JP2017078429A - 樹脂管の接続方法、継手構造の製造方法、及び、樹脂管一体型バルブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂管を簡単に流路管体に接続できる樹脂管の接続方法と、該接続方法を用いて継手構造及び樹脂管一体型バルブを製造する製造方法とを提供する。【解決手段】流路管体１０（例えば弁箱等）は、樹脂管２が挿入される受口部３を備える。インナーコア４は、軸線方向に沿って窄まる差込孔４２が全長に渡って形成された管状のコア本体４０と、差込孔４２に圧入される圧入部４３を有するコア片４１とを備える。樹脂管２内において、圧入部４３が差込孔４２に圧入されるようにコア本体４０とコア片４１とを樹脂管２に沿って互いに嵌め合わせ、圧入部４３の差込孔４２への圧入によってコア本体４０を拡径させ、コア本体４０の拡径によって樹脂管２の外周面を受口部３の内周面に設けられた係合部３０に押し付けて、該係合部３０に係合させる。【選択図】図８

Description

本発明は、樹脂管を例えば弁箱等の流路管体の受口部に挿入して、樹脂管を流路管体に接続する接続方法に関する。本発明は、樹脂管が流路管体に接続されている継手構造を製造する方法に関する。さらに、本発明は、樹脂管が弁箱に接続されている樹脂管一体型バルブを製造する製造方法に関する。

例えばソフトシール仕切弁おいて、ポリエチレン管等の樹脂管の弁箱への接続は、弁箱側のフランジ部と樹脂管側のフランジ部とをボルトを用いてフランジ接合することによって行う。しかしながら、ボルトを用いたフランジ接合の場合、ボルトの締付けトルクに注意を払う必要があったり（例えば特許文献１の従来技術参照）、フランジ接合部分の可撓性が小さくて管路としての脆弱性が生じたりする（例えば特許文献２の従来技術参照）。

そこで、ボルト、フランジ接合を用いることなく、樹脂管を弁箱に接続する方法が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特許文献１では、樹脂管を弁箱の受口部に挿入した後、樹脂管の内周面に装着されたインナーコアを拡径ジャッキによって拡径し、該インナーコアの拡径によって樹脂管を拡径させ、樹脂管の外周面を受口部の内周面に形成された係合部に係合させている。それによって、樹脂管が離脱しないように弁箱に接続される。

特許文献２でも、樹脂管を弁箱の受口部に挿入した後、治具によるインナーコアの拡径によって該樹脂管を拡径することで、該樹脂管に球面状または樽状の膨らみ部を形成し、該膨らみ部を受口部の内周面の係合部に係合させている。それによって、樹脂管が離脱しないように弁箱に接続される。

このように、樹脂管内でインナーコアを拡径することで樹脂管を拡径し、樹脂管の外周面を受口部の内周面の係合部に係合させて、樹脂管を弁箱に接続することが行われている。

特開平１０−８９５１６号公報 特許４９９２０９８号公報

特許文献１では、拡径ジャッキが、円錐形状のクサビ体と、クサビ体の周りに配置された複数個の押圧体等を含むものからなり、非常に大がかりであり、作業者の負担は大きい。また、特許文献２では、インナーコアの内周面をその径方向の外方に向かう方向に押圧する治具を使って、樹脂管に球面状または樽状の膨らみ部を形成しなければならない等、作業が大変である。

本発明が解決しようとする課題は、樹脂管をより簡単に流路管体に接続できる樹脂管の接続方法と、該接続方法を用いて継手構造及び樹脂管一体型バルブを製造する製造方法とを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、樹脂管を流路管体の受口部に挿入し、前記樹脂管の前記受口部からの離脱防止のために前記樹脂管の外周面を前記受口部の内周面に設けられた係合部に係合させて、前記樹脂管を前記流路管体に接続する接続方法であって、
軸線方向に沿って窄まる差込孔が全長に渡って形成された管状のコア本体と、前記差込孔に圧入される圧入部を有するコア片とを備えるインナーコアを準備し、
前記樹脂管内において、前記圧入部が前記差込孔に圧入されるように前記コア本体と前記コア片とを前記樹脂管に沿って互いに嵌め合わせ、前記圧入部の前記差込孔への圧入によって前記コア本体を拡径させ、前記コア本体の拡径によって前記樹脂管の外周面を前記係合部に押し付けて前記係合部に係合させることを特徴とする。

好ましくは、前記コア片を前記受口部に対して固定し、
前記コア本体を前記コア片に前記樹脂管の挿入方向に押し付けることで、前記圧入部が前記差込孔に圧入されるようにする。

