JP2711622B2 - 可動型管端防食コア - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば、給水用樹
脂被覆鋼管と青銅バルブ等の耐食性金属からなる給水器
具とのねじ結合部において使用する管接続方法に用いる
可動型管端防食コアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】給水用樹脂被覆鋼管（以下、鋼管とい
う）の給水用バルブ接合部においては、その管端部にお
ける鉄部分の露出を防止するため、管端防食コア（以
下、コアという）を用いている。このコアを用いた給水
用青銅バルブ器具類（以下、バルブという）には、バル
ブとコアが分離した分離型と、バルブとコアとを一体に
して内蔵させた内蔵型とがある。

【０００３】まず、図６に示す分離型コアの従来例で
は、バルブ本体１とこれに連結される鋼管２の管端部に
嵌められる樹脂製（ポリエチレンやポリプロピレン、ポ
リブテン）のコア３によって管端防食バルブを構成する
ものであり、上記バルブ本体１には端部よりテーパ雌ね
じ４を設けるとともに、このテーパ雌ねじ４の奥部は、
通常のＪＩＳ規格のバルブに比してコア３の雄ねじの長
さ分だけ余裕を見込んだねじ延長部を設けており、一方
のコア３には、外周にねじ部６を有する鍔部７と鋼管２
内に嵌挿される胴部８を設けている。

【０００４】そして、使用に際しては、まず、鋼管２の
端部にコア３の胴部８を嵌挿して、鋼管２の端面に、コ
ア３の鍔部７壁面を当接させ、その鋼管２に設けたテー
パ雄ねじ９と上記ねじ部６とをバルブ本体１の雌ねじ４
に嵌合して接続するものである。

【０００５】また、図７に示す内蔵型コアの従来例は、
バルブ本体１のヌスミ部に、コア１０を一体的に射出成
形によって形成したもので、このコア１０に、鋼管２を
嵌挿するための凹溝１１と胴部１２とを形成している。
そして、その使用に際しては、鋼管２の端部を凹溝１１
に嵌挿しながら、換言すれば、胴部１２を鋼管２内面に
嵌挿しながら鋼管２とバルブ本体１とを螺合し、鋼管２
をバルブ本体１に嵌合接続するものである。

【０００６】さらに、図８は内蔵型コアの他の従来例を
示しており、これは、バルブ本体１とは別体で成形した
コア１３を、上記バルブ本体１に螺合させ、一体化する
よう組み合わせたものであり、この場合のコア１３は、
その形状が上記分離型のコア３と似ているが、あらかじ
め、バルブ本体１に螺合させて一体化しておく点では、
内蔵型としての機能を有する。なお、結合される鋼管２
の先端とコア１３との間に防食シール剤１４が充填され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来のものには、それぞれ、以下に示すような
問題があった。まず、図６で示す分離型の場合では、施
工時に、不注意で、コア３を鋼管２に装着せずに、鋼管
２をバルブ本体１に接続してしまうというコアの入れ忘
れが起こるおそれがある。

【０００８】また、図７や図８で示す内蔵型の場合は、
バルブ本体１にコア１０が固定されているために、コア
の入れ忘れという問題は生じないものの、鋼管２の螺合
において、その管端の停止する位置が定まっておらず、
図７で示すように、凹溝１１の奥端まで鋼管２が入り切
らない場合には、空間部を生じ、この空間部に、水道水
の長期滞留による腐敗水が発生し、衛生上、好ましくな
いという問題がある。

