JP7270899B2

JP7270899B2 - 樹脂製チーズ継手

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Publication number: JP7270899B2
Application number: JP2021180748A
Authority: JP
Inventors: 元井村
Original assignee: ONDA MFG.CO.,LTD.
Current assignee: ONDA MFG.CO.,LTD.
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2021-11-05
Publication date: 2023-05-11
Anticipated expiration: 2038-02-26
Also published as: JP2022010062A

Description

本発明は、樹脂製チーズ継手に関する。

非特許文献１には、給水給湯用配管の分岐に用いられる「ＷＰＴ１型チーズソケット（以下、樹脂製チーズ継手とする）」が開示されている。図５に示すように、樹脂製チーズ継手２００は、樹脂からなるＴ字状の継手本体２０１を備えている。継手本体２０１は、第１ストレート部２１１～第３ストレート部２１３と、分岐部２１４とを備えている。分岐部２１４は、第１ストレート部２１１～第３ストレート部２１３を相互に接続する。

第１ストレート部２１１に接続される第１パイプ３１１と、第２ストレート部２１２に接続される第２パイプ３１２とは、同じサイズであって同じ内径を有している(例えば呼び径「１６Ａ」)。第３ストレート部２１３に接続される第３パイプ３１３は、第１パイプ３１１及び第２パイプ３１２よりも小さいサイズであって小さい内径を有している(例えば呼び径「１３Ａ」)。

樹脂製チーズ継手２００において、第１ストレート部２１１を上流側として、第２ストレート部２１２と第３ストレート部２１３とに分岐する使用は、いわゆる「トンボ配管」であって、分岐部２１４における圧力損失が大きくなるため、一般的には避けるほうがよいとされている。

株式会社オンダ製作所「総合カタログ２０１７－２０１８」、８４頁

しかし、給水給湯用配管のリフォーム等のように、配管経路に大きな制約がある施工現場の場合、樹脂製チーズ継手２００をトンボ配管で使用することが多いのが実状である。したがって、特に主管として使用される第１ストレート部２１１から第２ストレート部２１２への流路において圧力損失が大きくなり、このようなトンボ配管を給水給湯用配管で多用すると、末端水栓における流量不足が問題となる。

本発明の目的は、主管において流体が分岐部を通過することに伴う圧力損失を小さくできる樹脂製チーズ継手を提供すること。

上記目的を達成するために請求項１の樹脂製チーズ継手は、第１ストレート部～第３ストレート部を相互に接続するよう、当該第１ストレート部～第３ストレート部に対し一体形成されている分岐部を有する樹脂製の継手本体と、前記第１ストレート部に接続される第１パイプの抜け止めを行う第１ロック機構と、前記第２ストレート部に接続される第２パイプの抜け止めを行う第２ロック機構と、前記第３ストレート部に接続される第３パイプの抜け止めを行う第３ロック機構とを備え、前記分岐部は、直角に配置された前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とを接続するコーナーと、当該コーナーから分岐して前記第３ストレート部に接続されるストレートとを有し、前記コーナーにおいて、前記第１ストレート部との第１連通口の内周面、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部との間の頂点部の内周面、及び前記第２ストレート部との第２連通口の内周面はそれぞれ真円状をなしており、前記コーナーでは、前記第１連通口の内周面と前記頂点部の内周面とがなめらかに接続されているとともに、前記頂点部の内周面と前記第２連通口の内周面とがなめらかに接続されており、前記第１パイプ及び前記第２パイプは内径が同じであって、前記第３パイプは前記第１パイプ及び前記第２パイプよりも内径が小さく、前記分岐部において前記ストレートの内径は前記第３パイプの内径よりも大きく、前記コーナーと前記第３パイプとの間には、当該第３パイプに向けて内径を徐々に縮小するテーパー面が形成されており、前記第３ストレート部の内周面において前記分岐部寄りの部分には、前記第３パイプの端部を収容するための収容部が設けられ、前記収容部には、内周面に前記テーパー面が形成された円筒状のガイドが配置されている。

請求項２の樹脂製チーズ継手は請求項１において、前記収容部の内周面と、前記ストレートにおける前記第３ストレート部との第３連通口の内周面との間には、段差部が形成され、前記第３パイプは、前記ガイドを介して前記段差部に当接する位置まで、前記収容部に挿入されている。

