JP7435891B2 - 管継手 - Google Patents

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、互いの直接的な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。

特開２０１８－１６８９８０号

ところが、図６に示すように、管継手１０１に対して配管１０２が斜めに挿入されると、スペーサリング１１０が配管１０２の挿入力を、周方向の一部分において偏って受け、よってスペーサリング１１０が第１シールリング１０９に対して傾いてしまう。第１シールリング１０９に対するスペーサリング１１０の傾きが過大となると、第１シールリング１０９における周方向の一部分が、奥側かつ径方向内側へと過大に押され（押圧力Ｆ）、ひいては当該部分がシール部１０８からはみ出してしまう問題があった。

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、前記シール部において前記第１シールリングと前記第２シールリングとの間には、スペーサリングが前記第１シールリングに対して傾くことが可能に配置された管継手であって、前記スペーサリングは、径方向内側が長辺でかつ径方向外側が短辺となる断面形状を有し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、前記スペーサリングの断面形状は、前記軸線方向において、前記短辺における前記第１シールリング側の先端が、前記長辺における前記第１シールリング側の先端よりも前記第２シールリング側に位置している。

本発明によれば、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できる。

管継手全体を示す縦断面図。 図１の要部拡大図。 配管が斜めに挿入された状態を誇張して示す図。 別例を示す要部拡大図。 従来の管継手全体を示す縦断面図。 配管が斜めに挿入された状態を誇張して示す図。

以下、管継手の一実施形態について説明する。
図１に示す管継手１は、流体を流す合成樹脂製の配管２をつなぎ合わせる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の軸線方向における他方の端部（図２の左端部）から継手本体４に挿入されている。

なお、管継手１において、上流側と下流側とは同一の構造であるため、以下では上流側の構造についてのみ説明し、下流側の構造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。インコア７が配管２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。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には、収容部６側から継手本体４の端部側に向けて、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、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、当該状態によって、継手本体４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の外に漏れることを防止できる。

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、当該挿入端に対しスナップ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に取り付けられている。

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が継手本体４から抜け出すことを防止できる。

次に、スペーサリング１０について詳しく説明する。
図２に示すように、スペーサリング１０は、円環状をなすとともに断面台形状をなしている。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。したがって、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。

スペーサリング１０の外径は、シール部８の内径よりも若干小さく設定されている。したがって、スペーサリング１０は、シール部８において遊動可能、換言すれば管継手１の組立時におけるシール部８への配置作業が容易である。

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、角が適度に面取りされている。したがって、配管２の挿入時等において、シール部８の内周面や配管２の外周面に対するスペーサリング１０の当たりが和らいで、当該周面に傷がつくことを防止でき、当該傷に起因した第１シールリング９及び／又は第２シールリング１１との間での水密性の低下を防止できる。つまり、金属製の硬質なスペーサリング１０であっても、合成樹脂製の軟質な配管２や継手本体４（シール部８）に対して、好適に摺動対応できる。

さて、スペーサリング１０の前記断面台形状は、具体的には短辺が径方向外側となりかつ当該短辺に平行な長辺（前記短辺の対辺）が径方向内側となるように設定されている。したがって、スペーサリング１０において、第１シールリング９に対峙する側に位置する第１先端面１０ａは、径方向外側にいくほど第１シールリング９の側から離間するように傾斜された円錐面よりなっている。なお、当該傾斜の角度を「傾斜角度Ｘ」とする。

図３は、スペーサリング１０が第１シールリング９に対して傾いた状態を誇張して示す。スペーサリング１０の当該傾きは、管継手１に対して配管２が斜めに挿入されることで、スペーサリング１０が配管２の挿入力を、周方向の一部分において偏って受けたことに起因する。第１シールリング９に対するスペーサリング１０の傾きが過大となると、第１シールリング９における周方向の一部分が、スペーサリング１０の第１先端面１０ａの対応する部分を介して奥側へと過大に押される（押圧力Ｆ）。

