JP6549930B2 - かしめ式継手 - Google Patents

Description

この発明は、かしめ（プレス）施工によって管を接続する管継手に関するものである。

かしめ式管継手は、インナースリーブとアウタースリーブとの間に管を挿入し、アウタースリーブを専用工具によりかしめることで、その塑性変形により管が抜け止めされた状態となり接続が完了する。このようなかしめ式管継手において、かしめ作業を失念した場合、使用中に漏水や管が抜ける恐れがある。

そこで、本出願人は、インナースリーブのパッキン取付位置に内外に通じる小さな貫通孔を設けて、初期水圧テスト（通水試験）時に積極的に漏水を誘発することにより、事前にかしめ忘れを検知する管継手を開示した（特許文献１）。即ち、このかしめ式継手は、図６に示すように、かしめ前の状態では、内外貫通孔２２３からアウタースリーブにかけて漏出流路Ｆが形成され、試験通水時に漏水の有無を確認することによって、かしめ忘れを発見しようとするものである（符号は特許文献１のものをそのまま記載した。以下、図５において同じ）。

特開２０１５−２１５９３号公報

ところで、通常運転時の水道圧は水道法によって０．７５ＭＰａ以下でなければならないのに対して、通水試験時には１〜２．５ＭＰａという高圧の水圧をかけて初期水圧テストを行うこともあり、一般的に、かしめ忘れがあった場合、より高圧な通水試験において漏水が発生しやすいと考えられる。しかしながら、特許文献１の管継手のようにスリーブとパッキンが密に接触するようなサイズである場合には、試験通水時に漏水が発生せず、逆に、その後の通常運転時に漏水が発生する場合があった。

このような現象について検討したところ、特許文献１の管継手では、その後方パッキン４が通水試験に係る高圧な水圧によって意図しない変形を起こしている恐れがあった。つまり、特許文献１の管継手の場合、先ず、管Ｐを挿入した段階で、後方パッキン４が圧縮変形して、その内面が後方パッキン取付凹部２２１の底面と密着した状態となる。次に、この状態で通水を行えば、後方パッキン４の内面に内外貫通孔２２３からの水圧が作用するため、後方パッキン４の上下方向の圧縮率が高まり、その分、後方パッキン４は軸方向（前後方向）に伸長する。そして、このときの水圧が上述のように高圧であると、過剰な水圧によって後方パッキン４が軸方向に大きく変形して、その後端側（絶縁リング６側）が後方パッキン取付凹部２２１の垂直壁と密着してしまい、漏出流路Ｆをその始点側で閉塞している可能性があった。

一方、水道法で定められた水道圧であれば、後方パッキン４は上述したような過剰な変形を起こさず、後方パッキン取付凹部２２１の底面及び垂直壁の双方で隙間が生じ、漏出流路Ｆが完成するものと考えられる。

してみれば、通水試験時の水圧を下げれば漏水が発生し、かしめ忘れを検知できるのであるが、そうすると通水路全経路を目的とした水圧テストと本継手の水圧テストとを別に行わなければならなくなる。

本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、通常運転の前の通水試験を仮に通常の水道圧よりも高圧で行った場合でも、かしめ忘れによる漏水を確実に検知することができるかしめ式管継手を開示することである。

上述した目的を達成するために本発明では、内部に通水路を有し、外周面上にはパッキンの収容凹部を有すると共に、該収容凹部の底面に前記通水路に貫通する通孔を有して管に挿入されるインナースリーブと、該インナースリーブの周囲に、かしめによって前記管を前記インナースリーブに接合可能に塑性変形するアウタースリーブとを備え、前記アウタースリーブをかしめることで前記パッキンを圧縮変形して前記通孔を止水する一方、前記アウタースリーブが未かしめ状態では前記通孔から前記管の外周面を介して漏水経路を形成可能なかしめ式管継手であって、前記パッキンは、前記収容凹部との間に前記漏水経路に通ずるクリアランスを有して前記収容凹部に収容した。そして、これを基本構成として、本発明では、前記クリアランスは、前記アウタースリーブが未かしめ状態で、前記インナースリーブに挿入した前記管に水道法に定められた上限水圧よりも高圧で通水したとき、前記パッキンの圧縮変形によって閉塞しない間隔に設定した。

