JP4516339B2 - 合成樹脂製合流部構造及び該合成樹脂製合流部構造を用いた合成樹脂製継手 - Google Patents

Description

この発明は、略直交する三方継手（チーズ）等の合成樹脂製継手に用いられる合成樹脂
製合流部構造で、特に、大型チーズ継手に用いて好適な合成樹脂製合流部構造に関するも
のである。

従来、図１５に示すような合成樹脂製継手構造が、知られている（例えば、特許文献１
等参照）。

まず、構成から説明すると、この従来の合成樹脂製継手構造では、合成樹脂製継手５の
主管１の側面に、直交するように、分岐管２が接続されている。

この主管１の一対のテーパー受口１ａ，１ａ及び分岐管２のテーパー受口２ａの奥側に
は、配管３，４の各端部３ａ，４ａを各々当接させて、挿入量を規定するストッパ段部１
ｂ，２ｂが各々形成されている。

このストッパ段部１ｂ，２ｂは、各ストッパ段部１ｂ，２ｂの長さＬ１，Ｌ２を、各々
のストッパ段部の高さ方向寸法Ｈ１，Ｈ２の３倍以上の長さ（通常は、１倍〜２．５倍）
を有して、各々形成されている。

次に、この従来の合成樹脂製継手構造の作用について説明する。

このように構成された従来の合成樹脂製継手構造では、内水圧が負荷されると、図１６
に示すように、主管１と、分岐管２とが接続された部分に、主管１の横幅方向Ｗに応力が
係り、二点鎖線にしめすように、略楕円形状となる変形を、前記大きな長さ方向寸法Ｌ１
，Ｌ２を有することにより強度アップされた前記ストッパ段部１ｂ，２ｂが抑制する。

このため、管内流体に脈動が発生しても、ストッパ段部１ｂ，２ｂが交差するコーナー
部に、引張り力が作用して発生する応力を低減出来、疲労破壊が起こる可能性を減少させ
ることが出来る。

なお、主管側面部及び底面部の肉厚を増肉して、応力集中部以外の部分である主管１と
分岐管２とで共用される共用側壁部の剛性を向上させることにより、上記の主管１と分岐
管２との交差部が楕円形状に変形することを緩和するものも知られている（例えば、特許
文献２等参照）。
特開平１１−３１５９８５号公報 特開２００３−１５６１８６号公報

しかしながら、このような従来の合成樹脂製継手構造では、図１５に示すように、管内
面側の前記ストッパ段部１ｂ，２ｂの長さ方向寸法Ｌ１，Ｌ２を大きく設定すると、流体
の流通に必要とされる一定の管路径Ｄを確保するため、長さＬ１，Ｌ２の増大分、この合
成樹脂製継手５全体の長さＬ及び高さＨが、増大してしまう。

このため、合成樹脂製継手５の重量が増大してしまい、特に、前記テーパ受口１ａ，２
ａの径寸法が、２５０〜３００ｍｍともなる大型の合成樹脂製継手５では、原材料費が増
大すると共に、より大型の射出成型機を用いる必要も生じて、製造コストが増大してしま
うといった問題があった。

また、主管側面部及び底面部の肉厚を増肉して、応力集中角部以外の部分である共用側
壁部の剛性を向上させることにより、変形を緩和するものでも、同様に、原材料費が増大
すると共に、大型の射出成型機を用いる必要も生じて、製造コストが増大してしまうとい
った問題があった。

このため、図１７に示すように、合成樹脂製継手５の主管１に、分岐管２が接続されて
いる部分の応力が集中しやすい肩状部６の部分を重点的に、外側面側から増肉補強するこ
とが考えられる。

しかしながら、この場合にも、図１８及び図１９に示すように、同じ曲率半径（例えば
、この場合Ｒ２８）で、増肉補強部７を設けると、図２０に示されるような主管１の左，
右側面部１ｃ近傍では、薄肉となってしまう。

