JP6071532B2

JP6071532B2 - 管継手

Info

Publication number: JP6071532B2
Application number: JP2012281365A
Authority: JP
Inventors: 秋能桜田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2032-12-25
Also published as: JP2014126068A

Description

本発明は管継手に関する。

従来から、ワンタッチ操作で接続可能な管継手が使用されており、このような管継手は、複数の部材を組み付けることにより形成されている。例えば、特許文献１の管継手では、継手基体の外側に樹脂カラーを組み付けてパイプを挿入する空間を構成している。このように組付けにより構成されている場合、軸方向における両部材の抜けを防止するために、係合部分が形成される。例えば、特許文献１では、継手基体に形成された突起部と樹脂カラーに形成された圧入部と係合させている。

上記構成を採用する場合、通水時に係合部分へ応力が集中することから、特に、樹脂製のカラーへ過大な負荷がかかることがある。

特開２０１２−２２５３８４号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、通水時に係合部分へ過大な負荷がかかることを抑制することの可能な管継手を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の管継手は、筒状とされ、内周に流体流路が形成された内筒部材と、筒状とされ、前記内筒部材の外周に配置されて前記内筒部材との間に管体を挿入する挿入空間を形成する挿入部と、管体の差し込み方向奥側に形成され前記挿入部よりも内径が小径で管体の差し込み方向手前側に係合面の形成された係合端部と、を有する外筒部材と、前記内筒部材の外周の前記係合端部よりも管体の差し込み方向手前側に形成され、前記係合端部の内径よりも外径が大径とされて前記係合端部と係合され、前記係合面と向き合う立上面が径方向に対して径方向外側へ向かうに従って管体の差し込み手前側に傾斜した、突起部と、を備え、前記立上面は、管体の軸方向に沿った断面において、前記突起部の外側に中心を有する弧状とされている。

請求項１に記載の管継手では、内筒部材の外周の突起部と外筒部材の係合端部とが係合される。係合面と立上面とは互いに向き合って配置され、通水時には互いに押し合うように力が作用する。管継手の軸方向に押し合う力が大きくなると、係合端部や突起部へ過大な負荷がかかることがあるが、本発明では、立上面は径方向に対して径方向外側へ向かうに従って管体の差し込み手前側に傾斜しているので、前述の押し合う力は、管継手の軸方向と径方向に分力される。挿入部と係合端部とは径差を有しているので、径差により構成される変曲部分に応力が集中しやすいが、管継手の軸方向へ作用する力は、係合面と立上面とが管継手の径方向に向いて互いに押し合っている場合と比較して小さくなる。したがって、係合部分への負荷が小さくなり、係合部分への過大な負荷を抑制することができる。

また、立上面の径方向外側の傾斜が大きくなるので、突起部と係合端部との係合を外れ難くすることができる。

請求項２に記載の管継手は、前記立上面の曲率半径は、前記突起部の高さ以下であること、を特徴とする。

上記構成によれば、立上面の径方向外側部分について、径方向に近い傾斜とすることができ、突起部と係合端部との係合を外れ難くすることができる。

請求項３に記載の管継手は、前記立上面の径方向に対する傾斜角度は、８°〜４５°の範囲内であること、を特徴とする。

上記構成によれば、係合部分への過大な負荷を抑制することができると共に、突起部と係合端部との係合を外れ難くすることができる。

本発明に係る管継手によれば、通水時における突起部と係合端部との係合部分へ過大な負荷がかかることを抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る管継手の半裁断面図である。本発明の第１実施形態に係る管継手を分解した状態の半裁断面図である。本発明の第１実施形態に係る管継手の要部断面図である。本発明の第１実施形態に係る管継手の要部断面図（通水時）である。本発明の第２実施形態に係る管継手の要部断面図である。本発明の第２実施形態に係る管継手の要部断面図（通水時）である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明の第１実施形態に係る管継手１０の半裁断面図が示されている。管継手１０は、筒状の内筒部材１２、筒状の外筒部材１３、及び、筒状のスリーブ１４を備えている。図中、一点鎖線Ｓにより、管継手１０の軸方向が示されている。また、図１、２において、右側が管体５０を挿入する際の挿入手前側であり、左側が挿入奥側となる。

内筒部材１２は、筒状とされ、内側に流路４０が形成されている。内筒部材１２は、連結部２０、ナット部２２、内係合部２４、及び、挿入内側部２６を有している。連結部２０は、内筒部材１２の一端部に配置され、外周に雄ネジ２０Ｎが形成されている。当該雄ネジ２０Ｎに他の継手部材を螺合することにより連結が可能となっている。ナット部２２は、連結部２０から連続して一体的に形成されており、径方向外側に突出して外径が内筒部材１２の他の部分よりも大径となっている。

