JP4213055B2 - 配管接続部のシール構造 - Google Patents

Description

この発明は配管接続部のシール構造に関する。

従来より、例えば配管継手における筒体に対し、外嵌状態に軸方向から外挿した配管と筒体との間を、その筒体の外周面に装着した弾性を有するシール部材にてシールするようになした配管接続部のシール構造が広く採用されている。

ところで近年、例えば給水用，給湯用の配管として硬質の樹脂材から成る樹脂配管が用いられるようになって来ている。
この場合施工現場の状況に応じて長い樹脂配管を切断して配管接続することができ、施工現場の状況に応じた適正な長さで配管を構成でき且つ良好な状態に配管接続を行うことができる。

ところがその際詳しくは配管を切断するとき、これを斜めに切断してしまうことがあり、この場合その配管を斜めに切断した側から筒体に対して軸方向に外挿すると、筒体に予め装着してあるシール部材が保持溝からはみ出してしまうといった問題を生ずる。

図７及び図８はこれを詳しく説明したものである。
図７において２００は管体で、２０２は外周面に形成された環状且つ外周面が開放された形状の保持溝であり、そこに弾性を有する環状のシール部材（ここではＯリング）２０４が装着されている。
２０６は樹脂配管で、２０８は斜めに切断された先端面である。

図８に示しているようにこの樹脂配管２０６を先端面２０８の側から筒体２００に対して軸方向に外挿すると、シール部材２０４が斜めに切断された先端面２０８によって図中下側から上向きに絞り上げられて、図中の上部が保持溝２０２からはみ出してしまう。

詳述すると、樹脂配管２０６を筒体２００に軸方向に外挿して図中下端部が環状のシール部材２０４の下部に嵌ると、シール部材２０４の下部が縮径方向に強制的に弾性変形させられる。
一方シール部材２０４の上部は未だ樹脂配管２０６にて拘束されていないため、下部において強制的に縮径方向に弾性変形させられたシール部材２０４が、あたかも下側から上側に向って絞り上げられるようにして、その上部が保持溝２０２から浮き上がってしまう（Ｉ）。

そしてその状態で更に樹脂配管２０６が図中右向きに押し込まれて来ると、上方に浮き上がったシール部材２０４の上部が樹脂配管２０６の先端面に当って図中右方向に押し込まれ、保持溝２０２から図中右側にはみ出してしまう（II）。

このような状態になると、シール部材２０４が配管接続状態において筒体２００と樹脂配管２０６との間を良好にシールせず、シール性が損なわれるとともに、強制的に保持溝２０２からはみ出させられたシール部材２０４が損傷してしまうといった問題を生ずる。
以上樹脂配管を例として説明したが、他の材質の配管を用い、これを切断して配管接続を行う場合にもこのような問題が生じ得る。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものである。
尚、本発明に関連する先行技術として下記特許文献１，特許文献２，特許文献３，特許文献４に開示されたものがある。
これら特許文献１〜特許文献４に開示のものは、何れも配管接続の際のシール部材のはみ出しを防止することを目的としたものであるが、その解決手段は本発明とは異なっている。