好ましくは、前記コア片は、前記圧入部の前記差込孔への挿入側と反対側の端部に設けられたフランジ部を備えたものであり、
前記流路管体は、その内部に前記挿入方向と反対方向を向くように形成されたコア用当接面を備えたものであり、
前記圧入部が前記樹脂管内に位置し前記フランジ部が前記樹脂管外に位置するように前記コア片を前記樹脂管に挿入してから前記樹脂管を前記受口部に挿入して、前記フランジ部を前記樹脂管の端面と前記コア用当接面とで挟むことで前記コア片を前記受口部に対して固定する。

好ましくは、前記インナーコアを、前記圧入部が前記コア本体を拡径しない程度に前記差込孔に部分的に挿入されるように前記コア本体と前記コア片とが互いに嵌め合わされた状態で、前記樹脂管に挿入してから、前記樹脂管内において前記コア本体を拡径させる。

好ましくは、前記差込孔及び前記圧入部はクサビ状であって、
前記コア本体の拡径後に、前記差込孔全体が前記圧入部によって塞がれる。

さらに、本発明は、流路管体と前記流路管体に接続された樹脂管とを備える継手構造の製造方法であって、
上記の接続方法によって前記樹脂管を前記流路管体に接続する工程を含む、ことを特徴とする継手構造の製造方法。
さらに、本発明は、流路管体としての弁箱及び前記弁箱内の流路を開閉するための弁体を有するバルブ本体と、前記バルブ本体の前記弁箱に接続された樹脂管とを備える樹脂管一体型バルブを製造する樹脂管一体型バルブの製造方法であって、
上記の接続方法によって前記樹脂管を前記弁箱に接続する工程を含む、ことを特徴とする。

本発明によれば、樹脂管をより簡単に流路管体に接続できる樹脂管の接続方法と、該接続方法を用いて継手構造及び樹脂管一体型バルブを製造する製造方法とを提供することができる。

樹脂管一体型バルブの一部断面概略側面図である。 図２Ａは、受口部の構成を示す縦断面図である。図２Ｂは、図２ＡのＴ−Ｔ線矢視図である。 弁箱（流路管体）に接続する前の樹脂管の断面図である。 図４Ａは、インナーコアのコア本体の側面図であり、図４Ｂは、図４Ａの平面図である。 図５Ａは、インナーコアのコア片の側面図であり、図５Ｂは、図５Ａの平面図である。 図６Ａは、コア本体とコア片とが一体化したインナーコアの側面図であり、図６Ｂは、図６Ａの正面図である。 図７Ａ、図７Ｂは、本発明に係る方法の一例を説明する横断面図である。 図８Ａ、図８Ｂは、本発明に係る方法の一例を説明する横断面図である。 本発明に係る方法の別の例を説明する横断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る接続方法及び製造方法の一実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る接続方法及び製造方法によって製造された樹脂管一体型バルブである。樹脂管一体型バルブは、バルブ本体１及び２本の樹脂管２を備えている。樹脂管２は、それぞれ、バルブ本体１に接続されてバルブ本体１と一体化している。バルブ本体１は、本実施形態では、仕切弁であり、より具体的にはソフトシール仕切弁である。樹脂管２は、ポリエチレン管である。即ち、本実施形態に係る樹脂管一体型バルブは、ポリ管一体型ソフトシール仕切弁である。

バルブ本体１は、弁箱１０、弁体１１、弁棒１２、蓋１３等を備えている。流路管体としての弁箱１０は、その内部に流路Ｆを有している。弁箱１０は、金属製である。弁箱１０の流路Ｆの両側は、樹脂管２が挿入される管状の受口部３として構成されている。弁体１１は、弁箱１０内に配置されており、流路Ｆを開閉するためのものである。弁体１１は、雌ねじコマ１４を介して弁棒１２に接続されている。不図示の操作手段によって弁棒１２がその軸周りに回転されることで、弁体１１が流路Ｆを横切る方向（上下方向）に移動し、流路Ｆを開閉する。

各樹脂管２は、その一端側が弁箱１０の受口部３に受容され、弁箱１０に接続されている。なお、受口部３に挿入されている樹脂管２の一端側は、他の部分よりも径が大きい拡径部２０となっている。そして、この拡径部２０の外周面が、受口部３の内周面に設けられた係合部３０に食い込み該係合部３０に係合されている。それによって、樹脂管２の受口部３からの離脱が防止されている。

