JP5778405B2 - せん孔カッタ、それを備える分岐継手およびせん孔カッタの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、せん孔カッタ、それを備える分岐継手およびせん孔カッタの製造方法に関し、特にたとえば、合成樹脂製の配管を分岐するための分岐継手に用いられる、せん孔カッタ、それを備える分岐継手およびせん孔カッタの製造方法に関する。

従来、合成樹脂製の水道管やガス管などの配管に対して、配管内を通る流体を停止することなく分岐管を接続するための方法として、ＥＦサドル継手（ＥＦ：エレクトロフュージョン）を用いる方法が知られている。ＥＦサドル継手は、配管の外面に融着されるサドル部と、サドル部から突出する第１筒部と、第１筒部から側方に突出する第２筒部とを有し、第１筒部内には、軸方向に移動可能なせん孔カッタが装着される。配管に分岐管を接続する際には、サドル部内に埋設した電熱線に通電してサドル部内面と配管外面とを融着接合した後、せん孔カッタを用いて配管をせん孔する。

上述のようなＥＦサドル継手に用いられるせん孔カッタの一例が特許文献１に開示される。特許文献１のせん孔カッタは、ＳＵＳ４２０製のカッタ本体と真鍮製の工具装着本体（ネジ本体）とを備えており、これらカッタ本体と工具装着本体とは、ネジ構造を利用して一体化される。特許文献１の技術によれば、素材単価が低い真鍮によって工具装着本体を形成するので、せん孔カッタを廉価に製造できる。
特開平１１−２２１７９９号公報 [Ｂ２６Ｆ １／００]

しかしながら、特許文献１の技術では、ステンレス鋼や真鍮という比重の大きい金属を用いてせん孔カッタを形成しているので、せん孔カッタ自体、延いてはそれを備える分岐継手の重量が大きくなってしまう。このため、特許文献１のせん孔カッタおよびＥＦサドル継手（分岐継手）は、運搬および取扱いが不便であり、施工性が悪いという問題が残る。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、せん孔カッタ、それを備える分岐継手およびせん孔カッタの製造方法を提供することである。

この発明の他の目的は、施工性に優れる、せん孔カッタ、それを備える分岐継手およびせん孔カッタの製造方法を提供することである。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、合成樹脂製の配管を分岐するための分岐継手に用いられるせん孔カッタであって、円筒状に形成される金属製のカッタ本体と、円柱状または円筒状に形成されてカッタ本体の上部がその壁内に埋め込まれる合成樹脂製のネジ本体とを備え、カッタ本体の上部にインサート成形を行うことによって、ネジ本体の壁内にカッタ本体の上部が埋め込まれ、カッタ本体は、下端部に形成される刃部、およびネジ本体の壁内に埋め込まれる位置に形成される第１係合部を有し、ネジ本体は、外面に形成され、分岐継手の第１筒部の内面に形成される雌ネジ部と螺合する雄ネジ部、上端部に形成される回転工具係合部、および第１係合部と係合してカッタ本体のネジ本体に対する軸方向の動きを規制する第２係合部を有し、さらに、ネジ本体は、カッタ本体の上部の外面側を覆う被覆部分と、カッタ本体の上部の内面側を埋める充填部分とを有して、被覆部分と充填部分とによってカッタ本体の上部を挟み込み、被覆部分の外面に雄ネジ部が形成され、さらに、カッタ本体のネジ本体に対する周方向の動きを規制する固定部を備え、固定部は、カッタ本体の上部であってかつ回転工具係合部の高さ範囲内の位置に形成される複数の貫通孔と、ネジ本体に形成され、複数の貫通孔のそれぞれを通って被覆部分と充填部分とを連結して一体化する複数の連結突起とによって構成され、カッタ本体とネジ本体とは固定部によって相対回転不可に固定される、せん孔カッタである。

