WO2014196404A1

WO2014196404A1 - 管継手

Info

Publication number: WO2014196404A1
Application number: PCT/JP2014/063876
Authority: WO
Inventors: 暁夫島村; 建郎飯塚
Original assignee: 株式会社ブリヂストン
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2014-12-11
Also published as: TW201506294A; CN105264276A; CN105264276B; TWI614442B; JP2014234910A; JP5744107B2

Abstract

　筒状とされ、両端に管体（４０）及び管体（６０）がそれぞれ接続され、内部が流路（１１）を構成する樹脂製の継手本体（１６）と、継手本体（１６）と一体成形され、継手本体（１６）の外周から張り出し、取付対象物（図１では、床（４４））に取り付けられる板状のフランジ部（５０）と、フランジ部（５０）の取付対象物に当接する側の第１板面（５０Ａ）及び該第１板面（５０Ａ）に対して反対側の第２板面（５０Ｂ）の少なくとも一方の面に形成され、フランジ部（５０）の根元側に配置され、フランジ部（５０）の軸方向で見て流路（１１）を囲繞する凹部（図１では、第１溝部（５４）及び第２溝部（５６））と、を管継手（１０）が有すること。

Description

管継手

　本発明は、樹脂製の管継手に関する。

　従来からあるフランジ付き管継手としては、管体が接続される継手部と、この継手部を取付対象物（例えば、床や壁など）に取り付けるためのフランジ部とを金属（例えば、青銅や黄銅など）の一体成形品で構成しているものが知られている（例えば、特開２０１１－１３７５２６号公報）。

　近年では、フランジ付き管継手のコスト削減や重量軽減の観点から、上記一体成形品の樹脂化が進められている。
　しかし、フランジ付き管継手は、取付対象物に取り付けた状態で継手部に外力が作用した場合に継手部とフランジ部との境界に応力が集中しやすいため、上記一体成形品の樹脂化に当たっては、継手部とフランジ部の境界部分の肉厚を大幅に増加したり、特殊な高強度樹脂を使用したり、などの対策を施し、応力集中部位（上記境界部分）からの亀裂の発生を抑制して漏水リスクを低減する必要がある。

　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、コストを抑えつつ、過剰な外力が作用しても耐漏水性能を確保できる管継手を提供することを課題とする。

　本発明の第１の態様の管継手は、筒状とされ、両端に管体がそれぞれ接続され、内部が流路を構成する樹脂製の継手本体と、前記継手本体と一体成形され、前記継手本体の外周から張り出し、取付対象物に取り付けられる板状のフランジ部と、前記フランジ部の前記取付対象物に当接する側の第１の面及び前記第１の面に対して反対側の第２の面の少なくとも一方の面に形成され、前記フランジ部の根元側に配置され、前記継手本体の軸方向で見て前記流路を囲繞する凹部と、を有している。

　本発明に記載の管継手によれば、コストが抑えられ、かつ過剰な外力が作用しても耐漏水性能を確保できる。

第１実施形態の管継手の半裁断面図である。図１の矢印２Ｘ部の拡大図である。第１実施形態の管継手のフランジ部の第２板面の平面図である。図１の４Ｘ－４Ｘ線断面図であり、フランジ部の第１板面の平面図である。第１実施形態の管継手に管体を接続した状態を示す当該管継手の半裁断面図である。第１実施形態の管継手に過剰な外力が作用した状態を示す、管継手の軸方向に沿った断面図である。第２実施形態の管継手のフランジ部の第１板面の平面図である。

　（第１実施形態）
　以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１には、第１実施形態の管継手１０の、管体４０を挿入する前の半裁断面図が示されている。

　管継手１０は、筒状とされ、内部が流路１１を構成する樹脂製の継手本体１６を有している。この継手本体１６の一端（図１では上端）には、管体６０が接続され、他端（図１では下端）には、管体４０が接続されるようになっている。継手本体１６の両端に管体６０及び管体４０をそれぞれ接続することで、流路１１を介して管体６０内の流路と管体４０内の流路とが接続される。

