JP2016089947A - 管継手の接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】管体の保持性能と取り外し性能とを両立することができる管継手の接続構造を提供すること。
【解決手段】パイプ部２６にロックリング３４の爪部３４Ｂの径方向内側の一部が入り込んでいるが、爪部３４Ｂの先端部の径方向外側の第１の角部３７は、パイプ部２６の外周面よりも径方向外側に露出している。爪部３４Ｂの第１の角部３７が周方向溝２８の溝側壁２８Ｂに接触していないため、爪部３４Ｂが径方向外側へ移動する際の爪部３４Ｂとパイプ部２６との摺動抵抗が小さく、パイプ部２６の取り外し性能を向上できる。取り外し性能を向上させるため周方向溝２８の溝深さＤを浅くする必要がないので、パイプ部２６の保持性能に必要な周方向溝２８の溝深さを確保できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、管継手同士を接続するための管継手の接続構造に関する。

管継手の接続構造として、例えば、特許文献１には開示されている管継手の接続構造が知られている。

管継手内には、挿入された管体の外周面に爪部を引っ掛けて挿入された管体を保持するロックリング等が設けられている。管継手内の内圧が高まると管体には、管継手から抜ける方向の力が作用するが、爪部の先端が管体の外周面に引っ掛かり管体の抜けを阻止する。挿入された管体を管継手から引き抜く際には、例えば、係合解除部材を継手の奥側へ押圧することで、挿入された管体の外周面に対する爪部の引っ掛かりが解除される。この状態で挿入された管体を管継手から引き抜くことで管継手から管体を取り外すことができる。

特開２００５−１８８７０５号公報

ここで、管体の保持性能を向上するために、例えば、管体の外周面の周方向に環状の溝を形成し、この溝に爪部を入り込ませ、爪部を溝の溝側壁に当接させることで管体の引き抜きを阻止することが考えられる。
しかしながら、爪部の角部を溝の溝側壁に当てると、係合解除部材を押圧して爪部を管体から外すとき、爪部の角部が溝壁に摺動して抵抗が大きくなる。

本発明は、上記課題を解決すべく成されたもので、管体の保持性能と取り外し性能とを両立することができる管継手の接続構造を提供することを課題とする。

請求項１に記載の管継手の接続構造は、外周面に段部が形成された管体と、前記管体が挿入される挿入部が形成された継手本体と、リング状に形成されて前記挿入部の内部に配置され、径方向内側に前記段部に向けて延びる爪部を備えた係止部材と、を有し、前記爪部が前記段部に突き当てられた状態で、前記爪部の先端面の第１の角部は、前記段部の側面の前記管体の径方向外側の端縁より前記管体の径方向外側に位置している。

請求項１に記載の管継手の接続構造では、管体を継手本体の挿入部に挿入することで、管体と継手本体とを接続することができる。挿入部と管体との間には、係止部材が配置されており、係止部材の径方向内側に設けられた爪部を段部に係止させることで、管体を継手本体に係止することができる。

継手本体から管体を取り出す場合は、例えば、爪部を押圧する解放リングを挿入部の奥側へ移動して、解放リングを爪部と管体の外周部分との間に入り込ませる。これにより、係止部材の爪部を弾性変形させて段部との係止を解除することができる。そして、管体を挿入部から引き出すことで、継手本体から管体を取り外すことができる。