上記構成によれば、分岐部のコーナーでは、第１連通口から頂点部を経由して第２連通口まで、内周面がなめらかに接続されている。したがって、特に主管として使用される第１ストレート部から第２ストレート部への流路において圧力損失を小さくでき、例えばトンボ配管を多用したとしても、末端水栓における流量不足が生じ難い。

樹脂製チーズ継手の縦断面図。図１の要部拡大図。別例の樹脂製チーズ継手の縦断面図。別の別例の樹脂製チーズ継手の縦断面図。従来の樹脂製チーズ継手の縦断面図。

以下、樹脂製チーズ継手の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、樹脂製チーズ継手１は、給水給湯用配管における上流側の第１パイプ１０１と、同じく下流側の第２パイプ１０２及び第３パイプ１０３とをＴ字状に接続するためのものである。つまり、樹脂製チーズ継手１は、給水給湯用配管の分岐に用いられるものであって、いわゆる「トンボ配管」にも好適に対応する分岐継手である。なお、第１パイプ１０１～第３パイプ１０３は、例えばポリブテンや架橋ポリエチレン等の合成樹脂製である。

樹脂製チーズ継手１は、樹脂からなるＴ字状の継手本体１１を備えている。継手本体１１は、第１ストレート部２１～第３ストレート部２３と分岐部２４とを備えている。分岐部２４は、第１ストレート部２１～第３ストレート部２３を相互に接続するよう、第１ストレート部２１～第３ストレート部２３に対し一体形成されている。なお、継手本体１１を形成する樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂にグラスファイバーを混合したものがあげられる。

継手本体１１において、第１ストレート部２１と第２ストレート部２２とは互いに直角となる方向に直線状に延びる円筒状に形成されている。分岐部２４の流路を構成するコーナー３１は、第１ストレート部２１と第２ストレート部２２とを接続するように円弧状に湾曲する円筒内面状に形成されている。

継手本体１１において第３ストレート部２３は、第２ストレート部２２と同軸上でかつ第１ストレート部２１と直角となる方向に直線状に延びる円筒状に形成されている。分岐部２４の流路を構成するストレート３２は、コーナー３１の外側と第３ストレート部２３とを接続するように、直線状に延びる円筒内面状に形成されている。

第１ストレート部２１には、第１ストレート部２１に接続される第１パイプ１０１の抜け止めを行う第１ロック機構４１が設けられている。第２ストレート部２２には、第２ストレート部２２に接続される第２パイプ１０２の抜け止めを行う第２ロック機構４２が設けられている。第３ストレート部２３には、第３ストレート部２３に接続される第３パイプ１０３の抜け止めを行う第３ロック機構４３が設けられている。

第１パイプ１０１と第２パイプ１０２とは、同じサイズであって同じ内径を有している(例えば呼び径「１６Ａ」)。第３パイプ１０３は、第１パイプ１０１及び第２パイプ１０２よりも小さいサイズであって小さい内径を有している(例えば呼び径「１３Ａ」)。

したがって、第１パイプ１０１及び第２パイプ１０２と第３パイプ１０３とのサイズ違いに対応して、第１ストレート部２１及び第２ストレート部２２と、第３ストレート部２３とについて、また第１ロック機構４１及び第２ロック機構４２と、第３ロック機構４３とについても、同一構造のサイズ違いとなっている。したがって、例えば、第３ストレート部２３は第１ストレート部２１及び第２ストレート部２２よりも内径が小さく、第３ロック機構４３は第１ロック機構４１及び第２ロック機構４２よりも各構成要素の内径が小さい。

次に、樹脂製チーズ継手１の構造について詳しく説明する。
図２に示すように、分岐部２４のコーナー３１において第１ストレート部２１との境界部分には、第１連通口２４ａが設けられている。分岐部２４のコーナー３１において第２ストレート部２２との境界部分には、第２連通口２４ｂが設けられている。分岐部２４のストレート３２において第３ストレート部２３との境界部分には、第３連通口２４ｃが設けられている。第１連通口２４ａ～第３連通口２４ｃは、相互に同じ内径を有している。

第１ストレート部２１～第３ストレート部２３の内周面において分岐部２４寄りの部分には、対応する第１パイプ１０１～第３パイプ１０３の端部を収容するための収容部２５がそれぞれ設けられている。各収容部２５の内周面と、分岐部２４における対応する第１連通口２４ａ～第３連通口２４ｃの内周面との間には、それぞれ段差部２６が形成されている。各段差部２６と、対応する第１連通口２４ａ～第３連通口２４ｃの内周面とは、ほぼ直交した状態となっている。なお、第３ストレート部２３の収容部２５は、第１ストレート部２１及び第２ストレート部２２の収容部２５よりも内径が小さい。