第１の発明では、せん孔カッタ（１０）は、たとえばＥＦサドル継手（１２）の第１筒部（２２）に設けられるものであり、合成樹脂製の水道管やガス管などの配管（１００）を分岐する際に、配管をせん孔するために用いられる。せん孔カッタは、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属によって形成される円筒状のカッタ本体（４０）と、ポリアセタール等の合成樹脂によって形成されるネジ本体（４２）とを備える。カッタ本体の下端部には、刃部（４４）が形成され、カッタ本体の上部には、環状溝（４８）や貫通孔（６４）等である第１係合部が形成される。ネジ本体は、第１係合部を含むカッタ本体の上部をインサート成形によってその壁内に埋め込むように、円柱状または円筒状に形成される。つまり、ネジ本体は、カッタ本体の上部の外面側を覆う被覆部分と、カッタ本体の上部の内面側を埋める充填部分とを有して、その被覆部分と充填部分とによってカッタ本体の上部を挟み込んでいる。ネジ本体の被覆部分の外面には、ＥＦサドル継手の第１筒部の内面に形成される雌ネジ部（３２）と螺合する雄ネジ部（５０）が形成され、ネジ本体の上端部には、六角穴などである回転工具係合部（５２）が形成される。また、ネジ本体には、第１係合部に係合する環状突起（５６）や連結突起（６６）等である第２係合部が形成される。カッタ本体のネジ本体に対する軸方向の動きは、第１係合部と第２係合部との係合によって規制され、ネジ本体からのカッタ本体の抜け落ちが防止される。さらに、せん孔カッタは、カッタ本体のネジ本体に対する周方向の動きを規制する固定部を備える。固定部は、カッタ本体の上部であってかつ回転工具係合部の高さ範囲内の位置に形成される複数の貫通孔と、ネジ本体に形成され、複数の貫通孔のそれぞれを通って被覆部分と充填部分とを連結して一体化する複数の連結突起とによって構成される。この固定部によって、カッタ本体とネジ本体とは相対回転不可に固定される。なお、固定部として機能する部分は、第１係合部および第２係合部として機能する部分と同じ部分であってもよいし、別の部分であってもよい。

第１の発明によれば、金属と比較して比重の小さい合成樹脂によってネジ本体を形成するので、せん孔カッタを軽量化できる。したがって、せん孔カッタおよびＥＦサドル継手の運搬および取扱いが容易となり、施工性が向上する。

第２の発明は、合成樹脂製の配管を分岐するための分岐継手に用いられるせん孔カッタであって、円筒状に形成される金属製のカッタ本体と、円柱状または円筒状に形成されてカッタ本体の上部がその壁内に埋め込まれる合成樹脂製のネジ本体とを備え、カッタ本体は、下端部に形成される刃部、およびネジ本体の壁内に埋め込まれる位置に形成される第１係合部を有し、ネジ本体は、外面に形成され、分岐継手の第１筒部の内面に形成される雌ネジ部と螺合する雄ネジ部、上端部に形成される回転工具係合部、および第１係合部と係合してカッタ本体のネジ本体に対する軸方向の動きを規制する第２係合部を有し、さらに、カッタ本体とネジ本体との周方向の相対回転を規制する回転係止部を備え、カッタ本体と配管との摩擦による負荷が所定値より大きくなったときに、回転係止部が機能破壊してカッタ本体とネジ本体とが相対回転可能となる、せん孔カッタである。

第２の発明では、カッタ本体（４０）とネジ本体（４２）との周方向の相対回転を規制する回転係止部（６８，７０，７６，８０）を備える。回転係止部は、せん孔時にかかる負荷が所定値以下のときは、ネジ本体とカッタ本体との相対回転を規制する一方で、せん孔時にかかる負荷が所定値より大きくなると、相対回転の規制を解除する。すなわち、せん孔カッタ（１０）は、カッタ本体と配管（１００）との間の摩擦力が小さいせん孔の初期段階では、軟らかい合成樹脂を切断し易い回転切りを行い、カッタ本体と配管との間の摩擦力が大きくなると、せん孔時のトルクが小さくなる押し切りを行う。
第２の発明によれば、回転切りと押し切りとを併用するので、効率良く配管をせん孔でき、より施工性に優れるようになる。また、せん孔負荷を小さくできるので、ＳＵＳ等の金属と比較して機械的強度または硬度が劣る合成樹脂を用いてネジ本体を形成しても、ネジ本体の破損を確実に防止できる。

第３の発明は、第２の発明に従属し、回転係止部は、カッタ本体に形成される貫通孔または窪み穴である第１回転係止部と、ネジ本体に形成されて第１回転係止部と係合する第２回転係止部とを含み、カッタ本体と配管との摩擦による負荷が所定値より大きくなったときに、第２回転係止部のせん断または潰れにより、カッタ本体とネジ本体とが相対回転可能となる。

第３の発明では、カッタ本体（４０）には、貫通孔（６８）または窪み穴である第１回転係止部が形成され、ネジ本体（４２）には、第１回転係止部に嵌り合う小連結突起（７０）または小突起などである第２回転係止部が形成される。第１回転係止部および第２回転係止部は、せん孔時にかかる負荷が所定値以下のときは、ネジ本体とカッタ本体との相対回転を規制する。一方で、せん孔時にかかる負荷が所定値をより大きくなると、第２回転係止部がせん断または潰されて、カッタ本体とネジ本体とが相対回転可能となる。

