JP6724925B2 - メカニカル継手及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、給水給湯用のステンレス配管の接続に使用されるメカニカル継手及びその製造方法に関する。

一般配管用ステンレス鋼鋼管は、耐食性および耐熱性にすぐれるとともに軽くて強靭であるため、従来から屋内給水給湯用などの配管に使用されている。一般配管用ステンレス鋼鋼管の接続には、継手本体にナットをねじ止めすることで管を接続するメカニカル継手が広く使用されている。例えば、特許文献１には、ボディと、ボディにねじ込むことができるナットと、ボディの外周面に設けられたパッキンと、を有し、ナットに管を通した状態でナットをボディにねじ込むことによって管が軸と平行な方向に移動し、管の拡大部とボディとの間でパッキンが圧縮されてシールがなされるメカニカル継手の発明が開示されている。

特許文献１に開示されたメカニカル継手は、管の端部に拡大部を形成するためのフレア加工とボディへのナットのねじ込み操作を行うだけで管の接続を行うことができる。このため、管の端部のねじ切り加工が必要なねじ込み継手および溶接が必要な溶接継手などと比べて、配管の施工が簡単に行えるという利点がある。また、ボディにナットをねじ込んだときに、ナットの端部がボディの外周面に設けられたリング部材とかみ合うことによって、ナットがボディの中心軸に沿った方向へ移動することが妨げられる。このため、ナットの緩みが防止される。しかし、管の厚みのばらつきなどに起因して、管の拡大部がボディのテーパ外周面にしっかりと押し付けられる前にかみ合いの動作が完了した場合には、管とメカニカル継手との接合が不十分であるにもかかわらずねじ込みが完了したものと誤認するおそれがあるという欠点があった。

特許文献２には、この欠点が改良されたメカニカル継手の発明が開示されている。この改良されたメカニカル継手は、ボディに保持されるナット緩み止め部材を備えている（図１１参照）。このメカニカル継手が備えているナット緩み止め部材は、ナットの端部に設けられた係止片とともにいわゆる「ラチェット」を構成し、ボディに対してナットが締め付けられる方向への回転のみを許容する。この構成により、各部材の寸法にばらつきがあっても、ナットの締め付けが完了する任意の回転位置においてナットがボディに固定される。このため、管の拡大部内面がボディのテーパ外周面にしっかりと押し付けられ、ボディとナットとの締め付けが完了した状態で、ナットの緩みを確実に防止することができる。

特許文献２に開示されたメカニカル継手の発明の好ましい実施の態様において、ナット緩み止め部材は環状の板状部材で構成される。ナット緩み止め部材に設けられた第１孔部を継手本体に設けられた保持凸部に嵌めることにより、ナット緩み止め部材は継手本体に保持される。また、ナットには多数の係止片が形成されており、係止片は、締め付け方向に傾斜する傾斜面と、傾斜のない係止部とが交互に連続する鋸刃状の形状を有している。

特開２００８−３８９２４号公報 特開２０１５−６８４４７号公報

特許文献２に記載されたメカニカル継手を製造するには、保持凸部を有するボディと、係止片を有するナットとを用意しなければならない。このような複雑な形状を有するボディ及びナットを製造するには、例えば、鋳造により製造した鋳物素材に仕上げ加工を施す方法などを採用することができる。

しかしながら、ボディの保持凸部及びナットの係止片を所定の寸法に仕上げ加工して製造する場合、ラチェット機構を備えない従来のメカニカル継手のボディやナットを製造する場合に比べて、製造コストが高くなる。また、複雑な形状を有する鋳物素材の寸法が安定して寸法公差の範囲に入るようにすることは容易ではなく、そのために鋳物素材の製品歩留りが低下するおそれがある。そうすると、製造コストはさらに高くなる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、製造が容易で、製造コストを低く抑えることができるラチェット機構を備えたメカニカル継手を提供することを目的とする。

本発明の実施形態におけるメカニカル継手は、ボディと、ボディにねじ込むことができるナットと、ボディに設けられたパッキンとを有し、ナットに管を通した状態でナットをボディにねじ込むことによって管の拡大部とボディとの間でパッキンが圧縮されてシールがなされるメカニカル継手において、ボディの周方向に連続して設けられた歯であって、ボディの中心軸と平行な面でなる壁を備える歯と、ナットに固定された部材であり、ボディの側に伸びた爪を備えたリングとを有することを特徴とする。ボディに対してナットを回転させると、ナットに固定されたリングも同じ方向に回転する。

メカニカル継手は、より詳細には、前記ボディは、外周面におねじを備え、前記ナットは、内周面に前記おねじがねじ込まれるめねじを備え、前記パッキンは、前記ボディの外周面または前記ボディの内周面において周方向に設けられ、前記拡大部を有する管のうち少なくとも前記拡大部を含む部分を前記ナットの内側に配置した状態で前記ボディが前記ナットにねじ込まれることによって前記拡大部と前記ボディとの間で前記パッキンが圧縮されてシールがなされ、前記リングは、前記ナットの内側に固定された部材である。