このため、有効な増肉補強を行いにくいといった問題があった。

そこで、この発明は、増肉効率が良好で、応力に対する有効な増肉を行うことにより、
全体の重量の増大を抑制することが出来る合成樹脂製合流部構造及び該合成樹脂製合流部
構造を用いた合成樹脂製継手を提供することを課題としている。

上記目的を達成するために、本願発明の請求項１記載のものは、主管の側面に直交するように接続される分岐管が接続される合成樹脂製合流部構造において、前記主管と分岐管との接続部分の外表面形状を、９０度大曲円筒部材の外表面形状とすると共に、前記９０度大曲円筒部材の外表面形状における曲がり方向内側の管壁を用いて、前記主管と分岐管との接続部分の外表面形状の肩状部から主管側面の管軸中心線よりも分岐管側までに渡る部分に増肉部が形成され、前記２本の９０度大曲円筒部材を反対方向に向けて曲折させた際のカーブに沿った中心線及び主管の中心線との間に形成される凹状の凹み部を平面となるように埋めて、側面視略三角形形状を呈するように増肉される側面増肉部が形成されている合成樹脂製合流部構造を特徴としている。

また、請求項２に記載されたものは、前記増肉部の管壁の厚みを、主管底面部の管壁の厚みの１．５倍以上とした請求項１記載の合成樹脂製合流部構造を特徴としている。

更に、請求項３に記載されたものは、前記主管及び分岐管の各端部には、配管を接続する受口部を形成した請求項１又は２記載の合成樹脂製合流部構造を用いた合成樹脂製継手を特徴としている。

このように構成された請求項１記載のものは、主管の側面に、直交するように分岐管が接続される接続部分が、９０度大曲円筒部材の外表面形状とされているので、別途補強を必要とせず、若しくは、応力に対する有効な増肉が行われて、圧力変動に対する充分な剛性を得られる。又、前記９０度大曲円筒部材の外表面形状における曲がり方向内側の管壁を用いて、前記主管と分岐管との接続部分の外表面形状の肩状部から主管側面の管軸中心線よりも分岐管側までに渡る部分に増肉部が形成され、前記２本の９０度大曲円筒部材を反対方向に向けて曲折させた際のカーブに沿った中心線及び主管の中心線との間に形成される凹状の凹み部を平面となるように埋めて、側面視略三角形形状を呈するように増肉される側面増肉部が形成されて、有効に補強される。

このため、全体の重量の増大を抑制することが出来、製造コストの上昇を抑制した合成樹脂製合流部構造が得られると共に、バランスのとれた肉厚を得られて、変形が抑制され、脈動による変形及び疲労破壊を防止出来る。

また、請求項２に記載されたものは、前記増肉部の管壁の厚みが、比較的広い面積を有する主管底面部の管壁の厚みの１．５倍以上とされているので、全体として、原材料の必要量が減少し、重量の増大を抑制出来る。

そして、請求項３に記載されたものは、合成樹脂製継手の主管と分岐管との接続部分の外表面形状が、９０度大曲円筒部材の外表面形状とされているので、バランスのとれた増肉により、軽量化を図ることができる。

特に、大型の合成樹脂製継手では、原材料費の増大を抑制し、しかも、大型の射出成型
機を用いる必要が無く、製造コストの増大を抑制出来る。

次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の合成樹脂製継手
構造を説明する。

なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については同一符号を付して説明する。

図１乃至図９は、この発明の最良の実施の形態の合成樹脂製合流部構造を用いた合成樹
脂製継手を説明するものである。

なお、前記従来例と同一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明する。

まず、この実施の形態の合成樹脂製継手構造の構成を説明すると、この発明の実施の形
態では、合成樹脂製継手１０の主管１１の上側面に、直交するように、分岐管１２が接続
されている。

この主管１１には、左，右一対のテーパー受口１１ａ，１１ａが設けられていて、図示
省略の奥側には、接続される配管の各端部を各々当接させて、挿入量を規定するストッパ
段部が各々形成されている。

また、前記分岐管１２の上端には、テーパー受口１２ａが設けられていて、図示省略の
奥側には、接続される配管の端部を当接させて、挿入量を規定するストッパ段部が形成さ
れている。

