JP4616498B2 - 管継手用リテーナと小円盤連設体の組立方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管継手用リテーナと小円盤連設体の組立方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被接続パイプの端部にテーパ雄ネジ部を切削加工し、これに管継手の雌ネジ部を螺着するものが広く用いられている。その作業は特殊な工具が必要で、現場での作業も複雑である。また、管継手の製作は手作業による組立・加工の工程が多く発生している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
被接続パイプの肉厚が薄い場合には、雄ネジ加工が困難又は不可能である。また、従来の管継手で機械的に複雑な構造なものは、その製作方法も複雑なものとなり、管継手の製作には、多くの工数が必要であるという問題点がある。
【０００４】
そこで本発明は、構造が簡単であるとともに、その組立・加工も簡単な構成により行え、また、安定した接続状態を保持できる管継手の部品の組立方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る管継手用リテーナと小円盤連設体の組立方法は、被接続パイプが挿入される継手本体の一端開口側に螺着可能な管継手用リテーナと、該管継手用リテーナに保持されると共に複数個の小円盤を一体に有する小円盤連設体を、備え、上記管継手用リテーナは、上記継手本体の雌ネジ部と上記被接続パイプの外周面の間で上記小円盤連設体を保持する円筒形状であって、上記小円盤連設体はパイプ抜け止め用であって、上記管継手用リテーナの螺進にて上記雌ネジ部に上記小円盤連設体が摺接して押圧され上記被接続パイプの外周面に螺旋状の食込跡を形成するように構成した管継手に於ける上記管継手用リテーナと上記小円盤連設体とを組み立てる方法に於て、円筒状のプラスチック製リテーナ素材に、該リテーナ素材の径方向からストレート状に貫孔を打ち抜いて、上記管継手用リテーナを形成し、その後、該管継手用リテーナの径方向から、上記小円盤連設体を上記貫孔に圧入して該貫孔内に自転可能に保持するものである。
【０００６】
なお、雌ネジ部を有する継手本体と、雌ネジ部に螺合する雄ネジ部を有する円筒状のプラスチック製リテーナと、を備え、リテーナは、円周方向に複数個の小円盤からなる複数個の小円盤連設体を、雄ネジ部の外周側に一部が突出し内周側に一部が露出し、かつ、雄ネジ部のネジ山より僅かにネジ進行方向側に偏在して埋設して、管継手を構成するのが、良い。
【０００７】
また、雌ネジ部を有する継手本体と、該雌ネジ部に螺合する雄ネジ部を有する円筒状のプラスチック製リテーナと、を備え、リテーナは、径方向にストレート状貫孔が打ち抜き形成され、貫孔に、複数個の小円盤からなる小円盤連設体を、圧入して指の力では回転できない大きさで保持して、雄ネジ部の外周側に一部が突出し内周側に一部が露出するよう埋設するように、管継手を構成するのが、良い。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき、本発明を詳説する。
【０００９】
管継手の全体の基本的な構成の一例の説明を、まず述べる。図10に示すように、本発明の管継手は継手本体１とリテーナ４とを具備し、被接続パイプ７がその開口部より挿入されて接続されるものである。
【００１０】
図10は、接続完了状態の管継手の実施の一形態を示す。この管継手は、継手本体１とリテーナ４を備え、継手本体１は雌ネジ部10を一端開口側から形成された短筒体２と、その短筒体２の他端開口部が回転可能な抜止手段５を介して連結された固定部材３とを、もって構成されている。さらに、円筒状のリテーナ４は、プラスチック製であって、上記短筒体２の雌ネジ部10に螺合するよう形成された雄ネジ部13を有し、かつ、円周方向に複数個のパイプ抜止用小円盤連設体14が設けられている。この小円盤連設体14は、雄ネジ部13のネジ山16に略沿って（詳細は後述する）一部が、その雄ネジ部13の外周側（外面）に突出し、かつ内周側（内面）に一部が露出するようにリテーナ４に埋設されている。
