JP4964678B2

JP4964678B2 - 管継手本体

Info

Publication number: JP4964678B2
Application number: JP2007141310A
Authority: JP
Inventors: 智史井上
Original assignee: Inoue Sudare Co Ltd
Current assignee: Inoue Sudare Co Ltd
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: JP2008298090A

Description

本発明は、水及び湯を送るための給水・給湯配管に用いられる管継手の管継手本体に関する。

管継手に於ても、従来の鋳物や黄銅等の金属材質の部品を、プラスチックに置き換えることで、コストダウン及び製造の容易化を図ることが多く行われるようになってきている。
例えば、図13に図示した従来の管継手に於て、ネジ孔40を有する被取付部材41に螺着される雄ネジ42を有する継手本体43とＣ字型パイプ締付けリング44と飛び片45以外の部品については、プラスチック化することが可能である（特許文献１参照）。
特開２００６−１５３１４２号公報

しかしながら、給水・給湯配管用の管継手に於て、管継手本体43は、従来から 100％金属製に限られている。
その理由は、雄ネジ42とネジ孔40から、長期間使用後には必ず湯水の外部漏洩発生を起こすためである。即ち、80℃〜 120℃の湯水を送る配管にあっては、管継手本体43の雄ネジ42の部位が、プラスチックであることによって、ネジ孔40から作用するラジアル内方向の強大な外力に耐えられず、クリープ現象（コールドフロー現象）を起こすので、この両ネジの螺合部位に隙間を発生し、湯水の外部漏洩を生じた。

さらに、プラスチック製とした場合の上記クリープ現象（コールドフロー現象）によって、上記両ネジの螺合部ががたついて、管継手（本体）が離脱する虞さえもあった。
また、管継手本体に作業現場にて大きな回転トルクを付加すると、プラスチック製では破損することも多いという問題がある。
このように、従来の全ての給湯（給水）用管継手にあっては、雄ネジを有する管継手本体は金属にて製作されている。

そこで、本発明は、従来プラスチック化が不可能と考えられていた雄ネジを有する管継手本体を、プラスチック化することを目的とし、特に、90℃〜 120℃の湯水の流れる配管に使用しても、外部漏洩を生ずることなく、離脱の虞もなく、安心して使用できる管継手本体を、上記プラスチック化によって、安価に、かつ、容易に製造することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る管継手本体は、外周に雄ネジを有するプラスチック製の円筒壁部を備え、かつ、該円筒壁部の内周側に、金属補強短筒を、一体状に埋設し、さらに、上記円筒壁部とプラスチックにて一体成形した、作業工具によって回転トルクを付与する掴持部に、回転トルク規制手段を具備し、該回転トルク規制手段は、上記掴持部に形成した係止凹窪部と、該係止凹窪部に係止すると共に所定値以上の回転トルクが付与されたときに該係止凹窪部から離脱する係止爪を有する金属外嵌体とをもって、構成され、かつ、上記金属補強短筒の外周面に、複数本の独立状の円環突条を突設し、かつ、該円環突条のピッチをＢとし、上記雄ネジのピッチをＰとしたとき、 1.0×Ｐ≦Ｂ≦ 1.5×Ｐなる関係式が成立するように、上記円環突条を配設し、さらに、被接続パイプの端部に挿入される内挿筒部が上記円筒壁部と一体にプラスチックにて形成され、しかも、上記金属補強短筒の軸心方向長さ寸法を、上記雄ネジの軸心方向長さ寸法よりも大に設定したものである。

本発明に係る管継手本体によれば、外周の雄ネジ部がラジアル内方向の強大な締付力を（ネジ孔から）受けて、かつ、長期間に渡ったとしても、プラスチックの円筒壁部が（80℃〜 120℃の）湯水からの熱で、コールドフロー現象（クリープ現象）を生ずることがなくなり、従来から不可能とされていたプラスチック化した管継手本体の給湯・給水用配管への適用を、可能とした。また、掴持部を作業工具にて掴持して、過大回転トルクを付与せんとしても、回転トルクが規制されて、プラスチック製であっても破損を防止できる。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１は本発明と関係が深い参考例に係る管継手本体１を示し、図４と図５は、（本発明と関係が深い他の参考例を示した）管継手本体１を組込んだ給湯給水配管用管継手Ａを、各々、例示している。さらに、図６〜図12は本発明の実施の一形態を示す。

