JP6240998B2 - 分岐継手 - Google Patents

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Description

本発明は、主管と副管とを接続する分岐継手に関する。
主管と副管とを接続する場合には、一般に分岐継手を用いる。例えば、分岐継手は、主管に開孔を穿設して、その開孔に分岐継手を取付けて、その分岐継手を介して、主管に排水を流す副管、または、主管からの排水を流す副管を接続する。
例えば、特許文献1には、主管にホールソーなどの工具を用いて開孔を穿設して、その開孔に分岐継手を固定して副管を接続する開示がある。また、特許文献2には、主管(被接続管)にホールソーなどで分岐継手を接続する開孔を穿設して、分岐継手を開孔に主管の外側から挿入して、ナット体を主管の外側から締め付け螺合して、分岐継手を主管に固定する開示がある。また、特許文献3には、主管(管体)の管壁に穿孔加工して開孔を穿設して、分岐継手を主管の外側から挿入して、ナットを主管の内側から締め付けて分岐継手を主管に固定する開示がある。
特開平6−207697号公報 特開2002−228076号公報 特開2012−82876号公報
分岐継手を取り付けるため主管の開孔は、一般にホールソーなどの工具を用いて穿孔する。この開孔の寸法は、穿設作業を行う作業者の熟練度や、ホールソー等の工具の性能によってバラツキが生じるという問題があった。開孔を寸法精度よく穿孔しなければ分岐継手の固定性や止水性が悪化する。このため、分岐継手には、開孔の寸法にバラツキがある場合にも止水性や固定性を確保することが望まれる。
本発明は、以上のような課題に鑑みなされたものであり、主管に穿孔する開孔の寸法精度が悪い場合であっても、止水性、及び固定性を確保できる分岐継手の提供を目的とする。
上述の目的を解決するために本発明の分岐継手は、主管に穿孔する開孔に取り付けて、副管を接続して分岐路を形成する分岐継手であって、前記主管の開孔に外側から挿入する筒状部と前記筒状部の外周に設ける鍔部とを備えて前記副管を接続する分岐継手本体と、前記開孔の縁に前記主管の内側から当接する傾斜部を有し、前記分岐継手本体の筒状部に前記主管の内側から螺合して、前記傾斜部と前記分岐継手本体の鍔部とで前記主管を挟持する固定部材と、を有し、前記傾斜部は、根元部から先端部に向かって先細り形状となっており、前記先端部が前記開孔の内側に位置する。
また、他の態様の分岐継手は、主管に穿孔する開孔に取り付けて、副管を接続して分岐路を形成する分岐継手であって、前記主管の開孔に外側から挿入する筒状部と前記筒状部の外周に設ける鍔部とを備えて前記副管を接続する分岐継手本体と、前記開孔の縁に前記主管の内側から当接する傾斜部を有し、前記分岐継手本体の筒状部に前記主管の内側から螺合して、前記傾斜部と前記分岐継手本体の鍔部とで前記主管を挟持する固定部材と、を有し、前記分岐継手本体は、前記開孔内で前記筒状部を案内するガイド部を備え、前記固定部材の傾斜部を球面状に形成し、前記開孔の縁に当接する先端側を前記ガイド部の外径よりも小径に、かつ他端側を前記開孔よりも大径に形成する。
本発明によれば、主管に穿設する開孔に分岐継手を精度良く取り付けできる。
本実施形態による分岐継手を適応する潜熱回収型ガス給湯器の概念図である。 本発明の第1実施形態の分岐継手の断面図である。 分岐継手の本体の斜視図である。 分岐継手の固定部材の斜視図である。 主管に分岐継手を取付ける手順を示す工程図であり、図5(A)はホールソーにより主管に開孔を形成する様子を示し、図5(B)は開孔が設けた主管の様子を示し、図5(C)は本体を開孔に挿入した様子を示し、図5(D)は本体と固定部材とを開孔に取り付けた様子を示し、図5(E)はさらに副管を取り付けた様子を示す。 外径165mmの主管に設ける直径35mmの開孔に分岐継手を取り付ける場合(第1適用例)の説明図であり、図6(A)が分岐継手の断面図を示し、図6(B)が開孔の投影図である。 外径165mmの主管に設ける直径38mmの開孔に分岐継手を取り付ける場合(第2適用例)の説明図であり、図6(A)が分岐継手の断面図を示し、図6(B)が開孔の投影図である。 外径165mmの主管に設ける直径40mmの開孔に分岐継手を取り付ける場合(第3適用例)の説明図であり、図6(A)が分岐継手の断面図を示し、図6(B)が開孔の投影図である。 外径216mmの主管に設ける直径35mmの開孔に分岐継手を取り付ける場合(第4適用例)の説明図であり、図6(A)が分岐継手の断面図を示し、図6(B)が開孔の投影図である。 外径216mmの主管に設ける直径38mmの開孔に分岐継手を取り付ける場合(第5適用例)の説明図であり、図6(A)が分岐継手の断面図を示し、図6(B)が開孔の投影図である。 外径216mmの主管に設ける直径40mmの開孔に分岐継手を取り付ける場合(第6適用例)の説明図であり、図6(A)が分岐継手の断面図を示し、図6(B)が開孔の投影図である。 本発明の第2実施形態の分岐継手の断面図である。
<<第1実施形態>>
以下に本発明を適用する実施形態(以下、本実施形態)の一例の第1実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の技術範囲は本実施形態に限定しない。本実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更できる。
図1は、第1実施形態の分岐継手30を潜熱回収型ガス給湯器1に適応する概念図である。図1に示す潜熱回収型ガス給湯器1は、燃焼ガスの潜熱を回収することで給湯熱効率を高めた給湯器である。この潜熱回収型ガス給湯器1は、従来の給湯器における給湯熱効率を約80%から約95%まで向上できる。これにより省エネルギーを実現し、大幅なランニングコストの削減を実現し、二酸化炭素(CO)の排出量を従来型と比較して約13%削減して、地球環境負荷や運用費用を低減できる。
潜熱回収型ガス給湯器1の給湯器本体2の内部には、熱交換路4に水を導入する給水管路3と、給水管路3から導入する水を熱交換器6によって加熱する熱交換路4と、熱交換路4で加熱した熱湯を風呂などの機器に供給する給湯管路5を配管する。
