JP2022070115A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】雌ねじ部を有する金属部材の外周が樹脂製の本体部で覆われた管継手において、雌ねじ部に雄ねじを捩じ込んだ際の金属部材外周の樹脂の損傷を抑制する。【解決手段】管継手１０は、軸方向の一方側から筒状雄ねじ部材１２が螺合可能とされた金属製の筒状雌ねじ部材１８と、樹脂材料で形成され筒状雌ねじ部材１４が埋設される筒状の本体部１６と、本体部１６の外周のうちの筒状雌ねじ部材１８の径方向外側部分に設けられる金属製の補強リング１４と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、管継手に関する。

特許文献１には、樹脂製の本体部に金属製の雌ねじ部材が埋設された管継手が開示されている。

特開２０１７－３６７５７号公報

しかしながら、上記した従来例では、雌ねじ部材に、雄ねじを必要以上の力で強くねじ込むと、雌ねじ部材が拡径して雌ねじ部材の近傍の樹脂が変形し、管継手が破損する懸念がある。

本発明は、雌ねじ部を有する金属部材の外周が樹脂製の本体部で覆われた管継手において、雌ねじ部に雄ねじを捩じ込んだ際の金属部材外周の樹脂の破損を抑制することを目的とする。

請求項１に記載の管継手は、軸方向の一方側から筒状雄ねじ部材が螺合可能とされた金属製の筒状雌ねじ部材と、樹脂材料で形成され前記筒状雌ねじ部材が埋設される筒状の本体部と、前記本体部の外周のうちの前記筒状雌ねじ部材の径方向外側部分に設けられる金属製の補強リングと、を有する。

請求項１に記載の管継手では、樹脂材料で構成された本体部に埋設した金属製の筒状雌ねじ部材に、雄ねじが形成された筒状雄ねじ部材を螺合させて接続することができる。
本体部の外周のうちの筒状雌ねじ部材の径方向外側部分には、金属製の補強リングが設けられているので、本体部が拘束され、本体部の拡径方向の変形が抑制される。
したがって、筒状雄ねじ部材を筒状雌ねじ部材に強く捩じ込んだり、筒状雄ねじ部材にシール材を取り付けて筒状雌ねじ部材材に捩じ込んだ場合に、筒状雌ねじ部材が拡径して筒状雌ねじ部材外周の樹脂が変形しても金属製の補強リングにより本体部の拡径方向の変形が抑制され管継手が破損することを抑制できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の管継手において、前記補強リングは、前記本体部の外周に配置される筒部本体と、前記筒部本体の一端部から径方向内側に突出して前記本体部の先端面に配置される環状の内向きフランジと、を含んで構成されており、前記内向きフランジの内径が、前記筒状雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部材の外径よりも大径に形成されている。

請求項２に記載の管継手の補強リングは、筒部本体の一端部に内向きフランジが設けられているため、内向きフランジが設けられていない場合に比較して、筒部本体の径方向の変形に対する剛性が高められ、管継手の本体部の拘束力を高めることができる。
また、環状の内向きフランジの内径を、雄ねじ部材よりも大径とすることで、雄ねじ部材を筒状雌ねじ部材に接続したときに、雄ねじ部材は補強リングの内向きフランジに接触しなくなる。このため、例えば、雄ねじ部材と補強リングとが異種の金属で形成されている場合、異種金属同士が接触することで生じる電蝕を回避できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の管継手において、前記補強リングは、前記本体部の外周に配置される筒部本体と、前記筒部本体の一端部から径方向内側に突出して前記本体部の先端面に配置される環状の内向きフランジと、を含んで構成されており、前記内向きフランジの内径が、前記筒状雌ねじ部材の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、前記雄ねじ部の基端側に形成され前記雄ねじ部よりも大径に形成された大径筒部とを備えた前記筒状雄ねじ部材の前記大径筒部の外径よりも小径に形成されている。

請求項３に記載の管継手の補強リングは、筒部本体の一端部に内向きフランジが設けられているため、内向きフランジが設けられていない場合に比較して、筒部本体の径方向の変形に対する剛性が高められ、管継手の本体部の拘束力を高めることができる。
また、内向きフランジの内径は、筒状雌ねじ部材の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、雄ねじ部の基端側に形成され雄ねじ部よりも大径に形成された大径筒部とを備えた筒状雄ねじ部材の大径筒部の外径よりも小径とされている。したがって、筒状雄ねじ部材を筒状雌ねじ部材に接続したときに、筒状雄ねじ部材の大径筒部と管継手の筒部本体との間に内向きフランジを挟持することができる。このため、筒部本体に取り付けられた補強リングが筒部本体に対して軸方向にずれることを抑制できる。

