JP5534201B2

JP5534201B2 - 配管部材

Info

Publication number: JP5534201B2
Application number: JP2010150650A
Authority: JP
Inventors: 丞志奥田; 英邦淡田
Original assignee: Noritz Corp
Current assignee: Noritz Corp
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: JP2012013155A

Description

本発明は、管体または管継手などの配管部材、さらに詳しくは、他の配管部材との連結を図るためのフランジ部を有する配管部材に関する。

本出願人は、図６に示すような配管部材Ａｅを先に提案している（特許文献１を参照）。この配管部材Ａｅは、たとえば管継手として構成されており、短管状の管体部１の先端部１１に、フランジ部２ｅが一体形成されている。フランジ部２ｅは、管体部１の先端部１１からその後方に向けて反り返った曲げ部２０ｅと、この曲げ部２０ｅの外周縁に繋がって管体部１の半径方向に広がった延設部２１ｅとを有している。

このような配管部材Ａｅは、たとえば図３を参照して後述する本発明の実施形態と同様な態様で使用される。このため、配管部材Ａｅの使用態様の詳細については省略するが、この配管部材Ａｅは、たとえば別途準備されたクリップ状の止め具と併用されることにより、他の配管部材を抜け止め状態に接続することが可能である。この接続に際しては、前記止め具がフランジ部２ｅに当接（係止）するように設定され、このことにより配管部材Ａｅと接続対象の他の配管部材との抜け止めが図られる。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。

すなわち、配管部材Ａｅのフランジ部２ｅには、止め具が当接するため、この止め具からフランジ部２ｅに対して大きな荷重Ｆ２が作用する場合がある。また、このような荷重Ｆ２は、たとえば配管部材Ａｅを用いて構成された流水路においてウォータハンマを生じたような場合に発生する。これに対し、フランジ部２ｅは、管体部１と同材質であって、このフランジ部２ｅの各所の厚みｔ２も管体部１の厚みｔ１と同一である。したがって、配管部材Ａｅがたとえば薄肉の銅製とされるなど、各所の厚みが薄くされたり、あるいは塑性加工が容易な比較的軟質の金属製とされているような場合には、フランジ部２ｅの強度が不足気味となる場合がある。その結果、前記した荷重Ｆ２がフランジ部２ｅに作用した場合には、延設部２１ｅが大きなダメージを受けて破損する虞がある。また、延設部２１ｅと曲げ部２０ｅとの境界部分ｂ２は、断面形状が急変した部分となっているために、応力が集中し易く、このような部分も損傷し易い。したがって、このような点において、未だ改善すべき余地があった。

特開２００８−２４０９８４号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、全体が比較的軟質な銅などの金属を用いて薄肉に形成されたような場合であっても、製造が容易な簡易な手段によって、フランジ部の強度を高くし、耐久性に優れたものにすることが可能な配管部材を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される配管部材は、管体部と、この管体部の先端部に連設されたフランジ部とを備えており、このフランジ部は、前記管体部の先端部からその後方に向けて反り返った曲げ部と、この曲げ部の外周縁から前記管体部の半径方向外方に広がった延設部と、を備えている、配管部材であって、前記延設部として、前記曲げ部の外周縁に一端が繋がった第１の延設部と、この第１の延設部の他端に繋がった第２の延設部とを備え、かつこれら第１および第２の延設部は、偏平な２つ折り状に形成されていることにより、互いに接触して重なり合っており、前記第２の延設部の一部分は、前記第１の延設部と前記曲げ部との境界部分を超えて前記曲げ部寄りに延び、かつ前記曲げ部の少なくとも一部に接触して重なっていることを特徴としている。