さらに、樹脂管２の拡径部２０の内周面には、後に詳述する管状のインナーコア４が設けられている。インナーコア４は、係合部３０と係合している樹脂管２の拡径部２０が変形して受口部３から離脱しないように、拡径部２０を内側から補強するものである。

また、樹脂管２の拡径部２０と弁箱１０の受口部３との間にはシールリング１５が設けられており、これらの間がシールされている。

次に各部の構成を説明する。
弁箱１０には２つの受口部３が形成されているが、これらは対称性を有するので、一方の受口部３を説明して他方の受口部３の説明を省略する。図２を参照して、受口部３の内周面の係合部３０は、本実施形態では、樹脂管２の挿入方向Ｙに適宜の間隔をあけて設けられた円環状の複数の凸部３１である。

凸部３１は、それぞれ、樹脂管２の挿入方向Ｙの反対方向への移動を規制するために、樹脂管２の挿入方向Ｙに向き該挿入方向Ｙに直角な円環状の係止面３２を備える。さらに凸部３１は、それぞれ、樹脂管２を引っ掛かることなくその挿入方向Ｙへ案内できるように、係止面３２と反対側において、挿入方向Ｙに沿って次第に径が小さくなる円環状のテーパー面３３を備えている。

受口部３の内周面において係合部３０よりも挿入方向Ｙ側には、先のシールリング１５（図１）を嵌め入れるための円環状のリング溝３４が形成されている。

図２Ｂは、図２ＡのＴ−Ｔ線矢視図である。図２Ａ、図２Ｂを参照して、受口部３の最も奥側には、樹脂管２のさらなる挿入を規制するために、挿入方向Ｙと反対方向を向き、挿入方向Ｙに直角な円環状の管用当接面３５が形成されている。そして、管用当接面３５から挿入方向Ｙに凹む円弧状の受容溝３６が形成され、それによって後述する通り、インナーコア４を固定するために挿入方向Ｙと反対方向を向くコア用当接面３７が形成される。

樹脂管２は、弁箱１０への接続前においては、図３の通り一定の径を有する直線状の管であり、拡径部２０（図１）は形成されていない。なお、樹脂管２は、弁箱１０への接続前においては、受口部３に遊びを持って挿入可能な外径を有している。

インナーコア４は、図４のコア本体４０と図５のコア片４１とからなる。
図４を参照して、コア本体４０は管状である。コア本体４０は、その全長に渡って差込孔４２が形成されている。差込孔４２は、コア本体４０の軸線方向ＡＸに沿って窄まるクサビ状となっている。

図５を参照して、コア片４１は、全体として略クサビ形状である。コア片４１は、圧入部４３とフランジ部４４とからなる。圧入部４３は、コア本体４０の差込孔４２に圧入されるものであり、図４の差込孔４２よりも大きなクサビ状で、その横断面が円弧状である。フランジ部４４は、圧入部４３の端部であって、差込孔４２への挿入側（窄まり側）と反対側（拡がり側）の端部に設けられる。フランジ部４４は、円弧状であって、図２Ｂの受容溝３６の形状と相補的な形状を有する。

図６に示されるように、圧入部４３が差込孔４２に圧入されるようにコア本体４０とコア片４１とを互いに嵌め合わせると、圧入部４３の差込孔４２への圧入によってコア本体４０が拡径するようになっている。コア本体４０とコア片４１とを完全に嵌め合わせてコア本体４０を拡径させた後は、該圧入部４３が差込孔４２全体を塞ぐ。それによって、コア本体４０とコア片４１とが一体化して、インナーコア４が全体として差込孔のない完全な管状となる。

次に、本発明に係る接続方法及び製造方法の一例を説明する。
本実施形態では、以下の通り、ボルトを用いることなく樹脂管２を流路管体である弁箱１０に接続して継手構造を製造し、それによって該継手構造を有する樹脂管一体型バルブを製造する。

図２の受口部３を有する弁箱１０、弁体１１等を含む図１のバルブ本体１と、図３の樹脂管２と、さらに、図４のコア本体４０及び図５のコア片４１とからなるインナーコア４とを準備する。

図７Ａの通り、インナーコア４を、圧入部４３が差込孔４２に部分的に挿入されるようにコア本体４０とコア片４１とが互いに嵌め合わされた状態にする。このとき、コア本体４０が拡径されない程度に圧入部４３が差込孔４２に部分的に挿入されるようにする。