第４の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明のせん孔カッタを備える、分岐継手である。

第４の発明では、分岐継手は、たとえばＥＦサドル継手（１２）であって、サドル部（２０）、第１筒部（２２）および第２筒部（２４）などを備え、合成樹脂製の配管（１００）の外面から分岐管（１０２）を取り出す際に使用される。そして、第１筒部の内部には、第１ないし第３のいずれかの発明のせん孔カッタ（１０）が、内面に形成される雌ネジ部（３２）を介して軸方向に移動可能に設けられる。したがって、第４の発明によれば、第１ないし第３のいずれかの発明と同様の作用効果を奏する。

また、配管のせん孔前に予め、またはせん孔途中に、カッタ本体とネジ本体とが相対回転可能となるようにしておけば、配管のせん孔時にカッタ本体と配管との間に生じる摩擦力を小さくでき、せん孔負荷を小さくできる。したがって、小さい力で容易に配管をせん孔でき、より施工性に優れるようになる。また、せん孔負荷を小さくできるので、ＳＵＳ等の金属と比較して機械的強度または硬度が劣る合成樹脂を用いてネジ本体を形成しても、ネジ本体の破損を確実に防止できる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う後述の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の一実施例のせん孔カッタを備えるＥＦサドル継手を配管に取り付けるときの様子を示す断面図である。 この発明のせん孔カッタの一実施例を示す図解図である。 図２のせん孔カッタによって配管（本管）をせん孔するときの様子を示す断面図である。 図２のせん孔カッタを備えるＥＦサドル継手を介して配管と分岐管とが接続された後の様子を示す断面図である。 この発明のせん孔カッタの他の実施例を示す図解図である。 この発明のせん孔カッタのさらに他の実施例を示す図解図である。 この発明のせん孔カッタのさらに他の実施例を示す図解図である。 この発明のさらに他の実施例のせん孔カッタが備えるカッタ本体の側面を示す図解図である。

図１を参照して、この発明の一実施例であるせん孔カッタ１０は、ＥＦ（エレクトロフュージョン）サドル継手１２などの分岐継手に設けられる。そして、ポリエチレン等の熱融着可能な合成樹脂によって形成される水道管やガス管などの配管１００に対して、分岐継手（この実施例ではＥＦサドル継手１２）を介して分岐管１０２を接続する際に、配管１００をせん孔して分岐孔１０４を形成する。

ＥＦサドル継手１２は、配管１００の外面から分岐管１０２を取り出す際に使用される継手であり、配管１００と同種の合成樹脂によって一体的に形成される、サドル部２０、第１筒部２２および第２筒部２４などを備える。サドル部２０は、配管１２の外面と略同一形状の内面を有する半円筒状に形成され、その内部には電熱線（図示せず）が埋設される。第１筒部２２は、サドル部２０の外面から突出する円筒状に形成され、この第１筒部２２の外面には、側方に突出する第２筒部２４が形成される。また、第１筒部２２の外面上部には、雄ネジ部２６が形成され、この雄ネジ部２６の上方には、ゴム輪２８を装着するためのゴム輪溝３０が形成される。さらに、第１筒部２２の内面には、その全体に亘って雌ねじ部３２が形成され、第１筒部２２の内部には、せん孔カッタ１０が雌ねじ部３２を介して軸方向に移動可能に設けられる。

図２を参照して、せん孔カッタ１０は、金属製のカッタ本体４０および合成樹脂製のネジ本体４２を含む。カッタ本体４０およびネジ本体４２は、詳細は後述するように、インサート成形等によって一体化される。

図２(ｂ)に示すように、カッタ本体４０は、ステンレス鋼（たとえばＳＵＳ３０４）等の金属によって円筒状に形成される。カッタ本体４０の大きさは、配管１００や分岐管１０２の大きさ等に応じて適宜設定され、この実施例では、軸方向長さが７５ｍｍであり、外径が４１ｍｍである。カッタ本体４０の先端には、下方に向かって鋭利となる刃部４４が形成される。刃部４４の先端角は、たとえば３０−６０°である。なお、刃部４４は、内面側または外面側の片方がテーパとなる片刃であってもよいし、両方がテーパとなる両刃であってもよい。また、カッタ本体４０下部の内面には、螺旋状に延びる断面三角形状の小突起４６が形成される。この小突起４６は、配管１００をせん孔した際の切取り片１０６（図４参照）を、カッタ本体４０内部に確実に保持しておくための係合部として機能する。