　この継手本体１６は、樹脂材料で形成された筒状の本体部１２と、樹脂材料で形成されて本体部１２に外挿される筒状の中間部１４と、で構成されている。なお、本体部１２の内部が流路１１を構成している。本体部１２と中間部１４は、同じ材料で形成されても、異なる樹脂材料で形成されてもよい。また、本体部１２と中間部１４は、例えば、二色成型やインサート成型によって成形されるものである。

　管継手１０は、樹脂材料で形成された筒状のキャップ１８を有している。キャップ１８は、中間部１４の先端側に外挿され、係合されている。このキャップ１８及び中間部１４と本体部１２との間には、管体４０が挿入される環状の挿入孔２０が構成されている。

　キャップ１８の内側には、管体４０を挿入孔２０に保持するための金属製（液体に対する耐性に優れる金属（例えば、ステンレスなど））のロックリング３０が配置されている。このロックリング３０は、断面が略Ｖ字形とされたリング（環状体）であり、略Ｖ字形の開口部側が継手本体１６の他端側（管体６０の挿入側）に向かうように配置されている。そして、ロックリング３０の開口部側が中間部１４の先端部１４Ａと対向し、略Ｖ字形の内側面の一部が先端部１４Ａに当接している。また、ロックリング３０は、内周側先端の爪部３６が管体４０の外面に食い込み可能とされている。

　キャップ１８の内壁には、ロックリング３０の略Ｖ字形の外側面が当接可能なテーパー面１８Ａが形成されている。このテーパー面１８Ａは、挿入孔２０の入口側に向かって縮径するように形成されている。

　キャップ１８の内側には、ロックリング３０よりも挿入孔２０の入口側（ここでは、継手本体１６の他端側と同じ側を指す。）に、管継手１０の軸方向（継手本体１６の軸方向と同義）に沿って移動可能な解放リング２２が内挿されている。この解放リング２２は、樹脂材料で形成された略筒状とされ、内壁が挿入孔２０の一部を構成している。

　この解放リング２２の挿入孔２０の奥側（ここでは、継手本体１６の一端側と同じ側を指す。）の外周には、周方向に突起２２Ａが形成されており、キャップ１８の内周に形成された小径部１８Ｂに当接することで、キャップ１８からの抜けが防止されている。突起２２Ａの先端部２２Ｂは先細りとなるテーパー形状とされ、ロックリング３０の径方向内側の外周面に沿って配置されている。

　本体部１２には、挿入孔２０に面した外周面に２つの周溝１２Ａが形成されており、これらの周溝１２Ａにそれぞれゴム製、環状の止水リング２４が嵌め込まれている。

　本体部１２の周溝１２Ａよりも奥側で挿入孔２０の最奥部には、外径が拡径された壁面１３が形成されている。この壁面１３には、挿入孔２０に挿入された管体４０の先端が当接するようになっている。すなわち、壁面１３は、管体４０のストッパーとして用いられている。

　また、本体部１２の一端側（継手本体１６の一端側と同義。）には、管体６０の一端に形成された雄ネジ６０Ａが接続される（捩じ込まれる）雌ネジ１２Ｂが形成されている。また、本体部１２の一端（継手本体１６の一端）には、取付対象物（本実施形態では、床４４）への取り付けに用いられるフランジ部５０が形成されている。フランジ部５０の詳細については、後述する。

　本実施形態の管体４０は樹脂製とされ、管体６０は金属製とされている。なお、管体４０は、樹脂製に限らず、ゴム製、金属製（ロックリング３０の爪部３６が食い込み可能な金属材）、又はその他の材質としてもよい。また、管体６０は、金属製に限らず、高強度樹脂製であっても構わない。