このような構成によれば、第１および第２の延設部が２つ折り状に繋がって互いに接触して重なり合った構造をもつ延設部全体の剛性を高めることができることは勿論のこと、第１の延設部と曲げ部との境界部分の強度を高くする効果も得られる。すなわち、第２の延設部の一部分が、第１の延設部と曲げ部との境界部分を超えて曲げ部寄りに延び、かつ曲げ部に接触して重なっていると、前記の境界部分およびその近傍部分が第２の延設部と一体化されたのと同様となり、これらの部分の剛性も高めることができる。このようなことから、本発明によれば、配管部材がたとえば薄肉の銅製とされるなど、薄肉部材により形成され、あるいは比較的軟質の金属製とされているような場合であっても、簡易な構造によって、フランジ部の強度を十分に高くすることが可能である。その結果、配管部材を用いて構成された流水路において、たとえばウォータハンマが生じ、配管部材のフランジ部に大きな荷重が作用しても、このことに起因してフランジ部の延設部や、延設部と曲げ部との境界部分が損傷する虞を適切に防止し、配管部材の耐久性を優れたものにすることができる。

本発明において、好ましくは、前記曲げ部は、前記管体部の軸長方向における断面形状が、一定の曲率半径で湾曲した円弧状である。

このような構成によれば、フランジ部の曲げ部に、断面形状が急変する箇所が存在しないこととなる。したがって、フランジ部に荷重が作用した際に、曲げ部の各所において、応力が集中する箇所を生じないようにして、曲げ部の強度も高めることができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る配管部材の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ−Ｉ断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、図１に示す配管部材の製造工程の一例を示す要部断面図である。図１に示す配管部材の一使用例を示す断面図である。図３のIV−IV断面図である。本発明に係る配管部材の他の例を示す断面図である。従来技術の一例を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明の実施形態の図面において、図６の従来技術と同一または類似の要素には、従来技術と同一の符号を付すこととする。

図１に示す配管部材Ａは、管体部１と、この管体部１の先端部１１に一体的に連設されたフランジ部２とを備えている。管体部１は、その軸長方向（同図の左右方向）の中間部分に段部１０が形成され、この段部１０よりも後方部分は前方部分よりも小径とされた構成である。

フランジ部２は、曲げ部２０と、延設部２１とを有している。曲げ部２０は、管体部１の先端部１１からその後方に向けて反り返った形態を有しており、管体部１の軸長方向における断面形状（図１（ａ）の断面形状）が、一定の曲率半径Ｒで湾曲した半円弧状とされている。

フランジ部２の延設部２１としては、第１および第２の延設部２１Ａ，２１Ｂが設けられている。第１の延設部２１Ａは、図６で示した延設部２１ｅに相当する部分であり、曲げ部２０の外周縁に一端が繋がり、かつ管体部１の半径方向外方に向けて広がっている。第２の延設部２１Ｂは、第１の延設部２１Ａの他端に繋がって管体部１の半径方向内方に向けて延びている。これら第１および第２の延設部２１Ａ，２１Ｂは、偏平な２つ折り状に形成されていることにより、互いに接触して重なり合っている。好ましくは、これら第１および第２の延設部２１Ａ，２１Ｂの互いに重なり合った部分は、これらの間に隙間が形成されないように互いに密接した構成である。

第２の延設部２１Ｂは、第１の延設部２１Ａよりも管体部１の半径方向の寸法が長く形成されている。このことにより、第２の延設部２１Ｂの一部分２１０は、第１の延設部２１Ａと曲げ部２０との境界部分ｂ１を超えて曲げ部２０寄りに延び、かつ曲げ部２０の内面２０ａに接触して重なっている。好ましくは、このような重なり部分においても、それらの間に隙間が形成されないように互いに密接した構成とされている。

図２は、配管部材Ａの製造方法の一例を示しており、これを以下に説明する。

まず、配管部材Ａの原材料としては、同図（ａ）に示すようなパイプ材１Ａを用いる。このパイプ材１Ａは、たとえば銅製であるが、その具体的な材質は限定されない。このパイプ材１Ａについては、ダイ８０に保持させておき、所定の形態を有する第１のパンチ８１をパイプ材１Ａ内に圧入する。このことにより、同図（ｂ）に示すように、パイプ材１Ａの一部を拡管して段部１０’を形成するとともに、パイプ材１Ａの先端部にはカール加工を施し、比較的小さい曲率半径の湾曲部２”を形成する。湾曲部２”は、後の工程により、第１および第２の延設部２１Ａ，２１Ｂとなる部分である。

