JP2012255476A

JP2012255476A - 管継手

Info

Publication number: JP2012255476A
Application number: JP2011128137A
Authority: JP
Inventors: Takeo Iizuka; 建郎飯塚
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-06-08
Filing date: 2011-06-08
Publication date: 2012-12-27

Abstract

【課題】金属製の接続部が継手本体から剥離するのを抑制した管継手を簡単な加工かつ低コストで提供する。
【解決手段】管継手１０を構成する金属管２２の外周壁には、金属管に接続される雄ネジ部２８が形成されており、金属管２２の内周壁には、螺旋状の溝３２及び３３が形成されている。ここで、螺旋状の溝３２及び３３は、互いに螺旋方向が反対となるように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、管体との接続に用いられる管継手に関する。

近年、配管用管体が接続される管継手は低コスト化あるいは軽量化を目的として、本体が樹脂で形成された樹脂管が普及しているが、強度が要求される部分は金属とされている。このような管継手の一般的な製造方法としては、金型内に予め金属管を入れておき、その後、継手の本体となる熱可塑性の樹脂を金型に注入するインサート成形が知られている。

しかし、管継手の金属管部分に配管用管体を接続する作業をする際に、金属と樹脂との接合部が剥離して空回りする虞がある。また、金属と樹脂は熱膨張係数が違うことから、熱応力が生じて金属管部分と樹脂部分との接合部が剥離する虞があった。

そこで、金属管と樹脂管との剥離を抑制するため、金属管である金属製接続部材に複数の窪みと切欠きを設けた金属製接続部材付き合成樹脂製管継手が開示されている（特許文献１）。

しかし、金属製接続部材に上述した複数の窪みや切欠きを形成するためには、特殊な加工機を用いた複雑な加工が必要になり、加工工数も多くなる。

特開平０９−２５０６７５号公報

本発明は、上記事実を考慮し、金属管に簡単な加工をすることで金属管と樹脂管との接合部の剥離が抑制される管継手を提供することを目的とする。

請求項１に記載の管継手は、配管用管体が接続される雄ねじ部が外周壁に形成された金属管と、前記金属管の内周壁に形成された螺旋状の第１の溝と、一端部が他の配管用管体と接続され、他端部が前記第１の溝に入り込んで面接触し、前記金属管と一体となる樹脂管と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載の管継手では、簡単な加工方法で金属管の内周壁に螺旋状の第１の溝を形成することができる。また、第１の溝に樹脂管の一部が入り込んで面接触されているため、熱応力による樹脂管の軸方向の伸縮が拘束される。また、金属管と樹脂管との接触面積を広くすることができるので、金属管が樹脂管から剥離するのを抑制できる。

請求項２に記載の管継手は、配管用管体が接続される雌ねじ部が内周壁に形成された金属管と、前記金属管の外周壁に形成された螺旋状の第１の溝と、一端部が他の配管用管体と接続され、他端部が前記第１の溝に入り込んで面接触し、前記金属管と一体となる樹脂管と、を有する管継手。を有することを特徴とする。

請求項２に記載の管継手では、簡単な加工方法で金属管の外周壁に螺旋状の第１の溝を形成することができる。また、第１の溝に樹脂管の一部が入り込んで面接触されているため、熱応力による樹脂管の伸縮が拘束され、また、金属管と樹脂管との接触面積を広くすることができるので、金属管が樹脂管から剥離するのを抑制できる。

請求項３に記載の管継手は、請求項１又は２に記載の継手であって、前記第１の溝の螺旋方向は、前記金属管に形成されたねじ部に対して逆ねじとなるように形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の管継手では、配管用管体と接続する際に、第１の溝が逆ねじとなって、金属管が樹脂管から剥離して空回りするのを抑制できる。

請求項４に記載の管継手は、請求項１又は２に記載の継手であって、前記金属管には、前記樹脂管と面接触する、前記第１の溝とは螺旋方向が反対である螺旋状の第２の溝を有することを特徴とする。

請求項４に記載の管継手では、互いに螺旋方向が反対である第１の溝及び第２の溝が金属管に形成されているので、管継手を管体に接続する際に、一方向の回転に対してどちらか一方の螺旋状の溝が逆ねじとなって金属管が樹脂管から剥離して空回りするのを抑制できる。

請求項５に記載の継手は、請求項１又は請求項２に記載の継手であって、前記金属管には、前記樹脂管と面接触する、環状の溝をさらに有することを特徴とすることを特徴とする。

