JP6203042B2 - 分岐継手 - Google Patents
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Description
以下に本発明を適用する実施形態(以下、本実施形態)の一例の第1実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明の技術範囲は本実施形態に限定しない。本実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更できる。
また、熱交換器6は、一次熱交換部11と二次熱交換部12を備える。給水管路3から供給し熱交換路4を流れる湯水は、二次熱交換部12を通過した後に一次熱交換部11を通過して給湯管路5に導入される。
筒状部材32を主管22の開孔25に挿入した状態で、鍔部材33及びパッキン36を介し主管22の内径側から固定部材41を螺合できる。これにより、筒状部材32と固定部材41とは、その間にスペーサ56、鍔部材33、パッキン36を配置して、主管22の管壁を挟み込んで主管22の開孔25に分岐継手30を取り付けることができる。
筒状部材32の内径を構成する貫通口34には、貫通口34の壁側から筒状部材32の内径を径方向内側に狭めて段差を形成する段差部35を設ける。段差部35は、筒状部材32に外筒部32b側から副管20を内挿する場合に副管20の位置決めとして機能する。
段差部35は、筒状部材32に副管20を内挿して接続する場合にドレン16の流れを妨げない内径に形成する。段差部35は、例えば、筒状部材32の長手方向の中間部に形成する。
環状突出部88の係止面88aは、鍔部材33を係止し、鍔部材33を主管22の外周に押し付ける役割を果たす。
環状突出部88の形状及び形成個所は、本実施形態のものに限定しない。例えば、環状突出部88は、筒状部材32の外周に部分的に設けても良い。また、筒状部材32において外筒部32bを、挿入筒部32aと比較して大径に形成して、その境界部に段差を設けてもよい。この場合は、段差部の挿入筒部32a側の面が係止面88aとして機能し、鍔部材33を主管22の外周に押し付けることができる。しかしながら、本実施形態として例示するように、筒状部材32の外周に部分的に突出する環状突出部88を形成することで、必要な材料を削減できる。
鍔部材33は、筒状部材32の外径に開孔25を覆って主管22の外径に当接する形状に形成する。鍔部材33の外形は矩形状である。鍔部材33の中心には、筒状部材32の挿入筒部32aを挿通可能な孔89を形成する。また、孔89の周囲には、環状突出部88側に突出して、係止面88aに対向する平坦部90を形成する。この平坦部90は、環状突出部88の係止面88aに対応する平坦な面を有する。平坦部90の寸法は、例えば、環状突出部88の外径と同程度の外径に形成する。
合成樹脂は、これら塩化ビニル樹脂の他、エチレン−塩化ビニル共重合樹脂、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合樹脂、ウレタン−塩化ビニル共重合樹脂等、塩化ビニルモノマーに他のモノマーやオリゴマーを共重合するものや、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル系樹脂、ニトリルゴム、アクリルゴム等の他の合成樹脂や合成ゴムとブレンドするものでも良い。又、塩化ビニル系樹脂以外の合成樹脂にも、塩化ビニル系樹脂と同様に、適宜可塑剤、安定剤、滑剤、充填剤、紫外線吸収剤、その他の各種の添加剤を適宜加えることも可能である。なお、筒状部材32及び鍔部材33の素材は合成樹脂に限定しない。例えば、筒状部材32及び鍔部材33の素材は、金属でも良い。
スペーサ56やパッキン36は、低反発素材や水膨張止水材などの弾性を有するゴム等で形成する。スペーサ56やパッキン36の素材としては、例えば、ポリウレタン、硬質ウレタン、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、各種フッ素ゴム、EPDM、シリコーンゴム、パーフロロエラストマー、テフロン(登録商標)、フッ素樹脂、PEEK、PA、POM、UHMW−PEなどを用いる。
