JP6890791B2

JP6890791B2 - 継手部材

Info

Publication number: JP6890791B2
Application number: JP2018118265A
Authority: JP
Inventors: 啓介名倉; 高央冨田
Original assignee: Trinity Industrial Corp
Current assignee: Trinity Industrial Corp
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2038-06-21
Also published as: JP2019219038A

Description

本開示は、金属製の管体と螺合する継手部材に関する。

従来、金属製の継手部材同士の接続構造として、一方の継手部材の末端部外面に形成された雄テーパ面が他方の継手部材の末端部内面に形成された雌テーパ面に圧接されることで、２つの継手部材の間がメタルシールされるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１６２７３０号公報（段落［００２７］、図１，２）

従来の継手部材において、シール性の向上が求められている。

上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、金属製の管体と螺合する先端部を有する継手部材であって、金属製の継手本体と、前記継手本体の先端部に装着された樹脂製環状キャップと、を有し、前記樹脂製環状キャップに、前記管体の端部に形成された雌テーパ面に圧接されることで前記管体との間をシールする雄テーパ面が形成されている、継手部材である。

請求項２の発明は、前記雄テーパ面には、前記雌テーパ面よりもテーパ角が大きく且つ小径に形成されて、前記雄テーパ面の先端部を構成する第１テーパ部と、前記第１テーパ部の基端部から径方向内方へ向かう段差部と、前記雌テーパ面のテーパ角以下のテーパ角を有して、前記段差部の内縁部から前記雄テーパ面の基端側へ向かう第２テーパ部と、が備えられている、請求項１に記載の継手部材である。

請求項３の発明は、前記段差部は、前記雄テーパ面の基端側へ向かうにつれて径方向内方へ向かうように傾斜している、請求項２に記載の継手部材である。

請求項４の発明は、前記第２テーパ部のテーパ角が前記雌テーパ面のテーパ角と同じである、請求項２又は３に記載の継手部材である。

請求項５の発明は、前記継手本体の先端部には、直筒部が設けられていて、前記樹脂製環状キャップは、前記直筒部に外側から嵌合し、前記直筒部の外周面に、抜止突部が設けられている、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の継手部材である。

請求項１の発明では、管体の雌テーパ面に圧接されることで管体との間をシールする雄テーパ面が、金属製の継手本体の先端部に装着された樹脂製環状キャップに形成されているので、雄シール面が金属に形成されている場合と比較して、シール性の向上が図られる。

請求項２の発明では、雄テーパ面の第１テーパ部の基端縁が管体の雌テーパ面に押し付けられることによって、雄テーパ面と雌テーパ面の間の線シールが図られる。ここで、段差部を、雄テーパ面の基端側へ向かうにつれて径方向内方へ向かうように傾斜する構成とすれば、第１テーパ部の基端縁が潰れにくくなり、シール性の向上が図られる（請求項３の発明）。また、第２テーパ部のテーパ角を雌テーパ面のテーパ角と同じにすれば、第１テーパ部が雌テーパ面に押し付けられて第１テーパ部の基端部が潰れても、第２テーパ部が雌テーパ面に押し付けられることによって、雄テーパ面と雌テーパ面の間の面シールが図られる（請求項４の発明）。

請求項５の発明では、継手本体の直筒部に設けられた抜止突部が樹脂製環状キャップの内周面に食い込むことによって、樹脂製環状キャップが抜け止めされる。

本開示の一実施形態に係る雌螺子タイプの継手部材の側断面図雌螺子タイプの継手部材の斜視図（Ａ）継手本体に装着される前の環状キャップの側断面図、（Ｂ）継手本体に装着された環状キャップの側断面図環状キャップの側断面図分離状態における雄螺子タイプの継手部材と雌螺子タイプの継手部材の側断面図接続状態における雄螺子タイプの継手部材と雌螺子タイプの継手部材の側断面図（Ａ）第１テーパ部で雌テーパ面との間をシールする環状キャップの側断面図、（Ｂ）第２テーパ部で雌テーパ面との間をシールする環状キャップの側断面図他の実施形態に係る継手部材の側断面図他の実施形態に係る環状キャップの側断面図（Ａ）他の実施形態に係る環状キャップの側断面図、（Ｂ）他の実施形態に係る環状キャップの側断面図

図１に示されるように、本実施形態に係る継手部材は、雌螺子タイプの継手部材１０（以下、雌継手部材１０という。）であって、例えば、塗料を供給するための配管９１，９２の接続に用いられる。具体的には、雌継手部材１０は、配管９１に接続され、配管９２に接続される雄螺子タイプの継手部材６０（以下、雄継手部材６０という。）に螺合接続される。

