JP4756204B2

JP4756204B2 - 配管用ナット

Info

Publication number: JP4756204B2
Application number: JP2007226583A
Authority: JP
Inventors: 貴志仁科
Original assignee: 丸一株式会社
Priority date: 2007-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2027-08-31
Also published as: JP2009058070A

Description

本発明は、配管用ナットに関し、特に、配管作業において適正な回転トルクで締結することができる配管用ナットに関する。

従来より家屋の排水配管等においては、ナットを用いて異径の配管を連結している。具体的に従来の配管の連結方法では、図１２に示すように、連結端側の外周面に雄ネジ１０１が設けられた大径の配管１０２と、ネジが形成されていない小径の配管１０３と、前記雄ネジ１０１に整合する雌ネジ１０４が一端側の内周面に形成されると共に、他端側には内側にやや突出したリブ１０５が形成されたナット１０６と、環状のゴムパッキン１０７とを用いる。

取り付け時には、まず、小径の配管１０３にナット１０６をリブ１０５側の開口から嵌め込み、次いで、ゴムパッキン１０７を小径の配管１０３に嵌め込む。そして、小径の配管１０３とナット１０６との間で、ゴムパッキン１０７をリブ１０５に当接させて配置する。次に、ゴムパッキン１０７をリブ１０５に当接させた状態のまま、大径の配管１０２内に小径の配管１０３の先端を挿入する。そして、ナット１０６を回転させて、雌ネジ１０４を雄ネジ１０１に締結させる。このとき、ナット１０６と大径の配管１０２とを強く締結させることで、大径の配管１０２の端部とリブ１０５との間に挟まれたゴムパッキン１０７は押圧されて変形し、内側方向への締付力を生じる。このようにして、ゴムパッキン１０７の内側にある小径の配管１０３は締め付けられ、大径の配管１０２と小径の配管１０３とは、水密性良く連結固定される（例えば、特許文献１）。

しかし、上述のような配管の連結方法においては、ナット１０６を回転させるトルクが弱すぎると、ゴムパッキン１０７が十分に押圧されず、連結部分から水漏れが生じることがあり、また、ゴムパッキン１０７の締付力が十分でないので、大径の配管１０２から小径の配管１０３が脱落する虞がある。一方、ナット１０６を回転させるトルクが強すぎると、大径の配管１０２やナット１０６に過度の力を加えることとなり、更には、小径の配管１０３が内側に過度に締め付けられることとなるので、配管１０２、１０３やナット１０６が損傷する虞がある。

そこで、適切な回転トルクでナット１０６を回転させるために、回転トルクを計測できるレンチが提案されている（例えば、特許文献２）。これによると、予め配管の連結箇所に必要なナット１０６の回転トルクを確認し、連結作業において上記のレンチを用いて、所望の回転トルクでナット１０６を回転させれば、適切に配管を連結させることができる。
特開平７−１５８７８２特開２００１−１７９６４８

しかし、例えば家屋の排水配管などにおいては、スペースを有効に利用する為、高密度で配管が配置されている場合も多く、上述のような回転トルクを計測できるレンチを使用するのに十分なスペースを確保できない場合も多い。また、適切な回転トルクで締結できているか否かを配管作業者が逐一監視することは、配管作業者にとっても負担が大きい。さらに、家屋の住人がナットを外して配管内を掃除し、再度ナットを締結する場合等のように専門の配管作業者以外の者が、締結作業を行う場合に上述のような特殊な工具を用意することは困難である。

そこで、本発明は、極めて容易に、専用の工具を用いることなく、適正な回転トルクで締結することができる配管用ナットを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の配管用ナットは、配管端部に設けられた雄ネジに締結される雌ネジを内周面に有する内ネジ部材と、該内ネジ部材を内部に脱落不能に収納し、前記雌ネジの締結方向及び弛緩方向への回転トルクを前記内ネジ部材に伝える外殻部材と、により構成される配管用ナットであって、前記内ネジ部材の一端又は前記外殻部材の内面には弾性体からなる突片が形成されるとともに、当該内ネジ部材の一端又は外殻部材の内面と対向する前記外殻部材又は前記内ネジ部材には、前記突片に噛み合う環状のラチェット部が形成され、前記外殻部材に弛緩方向の回転トルクが加えられた場合、及び締結方向への所定基準未満の回転トルクが加えられた場合には、前記突片と前記ラチェット部とは噛み合いを維持して、前記内ネジ部材にそれぞれの回転トルクが伝達され、前記外殻部材に締結方向への所定基準以上の回転トルクが加えられた場合には、前記突片はその弾性により前記ラチェット部との噛み合いを解消し、前記外殻部材は前記内ネジ部材に対して空転することを特徴としている。

