向の、受口内周面とストッパー段部内周面との段差をH1、受口4の管軸を挟んで反対側の受口内周面とストッパー段部内周面との段差をH2としたとき、t<T及びH1<H2を満足するように形成されている。
ストッパー段部5は、図5に示すように、屈曲部3の屈曲方向の肉厚をt、受口4の管軸を挟んで反対側の肉厚をTとするとともに、屈曲部3の屈曲方向の、受口内周面とストッパー段部内周面との段差をH1、受口4の管軸を挟んで反対側の受口内周面とストッパー段部内周面との段差をH2としたとき、t<T及びH1<H2を満足するように形成されている。
しかも、肉厚Tは、1mm以上で接続管の管壁の肉厚以下で肉厚t側から肉厚T側に向かって徐々に厚くなっている。すなわち、肉厚Tがストッパー段部5の周方向で最大厚さとなっている。
以下に、本発明の作用効果を示す実施例及び比較例を対比してあららわす。
(実施例1)
3次元CADソフトウェアSolid Works2007(ソリッドワークス社)を使用し、第1受口11の管壁厚さ=3mm、第2受口21の管壁厚さ3mm、第1ストッパー段部12のt=1mm、T=3mm、中間位置の厚さt2=2mm、第2ストッパー段部22の肉厚2mmの呼び径50のポリ塩化ビニル樹脂製パイプ(VP)の接続に用いる図1〜図4に示すチーズAの、3次元モデルを作製した。また、このチーズAの第1受口11及び第2受口21のそれぞれにポリ塩化ビニルパイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、得られた両3次元モデルを使用し、内面に内圧1.0MPaを負荷した時の局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した。
3次元CADソフトウェアSolid Works2007(ソリッドワークス社)を使用し、第1受口11の管壁厚さ=3mm、第2受口21の管壁厚さ3mm、第1ストッパー段部12のt=1mm、T=3mm、中間位置の厚さt2=2mm、第2ストッパー段部22の肉厚2mmの呼び径50のポリ塩化ビニル樹脂製パイプ(VP)の接続に用いる図1〜図4に示すチーズAの、3次元モデルを作製した。また、このチーズAの第1受口11及び第2受口21のそれぞれにポリ塩化ビニルパイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、得られた両3次元モデルを使用し、内面に内圧1.0MPaを負荷した時の局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した。
その結果、実施例1に示す3次元モデルのチーズAは、本体部1の、分岐部2との交差部近傍での応力発生値が、パイプ無しで27.7MPaであり、パイプ有りで12.8MPaであった。
(比較例1)
第1ストッパー段部12の肉厚を全周3mm、第2ストッパー段部22の肉厚を3mmとした以外、実施例1と同様にしてチーズの3次元モデルと、この三次元モデルのチーズの第1受口11及び第2受口21のそれぞれにポリ塩化ビニルパイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで25.8MPaであり、パイプ有りで15.0MPaであった。
第1ストッパー段部12の肉厚を全周3mm、第2ストッパー段部22の肉厚を3mmとした以外、実施例1と同様にしてチーズの3次元モデルと、この三次元モデルのチーズの第1受口11及び第2受口21のそれぞれにポリ塩化ビニルパイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで25.8MPaであり、パイプ有りで15.0MPaであった。
(比較例2)
第1ストッパー段部12の肉厚をt=3mm、T=1mm、中間位置の厚さt2=2mmとした以外、実施例1と同様にしてチーズの3次元モデルと、この三次元モデルのチーズの第1受口11及び第2受口21のそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで26.7MPaであり、パイプ有りで14.9MPaであった。
第1ストッパー段部12の肉厚をt=3mm、T=1mm、中間位置の厚さt2=2mmとした以外、実施例1と同様にしてチーズの3次元モデルと、この三次元モデルのチーズの第1受口11及び第2受口21のそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで26.7MPaであり、パイプ有りで14.9MPaであった。
(比較例3)
第1ストッパー段部12の肉厚を、t=3mm、T=3mm、t2=1mmとした以外、実施例1と同様にしてチーズの3次元モデルと、この三次元モデルのチーズの第1受口11及び第2受口21のそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで24.6MPaであり、パイプ有りで13.7MPaであった。
第1ストッパー段部12の肉厚を、t=3mm、T=3mm、t2=1mmとした以外、実施例1と同様にしてチーズの3次元モデルと、この三次元モデルのチーズの第1受口11及び第2受口21のそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで24.6MPaであり、パイプ有りで13.7MPaであった。