また、上記基本構成を共通として、前記アウタースリーブが未かしめ状態で、前記インナースリーブに挿入した前記管に水道法に定められた上限水圧よりも高圧で通水したとき、前記クリアランスを確保した状態で圧縮変形するという手段を用いた。

これら手段によれば、水道法に定められた上限水圧よりも高圧の水圧を基準として、パッキンの圧縮率に基づきクリアランスを設定したので、高圧な水圧により通水試験を行った場合でも、かしめ忘れ時に漏水経路が機能し、当該漏水によってかしめ忘れを検知することができる。なお、基準となる水圧は、従来の通水試験時の水圧、即ち１〜２．５ＭＰａの範囲で設定されることを想定しているが、この範囲外の水圧であっても、その数値によるパッキンの圧縮率からクリアランスを設定することができる。ただし、パッキンの最大圧縮率を超えるような水圧による通水試験は想定していない。

また、パッキンの収容凹部の底面上に、さらに凸条部を設ければ、アウタースリーブのかしめ時に前記パッキンの内面が通孔からの水圧に抗して前記凸条部に食い込んで、より確実に前記通孔を止水することができる。一方、未かしめ時には、当該凸条部によってパッキンの内面が収容凹部の底面に密着せず、該底面上に浮き上がった状態となるため、より確実に漏水経路が形成される。

さらに、インナースリーブの外周面には、パッキンの収容凹部と隣り合わせに位置決め凹部を設ける一方、前記パッキンは前記収容凹部に収容されるパッキン本体部の一次側に内側が前記位置決め凹部に係合する鉤部を設けて構成すれば、パッキンの軸方向移動は前記鉤部が前記位置決め凹部に係合することで規制され、管の挿入前後でパッキン本体を収容凹部の適正な位置に収容保持することができる。

本発明によれば、アウタースリーブのかしめ忘れがあった場合は、通常運転時の水道圧により通水試験を行った場合はもちろん、通常運転時よりも高圧な水圧にて通水試験が行われたときであっても、確実に漏水が発生し、かしめ忘れを検知することができる。

本発明の一実施形態に係るかしめ式管継手の上半断面図（管挿入前の状態） 同、（管挿入時の状態） 同、（かしめ時の状態） 同、未かしめ状態で高圧水による通水試験時の状態を示した説明図 従来のパッキン構造における管挿入時と未かしめ状態での通水試験時の状態を示した説明図 従来技術の要部断面図

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。本発明の一つの実施形態について、図１は管Ｐを挿入する前、図２は管Ｐを挿入後、かしめる前、図３はかしめ後をそれぞれ示している。これらの図において、本実施形態のかしめ式継手は、一方側を雄ネジ構造の器具接続部ＭＪとし、他方側を管の接続部ＰＪとして、管接続部ＰＪを、インナースリーブ１と、該インナースリーブ１の円周上に取り付けられるパッキン２と、インナースリーブ１の周囲に間隔を隔てて同軸に設けたアウタースリーブ３とによって構成している。

インナースリーブ１は、管Ｐに差し込む部分であって、その内部には通水路１ａが形成されている。したがって、インナースリーブ１を管Ｐに差し込むことによって、接続の基礎が構築されると共に、管Ｐを流れる流体は通水路１ａを通じて器具接続部ＭＪへと導出される。このようなインナースリーブ１の外周面上には、パッキン２の収容凹部１ｂを形成している。また、収容凹部１ｂの底面には、通水路１ａに貫通する通孔１ｃを形成している。

さらに、インナースリーブ１の外周面上には、収容凹部１ｂと隣接してパッキン２の位置決め凹部１ｄを設けると共に、これらの前後において、かしめ時に加圧が集中する箇所には管接合溝１ｅ・１ｆを設けている。さらにまた、収容凹部１ｂの底面上には凸条部１ｇを設けている。

パッキン２は、管Ｐのシールとインナースリーブ１の通孔１ｃの止水を目的とするものであって、この実施形態では、インナースリーブ１の収容凹部１ｂに所定のつぶし代を有して収容されるパッキン本体部２ａと、先端側にはインナースリーブ１の位置決め凹部１ｄに係合する鉤部２ｂとを有した二段構成としている。このパッキン２は、インナースリーブ１を管Ｐに挿入後、アウタースリーブ３をかしめる前に、管Ｐの内面に水密に密着する外径を有している。

