JP5934667B2 - 管継手 - Google Patents

Description

本発明は、管継手に関する。

従来、管継手の一種として、フレア継手が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
一般に、図９に示すように、雄ネジ付き継手本体３０のテーパ面３１と、継手本体３０の雄ネジ３２に螺着される袋ナット３３のテーパ面３４の間に、金属製の被接続パイプ３５の端部を拡径テーパ状に塑性加工して成るフレア端部３７を、挟持させて抜止めし、かつ、その圧接力により密封する構造である。

特開２００５−４２８５８号公報

しかし、被接続パイプ３５がアルミニウムから成る場合、端部にフレア加工を施すのが困難であった。また、被接続パイプ３５が銅から成る場合も、上記フレア加工が配管作業現場の作業能率アップを阻害しているという欠点があった。また、それらの問題を回避するために種々の管継手構造が提案されているが、部品点数が多く、複雑な形状の部品を必要とし、組立時に手間がかかるという欠点があった。

そこで、本発明は、被接続パイプの端部にフレア加工を施す必要がなく、配管作業能率を向上し得る管継手を提供することを目的とする。さらに、シール性能が安定して確実に発揮し得る管継手の提供を他の目的とする。

本発明に係る管継手は、金属管又は金属層を有するプラスチック複合管から成る被接続パイプが差込まれる孔部を有する挿入筒部が突出状に形成されると共に雄ねじ部を有する金属製の継手本体と、該継手本体の上記雄ねじ部に螺着される袋ナットと、を備えた管継手に於て、上記挿入筒部の外周面に凹溝部が形成され、該凹溝部の奥部には溝底薄壁部を有し、上記挿入筒部の先端面が軸心直交状に形成され、さらに、上記袋ナットは、上記挿入筒部の上記先端面に対向する軸心直交面が設けられた内鍔部を有し、未圧縮状態では、上記挿入筒部の内周面が平滑円周面状であって、上記袋ナットと上記継手本体の上記雄ねじ部を螺着させる際に、上記袋ナットの内鍔部の上記軸心直交面が上記挿入筒部の軸心直交状の上記先端面を押圧し、上記挿入筒部が上記袋ナットからアキシャル方向の圧縮力を受けて、上記凹溝部の幅寸法が減少しつつ上記溝底薄壁部がラジアル内方向へ突出するようにＵ字状乃至Ｖ字状に塑性変形して、挿入されている上記被接続パイプの外周面側から食い込んで抜止めするように構成されたものである。

また、金属管又は金属層を有するプラスチック複合管から成る被接続パイプが差込まれる孔部を有する挿入筒部が突出状に形成されると共に雄ねじ部を有する金属製の継手本体と、該継手本体の上記雄ねじ部に螺着される袋ナットと、を備えた管継手に於て、上記挿入筒部の外周面に凹溝部が形成され、該凹溝部の奥部には溝底薄壁部を有し、上記挿入筒部の先端面が軸心直交状に形成され、さらに、上記袋ナットは、上記挿入筒部の上記先端面に対向する軸心直交面が設けられた内鍔部を有し、上記袋ナットの内周面と、上記挿入筒部の上記外周面との間に、相対的回転滑り助長用円筒状カバー部材が配設され、該カバー部材は、上記挿入筒部の上記先端面と上記袋ナットの内鍔部の上記軸心直交面の間に介在して摩擦抵抗を低減するための軸心直交状の内鍔部を有し、未圧縮状態では、上記挿入筒部の内周面が平滑円周面状であって、上記袋ナットと上記継手本体の上記雄ねじ部を螺着させる際に、上記袋ナットの内鍔部の上記軸心直交面が、上記カバー部材の上記内鍔部を介して、上記挿入筒部の軸心直交状の上記先端面を押圧し、上記挿入筒部が上記袋ナットからアキシャル方向の圧縮力を受けて、上記凹溝部の幅寸法が減少しつつ上記溝底薄壁部がラジアル内方向へ突出するようにＵ字状乃至Ｖ字状に塑性変形して、挿入されている上記被接続パイプの外周面側から食い込んで抜止めするように構成されたものである。

また、上記挿入筒部は、上記袋ナットの圧縮によって塑性変形しやすいように予め軟化処理されているものである。
また、上記挿入筒部の上記内周面に予め一体にシール層が積層され、上記食い込みの際に密封状態となるように構成されたものである。
また、上記挿入筒部の上記内周面にシール溝を有し、該シール溝内にシール材を内装しているものである。

