JP2004278554A

JP2004278554A - スリーブ型管継手

Info

Publication number: JP2004278554A
Application number: JP2003066992A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oya; 博大矢
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: JP4332839B2

Abstract

【課題】小型の工具で信頼性の高い施工が行えるスリーブ型継手を提供することである。
【解決手段】接続管３０の内周に挿入される円筒部１２を有する継手本体１１と、接続管３０の周囲に配置され、接続管３０の外周面に接触可能な小径部２１と薄肉部２６を介して小径部２１に結合された大径部２４を含む略円筒状に形成されたスリーブ２０とを備え、スリーブ２０を軸方向に圧縮することにより、薄肉部２４がせん断されて、大径部２４が小径部２１の外周に乗り上げることにより小径部２１を縮径させ、接続管３０を円筒部１２とスリーブ２０との間で挟着して接続するスリーブ型継手１０において、小径部２１には一端から他端まで軸方向に沿って１箇所以上の切り割り部２８が設けられ、かつ小径部２１の外周に１箇所以上の軸方向溝２９が設けられている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂管または薄肉金属管を接続するための管継手であり、詳しくは継手本体に外嵌されるスリーブを管軸方向に圧入させて管を接続するスリーブ型管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガス管、水道管等の流体輸送管として使用されている、ポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂で形成された樹脂管は種々の方法で接合されているが、接合手段としては、一般的には、継手本体にナットを螺合し、継手本体とナット内に装着したパッキンや食い込みリングを圧縮することで接続するメカニカル方式の管継手が使用されている。このメカニカル方式の管継手によれば、管端部外面に食い込みリングを組付け次いでレンチにより継手本体にナットを締め付けることにより接続が行われる。上記のメカニカル式管継手は、管の挿入が確実に行われたか否かの管挿入確認が施工完了後に出来ないという欠点があり、さらにナットの締め付け程度についても確認が困難であり、管接続部の性能にバラツキが生じ易かった。従って、管の挿入不足や、ナットの締め付け不足あるいは食い込みリングの装着ミスが発生しても、施工直後に行う短期の漏れテストだけでは、これらの不具合を検出することができず、長期間の使用時に接続管の抜けや、漏れを発生することがある。これらの問題点を解消するものとして、接続管の内面に挿入支持するコア部を有する継手本体と、コア部に外挿した接続管の外面に装着してそれを縮径する縮径部材からなり、縮径部材は縮径可能に設けたスリーブ部と薄肉に設けたせん断部と軸線方向に圧縮することでせん断部にてせん断して、内面がスリーブ部の外面に嵌まり合ってスリーブ部を縮径する環状部からなるスリーブ型管継手が提案され、実用化が検討されている（特許文献１及び特許文献２参照）。このスリーブ型管継手は、管継手の構成部品は本体とスリーブのみであり、従来の３点以上の部品を組み合わせた継手構造に比べて製造コストが低減され、かつ、小型の工具で接続作業が簡単に行え、接続強度のバラつきがなく、施工後の接続確認も容易であり、管の接続作業時の部品組付け作業や拡管作業などの面倒な作業が解消されるという多数の利点を有する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３４９４８１号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−３９４６７号公報（第３−４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したスリーブ型管継手は、理論的にはスリーブを管軸方向へスライド（圧縮）することで管を接続することは可能であるが、その後の検討によれば、実用化のためにはいくつかの改良すべき点が残されていることが分った。