【００１１】
また、雌ネジ部10の管継手内方側には、円板状のバックアップリング９が、また、バックアップリング９の内方側に、Ｏリング等のシール材８が嵌着されている。
【００１２】
次に、図11に示すように、小円盤連設体14は、複数個の小円盤６を連設したものである。小円盤６は、金属製（例えば、焼入れ鋼やステンレス）であり、図11（イ）に示す如く、正面視略六角形状であると共に、図11（ロ）に示す如く、側面視円形であって、その外観形状は、丸みのある（アール状の）円形外周端縁36を有すると共に、円形外周端縁36を境として両側へ円錐状に隆起して形成された円形平面部37，37を有する略ソロバン玉型である。そして、本発明では３個の小円盤６，６，６の円形平面部37を相互に合わせるよう連設することで、小円盤連設体14を形成している。さらに、小円盤連設体14は、図11（イ）に示すように、軸心Ｌ廻りに回転可能にリテーナ４に埋設される。
【００１３】
そして、図10、図11（イ）に示すように、継手本体１の軸心Ｃを含む縦断面に於て、小円盤連設体14の小円盤６の外側頂部38が、雄ネジ部13のネジ山16から、その雄ネジ部13の外周側（外面）に突出するよう設定されている。また、小円盤６の外側頂部38の角度は、雄ネジ部13のネジ角度（ネジ山16の頂部の角度）に略等しく設定されている。
【００１４】
そして、継手本体１と被接続パイプ７とを接続する配管作業には、図10に示すように、リテーナ４の孔部に挿入した被接続パイプ７の端部47を、継手本体１の被接続パイプ挿入部25に挿入し、被接続パイプ７の端部47を段付部26に当接させて位置決めする。
【００１５】
そして、リテーナ４を、継手本体１の短筒体２に設けた雌ネジ部10と、被接続パイプ７の隙間に挿入する。リテーナ４の雄ネジ部13を雌ネジ部10に螺合させるために、短筒体２を回転（図10の矢印Ｔ）させることで、雌ネジ部10と、被接続パイプ７の間との隙間にリテーナ４を螺進（図10の矢印Ａ）させ、ねじ込ませ、図10の配管完了状態を得る。これは、リテーナ４に回転可能に埋設された小円盤６の内側頂部40が、被接続パイプ７の外面に食い込み、リテーナ４の回転が制限される（抵抗を受ける）ため、リテーナ４は螺進する。その後さらに短筒体２の回転が進むと、小円盤６の外側頂部38が雌ネジ部10に摺接することにより、小円盤６が内面側へ押圧され、小円盤６が被接続パイプ７の外面にさらに食い込み、食い込みながら回転しはじめ、それに伴い、リテーナ４も短筒体２の回転に遅れて回転を始め、かつ螺進し、小円盤６は、被接続パイプ７の外面に螺旋状に食込跡41を形成する。つまり、小円盤６は、被接続パイプ７の外周面を遊星回転しながらネジを転造及び螺進する。
【００１６】
この時には、連設した小円盤６…の小円盤連設体14の外側頂部38，38，38が雌ネジ部10に摺接することにより、小円盤連設体14が内面側へ押圧され（外周側へ逃げることが防止され）、これにより、リテーナ４の内周面から突出した内側頂部40，40，40が被接続パイプ７の外周面に確実に食い込むことができる。短筒体２の雌ネジ部10と、リテーナ４を介しての小円盤連設体14は、被接続パイプ７への食い込み機能、及び固定機能、を有している。これにより、図10に示す、被接続パイプ７の引き抜き力Ｆに対する、抜止の効果を得ることができる。
【００１７】
次に、図10に示す、継手本体１の短筒体２と固定部材３を連結する抜止手段５は、Ｃ型止め輪46によるものである。その構成は、固定部材３の外面と短筒体２の内面に夫々、上記Ｃ型止め輪46に対応する溝を設け、この固定部材３の溝にＣ型止め輪46を装着し、短筒体２を、この固定部材３に外嵌させ、短筒体２の溝にこのＣ型止め輪46を装着することで、短筒体２と固定部材３が固定される。これにより、短筒体２と固定部材３は、この継手本体１の管軸方向には固定され、短筒体２は円周方向の回転が自由に行うことができる。
