JP7295503B2 - 樹脂製エルボ継手 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂製エルボ継手に関する。
建物の給水システム等の流体供給システムにおいては、流体(水等)を流すための複数の配管が設けられており、それら各配管のうち略直角に延びた配管同士を樹脂製エルボ継手(例えば特許文献1参照)で繋ぐようにしたものが知られている。
意匠登録第1474055号公報
本発明の目的は、新規な樹脂製エルボ継手を提供すること。
上記課題を解決する樹脂製エルボ継手は、第1ストレート部と第2ストレート部とを繋ぐよう両者に対し一体形成されているL型のコーナー部を有する樹脂製の継手本体と、前記第1ストレート部に挿入し接続される上流側の第1配管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下流側の第2配管の抜け止めを行う第2ロック機構と、を備え、前記コーナー部の内周面がインサートによって形成され、前記インサートは、前記第1配管の前記収容部における挿入位置を前記インサートへの当接により規定する段差部を有している。
上記課題を解決する樹脂製エルボ継手は、第1ストレート部と第2ストレート部とを繋ぐよう両者に対し一体形成されているL型のコーナー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上流側の第1配管の抜け止めを行う第1ロック機構と、前記第2ストレート部に挿入し接続される下流側の第2配管の抜け止めを行う第2ロック機構と、を備え、前記コーナー部の内周面がインサートによって形成され、前記インサートは、前記第2配管の前記収容部における挿入位置を前記インサートへの当接により規定する段差部を有している。
樹脂製エルボ継手及びそれを覆う配管カバーを示す断面図。 配管カバーを示す正面図。 樹脂製エルボ継手を示す断面図。 樹脂製エルボ継手の継手本体を形成するための金型を示す断面図。 樹脂製エルボ継手の他の例を示す断面図。
以下、樹脂製エルボ継手、樹脂製エルボ継手の製造方法、及びインサートの一実施形態について、図1~図4を参照して説明する。
図1に示す樹脂製エルボ継手1は、建物の給水システム等において、水を流すための複数のパイプ(配管)のうち直角に延びたパイプ同士を繋ぐために設けられている。この樹脂製エルボ継手1は、第1ストレート部2と第2ストレート部3とを繋ぐよう両者に対し一体形成されているL型のコーナー部4を有する樹脂製の継手本体5を備えている。なお、継手本体5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を用いることが考えられる。
継手本体5において、第1ストレート部2と第2ストレート部3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おり、コーナー部4は第1ストレート部2と第2ストレート部3とを繋ぐように円弧状に湾曲する円筒状に形成されている。上記第1ストレート部2には、その第1ストレート部2に接続されるパイプ6(第1配管)の抜け止めを行う第1ロック機構7が設けられている。また、上記第2ストレート部3には、その第2ストレート部3に接続されるパイプ8(第2配管)の抜け止めを行う第2ロック機構9が設けられている。
樹脂製エルボ継手1においては、相当管長が1.0m未満となるようにされており、より詳しくは相当管長が0.8m未満となるようにされている。ここで、相当管長とは、樹脂製エルボ継手1を流体(この例では水)が通過するときの圧力損失を表す値であって、その圧力損失が小さくなるほど小さい値となる。この相当管長は、次の(A)~(C)の手順で求めることが可能である。
(A)エルボ継手に一定流量の水を流したときの同エルボ継手の上流と下流とでの圧力差を測定する。
(B)エルボ継手に適合する内径を有する直線状の管に対し、上記(A)でエルボ継手に流した一定流量と同じ流量の水を流したときの上記管における1m当たりの管摩擦損失を予め算出しておく。
(C)上記(A)で測定した圧力差を上記(B)における管の1m当たりの摩擦損失で除算し、それによって得られた値をエルボ継手の相当管長とする。
図2に示すように、上記樹脂製エルボ継手1全体は、建物の給水システムの一部として設置されたとき、配管カバー10によって覆われるようになる。図1に示すように、この配管カバー10は、継手本体5の第1ストレート部2と同方向に延びて第1ストレート部2及び第1ロック機構7を覆う第1カバー部10aと、継手本体5の第2ストレート部3と同方向に延びて第2ストレート部3及び第2ロック機構9を覆う第2カバー部10bと、を備えている。
