JP4769887B2 - 管継手及び管接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば給水管、給湯管等の各種配管の接続に用いられる管継手及びこの管継手を用いる管接続構造に関する。

近年、金属（例えばアルミニウム）製中間層を挟んで合成樹脂（例えば架橋ポリエチレン）製の内層及び外層が設けられた複合管が、給水管、給湯管、暖房管等の各種配管として多用されている。

そして、このような複合管を接続するための管継手として、継手本体の一端側に設けられた筒状の挿入部（接続部）とこの外側に配置された圧縮リングとの間に複合管を差し込み、圧縮リングを圧縮変形させることにより複合管をかしめて挿入部に食い込ませる、所謂かしめ式の継手がある（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−３２５９０４号公報 特開２００４−３２４８５８号公報 特開２００７−３３３１２７号公報

しかし、上記の管継手を用いる複合管の接続作業では、圧縮リングを圧縮変形させる際に専用の治具が用いられ、汎用されている工具を代用することができず、治具の準備のための費用や手間が別途必要となるのに加え、専用の治具を用いる接続作業は独特のものであり、その熟練度合いの違いが複合管の接続状態の良否となって表れる可能性もある。

この点、特許文献２に示されている所謂ワンタッチ式の管継手では、複合管を管継手内に挿入するだけで接続することができ、専用の治具は不要となるが、管継手と複合管との接続部分の水漏れ防止を専らパッキンに依存して行うことになり、十分な止水性が得られない恐れがある。

また、特許文献３に示されている所謂メカニカル式の管継手でも、継手本体に対する袋ナットの締付けに伴って袋ナットを挿通する複合管がかしめられて継手本体に接続されるので、専用の治具は不要となるが、止水性の点では未だ改善の余地がある。

本発明は上述の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、低コストで止水性の向上を図ることができる管継手及び管接続構造を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る管継手は、被接続管内に挿入される略筒状の挿入部を一端側に有し、該挿入部の外周壁に前記被接続管に当接するシール部が設けられた継手本体と、前記挿入部の外側に、該挿入部との間に前記被接続管を差込み可能な状態で配置され、縮径可能に構成された割りリングと、前記割りリングに被さって該割りリングを縮径させる押さえリングと、前記継手本体に接続される袋ナットと、前記割りリング内に挿入されて該割りリングの縮径を制限する固定リングとを備え、前記挿入部の外周壁又は前記割りリングの内周壁に設けられた二つの突出部により、前記被接続管において管軸方向に離れた二つの部位が押圧されて縮径又は拡径するように構成され、前記二つの部位は、前記被接続管において前記シール部が当接する部位を挟む位置にあり、前記割りリングと前記押さえリングとの互いに当接し合う部分がテーパ面状に形成され、該押さえリングがスライドして前記割りリングに被さることにより該割りリングを縮径させるように構成され、前記袋ナットは、前記継手本体に接続される際に前記押さえリングに係合し、該押さえリングをスライドさせて前記割りリングに被せるように構成され、前記固定リングは前記割りリング内に差し込まれる被接続管に押圧されて、該割りリングの内壁に当接して該割りリングの縮径を制限する制限位置から、該割りリングの縮径を許容する許容位置に移動するように構成されている（請求項１）。
上記管継手において、前記固定リングは、前記被接続管が前記袋ナット内に差し込まれる時点で、該被接続管の差し込み方向において前記シール部よりも上流側に位置しているか、あるいは該シール部を包囲する位置にあってもよい（請求項２）。
上記管継手において、前記制限位置にある前記固定リングが、前記二つの突出部の間に位置するようにしてあってもよい（請求項３）。
上記管継手において、前記継手本体に設けられた雄ねじ部に対する前記袋ナットの雌ねじ部の螺着により該袋ナットが前記継手本体に接続され、継手本体に接続された状態の袋ナットをさらに螺進させると前記雌ねじ部が前記雄ねじ部を越えて該袋ナットが空回りするように構成されていてもよい（請求項４）。

上記管継手において、前記割りリングの内周壁又は前記挿入部の外周壁に、前記被接続管において前記突出部により押圧された部位を受け入れる溝部が設けられていてもよい（請求項５）。