また、熱交換器6は、一次熱交換部11と二次熱交換部12を備える。給水管路3から供給し熱交換路4を流れる湯水は、二次熱交換部12を通過した後に一次熱交換部11を通過して給湯管路5に導入される。
熱交換器6は、燃料であるガスを供給する燃料供給管路7と、燃料を燃焼する燃焼部8と、燃焼部8で発生する熱で熱交換路4を加熱する熱交換子9と、熱交換子9に熱を送る送風部10とで構成する。燃焼部8で発生する熱は、送風部10からの送風によって、熱交換器6の一次熱交換部11で熱交換路4の水を加熱する。また、一次熱交換部11の余熱は、熱交換器6の二次熱交換部12で給水管路3から導く温度の低い水を加熱する。このように、潜熱回収型ガス給湯器1は、燃焼部8で発生する熱を効率的に利用する。
潜熱回収型ガス給湯器1の熱交換器6は、燃焼部8で発生する熱によって、熱交換路4の水の温度を上昇する代わりに燃焼ガスの温度を低下する熱交換を行う。この熱交換によって燃焼ガスの温度が低下すると、燃焼ガスからは、凝縮水であるドレン16が発生する。潜熱回収型ガス給湯器1は、このドレン16をドレン回収部17で回収する。
ドレン16は、燃焼ガス中に微量に含まれる窒素酸化物(NOX)等の酸性の成分が溶け込んでいる。燃焼ガス中に酸性の成分が溶け込むドレン16は、例えば、pH3程度の酸性を示す。つまり、ドレン16は強い酸性を示す。このため、そのままのpH値では、ドレン16を外部へ排出できない。そこで、潜熱回収型ガス給湯器1は、ドレン回収部17の下流に接続するドレン排出管路18の途中に中和器19を備える。
中和器19は、ドレン16のpH値をpH7程度の中性に中和する。中和器19による中和は、中和器19に充填する中和剤の働きによる。中和剤には、例えば、一般的な中和処理に使用する炭酸カルシウム(CaCO)を使用できる。中和器19は、中和剤の作用によって酸性のドレン16を中性に中和する。
ドレン16の発生量は、燃焼ガス量に比例する。このため、中和剤の充填量は、潜熱回収型ガス給湯器1の標準的な使用期間中に発生するドレン排水の処理に必要な量をあらかじめ算定しておき、必要な量を中和器19に搭載する。潜熱回収型ガス給湯器1は、ドレン16を中和器19で中和処理後にドレン排出管路18から給湯器本体2の外部の排水支管20に排出する。
なお、給湯器本体2から突出するドレン排出管路18と排水支管20とは、直接接続しない。ドレン排出管路18と排水支管20との間には、大気に開放する隙間を設けて間接排水とする。そして、排水支管20の上端に設けるドレン受け21は、ドレン排出管路18から流れるドレン16を受け止めて、ドレン16を排水支管20に流す。排水支管20は、例えば地中に埋設する汚水マス22と分岐継手30を介して接続する。汚水マス22は、上部から開閉可能な蓋部23を備える。そして、ドレン16は、汚水マス22と接続する下流管24へと流れる。
なお、間接配管にする理由は、排水支管20や汚水マス22や下流管24などの排水管の詰まりによって、汚水マス22から汚水が逆流する場合に、潜熱回収型ガス給湯器1への汚水の浸入を防止するためである。なお、図1の排水支管20には、異臭拡散防止の封水機構を設けていないが、間接配管する設置場所に応じて排水支管20に封水機構を設けることができる。
図2は、図1に示す排水支管20と汚水マス22(以下、主管22)を接続する分岐継手30の拡大断面図である。図2に示すように、主管22には開孔25を設けて、当該開孔に分岐継手30を取り付ける。さらに、この分岐継手30には、排水支管20(以下、副管20)を取り付けて、これにより分岐する配管構造を構成している。
分岐継手30は、分岐継手本体31(以下、本体31)と当該本体31と螺合して主管22の開孔25に本体31を固定するための固定部材41とを備えている。本体31は、その全長に亘って形成する筒状部32と、当該筒状部32の外周に形成する鍔部33とを有している。筒状部32は、鍔部33は、筒状部32の全長を挿入筒部32aと外筒部32bとに区画する。
また、筒状部32の内径を構成する貫通口34には、貫通口34の壁側から筒状部32の内径を径方向内側に狭めて段差を形成する段差部35を設ける。段差部35は、筒状部32に外筒部32b側から副管20を内挿する場合に副管20との位置決めとして機能する。
段差部35は、筒状部32に副管20を内挿して接続する場合にドレン16の流れを妨げない内径に形成する。段差部35は、例えば、筒状部32の長手方向(軸方向)の中間部に形成する。
図3は、本体31の斜視図である。本体31には、分岐継手30を主管22に固定するための固定部材41と係合する係止部37(オネジ)を形成する。第1実施形態の係止部37は、筒状部32の挿入筒部32aの外周に、筒状部32の径方向外側に突出するねじ状に形成する。そして、固定部材41は、主管22の内側から係止部37と係合して分岐継手30を開孔25に固定する。
また、筒状部32の挿入筒部32aには、開孔25内で分岐継手30を案内する複数のガイド部38を形成する。これらのガイド部38は、鍔部33から筒状部32の挿入筒部32aに一体形成する。また、複数のガイド部38は、筒状部32の長手方向(軸方向)に沿ってリブ状に形成する。第1実施形態のリブ状のガイド部38は、鍔部33と係止部37との間に設ける。複数のガイド部38は、例えば、等間隔で8箇所に形成する。なお、リブ状のガイド部38の数や形状は、上述に限定されない。ガイド部38は、例えば、リブ状でなく挿入筒部32aの全周に亘って形成しても良い。ガイド部38は、筒状部32の長手方向に沿って主管22の管壁の厚さより短く形成して同外径を維持する同径部39と、前記長手方向に沿って縮径するテーパ部40とを有する。
第1実施形態のガイド部38の同径部39は、主管22の管壁の厚さ5.1mmよりも短い寸法に形成する。第1実施形態の同径部39の寸法は、4.0mmである。テーパ部40は、同径部39側を幅広の寸法で端末側へ向かって縮径する。第1実施形態のテーパ部40は、約26度の傾斜(2.15/4.24の傾斜)で形成する。このテーパ部40は、その傾斜によって筒状部32を開孔25内に円滑に案内する。