更に、配管カバー10は、第1カバー部10aと第2カバー部10bとを繋ぐコーナーカバー部10cを備えている。このコーナーカバー部10cは、継手本体5のコーナー部4を覆うとともに、そのコーナー部4に沿って湾曲している。ちなみに、継手本体5におけるコーナー部4の曲率は、配管カバー10におけるコーナーカバー部10cの曲率よりも小さくされている。これにより、配管カバー10内における同カバー10と継手本体5との間の空間のうち、継手本体5のコーナー部4に対応する部分を大きくとることができ、その部分を断熱空間等として利用する場合に有利になる。
次に、樹脂製エルボ継手1の構造について詳しく説明する。
図3に示すように、樹脂製エルボ継手1の継手本体5において、コーナー部4の第1ストレート部2との境界部分は入口部4aとなっている。第1ストレート部2の内周面におけるコーナー部4寄りの部分には、パイプ6とパイプ8とのうち、上流側のパイプ6の端部を収容する収容部11が設けられている。この収容部11の内周面とコーナー部4における入口部4aの内周面との間には、段差部12が形成されている。また、パイプ6の端部には金属からなる筒状のインコア13が挿入されている。このインコア13がパイプ6内に没入することは同インコア13の端部に形成されたフランジ13aによって抑制されている。そして、パイプ6の端部に挿入されたインコア13が段差部12に突き当たるようになるまで、同パイプ6の端部が第1ストレート部2の端部から同第1ストレート部2における収容部11の内周面に挿入されている。
第1ストレート部2の内周面において、収容部11と第1ストレート部2の上記端部との間の部分には、収容部11よりも大径となるシール部14が設けられている。このシール部14内には、収容部11側から第1ストレート部2の端部側に向けて、シールリング15、スペーサ16、シールリング17、保持リング18が順に配置されている。そして、パイプ6の端部が第1ストレート部2の収容部11内に挿入されたときには、そのパイプ6がシールリング15、スペーサ16、シールリング17、及び保持リング18を貫通する。このとき、シール部14内のシールリング15,17がパイプ6の外周面に接触した状態となり、それによって継手本体5内を流れる水がパイプ6の外周面とシール部14の内周面との間から樹脂製エルボ継手1の外に漏れることは抑制される。
第1ロック機構7は、パイプ6を第1ストレート部2に保持するための保持部材19と、その保持部材19を第1ストレート部2に取り付けるためのキャップ20と、を備えている。上記保持部材19には嵌込リング21と割リング22との間に位置する円環状のロックリング23が設けられている。保持部材19は、第1ストレート部2のシール部14に配置された保持リング18に隣接して位置している。
また、キャップ20は、円筒状に形成されている。このキャップ20の内部に割リング22及びロックリング23を配置し、更に嵌込リング21をキャップ20の内部に嵌め込むことにより、割リング22及びロックリング23がキャップ20の内部から脱落しないようにされる。そうした状態のもと、キャップ20の開口端を第1ストレート部2の端部と径方向に重なる部分において同端部に対し係合させることにより、第1ストレート部2に対しキャップ20及び保持部材19からなる第1ロック機構7が容易に組み付けられる。
第1ロック機構7(保持部材19及びキャップ20)が第1ストレート部2に取り付けられた状態で、パイプ6の端部が保持部材19及びキャップ20を貫通して第1ストレート部2の上記端部から収容部11内に挿入されると、保持部材19のロックリング23がパイプ6の外周面を押圧する。これにより、パイプ6の第1ストレート部2からの抜け出しが防止される。
一方、樹脂製エルボ継手1の継手本体5において、第2ストレート部3及び第2ロック機構9はそれぞれ、第1ストレート部2及び第1ロック機構7とほぼ同じ構成となっている。このため、以下の第2ストレート部3及び第2ロック機構9の説明において、第1ストレート部2及び第1ロック機構7と同じ部分については、それら第1ストレート部2及び第1ロック機構7と同一の符号を付して説明する。
継手本体5において、コーナー部4の第2ストレート部3との境界部分は出口部4bとなっている。第2ストレート部3の内周面におけるコーナー部4寄りの部分には、パイプ6とパイプ8とのうち、下流側のパイプ8の端部を収容する収容部11が設けられている。この収容部11の内周面とコーナー部4における出口部4bの内周面との間には、段差部12が形成されている。また、パイプ8の端部にはインコア13が挿入されている。このインコア13がパイプ8内に没入することはフランジ13aによって抑制されている。そして、パイプ8の端部に挿入されたインコア13が段差部12に突き当たるようになるまで、同パイプ8の端部が第2ストレート部3の端部から同第2ストレート部3における収容部11の内周面に挿入されている。