図１，図４，図５及び図６に於て、管継手本体１は、外周に、テーパ状の又は平行な雄ネジ２を有するプラスチック製の円筒壁部３を備え、かつ、この円筒壁部３の内周側に、黄銅や鋳鉄やステンレス鋼や銅やアルミニウム等の金属補強短筒４を、一体状に埋設して構成される。
図２は、この金属補強短筒４の拡大断面図であり、図３は、金属補強短筒４と円筒壁部３との寸法関係を示す説明図である。この図２と図３、及び、図１，図４，図５又は図６に示すように、金属補強短筒４は、その外周面14に、複数本の円環突条５が突設される。

さらに具体的に説明すれば、円環突条５は、横断面矩形であり、しかも、ラジアル方向に細長い矩形状である。そして、この円環突条５は、図１〜図６に於て、複数本の独立状である。つまり、 360°閉じた円環状に、各々独立して、突出している。
なお、所望により、この円環突条５を１本（乃至複数本の）螺旋状に形成するも好ましい（図示省略する）。
独立状及び螺旋状のいずれであるとしても、この円環突条５のピッチＢは、プラスチックの雄ネジ２のピッチＰの1.5倍以下として、（極めて）小さく設定する。
さらに詳しくは、円環突条５のピッチＢと、雄ネジ２のピッチＰとの間には、 1.0×Ｐ≦Ｂ≦ 1.5×Ｐなる関係式が成立している。

そして、図４と図５又は図６に示すように、被接続パイプ７の端部７ａが矢印Ｅの方向に挿入される（差込まれる）内挿筒部８が、六角頭部９や（図６の）膨出部９Ａを介して、円筒壁部３と一体にプラスチックにて形成される。好ましくは、プラスチックにて射出成型にて形成される。
しかも、金属補強短筒４の軸心方向長さ寸法Ｌ₄を、雄ネジ２の軸心方向長さ寸法Ｌ₂よりも大に設定する。図１と図４，図５，図６では、左端面が一致しており（雄ネジ２の先端面と金属補強短筒４の外端面が一致しており）、雄ネジ２の全軸心方向範囲Ｌ₂に渡って、その内周側（ラジアル内方）に於て、金属補強短筒４にて、補強されている。なお、雄ネジ２は先端へ縮径のテーパ状───いわゆるテーパネジ───であっても、ストレート状（平行ネジ）であっても、良い。
さらに、六角頭部９又は（図６の）膨出部９Ａはスパナやレンチ等の作業工具にて強く掴持する（作業工具によって回転トルクを付与する）部位であるが、その六角頭部９（膨出部９Ａ）の軸心方向の位置にまで、金属補強短筒部４の内縁部４ａが延伸（配設）されている。

そして、金属補強短筒４の円環突条５の高さ寸法をＨとし、この短筒４の基本円筒部外周面４ｃから雄ネジ２の谷底までの厚さ寸法をＴとしたとき、0.35×Ｔ≦Ｈ≦0.65×Ｔとする。より望ましくは、0.45×Ｔ≦Ｈ≦0.55×Ｔとする。下限値未満であると、プラスチックの前述のコールドフロー現象（クリープ現象）を十分に阻止できず、逆に、上限値を越すと円筒壁部３の強度が不足して、雄ネジ２の谷底から亀裂が発生する等の虞が生ずる。
なお、円環突条５の厚さ寸法ｔは、ネジピッチＢと、以下の関係とするのが良い。
0.15×Ｂ≦ｔ≦0.35×Ｂ
プラスチック樹脂の材質と硬度によって、上記厚さ寸法ｔを選定するが、軟らかい場合（硬度が低い場合）上記厚さ寸法ｔを上限値に近い値とする。
上述した管継手本体１を製造するには、例えば、成型金型内に、予め接着材を塗布した金属補強短筒４を設置して、射出成型にてプラスチックを注入して、成型する。