次いで、図２（ｃ）に示すように、所定形状の第２のパンチ８２をパイプ材１Ａ内に圧入する。このことにより、パイプ材１Ａの一部をさらに拡管して段部１０の形成を完了する。また、パイプ材１Ａの先端部については、その周囲を筒状のガイド８２ａを利用して囲んだ状態においてカール加工を施し、比較的な大きな曲率半径の湾曲部２’を形成する。また、この工程により、同図（ｂ）で示されていた湾曲部２”を、偏平状に２つ折りされた２つ折り部２１’とする。その後は、同図（ｄ）に示すように、所定形状の第３のパンチ８３を利用して、同図（ｃ）で示されていた湾曲部２’を断面半円弧状に加工し、この部分を図１で示した曲げ部２０として仕上げる。また、その際には、同図（ｃ）で示されていた２つ折り部２１’を、ガイド８３ａを利用して取り囲んだ状態において、第３のパンチ８３によりダイ８０の前面８０ａに押し付ける。このことにより、２つ折り部２１’は、図１で示した第１および第２の延設部２１Ａ，２１Ｂとなる。パイプ材１Ａの全長寸法が長い場合、適当な長さに切断すればよい。

前記した製造方法によれば、銅製などの金属製パイプ材１Ａに、パンチ８１〜８３を利用した加工を施すことにより、配管部材Ａが容易かつ適切に製造される。作業工程数が少
なく、かつ大掛かりな製造装置も必要としないために、生産性がよく、製造コストを廉価にすることが可能である。

図３および図４は、配管部材Ａを利用した管体連結構造の一例を示している。これらの図に示す管体連結構造Ｂは、配管部材Ａの構成を除き、それ以外の基本的な構成は、たとえば特許文献１に記載された既知の構造と同様である。したがって、その説明は簡単なものとする。この管体連結構造Ｂは、止め具６を利用して、配管部材Ａと管体５とを連結した構造であり、配管部材Ａや管体５は、たとえば給湯装置（図示略）などにおける流水路を構成している。

管体５のうち、配管部材Ａ内に挿入された挿入部５０には、シール用のＯリング５１と、硬質の金属製のリング体５２が外嵌されている。リング体５２は、管体５に形成された凸部５２ａとの係合によりその固定が図られている。Ｏリング５１は、管体５の先端のフレア加工部５３と凸状段部５２との間に配置されていることによりその固定が図られている。

止め具６は、金属製のクリップ状であり、正面視コ字状の基部６０から一対の突出片６１が二股状に突出して開脚した形態を有している。一対の突出片６１のそれぞれには、スリット６２が形成されており、このスリット６２を挟んで支持片部６１ａ，６１ｂが形成されている。これらの支持片部６１ａ，６１ｂは、配管部材Ａの軸長方向においてフランジ部２および凸状段部５２を挟んでいる。配管部材Ａおよび管体５の内部または内部に繋がった流水路において、たとえばウォータハンマ現象が生じ、管体部５に抜け力が発生した場合、フランジ部２と支持片部６１ａとが当接するとともに、凸状段部５２と支持片部６１ｂとが当接する作用により、管体部５の抜け外れが防止される。

次に、前記した管体連結構造Ｂにおける配管部材Ａの作用について説明する。

まず、前記したウォータハンマ現象を生じるなどして、配管部材Ａのフランジ部２と止め具６の支持片部６１ａとが強く当接した際には、フランジ部２の延設部２１に大きな荷重Ｆ１が作用する。これに対し、延設部２１は、既述したように、第１および第２の延設部２１Ａ，２１Ｂが２つ折り状に繋がって互いに接触して重なり合った構成を有している。このような構造によれば、第１および第２の延設部２１Ａ，２１Ｂが、実質的に一体化されているために、これらの剛性を高くすることができる。さらに、第２の延設部２１Ｂの一部分２１０については、第１の延設部２１Ａと曲げ部２０との境界部分ｂ１を超えて曲げ部２０と重なる位置まで延びており、かつそれらの部分に接触して重なっているために、境界部分ｂ１およびその近傍部分についても、第２の延設部２１Ｂと実質的に一体化されている。したがって、境界部分ｂ１およびその近傍部分の剛性も高くすることができる。