上記実施例1及び比較例1〜3で得られた局所的最大応力の算出結果を対比して表1に示す。
上記表1から、本発明のように、チーズにおいては、パイプが接続された実使用状態であるパイプ有りでは、t<T及びH1<H2を満足させれば、局所的最大応力が小さくなることがわかる。
(実施例2)
第1ストッパー段部12のt=1.69mm、T=5.54mmである以外、上記実施例1にほぼ類似した硬質ポリ塩化ビニル製チーズ(50A-チーズ形状)を試作して成形品状態での繰り返し静水圧試験(以下脈動試験と記載)を以下のように実施した。
〔脈動試験〕
試作品の第1受口11及び第2受口21に、それぞれ長さ150mmに切断した呼び径50の硬質ポリ塩化ビニル製パイプを、接着剤を介して嵌合接着して供試体を得た。
この供試体に2.5秒周期、0と2.0MPaの2つの水圧値を往復する脈動水圧を与え、破壊するまでの回数を測定した。
その結果、n=2にて行ったが、どちらの供試体においても10万回でも破壊に至らなかった。
第1ストッパー段部12のt=1.69mm、T=5.54mmである以外、上記実施例1にほぼ類似した硬質ポリ塩化ビニル製チーズ(50A-チーズ形状)を試作して成形品状態での繰り返し静水圧試験(以下脈動試験と記載)を以下のように実施した。
〔脈動試験〕
試作品の第1受口11及び第2受口21に、それぞれ長さ150mmに切断した呼び径50の硬質ポリ塩化ビニル製パイプを、接着剤を介して嵌合接着して供試体を得た。
この供試体に2.5秒周期、0と2.0MPaの2つの水圧値を往復する脈動水圧を与え、破壊するまでの回数を測定した。
その結果、n=2にて行ったが、どちらの供試体においても10万回でも破壊に至らなかった。
(比較例4)
第1ストッパー段部12の肉厚を全周で1.69mmとした以外、比較例1にほぼ類似した硬質ポリ塩化ビニル樹脂製チーズ(50A-チーズ形状)を試作してこの試作品を用いて実施例2と同様の供試体の脈動試験をn=2で実施した。
その結果、供試体の一方に50048回で、他方に53342回の脈動回数で割れが発生した。
第1ストッパー段部12の肉厚を全周で1.69mmとした以外、比較例1にほぼ類似した硬質ポリ塩化ビニル樹脂製チーズ(50A-チーズ形状)を試作してこの試作品を用いて実施例2と同様の供試体の脈動試験をn=2で実施した。
その結果、供試体の一方に50048回で、他方に53342回の脈動回数で割れが発生した。
(比較例5)
第1ストッパー段部12の肉厚を全周で3.84mmとした以外、比較例1にほぼ類似した硬質ポリ塩化ビニル樹脂製チーズ(50A-チーズ形状)を試作してこの試作品を用いて実施例2と同様の供試体の脈動試験をn=2で実施した。
その結果、供試体の一方に68375回で、他方に39945回の脈動回数で割れが発生した。
第1ストッパー段部12の肉厚を全周で3.84mmとした以外、比較例1にほぼ類似した硬質ポリ塩化ビニル樹脂製チーズ(50A-チーズ形状)を試作してこの試作品を用いて実施例2と同様の供試体の脈動試験をn=2で実施した。
その結果、供試体の一方に68375回で、他方に39945回の脈動回数で割れが発生した。
(比較例6)
第1ストッパー段部12の肉厚を、t=4.95mm、T=1.64mmとした以外、比較例4にほぼ類似した硬質ポリ塩化ビニル樹脂製チーズ(50A-チーズ形状)を試作してこの試作品を用いて実施例2と同様の供試体の脈動試験をn=2で実施した。
その結果、供試体の一方に60014回で、他方に61031回の脈動回数で割れが発生した。
第1ストッパー段部12の肉厚を、t=4.95mm、T=1.64mmとした以外、比較例4にほぼ類似した硬質ポリ塩化ビニル樹脂製チーズ(50A-チーズ形状)を試作してこの試作品を用いて実施例2と同様の供試体の脈動試験をn=2で実施した。
その結果、供試体の一方に60014回で、他方に61031回の脈動回数で割れが発生した。
上記実施例2及び比較例4〜6から、上記実施例1及び比較例1〜3の算出結果が実証できた。
(実施例3)
ストッパー段部5のt=1mm、T=3mm、中間位置の厚さt2=2mm、受口11の管壁厚さ=3mmの呼び径50のポリ塩化ビニル樹脂製パイプ(VP)の接続に用いる図5に示すエルボBの、3次元モデルを作製した。また、このエルボBの両受口4にそれぞれポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで21.9MPaであり、パイプ有りで13.8MPaであった。
ストッパー段部5のt=1mm、T=3mm、中間位置の厚さt2=2mm、受口11の管壁厚さ=3mmの呼び径50のポリ塩化ビニル樹脂製パイプ(VP)の接続に用いる図5に示すエルボBの、3次元モデルを作製した。また、このエルボBの両受口4にそれぞれポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで21.9MPaであり、パイプ有りで13.8MPaであった。
(比較例7)
ストッパー段部5の肉厚を全周3mmとした以外、実施例3と同様にしてエルボの3次元モデルと、この三次元モデルのチーズの受口4のそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで23.8MPaであり、パイプ有りで16.5MPaであった。