【０００９】この発明は、上記したような問題点にかん
がみて成されたものであり、分離型の問題点であったコ
アの入れ忘れをなくし、内蔵型の問題点であった腐敗水
空間をなくすことが可能な管の接続方法に用いる可動型
管端防食コアを提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、請求項１の発明は、内面被覆鋼管の内周面に嵌挿
される胴部と上記鋼管の端面に当接する環状壁面を有す
る鍔部から成り、上記胴部外周面には、１本以上の環状
突起を設け、上記鍔部外周面には、バルブ本体のテーパ
雌ねじに螺合する雄ねじを設けた樹脂製の可動型管端防
食コアを、バルブ本体に対する上記鋼管の嵌合に先立
ち、予めバルブ本体に対し、上記環状壁面からバルブ本
体の端面までの距離が、バルブ本体の端面から鋼管嵌合
時におけるテーパ雄ねじの基準の長さａ寸法±１ピッチ
の範囲内となるような位置に嵌合させ、鋼管の接続時
に、上記バルブ本体のテーパ雌ねじに鋼管のテーパ雄ね
じを嵌合させてその先端部を上記管端防食コアの環状壁
面に当接させ、上記鋼管に所定の締付トルクを加えるこ
とにより結合するに際し、鋼管内周面が管端防食コアの
環状突起をのりこえる力（Ｒ）よりも管端防食コアの雄
ねじとバルブ雌ねじとの嵌合の摩擦力（Ｆ）の方が大き
く、かつ、上記摩擦力（Ｆ）よりも鋼管端部が管端防食
コアの環状壁面に当接し、管端防食コアに回転力を伝え
る力（Ｔ）の方が大きくなるように、つまり、Ｒ＜Ｆ＜
Ｔという関係式を満足するようにして結合する管接続方
法に用いられる可動型管端防食コアであって、前記Ｒ＜
Ｆ＜Ｔの関係を成立させるため、つぎのａ）、ｂ）、
ｃ）の３つの条件を同時に満足することを特徴としてい
る。

【００１１】ａ）Ｒ＜Ｆの関係を満足させるための条
件； Ｒを極力小さくするため、上記鋼管内径の許容寸法最小
値を底辺に、許容寸法最大値を上辺とし、かつ上記底辺
の長さを０．１〜０．５ｍｍ、上辺を０．０５〜０．１
５ｍｍとした断面四辺形状の環状突起を、可動型管端防
食コアの胴部外周面に、上記所定位置に嵌合停止された
状態において、バルブ本体のテーパ雌ねじ端部より螺進
側に１ピッチ以上奥部でかつ環状壁面より３ｍｍ以上手
前の位置に１本以上形成すること。

【００１２】ｂ）ＦをＲとＴの間の値とするための条
件； コアの雄ねじとバルブ本体の雌ねじとがａ寸法±１ピッ
チの範囲で嵌合したときの摩擦力（Ｆ）を、ＲとＴとの
間の値とするため、〔ｄ’＝ｄ₀ −ａ／ｍ〕の式で算出
されるコア鍔部ねじ外径ｄ’を有すること。ここで、ｄ
₀ ＝ＪＩＳＢ０２０３（管用テーパねじ）の基準径位置
における雄ねじの外径 ａ＝基準径位置から雄ねじ先端間での基準の長さ １／ｍ＝テーパ

【００１３】ｃ）Ｆ＜Ｔの関係を満足するための条件； 鋼管端面とコアの環状壁面とが鋼管の回転方向で咬み合
って、鋼管の締付トルクをコアに伝える伝達力（Ｔ）を
大きくするため、高さ０．５ｍｍ、底辺１ｍｍの鋸刃状
の刻み山をコアの環状壁面に形成すること。

【００１４】さらに、請求項２にかかる発明は、請求項
１記載の管端防食コアにおけるコア鍔部ねじ外径ｄ’
を、樹脂ねじ特有の摩擦係数と形状との影響による補正
値で、ねじ山の１ピッチ長さをＰとした場合のα＝
（０．８〜１．２）Ｐ／ｍを考慮し、〔ｄ’＝ｄ₀ −ａ
／ｍ−α〕の式で算出した値としたものである。

【００１５】

【作用】しかして、この発明によれば、鋼管の接続時
に、鋼管の先端をコア鍔部の環状壁面に当接させ、鋼管
に対して所定の締付トルクを加えることにより、コアを
鋼管とともに回転させて（前進可動させて）結合を完了
するが、この際、コア鍔部の環状壁面には、鋸刃状の刻
み山が形成してあるので、コアと鋼管とは、相互にすべ
ることなく、押圧されて密に接した状態となる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面により説明
する。図１はこの発明の一実施例による可動型コアの断
面図、図２は同じく可動型コアの要部拡大図であって、
（ａ）はコアを上面からみた図、（ｂ）は環状壁面を軸
方向からみた図、（ｃ）は同じく環状壁面を側面からみ
た図である。図１において、１５はバルブ本体（たとえ
ば、青銅バルブ）の接合部であり、この接合部１５に設
けたテーパ雌ねじ１６に、たとえば、ポリエチレンなど
の樹脂からなる可動型コア１７の鍔部１８の外周に設け
た雄ねじ１９を嵌合した状態を示している。