上記の構成により、本発明の実施形態におけるメカニカル継手において、ナットがボディに対してパッキンが圧縮される方向に締まろうとするときは、リングが備える爪はボディに設けられた歯の上に乗り上がるよう弾性変形するため、爪が歯を乗り越えることができる。ナットがボディに対してパッキンの圧縮が解除される方向に緩もうとするときは、爪の先端が歯が備える壁に引っ掛かることによって圧縮させようとする力がはたらく。よって、爪が歯の上に乗り上げることができないことから、爪が歯を乗り越えることができない。このような歯と爪の相互作用によって、ボディに対するナットの緩みが防止される。

本発明の実施形態におけるメカニカル継手において、リングは、ナットとは独立した板状の部材であるこのため、従来技術におけるナットの一部である係止片を加工する場合に比べて爪を容易に加工することができるとともに加工後の爪の寸法精度も優れているので、メカニカル継手の製品コストを低く抑えることができる。

本発明の好ましい実施の形態において、歯は、穴部又は突起部が設けられた板状の部材で構成される。この実施の形態では、リングと同様に歯も板状の部材であり、ボディとは独立している。このため、従来技術におけるボディの保持凸部を加工する場合に比べて歯を容易に加工することができ、加工後の歯の寸法精度も優れているので、メカニカル継手の製品コストをさらに低く抑えることができる。本発明はまた、上記のメカニカル継手を製造する方法の発明である。

本発明によれば、従来技術に係るメカニカル継手と同様に、ナットの締め付けが完了する任意の回転位置においてナットの緩みを確実に防止することができ、かつ、製造が容易で、製造コストを低く抑えることができるラチェット機構を備えたメカニカル継手を提供することができる。

第１実施形態におけるメカニカル継手を示す部分断面図である。 第１実施形態におけるリングを示す斜視図である。 第１実施形態におけるリングを示す拡大された断面図である。 第１実施形態におけるナットを示す斜視図である。 他の実施形態におけるナットを示す斜視図である。 第１実施形態における歯を示す断面図である。 第１実施形態における歯を示す断面図である。 他の実施形態における歯を示す断面図である。 他の実施形態における歯を示す断面図である。 他の実施形態における遷移部を示す断面図である。 従来技術に係るメカニカル継手の例を示す断面図である。 他の実施形態におけるメカニカル継手を示す説明図である。 屈曲部材がナットに固定されている状態を示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ここで説明する実施の形態は本発明の実施の形態を例示するものにすぎず、本発明の実施の形態はここに例示する形態に限られない。

図１は、本実施形態におけるメカニカル継手の例を示す部分断面図である。図１の左側は、メカニカル継手１と管Ｐとの接合が完了していない途中の状態を示している。図１の右側は、メカニカル継手１と管Ｐとの接合が完了している状態を示している。図１には、メカニカル継手１の中心軸である軸線ＣＡを境界として、軸線ＣＡより紙面上側にメカニカル継手１の断面形状が図示され、軸線ＣＡより紙面下側にメカニカル継手１の外観形状が図示されている。

本実施形態におけるメカニカル継手１は、ボディ２と、ボディ２にねじ込むことができるナット３と、ボディ２の外周面において周方向に設けられたパッキン４とを有する。本実施形態におけるメカニカル継手１は、径が拡大した拡大部ＰＬを端部に有する管Ｐのうち少なくとも拡大部ＰＬを含む部分をナット３の内側に配置した状態でナット３をボディ２にねじ込むことによって拡大部ＰＬとボディ２との間でパッキン４が圧縮されてシールがなされるメカニカル継手１である。

他の実施形態におけるメカニカル継手では、ボディ２の内周面において周方向に設けられたパッキン４を有していてもよい。そのような実施形態では、拡大部ＰＬを含む部分をナット３の内側およびボディ２の内側に配置した状態でナット３をボディ２にねじ込むことによって拡大部ＰＬとボディ２との間でパッキン４が圧縮されてシールがなされる。

図１に例示されたメカニカル継手１では、管Ｐの端部に拡大部ＰＬが設けられている。本実施形態におけるメカニカル継手１では、拡大部ＰＬをボディ２のテーパ外周面とナット３のテーパ内周面とで挟み込んだ状態でナット３をボディ２にねじ込んで、拡大部ＰＬをボディ２のテーパ外周面に押し当てることによりパッキン４が圧縮されて、ボディ２と管Ｐとのシールがなされる。他の実施形態におけるメカニカル継手では、図１に例示されたシールの構造を有するものに限られず、ナットをボディにねじ込むことによりパッキンが圧縮される構造のものであれば、どのような構造のものであってもよい。

他の実施形態におけるメカニカル継手に使用される管の拡大部ＰＬでは、図１に例示された管の端部に設けられた拡大部ＰＬに限られず、ナットの内側に管を通した状態でナットをボディにねじ込むことによって管の拡大部ＰＬとボディとの間でパッキンが圧縮される構造の拡大部であれば、どのような形状の拡大部ＰＬであってもよい。管の拡大部が設けられる位置は、管の端部でなくてもよい。

本実施形態におけるメカニカル継手１は、ボディ２の外周面に連続して設けられた歯５であって、ボディ２の中心軸に平行な面でなる壁５１を備える歯５と、ナット３の内側に固定された部材であり、ナット３の周方向よりも内側に向かって伸びた爪６１を備えたリング６とを有することを特徴とする。