内係合部２４は、ナット部２２の連結部２０と逆側に形成されており、外周に外筒部材１３の後述する係合端部３０が係合される。内係合部２４のナット部２２から遠い側の端部には、突起部２８が形成されている。突起部２８は、内係合部２４の外面から径方向外側に高さＨ突出した環状とされている。突起部２８のナット部２２側には、図３に示されるように、立上面２９が形成されている。立上面２９の詳細については後述する。突起部２８の先端側は、テーパー形状とされている。

挿入内側部２６は、内係合部２４よりも外径が小径とされ、内係合部２４から延出形成されている。挿入内側部２６の外周には、Ｏリング用の溝２６Ａが２本形成されている。溝２６Ａには、Ｏリング２６Ｏが収納されている。挿入内側部２６の内係合部２４との間の段差部分には、奥壁２６Ｂが形成されている。

外筒部材１３は、係合端部３０及び挿入外側部３２を有している。係合端部３０は、外筒部材１３の一端側に形成され、内係合部２４と係合する。係合端部３０の内径は、内係合部２４の外径と同一か、やや大きく、且つ、突起部２８の外径よりも小さくなっている。挿入外側部３２は、係合端部３０から軸方向Ｓに延出形成されている。挿入外側部３２の内径は、係合端部３０の内径よりも大きく、さらに、突起部２８の外径よりもやや大きくなっている。

係合端部３０と挿入外側部３２の径差による段差部分（変曲部分）には、図３に示されるように、係合面３４が形成されている。また、係合面３４と挿入外側部３２の内周面との間には、角部３５が形成されている。挿入外側部３２の内周と挿入内側部２６の外周との間には、管体５０が挿入される挿入空間１８が形成されている。挿入外側部３２の外周には、スリーブ１４が取り付けられている。挿入外側部３２の先端は先細りの凸状とされている。

外筒部材１３の先端側で、スリーブ１４と挿入内側部２６の間には、ロックリング３６及び解放リング３８が配置されている。ロックリング３６は、環状で、断面が９０度回転した略Ｖ字形をなしている。ロックリング３６には、内周に爪部３６Ａが形成されている。爪部３６Ａが管体５０の外周に食い込むことにより、管体５０の抜けが防止されている。

スリーブ１４の内壁には、ロックリング３６の略Ｖ字形の外側面と当接可能なテーパー面１４Ａが形成されている。このテーパー面１４Ａは、挿入空間１８の入口１８Ａ側に向かって縮径するように形成されている。スリーブ１４の挿入手前側には、後述する解放リング３８を挿入する径部１４Ｃが形成されている。

スリーブ１４の内周側には、ロックリング３６よりも挿入空間１８の入口１８Ａ側に、管継手１０の軸方向Ｓに沿って移動可能な解放リング３８が内挿されている。この解放リング３８は、略筒状とされ、内周壁が挿入空間１８の一部を構成している。解放リング３８の挿入方向奥側外周には、周方向に突起３８Ａが形成されており、スリーブ１４の内周に形成された小径部１４Ｂに当接することで、スリーブ１４からの抜けが防止されている。突起３８Ａの先端部３８Ｂは先細りとなるテーパー形状とされ、ロックリング３６の径方向内側の外周面に沿って配置されている。解放リング３８を挿入奥側へ押し込むことにより、ロックリング３６も同方向へ移動させ、爪部３６Ａの管体５０への食い込みを解除して、管体５０を管継手１０から抜き出すことができる。

内筒部材１２の突起部２８には、前述したようにナット部２２側に立上面２９が形成されている。立上面２９は、係合端部３０の係合面３４と対向するように配置されている。立上面２９は、径方向Ｒに対して傾斜しており、先端側（ナット部２２から遠い側）へ向けて徐々に大径となる円錐面状とされており、立上面２９の軸方向Ｓに沿った断面は直線状とされている。立上面２９の傾斜角度θは、径方向に対して８°〜４５°の範囲内であることが好ましい。

本実施形態では、内筒部材１２は砲金製とすることができ、外筒部材１３、スリーブ１４は樹脂製とすることができる。また、ロックリング３６はステンレス製とすることができる。なお、これらの部材は、他の材料で形成されていてもよい。

次に、管継手１０の組み付けについて説明する。まず、スリーブ１４の挿入手前側に解放リング３８及びロックリング３６を配置する。そして、外筒部材１３の挿入外側部３２側をスリーブ１４の大径側から挿入し、両者を係合させる。次に、内筒部材１２の挿入内側部２６側から外筒部材１３の係合端部３０側を外挿し、係合端部３０に突起部２８を乗り越えさせて係合端部３０と内係合部２４を係合する。このようにして、管継手１０の各部材が組み付けられる。

