JP5130160B2 - 管継手 - Google Patents

Description

本発明は、管継手に関する。

管端の面仕上げ後、接続管の管端部を管接続部内に差し込むだけで、管と継手との接続が完了する、ワンタッチ継手と称される管継手（例えば、特許文献１、２参照）がある。
すなわち、図４及び図５に示すように、上記管継手１００は、接続される管２００の管端部内側に挿入される内筒部１１０と、管端部外側を囲繞する外筒部１２０とによって形成される管接続部１３０を備えている。

そして、内筒部１１０は、パッキン係合溝１１１を外周面に有し、内筒部１１０の管端部への挿入によって管９００の管端部内壁面に水密に密着するＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）等のゴム材料で形成された筒状パッキン１４０がパッキン係合溝１１１部分で内筒部１１０に外嵌されている。
また、パッキン係合溝１１１の管軸方向の途中に突条１１２が周方向に連続してリング状に設けられ、パッキン係合溝１１１部分に外嵌される筒状パッキン１４０の突条１１２に対応する部分に凹条１４１が設けられ、突条１１２が凹条１４１に嵌り込むことによって管端部を挿入時に筒状パッキン１４０が管軸方向にずれ動かないような構造となっている。

一方、昨今、筒状パッキンの耐熱性などの耐久性をさらに高めることが望まれ、筒状パッキンをＥＰＤＭなどの汎用合成ゴム材料に代えて、耐熱性、耐塩素水性などの耐久性に優れるフッ素系ゴムにすることが検討されている。
しかし、フッ素系ゴムの場合、汎用合成ゴム材料と異なり、硬く弾性変形しにくいため、凹条１４１がアンダーカットとなる上記筒状パッキン１４０の構造では、ちぎれ、欠けなどが発生し、品質がばらつくという問題があり、現状としては、筒状パッキンにフッ素系ゴムを適用するには支障となっていた。

特開２００６−１３８３７８号公報 特開２００４−３２４８５８号公報

本発明は、上記事情に鑑みて、成形性のよいフッ素系ゴム製の筒状パッキンを備え、耐熱性、耐塩素水性に優れた管継手を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明にかかる管継手は、接続される管の管端部内側に挿入される内筒部と、管端部外側を囲繞する外筒部とを有する管接続部を備え、前記内筒部が、パッキン係合溝を外周面に有し、内筒部の管端部への挿入によって管内壁面に水密に密着する筒状パッキンが前記パッキン係合溝部分で内筒部に外嵌されている管継手において、前記パッキン係合溝が、前記内筒部の先端側に深溝部、内筒部の基端側に浅溝部を備える２段溝構造になっていて、前記筒状パッキンが、フッ素系ゴムで形成されているとともに、前記深溝部の底面でのみ接着されていることを特徴としている。
また、本発明の管継手は、アルミニウムからなる芯層と、熱可塑性樹脂からなる内外層とを備えた３層管を接続したとき、管接続部内壁面の管端の芯層を臨む部分に管接続部内壁面の内壁面より窪んだリング状凹溝部が形成されていることが好ましい。

本発明において、上記フッ素系ゴムとしては、特に限定されないが、例えば、硬さ（デュロメータＡ）７０以上、引っ張り強さ１６〜２２ＭＰａ、切断時伸び２６０〜４００％の条件を満足するものが好ましく、市販品としてＮＯＫ社製ＦＰ２９（硬さ（デュロメータＡ）７２、引っ張り強さ１９．７ＭＰａ、切断時伸び３２０％）が使用できる。
上記接着剤としては、フッ素系ゴムを接着できれば特に限定されないが、例えば、変性シリコーン樹脂系接着剤が好ましい。

