JP2023156199A - 管継手用脱離治具、管継手、及び雄継手と雌継手の脱離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】雄継手と雌継手との係合解除の作業性を向上し、且つ係合解除が不能となることを防止するようにした管継手用脱離治具、管継手、及び雄継手と雌継手の脱離方法を提供する。【解決手段】雄継手１１に設けられた軸部１４と雌継手１２に設けられた軸挿入部２４とを雌継手側の軸方向に沿って嵌め合わせることで、軸挿入部２４に設けられたロック部材が軸部１４に設けられたロック溝に入り込んで雄継手１１と雌継手１２との係合が可能となり、また、脱離治具１３を雄継手１１と雌継手１２との間に装着した後に、脱離治具１３を雌継手側の軸方向に移動させることで、脱離治具１３に設けた薄筒体４３がロック部材をロック溝から脱離させて雄継手１１と雌継手１２との係合を解除する。【選択図】図７

Description

本発明は、管継手用脱離治具、管継手、及び雄継手と雌継手の脱離方法に関し、特に雄継手と雌継手の係合解除が簡便に行える管継手用脱離治具、管継手、及び雄継手と雌継手の脱離方法に関する。

従来、管継手においては、内周面に周溝と凹み部とを有する雌継手と、雌継手に挿入される軸部の外周面に周溝を有する雄継手と、前記雌継手の周溝に収容された拡縮径可能な弾性リング体と、雌継手に内挿され弾性リング体を拡径ならしめる短筒体と長筒状体とを有した保持具と、を備える管継手が知られている（特許文献１参照）。このような従来の管継手は、保持具に設けられた長筒状体が、予め雌継手に摺動自在に外挿された構成を有しており、雌継手に対して脱離不可能に設けられている保持具によって、雄継手と雌継手とを係合解除し得、当該係合解除が別体の工具を用いずに行える。

具体的には、係合時、雌継手の周溝に装着された弾性リング体の内周が雄継手軸部の外周面に設けられ周溝に接し、また、弾性リング体の外周が雌継手の凹み部に接している。この状態では、弾性リング体が前記凹み部内で雄継手の周溝に向けて押し付けられた状態、つまり、雄継手の抜けが防止された状態となっている。

保持具の短筒体は、雄継手の軸部と雌継手の内周面との間に入り込んで、弾性リング体に軸方向で対向している。この短筒体は、係合位置と係合解除位置との間に雌継手に対して移動自在となっている。係合位置の時には、短筒体が弾性リング体から離れており、また、係合解除位置の時には、短筒体が弾性リング体を雌継手内周面に設けられた周溝部に移動させる。

雄継手を雌継手に挿入し、流体圧がかかると弾性リング体が凹み部に接した状態となる。

係合解除の時には、雌継手に対して脱離不可能に設けられている保持具を雌継手の軸方向に移動させ、保持具の短筒体が弾性リング体を雌継手の周溝部に押し込む。これにより、弾性リング体が拡径されて雌継手と雄継手との係合が解除される。

実開平５－５４８９１号公報

このように、特許文献１に記載の管継手は、雄継手と雌継手を工具不要で係合でき、また、雌継手に予め設けられている保持具によって工具不要で係合解除できる構造であった。しかしながら、従来の管継手では、係合状態の時に、例えば、外装の保持具に対して振動負荷がかかり、当該保持具を介して弾性リング体に振動負荷が与えられた際に雄継手と雌継手が容易に係合解除されないように、弾性リング体の径を太径にして、弾性リング体に強い拡径力を持たせることが必要であった。このため、雌継手の保持具を係合解除位置に移動して弾性リング体を拡径するためには強い力が必要になる。このように、雌継手と雄継手を係合解除させる際には、保持具が設けられている雌継手の先端部分を強い力で押す必要があり、その分、雌継手と雄継手を係合解除する作業が難しかった。

また、押圧主体である保持具の長筒状体は、雌継手の外周を被っているため、持ち運ぶ時や接続作業をする時に、誤って長筒状体に衝撃を与えてしまい、破損するおそれがあった。破損すると係合解除ができなくなるため、管継手としての使用が不能となってしまう。

そこで、本発明は、雄継手と雌継手との係合解除の作業性を向上し、且つ係合解除が不能となることを防止するようにした管継手用脱離治具、管継手、及び雄継手と雌継手の脱離方法を提供することを目的とする。