ストッパー段部5の肉厚を全周3mmとした以外、実施例3と同様にしてエルボの3次元モデルと、この三次元モデルのチーズの受口4のそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで23.8MPaであり、パイプ有りで16.5MPaであった。
(比較例8)
ストッパー段部5の肉厚を、t=3mm、T=1mm、t2=2mmとした以外、実施例3と同様にしてエルボの3次元モデルと、この三次元モデルのエルボの両1受口4にそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで23.4MPaであり、パイプ有りで16.3MPaであった。
(比較例9)
ストッパー段部5の肉厚を、t=3mm、T=3mm、t2=1mmとした以外、実施例3と同様にしてエルボの3次元モデルと、この三次元モデルのエルボの受口4のそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例3と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで19.2MPaであり、パイプ有りで15.8MPaであった。
ストッパー段部5の肉厚を、t=3mm、T=1mm、t2=2mmとした以外、実施例3と同様にしてエルボの3次元モデルと、この三次元モデルのエルボの両1受口4にそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例1と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで23.4MPaであり、パイプ有りで16.3MPaであった。
(比較例9)
ストッパー段部5の肉厚を、t=3mm、T=3mm、t2=1mmとした以外、実施例3と同様にしてエルボの3次元モデルと、この三次元モデルのエルボの受口4のそれぞれにポリ塩化ビニル樹脂製パイプを嵌合接続した状態の3次元モデルを作製した。
そして、実施例3と同様にして局所的最大応力を線形解析によりそれぞれ算出した結果、応力発生値はパイプ無しで19.2MPaであり、パイプ有りで15.8MPaであった。
上記実施例3及び比較例7〜9で得られた局所的最大応力の算出結果を対比して表2に示す。
上記表2から、本発明のように、エルボにおいては、パイプが接続された実使用状態であるパイプ有りでは、t<T及びH1<H2を満足させれば、局所的最大応力が小さくなることがわかる。
本発明の合成樹脂製管継手は、上記の実施の形態に限定されない。例えば,上記第1の実施の形態のチーズでは、本管部と分岐部が同径であったが、異径でも構わない。また、Y型に分岐していても構わない。
また、上記の実施の形態では、分岐部が1つであったが、分岐部を並列に備えたヘッダー形状でも構わない。
また、上記の実施の形態では、分岐部が1つであったが、分岐部を並列に備えたヘッダー形状でも構わない。
A チーズ(合成樹脂製管継手)
B エルボ(合成樹脂製管継手
1 本体部
11 第1受口
12 第1ストッパー段部
2 分岐部
21 第2受口
22 第2ストッパー段部
3 屈曲部
4 受口
5 ストッパー段部
P ポリ塩化ビニル樹脂製パイプ(接続管)
B エルボ(合成樹脂製管継手
1 本体部
11 第1受口
12 第1ストッパー段部
2 分岐部
21 第2受口
22 第2ストッパー段部
3 屈曲部
4 受口
5 ストッパー段部
P ポリ塩化ビニル樹脂製パイプ(接続管)
Claims (3)
- 2つの受口間に分岐部または屈曲部を有し、各受口の奥側に受口に嵌合される接続管の管端面を受けるストッパー段部を備える合成樹脂製管継手において、
前記ストッパー段部は、分岐部の分岐方向側または屈曲部の内側コーナー側の肉厚をt、前記受口の管軸を挟んで肉厚t部分に対向する側の肉厚をTとするとともに、肉厚t側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をH1、肉厚T側のストッパー段部内周面と受口内周面との段差をH2としたとき、
t<T及びH1<H2を満足することを特徴とする合成樹脂製管継手。 - 肉厚Tが1mm以上、かつ、接続管の受口嵌合部の管肉厚以下である請求項1に記載の合成樹脂製管継手。
- 肉厚t側から肉厚T側に向かって徐々に肉厚が厚くなっている請求項1または請求項2に記載の合成樹脂製管継手。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011105852A JP2012237351A (ja) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | 合成樹脂製管継手 |
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-
2011
- 2011-05-11 JP JP2011105852A patent/JP2012237351A/ja active Pending
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