一方、上記目的を達成するために、本発明に係る管接続構造は、請求項１〜５の何れかに記載の管継手に前記被接続管を接続する管接続構造であって、前記被接続管は、金属製の中間層を挟んで合成樹脂製の層が設けられた管である（請求項６）。

請求項１〜６に係る発明では、低コストで止水性の向上を図ることができる管継手及び管接続構造が得られる。

すなわち、請求項１〜５に係る発明では、被接続管においてシール部が当接する部位を挟む位置にある二つの部位が押圧されるので、仮にシール部の圧縮永久歪みによる止水力の低下が生じても、その低下を前記二つの部位に対する押圧によって補うことができ、止水性の向上が達成される。

特に請求項５に係る発明では、押圧された二つの部位を受け入れる溝部が設けられているので、押圧された二つの部位が十分に変形し、止水性の向上の達成がより確実となる。

請求項１〜５に係る発明では、割りリングの縮径を、押さえリングをスライドさせるというシンプルな構成で実現することができる。

請求項１〜５に係る発明では、袋ナットの操作だけで被接続管の接続を行うことができる上、専用の治具等も不要となるので、低コスト化をも図ることができる。

請求項４に係る発明では、袋ナットは被接続管の二つの部位を所定量押圧した後に空回りする構造となっているので、袋ナットや被接続管における変形部分に不必要に大きい荷重が加わることがなく、良好な接続を再現性良く実現することができる。

そして、請求項６に係る発明では、上記の効果が得られる上、被接続管は金属製の中間層を有しているので、突出部によって二つの部位が押圧されてかしめられた後は、そのかしめられている状態が保持され、接続状態が良好に維持される管接続構造が得られる。

本発明の一実施の形態に係る管継手及び管接続構造の構成を概略的に示す縦断面図である。 前記管継手の構成を概略的に示す分解斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、前記管継手における割りリングの構成を概略的に示す縦断面図及び底面図である。 施工前の前記管継手の構成を概略的に示す縦断面図である。 被接続管を挿入した直後の前記管継手の構成を概略的に示す縦断面図である。 被接続管を完全に挿入した状態の前記管継手の構成を概略的に示す縦断面図である。 接続完了後の前記管継手及び管接続構造の構成を概略的に示す縦断面図である。 接続操作中の前記管接続構造の要部の構成を概略的に示す縦断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る管継手は、例えばヘッダー（図示していない）に対する被接続管１の接続に用いられるものである（図１参照）。

まず、被接続管１の構成について述べる。

被接続管１は、図５に示すように、金属製の中間層１ａと、この中間層１ａを挟んで設けられた合成樹脂製の内層１ｂ及び外層１ｃとを有する三層管であり、配管の際に保温材（図示していない）が巻かれる。

ここで、中間層１ａを形成する金属には、例えば、アルミニウムやステンレス等の軽金属が採用され、特に、耐食性、耐熱性、加工性、保形性、有機溶剤や酸素の浸透防止性、防蟻性、さらには経済性等の点からアルミニウムが好適である。

また、内層１ｂ及び外層１ｃを形成する合成樹脂には、例えば、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリブデン等が採用され、特に、耐熱性、耐塩素性、耐環境応力亀裂性等の点から過酸化物架橋、シラン架橋、あるいは放射線架橋された架橋ポリエチレンが好適である。

次に、管継手の構成について述べる。

管継手は、金属製で略筒状の継手本体２を備え、図１及び図２に示すように、この継手本体２は、外周面が多角形状で中空（図示例では六角ナット状）の大径部３を有し、この大径部３の両側には筒状部４，５が連設されている。

一方の筒状部４の外周壁には雄ねじ部６が形成され、また、筒状部４の内側には、この筒状部４の先端から外側に突出し、被接続管１の接続時に被接続管１内に挿入される略筒状の挿入部７が連設されている。さらに、筒状部４の先端面において挿入部７の基端部の外周側には、この基端部を囲んで環状に凹入した環状溝８が設けられている。

