JP3622318B2

JP3622318B2 - 配管接続構造

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Publication number: JP3622318B2
Application number: JP03683496A
Authority: JP
Inventors: 信雄津田; 浩和竹内; 雅則宮田; 千弥小島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-02-23
Filing date: 1996-02-23
Publication date: 2005-02-23
Anticipated expiration: 2016-02-23
Also published as: JPH09228436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管接続構造に関するもので、特に、自動給水装置等における、袋ナットを用いた配管接続構造に適する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配管接続構造としては図９に示すように、第１配管１１１と第２配管１２１とを袋ナット２１にてネジ結合している。この袋ナット２１は、第２配管１２１に固定されたワッシャ２０により、図９中上方向に対して抜け止めされており、この袋ナット２１の雌ネジ２１１および第１配管１１１の雄ネジ１１１ｂにて、ネジ結合されている。第１配管１１１と第２配管１２１との間にはシール用パッキン３０が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、第１配管１１１を固定側、第２配管１２１を移動側として、第１配管１１１に第２配管１２１を接続する場合、作業者は、例えば左手で第２配管１２１側を支持して、第２配管１２１の先端と第１配管１１１の先端とをパッキン３０を介して当接させ、右手で袋ナット２１を第１配管１１１の先端に押し付けつつ回転させなければならない。
【０００４】
しかも、上記雌ネジ２１１の始まり部分と上記雄ネジ１１１ｂの始まり部分とをうまく噛み合わせるために、袋ナット２１と第１配管１１１とがほぼ同軸上に配置する必要がある。よって、さらに右手で袋ナット２１の傾きを微調整しなければならない。
このような複雑な作業が、第１配管１１１と第２配管１２１とを接続するのに必要であり、さらに、第１配管１１１と第２配管１２１との接続部分が狭い場所や、暗い場所、または、作業者が直接見ることができない場所等に配置する場合では、配管接続の作業をスムースに行うことができない、という問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、第１配管と第２配管とを単純な作業で接続できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１ないし５に記載の発明では、第１配管（１１１）の雄ネジ（１１１ｂ）とネジ結合する雌ネジ（２１１）を備えたネジ結合部材（２１）が、第２配管（１２１）の外周部に遊嵌しており、
このネジ結合部材（２１）を第２配管（１２１）の一端（１２１ａ）側に抜け止めするようにした配管接続構造において、
第２配管（１２１）の一端（１２１ａ）よりも第１配管（１１１）側へと向かう方向の付勢力をネジ結合部材（２１）に与える付勢手段（２２、２２ａ、２２ｂ）を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、配管接続前の、第１配管（１１１）の一端（１１１ａ）と第２配管（１２１）の一端（１２１ａ）とが離れた状態では、ネジ結合部材（２１）は、上記付勢力を受けて上記抜け止めの位置に支持される。そして、第１配管（１１１）の一端（１１１ａ）とネジ結合部材（２１）とを当接させると、ネジ結合部材（２１）は上記付勢力にて第１配管（１１１）の一端に押し付けられる。
【０００８】
ここで、ネジ結合部材（２１）は第２配管（１２１）に遊嵌しているので、第２配管（１２１）に対して傾きが自動補正可能である。つまり、第１配管（１１１）の軸と第２配管（１２１）の軸とが多少ずれていても、ネジ結合部材（２１）を上記付勢力にて第１配管（１１１）に当接させることで、ネジ結合部材（２１）は、第１配管（１１１）の傾きにならい、第１配管（１１１）とほぼ同軸上に配置できる。
【０００９】