請求項５に記載の管継手では、金属管に環状の溝が形成されているので、熱応力による樹脂管の軸方向の伸縮をさらに拘束することができる。

本発明は、上記の構成としたので、金属管に簡単な加工をすることで金属管と樹脂管との剥離が抑制される管継手を提供することができる。

第１実施形態に係る管継手の正面図である。第１実施形態に係る管継手の断面図である。第１実施形態に係る金属管の断面図である。（Ａ）は第１実施形態に係る第１の溝の形成方法を説明するための金属管の断面図、（Ｂ）は第２の溝の形成方法を説明するための金属管の断面図である。第２実施形態に係る継手の断面図である。第３実施形態に係る継手の断面図である。

次に図を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る管継手について説明する。

図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る管継手１０は、金属管２２と樹脂管１６とが一体形成されて構成されている。管継手１０の一端部には雄ねじ部２８が形成されており、図示しない金属製の配管用管体の雌ねじ部に捩じ込んで接続される。また、管継手１０の他端部（図１における左側）には図示しない樹脂製の配管用管体（パイプ）が接続される。

図２に示すように、管継手１０は両端が開口した円筒状の樹脂管１６と、樹脂管１６と同軸的に設けられた金属管２２とで構成されている。金属管２２は樹脂管１６の一端側にインサート形成されており、樹脂管１６の材質としては、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の耐熱性、耐薬品性に優れた樹脂が用いられる。

樹脂管１６に一体成形されている金属管２２は、両端が開口した円筒状で、ステンレスや青銅合金等によって形成されている。

金属管２２の一端部は、樹脂管１６から露出しており、外周壁には図示しない管体の雌ねじ部に捩じ込まれる雄ねじ部２８が形成されている。金属管２２の他端部は、樹脂管１６の六角ねじ部１６Ａの内周と接しており、外周壁にローレット加工部２７が形成されている。また、金属管２２の内周壁全体が樹脂管１６と接触しており、管継手１０の内部には、樹脂管１６によって、径方向の幅が一定の流路が形成されている。

図３に示すように、金属管２２の内周壁には金属管２２の軸方向両端から、第１の溝としての螺旋状の溝３２及び、第２の溝としての螺旋状の溝３３が形成されている。本実施形態の螺旋状の溝３２は、雄ねじ部２８が形成されている開口部３８から他端側の開口部４０へ向かって加工されている。一方、螺旋状の溝３３は、開口部４０から開口部３８へ向かって加工されている。また、それぞれの螺旋状の溝３２及び３３は螺旋方向が反対に形成されている。ここで、螺旋状の溝３２及び３３は、溝のピッチが一定ではなく、途中で変わっている形状も含むため、ねじ溝とは区別される。

また、螺旋状の溝３２及び３３は、一般的に旋盤による切削加工によって形成されるが、その加工方法の一例を説明する。なお、本実施形態では雄ねじ部２８やローレット加工部２７を形成する前の金属管２２に対して螺旋状の溝３２及び３３を形成する。

図４（Ａ）に示すように、旋盤のチャック６６によって金属管２２の一端部を固定して、金属管２２の軸を中心に回転させる。そして、他端部側からバイト６４を近づけて開口部３８へ接触させる。回転している金属管２２の内周壁に接触させたバイト６４を一定速度で金属管２２の軸方向に移動させることで、螺旋状の溝３２が形成される。

螺旋状の溝３２が所定の位置まで加工されたところでバイト６４を金属管２２の径方向内側に逃がし、金属管２２の回転を停止させて金属管２２をチャック６６から外す。

次に図４（Ｂ）に示すように、金属管２２の他端部をチャック６６に固定して、先程とは逆回転をさせて、バイト６４を金属管２２の開口４０から一定速度で軸方向に移動させることで、螺旋状の溝３３が形成される。

本実施形態の方法では、バイト６４を金属管２２の端部から一定速度で移動させて切削することができるため、従来の継手に形成された複数の環状の溝の加工と比べて、螺旋状の溝３２及び螺旋状の溝３３を簡単に形成することができる。

なお、本実施形態では、螺旋状の溝３２は、雄ねじ部２８が形成されている開口部３８から他端側の開口部４０へ向かって加工されたが、開口部４０から開口部３８へ向かって加工されてもよい。これは螺旋状の溝３３についても同様である。

次に、本発明の第１実施形態に係る管継手のインサート成形方法の一例について説明する。

先ず、図示しない樹脂成形用の金型内にインサート部材である金属管２２を収容する。このときの金属管２２は、螺旋状の溝３２及び３３、雄ねじ部２８及びローレット加工部２７が形成された状態となっている。次に、加熱された熱可塑性の樹脂を金型へ流し込む。