請求項４に記載の発明は、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、前記本体部の外周には、傾斜面を備えた複数の凸部が、前記本体部の周方向に沿って間隔を開けて形成され、前記傾斜面は、前記本体部の外周面から径方向外側へ計測する高さが、前記本体部の先端側に向けて漸減し、かつ前記補強リングの内周面に接触する。

請求項４に記載の管継手では、本体部の外周に形成された凸部の傾斜面に、補強リングの内周面を接触させて本体部を拘束することができる。
また、凸部の傾斜面は、本体部の外周面から径方向外側へ計測する高さが、本体部の先端側に向けて漸減している。言い換えれば、凸部はテーパー形状とされているため、補強リングの内側へ本体部を挿入する際に、凸部がテーパー形状とされていない場合に比較してスムーズに挿入作業を行うことができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の管継手において、前記本体部の外周面には、前記本体部の外形を形成するために前記本体部の直径方向に互いに接離する一対のモールドのパーティング面の跡であるパーティングラインが形成されており、前記凸部には、前記パーティングラインに直交する方向に対して傾斜する抜き勾配が設けられている。

請求項５に記載の管継手では、本体部の外周面に、モールドのパーティング面の跡であるパーティングラインが形成されており、凸部の外面には、パーティングラインに対して直交する方向に対して傾斜する抜き勾配が形成されている。したがって、管継手を成型するモールドを脱型する際に、凸部がモールドに引っ掛かることが抑制される。
言い換えれば、凸部の外面には、モールドから管継手を外す際に引っ掛かるような逆テーパーが形成されていない。

請求項６に記載の発明は、請求項１～請求項５の何れか１項に記載の管継手において、前記補強リングは、ステンレススチールで形成されている。

請求項６に記載の管継手の補強リングは、ステンレススチールで形成されている。そのため、補強リングにおいて錆の発生が抑制され、補強リングが錆びついて損傷することが抑制される。これにより、補強リングによる本体部の拘束を長期に渡って維持できる。

本発明に係る管継手によれば、雌ねじ部を有する金属部材の外周が樹脂製の本体部で覆われた管継手において、雌ねじ部に雄ねじを捩じ込んだ際の金属部材外周の樹脂の破損を抑制することができる。

第１の実施形態に係る管継手構造を示す分解斜視図である。 第１の実施形態に係る管継手構造を示す断面図である。 第１の実施形態に係る管継手を示す分解斜視図である。 （Ａ）は接続部を取り外した第１の実施形態に係る管継手を示す平面図であり、（Ｂ）（Ｃ）は、図４（Ａ）の凸部を拡大して示す平面図である。 （Ａ）は、第１の実施形態に係る管継手の本体部を示す断面図であり、（Ｂ）は、補強リングを装着した本体部を示す断面図である。 管状部材、補強リング、及び本体部を示す断面図である。 第２の実施形態に係る管継手構造の要部を示す断面図である。 第３の実施形態に係る管継手構造の要部を示す断面図である。 第４の実施形態に係る管継手構造の要部を示す断面図である。

［第１の実施形態］
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には、本発明の実施形態に係る管継手１０が適用された管継手構造Ｓが分解斜視図にて示されている。
管継手構造Ｓは、管継手１０と、筒状雄ねじ部材１２とを含んで構成されている。
管継手１０は、樹脂材料で構成された筒状の本体部１６を備え、本体部１６の側部に後述する接続部２６が設けられている。

図１、及び図２に示すように、本体部１６の先端側（図面の矢印Ｕ方向）の内周には、雌ねじ部１８Ａを有する筒状の筒状雌ねじ部材１８が固定されている。筒状雌ねじ部材１８は、金属材料で形成されており、本体部１６にインサート成形されている。本体部１６を構成する樹脂材料は、例えばガラス繊維を３０％含むポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）であるが、他の樹脂材料であってもよい。

図２に示されるように、本体部１６の先端側の一部は、筒状雌ねじ部材１８の開口側端面に重なっている（重なり部１６Ａ）。また、筒状雌ねじ部材１８の外周面には、例えば溝状の凹部１８Ｂが形成されている。本体部１６の一部は、該凹部１８Ｂに入り込んでいる。

図１に示すように、本体部１６には、互いに直交する二面の取付け部２１，２２が一体的に形成されている。取付け部２１，２２は、リブ２４により補強されている。取付け部２１，２２には、貫通孔２１Ａ，２２Ａがそれぞれ複数形成されている。上記した筒状雌ねじ部材１８は、管継手１０の一端側に設けられている。

