JP4300459B2 - 管継手 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、配管チューブを接続するための管継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、配管チューブを接続するための管継手が知られている。
商用車トラックその他の保安部品として使用される管継手２１（図１１参照）として、挿入したチューブ２２（図１２参照）に内圧が作用して抜け方向に変位すると（図１３参照）コレット２３がその外周テーパ面２４に沿って縮径することによりチューブ２２を強固に把持する構造のものがあるが（例えば、特許文献１参照）、前記コレット２３の製造工程が複雑であるため高コストであるという問題があった。
【０００３】
よって、挿入したチューブに内圧が作用して抜け方向に変位すると比較的シンプルな構造のロックリングが前記チューブに食い込んで係止する方式の管継手を利用することが考えられる（例えば、特許文献２参照）。
しかし、前記管継手はチューブを挿入した際のロックリングの初期食い付き力やチューブを強く引っ張った際の引き抜き強度にバラツキがある程度みられ信頼性に若干不安が残るという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９―１３３２７４号公報（第２〜３頁、図２）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１―２４１５８３号公報（第２〜５頁、図１１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、従来よりも信頼性が高いロックリング方式の管継手を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
（１）この発明の管継手は、挿入した配管に内圧が作用して抜け方向に変位するとロックリングが食い込んで係止する方式であって、前記ロックリングが断面略くの字状である領域を有し、その両端が配管挿入方向に向けて屈曲しているものであり、前記ロックリングの前記領域の内端側を奥側へ押圧することにより配管への食い込み状態を解除してこれを引き抜くためのリリースを具備し、配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０°以上となると共に、前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約７５°以下となるように相互間の位置関係が設定乃至設計されたことを特徴とする。
【０００８】
この管継手では、配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０°以上となるように相互間の位置関係を設定乃至設計しており、前記角度θ１が約２０°未満ではロックリングから配管に及ぼされる垂直方向の分力が小さくロックリングから配管への初期食い付き力が約２０°を境として急激に低下しているのに対して、前記角度θ１が約２０°以上ではロックリングから配管への初期食い付き力が高レベルで安定している（図８の「初期食い付き角度θ１に対する摩擦力」のグラフ参照）。
【０００９】
また、前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約７５°以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計しており、前記角度θ２が約７５°を越えるとこれを境として配管の保持力（配管の引き抜き強度）が急激に低下するのに対して、前記角度θ２が約７５°以下ではロックリングによる配管の保持力（配管の引き抜き強度）が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ない（図１０の「最大荷重発生時の角度θ２に対する引き抜き強度」のグラフ参照）。
【００１０】
更に前記の通り、配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０°以上となると共に前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約７５°以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計したので、ロックリングから配管への初期食い付き力が高レベルで安定しているという利点とロックリングによる配管の保持力（配管の引き抜き強度）が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ないという利点とを高いレベルで両立させることができる。
【００１１】
なお、前記角度θ１は約２０°以上でこの発明の趣旨を損なわない範囲で適宜設定乃至設計することができるが、約４０°を越えると相互間の位置関係でもう一つの角度θ２を約７５°以下とは設定乃至設計し難い傾向がみられた。また、前記角度θ２は約７５°以下でこの発明の趣旨を損なわない範囲で適宜設定乃至設計することができるが、約５５°未満となると相互間の位置関係でもう一つの角度θ１を約２０°以上とは設定乃至設計し難い傾向がみられた。
【００１２】