　図３には、図１に示す管継手１０のフランジ部５０の第２板面５０Ｂの平面図が示され、図４には、図１に示す管継手１０のフランジ部５０の第１板面５０Ａの平面図が示されている。フランジ部５０は、本体部１２と一体成形され、本体部１２の一端外周から径方向外側へ張り出している。また、フランジ部５０は、板状（本実施形態では円板状）とされている。このフランジ部５０は、継手本体１６の他端側の第１板面５０Ａが後述する床４４の床面４４Ａ上に当接して載置され、継手本体１６の一端側の第２板面５０Ｂが外向き（本実施形態では、上向き）に配置される。

　図３に示すように、フランジ部５０には、このフランジ部５０を床４４の床面４４Ａに止め具４６を用いて取り付けるための貫通孔５２が複数形成されている。これらの貫通孔５２は、フランジ部５０の外縁側（径方向外側）に、フランジ部５０の中心から周方向に中心角が等しくなるように間隔をあけて形成されている。なお、本実施形態では、フランジ部５０に貫通孔５２を形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、貫通孔５２の代わりにフランジ部５０に径方向外側に開放されるスリットなどを形成し、このスリットを用いて止め具４６でフランジ部５０を床面４４Ａに取り付けてもよい。また、フランジ部５０に貫通孔５２と上記スリットの両方をそれぞれ形成してもよい。

　図２に示すように、貫通孔５２は、孔部５２Ａ、及び、テーパー部５２Ｂで構成されている。孔部５２Ａは、止め具４６のネジ部４６Ｂを挿通可能とされており、テーパー部５２Ｂは、後述する止め具４６のネジ頭部４６Ａを収納可能なテーパー形状とされている。

　図５では図示省略しているが、フランジ部５０は、止め具４６によって、床４４に固定される。この止め具４６は、図１に示すように、ネジ頭部４６Ａとネジ部４６Ｂで構成されている。止め具４６は、ネジ部４６Ｂが床４４へねじ込み可能なタッピングねじとされた、いわゆる皿ネジである。貫通孔５２では、止め具４６のネジ部４６Ｂが孔部５２Ａに挿入され、ネジ頭部４６Ａの下面（テーパ面）がテーパー部５２Ｂに当接される。このようにして、止め具４６により、フランジ部５０が床４４に固定される。
　なお、本発明のその他の実施形態では、止め具４６を皿ネジ以外のネジ（例えば、ナベねじなど）とし、貫通孔５２を止め具４６が挿通可能な一定径の孔としてもよい。

　図２及び図４に示すように、フランジ部５０の床面４４Ａに当接する側の第１板面５０Ａ（本発明の第１の面の一例）には、フランジ部５０の外縁５０Ｃ側よりも根元側（言い換えると、フランジ部５０の径方向内側）に第１溝部５４（本発明の第１の面に形成される凹部の一例）が形成されている。この第１溝部５４は、継手本体１６の軸方向（本実施形態では、フランジ部５０の板厚方向と同じ方向）で見て、流路１１を囲繞するように第１板面５０Ａに配置されている。具体的には、第１溝部５４は、流路１１を中心として環状（本実施形態では、円環状）に形成されている。また、本実施形態の第１溝部５４は、フランジ部５０の根元近傍に形成されている。

　図２に示すように、第１溝部５４は、円弧状に湾曲した溝底部５４Ｂ（溝最深部分）と、径方向内側（フランジ部５０の根元側）の円弧状に湾曲した溝壁面（本発明の凹壁面の一例）５４Ａと、径方向外側（フランジ部５０の外縁５０Ｃ側）の溝壁面５４Ｃと、で構成されている。なお、本実施形態では、溝壁面５４Ａの曲率半径が溝底部５４Ｂの曲率半径よりも大きくなっている。また、溝壁面５４Ａは、円弧状に湾曲しながら本体部１２の外周面１２Ｓに滑らかに連続している。具体的には、本体部１２の外周面１２Ｓは、フランジ部５０に向かって次第に外径が大きくなるように円弧状に湾曲しており、この湾曲部分と溝壁面５４Ａとが滑らかに連続している。
　なお、本実施形態では、外周面１２Ｓの上記湾曲部分と溝壁面５４Ａとが同じ曲率半径で湾曲しており、一つの湾曲面を構成している。

