JP2018169005A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】継手本体の強度が高い上に熱伝導率が低い材料を選択できると共に、接着受口部への樹脂製管部材の接着を確実に行える。【解決手段】樹脂製の管継手は、短管状の継手本体３と継手本体３の端部に設けた複数の接着受口部４を有する。接着受口部４に樹脂製管部材２を挿入して接着固定可能に構成した。接着受口部４は内層７と外層８を有しており、内層７は受口部材９である。受口部材９は接着受口部４の開口側の第１開口部１０と継手本体３側の第２開口部１１を有していて塩化ビニル樹脂またはＡＢＳ樹脂からなる環状を有している。外層８と継手本体３はポリオレフィン樹脂からなり、外層８と継手本体３は全体が発泡層を形成している。樹脂製管部材２も塩化ビニルまたはＡＢＳ樹脂からなり、全体が発泡層を形成している。【選択図】図２

Description

本発明は、樹脂製管部材等を挿入し固定する樹脂製の管継手に関する。

樹脂配管の接続等には例えば特許文献１に記載された管継手が提案されている。この管継手は継手本体の端部に設けた複数の接着受口部に樹脂製管部材の端部を挿入して接着固定可能としている。接着受口部は環状の内層と外層の受口を有し、内層に樹脂製管部材と接着接合可能な塩化ビニル樹脂等の接着性樹脂材料を用いている。また、接着受口部の外層と継手本体は一体形成され、樹脂製管部材の熱伸縮応力を吸収可能なポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂等の耐疲労性の高い樹脂材料で構成されている。
また、特許文献１に記載された管継手は納まりの悪いＬＴ形状の管継手であり、納まりの重要な空調配管で用いられるＤＴやＤＬ形状の継手の場合には、受口同士が近接している。そのため、塩ビ管の受口同士が干渉してしまうおそれがあった。

また、特許文献２に記載された空調ドレン用の管継手は、継手本体部に連続する他の配管材が接続される接続部が中実であり、継手本体部における非発泡性樹脂層の内部に発泡性樹脂からなる断熱層を内蔵している。即ち、継手本体部の非発泡性樹脂層からなる内外壁で断熱層を囲って一体成形した断熱層付きの管継手が開示されている。

特開２０１１−２０１２号公報 特開平１１−２０１３８２号公報

ところで、特許文献１に記載された管継手は、継手本体の断熱のために発泡層を設けた場合、発泡層によって継手本体の強度が低下するという問題があった。
また、特許文献２に記載の空調ドレン用の管継手は、塩ビ管への接着性能を確保するために塩ビ樹脂やＡＢＳ樹脂等の塩ビ用接着剤で接着可能な原料で管継手を成形する必要があった。そのため、原料選択の自由度が低く、熱伝導率の低い原料を用いることができなかった。

本発明は、このような問題点にかんがみてなされたものであり、継手本体の強度が高い上に熱伝導率が低い材料を選択できると共に、接着受口部への樹脂製管部材の接着を確実に行えるようにした管継手を提供することを目的とする。

本発明による管継手は、短管状の継手本体と継手本体の端部に設けられた複数の接着受口部とを有すると共に、接着受口部に樹脂製管部材を挿入して接着固定可能に構成される管継手において、接着受口部は内層と外層を有しており、内層に、接着受口部の開口側の第１開口部と継手本体側の第２開口部を有していて樹脂製管部材と接着剤で接着可能な樹脂で成形した環状の受口部材を有しており、外層と継手本体はポリオレフィン樹脂を有しており、外層と継手本体の少なくともいずれか一方が発泡層を有していることを特徴とする。
本発明による管継手は、接着受口部の内層に樹脂製管部材と接着剤で接着可能な樹脂で成形した環状の受口部材を設けたため、樹脂製管部材との接着強度が高く、しかも外層と継手本体はポリオレフィン樹脂からなるため耐疲労性が高い上に熱伝導率が低いために断熱性が高い。また、外層と継手本体の少なくともいずれか一方が発泡層を有しているため、断熱性をより向上できる。

