JP6404610B2 - 管継手 - Google Patents

Description

この発明は、例えば給水や給湯等のための配管に用いられる管継手に関するものである。

従来の管継手として、２つの管状部材どうしが互いに螺着されたものが知られている（例えば、特許文献１）。

特開2013-194897号公報

一般的に、管継手は、その製造時、流通時、施工時、及び使用時などで、様々な衝撃（例えば、作業者の不注意で管継手が落下したときの衝撃）、振動（例えば、施工後の水栓の急な開閉による水撃圧による振動）、及び熱（例えば、温水配管した場合での通水及び止水の繰り返しによる熱サイクル）等に晒されることがある。仮に互いに螺着される２つの管状部材が共に金属製である場合は、このような環境下でも螺着強度への影響は比較的少ないと考えられる。しかし、仮に一方の管状部材が金属製で他方の管状部材が樹脂製であるような場合は、樹脂製の管状部材がこのような衝撃、振動、又は熱に晒されることによって次第に変形する結果、金属製の管状部材との螺着が緩むおそれがあった。

この発明は、上述した課題を解決するためのものであり、管状部材間の螺着の緩みを防止できる管継手を提供することを目的とするものである。

この発明の管継手は、外周面に第１ねじ部を有する第１管状部材と、内周面に前記第１ねじ部と螺着された第２ねじ部を有する第２管状部材と、を備え、前記第１及び第２管状部材のうちいずれか一方は、変形することで前記第１及び第２管状部材のうち他方の外周面に設けられた被固定部に係合された加締め部を有することを特徴とする。
この発明の管継手によれば、第１及び第２管状部材間の螺着の緩みを防止できる。

この発明の管継手では、前記第２管状部材が、前記第１管状部材の外周面に設けられ、変形することで前記被固定部に係合された前記加締め部を有してもよい。

この発明の管継手において、前記被固定部は、前記第１管状部材の外周面から該第１管状部材の径方向外側へ膨出していることが好ましい。この場合、加締め部と被固定部が軸方向に係合するため、加締め部から第１管状部材に大きな押圧力を作用させることなく、第１及び第２管状部材間の螺着の緩みをより効果的に防止できる。

この発明の管継手において、前記加締め部は、前記第２管状部材の軸方向の先端部にあるとともに、前記被固定部と軸方向に当接する、前記第２管状部材に備えられる段部に隣接していることが好ましい。この場合、第１管状部材の外周面から第１管状部材の径方向外側へ膨出している被固定部が、加締め部と段部とによって挟持されるので、第１及び第２管状部材間の螺着の緩みをより効果的に防止できる。

この発明の管継手において、前記加締め部は、前記第２管状部材の周方向の全体にわたって連続していてもよい。この場合、加締め部と被固定部との接触面積を大きく確保することで、第１及び第２管状部材間の螺着の緩みをより効果的に防止できる。

この発明の管継手において、前記加締め部は、該加締め部における前記第２管状部材の周方向の一部分に切り欠き部を有していてもよい。この場合、切り欠き部を区画する、周方向と交わる方向の壁面の内周側縁部が、被固定部に食い込むことで、第１及び第２管状部材間の螺着の緩みをより効果的に防止できる。

この発明の管継手において、前記加締め部は、該加締め部の内周面に突起部を有することが好ましい。この場合、突起部が、被固定部に食い込むことで、第１及び第２管状部材間の螺着の緩みをより効果的に防止できる。

この発明の管継手では、前記第１管状部材を樹脂製とし、前記第２管状部材を金属製とした場合、第１及び第２管状部材間の螺着の緩みを十分効果的に防止しつつ、コストを低減できるので、特に有利である。

この発明によれば、管状部材間の螺着の緩みを防止できる、管継手を提供できる。

この発明の管継手の一実施形態を示す部分断面側面図である。 図１に示す管継手の要部拡大断面図である。 図１の管継手の組み立て方法を説明するための要部断面図である。 加締め部及び被固定部の第１変形例を説明するための部分断面側面図である。 加締め部及び被固定部の第２変形例を説明するための部分断面側面図である。 加締め部及び被固定部の第３変形例を説明するための部分断面側面図である。

