JP7356655B2

JP7356655B2 - 管継手

Info

Publication number: JP7356655B2
Application number: JP2022152231A
Authority: JP
Inventors: 昌宏置田; 大地延島
Original assignee: ONDA MFG.CO.,LTD.
Current assignee: ONDA MFG.CO.,LTD.
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2022-09-26
Publication date: 2023-10-05
Anticipated expiration: 2038-12-17
Also published as: JP7173437B2; JP2020046064A; JP2022174316A

Description

本発明は、管継手に関する。

図５は、特許文献１に記載された管継手１０１を示す。管継手１０１においては、配管１０２との間の水密を確保するために、第１シールリング１０９及び第２シールリング１１１が用いられている。第１シールリング１０９及び第２シールリング１１１は、継手本体１０４内に設けられたシール部１０８に収容されている。シール部１０８において第１シールリング１０９と第２シールリング１１１との間には、互いの当接を避けるためのスペーサリング１１０が配置されている。

なお、継手本体１０４は合成樹脂製であり、金型の都合上、第１シールリング１０９及び第２シールリング１１１を単独で収容するシール部を別個に形成すること（特に第１シールリング１０９を収容する奥側のシール部を溝状に形成すること）は困難であるため、スペーサリング１１０を用いた前述の構造が採用されている。

特願２０１７－６７５９５号

ところが、配管１０２を管継手１０１へ挿入する際に、当該挿入力を受けたスペーサリング１１０によって、第１シールリング１０９が奥側へと押されてシール部１０８からはみ出す問題があった。

本発明の目的は、配管を挿入する際に第１シールリングがシール部からはみ出し難い管継手を提供すること。

前記目的を達成するために請求項１の発明は、配管が挿入される樹脂製の継手本体の内周面に形成されたシール部には、当該シール部の軸線方向において前記配管の挿入側とは反対側から順に第１シールリング及び第２シールリングが配置されているとともに、前記シール部には前記第１シールリングと前記第２シールリングとの間にスペーサリングが配置された管継手であって、前記シール部には周方向に間隔をおいて複数のリブが設けられており、当該複数のリブの内側に前記スペーサリングが圧入されている管継手である。

請求項２の発明は請求項１において、前記複数のリブは、前記継手本体の射出成型時のパーティングラインに対応した位置を避けて設けられている。

本発明によれば、スペーサリングをシール部に対して圧入することで、シール部におけるスペーサリングの配置姿勢が安定し、スペーサリングは外力に強く抗することができる。従って、例えば管継手に対して配管（図１参照）が斜めに挿入され、当該挿入力がスペーサリングに対して強くまた偏って作用した場合であっても、スペーサリングがシール部の軸線Ｌに対して傾くことを防止でき、ひいては第１シールリングの水密性の低下を防止できる。

第１実施形態の管継手全体を示す縦断面図。図１の要部拡大図。第２実施形態の管継手を示す縦断面図であり要部を拡大して示す図。継手本体を示す図でありシール部の横断面図。なお、係止段差における大径部分と小径部分との径差、及びリブの径方向への高さは、それぞれ誇張して描いてある。従来の管継手全体を示す縦断面図。

以下、本発明を具体化した第１実施形態及び第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。
[第１実施形態]
図１に示す管継手１は、湯水等の流体を流す配管２同士を繋ぐためのものであって、筒状に形成された合成樹脂製の継手本体４を備えている。上流側（図１の右側）の配管２は、継手本体４の軸線Ｌ方向における一方の端部（図１の右端部）から継手本体４内に挿入されている。下流側（図１の左側）の配管２は、継手本体４の軸線Ｌ方向における他方の端部（図２の左端部）から継手本体４内に挿入されている。なお、管継手１における上流側と下流側とは同一の構造となっているため、以下では上流側のみ詳しく説明し、下流側については上流側と同一の符号を付して説明を省略する。

