JP6234785B2 - 継手 - Google Patents

Description

本発明は、材質の異なる管同士を接続する継手に関する。

排水用の配管の接水面に金属製の管や継手を用いると、腐食し易いという問題がある。
そのため、排水用の配管は、一般的に塩ビ管と塩ビ継手から構成されている。
一方、排水システムも多様化されており、従来の勾配排水に加え、サイホン排水や圧送排水という新システムが開発されてきている。
これらの新システムにポリブテン管や架橋ポリエチレン管の様な可撓管を用いると、施工性や取り回しの点でメリットが出るものと考えられる。
しかし、塩ビ管と塩ビ継手とは、材質が同じであるため、塩ビ用接着剤を用いて両者を簡単に接続することができるが、ポリエチレン管は塩ビ用の接着剤を用いて塩ビ管と接着することは難いため、ポリエチレン管は、例えば特許文献１に記載の特殊な継手を介して塩ビ管に接続する必要がある。

特開２００５―２５７１号公報

しかしながら、特許文献１の継手は、塩ビ管とポリエチレン管とを継手に接着して接続するものであり、塩ビ管と、ポリエチレン以外の材料からなる管を接続するには機械式継手を使用する必要がある。
しかし、同一材料で機械式継手を成形すると、管との接合を行う接合部分の強度を確保する上で、継手が厚肉になることが避けられず、継手の外径が大きくなる。

本発明は上記事実を考慮し、異なる材質の管同士を接続する継手の外径を小さくすることを目的とする。

請求項１に記載の継手は、合成樹脂で筒状に形成され、一端側に第１の管体が接続される継手本体と、前記継手本体の他端側に設けられ、第２の管体が挿入される挿入部と、前記挿入部に収容され、前記挿入部に挿入された前記第２の管体と前記挿入部との間をシールする止水部材と、前記継手本体の他端側に配置される環状のキャップと、前記環状のキャップの外周面に形成された係合部と、前記挿入部に取り付けられ、前記キャップの前記係合部と係合する被係合部を備え、前記合成樹脂より曲げ破壊強度が大きい金属で形成された環状の固定リングと、を備え、前記挿入部は、径方向外側に張り出す大径部を備え、前記固定リングは、前記大径部の外周側に配置され、軸方向他端側の内周面に前記被係合部が形成され、軸方向一端側に前記大径部の角部に引っかけられ径方向内側へ延びるカシメ部が形成されている。

請求項１に記載の継手では、継手本体の一端側に第１の管体を接続することができる。継手本体は合成樹脂で形成されているので、継手本体の合成樹脂と同じ合成樹脂からなる第１の管体を、例えば接着剤で接続することができる。
また、この継手は、継手本体の他端側に設けた挿入部に第２の管体を挿入することで、第２の管体を接続することができる。第２の管体を、挿入部に挿入すると、止水部材が第２の管体と挿入部との間をシールし、保持リングが第２の管体を保持する。

継手本体の他端側に、環状のキャップが配置されており、環状のキャップの係合部が継手本体の外周部に保持された固定リングの被係合部に係合して固定されている。

継手本体の挿入部に取り付けられた固定リングは、継手本体を形成する合成樹脂より破壊強度が大きい材料で形成されているため、合成樹脂で形成するより固定リングを薄く形成することができ、継手の外径を小さくすることが出来る。

請求項１に記載の継手では、固定リングが継手本体を形成している合成樹脂よりも曲げ強度が大きい金属で形成されているため、固定リングの曲げに対する破壊強度を大きくすることが出来る。

請求項１に記載の継手では、固定リングが金属で形成されているため、固定リングは合成樹脂で形成するよりも曲げに対する破壊強度を大きくすることが出来る。

請求項１に記載の継手では、固定リングの軸方向一端側に形成されたカシメ部が大径部の角部に引っ掛かるため、固定リングが継手本体の他端側へ外れることが無い。

請求項２に記載の発明は、請求項１の継手において、前記固定リングは、一定厚さに形成されている。

請求項２に記載の継手では、固定リングが一定厚さに形成されているので、引き抜き材、または押し出し材を用いて固定リングを容易に形成できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の継手において、前記固定リングは、前記大径部に取り付けられている部分が、前記被係合部の形成されている部分よりも薄く形成されている。

