JP4701068B2

JP4701068B2 - 管継手

Info

Publication number: JP4701068B2
Application number: JP2005307410A
Authority: JP
Inventors: 哲也阿部; 研二三根
Original assignee: ブリヂストンフローテック株式会社
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-10-21
Also published as: JP2007113737A

Description

本発明は、管体を簡単な操作で確実に結合、離脱することができる管継手に関し、特に、管継手に結合した管体が誤って離脱するのを回避し得る管継手に関するものである。

従来から管体を容易に結合及び離脱させることができる管継手が広く使用されている。

図８は、このような従来の管継手１００を示す半裁断面図であり、継手本体１０２に固定したスリーブ１０４の内周面に、管体挿入口１１２側から順に、軸方向に移動が可能な解放リング１０６と、拡径が可能なロック爪１０８とが挿入されている。

管継手１００に管体１２０を結合する際には、管体１２０の端部がロック爪１０８に接し、管体１２０の端部でロック爪１０８を押し広げ、管体１２０の端部がシール材（ＯリングやＶパッキン）１１０を通過して継手本体１０２の最奥部まで達する。この状態で内圧が作用すると、管体１２０は継手本体１０２から離れる方向の力を受けるが、管体１２０の外周面にロック爪１０８の内周端１０８Ａが食い込む結果、管体１２０の離脱が防止されるのである。

一方、管体１２０を離脱させるには、解放リング１０６を継手本体１０２の奥側に向けて押し込んでやればよい。すると、解放リング１０６の先端部１０６Ａがロック爪１０８を押し広げる結果、管体１２０の外周面に対する内周端１０８Ａの食い込みが解除され、管体１２０を引き抜くことができるようになるのである。なお、管体１２０の引き抜きに伴って解放リング１０６は管体挿入口１１２側に移動するが、先端部１０６Ａが外周面から突出しているため、スリーブ１０４から露出することはない（例えば特許文献１を参照）。
特開２００３−４１８７号公報

このように、図８に示す従来の管継手１００では、管体の結合及び離脱が容易であるという特徴を有している。しかしながら、その反面、解放リング１０６を不用意に継手本体１０２の奥側に押してしまった場合、ロック爪１０８の内周端１０８Ａの食い込みが解除され、管体１２０が外れて（離脱して）しまうという問題がある。

また、図９に示すように、合成樹脂製の管体１２０が管継手１００の管体挿入口１１２で曲がるような無理な配管であった場合、湾曲した管体１２０の外周面１２０Ａで解放リング１０６を押してしまい、結果としてロック爪１０８が管体１２０から離れてしまい、管体１２０が外れることがある。

このような不具合を解消するため、図１０（Ａ）に示すように、ロッククリップ１３２を継手本体１０２と解放リング１０６のフランジ１０６Ｂとの間に挟むようにした管継手１３０が提案されている。このロッククリップ１３２は、図１０（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、解放リング１０６の外周面に沿った湾曲面１３２Ａを備えたＵ字状の部材であり、継手本体１０２と解放リング１０６のフランジ１０６Ｂとの間に挟むことで、解放リング１０６が継手本体１０２の奥側に押し込まれるのを防止し、管体１２０が不用意に外れるのを回避している。

しかし、図１０（Ａ）に示す管継手１３０では、配管時のロッククリップ１３２の挟み忘れや、使用時の脱落等が生じやすく、結果として管体１２０が外れてしまうことがある。

この対策として、本発明者は、図７に示すように、解放リング２０４の継手本体２０２側に凸部２０４Ａを設けると共に、継手本体２０２の縁部を切り欠き、凸部２０４Ａを係止して軸方向の移動を規制する凹部２０２Ａと、その隣に凸部２０４Ａが軸方向に移動して解放リング２０４を押し込み可能とする係合凹部２０２Ｂとを備えた管継手２００を考案した。