なお、ここで「締結方向」とは、配管用ナットの内ネジ部材内周面に形成された雌ネジが締まる方向をいい、「弛緩方向」とは、該雌ネジが緩む方向をいう。

請求項２に記載の配管用ナットは、請求項１に記載の配管用ナットであって、樹脂材により形成されることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、配管用ナットは内ネジ部材と外殻部材とから構成されており、外殻部材に加わる回転トルクは、ラチェット部と突片との噛み合いにより内ネジ部材に伝わる。外殻部材に弛緩方向の回転トルクが加えられた場合、及び締結方向への所定未満の回転トルクが加えられた場合には、突片とラチェット部との噛み合いにより、内ネジ部材に当該回転トルクがそのまま伝達される。外殻部材に締結方向への所定基準以上の回転トルクが加えられた場合には、突片はその弾性によりラチェット部材との係合が外れ、外殻部材は内ネジ部材に対して空転する。このように、外殻部材に加えられる弛緩方向への回転トルクが加えられた場合、及び締結方向への所定基準未満の回転トルクが加えられたときには、それぞれの回転トルクを内ネジ部材に伝達することができるので、配管用ナットを緩めて連結されている配管を外すことや、配管用ナットを基準未満の力で締めて配管を連結させることができる。また、外殻部材に所定基準以上の回転トルクが加えられたときには、外殻部材が内ネジ部材に対して空転することとなるので、内ネジ部材には所定基準以上の回転トルクが伝達されることはない。したがって、配管の連結作業者は、外殻部材が内ネジ部材に対して空転したときに所定基準の回転トルクで配管用ナットを締結することができたと認識することができるので、極めて容易に適正な回転トルクで締結することができる。

また、請求項２の発明によれば、樹脂材により構成しているので水気の多い場所でも錆びる虞がなく、また、樹脂材の弾性を利用して突片を形成することができるので、部品点数を削減することができる。したがって、安価であると共に、排水管等の水気の多い場所で用いられる配管の連結に使用することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の配管用ナットの最良の実施形態について説明する。

配管用ナット１は、図１に示すように、外周面が略６角柱に形成された筒状の外殻部材２の内部に、内周面に雌ネジ１０が形成された内ネジ部材３を収納した構成であり、この外殻部材２及び内ネジ部材３は、例えば塩化ビニル等の樹脂により構成されている。外殻部材２は、図２及び図３に示すように、外周面が６角形で内周面が円形の筒状の外枠部４と、外枠部４の端部から内側に張り出す中央が開口した底部５と、外枠部４の内周面から突出して設けられた複数の抜け止め部６と、底部５上に形成された環状の壁部７と、壁部７の外周側に隣接して設けられた底部５から突出する複数の爪８を環状に列設したラチェット部９と、により構成されている。

また、内ネジ部材３は、図４及び図５に示すように、内周面に雌ネジ１０が設けられた円筒形のネジ部１１と、該ネジ部１１の端部から外側に広がって形成されたフランジ１２と、ネジ部１１のフランジ１２側端部の内周面から内側に張り出して設けられた環状のリブ１３と、ネジ部１１のフランジ１２側端縁に設けられた突片１４とから構成される。突片１４は、ネジ部１１の端縁に一端が固定され、ネジ部１１の端縁から一定の間隔を開けて延びるアーム１５と、該アーム１５の他端から突出する爪１６とからなる。