他方の筒状部５の外周壁には、例えばヘッダーの雌ねじ部（図示していない）に螺着する雄ねじ部９が形成されている。

そして、挿入部７の外側には、挿入部７との間に被接続管１を差込み可能な状態で、縮径及び拡径可能な割りリング１０が配置（装着）される（図１〜図３参照）。この割りリング１０は、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂等の有色（例えば黒色又は白色）の合成樹脂からなり、横断面視略Ｃ字状の本体部１１を有している。

本体部１１の内周壁には、リング軸方向に離れた二つの突出部１２，１２（図１、図３（Ａ）参照）が形成され、本体部１１の一端側から他端側までの内径は、突出部１２，１２が設けられた部分を除いて略均一となっている。これに対して、本体部１１の外周面は、一端側から他端側に向けて外径が大きくなるテーパ面となっている。

また、本体部１１の他端側には、図２、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本体部１１の周方向に間隔をおいて複数（本例では計８個）の脚部１３が連設されている。

そして、割りリング１０の本体部１１の内側には、図１及び図２に示すように、有色（例えば緑色）の合成樹脂からなる固定リング１４が収容される。この固定リング１４の外径は、外力がかかっていない自然状態にある割りリング１０の本体部１１の内径（二つの突出部１２，１２以外の部分の内径）より若干大きく、その内径は、挿入部７を挿入可能な大きさとなっている。

一方、図１に示すように、継手本体２には袋ナット１５が接続される。この袋ナット１５は、例えばポリカーボネート等の光透過性を有する（透明又は半透明の）合成樹脂からなり、図２に示すように、外周面は多角形状（本例では六角形状）になっている。また、袋ナット１５の内周壁には雌ねじ部１６が形成され、一端側には内向きフランジ１７が設けられている。

そして、袋ナット１５内には、割りリング１０に被せることができる押さえリング１８が配置される（図１、図２参照）。この押さえリング１８は、金属製であり、その一端側から他端までの外径は略均一である。これに対して、押さえリング１８の内周面は、一端側から他端側に向けて外径が大きくなるテーパ面となっている。また、押さえリング１８の内壁には、押さえリングが割りリング１０に被さった位置（図７参照）から割りリング１０に被さる前の位置（図６参照）にスライドしようとする際に割りリング１０に係止する段部１８ａが設けられている（図８参照）。

次に、管継手の組立て手順について説明する。

まず、継手本体２の挿入部７の外周壁に設けられた二つのシール溝１９にパッキン（シール部の一例）２０を装着する（図１、図２、図４参照）。また、割りリング１０内に固定リング１４を挿入（内嵌）し、固定リング１４を例えば二つの突出部１２，１２の間に位置させる（図１、図４参照）。このとき、割りリング１０内にある固定リング１４は割りリング１０の弾性力によって若干縮径する。

そして、固定リング１４が挿入された状態の割りリング１０を挿入部７に外嵌し、割りリング１０の脚部１３を一方の筒状部４の先端面に当接させる（図１、図４参照）。

その後、袋ナット１５の雌ねじ部１６を継手本体２の雄ねじ部６に螺進しろを残した状態で螺着させ、この際、押さえリング１８を袋ナット１５内に配置する（図１、図４参照）。尚、上記螺着により、袋ナット１５が継手本体２に連結（仮止め）された状態となるが、雄ねじ部６に対する雌ねじ部１６の螺進はある程度で止まり、袋ナット１５がそれ以上回転することはない。これは、雌ねじ部１６の螺進に伴って、この雌ねじ部１６を有する袋ナット１５の内向きフランジ１７に係合する押さえリング１８が割りリング１０に被さる（外嵌する）方向にスライド移動するが、割りリング１０の外面に密接する状態になるまで移動した押さえリング１８は、固定リング１４によって縮径が制限された状態にあるこの割りリング１０によってそれ以上の移動を阻止されるためである。従って、被接続管１の接続前に割りリング１０が縮径して被接続管１の差込みが行えなくなることも、固定リング１４によって確実に防止される。