爪部の先端面は、第１の角部が段部の側面の管体の径方向外側の端縁よりも径方向外側に位置しており、第１の角部が段部の径方向外側に露出している。即ち、爪部の先端面の第１の角部が、段部の段部の側面の管体の径方向外側の端縁よりも径方向外側に位置し、段部の側面に接触していないため、爪部を弾性変形させて段部から径方向外側へ移動する際の爪部と管体との間の摺動抵抗を小さくできる。これにより、解放リングを挿入部の奥側へスムーズに移動させることができ、管体の取り外し性能を向上させることができる。なお、爪部の第１の角部が段部の側面に接触していると、第１の角部と管体との摺動抵抗が大きくなったり、第１の角部が段部の側面に食い込む等して爪部が段部の径方向外側へ移動し難くなる。また、取り外し性能を向上させるため段部の段差量を小さくする必要がないので、管体の保持性能に必要な段部の段差量を確保できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の管継手の接続構造において、前記第１の角部は、前記段部の前記端縁よりも径方向内側へ入り込んだ前記爪部の前記先端面の第２の角部より挿入方向前側に位置している。

管体の外周面よりも外側に位置する第１の角部を、段部の端縁よりも径方向内側へ入り込んだ第２の角部よりも管体の挿入方向前側に形成することで、爪部の先端面の第１の角部と第２の角部との間が径方向に対して傾斜し、傾斜部分を管体の段部の側面に摺動させて解放リングを挿入部の奥側へよりスムーズに移動させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の管継手の接続構造において、前記先端面を前記管体の軸線方向に沿った断面で見たときの前記第１の角部と前記第２の角部を結ぶ直線部と前記係止部材の径方向に対する角度をθＢ、前記径方向に対する前記段部の側面の角度をθＣとしたときに、θＢ≧θＣに設定されている。

θＢ＞θＣの場合には、爪部の先端面の直線部を、段部の端縁に接触させることができ、θＢ＝θＣの場合には、爪部の先端面の直線部と段部の側面とを平行に接触させることができる。何れの場合も、周方向溝へ入り込んだ爪部の第２の角部が段部の側面に引っ掛かることがない。このため、解放リングを挿入部の奥側へ移動した際に、爪部の先端を径方向外側へスムーズに移動させることができる。なお、θＢ＜θＣでは、周方向溝へ入り込んだ爪部の第２の角部が、段部の側面に接触する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の管継手の接続構造において、θＢ≦６０°に設定されている。

爪部の直線部の角度θＢを６０°以下に設定することで、管体を継手本体の挿入部に保持する保持力を確保し易くなる。なお、θＢが６０°を超えると、爪部の直線部の傾斜が管体の軸線方向に近づき、角度θＢを６０°以下に設定した場合に比較して、管体に対して爪部が滑り易くなる。

請求項５に記載の発明は、請求項３または請求項４に記載の管継手の接続構造において、θＣ≦４０°に設定されている。

管体の段部の側面の角度θＣを４０°以下に設定することで、管体を継手本体の挿入部に保持するための保持力を確保し易くなる。
角度θＣが４０°を超えると、爪部の先端面と接触する管体の段部の側面の傾斜が軸線方向に近づき、角度θＣを４０°以下に設定した場合に比較して、管体に対して爪部が滑り易くなる。

請求項６に記載の発明は、請求項３〜請求項５の何れか１項に記載の管継手の接続構造において、θＢ−θＣ＜４５°に設定されている。

θＢ−θＣ＜４５°に設定することで、管体を継手本体の挿入部に保持するための保持力を確保し易くなる。θＢ−θＣが４５°を超えると、θＢ−θＣ＜４５°に設定した場合に比較して、管体に対して爪部が滑り易くなる。

以上説明したように本発明の管継手の接続構造によれば、管体の保持性能と取り外し性能とを両立することができる、という優れた効果を有する。

第１の実施形態に係る管継手の接続構造が適用された構造連結式ヘッダーの全体構成を示す軸線に沿った断面図である。 管継手の接続構造を示す管継手の軸線に沿った断面図である。 管継手の接続構造を示す図２の矢印Ａで示す部分の拡大断面図である。 周方向溝と爪部との接触部分周辺を示す断面図である。 ロックリングを押し込んだ状態を示す継手の要部を示す断面図である。 爪部の先端部分を示す断面図である。 第２の実施形態に係る管継手の接続構造の要部の断面図である。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態に係る管継手の接続構造を図面に従って説明する。
図１には、実施形態に係る管継手の接続構造１０が適用された連結式ヘッダー１２が示されている。この連結式ヘッダー１２は、複数の継手１４Ａ〜Ｃを連結することで構成されている。

