JP4953463B2 - プラスチック樹脂パイプ用の管継手 - Google Patents
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Description
そのため、プラスチック樹脂パイプの接続に有効な管継手として、従来例1及び2の継手が提案されている。
即ち、従来例1(図8)の管継手は、継手本体と、割りリングと、袋ナットとから成り、図8(A)に示す如く、継手本体は、外周面にねじ面を備えた雄ねじ管部からインナーコア部を突設し、インナーコア部の外周面には、プラスチック管の内周面を保持するための係止用刻み部を、全長に亘って配置している。
また、袋ナットには、前部内周面に、雄ねじ管部の外周に螺合するための雌ねじ部を配置し、後部内周面には、割りリングを縮径するためのテーパー面部を配置し、該テーパー面部にはフッ素樹脂の被膜層を形成している。
即ち、従来例2は、図9に示す如く、継手本体の内周面凹部には、Oリングと、補助リングと、係止リングを前端内側に内包して外周面には後方へ縮径するテーパー部を備えた縮径可能な押圧リング、とを順次配置し、押圧リングのテーパー部と整合するテーパー部を前端内周に備えたキャップを継手本体に仮螺合しておくものである。
(イ).継手本体、割りリング、袋ナットに分解する。
(ロ).図8(A)の如く、プラスチック管に袋ナットと割りリングとを間隔を保って嵌合する。
(ハ).プラスチック管をインナーコア部の基端まで被着する。
(ニ).割りリングをインナーコア部の基端まで移動する。
(ホ).袋ナットを割りリング上に被着して継手本体に螺着する。
以上、(イ)〜(ホ)の作業工程での接続作業となり、管の接続は煩雑で、時間を要する。
また、プラスチック管の先端の接続部は、内周面に対するインナーコア部の複数の刻み部の食い込みと、外周面に対する割りリングの突条部の食い込みとによって変形して、漏水防止状態が維持されるため、プラスチック管の塑性変形した接続部は、再度の管接続には利用出来ない。
従って、巻癖の付いたプラスチック管の接続作業は、注意力を要する困難な作業となり、作業性が悪い。
また、例え、プラスチック管がOリングを損傷せずに管継手内に挿入出来ても、キャップ締着作業は、キャップ内径部がプラスチック管外周面に接触していること、及び最終締付けが押圧リングに回動押圧力を付与することにより、プラスチック管は、押圧リングと共廻りして部分捩れを発生し、プラスチック管に座屈、又は応力歪を生じ、プラスチック管自体の耐久性を損なう問題がある。
本発明は、これら従来例1,2の問題を解決又は改善した画期的な、ワンタッチ接続タイプのプラスチック管継手を提供するものである。
また、Oリング4は、典型的には、耐磨耗性、耐熱性に優れた、JISB2401のニトリルゴムの太さ1.9mmの断面円形リングであり、採用するプラスチック樹脂パイプ12の許容誤差に対応出来る形態に配置すれば良く、JIS規格の呼び径13mmの外径R12が17mm、内径R12´が13mmのプラスチック樹脂パイプ12では、許容誤差が±0.15mmであるため、太さ1.9mmのOリング4は、外径R9´が12.6mmのインナーコア9の外周面9cから0.5mm突出形態とすれば良い。
そして、Oリング4は、プラスチック樹脂パイプ12の径の許容誤差にも十分なシール性で対応するため、典型的には、2本配置とし、各Oリング4は固定リング5の押圧域内での配置とすれば良い。
この場合、固定リング5は、典型的には、図6(C)に示す如く、軸方向長さW5が19mmであり、テーパー面taの長さWaが7mm、テーパー面tbの長さWbが4mmであって、円筒部外周面5cの外径R5が27.6mmで、中央部に径17.6mmの挿入用孔が貫通し、且つ側面には割り溝形態の縮径用の小幅(標準:2.5mm)のスリット5Gを切開し、内周面5dには、幅0.3mm、深さ0.3mmの周方向条溝5G´を2本、前面5F及び後面5Bから3mm内方位置に配置したものである。