　図２及び図３に示すように、フランジ部５０の第１板面５０Ａに対して反対側の第２板面５０Ｂ（本発明の第２の面の一例）には、フランジ部５０の外縁５０Ｃ側よりも根元側に第２溝部５６（本発明の第２の面に形成される凹部の一例）が形成されている。この第２溝部５６は、継手本体１６の軸方向（フランジ部５０の板厚方向）で見て、流路１１を囲繞するように第２板面５０Ｂに配置されている。具体的には、第２溝部５６は、流路１１を中心として環状（本実施形態では、円環状）に形成されている。また、第２溝部５６は、図２に示すように、断面形状が円弧状とされており、一部（第２溝部５６の径方向内側部分）が本体部１２の一端面に跨って形成されている。なお、本発明は上記構成に限定されず、第２溝部５６の一部が本体部１２の一端面に跨らない構成としてもよい。例えば、第２溝部５６の全体が第２板面５０Ｂ上に形成される構成としてもよい。

　図１及び図４に示すように、本実施形態では、第１溝部５４の一部（第１溝部５４の径方向内側部分）と第２溝部５６の一部（第２溝部５６の径方向外側部分）が、継手本体１６の軸方向で見て重なっている。なお、本発明は上記構成に限定されず、第１溝部５４と第２溝部５６が継手本体１６の軸方向で見て重ならなくてもよい。

　本実施形態では、本体部１２とフランジ部５０とを同じ樹脂材料の一体成形品としている。ここで、本体部１２とフランジ部５０を形成する樹脂材料としては、機械的強度の観点から、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のエンジニアプラスチック又はガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）、カーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）等の繊維強化樹脂を用いることが好ましい。なお、繊維強化樹脂のマトリック樹脂（母材）としては、従来公知の樹脂を用いることができる。

　次に、管継手１０の床４４への取り付けについて説明する。
　まず、床下の管体４０の先端を床穴４４Ｈから床上へ取り出す。床穴４４Ｈは、予め必要な位置に形成されており、床穴４４Ｈの径は、管継手１０のキャップ１８の最大外径（管継手１０のフランジ部５０を除いた最も大径の部分）よりも大きく、フランジ部５０の外径よりも小さくなっている。

　次に、管継手１０へ管体４０を接続する。管体４０の先端部を、管継手１０の挿入孔２０に挿入すると、管体４０の先端がロックリング３０を拡径する。そして、管体４０の外周面がロックリング３０の爪部３６を摺接しながら管体４０が奥側へ挿入され、管体４０の内周面が止水リング２４に接触する。管体４０が更に挿入されると、管体４０の先端が本体部１２の壁面１３に到達する。

　図５に示す装着状態において、管体４０に内圧が作用すると、管体４０が継手本体１６から抜ける方向の力を受ける。これによって、管体４０及びロックリング３０が挿入孔２０から抜ける方向に若干移動し、ロックリング３０のリング部３１の外周側がキャップ１８のテーパー面１８Ａに当たる。これによって、図５に示されるように、ロックリング３０の爪部３６が管体４０の外周側に食い込む。このとき、ロックリング３０の爪部３６は、挿入孔２０の奥側に向けて傾斜しているので、管体４０に食い込みやすく、かつ、爪部３６が管体４０の抜け出し方向と逆方向を向いており、管体４０が抜けにくくなる。

　次に、管体４０を床穴４４Ｈから床下へ戻すと共に、管体４０の接続された管継手１０の本体部１２を床穴４４Ｈに挿通させて、フランジ部５０の第１板面５０Ａを床面４４Ａ上に載置する。そして、止め具４６を貫通孔５２の孔部５２Ａに挿入して、ネジ頭部４６Ａの下面（テーパー面）がテーパー部５２Ｂに突き当たるまで、ネジ部４６Ｂを床４４にねじ込む。これにより、フランジ部５０が床面４４Ａに取り付けられる。すなわち、管継手１０が床４４（取付対象物の一例）に取り付けられる。