以下に代表して継手１４Ｂを図２〜４にしたがって説明する。
図２に示すように、継手１４Ｂは、合成樹脂で形成された筒体部としての主管部１６に枝配管を接続するための枝配管接続部１８が構成されている。主管部１６の内部には直線流路２０が設けられ、枝配管接続部１８の内部には直線流路２０と連結された立ち上り流路２２が直角に設けられている。

主管部１６の矢印Ｌ方向側の一端部は、パイプ部２６とされている。このパイプ部２６には、筒軸方向の中間部に後述するロックリング３４の、爪部３４Ｂが引っ掛かる周方向に延びる環状の周方向溝２８が形成されている。本実施形態では、パイプ部２６に周方向溝を形成することで、本発明の段部が形成されている。

主管部１６の矢印Ｒ方向側の他端部には、パイプ部２６を接続するためのパイプ接続部３０が構成されている。このパイプ接続部３０は、雌側パイプ部３２と、雌側パイプ部３２の外周面側に取り付けられた合成樹脂からなる筒状のキャップ４６と、キャップ４６に収容されてパイプ部２６を雌側パイプ部３２内に保持する係止部材としての金属製のロックリング３４と、ロックリング３４よりもキャップ４６の入口側に位置し雌側パイプ部３２に挿入されたパイプ部２６とキャップ４６との隙間を通じてキャップ４６の奥側へ押圧されるとロックリング３４によるパイプ部２６の保持状態を解除する合成樹脂からなる解放リング３６と、雌側パイプ部３２内に配置されロックリング３４よりも雌側パイプ部３２の奥側に位置し挿入されたパイプ部２６に接触して上記挿入されたパイプ部２６と雌側パイプ部３２との間をシールするＯリング３８と、Ｏリング３８を雌側パイプ部３２内に保持する合成樹脂からなる保持リング４０とを含んで構成されている。

（ロックリング）
図３に示すように、ロックリング３４は、環状の金属板を断面略Ｖ字状に折り曲げて形成されており、周方向に連続するリング状とされている。ロックリング３４は、内周側に周方向に沿って複数の爪部３４Ｂが形成されている。ロックリング３４は、Ｖ字形状の開口側がキャップ４６の奥側（矢印Ｌ方向側）を向くようにキャップ４６の内部に配置されている。したがって、爪部３４Ｂは、径方向内側へキャップ４６の奥側に向かって斜め方向に延出されている。なお、爪部３４Ｂは、先端側が径方向内側へ若干曲げられている。

一方の継手１４Ｂの雌側パイプ部３２に、これに連結される他方の継手１４Ｂのパイプ部２６が挿入されると、ロックリング３４の爪部３４Ｂの延出方向の先端部が、挿入されたパイプ部２６の周方向溝２８に入り込み、パイプ部２６の外周面にＯリング３８が密着してシールを行う（いわゆる外面シール）。

図４は、爪部３４Ｂの先端部の一部が、パイプ部２６の周方向溝２８に入り込んだ状態を断面図にて示している。図４に示すように、爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａは、本実施形態では、金属板を環状に打ち抜いた際の切断端とされ、金属板の板面に対して直角（９０°）に形成され、断面で見て直線状である。なお、先端面３４Ｂａの直線部分が、本発明の直線部に相当する。

爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａは、径方向内側の一部分が周方向溝２８の内部に入り込んでおり、径方向内側の第２の角部３５が周方向溝２８の溝底２８Ａに接触している。この爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａは、ロックリング３４の径方向に対してθＢで傾斜している。