なお、本実施形態においては、傾斜部として球面形状の球面部42を設けている。しかしながら、本発明は球面形状を備えている構成に限られるものではなく、先端部42aが開孔25の直径より小さく、根元部42bが開孔25の直径より大きければ、円錐状に傾斜面を備えたものであっても良い。
なお、第1実施形態の主管22は、外径の直径が165mm、管壁の厚さが5.1mm、内径の直径が近似内径で154mmである。管壁の厚さのJIS規格寸法は5.1(+0.8から−0)で、内径は参考値である。
また、筒状部材32のガイド部38と固定部材41の球面部42との間隔は、環状突出部88の係止面88aと鍔部材33の平坦部90との間に設けるスペーサ56(図2(A)参照)によっても確保できる。
まず、図7〜図9を基に、外径の直径が165mm、管壁の厚さが5.1mm、内径の直径が近似内径で154mmの主管22Aに、分岐継手30を取り付ける場合について説明する(第1〜第3適用例)。
まず、図7を基に第1適用例について説明する。図7(A)に示す本適用例の主管22Aには、直径35mmの開孔25Aを穿設する。この開孔25Aに、筒状部材32の挿入筒部32aを挿入する。筒状部材32は、ガイド部38のテーパ部40の作用によって開孔25Aに円滑に挿入できる。そして、主管22Aの開孔25Aの径35mmと略同径である34.5mmに形成するガイド部38の同径部39は、筒状部材32の挿入に伴って開孔25Aの周面と部分的に当接する。このガイド部38の同径部39は、筒状部材32を開孔25Aの中心方向へ案内する芯出し機能として作用する。筒状部材32は、鍔部材33が主管22Aの開孔25Aを覆って主管22Aの外径に当接することで、開孔25Aに略位置決め状態になる。
図7(B)に、開孔25Aの投影線に対して当接する部分(当接部26A)を太線で強調して表示した。図7(B)に示すように、主管22Aの軸方向に対し開孔25Aの両側に所定の長さで当接する(当接部26Aを形成する)。
開孔25Aに対し、球面部42が当接する部分を開孔25Aの軸方向に投影した部分の長さ(図7(B)の当接部26Aの長さ)を当接部投影長さと呼ぶこととする。また、開孔25Aの周長(開孔25Aを軸方向に投影した際の周長)を全周長と呼ぶこととする。このとき、開孔25Aの全周長に対し、当接部投影長さの比を以下のように定義づける。
接触部比率(%)=100×当接部投影長さ(mm)/全周長(mm)
次に、図8を基に第2適用例について説明する。本適用例の主管22Aには、直径38mmの開孔25Bを穿設する。主管22Aの開孔25Bに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Bの縁25aに当接する。開孔25Bの直径が38mmの場合、球面部42と開孔25Bとが接触する部分(当接部26B)の長さ(当接部投影長さ)は約76.42mmであり、開孔25Bの全周長は約119.38mmである。よって、球面部42と開孔25Bとの接触部比率は約64%となる。
次に、図9を基に第3適用例について説明する。本適用例の主管22Aには、直径40mmの開孔25Cを穿設する。主管22Aの開孔25Cに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Cの縁25aに当接する。
第3適用例では、球面部42と開孔25Cの縁25aとが接触する部分(当接部26C)の長さ(当接部投影長さ)は約111.43mmであり、開孔25Cの全周長は約125.66mmである。よって、球面部42と開孔25Cとの接触部比率は約89%となる。
図10を基に第4適用例について説明する。本適用例の主管22Bには、直径35mmの開孔25Dを穿設する。主管22Bの開孔25Dに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Dの縁25aに当接する。開孔25Dの直径が35mmの場合、球面部42と開孔25Dとが接触する部分(当接部26D)の長さ(当接部投影長さ)は約45.18mmであり、開孔25Dの全周長は約109.96mmである。よって、球面部42と開孔25Dとの接触部比率は約41%となる。
