JP4109342B2

JP4109342B2 - 配管継手

Info

Publication number: JP4109342B2
Application number: JP01069998A
Authority: JP
Inventors: 好孝中村; 章裕田中; 努宇野; 治五十嵐; 典義込山; 充平井
Original assignee: Nix Inc; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Nix Inc; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1998-01-22
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2008-07-02
Anticipated expiration: 2018-01-22
Also published as: JPH11210967A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、配管継手に係り、特に温水、不凍液、流体熱媒や蒸気が通過する配管同士を連結する配管用の継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、暖房器具や温水器等の配管のように、温水、不凍液、流体熱媒や蒸気が通過する配管同士を連結する配管継手としては、例えば、継手本体と、この継手本体の一端に形成され、配管チューブに連結されるチューブ側連結部と、前記継手本体の他端に形成され、集合配管継手であるヘッダーに連結されるヘッダー側連結部と、を備えて構成されたものがある。
【０００３】
このような配管継手は、（１）水道水中に含有される残留塩素に対する耐薬品性があること、（２）高温の水道水中に溶存する酸素による酸化劣化に対する耐性があること、（３）温水中での加水分解に対する耐性があること、（４）水圧（７ｋｇ／ｃｍ²（１０〜１５ｋｇ））に対して変形しない機械的強度があること、（５）ウオーターハンマー現象に耐えうる耐衝撃性があること、の５つの条件を満足することが望まれている。このため、前記配管継手は、継手本体、チューブ側連結部及びヘッダー側連結部を真鍮や銅等の金属から構成し、この継手本体とチューブ側連結部、継手本体とヘッダー側連結部をろう付けして一体に形成したものが使用されている。
【０００４】
この配管継手は、金属を加工して製造するため高価であると共に、重量がかさむという欠点がある。また、形状設計に自由度がないため、この配管継手に付加機能を盛り込む場合は、別の部品を二次加工によって追加する必要がある。このため、さらに製造コストがかかることになる。そしてまた、配管継手のろう付け部分から温水や蒸気が漏れる虞もある。特に配管が樹脂の場合、金属と樹脂が接触することで、樹脂の劣化が促進される。
【０００５】
さらに、例えば、前記配管継手とヘッダーとの固定は、これらとは別部品の固定クリップ等を使用して行われており、作業効率が悪く、別部品のためコストも高く、また前記部品を紛失することもある。また、配管継手に配管チューブを接続する際には、専用の治具を使用するが、この治具の位置決めを行うため及び配管チューブを固定するために、配管継手にはフランジを設けることが必要である。しかしながら、このフランジは、太い径の丸棒を削り出して形成するか、別部品のＥリングやＣリングを配管継手に取り付けることによって形成しているため、手間がかかり製造コストがかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、安価で、加工がし易く、軽量である樹脂によって、前記配管継手を形成することが考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した樹脂としては、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド（以下、「ＰＰＳ」と記すことがある）等が挙げられるが、ポリアセタールは、水道水中に含有される残留塩素に対し耐薬品性を発揮できる上限温度が、６０℃であり、８０℃を超える温水や蒸気に対しては使用できないという欠点がある。