なお、このテーパ部40の傾斜は、主管22に分岐継手30を固定する状態で、ガイド部38と後述する固定部材41の球面部42(傾斜部)とが当接しない隙間を確保する。テーパ部40の傾斜は、ガイド部38と固定部材41の球面部42とが当接しない隙間を確保できれば他でも良い。例えば、テーパ部40の傾斜は、20度程度から30度程度まででも良い。
筒状部32の外筒部32b外周には、筒状部32を挿入する際に本体31の向きを判定可能とするマーキング31aを施している。図3に示す例では、マーキング31aとして「天」の文字を凸字で形成する。これにより作業者は、主管22の開孔25に対し、本体31をいずれの向きで挿入するべきかを容易に判断できる。
鍔部33は、筒状部32の外径に開孔25を覆って主管22の外径に当接する形状に形成する。鍔部33は、筒状部32と一体形成しその外形は矩形状である。また、鍔部33は、主管22の外径の周方向に略沿うように一定の曲率で湾曲して形成する。なお、鍔部33の曲率は、主管22の外径と略同一な曲率から主管22の外径よりも緩やかな曲率の緩径に設定すると好ましい。
本体31は、例えば、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂で形成する。塩化ビニル樹脂には、塩化ビニル樹脂に可塑剤、安定剤、充填剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、加工助剤等の各種添加剤を適宜配合する。
合成樹脂は、これら塩化ビニル樹脂の他、エチレン−塩化ビニル共重合樹脂、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合樹脂、ウレタン−塩化ビニル共重合樹脂等、塩化ビニルモノマーに他のモノマーやオリゴマーを共重合するものや、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル系樹脂、ニトリルゴム、アクリルゴム等の他の合成樹脂や合成ゴムとブレンドするものでも良い。又、塩化ビニル系樹脂以外の合成樹脂にも、塩化ビニル系樹脂と同様に、適宜可塑剤、安定剤、滑剤、充填剤、紫外線吸収剤、その他の各種の添加剤を適宜加えることも可能である。なお、本体31の素材は合成樹脂に限定しない。例えば、本体31の素材は、金属でも良い。
また、図2に示すように、鍔部33の主管22と当接する面33aには、主管22との当接による止水性を向上するパッキン36を設けることができる。
パッキン36は、低反発素材や水膨張止水材などの弾性を有するゴム等で形成する。パッキン36の素材としては、例えば、ポリウレタン、硬質ウレタン、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、各種フッ素ゴム、EPDM、シリコーンゴム、パーフロロエラストマー、テフロン(登録商標)、フッ素樹脂、PEEK、PA、POM、UHMW−PEなどを用いる。
第1実施形態のパッキン36は、厚さが約5mmである。このパッキン36は、鍔部33の主管22の外周と当接する面33aに接着材を用いて貼り付ける。接着剤としては、例えば、ゴム系の接着剤やエポキシ系接着剤、シアノアクリル系接着剤、ビニル系接着剤、シリコーンゴム系接着剤、プラスチック系接着剤、ホットボンド・ホットメルト、接着テープなどを用いる。
しかし、鍔部33には、パッキン36を設けなくても良い。例えば、本体31を主管22よりも硬度が低くて変形性に富む素材の合成樹脂で形成して、その変形によって止水性を確保できる場合には、鍔部33の面33aにパッキン36を設けなくても良い。しかし、長期的で確実な止水性を考慮すると、鍔部33の面33aには、パッキン36を設けることが望ましい。
図4は、固定部材41の斜視図である。固定部材41は、一端に主管22の開孔25の縁25a(図2参照)に当接する球面部42(傾斜部)と他端に回転付与部43とを有するナット状の部材である。固定部材41は、筒状内部の長手方向に貫通する貫通口44を有する。貫通口44は、筒状部32の係止部37を内挿可能な寸法である。貫通口44には、本体31の係止部37に係合する係合部46(メネジ)を設ける。第1実施形態の係合部46は、貫通口44の径方向内側に突出するねじ状に形成する。
球面部42(傾斜部)は、その先端部42aをガイド部38の外径よりも小径の寸法に形成し、且つ、球面部42の根元部42bを開孔25よりも大径の寸法に形成する。なお、第1実施形態のガイド部38の外径は直径34.5mmである。そして、第1実施形態の球面部42の先端部42a(先端側)は直径33.4mmに形成して、球面部42の根元部42b(他端側)の直径は49.5mmに形成する。そして、球面部42の球面は、球面部42の先端部42aと根元部42bとを曲線で結ぶ球面に形成する。
なお、本実施形態においては、傾斜部として球面形状の球面部42を設けている。しかしながら、本発明は球面形状を備えている構成に限られるものではなく、先端部42aが開孔25の直径より小さく、根元部42bが開孔25の直径より大きければ、円錐状に傾斜面を備えたものであっても良い。
第1実施形態の球面部42は、主管22の内径よりも急な曲率であるR30mmの球面に形成する。そして、球面部42の先端部42aは、本体31のガイド部38と当接しない形状に形成する。具体的な先端部42aの形状は、図2の断面に示すように、R30mmの球面の先端をガイド部38の外径よりも小径の寸法で切り落とす形状とする。
回転付与部43は、固定部材41の周方向に沿って複数の凹部47と凸部48とを有する。具体的には、回転付与部43に6つの凹部47と6つの凸部48とを等間隔に形成する。回転付与部43の複数の凹部47と凸部48とによって、作業者は固定部材41をしっかりと把持して締め付け作業がし易い。
回転付与部43の形状は上述の形状に限定しない。例えば、回転付与部43を六角ナット形状に形成して、スパナやレンチなどの工具を用いて回転付与部43を締め付けるようにしても良い。工具を用いて回転付与部43を締め付ければ、作業者は固定部材41をより強固に締め付けでき、主管22に分岐継手30を確実に取付けできる。係合部46は、回転付与部43による締め付けによって、本体31の係止部37と係合する。固定部材41の係合部46と本体31の係止部37との係合は、主管22の開孔25に分岐継手30を固定する。