このため、ネジ結合部材（２１）を回動させるだけで、上記雄ネジ（１１１ｂ）と上記雌ネジ（２１１）とがうまく噛み合って、第１配管（１１１）にネジ結合部材（２１）が螺合していく。よって、従来のように、ネジ結合部材（２１）を第１配管（１１１）の一端（１１１ａ）に押し付ける作業と、ネジ結合部材（２１）を回動させる作業とを同時に行う必要はなく、さらに、ネジ結合部材（２１）の傾きを微調整する作業も必要ないので、第１配管（１１１）と第２配管（１２１）とを接続する作業が単純となる。
【００１０】
特に、第２配管（１２１）の一端（１２１ａ）が上方に、他端が下方に配置される場合、ネジ結合部材（２１）を重力に逆らって持ち上げつつ、ネジ結合部材（２１）を第１配管（１１１）の一端（１１１ａ）に押し付ける必要があるので、本発明をこのような配置の場合に適用することで、配管の接続作業を効果的に単純化できる。
【００１１】
このように、第１配管（１１１）と第２配管（１２１）とを接続する作業が単純であるため、この配管接続部分が狭い場所、暗い場所、または、作業者が直接見ることができない場所等に配置する場合においても、容易に配管接続を行うことができる。
また、請求項５に記載の発明では、第１配管（１１１）、ネジ結合部材（２１）、および、付勢手段（２２、２２ａ）は、導電性を有する材料からなり、第２配管（１２１）は樹脂材料からなり、導線部材（２３）、付勢手段（２２、２２ａ）、ネジ結合部材（２１）、および、第１配管（１１１）を介して、第２配管（１２１）側に一体に装着される電気制御装置（１００）を接地することを特徴としている。
【００１２】
ここで、付勢手段（２２、２２ａ）を備えていない従来技術では、導線部材（２３）を第１配管（１１１）側に接続する必要があった。この場合、配管接続の現場において、配管接続の他に、接地のための電気的な接続を行わなければならず、現場での作業が煩雑となってしまう。
これに対して、請求項５に記載の発明では、第２配管（１２１）外周部に備えられた付勢手段（２２、２２ａ）に導線部材（２３）が予め接続されているため、現場で電気的な接続を行う必要はなく、現場での作業が少なくてすむ。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図６に示す自動給水装置１内の給水配管の接続構造に適用した実施形態について説明する。
図６において、自動給水装置１は、使用者が吐水口８に手を差し伸べると自動的に水を流すもので、さらに、使用者の好みの水温に調整する機能も備えている。
【００１４】
具体的に、この自動給水装置１のケース１ａには、住宅に備え付けの水道配管（図示しない）と接続される冷水配管２、および、住宅に備え付けの温水配管３１（図７参照）と接続される温水配管３が備えられている。冷水、温水配管２、３の下流側には、冷水、温水を混合する混合部４が設けられ、この混合部４には、冷水量と温水量との割合を調整するサーモスタット４１が内蔵されている。
【００１５】
混合部４の下流側には電磁弁５が備えられており、この電磁弁５の開閉により、この電磁弁５よりもさらに下流側への水の供給量を調整している。電磁弁５の下流側には、水の通路である通路部６、および給水チューブ７が接続されており、この給水チューブ７の先端が洗面所等に設けられる吐水口８に接続される。
そして、吐水口８近傍には、使用者により選択操作される温調ハンドル１０が備えられており、この温調ハンドル１０に連動してサーモスタット４１がはたらいて、吐水温度を調整している。また、吐水口８近傍には、吐水口８の下方に有体物（例えば使用者の手）があるかないかを判断するセンサ９（図５参照）が備えられている。
【００１６】
また、ケース１ａは、図６中上方の上面部１ｃ全面と、図６中紙面手前側の側面部１ｄの上側半分が、図７に示すように取り外し可能となっている。また、ケース１ａに隣接してケース１ｂが備えられ、このケース１ｂには電気制御装置１００が内蔵されている。
図５に示すように、電気制御装置１００にはセンサ９および電磁弁５が電気的に接続されており、センサ９からの電気信号が電気制御装置１００に入力され、この入力信号に基づいて、電気制御装置１００が電磁弁５に電気信号を出力して、電磁弁５の開閉を制御している。
【００１７】
なお、本実施形態の自動給水装置１では、後述する家庭用コンセント２００から電気制御装置１００の電源を得ているが、この自動給水装置１は、装置自身に備え付けの水力発電機能部から電源を得る自動給水装置と共用しているため、通路部６の形状が複雑になっている。
そして、図６に示すように、自動給水装置１は、冷水、温水配管２、３、混合部４、および、混合部４の下流側に設けられた第１配管部１１１を一体に備える第１部分１１と、ケース１ａ、１ｂ、電気制御装置１００（図７参照）、給水パイプ７、通路部６、電磁弁５、および、電磁弁５の上流側に設けられた第２配管部１２１を一体に備える第２部分１２とからなる。