また、ポリアミドは、吸水による寸法変化、機械強度の低下、８０〜９０℃の温水で加水分解や酸化劣化を起こすという欠点がある。さらに、ＰＰＳは、優れた耐薬品性を有しているが、ウオーターハンマー現象に耐えうる耐衝撃性が劣っている。また、スナップフィットさせる弾性的なたわみを利用した構造設計ができないという欠点がある。このように、現状では、前述した５つの条件を満たす樹脂が存在していないという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題とするものであり、加工性に優れ、安価で軽量であることは勿論のこと、温水や蒸気中に含有する塩素や酸素に対する耐性に優れ、温水中での加水分解に耐性があり、水圧による変形やウオーターハンマー現象に耐えうる優れた機械的強度及び耐衝撃性を備え、水漏れのない信頼性の高い配管継手を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、温水、不凍液、流体熱媒または蒸気が通過する配管同士を連結する配管継手であって、本体と、当該本体を配管に連結させる連結部と、を備え、前記本体及び連結部の少なくとも一方を、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）に熱可塑性エラストマーを添加した樹脂から構成し、前記本体と連結部とを一体成形した配管継手を提供するものである。
【００１０】
すなわち、高温における耐薬品性に優れたＰＰＳに、耐衝撃性に優れた熱可塑性エラストマーを添加することで、耐薬品性と耐衝撃性とを兼ね備えた樹脂を得ることができる。このため、この樹脂によって形成された配管継手は、加工性に優れ、安価で軽量であり、さらに温水や蒸気中に含有する塩素や酸素に対する耐性に優れ、温水中での加水分解に耐性があり、水圧による変形やウオーターハンマー現象に耐えうる優れた機械的強度及び耐衝撃性を備えることになる。
【００１１】
また、前記本体と連結部とを一体成形することで、従来の金属製の配管継手のように、ろう付け等の製造工程が削減される。さらに、ろう付け部分から水が漏れる等の問題もなく、特に金属と樹脂の接触もない。
【００１２】
前記樹脂は、ＰＰＳに対して熱可塑性エラストマーを、５％以上、２０％以下の割合で添加したものから構成することができる。ＰＰＳに対する熱可塑性エラストマーの添加割合が、５％未満であると、優れた耐衝撃性を得ることが困難となる傾向がある。また、ＰＰＳに対する熱可塑性エラストマーの添加割合が、２０％を越えると、優れた耐薬品性を得ることが困難となる傾向がある。また、本来ＰＰＳが持っている機械的強度を損う傾向がある。
【００１３】
また、本発明に係る配管継手の本体には、前記配管に形成された段部に着脱可能に係合する係合部を設けることができる。この係合部と前記本体とは、一体形成することができる。
【００１４】
この構造によって、配管継手は配管にワンタッチで確実に固定され、作業効率が向上される。また、配管継手と配管とを固定するための別部品を用いる必要もない。
【００１５】
そしてまた、前記本体には、前記配管に形成された係合部に着脱可能に係合される段部を設けることもできる。
【００１６】
前記段部は、前記本体の端部に形成されたフランジからなり、当該フランジと前記本体は、一体成形することができる。
【００１７】
また、前記係合部は、前記段部に係合する係合爪をその先端に有し、当該係合爪が前記段部を越える際に、当該段部から離れる方向に弾性的に後退し、当該係合爪が前記段部を越えると復元して前記段部に係合する構造を有することができる。
【００１８】
そしてまた、前記係合部の基端側に、前記係合爪の前記段部に対する係合を解除する係合解除部を設けることもできる。
【００１９】
さらに、前記本体には、前記配管の連結位置を決定するフランジを一体成形することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態に係る配管継手について図面を参照して説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る配管継手の正面図、図２は、図１に示す配管継手を用いて配管チューブをヘッダーに連結する状態を示す正面図、図３は、図１に示す配管継手を用いて配管チューブをヘッダーに連結した状態を示す正面図である。なお、実施の形態１では、集合配管継手であるヘッダー１４と、配管チューブ２５とを実施の形態１に係る配管継手１によって連結する場合について説明する。