以下に、図面を参照しつつ、この発明に係る管継手の実施形態を例示説明する。

図１及び図２は、この発明の管継手の一実施形態を示している。図１は、本実施形態の管継手１を、管継手１の軸方向に沿う一部断面で示した、側面図であり、図２は、図１において四角の破線で囲った部分の拡大断面図である。管継手１は、互いに同軸に連結された、管状の継手部材２（第１管状部材）と管状のバルブ本体部材３（第２管状部材）とを、備えている。継手部材２は管継手１の軸方向一方側に配置され、バルブ本体部材３は管継手１の軸方向他方側に配置されている。本例では、継手部材２は、コスト低減等の観点から、樹脂（好ましくは、ポリフェニレンスルファイド等の殆ど弾性変形しないような硬い樹脂）から構成されており、バルブ本体部材３は金属（例えば、砲金、青銅、銅、鉄、ステンレス等）から構成されている。
本例では、継手部材２のバルブ本体部材３とは反対側にある配管接続口２４には、後述するパイプ接続部７０を介して、例えばポリブテン製の給水給湯用パイプ（図示せず）等の上流側配管部材が接続される。一方、バルブ本体部材３の継手部材２とは反対側にある配管接続口３４には、水廻り器具に通じる金属配管（図示せず）等の下流側配管部材が螺着等により接続される。ただし、継手部材２の配管接続口２４に下流側配管部材を接続し、バルブ本体部材３の配管接続口３４に上流側配管部材を接続してもよい。
なお、図２では、継手部材２及びバルブ本体部材３のみを示しており、管継手１の他の構成要素の図示を省略している。

以下の説明では、管継手１の軸方向（管継手１内の配管の中心軸線方向。）、径方向、周方向を、それぞれ単に「軸方向」、「径方向」、「周方向」ともいう。また、説明の便宜上、管継手１の軸方向における継手部材２側（図の左側）を、「軸方向第１側」といい、バルブ本体部材３側（図の右側）を、「軸方向第２側」という。

継手部材２は、軸方向第２側の端部の外周面に雄ねじ２１（第１ねじ部）を有しており、バルブ本体部材３は、軸方向第１側の端部の内周面に、継手部材２の雄ねじ２１と螺着された雌ねじ３１（第２ねじ部）を有する。継手部材２には、雄ねじ２１の近傍の位置（雄ねじ２１に対してＯリング６１を介して軸方向第１側に隣接する位置）に、継手部材２の外周面から径方向外側へと膨出する環状の突出部２２（被固定部）が全周にわたって連続して設けられている。
図２に示すように、本例における突出部２２は、軸方向の断面において、軸方向第１側の径方向外側角部２２ａの外表面の曲率半径のほうが、軸方向第２側の径方向外側角部２２ｂの外表面の曲率半径よりも小さくなるように、形成されている。

本例において、継手部材２の外周面には、軸方向における雄ねじ２１と突出部２２との間において、周方向溝が形成されており、その周方向溝内にはＯリング６１が設けられている。Ｏリング６１は、継手部材２の外周面とバルブ本体部材３の内周面とによって挟まれており、継手部材２とバルブ本体部材３との間を液密にシールする。
ただし、Ｏリング６１は、雄ねじ２１に対して軸方向第２側に配置されてもよいし、また、バルブ本体部材３の内周面に周方向溝を形成してその周方向溝内に設けてもよい。

バルブ本体部材３は、雌ねじ３１の近傍の位置（雌ねじ３１に対してＯリング６１を介して軸方向第１側に隣接する位置）でかつ、バルブ本体部材３の軸方向第１側の先端部に、全周にわたって連続する環状の加締め部３２を有している。図２に示すように、バルブ本体部材３の内周面には、加締め部３２の付け根部（軸方向第２側端部）に隣接し、該付け根部から径方向内側に延在する段部３３が形成されており、この段部３３を介してバルブ本体部材３の内径は縮径されている。そして、バルブ本体部材３の段部３３は、継手部材２の突出部２２の軸方向第２側の面と接触している。