【００１８】
また、上記短筒体２は例えばロストワックス法等の鋳物による金属製、上記リテーナ４は射出成形によるプラスチック製であり、それらは共に非切削製ネジを有するものである。非切削製ネジのネジ表面荒さ、及びネジ寸法精度が多少不充分なものであっても、リテーナ４がプラスチック製であるため、ネジが焼き付くこと無くプラスチック側の雄ネジ部13が、金属側の雌ネジ部10に追従し、短筒体２の小さな回転トルクにより、これらのネジの締め付けは充分容易に行うことができる。
【００１９】
次に、リテーナ４に上記複数個の小円盤連設体14を圧入する組立方法について説明する。図１はリテーナ４の貫孔加工装置28、及び、リテーナ４への小円盤連設体取付装置29の概略の全体側面図を示す。また、図２は貫孔加工装置28の平面図、図３は小円盤連設体取付装置29の概略の平面図を示す。射出成形により形成されたプラスチック製リテーナ材は、昇降機構付加工台30に、その軸心を鉛直方向として載置される。また、図２に示すように、リテーナ４の雄ネジ部13の円周方向に設定された複数箇所の小円盤連設体14取付け位置に、貫孔21を形成するため、リテーナ４の径方向Ｒに、リテーナ４の中心Ｏから放射線状に、かつ、中心Ｏに向かって、均等中心角度で貫孔成形機31…を複数配置する。この時のリテーナ４の載置された加工台30の位置を、孔空け作業位置43と言う。
【００２０】
そして、この貫孔成形機31…は、先端に貫孔21を空ける剪断刃32を備え、その剪断刃32は、油圧又は空圧シリンダーなどの駆動装置33により、リテーナ４の外面側から、内面側へ向かって、径方向Ｒに駆動（押圧）され、リテーナ４の雄ネジ部13の所定位置に孔空け切断（孔抜き）を行う。即ち、径方向Ｒに、中心Ｏに向かって、リテーナ４の円筒壁に貫孔21を同時に複数個全てを設けることが可能である。この駆動装置33…はすべてが、同時に同じ動作（孔空け切断）を中心Ｏ向きに行うものであるため、加工台30上のリテーナ４は、孔空け時、移動（変位）しにくく、正確な所定位置に、同時に貫孔21を形成することとなる。つまり、リテーナ４を加工台30上に強固に固定することなく、貫孔21を形成することができる。
【００２１】
図５は、リテーナ４の軸心を含む、小円盤連設体14の取付け位置の拡大縦断面図を示す。また、図６（ロ）と（ハ）は小円盤連設体14の取付けの拡大横断面図を示す。上記貫孔21の形状は、図５と図６（ロ）と（ハ）に示すように、その縦断面形状及び横断面形状はストレート状のものである。つまり、小円盤６のソロバン玉型に沿うように凹凸を設けたものではない。また、その平面視（リテーナ４の拡大側面視）は、図６（イ）に示すように、形状はソロバン玉型を直線に簡略化した貫孔形状Ｓとしている。そのため、図１と図２に示す、上記貫孔成形機31…の剪断刃32の形状はこの貫孔形状Ｓの断面をもつストレート状の刃であり、その結果、上記のような、一方向（径方向Ｒ）のみの駆動装置33により、貫孔21を設けることが可能となる。
【００２２】
次に、上記貫孔成形機31による貫孔成形工程Ｈ後のリテーナ４は、図１のとおり、上記昇降機構付加工台30により、その上方の圧入作業位置44へ移動する。つまり、貫孔21形成後のリテーナ４は、加工台30に載置されたまま、次いで小円盤圧入工程Ｉへと続く。
【００２３】
次に、図１と図３に示すように、リテーナ４の雄ネジ部13の円周方向に設定された複数箇所の小円盤連設体14の所定取付け位置に、小円盤連設体14を装着するため、径方向Ｒにリテーナ４の中心Ｏから放射線状に圧入機34…を均等中心角度で複数、上記貫孔成形機31と同様に（リテーナ４の中心Ｏに向かう断面において、同じ配置に）設置する。
【００２４】