本発明の管継手によれば、袋ナットを継手本体の雄ねじ部に螺進するだけで、被接続パイプに強力な引抜耐力を発揮し、かつ、確実な密封性を発揮する接続（配管）を迅速・容易に行い得る。即ち、被接続パイプの端部にフレア加工を施す必要がなく、作業効率が良い。袋ナットによる圧縮の際、挿入筒部の軸がブレずに安定して保持され、塑性変形した溝底薄壁部が被接続パイプの外周面側に確実に食い込んで抜止めでき、かつ、密封性も優れている。

本発明の実施の一形態の未圧縮状態を示す断面正面図である。 圧縮状態を示す断面正面図である。 要部拡大断面図であり、（Ａ）は未圧縮状態の要部拡大断面図であり、（Ｂ）は圧縮状態の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施形態の未圧縮状態を示す断面正面図である。 圧縮状態を示す断面正面図である。 別の実施形態を示す要部断面図である。 要部拡大断面図であり、（Ａ）は未圧縮状態の要部拡大断面図であり、（Ｂ）は圧縮状態の要部拡大断面図である。 種々の管継手を示した斜視図であり、（Ａ）はエルボ型管継手の斜視図であり、（Ｂ）はチーズ型管継手の斜視図であり、（Ｃ）はソケット型管継手の斜視図である。 従来例を示す断面正面図である。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１と図２に示すように、本発明の管継手は、挿入筒部４が突出状に形成されると共に雄ねじ部２を有する継手本体１と、継手本体１の雄ねじ部２に螺着される袋ナット３と、を備え、金属製の被接続パイプＰを接続している。
継手本体１は、例えば、鋼、ステンレス、銅、真鍮、アルミニウム等から成り、所望により２種以上の材質をもって一体に構成しても良い。被接続パイプＰは、アルミニウムや銅やステンレス鋼、又は、（金属層を有する）プラスチック複合管から成る。なお、本発明に於て、「アルミニウム」には、アルミニウム合金を含むものとし、また、「銅」には、銅系合金を含むものとする。また、袋ナット３は、鋼、ステンレス、銅、真鍮、アルミニウム等から成る。

挿入筒部４は、被接続パイプＰが差込まれる孔部７を有し、その外周面８に凹溝部９が形成されている。凹溝部９の奥部には、溝底薄壁部１３が形成されている。
図１に於て、挿入筒部４は、所定の長さ寸法Ｌに設定され、袋ナット３の内部収納空間１０に収納されている。袋ナット３の螺進に伴って、袋ナット３の内鍔部３Ａが、挿入筒部４に摺接し、挿入筒部４の先端面を押圧するように構成されている。凹溝部９の本数は、２本が最も好ましい。図１，図２に於て、継手本体１の一部分のみを（断面で）図示しているが、全体としては、図８（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、エルボ型管継手、チーズ型管継手、ソケット型管継手等の各種のものであり、また、図１，図２に於て、図外の他端部に同様の構造のものを形成しても良い。挿入筒部４の孔部７には、差込まれた被接続パイプＰの先端部が当接する突当たり用段部２６が形成されている。

図１，図３（Ａ）に於て、袋ナット３を継手本体１の雄ねじ部２に螺着する途中の未圧縮状態を示す。図２，図３（Ｂ）は、袋ナット３の螺着が完了して挿入筒部４が圧縮された圧縮状態であって、被接続パイプＰが引き抜けないように接続した状態を示している。
図１，図３（Ａ）の未圧縮状態では、挿入筒部４の内周面１１は、平滑円周面状である。
袋ナット３を矢印Ｍ（図２参照）のように回して継手本体１の雄ねじ部２に螺着させる際に、図１と図３（Ａ）の未圧縮状態から、図２と図３（Ｂ）に示すように螺進させる。このとき、挿入筒部４の先端面が袋ナット３の内鍔部３Ａに摺接しつつアキシャル方向の圧縮力Ｆを受けて、凹溝部９の幅寸法Ｗが減少しつつ溝底薄壁部１３がラジアル内方向へ突出するようにＵ字状乃至Ｖ字状に塑性変形する。凹溝部９の断面形状はＵ型であって、溝底部位は半円形等の円弧凹状とする。溝底薄壁部１３の肉厚寸法は、中央が最小であり、左右端方向に緩やかに増加する。そして、塑性変形した溝底薄壁部１３は、孔部７に挿入されている被接続パイプＰの外周面１４側から食い込んで抜止めする（引抜耐力を有し、引抜けを防止する）。被接続パイプＰの内周面もラジアル内方向に塑性変形して小凸条部２５を形成する。凹溝部９は、塑性変形の際、幅寸法Ｗが減少してゼロとなる（すなわち側面１５どうしが圧接する）も良い（図示省略）。つまり、挿入筒部４は、袋ナット３の螺着により圧縮されて塑性変形し、図１から図２に示すように長さ寸法Ｌが短縮される。

