JP6889830B2

JP6889830B2 - 管継手

Info

Publication number: JP6889830B2
Application number: JP2017027310A
Authority: JP
Inventors: 剛志久胡
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2017-02-16
Filing date: 2017-02-16
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2037-02-16
Also published as: JP2018132149A; CN108443608A; CN108443608B

Description

この発明は、給水給湯用などの管の接続に使用される、継手本体とナットとを締め付けることで管を接続するメカニカル接続方式の管継手に関し、特に、メカニカル接続方式の管継手における、継手本体とナットとを締め付ける構造に関する。

従来から、屋内給水給湯用などの配管には一般配管用ステンレス鋼鋼管が使用されている。一般配管用ステンレス鋼鋼管の接続方式には、メカニカル接続方式の管継手が広く使用されている。この種の管継手として、例えば、特許文献１には図６に示すように、管Ｐの端部に形成された拡大部を挟むテーパ部を有する継手本体２０とナット３０とを備え、継手本体２０とナット３０を締め付けることによって管Ｐを接続する管継手１０が開示されている。

さらに、管継手１０において、継手本体２０は縮径可能な掛止部材２０１を備え、ナット３０は管の接続が完了するまで締め付けられると掛止部材２０１に引っ掛かる掛止溝３０１が形成されている。管継手１０によれば、掛止部材２０１に掛止溝３０１が引っ掛かるまでナット３０を継手本体２０に締め付けておけば、ナット２０を緩める方向に外力が作用しても簡単にはナット３０は緩まない。よって、振動などによってナット２０が緩み流体が漏れてしまうことを防止できる。

また、特許文献２には、ナットの締め付け方向への回転を許容するナット緩み止め部材が装着されている継手本体と、端部に係止片が形成されているナットとを備える管継手が提案されている。この管継手によれば、ナット緩み止め部材と係止片とでラチェット機構が構成されるので、管の接続のために締め付けられたナットは、締め付け方向と逆方向には動かない。よって、振動などでナットが緩んで流体が漏れてしまうことを防止できる。

特開２００８−３８９２４号公報特開２０１５−６８４４７号公報

特許文献２に記載された構造でナットの緩み止めを確実に実現するためには、継手本体、ナットおよびナット緩み止め部材に高い寸法精度が必要である。しかし、ナット緩み防止部材を保持するために継手本体に形成される保持凸部や、ナット端部に形成される係止片は、数が多く、しかもサイズが小さいので、高い寸法精度で安く製造することは困難である。

また、特許文献２に記載されたナット緩み止め部材は、形状が複雑であるために小さく作ることは困難である。そのため、ナット緩み止め部材を保持する継手本体のサイズも必然的に大きくなる。

本発明は、上記の先行技術における問題点に鑑みてなされたものであり、管を接続した後にナットが緩むことを確実に防止することが可能で、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メカニカル接続方式の管継手を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の管継手は、本体ねじ部を有する継手本体と、本体ねじ部に螺合可能なナットねじ部を有するナットと、継手本体に設けられたシール部材と、を備え、継手本体とナットを螺合することで、管の一部がシール部材に押圧されて管が接続される管継手において、ナットに装着されており、本体側に向かって伸びる爪部を備えているナット緩み防止部材と、継手本体の少なくとも一部に円周方向に移動することなく装着されており、ナットを、少なくとも締め付けが完了する位置まで継手本体に締め付けたときに、爪部の先端のエッジが押圧される面を有している、リング部材と、を備え、リング部材は、爪部よりも軟質な材料で形成されており、リング部材の外径は、前記爪部の先端が描く軌道の直径よりも全周にわたって大きくなるように設けられていることを特徴とするものである。ここでいう、ナットの締め付けが完了する位置とは、管が確かに管継手に接続されて、締め付けトルクが所定の締め付けトルクに達したときの、ナットの継手本体に対する中心軸線方向の位置を意味している。

この構成の管継手によれば、継手本体に対してナットの締め付けが完了するまでは、ナットは締め付け方向への移動を制限されない。ナットの締め付けが完了したときには、ナット緩み止め部材の爪部が、円周方向に移動することなく継手本体に装着されているリング部材に押圧されるので、ナットは緩む方向（締め付け方向と逆方向）への移動が抑えられる。さらに、締め付け完了後にナットに緩める方向に力が加わった場合は、リング部材が爪部よりも軟質な材料で形成されているので、爪部の先端は押圧されてリング部材に食い込む。これにより、ナットは緩む方向への移動がより確実に抑えられる。