継手本体４の内周面において、継手本体４の軸線Ｌ方向の中央部には環状突起５が形成されている。継手本体４の内周面において、環状突起５に隣接する継手本体４の端部寄りの部分には、配管２の端部を収容する収容部６が設けられている。配管２の端部には、筒状のインコア７が挿入されている。このインコア７が配管２内に没入することは、インコア７の端部に形成されたフランジ７ａによって抑制されている。このようにインコア７を挿入した配管２の端部が、継手本体４の端部から挿入されて収容部６内に収容されている。

継手本体４の内周面において、収容部６と継手本体４の対応する端部との間の部分には、収容部６よりも大径となるシール部８が設けられている。シール部８内には、収容部６側から継手本体４の対応する端部側に向けて、第１シールリング９、スペーサリング１０、第２シールリング１１及び保持リング１２が、同順に配置されている。第１シールリング９と第２シールリング１１とは、同じもの（材質、形状及び寸法等が全て同じ）であるため、管継手１の組立時における相互の識別の面倒がない。

配管２の端部が継手本体４の収容部６内に挿入されたときには、配管２が第１シールリング９、スペーサリング１０、第２シールリング１１及び保持リング１２を貫通する。このとき、シール部８内の第１シールリング９及び第２シールリング１１が配管２の外周面に接触した状態となり、それによって継手本体４内を流れる流体が配管２の外周面と継手本体４の内周面との間から管継手１の外に漏れることが抑制される。

管継手１は、配管２を継手本体４に保持するための保持部材１３と、保持部材１３を継手本体４に取り付けるためのキャップ１４とを備えている。保持部材１３には、嵌込リング１５と割リング１６との間に位置する円環状のロックリング１７が設けられている。保持部材１３は、継手本体４のシール部８に配置された保持リング１２に隣接して位置している。キャップ１４は、円筒状に形成されている。キャップ１４は、その開口端（継手本体４側の端部）に継手本体４における端部（挿入端）が挿入された状態となることにより、保持部材１３を継手本体４（保持リング１２）との間に挟んでいる。

キャップ１４は、その開口端を継手本体４の挿入端と径方向に重なる部分において、当該挿入端に対し係合させることにより、継手本体４に取り付けられている。継手本体４に対しキャップ１４を取り付けることにより、継手本体４とキャップ１４との間に挟まれた保持部材１３が継手本体４に取り付けられるようになる。保持部材１３がキャップ１４によって継手本体４に取り付けられた状態で、配管２の端部が保持部材１３及びキャップ１４を貫通して継手本体４の挿入端から収容部６内に挿入されると、保持部材１３のロックリング１７が配管２の外周面を押圧し、それによって配管２の継手本体４からの抜け出しが防止される。

次に、キャップ１４と継手本体４との係合態様について詳しく説明する。
図２に示すように、キャップ１４の開口端と継手本体４の挿入端との径方向（図２の上下方向）に重なる部分のうち、キャップ１４における開口端の内周面には、大径内向き爪部１９ａ及び小径内向き爪部１９ｂが形成されている。大径内向き爪部１９ａは、キャップ１４における開口端の開口寄りに位置している。小径内向き爪部１９ｂは、大径内向き爪部１９ａよりも前記開口端の開口から離れて位置しているとともに、大径内向き爪部１９ａよりも小さい内径を有している。

キャップ１４の開口端と継手本体４の挿入端との径方向に重なる部分のうち、継手本体４における挿入端の外周面には、小径外向き爪部１８ａ及び大径外向き爪部１８ｂが形成されている。小径外向き爪部１８ａは、継手本体４における挿入端の開口寄りに位置している。大径外向き爪部１８ｂは、小径外向き爪部１８ａよりも前記挿入端の開口から離れて位置しているとともに、小径外向き爪部１８ａよりも大きい外径を有している。継手本体４の小径外向き爪部１８ａはキャップ１４の小径内向き爪部１９ｂと係合するとともに、継手本体４の大径外向き爪部１８ｂはキャップ１４の大径内向き爪部１９ａと係合する。

