JP2016035312A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】補強材が配合された樹脂製の管継手において、補強材の配向を抑制して、亀裂発生を抑制する。
【解決手段】管継手１０は、補強材１８が配合された樹脂で一体成形された管状の本体部１２と、本体部１２に連設され、該本体部１２の径方向の断面積が該本体部１２より大きいトルク入力部１４と、本体部１２から該本体部１２の径方向に膨出し、かつトルク入力部１４に連設され、本体部１２の径方向の断面積がトルク入力部１４よりも小さく本体部１２よりも大きい中間肉厚部１６と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、管継手に関する。

下記特許文献１には、管継手が開示されている。この管継手は、管体に捩込まれる金属管と、金属管に一体成形され他の管体に接続可能な樹脂管と、管体に金属管を捩込むトルクが入力され樹脂管に一体に形成された六角形部とを備えている。管継手の管体への捩込みにはモンキレンチ等の工具が使用される。

特開２０１４−９５４１０号公報

しかしながら、樹脂製の管継手が一体に射出成形される構成とした場合、管継手における六角形部と一端との間に、外径及び肉厚（つまり断面積）が急激に小さくなる部位が形成される。

この部位では、射出成形時に溶融樹脂の流速が極端に速くなるため、樹脂に補強材が含まれる場合に該補強材の配向性が強まる。そうすると、この部位が部分的に弱くなり、管継手の強度が低下することが懸念される。

本発明は、上記事実を考慮して、補強材が配合された樹脂製の管継手において、補強材の配向を抑制して、亀裂発生を抑制することを目的とする。

請求項１に係る管継手は、補強材が配合された樹脂で一体成形された管状の本体部と、前記本体部に連設され、該本体部の径方向の断面積が該本体部より大きいトルク入力部と、前記本体部から該本体部の径方向に膨出し、かつ前記トルク入力部に連設され、前記本体部の径方向の断面積が前記トルク入力部よりも小さく前記本体部よりも大きい中間肉厚部と、を備えている。

この管継手では、トルク入力部と本体部の間に中間肉厚部が設けられているので、トルク入力部と本体部との間の断面積の変化率が抑制される。これにより、トルク入力部と本体部との間を流れる溶融樹脂の流速の変化が抑制される。このため、補強材が配合された樹脂製の管継手において、補強材の配向を抑制して、亀裂発生を抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の管継手において、トルク入力部は、成形時における前記樹脂の注入位置である。

この管継手では、成形時に樹脂がトルク入力部から注入され、本体部側へ流れて行く。この際、断面積の減少による流速の増加を、中間肉厚部において抑制することができる。これにより、補強材の配向を抑制して、亀裂発生を抑制することができる。
なお、注入位置から本体部側へ直接流れる樹脂に限らず、周方向に流れつつ本体部へ流れていく樹脂についても、補強材の配向を抑制して亀裂発生を抑制することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の管継手において、前記樹脂が、ポリフェニレンサルファイドである。

この管継手では、樹脂が靱性の低いポリフェニレンサルファイドであっても、亀裂発生を抑制することができる。換言すれば、亀裂発生の抑制による管継手の破壊防止効果は、靱性の低い材料で特に有効である。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の管継手において、前記補強材が、ガラス繊維である。

この管継手では、補強材がガラス繊維であるので、管継手の引張強度及び曲げ強度を高めると共に、伸びを抑制することができる。

本発明によれば、補強材が配合された樹脂製の管継手において、補強材の配向を抑制して、亀裂発生を抑制することができる、という優れた効果が得られる。

本実施形態に係る管継手を示す半断面図である。 本実施形態に係る管継手におけるテーパ部付近を示す拡大断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１，図２において、本実施形態に係る管継手１０は、管状の本体部１２と、トルク入力部１４と、中間肉厚部１６と、を備えている。本体部１２の内部は、該本体部１２の軸方向に貫通している。管継手１０には、管体（図示せず）を接続するための部品（図示せず）を組み合わせることができる。