しかし、この管継手２００は、解放リング２０４の移動を規制するためのロックを、凹部２０２Ａと係合凹部２０２Ｂの軸方向の大きさを調整して決めており、ロックする荷重のコントロールが難しい。また、管継手２００の結合時に外力がかかって解放リング２０４が継手本体２０２から離れる方向に移動すると、凸部２０４Ａと凹部２０２Ａとの係止が外れてしまい、解放リング２０４が周方向に移動可能となる。このため、凸部２０４Ａが係合凹部２０２Ｂの位置に移動すると、解放リング２０４が継手本体２０２の奥側に押し込まれてしまい、管体が不用意に外れることを回避できない。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、管体の結合及び離脱の容易性を維持しつつ、管体が不用意に離脱するのを回避することができる管継手を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る管継手は、管体が挿入される継手本体の軸方向に移動が可能で前記継手本体の挿入口側に把持部が設けられた解放リングと、前記継手本体に設けられ前記解放リングの奥側で前記管体の外周面を係止するロック爪と、を備え、前記解放リングを前記継手本体の奥側に押し込むと、前記解放リングの先端が前記ロック爪を拡径させて前記管体の離脱が可能となる管継手であって、前記継手本体が樹脂製であり、前記解放リングの前記把持部の外周面に、前記継手本体の内周面と対向して形成された突起部と、前記継手本体の内周面に凹設され、前記突起部をロックして前記解放リングの軸方向の移動を阻止するロック部と、前記継手本体の内周面に前記ロック部より軸方向へ大きく凹設され、前記突起部が軸方向に移動可能なロック解除部と、前記継手本体の内周面の前記ロック解除部と前記ロック部の境界に設けられ、前記継手本体の半径方向内側へ突出して前記突起部の周方向の移動を規制する凸部と、を備え、前記解放リングを周方向に回転させて前記突起部が前記ロック解除部に移動したとき、前記解放リングが前記継手本体の奥側に押し込まれることを特徴としている。

請求項１に記載の管継手によれば、継手本体の軸方向に移動が可能な解放リングと、解放リングの奥側にロック爪とが設けられており、管体を挿入すると、管体は解放リングの奥側でロック爪を拡径させ、継手本体の最奥部まで達する。そして、管継手に内圧が作用すると、管体の外周面にロック爪の内周端が食い込むので、管体が継手本体から抜けなくなる。

この管継手では、解放リングの外周面に継手本体の内周面と対向して突起部が形成されており、継手本体の内周面に凹設されたロック部で突起部がロックされ、解放リングの軸方向の移動が阻止される。また、継手本体の内周面にロック部より軸方向へ大きく凹設されたロック解除部が設けられており、解放リングを周方向に回転させて突起部をロック解除部に移動させることで、突起部は軸方向に移動可能となる。管継手に管体を結合したときは、突起部がロック部で外側から押さえることによってロックされているため、突起部を縮径する力が働き、外力が作用しても解放リングが回転しにくい。このため、突起部がロック解除部に移動することが阻止される。従って、解放リングを継手本体の奥側に押し込むことができず、管体が外力により継手本体から不用意に外れることが防止される。

一方、管体を取り外す際には、ユーザーが解放リングを回転させ、突起部をロック部からロック解除部に移動させる。突状部はロック部で外側から押さえられているため、通常の外力では解放リングは回転しないが、ユーザーが所定以上の力をかけることで回転が可能となる。突起部がロック解除部に移動すると、突起部を軸方向に移動させることができ、解放リングを継手本体の奥側に押し込むことが可能となる。解放リングを奥側に押し込むと、解放リングの先端がロック爪を拡径させ、管体を取り外す（離脱する）ことが可能となる。

このような管継手では、管体の結合及び離脱の簡便さを維持しつつ、管体が不用意に離脱するのを回避できる。また、解放リングのロックを継手本体のロック部とロック解除部の径方向のクリアランスで調整でき、ロックする荷重のコントロールが容易となる。また、管継手全体の部品点数が少なく、コストを低減することが可能となる。

また、この管継手では、樹脂製の継手本体のロック解除部とロック部の境界に半径方向内側へ突出した凸部が形成されており、突起部の周方向の移動が凸部によって規制され、解放リングが回転しにくい。ロック部に位置する突起部は、凸部を弾性変形により拡径させることによりロック解除部に移動する。これにより、突起部が外力によってロック部からロック解除部に移動することが阻止される。このため、管体が不用意に離脱するのをより確実に回避することが可能となる。

請求項２に記載の発明に係る管継手は、請求項１に記載の管継手において、前記ロック部と前記ロック解除部との前記継手本体の軸方向の段差を緩和するスロープを前記継手本体の内周面に形成したことを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、ロック部とロック解除部との間で突起部に移動するとき、軸方向の段差を緩和するスロープに沿って移動することができ、突起部の移動がスムーズになる。

請求項３に記載の発明に係る管継手は、請求項１又は請求項２に記載の管継手において、前記把持部の周面から突出する指掛け部が形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、ユーザーが把持部の周面から突出する指掛け部を把持して解放リングを周方向に回転させることが可能となる。このため、突起部をロック部からロック解除部に移動するための力をかけるときでも解放リングを回転しやすい。