アウタースリーブ３は、管Ｐが挿入可能な内径を有する円筒部材であって、ステンレスなどの塑性変形する素材からなる。この実施形態では、先端をフレア加工する一方、基端は半径方向内向きに絞り加工しており、基端側をインナースリーブ１と工具掛け用の六角部４との間に形成された環状溝５に嵌合した状態で取り付けている。なお、６は樹脂製のリングであって、管Ｐが金属管や金属層を有する多層管である場合に、継手本体と電気絶縁して、管端の腐食を防止するためのものである。この取り付け状態において、基端側の環状溝５から露出する部分には、管Ｐがインナースリーブ１の根元まで差し込まれたことを視認するための確認孔３ａを内外貫通して設けている。なお、確認孔３ａは１２０度ごとに３つ設けることが好ましいが、１つであってもよく、１８０度位置に２つを設けてもよい。

上述した構成の管継手では、パッキン２は管Ｐの挿入前後において、図１・２に示したように、その内面と収容凹部１ｂ（凸条部１ｇ）との間にクリアランスＫが形成されている。また、本体部２ａの後端側についても収容凹部１ｂとの間に隙間が形成されている。

これに管Ｐをその管端が確認窓３ａを通じて視認されるまで挿入すると、図２に示したように、外面については管Ｐの内面に水密に密着する一方、内面については収容凹部１ｂとのクリアランスＫを維持している。また、本体部２ａの後端側と、これに対応する収容凹部１ｂの壁（位置決め凹部１ｄとは反対側の壁）との隙間も維持されている。

さらに、挿入した管Ｐの管端と樹脂製絶縁リング６の間、及び、当該管Ｐの外周面とアウタースリーブ３の内面の間にも隙間が形成されており、これらの隙間と、上述したパッキン本体部２ａ・収容凹部１ｂ間のクリアランスＫ及び隙間とによって漏水経路Ｒが構成される。

そして、この状態でアウタースリーブ３をかしめれば、図３に示すように、リング状のかしめ痕Ａ〜Ｃの三ヶ所で管Ｐが抜け止め状態でインナースリーブ１に接合すると共に、パッキン２の本体部２ａが圧縮変形し、その本体部２ａの内面が凸条部１ｇに食い込むことによって、通孔１ｃを止水し、漏水経路Ｒをその起点部分で閉塞する。したがって、このように適正なかしめ施工が行われれば、通水時に漏水は発生しない。これは、水道法に定められた水圧（上限０．７５ＭＰａ）で通水したときはもちろん、その前の通水試験（初期水圧テスト）時に、これよりも高圧な水圧（例えば１〜２．５ＭＰａ）で通水したとしても同様であり、通水試験時の水圧にパッキン２の圧縮応力が勝るため、通孔１ｃの止水状態は維持される。

一方、図４は、アウタースリーブ３を未かしめ（かしめ忘れ）の状態で上述した高圧な水圧によって通水試験を行ったときの状態を示したものである。本実施形態の管継手によれば、通孔１ｃからの水圧によってパッキン２の本体部２ａが内側から圧縮変形しようとするが、本発明では、前記クリアランスＫを設けているため圧縮率が小さい。このため、高圧な通水時においても収容凹部１ｂとの隙間は維持される。したがって、本実施形態では、通水試験時にも図２に示した漏水経路Ｒが維持され、漏水が発生して、かしめ忘れを検知することができる。

これに対して従来の管継手では、図５に示したように、管Ｐを挿入した段階で、パッキン２は内外とも管Ｐと収容凹部１ｂの凸条部１ｇに密に接触している（同図（ａ）参照）。つまり、この段階でパッキン２は既に水密な状態まで圧縮変形しているところ、かしめ忘れの状態で通水を行えば、パッキン２の内面が通孔１ｃから高圧の水圧を受けて、さらに外向きの圧縮力が加わる。このときの水圧が上述した高圧であれば、本体部２ａの内面が凸条部１ｇと非接触となる位置まで浮き上がることも考えられるが、仮にそうであったとしても、水圧が高ければ高いほどパッキン２の圧縮率は高まり、その分、軸方向（図面上、左右方向）の伸長率が高まる。この結果、従来の管継手では、パッキン２によって収容凹部１ｂとの隙間が埋められ、通水試験時に漏水経路Ｒがその起点で閉塞する（同図（ｂ）参照）。したがって、漏水の発生率も低く、結果、かしめ忘れの発見率も低い。