（２）前記配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０〜４０°となるように相互間の位置関係が設定乃至設計されたこととしてもよい。
このように構成すると、相互間の位置関係でもう一つの角度θ２を約７５°以下に設定乃至設計し易く、そのうえ高い配管保持力が得られると共に加圧されまた引張力が負荷された際に配管が滑り難く抜けが発生し難い。
【００１３】
（３）前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約５５〜７５°となるように相互間の位置関係が設定乃至設計されたこととしてもよい。
このように構成すると、相互間の位置関係でもう一つの角度θ１を約２０°以上に設定乃至設計し易いと共に、そのうえ引張力の負荷時にロックリングが反転することがなくなり安定した高い引き抜き強度を得ることができる。
【００１４】
（４）前記ロックリングは外端支持側の複数のリブ部とこれらを接続する略放射状の腕部と配管に食い込む内端側の係止部とを具備すると共に、前記リブ部の幅ａと腕部の幅ｂとは略同一に設定されたこととしてもよい（図４参照）。
このように構成すると、荷重を支持するリブ部と腕部につき幅が小さく強度的に弱い部分に応力が集中して破壊に至ることを抑制して耐久性を向上させることができる。
【００１５】
ここで前記ロックリングとして、断面が略「く」の字状である領域を有し、その両端が配管挿入方向（管継手の奥側）に向けて屈曲しているものを好適に用いることができる。このロックリングは例えば金属板の打ち抜き成型などによって加工することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１乃至図４に示すように、この実施形態の管継手は、トラックの重要保安部品（エアブレーキ配管１用）として使用されるものであり、挿入した配管１に内圧が作用して抜け方向に変位するとロックリング２が食い込んで係止する方式としている。また、前記ロックリング２を奥側へ押圧することにより配管１への食い込み状態を解除してこれを引き抜くためのリリース３を具備する。
【００１８】
ここで、４は継手本体、５は前記継手本体内に固設された配管１の固定用内筒、６は環状パッキン、７は前記ロックリング２やリリース３を継手本体内に配置させるための内部部材（カラー）、８は前記内部部材の抜け止め材である。前記カラーは、ロックリング２と共に継手本体内を僅かに進退変位する（図２及び図３参照）。
【００１９】
前記ロックリング２は断面が略「く」の字状である領域を有し、その内外両端が配管１挿入方向（管継手の奥側）に向けて屈曲している。また図４に示すように、前記ロックリング２は外端支持側の複数のリブ部９と、これらを接続する略放射状の腕部１０と、配管１に食い込む内端側の係止部１１とを具備すると共に、前記リブ部９の幅ａと腕部１０の幅ｂとは略同一に設定している。このロックリング２は例えば金属板の打ち抜き成型などによって加工することができる。１２は、ロックリング２の屈曲線である。
【００２０】
そして、配管１を挿入した初期食い付き時（管継手に配管１を奥まで挿入してロックリング２が若干食い込んだ時）のロックリング２の下面と配管１の表面とがなす角度θ１（図５参照）が約２０°以上となるように相互間の位置関係を設定乃至設計している。また、前記配管１を抜け方向に変位させリリース３に当接させた時のロックリング２の外端と内端とを結ぶ線と配管１の表面とがなす角度θ２（図６参照）が約７５°以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計している。
【００２１】
具体的には、管継手の設計図面データ（管継手の配管１挿入前のロックリング２の内径や初期傾きまたリリース３との位置関係・距離等のデータ）をパソコンに入力しておき、これに挿入する配管１の外径などのデータを入力することにより、管挿入時の角度θ１や前記角度θ２を設計（シミュレーション）することができる。なお、逆に管継手の現品からは（分解等して）寸法その他の各種測定データ（管継手の配管１挿入前のロックリング２の内径や初期傾きまたリリース３との位置関係・距離等のデータ）を採りパソコンに入力してＣＡＤデータ化し、挿入する配管１の外径などのデータを入力することにより、管挿入時の角度θ１や前記角度θ２を把握することができる。
【００２２】
ここで、前記角度θ１は約２０°以上で適宜に設定乃至設計することができるが、約４０°を越えると相互間の位置関係でもう一つの角度θ２を約７５°以下とは設定乃至設計し難い傾向がみられた。また、前記角度θ２は約７５°以下で適宜に設定乃至設計することができるが、約５５°未満となると相互間の位置関係でもう一つの角度θ１を約２０°以上とは設定乃至設計し難い傾向がみられた。
【００２３】
次に、この実施形態の管継手の使用状態を説明する。
この管継手では、配管１を挿入した初期食い付き時のロックリング２の下面と配管１の表面とがなす角度θ１が約２０°〔図７（Ａ）参照〕以上となるように相互間の位置関係を設定乃至設計しており、前記角度θ１が約２０°未満〔図８（Ｂ）参照〕ではロックリング２から配管１に及ぼされる垂直方向の分力が小さくロックリング２から配管１への初期食い付き力が約２０°を境として急激に低下しているのに対して、前記角度θ１が約２０°以上ではロックリング２から配管１への初期食い付き力が高レベルで安定している（図８の「初期食い付き角度θ１に対する摩擦力」のグラフ参照）。すなわち図８のグラフを参照すると、前記角度θ１の各プロット（ロックリング２摩擦力）を結ぶグラフ上の傾きは約２０°を境として急激に変化しており、前記約２０°は臨界的意義を有している。