しかし、前述したように、スペーサリング１０の第１先端面１０ａは、予め第１シールリング９に対して傾斜されている。したがって、第１先端面１０ａは、第１シールリング９に対するスペーサリング１０の傾きが過大となった状態においても、前記「径方向外側にいくほど第１シールリング９の側から離間するように傾斜」の状態を維持可能である。

よって、第１先端面１０ａを介して奥側へと押された、第１シールリング９における周方向の前記一部分には、径方向外側へも向かう押圧力Ｆ、換言すればシール部８に残留させようとする方向への力も作用する。このため、配管２が斜めに挿入されたとしても、第１シールリング９がシール部８からはみ出すことを抑制できる。

図２に示すように、当該作用効果を奏し得るうえで、スペーサリング１０における第１先端面１０ａの傾斜角度Ｘは、０度に近くないほうがよい。第１先端面１０ａの傾斜角度Ｘが０度に近いと、スペーサリング１０の第１シールリング９に対する傾きが過大となった状態において、第１先端面１０ａが、前記「径方向外側にいくほど第１シールリング９の側から離間するように傾斜」から「径方向外側にいくほど第１シールリング９の側に近づくように傾斜」へと容易に状態変更されてしまい、従来の技術（図６参照）と同様にして、径方向内側へと向かう力を第１シールリング９に対して作用させてしまうからである。

逆に、第１先端面１０ａの傾斜角度Ｘが９０度に近いと、スペーサリング１０が第１シールリング９に向かう先鋭状となり、第１シールリング９を傷つけ易くなる。

以上のことや、第１シールリング９の材質（例えばＥＰＤＭ等のゴム製）、形状及び寸法等を総合的に勘案すると、スペーサリング１０における第１先端面１０ａの傾斜角度Ｘは、好ましくは２０度～３０度であり、より好ましくは２６度～２８度であって、本実施形態においては２７度に設定されている。

スペーサリング１０において、第２シールリング１１に対峙する側に位置する第２先端面１０ｂは、径方向外側にいくほど第２シールリング１１の側から離間するように傾斜されている。なお、当該傾斜の角度を「傾斜角度Ｙ」とする。

第２先端面１０ｂの傾斜角度Ｙは、第１先端面１０ａの傾斜角度Ｘと同じに設定されている。したがって、スペーサリング１０は、軸線方向の前後における形状が同じであって形状に方向性が無く、よって、管継手１の組立時における第１先端面１０ａと第２先端面１０ｂとの相互の識別の面倒がない。

このことは、スペーサリング１０の前記断面台形状の長辺を、長く設定し得ることにもつながる。当該長辺を長く設定できれば、配管２の挿入前の状態においても、第１シールリング９、スペーサリング１０及び第２シールリング１１の軸線方向での遊びを小さくできる。したがって、配管２の挿入時における第１シールリング９、スペーサリング１０及び第２シールリング１１の傾きを抑制できて、第１シールリング９のシール部８からのはみ出しを、より効果的に抑制できる。

つまり、図５に示す従来の技術においては、管継手１０１への配管１０２の挿入後における、シール部１０８での第１シールリング１０９及び第２シールリング１１１の充填率を考慮すると、スペーサリング１１０を軸線方向に長く設定することは、当該充填率が過大となるため採用できない。したがって、軸線方向に短いスペーサリング１１０を採用せざるを得ず、配管１０２の挿入前の状態において、第１シールリング１０９、スペーサリング１１０及び第２シールリング１１１の軸線方向での遊びが大きくなってしまう。

当該遊びが大きいと、配管１０２の挿入時における、第１シールリング１０９、スペーサリング１１０及び第２シールリング１１１のそれぞれの傾きが大きくなりがちとなる。これは、配管１０２の挿入時における、第１シールリング１０９のシール部１０８からのはみ出しを助長する。

図２に示すように、スペーサリング１０において、第１先端面１０ａと前記断面台形状の長辺との間及び第２先端面１０ｂと当該長辺との間には、それぞれＣ面取り１０ｃ、１０ｄが施されている。Ｃ面取り１０ｃ、１０ｄは、径方向内側にいくほど、対応する第１シールリング９又は第２シールリング１１の側から離間するように傾斜されている。