本発明に係る管継手は、上記のように構成したので、管体の結合及び離脱の容易性を維持しつつ、管継手の使用時に管体が不用意に離脱するのを防止することができる。また、解放リングのロックをロック部とロック解除部の径方向のクリアランスで調整でき、ロックする荷重のコントロールが容易となる。また、管継手全体の部品点数が少なく、コストを低減することができる。

以下、本発明の管継手における最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の管継手１０の第１実施形態を示す半裁断面図であり、継手本体１２に管体３０を結合する前の状態を示している。図２は、この管継手１０のＡ−Ａ線における断面図である。

図１に示すように、継手本体１２の内周面には、環状部材１４が圧入されて固定されている。管継手１０における管体３０の挿入口２７側には、解放リング１６が軸方向に移動可能に内挿されており、環状部材１４の突起１４Ａによって継手本体１２から抜けないように構成されている。また、解放リング１６の奥側には、ステンレス製のロック爪１８が環状部材１４に内挿されている。

ロック爪１８は、断面が横向きのＶ字形であり、Ｖ字形の開口部が奥側を向くように配置されている。このロック爪１８はステンレス製であり、その円周端に管体３０の外周面を把持する爪部１９が形成されている。ロック爪１８の爪部１９は、図示しないが、内周面が切り割されており、爪部１９が弾性変形して拡径が可能となっている。また、環状部材１４の内面側には、ロック爪１８の拡径時の収納空間が確保されるように、奥部側に向かって内径が大きくなるようにテーパー面１４Ｂが形成されている。

ロック爪１８は、継手本体１２に内挿されたバックリング２０によって位置決めされている。バックリング２０の奥側の継手本体１２には、溝部１２Ａが形成されており、この溝部１２Ａにシールリング２２としてＥＰＤＭ製のリング状部材が嵌め込まれている。

この継手本体１２及び解放リング１６の内側は、管体３０が挿入される管体挿入孔２８となっている。継手本体１２は、最奥部の縮径された壁面１２Ｂが管体３０のストッパーになっている。

図１に示すように、解放リング１６は、周面が挿入口２７側に露出しており、その周面に半径方向に張り出したフランジ部２４が形成されている。図２及び図３に示すように、フランジ部２４の奥側の解放リング１６の周面には、継手本体１２の内周面と対向する位置に複数の突起部２４Ａが形成されている。本実施形態では、突起部２４Ａは、解放リング１６の周面の対角線上に２つ設けられている。また、図３に示すように、フランジ部２４の外周面には、径方向に突出した２つの指掛け部２４Ｂが形成されている。

図２及び図３に示すように、継手本体１２の挿入口２７の内周面は、突起部２４Ａの外面を覆うような内径寸法で形成されており、継手本体１２の内周面には、突起部２４Ａをロックして解放リング１６の軸方向に移動を阻止する凹状のロック部１３Ａが形成されている。また、ロック部１３Ａの周方向に隣接する位置には、突起部２４Ａの周方向の移動を規制する凸部１３Ｂが形成されており、凸部１３Ｂと周方向に隣接する位置には、突起部２４Ａが軸方向に移動可能な凹状のロック解除部１３Ｃが形成されている。すなわち、ロック部１３Ａとロック解除部１３Ｃとの境界に凸部１３Ｂが形成されており、凸部１３Ｂの内径よりもロック部１３Ａの内径が大きく形成されている。さらに、ロック部１３Ａの内径よりもロック解除部１３Ｃの内径が大きく形成されている。

また、凸部１３Ｂの内径は突起部２４Ａの外径よりも小さく形成されている。ロック部１３Ａの内径は突起部２４Ａの外径よりも大きく形成されており、ロック部１３Ａと突起部２４Ａとの間にクリアランスが設けられている。そして、突起部２４Ａがロック解除部１３Ｃから凸部１３Ｂを乗り越えてロック部１３Ａに移動することで、解放リング１６がロックされるようになっている。

また、ロック解除部１３Ｃの軸方向長さは、ロック部１３Ａの軸方向長さよりも長く形成されており、ロック解除部１３Ｃのロック部１３Ａ側には両者の軸方向の段差を緩和するためのスロープ３３が形成されている。突起部２４Ａがロック解除部１３Ｃにあるとき、突起部２４Ａの外面とロック解除部１３Ｃの内周面との間にクリアランスが設けられているため、突起部２４Ａが軸方向に移動し、解放リング１６が継手本体１２の奥側に押し込まれるように構成されている。