特開２００２−３２３１７９号公報 特開２００２−２９５７５２号公報 特開２００３−４２３７０号公報 特開２００１−１２４２５８号公報

本発明はこのような事情を背景とし、現場等で配管を切断して接続を行う際においても、またその際に配管が斜めに切断されるようなことがあっても、配管接続に際してシール部材が保持溝からはみ出すことがなく、従ってそのはみ出しに基づいてシール部材が損傷したり、シール不良を起したりすることのない配管接続部のシール構造を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、筒体に対して外嵌状態に軸方向から外挿した配管と該筒体との間を、該筒体に装着した弾性を有するシール部材にてシールするようになした配管接続部のシール構造において、前記筒体の外周面に沿って周方向に設けた外周壁部の径方向内側に該外周壁部に沿って円筒状をなす保持溝を形成するとともに、該外周壁部に該保持溝よりも軸方向の幅の狭い開口部を全周に亘って設ける一方、前記シール部材の形状を、前記筒体の外周面から径方向外方に突出して前記配管の内周面に弾性接触する環状のシール本体部と、該シール本体部の径方向内方側の基部から軸方向にほぼ一様な厚みで延出する平坦部とを有する形状となして、該平坦部を前記保持溝内に拘束し、前記シール本体部を前記外周壁部に設けた開口部から径方向外方に突出させるようになしたことを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記配管が樹脂配管であることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記平坦部は前記保持溝の溝深さと実質同じ肉厚で形成してあることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記開口部の軸方向の幅が前記シール本体部の軸方向の肉厚よりも大きくなしてあり、該シール本体部と該開口部の軸方向端縁との間に且つ該シール本体部に対し前記配管の前記外挿側と反対側の位置に、該シール本体部の傾倒変形を許容する隙間が形成してあることを特徴とする。

請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記外周壁部が、前記筒体の本体とは別体のリングの嵌込みによって構成してあることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、筒体の外周面に沿って周方向に設けた外周壁部の径方向内側に円筒状の保持溝を形成するとともに、その外周壁部に幅の狭い開口部を設ける一方、シール部材の形状をシール本体部と平坦部とを有する形状となして、その平坦部を上記外周壁部の障壁作用で保持溝内に拘束し、シール本体部を開口部から径方向外方に突出させるようになしたものである。

かかる本発明によれば、配管を筒体に対して外嵌状態に軸方向から外挿し接続する際、配管の先端面が斜めに切断されている場合においても、シール部材の平坦部が保持溝内に拘束された状態にあるため、その先端面によってシール部材が保持溝からはみ出してしまうのを良好に防止することができる。

従って本発明によれば、シール部材のはみ出しによるシール性低下、或いはシール部材の損傷及びそれによるシール性低下といった問題を生じず、筒体と配管との接続部をシール部材によって良好にシールすることができる。
ここで上記平坦部は、周方向に連続した円筒状に形成しておくことが望ましい。

本発明は、上記の説明から明らかなように配管が樹脂配管である場合に適用して特に好適なものである（請求項２）。
また上記平坦部は保持溝の溝深さと実質同じ肉厚で形成しておくことができる（請求項３）。
このようにすることで保持溝による平坦部の拘束をより良好に行うことができる。

請求項４は、開口部の軸方向端縁とシール本体部との間に隙間を設けたもので、この請求項４によれば、配管を筒体に外挿する際に隙間の存在によりシール本体部の傾倒変形を許容でき、これによりシール本体部が保持溝からはみ出すのをより効果的に防止することができる。

請求項５は、上記外周壁部を筒体の本体とは別体のリングの嵌込みによって構成したもので、このようにすることでかかる外周壁部を容易に構成することができ、ひいては筒体の外周面から径方向内側に引き込んだ位置の円筒状の保持溝を容易に構成することができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は配管継手、１２は継手本体でフランジ状の大径の工具掛部１４を有しており、更にその工具掛部１４の図中右側において外周面に雄ねじ１６が形成されている。
また雄ねじ１６とは反対側の図中左側に内筒部（筒体）１８が一体に構成されている。
そしてこの内筒部１８に対して樹脂配管２０が外嵌状態に軸方向から外挿され、内筒部１８に接続されている。

２２は外筒部材で、図中右端部且つ内周側の雌ねじ２４において、継手本体１２の雄ねじ２６にねじ結合されている。
２７はロック部材で、図２に示しているように弾性アーム２８と爪３０とを有しており、その爪３０を樹脂配管２０の外周面に食い込ませることによって、樹脂配管２０を抜止状態にロックする。

このロック部材２７は、スプリング３２によって図１中左方向に付勢されている。
そしてその付勢力及び樹脂配管２０に加えた引抜方向の力によって、ロック部材２７の爪３０が外筒部材２２に形成したカム面３４の作用で樹脂配管２０の外周面に食い込んで引抜防止する。