【００２２】
図１〜図３に示すように、実施の形態１に係る配管継手１は、本体１２と、本体１２の一端に形成され、配管チューブ２５に連結されるチューブ側連結部１１と、本体１２の他端側に形成され、ヘッダー１４に連結されるヘッダー側連結部１３と、本体１２に設けられ、ヘッダー１４に形成されたフランジ１７に係合する係合部１５と、を備えて構成されている。
【００２３】
この配管継手１の本体１２、チューブ側連結部１１、ヘッダー側連結部１３及び係合部１５は、ＰＰＳに熱可塑性エラストマーを添加した樹脂を用い、射出形成によって一体成形されている。具体的には、実施の形態１では、熱可塑性エラストマーとして、ポリエステル系エラストマーを用い、これをＰＰＳに対して１０％の割合で添加した樹脂を用いた。
【００２４】
この樹脂は、高温における耐薬品性に優れたＰＰＳに、耐衝撃性に優れた熱可塑性エラストマーを添加することによって得られる樹脂であり、耐薬品性と耐衝撃性の両特性を兼ね備えたものである。このため、この樹脂によって形成された配管継手１は、加工性に優れ、安価で軽量であり、さらに温水や蒸気中に含有する塩素や酸素に対する耐性に優れ、温水中での加水分解に耐性があり、水圧による変形やウオーターハンマー現象に耐えうる優れた機械的強度及び耐衝撃性を備えることになる。
【００２５】
本体１２は、中空の円筒形からなり、その両端にフランジ１８及び２３が一体形成されている。フランジ１８は、配管チューブ２５を連結する際に使用する専用の治具の位置決め及び固定を行うことができる。また、配管チューブ２５の位置決めを行うという役割もを果たす。このフランジ１８は、樹脂による射出成形によって、本体１２と一体に成形することができるため、簡単に設けることができる。また、従来のように、フランジ１８を設ける代わりにＥリングやＣリング等の別部品を設ける必要もなく、部品点数を削減することができ、コストダウンを達成することもできる。なお、本体１２は、図２及び図３に示すように、Ｌ字状であってもよい。
【００２６】
チューブ側連結部１１は、中空の略円筒形からなり、先端側（本体１２から遠い側）から基端側に向けて径が若干大きくなる形状２６が３つ連続した先端部を有している。この形状２６によって、段状の係止部２７が形成され、この係止部２７の存在により、チューブ側連結部１１に連結された配管チューブ２５の抜け止めがなされるようになっている。
【００２７】
ヘッダー側連結部１３は、中空の略円筒形からなり、外周に2個所Ｏリング２４が設けられている。このＯリング２４は、ヘッダー側連結部１３が後に詳述するヘッダー１４の収容部１６に収容された際に、収容部１６の内壁とヘッダー側連結部１３の外壁との間を密封するものである。
【００２８】
係合部１５は、正面から見て略コ字状を備え、本体１２の軸方向に対して略平行にヘッダー１４側に向かって延びた腕１５Ａ及び１５Ｂを備えている。この腕１５Ａ及び１５Ｂの各々の端部には、鉤状の係合爪１９が形成されている。この係合爪１９は、後に詳述するヘッダー１４のフランジ１７に着脱可能に係合し、ヘッダー４に配管継手１を連結・固定する。係合部１５は、ヘッダー側連結部１３がヘッダー１４の挿入部１６に圧入され、係合爪１９がフランジ１７を越える際に、腕１５Ａ及び１５Ｂの付け根部分を支点としてフランジ１７から離れる方向に弾性的に後退し、係合爪１９がフランジ１７を越えると復元してフランジ１７に係合するように構成されている。
【００２９】
なお、ヘッダー１４に連結された配管継手１は、ヘッダー１４に対して回動可能に連結されることになる。
【００３０】
この係合部１５によって、配管継手１をヘッダー１４にワンタッチで確実に固定することができるため、作業効率を向上することができる。また、配管継手１とヘッダー１４とを固定するために、例えば固定用クリップ等の別部品を用いる必要もない。したがって、部品数を削減でき、コストダウンを達成することもできる。さらに、係合部１５は、本体１２に一体成形されているため、別部品を使用する時のように、部品を紛失する心配もない。
【００３１】