この発明の管継手用脱離治具は、軸部が設けられた雄継手と、軸部に対して軸挿入部を雌継手側の軸方向に沿って嵌め合わせることで、軸挿入部に設けられたロック部材が軸部に設けられたロック溝に入り込んで雄継手と係合可能な雌継手と、を備える管継手に用いられる管継手用脱離治具であって、係合状態にある雄継手と雌継手との間に着脱自在に装着される把持部と、把持部に設けられた薄筒体と、を備え、薄筒体は、管継手に装着した把持部を雌継手側の軸方向に移動させることで、ロック部材をロック溝から脱離させて雄継手と雌継手との係合状態を解除する。

この発明の管継手は、軸部が設けられた雄継手と、軸部に対して軸挿入部を雌継手側の軸方向に沿って嵌め合わせることで、軸挿入部に設けられたロック部材が軸部に設けられたロック溝に入り込んで雄継手と係合可能な雌継手と、を備える管継手であって、雄継手の軸部は、雄継手及び雌継手とは別体の管継手用脱離治具の把持部が着脱自在に装着され、把持部が雌継手側の軸方向に移動可能な構成を有し、係合状態の雄継手と雌継手は、軸部に装着された把持部が雌継手側の軸方向に移動することで、把持部に設けられた薄筒体が軸部と軸挿入部との間に入り込む隙間が形成されており、薄筒体によってロック部材がロック溝から脱離されて雄継手と雌継手との係合状態が解除されるものである。

この発明の雄継手と雌継手の脱離方法は、軸部が設けられた雄継手と、軸部に対して軸挿入部を雌継手側の軸方向に沿って嵌め合わせることで、軸挿入部に設けられたロック部材が軸部に設けられたロック溝に入り込んで雄継手と係合可能な雌継手と、を備える管継手の、雄継手と雌継手の脱離方法であって、把持部に薄筒体が設けられた管継手用脱離治具を用意する準備工程と、雌継手の軸挿入部に係合された雄継手の軸部に、管継手用脱離治具の把持部を着脱自在に装着する装着工程と、軸部に装着された把持部を雌継手側の軸方向に移動することで、管継手用脱離治具の薄筒体が軸部と軸挿入部との間の隙間に入り込み、薄筒体によってロック部材がロック溝から脱離されて雄継手と雌継手との係合状態が解除される解除工程と、を備えるものである。

この発明の管継手用脱離治具によれば、係合状態にある雄継手と雌継手との間に着脱自在に装着される把持部と、把持部に設けられた薄筒体と、を備え、薄筒体は、管継手に装着した把持部を雌継手側の軸方向に移動させることで、ロック部材をロック溝から脱離させて雄継手と雌継手との係合状態を解除する。このため、従来のように雌継手の先端部分を強い力で押す必要がなく、雌継手とは別体に準備した管継手用脱離治具を用いて雌継手と雄継手とを係合解除できるため、雌継手と雄継手との係合解除の作業性が向上し得る。また、係合解除時以外は管継手用脱離治具を管継手から取り外しておくことができるので、従来のような破損によって係合解除が不能となることを防止することができる。

この発明の管継手によれば、従来のように雌継手の先端部分を強い力で押す必要がなく、雌継手とは別体に準備した管継手用脱離治具を用いて雌継手と雄継手とを係合解除できるため、雌継手と雄継手との係合解除の作業性が向上し得る。また、係合解除時以外は管継手用脱離治具を管継手から取り外しておくことができるので、破損によって係合解除が不能となることを防止することができる。

この発明の雄継手と雌継手の脱離方法によれば、従来のように雌継手の先端部分を強い力で押す必要がなく、雌継手とは別体に準備した管継手用脱離治具を用いて雌継手と雄継手とを係合解除できるため、雌継手と雄継手との係合解除の作業性が向上し得る。また、係合解除時以外は管継手用脱離治具を管継手から取り外しておくことができるので、破損によって係合解除が不能となることを防止することができる。

本発明の一実施例である管継手装置を示す斜視図である。 雄継手を示す断面図である。 雌継手を示す斜視図である。 雌継手を示す断面図である。 雌継手に第２配管を取り付けた状態を示す片側断面図である。 脱離治具を示す斜視図である。 管継手装置を示す片側断面図であり、脱離治具を装着した状態を示す。 雄継手と雌継手を係合した状態を示す断面図である。 管継手装置を示す片側断面図であり、脱離治具を押し込んだ状態を示す。 管継手装置を示す片側断面図であり、雄継手を引き抜いた状態を示す。 弾性リング体を示す平面図である。