例えば、小型の工具で接続作業が簡単に行えるようにするためには、スリーブ部と環状部とがせん断部で分離した後に環状部がスリーブ部に速やかに乗り上げることにより小径部が縮径することが必要であるが、例えば小径部を薄くすることなどで小径部が容易に縮径できるようにすると、スリーブの圧縮工程の途中で小径部が複数の部分に分断されてしまい、継手と管の接続が行えないといった不具合が生じやすい。このため従来のスリーブ型管継手においては、確実に接続を行うために、小径部に比較的大きな剛性をもたせ、大型の工具を使用して大きな締め付け力で圧縮を行うことが行われていた。
【０００５】
従って本発明の目的は、上記の課題を解消して、小型の工具で、確実に接続管と継手とを接合することができるスリーブ型管継手を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、接続管の内周に挿入される円筒部を有する継手本体と、前記接続管の周囲に配置され、前記接続管の外周面に接触小径部と薄肉部を介して前記小径部に結合された大径部を含む略円筒状に形成されたスリーブとを備え、前記スリーブを軸方向に圧縮することにより、前記薄肉部がせん断されて、前記大径部が前記小径部に乗り上げることにより、前記接続管が前記円筒部と前記スリーブとの間で挟着されるスリーブ型管継手において、前記小径部には一端から他端まで軸方向に沿って１箇所以上の切り割り部が設けられ、かつ前記小径部の外周に１箇所以上の軸方向溝が切り割り部よりも短い範囲に設けられているという構成を有するものである。
【０００７】
本発明は、継手本体とスリーブのみで構成され、大径部が乗り上げる小径部には一端から他端まで軸方向に沿って１箇所以上の切り割り部が設けられ、かつ前記小径部の外周に１箇所以上の軸方向溝が設けられているので、小型の圧縮工具を使用してスリーブを軸方向に圧縮することにより、薄肉部が切断（せん断）されて２つの部分に分離された後、速やかに大径部が小径部の外周に乗り上げて、内周側にある小径部が確実に縮径されるので、接続管は継手本体とスリーブの間で強固に挟着・接続される。しかも、切り割り部とは別に設けられた軸方向溝は切り割り部より短い範囲に形成されているので、圧縮時に小径部が分断されることが防止される。
【０００８】
また、本発明のスリーブ型継手においては、前記小径部は前記薄肉部と反対側に鍔部を有し、前記軸方向溝は前記鍔部から前記薄肉部の手前まで形成されていることが好ましい。このような構成により、小径部には適度な剛性が付与されるため、小型軽量な圧縮工具で施工した場合でも、小径部の分断を伴わずに小径部が確実に圧縮されて、管と継手とを強固に接続することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係わるスリーブ型管継手の断面図で、接続管を継手内部に挿入し、スリーブの圧縮を開始する直前の状態を示し、図２は図１で使用されるスリーブの斜視図、図３は図１のスリーブ型管継手においてスリーブを圧縮した状態を示す断面図、図４はスリーブ型管継手を圧縮工具で挟み付けた状態を示す正面図である。
【００１０】
図１において、１０は管継手であり、継手本体１１とその周囲に設けられたスリーブ２０から構成され、両者の間に接続管３０が介装される。継手本体１１の一端部には、接続管３０の内周に差し込み可能な外径を有する円筒部１２が形成され、円筒部１２の奥側端面１４は接続管３０の端面３１に相対すると共に、円筒部１２の外周面には複数の断面鋸刃状の凸条１３が設けられている。円筒部１２の奥側端面１４から所定距離をおいて（接続管３０から遠ざかる側に）、スリーブ２０の端部を受取る円周溝１５が形成されている。
【００１１】