固定部材41は、例えば、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂で形成する。また、固定部材41の材質は、ポリ塩化ビニルに限らず、例えば、軟質ポリ塩化ビニルでも良い。軟質ポリ塩化ビニルは、ポリ塩化ビニルよりも硬度が低く変形性に富む。つまり、軟質ポリ塩化ビニルで形成する固定部材41は、係合部46が係止部37に係合する際に固定部材41の変形量が大きい。このため、軟質ポリ塩化ビニルで形成する固定部材41は、固定部材41の係合力を向上できて緩みにくくなり、主管22に分岐継手30を確実に取付けできる。しかし、固定部材41の素材は合成樹脂に限定しない。例えば、固定部材41の素材は、金属でも良い。
次に、図5を用いて、主管22の開孔25に分岐継手30を取り付ける手順を説明する。
なお、第1実施形態の主管22は、外径の直径が165mm、管壁の厚さが5.1mm、内径の直径が近似内径で154mmである。管壁の厚さのJIS規格寸法は5.1(+0.8から−0)で、内径は参考値である。
まず、図5(A)のようにホールソー51を用いて主管22に開孔25を穿設する。ホールソーで穿設する開孔25は、穿設作業を行う作業者の熟練度によって、また、ホールソーの性能によって、開孔の寸法がばらつく。開孔25の寸法を35mmで穿設する場合に図5(B)の開孔25の実際の直径は、例えば、35mm〜40mm程度になる。
次に、図5(C)に示すように、分岐継手30の本体31の筒状部32(挿入筒部32a側)を主管22の開孔25に挿入する。本体31はガイド部38を有する。ガイド部38は、主管22の管壁の厚さよりも短い長さの同径部39と、同径部39から端末側へ縮径するテーパ部40とを有する。まず、ガイド部38のテーパ部40が本体31を開孔25内に円滑に案内する。そして、ガイド部38の同径部39は、固定部材41の係合部46と本体31の係止部37との螺合によって、本体31を開孔25内の中心方向へ円滑に案内する。つまり、ガイド部38は、開孔25内で本体31を案内する芯出し機能を果たす。
また、本体31には、鍔部33がある。鍔部33は、主管22の外径よりも緩径で主管22の外径に略沿う形状に形成してある。鍔部33は、本体31を主管22に略位置決めする。ここで言う緩径とは、鍔部33の曲率が主管22の外径の曲率と略同一な曲率から主管22の外径よりも緩やかな曲率であることを意味する。第1実施形態の鍔部33は、例えば、R108mmに形成する。このため、分岐継手30は、主管22の外径の大きさを165mmから外径216mm程度の主管22に変更しても鍔部33の緩径の範囲の主管22に取付けできる。鍔部33が主管22の開孔25を覆って主管22の外径に当接することで、本体31は、開孔25に略位置決め状態になる。
次に図5(D)に示す状態となるように、本体31に固定部材41を係合する作業を、主管22の上部を覆う蓋部23(図1参照)を開放して行う。固定部材41は、主管22の開孔25に略位置決め状態の本体31を主管22の内側から固定する。固定部材41には、主管22の開孔25の縁25aに当接する球面部42を設ける。この球面部42は、先端部42a(図4参照)をガイド部38(図4参照)の外径よりも小径に形成する。また、球面部42は、根元部42b(図4参照)を開孔25よりも大径に形成する。
第1実施形態の球面部42は、主管22の内径よりも急な曲率であるR30mmに形成する。そして、球面部42の先端部42aは、固定部材41の係合部46と本体31の係止部37とを係合する際に、球面部42が本体31のガイド部38と接触しないようにR30mmの球面の先端をガイド部38の外径よりも小径の寸法で切り落とす形状とする。固定部材41は、球面部42によって、固定部材41の係合部46と本体31の係止部37とが係合するときに、開孔25の縁25aに当接しながら主管22の内径で円滑に回転できる。また、球面部42は、根元部42bから先端部42aへ向かって先細り形状となっているため、開孔25に挿入することで、固定部材41を開孔25の中心軸に一致させる芯出し機能を奏する。加えて、球面部42は、根元部42bと先端部42aを曲線で結ぶ球面となっているため、主管22の内径に沿いながら開孔25の縁25aに当接する。これにより開孔25に対しガタツキの少ない芯出しを行うことができる。
球面部42の先端部42aは、ガイド部38の外径よりも小径に形成している。このため、固定部材41の球面部42は、主管22の内側から分岐継手30を開孔25内で円滑に案内できる。そして、本体31のガイド部38は、主管22の外側から分岐継手30を開孔25内の中心方向へ円滑に案内する。このように、本体31のガイド部38と固定部材41の球面部42とは、主管22の開孔25の中心方向に主管22の内側と主管22の外側とから分岐継手30を案内する。このため、分岐継手30は、寸法にバラツキがある開孔25にも精度よく取付けできる。
また、本体31のガイド部38と固定部材41の球面部42とは、ガイド部38に設けるテーパ部40と、先端をガイド部38の外径よりも小径の寸法で切り落とす形状の球面部42とによって、主管22に分岐継手30を固定するときにも互いに当接しない隙間を有する。具体的な隙間の寸法は、鍔部33の主管22と当接する面33a(図2参照)にパッキン36を設けずに固定部材41の係合部46と本体31の係止部37とを係合して主管22の開孔25に分岐継手30を固定する場合に、本体31のガイド部38と固定部材41の球面部42との間に0.51mm程度である。
鍔部33の主管22と当接する面33a(図2参照)に無負荷状態で5mmのパッキン36を設けて、本体31の係止部37と固定部材41の係合部46との係合によってパッキン36が潰れて厚さ約2mmになる場合の隙間の寸法は、1.42mm程度となる。また、鍔部33の一方の面33aに無負荷状態で5mmのパッキン36を設けて、本体31の係止部37と固定部材41の係合部46との係合によってパッキン36が潰れて厚さ約1mmになる場合の隙間の寸法は、0.97mm程度となる。