【００１７】また、図２（ａ）〜（ｃ）で示すように、
コア１７の鍔部１８の環状壁面２２には、鋸刃状の刻み
山２２ａが形成され、この刻み山２２ａは（ｂ）に示す
ように、所定間隔をおいて複数、形成されているが、望
ましくは、コア１７の軸心から外方向へ放射状に延びる
ように形成するのがよい。さらに、（ｃ）に示すよう
に、図示しない鋼管端部の回転時、その回転方向で係止
されるような向きに刻み山２２ａを形成すると効果的で
ある。

【００１８】そして、上記コア１７に設けた胴部２０に
対し、鋼管２の内周面を嵌挿しながら、鋼管２のテーパ
雄ねじ９を上記バルブ本体の接合部１５のテーパ雌ねじ
１６に嵌合することにより、鋼管２の端面はコア１７の
鍔部１８の環状壁面と当接した状態で接合部１５に結合
されるのであるが、本発明のコア１７を使用した場合に
は、バルブ本体の接合部１５のテーパ雌ねじ１６に対す
る可動型コア１７の嵌合停止位置がポイントとなる。

【００１９】ここで、コア１７の鋼管２に対する挿入口
がラッパ状に拡がっており、鋼管の挿入が困難なように
見受けられるが、チューリップカーブのカットを挿入部
に設けているので、実際は、鋼管の挿入は容易である
（詳細は、先願の実開昭６４−３２９８８号に記載の管
端防食コアを参照のこと）。

【００２０】基準径がバルブ本体の接合部１５の端部の
場合、図１に示すように、バルブ本体の接合部１５の端
面からコア１７の鍔部１８端面、すなわち、環状壁面２
２までの寸法をＬとすると、この寸法Ｌを鋼管２のテー
パ雄ねじ９の基準径位置の基準長さａ±１ピッチの範囲
内の寸法とするのである。これより浅い位置では、手締
め作業が困難になりかねないからである。

【００２１】また、テーパねじの特質上、コア１７がテ
ーパ雌ねじ１６の奥へ進行するにしたがって、コアねじ
が縮径され、その反発力の増加によって、コア１７の雄
ねじ１９とバルブ本体の接合部１５のテーパ雌ねじ１６
との嵌合時の摩擦力Ｆが、鋼管端部がコア１７の鍔部１
８の刻み山２２ａのある環状壁面２２に当接し、咬み合
ってコア１７に回転力を伝える力Ｔより大きくなる。そ
のＦの変化が著しい場合は、後述するコアねじの潰れを
招きかねない。

【００２２】また、深い位置では、製造上のばらつきで
雌ねじが径小で、鋼管雄ねじが径大である組み合わせの
場合、嵌合が浅くなり、所定のトルクを加えても、鋼管
２の先端面がコア１７の環状壁面２２まで到達せず、結
果、腐敗水空間を生じかねない。

【００２３】この発明の基本原理を理解するために、ね
じ公差や製造上のばらつきを考慮せずに、以下、説明す
る。図１のように、接合部１５に鋼管２を嵌合接続する
に先立ち、その接合部１５のテーパ雌ねじ１６のａ寸法
位置に可動型コア１７を嵌合停止させた状態にしてお
く。そして、鋼管２を嵌合接続する場合、まず、鋼管２
の内周面をコア１７の胴部２０に嵌挿させ、そのテーパ
雄ねじ９を接合部１５のテーパ雌ねじ１６に手締めで嵌
合させる。その手締め嵌合によって、鋼管２の先端が鍔
部８の環状壁面２２に当接するまでねじ込まれる。