挿入筒部４は、袋ナット３の圧縮によって塑性変形しやすいように予め軟化処理するのが望ましい。
軟化処理としては、例えば、焼鈍等の方法によって行われる。なお、銅やアルミニウムの材質、あるいは、軟らかい鋼であれば、軟化処理が不要の場合もある。
また、挿入筒部４の内周面１１にシール溝２２を有し、シール溝２２内にシール材２３を内装している。
挿入筒部４の塑性変形の際、溝底薄壁部１３が被接続パイプＰの外周面１４に圧着することによる密封作用が働く。しかし、仮に、この溝底薄壁部１３の圧着による密封作用が不十分であっても、シール材２３によって、確実に密封を行うことができる。

図４は、本発明の他の実施形態の未圧縮状態を示している。図５は、圧縮状態を示す。
図４，図５では、袋ナット３の内周面３Ｂと、挿入筒部４の外周面８との間に、相対的回転滑り助長用円筒状カバー部材２４を介在させている。
カバー部材２４は、ステンレス鋼等の硬質金属（又は硬質プラスチック）とし、かつ、好ましくは、摩擦係数の低い材質から成る。カバー部材２４は、挿入筒部４の長さ寸法Ｌよりも僅かに短いアキシャル方向長さ寸法の円筒部４２と、その外端に連設された内鍔部４１とを備え、挿入筒部４に外嵌状に取付けられている。カバー部材２４は、袋ナット３の内周面３Ｂと、挿入筒部４の外周面８との摩擦抵抗（圧着による抵抗）を低減し、滑りを助長するためのものであり、即ち、相対的回転滑り助長用として設けられている。このカバー部材２４によれば、袋ナット３の螺進に伴って挿入筒部４がアキシャル方向に圧縮変形する際、ラジアル外方への変形を生じて挿入筒部４の外径寸法が増加し、袋ナット３の内周面３Ｂに強く圧着するのを防止できる。挿入筒部４が袋ナット３の内周面３Ｂに強く圧着すると、作業者が袋ナット３を回転するのに要するトルクが過大となり、作業性が著しく（急に）悪化するが、このような問題をカバー部材２４が防止する。
なお、カバー部材２４は、袋ナット３と挿入筒部４の電蝕を防止する機能を発揮する場合もある。さらに言えば、袋ナット３は、挿入筒部４の先端面を、カバー部材２４の内鍔部４１を介して押圧する為、袋ナット３の内鍔部３Ａと挿入筒部４の先端面の（摺接による）摩擦抵抗を低減して、滑り易くする作用もなす。

図６，図７では、挿入筒部４の内周面１１に予め一体にシール層１２が積層されている。
シール層１２は、例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を塗装することにより形成される。袋ナット３の螺着の際、図７（Ａ）の未圧縮状態から、図７（Ｂ）に示すように、挿入筒部４が袋ナット３からアキシャル方向の圧縮力Ｆを受けて、凹溝部９の幅寸法Ｗが減少しつつ溝底薄壁部１３がラジアル内方向へ突出するようにＵ字状乃至Ｖ字状に塑性変形する。このとき、塑性変形した溝底薄壁部１３は、孔部７に挿入されている被接続パイプＰの外周面１４にシール層１２を有する内周面１１を圧接しつつ、外周面１４側から食い込んで抜止めする（引抜耐力を有し、引抜けを防止する）。この食い込みの際に、（シール層１２によって）密封状態となる。図７（Ｂ）に示すように、被接続パイプＰの内周面もラジアル内方向に塑性変形して小凸条部２５を形成する。
図６では、継手本体１は、シール溝２２及びシール材２３を省略しているが、挿入筒部４の内周面１１にシール層１２を積層することで密封性が保ち得る。なお、図６に於て、図１等に示したシール溝２２及びシール材２３を付加するも良い。このようにすれば、溝底薄壁部１３の圧着による密封と、シール材２３による密封とを、両方同時に作用させることができ、より確実な密封作用が期待できる。

なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、図６，図７の実施形態に於て、挿入筒部４に（図４等に示した）カバー部材２４を取り付けるも自由である。また、挿入筒部４の外周面８に、１本又は３本の凹溝部９を有するも良い。

以上のように、本発明に係る管継手は、被接続パイプＰが差込まれる孔部７を有する挿入筒部４が突出状に形成されると共に雄ねじ部２を有する継手本体１と、継手本体１の雄ねじ部２に螺着される袋ナット３と、を備えた管継手に於て、挿入筒部４の外周面８に凹溝部９が形成され、凹溝部９の奥部には溝底薄壁部１３を有し、未圧縮状態では、挿入筒部４の内周面１１が平滑円周面状であって、袋ナット３と継手本体１の雄ねじ部２を螺着させる際に、挿入筒部４が袋ナット３からアキシャル方向の圧縮力Ｆを受けて、凹溝部９の幅寸法Ｗが減少しつつ溝底薄壁部１３がラジアル内方向へ突出するようにＵ字状乃至Ｖ字状に塑性変形して、挿入されている被接続パイプＰの外周面１４側から食い込んで抜止めするように構成されたので、袋ナット３を継手本体１の雄ねじ部２に螺進するだけで、被接続パイプＰに強力な引抜耐力を発揮し、かつ、確実な密封性を発揮する接続（配管）を迅速・容易に行い得る。即ち、被接続パイプＰの端部にフレア加工を施す必要がなく、作業効率が良い。袋ナット３による圧縮の際、挿入筒部４の軸がブレずに安定して保持され、塑性変形した溝底薄壁部１３が被接続パイプＰの外周面１４側に確実に食い込んで抜止めでき、かつ、密封性も優れている。
仮に、小型部品のＵ字断面円環やＶ字断面円環を薄板材にて製作して、軸心直交２平面間に挟着保持しつつ、アキシャル方向から圧縮力Ｆを加えて圧縮させて、パイプ外周面に食い込ませる場合には、軸心直交２平面間にて圧縮する途中で、横断面の姿勢が倒れたり、局部的に異常な塑性変形を発生して、密封性（シール性能）が不安定となり、かつ、引抜耐力も不安定・不十分となる。これに対して、本発明では、十分に大きな部位（即ち、挿入筒部４）の一部分として、溝底薄壁部１３が一体形成されているため、塑性変形の途中に於ても、常に安定した姿勢で（正常なＵ字状乃至Ｖ字状に）塑性変形を生じ、小型部品から成るＵ字やＶ字断面の上記薄板材にて製作された円環の密封性（シール性能）の不安定の問題、及び、不安定・不十分な引抜耐力の問題を、本発明が簡素な形状をもって解決している。

また、挿入筒部４は、袋ナット３の圧縮によって塑性変形しやすいように予め軟化処理されているので、袋ナット３を小さな力で軽く回転させることができ、接続（配管）作業をより迅速に、かつ、容易に行うことができる。

また、袋ナット３の内周面３Ｂと、挿入筒部４の外周面８との間に、相対的回転滑り助長用円筒状カバー部材２４を介在させたので、挿入筒部４と袋ナット３が強く圧接するのを防止でき、袋ナット３が小さな力で軽く回転して、接続（配管）作業をより迅速に、かつ、容易に行うことができる。圧縮変形する挿入筒部４を安定姿勢に保持して、確実に配管接続作業を行い得る。

また、挿入筒部４の内周面１１に予め一体にシール層１２が積層され、食い込みの際に密封状態となるように構成されたので、シール性を向上・安定させることができ、外部漏洩を防止できる。

また、挿入筒部４の内周面１１にシール溝２２を有し、シール溝２２内にシール材２３を内装しているので、シール性を向上・安定させることができ、外部漏洩を防止できる。

１ 継手本体
２ 雄ねじ部
３ 袋ナット
３Ａ 内鍔部
３Ｂ 内周面
４ 挿入筒部
７ 孔部
８ 外周面
９ 凹溝部
１１ 内周面
１２ シール層
１３ 溝底薄壁部
１４ 外周面
２２ シール溝
２３ シール材
２４ カバー部材
４１ 内鍔部
Ｐ 被接続パイプ
Ｆ 圧縮力
Ｗ 幅寸法