以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態である管継手装置を示す。管継手装置９は、例えば、建物の空調を制御するファンコイルユニット等の温調水を移送するための配管や、建機のパイロット操作を制御するための油を移送する配管に使用される。

管継手装置９は、図１に示すように、雄継手１１及び雌継手１２を備える管継手１０と、管継手用脱離治具（以下、単に「脱離治具」と称す）１３で構成されている。雄継手１１は、軸部１４、外周溝部１５、及び取付軸部１６が形成されており、雄継手１１の内部には、流体が流れる第１管部１７が形成されている。

図２に示すように、軸部１４は、雌継手１２に向けて挿入される部分であり、その挿入側から順に軸第１径部１８と、軸第１径部１８よりも太径の軸第２径部１９とを有し、軸第１径部１８と軸第２径部１９の間には第１テーパ径部２０が形成されている。外周溝部１５は、軸第２径部１９の外周に形成されている。

外周溝部１５に対して雌継手１２側の軸方向Ａ（以下、単に「軸方向Ａ」と称す）側には、平坦な径部２１が設けられ、また、平坦な径部２１には、平坦な径部２１よりも小径である軸第１径部１８が軸方向Ａで隣接する。雄継手１１のうちの軸部１４に対して軸方向Ａとは逆側の端にある取付軸部１６には、例えば、外周面にネジ部（図示なし）が設けられており、ネジ部には機器２２が螺合して取り付けられる。

雌継手１２は、図３に示すように、軸挿入部２４、軸挿入部２４に収納される弾性リング体２５と、Oリング２６とを有する。弾性リング体２５は、円弧状の両端に隙間を有する断面C型状をしている。この弾性リング体２５は、この発明のロック部材に相当する。Oリング２６は、ゴム等の材料で環状に作られている。

軸挿入部２４には、図４に示すように、軸方向Ａに沿って浅内周溝部２８、深内周溝部２９、及びOリング装着溝３０が順に形成されている。軸挿入部２４には、軸部１４を受け入れる第１孔部３２と、第１孔部３２よりも小径の第２孔部３３と、第２孔部３３よりも小径の第３孔部３４とが軸方向Ａに沿って順に形成されている。第１孔部３２と第２孔部３３との間には、第２テーパ径部３５が形成されている。第１孔部３２、第２孔部３３、及び第３孔部３４は、流体を移送させる第２管部３６を構成する。なお、第２テーパ径部３５は、係合時に第１テーパ径部２０が当接して雄継手１１のそれ以上の挿入を防止する役目をする。また、第３孔部３４は、第１管部１７と同径である。

浅内周溝部２８、及び深内周溝部２９が軸方向Ａに沿って順に形成されており、浅内周溝部２８と深内周溝部２９とが繋がっており、深内周溝部２９の内壁のうちの軸方向Ａとは逆側の壁がない状態になっている。つまり、深内周溝部２９に収納される弾性リング体２５は、浅内周溝部２８と深内周溝部２９との間で移動可能になっている。浅内周溝部２８は、その浅内周溝部２８の底と、雄継手１１の外周溝部１５の底との間で弾性リング体２５を、第２管部３６（第１管部１７）の径方向で挟み込んで雄継手１１と雌継手１２との係合（以下、単に「係合」と称す）の状態を保持する。ここで、係合の維持を確実にするために、弾性リング体２５は、自然状態における内周直径が軸部１４の軸第２径部１９の外径（図２参照）よりも小さく、且つ厚みが浅内周溝部２８の幅よりも小さく設定されている。つまり、外周溝部１５は、弾性リング体２５の線径の１／３程度の深さに設定してあり、かつ、弾性リング体２５は、自然状態における内径が外周溝部１５の底（図２参照）と一致するように設定されている。なお、軸部１４の軸第２径部１９の外周に設けられた外周溝部１５と軸挿入部２４に設けられた浅内周溝部２８とは、この発明のロック溝に相当する。

第２孔部３３には、Oリング２６が装着されるOリング装着溝３０が形成されている。Oリング２６は、係合時に、雄継手１１の軸第１径部１８の外周に接して第１管部１７と第２管部３６の隙間を水密に維持する。

図５に示すように、配管挿入部３９の外周には、初期状態において筒体３８の一部にカシメ止めが施されている。配管３７を配管挿入部３９と筒体３８との間に挿入した後には、筒体３８の全体をカシメ止めすることで配管３７を配管挿入部３９に強固に固定する。