外枠部４の外周面は略６角柱状に形成されており、例えばレンチなどの工具を用いて容易に回転させることができるものであるが、６角柱形状に限定されるものではなく、８角柱等の他の多角柱であっても良く、また、円形や円形に滑り止めの溝を刻み込んだ形状等であってもよい。要は、作業者の手または工具で配管用ナット１を締結及び弛緩させることができる形状であれば良い。また、外枠部４の内周面は、内ネジ部材３を挿入できるように、内ネジ部材３のフランジ１２の外径よりもやや大きく形成された円筒状である。

外殻部材２に内ネジ部材３を嵌め込むときには、外枠部４の内周面から突出する複数の楔形の抜け止め部６に、内ネジ部材３の弾性を利用してフランジ１２を押し込む。このようにすると、フランジ１２は、抜け止め部６と底部５とに挟まれた状態になるので、外殻部材から内ネジ部材は脱落不能になる。

外殻部材２の底部５の開口と、内ネジ部材３のリブ１３の内周とは、ほぼ同径に形成されており、配管を連結するときに小径の配管１９を内部に差し込むことができるように、小径の配管１９の外周径よりもやや大きい。壁部７は、底部５の開口からやや外周寄りに設けられており、外殻部材２に内ネジ部材３を挿入したときに、この壁部７は内ネジ部材３の内側に嵌り込んで、内ネジ部材３が外殻部材２に対してがたつくことを防ぐ。壁部７の外周側に隣接して設けられた複数の突起８からなるラチェット部９は、突片１４の爪１６に噛み合う形状であり、１つの突起８を基準に説明すると、配管用ナット１の弛緩方向側の面は弛緩方向に対して垂直に形成されており、配管用ナット１の締結方向側の面は締結方向に対して緩やかに傾斜して形成されている。

ネジ部１１は、配管１８の雄ネジ１７に整合する雌ネジ１０を内周面に有する円筒形であって、抜け止め部６に引っ掛からない外周径である。突片１４は、ネジ部１１のフランジ１２側下縁に一端が固定されており、ネジ部１１の下縁から間隔を開けて下縁に沿って設けられるアーム１５の先端に爪１６が設けられるものであり、爪１６は、ラチェット部９の突起８に噛み合う形状である。アーム１５は弾性を有しており、爪１６に対してネジ部１１方向への力が加わると、アーム１５がネジ部１１の下縁との間の間隔分撓むので、爪１６をネジ部１１方向に移動させることができる。

以上のように構成される配管用ナット１を用いて、配管を連結するときには、図６に示すように、配管用ナット１のほかに、連結端側の外周面に雄ネジ１７が形成された大径の配管１８と、ネジの形成されていない小径の配管１９と、内側の径が小径の配管１９の外径とほぼ同じ径のゴムパッキン２０と、が用いられる。

取り付け時には、まず、配管用ナット１を小径の配管１９に嵌め込む。小径の配管１９の外径は、配管用ナット１の底部５の開口の径及びリブ１３の内径とほぼ同じ大きさに形成されているので、配管用ナット１は小径の配管１９にほぼ当接して嵌め込まれる。そして、ゴムパッキン２０を小径の配管１９の外周に嵌め込む。ゴムパッキン２０は、小径の配管１９に嵌め込まれた状態で、小径の配管１９の外周と配管用ナット１の内ネジ部材３との間に挟み込まれるようにして、リブ１０の上に載置される。

次に小径の配管１９を大径の配管１８の内部に挿入する。小径の配管１９の外径は大径の配管１８の内径よりも若干小さく形成されているので、小径の配管１９は大径の配管１８に挿入することができる。そして、小径の配管１９に嵌め込まれている配管用ナット１の内ネジ部材３の雌ネジ１０を大径の配管１８の雄ネジ１７に螺合させて、図７に示すように、レンチ２１等の工具で配管用ナット１の外殻部材２を回し締める。このようにして、配管用ナット１を大径の配管１８に締結させると、大径の配管１８の端部と、内ネジ部材３のリブ１０と、の間にゴムパッキン２０が挟まれて変形し、ゴムパッキン２０は内側方向への締付力を発生させる。ゴムパッキン２０の内側には小径の配管１９が位置しているので、小径の配管１９はゴムパッキン２０に密着して固定される。