前述したように、キャップ１４における開口端の内周面に大径内向き爪部１９ａ及び小径内向き爪部１９ｂを形成するとともに、継手本体４における挿入端の外周面に小径外向き爪部１８ａ及び大径外向き爪部１８ｂを形成することにより、前記開口端と前記挿入端との径方向に重なる部分の厚さを、以下の（Ａ）及び（Ｂ）のようにできる。

（Ａ）継手本体４における挿入端の大径外向き爪部１８ｂを形成している部分の径方向の厚さＴＨ２を、キャップ１４における開口端の大径内向き爪部１９ａを形成している部分の径方向の厚さＴＨ１よりも厚くする。

（Ｂ）キャップ１４における開口端の小径内向き爪部１９ｂを形成している部分の径方向の厚さＴＨ４を、継手本体４における挿入端の小径外向き爪部１８ａを形成している部分の径方向の厚さＴＨ３よりも厚くする。

継手本体４の小径外向き爪部１８ａは、斜面２１ａ及び垂直面２１ｂを有している。小径外向き爪部１８ａにおいて、垂直面２１ｂは継手本体４の軸線Ｌと直交する方向に延びている一方、斜面２１ａは垂直面２１ｂ側から継手本体４における挿入端の開口に向うほど軸線Ｌに近づくよう傾斜している。継手本体４の大径外向き爪部１８ｂは、斜面２３ａ及び垂直面２３ｂを有している。大径外向き爪部１８ｂにおいて、垂直面２３ｂは継手本体４の軸線Ｌと直交する方向に延びている一方、斜面２３ａは垂直面２３ｂ側から継手本体４における挿入端の開口に向うほど軸線Ｌに近づくよう傾斜している。

キャップ１４の大径内向き爪部１９ａは、平行面２４ａ及び垂直面２４ｂを有している。大径内向き爪部１９ａにおいて、垂直面２４ｂはキャップ１４の軸線Ｌと直交する方向に延びている一方、平行面２４ａは垂直面２４ｂ側からキャップ１４における開口端の開口に向って軸線Ｌと平行に延びている。キャップ１４の小径内向き爪部１９ｂは、斜面２２ａ及び垂直面２２ｂを有している。小径内向き爪部１９ｂにおいて、垂直面２２ｂはキャップ１４の軸線Ｌと直交する方向に延びている一方、斜面２２ａは垂直面２２ｂ側からキャップ１４における開口端の開口に向うほど軸線Ｌから離れるよう傾斜している。

継手本体４から取り外された状態のキャップ１４を、継手本体４に取り付ける際には、キャップ１４と継手本体４とを同一の軸線Ｌ上に配置し、キャップ１４における大径内向き爪部１９ａ側を継手本体４の小径外向き爪部１８ａ側に向けた状態で、キャップ１４を継手本体４側に移動させる。これにより、キャップ１４の大径内向き爪部１９ａが継手本体４の小径外向き爪部１８ａ及び大径外向き爪部１８ｂを乗り越えるとともに、キャップ１４の小径内向き爪部１９ｂが継手本体４の小径外向き爪部１８ａを乗り越える。その結果、継手本体４の挿入端がキャップ１４の開口端に挿入された状態となる。

継手本体４の挿入端がキャップ１４の開口端に挿入された状態では、継手本体４の小径外向き爪部１８ａとキャップ１４の小径内向き爪部１９ｂとが係合するとともに、継手本体４の大径外向き爪部１８ｂとキャップ１４の大径内向き爪部１９ａとが係合する。詳しくは、小径外向き爪部１８ａの垂直面２１ｂと小径内向き爪部１９ｂとの垂直面２２ｂとが継手本体４及びキャップ１４の軸線Ｌ方向において対向して位置するとともに、大径外向き爪部１８ｂの垂直面２３ｂと大径内向き爪部１９ａの垂直面２４ｂとが軸線Ｌ方向において対向して位置する。この状態のもとでは、キャップ１４が継手本体４から離れようとすると、互いに対向している垂直面２１ｂと垂直面２２ｂとが接触するとともに、同じく互いに対向している垂直面２３ｂと垂直面２４ｂとが接触する。これらにより、キャップ１４が継手本体４から抜けることは抑制される。