また、接着受口部の外層と継手本体は発泡層からなっていることが好ましい。
ポリオレフィン樹脂からなる接着受口部の外層と継手本体を発泡層で形成したことで断熱性が一層高くなる。

また、接着受口部の外層は非発泡層からなり、継手本体は非発泡層で構成されていると共に、受口部材に突出形成された凸部に近接する位置に発泡層が延びて設けられていることが好ましい。
ポリオレフィン樹脂の継手本体について外側を非発泡層として包囲し内側に発泡層を充填した２層構造とすることで耐疲労性が高く断熱性が高い上に、継手本体の内部に設けた発泡層によってより断熱性を向上できる。しかも、継手本体は受口部材の端部まで突出形成した凸部に近接する位置まで内部の発泡層を延在できるため断熱性が一層向上する。

また、受口部材における第２開口部を形成する環状突起の外周側端部に面取り部が形成されていてもよい。
受口部材における環状突起の外周側端部の角部に面取り部がテーパ状に形成されているため、複数の接着受口部の受口部材が近接配置されていても受口部材同士の隙間を確保できるため継手本体の強度を損なうことがない。

また、受口部材の内面は第１開口部から第２開口部に向けて次第に縮径されていてもよい。
この場合、受口部材の内面に抜きテーパが形成されているため金型を抜けやすくすることができる上に、内層である受口部材が管継手の外層から抜けないように形成できる。

また、本発明による管継手は、短管状の継手本体と前記継手本体の端部に設けられた複数の接着受口部とを有すると共に、接着受口部に樹脂製管部材を挿入して接着固定可能に構成される管継手において、接着受口部は内層と外層を有しており、内層に、接着受口部の開口側の第１開口部と継手本体側の第２開口部を有していて樹脂製管部材と接着剤で接着可能な樹脂で成形した環状の受口部材を有しており、外層と継手本体はポリオレフィン樹脂を有しており、受口部材は透明な層であり、接着受口部の外層には受口部材の内部を目視可能な窓部が形成され、窓部内に前記受口部材の一部が嵌合されて表面に露出していることを特徴とする。
本発明は、接着受口部内に樹脂製管部材を挿入して接着剤によって受口部材と接着する際、外層に設けた窓部に嵌合する透明な受口部材を通して受口部材内に樹脂製管部材が十分挿入されたことや接着剤が塗布されたことを目視確認できる。しかも、受口部材の一部が外層の窓部に突出嵌合するため、樹脂製管部材に引き抜き圧力がかかった場合でも受口部材が抜けることを防止できる。

本発明による管継手は、接着受口部の外層と継手本体がポリオレフィン樹脂からなるために耐疲労性が高い上に熱伝導率が低くて断熱効果に優れている。しかも、内層の受口部材を塩化ビニルまたはＡＢＳ樹脂製にしたことで樹脂製管部材の接着を確実に行うことができる。
また、外層と継手本体の少なくともいずれか一方が発泡層を有しているため、断熱性をより向上できる。

本発明の第一実施形態による管継手の斜視図である。 図１に示す管継手の接着受口部に樹脂製管部材を嵌合接着した状態の要部断面図である。 受口部材の正面図である。 図３に示す受口部材を示すものであり、（ａ）は第１開口部側から見た斜視図、（ｂ）は第２開口部側から見た斜視図である。 第二実施形態による管継手の接着受口部の要部断面図である。 比較例による管継手の接着受口部の要部断面図である。 第三実施形態による管継手を示すものであり、（ａ）は要部縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）におけるＡ部拡大図である。 第三実施形態による管継手の変形例であって、Ｔ字管の断面図である。 第四実施形態による管継手の内層に装着する受口部材を示すものであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は管継手の型抜き工程を示す図である。

以下、本発明の各実施形態による管継手について添付図面により説明する。
まず本発明の第一実施形態による管継手を図１〜図４により説明する。
図１に示す樹脂製の管継手１(以下、単に管継手という)は図２に示す樹脂製管部材２を挿入して接着剤等で接着可能なものである。管継手１は短管状で例えば略９０度直角に湾曲させられた管状の継手本体３と、継手本体３の両端部に設けられた複数の接着受口部４と、を有するエルボタイプである。
管継手１の接着受口部４は継手本体３に対してフランジ部５を介して拡径されて環状に形成されている。接着受口部４に対して樹脂製管部材２の端部を挿入して接着剤により接着固定することで互いに接続できる。継手本体３はその内径が樹脂製管部材２の内径とほぼ同じになるように形成されている。