次いで、図７Ｂの通り、このインナーコア４を樹脂管２へ挿入する。このとき、差込孔４２と圧入部４３とのクサビ形状の窄まる方向が、樹脂管２の挿入方向Ｙに対して反対方向になるようにする。さらにこのとき、コア本体４０と、コア片４１の圧入部４３とが樹脂管２内に位置する一方、コア片４１の円弧状のフランジ部４４が樹脂管２外に位置し樹脂管２の端面２１と対向するようにする。

次いで、図８Ａの通り、インナーコア４を受容する図７Ｂの樹脂管２を弁箱１０の受口部３に挿入する。このとき、樹脂管２の端面２１が受口部３の管用当接面３５に当接し、フランジ部４４が受容溝３６（図２Ｂ）に受容されコア用当接面３７（図２Ｂ）に当接されるようにする。それによって、フランジ部４４がコア用当接面３７と樹脂管２の端面２１とに挟まれて受口部３の軸線方向（挿入方向Ｙ及びその反対方向）に対して固定される。さらに、フランジ部４４が、これと相補的な形状を有する受容溝３６に受容されることで受口部３の径方向に移動しないように受口部３に対して固定される。

次いで、樹脂管２内において、圧入部４３が差込孔４２に圧入されるようにコア本体４０とコア片４１とを樹脂管２に沿って互いに嵌め合わせる。
具体的には、コア片４１を受口部３に対して固定しているので、コア本体４０を治具（図示されない）によって挿入方向Ｙに押し付けて、圧入部４３が差込孔４２に圧入されるようにする。このとき、コア本体４０とコア片４１とを完全に嵌め合わせて差込孔４２全体が圧入部４３によって塞がれるようにする。

図８Ｂの通り、この圧入部４３の差込孔４２への圧入によって、コア本体４０が拡径する。コア本体４０の拡径後、コア本体４０とコア片４１が一体化して、インナーコア４が差込孔のない完全な管状となる。そして、コア本体４０の拡径によってコア本体４０の外周面が樹脂管２の内周面へと押し付けられ樹脂管２が拡径し、樹脂管２に拡径部２０が形成される。それによって、樹脂管２の外周面が係合部３０に押し付けられて係合し、樹脂管２が弁箱１０から離脱しないように弁箱１０に接続される。
具体的には、樹脂管２の拡径部２０が凸部３１間の溝に食い込み、樹脂管２を離脱しようとしても拡径部２０が係止面３２によって係止されるようになっており、樹脂管２が弁箱１０から離脱できない。

こうして、樹脂管２が流路管体である弁箱１０に接続される。弁箱１０の他方の受口部３にも同様に樹脂管２が接続される。２本の樹脂管２が弁箱１０と一体化し、それによって樹脂管一体型バルブが製造される。

以上、本発明に係る好ましい実施形態について説明したが本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

バルブ本体１は、ソフトシール仕切弁に限定されず他のバルブでもよい。
樹脂管２は、上記実施形態ではポリエチレン管であったが、他の樹脂からなる管でもよい。
上記実施形態で製造される継手構造は、樹脂管一体型バルブに備えられるものであって、バルブ本体１の弁箱１０と樹脂管２とによって構成されるものであったが、これに限定されない。受口部３を有する流路管体として、弁箱１０に代えて、例えば金属製の配管を用い、当該配管と樹脂管２とによって継手構造が構成されてもよい。

上記実施形態では、コア本体４０の拡径は、コア本体４０をコア片４１に押し付けることによって行われている。これに代えて、コア本体４０の拡径は、コア本体４０を樹脂管２の内周面に固定し、コア片４１をコア本体４０に押し付けることによって行われてもよい。若しくは、コア本体４０の拡径は、コア本体４０とコア片４１との双方を互いに押し付け合うことによって行われてもよい。

上記実施形態では、コア本体４０の拡径は、樹脂管２を受口部３に挿入した後に行われていたが、樹脂管２の受口部３への挿入に伴って行われてもよい。例えば、以下の方法がある。

コア本体４０を予め樹脂管２の内周面に固定しておく。また、コア片４１を受口部３内の所定位置に（例えば、そのフランジ部４４が受容溝３６に受容されるように）固定する。そして、受口部３内のコア片４１と樹脂管２内のコア本体４０とが互いに嵌め合わされるように樹脂管２を挿入方向Ｙに押して受口部３に挿入する。それによって圧入部４３が差込孔４２に圧入されてコア本体４０が拡径される。