以上で管継手の組立てが完了し、図４に示す状態の管継手が得られることになる。

次に、管継手と被接続管１との接続方法（管接続構造の接続方法）について説明する。

（１）まず、図５に示すように、管継手の袋ナット１５の一端側からその内側に向けて被接続管１を差し込み、この差込みは被接続管１が止まるまで続行する。

すなわち、袋ナット１５内に被接続管１を差し込むと、まず、継手本体２の一端側に設けられた挿入部７が被接続管１内に挿入されると共に、割りリング１０と押さえリング１８とが被接続管１に外嵌され、やがて被接続管１の先端が割りリング１０内の固定リング１４に当接する（図５参照）。

そして、被接続管１をさらに差し込むと、この被接続管１によって固定リング１４は押圧され、固定リング１４は、最終的に図６に示すように環状溝８内に入り込むのであって、この状態になると被接続管１は止まる。すなわち、袋ナット１５内に差し込まれた被接続管１によって、固定リング１４は、割りリング１０の本体部１１の内壁に当接して割りリング１０の縮径を制限する制限位置（図４、図５参照）から、割りリング１０の内壁に当接せず割りリングの縮径を許容する許容位置（本例では環状溝８内、図６参照）に移動することになる。

（２）固定リング１４が環状溝８内に入り込んだことを管継手の外部から目視確認する（図６参照）。

すなわち、袋ナット１５には光透過性があり、また、割りリング１０の複数の脚部１３間には隙間（切り欠き部の一例）があるとともに、光透過性を有していない金属製の押さえリング１８は脚部１３間の隙間を覆わない位置にあるので、脚部１３間の隙間を通して袋ナット１５の外側から目視すれば、割りリング１０内を環状溝８に向けて進む固定リング１４と被接続管１の状態を確認することができる。従って、袋ナット１５は、上記目視が可能となる程度以上の光透過性を有していればよい。

そして、固定リング１４は、環状溝８内に入り込む前に、当然のことながら、割りリング１０内から退出しているのであって、この退出に伴って割りリング１０は縮径可能な状態となる。

（３）袋ナット１５の雌ねじ部１６が継手本体２の雄ねじ部６を越えるまで、袋ナット１５をさらに螺進させる（図７参照）。

すなわち、継手本体２の雄ねじ部６に雌ねじ部１６が螺着している状態（仮止めされている状態）の袋ナット１５をさらに螺進させる（本締めする）と、袋ナット１５の内向きフランジ１７が係合した押さえリング１８は、割りリング１０に被さる方向にスライドする。そして、割りリング１０と押さえリング１８との互いに当接し合う部分はテーパ面状に形成されているので、押さえリング１８がスライドして割りリング１０に被さるに伴って割りリング１０は縮径する。

同時に、図８に示すように、割りリング１０を縮径させる方向に働く力は、割りリング１０を挿通する被接続管１に伝達され、被接続管１において二つのパッキン２０，２０の外側に位置する部分は各パッキン２０に強く当接することになる。

また、図８に示すように、挿入部７の外周壁において割りリング１０の突出部１２，１２に対向する位置には環状溝部２１，２１が設けられており（図１も参照）、割りリング１０を縮径させる方向に働く力により、被接続管１において割りリング１０の突出部１２，１２に押圧される管軸方向に離れた二つの部位は縮径し、二つの環状溝部２１，２１に受け入れられ、かしめられることになる。尚、挿入部７において、二つの環状溝部２１，２１は各パッキン２０が装着されるシール溝１９，１９を挟む位置にあり、これに伴って、上記のようにかしめられる二つの部位は、被接続管１においてパッキン２０，２０が当接する部位を挟む位置に形成されることになる。

一方、割りリング１０の縮径後に袋ナット１５をさらに螺進させると、袋ナット１５の雌ねじ部１６が継手本体２の雄ねじ部６を越え、図７に示すように、一方の筒状部４の外周壁に設けられた雌ねじ回避部２２が雌ねじ部１６の内側に位置し、袋ナット１５の内周壁に設けられた雄ねじ回避部２３が雄ねじ部６の外側に位置する状態となる。そして、雌ねじ回避部２２の外径は雌ねじ部１６の内径よりも小さく、雄ねじ回避部２３の内径は雄ねじ部６の外径よりも大きいので、雄ねじ部６、雌ねじ部１６はそれぞれフリーになって袋ナット１５は空回りする状態となる。