また、カッタ本体４０の上部は、下部と比較して少し厚肉とされ、カッタ本体４０上部の外面には、周方向全周に亘って延びる１または複数の環状溝４８が形成される。環状溝４８は、後述するネジ本体４２の環状突起（第２係合部）５６と係合し、カッタ本体４０のネジ本体４２に対する軸方向の動きを規制する第１係合部として機能する。環状溝４８の数および大きさは、第１係合部としての機能を有する範囲において特に限定されないが、この実施例では、肉厚が１．２５ｍｍのカッタ本体４０の管壁に対して、幅３ｍｍおよび深さ０．７５ｍｍの大きさを有する、３つの環状溝４８を形成している。

図２(ａ)に示すように、ネジ本体４２は、円柱状または円筒状に形成され、上述の環状溝４８を含むカッタ本体４０の上部は、ネジ本体４２の壁内部に埋め込まれる。ネジ本体４２は、合成樹脂製であるが、具体的には、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、およびガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の繊維強化プラスチック等の、配管１００のせん孔時にかかる負荷に耐え得る機械的強度または硬度を有する合成樹脂によって形成される。この実施例では、材料コストや成形性なども考慮して、ＰＯＭによってネジ本体４２を形成している。

ネジ本体４２の外面には、ＥＦサドル継手１２の第１筒部２２の内面に形成される雌ネジ部３２と螺合する雄ネジ部５０が形成される。また、ネジ本体４２の上端部には、回転工具と係合する六角穴などの回転工具係合部５２が形成される。回転工具を用いてネジ本体４２を回転させると、せん孔カッタ１０は、雌ネジ部３２と雄ネジ部５０との螺合によって第１筒部２２内を軸方向に移動する。つまり、第１筒部２２内において、せん孔カッタ１０の軸方向位置は自由に調整できる。また、ネジ本体４２には、回転工具係合部５２から軸方向に沿って延びる貫通孔５４が形成され、配管１００のせん孔時には、この貫通孔５４を介して配管１００の状態などを確認できる。

また、ネジ本体４２には、カッタ本体４０の環状溝４８に嵌まり合う環状突起５６が形成される。この環状突起５６は、上述のように、カッタ本体４０の環状溝（第１係合部）４８と係合して、カッタ本体４０のネジ本体４２に対する軸方向の動きを規制する第２係合部として機能する。この実施例では、環状溝４８と環状突起５６との係合によって、カッタ本体４０のネジ本体４２に対する軸方向の動きを規制する、つまりネジ本体４２からのカッタ本体４０の抜けを防止するので、配管１００のせん孔後に、せん孔カッタ１０を第１筒部２２上部に引き上げても、カッタ本体４０が抜け落ちてしまうことがない。

このようなせん孔カッタ１０を製造する方法としては、インサート成形を用いるとよい。具体的には、切削加工などを利用して刃部４４や環状溝４８などを有するカッタ本体４０を製作した後、そのカッタ本体４０を金型内の所定位置にセットする。そして、金型内の射出室に合成樹脂を充填してインサート成形を行うことによって、雄ネジ部５０、回転工具係合部５２および環状突起５６などを有し、カッタ本体４０の上部を覆うネジ本体４２を形成する。このようにして、カッタ本体４０の上部がネジ本体４２の壁内に埋め込まれて一体化された、せん孔カッタ１０が製造される。

ここで、通常、インサート成形品における金属と合成樹脂との界面は、化学的な結合がないことから機械的強度が小さくなる上、合成樹脂の成形収縮の影響もあるので、剥離し易いものとなる。すなわち、この実施例におけるカッタ本体４０とネジ本体４２との界面（接触部分）は、剥離し易い。このため、上述のインサート成形を利用して製造したせん孔カッタ１０において、カッタ本体４０を固定した状態でネジ本体４２に対して少し回転力（捻り）を加えると、カッタ本体４０とネジ本体４２との界面が剥離して、カッタ本体４０とネジ本体４２とが周方向に相対回転可能となる。

言い換えると、この実施例では、従来のインサート成形品では弱点となる可能性があった、金属と合成樹脂との界面の剥離し易さを利用することによって、カッタ本体４０に対してネジ本体４２が周方向に相対回転可能（空回り可能）となるようにしている。

このようなせん孔カッタ１０は、上述のように、ＥＦサドル継手１２の第１筒部２２内に装着され、ＥＦサドル継手１２を介して配管１００に分岐管１０２を接続する際に、配管１００に分岐孔１０４を形成するために用いられる。以下、図１、３および４を参照して、せん孔カッタ１０を備えるＥＦサドル継手１２を用いて、配管１００に分岐を設ける方法について説明する。なお、配管１００の分岐は、配管１００内を通る流体を停止することなく行うことができる。