継手本体１２は合成樹脂製（例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）など）であり、ロック解除部１３Ｃと凸部１３Ｂとロック部１３Ａは、成形時又は成形後に形成される。解放リング１６は合成樹脂製（例えば、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）など）であり、２つの突起部２４Ａは成形時に一体的に形成される。なお、解放リング１６は、圧入等の方法で継手本体１２に組み込まれている。また、本実施形態の管体３０は合成樹脂製であり、例えばエチレン酢酸ビニル共重合樹脂などで形成されている。

次に、本発明の管継手１０の作用について説明する。

図１に示すように、管体３０を管継手１０に結合する際、ユーザーは解放リング１６の指掛け部２４Ｂを把持して解放リング１６を周方向に回転させ、突起部２４Ａを継手本体１２のロック部１３Ａに位置させる。突起部２４Ａがロック解除部１３Ｃにあるときは、突起部２４Ａの回転により合成樹脂製の凸部１３Ｂを弾性変形により拡径させ、凸部１３Ｂを乗り越えることによってロック部１３Ａに移動する。突起部２４Ａが凸部１３Ｂを乗り越えることでロック感が得られる。また、解放リング１６の指掛け部２４Ｂを把持することで、解放リング１６の周方向の回転がスムーズに行える。

この状態で、管体挿入孔２８の挿入口２７から管体３０を挿入すると、解放リング１６が奥側に移動して止まり、更に管体３０を挿入すると、管体３０がロック爪１８を拡径する（図４（Ａ）参照）。そして、管体３０の外周面がロック爪１８の爪部１９を摺接しながら管体３０が継手本体１２の奥側へ挿入され、管体３０の外周面がシールリング２２を押圧する。そして、図４（Ａ）に示すように、管体３０の先端が継手本体１２の壁面１２Ｂに到達することで、管体３０が管継手１０に結合される。

この結合状態において、管体３０に内圧が作用すると、管体３０が継手本体１２から抜ける方向の力を受け、管体３０とロック爪１８と解放リング１６が挿入口２７側に若干移動し、ロック爪１８の外周傾斜面が環状部材１４のテーパー面１４Ｂに当たる。この状態で、ロック爪１８の爪部１９が管体３０の外周面に食い込み、管体３０への把持力が大きくなる。

図４（Ｂ）に示すように、管継手１０に管体３０を結合した状態では、解放リング１６の突起部２４Ａが継手本体１２のロック部１３Ａにあり、突起部２４Ａが凸部１３Ｂでロックされることで、解放リング１６が周方向に回転しないように規制される。突起部２４Ａの外径は凸部１３Ｂの内径よりも大きいので、管継手１０の結合時に外力によって突起部２４Ａが凸部１３Ｂを乗り越えることが阻止される。つまり、ユーザーが所定の力を加えて解放リング１６を回転させ、突起部２４Ａが凸部１３Ｂを乗り越えなければロック解除部１３Ｃへ移動しない。従って、突起部２４Ａがロック解除部１３Ｃに移動して解放リング１６が継手本体１２の奥側に押し込まれることがなく、管体３０が不用意に離脱するのを防止できる。

一方、管体３０を継手本体１２から取り外す際には、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ユーザーは解放リング１６の指掛け部２４Ｂを把持して解放リング１６を周方向（矢印Ａ方向）に回転させ、突起部２４Ａをロック部１３Ａからロック解除部１３Ｃに移動させる。その際、突起部２４Ａは凸部１３Ｂを弾性変形により拡径させ、凸部１３Ｂを乗り越えることによってロック解除部１３Ｃに移動する。解放リング１６の指掛け部２４Ｂを把持することで、必要な力をかけることができ、解放リング１６の周方向の移動がスムーズに行える。

突起部２４Ａがロック解除部１３Ｃに移動することで、解放リング１６のロックが外れ、解放リング１６を継手本体１２の奥側に押し込むことができる。そのとき、突起部２４Ａはスロープ３３に沿って軸方向に移動するため、突起部２４Ａの移動がスムーズになる。図６に示すように、解放リング１６を矢印Ｂ方向に押し込むと、解放リング１６の先端部１６Ａがロック爪１８を拡径させ、爪部１９が管体３０から離れる。この状態で、管体３０を解放リング１６の内周面に沿って矢印Ｃ方向に引き抜くことにより、管体３０を継手本体１２の管体挿入孔２８から離脱させることができる。

このような管継手１０では、ユーザーが所定の力を加えて解放リング１６を回転させて継手本体１２の凸部１３Ｂを弾性変形により拡径しない限り、突起部２４Ａがロック部１３Ａからロック解除部１３Ｃに移動しない。このため、管継手１０の結合時に外力により解放リング１６が継手本体１２の奥側に押し込まれることがなく、管体３０が不用意に離脱するのを防止できる。さらに、この管継手１０は部品点数が少なく、組み立ても簡単であり、コストを低減することができる。