そして、この圧入機34…は、先端に押圧部35を備え、その押圧部35は、油圧又は空圧シリンダーなどの駆動装置33′により、リテーナ４の外面側から、内面側へ向かって、径方向Ｒに駆動（押圧）され、図４と図５に示すように、リテーナ４の雄ネジ部13に設けられた上記貫孔21に、圧入することで小円盤連設体14の装着を行う。即ち、径方向Ｒに同時に、しかも、円周方向の複数箇所において、リテーナ４の貫孔21に小円盤連設体14を埋設させることが可能である。この駆動装置33′…は同時に同じ動作（押圧）を中心Ｏ向きに行うものであるため、加工台30上のリテーナ４は、圧入時、移動（変位）しにくく、正確な所定位置に、同時に小円盤連設体14を図４に示す圧入力Ｐにて、図５の状態のようにリテーナ４の貫孔21に埋設させることとなる。つまり、リテーナ４を加工台30上に強固に固定することなく、小円盤連設体14を取り付けることができる。
【００２５】
上記小円盤圧入工程Ｉが完了後、完成品のリテーナ４は加工台30より取り除かれ、加工台30は空の状態で、孔空け作業位置43へと降下していき、再び、貫孔成形工程Ｈを始めることができる。
【００２６】
また、図１と図３に示すように、圧入作業位置44にある、リテーナ４の貫孔21の位置（小円盤連設体14の装着位置）まで案内される小円盤連設体14用案内路49…を、複数（小円盤連設体14の装着数と同数）備えている。これは、小円盤連設体14を自動的に貫孔21に押圧部35により圧入するため、圧入作業位置44の上部に設けた小円盤連設体貯蔵箱（図示省略）から連通されたもので、連続的に小円盤連設体14を貫孔21手前まで供給するものである。これにより、各貫孔21に一つの小円盤連設体14を配設し、押圧部35により自動で圧入、埋設することが可能となる。
【００２７】
上記リテーナ４の組立方法により、簡単な組立機構により、リテーナ４に複数個の貫孔21を一度に形成し、その後、小円盤連設体14を一度に埋設することが可能となり、連続して、省スペースでの自動組立が容易に、かつ、単純な機構により行うことが可能である。また、この方法にて取り付けられた、小円盤連設体14は、固定金具や複雑な形状の装着孔を有さずに、容易に貫孔21に圧入保持され、その機能を充分発揮させることができるものである。
【００２８】
次に、図６（イ）に示す貫孔形状Ｓの貫孔21と、それに埋設される小円盤連設体14（小円盤６）は、指の力では回転できないような大きさに設定している。つまり、図６（イ）に示すリテーナ４の拡大側面図のように、小円盤連設体14は、小円盤６の軸心Ｌに垂直な方向は、ネジの谷部及び山部で僅かに隙間が存在するが、小円盤６の軸心Ｌの方向には、リテーナ４の本体と接触（圧着）している状態とする。つまり、小円盤連設体14の円形外周端縁36はリテーナ４に非接触（非保持状態）であり、その両端の円形平面部37はリテーナ４の本体と接触（保持状態）するよう設定する。これにより、貫孔21に埋設された小円盤連設体14は脱落することなく圧入保持されたリテーナ４を構成することができ、かつ、図４と図５に示すように圧入機34…の非常に小さな圧入力Ｐにより、プラスチック製のリテーナ４に組立することが容易となる。つまり、この非常に小さな圧入力Ｐにおいて組立が可能であり、その小円盤６の機能を損なうことがなくなる最も望ましい保持状態を有するリテーナ４は、貫孔21とそれに埋設される小円盤連設体14（小円盤６）が、組立完了後、指の力では上記小円盤６が回転できない大きさとした状態のものである。
このようにして、貫孔21の形状を複雑な鉤型や蟻溝型にすることなく、また、金属のカシメ等にて固定することなく簡単な構成により、小円盤連設体14が貫孔21から脱落しないリテーナ４とすることができる。また、小さな圧入力Ｐにより、組立が可能となり、簡単な設備によりリテーナ４を組み立てることができる。
【００２９】
次に、管継手のうちリテーナ４に埋設される、小円盤連設体14についてさらに詳細に説明する。上記のとおり、図10に示す本発明による管継手は、継手本体１とリテーナ４とからなる。また、図７の小円盤連設体14の組立後の詳細断面図に示すように、リテーナ４は、雄ネジ部13を有し、かつ、外周側に一部が突出し、内周側に一部が露出した状態で、円周方向に複数個の小円盤連設体14を有している。
