JP6155070B2 - 樹脂配管の接合部構造 - Google Patents

Description

この発明は、ガス管や水道管等の樹脂配管の接合部構造に関するものである。

配管の接合部構造として、各配管の端部に接合フランジを設け、一方の接合フランジの端面に環状の収容溝を形成し、その収容溝に環状のシール部材を収容した状態において、一方の接合フランジと他方の接合フランジを締結手段で締結固定するものが知られている。この接合部構造の場合、一方の接合フランジと他方の接合フランジが締結手段によって締結されると、他方の接合フランジの端面に設けられた当接面がシール部材を押し潰し、その結果、その当接面と収容溝との間がシール部材によって密閉される（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−１２７７３８号公報

ところで、配管が塩化ビニル等の樹脂から成る樹脂配管である場合には、上記の当接面を含む他方の接合フランジも当然樹脂によって形成される。樹脂配管の場合、通常、全体が射出成形によって形成されるが、このとき成形型内の接合フランジの造形部には、当接面となる端面に沿って溶融した樹脂が流れ込む。このため、接合フランジの造形部の当接面となる端面部分には溶融樹脂の流動圧が作用しにくく、結果として、接合フランジの当接面部分にヒケが生じる可能性が高くなる。上記の接合部構造においては、他方の接合フランジの当接面はシール部材との弾性接触面となるため、当接面の一部にヒケが生じると、その部分でのシール状態が不安定になる可能性がある。

そこでこの発明は、接合フランジのシール部材に当接する当接面部分にヒケが発生するのを未然に防止できるようにして、接合部の密閉性を高めることができる樹脂配管の接合部構造を提供しようとするものである。

この発明に係る樹脂配管の接合部構造は、互いに接合される一対の樹脂配管にそれぞれ接合フランジが設けられ、一方の樹脂配管の接合フランジに環状のシール部材が保持され、他方の樹脂配管の接合フランジが、前記一方の樹脂配管の接合フランジとの間で前記シール部材を挟み込んだ状態で、当該一方の樹脂配管の接合フランジに締結される樹脂配管の接合部構造であって、前記一方の樹脂配管の接合フランジの端面には、環状の収容溝が形成され、該収容溝に前記シール部材が保持され、前記他方の樹脂配管の接合フランジの端面には、その端面の基準面に対して軸方向外側に突出する環状突起が設けられ、当該環状突起の端面が前記シール部材の当接面とされており、前記基準面からの前記環状突起の突出高さは１ｍｍ〜５ｍｍに設定され、かつ、前記環状突起の径方向の幅は前記収容溝の径方向の幅よりも大きく設定されていることを特徴とする。
これにより、他方の樹脂配管の射出成形時に、接合フランジの造形部に溶融樹脂が流入すると、その樹脂は、接合フランジの端面の基準面の造形部に沿って流動するとともに、その流動方向と交差する方向に突出する環状突起の造形部に押し込まれる。このため、環状突起の造形部には溶融樹脂の比較的高い流動圧が作用し、環状突起の端面である当接面にはヒケが生じにくくなる。

この発明によれば、接合フランジの端面に、その端面の基準面に対して軸方向外側に突出する環状突起が設けられ、その環状突起の端面がシール部材の当接面とされているため、射出成形時に環状突起の造形部に溶融樹脂の比較的高い流動圧が作用し、環状突起の端面である当接面にヒケが生じるのを未然に防止することができる。したがって、当接面のシール部材に対する接触が全域で安定し、接合部の密閉性が向上する。

この発明の第１の実施形態の樹脂配管を示す縦断面図である。 この発明の第１の実施形態の他方の樹脂配管の成形時の樹脂の流れを示す縦断面図である。 この発明の第１の実施形態の樹脂配管の接合部構造を示す縦断面図である。 この発明の第２の実施形態の樹脂配管の接合部構造を示す縦断面図である。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１〜図３に示すこの発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、塩化ビニル等の樹脂から成る第１の樹脂配管１（一方の樹脂配管）と第２の樹脂配管２（他方の樹脂配管）の縦断面図であり、図２は、第２の樹脂配管２の縦断面図、図３は、第１の樹脂配管１と第２の樹脂配管２を接合した状態を示す縦断面図である。
これらの図に示すように、第１の樹脂配管１と第２の樹脂配管２は、一定外径の筒部１ａ，２ａの軸方向の端部に径方向外側に張り出す接合フランジ１ｂ，２ｂが一体に形成されている。接合フランジ１ｂ，２ｂは、端面を相互に突き合わせられ、締結手段である複数のボルト３とナット４によって締結固定されるようになっている。なお、図中符号５は、接合フランジ１ｂ，２ｂに形成されて、ボルト３の軸部が挿入される締結孔である。

