JP4468145B2 - 管継手及び管継手用ロックリングの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、チューブを接続するための管継手用のロックリングの製造方法に関するものである。

従来より、チューブを接続するための管継手が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この管継手は、挿入したチューブ（配管）が抜け方向に変位するとロックリング１（図８に基本構造を示す）が食い込んで係止する方式である。前記ロックリング１は断面が略「く」の字状である領域２（屈曲線）を有し、その内外両端がチューブ挿入方向（管継手の奥側）に向けて屈曲している。そして、前記ロックリング１は外端支持部３を有する複数のリブ４と、これらを接続する略放射状の腕部５と、チューブに食い込む内端側の係止部（係止爪）６とを具備する。

図９に示すように、前記ロックリング１は、金属板７の打ち抜き成型によって製造する。図９（Ａ）に示すようにロックリング１の輪郭が形成されるように金属板７を打ち抜いていき、同図（Ｂ）に示すように立体曲げ加工を行う。図10に示すように、この時点では金属板（図示せず）とロックリング１とはつなぎ部分８でつながっている。その後、図11及び図12に示すように、金属板（図示せず）とロックリング１とのつなぎ部分８でパンチＰで打ち抜いて切断する。

しかし、図12に示すように、立体曲げ加工後の前記つなぎ部分８（図11参照）について、ロックリング１に打ち抜き方向に沿って微小突起９が斜めに突出・形成されることに気が付いた。この場合、図13及び図14に示すように、管継手へのチューブＴの挿入時にロックリング１の内径をチューブＴ外径まで拡径する過程で、余分な微小突起９が継手内装部材10と早期に当接・干渉するので、チューブＴを挿入する時にロックリング１を奥側に回動させるための拡径力が大きくなってしまい、チューブＴの挿入により大きな力を要するという問題があった。

また、複数の外端支持部３のうち一部の外端支持部だけに微小突起９が突出・形成された場合（図９では１２箇所の外端支持部３のうち６箇所のつなぎ部分８から微小突起９が形成される）、微小突起９がある外端支持部３が継手内装部材10と先に当接・干渉し、この外端支持部３ばかりにチューブＴからの応力が集中して破壊しやすくなり、結果としてロックリング１としての耐久性が低下しているのではないかという問題もあった。
特開２００４―２３２７２４号公報（第４〜６頁、図４）

そこでこの発明は、チューブの挿入に従来ほど大きな力を要しないと共に耐久性を向上させた管継手用ロックリングの製造方法を提供しようとするものである。

前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
(１)この発明の管継手用ロックリングの製造方法は、管継手内の収容域に外端支持部で当接し、挿入したチューブに内端側の係止部が食い込んで係止するロックリングの製造方法であって、前記ロックリングの輪郭が形成されるように金属板を打ち抜いていく打ち抜き工程と、打ち抜いた金属板の立体曲げ加工を行う曲げ加工工程と、前記金属板とロックリング部分とのつなぎ部分を分離する分断工程とを有し、前記金属板とロックリング部分とのつなぎ部分の分断位置はロックリング部分の外端支持部の最大外径箇所よりも小径の位置に設定されたことを特徴とする。

このロックリングの製造方法は、ロックリングの輪郭が形成されるように金属板を打ち抜いていく打ち抜き工程と、打ち抜いた金属板の立体曲げ加工を行う曲げ加工工程と、前記金属板とロックリング部分とのつなぎ部分を分離する分断工程とを有するが、金属板とロックリング部分とのつなぎ部分の分断位置はロックリング部分の外端支持部の最大外径箇所よりも小径の位置に設定されており、分断位置に微小突起が発生しても前記微小突起はロックリング部分の外端支持部の最大外径箇所よりも小径の位置となる。

すると、管継手の使用時のチューブ挿入時にロックリングの内径がチューブの外径まで拡径される過程で、微小突起はロックリング部分の外端支持部の最大外径箇所よりも小径の位置となり継手内装部材との当接や干渉はし難くなり、チューブを押圧してロックリングを奥側に回動させる際の拡径力を増大させるような状況は発生し難い構造となる。

ここで、前記ロックリングは例えば外端支持部を有する複数のリブと、これらを接続する略放射状の腕部と、チューブに食い込む内端側の係止部とを具備する構造とすることができる。

また、従来複数の係止部のうち一部の係止部だけに微小突起が突出・形成された場合のロックリングとしての耐久性についても向上した。

(２) 前記金属板とロックリング部分とのつなぎ部分の分断位置は外端支持部を接続する略放射状の腕部の外周側に設定されたこととしてもよい。

このように腕部の外周側に構成すると、ロックリングの形状に左右されずに比較的大きな打ち抜きパンチを用いることができるので、金属板の打ち抜きパンチが折れ難いという利点がある。ここで、前記分断位置をロックリング部分の外端支持部の片側に設けると金属板打ち抜きパンチの数が両側につなぎ部分が有る場合の半分で済むという利点があり、両側に設けると立体曲げ加工したロックリングに歪みが生じ難いという利点がある。