第4適用例では、ガイド部38の同径部39が開孔25Dと当接して芯出し機能を果たしており、これにより分岐継手30は、主管22Bの開孔25Dに精度良く取り付けできる。
図11を基に第5適用例について説明する。本適用例の主管22Bには、直径38mmの開孔25Eを穿設する。主管22Bの開孔25Eに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Eの縁25aに当接する。開孔25Eの直径が38mmの場合、球面部42と開孔25Eとが接触する部分(当接部26E)の長さ(当接部投影長さ)は約101.47mmであり、開孔25Eの全周長は約119.38mmである。よって、球面部42と開孔25Eとの接触部比率は約85%となる。したがって第5適用例では、ガイド部38の同径部39による補助的な芯出し機能と、固定部材41の球面部42による芯出し機能とが互いに補い合って、分岐継手30を開孔25Eに案内し芯出して、精度良く取り付けできる。
図12を基に第6適用例について説明する。本適用例の主管22Bには、直径40mmの開孔25Fを穿設する。主管22Bの開孔25Fに分岐継手30を固定するとき、固定部材41の球面部42は、開孔25Fの縁25aに当接する。開孔25Fの直径が38mmの場合、球面部42と開孔25Fとが接触する部分(当接部26F)の長さ(当接部投影長さ)は約125.66mmであり、開孔25Fの全周長は約125.66mmである。よって、球面部42と開孔25Fとの接触部比率は約100%となる。したがって、球面部42と開孔25Fとの当接部26Fのみによって十分な芯出し機能を果たして、精度良く取り付けできる。
なお、本実施形態では、固定部材41に球状の面である球面部42を形成する。しかし、球状の面でなくても傾斜(例えば直線的なテーパ等)を備えていれば、分岐継手30を開孔25に対して芯出しできる。即ち、本発明は球状の面の傾斜に限定されず、球面部42に代えて、球状の面以外の曲面(例えば直線的なテーパ)を備えていても良い。なお、球状の面である球面部42を備えていることによって、ガイド部38と互いに補い合いながら芯出しをするという、より格別な効果を得ることができる。
図13(A)〜(C)には、3つの曲率半径r1〜r3を有する三種の鍔部材33A、33B、33Cを、それぞれ主管22の開孔25の周囲を覆うように配置した状態を示す。
このように、主管22の外径と一致した曲率半径を有する鍔部材33Aを選択する場合は、止水性と固定性を確保できる。
このような場合は、筒状部材32と固定部材41による挟圧によって、鍔部材33Bが主管22の外径に沿うように変形する。したがって、鍔部材33Bと主管22の外周との面圧が高まり、さらに止水性を高めることができる。しかしながら、鍔部材33Bが変形しうる範囲を超す曲率半径の差がある場合は、漏水の原因となる虞がある。したがって、鍔部材33Bのように、主管22の外径よりも小さな曲率半径を有する場合は、その適用範囲が狭くなる。
具体的には、主管22の外径の半径に対し、鍔部材33Bの曲率半径r2が65%以上であることが好ましい。例えば、鍔部材33の主管22と当接する面33a(図2参照)に無負荷状態で5mmのパッキン36を設けて、筒状部材32の係止部37と固定部材41の係合部46との係合によってパッキン36が3mm潰れて厚さ約2mmになり、パッキン36の全面が主管22に接面することを条件とすると、鍔部材33の曲率半径は、外径216mm(半径108mm)の主管22に対し、鍔部材33Bの曲率半径r2が70mm以上であることが好ましい。
このように、主管22の外径より緩径の曲率半径を有する鍔部材33Cを選択することで、止水性と固定性を確保できる。しかしながら、主管22の外径の曲率半径に対して、鍔部材33の曲率半径r3が大きすぎると、鍔部材33Cが主管22の外周に沿うことができずに、隙間が生じて止水性が確保できない虞がある。