配管１００に分岐を設ける際には、先ず、図１に示すように、配管１００の所望位置にＥＦサドル継手１２を載置し、クランプ等の固定具（図示せず）を用いて、配管１００外面とサドル部２０内面とが密着するように固定する。そして、サドル部２０内に埋設した電熱線に通電して発熱させ、配管１００外面とサドル部２０内面とを融着接合する。また、第２筒部２４には、分岐管１０２を接続する。

次に、回動工具（図示せず）の端部を回動工具係合部５２に挿し込む。そして、回動工具によってネジ本体４２を回転させることにより、せん孔カッタ１０を下方向に螺進させ、図３に示すように、カッタ本体４０の刃部４４によって配管１００をせん孔していく。この際、カッタ本体４０に対してネジ本体４２が相対回転可能となっていることから、刃部４４が配管１００の管壁に食い込んだときには、カッタ本体４０は回転することなくネジ本体４２に押されてそのまま下方向に進み、配管１００の管壁を押し切りする。

ここで、カッタ本体４０を回転させて配管１００の管壁を切断する、つまり回転切りを行うと、カッタ本体４０下端部の配管１００管壁への食い込み深さが大きくなるに従い、カッタ本体４０と配管１００との間に大きな摩擦力が生じるようになるので、せん孔負荷が大きくなってしまう。しかし、この実施例のように、配管１００の管壁を押し切りすることにより、カッタ本体４０と配管１００との間の摩擦力を小さくできるので、せん孔負荷を小さくでき、小さい力で容易に配管１００をせん孔していくことができる。

カッタ本体４０の刃部４４が配管１００内面まで到達した後は、図４に示すように、回動工具によってネジ本体４２を逆回転させることにより、せん孔カッタ１０を上方向に螺進させる。この際、カッタ本体４０の環状溝４８とネジ本体４２の環状突起５６との係合によって、ネジ本体４２からのカッタ本体４０の抜け落ちは、確実に防止される。また、配管１００の管壁から分離した切取り片１０６は、カッタ本体４０内部に形成された小突起４６に係合して、カッタ本体４０内部に確実に保持され、配管１００には分岐孔１０４が形成される。

その後、せん孔カッタ１０を第１筒部２２の最上部まで移動させると、分岐孔１０４、第１筒部２２および第２筒部２４を介して配管１００内と分岐管１０２内とが連通し、配管１００内を流れる流体が分岐管１０２内に供給されるようになる。また、第１筒部２２の上部は、ゴム輪２８を介してキャップ１０８を装着することによって密閉しておく。

この実施例によれば、金属と比較して比重の小さい合成樹脂によってネジ本体４２を形成したので、せん孔カッタ１０を軽量化できる。したがって、せん孔カッタ１０およびＥＦサドル継手１２の運搬および取扱いが容易となり、施工性に優れるようになる。

たとえば、その全体がＳＵＳ等の金属で形成される従来のせん孔カッタでは、実施例サイズのもので約６００ｇの重量であるのに対して、ネジ本体４２が合成樹脂で形成されるこの実施例のせん孔カッタ１０は、その重量は約１５０ｇであり、かなりの軽量化を図ることができる。

また、カッタ本体４０とネジ本体４２とを相対回転可能としたので、配管１００のせん孔時に、カッタ本体４０は回転することなく配管１００の管壁を押し切りするようになり、カッタ本体４０と配管１００との間の摩擦力を小さくできる。すなわち、せん孔負荷を小さくでき、小さい力で容易に配管１００をせん孔することができるので、施工性に優れる。また、せん孔負荷が小さくなる、つまりせん孔時にネジ本体４２にかかる負荷が小さくなるので、ＳＵＳ等の金属と比較して、機械的強度または硬度が劣る合成樹脂を用いてネジ本体４２を形成しても、ネジ本体４２の破損を確実に防ぐことができる。

また、カッタ本体４０の上部に環状溝４８を形成し、その上部をネジ本体４２の壁内に埋め込むようにインサート成形するという製造方法を採用することによって、簡易な構造で、カッタ本体４０のネジ本体４２に対する軸方向の動きを規制（つまり抜けを防止）しつつ、カッタ本体４０とネジ本体４２とが相対回転可能（つまり空回り可能）な、せん孔カッタ１０を容易かつ安価に製造できる。

なお、上述の実施例では、ＥＦサドル継手１２の第１筒部２２内にせん孔カッタ１０を装着する前に、回転力を加えてカッタ本体４０とネジ本体４２との界面を剥離させておくことによって、カッタ本体４０に対してネジ本体４２を予め相対回転可能にしておくようにした。しかし、カッタ本体４０とネジ本体４２との界面を剥離させない状態で、せん孔カッタ１０を第１筒部２２内に装着することもできる。予め相対回転可能にしておかない場合であっても、せん孔時の回転負荷が大きくなれば、カッタ本体４０とネジ本体４２との界面が自動的に剥離して相対回転可能となり、同様の作用効果を奏するからである。