キャップ１４の開口端と継手本体４の挿入端との径方向に重なる部分においては、前記（Ａ）及び前記（Ｂ）のように、図２に示す厚さＴＨ２は厚さＴＨ１に対し厚くなるとともに厚さＴＨ４は厚さＴＨ３に対し厚くなる。厚さＴＨ２，ＴＨ４が厚くなることにより、キャップ１４の開口端と継手本体４の挿入端との径方向に重なる部分（管継手１における外径の最も大きくなる部分）が小さく抑えられるとしても、厚さＴＨ２，ＴＨ４をそれぞれ必要とされる強度を確保が可能な値に設定できる。従って、キャップ１４の開口端に対する継手本体４の挿入端の挿入時に、大径内向き爪部１９ａが小径外向き爪部１８ａ及び大径外向き爪部１８ｂを乗り越えるとともに、小径内向き爪部１９ｂが小径外向き爪部１８ａを乗り越える際、前記部分に対し径方向に大きな力が作用するとしても、前記部分が破損することを抑制できる。

次に、シール部８及びスペーサリング１０について詳しく説明する。
シール部８には、配管２の挿入側に、第２シールリング１１及び保持リング１２のそれぞれに対応する大径部分８ａが形成されている。シール部８には、大径部分８ａに対して配管２の挿入側とは反対側に、第１シールリング９に対応する小径部分８ｂが形成されている。大径部分８ａと小径部分８ｂとの境界には、係止段差８ｃがシール部８の軸線Ｌの周りにおいて円環状に形成されている。係止段差８ｃは、配管２の挿入時において、スペーサリング１０がそれ以上に第１シールリング９側へ移動することを当接規制する。従って、配管２の挿入時において、第１シールリング９がスペーサリング１０によって過度に押されることがなく、第１シールリング９がシール部８からはみ出すことを防止できる。

なお、前述したように、第１シールリング９と第２シールリング１１とは同じものであるため、配管２との間における水密性等を考慮すると、シール部８における大径部分８ａと小径部分８ｂとの径差は極力小さいほうがよい。しかし、スペーサリング１０の係止性を考慮すると、当該径差は大きいほうがよい。これらを高次元で両立させるには、例えば呼び径が「１３Ａ」又は「１６Ａ」である配管２に対応した構成の場合には、大径部分８ａの直径を小径部分８ｂの直径の１．００１～１．０２９倍とすること、さらには１．００５～１．０２５倍とすることが望ましいと見出した。

スペーサリング１０は、円環状をなすとともに断面四角形状をなしている。スペーサリング１０は、銅合金等の金属材料よりなる棒材からの切削加工品である。従って、スペーサリング１０は、例えば合成樹脂製のものと比較して真円度を高くでき、また形状保持性も高いため、シール部８の係止段差８ｃにおける係止性が向上し、前述したように大径部分８ａと小径部分８ｂとの径差が非常に小さい場合においても好適に対応できる。

スペーサリング１０は、前記切削加工の後にバレル処理を施したものである。バレル処理としては、バレル研磨やバレルメッキ（がらメッキ）等が挙げられる。バレル処理が施されたスペーサリング１０は、断面の角が適度に面取りされる。従って、配管２の挿入時おいて、シール部８の大径部分８ａに対するスペーサリング１０の当たりが和らいで、大径部分８ａに傷がつくことを防止でき、当該傷に起因した第２シールリング１１の水密性の低下を防止できる。つまり、硬質な金属製のスペーサリング１０であっても、軟質な合成樹脂製の継手本体４（シール部８）に対して、好適に摺動対応できる。

ここで、スペーサリング１０の断面の角を、前記切削加工時において同時に面取りすれば、後工程の前記バレル処理を省略することも可能である。ところが、切削加工では小さな面取りが困難であり、面取りが大きくなりがちとなって、係止段差８ｃにおけるスペーサリング１０の係止性が低下する。しかし、バレル処理ではスペーサリング１０の面取りを小さくできるため、係止段差８ｃにおけるスペーサリング１０の係止性が向上する。