つまり、本体31のガイド部38と固定部材41の球面部42との間は、パッキン36の有無に関わらず、主管22に分岐継手30を固定するときに互いに当接しない。このため、温度変化や長年の使用等によるパッキン36の劣化に応じて固定部材41を増し締めしても、本体31のガイド部38と固定部材41の球面部42とは、互いに当接しない。
次に図5(E)に示すように、主管22に固定する分岐継手30の外筒部32bに副管20を接続する。第1実施形態では、副管20を本体31の外筒部32b側から段差部35(図2参照)に当接するまで内挿して接続する。分岐継手30を介する副管20と主管22との接続によって、潜熱回収型ガス給湯器1のドレン16は、主管22から下流管24へ排出できる。
分岐継手30において副管20との接続部分には、副管20から分岐継手30を介して主管22にドレン16を排出するにあたり、封水機構を設けても良い。分岐継手30に封水機構を設ける場合には、専用のトラップを内挿して接続でき、維持管理のための着脱が可能である。また、封水機構は、例えば、汎用のパイプと継手との組合せによって構成しても良い。
なお、分岐継手30と接続する配管(例えば副管20)の接続方法は、分岐継手30への内挿に限定しない。例えば、本体31の貫通口34に段差部35を形成せずに、副管20を分岐継手30の筒状部32に外挿して接続しても良い。また、副管20の筒状部32への接続は、接着剤を用いて強固に接続しても良いし、副管20と筒状部32とにねじ部を設けて螺合して接続しても良いし、副管20と筒状部32との圧接による接続でも良い。また、例えば、第1実施形態の本体31の貫通口34には、貫通口34の径方向外側に凹む溝部を形成して、その溝部にパッキンを設けて分岐継手30とへの配管の止水性を向上しても良い。
次に図6〜図11を用いて、開孔25の寸法にバラツキがある場合でも、分岐継手30を精度良く取り付けできることを説明する。なお、以下の各実施形態において、本体31のガイド部38の同径部39の外径は34.5mmである。
まず、図6〜図8を基に、外径の直径が165mm、管壁の厚さが5.1mm、内径の直径が近似内径で154mmの主管22Aに、分岐継手30を取り付ける場合について説明する(第1〜第3適用例)。
<第1適用例>
まず、図6を基に第1適用例について説明する。図6(A)本適用例の主管22Aには、直径35mmの開孔25Aを穿設する。この開孔25Aに、本体31の挿入筒部32aを挿入する。本体31は、ガイド部38のテーパ部40の作用によって開孔25Aに円滑に挿入できる。そして、主管22Aの開孔25Aの径35mmと略同径である34.5mmに形成するガイド部38の同径部39は、本体31の挿入に伴って開孔25Aの周面と当接する。このガイド部38の同径部39は、本体31を開孔25Aの中心方向へ案内する芯出し機能として作用する。本体31は、鍔部33が主管22Aの開孔25Aを覆って主管22Aの外径に当接することで、開孔25Aに略位置決め状態になる。
略位置決め状態になる本体31には、主管22Aの内側から固定部材41を取付ける。固定部材41で主管22Aの開孔25Aに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、主管22Aの内径と当接する。主管22Aの内径(内周面)は円筒形であるため、球面部42を主管22Aの内側から開孔25Aに押し当てると、球面部42が部分的に開孔25Aの縁25aに当接する。
図6(B)に、開孔25Aの投影線に対して、当接する部分(当接部26A)を太線で強調して表示した。図6(B)に示すように、主管22Aの軸方向に対し開孔25Aの両側に所定の長さで当接する(当接部26Aを形成する)。
開孔25Aに対し、球面部42が当接する部分を開孔25Aの軸方向に投影した部分の長さ(図6(B)の当接部26Aの長さ)を当接部投影長さと呼ぶこととする。また、開孔25Aの周長(開孔25Aを軸方向に投影した際の周長)を全周長と呼ぶこととする。このとき、開孔25Aの全周長に対し、当接部投影長さの比を以下のように定義づける。
接触部比率(%)=100×当接部投影長さ(mm)/全周長(mm)
図6に示す第1適用例において、全周長は約109.96mmであり、当接部投影長さは約38.47mmとなる。したがって、開孔25Aの縁25aにおいて球面部42との接触部比率は約35%となる。この接触部比率は、球面部42が、開孔25Aの縁25aに対し約35%(1/3程度)接触していることを示す。さらに縁25aに対し球面部42が、1/3程度が芯出し機能を果たしていることを意味する。言い換えると、開孔25Aの直径が35mmの場合、球面部42の直径35mm相当部分の全周長の2/3程度は、芯出し機能を果たさない。
しかし、第1適用例では、本体31の開孔25Aへの挿入や固定部材41の係合部46と本体31の係止部37との螺合によって、ガイド部38の同径部39が開孔25Aと当接して芯出し機能を果たしている。つまり、本適用例では、ガイド部38の同径部39による芯出し機能と、固定部材41の球面部42による芯出し機能とが、分岐継手30を開孔25Aに案内する芯出し機能として作用する。このため、本体31の係止部37と固定部材41の係合部46との係合によって、分岐継手30は、主管22Aの開孔25Aに精度良く取り付けできる。
<第2適用例>
次に、図7を基に第2適用例について説明する。本適用例の主管22Aには、直径38mmの開孔25Bを穿設する。主管22Aの開孔25Bに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Bの縁25aに当接する。開孔25Bの直径が38mmの場合、球面部42と開孔25Bとが接触する部分(当接部26B)の長さ(当接部投影長さ)は約76.42mmであり、開孔25Bの全周長は約119.38mmである。よって、球面部42と開孔25Bとの接触部比率は約64%となる。
この接触部比率は、球面部42の直径38mm相当部分の全周長の2/3程度が芯出し機能を果たしていることを意味する。言い換えると、第2適用例では、球面部42の直径38mm相当部分の全周長の1/3程度は、芯出し機能を果たさない。