図２に示すように、スリーブ２０は全体が略円筒状に形成された部材であり、接続管３０が差し込まれる方向に沿って端面２０２及び段違い部２５を有する大径部２４と、その内周側に設けられた薄肉部２６と、そこから最大径部２１１まで上り勾配になるように形成された円錐部２７及び鍔部２２を含む小径部２１とを有する。小径部２１は鍔部２２の端面２０１からその端部に向って上り勾配となる斜面に形成され、かつ端部の内周には溝１５に係止される円周突起２３が設けられている。小径部２１には軸方向に沿って一端（自由端）から他端（段違い部２５）まで伸びる一対の切り割り部２８が対称に設けられている。また小径部２１の外周には、円周方向において切り割り部部２８の中間に鍔部２２から段違い部２５の手前まで伸びる一対の軸方向溝２９が対称に設けられている。スリーブ２０は、円周突起２３を円周溝１５に押し込むことにより、弾性変形を利用して継手本体１１に装着される。
【００１２】
図４に示す状態から、圧縮工具４０でスリーブ２０を軸方向に圧縮することにより、図３に示すように接続管３０と継手１０とが接続される。すなわち、スリーブ２０の鍔部２２の端面２０１と大径部２４の端面２０２を工具で挟み付け、鍔２２が段違い部２５に突き当たるまで押し付けることにより、スリーブ２０は薄肉部２６でせん断され大径部２４の内周に円錐部２７が縮径されながら挿入される。それに伴って接続管３０がスリーブ２０と円筒部１２との間で押し付けられ（縮径され）、円筒部１２の外周に設けられた凸条１３の刃先が接続管３０の内周に食い込むことにより、接続管３０と継手１０とが強固に接続される。スリーブ２０は、小径部２１に切り割り部２８と軸方向溝２９が設けられているので、小径部２１の剛性は大径部２４に比べて小さくなり、容易に縮径することができる。しかも切り割り部２８は小径部２１の全長にわたって設けられているが、軸方向溝２９は切り割り部２８よりも短い範囲に設けられているので、圧縮時に小径部２１が分断されるのを防止することができる。切り割り部２８と軸方向溝２９は各々少なくとも１箇所あれば本発明の目的を達成することができる。但し工具をより小型化しかつスリーブ圧縮時の小径部の分断を確実に防止するために、図２に示すように小径部２１に複数の切り割り部２８と複数の軸方向溝２９とが形成されかつ切り割り部２８と軸方向溝２９が円周方向に交互に並ぶように配置されていることが好ましく、切り割り部２８と軸方向溝２９の数は、接続管のサイズやスリーブの材質などに応じて適宜設定すればよい。図４に示す工具は、手動タイプの工具の一例であり、接続管が小サイズ（外径１３ｍｍ以下）の場合に使用される。なお、スリーブ圧縮用の工具は手動タイプに限らず電動タイプあるいは油圧タイプであっても良いが、いずれのタイプであっても継手の接続に必要な推力は小さいほど、工具の大きさや重さを軽減出来るので望ましい。
【００１３】
本発明においては、上述したせん断及び乗り上げに必要な推力を小さくするために、スリーブはプラスチックで形成することが望ましく、具体的な材質としては、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＯＭ（ポリアセタール）あるいはフッ素樹脂を添加したＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの動摩擦係数が０．４以下のプラスチックが好適である。この動摩擦係数は、同材質の試料を準備し、Ｐ（面圧）＝０．９８ＭＰａ（１０Ｋｇｆ／ｃｍ^２）、Ｖ（滑り速度）＝０．３ｍ／Ｓ）の条件でスラスト型試験機により測定した値である。例えば外径１３ｍｍのポリブテン管を、ＰＰＡ製スリーブ２０を組み付けた継手本体１１を有する継手に接続する際の推力を測定すると、せん断推力は３１００Ｎ、最大乗り上げ荷重は３８００Ｎになることが確認された。一方継手本体に金属製スリーブを組み付けた場合、スリーブの機械的強度（特に縦弾性係数）が大きいため、せん断及び乗り上げに必要な推力は外径１３ｍｍのポリブテン管の場合で１２０００Ｎ程度になり、外径２７ｍｍのポリブテン管の場合で２５０００Ｎ程度にもなることが確認された。また本発明の管継手を給湯配管に適用する場合は、スリーブを耐熱性のある｛耐熱温度＞１５０℃、かつ、引張り強さ＞０．