また、固定リング5の、前側の縮径用テーパー面ta(標準:1/7勾配、7mm長)は後側の縮径用テーパー面tbよりも早く摩擦押圧作用を付与するために、後側のテーパー面tb(標準:1/4勾配、5mm長)より緩傾斜で長いものである。
従って、図1(A)の左半に示す如く、キャップ3を継手本体8に仮螺着した状態では、固定リング5はキャップ3の後部のテーパー面t3で姿勢の制御された状態となるため、固定リング5の挿入用孔H5はキャップ3の挿入用孔H3と整合位置を占め、プラスチック樹脂パイプ12をキャップ3の後面3Bから挿入すれば、同口径の挿入用孔H5をスムーズに貫通し、キャップ3の螺合前進によって、固定リング5の前側テーパー面taは、後側テーパー面tbよりも早い段階で摩擦押圧作用を受ける。
この場合、固定リング5の挿入用孔H5の口径は、キャップ3の挿入用孔H3の口径と同径に設定出来、固定リング5が必要最小限の縮径で、プラスチック樹脂パイプ12の必要締付けが達成出来る。
そして、固定リング5のプラスチック樹脂パイプ12への押圧締着作用は、キャップ3の急傾斜のテーパー面t3からの固定リング5後部の急傾斜のテーパー面tbを介して固定リング5を前進させ、固定リング5の長くて、緩傾斜の前部テーパー面taが、継手本体8内へ圧接力を漸増しながら嵌入し、前部テーパー面taが摩擦力の早期伝達を受けるため、固定リング5がパイプ12の表面と当接してパイプ外周面12cから摩擦力を受ける段階で、もはや固定リング5は、後部のテーパー面tbに対するキャップ3の回転摩擦力がスリップを生じながらの押圧力作用のみとなり、以降のキャップ3の回転による強固な前進締着作用時にあっても、固定リング5の前部の長寸(標準:7mm)、且つ緩傾斜(標準:1/7勾配)のテーパー面taの継手本体テーパー面t8との強力な摩擦力と、スリット5Gのパイプ外周面12cへの食い込みによって、固定リング5は、プラスチック樹脂パイプ12に共廻り捩れを生ずること無くパイプ12を強固に押圧締着する。
また、キャップ3の締着初期段階では、固定リング5が、キャップ3の回動によるパイプ12外周面12cに対する摺動回動で前進し、パイプ12に捩れを生ずること無く進む。
そして、インナーコア外周面9cから突出したOリング4の配置域に対しては、固定リング5の長尺テーパー面taと継手本体テーパー面t8との協仂作用で、適正圧接力まで、即ちキャップ3の手動回転が固くなるまで、漸増加圧出来、且つ、最外周はキャップ3で確保されるため、固定リング5は、プラスチック樹脂パイプ12に対する最大圧接力の必要なOリング4配置域では、精密に漸増して所定圧力に達する押圧作用によって、パイプ12に対する確実、安全なシール締着を提供する。
そのため、固定リング5が縮径してパイプ12を押圧締着するキャップ3の最終螺着時には、固定リング5は無回動でパイプ12をインナーコア9に押圧するだけであり、プラスチック樹脂パイプ12は、接続部に、共廻りによる座屈、又は捩れを生ずることなく管継手での締着接続が出来る。
そのため、本発明の管継手は、簡単なワンタッチ方式での接続締着作業でありながら、プラスチック樹脂パイプ12の接続部には共廻り現象を生ずることなく、Oリング4に対する変位、損傷も生ずることなく、確実な水密押圧、及び確実なパイプ止着保持を可能とする。
従って、プラスチック樹脂パイプ12は、固定リング5での、前部テーパー面taによる一義的で確実な押圧作用と、後部テーパー面tbによる二義的押圧作用とにより、Oリング4への押圧シール作用、及びインナーコア外周面9cへの圧接によるシール作用と、引き抜け防止の係止作用とを受けることとなる。