雄継手部材６０は、配管９２に螺合接続される管体６１で構成されている。管体６１のうち配管９２から遠い側の末端部の外周面には、雄螺子部６１Ｎが形成されている。また、該末端部の内周面には、末端開口６１Ａから遠ざかるにつれて縮径される雌テーパ面６２が形成されている。なお、管体６１は、金属（例えば、ステンレス）で構成されている。

雌継手部材１０は、継手本体１１と、袋ナット２０と、環状キャップ３０と、を備えている。継手本体１１と袋ナット２０は、金属（例えば、ステンレス）で構成される一方、環状キャップ３０は、樹脂で構成されている。なお、環状キャップ３０を構成する樹脂としては、特に限定されないが、耐薬品性の観点から、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレンが好ましく、耐久性や強度の観点から、ポリプロピレンがより好ましい。

図１及び図２に示されるように、継手本体１１は、ブロック部１２の外面から第１接続筒部１３と第２接続筒部１６が突出した構造になっている。具体的には、ブロック部１２は、略立方体状に形成されている。第１接続筒部１３と第２接続筒部１６は、ストレート状に形成され、ブロック部１２の外面において互いに垂直な第１面１２Ａと第２面１２Ｂから突出している。なお、ブロック部１２の内部には、第１接続筒部１３と第２接続筒部１６を連絡するＬ字形状の流路１２Ｒが形成されている（図１参照）。

図１に示されるように、第１接続筒部１３は、ブロック部１２から離れた側が段付き状に縮径されている。第１接続筒部１３のうち段付き部１３Ｄよりもブロック部１２に近い部分は、配管９１の末端に備えられた雌螺子部９１Ｎと螺合する螺合接続部１４になっている。また、第１接続筒部１３のうち段付き部１３Ｄよりブロック部１２から離れた部分は、配管９１のうち雌螺子部９１Ｎよりも奥側の部分に挿入されるコア部１５となっている。

第２接続筒部１６は、ブロック部１２から離れた側が段付き状に縮径されている。第２接続筒部１６のうち段付き部１６Ｄよりもブロック部１２に近い大径部１７には、環状溝１７Ｍが形成されている。なお、詳細には、環状溝１７Ｍは、大径部１７において軸方向の途中位置よりもブロック部１２に近い部分全体に形成されていて、ブロック部１２によって画成されている。

また、第２接続筒部１６のうち段付き部１６Ｄよりもブロック部１２から離れた小径部１８には、径方向で外方に突出する抜止突部１９が形成されている。抜止突部１９は、大径部１７に近づくにつれて突出量が大きくなるテーパ状に形成されている。抜止突部１９のうち大径部１７との対向面１９Ｍは、小径部１８の中心軸に対して略直交する（図４参照）。なお、抜止突部１９のテーパ角は、例えば、１０度以下となっている。

図１，２に示されるように、袋ナット２０は、第２接続筒部１６を外側から囲む外筒部２１の一端に六角ナット２２が連設された構造になっている。六角ナット２２の内周面には、雌ねじ部２０Ｎが設けられている。外筒部２１の他端部には、その径方向で内方に張り出した係合突部２１Ｔが設けられている。そして、係合突部２１Ｔが第２接続筒部１６の環状溝１７Ｍと係合することにより、袋ナット２０は、第２接続筒部１６に回転自在に取り付けられている。

なお、図５に示されるように、六角ナット２２の内径は、第２接続筒部１６の大径部１７の外径と略同じになっている。また、外筒部２１の軸長は、第２接続筒部１６の軸長と略同じになっていて、六角ナット２２は、第２接続筒部１６に対してブロック部１２から離れた側に配置される。詳細には、六角ナット２２の内側に、第２接続筒部１６の先端部（ブロック部１２から離れた側の端部）が入り込んでいる。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、環状キャップ３０は、円形の中心孔３０Ａを有して、第２接続筒部１６の小径部１８に嵌着されている。環状キャップ３０の軸長は、小径部１８の軸長と略同じになっている。ここで、環状キャップ３０において、ブロック部１２に近い側を基端側と、ブロック部１２から離れた側を先端側と呼ぶことにすると、環状キャップ３０の基端部は、第２接続筒部１６の段付き部１６Ｄに突き当てられ、環状キャップ３０の先端と小径部１８の先端は、小径部１８の軸方向で略同じ位置に配置される。