そして、図２に示すように、この主管１１と分岐管１２との接続部分の外表面形状が、
９０度大曲円筒部材１３，１３の外表面形状を用いて構成されている。

すなわち、図８中（ｃ）に示すように、前記９０度大曲円筒部材１３の外表面形状のう
ち、曲がり方向内側の管壁１４が、カーブに沿った中心線ＣＳで、内側半分のみ切り離し
、図８中（ｂ）に示すように、接続される肩状部６に用いられている。

そして、前記主管１１と分岐管１２との接続部分の外表面形状のうち、肩状部６から主
管１１の側面の管軸中心線Ｓよりも分岐管１２側までに渡る部分に増肉部１５が形成され
ている。

また、この実施の形態１では、図３中に示されるように、前記２本の９０度大曲円筒部
材１３，１３を反対方向に向けて曲折させた際に、カーブに沿った中心線ＣＳ，ＣＳ及び
主管１１の中心線Ｓとの間に形成される凹状の凹み部を平面となるように埋める側面増肉
部１６が、側面視略三角形形状を呈するように増肉されて構成されている。

更に、図７に示すように、前記接続部分の管壁１４の厚みＴ１が、比較的広い面積を有
する主管１１の底面部１１ｄの管壁の厚みの１．５倍以上となるように構成されている。

次に、この実施の形態の合成樹脂製継手１０の作用について説明する。

まず、図８を用いて、この合成樹脂製継手１０の構造を設計する順序に沿って説明する
。

この実施の形態の合成樹脂製継手１０は、図８中（ａ）に示すような主管１１のテーパ
ー受口１１ａに、図８中（ｃ）に示すような、前記９０度大曲円筒部材１３の外表面形状
のうち、曲がり方向内側の管壁１４を、カーブに沿った中心線ＣＳで、内側半分のみ切り
離し、図８中（ｂ）に示すように、主管１１と分岐管１２とが接続される肩状部６に当て
はめる。

次に、図８中（ｄ）に示すように、主管１１の下側半分と、図８中（ｅ）に示されるよ
うに分岐管１２とを一旦、合成すると共に、分岐管１２との接続部分の外表面形状のうち
、図８中（ｆ）に示すように、この分岐管１２の右側半分を消去する。

そして、図８中（ｇ）に示すように、管壁１４のカーブに沿った中心線ＣＳ及び主管１
１の中心線Ｓとの間に形成される凹状の凹み部を平面となるように埋める側面増肉部１６
を追加して、増肉すると共に、図８中（ｈ）に示すように、前記テーパー受口１２ａの右
側半分を消去する。

この状態で、左，右対称となるように、右側部分を左側部分を反転コピーすることによ
り、合成すれば、図８中（ｉ）に示すような合成樹脂製継手１０が得られる。

このように構成された合成樹脂製継手１０では、主管１１の上側面に、直交するように
接続される分岐管１２が接続される接続部分の外表面形状として、９０度大曲円筒部材１
３，１３の外表面形状のうち、曲がり方向内側の管壁１４の外表面形状が用いられて、前
記主管１１と分岐管１２とが、接続されるように構成されている。

このため、肩状部６部分の外表面形状は、肩状部６から主管１１の側面の管軸中心線Ｓ
よりも分岐管１２側までに渡る部分で、図４中二点鎖線で示すように、増肉部１５による
増肉が行われて、応力が集中しやすい部分が、有効に補強される。

このため、別途補強を必要とせず、若しくは、応力に対する有効な増肉が行われて、圧
力変動に対する充分な剛性を得られる。

従って、合成樹脂製継手１０の全体の重量の増大を抑制することが出来、製造コストの
上昇が抑制される。

また、前記接続部分の管壁１４の厚みが、比較的広い面積を有する主管１１の底面部１
１ｄの管壁の厚みの１．５倍以上とされているので、全体として、原材料の必要量が減少
し、重量の増大を抑制出来る。

このように、曲がり方向内側の管壁１４が用いられて、前記主管１１と分岐管１２との
接続部分の外表面形状のうち、肩状部６から主管１１の側面の管軸中心線Ｓよりも分岐管
１２側までに渡る部分の増肉が行われて、有効に補強される。