本発明にかかる管継手は、以上のように、パッキン係合溝が、前記内筒部の先端側に深溝部、内筒部の基端側に浅溝部を備える２段溝構造になっているだけであるので、このパッキン係合溝に外嵌される筒状パッキンを、アンダーカット部の無い形状にすることができる。すなわち、ちぎれ、欠けなどが発生することなく耐熱性、耐塩素水性に優れたフッ素系ゴムで筒状パッキンを品質のばらつきなしに成形できる。したがって、耐熱性、耐塩素水性に優れたフッ素系ゴムの筒状パッキンを用いることができ、給湯用配管に用いた場合においても安定したシール状態を保つことができる。

また、筒状パッキンが、深溝部の底面にのみ接着されているので、接続管を管接続部に挿入する際に、筒状パッキンがパッキン係合溝からの抜けが発生することなくスムーズかつ正確に挿入できる。
そして、筒状パッキンの浅溝部側が非接着状態であるので、管挿入に伴い圧縮されつつ挿入方向へ筒状パッキンが伸びながら接続される管の内周面に密着し、確実に水密状態になる。

また、アルミニウムからなる芯層と、熱可塑性樹脂からなる内外層とを備えた３層管を接続したとき、管接続部内壁面の管端の芯層を臨む部分に管接続部内壁面の内壁面より窪んだリング状凹溝部が形成されている構成とすれば、管継手が砲金等の導電性金属材料でできていても、芯層のアルミニウムと管継手とが直接触れることがない。したがって、異種金属の接触によるガルバニ電池の発生を防止して芯層の腐食による管の強度劣化を防ぐことができる。

以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる管継手の１つの実施の形態をあらわしている。

図１に示すように、この管継手１は、管継手本体２と、外筒部を構成する外筒部材３及び袋ナット４と、筒状パッキン５と、抜止めリング６とが組み立てられて形成されている。
管継手本体２は、脱鉛青銅や砲金等の金属材料からなり、中間部に断面略六角形のフランジ部２ａを有し、このフランジ部２ａを挟んで一方にねじ筒部２ｂ、他方に内筒形成部２ｃが設けられている。

内筒形成部２ｃは、大径部２１と、内筒部２２とを備えている。大径部２１は、その外周面に、後述する外筒部材３の係止凸部３１が嵌合する係止凹部２１ａが設けられている。
内筒部２２は、その中間部外周面に後述する筒状パッキン５が外嵌されるパッキン係合溝２３が凹設されている。

パッキン係合溝２３は、図１及び図２に示すように、内筒部２２の先端側、すなわち、内筒部２２の開放端側が深溝部２３ａ、内筒部２２の基端側、すなわち、フランジ部２ａ側に浅溝部２３ｂを備える２段溝構造になっている。
深溝部２３ａと浅溝部２３ｂとの段差（深溝部２３ａの底から浅溝部２３ｂの底までの高さ）は、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍが好ましい。すなわち、段差が小さすぎると、筒状パッキン５のズレ防止効果が期待できず、段差が大きくても筒状パッキン５のズレ防止効果に問題はないが、大きすぎると、内筒部２２の肉厚が薄く強度的に問題がでるおそれがあるからである。

外筒部材３は、脱鉛青銅や砲金等の金属材料からなり、一端部に大径部２１より軸方向の長さが短い嵌着部３ａを有し、残部が外筒形成部３ｂとなっている。
そして、外筒部材３は、嵌着部３ａの内周面に設けられた係止凸部３１が大径部２１の係止凹部２１ａに嵌り込むとともに、嵌着部３ａの端面がフランジ部２ａに当接するように嵌着部３ａが大径部２１に嵌着され、管継手本体２に一体化されて外筒部の一部を構成している。

外筒形成部３ｂは、嵌着部３ａより内径が大きく、内筒部２２との間に筒状の管接続部７を形成するようになっている。
また、外筒形成部３ｂは、外筒部材３の他端側外周面に後述する袋ナット４の係止凸部４２ａが嵌合する係止凹部３２ａが設けられた袋ナット装着部３２が設けられ、内周面に後述する抜止めリング６の収容凹部を形成する切欠部３３が設けられている。