脱離治具１３は、図６に示すように、係合を解除する時に使用されるもので、厚みの厚い環状の把持部４２と、把持部４２の中央に設けられたリング状の薄筒体４３とを有する。把持部４２、及び薄筒体４３は、図１にも示したように、把持部４２に設けられた回転軸４４を中心に、回転軸４４から把持部４２の径方向に延びる分割線４５から左右に二分割に分割可能になっている。つまり、把持部４２は、右把持部４２ａと左把持部４２ｂとで構成されており、また、薄筒体４３も右薄筒体４３ａと左薄筒体４３ｂとで構成されている。なお、ここでは、説明の便宜上、以下、図６において右側にある第１把持部半体を右把持部４２ａと称し、図６において左側にある第２把持部半体を左把持部４２ｂと称する。また、同じく説明の便宜上、以下、図６において右側にある第１薄筒体半体を右薄筒体４３ａと称し、図６において左側にある第２薄筒体半体を左薄筒体４３ｂと称する。

右把持部４２ａと左把持部４２ｂは、薄肉の半円環状でなる半底板部４２２と、半底板部４２２の外周縁部に沿って立設して弧状に湾曲した半外壁部４２３とをそれぞれ有する。右把持部４２ａには、半底板部４２２の内周縁部に沿って弧状に湾曲した半筒状の右薄筒体４３ａが立設され、左把持部４２ｂには、半底板部４２２の内周縁部に沿って弧状に湾曲した半筒状の左薄筒体４３ｂが立設されている。

この実施形態では、把持部４２の軸方向における半外壁部４２３の長さが、把持部４２の軸方向における右薄筒体４３ａ及び左薄筒体４３ｂの長さよりも長く突出して形成されている。なお、本実施形態では、脱離治具１３を管継手１０に装着した際、把持部４２の軸方向と雌継手１２側の軸方向Ａとが一致することから、以下、脱離治具１３の軸方向を軸方向Ａとも称する。この場合、半外壁部４２３と、右薄筒体４３ａ及び左薄筒体４３ｂとは、軸方向Ａとは逆側に配置される端が、平面になっている（図１参照）。右薄筒体４３ａ及び左薄筒体４３ｂの先端は、把持部４２の半外壁部４２３の先端に対して軸方向にそれぞれ引っ込んだ非突出状態に形成されている。これにより、右薄筒体４３ａ及び左薄筒体４３ｂは、右薄筒体４３ａ及び左薄筒体４３ｂの外周側に設けられた半外壁部４２３により保護され、右薄筒体４３ａ及び左薄筒体４３ｂの損傷を防止している。

回転軸４４は、軸方向が脱離治具１３の軸方向Ａと平行に配置され、右把持部４２ａの一端と左把持部４２ｂの一端とを回転自在に連結する。右把持部４２ａと左把持部４２ｂは、回転軸４４を中心に、右把持部４２ａの他端と左把持部４２ｂの他端とが互いに遠ざかる方向に回転して開き状態となる。また、開き状態の右把持部４２ａと左把持部４２ｂは、回転軸４４を中心に、右把持部４２ａの他端と左把持部４２ｂの他端とが互いに近づく方向に回転し、右把持部４２ａの他端と左把持部４２ｂの他端とが当接して閉じ状態となる。つまり脱離治具１３は、開き状態と閉じ状態との間で回転軸４４を中心に回転可能である。脱離治具１３は、右把持部４２ａと左把持部４２ｂが閉じ状態の時に、右薄筒体４３ａと左薄筒体４３ｂが環状の孔部を形成する。脱離治具１３は、右把持部４２ａと左把持部４２ｂが開き状態になることで、右薄筒体４３ａと左薄筒体４３ｂとの間に、脱離治具１３を雌継手１２と連結している雄継手１１の軸部１４における軸第２径部１９の外周面を挟み込み可能な構成を有する。

脱離治具１３は、軸部１４が右薄筒体４３ａと左薄筒体４３ｂとの間に位置決めされた状態で右把持部４２ａと左把持部４２ｂが開き状態から閉じ状態になることで、右薄筒体４３ａと左薄筒体４３ｂとの内周面４６によって軸部１４の軸第２径部１９の、雌継手１２に挿入していない部分を挟み込むための孔部を形成する。つまり、右薄筒体４３ａと左薄筒体４３ｂは、右把持部４２ａと左把持部４２ｂが閉じ状態になることで、円筒状の薄筒体４３を形成し、薄筒体４３は、雌継手１２と連結している雄継手１１の軸部１４の軸第２径部１９の、雌継手１２に挿入していない、外部に露呈した部分の外周面を、内周面４６で挟み込む。なお、同図に示す回転軸４４は、例えばビス等である。例えば、ビスの場合には、先端のネジ部が左把持部４２ｂにネジ止めされ、ビス頭との間のネジ無し部で右把持部４２aを回転自在に支持する。