歯５は、ボディ２の周方向に連続して設けられている複数の突起部である。歯５は、ナット３をボディ２に締め込んだときにナット３に設けられたリング６と対向する位置に設けられる（図６及び図７参照）。歯５は、ボディ２の中心軸と平行な面でなる壁５１を備える。壁５１をなす面は、ボディ２の中心軸と平行であるが、壁５１とボディ２の中心軸との相互の幾何学的な位置関係は厳密なものではなく、製造上避けられない誤差を含むことができる。

リング６は、板状の部材を環状にした部品である。本実施形態では、リング６は、環の一部が欠けた形状である（図２参照）が、これをリングと呼ぶこととする。他の実施形態では、リング６は、完全な環状の形状であってもよい。リング６は、ナット３をボディ２にねじ込んだときにボディ２に設けられた歯５と対向する位置に設けられる。

リング６が備える爪６１は、ナット３の周方向よりも内側に向かって伸びている（図２参照）。爪６１の先端はボディ２に設けられた歯５と接触する。リング６は、弾性を有する板状の部材である。したがって、リング６の一部である爪６１も弾性を有している。リング６は、ナット３に固定されているため、ボディ２に対してナット３を回転させると、ナット３に固定されたリング６もナット３と同じ方向に回転する。

図２は、本実施形態におけるメカニカル継手１のリング６を示す斜視図である。図２に例示された本実施形態において、爪６１は、リング６と一体に形成された複数の突起である。より具体的には、爪６１は、リング６のうちリング６の幅方向における中央部から内側に伸びる形状で複数形成されている。爪６１をリング６と一体に形成することによって、製造コストを低減することができる。また、爪６１を複数形成することによって、ナット３の緩みをより確実に防止することができる。

図２に示されたリング６において、爪６１は、リング６のうちリング６の幅方向における中央部から２つの長辺及び１つの短辺の切り込みが入れられることによって形成される。また、切り込みが入れられた部分のうちリング６と接続している部分の反対方向における部分がボディ２の側（リング６の内側）に伸びるように折り曲げられて形成される。このような板状の部材の切断加工や曲げ加工は、例えば金型を使うことにより、短時間かつ高い加工精度で行うことができる。

図２に示されたリング６において、爪６１は、伸びる方向がリング６の周方向よりも内側に傾いており、その傾いた方向は図に矢印で示した一の回転方向にそろっている。この回転方向は、リング６が固定されたナット３をボディ２に対して緩むように回転させるときの回転方向と一致している（図７参照）。ナット３にリング６を固定する際に爪６１の方向をこのように設定することにより、目的とするナット３の緩み止めの効果が得られる。

図２に示された本実施形態のリング６において、爪６１はリング６の幅方向における中央部に形成されているが、他の実施形態では、爪６１を形成する位置はこの位置に限られない。例えば、他の実施形態では、爪６１は、リング６の幅方向の片側の端に形成してもよい。この場合、爪６１をリング６の幅方向の中央部に形成する場合と比べて、爪６１の切断加工や曲げ加工が容易になる。

爪６１の形状は、図２に示されたような長方形に限られず、他の実施形態では、例えば、三角形、楕円形などの任意の形状であってもよい。ただし、爪６１はリング６の厚さ方向に（リング６の内側方向）弾性変形できることが必要である。このため、爪６１のうちボディ２の側に伸びた部分の形状は、リング６の幅方向における長さに比べて、リング６の周方向における長さの方が長いことが好ましい。

本実施形態におけるメカニカル継手１において、ナット３がボディ２に対してパッキン４が圧縮される方向に締まろうとするときは、リング６が備える爪６１はボディ２に設けられた歯５の上に乗り上がるよう弾性変形するため、爪６１が歯５を乗り越えることができる（図６参照）。このため、リング６及びナット３の回転は許容される。逆に、ナット３がボディ２に対してパッキン４の圧縮が解除される方向に緩もうとするときは、爪６１の先端が歯５が備える壁５１に引っ掛かって爪６１を圧縮させようとする力がはたらくことによって、爪６１は歯５の上に乗り上げることができない（図７参照）。このため、爪６１が歯５を乗り越えることができず、リング６及びナット３の回転は妨げられる。このように、弾性を有する爪６１と壁５１を備える歯５とが組み合わされることにより、ボディ２に対するナット３の回転を一方向にのみ許容する作用が生じる。

本実施形態におけるメカニカル継手１において、リング６は、ナット３とは独立した板状の部材である。このため、従来技術におけるナットの一部である係止片を加工する場合に比べて爪を容易に加工することができ、加工後の爪の寸法精度も優れているので、メカニカル継手１の製品コストを低く抑えることができる。

リング６を構成する板状の部材は、加工が容易で、適度な弾性を有し、耐食性にも優れた材料を用いることが好ましい。板状の部材には、例えば、ステンレス鋼である薄板などを用いることができる。板状の部材としてステンレス鋼の薄板を用いる場合、その厚さは０．３ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下であることが好ましい。