(３) 前記金属板とロックリング部分とのつなぎ部分の分断位置はチューブに食い込む内端側の係止部の外周側に設定されたこととしてもよい。

このように構成すると、つなぎ部分の分断位置に誤差が多少あっても性能に影響を与えないという利点がある。

(４)前記管継手用ロックリングの製造方法により製造されたロックリングを有する管継手は、ロックリングの構造がチューブを挿入する際に従来ほど大きな力を要しない優れたものである。

この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。

管継手の使用時のチューブ挿入時にロックリングの内径がチューブの外径まで拡径される過程で、微小突起はロックリング部分の外端支持部の最大外径箇所よりも小径の位置となり継手内装部材との当接や干渉はし難くなり、チューブを押圧してロックリングを奥側に回動させる際の拡径力を増大させるような状況は発生し難い構造となるので、チューブの挿入などの着脱に従来ほど大きな力を要しない管継手用ロックリングの製造方法を提供することができる。また、耐久性を向上させた管継手用ロックリングの製造方法を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１乃至図３に示すように、この実施形態の管継手用ロックリング１（図８参照）は、管継手本体Ｘ内の収容域Ｈに外端支持部３で当接し、挿入したチューブＴに内圧が作用して抜け方向に変位するとロックリング１の内端側の係止部（係止爪）６が食い込んで係止する構造である。

詳細には、このロックリング１は断面が略「く」の字状である領域２（屈曲線）を有し、その内外両端がチューブＴ挿入方向（管継手の奥側）に向けて屈曲しており、外端支持部３を有する複数のリブ４と、これらを接続する略放射状の腕部５と、チューブＴに食い込む内端側の係止部６とを具備する構造である。

図１に示すように、前記ロックリング１を内装する管継手は、ロックリング１を奥側へ押圧することによりチューブＴへの食い込み状態を解除してこれを引き抜くためのリリース11と、前記継手本体Ｘ内に固設されたチューブＴの固定用内筒12と、環状パッキン13と、前記ロックリング１やリリース11を継手本体Ｘ内に配置させるための内部部材（バックリング）14と、前記内部部材14の抜け止め材15とを有する。

ここで、この管継手用ロックリングの製造方法は、前記ロックリング１の輪郭が形成されるように金属板７を打ち抜いていく打ち抜き工程と、打ち抜いた金属板７の立体曲げ加工を行う曲げ加工工程と、前記金属板７とロックリング１部分とのつなぎ部分16を分離する分断工程とを有する。

そして、図２及び図３に示すように、前記金属板７とロックリング１部分とのつなぎ部分16の分断位置17はロックリング１部分の外端支持部３の最大外径箇所よりも小径の位置に設定されている。図３に示すように、具体的には、前記金属板とロックリング１部分とのつなぎ部分16の分断位置17は、外端支持部３を接続する略放射状の腕部５の外周側の両側に設定している。

次に、この実施形態の管継手用ロックリングの製造方法の使用状態を説明する。

このロックリングの製造方法は、ロックリング１の輪郭が形成されるように金属板７を打ち抜いていく打ち抜き工程と、打ち抜いた金属板７の立体曲げ加工を行う曲げ加工工程と、前記金属板７とロックリング１部分とのつなぎ部分16を分離する分断工程とを有するが、図２及び図３に示すように、金属板７とロックリング１部分とのつなぎ部分16の分断位置17はロックリング１部分の外端支持部３の最大外径箇所よりも小径の位置に設定されており、分断位置17に微小突起が発生しても前記微小突起はロックリング１部分の外端支持部３の最大外径箇所よりも小径の位置となる。

すると、管継手の使用時のチューブ挿入時にロックリング１の内径がチューブＴの外径まで拡径される過程で、微小突起はロックリング１部分の外端支持部３の最大外径箇所よりも小径の位置となり継手内装部材である内部部材（バックリング）14との当接や干渉はし難くなり、チューブＴを押圧してロックリング１を奥側に回動させる際の拡径力を増大させるような状況は発生し難い構造となり、チューブＴの挿入に従来ほど大きな力を要しないという利点がある。