　次に、管体６０の雄ネジ６０Ａが形成された一端を管継手１０の雌ネジ１２Ｂにねじ込んで管継手１０と管体６０を接続する。これにより、管体６０と管体４０とが管継手１０を介して接続される。なお、管体６０の他端部は、例えば水廻り器具などに接続される。

　本実施形態の管継手１０では、フランジ部５０を床４４に取り付けた状態で継手本体１６に過剰な外力が作用した場合、継手本体１６（本体部１２）とフランジ部５０との境界ではなく、フランジ部５０の第１溝部５４及び第２溝部５６（すなわち、フランジ部５０の肉薄な部分）に応力が集中する。ここで、応力集中により第１溝部５４及び第２溝部５６の少なくとも一方の溝部に亀裂が生じた場合、この亀裂はフランジ部５０の板厚方向（本実施形態では、第１溝部５４の一部と第２溝部５６の一部が板厚方向に重なり、この重なり部分が肉薄なため、亀裂が板厚方向に進展しやすい。）及び溝延在方向に進展する。このため、上記亀裂は、継手本体１６に向かって進展し継手本体１６を介して流路１１に到達することが確実に防止され、継手本体１６から漏水が生じることがない。すなわち、管継手１０の継手本体１６に過剰な外力が作用した場合に、第１溝部５４及び第２溝部５６の少なくとも一方の溝部を起点に亀裂などの破損を生じさせることで、継手本体１６に亀裂が到達するのを回避でき、結果耐漏水性能を確保できる。また、継手本体１６の軸方向で見て第１溝部５４及び第２溝部５６で流路１１を囲繞していることから、過剰な外力が継手本体１６にどの方向から作用しても耐漏水性能を確保できる。

　以上のことから、管継手１０によれば、例えば、継手本体１６とフランジ部５０との境界部分の肉厚を大幅に厚くしたり、特殊な高強度樹脂を使用したりするものと比べて、フランジ部５０に第１溝部５４及び第２溝部５６を形成するというコストを抑えた構造によって過剰な外力が作用しても耐漏水性能を確保できるという効果を得ることができる。

　また、管継手１０では、第１溝部５４の円弧状に湾曲した溝壁面５４Ａを、継手本体１６の外周面１２Ｓの前述した湾曲部分に滑らかに連続させていることから、径方向内側（流路１１側）の第１溝部５４の溝壁面５４Ａ又は溝壁面５４Ａと外周面１２Ｓの上記湾曲部分との境界に応力が集中するのを緩和できる。これにより、溝壁面５４Ａ又は上記境界を起点とする亀裂の発生を抑制することできる。すなわち、継手本体１６から流路１１への亀裂の進展をより確実に防止することができる。

　またさらに、図６に示すように、管体６０が矢印Ｆ方向の入力（外力）によって傾こうとすると、継手本体１６に管体６０から過剰な外力が作用してフランジ部５０において第１溝部５４の管体６０が傾く側に位置する部分に引張応力が集中し、その反対側に位置する部分に圧縮応力が集中する。一方、フランジ部５０の第２溝部５６の管体６０が傾く側に位置する部分に圧縮応力が集中し、その反対側に位置する部分に引張応力が集中する。ここで、継手本体１６とフランジ部５０を樹脂材料で形成していることから、亀裂は引張応力が集中する部分から生じる（図６では、一例として亀裂Ｋで示す）。すなわち、フランジ部５０の第１板面５０Ａに第１溝部５４を形成し、第２板面５０Ｂに第２溝部５６を形成することで、フランジ部５０の亀裂発生個所（破損個所）をコントロールしやすくなる。