以上のように、大径の配管１８は配管用ナット１に締結され、小径の配管１９は、大径の配管１８と配管用ナット１とに挟まれたゴムパッキン２０により固定されるので、大径の配管１８と小径の配管１９とは、互いに水密性良く連結固定されることとなる。

なお、配管用ナット１の締結にレンチ２１を使用したが、レンチ２１等の工具を使用せずに、作業者が直接手で、配管用ナット１の外殻部材２を握って、回し締めるものであっても良い。

また、本発明の配管用ナット１の実施形態は大径の配管１８と小径の配管１９との連結に用いられるナットに限定されるものではなく、例えば外殻部材２の底部５を開口しない袋ナット状にして、端部に雄ネジが設けられた配管の開口を止水する止水ナットとして用いることもできる。

次に、配管用ナット１を用いて配管を連結するときの配管用ナット１内部のラチェット部８及び突片１４の動作について説明する。図９は、説明の便宜上、配管用ナット１の構成のうち、ラチェット部９及び突片１４のみを抽出したものである。ラチェット部９を構成するそれぞれの突起８は、配管用ナット１の回転方向に対して略垂直な面と、緩やかに傾斜する面とにより構成されており、ラチェット部９はこの突起８を環状に並べて形成されている。そして、突片１４はこの突起８の垂直面と、隣の突起８の傾斜面とに係合する形状の爪１６を有しており、その爪１６をアーム１５で支持している。配管の連結作業者は、配管用ナット１の外殻部材２の外側にレンチ２１などの工具を噛み合わせて、又は、素手で外殻部材２を回転させる。この時、ラチェット部９は外殻部材２に形成されているので同時に回転する。外殻部材２を配管用ナット１の弛緩方向（図９ＡにおけるＹ方向）に回転させたときには、ラチェット部９を構成する突起８の垂直面が突片１４の爪１６の垂直面と当接して、突片１４にラチェット部９の回転トルクを伝達する。したがって、ラチェット部９と突片１４とは、滑動することなく、噛み合ったまま回転する。

外殻部材２を配管用ナット１の締結方向（図９ＡにおけるＸ方向）に回転させたときには、ラチェット部９に加わる回転トルクは突起８及び爪１６の傾斜面により突片１４に伝達される。ラチェット部９を回転させる回転トルクが所定基準未満である場合には、突起８及び爪１６が噛み合ったままラチェット部９の回転に合わせて突片１４も回転する。すなわち、外殻部材２と内ネジ部材３とが共に回転する。

一方、ラチェット部９を回転させる回転トルクが所定基準の回転トルク以上である場合には、突起８と爪１６の傾斜面とが滑動する。爪１６を支持するアーム１５は弾性を有するので、爪１６に加わった回転トルクは傾斜面で軸方向の力に変換される。そして、爪１６が軸方向に移動して、突起８との係合が解消される。したがって、ラチェット部９は空転することとなる。

以上のように、配管用ナット１を弛緩方向に回転させると、外殻部材２に加わる回転トルクがそのまま内ネジ部材３に伝わるので、通常のナットと同様に配管用ナット１を容易に緩めることができる。一方、配管用ナット１を締結方向に回転させる場合には、外殻部材２に所定基準以上の回転トルクが加わると外殻部材２は内ネジ部材３に対して空転することになるので、外殻部材２に所定基準以上の回転トルクが加わっても、必要以上の回転トルクが内ネジ部材３に伝わることはない。したがって、配管用ナット１の締結時に内ネジ部材３には、常に適切な回転トルクを加えることができるので、連結した配管１８、１９や配管用ナット１が破損することも無く、適切な配管の連結を行うことができる。

また、配管用ナット１を塩化ビニル等の樹脂材により構成する場合には、水気の多い場所でも錆びる虞がない。また、樹脂材の弾性を利用して突片１４のアーム１５を撓ませて、爪１６を軸方向に移動させることができるので、例えば金属のバネを用いて軸方向に移動させる場合のように、部品点数が多くならない。