そのため、本発明の管継手は、所定のプラスチック樹脂パイプ12を挿入して、キャップ3を手動で回転するだけで、接続パイプ12に共廻り作用を付与することなく、シール作用及び引き抜け防止作用を付与するものとなり、接続用のプラスチック樹脂パイプ12を傷めることなく、確実に、耐漏水シールを伴なう引き抜け防止の接続が達成出来る。
この場合、Oリング4は、複数本を適宜間隔を保って配置すれば、プラスチック樹脂パイプ内周面12dとOリング4群とは、面シールを構成し、各Oリング4の突出寸法を抑えても十分なシール作用が得られるが、典型的には、Oリング4は、中心間隔(L9´)を5mmで、各Oリング4をインナーコア外周面9cから0.5mm突出形態で配置する。
この場合、固定リング5は、プラスチック樹脂パイプ12の抜脱(抜け出し)をも阻止する機能が要求されるため、固定リング5の内周面5dには、例えば、凹凸面、ねじ面等の摩擦力増加手段を付与するのが好ましい。
そして、複数のOリング4によってシール作用面が形成出来るため、Oリング4の配置も、プラスチック樹脂パイプ12のインナーコア9への被覆挿入嵌合時に、Oリング4が挿入嵌合障害とならない程度の小寸(標準:0.5mm)の突出量としても、固定リング5によるプラスチック樹脂パイプ12に対する完全な水密押圧作用が得られる。
そのため、プラスチック樹脂パイプ12の管継手への挿入が容易で、キャップ3を手動で回動するだけで接続締着が出来、且つ漏水の怖れも、引き抜けの怖れも無い、ワンタッチ方式の管継手となる。
この場合、透視可能とは、透明又は着色半透明であって、裏側(内側)の部品(部材)が透過目視出来る意味である。
また、Oリング4は、プラスチック樹脂パイプの内側となる部材であるため、黒色としておけば、着色プラスチック樹脂パイプ12を介しての外部からの目視も可能となる。
尚、慣用の、給水管、給湯管は同色物であって、架橋ポリエチレン管は半透明、ポリブテン管はクリーム色であるが、本出願人が製造、販売している、リサイクルが可能で、可撓性が高い、エチレン.オクテン.コポリマー樹脂製の給水・給湯管を採用すれば、給水管はホワイトでの、給湯管はピンクでの半透明管である。
尚、Oリング4は、典型的には、5mm間隔の2本配置であり、外側のOリング用係止溝9Gはインナーコア9の先端から12mm置いた配置であるため、固定リング5の軸方向寸法W5は20mm前後(標準:19mm)とすれば良い。
また、内周面5dの周方向条溝5G´は、プラスチック樹脂パイプ外周面12cに対する係止保持(引き抜け阻止)機能を奏すれば良く、条溝5G´の幅、深さ、間隔は、対象プラスチック樹脂パイプ12に応じて適宜に決定すれば良いが、典型的には、図6(B)の如く、深さ0.3mm、幅0.3mmの内周溝を両側に2本、前面5F及び後面5Bから3mm内側に配置する。
そして、プラスチック樹脂パイプ12は、固定リング5の押圧作用によって、内周面12dが複数本の突出Oリング4で押圧され、外周面12cが複数の条溝5G´内へ食い込み、且つ縮径したスリット5Gも係止作用に助力するため、固定リング5は、プラスチック樹脂パイプ12に、インナーコア9の先端からOリング4の配置域に亘る広い周面で、水密シール作用、及び引き抜け阻止作用を、面作用で付与することとなり、強固な水密押圧、及び強固な係止保持作用を果たす。
この場合、継手本体8及びインナーコア9は、図1に示す如く、長手方向に左右対称形態で準備し、固定リング5を嵌合内包したキャップ3を、継手本体8の両端に嵌合仮螺着しておけば、該管継手は、両側からのプラスチック樹脂パイプ12の挿入接続が可能となる。
従って、該左右対称の両頭形態のソケット型管継手は、プラスチック樹脂パイプ12の長尺化継手として有効である。
この場合、継手本体8は、一半には管継手構造を、他半には屈曲エルボ管10を一体化成形で形成すれば良く、インナーコア9は、図7(A)に示す如く、継手本体の管継手構造に対応する寸法に準備すれば良い。