第2ストレート部3の内周面において、収容部11と第2ストレート部3の上記端部との間の部分には、収容部11よりも大径となるシール部14が設けられている。このシール部14内には、収容部11側から第2ストレート部3の端部側に向けて、シールリング15、スペーサ16、シールリング17、保持リング18が順に配置されている。そして、パイプ8の端部が第2ストレート部3の収容部11内に挿入されたときには、そのパイプ8がシールリング15、スペーサ16、シールリング17、及び保持リング18を貫通する。このとき、シール部14内のシールリング15,17がパイプ8の外周面に接触した状態となり、それによって継手本体5内を流れる水がパイプ8の外周面とシール部14の内周面との間から樹脂製エルボ継手1の外に漏れることは抑制される。
第2ロック機構9は、パイプ8を第2ストレート部3に保持するための保持部材19と、その保持部材19を第2ストレート部3に取り付けるためのキャップ20と、を備えている。上記保持部材19には嵌込リング21と割リング22との間に位置する円環状のロックリング23が設けられている。保持部材19は、第2ストレート部3のシール部14に配置された保持リング18に隣接して位置している。
また、キャップ20は、円筒状に形成されている。このキャップ20の内部に割リング22及びロックリング23を配置し、更に嵌込リング21をキャップ20の内部に嵌め込むことにより、割リング22及びロックリング23がキャップ20の内部から脱落しないようにされる。そうした状態のもと、キャップ20の開口端を第2ストレート部3の端部と径方向に重なる部分において同端部に対し係合させることにより、第2ストレート部3に対しキャップ20及び保持部材19からなる第2ロック機構9が容易に組み付けられる。
第2ロック機構9(保持部材19及びキャップ20)が第2ストレート部3に取り付けられた状態で、パイプ8の端部が保持部材19及びキャップ20を貫通して第2ストレート部3の上記端部から収容部11内に挿入されると、保持部材19のロックリング23がパイプ8の外周面を押圧する。これにより、パイプ8の第2ストレート部3からの抜け出しが防止される。
次に、継手本体5のコーナー部4について詳しく説明する。
継手本体5におけるコーナー部4の内周面は、ポリフェニレンサルファイド樹脂等からなる筒状のインサート34によって形成されている。従って、コーナー部4の入口部4aはインサート34における第1ストレート部2側の端部に位置しており、コーナー部4の出口部4bはインサート34における第2ストレート部3側の端部に位置している。このインサート34は射出成形によって形成されるものであり、インサート34の内周面における第1ストレート部2側の端部、及び、第2ストレート部3側の端部には、それぞれ面取り加工が施されている。
インサート34(コーナー部4)における入口部4aと出口部4bとの間の中間位置には、頂点部4cが設けられている。そして、インサート34の内周面に、コーナー部4の入口部4a、出口部4b、及び頂点部4cの内周面が位置している。インサート34における入口部4a、出口部4b、及び頂点部4cの内周面はそれぞれ真円状をなしており、コーナー部4の内部では入口部4aの内周面と頂点部4cの内周面とが滑らかに繋がっているとともに頂点部4cの内周面と出口部4bの内周面とが滑らかに繋がっている。ちなみに、入口部4a及び出口部4bの内径は、頂点部4cの内径よりも大きくされている。従って、インサート34(コーナー部4)の内径は、頂点部4cから入口部4aに向うほど徐々に大きくなるとともに、頂点部4cから出口部4bに向うほど徐々に大きくなる。こうしたコーナー部4の構造により、樹脂製エルボ継手1の相当管長が1.0m未満、より詳しくは0.8m未満となるようにされている。
次に、樹脂製エルボ継手1の製造方法について、より詳しくは継手本体5を形成する方法について説明する。
図4は、継手本体5を射出成形によって形成するための金型35を示している。型締めされた金型35内には、コーナー部4の内周面を形成するための上記インサート34が配置されるとともに、互いに直交する方向に延びる一対のピン36,37が配置される。これらピン36とピン37との先端同士はそれぞれ、インサート34の端部から同インサート34の内部に挿入されて互いに突き合わされる。そして、インサート34の一方の端面、すなわちコーナー部4の入口部4a側の端面には、ピン36の先端部外周面に形成された段部36aが当接される。また、インサート34の他方の端面、すなわちコーナー部4の出口部4b側の端面には、ピン37の先端部外周面に形成された段部37aが当接される。