[第２実施形態]
図３及び図４に示すように、シール部８の大径部分８ａにおいて、スペーサリング１０に対応する領域には、周方向に間隔をおいて複数（本実施形態においては６個）のリブ３１が設けられている。リブ３１は、継手本体４に一体形成されている。図３に示すように、各リブ３１は、係止段差８ｃから第２シールリング１１側へと、シール部８の軸線Ｌ方向に延在されている。

図４に示すように、シール部８の軸線Ｌを中心とし各リブ３１の径方向の先端を通過する仮想円Ｃの径は、スペーサリング１０の外径よりも小さい。従って、シール部８においてスペーサリング１０は、複数のリブ３１の内側に圧入され、継手本体４に対して締付固定されている。

このように、スペーサリング１０をシール部８に対して圧入することで、シール部８におけるスペーサリング１０の配置姿勢が安定し、スペーサリング１０は外力に強く抗することができる。従って、例えば管継手１に対して配管２（図１参照）が斜めに挿入され、当該挿入力がスペーサリング１０に対して強くまた偏って作用した場合であっても、スペーサリング１０がシール部８の軸線Ｌに対して傾くことを防止でき、ひいては第１シールリング９の水密性の低下を防止できる。

つまり、前述したように、シール部８において、大径部分８ａの直径と小径部分８ｂの直径との差は微小である。従って、例えば配管２を斜めに挿入した際の挿入力にスペーサリング１０が抗しきれないと、スペーサリング１０がシール部８の軸線Ｌに対して大きく傾いて、スペーサリング１０の一部が係止段差８ｃを容易に乗り越えてしまう。スペーサリング１０の一部が係止段差８ｃを乗り越えることは、スペーサリング１０が第１シールリング９に対して、過剰でかつ周方向の一部において偏って干渉することにつながり、ひいては第１シールリング９の水密性の低下をまねく。

図４に示すように、６個のリブ３１のうち３個のリブ３１は、シール部８の軸線Ｌの周りにおいて、継手本体４の射出成型時のパーティングラインＰＬを境界とした一方側の領域に配置されている。当該３個のリブ３１は、パーティングラインＰＬに対してシール部８の軸線Ｌの周りに４５°ずれた位置から４５°の等間隔で配置されている。６個のリブ３１のうち残り３個のリブ３１は、パーティングラインＰＬを境界とした他方側の領域において、前記一方側の領域に配置された３個のリブ３１と同様にして配置されている。

つまり、継手本体４においてリブ３１は、シール部８の軸線Ｌの周りにおけるパーティングラインＰＬに対応した位置を避けて設けられている。継手本体４において、パーティングラインＰＬの近傍は歪が生じやすい。当該歪が大きいと、例えばパーティングラインＰＬに対応した位置に設けたリブ３１とパーティングラインＰＬに対応した位置を避けて設けたリブ３１との相互間で、スペーサリング１０に対する圧接力が大きく異なってしまう。複数のリブ３１の相互間におけるスペーサリング１０に対する圧接力のばらつきは、シール部８におけるスペーサリング１０の配置姿勢の不安定化につながる。

図３に示すように、各リブ３１において第２シールリング１１側の端部には、傾斜面３１ａが形成されている。各リブ３１の傾斜面３１ａは、スペーサリング１０をリブ８の群の内側へと案内する作用を奏するため、スペーサリング１０をシール部８に対して圧入する作業が容易となる。

各リブ３１においてシール部８の軸線Ｌ方向への長さは、スペーサリング１０の軸線Ｌ方向への長さよりも短い。従って、スペーサリング１０が係止段差８ｃに当接した状態では、各リブ３１がスペーサリング１０から第２シールリング１１側へはみ出さないため、当該はみ出し部分が第２シールリング１１に対して干渉することを防止できる。