第１の樹脂配管１の接合フランジ１ｂの端面には、円環状の収容溝６が形成されている。この収容溝６は、締結孔５よりも径方向内側の領域に筒部１ａと同軸に形成されている。収容溝６には、環状のシール部材７が収容されている。この実施形態の場合、収容溝６は断面が略矩形状に形成され、シール部材７は、弾性を有するゴム部材によって断面円形状に形成されている。シール部材７は、その断面の直径が収容溝６の深さよりも大きく設定され、図１に示すように、非圧縮状態で収容溝６内に収容されたときに、一部が収容溝６から膨出するようになっている。

一方、第２の樹脂配管２の接合フランジ２ｂは、その端面の基準面１１が平坦に形成されているが、第１の樹脂配管１側の収容溝６に収容されたシール部材７に当接する部分には、基準面１１に対して軸方向外側に所定量突出する円環状の環状突起１２が形成されている。なお、本明細書において、「基準面」とは、接合フランジの端面のうちの環状突起部分を除く面を意味するものとする。また、環状突起１２の基準面１１からの突出高さは、１ｍｍ〜５０ｍｍであれば良いが、１ｍｍ〜５ｍｍであればより好ましい。また、環状突起１２の断面積は、接合フランジ２ｂの基準面１１の面積よりも小面積とされている。この環状突起１２の端面は平坦に形成され、シール部材７に直接当接する当接面１２ａとされている。この実施形態の場合、環状突起１２の径方向の幅は、収容溝６の径方向の幅よりも大きく設定されている。

ここで、収容溝６内に収容されたシール部材７は、第１の樹脂配管１と第２の樹脂配管２を接合フランジ１ｂ，２ｂ同士で突き合せ、図３に示すように、接合フランジ１ｂ，２ｂ同士をボルト３とナット４で締結したときに、接合フランジ２ｂの当接面１２ａによって所定量押し潰され、当接面１２ａと収容溝６とに密接する。この結果、第１の樹脂配管１の接合フランジ部１ｂと第２の樹脂配管２の接合フランジ２ｂの間は密閉状態に維持される。

ところで、第１の樹脂配管１と第２の樹脂配管２はいずれも射出成形によって形成されるが、第２の樹脂配管２の接合フランジ２ｂは、その端面に、端面の基準面１１に対して軸方向外側に突出する環状突起１２が形成されているため、成形後に当接面１２ａにヒケが生じにくい。

以下、当接面１２ａにヒケが生じにくくなる原理について、図２を参照して説明する。図２は、第２の樹脂配管２の射出成形時における溶融樹脂の流れを矢印で示した図である。
同図に示すように、第２の樹脂配管２の射出成形時に、溶融樹脂が、例えば、成形型内の接合フランジ２ｂの造形部の外周側の一部から射出されると、その溶融樹脂は、接合フランジ２ｂの端面の基準面１１に相当する部分に沿って接合フランジ２ｂの円周方向の相反位置に向かって流動するとともに、筒部２ａの基端部（接合フランジ２ｂ側部分）に相当する部分から先端部に相当する部分に向かって流動する。そして、このとき接合フランジ２ｂの端面の基準面１１に相当する部分に沿って流動する溶融樹脂は、その一部が流動途中で、流動方向と交差する方向に突出する小断面積の環状突起１２の造形部に押し込まれる。このため、環状突起１２の造形部には溶融樹脂の比較的高い流動圧が作用する。したがって、こうして成形された第２の樹脂配管２においては、環状突起１２の端面である当接面１２ａ部分にヒケが生じにくくなる。

この実施形態の樹脂配管の接合部構造においては、上述のように接合フランジ２ｂの当接面１２ａでのヒケの発生を未然に防止することができるため、当接面１２ａにおけるシール部材７との接触を全域で安定させ、接合部での密閉性を高めることができる。
なお、環状突起１２の基準面１１からの突出高さは、１ｍｍよりも低い場合には、射出成形時における環状突起１２部分での溶融樹脂の動きが小さく、充分なひけ発生防止効果を得ることができず、５０ｍｍよりも高い場合には、コンパクト性が低下して溶融樹脂の充填がし難くなる、という不都合を生じるが、この実施形態の場合、環状突起１２の基準面１１からの突出高さが１ｍｍ〜５０ｍｍに設定されているため、不都合のない望ましい性能を得ることができる。