また、本発明の管継手は、ナット側に向かって伸びている爪部を備えているナット緩み防止部材を継手本体に装着し、ナットを、少なくとも締め付けが完了する位置まで継手本体に締め付けたときに、爪部の先端が押圧される面を有しているリング部材を備え、リング部材は、爪部よりも軟質な材料で形成されている形態であってもよい。この形態の管継手も、締め付け完了後のナットに緩める方向に力が加わった場合には、爪部の先端が押圧されてリング部材に食い込むことにより、ナットは緩む方向への移動が確実に抑えられる。

このように、本発明は、爪部よりも軟質な材料で形成されたリング部材を、継手本体またはナットに装着するだけで、締め付け完了後のナットの緩みを確実に抑えられる。リング部材の装着は、継手本体またはナットに複雑な加工（例えば、多数の突起を高い加工精度で形成する加工など）が必要ないので、特許文献２に記載された管継手よりも加工費が少なくて済む。また、構造が簡単であるので管継手のサイズをコンパクトに抑えることも可能である。

本発明によれば、メカニカル接続方式の管継手において、管の接続が完了した後に、ナットが緩むことを確実に防止できて、さらに、容易かつコンパクトに製造することが可能な管継手を提供することができる。

本発明に係る管継手の部分断面図である。本発明に係る管継手におけるナットを示す斜視図である。本発明に係る管継手におけるナット緩み止め部材の正面図である。本発明に係る管継手におけるリング部材の断面図である。本発明の係る管継手におけるリング部材の動作を示す模式図である。本発明の係る管継手におけるリング部材の動作を示す模式図である。従来技術の管継手を示す断面図である。

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。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る管継手の一例を示す部分断面図である。図１の左側は、管継手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、管継手１と管Ｐとの接合が完了している状態を示している。なお、図１は、紙面において反時計回りに９０度回転させて示しているので、本明細書において「図１の左側」とは、紙面における下側を指し、「図１の右側」とは紙面における上側を指す。

管継手１は、本体ねじ部２１を有する継手本体２と、本体ねじ部２１に螺合可能なナットねじ部３１を有するナット３と、継手本体２に設けられたシール部材４とを備え、継手本体２とナット３が締め付けられることで、管Ｐの一部がシール部材４に押圧されて管Ｐが接続される。

管継手１では、管Ｐは端部に向かってテーパ状に拡げられた拡大部Ｐ１が設けられている。管Ｐは、継手本体２とナット３とが締め付けられることにより、継手本体２のテーパ外周面２２とナット３のテーパ内周面３２との間に拡大部Ｐ１が挟み付けられて接続される。このとき、シール部材４は、拡大部Ｐ１の内面で押圧されて、拡大部Ｐ１の内面と継手本体２とをシールする。本発明に係る管継手は、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、継手本体とナットとを締め付ける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。

また、接続される管の形状も、図１に例示された管の端部に向かってテーパ状に拡げられた拡大部が形成されたものに限られず、継手本体とナットが締め付けられることで、管の一部がシール部材に押圧されて管が接続されるものであれば、どのような形状であってもよい。また、本発明の管継手において、シール部材に押圧される管における箇所の位置は管の端部でなくてもよい。

管継手１は、ナット３に装着されており、ナット３の継手本体側に向かって伸びる爪部５１を備えているナット緩み防止部材５と、継手本体２の少なくとも一部に装着されており、少なくとも締め付けが完了する位置まで、ナット３が継手本体２に締め付けられたときに、爪部５１の先端が押圧されるリング部材６と、を備え、リング部材６は、爪部５１よりも軟質な材料で形成されていることを特徴とする。