図１、及び図４（Ａ）に示すように、管継手１０には、本体部１６とは軸線の向きが９０°異なり、かつ本体部１６と連通する管状の管挿入部１６Ｅが一体的に設けられており、図１に示すように、この管挿入部１６Ｅに接続部２６が設けられている。この接続部２６には、樹脂管等の管体（図示せず）が接続されるようになっている。なお、図示される管継手１０は、本体部１６と接続部２６との向きが９０°異なるエルボ形であるが、接続形状はこれに限られない。

図１、及び図２に示すように、筒状雄ねじ部材１２は、大径部１２Ｃ、大径部１２Ｃよりも小径に形成された雄ねじ部１２Ａを有し、雄ねじ部１２Ａを筒状雌ねじ部材１８の雌ねじ部１８Ａに嵌めることで管継手１０に接続される、例えば金属製の配管部品である。具体的には、筒状雄ねじ部材１２は、管継手１０の一端が壁の内側に引っ込んで配置されていて水栓等を管継手１０に直接接続できない場合に、接続位置を室内側に変更する際に用いられる、延長用の配管部品である。

このため、筒状雄ねじ部材１２は、水栓等を接続するための雌ねじ部１２Ｂも有している。筒状雄ねじ部材１２の軸方向の一方側に雄ねじ部１２Ａが形成され、他方側に雌ねじ部１２Ｂが形成されている。筒状雄ねじ部材１２を管継手１０に接続するに先立ち、雄ねじ部１２Ａの外面に、水密性を確保するためのシールテープ等のシール材（図示省略）を配置してもよい。なお、シール材は、必要に応じて設ければよく、水密性が確保できれば設けなくてもよい。

図３、及び図４に示すように、本体部１６の外周部には、先端側に、複数（本実施形態では６個）の凸部３０が周方向に間隔を開けて形成されている。
図３に示すように、凸部３０は、本体部１６の側面を正面視した形状が矩形状とされている。
図５の断面図で示すように、凸部３０は、筒状雌ねじ部材１８の径方向外側に設けられており、本体部１６の先端側（矢印Ｕ方向側）に向けて高さが漸減するテーパー形状とされている。即ち、凸部３０の径方向外側面は傾斜面とされている。

図４（Ａ）に示すように、管継手１０は、第１モールド３２Ａと第２モールド３２Ｂとに分割可能なモールド３２を用いて成形されており本体部１６の軸線、及び管挿入部１６Ｅの軸線を通る仮想面上に、モールド３２のパーティング面（分割面）がある。そのため、管継手１０の外面には、パーティング面と対応した位置に、パーティング面の跡であるパーティングラインＰＬが形成されている。なお、本体部１６の一部分（孔など）、及び管挿入部１６Ｅの一部分（孔など）、その他において、図示しないコアピンなどで成形される部分がある。

複数の凸部３０は、パーティングラインＰＬを境にして対称に配置されており、また、
凸部３０の表面にパーティングラインＰＬが形成されないように、凸部３０の配置が決められている。

また、図４（Ａ）～（Ｃ）に示すように、凸部３０には、第１モールド３２Ａ、及び第２モールド３２Ｂのスライド方向（矢印Ａ方向）に対して、抜き勾配が設けられており、成形した管継手１０を脱型する際に、凸部３０が第１モールド３２Ａ、及び第２モールド３２Ｂに引っ掛からないようになっている。言い換えれば、凸部３０の外面には、モールド３２から管継手１０を外す際に引っ掛かるような逆テーパーが形成されていない。

（補強リングの構成）
図６に示すように、本実施形態の補強リング１４は、本体部１６の外周に配置される一定径の筒部本体１４Ａと、筒部本体１４Ａの先端側における端部から径方向内側に突出し、図２に示すように本体部１６の端面１６Ｃに密着して配置される環状の内向きフランジ１４Ｂとを含んで構成されている。
図２に示すように、補強リング１４の筒部本体１４Ａは、筒状雌ねじ部材１８の径方向外側に配置されている。

補強リング１４は、金属材料で形成されている。補強リング１４を形成する金属は、引張強度が高い金属が好ましく、耐食性を考慮するとステンレススチール等が好ましい。本実施形態の補強リング１４は、ステンレススチール（ＳＵＳ３０４）の板材で形成されている。