また、図３に示すように、前記金属板とロックリング１部分とのつなぎ部分16の分断位置17は、外端支持部３を接続する略放射状の腕部５の外周側に設定しており、ロックリングの形状に左右されずに比較的大きな打ち抜きパンチを用いることができるので、金属板の打ち抜きパンチが折れ難いという利点がある。さらに、前記分断位置17をロックリング１部分の外端支持部３の両側に設けたので、立体曲げ加工したロックリングに歪みが生じ難いという利点がある。

（実施形態２）
上記実施形態１との相違点を中心に説明する。

実施形態２の管継手用ロックリングの製造方法は、図４に示すように、金属板とロックリング１部分とのつなぎ部分16の分断位置17を、ロックリング１部分の外端支持部３の片側に設けた点で異なり、これにより金属板打ち抜きパンチの数が両側につなぎ部分が有る場合の半分で済むという利点がある。

（実施形態３）
上記実施形態との相違点を中心に説明する。
実施形態３の管継手用ロックリングの製造方法は、図５に示すように、金属板とロックリング１部分とのつなぎ部分16の分断位置17を、チューブに食い込む内端側の係止部６の外周側に設定した点で異なり、これによりつなぎ部分の分断位置に誤差が多少あっても性能に影響を与えないという利点がある。

（１）実施形態１の製造方法によるロックリングを有する管継手（図１乃至図３参照）と従来の製造方法によるロックリングを有する管継手（図９及び図14参照）により、次のようにして耐久性試験を行った。

図６に示すように、外径１２ｍｍで内径９ｍｍのチューブの両端に外径１２ｍｍ用の管継手を取り付け、Ｕ字状に湾曲させて配置した。チューブの長さは３６０ｍｍ、取り付けピッチＡは１５６ｍｍ、複振幅Ｄは６０ｍｍ、振動サイクルと加圧サイクルは共に６０ｃｐｍに設定した。そして、複振幅（６０ｍｍ振幅）と繰り返し加圧（圧力０⇔１．２５ＭＰa）とを６０ｃｐｍのサイクルで同時に５００万回行った（ｎ＝１０）。

すると、実施形態１の管継手はｎ＝１０について５００万回を経過した時点でも全て支障はなく耐久性に優れたものであった。一方、従来の管継手はｎ＝１０について、３９万回、３９万回、４５万回、４５万回、７２万回、７８万回、１１４万回、２８７万回、３１１万回、３１１万回でロックリングに割れが発生した。

すなわち、実施形態１の製造方法によるロックリングを有する管継手は、従来の製造方法によるロックリングを有する管継手と比較して耐久性が大幅に向上していた。また、実施形態２，３の製造方法によるロックリングを有する管継手も、同様に従来の製造方法によるロックリングを有する管継手と比較して耐久性が大幅に向上していた。

（２）実施形態１の製造方法によるロックリングを有する管継手（図１乃至図３参照）と従来の製造方法によるロックリングを有する管継手（図９及び図14参照）により、ピンゲージ挿入時のロックリングの拡径力のデータを測定した。この拡径力の値が小さいと、チューブの着脱がし易いものと評価できる。

試験方法としては、外径１２ｍｍの管継手用サイズのロックリングに１１．９０〜１２．３０ｍｍの９サイズのピンゲージを挿入する際の荷重（Ｎ）を測定機器（ロードセル)にて測定した。前記ピンゲージはＪＭＡＳ４００９(日本精密測定工業会規格)に準拠するもので、材質は鉄鋼、硬さはＨＲＣ５８以上、表面粗度はＲｙ０．８である。また、挿入速度は１５０〜２００ｍｍ／ｓとした。

すると、ピンゲージ径が１１．９０ｍｍの場合、実施形態１の製造方法によるロックリングの拡径力は８．５Ｎであったのに対し、従来の製造方法によるロックリングの拡径力はこれより大きい９．４Ｎであった。ピンゲージ径が１１．９５ｍｍの場合、実施形態１の製造方法によるロックリングの拡径力は９．２Ｎであったのに対し、従来の製造方法によるロックリングの拡径力はこれより大きい１０．７Ｎであった。ピンゲージ径が１２．００ｍｍの場合、実施形態１の製造方法によるロックリングの拡径力は１１．２Ｎであったのに対し、従来の製造方法によるロックリングの拡径力はこれより大きい１３．４Ｎであった。ピンゲージ径が１２．０５ｍｍの場合、実施形態１の製造方法によるロックリングの拡径力は１１．６Ｎであったのに対し、従来の製造方法によるロックリングの拡径力はこれより大きい１４．６Ｎであった。ピンゲージ径が１２．１０ｍｍの場合、実施形態１の製造方法によるロックリングの拡径力は１２．５Ｎであったのに対し、従来の製造方法によるロックリングの拡径力はこれより大きい１７．１Ｎであった。ピンゲージ径が１２．１５ｍｍの場合、実施形態１の製造方法によるロックリングの拡径力は１４．５Ｎであったのに対し、従来の製造方法によるロックリングの拡径力はこれよりかなり大きい１９．２Ｎであった。ピンゲージ径が１２．２０ｍｍの場合、実施形態１の製造方法によるロックリングの拡径力は１６．７Ｎであったのに対し、従来の製造方法によるロックリングの拡径力はこれより相当大きい２５Ｎであった。ピンゲージ径が１２．２５ｍｍの場合、実施形態１の製造方法によるロックリングの拡径力は１７．９Ｎであったのに対し、従来の製造方法によるロックリングの拡径力はこれより非常に大きい３１．５Ｎであった。ピンゲージ径が１２．３０ｍｍの場合、実施形態１の製造方法によるロックリングの拡径力は２０．９Ｎであったのに対し、従来の製造方法によるロックリングの拡径力はこれより極めて大きい３９．７Ｎであった。