図３は、本実施形態におけるリング６を示す拡大された断面図である。図３において、リング６は図の下方にある図示しないリング６の中心軸の周りに緩やかな円弧を描いており、リング６の一部である爪６１がリング６の中心軸の側（リング６の内側）、すなわちナット３をボディ２にねじ込んだ時にボディ２が存在する側、に伸びている。図３に例示された本実施形態において、爪６１の伸びる方向は、リング６の中心軸に向かう成分を含み、かつ、リング６の周方向となす角度が４５度である。他の実施形態では、爪６１の伸びる方向は、２０度以上、７０度以下の範囲であることが好ましい。ここで、リング６の周方向とは、図３に示されたリング６の長手方向のうち、リング６が固定されたナット３をボディ２に対して緩むように回転させるときの回転方向と一致する方向、すなわち図３の右から左に向かう方向、をいう。

ナット３をボディ２にねじ込んだ状態において、ナット３に固定されたリング６の中心軸とボディ２の中心軸とは一致する。したがって、上記の実施の形態において、爪６１の先端が壁５１の面に当接するので、爪６１の先端が上下左右に滑ることなく壁５１に引っ掛かる。したがって、ナット３がボディ２に対してパッキン４の圧縮が解除される方向に緩もうとするときは、壁５１に対して接触した爪６１の先端は、壁５１の上を滑ることなく壁５１に引っ掛かる。

上記の実施の形態において、爪６１の伸びる方向と、リング６の周方向とがなす角度、すなわち図３において記号θで示された角度、が２０度以上、７０度以下である。この角度が２０度未満であると、爪６１の先端がリング６からボディ２の側に十分に伸びないので、ナット３がボディ２に対してパッキン４の圧縮が解除される方向に緩もうとするときに、爪６１の先端が壁５１に引っかからず、ナット３の回転を許容してしまうおそれがある。

この角度が７０度を超えると、ナット３がボディ２に対してパッキン４の圧縮が解除される方向に緩もうとするときに、爪６１の先端が壁５１に引っ掛かって爪６１を圧縮させようとする力がはたらいても、爪６１が壁５１と反対の方向に変形して、ナット３の回転を許容してしまうおそれがある。したがって、この角度は２０度以上、７０度以下であることが好ましい。より好ましい角度の範囲は３０度以上、６０度以下である。

爪６１は、切り込みが入れられた部分のうちリング６と接続している部分から折り曲げられているが、切り込みが入れられた部分のうちリング６と接続している部分で急激に折り曲げるのではなく、図３に例示するように、切り込みが入れられた部分のうちリング６と接続している部分から爪６１の先端部に向かって徐々に緩やかなカーブを描くように折り曲げた方が、応力の集中が緩和されて爪６１の耐久性が高まるので好ましい。この場合において、爪６１の伸びる方向と、リング６の周方向とがなす角度とは、図３に示すように、爪６１の先端部における接線の方向と、リング６の周方向とがなす角度をいう。

図２及び図３に例示された本実施形態において、リング６は、環状に形成された板状の部材の一部が欠落した形状であり、ナット３の側（リング６の外側）に伸びたリング固定手段６２を有する。リング固定手段６２は、ナット３に設けられたリング固定穴３２に固定される。ナット３に設けられたリング固定穴３２については本実施形態のナット３を示す図４の説明において後述する。

リング６を、環状に形成された板状の部材の一部が欠落した形状を有するよう構成することにより、リング６の径が小さくなるように弾性変形させることが可能となる。リング６をそのように弾性変形させながらナット３の内径側にはめ込み、リング固定手段６２をリング固定穴３２に固定することによって、例えば図１に示すようにリング６をナット３に固定することができる。

リング固定手段６２は、ナット３の内径側においてリング６がナット３に対して容易に回転しないようにリング６をナット３に固定する機能を有する。このため、リング固定手段６２は複数設けることが好ましく、また、リング固定手段６２を破壊しようとする力に対して十分な強度を有していることが好ましい。このため、リング固定手段６２は、リング６における幅方向の長さに比べて、リング６における周方向の長さを短くすることが好ましい。

リング固定手段６２は、爪６１と同様に、リング６と一体に形成される。爪６１及びリング固定手段６２をリング６と一体に形成すれば、製造コストを低減できるので好ましい。本実施形態では、爪６１及びリング固定手段６２をリング６の幅方向の中央部に形成するとき、図２に示すように、リング６の全周にわたって爪６１を形成するのではなく、リング６の一部に爪６１を形成しない場所を残し、その場所にリング固定手段６２を形成する。リング固定手段６２をリング６と一体に形成する場合、ナット３の側に伸びたリング固定手段６２の伸びる方向は、図２及び図３に示すように、爪６１が伸びる方向とは逆の方向である方がナット３の緩み防止を確実に行うことができるので、好ましい。