薄筒体４３は、図７に示すように、雄継手１１と雌継手１２を連結させた管継手１０において、雄継手１１の軸部１４の軸第２径部１９の外部に露呈される外周面に取り付けられる。薄筒体４３は、雄継手１１と雌継手１２の係合時に、軸部１４の軸第２径部１９と軸挿入部２４との間に形成される隙間に入り込む薄い厚みになっている。係合解除は、脱離治具１３を軸方向Ａに向けて押す。このとき、薄筒体４３は、軸部１４と軸挿入部２４との隙間に入り込んで、弾性リング体２５を浅内周溝部２８から深内周溝部２９に向けて押し込む。このとき、弾性リング体２５の内周は、軸部１４のうちの外周溝部１５に対して軸方向Ａ側にある、外周面が平坦な径部２１に接する。

本実施形態では、図２に示すように、径部２１での外径をd4とし、外周溝部１５の溝底部での外径をd5とし、弾性リング体２５の線径をdとし、図２の領域ＥＲ内に示すように弾性リング体２５の線径（d/3）が外周溝部１５内に位置決めされるとした場合、下記の式（１）に示す関係を有する。
ｄ５ ＝ ｄ４ －（２・（ ｄ ／３）） …（１）

また、本実施形態では、軸第２径部１９の外径と径部２１の外径とが略同一に形成されている。なお、ここでの略同一とは、軸第２径部１９の外径と径部２１の外径とが完全に同一に形成されている他、雄継手１１と雌継手１２の係合や、脱離治具１３による係合解除の機能を実現可能な誤差程度にずれて形成されている場合も含み得る。

次に、上記構成の作用を説明する。雌継手１２の初期状態は、弾性リング体２５が深内周溝部２９に収容されている。この状態において、雄継手１１を雌継手１２に挿入する。挿入は、軸部１４と軸挿入部２４とを雌継手１２側の軸方向Ａに沿って嵌め合わせる。これにより、軸第１径部１８がこれよりも僅かに大径な第２孔部３３に入り込んで、軸部１４にある第１テーパ径部２０が軸挿入部２４にある第２テーパ径部３５に当接する。これにより、雄継手１１の挿入がストップされるので係合の終了を知ることができる。このとき、弾性リング体２５の内周は、第１テーパ径部２０が第２テーパ径部３５に当接する手前で外周溝部１５に入り込んだ状態になる。Oリング２６は、軸第１径部１８に接して軸部１４と軸挿入部２４の隙間を水密にしている。これにより、流体の移動を開始させることができる。

流体の移動を開始すると、軸部１４と軸挿入部２４との間にかかる流体圧により、雄継手１１と雌継手１２とが離れる方向に付勢される。これにより、図８に示すように、雄継手１１が軸方向Ａとは逆の方向に押されて、外周溝部１５に入り込んだ状態で弾性リング体２５が浅内周溝部２８に移動される。これにより、弾性リング体２５は、外周が浅内周溝部２８に規制されてそれ以上の拡径が阻止され、内径が外周溝部１５に押し付けられた状態になる。これにより、雄継手１１が雌継手１２から離れる方向に移動することが阻止され、よって、雄継手１１と雌継手１２の係合が強固な状態になる。なお、同図では、配管３７を省略している。

続いて、係合解除を行う場合には、把持部４２に薄筒体４３が設けられた脱離治具１３を用意する（本発明の「準備工程」に相当）。次に、雌継手１２の軸挿入部２４に係合された雄継手１１の軸部１４に、脱離治具１３の把持部４２を着脱自在に装着する（本発明の「装着工程」に相当）。つまり、流体の流れを停止した後に、脱離治具１３の把持部４２を持って、図１に示すように、回転軸４４を中心に脱離治具１３を左右に二分割して右把持部４２ａと左把持部４２ｂを開き状態にする。右把持部４２ａと左把持部４２ｂを開き状態にした後には、右把持部４２ａと左把持部４２ｂを閉じ状態にして、薄筒体４３を雄継手１１と雌継手１２の隙間に挟み込む。これにより、図７に示すように、薄筒体４３の内周面４６が雄継手１１の軸第２径部１９の外周面に配置される。