【００２４】
ここで、図８のグラフの初期食い付き角度θ１に対するロックリング２摩擦力は、ＪＭＡＳ ４００９ （日本精密測定工業会規格）準拠ピンゲージ〔材質（鉄鋼）、型さ（ＨＲＣ５８以上）、表面粗度（Ｒｙ０．８）、外径（チューブ外径）〕を管継手のロックリング２に挿入速度１５０〜２００ｍｍ／ｓで挿入する際の荷重（挿入力）を測定機器（ロードセル）により測定して求めた。この配管１挿入時の摩擦荷重値は、ロックリング２から配管１への初期食い付き力に対応しているものと考えられる。
【００２５】
また図９に示すように、前記配管１を抜け方向に変位させリリース３に当接させた時（配管１にロックリング２が食い込んでいる）のロックリング２の外端と内端とを結ぶ線と配管１の表面とがなす角度θ２が約７５°〔図９（Ａ）参照〕以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計しており、前記角度θ２が約７５°を越えると〔図９（Ｂ）参照〕これを境として配管１の保持力（配管１の引き抜き強度）が急激に低下するのに対して、前記角度θ２が約７５°以下ではロックリング２による配管１の保持力（配管１の引き抜き強度）が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ない（図１０の「最大荷重発生時の角度θ２に対する引き抜き強度」のグラフ参照）。すなわち図１０のグラフを参照すると、前記角度θ２の各プロット（配管１の引き抜き強度）を結ぶグラフ上の傾きは約７５°を境として急激に変化していると共に約７５°を越えるとプロットのバラツキが大きくなっており、前記約７５°は臨界的意義を有している。
【００２６】
ここで、図１０のグラフの最大荷重発生時の角度θ２に対する引き抜き強度は、固定した管継手に配管１を予め挿入しておき、前記配管１への引張力を一定速度（１００ｍｍ／ｍｉｎ）で徐々に増加させていき、配管１が管継手から脱離した時の荷重を引張試験機（ロードセル）により測定して求めた。なお、角度θ２が７５°以下のときはロックリング２は反転することなく配管１がロックリング２により切断され、角度θ２が７５°を越えるときは配管１の脱離時にロックリング２は無理矢理反転せしめられた。
【００２７】
上記の通り、配管１を挿入した初期食い付き時のロックリング２の下面と配管１の表面とがなす角度θ１が約２０°以上となると共に前記配管１を抜け方向に変位させリリース３に当接させた時のロックリング２の外端と内端とを結ぶ線と配管１の表面とがなす角度θ２が約７５°以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計したので、ロックリング２から配管１への初期食い付き力が高レベルで安定しているという利点とロックリング２による配管１の保持力（配管１の引き抜き強度）が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ないという利点とを高いレベルで両立させることができ、従来よりも信頼性が高いという利点がある。このため従来はロックリング２方式では使用することができなかったトラックの重要保安部品（エアブレーキ配管１用）などとして使用することができる。
【００２８】
また、前記ロックリング２は外端支持側の複数のリブ部９とこれらを接続する略放射状の腕部１０と配管１に食い込む内端側の係止部１１とを具備すると共に、前記リブ部９の幅ａと腕部１０の幅ｂとは略同一に設定されたこととしており、荷重を支持するリブ部９と腕部１０につき幅が小さく強度的に弱い部分に応力が集中して破壊に至ることを抑制して耐久性を向上させることができるという利点がある。
【００２９】
【実施例】
次に、この発明の構成をより具体的に説明する。
管継手に配管１を挿入した初期食い付き時のロックリング２の下面と配管１の表面とがなす角度θ１が約２０〜４０°（具体的には３０°）となるように相互間の位置関係を設計しており、相互間の位置関係でもう一つの角度θ２を約７５°以下に設計し易く、そのうえ高い配管１保持力が得られると共に加圧されまた引張力が負荷された際に配管１が滑り難く抜けが発生し難いという利点がある。
【００３０】
また、配管１を抜け方向に変位させリリース３に当接させた時のロックリング２の外端と内端とを結ぶ線と配管１の表面とがなす角度θ２が約５５〜７５°（具体的には６５°）となるように相互間の位置関係を設計しており、相互間の位置関係でもう一つの角度θ１を約２０°以上に設計し易いと共に、そのうえ引張力の負荷時にロックリング２が反転することがなくなり安定した高い引き抜き強度を得ることができるという利点がある。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
【００３２】