なお、上述の実施の形態は一例であり、実施の形態は、上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

上述の本実施形態においては、内ネジ部材３の端縁に突片１４が備わり、外殻部材の底面にラチェット部９が備わる構成について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、内ネジ部材３の端縁に複数の突起８を環状に列設させてラチェット部９を設け、図１１に示すように、外殻部材の底部６に一端が固定され、底部６との間に一定の間隔を開けて延びるアーム１５と、アームの他端から突出する爪１６とからなる突片１４設けても良い。このように構成したとしても、配管用ナット１を弛緩方向に回転させるときには、突起８の垂直面と爪１６の垂直面とが当接してラチェット部９と突片１４とが、滑動することなく、噛み合ったまま回転することができ、配管用ナット１を締結方向に回転させたときには、突起８の傾斜面と爪１６の傾斜面とが当接するので、回転トルクが所定基準未満のときには、突起８と爪１６とが噛み合ったまま、外殻部材２の回転に合わせて内ネジ部材が回転することができる。

そして、締結方向への回転トルクが所定基準以上であるときには、突起８の傾斜面と爪１６の傾斜面とが滑動し、爪１６を支持するアーム１５の弾性により、爪１６に加わった回転トルクは傾斜面で軸方向の力に変換される。そして、爪が軸方向に移動して、突起８との係合が解消されることとなり、突片１４が空転し、外殻部材２が内ネジ部材３に対して空転する。

したがって、上述のように構成したとしても、所定基準以上の回転トルクは内ネジ部材３に加わらず、配管用ナット１の締結時に内ネジ部材３には、常に適切な回転トルクを加えることができるので、連結した配管１８、１９や配管用ナット１が破損することも無く、適切な配管の連結を行うことができる。

また、本実施形態においては、大径の配管１８を上側とし小径の配管１９を下側として、配管を連結させる例を説明したが、連結させる配管の配置は上下逆であっても良く、また左右に配置されるものであっても良い。

また、配管用ナット１を樹脂材で構成することで、上述のような顕著な効果が挙げられるものであるが、配管用ナット１の材質は、これに限られるものでは無く、金属等の他の材質を用いるものであってもよい。

本発明の配管用ナット１は、例えば家屋の排水配管の連結に好適に用いることができる。

（Ａ）は配管用ナットの全体構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。外殻部材の構成を示す斜視図である。図２のＹ−Ｙ断面図である。内ネジ部材の構成を示す斜視図である。図４のＺ−Ｚ断面図である。配管用ナットを用いた配管の連結構造を示す分解斜視図である。配管用ナットを配管に締結させる状態を示す図である。配管用ナットを用いた配管の連結構造を示す一部断面図である。配管用ナットを用いて締結するときのラチェット部及び突片の動きを説明する一部省略斜視図である。別の実施形態の配管用ナットの内ネジ部材を示す断面図である。別の実施形態の配管用ナットの外殻部材を示す断面図である。（Ａ）は従来の配管の連結構造を示す一部断面図であり、（Ｂ）は従来の配管の連結構造を示す分解斜視図である。

符号の説明

１配管用ナット
２外殻部材
３内ネジ部材
９ラチェット部
１０雌ネジ
１７雄ネジ

Claims

配管端部に設けられた雄ネジに締結される雌ネジを内周面に有する内ネジ部材と、該内ネジ部材を内部に脱落不能に収納し、前記雌ネジの締結方向及び弛緩方向への回転トルクを前記内ネジ部材に伝える外殻部材と、により構成される配管用ナットであって、
前記内ネジ部材の一端又は前記外殻部材の内面には弾性体からなる突片が形成されるとともに、当該内ネジ部材の一端又は外殻部材の内面と対向する前記外殻部材又は前記内ネジ部材には、前記突片に噛み合う環状のラチェット部が形成され、
前記外殻部材に弛緩方向の回転トルクが加えられた場合、及び締結方向への所定基準未満の回転トルクが加えられた場合には、前記突片と前記ラチェット部とは噛み合いを維持して、前記内ネジ部材にそれぞれの回転トルクが伝達され、
前記外殻部材に締結方向への所定基準以上の回転トルクが加えられた場合には、前記突片はその弾性により前記ラチェット部との噛み合いを解消し、前記外殻部材は前記内ネジ部材に対して空転することを特徴とする配管用ナット。
樹脂材により形成されることを特徴とする請求項１に記載の配管用ナット。