その後、脱離治具１３の把持部４２を軸方向Ａに移動することで、薄筒体４３が軸第２径部１９と軸挿入部２４との間にある隙間に入り込み、薄筒体４３によってロック部材がロック溝から脱離されて雄継手１１と雌継手１２との係合状態が解除される（本発明の「解除工程」に相当）。ロック部材は、軸挿入部２４に設けられた深内周溝部２９に装着される弾性リング体２５であり、ロック溝は、軸部１４に設けられた外周溝部１５と軸挿入部２４に設けられた浅内周溝部２８とで構成されている。

つまり、脱離治具１３を軸方向Ａに向けて押し込むと、薄筒体４３が軸第２径部１９の外周面に沿って移動して軸部１４と軸挿入部２４との間の隙間に入り込む。さらに、押し込みを続けると、薄筒体４３のうちの軸方向Ａ側の先端が弾性リング体２５に当接する。すると、弾性リング体２５は、内周が外周溝部１５に入り込んだまま雄継手１１と一緒に軸方向Ａに向けて押される。これにより、図９に示すように、弾性リング体２５の外周が深内周溝部２９に、第１管部１７の径方向で対向した状態になる。

その後、雄継手１１を雌継手１２から引き抜くと、軸部１４が軸方向Ａとは逆の方向に移動しようとする。このとき、弾性リング体２５が薄筒体４３に当接しているため、弾性リング体２５が拡径しながら外周溝部１５から脱出して、図１０に示すように、弾性リング体２５の内周が平坦な径部２１に接した状態になる。このとき、弾性リング体２５の線径を従来よりも細径にしたので、拡径するのにそれほど力が必要なく、よって、係合解除の作業を容易に行うことができる。

また、このとき、弾性リング体２５は、外周が深内周溝部２９に、第１管部１７の径方向で対向する位置に移動し、外周のうちの方向Ａ側が深内周溝部２９の内壁に当接して、軸挿入部２４内でそれ以上の移動が阻止されている。そのまま雄継手１１の引き抜きを継続すると、弾性リング体２５の内周が平坦な径部２１から、平坦な径部２１よりも小径である軸第１径部１８の外周面に移動する。このとき、弾性リング体２５は、深内周溝部２９内で自然状態になり、深内周溝部２９に収納された状態になる。その後は、雄継手１１を容易に引き抜くことができる。なお、図５、図７、図８、図９、及び図１０では、取付軸部１６の外周面に形成されているネジ部は図示を省略している。

以上の構成において、本実施形態では、従来の管継手のように雌継手の先端部分を強い力で押す必要がなく、雌継手１２とは別体に準備した脱離治具１３を用いて雄継手１１と雌継手１２とを係合解除できるため、脱離治具１３によって雄継手１１と雌継手１２との係合解除の作業性が向上し得る。また、脱離治具１３は、係合解除時以外は管継手１０から取り外しておくことができるので、雄継手１１と雌継手１２との係合時に脱離治具１３の破損によって係合解除が不能となることを防止することができる。

弾性リング体２５の強度(P)を求める。弾性リング体２５は、図１１に示す形状になっており、円弧状バネの歪み(σ)を下記の式（２）に示す式を利用して弾性リング体２５の強度(P)を求める。強度(P)は、弾性リング体２５の拡径力のことであり、雄継手１１と雌継手１２との係合解除の作業の容易性にかかわる数値になる。

…（２）

この数式は弾性リング体２５の歪み(σ)を求める式であるため、拡径力(P)を求める式に変形すると、円弧状バネの歪み式として下記の式（３）が得られる。

…（３）

ここで、上記の式（２）中、αは欠円部の中心角であり、使用する弾性リング体２５は欠円角が極めて小さく、ゼロにほとんど等しいため、α≒０とする。また、Eは材料弾性率であり、ここでは[E=21000Kgf/mm2] (SUS304)と考える。なお、[mm2]はmmの二乗で平方ミリメートルを示す。rは弾性リング体２５の最大広がりの内径(d4/2)、dは弾性リング体２５の線径、d4は雄継手１１の径部２１での直径、d5は外周溝部１５の溝底部での直径であり、上記の式（１）で示す関係を有すると、弾性リング体２５の歪み(σ)は、[d/3×π]となる。下記の[表１]に示す内径は、雄継手１１の径部２１での直径(d4)であり、線径(d)は弾性リング体２５の線径である。ここで、径部２１の内径１～３は、8.0mm～18.0mmの範囲から任意に選択した値であり、内径１＜内径２＜内径３とした。また、弾性リング体２５の線径１～３は、0.5mm～2.0mmの範囲から任意に選択した値であり、線径１＜線径２＜線径３とした。そして、任意に選定した内径１～３及び線径１～３から上記の式（３）に基づいて弾性リング体２５の拡径力(P)を算出したところ、下記の[表１]に示すような結果が得られた。