金型を満たした樹脂を常温まで冷却させて硬化させることで、管継手１０がインサート成形される。ここで、加熱された樹脂及び金属は冷却する過程で収縮するが、樹脂と金属の熱膨張係数が異なるため、樹脂管１６と金属管２２との接合部分には熱応力が生じる。

ここで、本実施形態に係る管継手１０の金属管２２の内周壁には螺旋状の溝３２及び３３が設けられているため、樹脂が管継手１０の軸方向に収縮するのを拘束し、樹脂管１６と金属管２２との剥離が抑制される。

次に本発明の第１実施形態の管継手１０を図示しない配管用管体と接続する手順について説明する。

本実施形態の管継手１０は、雄ねじ部２８を図示しない配管用管体の雌ねじ部に捩じ込んで接続されるが、実際には樹脂管１６の六角ねじ部１６Ａに加えられた回転力が金属管２２に伝達されることで、雄ねじ部２８は図示しない配管用管体の雌ねじ部に捩じ込まれる。このとき、樹脂管１６と金属管２２との接合部分には、樹脂管１６の回転方向にせん断力が生じる。

螺旋状の溝３２及び３３においても同様のせん断力が生じるが、螺旋状の溝３２及び３３は互いに螺旋方向が反対であるため、一方の螺旋状の溝が雄ねじ部２８に対して逆ねじとなって、金属管２２と樹脂管１６とが剥離せずに樹脂管１６から金属管２２へ確実に回転力が伝達される。

一方、管継手１０の他端部には、図示しない樹脂製のパイプが樹脂管１６の六角ねじ部１６Ａに当接するまで圧入され、樹脂管１６に設けられた環状突起１６Ｂによってシールされる。

図示しない配管用管体に接続された管継手１０を交換する際には、配管用管体から管継手１０を取り外すことになるが、この際には他方の螺旋状の溝が逆ねじとなって、金属管２２と樹脂管１６が剥離することなく回転力が伝達される。

さらに、螺旋状の溝３２及び３３を軸方向に長く形成することで樹脂管１６との接触面積を大きくすることができるため、金属管２２と樹脂管１６とが剥離するのを抑制できる。

なお、本実施形態における螺旋状の溝３２及び３３は、それぞれ金属管２２の軸方向の長さに対して３分の１程度の長さとなっているが、溝のピッチや溝の本数は特に制限しない。例えば、螺旋状の溝３２は開口部３８から開口部４０まで形成されていてもよい。

また、本実施形態では金属管２２に螺旋状の溝３２及び３３が形成されていたが、一方の螺旋状の溝だけが形成されていてもよい。この場合、螺旋状の溝が雄ねじ部２８に対して逆ねじとなるように形成されていることが好ましい。すなわち、一般的には管継手１０の交換を頻繁に行うことがないため、図示しない配管用管体に締め付ける際に剥離を抑制できる螺旋状の溝が形成されていれば、樹脂管１６と金属管２２とが剥離せずに回転力を伝達することができる。

また、本実施形態では金属管２２に形成された螺旋状の溝３２及び３３は、螺旋方向が反対となるように形成されていたが、金属管２２と樹脂管１６との剥離を抑制できれば、同じ螺旋方向に形成されていてもよい。この場合、螺旋状の溝３２及び３３のそれぞれの溝のピッチが異なるように形成することで、図示しない配管用管体と接続する際に、金属管２２が樹脂管１６から剥離するのを抑制することができる。

さらに、螺旋状の溝３２及び３３は、切削以外の方法で形成されていてもよい。例えば、鍛造で形成されていてもよい。以下に説明する実施形態においても同様である。

次に本発明の第２実施形態に係る管継手の成形方法について説明する。

図５に示すように、本実施形態に係る管継手１２は、図示しない樹脂製のパイプと接続される樹脂管１８と、図示しない配管用管体と接続される金属管２４から構成される。

金属管２４の内周壁には、図示しない配管用管体に接続される開口部３９から他端開口部４１へ向かって螺旋状の溝４４が形成されており、他端開口部４１近傍には環状の溝３６が形成されている。

また、金属管２４の外周壁には、樹脂管１８の六角ねじ部１８Ａとの接合部分にローレット加工部３７が形成されている。

本実施形態に係る管継手１２をインサート成形する際に、樹脂管１８と金属管２４との間には樹脂と金属との熱膨張係数の違いによってせん断力が生じるが、螺旋状の溝４４及び環状の溝３６が樹脂管１８の軸方向の収縮を拘束し、樹脂と金属の剥離を防止する。