しかし、第2適用例では、本体31の開孔25Bへの挿入や固定部材41の係合部46と本体31の係止部37との螺合によって、ガイド部38の同径部39が開孔25Bと当接しながら補助的な芯出し機能を果たす。つまり、開孔25Bの直径が38mmの場合は、ガイド部38の同径部39による補助的な芯出し機能と、固定部材41の球面部42による芯出し機能とが互いに補い合って、分岐継手30を開孔25Bに案内し芯出しできる。
<第3適用例>
次に、図8を基に第3適用例について説明する。本適用例の主管22Aには、直径40mmの開孔25Cを穿設する。主管22Aの開孔25Cに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Cの縁25aに当接する。
第3適用例では、球面部42と開孔25Cの縁25aとが接触する部分(当接部26C)の長さ(当接部投影長さ)は約111.43mmであり、開孔25Cの全周長は約125.66mmである。よって、球面部42と開孔25Cとの接触部比率は約89%となる。
この接触部比率は、球面部42の直径40mm相当部分の全周長の約89%が芯出し機能を果たしていることを意味する。ガイド部38の同径部39と開孔25Cは、本体31を開孔25Cへ挿入しても、固定部材41の係合部46と本体31の係止部37とを螺合しても、ほとんど当接することはない。したがって、ガイド部38は補助的な芯出し機能をほとんど果たさない。しかし、第3適用例では、固定部材41の球面部42の円周相当部の長さのほとんどが、分岐継手30を開孔25Cに案内する芯出し機能を果たす。つまり、第3適用例では、球面部42が十分な芯出し機能を果たす。
上述した第1〜第3適用例において、主管22Aの外径は165mmとなっている。また、本体31の鍔部33は、主管22Aの外径よりも緩径で主管22Aの外径に沿う方向にR108mmの湾曲を形成している。このため、主管22Aの寸法を、外径が165mm、近似内径が154mmで、管壁の厚さが5.1mmでない別のサイズの主管22Aに変更する場合であっても、鍔部33は、鍔部33の緩径の範囲の主管22Aの外径に密着して分岐継手30の止水性と固定性とを確保できる。
以下図9〜図11を基に説明する第4〜第6適用例において分岐継手30は、外径の直径が216mm、管壁の厚さが6.5mm、内径の直径が近似内径で202mmの主管22Bに、分岐継手30を取り付ける場合について説明する(第4〜第6適用例)。
<第4適用例>
図9を基に第4適用例について説明する。本適用例の主管22Bには、直径35mmの開孔25Dを穿設する。主管22Bの開孔25Dに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Dの縁25aに当接する。開孔25Dの直径が35mmの場合、球面部42と開孔25Dとが接触する部分(当接部26D)の長さ(当接部投影長さ)は約45.18mmであり、開孔25Dの全周長は約109.96mmである。よって、球面部42と開孔25Dとの接触部比率は約41%となる。
第4適用例では、ガイド部38の同径部39が開孔25Dと当接して芯出し機能を果たしており、これにより分岐継手30は、主管22Bの開孔25Dに精度良く取り付けできる。
<第5適用例>
図10を基に第5適用例について説明する。本適用例の主管22Bには、直径38mmの開孔25Eを穿設する。主管22Bの開孔25Eに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Eの縁25aに当接する。開孔25Eの直径が38mmの場合、球面部42と開孔25Eとが接触する部分(当接部26E)の長さ(当接部投影長さ)は約101.47mmであり、開孔25Eの全周長は約119.38mmである。よって、球面部42と開孔25Eとの接触部比率は約85%となる。したがって第5適用例では、ガイド部38の同径部39による補助的な芯出し機能と、固定部材41の球面部42による芯出し機能とが互いに補い合って、分岐継手30を開孔25Eに案内し芯出して、精度良く取り付けできる。
<第6適用例>
図11を基に第6適用例について説明する。本適用例の主管22Bには、直径40mmの開孔25Fを穿設する。主管22Bの開孔25Fに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Fの縁25aに当接する。開孔25Fの直径が38mmの場合、球面部42と開孔25Fとが接触する部分(当接部26F)の長さ(当接部投影長さ)は約125.66mmであり、開孔25Fの全周長は約125.66mmである。よって、球面部42と開孔25Fとの接触部比率は約100%となる。したがって、球面部42と開孔25Fとの当接部26Fのみによって十分な芯出し機能を果たして、精度良く取り付けできる。
上述した第4〜第6適用例において、主管22Bの外径は216mmとなっている。また、本体31の鍔部33は、主管22Bの外径よりも緩径で主管22Bの外径に沿う方向にR108mmの湾曲を形成している。したがって、鍔部33は、上述した第1〜第3適用例と同様に、主管22Bの外径に密着して分岐継手30の止水性と固定性とを確保できる。
第1実施形態の分岐継手30によれば、第1〜第6適用例に示すように開孔25(開孔25A、25B、25C、25D、25E、25F)の寸法にバラツキがあっても、主管22(主管22A、22B)に分岐継手30を精度よく取付けでき、止水性と固定性とを確保できる。つまり、第1実施形態の分岐継手30によれば、開孔25を穿設する作業者は、穿設作業に熟練する必要が無い。また、第1実施形態の分岐継手30によれば、本体31のガイド部38と固定部材41の球面部42とは、分岐継手30を開孔25に対して芯出しするので、主管22に分岐継手30を精度よく取付けできる。
なお、本実施形態では、固定部材41に球状の面である球面部42を形成する。しかし、球状の面でなくても傾斜(例えば直線的なテーパ等)を備えていれば、分岐継手30を開孔25に対して芯出しできる。即ち、本発明は球状の傾斜に限定されず、球面部42に代えて傾斜部を備えていても良い。なお、球状の面である球面部42を備えていることによって、ガイド部38と互いに補い合いながら芯出しをするという、より格別な効果を得ることができる。