本発明において、図１に示す管継手１はＬ型であるが、チーズ型やＬＴ型等各種のものを採用できる。この管継手１は例えば住宅やビル等の建築物に用いた空調用ドレン設備であり、本発明の実施形態による管継手１は保温機能を有していて周囲の結露を防ぐようにした配管設備における結露防止装置である。しかも、配管部の内部を流れる流体の温度や外気温の影響等により、管継手１は樹脂製管部材２と共に熱伸縮を繰り返すことになる。この管継手１や樹脂製管部材２の熱伸縮は配管部の上流側に設けられるものほど大きくなる傾向にある。

図２に示す管継手１の接着受口部４は環状の内層７と外層８とで複層構造を有しており、外層８は継手本体３と同一樹脂材料からなる一体形状とされている。接着受口部４の外層８と継手本体３は、樹脂製管部材２の熱伸縮応力を吸収可能な伸縮性樹脂材料で構成されている。また、内層７を構成する樹脂材料は樹脂製管部材２と接着可能な接着用樹脂材料であり、樹脂製管部材２と同種の樹脂材料を用いることが好ましい。

例えば、樹脂製管部材２が塩化ビニル樹脂またはＡＢＳ樹脂である場合、外層８と継手本体３の伸縮性樹脂材料はポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂、ポリブテン樹脂等のポリオレフィン樹脂であるものとする。より具体的には、プロピレン重合体、またはプロピレンを主体とする共重合体等で構成する。これらポリオレフィン樹脂は塩化ビニルやＡＢＳ樹脂と比較して熱伝導率が低く耐疲労性が高い。
しかも、本実施形態において、外層８と継手本体３の伸縮性樹脂材料は発泡性樹脂からなる単層構成とされている。これにより、外層８と継手本体３の断熱性が更に高く保持される。

内層７は樹脂製管部材２との接着性を確保するため、例えば塩化ビニル樹脂またはＡＢＳ樹脂等の樹脂製管部材２と接着剤で接着可能な樹脂であるものとする。接着剤で接着可能な樹脂として、他にポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ＡＥＳ樹脂等を採用できる。更にはポリオレフィン樹脂を除く他の樹脂を採用してもよい。樹脂製管部材２も発泡性樹脂からなる単層構成とされていてもよい。そのため、樹脂製管部材２の断熱性が高く保持される。樹脂製管部材２を内層７内に挿入する際に塗布する接着剤は塩化ビニル樹脂系またはＡＢＳ樹脂系の接着剤を用いることで強固に接着固定できる。

次に、本実施形態による管継手１の構成について詳述する。
図２は管継手１の接着受口部４と樹脂製管部材２の接合構造を示すものである。図２において、接着受口部４の内層７は図３及び図４に示すように硬質材料からなる略円環状の受口部材９で構成されている。受口部材９において、樹脂製管部材２を挿入する上部開口に第１開口部１０が形成され、第１開口部１０に対向する継手本体３側に第２開口部１１が形成されている。第１開口部１０と第２開口部１１は流体の流れ方向に対向配置されている。

第２開口部１１は第１開口部１０よりも小径に形成され、第２開口部１１の周縁部には受口部材９の底部としてリング状の環状突起１２が形成されている。しかも、受口部材９の外周面９ａにはリング状の凹部１４と凸部１５がその長手方向に交互に配列形成されている。環状突起１２の継手本体３側の下面にもリング状の凹部１７と凸部１８が径方向に交互に配列形成されている。
受口部材９は透明な塩化ビニル樹脂またはＡＢＳ樹脂で形成されている。また、受口部材９の外周面９ａの下部には例えば凹部１４と凸部１５に跨る凸状のリブ２０が一体形成されている。或いは、リブ２０を受口部材９と別体に略コの字状に形成して凸部１５に直交する方向に嵌合してもよい。