このため、バランスのとれた肉厚を得られて、変形が抑制され、脈動による変形及び疲
労破壊を、防止出来る。

そして、合成樹脂製継手１０の主管１１と分岐管１２との接続部分の外表面形状が、９
０度大曲円筒部材の外表面形状とされているので、バランスのとれた増肉により、軽量化
を図ることができる。

特に、大型の合成樹脂製継手では、原材料費の増大を抑制し、しかも、大型の特殊な射
出成型機を用いる必要が無く、製造コストの増大を抑制出来る。

図９乃至図１１は、この実施の形態の合成樹脂製合流部構造を用いた合成樹脂製継手２
０を、また、図１２乃至図１４は、比較例として、同じ曲率半径（例えば、この場合Ｒ２
８）で、徐々になだらかに繋がるように、増肉補強部７を設ける合成樹脂製継手３０を示
すものである。

なお、前記実施の形態１の合成樹脂製継手１０と、同一乃至均等な部分については、同
一符号を付して説明する。

この実施例１の合成樹脂製継手２０では、主管１１と分岐管１２とに、大口径のテーパ
ー受口１１ａ，１１ａ及び１２ａ（内径寸法＝約３００ｍｍ）が用いられる大型のものが
示されている。

ここで、比較例として示される合成樹脂製継手３０と、この実施例１の合成樹脂製継手
２０との対比を行いながら、増肉部１５について説明すると、図１０に示すように、図９
中Ｅ−Ｅ線に沿った断面では、肩状部６と、主管１１の中心線Ｓとの略中間の位置でも、
比較例の合成樹脂製継手３０の図１３に示される図１２中Ｇ−Ｇ線に沿った断面よりも厚
肉となるように、増肉部１５が形成されていることが分かる。

また、図１１に示すように、図９中Ｆ−Ｆ線に沿った断面では、肩状部６よりも、主管
１１の中心線Ｓに近接した位置でも、比較例の合成樹脂製継手３０の図１４に示される図
１２中Ｈ−Ｈ線に沿った断面よりも厚肉となるように、増肉部１５が形成されていること
が分かる。

このように、合成樹脂製継手２０の主管１１と分岐管１２との接続部分の外表面形状が
、９０度大曲円筒部材の外表面形状の一部である管壁１４を用いて構成されているので、
バランスのとれた増肉により、軽量化を図ることができる。

特に、この実施例１のように、内径寸法が、約２５０ｍｍ〜３００ｍｍを超えるような
大型の合成樹脂製継手２０では、応力があまり作用しない底面部１１ｄの厚みＴ２を薄く
設定する等、原材料費の増大を抑制し、しかも、大型の特殊な射出成型機を用いる必要無
く、製造コストの増大を抑制出来る。

上記表１は、このように構成された実施例１の合成樹脂製継手２０と、比較に用いる従
来の増肉補強部７を有する合成樹脂製継手３０との比較測定値を示している。

この表１に示されるように、均一の肉厚を有する合成樹脂製継手に比して、脈動が発生
するような流体の通過では、最も変形の大きい部分での変形量が減少して、しかも、応力
も抑制されていることが分かる。

他の構成、及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので、説明を省略
する。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この
実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる
。

即ち、前記実施例１では、内径寸法が、約３００ｍｍを超えるような大型の合成樹脂製
継手２０を用いて説明してきたが、特にこれに限らず、小型の合成樹脂製継手であっても
よい。

また、応力があまり作用しない前記底面部１１ｄの厚みＴ２を薄く設定するのみならず
、底面部１１ｄ以外でも、応力があまり作用しない部分を薄肉としても、前記接続部分が
、９０度大曲円筒部材１３の外表面形状のうち、曲がり方向内側の管壁１４を用いること
により、原材料費の増大を抑制し、しかも、大型の特殊な射出成型機を用いる必要無く、
製造コストの増大を抑制出来る。