【００１８】
なお、第１配管部１１１は、混合部４を形成するハウジング４ａの図６中下面から略垂直に突出するように、この下面に一体に成形され、第２配管部１２１は、通路部６を形成するハウジング６１の図６中上方の上面部６１ａから略垂直に突出するように、この上面部６１ａに一体成形されている。
第１配管部１１１と第２配管部１２１とは、袋ナット（ネジ結合部材）２１によりネジ結合されている。具体的には、図４（ａ）に示すように、袋ナット２１の雌ネジ２１１と、第１配管部１１１の開口部１１１ａ側に形成された雄ネジ１１１ｂとを螺合している。第１配管部１１１と第２配管部１２１との間には、ゴム材料からなるリング状のシール用パッキン３０が設けられている。
【００１９】
ここで、図６において、上記水道配管、温水配管３１（図７参照）、冷水配管２、温水配管３、混合部４のハウジング４１、および第１配管部１１１は全て耐食性および耐熱性に優れた金属材料からなる。なお、金属材料は周知のように導電性を有している。
また、通路部６のハウジング６１、および、電磁弁５における通路形成用のハウジング５１は、軽量化および低コスト化のために、耐食性および耐熱性に優れた樹脂材料にて形成されている。よって、通路部６を形成するハウジング６１に一体に成形された第２配管部１２１も、樹脂材料にて形成されている。なお、樹脂材料は周知のように導電性が悪いものである。
【００２０】
以下に、本発明の要部に関する第２配管部１２１近傍の構造について図１を用いて具体的に説明する。
まず、第２配管部１２１の開口部１２１ａ側外周面には、リング状の溝１２２が形成されており、この溝１２２には、金属製でリング状のワッシャ２０が固定されている。さらに、第２配管部１２１の外周部には、耐熱性および耐食性に優れた金属材料、例えば黄銅からなる袋ナット２１が遊嵌している。
【００２１】
この袋ナット２１は雌ネジ２１１および抜け止め部２１２を備えている。抜け止め部２１２は、袋ナット２１の図１中下端側内周面に備えられ、雌ネジ２１１は、抜け止め部２１２の図１中上側から図１中上端まで形成されている。この抜け止め部２１２とワッシャ２０とが当接することで、第２配管部１２１の開口部１２１ａ側に袋ナット２１が抜け止めされる。
【００２２】
また、第２配管部１２１の外周部には、コイルスプリング（付勢手段）２２が設けられており、このコイルスプリング２２の両端は、袋ナット２１および上記ハウジング６１の上面部６１ａに当接している。この結果、コイルスプリング２２は、第２配管部１２１の開口部１２１ａよりも外方へ向かう方向の付勢力を、袋ナット２１に与える。
【００２３】
コイルスプリング２２は、耐熱性および耐食性に優れた金属材料、例えばステンレス合金（ＳＵＳ３０４）からなる線状部材を、コイル状に巻いてバネ材としたものである。コイルスプリング２２の弾性力は、袋ナット２１にかかる重力よりも十分大きく、しかも、人が指で押し付けることで比較的容易に縮むことができる程度である。本実施形態では、例えば、袋ナット２１にかかる重力は２５ｇｆで、コイルスプリング２２の弾性定数は約１３ｇｆ／ｍｍであり、図１に示す状態では、袋ナット２１に３０ｇｆの力を与えるようにしている。
【００２４】
以下に、自動給水装置１の電気的な配線構造を図に基づいて説明する。
まず、図３に示すように、コイルスプリング２２の図中下方側には、その接線方向に直線状に延びる直線部分２２１が備えられており、この直線部分２２１の先端には、第１ハーネス（導線部材）２３が電気的に接続されている。
具体的には、耐熱性および耐食性に優れた金属材料からなる中空筒状部材２４の内部に、第１ハーネス２３の一端と、コイルスプリング２２の直線部分２２１先端とを重なるように配置してから、中空筒状部材２４をかしめる。これにより、第１ハーネス２３の一端とコイルスプリング２２とを電気的に接続できる。
【００２５】
そして、図２にも示すように、第１ハーネス２３と、その一端が電磁弁５に電気的に接続される第２ハーネス２５、２５とはコネクタ２６により束ねられており、このコネクタ２６は電気制御装置１００に電気的に接続される。また、センサ９も同様に、第３ハーネス２７、２７を介して電気制御装置１００に電気的に接続されている。
【００２６】
電気制御装置１００のプラグ１０１（図７参照）は、図５に示すように１００Ｖの交流電圧が供給される家庭用コンセント２００に接続されており、この交流電圧を変換回路３００にて直流電圧に変換し、この直流電圧を電気制御装置１００の電源としている。