周方向溝２８は、溝底２８Ａが一定径に形成されており、周方向溝２８の溝深さはＤ（段部の段差量）とされている。周方向溝２８のキャップ４６の奥側（矢印Ｌ方向側）の溝側壁２８Ｂは、断面で見て直線状に形成され、パイプ部２６の径方向に対して角度θＣで傾斜している。周方向溝２８の溝深さＤは、爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａを径方向に沿って計測した長さ（爪部３４Ｂの板厚ｔ×ｃｏｓθＢ）よりも小さく設定されている。このため、爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａは、径方向外側の一部分がパイプ部２６の外周面よりも径方向外側に配置されており、径方向外側の第１の角部３７が、パイプ部２６の外周面よりも径方向外側に露出している。この爪部３４Ｂは、周方向溝２８の溝側壁２８Ｂに引っ掛かり、パイプ部２６を継手内に係止するための係止片として機能している。

なお、爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａの径方向に対する角度θＢは６０°以下（０°以下、即ち、先端面３４Ｂａが図４とは逆方向に傾斜するマイナス角度は含まない）とすることが好ましい。一方、周方向溝２８の溝側壁２８Ｂの径方向に対する角度θＣは４０°以下（０°以下、即ち、溝側壁２８Ｂが図４とは逆方向に傾斜するマイナス角度は含まない）とすることが好ましい。また、θＢ≧θＣに設定することが好ましい。さらに、θＢ−θＣは、４５°以下とすることが好ましい。

本実施形態では、図４に示すように、角度θＢが６０°以下、角度θＣが４０°以下、θＢ＞θＣ、θＢ−θＣが４５°以下に設定されている。

（解放リング）
図３に示すように、キャップ４６の内部には、ロックリング３４の図面矢印Ｒ方向側に、パイプ部２６の周方向溝２８に入り込んでいるロックリング３４の爪部３４Ｂの引っ掛かりを解除するための解放リング３６が装着されている。解放リング３６には、ロックリング３４に向けて断面先細り形状とされたテーパー部分３６Ａが形成されている。

（枝配管接続部の構造）
図２に示すように、枝配管接続部１８には、樹脂パイプ２４を挿入して接続するようになっている。この枝配管接続部１８は、挿入部４８と、挿入部４８内に配置され挿入部４８に挿入されて連結される樹脂パイプ２４を挿入部４８内に保持するロックリング５０と、挿入部４８内に配置されロックリング５０よりも挿入部４８の入口側に位置する解放リング５２と、挿入部４８内に配置され樹脂パイプ２４に接触して上記挿入された樹脂パイプ２４と挿入部４８との間をシールするＯリング５４と、を含んで構成されている。

挿入部４８の内周面は、挿入部４８に連結された樹脂パイプ２４に挿入される内筒５６の外周面により構成されている。この内筒５６の外周面に形成された周溝５８に前述のＯリング５４が嵌め込まれている。

挿入部４８の外周面は、内筒５６の外周側に配置された透明な合成樹脂製の外筒６０の内周面、及び、外筒６０の先端部に取り付けられた筒状のキャップ６２の内周面により構成されている。

(作用）
図１に示すように、複数の継手１４Ａ〜Ｃを連結することで連結式ヘッダー１２を構成することができる。連結式ヘッダー１２の各枝配管接続部１８に樹脂パイプ２４を接続し、例えば、矢印Ｌ方向側の枝配管接続部１８に接続した樹脂パイプ２４から水を供給することで、供給された水を他の枝配管接続部１８に接続した樹脂パイプ２４へ分岐することができる。