図３（Ａ）に示されるように、中心孔３０Ａの内周面には、凹凸が形成されていない。従って、図３（Ａ）から図３（Ｂ）への変化に示されるように、環状キャップ３０の内側に第２接続筒部１６の小径部１８が先端側（ブロック部１２から離れた側）から圧入されると、環状キャップ３０が抜止突部１９のテーパを案内にしてブロック部１２へと近づき、抜止突部１９が環状キャップ３０における中心孔３０Ａの内周面に食い込む。これにより、環状キャップ３０が第２接続筒部１６に対して抜け止めされている。

図３（Ｂ）に示されるように、環状キャップ３０は、ストレート形状に形成された基端筒部３１と、基端筒部３１から先端側に延設された先細り形状の雄テーパ部３２と、からなる。基端筒部３１の外径は、大径部１７の外径と略同じになっている。雄テーパ部３２において先端側を向く面は、先端側で縮径される雄テーパ面３２Ｍを構成する。

図４に示されるように、雄テーパ部３２の雄テーパ面３２Ｍは、雄テーパ面３２Ｍの先端部を構成する第１テーパ部３３と、第１テーパ部３３の基端部から径方向で内方へ向かう段差部３４と、段差部３４の内縁部から基端側へ向かう第２テーパ部３５と、からなる。

第１テーパ部３３は、環状キャップ３０の先端へ近づくにつれて縮径される。第１テーテーパ部３３のテーパ角αは、上述した雄継手部材６０の雌テーパ面６２のテーパ角よりも大きくなっている。具体的には、雌テーパ面６２のテーパ角は、３０度になっていて、第１テーパ部３３のテーパ角αは、３５度になっている。

また、図５及び図６に示されるように、第１テーパ部３３の最大径（即ち、第１テ―パ部３３の基端縁における外径）は、雌テーパ面６２の最大径（即ち、末端開口６１Ａの内径）より小さく、雌テーパ面６２の最小径（即ち、雌テーパ面６２の末端開口６１Ａから最も離れた端縁の内径）よりも大きくなっている。従って、雌継手部材１０の第２接続筒部１６が雄継手部材６０に管体６１に突き合わされると、第１テーパ部３３の基端縁が雌テーパ面６２に必ず当接することになる。

図４に示されるように、段差部３４は、環状キャップ３０の径方向で内方へ向かうにつれて環状キャップ３０の基端へ近づくように傾斜し、第１テーパ部３３とは逆方向に縮径する逆テーパ状に形成されている。段差部３４における逆テーパのテーパ角θは、例えば、４５度になっている。

第２テーパ部３５は、環状キャップ３０の先端へ近づくにつれて縮径される。第２テーテーパ部３５のテーパ角βは、第１テーパ部３３のテーパ角αよりも小さくなっている。本実施形態では、第２テーパ部３５のテーパ角βは、雌テーパ面６２のテーパ角と一致するように設定されていて、例えば、３０度になっている。

また、図４において２点鎖線で示されるように、第２テーパ部３５を先端側へ延長した延長面は、第１テーパ部３３の先端縁を通る。別の見方をすれば、第２テーパ部３５を一部に含む円錐面と第１テーパ部３３を一部に含む円錐面の交線は、環状キャップ３０の先端縁の外周となっている。

図５に示されるように、雌継手部材１０の第２接続筒部１６は、雄継手部材６０に突き合わされる。そして、雌継手部材１０の袋ナット２０を雄継手部材６０の雄螺子部６１Ｎに螺合させ、袋ナット２０を第２接続筒部１６に対して回転させることにより雄螺子部６１Ｎへの螺合を深めると、図６に示されるように、環状キャップ３０の雄テーパ部３２が雄継手部材６０（管体６１）の末端部に突き当てられ、雄テーパ部３２の雄テーパ面３２Ｍが管体６１の雌テーパ面６２に圧接される。これにより、雌継手部材１０と雄継手部材６０の間がシールされる。

ここで、本実施形態では、雄テーパ面３２Ｍが形成された環状キャップ３０は樹脂製であるので、雄テーパ面３２Ｍに凹凸が形成されていても、その凹凸を樹脂の弾性で吸収することが可能となる。その結果、本実施形態では、雄テーパ面３２Ｍが金属部品に形成されている場合と比較して、シール性の向上が図られる。

また、本実施形態では、環状キャップ３０が樹脂製であることによって、雌継手部材１０と雄継手部材６０の間をシールするために必要な袋ナット２０の締付力を小さくすることができる。その結果、雌継手部材１０と雄継手部材６０の周囲に障害物が存在することにより袋ナット２０の締付力を大きくすることが困難な場合であっても、両者を容易に接続することが可能となる。