別体の脱離治具１３を用いずに、雌継手に脱離不可能な状態で予め設けた保持具によって係合解除可能な構造の従来の管継手（特許文献１参照）では、例えば、[表１]に示すように、拡径力(P)が0.42Kgfの弾性リング体２５と、拡径力(P)が0.46Kgfの弾性リング体２５と、をそれぞれ使用した場合、雄継手と雌継手との係合解除が容易過ぎることから、実使用中に振動負荷が雌継手の保持具にかかることにより、外装の保持具から弾性リング体２５に振動負荷が加わり、雄継手と雌継手が脱離してしまうという問題があった。そのため、従来の管継手では、［表１］中、拡径力(P)が0.92Kgf超の弾性リング体２５を用いることが望ましい。

これに対して、本実施形態に係る管継手１０は、従来のように、弾性リング体２５を外部から係合解除可能な保持具が雌継手１２の先端部分に設けられておらず、実使用中は、脱離治具１３が外されていることから、実使用中でも外部から弾性リング体２５に対して振動負荷がかからない。このため、本実施形態に係る管継手１０では、実使用中の振動負荷がかかることによる脱離の懸念がなくなる。このように、本実施形態に係る管継手１０では、従来の保持具がなく雄継手１１と雌継手１２が脱離し難い構造となっているため、従来の管継手で使用できなかった、拡径力(P)が0.42Kgfや0.46Kgの極めて小さい弾性リング体２５についても用いることができる。よって、本実施形態に係る管継手１０では、従来の管継手では使用困難な拡径力(P)が0.42Kgf以上0.92Kgf以下の弾性リング体２５についても用いることができる。

また、従来の管継手では、拡径力(P)が2.28Kgfの弾性リング体２５と、拡径力(P)が2.24Kgfの弾性リング体２５と、をそれぞれ使用した場合、雌継手の先端部分に設けた保持具に対して外力を与え難いことから、保持具によって弾性リング体２５の係合解除が行い難く、作業には不適であった。そのため、従来の管継手では、拡径力(P)がおおよそ2.0Kgf以下の弾性リング体２５を用いることが望ましい。

本実施形態に係る管継手１０でも拡径力(P)が2.24Kgfの弾性リング体２５を使用すると、雌継手１２とは別体に準備した脱離治具１３を用いても、雄継手１１と雌継手１２との係合解除が行い難いことから、拡径力(P)がおおよそ2.0Kgf以下の弾性リング体２５を用いることが望ましい。

以上より、本実施形態に係る管継手１０では、実使用中の振動負荷がかかることによる脱離の懸念がなくなるため、拡径力(P)が小さい弾性リング体２５も用いることができるようになり、拡径力(P)が0.42Kgf以上2.0Kgf以下の幅広い弾性リング体２５を使用することができる。また、本実施形態に係る管継手１０では、弾性リング体２５の拡径力(P)を0.42Kgf以上0.92Kgf以下とすることが望ましく、これにより雄継手１１と雌継手１２の係合解除の作業をさらに容易に行うことができる。

９…管継手装置
１０…管継手
１１…雄継手
１２…雌継手
１３…管継手用脱離治具
１４…軸部
１５…外周溝部
１９…軸第２径部
２４…軸挿入部
２５…弾性リング体
２８…浅内周溝部
２９…深内周溝部
３８…筒体
４２…把持部
４３…薄筒体
４５…分割線
４６…内周面

Claims (8)