更に、前記実施の形態及び実施例１では、合成樹脂製合流部構造として、合成樹脂製継
手１０，２０を用いて、説明してきたが、特にこれに限らず、配管同士が、直接接続され
る部分に用いる等、主管の側面に、直交するように分岐管が接続される接続部分を有する
ものであるならば、どのような合成樹脂製合流部構造に適用しても良いことは当然である
。

この発明の実施の形態の合成樹脂製継手構造を採用する合成樹脂製継手で、全体の構成を説明する斜視図である。 実施の形態の合成樹脂製継手構造で、９０度大曲円筒部材を合成している様子を概念的に示す模式図である。 実施の形態の合成樹脂製継手構造で、９０度大曲円筒部材を合成して、更に、側面増肉部を加える様子を概念的に示す模式図である。 実施の形態の合成樹脂製継手構造で、合成樹脂製継手の要部の構成を説明する断面斜視図である。 実施の形態の合成樹脂製継手構造で、合成樹脂製継手の形状を説明する模式的な側面図である。 実施の形態の合成樹脂製継手構造で、増肉部を説明する模式的な断面図である。 実施の形態の合成樹脂製継手構造で、図６中Ｄ−Ｄ線に沿った位置での断面図である。 実施の形態の合成樹脂製継手構造で、合成樹脂製継手を設計する際の順序（ａ）乃至（ｉ）を説明する模式図である。 実施例１の合成樹脂製継手で、（ａ）は側面図、（ｂ）は縦断面図である。 実施例１の合成樹脂製継手で、図９中Ｅ−Ｅ線に沿った位置での断面図である。 実施例１の合成樹脂製継手で、図９中Ｆ−Ｆ線に沿った位置での断面図である。 比較例の合成樹脂製継手で、一部側面図である。 比較例の合成樹脂製継手で、図１２中Ｇ−Ｇ線に沿った位置での断面図である。 比較例の合成樹脂製継手で、図１２中Ｈ−Ｈ線に沿った位置での断面図である。 従来例の合成樹脂製継手構造で、主管中心線に沿った位置での縦断面図である。 従来例の合成樹脂製継手構造で、合成樹脂製継手の斜視図である。 従来例の合成樹脂製継手構造で、合成樹脂製継手を設計する際の順序（ａ）乃至（ｅ）を説明する模式図である。 従来例の合成樹脂製継手構造で、合成樹脂製継手の形状を説明する模式的な側面図である。 従来例の合成樹脂製継手構造で、図１７（ｅ）中Ａ−Ａ線近傍位置での増肉部を説明するＣ−Ｃ線に沿った位置での縦断面図である。 従来例の合成樹脂製継手構造で、図１７（ｅ）中Ｂ−Ｂ線に沿った位置での増肉部を説明する断面図である。

符号の説明

６ 肩状部
１０，２０ 合成樹脂製継手
１１ 主管
１１ｄ 底面部
１２ 分岐管
１３ ９０度大曲円筒部材
１４ 管壁
１５ 増肉部
１６ 側面増肉部

Claims (3)

1. 主管の側面に直交するように接続される分岐管が接続される合成樹脂製合流部構造において、
   前記主管と分岐管との接続部分の外表面形状を、９０度大曲円筒部材の外表面形状とすると共に、
   前記９０度大曲円筒部材の外表面形状における曲がり方向内側の管壁を用いて、前記主管と分岐管との接続部分の外表面形状の肩状部から主管側面の管軸中心線よりも分岐管側までに渡る部分に増肉部が形成され、
   前記２本の９０度大曲円筒部材を反対方向に向けて曲折させた際のカーブに沿った中心線及び主管の中心線との間に形成される凹状の凹み部を平面となるように埋めて、側面視略三角形形状を呈するように増肉される側面増肉部が形成されている
   ことを特徴とする合成樹脂製合流部構造。
2. 前記増肉部の管壁の厚みを、主管底面部の管壁の厚みの１．５倍以上としたことを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製合流部構造。
3. 前記主管及び分岐管の各端部には、配管を接続する受口部を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の合成樹脂製合流部構造を用いた合成樹脂製継手。

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