図５（Ａ）、及び図６に示すように、筒状雄ねじ部材１２の大径部１２Ｃの外径をＤ１、筒状雄ねじ部材１２の雄ねじ部１２Ａの外径をＤ２、補強リング１４の内向きフランジ１４Ｂの内径をＤ３、本体部１６への取付け前における補強リング１４の筒部本体１４Ａの内径をＤ４、凸部３０を除く本体部１６の外径をＤ５、本体部１６における各凸部３０の径方向最外部分を通る仮想外接円の径をＤ６としたときに、本実施形態では、Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１、Ｄ５＜Ｄ４＜Ｄ６を満足するように各部の寸法が設定されている。

このようにＤ５＜Ｄ４＜Ｄ６とすることで、図２、及び図５（Ｂ）に示すように、補強リング１４の筒部本体１４Ａを本体部１６の外周に外装させることができ、かつ筒部本体１４Ａの内周面に各凸部３０を圧接させて管継手１０の本体部１６を、径方向外側へ変形しないように拘束することができる。

本実施形態では、成形された管継手１０の本体部１６に、補強リング１４を外装するが、補強リング１４の筒部本体１４Ａの内径Ｄ４よりも、本体部１６における各凸部３０の径方向最外部分を通る仮想外接円の径Ｄ６が大きいので、補強リング１４の筒部本体１４Ａに本体部１６を挿入する際には、筒部本体１４Ａの内周面に凸部３０の傾斜面が摺動し、かつ筒部本体１４Ａの一部（凸部３０と接触する部位周辺）が若干弾性変形する。
これにより、本体部１６は、凸部３０の形成されている部分が、補強リング１４によって径方向内側へ押圧された状態となる。

また、本実施形態では、Ｄ２＜Ｄ３＜Ｄ１とすることで、図２に示すように、筒状雄ねじ部材１２を管継手１０の筒状雌ねじ部材１８に捩じ込んだ際に、本体部１６の端面１６Ｃ面と筒状雄ねじ部材１２の大径部１２Ｃの端面との間に、補強リング１４の内向きフランジ１４Ｂが挟持される。

（作用、及び効果）
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。
ここで、補強リング１４を用いずに、筒状雄ねじ部材１２を管継手１０の筒状雌ねじ部材１８に対して必要以上に強く捩じ込むと、筒状雌ねじ部材１８が径方向外側へ変形する場合があり、筒状雌ねじ部材１８の径方向外側の樹脂部分に大きな応力が作用して本体部１６に亀裂などが生じ、本体部１６が損傷する場合がある。

これ対し、図２に示されるように、本実施形態に係る管継手１０では、本体部１６の外周に金属の補強リング１４が配置され、補強リング１４で本体部１６が拘束されているので、筒状雌ねじ部材１８を捩じ込んだ際に本体部１６の拡径が抑制され、本体部１６の損傷が抑制される。

なお、本実施形態の補強リング１４は、筒部本体１４Ａの一端に内向きフランジ１４Ｂが一体的に形成されているため、内向きフランジ１４Ｂが形成されていない場合に比較して、筒部本体１４Ａ自身の径方向の剛性を向上させることができ、これにより、本体部１６の拘束力を向上させることができる。

また、内向きフランジ１４Ｂを形成することで、筒部本体１４Ａ自身の変形を抑制できるので、補強リング１４の板厚を薄くすることもできる。なお、内向きフランジ１４Ｂの内径Ｄ３は、小さくした方が筒部本体１４Ａの補強効果を向上させることができる。

また、本体部１６の外周に形成された凸部３０は、本体部１６の先端側（矢印Ａ方向側）に向けて高さが漸減するテーパー形状とされ、かつ凸部３０の外面に微小突起であるパーティングラインＰＬが設けられていないため、テーパー形状でない場合に比較して、補強リング１４をスムーズに挿入することができる。

なお、凸部３０の外面に微小突起であるパーティングラインＰＬが設けられていると、補強リング１４を挿入する際にパーティングラインＰＬが削れて屑となってしまう事が考えられる。しかし、パーティングラインＰＬが、補強リング１４と擦れる凸部３０の外面以外の部位に設けられていれば、補強リング１４を挿入する際に補強リング１４がパーティングラインＰＬに接触せず、屑の発生が抑制され、かつ、補強リング１４をスムーズに挿入（圧入）することができる。

［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１０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、Ｄ３＜Ｄ１とすることで、本体部１６の端面１６Ｃ面と筒状雄ねじ部材１２の大径部１２Ｃの端面との間に、補強リング１４の内向きフランジ１４Ｂを挟持し、筒状雄ねじ部材１２と補強リング１４とを接触させていた。