請求項３に記載の継手では、固定リングの大径部に取り付けられている部分が、被係合部の形成されている部分よりも薄く形成されているため、カシメ部を加工し易くなる。

以上説明したように本発明によれば、異なる材質の管同士を接続する継手の外径を小さくすることができるという優れた効果を有する。

（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る継手、及び継手に接続する第１の管体、及び第２の管体を示す軸線に沿った断面図であり、（Ｂ）はキャップ固定リングを示す軸線に沿った断面図である。 （Ａ）はキャップ固定リングを大径部に挿入した状態を示す軸線に沿った断面図であり、（Ｂ）はキャップ固定リングを大径部に挿入して端部をカシメた状態を示す断面図である。 継手に第１の管体、及び第２の管体を接続した状態を示す軸線に沿った断面図である。 第２の実施形態に係る継手、及び継手に接続する第１の管体、及び第２の管体を示す軸線に沿った断面図である。 （Ａ）は第３の実施形態に係る継手、及び継手に接続する第１の管体、及び第２の管体を示す軸線に沿った断面図であり、（Ｂ）はキャップ固定リングの軸線に沿った断面図である。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る継手１０を図面にしたがって説明する。
図１（Ａ）には、本実施形態の継手１０、継手１０に接続される第１の管体１２、及び第２の管体１４の軸線に沿った半断面図が示されている。
継手１０は、継手本体１６、保持リング１８、保持リング抜け防止キャップ２０、Ｏリング２２、キャップ固定リング２４を含んで構成されている。

継手本体１６は、合成樹脂、本実施形態では、硬質塩化ビニル樹脂で筒状に形成されている。
継手本体１６は、外径が一定径に形成された一定径部２６、一定径部２６の図面矢印Ｌ方向側に設けられて、一定径部２６よりも外径が大径に形成された中間径部２８、中間径部２８の図面矢印Ｌ方向側に設けられて、中間径部２８よりも外径が大径に形成された大径部３０を備えている。
なお、本実施形態では、一定径部２６の図面矢印Ｒ方向側の端部で、後述する第１の管体１２の大径孔１２Ａに挿入されて接続される部分が、接続部２７となっている（図２参照）。

なお、継手本体１６には、一定径部２６の内側、及び中間径部２８の一定径部側の内側に、細径の第１貫通孔２６Ａが形成され、第１貫通孔２６Ａの中間径部側に第１貫通孔２６Ａよりも大径の第２貫通孔２８Ａが形成され、第２貫通孔２８Ａの大径孔部側に第２貫通孔２８Ａよりも大径の第３貫通孔３０Ａが形成されている。

第２貫通孔２８Ａの内径は、第２の管体１４が挿入可能な径に形成されている。
第３貫通孔３０Ａには、第２貫通孔側に弾性体からなるＯリング２２が収容されている。Ｏリング２２により、第２の管体１４の外周面と第２貫通孔２８Ａの内周面との間がシールされる。
なお、本実施形態では、継手本体１６において、第２の管体１４が挿入される部分が挿入部３５とされている。

また、大径部３０の内側には、Ｏリング２２の図面矢印Ｌ方向側に環状の保持リング１８が収容されている。保持リング１８の内周面には、第２の管体１４の外周面に喰い込む爪部３６が形成されている。また、保持リング１８には、保持リング１８を縮径可能とするための軸方向に延びる溝３８が周方向に間隔を開けて複数形成されている。
保持リング１８の一端側には、先端へ向かって外径が小さくなる傾斜部４０が形成されている。なお、本実施形態の保持リング１８は、合成樹脂で形成されているが、金属で形成することも出来る。

継手本体１６の図面矢印Ｌ方向側には、保持リング抜け防止キャップ２０が配置されている。保持リング抜け防止キャップ２０は第２の管体１４が挿通できるように環状に形成されている。保持リング抜け防止キャップ２０は、継手本体１６の大径部３０よりも小径に形成されており、外周には雄ネジ４２が形成されている。
また、保持リング抜け防止キャップ２０には、図面矢印Ｒ方向側に、先端に向かって内径が大径となる傾斜面４４が形成されている。本実施形態の保持リング抜け防止キャップ２０は合成樹脂で形成されているが、金属で形成することも出来る。

大径部３０の外周側、及び保持リング抜け防止キャップ２０の外周側には、金属で形成されたキャップ固定リング２４が配置されている。キャップ固定リング２４は、ステンレス、真鍮、アルミニューム合金等の耐腐食性に優れた金属で形成することが好ましいが、他の金属で形成することもでき、金属表面にメッキ等の防錆処理を施しても良い。

図１（Ａ）、及び図１（Ｂ）に示すように、キャップ固定リング２４は、保持リング抜け防止キャップ２０の外周側に配置される厚肉部４６と、大径部３０の外周側に配置され、厚肉部４６よりも内外径が大径とされる薄肉部４８とを備えている。厚肉部４６、及び薄肉部４８は、各々一定厚さに形成されている。