第１パイプ１０１～第３パイプ１０３の端部には、それぞれ金属からなる円筒状の第１インコア１１１～第３インコア１１３が挿入されている。第１インコア１１１～第３インコア１１３が、対応する第１パイプ１０１～第３パイプ１０３内に没入することは、第１インコア１１１～第３インコア１１３の端部に形成されたフランジ１１１ａ～１１３ａによって当接規制されている。第１パイプ１０１及び第２パイプ１０２は、対応する第１インコア１１１又は第２インコア１１２が段差部２６に当接する位置まで、対応する第１ストレート部２１又は第２ストレート部２２の収容部２５に挿入されている。

第１パイプ１０１に挿入される第１インコア１１１と、第２パイプ１０２に挿入される第２インコア１１２とは内径が同じであって、当該内径は第１連通口２４ａ～第３連通口２４ｃの内径と同じである。第３パイプ１０３に挿入される第３インコア１１３は、第１パイプ１０１に挿入される第１インコア１１１及び第２パイプ１０２に挿入される第２インコア１１２よりも小さいサイズであって、内径は第１連通口２４ａ～第３連通口２４ｃの内径よりも小さい。つまり、第３連通口２４ｃ（ストレート３２）の内径は、第３パイプ１０３の内径（第３インコア１１３の内径）よりも大きい。

第３ストレート部２３の収容部２５には、円筒状のガイド２７が配置されている。ガイド２７の内周面は、第３パイプ１０３の第３インコア１１３に向かって徐々に内径が縮小するテーパー状をなしている（以下、テーパー面２７ａとする）。ガイド２７のテーパー面２７ａは、第３連通口２４ｃ側が第３連通口２４ｃと同じ内径を有し、第３パイプ１０３側が第３インコア１１３と同じ内径を有している。第３パイプ１０３は、第３インコア１１３がガイド２７を介して段差部２６に当接する位置まで、第３ストレート部２３の収容部２５に挿入されている。

図１に示すように、第１ストレート部２１～第３ストレート部２３の内周面において、各収容部２５と、対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３の先端部との間には、それぞれ収容部２５よりも内径が大きいシール部２８が設けられている。各シール部２８内には、収容部２５側から、対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３の先端側に向けて、シールリング５１、スペーサー５２、シールリング５３及び保持リング５４が同順に配置されている。なお、シールリング５１、スペーサー５２、シールリング５３及び保持リング５４は、第１ストレート部２１及び第２ストレート部２２に配置されるものの内径よりも、第３ストレート部２３に配置されるものの内径のほうが小さい。

第１パイプ１０１～第３パイプ１０３の端部が、対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３の収容部２５内に挿入されたときには、第１パイプ１０１～第３パイプ１０３がシールリング５１、スペーサー５２、シールリング５３及び保持リング５４を貫通する。このとき、各シール部２８のシールリング５１，５３が、対応する第１パイプ１０１～第３パイプ１０３の外周面に接触した状態となり、継手本体１１内を流れる水が第１パイプ１０１～第３パイプ１０３の外周面とシール部２８の内周面との間から樹脂製チーズ継手１の外に漏れることが抑制される。

第１ロック機構４１～第３ロック機構４３は、対応する第１パイプ１０１～第３パイプ１０３を、対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３に保持するための保持部材４４と、保持部材４４を対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３に取り付けるためのキャップ４５とを備えている。保持部材４４には、嵌込リング４６と割リング４７との間に位置する円環状のロックリング４８が設けられている。各保持部材４４は、対応するシール部２８に配置された保持リング５４に隣接して位置している。

キャップ４５は円筒状に形成されている。キャップ４５の内部に割リング４７及びロックリング４８を配置し、さらに嵌込リング４６をキャップ４５の内部に嵌め込むことによって、割リング４７及びロックリング４８はキャップ４５の内部から脱落しない。この状態で、キャップ４５の開口端を、対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３の端部と径方向に重なる部分において当該端部に対し係合させることにより、対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３に対し、保持部材４４及びキャップ４５からなる第１ロック機構４１～第３ロック機構４３が、それぞれ容易に組み付けられる。