しかし、筒状雄ねじ部材１２と補強リング１４とが異種の金属材料である場合で、かつ電蝕の懸念がある場合には、図７に示すように、内向きフランジ１４Ｂの内径を筒状雄ねじ部材１２の大径部１２Ｃの外径よりも大とすれば（Ｄ３＞Ｄ１）、筒状雄ねじ部材１２と補強リング１４との接触を避け、異種金属同士の接触による電蝕を抑制することができる。

［第３の実施形態］
次に、図８にしたがって、本発明の第３の実施形態に係る管継手１０を説明する。なお、前述した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。

上記第１の実施形態、及び第２の実施形態では、本体部１６に対して補強リング１４を外装したが、筒状雌ねじ部材１８と同様に補強リング１４をモールド３２内に装填し、補強リング１４をインサート成形してもよい。
本実施形態においても、前述した実施形態と同様に、補強リング１４で本体部１６を拘束し、本体部１６の損傷を抑制することができる。

［第４の実施形態］
次に、図９にしたがって、本発明の第４の実施形態に係る管継手１０を説明する。なお、前述した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。
図９に示すように、本実施形態の管継手１０では、本体部１６に雄ねじ部１６Ｄを形成し、補強リング１４の筒部本体１４Ａに雌ねじ部１４Ｄを形成し、本体部１６の雄ねじ部１６Ｄと補強リング１４の雌ねじ部１４Ｄとを螺合することで、補強リング１４を本体部１６に取り付けるようにしている。
本実施形態においても、前述した実施形態と同様に、補強リング１４で本体部１６を拘束し、本体部１６の損傷を抑制することができる。

［その他の実施形態］
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。

上記実施形態の補強リング１４は、筒部本体１４Ａの一端に内向きフランジ１４Ｂが形成されていたが、フランジ１４Ｂは必要に応じて設ければよく、必須ではない。

上記第１の実施形態の管継手１０では、本体部１６に凸部３０が形成されていたが、凸部３０は必要に応じて設ければよく、必須ではない。

なお、筒状雄ねじ部材１２の雄ねじ部１２Ａ、及び雌ねじ部材１８の雌ねじ部１８Ａは、管用平行ねじであってもよく、管用テーパねじであってもよい。

１０…管継手、１２…筒状雄ねじ部材、１４…補強リング、１４Ａ…筒部本体、１４Ｂ…内向きフランジ、１６…本体部、１８…筒状雌ねじ部材、３０…凸部、３２…モールド、ＰＬ…パーティングライン

Claims (6)

1. 軸方向の一方側から筒状雄ねじ部材が螺合可能とされた金属製の筒状雌ねじ部材と、
   樹脂材料で形成され前記筒状雌ねじ部材が埋設される筒状の本体部と、
   前記本体部の外周のうちの前記筒状雌ねじ部材の径方向外側部分に設けられる金属製の補強リングと、
   を有する、管継手。
2. 前記補強リングは、前記本体部の外周に配置される筒部本体と、前記筒部本体の一端部から径方向内側に突出して前記本体部の先端面に配置される環状の内向きフランジと、を含んで構成されており、
   前記内向きフランジの内径が、前記筒状雌ねじ部材に螺合する雄ねじ部材の外径よりも大径に形成されている、
   請求項１に記載の管継手。
3. 前記補強リングは、前記本体部の外周に配置される筒部本体と、前記筒部本体の一端部から径方向内側に突出して前記本体部の先端面に配置される環状の内向きフランジと、を含んで構成されており、
   前記内向きフランジの内径が、前記筒状雌ねじ部材の雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、前記雄ねじ部の基端側に形成され前記雄ねじ部よりも大径に形成された大径筒部とを備えた前記筒状雄ねじ部材の前記大径筒部の外径よりも小径に形成されている、請求項１に記載の管継手。
4. 前記本体部の外周には、傾斜面を備えた複数の凸部が、前記本体部の周方向に沿って間隔を開けて形成され、
   前記傾斜面は、前記本体部の外周面から径方向外側へ計測する高さが、前記本体部の先端側に向けて漸減し、かつ前記補強リングの内周面に接触する、
   請求項１～請求項３の何れか１項に記載の管継手。
5. 前記本体部の外周面には、前記本体部の外形を形成するために前記本体部の直径方向に互いに接離する一対のモールドのパーティング面の跡であるパーティングラインが形成されており、
   前記凸部には、前記パーティングラインに直交する方向に対して傾斜する抜き勾配が設けられている、
   請求項４に記載の管継手。
6. 前記補強リングは、ステンレススチールで形成されている、
   請求項１～請求項５の何れか１項に記載の管継手。

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