【００２４】このとき、コア１７の雄ねじ１９は鋼管２
のテーパ雄ねじ９と連続することになる。この状態から
さらに、ねじ接合部の水密性と強度を得るため、鋼管２
に機械締めの締付トルクを与えることにより、鋼管２が
更にねじ込まれ、コア１７も鍔部１８を介してねじ込み
方向に鋼管２と共に回転し、テーパ雌ねじ１６に対する
ねじ込み量が大きくなる。

【００２５】すなわち、コア１７は、機械締めが完了し
た後は、接合部１５に対して予め設定された嵌合位置
（ａ寸法）から嵌合が深くなる位置へ移動して接続され
たことになり、そして、その移動は鋼管２の機械締めに
よって生じたものであり、同時に鍔部１８の環状壁面２
２は鋼管２の先端面と密着した状態になる。

【００２６】つぎに、上記管端防食コアの嵌合停止寸法
の設定方法を図３の（ａ）〜（ｃ）に基づき説明する。
まず、（ａ）に示すように、ＪＩＳＢ０２０３（管用テ
ーパねじ）にあるごとく、接合部１５の基準径位置（端
面部）から嵌合される鋼管２の先端までの長さを基準長
さａとし、その接合部１５のテーパ雌ねじ１６の基準位
置（ａの位置）における軸線方向の許容差を±ｂとす
る。

【００２７】ここで、手締めの嵌合において、両ねじ１
６，９の嵌合が最も浅い場合は、同図（ｂ）で示すよう
に、上記寸法ａに対して短い寸法Ｌ₁ 、すなわち、 Ｌ₁ ＝ａ−ｃ−ｂ… となる。

【００２８】ところで、通常のねじ結合は、手締めの位
置から何れか（通常１．５〜２．５山）を機械締めして
その結合が正規となるものであり、この機械締めをする
ことにより、ねじ接合部の水密性、強度等が十分維持で
きる。この機械締めの山数は少なくとも１山（１ピッ
チ）必要であるが、同図（ｃ）に示すように、この機械
締め代をＴｓとして上記式に加えると、 Ｌ₂ ＝ａ−ｃ−ｂ＋Ｔｓ… となる。ここで、Ｌ₂ は、機械締め後の締めつけ長さで
ある。

【００２９】そして、この寸法Ｌ₂ は、一般のねじ嵌合
で最も浅くなる長さはＴｓ＝ｂ＝１山であるので、Ｌ₂
＝ａ−ｃとなり、ここで、ｃは製造工場での精度管理で
ｃ＝０〜０．３山程度に小さくできるので、Ｌ₂ はａと
ほぼ等しくなる。

【００３０】したがって、図１に示す可動型コア１７を
バルブ本体１５に予め嵌合しておく寸法Ｌは、 Ｌ＝Ｌ₂ ≒ａ… となって、ａとしておく。

【００３１】ここで、Ｌ₂ がＬより大きくなった場合、
その差はｃに相当し、その分空間ができるので、不乾性
の充填材を入れておくか、コアの装着位置をｃの分だけ
径大側でずらしておくと、腐敗水空間はできないことに
なる。

【００３２】つぎに、上記のような管の接続方法を、よ
り確実にするためには、可動性コア１７の鍔部１８外周
に設けた雄ねじ１９の外径についても考慮する必要があ
る。すなわち、接合部１５側がテーパ雌ねじ１６であ
り、かつコア１７の嵌合停止位置を定めたので、コア１
７の雄ねじ１９の外径をこの位置に合わせたねじ径にし
ておく必要がある。

【００３３】ここで、発明者は先願の特開平１−１０８
４８９号において、図４に示すように、コア１７の雄ね
じ径をｄmax 〜ｄmin とすることを提起した。すなわ
ち、 ｄmax ＝ｄ₀ −（Ｌ×１／ｍ）… ｄmin ＝ｄ₀ −｛（Ｌ＋Ｌ₀ ）×１／ｍ｝… とした。