尚、３６はロック部材２７によるロックを解除する解除部材であって、ロック部材２７を図１中右方向に押し込むと、その解除部材３６によって爪３０が径方向外方に押し広げられ、爪３０の樹脂配管２０に対する食込みが解除される。即ちロック部材２７によるロックが解除される。

図４に示しているように、内筒部１８にはその外周面よりも径方向内側において周方向に連続した２つの円筒状の保持溝３８が、軸方向に隣接して設けられており、そこに弾性を有する環状のシール部材４０が保持されている。

図４において１８Ｂ-１，１８Ｂ-２，１８Ｂ-３はそれぞれ本体１８Ａとは別体をなし（図３参照）且つ本体１８Ａとともに内筒部１８を構成する鋼製のリングで、上記保持溝３８はこれらリング１８Ｂ-１，１８Ｂ-２，１８Ｂ-３と本体１８Ａとによって構成されている。

そしてこれらリング１８Ｂ-１，１８Ｂ-２，１８Ｂ-３によって保持溝３８の外周側に円筒状の外周壁部４８が構成されている。
そしてまた、これら外周壁部４８に保持溝３８よりも軸方向の幅の狭い開口部５０が全周に亘って設けられている。

ここで開口部５０の軸方向の幅は、シール部材４０における後述のシール本体部５２の軸方向の肉厚よりも大きくされており、シール本体部５２と開口部５０の図中右側の軸方向端縁との間に、即ちシール本体部５２に対し樹脂配管２０の外挿側とは反対側に隙間Ｓが形成されている。

上記シール本体部５２は、樹脂配管２０の接続前の状態において内筒部１８の外周面から径方向外方に突出しており、これらシール本体部５２が樹脂配管２０の内周面に弾性的に密着接触することで、樹脂配管２０と内筒部１８との間が水密にシールされる。

これらシール部材４０において、シール本体部５２の付根側の基部からはほぼ一様な厚みで平坦部５４が軸方向前後に延出しており、その延出した平坦部５４が保持溝３８に拘束状態に保持されている。
詳しくはリング１８Ｂ-１，１８Ｂ-２，１８Ｂ-３にて構成される外周壁部４８によって平坦部５４が径方向内方に押えられる向きに拘束され、シール部材４０全体が外周壁部４８の障壁作用で保持溝３８内に拘束保持されている。

そしてシール部材４０におけるシール本体部５２が、外周壁部４８に形成された開口部５０を通じて内筒部１８の外周面より径方向外方に突出させられている。
尚シール部材４０における平坦部５４は、周方向に連続した円筒状をなしている。

尚本実施形態において、リング１８Ｂ-１と１８Ｂ-２とは、内筒部１８における本体１８Ａに対して遊嵌されている。
一方最後尾のリング１８Ｂ-３は本体１８Ａに対して圧入され、本体１８Ａに強固に固定状態とされている。

ここで図中最も右側のリング１８Ｂ-１は、本体１８Ａに形成された段付部４２に当接するまで軸方向に押し込まれてそこに位置決めされる。
一方軸方向中間のリング１８Ｂ-２には図中下向き（径方向内方向き）の環状の突出部４４が設けられており、この突出部４４が本体１８Ａに設けられた径方向外方の突出部４６に当接する位置まで軸方向、詳しくは図４中右方向に押し込まれてそこに位置決めされる

図５は、リング１８Ｂ-１，１８Ｂ-２，１８Ｂ-３と、２つのシール部材４０の組付けの手順を表したものである。
図示のようにこの実施形態では、先ずリング１８Ｂ-１を本体１８Ａに押し込んで外嵌し、次いで右側のシール部材４０を本体１８Ａに外嵌状態に装着する。

続いて図６に示しているように中間のリング１８Ｂ-２を押し込む。このとき、リング１８Ｂ-２の径方向内向きの突出部４４を、本体１８Ａの径方向外向きの突出部４６に当接させる位置までこれを押し込む。

次に２番目のシール部材４０を本体１８Ａに外嵌状態に装着した後、最後のリング１８Ｂ-３を本体１８Ａの外周面に圧入し固定する。
ここにおいて２つのシール部材４０が保持溝３８に拘束状態に保持された状態となる。