９８ＭＰａ（１０Ｋｇｆ／ｃｍ^２）｝プラスチックとして知られているＰＳＦ（ポリサルホン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）、ＰＰＥ（変性ポリフェニレンエーテル）、ＰＰＳＦ（ポリフェニルサルホン）などのプラスチックで形成すればよいが、これらのプラスチックは動摩擦係数が０．４５〜０．７程度と大きいため、スリーブ２０の円錐部２７の表面や大径部２４の内周面に潤滑剤（例えば脂肪酸、石鹸、ワックス、二硫化モリブデン、有機化合物等の固体潤滑剤）を塗布することが好ましい。これによりにより、乗り上げ時の最大推力を小さくすることができる。
【００１４】
本発明の実施の形態に係わるスリーブ型継手は、継手本体１１にスリーブ２０があらかじめ組み付けてあるため、管を継手に挿入してスリーブ２０を軸方向に圧縮するだけの作業で管を接続することができる。従って、配管施工業者が部品を組付けることが不要となり、施工ミスが生ずる機会が少なくなる。また、継手に対する管の挿入が確実に行われたか否かはスリーブ２０の切り割り部部２６によって外部から目視で管端当接面１４に管３０の端部３１が突き当たっていることで確認できるため、管の挿入不足が防止される。さらに、スリーブ２０の圧縮作業完了はスリーブ２０の鍔部２２と段違い部２５が突き当たることで確認できるので、施工後の管理者の確認作業も簡単に行える。
【００１５】
【発明の効果】
以上に記述の如く、本発明によれば、継手本体に組みつけられるスリーブの小径部には一端から他端まで軸方向に沿って１箇所以上の切り割り部が設けられ、しかも前記小径部の外周に１箇所以上の軸方向溝が設けられているため、小さな操作力で管と継手とを接続することができる。従って小型の工具を使用して信頼性の高い配管施工を行うことができるという効果が得られる。
【００１６】
さらに本発明によれば、次のような効果も奏しえることはもちろんである。継手本体にスリーブをあらかじめ組み付けたことにより、配管施工現場における管の接続作業は継手に管を挿入し、工具を使ってスリーブを圧縮するだけとなり、作業が容易で施工ミスの可能性も少なくなる。また、接続の際、工具による圧縮によって単一の部材であるスリーブが中央部でせん断し、２つの部品として機能するため、あらかじめ２つの部品を作って組み合わせる構造に比べて製造コストが低減出来、組立の手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わるスリーブ型管継手の断面図で、接続管を継手内に挿入しスリーブの圧縮を開始する直前の状態を示す。
【図２】図１で使用されるスリーブの斜視図である。
【図３】図１のスリーブ型継手の管接続完了後の部分断面図である。
【図４】本発明の管継手を施工するために使用される工具の正面図である。
【符号の説明】
１０：管継手、１１：継手本体、１２：円筒部、１３：凸条部、１４：管端側端面、１５：溝部
２０：スリーブ、２１：小径部、２２：鍔部、２３：突起部、２４：大径部、２５：段違い部、２６：薄肉部、２７：円錐部、２８：切り割り部
２９：軸方向溝、２０１、２０２：端面、２１１：最大径部
３０：接続管、３１：端部
４０：工具

Claims

接続管に内装される円筒部を有する継手本体と、前記接続管の周囲に配置され、前記接続管の外周面に接触可能な小径部と薄肉部を介して前記小径部に結合された大径部を含む略円筒状に形成されたスリーブとを備え、前記スリーブを軸方向に圧縮することにより、前記薄肉部がせん断されて、前記大径部が前記小径部に乗り上げることにより、前記接続管が前記円筒部と前記スリーブとの間で挟着されるスリーブ型管継手において、前記小径部には一端から他端まで軸方向に沿って１箇所以上の切り割り部が設けられ、かつ前記小径部の外周に１箇所以上の軸方向溝が切り割り部よりも短い範囲に設けられていることを特徴とするスリーブ型管継手。
前記小径部は前記薄肉部と反対側に鍔部を有し、前記軸方向溝は前記鍔部から前記薄肉部の手前まで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のスリーブ型管継手。