【００３４】しかし、前述のＲやＴが嵌合の条件（管内
径大小によるＲの変化、コアねじ径の精度およびねじ山
形の精度によるＦの変化、バルブ雌ねじ径のばらつきに
よるａ寸法（一定値）にコアを固定したときのＦの変
化、管端の粗面とコア環状壁面の山との咬みつき具合に
よるＴの変化など）によって変わるものであるから、Ｆ
をＲとＴとの間に収めるには、Ｆをより狭い範囲で管理
する必要がある。発明者らはコアねじ径の目標値を、式
〜の範囲からさらに絞るべく、実験結果により、以
下の式を求めた。 ｄ’＝ｄ₀ −Ｌ／ｍ−α… α ＝Ｐ／ｍ … ここで、Ｌ＝ａ，ｍ＝１６，Ｐはねじピッチを示す。

【００３５】ちなみに、ｄ’は端的にいえば、（ｄmax
＋ｄmin ）／２であるが、式，で示されるｄ’は、
実験結果より確認され、導かれた寸法である。

【００３６】たとえば、呼び径２０Ａの場合の実験結果
によれば、式，から得られるｄの値に従えば、ｄma
x ＝２５．８５ｍｍ、ｄmin ＝２５．２９ｍｍ（Ｌ₀ ＝
２山）となるが、試作コアについての結果は表１のとお
りであった。

【００３７】

【表１】

【００３８】このことは、式，で得られるコアねじ
径の範囲内であっても、ねじ径寸法の基準値とその公差
について十分管理していなければ、腐敗水空間の起こり
うることを示唆している。

【００３９】つぎに、上記実験結果に用いた可動型コア
の環状突起の寸法であるが、前述のとおり、Ｒは極力小
さい方が良好であるので、図５に示すように、胴部２０
の所定の位置に設けられる環状突起２３の上辺Ａを０．
２〜０．５ｍｍ、底辺Ｂを０．１〜０．５ｍｍと製造可
能の最小限を狙ったところ、先願の特開平１−１０８４
８９号で提案したものより、さらに良好な結果が得られ
た。

【００４０】また、Ｔを極力大きくするため、バンドソ
ーで切断された鋼管の先端面が粗面であることから、こ
の面に対して咬み合い、かつ鋼管の回転方向も考慮して
環状壁面に、たとえば、鋸刃状の刻み山を設け、山の高
さを０．５ｍｍ，底辺を１ｍｍ，山間を２ｍｍと設定し
た（刻み山の形状の詳細は図２の（ｃ）に示すとおりで
ある）。

【００４１】上記実施例で説明したように、この発明に
よる可動型コアは、特定寸法の環状突起、実験的に求め
たコアねじ径、および環状壁面に設けた刻み山、を設け
たことによって、鋼管とバルブ本体との管接続に際し、
コアと鋼管とは、相互にすべることなく押圧されて密に
接した状態とすることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のコアを
使用した場合には、バルブ本体とは別体で成形された可
動型コアを、予めバルブ本体のテーパ雌ねじの所定位置
に嵌合させておき、鋼管の接続時に、その先端部を上記
コアの鍔部の環状壁面に当接させ、鋼管に所定の締付ト
ルクを加えて、コアを鋼管と共に回転させて結合するに
際し、コアと鋼管先端面とは常に密接されるので、腐敗
水空間を生ずることがない。したがって、水道配管の赤
水を防止するバルブの接続に使用するコアとして好まし
いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による可動型コアの断面図
である。

【図２】可動型コアの要部拡大図であって、（ａ）はコ
アを上面からみた図、（ｂ）は同じくコアの環状壁面を
軸方向からみた図、（ｃ）は同じく環状壁面を側面から
みた図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）は可動型コアの嵌合停止寸法の
設定のための説明図である。