接着受口部４の外層８は継手本体３と一体形成されており、継手本体３の一部を構成する。外層８の内周面８ａにはリング状の凸部２１と凹部２２が交互に配列形成されており、受口部材９の外周面９ａに形成された凹部１４と凸部１５に互いに噛み込んで嵌合されている。そのため、接着した樹脂製管部材２を引っ張る力が働いたとしても受口部材９が継手本体３の外層８から抜けることを阻止できる。
また、フランジ部５を介して外層８と接続される継手本体３の上面３ａは受口部材９の環状突起１２に対向しており、リング状の凸部２４と凹部２５が径方向に同心状に交互に配列形成され、環状突起１２の下面に形成された凹部１７と凸部１８が噛み込んで嵌合している。そのため、継手本体３に内圧が付加されたときや冷却や加熱等により継手本体３が拡張または縮小した場合でも受口部材９と継手本体３との間に互いに密着する荷重が働き、止水性を失うことを阻止できる。

また、外層８の外周面には径方向に貫通孔をなす窓部２７が形成され、この窓部２７に嵌合される受口部材９のリブ２０が外部に露出している。受口部材９は透明であるため、接着受口部４に挿入された樹脂製管部材２と、樹脂製管部材２及び受口部材９の内面の間に塗布された接着剤とを窓部２７のリブ２０を通して目視確認できる。そのため、窓部２７は外層８の下端部近傍、内層７である受口部材９の環状突起１２の近傍の高さに形成することが好ましい。

上述したように本第一実施形態による樹脂製の管継手１によれば、次の作用効果を奏する。即ち、継手本体３及び接着受口部４の外層８の材質として、塩化ビニル樹脂またはＡＢＳ樹脂より断熱性の高いポリオレフィン樹脂の発泡層で形成したため、塩化ビニル樹脂またはＡＢＳ樹脂やこれらを発泡させたものよりも断熱性を向上できて結露の発生を防止できる。しかも、耐衝撃性、生産性、製造コストが低廉になる。
また、外層８に嵌合する受口部材９を樹脂製管部材２と同様な塩化ビニル樹脂またはＡＢＳ樹脂で形成して同系の接着剤で接着したため、接着強度が高い。

接着受口部４の内層７である透明な受口部材９に設けたリブ２０を外層８に形成した窓部２７に嵌合させて外部表面に露出させたため、樹脂製管部材２を受口部材９の内奥部まで挿入したことの確認や接着剤を塗布したことの確認を窓部２７を通して目視で行える。
また、受口部材９の外周面９ａに形成した凹部１４及び凸部１５を外層８の内周面８ａに形成した凸部２１及び凹部２２と嵌合させたため、樹脂製管部材２に引き抜き方向の荷重が働いても引き抜きを阻止できる。更に、受口部材９の底部の環状突起１２の下面に形成した凹部１７及び凸部１８と凸部２４及び凹部２５とを嵌合させたため、冷熱によって管継手１が拡径縮小した場合に互いに密着する荷重が働いて止水性を失うことはない。

以上、本発明の第一実施形態による樹脂製の管継手１について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。なお、以下に、本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部材、部分には同一の符号を用いてその説明を省略する。
例えば、第一実施形態の変形例による管継手１として、外層８と継手本体３の一方が全体にポリオレフィン樹脂の発泡層で形成され、他方が非発泡層の硬質樹脂で形成されていてもよい。

本第二実施形態による樹脂製の管継手１Ａは、図５に示すように、基本的に第一実施形態による管継手１と同一構成を備えている。
本第二実施形態による管継手１Ａでは、外層８に窓部２７は形成されておらず、その内面の全長に亘って凸部２１と凹部２２が交互に配列形成され、受口部材９の外周面９ａに形成された凹部１４と凸部１５に噛み合って嵌合している。そのため、受口部材９にリブ２０は設けられていない。なお、第一実施形態による管継手１と同様に外層８に窓部２７、受口部材９にリブ２０を形成してもよい。