バルブ本体部材３の加締め部３２は、変形することで継手部材２の突出部２２に係合されており、すなわち、継手部材２の突出部２２を覆うように、突出部２２に対して加締められている。より具体的に、本例において加締め部３２は、突出部２２の形状に沿うように、軸方向断面において径方向外側に凸の略Ｕ字型に折り曲げられており、径方向内側に向けて延在する加締め部３２の軸方向第１側の先端部は、突出部２２の軸方向第１側の角部２２ａに接触している。したがって、突出部２２は、軸方向第２側で接触している（すなわち軸方向に当接している）バルブ本体部材３の段部３３と、軸方向第１側で接触しているバルブ本体部材３の加締め部３２とによって挟持されるので、継手部材２とバルブ本体部材３との戻り回転（螺着が緩む方向の回転）が防止され、ひいては継手部材２とバルブ本体部材３との螺着の緩みが防止される。
なお、加締め部が被固定部に対して「加締められる」とは、加締め部が被固定部の形状に沿うように塑性変形されることによって、加締め部が被固定部に係合されること（すなわち、加締め部と被固定部とが互いに固定状態となること）を指しているにすぎず、必ずしも加締め部から被固定部に大きな押圧力が掛かることは要しない。

ここで、仮に、軸方向の断面において突出部２２の軸方向第２側の径方向外側角部２２ｂの外表面の曲率半径が過度に小さい場合、加締め部３２が突出部２２に対して加締められる際に、突出部２２の軸方向第２側の径方向外側角部２２ｂが加締め部３２の内周面に突き当たる結果、加締め部３２が突出部２２に十分に沿う（フィットする）ことができず、加締め部３２と突出部２２との間に隙間が生じるおそれがある。そこで、本例では、上述したように、軸方向の断面において突出部２２の軸方向第２側の径方向外側角部２２ｂの外表面の曲率半径を、突出部２２の軸方向第１側の径方向外側角部２２ａの外表面の曲率半径よりも大きくしたので、加締め部３２を突出部２２に沿うようにフィットさせることができ、加締め部３２と突出部２２との間での隙間の発生を抑制して、継手部材２とバルブ本体部材３との螺着の緩みをより確実に防止できる。
また、仮に、軸方向の断面において突出部２２の軸方向第１側の径方向外側角部２２ａの外表面の曲率半径が過度に大きい場合、加締め部３２が突出部２２に対して加締められる際に、加締め部３２の先端が継手部材２の外表面に当接する程度に加締め部３２が折れ曲がる結果、加締め部３２と突出部２２の軸方向第１側の表面との間に隙間が生じるおそれがある。そこで、本例では、軸方向の断面において突出部２２の軸方向第１側の径方向外側角部２２ａの外表面の曲率半径を、突出部２２の軸方向第２側の径方向外側角部２２ｂの外表面の曲率半径よりも小さくしたので、加締め部３２の先端が継手部材２の外表面に当接する程度に加締め部３２が折れ曲がるのを抑制し、ひいては加締め部３２を突出部２２に沿うようにフィットさせることができ、加締め部３２と突出部２２の軸方向第１側の表面との間に隙間が生じるのを抑制して、継手部材２とバルブ本体部材３との螺着の緩みをより確実に防止できる。

本例のように、加締め部３２を、バルブ本体部材３の軸方向第１側の先端部における、雌ねじ３１の近傍に配置した場合には、加締め部３２の軸方向延在長さが比較的短くなるので、加締め部３２の剛性の低下を抑制でき、ひいては継手部材２とバルブ本体部材３との戻り回転ひいては螺着の緩みをより効果的に防止できる。