なお、リブ３１の数は、本実施形態で開示した６個に限定されるものではなく、２個、３個、４個、５個、７個、８個、９個、１０個や１１個以上であってもよい。また、複数のリブ３１を周方向に不等間隔で配置してもよいし、複数のリブ３１を相互にシール部８の軸線Ｌ方向へずらして配置してもよいし、複数のリブ３１の少なくとも一部をパーティングラインＰＬに対応した位置に配置してもよい。

さらに、リブ３１を用いずに、大径部分８ａの径をスペーサリング１０の外径よりも小さくして、大径部分８ａに対してスペーサリング１０を直接圧入してもよい。あるいは、リブ３１を用いずに、スペーサリング１０を途切れの無い円環状からＣリング状に変更する等、スペーサリング１０に径方向への弾性を持たせて、自身の弾性力によって大径部分８ａに対して直接圧入してもよい。

[付記]
前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筒（継手本体４）及び第２筒（キャップ１４）を備えており、前記第１筒と前記第２筒とのうちの一方に形成されている挿入端が、前記第１筒と前記第２筒とのうちの他方に形成されている開口端に挿入されており、前記開口端から前記挿入端が抜けないよう、前記開口端の内周面に形成されている内向き爪部と前記挿入端の外周面に形成されている外向き爪部とが係合される管継手において、前記内向き爪部は、前記開口端の開口寄りに位置する大径内向き爪部、及び、その大径内向き爪部よりも前記開口端の開口から離れて位置するとともに前記大径内向き爪部よりも小さい内径を有する小径内向き爪部であり、前記外向き爪部は、前記挿入端の開口寄りに位置する小径外向き爪部、及び、その小径外向き爪部よりも前記挿入端の開口から離れて位置するとともに小径外向き爪部よりも大きい外径を有する大径外向き爪部であり、前記開口端の前記小径内向き爪部と前記挿入端の前記小径外向き爪部とが係合するとともに、前記開口端の前記大径内向き爪部と前記挿入端の大径外向き爪部とが係合する管継手。
（２）配管が挿入される樹脂製の継手本体の内周面に形成されたシール部には、当該シール部の軸線方向において前記配管の挿入側とは反対側から順に第１シールリング及び第２シールリングが配置されているとともに、前記シール部には前記第１シールリングと前記第２シールリングとの間にスペーサリングが配置された管継手であって、前記シール部には、前記挿入側が当該挿入側とは反対側よりも大径となる径差を生じさせる係止段差が、当該シール部の軸線の周りにおいて環状に形成されており、当該係止段差は、前記スペーサリングがそれ以上に前記第１シールリング側へ移動することを当接規制する管継手。
（３）前記スペーサリングは前記シール部に圧入されている（２）に記載の管継手。
（４）前記シール部には周方向に間隔をおいて複数のリブが設けられており、当該複数のリブの内側に前記スペーサリングが圧入されている（３）に記載の管継手。
（５）前記複数のリブは、前記継手本体の射出成型時のパーティングラインに対応した位置を避けて設けられている（４）に記載の管継手。
（６）前記スペーサリングは金属材料よりなる切削加工品であり、当該スペーサリングは当該切削加工の後にバレル処理を施したものである（２）～（５）のいずれか一項に記載の管継手。
（７）前記係止段差の大径部分の直径を前記係止段差の小径部分の直径の１．００１～１．０２９倍とした（６）に記載の管継手。

１…管継手、２…配管、４…継手本体、８…シール部、８ｃ…係止段差、９…第１シールリング、１０…スペーサリング、１１…第２シールリング。

Claims

配管が挿入される樹脂製の継手本体の内周面に形成されたシール部には、当該シール部の軸線方向において前記配管の挿入側とは反対側から順に第１シールリング及び第２シールリングが配置されているとともに、前記シール部には前記第１シールリングと前記第２シールリングとの間にスペーサリングが配置された管継手であって、前記シール部には周方向に間隔をおいて複数のリブが設けられており、当該複数のリブの内側に前記スペーサリングが圧入されている管継手。
前記複数のリブは、前記継手本体の射出成型時のパーティングラインに対応した位置を避けて設けられている請求項１に記載の管継手。