第一実施形態による管継手１との他の相違点として、第二実施形態による管継手１Ａは外層８を含む継手本体３と樹脂製管部材２は非発泡性の樹脂が充填された非発泡層として形成されている。そして、継手本体３は非発泡性のポリオレフィン樹脂によって射出成形され、その内部には流体の流れ方向に沿ってポリオレフィン樹脂の発泡層３０が充填されて２層構造を有している。
しかも、継手本体３の上面３ａにおける受口部材９のリング状の環状突起１２との当接面に凸部２４と凹部２５が同心円状に交互に形成され、環状突起１２の凹部１７と凸部１８とが嵌合している。継手本体３の上面３ａにおける凸部２４の近傍にまで発泡層３０が延びて形成されている。特に環状突起１２に凹部１７が形成されているため、これに嵌合する上面３ａの凸部２４が形成されており、この凸部２４の近傍まで発泡層３０が樹脂製管部材２側に延びているため断熱性を高めることができる。

次に、管継手１Ａの製造方法において、２層構造の継手本体３を製造する方法の一例を説明する。継手本体３用のキャビティを有する金型内にポリオレフィン樹脂の非発泡性溶融樹脂を射出した後に、発泡層３０となるポリオレフィン樹脂の発泡性溶融樹脂を金型内に注入するものとする。そして、発泡性溶融樹脂の注入圧によって非発泡性溶融樹脂を金型内の継手本体３用のキャビティに密に充填すると同時に継手本体３用キャビティを形成する金型内面に沿わせた状態で、金型内で両溶融樹脂を冷却硬化させる。
また、継手本体３に連続して設けられた外層８はその金型内にポリオレフィン樹脂の発泡性溶融樹脂を充填した中実構成である。こうして、継手本体３の内部に発泡樹脂からなる発泡層３０を備えた２層構造の継手本体３を製造できる。

これに対し、図６は比較例による継手本体３と受口部材９の構成を示すものである。図６において、継手本体３の上面３ａと受口部材９の環状突起１２との当接部に凹部と凸部が設けられていない点で図５に示す管継手１Ａと相違する。比較例では、継手本体３の上面３ａの近傍まで発泡層３０を延伸させて形成することはできず、本第二実施形態による管継手１Ａと比較して、上面３ａと環状突起１２の部分の断熱性が比較的低い。
そのため、本第二実施形態による管継手１Ａによれば、継手本体３の上面３ａ近傍に設けた凸部２４と発泡層３０によって樹脂製管部材２との間の断熱性を比較例の構成よりも高めることができる。

第二実施形態の変形例として、外層８としてポリオレフィン樹脂の非発泡性樹脂の内部に発泡性樹脂からなる発泡層３０を充填した２層構造を採用してもよい。或いは外層８を上述した２層構造とし、継手本体３を全体にポリオレフィン樹脂の非発泡性樹脂による中実で単一の硬質樹脂層に構成してもよい。

次に本発明の第三実施形態による管継手１Ｂを図７により説明する。
図７に示す管継手１Ｂにおける継手本体３と接着受口部４の接合部において、外層８の内側に嵌合された内層７の受口部材９は略円環状の外周面９ａと第２開口部１１を形成する略リング状の環状突起１２とを有している。これら外周面９ａに交互に形成された凹部１４及び凸部１５が外層８の内周面に形成された凸部２１及び凹部２２とに噛み合って嵌合されている。同様に環状突起１２に同心円状に形成された凹部１７及び凸部１８が継手本体３の上面３ａに形成された凸部２４及び凹部２５に噛み合って嵌合されている。

そして、受口部材９の外周面９ａと環状突起１２とのリング状の交差角部(外周側端部)には断面視平面状に切除された面取り部３２が全周に形成されている。面取り部３２は断面視平面部に代えてＣ面取り(丸面取り)形状でもよい。
本第三実施形態によれば、受口部材９の外周面９ａと環状突起１２の角部に面取り部３２を形成したため、外層８と継手本体３との接続部における面取り部３２の部分の肉厚が大きくなり、継手本体３の強度を向上できる。