さらに、次のようにしてもよい。例えば、図９のように、コア本体４０を予め樹脂管２の端部の内周面に固定する。そして、圧入部４３がコア本体４０を拡径しない程度に差込孔４２に挿入されるようにコア片４１をコア本体４０に嵌め合わせる。このとき、少なくともコア片４１のフランジ部４４が樹脂管２から出るようにする。このようにインナーコア４が挿入された図９の樹脂管２を受口部３に挿入して、コア片４１のフランジ部４４を受容溝３６に嵌めてコア用当接面３７に当接させる。それから、樹脂管２を挿入方向Ｙに押し付けて受口部３にさらに挿入すると、コア本体４０をコア片４１に挿入方向Ｙに押し付けることができ、それによって圧入部４３が差込孔４２に圧入され、コア本体４０が拡径される。

以上の通り、本発明によれば、樹脂管２内において、圧入部４３が差込孔４２に圧入されるようにコア本体４０とコア片４１とを樹脂管２に沿って互いに嵌め合わせるだけの簡単な作業によって、樹脂管２が拡径され、その外周面が受口部３の係合部３０に係合される。即ち、ボルトを用いず樹脂管２をより簡単に流路管体に接続することができる。従って、作業者の樹脂管２の接続作業の負担は軽減され、それによって、樹脂管一体型バルブの製造作業の負担も軽減される。

１ バルブ本体
１０ 弁箱（流路管体の一例）
２ 樹脂管
２０ 拡径部
２１ 端面
３ 受口部
３０ 係合部
３５ 管用当接面
３６ 受容溝
３７ コア用当接面
４ インナーコア
４０ コア本体
４１ コア片
４２ 差込孔
４３ 圧入部
４３ 該圧入部
４４ フランジ部
ＡＸ インナーコア本体の軸線方向
Ｆ 流路
Ｙ 挿入方向

Claims (7)

1. 樹脂管を流路管体の受口部に挿入し、前記樹脂管の前記受口部からの離脱防止のために前記樹脂管の外周面を前記受口部の内周面に設けられた係合部に係合させて、前記樹脂管を前記流路管体に接続する接続方法であって、
   軸線方向に沿って窄まる差込孔が全長に渡って形成された管状のコア本体と、前記差込孔に圧入される圧入部を有するコア片とを備えるインナーコアを準備し、
   前記樹脂管内において、前記圧入部が前記差込孔に圧入されるように前記コア本体と前記コア片とを前記樹脂管に沿って互いに嵌め合わせ、前記圧入部の前記差込孔への圧入によって前記コア本体を拡径させ、前記コア本体の拡径によって前記樹脂管の外周面を前記係合部に押し付けて前記係合部に係合させる、ことを特徴とする接続方法。
2. 前記コア片を前記受口部に対して固定し、
   前記コア本体を前記コア片に前記樹脂管の挿入方向に押し付けることで、前記圧入部が前記差込孔に圧入されるようにする、ことを特徴とする請求項１に記載の接続方法。
3. 前記コア片は、前記圧入部の前記差込孔への挿入側と反対側の端部に設けられたフランジ部を備えたものであり、
   前記流路管体は、その内部に前記挿入方向と反対方向を向くように形成されたコア用当接面を備えたものであり、
   前記圧入部が前記樹脂管内に位置し前記フランジ部が前記樹脂管外に位置するように前記コア片を前記樹脂管に挿入してから前記樹脂管を前記受口部に挿入して、前記フランジ部を前記樹脂管の端面と前記コア用当接面とで挟むことで前記コア片を前記受口部に対して固定する、ことを特徴とする請求項２に記載の接続方法。
4. 前記インナーコアを、前記圧入部が前記コア本体を拡径しない程度に前記差込孔に部分的に挿入されるように前記コア本体と前記コア片とが互いに嵌め合わされた状態で、前記樹脂管に挿入してから、前記樹脂管内において前記コア本体を拡径させる、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の接続方法。
5. 前記差込孔及び前記圧入部はクサビ状であって、
   前記コア本体の拡径後に、前記差込孔全体が前記圧入部によって塞がれる、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の接続方法。
6. 流路管体と前記流路管体に接続された樹脂管とを備える継手構造の製造方法であって、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の接続方法によって前記樹脂管を前記流路管体に接続する工程を含む、ことを特徴とする継手構造の製造方法。
7. 流路管体としての弁箱及び前記弁箱内の流路を開閉するための弁体を有するバルブ本体と、前記バルブ本体の前記弁箱に接続された樹脂管とを備える樹脂管一体型バルブを製造する樹脂管一体型バルブの製造方法であって、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の接続方法によって前記樹脂管を前記弁箱に接続する工程を含む、ことを特徴とする製造方法。

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