従って、本発明の管継手を採用すれば、一端にはプラスチック樹脂パイプ12がワンタッチ操作で接続出来、他端には端末機器としての図示しない水栓、又はソケットが接続出来るため、プラスチック樹脂パイプ12を採用した配管施工に有効である。
図1(A)は、ソケット型管継手1の縦断断面図であって、図(A)に於いて、右側の管継手はパイプ12を接続した状態を、左側の管継手はパイプ挿入寸前の状態を示す図であり、図1(B)は、図1(A)の側面図である。
ソケット型管継手1は、図1(A)に示す如く、通水孔H9を備えたインナーコア9の外周に継手本体8を螺着し、固定リング5を嵌合内包したキャップ3を継手本体8の端部外周に螺合するものである。
図4はインナーコア9の説明図であって、(A)は縦断側面図、(B)は側面図である。
インナーコア9は、透明で、ポリエーテルイミド樹脂(商品名:ウルテム樹脂)製の、一般肉厚が3mmのパイプ形状成形品であり、全長L9が98mm、通水孔H9となる内径R9”は6.7mm、外径R9´は12.6mmであって、円筒中央部外周には径R9が20mmの膨出厚肉部を有し、該膨出厚肉部外周面には、長さ18mmに亘るねじ面9Sを備え、インナーコア外周面9cから膨出ねじ面9Sに亘って、高さ3.65mmの段部d9を備えている。
また、両端外周には、プラスチック樹脂パイプ12への挿入を円滑にするための1/3勾配のテーパー面t9を付設し、外周面9cの段部d9と先端との中間位置には、Oリング4を嵌入するための、幅1.9mm、深さ1.4mmの係止溝9Gを間隔L9´が5mmで2本配置したものである。
図2は継手本体の説明図であって、(A)は縦断側面図、(B)は端面図、(C)は側面図である。
継手本体8は、インナーコア9同様に、透明で、一般肉厚4mmのポリエーテルイミド樹脂(商品面:ウルテム樹脂)製のパイプ形状成形品であり、外周面8cの両側には、キャップ3を、緩みを生じないように螺合するための、ねじ間隔の短いメートル細目ねじ(JISB0207)を、外周面8cよりねじ山が突出する形態でねじ面8Sを配設し、また外周面8c中央には、インナーコア取付時に、継手本体8の回動を抑止する治具(レンチ等)当接用の平坦面8fを表裏に対称配置し、内周面8dの長さ方向中央部には、インナーコア9螺着用のねじ面8S´を内周面8dから突出形態で配置した。
そして、テーパー面t8は、長さL8´が7mmで、内端径が21.6mm、外端径が22.4mmで形成した。
継手本体8の寸法関係は、外径R8が26.4mm、全長L8が73mmで、中央には径R8´が19.6mmで貫通する挿入用孔H8を備え、内周面8dの長さ方向中央部には、長さ18mmに亘って、インナーコア螺着用のねじ面8S´を内周面8dから突設形態で配置し、外周面両側のねじ面8Sは、先端から長さ(L8´)7mmを置いて、長さ12mmの範囲に配置した。
図3(A)はキャップ3の後面図、図3(B)は縦断側面図である。
キャップ3は、透明なポリフェニレンオキサイド樹脂(商品名:ノリル樹脂)成形品であって、図3(A)に示す如く、パイプ形状であって、外周面3cには手動回転の滑り止め用に、長手方向の突起3Pを六角形状に配置し、後面3Bには、プラスチック樹脂パイプ12を挿入するための、円形状の、径R3”が28mmの挿入用孔H3を備え、前面3Fより若干(標準:1mm)内側から内周面3dには、継手本体8螺合用の、メートル細目ねじ3S(JISB0207)を前後12mmに亘って備え、後面3B内側には、固定リング5のテーパー面tb当接用のテーパー面t3を備えたものである。
図5(A)は、Oリングの正面図であり、図5(B)はOリングの縦断側面図である。