図４は、本実施形態におけるナット３を示す斜視図である。ナット３は、管Ｐを通す貫通穴３１と、リング６を固定するためのリング固定穴３２を有する。本実施形態では、ナット３に設けられたリング固定穴３２は、図４に示すように独立した貫通穴である。他の実施形態では、ナット３に設けられたリング固定穴３２は、図５に示すように、ナット３の端部から連続して形成された溝状の穴であってもよい。また、リング固定穴３２は、貫通していない穴であってもよい。リング固定穴３２を溝状の穴として形成した場合、リング６の径が小さくなるように弾性変形させることなくリング６をナット３に固定することができる。このため、リング固定手段６２及びリング固定穴３２の寸法公差を小さくすることができ、組み立て精度を高めることができる。また、ナット３の製造も容易となるので、好ましい。

本実施形態において、リング固定手段６２は、メカニカル継手１と管Ｐとの接合が完了した後にリング固定穴３２による固定から解除することができる。リング固定手段６２をリング固定穴３２による固定から解除する方法としては、例えば、リング固定穴３２に棒状の治具を差し込んでリング固定手段６２の先端部を変形させながらボディ２に対してナット３が緩む方向に回転させる方法がある。あるいは、棒状の治具を用いずに、ナット３がボディ２に対して緩む方向に強いトルクを与えることによって、リング固定手段６２の先端部を変形させたり破断させたりする方法がある。

メカニカル継手１と管Ｐとの接合が完了した後にリング固定穴３２による固定から解除する上述の機能は、従来技術に係るメカニカル継手にはなかった新規な機能である。この機能を有する本実施形態におけるメカニカル継手１では、一度施工した配管の一部の接合を解除して他の部材と交換したり、使用済みのメカニカル継手１のリング６のみを新品と交換することによって、メカニカル継手１として再利用することが可能となる。

本実施形態におけるメカニカル継手１において、歯５の形状は、ボディ２に設けられ、ナット３が締まる方向に回転するときは爪６１が乗り越えることができ、ナット３が緩む方向に回転するときは爪６１が乗り越えることができないものであれば、どのような形状のものであってもよい。歯５の形状は、爪６１との関係で、ナット３が緩む方向に回転するときは、爪６１の先端が歯５が備える壁５１に引っ掛かって爪６１を圧縮させようとする力がはたらくような形状に設けることが好ましい。

本実施形態におけるメカニカル継手１において、歯５はボディ２の全周にわたって設けることが好ましい。そうすることで、ボディ２に対して任意の回転位置においてナット３の締め付け動作を完了すると同時に、その回転位置においてナット３の緩み止め機能が発揮されるからである。一方、爪６１については、リング６の全周にわたって歯５と同じピッチで設けてもよいし、歯５のピッチの倍数の間隔で設けてもよい。

図６は、本実施形態における歯５を示す断面図である。図６に例示された本実施形態における歯５は、ボディ２の一部がナット３の側（ボディ２の外側方向）に伸びた突起部である。壁５１は、突起部の側面である。本実施形態では、歯５はボディ２の一部としてボディ２と一体に形成される。本実施形態における突起部は、ボディ２の中心軸に対して垂直な平面で切ったときの断面は、平歯車の歯のような形状を有している。また、突起部の先端は平坦である。このような突起部は、例えば、ボディ２に鋸刃状の係止片などの複雑な形状を有する部分を形成する場合に比べて、低いコストで製造することができる。

図６及び図７を用いて、本実施形態における歯５と爪６１との相互作用を説明する。図６において、実線の長い矢印は、ナット３がボディ２に対してパッキン４が圧縮される方向に締まろうとするときのナット３に固定されたリング６の回転方向を示している。この場合、リング６が備える爪６１はボディ２に設けられた歯５の上に乗り上げながらリング６の厚さ方向（図６に小さな矢印で示した方向）に弾性変形するため、爪６１が歯５を乗り越えることができる。このため、リング６及びナット３の回転は許容される。

図７において、破線の長い矢印は、ナット３がボディ２に対してパッキン４の圧縮が解除される方向に緩もうとするときのナット３に固定されたリング６の回転方向を示している。この場合、爪６１の先端が歯５が備える壁５１に引っ掛かって爪６１を圧縮させようとする力（図７に小さな矢印で示した力）がはたらくことによって、歯５の上に乗り上げることができない。このため、爪６１が歯５を乗り越えることができず、リング６及びナット３の回転は妨げられる。このように、歯５と爪６１との相互作用により、図６の実線の矢印で示された方向の回転は許容され、図７の破線の矢印で示された方向の回転は妨げられる。

図６および図７に示されたように、本実施形態における突起部は、ボディ２の中心軸に対して垂直な平面で切ったときの断面は、平歯車の歯のような形状を有していたが、本発明はこれに限られない。例えば、鋸刃状（図１２参照）であってもよい。

また、メカニカル継手１は、図１に示されるように、ボディ２は、外周面におねじ及びテーパ外周面を有し、ナット３は、内周面におねじと締め付け可能なめねじ及びテーパ外周面と向かい合うテーパ内周面を有し、パッキン４は、ボディ２のテーパ外周面に設けられた溝部にはめ込まれており、管の拡大部ＰＬは、管の端部に設けられる。この実施の形態では、ナット３の貫通穴３１に管を通し、管Ｐの端部に設けられた拡大部ＰＬをテーパ外周面及びテーパ内周面とで挟み込んだ状態でナット３をボディ２にねじ込んで拡大部ＰＬをテーパ外周面に押し当てることによりパッキン４が圧縮されて、ボディ２と管Ｐとのシールがなされる。