その後、金型35内におけるインサート34及びピン36,37周りのキャビティに対し溶融した樹脂を射出し、同樹脂をインサート34及びピン36,37周りで固化させることにより継手本体5が形成される。詳しくは、継手本体5の第1ストレート部2がピン36周りに形成され、継手本体5のコーナー部4がインサート34及びその周りに形成され、継手本体5の第2ストレート部3がピン37周りに形成される。そして、ピン36、37は、金型35の型開きとともにインサート34の端面から離れる方向に引き抜かれる。
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
(1)継手本体5におけるコーナー部4の内周面がインサート34によって形成されているため、上述した方法で継手本体5の形成を行うことができる。この方法で継手本体5を形成することにより、コーナー部4の内部を次のように滑らかにすることができる。すなわち、コーナー部4の内周面を形成するインサート34における頂点部4c、入口部4a、及び出口部4bの内周面を予めそれぞれ真円状にし、入口部4aの内周面と頂点部4cの内周面とが滑らかに繋がるとともに同頂点部4cの内周面と出口部4bの内周面とが滑らかに繋がるようにする。そして、そのインサート34を用いて上述したように継手本体5を形成することにより、継手本体5におけるコーナー部4の内部を滑らかにすることができる。その結果、樹脂製エルボ継手1においてコーナー部4を流体が通過することによる圧力損失が小さく抑えられるようになり、樹脂製エルボ継手1の相当管長が1.0m未満、より詳しくは0.8m未満という小さい値となる。従って、給水システムにおいて樹脂製エルボ継手1の数が多くなったとしても、その給水システムの末端における給水栓での水の流量が少なくなることを抑制できる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・パイプ6,8の端部に挿入されるインコア13を設ける代わりに、図5に示すように第1ストレート部2及び第2ストレート部3における収容部11及びシール部14の内側に第1ストレート部2又は第2ストレート部3と一体に形成された内筒部38を設け、その内筒部38の外周面にパイプ6の端部又はパイプ8の端部を挿入するようにしてもよい。この例では、内筒部38の外周面にパイプ6,8の端部を挿入する際、それら端部に当接して同端部と共に内筒部38と収容部11との間の内奥に押し込まれることにより、上記端部の挿入をガイドするリング状の挿入ガイド39が設けられている。
・継手本体5の第1ストレート部2と第2ストレート部3とは直角に延びるようにされている、すなわち第1ストレート部2と第2ストレート部3との中心線同士の傾斜角度が90°となるようにされているが、そうした傾斜角度は必ずしも90°である必要はない。例えば、上記中心線同士の傾斜角度が90°を含む所定範囲内の値であって、90°以外の値となるようにしてもよい。
・継手本体5におけるインサート34(コーナー部4)の頂点部4c、入口部4a、及び出口部4bの内径を適宜変更してもよい。例えば、それら頂点部4c、入口部4a、及び出口部4bの内径を等しくしてもよい。
・継手本体5を形成する樹脂として、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を例示したが、それ以外の樹脂を用いてもよい。
・インサート34の外周面に樹脂製エルボ継手1内の水の流れに沿った方向に延びるリブを形成することにより、インサート34の強度を高めるようにしてもよい。
・インサート34の内周面に樹脂製エルボ継手1内の水の流れに沿った方向に延びるリブを形成することにより、インサート34の強度を高めるようにしてもよい。
・インサート34は、直線状のパイプ素材を円弧状に湾曲させることによって形成されるものであってもよい。
・インサート34は、その中心線を含む平面で二つに分割されているものであってもよい。この場合、インサート34の形成が容易になる。
・インサート34をポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成したが、それ以外の樹脂を用いて形成してもよい。また、インサート34を樹脂ではなく金属によって形成することも可能である。
・樹脂製エルボ継手1を給水システム以外の流体供給システム、例えば給湯システム等に適用してもよい。
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ストレート部と第2ストレート部とを繋ぐよう両者に対し一体形成されているL型のコーナー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上流側の第1配管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下流側の第2配管の抜け止めを行う第2ロック機構と、を備え、前記コーナー部の内周面がインサートによって形成され、前記インサートの前記第1ストレート部との境界部分は入口部となっており、前記第1ストレート部の内周面における前記インサート寄りの部分には、前記第1配管の端部を収容する収容部が設けられ、前記収容部の内周面と前記インサートにおける前記入口部の内周面との間には、前記第1配管の前記収容部における挿入位置を前記インサートへの当接により規定する段差部が形成されていることを特徴とする樹脂製エルボ継手。