また、本例では、被固定部を、継手部材２の外周面から継手部材２の径方向外側へ膨出する突出部２２として構成したので、仮に被固定部を継手部材２の軸方向に沿う外周面の一部として形成した場合とは異なり、加締め部３２と突出部２２とが軸方向に係合する（本例では、より具体的に、突出部２２が加締め部３２と段部３３とによって軸方向両側から挟持される）ので、被固定部ひいては継手部材２に大きな押圧力が掛かる必要なしに、継手部材２とバルブ本体部材３との戻り回転ひいては螺着の緩みをより効果的に防止できる。

また、本例では、加締め部３２が、バルブ本体部材３の周方向の全体にわたって連続して形成されているので、突出部２２（被固定部）との接触面積を大きく確保でき、ゆえに上記戻り回転ひいては螺着の緩みを効果的に防止できる。

図１に示す例において、管継手１は、継手部材２に設けられ、継手部材２の配管接続口２４に給水用パイプを接続するためのパイプ接続部７０と、バルブ本体部材３に設けられ、管継手１内を流れる水の通過の許容及び禁止を切り換えるボールバルブ７１とを、さらに備えている。

図１に示す例において、パイプ接続部７０は、継手部材２の外周側に配置され、透明な樹脂等からなるカバー５０と、カバー５０の軸方向第１側の先端に隣接して配置され、軸方向第１側に凸の略Ｖ字型に屈曲し、その内周側端部が給水給湯用パイプ（図示せず）に食い込んで給水用パイプを保持するためのロック爪５５と、カバー５０の外周面に圧入又は螺着により固定され、ロック爪５５の抜け止めを防止するための筒状のキャップ５１と、ロック爪５５に対して軸方向第１側に配置され、ロック爪５５の給水用パイプへの食い込みを解除するための解放リング５４とを、備えている。継手部材２とパイプ接続部７０との間（より具体的には、継手部材２の外周面と、カバー５０、ロック爪５５、及び解放リング５４の内周面との間）には、給水用パイプが挿入される環状の挿入空間５２が区画されている。継手部材２の外周面のうち挿入空間５２を区画する部分には、周方向溝が形成されおり、この周方向溝内にはＯリング５３が設けられている。給水用パイプが挿入空間５２内へ挿入されると、給水用パイプはそこで保持されるとともに、給水給湯用パイプと継手部材２との間がＯリング５３によって液密にシールされる。

図１に示す例において、ボールバルブ７１は、バルブ本体部材３内の配管内に配置されたボール５７及びボールシート５８と、ボール５７からバルブ本体部材３の外部へ延在する弁棒５６と、弁棒５６のうちバルブ本体部材３の外部にある部分に取り付けられ、手動によるボール５７の回転操作を可能にするためのハンドル５９と、弁棒５６のうちバルブ本体部材３内部にある部分の外周面に形成された、弁棒５６の周方向の溝内に設けられ、弁棒５６とバルブ本体部材３との間を液密にシールするためのＯリング６０とを、有している。

つぎに、図３を参照して、上述した管継手１の組み立て方法について説明する。
まず、継手部材２の雄ねじ２１とバルブ本体部材３の雌ねじ３１とを螺着させる。このとき、バルブ本体部材３の軸方向第１側の先端にある加締め部３２は、加締められる前の状態にあり、軸方向に沿って延在している。
次に、互いに螺着された継手部材２及びバルブ本体部材３を、図示しない固定手段によって位置を固定した状態で、加締め治具４０を用いて、加締め部３２を突出部２２に対して加締める（すなわち、加締め部３２を変形させることで突出部２２に係合させる）。加締め治具４０は、有底筒状又は無底筒状に構成されており、その内径は、管継手１の中心軸線から突出部２２の付け根（径方向最内端）までの径方向距離とほぼ同じである。加締め治具４０の内周面は、加締め治具４０の軸方向一方側の端部に、該軸方向一方側の端に向かうにつれて徐々に拡径するテーパ面４１を有している。加締めを行う際には、加締め治具４０のテーパ面４１側を加締め部３２に対向させ、継手部材２を加締め治具４０内へ挿入させながら、加締め治具４０を軸方向第２側に向けて変位させて、テーパ面４１を加締め部３２の先端に接触させる。その後、加締め治具４０を、軸方向第２側に向けて所定の荷重を掛けながら所定変位量だけさらに軸方向第２側に向けて押し込むことにより、テーパ面４１によって、加締め部３２を突出部２２に沿って径方向内側に向けて折り曲げ、これにより加締め部３２を突出部２２に対して加締める。
その後、加締め治具４０を継手部材２から取り外し、パイプ接続部７０及びボールバルブ７１をそれぞれ継手部材２及びバルブ本体部材３に装着して、管継手１を得る。