そして、図６において、上記水道配管、温水配管３１（図７参照）、冷水配管２、温水配管３、混合部４、第１配管部１１１、および袋ナット２１は、導電性を有し、順次接続されているので、第１配管部１１１、混合部４、冷水配管２、温水配管３、水道配管、温水配管３１を介して袋ナット２１は接地される。さらに、コイルスプリング２２および第１ハーネス２３からなるグランド線４０（図５参照）を介して、電気制御装置１００は接地される。よって、外部で発生するノイズを上記接地により逃がすことができるので、電気制御装置１００に悪影響を及ぼさない。
【００２７】
以下に、上記構造における組付方法を図に基づいて説明する。
まず、図１において、袋ナット２１、ワッシャ２０、および、コイルスプリング２２を外した状態の第２配管部１２１に、コイルスプリング２２を挿嵌し、その後、袋ナット２１を挿嵌し、第２配管部１２１の溝１２２にワッシャ２０を固定する。この結果、コイルスプリング２２の付勢力により、袋ナット２１が図１中上方に押し上げられて、ワッシャ２０に当接した状態となる。
【００２８】
そして、図６、７において、住宅に備え付けの水道配管および温水配管３１に、第１部分１１の冷水配管２および温水配管３を作業者により固定して、第１部分１１を住宅に固定する。次に、ケース１ａの上面部１ｃ全面および側面部１ｄの上方半分側をケース１ａから取り外した状態とする。
そして、図４（ｂ）に示すように、袋ナット２１を、例えば作業者の左手で下方に押し付けて第２配管部１２１の開口部１２１ａを露出させて、右手で第２配管部１２１の開口部１２１ａ側端面にパッキン３０を載せ、その後、上記押し付けを開放して図１に示す状態とする。
【００２９】
そして、第２部分１２（図７参照）全体を、例えば左手で持ち、第１配管部１１１の雄ネジ１１１ｂに、袋ナット２１の雌ネジ２１１が挿嵌するように、第２部分１２を移動させて、雌ネジ２１１と雄ネジ１１１ｂとを当接させる。さらに、第２部分１２を図７中上方に移動させると、コイルスプリング２２が図１に示す状態よりもさらに縮んで、上記開口部１１１ａ側端面に袋ナット２１がより強く押し付けられる。
【００３０】
ここで、袋ナット２１は第２配管部１２１の外周部に遊嵌しているので、袋ナット２１は第２配管部１２１に対して傾きが自動補正可能である。つまり、第１配管部１１１の軸と第２配管部１２１の軸とが多少ずれていても、袋ナット２１を上記開口部１１１ａ側端面に当接させることで、袋ナット２１が第１配管部１１１の傾きにならい、袋ナット２１と第１配管部１１１とをほぼ同軸上に配置できる。
【００３１】
これにより、袋ナット２１を回転させるだけで、雌ネジ２１１の始まりと雄ネジ１１１ｂの始まりとをうまく噛み合わせることができ、雌ネジ２１１と雄ネジ１１１ｂとの螺合が簡単に行える。よって、第１配管部１１１と第２配管部１２１とを接続する作業は単純となる。
また、パッキン３０を交換する際、袋ナット２１と第１配管部１１１とのネジ結合を解放すると、図１に示すように、袋ナット２１がパッキン３０を覆う状態となるが、袋ナット２１を指で押し下げるだけでパッキン３０を露出させることができる。よって、袋ナット２１が図１に示すように押し上げられていても、パッキン３０の交換作業の際に、支障にはならない。
【００３２】
ここで、通路部６のハウジング６１や、電磁弁５における通路形成用のハウジング５１は、従来金属製であったため、図２において、第１ハーネス２３の一端を通路部６の金属製のネジ部６２に接続していたが、近年は、上述のように、ハウジング５１、６１が導電性の悪い樹脂材料から形成されている。
このため、コイルスプリング２２を設けていない従来技術では、第１ハーネス２３の一端を第１部分１１側のいずれかの場所に接続する必要があり、配管接続を行う現場で、接地のための電気的な接続も行う必要があった。これに対して、本実施形態によれば、第２部分１２を工場で形成する際に同時に第１ハーネス２３をコイルスプリング２２の直線部分２２１に予め接続できるので、配管接続の現場で電気的接続を行う必要はない。
【００３３】
（第２、第３の実施形態）
上記第１の実施形態では、付勢手段としてコイルスプリング２２を用いていたが、図８（ａ）に示す第２の実施形態では、矩形状の板状部材を屈曲させた板バネ２２ａを用い、図８（ｂ）に示す第３の実施形態では、円筒蛇腹状の蛇腹部材２２ｂを用いている。
【００３４】
具体的に第２の実施形態の板バネ２２ａは耐熱性および耐食性に優れた金属材料からなり、この板バネ２２ａの略中央部に形成された貫通穴（図示しない）に、第２配管部１２１を挿嵌している。この板バネ２２ａにより、上記第１の実施形態のコイルスプリング２２と同様の効果が得られる。