Claims (5)

1. 金属管又は金属層を有するプラスチック複合管から成る被接続パイプ（Ｐ）が差込まれる孔部（７）を有する挿入筒部（４）が突出状に形成されると共に雄ねじ部（２）を有する金属製の継手本体（１）と、該継手本体（１）の上記雄ねじ部（２）に螺着される袋ナット（３）と、を備えた管継手に於て、
   上記挿入筒部（４）の外周面（８）に凹溝部（９）が形成され、該凹溝部（９）の奥部には溝底薄壁部（１３）を有し、上記挿入筒部（４）の先端面が軸心直交状に形成され、
   さらに、上記袋ナット（３）は、上記挿入筒部（４）の上記先端面に対向する軸心直交面が設けられた内鍔部（３Ａ）を有し、
   未圧縮状態では、上記挿入筒部（４）の内周面（１１）が平滑円周面状であって、上記袋ナット（３）と上記継手本体（１）の上記雄ねじ部（２）を螺着させる際に、上記袋ナット（３）の内鍔部（３Ａ）の上記軸心直交面が上記挿入筒部（４）の軸心直交状の上記先端面を押圧し、上記挿入筒部（４）が上記袋ナット（３）からアキシャル方向の圧縮力（Ｆ）を受けて、上記凹溝部（９）の幅寸法（Ｗ）が減少しつつ上記溝底薄壁部（１３）がラジアル内方向へ突出するようにＵ字状乃至Ｖ字状に塑性変形して、挿入されている上記被接続パイプ（Ｐ）の外周面（１４）側から食い込んで抜止めするように構成されたことを特徴とする管継手。
2. 金属管又は金属層を有するプラスチック複合管から成る被接続パイプ（Ｐ）が差込まれる孔部（７）を有する挿入筒部（４）が突出状に形成されると共に雄ねじ部（２）を有する金属製の継手本体（１）と、該継手本体（１）の上記雄ねじ部（２）に螺着される袋ナット（３）と、を備えた管継手に於て、
   上記挿入筒部（４）の外周面（８）に凹溝部（９）が形成され、該凹溝部（９）の奥部には溝底薄壁部（１３）を有し、上記挿入筒部（４）の先端面が軸心直交状に形成され、
   さらに、上記袋ナット（３）は、上記挿入筒部（４）の上記先端面に対向する軸心直交面が設けられた内鍔部（３Ａ）を有し、上記袋ナット（３）の内周面（３Ｂ）と、上記挿入筒部（４）の上記外周面（８）との間に、相対的回転滑り助長用円筒状カバー部材（２４）が配設され、該カバー部材（２４）は、上記挿入筒部（４）の上記先端面と上記袋ナット（３）の内鍔部（３Ａ）の上記軸心直交面の間に介在して摩擦抵抗を低減するための軸心直交状の内鍔部（４１）を有し、
   未圧縮状態では、上記挿入筒部（４）の内周面（１１）が平滑円周面状であって、上記袋ナット（３）と上記継手本体（１）の上記雄ねじ部（２）を螺着させる際に、上記袋ナット（３）の内鍔部（３Ａ）の上記軸心直交面が、上記カバー部材（２４）の上記内鍔部（４１）を介して、上記挿入筒部（４）の軸心直交状の上記先端面を押圧し、上記挿入筒部（４）が上記袋ナット（３）からアキシャル方向の圧縮力（Ｆ）を受けて、上記凹溝部（９）の幅寸法（Ｗ）が減少しつつ上記溝底薄壁部（１３）がラジアル内方向へ突出するようにＵ字状乃至Ｖ字状に塑性変形して、挿入されている上記被接続パイプ（Ｐ）の外周面（１４）側から食い込んで抜止めするように構成されたことを特徴とする管継手。
3. 上記挿入筒部（４）は、上記袋ナット（３）の圧縮によって塑性変形しやすいように予め軟化処理されている請求項１又は２記載の管継手。
4. 上記挿入筒部（４）の上記内周面（１１）に予め一体にシール層（１２）が積層され、上記食い込みの際に密封状態となるように構成された請求項１，２又は３記載の管継手。
5. 上記挿入筒部（４）の上記内周面（１１）にシール溝（２２）を有し、該シール溝（２２）内にシール材（２３）を内装している請求項１，２，３又は４記載の管継手。

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