管接続部７のフランジ部２ａ側端面には、大径部２１の非嵌着部と外筒形成部３ｂとの間で形成されるリング状凹溝部７１が設けられている。
このリング状凹溝部７１は、アルミニウムからなる芯層８１と、熱可塑性樹脂からなる内外層８２，８３とを備えた３層管８を接続したとき、芯層８１を臨む位置にくるようになっている。

筒状パッキン５は、フッ素系ゴムを射出成形することによって得られ、図２に示すように、平坦部５１を挟んで一端部外周面に一端側に向かって徐々に小径化する断面略三角形の三角突条５２が設けられ、他端より少し一端側に入った部分に三角突条５２と略同じ高さの断面略半円形をした半円形突条５３が設けられている。
また、筒状パッキン５は、内周面の一端側が深溝部２３ａの外径と同じか少し小さい内径の小内径部５４、他端側が浅溝部２３ｂの外径と同じか少し小さい内径の大内径部５５となっている。

小内径部５４と大内径部５５との径差は、深溝部２３ａと浅溝部２３ｂの深さの差と同じになっている。
また、小内径部５４の幅は、深溝部２３ａの幅よりすこし小さく、大内径部５５の幅は、浅溝部２３ｂの幅より少し小さくなっている。

そして、筒状パッキン５は、小内径部５４が深溝部２３ａに大内径部５５が浅溝部２３ｂに嵌り込むようにパッキン係合溝２３に外嵌され、小内径部５４の内周面が深溝部２３ａの底面に変性シリコーン系樹脂接着剤９を介して接着され、筒状パッキン５の両端でパッキン係合溝２３の側壁との間に隙間Ｓ１、Ｓ２が形成されている。
なお、深溝部２３ａと浅溝部２３ｂとの境界位置は、三角突条５２の半円形突条５３側の端を臨む位置から三角突条５２と半円形突条５３との中間位置ぐらいに配置することが好ましい。すなわち、あまり手前過ぎると脱リング防止機能が十分効かず、後ろ過ぎると深溝部２３ａと浅溝部２３ｂとの境界の段差と三角突条５２での押さえ力がずれて脱リング防止機能が充分効かなくなるとともに、挿入力が高くなる。また、隙間Ｓ１、Ｓ２は、筒状パッキン５が管挿入に伴い圧縮されて弾性変形し、弾性変形した部分で埋まるだけの最小限の大きさにすることが好ましく、管継手１の大きさや筒状パッキン５の三角突条５２や半円形突条５３の大きさなどに応じて適宜決定できる。

抜止めリング６は、砲金等の金属材料からなり、切欠部３３内に収容されていて、外周面に周方向に沿って後述する袋ナット４の傾斜面４３に対応する傾斜面６１が設けられ、軸方向に沿ってスリット（図示せず）を有する拡縮径可能なリング状をしており、縮径によって内周面が管接続部７に挿入された３層管８の管端部外周面に食い込むようになっている。

袋ナット４は、脱鉛青銅や砲金等の金属材料からなり、一端が３層管８を挿入可能な管挿入口４１となっていて、他端に袋ナット装着部３２に外嵌される嵌着部４２が設けられ、嵌着部４２の内周面に設けられた係止凸部４２ａが外筒部材３の係止凹部３２ａに嵌合して、外筒部材３に一体化されて外筒部の残部を構成している。
また、袋ナット４は、管挿入口４１側の内周面が管挿入口４１に向かって徐々に縮径する傾斜面４３となっている。

なお、図１中、Ｒは、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）等のゴム材料で形成されたシールリングであって、抜止めリング６の外側に外嵌された状態で切欠部３３内に抜止めリング６とともに収容されている。

この管継手１は、上記のようになっており、図３に示すように、接続される３層管８の管端部を管挿入口４１から管接続部７内に挿入するだけのワンタッチ操作によって抜止めリング６にて抜出し防止可能状態に接続できる。
すなわち、挿入によって筒状パッキン５が接続される３層管８の管端部内周面に圧接されてシール性が確保された状態となるとともに、３層管８を引き抜き方向に引っ張ると、抜止めリング６は傾斜面６１が袋ナット４の傾斜面４３に沿うように摺動することにより縮径して３層管８の外周面に食い込み、３層管８が管継手１から抜け出るのを防止する。