また、実施の形態１に係る配管継手１は、本体１２、チューブ側連結部１１、ヘッダー側連結部１３及び係合部１５が一体成形されているため、各々の部材の接続部分から水漏れすることもない。
【００３２】
ヘッダー１４は、図２及び図３に示すように、主配管３４と、主配管３４から分岐され、配管継手１のヘッダー側連結部１３を収容する収容部１６と、を備えている。収容部１６の先端には、配管継手１の係合爪１９が係合するフランジ１７が設けられている。このヘッダー１４は、配管継手１と同様の樹脂を使用して形成してもよく、また、従来のような金属で形成してもよい。
【００３３】
なお、実施の形態１では、熱可塑性エラストマーとして、ポリエステル系エラストマーを使用した場合について説明したが、これに限らず、オレフィン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー等を使用することもできる。
【００３４】
また、実施の形態１では、ＰＰＳに対して熱可塑性エラストマーを１０％の割合で添加した場合について説明したが、これに限らず、ＰＰＳに対する熱可塑性エラストマーの添加割合は、５％以上、２０％以下の範囲にすることが好適である。
【００３５】
さらにまた、実施の形態１では、ヘッダー１４と、配管チューブ２５とを連結する配管継手１について説明したが、これに限らず、本発明に係る配管継手は、配管同士を連結するものであり、例えば、配管チューブ同士を連結してもよく、ヘッダー同士を連結してもよい。
【００３６】
また、実施の形態１では、ヘッダー１４に対し配管継手１を回動可能に連結した場合について説明したが、これに限らず、例えば、ヘッダー１４のフランジ１７に位地合わせ用の切欠きを形成し、配管継手１のフランジ２３に、この切欠きに係合する係合部を形成し、両者を係合させることで、ヘッダー１４に対し配管継手１を固定した状態で連結することも可能である。
【００３７】
（実施の形態２）
次に、本発明に係る実施の形態２について図面を参照して説明する。なお、実施の形態２では、実施の形態１と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
図４は、実施の形態２に係る配管継手をヘッダーに連結した状態を示す正面図である。
【００３９】
図４に示すように、実施の形態２に係る配管継手２と、実施の形態１に係る配管継手１との異なる点は、係合部１５に係合爪１９のフランジ１７に対する係合を解除させる係合解除レバー２０を設けた点である。
【００４０】
係合解除レバー２０は、係合部１５の腕１５Ａ及び１５Ｂの各々の付け根部分から係合爪１９とは反対側に延出されている。この係合解除レバー２０は、係合爪１９から離れた側の端部が、外側に向けて延出した略Ｊ字形状を有している。
【００４１】
また、腕１５Ａ及び１５Ｂと、係合解除レバー２０とは、一体成形されている。
【００４２】
この構造を備えた係合解除レバーを内側（本体１２側）に倒すことにより、腕１５Ａ及び１５Ｂは、その各付け根部分を支点として外側に弾性的に広げられる。したがって、係合爪１９のフランジ１７に対する係合を簡単に解除することができる。
【００４３】
なお、実施の形態２では、略Ｊ字状の係合解除レバー２０を設けた場合について説明したが、これに限らず、本発明に係る係合解除レバーは、腕１５Ａ及び１５Ｂの延長線上に延出した略Ｉ字状であってもよく、また、係合爪１９から離れた側の端部が、本体１２の軸方向に対して略垂直に延出した略Ｌ字状であってもよい等、係合爪１９のフランジ１７に対する係合を簡単に解除することが可能であれば他の形状であってもよい。
【００４４】
(実施の形態３)
次に、本発明に係る実施の形態３について図面を参照して説明する。なお、実施の形態３では、実施の形態１と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４５】
図５は、実施の形態３に係る配管継手をヘッダーに連結した状態を示す正面図である。
【００４６】
図５に示すように、実施の形態３に係る配管継手３及びヘッダー１４と、実施の形態１に係る配管継手１及びヘッダー１４との異なる点は、本体１２のヘッダー１４側に形成されたフランジ３３の大きさと、ヘッダー１４に形成されたフランジ３７の大きさと、本体１２に係合部１５を取り付ける代わりに、ヘッダー１４に、係合部１５と同様の機能を有する係合部３５を設けた点である。