図３は、矢印Ｌ方向側の一方の継手１４Ｂのパイプ接続部３０に、矢印Ｒ方向側の他方の継手１４Ｂのパイプ部２６が挿入され接続された状態で、内圧が掛かった状態を示している。内圧が掛かった状態では、パイプ部２６はパイプ接続部３０に引き抜かれる方向（矢印Ｒ方向）に力を受ける。これにより、図３、及び図４に示すように、周方向溝２８のキャップ４６の奥側（矢印Ｌ方向側）の肩部２７（パイプ部２６の外周面と溝側壁２８Ｂとで成す角部分であり、溝側壁２８Ｂのパイプ部２６における径方向外側の端縁）がロックリング３４の爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａに当接し、パイプ部２６はパイプ接続部３０から抜け出ることが阻止される。

次に、一方の継手１４Ｂのパイプ接続部３０から他方の継手１４Ｂのパイプ部２６を取り外す手順を説明する。
先ず、図示しない専用の冶具等を用いて、図５の矢印Ｆで示すように解放リング３６を雌側パイプ部３２の奥側（矢印Ｌ方向側）へ押し込んでロックリング３４を押圧する。これにより、解放リング３６のテーパー部分３６Ａでロックリング３４の内径が拡大して爪部３４Ｂの先端が挿入されたパイプ部２６の周方向溝２８内から径方向外側へ退避する。これにより、ロックリング３４の爪部３４Ｂと挿入されたパイプ部２６の周方向溝２８との引っ掛かりが解除される。

本実施形態では、図４に示すように、爪部３４Ｂの先端部分において、径方向外側の第１の角部３７が、パイプ部２６の外周面よりも径方向外側にあり、第１の角部３７が周方向溝２８の溝側壁２８Ｂに接触しておらず、爪部３４Ｂの直線状の先端面３４Ｂａが、パイプ部２６の外周面と溝側壁２８Ｂとでなす肩部２７に傾斜して接触しているため、爪部３４Ｂは溝側壁２８Ｂに引っ掛かることなく周方向溝２８の径方向外側へスムーズに摺動させて、図５に示すように、爪部３４Ｂの先端部分を周方向溝２８の径方向外側へ確実に退避させることができ、良好な取り外し性能が得られる。このように、爪部３４Ｂが溝側壁２８Ｂに引っ掛かることなくスムーズに摺動するので、ロックリング３４をスムーズに押し込むことができ、解除時の操作性も良好となる。
最後に、他方の継手１４Ｂを矢印Ｒ方向へ移動することで、他方の継手１４Ｂのパイプ部２６を、一方の継手１４Ｂのパイプ接続部３０から引き抜くことができる。

上記実施形態では、θＢ＞θＣとしたが、θＢ＝θＣとしても良く、θＢ＜θＣとしても良い。θＢ＝θＣとした場合、爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａと周方向溝２８の溝側壁２８Ｂとが平行に接触する。一方、θＢ＜θＣとした場合、爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａが溝側壁２８Ｂから離間し、第２の角部３５が溝側壁２８Ｂに接触してスムーズに摺動することができない。
爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａの径方向に対する角度θＢが６０°を超えると、先端面３４Ｂａがパイプ部２６に対して滑りやすくなり、パイプ部２６の保持性能が低下する。
また、周方向溝２８の溝側壁２８Ｂの径方向に対する角度θＣが４０°を超えると、この場合も先端面３４Ｂａがパイプ部２６に対して滑りやすくなり、パイプ部２６の保持性能が低下する。
さらに、θＢ−θＣが４５°を超えると、この場合も先端面３４Ｂａがパイプ部２６に対して滑りやすくなり、パイプ部２６の保持性能が低下する。

［第２の実施形態］
次に、図７にしたがって、本発明の第２の実施形態に係る管継手の接続構造を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
第１の実施形態では、爪部３４Ｂを周方向溝２８の溝側壁２８Ｂに引っ掛けたが、本実施形態では、図７に示すように、パイプ部２６の外周面に形成した周方向に延びる突起４２の側面４２Ａ（パイプ部２６の挿入方向とは反対方向側：図面矢印Ｒ方向側）に引っ掛けている。本実施形態では、突起４２の肩部４４（突起４２の頂部４２Ｂと側面４２Ａとで成す角部分であり、側面４２Ａのパイプ部２６における径方向外側の端縁）に、爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａを当接させている。なお、本実施形態では、パイプ部２６の外周面に突起４２を形成することで、本発明の段部が形成されている。