本体部１２は、補強材１８（図２）が配合された樹脂で一体成形されており、例えば後述する円筒部２６及びテーパ部２８に相当する。この樹脂は、例えばポリフェニレンサルファイドである。補強材１８は、例えばガラス繊維である。なお、図３における補強材１８は、実際よりも大きさを誇張して描かれている。

トルク入力部１４は、本体部１２に連設され、該本体部１２の径方向の断面積が該本体部１２より大きい部位である。換言すれば、本体部１２の径方向において、トルク入力部１４の断面積は、本体部１２の断面積よりも大きい。トルク入力部１４は、本体部１２に一体成形された六角部である。本実施形態では、トルク入力部１４は、管継手１０において最も断面積が大きい部位（厚肉部）であるが、必ずしも最も断面積が大きい部位でなくてもよい。

トルク入力部１４に隣接して、ねじ部２０が設けられている。管体（図示せず）にねじ部２０を捩じ込む際に、トルク入力部１４に工具（図示せず）のトルクが入力される。ねじ部２０は、例えばテーパ雄ねじであるが、ねじの種類はこれに限られない。

トルク入力部１４の外周には、本体部１２の径方向に窪む凹部１５が設けられている。この凹部１５は、トルク入力部１４の周方向を長手方向とし、本体部１２の軸方向を短手方向とした長溝である。工具によりトルク入力部１４にトルクが入力されると、ねじ部２０や本体部１２等に亀裂が発生する前に、トルク入力部１４の角部が工具により潰される構成とされている。

トルク入力部１４は、成形時における樹脂の注入位置である。トルク入力部１４から金型のキャビティ（図示せず）に矢印Ａ方向に注入された溶融樹脂（図示せず）は、矢印Ｂ方向及び矢印Ｃ方向に流れて、該キャビティに充填されて行く。矢印Ｂ方向は、薄肉部の方向である。また、矢印Ｃ方向は、ねじ部２０の方向である。樹脂の硬化後には、トルク入力部１４に樹脂の注入位置（ゲート）の痕跡であるゲート痕２２が形成される。なお、このゲート痕２２は、トルク入力部１４の外観上明確でなくてもよい。

本体部１２の軸方向において、トルク入力部１４と反対側には、トルク入力部１４よりも断面積が小さい薄肉部が設けられている。薄肉部は、本体部１２のねじ部２０と反対側の端部（テーパ部２８の端部）から、管継手１０の端部２４に向かって順に設けられた、位置決め部３０、挿入部３２、溝部３４、３６、及び挿入部３８である。

挿入部３２，３８は、図示しない管体が端部２４側から挿入され連結される部位であり、外径は互いに同等となっている。位置決め部３０の外径は、挿入部３２の外径よりも大きく設定されており、管体は位置決め部３０まで挿入可能となっている。溝部３４，３６には、図示しないＯリングが嵌め込まれるようになっている。このＯリングにより、挿入部３２，３８に挿入された管体と、該挿入部３２，３８との間の気密性又は水密性が確保されるようになっている。

中間肉厚部１６は、本体部１２から該本体部１２の径方向に膨出し、かつトルク入力部１４に連設され、本体部１２の径方向の断面積がトルク入力部１４よりも小さく本体部１２よりも大きい。中間肉厚部１６は、トルク入力部１４と円筒部２６との間に位置している。また中間肉厚部１６は、例えば外面が段状に形成され、円筒部１６Ａと面取り部１６Ｂを有している。円筒部１６Ａは、トルク入力部１４の軸方向の端部１４Ａ側に連続して形成されている。面取り部１６Ｂは、円筒部１６Ａの軸方向の端部１６Ｃ側に連続して形成されている。トルク入力部１４から、中間肉厚部１６、本体部１２（円筒部２６及びテーパ部２８）にかけての内周面４０は、次第に縮径するテーパ面となっている。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る管継手１０では、トルク入力部１４と本体部１２（円筒部２６、テーパ部２８）の間に中間肉厚部１６が設けられているので、トルク入力部１４と本体部１２との間の断面積の変化率が抑制される。