ロックリングから配管への初期食い付き力が高レベルで安定しているという利点とロックリングによる配管の保持力が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ないという利点とを高いレベルで両立させることができるので、従来よりも信頼性が高いロックリング方式の管継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の管継手の実施形態を説明する半断面図。
【図２】図１の管継手で配管を挿入した初期食い付き時の状態を説明する半断面図。
【図３】図１の管継手で挿入した配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時の状態を説明する半断面図。
【図４】図１の管継手のロックリングの構造を説明する正面図。
【図５】ロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１の説明図。
【図６】ロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２の説明図（Ｂ）。
【図７】ロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０°の場合の説明図（Ａ）と、前記角度θ１が約２０°未満の場合の説明図（Ｂ）。
【図８】「初期食い付き角度θ１に対する摩擦力」を示すグラフ。
【図９】ロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約７５°の場合の説明図（Ａ）と、前記角度θ２が約７５°を越える場合の説明図（Ｂ）。
【図１０】「最大荷重発生時の角度θ２に対する引き抜き強度」を示すグラフ。
【図１１】従来の管継手を説明する半断面図。
【図１２】従来の管継手にチューブを挿入した状態を説明する半断面図。
【図１３】従来の管継手に挿入したチューブに内圧が作用して抜け方向に変位した状態を説明する半断面図。
【符号の説明】
１ 配管
２ ロックリング
３ リリース
９ リブ部
１０腕部
１１係止部
ａ リブ部の幅
ｂ 腕部の幅
【発明の属する技術分野】
この発明は、配管チューブを接続するための管継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、配管チューブを接続するための管継手が知られている。
商用車トラックその他の保安部品として使用される管継手２１（図１１参照）として、挿入したチューブ２２（図１２参照）に内圧が作用して抜け方向に変位すると（図１３参照）コレット２３がその外周テーパ面２４に沿って縮径することによりチューブ２２を強固に把持する構造のものがあるが（例えば、特許文献１参照）、前記コレット２３の製造工程が複雑であるため高コストであるという問題があった。
【０００３】
よって、挿入したチューブに内圧が作用して抜け方向に変位すると比較的シンプルな構造のロックリングが前記チューブに食い込んで係止する方式の管継手を利用することが考えられる（例えば、特許文献２参照）。
しかし、前記管継手はチューブを挿入した際のロックリングの初期食い付き力やチューブを強く引っ張った際の引き抜き強度にバラツキがある程度みられ信頼性に若干不安が残るという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９―１３３２７４号公報（第２〜３頁、図２）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１―２４１５８３号公報（第２〜５頁、図１１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、従来よりも信頼性が高いロックリング方式の管継手を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
（１）この発明の管継手は、挿入した配管に内圧が作用して抜け方向に変位するとロックリングが食い込んで係止する方式であって、前記ロックリングが断面略くの字状である領域を有し、その両端が配管挿入方向に向けて屈曲しているものであり、前記ロックリングの前記領域の内端側を奥側へ押圧することにより配管への食い込み状態を解除してこれを引き抜くためのリリースを具備し、配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０°以上となると共に、前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約７５°以下となるように相互間の位置関係が設定乃至設計されたことを特徴とする。
【０００８】
この管継手では、配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０°以上となるように相互間の位置関係を設定乃至設計しており、前記角度θ１が約２０°未満ではロックリングから配管に及ぼされる垂直方向の分力が小さくロックリングから配管への初期食い付き力が約２０°を境として急激に低下しているのに対して、前記角度θ１が約２０°以上ではロックリングから配管への初期食い付き力が高レベルで安定している（図８の「初期食い付き角度θ１に対する摩擦力」のグラフ参照）。
【０００９】