第１ロック機構４１～第３ロック機構４３（保持部材４４及びキャップ４５）が、対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３に取り付けられた状態で、第１パイプ１０１～第３パイプ１０３の端部が、対応する保持部材４４及びキャップ４５を貫通して、対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３の先端部から収容部２５内に挿入されると、保持部材４４のロックリング４８が対応する第１パイプ１０１～第３パイプ１０３の外周面を押圧する。これにより、第１パイプ１０１～第３パイプ１０３の対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３からの抜け出しが防止される。

次に、継手本体１１の分岐部２４について詳しく説明する。
図２に示すように、分岐部２４のコーナー３１において、第１連通口２４ａと第２連通口２４ｂとの間の中間位置には、頂点部２４ｄが設けられている。第１連通口２４ａ、第２連通口２４ｂ及び頂点部２４ｄの内周面は、それぞれ真円状をなしている。コーナー３１では、第１連通口２４ａの内周面と頂点部２４ｄの内周面とがなめらかに接続されているとともに、第２連通口２４ｂの内周面と頂点部２４ｄの内周面とがなめらかに接続されている。

なお、第１連通口２４ａ及び第２連通口２４ｂの内径は、頂点部２４ｄの内径よりも大きい。したがって、コーナー３１の内径は、頂点部２４ｄから第１連通口２４ａに向うほど徐々に大きくなるとともに、頂点部２４ｄから第２連通口２４ｂに向うほど徐々に大きくなる。

上記構成の本実施形態によれば、次のような作用効果を得られる。
（１）分岐部２４のコーナー３１では、第１連通口２４ａから頂点部２４ｄを経由して第２連通口２４ｂまで、内周面がなめらかに接続されている。したがって、特に主管として使用される第１ストレート部２１から第２ストレート部２２への流路において圧力損失を小さくでき、このようなトンボ配管を給水給湯用配管で多用したとしても、末端水栓における流量不足が生じ難い。

（２）第３連通口２４ｃ（ストレート３２）の内径は、第３パイプ１０３の内径（第３インコア１１３の内径）よりも大きい。したがって、コーナー３１を流れる水を、圧力損失小さく第３パイプ１０３へと導くことができる。つまり、図２において二点鎖線で示すように、例えば第３連通口２４ｃ（ストレート３２）の内径を第３パイプ１０３の内径（第３インコア１１３の内径）と同じとすると、コーナー３１とストレート３２との接続部分の内側に形成される角部Ｘの角度が小さくなる。

したがって、第１ストレート部２１から第３ストレート部２３へと水が流れる際に、角部Ｘの周辺で渦が発生し易く、圧力損失が大きくなる。それに対して本実施形態においては、角部Ｘを第１連通口２４ａに寄せて配置できて角部Ｘの角度が大きくなるため、前述した渦は発生し難くなる。

（３）分岐部２４のコーナー３１と第３パイプ１０３との間にはガイド２７が配置されており、ガイド２７は第３パイプ１０３に向けて内径を徐々に縮小するテーパー面２７ａを有している。したがって、コーナー３１を流れる水を、第３パイプ１０３へとさらにスムーズに導くことができ、これも分岐部２４における圧力損失を小さくすることに貢献する。

＜別例＞
本発明は例えば次の態様でも実施可能である。
・ガイド２７を削除して第３インコア１１３が段差部２６に直接当接されるようにするとともに、第３インコア１１３においてフランジ１１３ａの内周面を、第３パイプ１０３の内部側に向けて内径を縮小するテーパー面とすること。

・ガイド２７を削除して第３インコア１１３が段差部２６に直接当接されるようにするとともに、ストレート３２において第３連通口２４ｃ付近の内周面を、第３パイプ１０３側に向けて内径を縮小するテーパー面とすること。

・第１インコア１１１～第３インコア１１３を設けるかわりに、第１ストレート部２１～第３ストレート部２３の各収容部２５及び各シール部２８の内側に、対応する第１ストレート部２１～第３ストレート部２３と一体に形成された内筒部を設け、その内筒部の外周面に、対応する第１パイプ１０１～第３パイプ１０３の端部を挿入すること。

・第１連通口２４ａ、第２連通口２４ｂ及び頂点部２４ｄの各内径を同じとすること。

・図３又は図４に示すように、ガイド２７を削除するとともに、第３連通口２４ｃ（ストレート３２）の内径を、第３パイプ１０３の内径（第３インコア１１３の内径）と同じとすること。