【００４７】
すなわち、図５に示すように、実施の形態３に係る配管継手３は、本体１２のヘッダー１４側端部には、実施の形態１で説明したフランジ２３より径が若干大きいフランジ３３が形成されている。このフランジ３３が、後に詳述する係合部３５の係合爪３６に係合される。
【００４８】
ヘッダー１４は、収容部１６の先端に、実施の形態１で説明したフランジ１７より径が若干小さいフランジ３７が形成されている。このフランジ３７の径は、フランジ３３の径よりも若干小さく形成されている。また、収容部１６の軸方向略中央位置には、係合部３５が一体成形されている。なお、実施の形態３では、ヘッダー１４を、実施の形態１で配管継手１を形成するために使用した樹脂により、係合部３５を含め一体形成した。
【００４９】
係合部３５は、収容部１６の軸方向に平行に配管継手３側に向かって延びた腕３５Ａ及び３５Ｂを備えている。この腕３５Ａ及び３５Ｂの各々の端部には、鉤状の係合爪３６が形成されている。この係合爪３６は、配管継手３のフランジ３３に着脱可能に係合し、ヘッダー４に配管継手３を連結・固定する。係合部３５は、ヘッダー側連結部１３がヘッダー１４の挿入部１６に圧入され、係合爪３６がフランジ３６を越える際に、腕３５Ａ及び３５Ｂの付け根部分を支点としてフランジ３６から離れる方向に弾性的に後退し、係合爪３６がフランジ３６を越えると復元してフランジ３６に係合するように構成されている。
【００５０】
ここで、収容部１６のフランジ３７は、フランジ３３より径が若干小さく形成されているため、係合爪３６がフランジ３３に係合する際に邪魔になることがない。
【００５１】
なお、この係合部３５には、実施の形態２で説明したような係合解除レバーを一体成形してもよい。
【００５２】
また、実施の形態３では、フランジ３７をフランジ３３より径が若干小さくなるように形成したが、これに限らず、フランジ３７はフランジ３３の径と同様に形成してもよい。
【００５３】
（実施の形態４）
次に、本発明に係る実施の形態４について図面を参照して説明する。なお、実施の形態４では、実施の形態１と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
図６は、実施の形態４に係る配管継手の正面図である。
【００５５】
図６に示すように、実施の形態４に係る配管継手４と、実施の形態１に係る配管継手１との異なる点は、本体１２の両端部に係合部１５及びフランジ２３が一体形成され、この本体１２の両端にヘッダー側連結部１３が一体形成されている点である。すなわち、この配管継手４は、実施の形態１に係る配管継手１を軸方向の略中央部において、当該軸方向に垂直な線に対してヘッダー側連結部１３側を線対称に構成したものである。
【００５６】
この配管継手４は、両端にヘッダー１４を連結してもよく、ヘッダー１４の収容部１６が延長された形状の配管パイプ同士（端部にフランジ１７が形成されている）を連結してもよい。また、一方をヘッダー１４に連結し、他方を前記配管パイプに連結してもよい。
【００５７】
（実施の形態５）
次に、本発明に係る実施の形態５について図面を参照して説明する。なお、実施の形態５では、実施の形態１と同様の部材には、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
図７は、実施の形態５に係る配管継手の正面図である。
【００５９】
図７に示すように、実施の形態５に係る配管継手５と、実施の形態１に係る配管継手１との異なる点は、本体１２の両端部にフランジ１８が一体形成され、この本体１２の両端にさらにチューブ側連結部１１が一体形成され、かつ係合部１５を備えていない点である。この配管継手５は、両端に配管チューブ２５を連結することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る配管継手は、高温における耐薬品性に優れたＰＰＳに、耐衝撃性に優れた熱可塑性エラストマーを添加した樹脂により本体と連結部とを一体成形した構成を備えている。したがって、耐薬品性と耐衝撃性とを兼ね備えることができる。このため、加工性に優れ、安価で軽量であることは勿論のこと、温水や蒸気中に含有する塩素や酸素に対する耐性に優れ、温水中での加水分解に耐性があり、水圧による変形やウオーターハンマー現象に耐えうる優れた機械的強度及び耐衝撃性を備えることができる。また、従来の金属製の配管継手のように、ろう付け等の製造工程を省略することができ、生産性を向上することができる。さらに、ろう付け部分から水が漏れることもないため、信頼性の高い配管継手を提供できる。