また、前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約７５°以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計しており、前記角度θ２が約７５°を越えるとこれを境として配管の保持力（配管の引き抜き強度）が急激に低下するのに対して、前記角度θ２が約７５°以下ではロックリングによる配管の保持力（配管の引き抜き強度）が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ない（図１０の「最大荷重発生時の角度θ２に対する引き抜き強度」のグラフ参照）。
【００１０】
更に前記の通り、配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０°以上となると共に前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約７５°以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計したので、ロックリングから配管への初期食い付き力が高レベルで安定しているという利点とロックリングによる配管の保持力（配管の引き抜き強度）が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ないという利点とを高いレベルで両立させることができる。
【００１１】
なお、前記角度θ１は約２０°以上でこの発明の趣旨を損なわない範囲で適宜設定乃至設計することができるが、約４０°を越えると相互間の位置関係でもう一つの角度θ２を約７５°以下とは設定乃至設計し難い傾向がみられた。また、前記角度θ２は約７５°以下でこの発明の趣旨を損なわない範囲で適宜設定乃至設計することができるが、約５５°未満となると相互間の位置関係でもう一つの角度θ１を約２０°以上とは設定乃至設計し難い傾向がみられた。
【００１２】
（２）前記配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０〜４０°となるように相互間の位置関係が設定乃至設計されたこととしてもよい。
このように構成すると、相互間の位置関係でもう一つの角度θ２を約７５°以下に設定乃至設計し易く、そのうえ高い配管保持力が得られると共に加圧されまた引張力が負荷された際に配管が滑り難く抜けが発生し難い。
【００１３】
（３）前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約５５〜７５°となるように相互間の位置関係が設定乃至設計されたこととしてもよい。
このように構成すると、相互間の位置関係でもう一つの角度θ１を約２０°以上に設定乃至設計し易いと共に、そのうえ引張力の負荷時にロックリングが反転することがなくなり安定した高い引き抜き強度を得ることができる。
【００１４】
（４）前記ロックリングは外端支持側の複数のリブ部とこれらを接続する略放射状の腕部と配管に食い込む内端側の係止部とを具備すると共に、前記リブ部の幅ａと腕部の幅ｂとは略同一に設定されたこととしてもよい（図４参照）。
このように構成すると、荷重を支持するリブ部と腕部につき幅が小さく強度的に弱い部分に応力が集中して破壊に至ることを抑制して耐久性を向上させることができる。
【００１５】
ここで前記ロックリングとして、断面が略「く」の字状である領域を有し、その両端が配管挿入方向（管継手の奥側）に向けて屈曲しているものを好適に用いることができる。このロックリングは例えば金属板の打ち抜き成型などによって加工することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１乃至図４に示すように、この実施形態の管継手は、トラックの重要保安部品（エアブレーキ配管１用）として使用されるものであり、挿入した配管１に内圧が作用して抜け方向に変位するとロックリング２が食い込んで係止する方式としている。また、前記ロックリング２を奥側へ押圧することにより配管１への食い込み状態を解除してこれを引き抜くためのリリース３を具備する。
【００１８】
ここで、４は継手本体、５は前記継手本体内に固設された配管１の固定用内筒、６は環状パッキン、７は前記ロックリング２やリリース３を継手本体内に配置させるための内部部材（カラー）、８は前記内部部材の抜け止め材である。前記カラーは、ロックリング２と共に継手本体内を僅かに進退変位する（図２及び図３参照）。
【００１９】
前記ロックリング２は断面が略「く」の字状である領域を有し、その内外両端が配管１挿入方向（管継手の奥側）に向けて屈曲している。また図４に示すように、前記ロックリング２は外端支持側の複数のリブ部９と、これらを接続する略放射状の腕部１０と、配管１に食い込む内端側の係止部１１とを具備すると共に、前記リブ部９の幅ａと腕部１０の幅ｂとは略同一に設定している。このロックリング２は例えば金属板の打ち抜き成型などによって加工することができる。１２は、ロックリング２の屈曲線である。
【００２０】
そして、配管１を挿入した初期食い付き時（管継手に配管１を奥まで挿入してロックリング２が若干食い込んだ時）のロックリング２の下面と配管１の表面とがなす角度θ１（図５参照）が約２０°以上となるように相互間の位置関係を設定乃至設計している。また、前記配管１を抜け方向に変位させリリース３に当接させた時のロックリング２の外端と内端とを結ぶ線と配管１の表面とがなす角度θ２（図６参照）が約７５°以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計している。