したがって、配管２の挿入時おいて、配管２の外周面に対するスペーサリング１０の当たりが和らいで、当該外周面に傷がつくことを防止できる。よって、当該傷に起因した、配管２と、第１シールリング９及び／又は第２シールリング１１との間における水密性の低下を防止できる。

[別例]
○図４に示すように、シール部８において、収容部６との境界に位置する段差の壁面８ａ、換言すればスペーサリング１０とは反対側において第１シールリング９に対峙する側に位置する壁面８ａを、径方向外側にいくほど第１シールリング９の側から離間するように傾斜させること。このようにすれば、第１シールリング９には、壁面８ａとの当接においても径方向外側に向かう反力が作用されることになり、配管２の挿入時において、第１シールリング９がシール部８からはみ出すことをより効果的に抑制できる。

○スペーサリング１０の第２先端面１０ｂを傾斜させないこと。換言すれば、第２先端面１０ｂの傾斜角度Ｙを０度に設定すること。

○スペーサリング１０を合成樹脂製とすること。スペーサリング１０の材料に好適な合成樹脂としては、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。

○スペーサリング１０の前記断面台形状を、短辺が径方向内側となりかつ当該短辺に平行な長辺が径方向外側となるように設定すること。

○管継手１はいわゆるソケットであるが、これをチーズやエルボに変更すること。

○管継手１は、全ての保持部材１３がいわゆるワンタッチタイプのものであったが、一部の保持部材について、ねじ接合や熱融着接合等のワンタッチタイプ以外へと変更すること。

[付記]
○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、前記シール部において、前記第１シールリングに軸線方向で対峙する壁面は、径方向外側にいくほど前記第１シールリングの側から離間するように傾斜されている管継手。

○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、前記スペーサリングは断面台形状をなすとともに、当該断面台形状において平行な対辺である短辺と長辺とは、一方が径方向内側でかつ他方が径方向外側に位置する管継手。

（イ）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、前記シール部において前記第１シールリングと前記第２シールリングとの間には、スペーサリングが前記第１シールリングに対して傾くことが可能に配置された管継手であって、前記スペーサリングにおいて、前記第１シールリングに対峙する側に位置する先端面は、径方向外側にいくほど前記第１シールリングの側から離間するように傾斜されている管継手。

（ロ）前記先端面の前記傾斜の角度は２０度～３０度である（イ）に記載の管継手。

（イ）及び（ロ）の発明によれば、スペーサリングにおいて第１シールリングに対峙する側に位置する先端面は、予め第１シールリングに対して傾斜されている。したがって、当該先端面は、第１シールリングに対するスペーサリングの傾きが過大となった状態においても、前記「径方向外側にいくほど第１シールリングの側から離間するように傾斜」の状態を維持可能である。よって、当該先端面を介して奥側へと押された、第１シールリングにおける周方向の一部分には、径方向外側へと向かう力、換言すればシール部に残留させようとする力が作用される。このため、配管が斜めに挿入されたとしても、第１シールリングがシール部からはみ出すことを抑制できる。

（ハ）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、前記シール部において前記第１シールリングと前記第２シールリングとの間には、スペーサリングが前記第１シールリングに対して傾くことが可能に配置された管継手であって、前記スペーサリングは断面台形状をなすとともに、当該断面台形状において平行な対辺である短辺と長辺とは、一方が径方向内側でかつ他方が径方向外側に位置する管継手。

１…管継手、２…配管、４…継手本体、８…シール部、９…第１シールリング、１０…スペーサリング、１０ａ…第１先端面、１０ｂ…第２先端面、１１…第２シールリング。

Claims (1)

1. 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、前記シール部において前記第１シールリングと前記第２シールリングとの間には、スペーサリングが前記第１シールリングに対して傾くことが可能に配置された管継手であって、前記スペーサリングは、径方向内側が長辺でかつ径方向外側が短辺となる断面形状を有しており、
   前記スペーサリングの断面形状は、前記軸線方向において、前記短辺における前記第１シールリング側の先端が、前記長辺における前記第１シールリング側の先端よりも前記第２シールリング側に位置している管継手。

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