また、本実施形態では、雄テーパ面３２Ｍの先端部を構成する第１テーパ部３３のテーパ角αは、雌テーパ面６２のテーパ角よりも大きくなっているので、雄テーパ面３２Ｍと雌テーパ面６２との間は線シールされる。具体的には、第１テーパ部３３の最大径（即ち、第１テーパ部３３の基端縁の外径）が雌テーパ面６２の最大径（即ち、末端開口６１Ａの外径）よりも小さくなっているので、第１テーパ部３３は、その基端縁で、雌テーパ面６２との間を線シールする（図７（Ａ）参照）。

また、本実施形態では、段差部３４は、環状キャップ３０の径方向で内方へ向かうにつれて環状キャップ３０の基端へ近づくように傾斜した逆テーパ状に形成されているので、第１テーパ部３３の基端部が潰れにくく、シール性の向上が図られている。

さらに、本実施形態では、雄テーパ面３２Ｍにおいて第１テーパ部３３より基端側に配置された第２テーパ部３５のテーパ角βが雌テーパ面６２のテーパ角と同じになっているので、第１テーパ部３３が雌テーパ面６２に押し付けられて第１テーパ部３３の基端部が潰れても、第２テーパ部３５が雌テーパ面６２に押し付けられることによって、雄テーパ面３２Ｍと雌テーパ面６２との間を面シールすることができる（図７（Ｂ）参照）。

［他の実施形態］
（１）上記実施形態において、雌継手部材１０と雄継手部材６０の雌雄が逆であってもよい。即ち、図８に示されるように、継手部材１０を雄螺子タイプとし、継手部材６０を雌螺子タイプとしてもよい。この場合、継手本体１１に雄螺子部１１Ｎが形成され、管体６０に袋ナット７０が取り付けられる。

（２）上記実施形態では、環状キャップ３０の雄テーパ面３２Ｍが、第１テーパ部３３と段差部３４と第２テーパ部３５で構成されていたが、図９に示されるように、第１テーパ部３３のみで構成されていてもよい。この場合、第１テーパ部３３のテーパ角αの大きさは、特に限定されないが、雌テーパ面６２のテーパ角と同じであることが好ましい。

（３）環状キャップ３０の雄テーパ部３２において、段差部３４は、環状キャップ３０の中心軸と直交する面に沿って配置されていてもよいし（図１０（Ａ）参照）、環状キャップ３０の径方向で内方へ向かうにつれて環状キャップ３０の先端へ近づくように傾斜してもよい（図１０（Ｂ）参照）。

（４）環状キャップ３０の雄テーパ面３２Ｍにおいて、第１テーパ部３３より先端側、第１テーパ部３３と段差部３４との間、又は、段差部３４と第２テーパ部３５の間に、環状キャップ３０の中心軸に平行なストレート状の部分を設けてもよい。

（５）上記実施形態では、雌継手部材１０がエルボタイプであったが、ストレートタイプであってもＴ字タイプであってもよい。

（６）上記実施形態では、雌テーパ面６２が、雄継手部材６０に設けられていたが、配管９２に設けられていてもよい。この場合、配管９２の末端部の外周面に、継手部材１０の袋ナット２０と螺合する雄螺子部を設けることで、雌継手部材１０が配管９２に直に接続される。

１０継手部材
１１継手本体
３０環状キャップ
３２Ｍ雄テーパ面
３３第１テーパ部
３４段差部
３５第２テーパ部
６０継手部材
６１管体
６２雌テーパ面

Claims

金属製の管体と螺合する先端部を有する継手部材であって、
金属製の継手本体と、
前記継手本体の先端部に装着された樹脂製環状キャップと、を有し、
前記樹脂製環状キャップに、前記管体の端部に形成された雌テーパ面に圧接されることで前記管体との間をシールする雄テーパ面が形成されている、継手部材。
前記雄テーパ面には、
前記雌テーパ面よりもテーパ角が大きく且つ小径に形成されて、前記雄テーパ面の先端部を構成する第１テーパ部と、
前記第１テーパ部の基端部から径方向内方へ向かう段差部と、
前記雌テーパ面のテーパ角以下のテーパ角を有して、前記段差部の内縁部から前記雄テーパ面の基端側へ向かう第２テーパ部と、が備えられている、請求項１に記載の継手部材。
前記段差部は、前記雄テーパ面の基端側へ向かうにつれて径方向内方へ向かうように傾斜している、請求項２に記載の継手部材。
前記第２テーパ部のテーパ角が前記雌テーパ面のテーパ角と同じである、請求項２又は３に記載の継手部材。
前記継手本体の先端部には、直筒部が設けられていて、
前記樹脂製環状キャップは、前記直筒部に外側から嵌合し、
前記直筒部の外周面に、抜止突部が設けられている、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の継手部材。