そして、筒状パッキン５が耐熱性、耐塩素水性に優れたフッ素系ゴムで形成されているので、給湯用配管に用いた場合においても安定したシール状態を保つことができる。しかも、筒状パッキン５の内周面にアンダーカット部が無いので、フッ素系ゴムであっても、耐熱性、耐塩素水性に優れたフッ素系ゴム製筒状パッキンを寸法精度のばらつきなしに成形できる。
また、筒状パッキン５が、図２に示すように、深溝部２３ａの底面でのみ接着されているので、３層管８の管端部を管接続部７に挿入する際に筒状パッキン５がパッキン係合溝２３から脱けることがなく、スムーズかつ正確に挿入できる。そして、筒状パッキン５の浅溝部２３ｂ側が非接着状態であるので、筒状パッキン５が管挿入に伴い圧縮されつつ挿入方向へ伸びて、隙間Ｓ１、Ｓ２を埋め、接続される３層管８の管端部内周面に密着し、確実に水密状態になる。

さらに、リング状凹溝部７１を備えているので、アルミニウムからなる芯層８１と、ポリエチレン樹脂からなる内外層とを備えた３層管８を接続したとき、芯層８１が決して管継手の壁面に接触することがない。したがって、異種金属の接触によるガルバニ電池の発生を防止して芯層８１の腐食による管の強度劣化を防ぐことができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、外筒部材が金属材料であったが、管の接続が正常に完了しているか否かを確認できるように、ポリフェニルサルフォン等の透明樹脂で形成するようにしても構わない。
上記の実施の形態では、ワンタッチ継手であったが、管接続後袋ナットを締め込むことによって、袋ナット内に収容された縮径リングを縮径させて抜け止めを行うような継手でも構わない。

上記の実施の形態では、接続される管が３層管であったが、架橋ポリエチレン管等の単層管の接続にも用いることができる。
上記の実施の形態では、管継手本体と外筒部材、および、外筒部材と袋ナットがそれぞれ係止凸部と係止凹部の嵌合接合になっていたが、ねじ接合にしても構わない。

本発明にかかる管継手は、特に限定されないが、例えば、給湯、給水等の配管の接続に用いられる。

本発明にかかる管継手の１つの実施の形態をあらわす断面図である。 図１の管継手の要部拡大断面図である。 図１の管継手に管を接続した状態をあらわす断面図である。 従来の管継手の半断面図である。 図４の管継手の要部断面図である。

符号の説明

１ 管継手
２ 管継手本体
２ｃ 内筒形成部
２２ 内筒部
２３ パッキン係合溝
２３ａ 深溝部
２３ｂ 浅溝部
３ 外筒部材（外筒部）
４ 袋ナット（外筒部）
５ 筒状パッキン
７ 管接続部
７１ リング状凹溝部
８ ３層管（接続される管）
８１ 芯層
８２ 内層
８３ 外層
９ 接着剤

Claims (2)

1. 接続される管の管端部内側に挿入される内筒部と、管端部外側を囲繞する外筒部とを有する管接続部を備え、
   前記内筒部が、パッキン係合溝を外周面に有し、内筒部の管端部への挿入によって管内壁面に水密に密着する筒状パッキンが前記パッキン係合溝部分で内筒部に外嵌されている管継手において、
   前記パッキン係合溝が、前記内筒部の先端側に深溝部、内筒部の基端側に浅溝部を備える２段溝構造になっていて、
   前記筒状パッキンが、フッ素系ゴムで形成されているとともに、前記深溝部の底面でのみ接着されていることを特徴とする管継手。
2. アルミニウムからなる芯層と、熱可塑性樹脂からなる内外層とを備えた３層管を接続したとき、管接続部内壁面の管端の芯層を臨む部分に管接続部内壁面の他の部分より窪んだリング状凹溝部が形成されている請求項１に記載の管継手。

Images