この実施の形態では、管Ｐの端部に拡大部ＰＬを設ける加工を施すだけでメカニカル継手１と管Ｐとの接合を確実に行うことができる。また、パッキン４は最初からボディ２に設けられているので、パッキン４を設けることを忘れるおそれがない。

Ｂ．変形例：
図８は、他の実施形態における歯５の例を示す断面図である。図８に例示された実施形態において、歯５は、ボディ２に固定された板状の部材に設けられた複数の貫通穴２ｈ同士の間の部分である。壁５１は、貫通穴２ｈの内側面である。この実施の形態では、リング６が備える爪６１の先端は、貫通穴２ｈの側面である壁５１とかみ合う。板状の部材で形成された歯は、ボディ２と一体に形成された歯と比べて低いコストで製造することができる。歯５を構成する板状の部材の厚さは、爪６１を構成する板状の部材の厚さよりも厚くした方が、爪６１の先端と穴を除く部分の側面とのかみ合いを確実に実現することができるので好ましい。

図９は、他の実施形態における歯５の例を示す断面図である。図９に例示された実施形態において、歯５は、ボディ２に固定された板状の部材からナット３の側（ボディ２の周方向よりも外側）に伸びた突起部であり、壁５１は、突起部の側面である。この実施の形態では、歯５は板状の部材であり、リング６が備える爪６１の先端は、突起部の側面である壁５１とかみ合う。この突起部は、爪６１と同様に、板状の部材と一体に形成することができ、ボディ２と一体に形成された歯と比べて低いコストで製造することができる。突起部の強度は爪６１から伝わる力で変形しない程度の強度を有する必要がある。このため、歯５を構成する板状の部材の厚さは、爪６１を構成する板状の部材の厚さよりも厚くすることが好ましい。突起部の高さは板状の部材における幅よりも低くすることが好ましい。

図８及び図９に示す実施形態において、歯５は、ボディ２の側に伸びた歯固定手段５２を有する。歯固定手段５２は、ボディ２の外周面に設けられた歯固定穴（図示せず）に固定される。図８および図９に示す実施形態では、歯５は貫通穴２ｈ又は突起部が設けられた板状の部材であり、リング６をリング固定手段６２によってナット３に固定する場合と同様に、歯固定手段５２によってボディ２の歯固定穴に固定されている。リング固定手段６２が、メカニカル継手１と管Ｐとの接合が完了した後にリング固定穴３２による固定から解除することができるように構成されているときは、ナット３をボディ２から分離した後に、歯５の歯固定手段５２をボディ２の歯固定穴から解除して歯５を取り外し、新しい歯５と交換することができる。

図１０は、他の実施形態におけるボディ２の遷移部２１を示す断面図である。図１０に例示された実施形態において、ボディ２は、遷移部２１が設けられている。この遷移部２１は、ボディ２の中心軸に沿った方向においてボディ２の中央に向かうにつれてボディ２の外径が少しずつ大きくなるように設けられている。この実施の形態では、ナット３をボディ２にねじ込もうとするときに、リング６における爪６１の先端が遷移部２１の外周と接触しながら回転し、その回転に対する抵抗はナット３をねじ込むほど強くなる。この抵抗に逆らって手を使ってねじ込みを完了することができないように各部の寸法を設定することができる。

上記の実施の形態において、ボディ２に遷移部２１を設けた場合、手を使ってねじ込みを完了することができないので、水圧試験時に管Ｐとボディ２との隙間から流体が漏れて、ねじ込みの未完了を検知することができる。パイプレンチなどの工具を使用してナット３をボディ２にねじ込んだ場合には、工具の使用によりナット３に強いトルクを与えることができるので、上記の遷移部２１による抵抗に逆らってナット３をねじ込むことができる。この場合、爪６１の先端が歯５にかかって動作音が発生する。動作音の発生を確認しながら、ナット３が止まるまで工具による締め付けを行うことにより、ねじ込みを完了することができる。また、ボディ２の一部に、ねじ込みの完了によって隠れるインジケータを設けてもよい。

以上説明してきた各実施形態におけるメカニカル継手１は、爪６１を有するリング６をナット３に固定し、歯５をボディ２に設ける構成であった。この構成とは逆に、爪６１を有するリング６をボディ２に固定し、歯５をナット３に設ける構成としても、全く同様の効果を得ることができる。すなわち、本発明に係るメカニカル継手１の他の実施の形態として、メカニカル継手１は、ボディ２に固定された板状の部材であり、ナット３の側に伸びた爪６１を備えたリング６と、ナット３の周方向に連続して設けられた歯５であって、ナット３の中心軸に平行な面でなる壁５１を備える歯５とをさらに有することを特徴とするメカニカル継手１であってもよい。この実施の形態によりメカニカル継手１の設計の自由度が高まるので、好ましい。