以上で管継手と被接続管１との接続が完了する。

本実施形態では、管継手に差し込んだ被接続管１は、袋ナット１５の操作だけで接続されるので、専用の治具等が不要な分、低コスト化を図ることができる上、被接続管１の差込み位置を外部（袋ナット１５の外側）から確認可能であるので、接続不良を確実に回避することもできる。

また、被接続管１においてパッキン２０，２０が密接する部位を挟む位置にある二つの部位をかしめるようにしてあるので、仮にパッキン２０，２０の圧縮永久歪みによる止水力の低下が生じても、その低下を二つのかしめ部分によって補うことができる。

さらに、被接続管１は金属製の中間層１ａを有しているので、袋ナット１５の操作によって二つの部位がかしめられた後は、仮に袋ナット１５が抜けたり破損したりしても、そのかしめられている状態を保持し、接続状態が良好に維持される。

その上、袋ナット１５は被接続管１を所定量かしめた後に空回りする構造となっているので、袋ナット１５や被接続管１におけるかしめ部分に不必要に大きい荷重が加わることがなく、良好な接続を再現性良く実現することができる。

加えて、固定リング１４によって、被接続管１の接続作業前に袋ナット１５が回転して割りリング１０が縮径されることは防止され、被接続管１の挿入後は、環状溝８に入り込んだ合成樹脂製の固定リング１４によって、被接続管１の先端面に露出する金属製の中間層１ａと継手本体２とが絶縁されて電食が防止される。

しかも、各シール溝１９に装着されたパッキン２０が、袋ナット１５内に差し込まれた被接続管１との接触によって捩じれたりシール溝１９から離脱することも、固定リング１４によって防止される。これは、袋ナット１５内に差し込まれた被接続管１が、予め挿入部７に外嵌されている固定リング１４に当接してこの固定リング１４を環状溝８に向けて移動させることになるが（図５、図６参照）、このとき、被接続管１の先を行く固定リング１４がパッキン２０を捩じったりシール溝１９から離脱させたりせずに確実に押し潰し（例えば断面が略楕円形状となるようにパッキン２０を変形させ）、この固定リング１４の後に被接続管１が間隔を置かずに続くためである。従って、固定リング１４の先端部の内側部分１４ａ（図５参照）は、パッキン２０を確実に押し潰すことができるように面取りされているのであり、また、被接続管１が袋ナット１５内に差し込まれる時点で、固定リング１４は、二つのパッキン２０のうちの上側（被接続管１の差し込み方向における上流側）にあるパッキン２０よりも上側（被接続管１の差し込み方向における上流側）に位置しているか、あるいはこの上側のパッキン２０を包囲する位置にある必要がある。

なお、本実施形態において、各部材の材料や形状等の構成要素は適宜変更することができる。

例えば、被接続管１は三層管に限られない。すなわち、多層構造を有する複合管の一例として三層管を挙げたに過ぎず、被接続管１は２層あるいは４層以上を有する複合管であってもよく、１層からなる管であってもよい。

本実施形態では、例えばヘッダーに接続するために、継手本体２の他端側に雄ねじ部９が設けられているが、この雄ねじ部９に代えて、雌ねじ部や袋ナット等が設けられていてもよく、また、管継手が、継手本体２の大径部３から一方の筒状部４側に設けられた構造を他方の筒状部５側にも有するようにしてもよく、さらに、他方の筒状部５側を二股以上に分岐させて、それぞれに一方の筒状部４側の構造を設けるようにしてもよい。すなわち、継手本体２の他端側は、被接続管１の接続対象（例えば給湯器、止水栓等）に合わせて適宜構成することができる。

二つの突出部１２，１２のいずれか一方または両方が、割りリング１０の内周壁ではなく挿入部７の外周壁に設けられていてもよく、この場合、二つの環状溝部２１，２１のいずれか一方または両方を、挿入部７の外周壁ではなく割りリング１０の内周壁に設ければよい。尚、割りリング１０の内周壁に設けられた環状溝部２１は、被接続管１において突出部１２により押圧されて拡径した部位を受け入れることになる。