また、管継手１２を管体に接続する際には、螺旋状の溝４４が雄ねじ部に対して逆ねじとなって、樹脂管１８と金属管２４が剥離して空回りするのを抑制する。管継手１２の他端部には、図示しない樹脂製のパイプが圧入される。

なお、本実施形態の管継手１２では、図示しない配管用管体に接続される開口部３９から他端開口部４１へ向かって螺旋状の溝４４が形成されていたが、他端開口部４１から開口部３９へ向かって螺旋状の溝４４が形成されていてもよい。この場合、環状の溝３６は、開口部３９の近傍に形成される。

次に本発明の第３実施形態に係る管継手の成形方法について説明する。

図６に示すように、本実施形態に係る管継手１４は、図示しない樹脂製のパイプと接続される樹脂管２０と、図示しない配管用管体と接続される金属管２６から構成される。

インサート部材としての金属管２６は樹脂管２０の一端側にインサート成形されており、金属管２６の内周壁には雌ねじ部３０が設けられている。また、金属管２６の外周壁には螺旋方向が反対の螺旋状の溝４６及び４８が形成されている。

本実施形態の管継手１４のインサート成形時には、加熱や冷却によって、樹脂と金属との熱膨張係数の違いにより、樹脂管２０が金属管２６よりも多く伸縮する。

ここで、螺旋状の溝４６及び４８によって樹脂管２０が管継手１４の軸方向に収縮するのを拘束し、樹脂管１６と金属管２２との剥離が抑制される。また、樹脂管２０が管継手１４の径方向に収縮することで、金属管２６との接合力が向上する。

また、本実施形態の管継手１４の一端部には、雄ねじ部を備えた図示しない配管用管体に対して、雌ねじ部３０を捩じ込んで接続され、管継手１４の他端部には、樹脂製のパイプが圧入される。図示しない配管用管体との接続時には、流路を流れる流体が接続部から漏れないように締め付けて接続されるが、樹脂管２０に回転力を加えることで、樹脂管２０と金属管２６との接合部分には回転方向にせん断力が生じる。

ここで、螺旋状の溝４６及び４８は、一方の螺旋状の溝が雌ねじ部３０に対して逆ねじとされており、このため樹脂管２０と金属管２６が剥離して空回りするのを抑制できる。

また、図示しない配管用管体から管継手１４を取り外す際には、他方の螺旋状の溝が逆ねじとなって、樹脂管２０と金属管２６が剥離して空回りするのを抑制できる。

なお、本実施形態の継手１４を構成する螺旋状の溝４６及び４８の溝ピッチ、溝幅及び溝の本数は特に制限を設けない。また、螺旋状の溝４６と同じ場所に螺旋状の溝４８が形成されていてもよい。この場合、一方の螺旋状の溝の一部が切断して、他方の螺旋状の溝が形成される。さらに、螺旋状の溝４６及び４８の少なくとも一方が金属管２６の一端側から他端側まで連続して形成されていてもよい。

以上、本発明の第１〜第３の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１〜第３の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、互いに反対方向に渦を巻く螺旋状の溝の間に環状の溝が設けられていてもよい。

１０管継手
１２管継手
１４管継手
１６樹脂管
１８樹脂管
２０樹脂管
２２金属管
２４金属管
２６金属管
３２螺旋状の溝（第１の溝）
３３螺旋状の溝（第２の溝）
３６環状の溝
４４螺旋状の溝（第１の溝）
４６螺旋状の溝（第１の溝）
４８螺旋状の溝（第２の溝）

Claims

配管用管体が接続される雄ねじ部が外周壁に形成された金属管と、
前記金属管の内周壁に形成された螺旋状の第１の溝と、
一端部が他の配管用管体と接続され、他端部が前記第１の溝に入り込んで面接触し、前記金属管と一体となる樹脂管と、
を有する管継手。
配管用管体が接続される雌ねじ部が内周壁に形成された金属管と、
前記金属管の外周壁に形成された螺旋状の第１の溝と、
一端部が他の配管用管体と接続され、他端部が前記第１の溝に入り込んで面接触し、前記金属管と一体となる樹脂管と、
を有する管継手。
前記第１の溝の螺旋方向は、前記金属管に形成されたねじ部に対して逆ねじとなるように形成されている請求項１又は２に記載の管継手。
前記金属管には、前記樹脂管と面接触する、前記第１の溝とは螺旋方向が反対である螺旋状の第２の溝を有する請求項１又は２に記載の管継手。
前記金属管には、前記樹脂管と面接触する、環状の溝をさらに有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の管継手。