また、第1実施形態の分岐継手30によれば、作業者は、本体31の係止部37と固定部材41の係合部46との係合によって、分岐継手30を開孔25に取付けできる。つまり、作業者は、主管22に分岐継手30を取り付ける時間を短縮できる。
また、第1実施形態の分岐継手30によれば、作業者は、本体31の挿入筒部32aを開孔25に挿入して、固定部材41を主管22の内側から締め付けるだけで、分岐継手30を開孔25に対して案内できる。このため、作業者は、開孔25の寸法にバラツキがあっても、分岐継手を取付けるときに位置調整を行う必要が無い。このため、第1実施形態の分岐継手30は、取付け作業性が良い。
また、分岐継手30を主管22の外側から固定する従来技術の場合には、本体31の筒状部32と鍔部33とを別体の部品にする必要があり、部品点数が増加して製造費用や部品の管理費用が増加してしまう。しかし、第1実施形態の分岐継手30によれば、分岐継手30の本体31は、筒状部32と鍔部33とを一体形成するので、部品点数や製造費用や部品の管理費用を削減できる。
また、第1実施形態の分岐継手30によれば、本体31のガイド部38と固定部材41の球面部42との間は、パッキン36の有無に関わらず、主管22に分岐継手30を固定しても互いに当接しない。このため、温度変化や長年の使用等によるパッキン36の劣化に応じて固定部材41を増し締めして止水性を確保できる。つまり、第1実施形態の分岐継手30は、長年の使用により止水性が低下する場合に、分岐継手30を分解したりパッキン36を交換したりする必要が無い。言い換えると、第1実施形態の分岐継手30は、保守に手間が掛からない。
また、第1実施形態の分岐継手30は、鍔部33を主管22の外径よりも緩径で主管22の外径に略沿う形状に形成してある。このため、分岐継手30は、分岐継手30を取り付ける主管22のサイズを変更する場合にも、鍔部33が主管22の外径に密着して分岐継手30の止水性と固定性とを確保できる。このため、第1実施形態の分岐継手30は、異なるサイズの主管22に対して部品を共通化できて、製造費用や部品の管理費用を低減できる。
<<第2実施形態>>
次に、図12を用いて第2実施形態の分岐継手60について説明する。第2実施形態は、第1実施形態における分岐継手本体31を本体61(分岐継手本体)に変更して、固定部材41を固定部材71に変更する。その他の第1実施形態と同様の構成は、同じ番号を付して説明を省略する。
第2実施形態の分岐継手60は、第1実施形態の分岐継手30(図2参照)と比較して、本体61と固定部材71とを固定する係合関係が異なる。即ち第2実施形態の分岐継手60は、本体61の係止部67としてメネジを形成し、固定部材71の係合部76としてオネジを形成しており、これらの螺合により主管22に固定する。
本体61は、筒状部62と鍔部63とを有する。本体61の筒状部62は、筒状内部に貫通口64を有する円筒状である。本体61には、分岐継手30を主管22に固定するための固定部材71と係合する係止部67(メネジ)を形成する。係止部67は、筒状部62の貫通口64の内側に形成する。鍔部63から突出し、主管22の開孔25に挿入する部分には(筒状部62の一方側)には、同径部39とテーパ部40とを有するガイド部68のみを形成する。
固定部材71には、一端に開孔25の縁25aに当接する球面部72(傾斜部)と他端に回転付与部73とを有する。固定部材71は、本体61の貫通口64に挿入可能な径の円筒部75を、球面部72の一端から延出するボルト状の部材である。固定部材71は、回転付与部73から円筒部75に貫通する貫通口74を形成する。円筒部75には、本体61の係止部67(メネジ)と係合可能な係合部76(オネジ)を設ける。係合部76は、円筒部75の外径に径方向外側に突出するねじ状に形成する。また、固定部材71の貫通口74には、貫通口74の内径を狭めて段差を形成する段差部79を設ける。段差部79は、例えば、固定部材71の長手方向中間部に形成する。
また、円筒部75の外径には、円筒部75の径方向内側に凹む溝部81を形成する。溝部81は、例えば、係合部76を形成していない円筒部75の球面部72の一端側の近傍に形成する。溝部81には、パッキン82を備える。パッキン82は、分岐継手30の止水性を高める。そして、パッキン82は、排水管内の臭気漏れや主管22の外からの不明水の侵入を防止する。第2実施形態の溝部81は、円筒部75の外径に円筒部75の径方向内側に凹む溝部81を形成する。しかし、溝部81は、固定部材71の円筒部への形成に限定しない。例えば、本体61の貫通口64に、径方向外側に凹む溝部を形成してパッキン82を備えても良い。
そして、作業者は、主管22の内側から固定部材71の係合部76と本体61の係止部67とを係合して分岐継手30を主管22の開孔25に取付ける。第2実施形態の分岐継手30によれば、本体61のガイド部68と固定部材71の球面部72とは、分岐継手30を開孔25に対して案内するので、第1実施形態と同様に主管22に分岐継手30を精度よく取付けでき、止水性と固定性とを確保できる。
第2実施形態では、本体61の貫通口64か固定部材71の円筒部75の外径のいずれかに凹状の溝部81を形成して、溝部81には止水部材であるパッキン82(止水部材)を設ける。このため、分岐継手30の止水性を更に向上できる。また、パッキン82は、排水管内の臭気漏れや主管22の外からの不明水の侵入を防止できる。
以上の説明のように、本実施形態では、主管22を汚水マス22とし、副管20を排水支管20としてドレン16を副管20から主管22へ排出する例を説明したが他でも良い。例えば、分岐継手30は、主管22から副管20へとドレン16を排出する配管の構成にしても良い。また、分岐継手30は、例えば図1の汚水マス22と下流管24との接続に用いても良い。また、本実施形態の分岐継手30は、ドレン16の排出に用いたが他でも良い。例えば、分岐継手30は、その他の上水や下水などの流体の流路の接続にも適用できる。また、分岐継手30は、流入ダクトや排気ダクトなどの気体の流路の接続にも適用できる。
次に本実施形態が含む発明について述べる。分岐継手60は、主管22に穿設する開孔25に筒状部62のガイド部68を挿入し、筒状部62の他方側から副管20と接続して分岐路を形成する分岐継手である。該分岐継手60は、本体61と固定部材71を備える。