Oリング4は、インナーコア9の、幅1.9mm、深さ1.4mmの係止溝9Gに嵌入装着するシール部材であり、耐摩耗性、耐熱性に優れたニトリルゴム(JISB2401)の太さW4が1.9mm、内径R4が9.8mmの断面円形リングであり、黒色に着色(原液染め着色)したものである。
図6は、固定リング5の説明図であって、(A)は側面図、(B)は後面図、(C)は縦断面図である。
固定リング5はポリフェニレンオキサイド樹脂(商品名:ノリル樹脂)製の成形品であって、全体形状は、図6(C)に示す如く、中央には、プラスチック樹脂パイプ12を挿入するための、直径R5´が17.6mmの挿入用孔H5を備え、前後方向幅W5が19mmで、外周面5cには、前面5Fから中央部へ拡径する円錐テーパー面taを、継手本体8のテーパー面t8と整合する形態に、長さWaが7mmで備え、後面5Bからは、中央部へ拡径する円錐テーパー面tbを、キャップ3の後面内周のテーパー面t3に整合する形態に、長さWbが4mmで備えている。
管継手は、工場内で、図1(A)の左半に示す如く、インナーコア9の、円筒外周面9cの外径R9´が12.6mmの円筒部に配置した各係止溝9G(幅1.9mm、深さ1.4mm)に、黒色のOリング4(径1.9mm、内径9.8mm)を嵌合し、次いで、ソケット用継手本体8内周面8dの中央部のねじ面8S´に、ソケット用のインナーコア9外周面中央部のねじ面9Sを螺合し、インナーコア9の円筒部外周面9cと継手本体円筒部内周面8dとの間に、パイプ12を嵌入する隙間dgを形成して締着する。
この場合、継手本体外周面8cの中央に配置した両側の平坦面8fを挟み込んで把持して、インナーコア9を螺合締着するので作業性が良い。
この場合、固定リング5は、キャップ3内で緩嵌合の自由状態であって、後面5Bがキャップ3のテーパー面t3に当接支承された形態となるため、キャップ3後面の挿入用孔H3と固定リング5の挿入用孔H5とは、同径、且つ前後整合形態となる。
そして、継手本体8にキャップ3を仮螺合した状態で、管継手として、施工現場に搬入する。
この場合、キャップ3、継手本体8、インナーコア9は透明であるため、プラスチック樹脂パイプ12が、Oリング4に変位を生じていない状態、及び、パイプ先端が最奥部の段部d9まで適正に嵌入した状態を目視確認して実施出来る。
そして、キャップ3の、継手本体8に対する回転前進によって、キャップ3内に内包されている固定リング5も、キャップ3の後部内側のテーパー面t3で押されて前進し、プラスチック樹脂パイプ12外周に緩嵌合であった固定リング5は、前側の、緩傾斜且つ長寸のテーパー面taが継手本体のテーパー面t8の円錐面内への漸増する精緻な押圧嵌入作用を、後側の、急傾斜且つ短寸のテーパー面tbがキャップ3後部のテーパー面t3の急増する被冠押圧作用を受け、前部と後部との押圧作用を受けて全長に亘って縮径して、プラスチック樹脂パイプ12の外周面12cを圧接する。
即ち、図1に示すソケット型管継手にあっては、両側からパイプ12を挿入し、キャップ3を回転締付けるだけで、パイプ12の接続がワンタッチで達成出来、水密押圧と引き抜け防止保持の保証出来るパイプ接続が達成出来る。
図7は、本発明の管継手をエルボ形態として水栓等の接続に適用可能とした説明図であって、図7(A)は縦断側面図、図7(B)は側面図である。
この場合、図7(A)に示す如く、継手本体8の他端は屈曲したエルボ管10とし、インナーコア9、継手本体8、キャップ3は、継手本体8の一端側にのみ配置する形態、即ち、図1のソケット型管継手1の一端側対応構成とし、他端のエルボ管10の先端内周には接続用ねじ面10Sを、螺着する金具に応じて配置したものである。
従って、配管施工時に、所定位置に管継手2を固定して、一端の継手本体8に、プラスチック樹脂パイプ12をワンタッチ操作で接続し、他端には、図示しない水栓、或いは給水側のソケット金具等を螺合固定することが出来る。
2 エルボ型管継手(管継手)
3 キャップ
3B,5B 後面