これらの結果を、図７の「ピンゲージ径に対するロックリング摩擦力（拡径力）」のグラフに示す。ここで、実施形態１の製造方法によるロックリングは外端支持部に微小突起がないものであり、グラフ中○で示す。一方、従来の製造方法によるロックリングは外端支持部に微小突起があるものであり、グラフ中△で示す。

このグラフから明瞭に把握できるように、実施形態１の製造方法によるロックリングは従来の製造方法によるロックリングよりも拡径力が小さいものであり、このロックリングを用いるとチューブの挿入などの着脱に従来ほど大きな力を要しないこととなる。

チューブの挿入に従来ほど大きな力を要しないと共にロックリングの耐久性を大幅に向上させることができることによって、管継手用ロックリングの製造方法の用途に好適に適用することができる。

この発明の管継手用ロックリングの製造方法の実施形態１の管継手を説明する半断面図。 図１の管継手用ロックリングの製造方法によるパンチで打ち抜き前の金属板とロックリングを説明する平面図。 図２の要部拡大図。 この発明の管継手用ロックリングの製造方法の実施形態２を説明するパンチで打ち抜き前の金属板とロックリングの要部拡大図。 この発明の管継手用ロックリングの製造方法の実施形態３を説明するパンチで打ち抜き前の金属板とロックリングの要部拡大図。 管継手の耐久性試験を説明する図。 ピンゲージ径に対するロックリング摩擦力を示すグラフ。 管継手用ロックリングの基本構造を説明する平面図。 従来の管継手用ロックリングの製造方法を説明する図。 図９の要部拡大図。 従来金属板とロックリングとのつなぎ部分でパンチで打ち抜いて切断する工程を説明する図（打ち抜き前）。 従来金属板とロックリングとのつなぎ部分でパンチで打ち抜いて切断する工程を説明する図（打ち抜き中）。 従来の管継手用ロックリングの製造方法によるロックリングが内装された管継手を説明する半断面図。 図13の要部拡大図。

符号の説明

１ ロックリング
３ 外端支持部
５ 腕部
６ 係止部
７ 金属板
16 つなぎ部分
17 分断位置
Ｔ チューブ
Ｈ 収容域

Claims (4)

1. 外端支持部（３）を有する複数のリブ（４）と、内端側の複数の係止部（６）と、前記リブ（４）と前記係止部（６）を接続する腕部（５）を備え、管継手内の収容域（Ｈ）に前記外端支持部（３）で当接し、挿入したチューブ（Ｔ）に前記係止部（６）が食い込んで係止するロックリング（１）の製造方法であって、前記ロックリング（１）の輪郭が形成されるように金属板（７）を打ち抜いていく打ち抜き工程と、打ち抜いた金属板（７）の立体曲げ加工を行う曲げ加工工程と、前記金属板とロックリング（１）部分とのつなぎ部分（16）を分離する分断工程とを有し、前記金属板（７）とロックリング（１）部分とのつなぎ部分（16）の分断位置（17）はロックリング部分（１）の外端支持部（３）の最大外径箇所よりも小径の位置に設定されたことを特徴とする管継手用ロックリングの製造方法。
2. 前記金属板（７）とロックリング（１）部分とのつなぎ部分（16）の分断位置（17）は前記腕部（５）の外周側に設定された請求項１記載の管継手用ロックリングの製造方法。
3. 前記金属板（７）とロックリング（１）部分とのつなぎ部分（16）の分断位置（17）はチューブ（Ｔ）に食い込む内端側の係止部（６）の外周側に設定された請求項１記載の管継手用ロックリングの製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の管継手用ロックリングの製造方法により製造されたロックリング（１）を有する管継手。

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