また、上述の実施例では、第１係合部としてカッタ本体４０に環状溝４８を形成するようにしたが、図５に示すように、第１係合部は、周方向全周に延びる１または複数の環状突起６０であってもよい（図５では内面に形成される１つの環状突起６０を示している）。この場合、ネジ本体４２には、環状突起６０と係合する環状溝（第２係合部）６２が形成され、環状突起６０と環状溝６２との係合によって、カッタ本体４０のネジ本体４２に対する軸方向の動きを規制しつつ、カッタ本体４０とネジ本体４２とが相対回転可能とされる。なお、環状溝４８および環状突起６０の双方をカッタ本体４０に形成して第１係合部として機能させ、それら第１係合部に対応する環状突起５６および環状溝６２の双方をネジ本体４２に形成して第２係合部として機能させることもできる。また、環状溝４８や環状突起６０は、カッタ本体４０の内面および外面のいずれか一方に形成してもよいし、カッタ本体４０の内面および外面の双方に形成してもよい。

さらに、上述の実施例では、カッタ本体４０とネジ本体４２とを相対回転可能に一体化するようにしたが、カッタ本体４０とネジ部４２とを相対回転不可に固定するようにしてもよい。たとえば、図６に示す実施例では、カッタ本体４０の管壁には、１または複数の貫通孔６４が形成され、ネジ本体４２には、各貫通孔６４を通ってその内壁と外壁とを連結する連結突起６６が形成される。この場合、貫通孔６４および連結突起６６は、カッタ本体４０のネジ本体４２に対する軸方向の動きを規制する第１係合部および第２係合部として機能すると共に、カッタ本体４０とネジ部４２とを相対回転不可に固定する固定部として機能する。

貫通孔６４の形、大きさ、数および配置などは特に限定されないが、この実施例では、周方向に間隔をあけて並ぶ６つの円形の貫通孔６４がカッタ本体４０の管壁に形成される。貫通孔６４の径は、たとえば５ｍｍである。なお、貫通孔６４の代わりに、または貫通孔６４と共に、カッタ本体４０の管壁に窪み穴や突起を形成することによって、カッタ本体４０とネジ本体４２とを相対回転不可に固定することもできる。また、固定部として機能する部分は、第１係合部および第２係合部として機能する部分と別に設けることもできる。ただし、カッタ本体４０とネジ本体４２とを相対回転不可に固定すると、せん孔時において、カッタ本体４０と配管１００との間の摩擦力が大きくなり、ネジ本体４２にかかる負荷も大きくなるので、ネジ本体４２の破損を防止するため、繊維強化プラスチック等の機械的強度または硬度により優れる合成樹脂によってネジ本体４２を形成することが好ましい。

さらにまた、カッタ本体４０のネジ本体４２に対する軸方向の動きを規制しつつ、カッタ本体４０とネジ本体４２とを相対回転可能とする第１係合部および第２係合部に加えて、カッタ本体４０およびネジ部４２に対して、回転係止部を形成することもできる。回転係止部は、カッタ本体４０とネジ本体４２との周方向の相対回転を規制するものであるが、カッタ本体４０と配管１００との摩擦による負荷が所定値より大きくなったときに、機能破壊する、つまり相対回転の規制を解除するものである。

たとえば、図７に示すこの発明の他の実施例であるせん孔カッタ１０では、カッタ本体４０およびネジ部４２に形成される環状溝４８および環状突起５６に加えて、カッタ本体４０の管壁には、１または複数の小貫通孔（第１回転係止部）６８が形成され、ネジ本体４２には、各小貫通孔６８を通ってその内壁と外壁とを連結する小連結突起（第２回転係止部）７０が形成される。この際、小貫通孔６８および小連結突起７０の形、大きさ、数および配置などは、せん孔時におけるカッタ本体４０と配管１００との摩擦による負荷が所定値より大きくなると、小連結突起７０がせん断されて、カッタ本体４０とネジ本体４２とが相対回転可能となるように設定される。すなわち、図７に示すせん孔カッタ１０では、せん孔時にかかる負荷が所定値以下のときは、小貫通孔６８および小連結突起７０が係合して、カッタ本体４０とネジ部４２とが相対回転不可に固定され、せん孔時にかかる負荷が所定値をより大きくなると、小連結突起７０がせん断されて、カッタ本体４０とネジ本体４２とが相対回転可能となる。この所定値は、せん孔時のトルクを考慮して設定され、少なくとも、せん孔時にネジ本体４２が破損されない範囲の値とされる。たとえば、図７に示すせん孔カッタ１０では、カッタ本体４０には、１ｍｍの径を有する断面円形の２つの小貫通孔６８が形成される。