・図３に示すように、分岐部２４においてストレート３２を、コーナー３１の中間位置ではなく第２ストレート部２２寄りの位置で接続すること。

・図４に示すように、分岐部２４においてストレート３２を、コーナー３１の中間位置ではなく第１ストレート部２１寄りの位置で接続すること。

上記実施形態から把握できる技術的思想について記載する。
（１）第１ストレート部～第３ストレート部を相互に接続するよう、当該第１ストレート部～第３ストレート部に対し一体形成されている分岐部を有する樹脂製の継手本体と、前記第１ストレート部に接続される第１パイプの抜け止めを行う第１ロック機構と、前記第２ストレート部に接続される第２パイプの抜け止めを行う第２ロック機構と、前記第３ストレート部に接続される第３パイプの抜け止めを行う第３ロック機構とを備え、前記分岐部は、直角に配置された前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とを接続するコーナーと、当該コーナーから分岐して前記第３ストレート部に接続されるストレートとを有し、前記コーナーにおいて、前記第１ストレート部との第１連通口の内周面、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部との間の頂点部の内周面、及び前記第２ストレート部との第２連通口の内周面はそれぞれ真円状をなしており、前記コーナーでは、前記第１連通口の内周面と前記頂点部の内周面とがなめらかに接続されているとともに、前記頂点部の内周面と前記第２連通口の内周面とがなめらかに接続されている樹脂製チーズ継手。

（２）前記第１パイプ及び前記第２パイプは内径が同じであって、前記第３パイプは前記第１パイプ及び前記第２パイプよりも内径が小さく、前記分岐部において前記ストレートの内径は前記第３パイプの内径よりも大きい（１）に記載の樹脂製チーズ継手。

（３）前記コーナーと前記第３パイプとの間には、当該第３パイプに向けて内径を徐々に縮小するテーパー面が形成されている（２）に記載の樹脂製チーズ継手。

１…樹脂製チーズ継手、１１…継手本体、２１…第１ストレート部、２２…第２ストレート部、２３…第３ストレート部、２４…分岐部、２４ａ…第１連通口、２４ｂ…第２連通口、２４ｄ…頂点部、３１…コーナー、３２…ストレート、４１…第１ロック機構、４２…第２ロック機構、４３…第３ロック機構、１０１…第１パイプ、１０２…第２パイプ、１０３…第３パイプ。

Claims

第１ストレート部～第３ストレート部を相互に接続するよう、当該第１ストレート部～第３ストレート部に対し一体形成されている分岐部を有する樹脂製の継手本体と、
前記第１ストレート部に接続される第１パイプの抜け止めを行う第１ロック機構と、
前記第２ストレート部に接続される第２パイプの抜け止めを行う第２ロック機構と、
前記第３ストレート部に接続される第３パイプの抜け止めを行う第３ロック機構とを備え、
前記分岐部は、直角に配置された前記第１ストレート部と前記第２ストレート部とを接続するコーナーと、当該コーナーから分岐して前記第３ストレート部に接続されるストレートとを有し、
前記コーナーでは、前記第１ストレート部との第１連通口の内周面と、前記第１ストレート部と前記第２ストレート部との間の頂点部の内周面とがなめらかに接続されているとともに、前記頂点部の内周面と前記第２ストレート部との第２連通口の内周面とがなめらかに接続されており、
前記第１パイプ及び前記第２パイプは内径が同じであって、前記第３パイプは前記第１パイプ及び前記第２パイプよりも内径が小さく、前記分岐部において前記ストレートの内径は前記第３パイプの内径よりも大きく、
前記コーナーと前記第３パイプとの間には、当該第３パイプに挿入された円筒状のインコアに向けて内径を徐々に縮小するテーパー面が形成されており、
前記第３ストレート部の内周面において前記分岐部寄りの部分には、前記第３パイプの端部を収容するための収容部が設けられ、
前記収容部には、内周面に前記テーパー面が形成された円筒状のガイドが配置されている樹脂製チーズ継手。
前記収容部の内周面と、前記ストレートにおける前記第３ストレート部との第３連通口の内周面との間には、段差部が形成され、
前記第３パイプは、前記インコア及び前記ガイドを介して前記段差部に当接する位置まで、前記収容部に挿入されている請求項１に記載の樹脂製チーズ継手。