【００２１】
具体的には、管継手の設計図面データ（管継手の配管１挿入前のロックリング２の内径や初期傾きまたリリース３との位置関係・距離等のデータ）をパソコンに入力しておき、これに挿入する配管１の外径などのデータを入力することにより、管挿入時の角度θ１や前記角度θ２を設計（シミュレーション）することができる。なお、逆に管継手の現品からは（分解等して）寸法その他の各種測定データ（管継手の配管１挿入前のロックリング２の内径や初期傾きまたリリース３との位置関係・距離等のデータ）を採りパソコンに入力してＣＡＤデータ化し、挿入する配管１の外径などのデータを入力することにより、管挿入時の角度θ１や前記角度θ２を把握することができる。
【００２２】
ここで、前記角度θ１は約２０°以上で適宜に設定乃至設計することができるが、約４０°を越えると相互間の位置関係でもう一つの角度θ２を約７５°以下とは設定乃至設計し難い傾向がみられた。また、前記角度θ２は約７５°以下で適宜に設定乃至設計することができるが、約５５°未満となると相互間の位置関係でもう一つの角度θ１を約２０°以上とは設定乃至設計し難い傾向がみられた。
【００２３】
次に、この実施形態の管継手の使用状態を説明する。
この管継手では、配管１を挿入した初期食い付き時のロックリング２の下面と配管１の表面とがなす角度θ１が約２０°〔図７（Ａ）参照〕以上となるように相互間の位置関係を設定乃至設計しており、前記角度θ１が約２０°未満〔図８（Ｂ）参照〕ではロックリング２から配管１に及ぼされる垂直方向の分力が小さくロックリング２から配管１への初期食い付き力が約２０°を境として急激に低下しているのに対して、前記角度θ１が約２０°以上ではロックリング２から配管１への初期食い付き力が高レベルで安定している（図８の「初期食い付き角度θ１に対する摩擦力」のグラフ参照）。すなわち図８のグラフを参照すると、前記角度θ１の各プロット（ロックリング２摩擦力）を結ぶグラフ上の傾きは約２０°を境として急激に変化しており、前記約２０°は臨界的意義を有している。
【００２４】
ここで、図８のグラフの初期食い付き角度θ１に対するロックリング２摩擦力は、ＪＭＡＳ ４００９ （日本精密測定工業会規格）準拠ピンゲージ〔材質（鉄鋼）、型さ（ＨＲＣ５８以上）、表面粗度（Ｒｙ０．８）、外径（チューブ外径）〕を管継手のロックリング２に挿入速度１５０〜２００ｍｍ／ｓで挿入する際の荷重（挿入力）を測定機器（ロードセル）により測定して求めた。この配管１挿入時の摩擦荷重値は、ロックリング２から配管１への初期食い付き力に対応しているものと考えられる。
【００２５】
また図９に示すように、前記配管１を抜け方向に変位させリリース３に当接させた時（配管１にロックリング２が食い込んでいる）のロックリング２の外端と内端とを結ぶ線と配管１の表面とがなす角度θ２が約７５°〔図９（Ａ）参照〕以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計しており、前記角度θ２が約７５°を越えると〔図９（Ｂ）参照〕これを境として配管１の保持力（配管１の引き抜き強度）が急激に低下するのに対して、前記角度θ２が約７５°以下ではロックリング２による配管１の保持力（配管１の引き抜き強度）が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ない（図１０の「最大荷重発生時の角度θ２に対する引き抜き強度」のグラフ参照）。すなわち図１０のグラフを参照すると、前記角度θ２の各プロット（配管１の引き抜き強度）を結ぶグラフ上の傾きは約７５°を境として急激に変化していると共に約７５°を越えるとプロットのバラツキが大きくなっており、前記約７５°は臨界的意義を有している。
【００２６】
ここで、図１０のグラフの最大荷重発生時の角度θ２に対する引き抜き強度は、固定した管継手に配管１を予め挿入しておき、前記配管１への引張力を一定速度（１００ｍｍ／ｍｉｎ）で徐々に増加させていき、配管１が管継手から脱離した時の荷重を引張試験機（ロードセル）により測定して求めた。なお、角度θ２が７５°以下のときはロックリング２は反転することなく配管１がロックリング２により切断され、角度θ２が７５°を越えるときは配管１の脱離時にロックリング２は無理矢理反転せしめられた。
【００２７】
上記の通り、配管１を挿入した初期食い付き時のロックリング２の下面と配管１の表面とがなす角度θ１が約２０°以上となると共に前記配管１を抜け方向に変位させリリース３に当接させた時のロックリング２の外端と内端とを結ぶ線と配管１の表面とがなす角度θ２が約７５°以下となるように相互間の位置関係を設定乃至設計したので、ロックリング２から配管１への初期食い付き力が高レベルで安定しているという利点とロックリング２による配管１の保持力（配管１の引き抜き強度）が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ないという利点とを高いレベルで両立させることができ、従来よりも信頼性が高いという利点がある。このため従来はロックリング２方式では使用することができなかったトラックの重要保安部品（エアブレーキ配管１用）などとして使用することができる。