図１（Ａ）、図３（Ａ）に示すように、キャップ固定リング２４は、薄肉部４８の図面矢印Ｒ方向側に、継手本体１６の大径部３０の角部に引っ掛かるように径方向内側に塑性変形されたカシメ部５０が形成されている。
キャップ固定リング２４を継手本体１６に固定するには、図１（Ｂ）に示すような薄肉部４８が一定径とされたキャップ固定リング２４に、図３（Ｂ）に示すように継手本体１６の大径部３０を挿入し、その後、図３（Ａ）に示すように、薄肉部４８の端部を径方向内側へ絞ってカシメ部５０を形成する。

これにより、キャップ固定リング２４は、大径部３０を厚肉部４６の端部とカシメ部５０との間に挟んだ状態で大径部３０に固定される。なお、キャップ固定リング２４は、大径部３０に対して回転しないように固定することができるが、キャップ固定リング２４が大径部３０の外周を回転できるように、キャップ固定リング２４と大径部３０との間に若干の隙間が設けられるようにキャップ固定リング２４を大径部３０に取り付けることもできる。

キャップ固定リング２４には、厚肉部４６の内周に雌ネジ５２が形成されており、この雌ネジ５２に保持リング抜け防止キャップ２０の雄ネジ４２を螺合して締め付けることで、保持リング抜け防止キャップ２０を継手本体１６に取り付けることができる。なお、保持リング抜け防止キャップ２０を取り付ける前に、継手本体１６の第３貫通孔３０Ａに予めＯリング２２、及び保持リング１８を収容しておく。

（作用、効果）
本実施形態の継手１０を用いて、第１の管体１２と第２の管体１４とを接続する例を説明する。なお、本実施形態では、第１の管体１２がいわゆる塩ビ管であり、第２の管体１４がポリブテン管である。
先ず、第１の管体１２と継手１０との接続手順を説明する。
本実施形態の継手１０に接続する第１の管体１２は、端部に継手本体１６の一定径部２６を挿入する大径孔１２Ａが形成されている。
第１の管体１２の大径孔１２Ａ、又は継手本体１６の他端部の外周面に塩ビ用の接着剤を塗布し、継手本体１６の他端部を第１の管体１２の大径孔１２Ａに挿入する。これにより、塩ビで形成された第１の管体１２と塩ビで形成された継手本体１６とを容易に接続できる（図２参照）。

次に、第２の管体１４と継手１０との接続手順を説明する。
継手１０と第２の管体１４とを接続するには、第２の管体１４を継手本体１６の第２貫通孔２８Ａの奥まで挿入するだけでよい（図２参照）。これにより、第２の管体１４の外周面に保持リング１８の爪部３６が引っ掛かる。
なお、挿入された第２の管体１４に引き抜き方向の力が作用すると、第２の管体１４の外周面に保持リング１８の爪部３６が食い込み、第２の管体１４を保持した保持リング１８が保持リング抜け防止キャップ２０に当たるため、第２の管体１４の抜けは阻止される。

ここで、図２に示すように、第２の管体１４に軸方向に対して交差する方向の外力Ｆが作用すると、保持リング抜け防止キャップ２０を介してキャップ固定リング２４に曲げ応力が作用する。キャップ固定リング２４に曲げ応力が作用すると、雌ネジ５２の谷底付近に応力が集中する。

しかしながら、本実施形態のキャップ固定リング２４は、金属で形成されているため、硬質塩化ビニル樹脂で形成した場合に比較して破壊強度を大きくとることができるため、キャップ固定リング２４を薄く形成でき、継手１０の外径を小さくすることができる。
なお、仮に、キャップ固定リング２４が硬質塩化ビニル樹脂で形成されて、継手本体１６にキャップ固定リング２４が一体的に形成されている場合、硬質塩化ビニル樹脂で形成されたキャップ固定リング２４の破壊強度を確保するためには、雌ねじ５２の形成される部分を金属で形成した場合に比較して厚くする必要があり、継手１０の外径を小さくすることが出来ない。

継手１０のキャップ固定リング２４には、曲げ、引っ張り、圧縮等の力が種々の方向から作用するものと想定される。このため、これら種々の力に対して破壊を抑える必要がある。このため、曲げ破壊強度、引っ張り破壊強度、圧縮破壊強度等を大きくすることが好ましいが、継手１０を取り付ける箇所で想定される最も大きな力に対して大きな破壊強度を持つことが好ましい。
例えば、第２の管体１４に軸方向と交差する方向の力が作用した場合には、キャップ固定リング２４に曲げの力が作用する。この曲げの力に対抗するためには、キャップ固定リング２４に曲げ破壊強度の高い材料を用いることが好ましい。
本実施形態では、キャップ固定リング２４を金属で形成したので、硬質塩化ビニル樹脂で形成した場合よりも、曲げ破壊強度、引っ張り破壊強度、圧縮破壊強度、その他、捩じり破壊強度等も大きくすることができる。