本実施形態では、樹脂配管２０を配管継手１０における内筒部１８に対して外嵌状態に図中右向きに外挿することで、ロック部材２７によるロック作用に基づいて樹脂配管２０が配管継手１０に抜止状態に接続される。
このとき、図６に示しているように樹脂配管２０の先端面５６が斜めの切断面であったとしても、保持溝３８による平坦部５４の拘束作用によって、シール部材４０が保持溝３８から浮き上がるのが防止される。

加えてこの実施形態ではシール部材４０におけるシール本体部５２の前側（図中右側）に隙間Ｓが形成されていて、図６の要部拡大図に示しているように樹脂配管２０の図中右向きの押込時にシール本体部４０がその隙間Ｓにおいて傾倒変形可能であるため、樹脂配管２０の押込時にシール部材４０が保持溝３８からはみ出してしまうのが良好に防止される。

従って本実施形態によれば、シール部材４０のはみ出しや損傷によるシール性の低下の問題を生じず、かかるシール部材４０によって、互いに接続された内筒部１８と樹脂配管２０との間を良好にシールすることができる。

また本実施形態では外周壁部４８を内筒部１８の本体１８Ａとは別体のリング１８Ｂ-１，１８Ｂ-２，１８Ｂ-３の嵌込みによって構成していることから、外周壁部４８を容易に構成することができ、ひいては内筒部１８の外周面から径方向内側に引き込んだ位置の円筒状の保持溝３８を容易に構成することができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変形を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態の配管接続部のシール構造を配管接続状態で示す図である。 図１の配管継手を分解して示す断面図である。 図２の継手本体の分解斜視図である。 同実施形態のシール構造の要部を拡大して示す図である。 同実施形態のシール構造における組付手順の説明図である。 同実施形態の作用説明図である。 従来の配管接続部のシール構造の一例を示す図である。 図７のシール構造の不具合の説明図である。

符号の説明

１０ 配管継手
１８ 内筒部（筒体）
１８Ｂ-１，１８Ｂ-２，１８Ｂ-３ リング
２０ 樹脂配管
３８ 保持溝
４０ シール部材
４８ 外周壁部
５０ 開口部
５２ シール本体部
５４ 平坦部

Claims (5)

1. 筒体に対して外嵌状態に軸方向から外挿した配管と該筒体との間を、該筒体に装着した弾性を有するシール部材にてシールするようになした配管接続部のシール構造において、
   前記筒体の外周面に沿って周方向に設けた外周壁部の径方向内側に該外周壁部に沿って円筒状をなす保持溝を形成するとともに、該外周壁部に該保持溝よりも軸方向の幅の狭い開口部を全周に亘って設ける一方、前記シール部材の形状を、前記筒体の外周面から径方向外方に突出して前記配管の内周面に弾性接触する環状のシール本体部と、該シール本体部の径方向内方側の基部から軸方向にほぼ一様な厚みで延出する平坦部とを有する形状となして、該平坦部を前記保持溝内に拘束し、前記シール本体部を前記外周壁部に設けた開口部から径方向外方に突出させるようになしたことを特徴とする配管接続部のシール構造。
2. 請求項１において、前記配管が樹脂配管であることを特徴とする配管接続部のシール構造。
3. 請求項１，２の何れかにおいて、前記平坦部は前記保持溝の溝深さと実質同じ肉厚で形成してあることを特徴とする配管接続部のシール構造。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記開口部の軸方向の幅が前記シール本体部の軸方向の肉厚よりも大きくなしてあり、該シール本体部と該開口部の軸方向端縁との間に且つ該シール本体部に対し前記配管の前記外挿側と反対側の位置に、該シール本体部の傾倒変形を許容する隙間が形成してあることを特徴とする配管接続部のシール構造。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、前記外周壁部が、前記筒体の本体とは別体のリングの嵌込みによって構成してあることを特徴とする配管接続部のシール構造。

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