また、第３の実施形態の蛇腹部材２２ｂは、耐食性および耐熱性に優れた樹脂材料にて形成されている。これによれば、第１配管部１１１と第２配管部１２１とを接続する作業をスムースに行うことができる。
【００３５】
（他の実施形態）
上記第１の実施形態では、固定側の第１配管部１１１が上方に、移動側の第２配管部１２１が下方に配置し、袋ナット２１を上方に付勢するようにしていたが、本発明はこれに限定されることはなく、固定側の第１配管部１１１が下方に、移動側の第２配管部１２１が上方に配置するような場合に、袋ナット２１を下方に付勢するようにしてもよい。こうすることで、第２配管部１２１の開口部１２１ａよりもさらに外方へ向かう方向の付勢力を、袋ナット２１に加えることができ、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
また、上記第１の実施形態では、本発明を自動給水装置１内の給水配管の接続構造に適用していたが、本発明はこれに限定されることはなく、他の種々の配管の接続構造に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における配管接続構造の部分断面図である。
【図２】第１の実施形態を示す自動給水装置の要部拡大図である。
【図３】第１の実施形態における配線構造を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は第１の実施形態における配管接続後の配管接続部分の断面図で、（ｂ）は配管接続前の配管接続部分の断面図である。
【図５】第１の実施形態における電気回路図である。
【図６】第１の実施形態の自動給水装置の全体斜視図である。
【図７】図６のＡ矢視図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、第２、第３の実施形態における要部断面図である。
【図９】従来技術における配管接続部分の断面図である。
【符号の説明】
１１１…第１配管部、１１１ｂ…雄ネジ、１２１…第２配管部、
２１…袋ナット（ネジ結合部材）、２１１…雌ネジ、
２２…コイルスプリング（付勢手段）。

Claims

一端（１１１ａ）側に雄ネジ（１１１ｂ）を備えた第１配管（１１１）と、
その一端（１２１ａ）が前記第１配管（１１１）の一端（１１１ａ）に当接した状態で接続される第２配管（１２１）と、
前記雄ネジ（１１１ｂ）とネジ結合する雌ネジ（２１１）を備え、前記第１配管（１１１）と前記第２配管（１２１）とを接続するネジ結合部材（２１）とを具備し、
前記ネジ結合部材（２１）は、前記第２配管（１２１）の外周部に遊嵌するとともに、前記第２配管（１２１）の一端（１２１ａ）側では抜け止めされており、
前記第２配管（１２１）の一端（１２１ａ）よりも前記第１配管（１１１）側へと向かう方向の付勢力を、前記ネジ結合部材（２１）に与える付勢手段（２２、２２ａ、２２ｂ）が備えられていることを特徴とする配管接続構造。
前記付勢手段（２２、２２ａ、２２ｂ）は、一端が前記ネジ結合部材（２１）に当接した状態で、前記第２配管（１２１）の外周部に配置されており、
前記第２配管（１２１）の他端側には、前記付勢手段（２２、２２ａ、２２ｂ）の他端を支持固定する支持部（６１ａ）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の配管接続構造。
前記付勢手段（２２、２２ａ、２２ｂ）は、コイルスプリング（２２）であることを特徴とする請求項２に記載の配管接続構造。
前記付勢手段（２２、２２ａ、２２ｂ）は、板バネ部材（２２ａ）であることを特徴とする請求項２に記載の配管接続構造。
前記第１配管（１１１）、前記ネジ結合部材（２１）、および、前記付勢手段（２２、２２ａ）は、導電性を有する材料からなり、
前記第２配管（１２１）は樹脂材料からなり、
前記第１、第２配管（１１１）、（１１２）内部の流体流量を制御する電磁弁（５）と、
前記第２配管（１２１）側に一体に装着され、前記電磁弁（５）の開閉を制御する電気制御装置（１００）と、
前記付勢手段（２２、２２ａ）と前記電気制御装置（１００）とを電気的に接続する導線部材（２３）とを備え、
前記導線部材（２３）、前記付勢手段（２２、２２ａ）、前記ネジ結合部材（２１）、および、前記第１配管（１１１）を介して、前記電気制御装置（１００）が接地されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の配管接続構造。