ところで、図４に示す参考例では、Ｏリング10が内挿筒部８のシール溝11に嵌着され、かつ、飛び片12にて弾発的に開いたＣ字型バネ材から成るクリップリング13と、これ等を包囲する（透明の）カバー15を、備えている。パイプ７が矢印Ｅ方向に挿入されると、飛び片12がパイプ７の先端面にて押されて、軸心方向へ飛ぶことで、クリップリング13がパイプ７の端部７ａを締付けて、抜け止め（掴持）する。
図５も図４と同様の構成であるが、飛び片12はラジアル外方へ飛ぶ。飛び抑止部材16が飛び片12をラジアル外側から当接保持し、パイプ７が矢印Ｅ方向から挿入されると、まず、飛び抑止部材16を軸心方向内方へ移動させることで、飛び片12が飛び、クリップリング13がパイプ端部７ａを掴持する。

次に、図６〜図12に示した実施の形態について、さらに詳しく説明すれば、作業工具（図示省略）によって掴持して、上記雄ネジ２を被取付部材の（雌）ネジ孔に螺進退させるために回転トルクを付与する掴持部19に、トルク規制手段20を具備する。
さらに具体的には、雄ネジ２の基端に連設した（プラスチックにて一体成形の）円環状の膨出部９Ａに、金属外嵌体21を外周側から包囲状に外嵌する。板金等の折曲品から成る該金属外嵌体21を、（プラスチックの）膨出部９Ａに軸心方向に移動しないように、かつ、周方向に回転可能に、外嵌するが、係止爪（係止片）22, 22が該金属外嵌体21に形成され、掴持部19に対応する円形の膨出部９Ａには、係止凹窪部23, 23が形成され、この係止凹窪部23に通常状態───回転トルク未付加状態及び回転トルクが所定値未満状態───では、係止爪（片）22, 22が、係止している（図７と図10参照）。そして、所定値（以上）の回転トルクＴ₀が付与されたとき、係止片22はその弾性変形（なお塑性変形を一部含んでもよい）して、係止凹窪部23から離脱し、空転し、作業工具にて回転トルクを付与せんとしても、矢印Ｍ方向に金属外嵌体21は空転する。

図７は図６のＧ−Ｇ断面矢視拡大図であり、図10は図７のＨ−Ｈ断面拡大図であり、図11は、図10の通常状態から、所定値以上の回転トルクＴ₀が矢印Ｍ方向に作用して空転状態となっていることを示す要部拡大説明図である。また、図８と図９は、図６と図７に示した組立状態に於ける金属外嵌体21のみを抽出して示した説明のための図である。この図６〜図11に於て、外径方向へ膨出した大径の円環状の膨出部（鍔部）９Ａの軸心方向位置にまで、金属補強短筒４の内端部４ａが配設されて、内径側から、膨出部９Ａは、補強され、また、この膨出部（鍔部）９Ａの内挿筒部８側の端面24に軸心方向に切欠いて、 180°対称位置に一体の係止凹窪部23, 23を形成する。この凹窪部23は軸心方向から見て略矩形として、矢印Ｍ方向───時計回転方向───に金属外嵌体21を回転した際に、ラジアル方向を向いた一辺23ａに係止爪（片）22が確実に係止する。

金属外嵌体21は、具体的には、六角筒部25と、その一端縁に連設された内鍔部26と、軸心方向（図６では左方向）への送りで膨出部９Ａに外嵌される六角筒部25の他端縁を外嵌状態下でラジアル内方へ（図８の矢印Ｋのように）折曲げられる（６個の）抜止片27とを、一体に有し、金属板製でプレス加工にて形成する。
図８に２点鎖線にて示したように、軸心方向へ延伸した折曲前の小片を、矢印Ｋ方向へ折曲げて、プラスチックの膨出部９Ａに被覆状（包囲状）に取着する。また、内鍔部26は、軸心直交面状に配置され、小矩形状の係止片22を残して、略矩形状に内鍔部26を打ち抜き、係止片22を形成し、この係止片22を軸心内方向へ折曲げて、図10に示したような傾斜片状小板バネとする。