［第２の実施形態］
次に、本実施形態の継手１０の第２の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図４に示すように、本実施形態の継手１０では、継手本体１６の他端側に、一定径部２６の第１貫通孔２６Ａよりも内径が大径に形成された拡径孔５４が設けられている。この拡径孔５４には、一定径とされた第１の管体１２の端部が挿入される。

第１の管体１２と継手１０との接続は、第１の管体１２の外周面、又は継手本体１６の拡径孔５４に塩ビ用の接着剤を塗布し、継手本体１６の拡径孔５４に第１の管体１２の端部を挿入する。これにより、塩ビで形成された第１の管体１２と塩ビで形成された継手本体１６とを容易に接続できる。
なお、継手１０と第２の管体１４との接続は、第１の実施形態と同様である。

［第３の実施形態］
次に、本実施形態の継手１０の第３の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、本実施形態の継手１０では、キャップ固定リング２４が一定厚さの金属パイプから形成されている。キャップ固定リング２４の内径は、継手本体１６の大径部３０よりも若干大径に形成されている。

本実施形態の保持リング抜け防止キャップ２０は、外周に形成された雌ネジ５２が、キャップ固定リング２４の内周に形成された雄ネジ４２と螺合するように、第１の実施形態よりも大径に形成されている。
本実施形態のキャップ固定リング２４は、一定径の金属パイプを切断し、切断した金属パイプの内周に雌ネジ５２を形成するだけで簡単に製造することができる。
また、金属パイプは、押し出し、又は引き抜きによって容易に製造できる。

本実施形態のキャップ固定リング２４は、図５（Ｂ）の２点鎖線で示すように、継手本体１６に装着する前に、予めカシメ部５０を形成しておくことが出来る。カシメ部５０を形成したキャップ固定リング２４は、継手本体１６の一定径部２６の端部から挿入すればよい。このため、本実施形態の継手１０は、キャップ固定リング２４を継手本体１６に装着してからカシメ加工する必要が無い。
なお、本実施形態の継手１０は、第１の実施形態とは、キャップ固定リング２４と保持リング抜け防止キャップ２０が異なるだけであり、その他の構成、第１の管体１２と第２の管体１４との接続方法は第１の実施形態と同様である。

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、継手本体１６が硬質塩化ビニル樹脂で形成されていたが、継手本体１６は硬質塩化ビニル樹脂以外の合成樹脂で形成することもできる。

上記実施形態では、キャップ固定リング２４を金属で形成したが、キャップ固定リング２４を形成する材料は、継手本体１６よりも破壊強度の高い材料で形成されていれば良く、継手本体１６よりも破壊強度の高い合成樹脂で形成することも出来る。破壊強度を高くするために、合成樹脂にガラス繊維等の補強材を混入しても良い。
上記実施形態の継手本体１６では、保持リング１８を用いて第２の管体１４を接続したが、保持リング１８以外の他の公知の手段で第２の管体１４を接続しても良い。

１０ 継手、１２ 第１の管体、１４ 第２の管体、１６ 継手本体、１８ 保持リング、２０ 保持リング抜け防止キャップ(キャップ）、２２ Ｏリング（止水部材）、２４ キャップ固定リング（固定リング）、３０ 大径部、角部 ３０Ａ、３５ 挿入部、４２ 雄ネジ（係合部）、４６ 厚肉部、４８ 薄肉部、５０ カシメ部、５２ 雌ネジ（被係合部）

Claims (3)

1. 合成樹脂で筒状に形成され、一端側に第１の管体が接続される継手本体と、
   前記継手本体の他端側に設けられ、第２の管体が挿入される挿入部と、
   前記挿入部に収容され、前記挿入部に挿入された前記第２の管体と前記挿入部との間をシールする止水部材と、
   前記継手本体の他端側に配置される環状のキャップと、
   前記環状のキャップの外周面に形成された係合部と、
   前記挿入部に取り付けられ、前記キャップの前記係合部と係合する被係合部を備え、前記合成樹脂より曲げ破壊強度が大きい金属で形成された環状の固定リングと、
   を備え、
   前記挿入部は、径方向外側に張り出す大径部を備え、
   前記固定リングは、前記大径部の外周側に配置され、軸方向他端側の内周面に前記被係合部が形成され、軸方向一端側に前記大径部の角部に引っかけられ径方向内側へ延びるカシメ部が形成されている、継手。
2. 前記固定リングは、一定厚さに形成されている、請求項１に記載の継手。
3. 前記固定リングは、前記大径部に取り付けられている部分が、前記被係合部の形成されている部分よりも薄く形成されている、請求項１に記載の継手。

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