なお、加締め治具４０の上記所定荷重及び所定変位量は、加締め部３２によって継手部材２とバルブ本体部材３との戻り回転が阻止されるのに必要最低限の値に設定されることが好ましい。これにより、加締め部３２から必要以上に大きな押圧力が突出部２２ひいては継手部材２に掛かるのを回避し、突出部２２ひいては継手部材２の破損を防止できる。

つぎに、加締め部３２及び被固定部の第１〜第３変形例について、それぞれ図４〜図６を参照しながら、図２の例と異なる点を中心に説明する。
図４に示す第１変形例は、加締め部３２の構成のみが図２の例と異なり、被固定部は図２の例と同様に突出部２２として構成される。本変形例の加締め部３２は、加締め部３２におけるバルブ本体部材３の周方向の一部分に、１つ又は複数（図４の例では、複数）の切り欠き部３２ａを有している点で異なる。図４の例において、これらの切り欠き部３２ａは、それぞれ加締め部３２の根元側（軸方向第２側）から先端（軸方向第１側の端）まで軸方向に沿って延在するとともに、周方向に沿って等間隔で配列されている。この構成によれば、切り欠き部３２ａを区画する、周方向と交わる方向（図の例では、軸方向）の壁面の内周側縁部が、突出部２２に食い込むことで、継手部材２とバルブ本体部材３との戻り回転ひいては螺着の緩みを、より効果的に防止できる。
加締め部３２の加締め方法は、図２の例と同様でよい。
なお、切り欠き部３２ａは、軸方向以外の任意の方向に延在してもよく、また、加締め部３２の軸方向第１側又は第２側の端の手前で終端していてもよい。
また、突起部３２ｂは、周方向に断続的に配列されてもよい。

図５に示す第２変形例は、加締め部３２の構成のみが図２の例と異なり、被固定部は図２の例と同様に突出部２２として構成される。本変形例の加締め部３２は、その内周面に突起部３２ｂを有している。突起部３２ｂは、周方向に連続して環状に延在していてもよいし、周方向に断続的に配列されてもよい。この構成によれば、突起部３２ｂが突出部２２に食い込むことで、継手部材２とバルブ本体部材３との戻り回転ひいては螺着の緩みを、より効果的に防止できる。
加締め部３２の加締め方法は、図２の例と同様でよい。
なお、突起部３２ｂは、図５の例のように、突出部２２の軸方向第１側の面に食い込むように配置される場合以外にも、突出部２２の径方向外側の面や軸方向第２側の面に食い込むように配置されてもよい。また、本変形例でも、図４の例のように、加締め部３２におけるバルブ本体部材３の周方向の一部分に１つ又は複数の切り欠き部３２ａを有してもよい。

図６に示す第３変形例は、加締め部３２及び被固定部の両方の構成が図２の例と異なる。本変形例において、被固定部は、継手部材２の外周面に、周方向に沿って延在する環状の凹部２３として構成され、加締め部３２は、凹部２３の形状に沿って凹部２３を覆うように、径方向内側に凸の略Ｕ字型に塑性変形されている。このような場合でも、加締め部３２は、仮に被固定部を継手部材２の軸方向に沿う外周面の一部として形成した場合とは異なり、軸方向の両側から凹部２３によって挟持されるので、被固定部ひいては継手部材２に大きな押圧力を掛ける必要なしに、継手部材２とバルブ本体部材３との戻り回転ひいては螺着の緩みをより効果的に防止できる。
本変形例の加締め部３２を凹部２３に対して加締める際には、継手部材２に螺着されたバルブ本体部材３のうち少なくとも凹部２３に径方向に隣接する部分を、図示しない加締め治具により径方向内側へ押圧する。
なお、凹部２３及び加締め部３２は、雄ねじ２１、雌ねじ３１に対して軸方向第２側に配置されてもよい。また、本変形例でも、図４の例のように、加締め部３２におけるバルブ本体部材３の周方向の一部分に１つ又は複数の切り欠き部３２ａを有してもよいし、図５の例のように、加締め部３２の内周面に突起部３２ｂを有してもよい。