【００６１】
また、前記本体に、配管の段部に着脱可能に係合する係合部を設けたことにより、固定用の別部材を用いることなく、配管継手を配管にワンタッチで確実に固定することができる。このため、作業効率を向上できると共に、部品数を削減でき、さらに前記別部材をなくす等の問題が生じることもない。
【００６２】
さらにまた、係合部の前記段部に対する係合を解除する係合解除部を設けることで、配管継手と配管の係合を簡単に解除することができる。
【００６３】
そしてまた、前記本体に前記配管の連結位置を決定するフランジを設けることで、配管を連結する際に使用する専用の治具の位置決め及び固定を行うことができる。この結果、従来、フランジの代わりに使用していたＥリングやＣリング等の別部品を使用する必要がなくなるため、部品数を削減でき、コストダウンを達成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る配管継手の正面図である。
【図２】図１に示す配管継手を用いて配管チューブをヘッダーに連結する状態を示す正面図である。
【図３】図１に示す配管継手を用いて配管チューブをヘッダーに連結した状態を示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る配管継手をヘッダーに連結した状態を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る配管継手をヘッダーに連結した状態を示す正面図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る配管継手の正面図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係る配管継手の正面図である。
【符号の説明】
１、２、３、４、５配管継手
１１チューブ側連結部
１２本体
１３ヘッダー側連結部
１４ヘッダー
１５、３５係合部
１６収容部
１７、１８、３３、３７フランジ
１９、３６係合爪
２０係合解除レバー
２５配管チューブ

Claims

温水、不凍液、流体熱媒または蒸気が通過するヘッダと配管とを連結する配管継手であって、
本体と、当該本体を前記配管に連結させる配管側連結部と、当該本体を前記ヘッダに連結させるヘッダ側連結部と、を備え、前記本体、前記配管側連結部及び前記ヘッダ側連結部は、一体成形されてなり、
前記本体、前記配管側連結部、前記ヘッダ側連結部の少なくとも一つを、ポリフェニレンスルフィドに熱可塑性エラストマーを添加した樹脂から構成した配管継手。
前記樹脂は、ポリフェニレンスルフィドに対して熱可塑性エラストマーが、５％以上、２０％以下の割合で添加されている請求項１記載の配管継手。
前記配管に形成された段部に着脱可能に係合する係合部を、前記本体に設けた請求項１又は請求項２記載の配管継手。
前記配管に形成された係合部に着脱可能に係合される段部を、前記本体に設けた請求項１又は請求項２記載の配管継手。
前記係合部と前記本体とを一体形成した請求項３記載の配管継手。
前記段部は、前記本体の端部に形成されたフランジからなり、当該フランジと前記本体とを一体成形した請求項４記載の配管継手。
前記係合部は、前記段部に係合する係合爪をその先端に有し、当該係合爪が前記段部を越える際に、当該段部から離れる方向に弾性的に後退し、当該係合爪が前記段部を越えると復元して前記段部に係合する請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載の配管継手。
前記係合部の基端側に、前記係合爪の前記段部に対する係合を解除する係合解除部を設けた請求項７記載の配管継手。
前記本体に前記配管の連結位置を決定するフランジを一体成形した請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の配管継手。
前記ヘッダ側連結部は、前記ヘッダに対し回動可能に連結される請求項１ないし請求個９のいずれか一項に記載の配管継手。