図２は、ナット３から３個のナット緩み止め部材５の内１個が分解された状態を示す斜視図である。図３は、ナット緩み止め部材５の正面図である。図２および図３に示すように、ナット緩み止め部材５は、板状の部材の両端部が折り曲げられた形状をしており、第１の爪部５１１と第２の爪部５１２と連結部５１３とで構成されている。第１の爪部は、連結部５１３の図３における左側端部が矢印Ａの方向に折り曲げられ、先端部分が下方左側に傾斜するように形成されている。図３における矢印Ａの方向は、ナットの内側に向かった方向を示している。すなわち、ナット３を継手本体側２装着したときの継手本体２に向かった方向を示している。第２の爪部５１２は、連結部５１３の図３における右側端部が折り返され、第１の爪部５１１と同様に、先端部分が下方左側に傾斜するように形成されている。

ナット３の継手本体側の端部には、中心軸線方向に突出する円筒部３３が形成されている。円筒部３３は、円周方向に所定の間隔（図２のナット３では６０度間隔）毎に、切り欠かれた溝３４が形成されている。ナット緩み止め部材５は、ナット３の端部から第１の爪部５１１と第２の爪部５１２とを溝３４に差し込んでナット３に装着されている。

図４はリング部材６を示す断面図である。図１および図４に示すように、リング部材６は、例えば、所定の厚さ（例えば、１．０ｍｍ）を有する金属板が円周方向の一部が切欠かれた環状に形成されている。また、リング部材６は、円周方向に所定の間隔（例えば、１５度間隔）で複数の凹部６１と凸部６２が交互に連続するように形成されている。リング部材６は、継手本体２の本体ねじ部２１と胴部２３の間に形成された環状溝２４に、継手本体２に対して円周方向に回転しないように固定され装着されている。リング部材６の継手本体２への固定は、接着材をリング部材６の内面と環状溝２４の外面の間に塗布することで行うことができる。接着材には、金属同士を接着することに適しているエポキシ樹脂系の接着材などを用いることができる。また、リング部材６の継手本体への固定は、接着材などの化学的結合による固定の他に、継手本体の環状溝に突起または窪みなどからなる掛止部を設け、その掛止部にリング部材の一部を引っ掛けることによって、リング部材が円周方向へ移動しないように固定する機械的な固定であってもよい。また、リング部材６の外径は、ナット３に装着されたナット緩み止め部材５の第１の爪部５１１と第２の爪部５１２の先端が描く軌道の直径よりも、全周にわたって大きくなるように設けられている。

次に、図１、図５Ａおよび図５Ｂを参照して、管継手１と管Ｐとを接続するときの、ナット緩み止め部材５の動作の詳細を説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、図１におけるＡＡ断面の一部を示す模式図である。図５Ａは、第１の爪部５１１および第２の爪部５１２が凸部６２に乗り上げる前の状態を示し、図５Ｂは第１の爪部５１１および第２の爪部５１２が凸部６２に乗り上げた状態を示している。図１の左側に示すように、管Ｐをナット３の内径側に通した状態で、ナットねじ部３１を本体ねじ部２１に締め付ける。ナット緩み止め部材５の第１の爪部５１１および第２の爪部５１２の先端が描く軌道の直径は、リング部材６の外径よりも小さく設けられているので、ナット緩み止め部材５がリング部材６まで到達するとナット緩み止め部材５がリング部材６に突き当たってナット３を締め付け抵抗が増加する。さらにナット３を締め付けると、第１の爪部５１１および第２の爪部５１２は、図５Ａおよび図５Ｂに示すようにナット３の締め付け方向Ｂと逆方向に傾斜するように形成されているので、第１の爪部５１１および第２の爪部５１２がリング部材６によって押し拡げられ弾性変形する。よって、第１の爪部５１１および第２の爪部５１２は連続してリング部材の凸部６２を乗り越えることができて、継手本体２のテーパ外周面２２とナット３のテーパ内周面３２で管Ｐの拡大部Ｐ１を挟み込んで締め付けが完了する位置まで、ナット部材３を継手本体２に締め付けることができる。

また、第１の爪部５１１および第２の爪部５１２は、凸部６２を乗り越えるときに締め付け抵抗の増加と減少を繰り返すとともに音を発する。これにより、施工者はナットの締め付け途中の状態を、感触とともに音からも知ることができる。よって、施工者は、ナットの締め付けが進むにつれて、得られる感触および音の間隔が徐々に長くなっていくことを体感しやすく、ナットの締め付けが完了がわかりやすい。