矢印Ｍ方向（雄ネジ２がネジ孔に対して螺進して締付ける方向）へ作業工具にて回転してゆけば、しだいに回転トルクが増加し、最終的な締付けの回転トルクが、予め設定しておいた規定回転トルクＴ₀未満では、図10に示すように金属外嵌体21と膨出部９Ａ・雄ネジ２等は、一体に回転するが、所定値以上の回転トルクＴ₀が付与されると、図10から図11に示すように、傾斜状に係止凹窪部23内へ突入していた係止爪22は、弾性変形して（一部に塑性変形がプラスされつつ）係止凹窪部23から離脱し、端面24を摺接しつつ、矢印Ｍ方向に空転し、作業工具の回転がプラスチックの膨出部９Ａ・雄ネジ２等に伝達されない。従って、比較的強度が金属よりも小さいプラスチックの破損を、確実に防止できる。

本発明に係る図６〜図12に示した管継手本体１を用いた管継手では、被取付部材のネジ孔（図13の符号40参照）に対して、規定通りの回転トルクＴ₀にて締付ければ、金属外嵌21が必ず空転するように構成し、これによって、規定通りの回転トルクＴ₀で締付けたことの作業確認とするも、望ましい。
なお、雄ネジ２をネジ孔から緩めたい場合には、金属外嵌体21を逆方向に回転させれば、図11から図12に示すように、係止爪（片）22の弾発付勢力によって、自ら凹窪部23内へ侵入（突入）して、他片23ｃに係止し、作業工具の回転トルクを伝達できる。
なお、係止爪22の本数の増減は、所望の回転トルクＴ₀の大小によって、自由に設定でき、また、膨出部９Ａにラジアル方向の凹窪部を形成して、ラジアル方向から、係止爪22を係脱自在に係止させるも自由である（図示省略）。

なお、本発明は上述の実施の形態以外に、管継手としては自由に設計変更自由であるが、要は、内挿筒部８のような大きな部位を有する管継手本体１に、本発明は好適である。

本発明に関係が深い参考例を示す断面図である。金属補強短筒の拡大断面図である。寸法関係説明図である。他の参考例を示す断面図である。さらに他の参考例を示す断面図である。本発明の実施の一形態を示す断面図である。図６のＧ−Ｇ断面矢視拡大図である。金属外嵌体21の断面正面図である。金属外嵌体21の説明図であって、（Ａ）は図８の左側面説明図、（Ｂ）は詳細要部説明図である。図７のＨ−Ｈ断面拡大図である。作用説明要部断面図である。作用説明要部断面図である。従来例の説明図である。

２雄ネジ
３円筒壁部
４金属補強短筒
５円環突条
７被接続パイプ
７ａ端部
８内挿筒部
14 外周面
19 掴持部
20 トルク規制手段
21 金属外嵌体
22 係止爪（片）
23 係止凹窪部
Ｂピッチ
Ｌ₂ 長さ寸法
Ｌ₄ 長さ寸法
Ｐピッチ
Ｔ₀ 回転トルク

Claims

外周に雄ネジ（２）を有するプラスチック製の円筒壁部（３）を備え、かつ、該円筒壁部（３）の内周側に、金属補強短筒（４）を、一体状に埋設し、さらに、上記円筒壁部（３）とプラスチックにて一体成形した、作業工具によって回転トルクを付与する掴持部（19）に、回転トルク規制手段（20）を具備し、
該回転トルク規制手段（20）は、上記掴持部（19）に形成した係止凹窪部（23）と、該係止凹窪部（23）に係止すると共に所定値以上の回転トルク（Ｔ ₀ ）が付与されたときに該係止凹窪部（23）から離脱する係止爪（22）を有する金属外嵌体（21）とをもって、構成され、
かつ、上記金属補強短筒（４）の外周面（14）に、複数本の独立状の円環突条（５）を突設し、かつ、該円環突条（５）のピッチを（Ｂ）とし、上記雄ネジ（２）のピッチを（Ｐ）としたとき、 1.0×Ｐ≦Ｂ≦ 1.5×Ｐなる関係式が成立するように、上記円環突条（５）を配設し、
さらに、被接続パイプ（７）の端部（７ａ）に挿入される内挿筒部（８）が上記円筒壁部（３）と一体にプラスチックにて形成され、しかも、上記金属補強短筒（４）の軸心方向長さ寸法（Ｌ ₄ ）を、上記雄ネジ（２）の軸心方向長さ寸法（Ｌ ₂ ）よりも大に設定したことを特徴とする管継手本体。