【００３０】
また、この小円盤連設体14の小円盤６の外側頂部38の角度は、雄ネジ部13のネジ角度（ネジ山16の頂部の角度）に略等しく設定され、この小円盤連設体14は、この雄ネジ部13のネジ山16に略沿って配置されている。詳細に説明すると、小円盤連設体14の外側頂部38が、それに連設するネジ山16より僅かにリテーナ４の軸心方向先端側に変位ｄをもって埋設されている。すなわち、小円盤６（小円盤連設体14）の外側頂部38が、ネジ山16の頂部より、変位ｄだけネジ進行方向Ｇ側寄りに偏在して配置されている。この時の小円盤連設体14の最もネジ進行方向Ｇ側寄りの外側頂部38を最外側頂部38′とし、また、最もネジ進行方向Ｇ側寄りの内側頂部40を最内側頂部40′とする。
【００３１】
これは、上記のとおり、管継手に被接続パイプ７を配管する作業時において、上記、本発明の継手本体１のうち短筒体２を回転し、リテーナ４がひきこまれ、図８に示すように、この時、最外側頂部38′が雌ネジ部10に摺接しはじめたとき、小円盤連設体14がリテーナ４の内面側へ押圧され、これにより、リテーナ４の内周面から突出した内側頂部40，40，40が被接続パイプ７の外周面に確実に食い込むことができるよう、矢印Ｍ方向のモーメントを発生させるためである。
【００３２】
即ち、継手本体１に被接続パイプ７を配管させる際に、このリテーナ４は短筒体２のみを回転させることで、螺進させる構成をとるため、図９に示すように、小円盤６（小円盤連設体14）の外側頂部38と、ネジ山16の頂部が、ネジ進行方向Ｇに対して、同じ位置に（即ち、ネジ山16と小円盤６の円形外周端縁36を完全に連続させた）配置した場合、雄ネジ部13のネジ山16は、ネジ進行方向Ｇ側とは反対のネジ山斜面23が、雌ネジ部10に摺接するため、小円盤連設体14は、矢印Ｎの方向に揺動して飛び出す作用が発生してしまう。つまり、図９の矢印Ｎ方向のモーメントが発生し、小円盤連設体14が貫孔21から抜け出る方向に───飛び出す方向に───移動する力成分を有する。これによって、小円盤連設体14が飛散したり、又は、短筒体２の開口端部にこじれ（噛み込みが発生して）、リテーナ４がそれ以上、螺進できなくなるという問題を生ずる。
【００３３】
本発明は、このような問題を解決したものであって、図８に示すように、雄ネジ部13のネジ山16のネジ斜面23が雌ネジに摺接すると同時に、小円盤連設体14の外側頂部38からネジ進行方向Ｇ側のネジ斜面18が、雌ネジ部10に圧着しはじめるよう設定する。つまりこの状態が、小円盤連設体14を、上記ネジ山16より僅かにリテーナ４の軸心方向先端側に変位ｄをもって埋設することとなる。これによりリテーナ４が引き込まれていくと、小円盤連設体14のネジ進行方向Ｇ側寄りのネジ斜面18は、雌ネジ部10のネジ斜面19から大きな面圧Ｂを受け、最内側頂部40′を支点として、この小円盤連設体14に矢印Ｍ方向のモーメントを生じさせることが可能となる。
【００３４】
つまり、図８の本発明のように、小円盤連設体14をネジ山16より軸心方向先端側に変位ｄをもって埋設することにより、小円盤６の斜面18に強大な面圧作用を生じさせ、内側頂部40，40，40が被接続パイプ７の外周面に食い込む方向へ働きかけることが可能となり、被接続パイプ７と継手本体１との接続がより、確かで、簡単な作業とすることができる。
【００３５】
次に、図７と図８に示す、上記雌ネジ部10のネジ山の角度（θ′）、及び上記雄ネジ部13のネジ山16の角度（θ）が、それぞれ70°〜100 °に設定したものである。通常の並目ネジは60°としているが、本発明では約90°とし、ネジの締め付けは、より小さいトルクにて行うことが可能であり、ネジ山の傾斜が緩やかとなるため、締め付け時、ネジ山の破損の恐れがない。つまり、ネジ山の破壊、欠落により、ネジの締め付け効果を損なう恐れがない。また、上記小円盤連設体14の外側頂部38と、雄ネジ部13のネジ山16との変位ｄを設ける際に、その変位ｄは微小であるため、上記ネジ山の角度（θ′，θ）が70°〜100 °と大きい場合、ネジピッチが広くなり、その変位ｄの設定を容易に行うことができる。