本実施形態では、上記工程（２）において、袋ナット１５の外部から固定リング１４と被接続管１の状態を目視確認するに際して、被接続管１の外面が白色を呈し、固定リング１４の外面が緑色を呈すると共に、割りリング１０の外面が黒色を呈するようにしてあるので、目視によるこれらの部材の区別がつけ易くなっている。そして、被接続管１、固定リング１４、割りリング１０は区別し易いように各々の色（色相、彩度、明度）等を適宜変えることができるのは勿論のこと、例えば光透過性の違いを設けて区別し易くしてもよい。そして、割りリング１０に十分な光透過性を持たせた場合には、複数の脚部１３間の隙間は必要無くなるので脚部１３を省くこともできる。

割りリング１０において例えば複数の脚部１３が設けられた部分の内径を本体部１１の内径よりも大として、複数の脚部１３の内側を上記工程（１）における前記許容位置としてもよく、この場合、環状溝８は設けなくてもよい。

また、固定リング１４は、上記工程（１）において制限位置から許容位置に移動するのではなく、最初から許容位置にあってもよい。この場合、上記工程（２）において、被接続管１が所定位置（固定リング１４に当接する位置）まで差し込まれたことを目視確認することになる。

１ 被接続管
２ 継手本体
７ 挿入部
１０ 割りリング
１２ 突出部
１５ 袋ナット
１８ 押さえリング
２０ シール部

Claims (6)

1. 被接続管内に挿入される略筒状の挿入部を一端側に有し、該挿入部の外周壁に前記被接続管に当接するシール部が設けられた継手本体と、
   前記挿入部の外側に、該挿入部との間に前記被接続管を差込み可能な状態で配置され、縮径可能に構成された割りリングと、
   前記割りリングに被さって該割りリングを縮径させる押さえリングと、
   前記継手本体に接続される袋ナットと、
   前記割りリング内に挿入されて該割りリングの縮径を制限する固定リングとを備え、
   前記挿入部の外周壁又は前記割りリングの内周壁に設けられた二つの突出部により、前記被接続管において管軸方向に離れた二つの部位が押圧されて縮径又は拡径するように構成され、前記二つの部位は、前記被接続管において前記シール部が当接する部位を挟む位置にあり、
   前記割りリングと前記押さえリングとの互いに当接し合う部分がテーパ面状に形成され、該押さえリングがスライドして前記割りリングに被さることにより該割りリングを縮径させるように構成され、
   前記袋ナットは、前記継手本体に接続される際に前記押さえリングに係合し、該押さえリングをスライドさせて前記割りリングに被せるように構成され、
   前記固定リングは前記割りリング内に差し込まれる被接続管に押圧されて、該割りリングの内壁に当接して該割りリングの縮径を制限する制限位置から、該割りリングの縮径を許容する許容位置に移動するように構成されている管継手。
2. 前記固定リングは、前記被接続管が前記袋ナット内に差し込まれる時点で、該被接続管の差し込み方向において前記シール部よりも上流側に位置しているか、あるいは該シール部を包囲する位置にある請求項１に記載の管継手。
3. 前記制限位置にある前記固定リングが、前記二つの突出部の間に位置するようにしてある請求項１または２に記載の管継手。
4. 前記継手本体に設けられた雄ねじ部に対する前記袋ナットの雌ねじ部の螺着により該袋ナットが前記継手本体に接続され、継手本体に接続された状態の袋ナットをさらに螺進させると前記雌ねじ部が前記雄ねじ部を越えて該袋ナットが空回りするように構成されている請求項１〜３の何れかに記載の管継手。
5. 前記割りリングの内周壁又は前記挿入部の外周壁に、前記被接続管において前記突出部により押圧された部位を受け入れる溝部が設けられている請求項１〜４の何れかに記載の管継手。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の管継手に前記被接続管を接続する管接続構造であって、前記被接続管は、金属製の中間層を挟んで合成樹脂製の層が設けられた管である管接続構造。

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