【００２８】
また、前記ロックリング２は外端支持側の複数のリブ部９とこれらを接続する略放射状の腕部１０と配管１に食い込む内端側の係止部１１とを具備すると共に、前記リブ部９の幅ａと腕部１０の幅ｂとは略同一に設定されたこととしており、荷重を支持するリブ部９と腕部１０につき幅が小さく強度的に弱い部分に応力が集中して破壊に至ることを抑制して耐久性を向上させることができるという利点がある。
【００２９】
【実施例】
次に、この発明の構成をより具体的に説明する。
管継手に配管１を挿入した初期食い付き時のロックリング２の下面と配管１の表面とがなす角度θ１が約２０〜４０°（具体的には３０°）となるように相互間の位置関係を設計しており、相互間の位置関係でもう一つの角度θ２を約７５°以下に設計し易く、そのうえ高い配管１保持力が得られると共に加圧されまた引張力が負荷された際に配管１が滑り難く抜けが発生し難いという利点がある。
【００３０】
また、配管１を抜け方向に変位させリリース３に当接させた時のロックリング２の外端と内端とを結ぶ線と配管１の表面とがなす角度θ２が約５５〜７５°（具体的には６５°）となるように相互間の位置関係を設計しており、相互間の位置関係でもう一つの角度θ１を約２０°以上に設計し易いと共に、そのうえ引張力の負荷時にロックリング２が反転することがなくなり安定した高い引き抜き強度を得ることができるという利点がある。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
【００３２】
ロックリングから配管への初期食い付き力が高レベルで安定しているという利点とロックリングによる配管の保持力が高レベルで安定していると共にその数値のバラツキが少ないという利点とを高いレベルで両立させることができるので、従来よりも信頼性が高いロックリング方式の管継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の管継手の実施形態を説明する半断面図。
【図２】図１の管継手で配管を挿入した初期食い付き時の状態を説明する半断面図。
【図３】図１の管継手で挿入した配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時の状態を説明する半断面図。
【図４】図１の管継手のロックリングの構造を説明する正面図。
【図５】ロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１の説明図。
【図６】ロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２の説明図（Ｂ）。
【図７】ロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０°の場合の説明図（Ａ）と、前記角度θ１が約２０°未満の場合の説明図（Ｂ）。
【図８】「初期食い付き角度θ１に対する摩擦力」を示すグラフ。
【図９】ロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約７５°の場合の説明図（Ａ）と、前記角度θ２が約７５°を越える場合の説明図（Ｂ）。
【図１０】「最大荷重発生時の角度θ２に対する引き抜き強度」を示すグラフ。
【図１１】従来の管継手を説明する半断面図。
【図１２】従来の管継手にチューブを挿入した状態を説明する半断面図。
【図１３】従来の管継手に挿入したチューブに内圧が作用して抜け方向に変位した状態を説明する半断面図。
【符号の説明】
１ 配管
２ ロックリング
３ リリース
９ リブ部
１０腕部
１１係止部
ａ リブ部の幅
ｂ 腕部の幅
Claims (4)
- 挿入した配管に内圧が作用して抜け方向に変位するとロックリングが食い込んで係止する方式であって、前記ロックリングが断面略くの字状である領域を有し、その両端が配管挿入方向に向けて屈曲しているものであり、前記ロックリングの前記領域の内端側を奥側へ押圧することにより配管への食い込み状態を解除してこれを引き抜くためのリリースを具備し、配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０°以上となると共に、前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約７５°以下となるように相互間の位置関係が設定乃至設計されたことを特徴とする管継手。
- 前記配管を挿入した初期食い付き時のロックリングの下面と配管の表面とがなす角度θ１が約２０〜４０°となるように相互間の位置関係が設定乃至設計された請求項１記載の管継手。
- 前記配管を抜け方向に変位させリリースに当接させた時のロックリングの外端と内端とを結ぶ線と配管の表面とがなす角度θ２が約５５〜７５°となるように相互間の位置関係が設定乃至設計された請求項１又は２記載の管継手。
- 前記ロックリングは外端支持側の複数のリブ部とこれらを接続する略放射状の腕部と配管に食い込む内端側の係止部とを具備すると共に、前記リブ部の幅ａと腕部の幅ｂとは略同一に設定された請求項１乃至３のいずれかに記載の管継手。
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