Ｃ．第２実施形態：
図１２は、他の実施形態におけるメカニカル継手１ａを示す説明図である。図１３は、屈曲部材７がナット３に固定されている状態を示す説明図である。メカニカル継手１ａは、リング６の代わりに屈曲部材７を有する点がメカニカル継手１とは異なる。図１２に例示された実施形態において、屈曲部材７は、ナット３の周側面に設けられた固定穴３ｈを通る第１の部分７１と、第１の部分７１における一方の端部と接続してナット３の外側においてナット３の周方向に沿って伸びた第２の部分７２と、第１の部分７１における他方の端部と接続してナット３の内側においてナット３の周方向に沿って伸びた第３の部分７３と、第３の部分７３のうち第１の部分７１と接続している端部とは反対方向における端部からナット３の内側に向けて屈曲した第４の部分７４とを備える棒状の部材である。屈曲部材７は、棒状の部材でなく、帯状の部材であってもよい。図１２および図１３では、ナット３に設けられた固定穴３ｈは、ナット３の端部から連続して形成された溝状の穴である。別の実施形態では、ナット３の端部において独立した貫通穴であってもよい。

屈曲部材７は、第１の部分７１と第２の部分７２と第３の部分７３とがナット３の内周面から外周面にかけて引っ掛かることによって、ナット３に固定される。屈曲部材７は、ナット３に固定された状態において、ナット３がボディ２に対してパッキン４が圧縮される方向に締まろうとするときは、屈曲部材７が備える第４の部分７４はボディ２に設けられた歯５の上に乗り上がるよう弾性変形するため、第４の部分７４が歯５を乗り越えることができる。このため、屈曲部材７及びナット３の回転は許容される。

逆に、ナット３がボディ２に対してパッキン４の圧縮が解除される方向に緩もうとするときは、第４の部分７４の先端が歯５が備える壁５１に引っ掛かって第４の部分７４を圧縮させようとする力がはたらくことによって、第４の部分７４は歯５の上に乗り上げることができない。このため、第４の部分７４が歯５を乗り越えることができず、屈曲部材７及びナット３の回転は妨げられる。このように、第４の部分７４と壁５１を備える歯５とが組み合わされることにより、ボディ２に対するナット３の回転を一方向にのみ許容する作用が生じる。

棒状の部材または帯状の部材を切断および曲げ加工するだけで第１実施形態における爪６１と同等の作用を奏する屈曲部材７を実現することができるので、製造がさらに容易で、製造コストの低減に有効である。

屈曲部材７を構成する棒状の部材または帯状の部材の断面形状は、円よりも矩形が望ましい。棒状の部材または帯状の部材の断面形状が矩形である場合、断面形状が円であるものと比べて、屈曲部材７が回転しにくくなるため、ラチェットの作用をより確実に奏することができる。例えば、屈曲部材７の断面は、厚さが０．５ｍｍ、幅が３ｍｍの矩形とすることができる。

本発明に係るメカニカル継手を製造する方法は、リング６の形成を金型を用いた切断加工及び曲げ加工により行う。爪６１を有するリング６は、本発明に係るメカニカル継手に特徴的な形状を有する部材であるが、この部材を金型で加工することにより、寸法精度の高いリング６を短時間で製造することができるので、製造コストを低減することができる。金型は、例えばダイスとパンチとで構成することができ、切断加工と曲げ加工にはそれぞれ異なる金型を使用することができる。

本発明に係るメカニカル継手であって、歯は、ボディからナットの側に伸びた突起部であり、壁は、突起部の側面であるメカニカル継手を製造する方法は、歯５の形成を転造型を用いた転造加工により行ってもよい。転造型とは、歯５の突起部の形状を有する工具鋼である回転体であり、これをボディ２に押し付けながら回転することにより突起部の形成を行うことができる。転造型を用いて突起部を形成する方法は、切削加工などにより突起部を形成する場合に比べて寸法精度が高いので、製造コストを低減することができる。

１…メカニカル継手
１ａ…メカニカル継手
２…ボディ
２ｈ…貫通穴
３…ナット
３ｈ…固定穴
４…パッキン
５…歯
６…リング
７…屈曲部材
２１…遷移部
３１…貫通穴
３２…リング固定穴
５１…壁
５２…歯固定手段
６１…爪
６２…リング固定手段
７１…第１の部分
７２…第２の部分
７３…第３の部分
７４…第４の部分
ＣＡ…軸線
Ｐ…管
ＰＬ…拡大部

Claims (15)