ナット３の締め付けが完了したときの第１の爪部５１１の先端および第２の爪部５１２の先端の位置が、円周方向のどの位置にあっても、第１の爪部５１１の先端および第２の爪部５１２の先端はリング部材に押圧されている。より、具体的には、第１の爪部５１１の先端および第２の爪部５１２の先端の最終位置が、リング部材において最も外径が小さい凹部の位置であった場合でも、第１の爪部５１１の先端および第２の爪部５１２の先端はリング部材に押圧されている。

この状態で、ナット３を緩める方向の力が加わった場合、図５に示すように第１の爪部５１１および第２の爪部５１２はナット３の締め付け方向と逆方向に傾斜するように設けられているので、ナット３を緩める方向の力に対しては抵抗するように作用する。また、リング部材６は第１の爪部５１１および第２の爪部５１２よりも軟質な材料で形成されているので、ナット３を緩める方向に力が加わると先端がリング部材６に強く押圧され、先端のエッジがリング部材を塑性変形させてリング部材６の表面に強く食い込む。これにより、ナット３が緩む方向へ回転することが防止される。

ナット緩み止め部材５およびリング部材６の材料は、ナットの緩み止め性能などの要求される仕様に応じて適宜選択することができ、ナット緩み止め部材５は、例えば、日本工業規格ＪＩＳＧ４３１３に規定されているばね用ステンレス鋼帯の、ビッカース硬さ（ＨＶ）が３１０以上のＳＵＳ３０４−ＣＳＰを使用することができ、リング部材６は、例えば、日本工業規格ＪＩＳＨ３１００に規定されているタフピッチ銅（Ｃ１１００）を使用することができる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態の管継手は、ナットに爪部を備えるナット緩み止め部材がを設けられ、継手本体にリング部材が設けられているが、逆の形態であってもよい。すなわち、継手本体に爪部を備えるナット緩み止め部材が設けられ、ナットにリング部材が設けられた管継手であってもよい。

（第３の実施の形態）
リング部材の形状は、図４に示される形状に限らず、管の接続が完了する位置までナットを締め付けたときに、爪部が食い込んでナットの緩みを防止できるものであれば、同一肉厚の円周方向に凹凸が形成されていない環状の部材であってもよい。円周方向に凹凸が形成されていないリング部材によれば、ナットを締め付けるときの締め付け負荷が安定しているので、施工性がよい場合がある。

なお、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変更が可能であることは言うまでもない。例えば、管継手、ナット緩み止め部材、リング部材の材質は、金属以外にも本発明の主旨を逸脱しない範囲で合成樹脂を選択することも可能である。

１：管継手
２：継手本体
２１：本体ねじ部、２２：テーパ外周面、２３：胴部、２４：環状溝
３：ナット
３１：ナットねじ部、３２：テーパ内周面、３３：円筒部、３４：溝
４：シール部材
５：ナット緩み止め部材
５１:爪部、５１１：第１の爪部、５１２：第２の爪部、５１３：連結部
６：リング部材
６１：凹部、６２：凸部
Ｐ：管
Ｐ１：拡大部

Claims

本体ねじ部を有する継手本体と、前記本体ねじ部に螺合可能なナットねじ部を有するナットと、前記継手本体に設けられたシール部材とを備え、
前記継手本体と前記ナットとが締め付けられることで、管の一部が前記シール部材に押圧されて前記管が接続される管継手において、
前記ナットに装着されており、前記本体側に向かって伸びる爪部を備えているナット緩み防止部材と、
前記継手本体の少なくとも一部に円周方向に移動することなく装着されており、前記ナットを、少なくとも締め付けが完了する位置まで前記継手本体に締め付けたときに、前記爪部の先端のエッジが押圧されるリング部材とを備え、
前記リング部材は、前記爪部よりも軟質な材料で形成されており、
前記リング部材の外径は、前記爪部の先端が描く軌道の直径よりも全周にわたって大きくなるように設けられている管継手。
前記リング部材は、円周方向に複数の凹部と凸部が交互に形成されている
請求項１に記載の管継手。
前記リング部材は、前記継手本体の少なくとも一部に接着されることで、円周方向に移動することなく装着されている
請求項１又は請求項２に記載の管継手。
前記リング部材は、少なくとも一部が前記継手本体に形成された掛止部に引っ掛かることで、円周方向に移動することなく装着されている
請求項１又は請求項２に記載の管継手。