具体的には、本体部１２の成形時に、樹脂がトルク入力部１４に相当する位置から注入され、本体部１２側へ矢印Ｂ方向に流れて行く。この際、断面積の減少による流速の増加を、中間肉厚部１６において抑制することができる。これにより、トルク入力部１４と本体部１２との間を流れる溶融樹脂の流速の変化が抑制される。このため、図２に示されるように、補強材１８が配合された樹脂製の管継手において、補強材１８の配向を抑制して、亀裂発生を抑制することができる。なお、注入位置から本体部１２側へ直接流れる樹脂に限らず、周方向に流れつつ本体部１２へ流れていく樹脂についても、補強材１８の配向を抑制して亀裂発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、樹脂が靱性の低いポリフェニレンサルファイドであっても、亀裂発生を抑制することができる。換言すれば、亀裂発生の抑制による管継手１０の破壊防止効果は、靱性の低い材料で特に有効である。

更に、本実施形態では、補強材１８がガラス繊維であるので、管継手１０の引張強度及び曲げ強度を高めると共に、伸びを抑制することができる。
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

トルク入力部１４が六角部であるものとしたが、トルク入力部１４はこれに限られず、例えば円筒部であってもよい。また、薄肉部として、位置決め部３０、挿入部３２、溝部３４，３６、及び挿入部３８を挙げたが、本体部１２の設計に応じてこれらは適宜変更される。

本体部１２を構成する樹脂がポリフェニレンサルファイドであるものとしたが、樹脂の種類はこれに限られない。

補強材１８がガラス繊維であるものとしたが、補強材１８の種類はこれに限られず、樹脂の強化に使用される各種素材、例えば炭素繊維が使用可能である。

一例として、トルク入力部１４から溝部３４にかけての各断面位置Ａ１〜Ａ３（図１）の断面積減少率は、例えば表１に示されるとおりである。

断面位置Ａ１は、厚肉部１４において溝部１５のない部分に位置する。
断面位置Ａ２は、中間肉厚部１６に位置する。
断面位置Ａ３は、円筒部２６に位置する。

比較例は、中間肉厚部が省略された構造である。この場合、断面位置Ａ１（トルク入力部１４の面取り部）から断面位置Ａ３（本体部１２の円筒部２６）の区間で断面積が急減する。その断面積減少率は６１．３％であり、樹脂の注入位置（トルク入力部１４）に近い部分での断面積減少率としては大きい値となる。従って、比較例では、断面位置Ａ３から断面位置Ａ３の区間で補強材の配向性が大きくなっている。
これに対し、実施例では、断面位置Ａ１から断面位置Ａ３の間に中間肉厚部１６（断面位置Ａ２）が設けられているので、この区間での断面積減少率が抑制され、補強材の配向性が抑制される。

１０ 管継手
１２ 本体部
１４ トルク入力部
１６ 中間肉厚部
１８ 補強材
２６ 円筒部（本体部）
２８ テーパ部（本体部）
３０ 位置決め部（薄肉部）
３２ 挿入部（薄肉部）
３４ 溝部（薄肉部）
３６ 溝部（薄肉部）
３８ 挿入部（薄肉部）

Claims (4)

1. 補強材が配合された樹脂で一体成形された管状の本体部と、
   前記本体部に連設され、該本体部の径方向の断面積が該本体部より大きいトルク入力部と、
   前記本体部から該本体部の径方向に膨出し、かつ前記トルク入力部に連設され、前記本体部の径方向の断面積が前記トルク入力部よりも小さく前記本体部よりも大きい中間肉厚部と、
   を備えた管継手。
2. 前記トルク入力部は、成形時における前記樹脂の注入位置である請求項１に記載の管継手。
3. 前記樹脂は、ポリフェニレンサルファイドである請求項１又は請求項２に記載の管継手。
4. 前記補強材は、ガラス繊維である請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の管継手。

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