なお、上記実施形態において、クリアランスＫは、通常運転時よりも高圧な通水時に、これによって圧縮したパッキン２が収容凹部１ｂと密着することを回避するために必要なものであるが、パッキン２の圧縮率は素材や硬度、大きさ、形状によって異なるため、これらを考慮してクリアランスＫの大きさを調整する。

これは、パッキン２の外面側における管Ｐとの隙間についても同様であり、管Ｐの挿入段階で、当該管Ｐの内面とパッキン２の外面とに隙間を形成する構成を排除せず、この場合でも、通水試験時の高圧な通水時に収容凹部１ｂとの隙間（漏水経路Ｒ）を確保するものであれば、本発明に含まれる。

さらに、図面は、高圧通水時でもクリアランスによって漏水経路が確保されることを強調して示したものであり、現実の寸法を示したものではない。

１ インナースリーブ
１ａ 通水路
１ｂ 収容凹部
１ｃ 通孔
１ｄ 位置決め凹部
１ｅ・１ｆ 管接合溝
２ パッキン
２ａ 本体部
２ｂ 鉤部
３ アウタースリーブ
３ａ 確認孔
４ 六角部
５ 環状溝
６ 樹脂製防食リング
Ｐ 管
Ｒ 漏水経路
Ｋ クリアランス
Ａ〜Ｃ かしめ痕

Claims (4)

1. 内部に通水路を有し、外周面上にはパッキンの収容凹部を有すると共に、該収容凹部の底面に前記通水路に貫通する通孔を有して管に挿入されるインナースリーブと、該インナースリーブの周囲に、かしめによって前記管を前記インナースリーブに接合可能に塑性変形するアウタースリーブとを備え、
   前記アウタースリーブをかしめることで前記パッキンを圧縮変形して前記通孔を止水する一方、前記アウタースリーブが未かしめ状態では前記通孔から前記管の外周面を介して漏水経路を形成可能なかしめ式管継手であって、
   前記パッキンは、前記収容凹部との間に前記漏水経路に通ずるクリアランスを有して前記収容凹部に収容され、
   前記クリアランスは、前記アウタースリーブが未かしめ状態で、前記インナースリーブに挿入した前記管に水道法に定められた上限水圧よりも高圧で通水したとき、前記パッキンの圧縮変形によって閉塞しない間隔に設定したことを特徴としたかしめ式管継手。
2. 内部に通水路を有し、外周面上にはパッキンの収容凹部を有すると共に、該収容凹部の底面に前記通水路に貫通する通孔を有して管に挿入されるインナースリーブと、該インナースリーブの周囲に、かしめによって前記管を前記インナースリーブに接合可能に塑性変形するアウタースリーブとを備え、
   前記アウタースリーブをかしめることで前記パッキンを圧縮変形して前記通孔を止水する一方、前記アウタースリーブが未かしめ状態では前記通孔から前記管の外周面を介して漏水経路を形成可能なかしめ式管継手であって、
   前記パッキンは、前記収容凹部との間に前記漏水経路に通ずるクリアランスを有して前記収容凹部に収容され、且つ、
   前記アウタースリーブが未かしめ状態で、前記インナースリーブに挿入した前記管に水道法に定められた上限水圧よりも高圧で通水したとき、前記クリアランスを確保した状態で圧縮変形することを特徴としたかしめ式管継手。
3. パッキンの収容凹部の底面上に、さらに凸条部を設け、アウタースリーブのかしめ時に前記パッキンの内面が通孔からの水圧に抗して前記凸条部に食い込んで前記通孔を止水する請求項１または２記載のかしめ式管継手。
4. さらに、インナースリーブの外周面には、パッキンの収容凹部と隣り合わせに位置決め凹部を設ける一方、前記パッキンは前記収容凹部に収容されるパッキン本体部の一次側に内側が前記位置決め凹部に係合する鉤部を設けてなる請求項１、２または３記載のかしめ式管継手。

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