なお、上述した各例において、軸方向の断面における突出部２２の形状は、図２に示すものに限られず、任意の形状としてよい。
また、管継手１は、パイプ接続部７０をバルブ本体部材３の配管接続口３４に設けてもよいし、パイプ接続部７０を備えなくてもよい。また、管継手１は、ボールバルブ７１を備えなくてもよい。
また、管継手１内の流路は、本例のように直線状に延在する場合以外にも、任意の角度（例えば９０度）で屈曲して延在してもよい。
また、継手部材２及びバルブ本体部材３の一方又は両方が、配管接続口２４、３４を複数有していてもよい。
また、継手部材２及びバルブ本体部材３の両方を金属製としてもよい。
さらに、バルブ本体部材３を樹脂製又は金属製としてバルブ本体部材３の外周面に被固定部を設けて、継手部材２を金属製として継手部材２に加締め部を設けてもよい。

本発明による管継手は、例えば冷水、温水、油等の任意の流体のための配管に利用できる。

１：管継手、 ２：継手部材（第１管状部材）、 ３：バルブ本体部材（第２管状部材）、 ２１：雄ねじ（第１ねじ部）、 ２２：突出部（被固定部）、 ２２ａ、２２ｂ：角部、 ２３：凹部（被固定部）、 ２４、３４：配管接続口、 ３１：雌ねじ（第２ねじ部）、 ３２：加締め部、 ３２ａ：切り欠き部、 ３２ｂ：突起部、 ３３：段部、 ４０：加締め治具、 ４１：テーパ面、 ５０：カバー、 ５１：キャップ、 ５２：挿入空間、 ５３、６０、６１：Ｏリング、 ５４：解放リング、 ５５：ロック爪、 ５６：弁棒、 ５７：ボール、 ５８：ボールシート、 ５９：ハンドル、 ７０：パイプ接続部、 ７１：ボールバルブ

Claims (6)

1. 外周面に第１ねじ部を有する第１管状部材と、
   内周面に前記第１ねじ部と螺着された第２ねじ部を有する第２管状部材と、
   を備えた、管継手であって、
   前記第２管状部材は、変形することで前記第１管状部材の外周面に設けられた被固定部に係合された、加締め部を有し、
   前記被固定部は、前記第１管状部材の外周面から該第１管状部材の径方向外側へ膨出しており、
   前記管継手の軸方向における前記第１管状部材側を軸方向第１側と称し、前記管継手の軸方向における前記第２管状部材側を軸方向第２側と称するとき、
   軸方向の断面において、前記被固定部の前記軸方向第２側の径方向外側角部の外表面の曲率半径が、前記被固定部の前記軸方向第１側の径方向外側角部の外表面の曲率半径よりも、大きいことを特徴とする、管継手。
2. 前記加締め部は、前記第２管状部材の軸方向の先端部にあるとともに、前記被固定部と軸方向に当接する前記第２管状部材に備えられる段部に隣接している、請求項１に記載の管継手。
3. 前記加締め部は、前記第２管状部材の周方向の全体にわたって連続している、請求項１又は２に記載の管継手。
4. 前記加締め部は、該加締め部における前記第２管状部材の周方向の一部分に切り欠き部を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の管継手。
5. 前記加締め部は、該加締め部の内周面に突起部を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の管継手。
6. 前記第１管状部材は樹脂製であり、前記第２管状部材は金属製である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の管継手。

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