管体５０を管継手１０と連結させる際には、管体５０を入口１８Ａから挿入する。管体５０の先端は、ロックリング３６を拡径し外周面がロックリング３６の爪部３６Ａを摺接しながら奥側へ挿入される。さらに奥側へ進むと、管体５０の内周面がＯリング２６Ｏに接触し、Ｏリング２６Ｏと摺接しながら奥側へ進み、管体５０の先端が奥壁２６Ｂへ到達する。これにより、管体５０が管継手１０と連結される。

管体５０が管継手１０と連結された状態で、通水すると、管体５０に内圧が作用し、管体５０は挿入空間１８から抜ける方向の力を受ける。これによって、管体５０及びロックリング３６が挿入空間１８から抜ける方向に移動し、ロックリング３６が管体５０の外周に食い込む。さらに、管体５０と共にスリーブ１４及び外筒部材１３にも、挿入手前側向かう力が作用し、図４に示されるように、突起部２８の立上面２９と係合端部３０の係合面３４とが押し合う。このとき、立上面２９から係合面３４へ作用する力Ｆは、軸方向Ｓに沿ったＦ１と径方向Ｒに沿ったＦ２に分力される。したがって、特に応力の集中しやすい角部３５に作用する力が分散され、負荷が小さくなることから、角部３５への過大な負荷を抑制することができる。

［第２実施形態］

次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、内筒部材１２の突起部２８に形成される立上面の形状が第１実施形態と異なり、他の部分については同一である。

本実施形態の内筒部材１２は、突起部２８を有し、突起部２８のナット部２２側には、図５に示されるように、立上面３９が形成されている。立上面３９は、径方向Ｒに対して傾斜しており、軸方向Ｓに沿った断面は、突起部２８の外側に中心を有する弧状とされている。立上面３９の曲率半径は、突起部２８の高さＨ（突起部２８の外径と内係合部２４の外径との径差）以下であることが好ましい。このように立上面３９の曲率半径を設定することにより、立上面３９の径方向外側について、径方向Ｒに近い傾斜とすることができるので、突起部２８と係合端部３０との係合を外れ難くすることができる。

なお、本実施形態では、立上面３９を曲率一定の弧状としているが、立上面３９の曲率は変化するものであってもよい。

本実施形態においても、第１実施形態と同様に管継手１０の組み付けを行うことができる。また、管体５０と管継手１０との連結についても、第１実施形態と同様に行うことができる。

管体５０が管継手１０と連結された状態で、通水すると、管体５０に内圧が作用し、管体５０と共にスリーブ１４及び外筒部材１３にも、挿入手前側向かう力が作用する。そして、図６に示されるように、突起部２８の立上面３９と係合端部３０の係合面３４とが押し合う。このとき、立上面３９から係合面３４へ作用する力Ｆは、軸方向Ｓに沿ったＦ３と径方向Ｒに沿ったＦ４に分力される。したがって、特に応力の集中しやすい角部３５に作用する力が分散され、負荷が小さくなることから、角部３５への過大な負荷を抑制することができる。

図１に示す管継手１０を用い、立上面２９の傾斜角度θを変えて、水撃圧繰り返し試験、及び、引き抜き試験を行った。突起部２８の高さＨは０．６２５ｍｍ、内筒部材１２は砲金製、外筒部材１３は樹脂製のものを用いた。水撃圧繰り返し試験による外筒部材１３へのクラックの発生の有無、及び、常温下で外筒部材１３と内筒部材１２を軸方向に引き抜いた際に抜けが発生したがどうかで評価した。試験結果は、表１に示す通りである。

表１より、立上面２９の傾斜角度θは８°以上でクラックの発生を抑制することができることが確認できた。また、傾斜角度θは４５°以下で内筒部材１２と外筒部材１３との抜けが抑制できることが確認できた。

１０管継手、１２内筒部材、１３外筒部材、１８挿入空間、２８突起部
２９立上面、３０係合端部、３４係合面、３９立上面、４０流路
５０管体、 θ 傾斜角度

Claims

筒状とされ、内周に流体流路が形成された内筒部材と、
筒状とされ、前記内筒部材の外周に配置されて前記内筒部材との間に管体を挿入する挿入空間を形成する挿入部と、管体の差し込み方向奥側に形成され前記挿入部よりも内径が小径で管体の差し込み方向手前側に係合面の形成された係合端部と、を有する外筒部材と、
前記内筒部材の外周の前記係合端部よりも管体の差し込み方向手前側に形成され、前記係合端部の内径よりも外径が大径とされて前記係合端部と係合され、前記係合面と向き合う立上面が径方向に対して径方向外側へ向かうに従って管体の差し込み手前側に傾斜した突起部と、
を備え、
前記立上面は、管体の軸方向に沿った断面において、前記突起部の外側に中心を有する弧状とされている、管継手。
前記立上面の曲率半径は、前記突起部の高さ以下であること、を特徴とする請求項１に記載の管継手。
前記立上面の径方向に対する傾斜角度は、８°〜４５°の範囲内であること、を特徴とする請求項１または請求項２に記載の管継手。