1. 軸部が設けられた雄継手と、前記軸部に対して軸挿入部を雌継手側の軸方向に沿って嵌め合わせることで、前記軸挿入部に設けられたロック部材が前記軸部に設けられたロック溝に入り込んで前記雄継手と係合可能な雌継手と、を備える管継手に用いられる管継手用脱離治具であって、
   係合状態にある前記雄継手と前記雌継手との間に着脱自在に装着される把持部と、前記把持部に設けられた薄筒体と、を備え、
   前記薄筒体は、前記管継手に装着した前記把持部を雌継手側の軸方向に移動させることで、前記ロック部材を前記ロック溝から脱離させて前記雄継手と前記雌継手との係合状態を解除する、管継手用脱離治具。
2. 前記ロック部材は、前記軸挿入部に設けられた深内周溝部に装着される弾性リング体であり、
   前記ロック溝は、前記軸部に設けられた外周溝部と前記軸挿入部に設けられた浅内周溝部とで構成されており、
   前記管継手は、
   前記雄継手と前記雌継手とが係合状態のときに、前記深内周溝部と前記浅内周溝部は雌継手側の軸方向に隣接しており、
   自然状態における内周直径が前記軸部の外径よりも小さく、且つ厚みが前記浅内周溝部よりも小さく設定された、前記弾性リング体が、前記外周溝部と前記浅内周溝部とで径方向で押さえ込まれることで前記雄継手と前記雌継手とを係合させる構成であり、
   前記薄筒体は、
   前記弾性リング体を前記深内周溝部に押し込んで前記弾性リング体の拡径を許容して、前記雄継手と前記雌継手との係合状態を解除させる、請求項１に記載の管継手用脱離治具。
3. 前記薄筒体は環状の前記把持部に設けられ、
   前記把持部は、前記把持部及び前記薄筒体を径方向に二分割する回転軸を有し、
   前記把持部及び前記薄筒体は、前記回転軸を中心に二分割して、係合状態の前記雄継手と前記雌継手との間に装着され、
   前記薄筒体は、
   前記管継手に装着した前記把持部が雌継手側の軸方向に移動することで、前記軸部と前記軸挿入部との隙間に入り込んで前記弾性リング体を前記浅内周溝部から前記深内周溝部に向けて押し込む、請求項２に記載の管継手用脱離治具。
4. 軸部が設けられた雄継手と、前記軸部に対して軸挿入部を雌継手側の軸方向に沿って嵌め合わせることで、前記軸挿入部に設けられたロック部材が前記軸部に設けられたロック溝に入り込んで前記雄継手と係合可能な雌継手と、を備える管継手であって、
   前記雄継手の前記軸部は、
   前記雄継手及び前記雌継手とは別体の管継手用脱離治具の把持部が着脱自在に装着され、前記把持部が雌継手側の軸方向に移動可能な構成を有し、
   係合状態の前記雄継手と前記雌継手は、
   前記軸部に装着された前記把持部が雌継手側の軸方向に移動することで、前記把持部に設けられた薄筒体が前記軸部と前記軸挿入部との間に入り込む隙間が形成されており、前記薄筒体によって前記ロック部材が前記ロック溝から脱離されて前記雄継手と前記雌継手との係合状態が解除される、管継手。
5. 前記ロック部材は、前記軸挿入部に設けられた深内周溝部に装着される弾性リング体であり、
   前記ロック溝は、前記軸部に設けられた外周溝部と前記軸挿入部に設けられた浅内周溝部とで構成されており、
   前記管継手は、
   前記雄継手と前記雌継手とが係合状態のときに、前記深内周溝部と前記浅内周溝部とが雌継手側の軸方向に隣接し、
   自然状態における内周直径が前記軸部の外径よりも小さく、且つ厚みが前記浅内周溝部よりも小さく設定された、前記弾性リング体を、前記外周溝部と前記浅内周溝部とで径方向で押さえ込むことで前記雄継手と前記雌継手とを係合させる、請求項４に記載の管継手。
6. 前記外周溝部は、前記弾性リング体の線径の１／３程度の深さに設定してあり、かつ、前記弾性リング体は、自然状態における内径が前記外周溝部の底と一致するように設定されていることを特徴とする請求項５に記載の管継手。
7. 円弧状バネの歪み式を利用して求めた前記弾性リング体の拡径力(P)が0.42Kgf以上2.0Kgf以下になっている、請求項５又は６に記載の管継手。
8. 軸部が設けられた雄継手と、前記軸部に対して軸挿入部を雌継手側の軸方向に沿って嵌め合わせることで、前記軸挿入部に設けられたロック部材が前記軸部に設けられたロック溝に入り込んで前記雄継手と係合可能な雌継手と、を備える管継手の、雄継手と雌継手の脱離方法であって、
   把持部に薄筒体が設けられた管継手用脱離治具を用意する準備工程と、
   前記雌継手の軸挿入部に係合された前記雄継手の前記軸部に、前記管継手用脱離治具の把持部を着脱自在に装着する装着工程と、
   前記軸部に装着された前記把持部を雌継手側の軸方向に移動することで、前記管継手用脱離治具の薄筒体が前記軸部と前記軸挿入部との間の隙間に入り込み、前記薄筒体によって前記ロック部材が前記ロック溝から脱離されて前記雄継手と前記雌継手との係合状態が解除される解除工程と、
   を備える、雄継手と雌継手の脱離方法。

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