【００３６】
また、上記雌ネジ部10と上記雄ネジ部13が二条〜四条ネジとする。ネジの送りは、ネジピッチとネジ条数の積により与えられるため、ネジ条数を多くすることで、ネジの送りを多くすることができる。すなわち、リテーナ４の進みを早くすることが可能であり、一層少ない回転で締め付け（接続）作業が完了できる。しかし、五条をこえると、このリテーナ４は管軸方向の長さが比較的短いため、ネジ溝の数が減少し、螺着効果を損なう恐れがある（締め付け効果が低下してしまう）。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような効果を奏する。
【００３８】
（請求項１によれば）小円盤連設体14は貫孔21に圧入保持されるため、貫孔21の形状を複雑な鉤型や蟻溝型にすることなく、また、金属のカシメ等にて固定することなく簡単な構成により、小円盤連設体14の機能を引き出すことが可能なように小円盤連設体14をリテーナ４に組み立てることができる。
【００３９】
貫孔21の形状を複雑な鉤型や蟻溝型にすることなく、また、金属のカシメ等にて固定することなく簡単な構成により、小円盤連設体14が貫孔21から脱落しないリテーナ４とすることができる。また、小さな圧入力Ｐにより、組立が可能となり、簡単な設備によりリテーナ４を組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】リテーナと小円盤連設体の組立機の側面図である。
【図２】リテーナと小円盤連設体の組立機の平面図である。
【図３】リテーナと小円盤連設体の組立機の平面図である。
【図４】要部構成を示す詳細断面図である。
【図５】要部構成を示す詳細断面図である。
【図６】要部構成を示す詳細平面図である。
【図７】小円盤連設体の取付けを示す説明図である。
【図８】小円盤連設体の取付けを示す説明図である。
【図９】小円盤連設体の取付けを示す説明図である。
【図１０】本発明の管継手の実施の一形態を示す要部断面図である。
【図１１】小円盤連設体の説明図である。
【符号の説明】
１ 継手本体
２ 短筒体
３ 固定部材
４ リテーナ
６ 小円盤
10 雌ネジ部
13 雄ネジ部
14 小円盤連設体
16 ネジ山
21 貫孔
Ｇ ネジ進行方向
Ｒ 径方向

Claims (1)

1. 被接続パイプ（７）が挿入される継手本体（１）の一端開口側に螺着可能な管継手用リテーナ（４）と、該管継手用リテーナ（４）に保持されると共に複数個の小円盤（６）を一体に有する小円盤連設体（14）を、備え、上記管継手用リテーナ（４）は、上記継手本体（１）の雌ネジ部（10）と上記被接続パイプ（７）の外周面の間で上記小円盤連設体（14）を保持する円筒形状であって、上記小円盤連設体（14）はパイプ抜け止め用であって、上記管継手用リテーナ（４）の螺進にて上記雌ネジ部（10）に上記小円盤連設体（14）が摺接して押圧され上記被接続パイプ（７）の外周面に螺旋状の食込跡（41）を形成するように構成した管継手に於ける上記管継手用リテーナ（４）と上記小円盤連設体（14）とを組み立てる方法に於て、
   円筒状のプラスチック製リテーナ素材に、該リテーナ素材の径方向（Ｒ）からストレート状に貫孔（21）を打ち抜いて、上記管継手用リテーナ（４）を形成し、その後、該管継手用リテーナ（４）の径方向（Ｒ）から、上記小円盤連設体（14）を上記貫孔（21）に圧入して該貫孔（21）内に自転可能に保持することを特徴とする管継手用リテーナと小円盤連設体の組立方法。

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