一方、図７に示す管継手２００では、解放リング２０４のロックを凹部２０２Ａと係合凹部２０２Ｂの軸方向のクリアランスで決めており、ロックする荷重のコントロールが難しく、外力により解放リング２０４が係合凹部２０２Ｂに移動して奥側に押し込まれるという問題があった。しかし、本実施形態の管継手１０は、継手本体１２の内周面にロック部１３Ａと凸部１３Ｂとロック解除部１３Ｃとを設けることで、解放リング１６のロックを径方向のクリアランスで調整しコントロールすることができる。このため、外力により解放リング１６がロック部１３Ａから簡単に外れることを防止できる。

なお、上記実施形態では、継手本体１２にロック部１３Ａと凸部１３Ｂとロック解除部１３Ｃとが設けられているが、この構成に限定するものではない。継手本体１２に内挿されるスリーブにロック部１３Ａと凸部１３Ｂとロック解除部１３Ｃとを設ける構成でもよい。また、突起部２４Ａは本実施形態では２つであるが、個数は適宜に設定できる。

なお、上記実施形態では、凸部１３Ｂによって突起部２４Ａがロック部１３Ａからロック解除部１３Ｃへ回転することが規制され、ロック部１３Ａと突起部２４Ａとの間にクリアランスが設けられているが、この構成に限定するものではない。例えば、凸部１３Ｂを設けずに、突起部２４Ａの外径とロック部１３Ａの内径が係合するように構成し、突起部２４Ａをロック部１３Ａで外側から押さえることによってロックする構成でもよい。この構成では、ロック部１３Ａにより突起部２４Ａを縮径する力が働くため、外力が作用しても解放リング１６が回転しにくい。

本発明の管継手の第１実施形態を示す半裁断面図である。図１に示す管継手をＡ−Ａ線で切断した断面図である。図１に示す管継手の継手本体と解放リングの分解斜視図である。図１に示す管継手において、管体を継手本体に結合した状態を示す半裁断面図及び側面図である。図１に示す管継手において、管体を継手本体から引き抜いく過程を示す半裁断面図及び側面図である。図１に示す管継手において、管体を継手本体から引き抜いく過程を示す半裁断面図である。比較例である管継手を示す半裁断面図であって、継手本体に管体を結合した状態を示す図である。従来の管継手の一例を示す半裁断面図であって、継手本体に管体を結合した状態を示す図である。図８に示す従来の管継手の問題点を説明する図である。従来の管継手の他の例を示す半裁断面図であって、継手本体に管体を結合した状態を示す図である。

符号の説明

１０管継手
１２継手本体
１３Ａロック部
１３Ｂ凸部
１３Ｃロック解除部
１４環状部材
１６解放リング
１６Ａ先端部
１８ロック爪
１９爪部
２０バックリング
２２シールリング
２４フランジ部（把持部）
２４Ａ突起部
２７挿入口
２８管体挿入孔
３０管体
３３スロープ

Claims

管体が挿入される継手本体の軸方向に移動が可能で前記継手本体の挿入口側に把持部が設けられた解放リングと、前記継手本体に設けられ前記解放リングの奥側で前記管体の外周面を係止するロック爪と、を備え、
前記解放リングを前記継手本体の奥側に押し込むと、前記解放リングの先端が前記ロック爪を拡径させて前記管体の離脱が可能となる管継手であって、
前記継手本体が樹脂製であり、
前記解放リングの前記把持部の外周面に、前記継手本体の内周面と対向して形成された突起部と、
前記継手本体の内周面に凹設され、前記突起部をロックして前記解放リングの軸方向の移動を阻止するロック部と、
前記継手本体の内周面に前記ロック部より軸方向へ大きく凹設され、前記突起部が軸方向に移動可能なロック解除部と、
前記継手本体の内周面の前記ロック解除部と前記ロック部の境界に設けられ、前記継手本体の半径方向内側へ突出して前記突起部の周方向の移動を規制する凸部と、を備え、
前記解放リングを周方向に回転させて前記突起部が前記ロック解除部に移動したとき、前記解放リングが前記継手本体の奥側に押し込まれることを特徴とする管継手。
前記ロック部と前記ロック解除部との前記継手本体の軸方向の段差を緩和するスロープを前記継手本体の内周面に形成したことを特徴とする請求項１に記載の管継手。
前記把持部の周面から突出する指掛け部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の管継手。