(2)第1ストレート部と第2ストレート部とを繋ぐよう両者に対し一体形成されているL型のコーナー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上流側の第1配管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下流側の第2配管の抜け止めを行う第2ロック機構と、を備え、前記コーナー部の内周面がインサートによって形成され、前記インサートの前記第2ストレート部との境界部分は出口部となっており、前記第2ストレート部の内周面における前記インサート寄りの部分には、前記第2配管の端部を収容する収容部が設けられ、前記収容部の内周面と前記インサートにおける前記出口部の内周面との間には、前記第2配管の前記収容部における挿入位置を前記インサートへの当接により規定する段差部が形成されていることを特徴とする樹脂製エルボ継手。
上記構成によれば、継手本体を射出成形によって形成する際、金型内にインサートを配置するとともに同インサートの端部に一対のピンの先端を位置合わせした状態で、その金型内におけるインサート及びピン周りに溶融した樹脂を射出する。そして、同樹脂が硬化した後に型開きとともにピンを引き抜くことによって継手本体が形成され、その継手本体におけるコーナー部の内周面がインサートによって形成される。このように継手本体を形成することにより、コーナー部の内部を次のように滑らかにすることができる。すなわち、コーナー部の内周面を形成するインサートにおける頂点部、入口部、及び出口部の内周面を予めそれぞれ真円状にし、入口部の内周面と頂点部の内周面とが滑らかに繋がるとともに同頂点部の内周面と出口部の内周面とが滑らかに繋がるようにする。そして、そのインサートを用いて上述したように継手本体を形成することにより、継手本体におけるコーナー部の内部を滑らかにすることができる。その結果、樹脂製エルボ継手においてコーナー部を流体が通過することによる圧力損失が小さく抑えられるようになる。
1…樹脂製エルボ継手、2…第1ストレート部、3…第2ストレート部、4…コーナー部、4a…入口部、4b…出口部、4c…頂点部、5…継手本体、6…パイプ、7…第1ロック機構、8…パイプ、9…第2ロック機構、10…配管カバー、10a…第1カバー部、10b…第2カバー部、10c…コーナーカバー部、11…収容部、12…段差部、13…インコア、13a…フランジ、14…シール部、15…シールリング、16…スペーサ、17…シールリング、18…保持リング、19…保持部材、20…キャップ、21…嵌込リング、22…割リング、23…ロックリング、34…インサート、35…金型、36…ピン、36a…段部、37…ピン、37a…段部、38…内筒部、39…挿入ガイド。

Claims (2)

  1. 第1ストレート部と第2ストレート部とを繋ぐよう両者に対し一体形成されているL型のコーナー部を有する樹脂製の継手本体と、
    前記第1ストレート部に挿入し接続される上流側の第1配管の抜け止めを行うロックリングを有する第1ロック機構と、
    前記第2ストレート部に接続される下流側の第2配管の抜け止めを行う第2ロック機構と、
    を備え、
    前記第1配管は端部に筒状のインコアが挿入されており、
    前記コーナー部の内周面がインサートによって形成され、
    前記インサートは、前記第1配管の挿入位置を前記インコアとの当接により規定する段差部を、前記コーナー部の入口部に有していることを特徴とする樹脂製エルボ継手。
  2. 第1ストレート部と第2ストレート部とを繋ぐよう両者に対し一体形成されているL型のコーナー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上流側の第1配管の抜け止めを行う第1ロック機構と、
    前記第2ストレート部に挿入し接続される下流側の第2配管の抜け止めを行うロックリングを有する第2ロック機構と、
    を備え、
    前記第2配管は端部に筒状のインコアが挿入されており、
    前記コーナー部の内周面がインサートによって形成され、
    前記インサートは、前記第2配管の挿入位置を前記インコアとの当接により規定する段差部を、前記コーナー部の出口部に有していることを特徴とする樹脂製エルボ継手。
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