次に図８は第三実施形態の変形例であり、上述した面取り部３２の構成をＴ字型(チーズ)の管継手１Ｃに形成した事例である。
本変形例による管継手１Ｃによれば、継手本体３を挟んで三方向に互いに直交させて交差配置した各接着受口部４において、各受口部材９の外周面９ａと環状突起１２との交差角部にそれぞれ面取り部３２を設けたため、短管状の継手本体３に設けた各受口部材９の面取り部３２同士の隙間３３が大きくなる。そのため、継手本体３の各受口部材９が互いに近接配置されていても、その強度を向上できる。

次に本発明の第四実施形態による管継手１Ｄについて図９（ａ）及び（ｂ）により説明する。
図９（ａ）に示す受口部材９はその内面９ｂに抜きテーパ面を形成した。内面９ｂをテーパ状に形成し、第１開口部１０から第２開口部１１に向けて次第に内面９ｂの内径が縮径するように形成したため、射出成形時に金型３５を抜け易くした。しかも、外周面９ａの凹部１４及び凸部１５と外層８の凹部２２及び凸部２１とを噛み合わせて嵌合させたことで、受口部材９が継手本体３の外層８から抜けにくいように形成した。
これによって管継手１、１Ａ、１Ｂに挿入される樹脂製管部材２と例えばＴＳ接合可能になる。

なお、上述した第一実施形態による管継手１において、接着受口部４の外層８に窓部２７を形成して内層７である透明な受口部材９の一部のリブ２０を窓部２７に嵌合させて外層８の表面に露出させたが、本発明による管継手１において窓部２７やリブ２０はなくてもよい。
また、外層８に窓部２７を設けない場合、受口部材９は透明でなくてもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 管継手
２ 樹脂製管部材
３ 継手本体
４ 接着受口部
７ 内層
８ 外層
９ 受口部材
１０ 第１開口部
１１ 第２開口部
１２ 環状突起
１４、１７、２２、２５ 凹部
１５、１８、２１、２４ 凸部
２０ リブ
２７ 窓部
３０ 発泡層
３２ 面取り部
３３ 隙間

Claims (6)

1. 短管状の継手本体と前記継手本体の端部に設けられた複数の接着受口部とを有すると共に、前記接着受口部に樹脂製管部材を挿入して接着固定可能に構成される管継手において、
   前記接着受口部は内層と外層を有しており、
   前記内層に、前記接着受口部の開口側の第１開口部と前記継手本体側の第２開口部を有していて前記樹脂製管部材と接着剤で接着可能な樹脂で成形した環状の受口部材を有しており、
   前記外層と前記継手本体はポリオレフィン樹脂を有しており、
   前記外層と前記継手本体の少なくともいずれか一方が発泡層を有していることを特徴とする管継手。
2. 前記接着受口部の外層と前記継手本体は前記発泡層からなっている請求項１に記載された管継手。
3. 前記接着受口部の外層は非発泡層からなり、
   前記継手本体は非発泡層で構成されていると共に、前記受口部材に突出形成された凸部に近接する位置に前記発泡層が延びて設けられている請求項１に記載された管継手。
4. 前記受口部材における前記第２開口部を形成する環状突起の外周側端部に面取り部が形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載された管継手。
5. 前記受口部材の内面は前記第１開口部から第２開口部に向けて次第に縮径されている請求項１から４のいずれか１項に記載された管継手。
6. 短管状の継手本体と前記継手本体の端部に設けられた複数の接着受口部とを有すると共に、前記接着受口部に樹脂製管部材を挿入して接着固定可能に構成される管継手において、
   前記接着受口部は内層と外層を有しており、
   前記内層に、前記接着受口部の開口側の第１開口部と前記継手本体側の第２開口部を有していて前記樹脂製管部材と接着剤で接着可能な樹脂で成形した環状の受口部材を有しており、
   前記外層と前記継手本体はポリオレフィン樹脂を有しており、
   前記受口部材は透明な層であり、
   前記接着受口部の外層には前記受口部材の内部を目視可能な窓部が形成され、前記窓部内に前記受口部材の一部が嵌合されて表面に露出していることを特徴とする管継手。

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