本体61は、前記筒状部62と、該筒状部62の外径に前記開孔25を覆って前記主管22の外径に当接する鍔部63と前記筒状部62を前記主管22に固定するための固定部材と係合する係止部67とを有する。
固定部材71は、前記係止部67に係合する係合部76を備え、当該係合部76により前記分岐継手60を前記開孔25に固定可能である。
本体61の筒状部62には、前記開孔25内で前記分岐継手60を案内するガイド部68を設ける。また、前記固定部材71には、開孔25の縁25aに当接する球面部72を設ける。球面部72の一端であって、円筒部75が延出している先端側は、前記ガイド部68の外径よりも小径に形成する。加えて球面部72の他端側は、前記開孔25よりも大径に形成する。
この構成によれば、ガイド部と固定部材とによって分岐継手を主管の開孔に精度良く取付けできる。また、鍔部は、主管に当接するので、主管の外径に密着して分岐継手の止水性と固定性とを確保できる。
また、ガイド部は、主管の厚さより短い長さの同径部と、該同径部から端末へ縮径するテーパ部とを有する。このため、本体を開孔に挿入する際に本体を円滑に案内するとともに、本体を開孔に対して案内できる。
また、ガイド部と球面部の先端側とは、主管に分岐継手を固定する状態で、相互に当接しない隙間を有する。このため、必要に応じて分岐継手を増し締めができる。
また、鍔部と主管との間にパッキンを設けることができる。パッキンを設けることで分岐継手の止水性を向上できる。また、パッキンは、排水管内の臭気漏れや不明水の侵入を防止できる。
また、鍔部は、主管の外径よりも緩径で主管の外径に略沿う形状に形成する。このため、分岐継手を取り付ける主管の大きさを変更しても、同じ分岐継手で大きさの違う主管の外径に密着して分岐継手の止水性と固定性とを確保できる。
また、ガイド部は、鍔部と係止部との間に設ける。このため、本体を開孔に挿入する際に本体を円滑に案内するとともに、本体を開孔に対して案内できる。
また、係止部は、筒状部の内周に形成し、係合部は、球面部の先端側から延出する円筒部の外周に形成する。このため、分岐継手を主管の開孔に精度良く取付けできる。また、係止部と係合部との螺合を主管の外周側から目視で確認できる。
また、本体の貫通口の内周面か固定部材の円筒部の外周面のいずれかに凹状の溝部を形成して、該溝部に止水部材(パッキン)を設ける。このため、止水部材は、止水性を向上するとともに、排水管内の臭気漏れや不明水の侵入を防止できる。
本発明は、主管と副管とを接続する分岐継手に適用できる。
1:潜熱回収型ガス給湯器、2:給湯器本体、16:ドレン、18:ドレン排出管路、20:副管(排水支管)、22、22A、22B:主管(汚水マス)、25、25A、25B、25C、25D、25E、25F:開孔、25a:縁、26A、26B、26C、26D、26E、26F:当接部、30、60:分岐継手、31、61:分岐継手本体(本体)、32、62:筒状部、32a:挿入筒部、32b:外筒部、33、63:鍔部、34、44、64、74:貫通口、35、79:段差部、36:パッキン、37:係止部(オネジ)、38、68:ガイド部、39:同径部、40:テーパ部、41、71:固定部材、42、72:球面部(傾斜部)、42a:先端部(先端側)、42b:根元部(他端側)、43、73:回転付与部、46:係合部(メネジ)、51:ホールソー、67:係止部(メネジ)、75:円筒部、76:係合部(オネジ)、81:溝部、82:止水部材(パッキン)

Claims (9)

  1. 主管に穿孔する開孔に取り付けて、副管を接続して分岐路を形成する分岐継手であって、
    前記主管の開孔に外側から挿入する筒状部と前記筒状部の外周に設ける鍔部とを備えて前記副管を接続する分岐継手本体と、
    前記開孔の縁に前記主管の内側から当接する傾斜部を有し、前記分岐継手本体の筒状部に前記主管の内側から螺合して、前記傾斜部と前記分岐継手本体の鍔部とで前記主管を挟持する固定部材と、
    を有し、
    前記傾斜部は、根元部から先端部に向かって先細り形状となっており、前記先端部が前記開孔の内側に位置する分岐継手。
  2. 主管に穿孔する開孔に取り付けて、副管を接続して分岐路を形成する分岐継手であって、
    前記主管の開孔に外側から挿入する筒状部と前記筒状部の外周に設ける鍔部とを備えて前記副管を接続する分岐継手本体と、
    前記開孔の縁に前記主管の内側から当接する傾斜部を有し、前記分岐継手本体の筒状部に前記主管の内側から螺合して、前記傾斜部と前記分岐継手本体の鍔部とで前記主管を挟持する固定部材と、
    を有し、
    前記分岐継手本体は、前記開孔内で前記筒状部を案内するガイド部を備え、
    前記固定部材の傾斜部を球面状に形成し、前記開孔の縁に当接する先端側を前記ガイド部の外径よりも小径に、かつ他端側を前記開孔よりも大径に形成する分岐継手。
  3. 前記ガイド部は、前記筒状部の軸方向に沿って形成して同外径を維持する同径部と、前記軸方向に沿って縮径するテーパ部とを備える請求項2に記載の分岐継手。
  4. 前記ガイド部と前記傾斜部とは、前記主管を前記分岐継手本体と前記固定部材とで挟持した状態で、相互に当接しない請求項2又は3に記載の分岐継手。
  5. 前記鍔部と前記主管との間で狭圧するパッキンを有する請求項1〜4の何れか一項に記載の分岐継手。
  6. 前記鍔部は、前記主管の外径よりも緩径で前記主管の外径に略沿う形状に形成する請求項1〜5の何れか一項に記載の分岐継手。
  7. 前記分岐継手本体の筒状部の外周にオネジを形成し、
    前記固定部材に前記オネジと螺合可能なメネジを形成する請求項1〜6の何れか一項に記載の分岐継手。
  8. 前記分岐継手本体の筒状部の内径にメネジを形成し、
    前記固定部材が筒状でありその外周に前記メネジと螺合可能なオネジを形成する請求項1〜6の何れか一項に記載の分岐継手。
  9. 前記分岐継手本体の筒状部と前記筒状の固定部材の間であって、前記メネジと前記オネジとが螺合する部分より主管側に止水部材を設ける請求項8に記載の分岐継手。
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