このようなことから、配管部材Ａが薄肉の銅製などであっても、フランジ部２の強度を高くすることが可能である。したがって、フランジ部２が荷重Ｆ１受けることに起因して大きなダメージを受けることを適切に防止することができる。また、前記した荷重Ｆ１は、延設部２１を介して曲げ部２０にも作用するが、この曲げ部２０は、その断面形状が一定の曲率半径で湾曲した円弧状であり、断面形状が急変する箇所、すなわち応力が集中してダメージを受け易い部分が存在しない。したがって、曲げ部２０の強度も高めることができる。その結果、配管部材Ａの耐久性や信頼性を優れたものとすることができる。なお、延設部２１の外周縁は、第１および第２の延設部２１Ａ，２１Ｂが２つ折り状に折り返された部分となっているために、この部分が鋭利に尖った形態となることも適切に回避される。したがって、配管部材Ａを取り扱う作業者の指が延設部２１の外周縁に直接触れるような場合の安心感を高めることもできる。

図５は、本発明の他の実施形態を示している。本実施形態においては、第２の延設部２１Ｂが、第１の延設部２１Ａの前面側に接触して重なっている。また、第２の延設部２１Ｂの一部分２１０は、曲げ部２０の外面２０ｂに接触して重なっている。

本実施形態においては、第１および第２の延設部２１Ａ，２１Ｂの相対的な位置関係が、前記実施形態とは反対となっているが、第２の延設部２１Ｂが第１の延設部２１Ａや曲げ部２０に接触して重なっているために、やはり本発明が意図する強度増大作用が得られる。本実施形態および前記実施形態から理解されるように、本発明においては、第２の延設部２１Ｂが第１の延設部２１Ａの前面側と後面側とのいずれに位置するかは問わない。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る配管部材の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明に係る配管部材は、管体部の具体的な寸法を問うものではなく、たとえば、全長寸法が比較的長い管体として構成されていたり、あるいは図６の従来技術のように、管体部が比較的短くされ、管継手として構成されていてもよい。もちろん、管体部の両端部のそれぞれにフランジ部を設けた構成とすることもできる。この場合、管体部の両端部のそれぞれが、本発明でいう管体部の「先端部」に相当することとなる。本発明に係る配管部材の管体部とは、他の部材などに接合されていない管体（単体としての管体）に限定されず、たとえば熱交換器やその他の機器または部材に対して一体または別体で接続されている管体状の部分をも含む概念である。本発明に係る配管部材を他の配管部材と連結する場合、その具体的な連結構造も限定されない。したがって、前記実施形態で示した止め具６とは異なる構成の止め具を利用したり，止め具以外の手段を採用するといったことも可能である。フランジ部の曲げ部は、曲率半径が各所一定の断面円弧状にすることが好ましいものの、これに代えて、たとえば図５に示した従来技術と同様な非円弧状の形態とすることもできる。

Ａ配管部材
ｂ１第１の延設部と曲げ部との境界部分
１管体部
２フランジ部
１１先端部（管体部の）
２０曲げ部
２１延設部
２１Ａ第１の延設部
２１Ｂ第２の延設部
２１０一部分（第２の延設部の）

Claims

管体部と、この管体部の先端部に連設されたフランジ部とを備えており、
このフランジ部は、前記管体部の先端部からその後方に向けて反り返った曲げ部と、この曲げ部の外周縁から前記管体部の半径方向外方に広がった延設部と、を備えている、配管部材であって、
前記延設部として、前記曲げ部の外周縁に一端が繋がった第１の延設部と、この第１の延設部の他端に繋がった第２の延設部とを備え、かつこれら第１および第２の延設部は、偏平な２つ折り状に形成されていることにより、互いに接触して重なり合っており、
前記第２の延設部の一部分は、前記第１の延設部と前記曲げ部との境界部分を超えて前記曲げ部寄りに延び、かつ前記曲げ部の少なくとも一部に接触して重なっていることを特徴としている、配管部材。
前記曲げ部は、前記管体部の軸長方向における断面形状が、一定の曲率半径で湾曲した円弧状である、請求項１に記載の配管部材。