本実施形態においても、爪部３４Ｂの先端部分において、径方向外側の第１の角部３７が、突起４２の頂部４２Ｂ（外周面）よりも径方向外側にあり、第１の角部３７が突起４２の側面４２Ａに接触しておらず、爪部３４Ｂの直線状の先端面３４Ｂａが、突起４２の肩部４４に傾斜して接触しているため、爪部３４Ｂは側面４２Ａに引っ掛かることなく径方向外側へスムーズに摺動し、爪部３４Ｂの先端部分を突起４２の径方向外側へ確実に退避させることができ、良好な取り外し性能が得られる。本実施形態においても、爪部３４Ｂが側面４２Ａに引っ掛かることなくスムーズに摺動するので、ロックリング３４（図７では図示省略）をスムーズに押し込むことができ、解除時の操作性を良好にできる。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本実施形態では、爪部３４Ｂの先端面３４Ｂａが切断端であり、爪部３４Ｂの板面に対して直角かつ直線状であったが、先端面３４Ｂａは板面に対して直角でなくても良く、多少湾曲していても良い。
また、爪部３４Ｂの先端部の第２の角部３５、及び第１の角部３７には、金属板を打ち抜く際に形成された小さな曲面や、バリ取りのための小さな面取りが形成されていても良い。即ち、爪部３４Ｂの第２の角部３５、及び第１の角部３７は、図４に示す様に爪部３４Ｂの板面３４Ｂｂと先端面３４Ｂａとが直角に交わって形成されているものに限らず、例えば、図６に示すように、アール面取り形状（曲率半径ｒ）となっている第２の角部３５、及び第１の角部３７も本発明の第２角部、及び第１の角部に含まれる。

１０・・・管体の接続構造、１４（Ａ〜Ｃ）・・・継手（継手本体）、２６・・・パイプ部（管体）、２７・・・肩部（端縁）、２８・・・周方向溝（段部）、２８Ｂ・・・溝側壁（側面）、３０・・・パイプ接続部（挿入部）、３４・・・ロックリング（係止部材）、３４Ｂａ・・・先端面（直線部）、３５・・・第２の角部、３７・・・第１の角部、４２・・・突起（段部）、４２Ａ・・・側面、４４・・・肩部（端縁）

Claims (6)

1. 外周面に段部が形成された管体と、
   前記管体が挿入される挿入部が形成された継手本体と、
   リング状に形成されて前記挿入部の内部に配置され、径方向内側に前記段部に向けて延びる爪部を備えた係止部材と、
   を有し、
   前記爪部が前記段部に突き当てられた状態で、前記爪部の先端面の第１の角部は、前記段部の側面の前記管体の径方向外側の端縁より前記管体の径方向外側に位置している、管継手の接続構造。
2. 前記第１の角部は、前記段部の前記端縁よりも径方向内側へ入り込んだ前記爪部の前記先端面の第２の角部より挿入方向前側に位置している、請求項１に記載の管継手の接続構造。
3. 前記先端面を前記管体の軸線方向に沿った断面で見たときの前記第１の角部と前記第２の角部を結ぶ直線部と前記係止部材の径方向に対する角度をθＢ、前記径方向に対する前記段部の側面の角度をθＣとしたときに、θＢ≧θＣに設定されている、請求項２に記載の管継手の接続構造。
4. θＢ≦６０°に設定されている、請求項３に記載の管継手の接続構造。
5. θＣ≦４０°に設定されている、請求項３または請求項４に記載の管継手の接続構造。
6. θＢ−θＣ＜４５°に設定されている、請求項３〜請求項５の何れか１項に記載の管継手の接続構造。

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