3c,5c,8c,9c,12c 外周面
3d,5d,8d,9d,12d 内周面
3F,5F 前面
3P 突起
3S,8S,8S´,9S,10S ねじ面
4 Oリング
5 固定リング
5G スリット
5G´ 条溝
8 継手本体
8f 平坦面
9 インナーコア
9G 係止溝
10 エルボ管
12 プラスチック樹脂パイプ(パイプ)
dg 隙間
d9 段部
H3,H5,H8 挿入用孔
H8´ 嵌合孔
H9 通水孔
t3,t5,t8,t9 テーパー面
st ストッパー面
Claims (6)
- 管状のインナーコア(9)の外周に継手本体(8)を装着し、継手本体(8)の端部にキャップ(3)を冠着し、プラスチック樹脂パイプ(12)をキャップ(3)を介してインナーコア(9)上に被覆挿入し、キャップ(3)の回動によってワンタッチでプラスチック樹脂パイプ(12)を接続する管継手であって、インナーコア(9)は、通水孔(H9)を備えたパイプ形態であって、外周面(9c)には、継手本体(8)を螺着するねじ面(9S)と、係止溝(9G)に嵌合したOリング(4)とを備え、継手本体(8)は、パイプ形態であって、内周面(8d)には、インナーコア(9)螺着用のねじ面(8S´)を、外周面(8c)にはキャップ(3)螺着用のねじ面(8S)を備えると共に、内周面端部には外方に拡径するテーパー面(t8)を備え、キャップ(3)は、後面(3B)に挿入用孔(H3)を備え、内周面前部には継手本体のねじ面(8S)と螺合するねじ面(3S)を、内周面後部には外方に縮径するテーパー面(t3)を備えて固定リング(5)を嵌合内包し、固定リング(5)は、インナーコア(9)の先端からOリング(4)域を覆う寸法であって、キャップ(3)の挿入用孔(H3)と同径の挿入用孔(H5)を備え、後部にはキャップ(3)のテーパー面(t3)と整合する縮径用のテーパー面(tb)を、前部には継手本体のテーパー面(t8)と整合し、後部のテーパー面(tb)よりも緩傾斜の縮径用のテーパー面(ta)を外周に有し、且つ縮径用のスリット(5G)を備え、プラスチック樹脂パイプ(12)を、キャップ(3)の挿入用孔(H3)からインナーコア(9)と継手本体(8)との隙間(dg)に挿入し、キャップ(3)の螺合締着によって、固定リング(5)は、縮径して、プラスチック樹脂パイプ(12)を、インナーコア(9)の先端からOリング(4)域を覆う形態で、インナーコア(9)外周面(9c)に水密押圧する、プラスチック樹脂パイプ用の管継手。
- インナーコア(9)が複数のOリング(4)を備え、キャップ(3)の螺合締着時に、固定リング(5)の前部のテーパー面(ta)と継手本体テーパー面(t8)との協仂作用によって、固定リング(5)がプラスチック樹脂パイプ(12)をOリング(4)に押圧する、請求項1の管継手。
- 管継手を構成する全部材がプラスチック樹脂製であって、少なくとも、インナーコア(9)、継手本体(8)及びキャップ(3)は透視可能プラスチック樹脂製である、請求項1又は2の管継手。
- 固定リング(5)は、軸方向幅(W5)が、インナーコア(9)の先端からOリング(4)域を覆う寸法を備え、且つ、内周面(5d)には複数本の周方向条溝(5G´)を備えている、請求項1乃至3のいずれか1項の管継手。
- インナーコア(9)及び継手本体(8)が長手方向に左右対称構造のソケット形態であって、両側からキャップ(3)を嵌合して、両側からプラスチック樹脂パイプ(12)を挿入接続する、請求項1乃至4のいずれか1項の管継手。
- 継手本体(8)がエルボ形態であって、一端の管継手に、プラスチック樹脂パイプ(12)を接続締着可能とし、エルボ管(10)の他端内面には接続用ねじ面(10S)を備えた、請求項1乃至4のいずれか1項の管継手。
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