1. ボディと、
   前記ボディにねじ込むことができるナットと、
   前記ボディに設けられたパッキンと、を有し、
   前記ナットに管を通した状態で前記ナットを前記ボディにねじ込むことによって管のうち径が拡大した拡大部と前記ボディとの間で前記パッキンが圧縮されてシールがなされるメカニカル継手において、
   前記ボディの周方向に連続して設けられた歯であって、前記ボディの中心軸に平行な面でなる壁を備える歯と、
   前記ナットに固定された部材であり、前記ナットの周方向よりも内側に向かって伸びた爪を備えたリングと、を有し、
   前記リングは、前記メカニカル継手と管との接合が完了した後に、前記リングを前記ナットから解除可能に構成されている
   ことを特徴とするメカニカル継手。
2. 請求項１に記載のメカニカル継手であって、
   前記爪は、前記リングと一体に形成された複数の突起であり、前記爪の伸びる方向は、前記リングの中心軸に向かう成分を含み、かつ、前記リングの周方向となす角度が２０度以上、７０度以下の方向である
   メカニカル継手。
3. 請求項２に記載のメカニカル継手であって、
   前記リングは、環状に形成された板状の部材のうち前記環状の部分の一部が欠落した形状であり、前記ナットの側に伸びたリング固定手段を有し、前記リング固定手段は、前記ナットに設けられたリング固定穴に固定される
   メカニカル継手。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のメカニカル継手であって、
   前記歯は、前記ボディの一部が前記ボディの外側に伸びた突起部であり、前記壁は、前記突起部の側面である
   メカニカル継手。
5. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のメカニカル継手であって、
   前記歯は、前記ボディに固定された板状の部材に設けられた複数の貫通穴同士の間の部分であり、前記壁は、前記貫通穴の内側面である
   メカニカル継手。
6. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のメカニカル継手であって、
   前記歯は、前記ボディに固定された板状の部材から前記ボディの外側に伸びた突起部であり、前記壁は、前記突起部の側面である
   メカニカル継手。
7. 請求項５又は請求項６に記載のメカニカル継手であって、
   前記歯は、前記ボディの側に伸びた歯固定手段を有し、前記歯固定手段は、前記ボディの外周面に設けられた歯固定穴に固定される
   メカニカル継手。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載のメカニカル継手であって、
   前記ボディは、前記ボディの中心軸に沿った方向において前記ボディの中央に向かうにつれて前記ボディの外径が大きくなる遷移部が設けられている
   メカニカル継手。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のメカニカル継手であって、
   前記ボディは、外周面におねじを備え、
   前記ナットは、内周面に前記おねじがねじ込まれるめねじを備え、
   前記パッキンは、前記ボディの外周面または前記ボディの内周面において周方向に設けられ、
   前記拡大部を有する管のうち少なくとも前記拡大部を含む部分を前記ナットの内側に配置した状態で前記ナットを前記ボディにねじ込むことによって前記拡大部と前記ボディとの間で前記パッキンが圧縮されてシールがなされ、
   前記リングは、前記ナットの内側に固定された部材である
   メカニカル継手。
10. ボディと、
    前記ボディにねじ込むことができるナットと、
    前記ボディの外周面または前記ボディの内周面において周方向に設けられたパッキンと、を有し、
    径が拡大した拡大部を有する管のうち少なくとも前記拡大部を含む部分を前記ナットの内側に配置した状態で前記ナットを前記ボディにねじ込むことによって前記拡大部と前記ボディとの間で前記パッキンが圧縮されてシールがなされるメカニカル継手において、
    前記ボディの外周面において周方向に固定された部材であり、前記ボディの周方向よりも外側に向かって伸びた爪を備えたリングと、
    前記ナットの内周面に連続して設けられた歯であって、前記ナットの中心軸に平行な面でなる壁を備える歯と、をさらに有し、
    前記リングは、前記メカニカル継手と管との接合が完了した後に、前記リングを前記ボディから解除可能に構成されている
    ことを特徴とするメカニカル継手。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載のメカニカル継手であって、
    前記ボディは、外周面にテーパ外周面を有し、
    前記ナットは、内周面に前記テーパ外周面と向かい合うテーパ内周面を有し、
    前記パッキンは、前記ボディの前記テーパ外周面に設けられた溝部にはめ込まれている、
    メカニカル継手。
12. ボディと、
    前記ボディにねじ込むことができるナットと、
    前記ボディの外周面または前記ボディの内周面において周方向に設けられたパッキンと、を有し、
    径が拡大した拡大部を有する管のうち少なくとも前記拡大部を含む部分を前記ナットの内側に配置した状態で前記ナットを前記ボディにねじ込むことによって前記拡大部と前記ボディとの間で前記パッキンが圧縮されてシールがなされるメカニカル継手において、
    前記ボディの周方向に連続して設けられた歯であって、前記ボディの中心軸に平行な面でなる壁を備える歯と、
    屈曲した棒状または帯状の部材であって、前記ナットの周側面に設けられた固定穴を通る第１の部分と、前記第１の部分における一方の端部と接続して前記ナットの外側において前記ナットの周方向に沿って伸びた第２の部分と、前記第１の部分における他方の端部と接続して前記ナットの内側において前記ナットの周方向に沿って伸びた第３の部分と、前記第３の部分のうち前記第１の部分と接続している端部とは反対方向における端部から前記ナットの内側に向けて屈曲した第４の部分と、を備える屈曲部材と、を有する
    ことを特徴とするメカニカル継手。
13. 請求項１２に記載のメカニカル継手であって、
    前記歯は、前記ボディに固定された板状の部材から前記ボディの外側に伸びた突起部であり、前記壁は、前記突起部の側面である
    メカニカル継手。
14. 請求項１から請求項１１までのいずれかに記載のメカニカル継手を製造する方法であって、
    前記リングの形成を金型を用いた切断加工及び曲げ加工により行う
    メカニカル継手を製造する方法。
15. 請求項４に記載のメカニカル継手を製造する方法であって、
    前記歯の形成を転造型を用いた転造加工により行う
    メカニカル継手を製造する方法。

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