つづいて、図４に示すこの発明の第２の実施形態について説明する。なお、この第２の実施形態においては、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。
図４に示すように、第１の樹脂配管１０１と第２の樹脂配管１０２は、一定外径の筒部１０１ａ，１０２ａの軸方向の端部に径方向外側に張り出す接合フランジ１０１ｂ，１０２ｂが一体に形成されている。この実施形態の場合、接合フランジ１０１ｂ，１０２ｂは、ユニオン継手によって締結されるようになっており、一方の接合フランジ１０１ｂの外周には雄ねじ２０（ユニオンねじ）が形成され、他方の接合フランジ１０２ｂにはテーパ状の荷重入力壁２１が設けられている。接合フランジ１０１ｂ，１０２ｂの外周には、ユニオンナットを構成する締結筒２２が装着される。締結筒２２の内周部には、他方の接合フランジ１０２ｂの荷重入力壁２１に当接するテーパ状の押圧壁２３と、一方の接合フランジ１０１ｂの雄ねじ２０に螺合される雌ねじ２４が形成されている。

一方の接合フランジ１０１ｂの端面には、第１の実施形態と同様に円環状の収容溝６が形成され、その収容溝６にシール部材７が収容されている。他方の接合フランジ１０２ｂの端面は、その端面の基準面１１が平坦に形成されているが、一方の接合フランジ１０２ｂ側のシール部材７に当接する部分には、基準面１１に対して軸方向外側に所定量突出する円環状の環状突起１２が形成されている。この実施形態の場合も、環状突起１２の基準面１１からの突出高さは、１ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは、１ｍｍ〜５ｍｍであれば良い。この環状突起１２の断面積は、接合フランジ２ｂの基準面１１の面積よりも小面積とされている。この実施形態の場合も、環状突起１２の先端の平坦面が当接面１２ａとされている。また、第２の樹脂配管１０２は、第１の実施形態と同様にして射出成形によって形成される。
なお、図４中の符号２５は、締結筒２２の外側からシール部材７の潰れ状態（接合フランジ１０１ａ，１０１ｂ間の密閉状態）を目視確認するために、締結筒２２の周壁に形成された確認窓である。

第１の樹脂配管１０１と第２の樹脂配管１０２を接合する場合には、互いの接合フランジ１０１ｂ，１０２ｂを突き合せた状態で、接合フランジ１０１ｂ，１０２ｂの外周側に締結筒２２を装着し、締結筒２２の押圧壁２３を他方の接合フランジ１０２ｂの荷重入力壁２１に当接させたまま、締結筒２２の雌ねじ２４を一方の接合フランジ１０１ｂの雄ねじ２０に締め込む。こうして締結筒２２によって一方の接合フランジ１０１ｂと他方の接合フランジ１０２ｂの間を締め込むと、他方の接合フランジ１０１ｂの当接面１２ａが収容溝６内のシール部材７に当接してシール部材７を次第に押し潰すようになる。シール部材７は、こうして所定量押し潰されると、一方の接合フランジ１０１ｂと他方の接合フランジ１０２ｂの間を密閉するようになる。

この実施形態は、一方の接合フランジ１０１ｂと他方の接合フランジ１０２ｂを締結する締結部の構造が第１の実施形態と異なるが、他方の接合フランジ１０２ｂの端面に環状突起１２が設けられ、その環状突起１２の端面がシール部材７に当接する当接面１２ａとされているため、第１の実施形態と同様に、接合フランジ１０２ｂの当接面１２ａでのヒケの発生を未然に防止し、当接面１２ａにおけるシール部材７との接触を全域で安定させることができる。したがって、この実施形態の場合も、接合部での密閉性を高めることができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

１，１０１ 第１の樹脂配管（一方の樹脂配管）
１ｂ，２ｂ，１０１ｂ，１０２ｂ 接合フランジ
２，１０２ 第２の樹脂配管（他方の樹脂配管）
３ ボルト（締結手段）
４ ナット（締結手段）
６ 収容溝
７ シール部材
１１ 基準面
１２ 環状突起
１２ａ 当接面

Claims (1)

1. 互いに接合される一対の樹脂配管にそれぞれ接合フランジが設けられ、
   一方の樹脂配管の接合フランジに環状のシール部材が保持され、
   他方の樹脂配管の接合フランジが、前記一方の樹脂配管の接合フランジとの間で前記シール部材を挟み込んだ状態で、当該一方の樹脂配管の接合フランジに締結される樹脂配管の接合部構造であって、
   前記一方の樹脂配管の接合フランジの端面には、環状の収容溝が形成され、該収容溝に前記シール部材が保持され、
   前記他方の樹脂配管の接合フランジの端面には、その端面の基準面に対して軸方向外側に突出する環状突起が設けられ、当該環状突起の端面が前記シール部材の当接面とされており、
   前記基準面からの前記環状突起の突出高さは１ｍｍ〜５ｍｍに設定され、かつ、前記環状突起の径方向の幅は前記収容溝の径方向の幅よりも大きく設定されていることを特徴とする樹脂配管の接合部構造。

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