図７に示すせん孔カッタ１０を製造する場合にも、図２に示すせん孔カッタ１０と同様に、インサート成形を用いるとよい。すなわち、切削加工などを利用して刃部４４、環状溝４８および小貫通孔６８などを有するカッタ本体４０を製作した後、そのカッタ本体４０を金型内の所定位置にセットする。そして、金型内の射出室に合成樹脂を充填してインサート成形を行うことによって、雄ネジ部５０、回転工具係合部５２、環状突起５６および小連結突起７０などを有し、カッタ本体４０の上部を覆うネジ本体４２を形成するとよい。

図７に示すせん孔カッタ１０を用いて配管１００をせん孔すると、せん孔の初期段階では、小貫通孔６８と小連結突起７０との係合によってカッタ本体４０とネジ部４２とが相対回転不可に固定されていることから、カッタ本体４０は、回転しながら配管１００の管壁を切断する（つまり回転切りを行う）。そして、カッタ本体４０下端部の配管１００管壁への食い込み深さが大きくなって、カッタ本体４０と配管１００との摩擦による負荷が所定値より大きくなった段階では、小連結突起７０がせん断されて、カッタ本体４０とネジ本体４２とが相対回転可能となることから、カッタ本体４０は回転することなくネジ本体４２に押されてそのまま下方向に進み、配管１００の管壁を押し切りする。

ここで、ポリエチレン等の比較的軟らかい合成樹脂によって形成される配管１００をせん孔する場合、カッタ本体４０で押し切りを行うと、配管１００の管壁が少し伸びるような状態になるので、カッタ本体４０で回転切りを行う方が、配管１００の管壁を切断し易い。しかしながら、上述のように、カッタ本体４０の配管１００への食い込み深さが大きくなると、カッタ本体４０と配管１００との間に大きな摩擦力が生じるようになるので、カッタ本体４０で押し切りを行う方が、せん孔時のトルクは小さくなる。したがって、図７に示す実施例のように、カッタ本体４０と配管１００との間の摩擦力が小さいせん孔の初期段階では回転切りを行い、カッタ本体４０と配管１００との間の摩擦力が大きくなると押し切りを行う、つまり、回転切りと押し切りとを併用することによって、より効率良く配管１００のせん孔を行うことができるようになる。なお、せん断された小連結突起７０は、そのまま小貫通孔６８に保持されるので、配管１００や分岐管１０２の内部に混入することはない。

図７に示す実施例によれば、配管１００のせん孔時に、回転切りと押し切りとを併用するので、より効率良く配管１００のせん孔を行うことができ、施工性をより向上させることができる。

また、カッタ本体４０の上部に環状溝４８および小貫通孔６８を形成し、その上部をネジ本体４２の壁内に埋め込むようにインサート成形するという製造方法を採用することによって、簡易な構造で、回転負荷が所定値より大きくなったときにカッタ本体４０とネジ本体４２とが相対回転可能となる、せん孔カッタ１０を容易かつ安価に製造できる。

なお、図７に示す実施例では、第１回転係止部として小貫通孔６８を形成したが、第１回転係止部は、径方向または軸方向に形成される窪み穴でもよい。この場合、ネジ本体４２には、窪み穴に嵌り合う小突起が第２回転係止部として形成され、せん孔時にかかる負荷が所定値をより大きくなったときには、小突起のせん断または潰れによって、カッタ本体とネジ本体とが相対回転可能となる。また、第１回転係止部は、図８(ａ)に示すように、環状溝７２の側壁や環状突起７４等に形成される切欠き７６であってもよいし、図８(ｂ)に示すように、環状溝７８の溝幅を変化させることによって形成される幅広部８０であってもよい。これらの場合にも、ネジ本体４２には、切欠き７６や幅広部８０に嵌り合う第２回転係止部が形成され、せん孔時にかかる負荷が所定値をより大きくなったときには、第２回転係止部のせん断または潰れによって、カッタ本体４０とネジ本体４２とが相対回転可能となる。

さらにまた、上述のような回転切りと押し切りとを併用する効果は、図２や図５に示す実施例において、カッタ本体４０とネジ本体４２との界面を剥離させない状態で、せん孔カッタ１０を第１筒部２２内に装着する場合にも発揮される。この場合には、剥離前のカッタ本体４０とネジ本体４２との界面部分が回転係止部として機能する。なお、界面の剥離強度（界面を剥離するために必要な力）は、界面の面積を変更すること等によって適宜調整するとよい。