【図４】可動型コアの雄ねじ部径の寸法設定のための説
明図である。

【図５】同じく環状突起の寸法の説明図である。

【図６】バルブとコアが分離した分離型コアの従来例を
示す断面図である。

【図７】バルブにコアが内蔵された内蔵型コアの従来例
を示す断面図である。

【図８】バルブにコアが内蔵された内蔵型コアの他の従
来例を示す断面図である。

【符号の説明】

２ 鋼管 ９ テーパ雄ねじ １５ 接合部 １６ テーパ雌ねじ １７ 可動型コア １８ 鍔部 １９ 雄ねじ ２０ 胴部 ２２ 環状壁面 ２２ａ 刻み山

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面被覆鋼管の内周面に嵌挿される胴部
   と上記鋼管の端面に当接する環状壁面を有する鍔部とか
   ら成り、上記胴部外周面には、１本以上の環状突起を設
   け、上記鍔部外周面には、バルブ本体のテーパ雌ねじに
   螺合する雄ねじを設けた樹脂製の可動型管端防食コア
   を、バルブ本体に対する上記鋼管の嵌合に先立ち、予め
   バルブ本体に対し、上記環状壁面からバルブ本体の端面
   までの距離が、バルブ本体の端面から鋼管嵌合時におけ
   るテーパ雄ねじの基準の長さａ寸法±１ピッチの範囲内
   となるような位置に嵌合させ、鋼管の接続時に、上記バ
   ルブ本体のテーパ雌ねじに鋼管のテーパ雄ねじを嵌合さ
   せてその先端部を上記管端防食コアの環状壁面に当接さ
   せ、上記鋼管に所定の締付トルクを加えることにより結
   合するに際し、鋼管内周面が管端防食コアの環状突起を
   のりこえる力（Ｒ）よりも管端防食コアの雄ねじとバル
   ブ雌ねじとの嵌合の摩擦力（Ｆ）の方が大きく、かつ、
   上記摩擦力（Ｆ）よりも鋼管端部が管端防食コアの環状
   壁面に当接し、管端防食コアに回転力を伝える力（Ｔ）
   の方が大きくなるようにして結合する管接続方法に用い
   られる可動型管端防食コアであって、前記Ｒ＜Ｆ＜Ｔの
   関係を成立させるため、下記ａ）、ｂ）、ｃ）の３つの
   条件を同時に満足する可動型管端防食コア。 記 ａ）Ｒ＜Ｆの関係を満足させるための条件； Ｒを極力小さくするため、上記鋼管内径の許容寸法最小
   値を底辺に、許容寸法最大値を上辺とし、かつ上記底辺
   の長さを０．１〜０．５ｍｍ、上辺を０．０５〜０．１
   ５ｍｍとした断面四辺形状の環状突起を、可動型管端防
   食コアの胴部外周面に、所定位置に嵌合停止された状態
   において、バルブ本体のテーパ雌ねじ端部より螺進側に
   １ピッチ以上奥部でかつ環状壁面より３ｍｍ以上手前の
   位置に１本以上形成すること。 ｂ）ＦをＲとＴの間の値とするための条件； コアの雄ねじとバルブ本体の雌ねじとがａ寸法±１ピッ
   チの範囲で嵌合したときの摩擦力（Ｆ）を、ＲとＴとの
   間の値とするため、〔ｄ’＝ｄ ₀ −ａ／ｍ〕の式で算出
   されるコア鍔部ねじ外径ｄ’を有すること。 ここで、ｄ
   ₀ ＝ＪＩＳＢ０２０３（管用テーパねじ）の基準径位置
   における雄 ねじの外径 ａ＝基準径位置から雄ねじ先端間での基準の長さ １／ｍ＝テーパ ｃ）Ｆ＜Ｔの関係を満足するための条件； 鋼管端面とコアの環状壁面とが鋼管の回転方向で咬み合
   って、鋼管の締付トルクをコアに伝える伝達力（Ｔ）を
   大きくするため、高さ０．５ｍｍ、底辺１ｍｍの鋸刃状
   の刻み山をコアの環状壁面に形成すること。
2. 【請求項２】 コア鍔部ねじ外径ｄ’を、樹脂ねじ特有
   の摩擦係数と形状との影響による補正値で、ねじ山の１
   ピッチ長さをＰとした場合のα＝（０．８〜１．２）Ｐ
   ／ｍを考慮し、〔ｄ’＝ｄ₀ −ａ／ｍ−α〕の式で算出
   した値とする請求項１記載の可動型管端防食コア。