　第１実施形態では、第１板面５０Ａに第１溝部５４を形成し、第２板面５０Ｂに第２溝部５６を形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、第１板面５０Ａにのみ第１溝部５４を形成する構成（すなわち、第２板面５０Ｂに第２溝部５６を形成しない構成）としてもよく、第２板面５０Ｂにのみ第２溝部５６を形成する構成（すなわち、第１板面５０Ａに第１溝部５４を形成しない構成）としてもよい。この場合においても、管継手１０に過剰な外力が作用した場合の継手本体１６の耐漏水性能を確保することができる。

　また、第１実施形態では、第１板面５０Ａに第１溝部５４を形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、第１板面５０Ａに第１溝部５４の代わりに、流路１１を囲繞するように複数の第１凹部７２（本発明の第１の面に形成される凹部の他の例）を形成してもよい（図７参照）。また、第２板面５０Ｂに第２溝部５６の代わりに、流路１１を囲繞するように複数の第２凹部（図省略）を形成してもよい。さらに、第１板面５０Ａに第１凹部７２を形成すると共に第２板面５０Ｂに第２凹部を形成してもよい。この場合においても、管継手に過剰な外力が作用した場合の継手本体１６の耐漏水性能を確保することができる。

　さらに、第１実施形態では、第１溝部５４の溝壁面５４Ａが継手本体１６の外周面１２Ｓに滑らかに連続しているが、本発明はこの構成に限定されず、第１溝部５４が外周面１２Ｓに対して間隔をあけて配置されて、溝壁面５４Ａと外周面１２Ｓとが滑らかに連続されなくても構わない。すなわち、第１溝部５４は、フランジ部５０の外縁５０Ｃ側よりも根元側であれば、どの位置に形成しても構わない。同様に、第２溝部５６もフランジ部５０の外縁５０Ｃ側よりも根元側であれば、どの位置に形成しても構わない。また、第１溝部５４と第２溝部５６は、継手本体１６の軸方向で見てフランジ部５０の板厚方向に重ならなくてもよい。

　また、第１板面５０Ａに第１溝部５４に加えて他の溝や凹部を形成してもよく、第２板面５０Ｂに第２溝部５６に加えて他の溝や凹部を形成してもよい。
　さらに、第１溝部５４の溝底部５４Ｂと第２溝部５６の溝底部を孔でつないでもよい。

　第１実施形態では、管継手１０を床４４に取り付けているが、本発明はこの構成に限定されず、管継手１０は、フランジ部５０を取り付けられる場所であれば天井や壁などに取り付けてもよい。
　また、第１実施形態では、継手本体１６をストレートの筒状としているが、本発明はこの構成に限定されず、継手本体１６が途中で折れ曲がる筒状としてもよく（所謂、エルボー継手）、その他の形状としてもよい。

　さらに、第１実施形態では、フランジ部５０が継手本体１６の一端外周から径方向外側へ張り出しているが、本発明はこの構成に限定されず、フランジ部５０が継手本体１６の中間部の外周から径方向外側へ張り出していてもよい。

　以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

Claims

　筒状とされ、両端に管体がそれぞれ接続され、内部が流路を構成する樹脂製の継手本体と、
　前記継手本体と一体成形され、前記継手本体の外周から張り出し、取付対象物に取り付けられる板状のフランジ部と、
　前記フランジ部の前記取付対象物に当接する側の第１の面及び前記第１の面に対して反対側の第２の面の少なくとも一方の面に形成され、前記フランジ部の根元側に配置され、前記継手本体の軸方向で見て前記流路を囲繞する凹部と、
　を有する管継手。
　前記凹部は、前記継手本体の軸方向で見て前記流路を中心とする環状の溝である、請求項１に記載の管継手。
　前記第１の面には、前記継手本体の外周面に滑らかに連続する円弧状に湾曲した凹壁面を有する前記凹部が形成されている、請求項１または請求項２に記載の管継手。