また、上述の各実施例では、せん孔カッタ１０をＥＦサドル継手１２に用いるようにしたが、せん孔カッタ１０は、ＥＦサドル継手１２以外の分岐継手に用いることもできる。

なお、上で挙げた寸法などの具体的数値はいずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

１０ …せん孔カッタ
１２ …ＥＦサドル継手
２０ …サドル部
２２ …第１筒部
２４ …第２筒部
４０ …カッタ本体
４２ …ネジ本体
４４ …刃部
４８ …環状溝（第１係合部）
５０ …雄ネジ部
５２ …回転工具係合部
５６ …環状突起（第２係合部）
６０ …環状突起（第１係合部）
６２ …環状溝（第２係合部）
６４ …貫通孔（第１係合部，固定部）
６６ …連結突起（第２係合部，固定部）
６８ …小貫通孔（第１回転係止部）
７０ …小連結突起（第２回転係止部）
７６ …切欠き（第１回転係止部）
８０ …環状溝の幅広部（第１回転係止部）
１００ …配管

Claims (4)

1. 合成樹脂製の配管を分岐するための分岐継手に用いられるせん孔カッタであって、
   円筒状に形成される金属製のカッタ本体と、円柱状または円筒状に形成されて前記カッタ本体の上部がその壁内に埋め込まれる合成樹脂製のネジ本体とを備え、
   前記カッタ本体の上部にインサート成形を行うことによって、前記ネジ本体の壁内に前記カッタ本体の上部が埋め込まれ、
   前記カッタ本体は、
   下端部に形成される刃部、および
   前記ネジ本体の壁内に埋め込まれる位置に形成される第１係合部を有し、
   前記ネジ本体は、
   外面に形成され、前記分岐継手の第１筒部の内面に形成される雌ネジ部と螺合する雄ネジ部、
   上端部に形成される回転工具係合部、および
   前記第１係合部と係合して前記カッタ本体の前記ネジ本体に対する軸方向の動きを規制する第２係合部を有し、さらに、
   前記ネジ本体は、
   前記カッタ本体の上部の外面側を覆う被覆部分と、前記カッタ本体の上部の内面側を埋める充填部分とを有して、前記被覆部分と前記充填部分とによって前記カッタ本体の上部を挟み込み、
   前記被覆部分の外面に前記雄ネジ部が形成され、さらに、
   前記カッタ本体の前記ネジ本体に対する周方向の動きを規制する固定部を備え、
   前記固定部は、前記カッタ本体の上部であってかつ前記回転工具係合部の高さ範囲内の位置に形成される複数の貫通孔と、前記ネジ本体に形成され、前記複数の貫通孔のそれぞれを通って前記被覆部分と前記充填部分とを連結して一体化する複数の連結突起とによって構成され、
   前記カッタ本体と前記ネジ本体とは前記固定部によって相対回転不可に固定される、せん孔カッタ。
2. 合成樹脂製の配管を分岐するための分岐継手に用いられるせん孔カッタであって、
   円筒状に形成される金属製のカッタ本体と、円柱状または円筒状に形成されて前記カッタ本体の上部がその壁内に埋め込まれる合成樹脂製のネジ本体とを備え、
   前記カッタ本体は、
   下端部に形成される刃部、および
   前記ネジ本体の壁内に埋め込まれる位置に形成される第１係合部を有し、
   前記ネジ本体は、
   外面に形成され、前記分岐継手の第１筒部の内面に形成される雌ネジ部と螺合する雄ネジ部、
   上端部に形成される回転工具係合部、および
   前記第１係合部と係合して前記カッタ本体の前記ネジ本体に対する軸方向の動きを規制する第２係合部を有し、さらに、
   前記カッタ本体と前記ネジ本体との周方向の相対回転を規制する回転係止部を備え、
   前記カッタ本体と前記配管との摩擦による負荷が所定値より大きくなったときに、前記回転係止部が機能破壊して前記カッタ本体と前記ネジ本体とが相対回転可能となる、せん孔カッタ。
3. 前記回転係止部は、前記カッタ本体に形成される貫通孔または窪み穴である第１回転係止部と、前記ネジ本体に形成されて前記第１回転係止部と係合する第２回転係止部とを含み、
   前記カッタ本体と前記配管との摩擦による負荷が所定値より大きくなったときに、前記第２回転係止部のせん断または潰れにより、前記カッタ本体と前記ネジ本体とが相対回転可能となる、請求項２記載のせん孔カッタ。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のせん孔カッタを備える、分岐継手。

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