具体的には、主管22の外径の半径に対し、鍔部材33Cの曲率半径r3が150%以下であることが好ましい。例えば、鍔部材33の主管22と当接する面33a(図2参照)に無負荷状態で5mmのパッキン36を設けて、筒状部材32の係止部37と固定部材41の係合部46との係合によってパッキン36が3mm潰れて厚さ約2mmになり、パッキン36の全面が主管22に接面することを条件とすると、鍔部材33の曲率半径は、外径216mm(半径108mm)の主管22に対し、鍔部材33Bの曲率半径r3が160mm以下であることが好ましい。
本実施形態の分岐継手30は、鍔部材33を筒状部材32と別部材で形成することで、鍔部材33を主管22の外径に合わせて選択できる。したがって、鍔部材33を複数種類サイズ用意して主管22のサイズに応じて鍔部材33を使い分けると、分岐継手30は、流体の圧力や用途に応じて水密性を確保できるとともに、鍔部材33を交換するのみで、主管22の寸法の変更に幅広く対応できる。
また、第1実施形態の分岐継手30は、鍔部材33の形状を主管22の外径の曲率よりも緩やかな曲率の緩径で複数種類用意したり、主管22の外径の曲率と略同一の曲率で複数種類用意したりする。これにより、分岐継手30は、鍔部材33を変更するのみで、より幅広い主管22の寸法に適合できる。
次に、図14(A)、(B)を用いて第2実施形態の分岐継手60について説明する。第2実施形態は、第1実施形態における筒状部材32を筒状部材62に変更して、固定部材41を固定部材71に変更する。また、鍔部材63は、第1実施形態の鍔部材33と同様の構成を有し、筒状部材62と別部材で形成する。その他の第1実施形態と同様の構成は、同じ番号を付して説明を省略する。
第2実施形態の分岐継手60は、第1実施形態の分岐継手30(図2参照)と比較して、筒状部材62と固定部材71とを固定する係合関係が異なる。即ち第2実施形態の分岐継手60は、筒状部材62の係止部67としてメネジを形成し、固定部材71の係合部76としてオネジを形成しており、これらの螺合により主管22に固定する。
分岐継手は、前記副管を接続可能であり、前記主管の開孔に外側から挿入する筒状部材と、前記筒状部材を挿通する孔を備え、前記筒状部材の外周に形成する係止面と前記主管の間に配置して、前記開孔の周囲を外側から覆う鍔部材と、前記開孔の縁に前記主管の内側から当接する傾斜部を備え、前記筒状部材に前記主管の内側から螺合し、前記傾斜部と前記係止面との間に前記鍔部材を介して前記主管を挟持する固定部材と、を有する。
このため、固定部材の球面部(傾斜部)は、筒状部材の係止部と螺合するときに、開孔の縁に当接しながら主管の内径で円滑に回転できる。また、球面部は、根元部から先端部へ向かって先細り形状となっており、開孔に挿入するとガタツキが少なく、固定部材を円滑に開孔の中心軸方向に芯出しできる。
このため、ガイド部と固定部材の球面部とによって分岐継手を主管の開孔に精度良く取付けできる。また、主管の外径に当接する鍔部材は、主管の外径に密着して分岐継手の止水性と固定性とを確保できる。
また、ガイド部と球面部の先端側とは、主管に分岐継手を固定する状態で、相互に当接しない隙間を有する。このため、必要に応じて分岐継手を増し締めができる。
また、鍔部材と主管との間及び鍔部材と係止面との間には、パッキンを設けることができる。パッキンは、分岐継手の止水性を向上するとともに、主管の管壁の厚さ誤差を調整してガイド部と球面部の先端側との隙間を確保できる。また、パッキンは、排水管内の臭気漏れや不明水の浸入を防止できる。
また、鍔部材は、筒状部材と別部材で形成する。このため、鍔部材は、主管の外径に合わせて交換できる。言い換えると、分岐継手は、鍔部材の金型を複数用意するのみで、筒状部材と固定部材との金型を複数用意する必要がない。つまり、分岐継手は、鍔部材を交換するのみで主管への適用範囲を広げることができる。
また、鍔部材は、鍔部材を曲率の異なる他の鍔部材に交換できる。このため、分岐継手は、主管の寸法により適合する鍔部材を選択できるので、より信頼性のある水密性を確保できる。
しかし、本発明実施形態の分岐継手は、筒状部材と鍔部材とを別の部材で形成する。このため、鍔部材を、より急な曲率で形成すれば、鍔部材は、主管に対してより強く密着して水密性を確保できる。つまり、鍔部材を複数種類サイズ用意して主管のサイズに応じる鍔部材を使い分ければ、分岐継手は、流体の圧力や使用する用途に応じて水密性を確保できる。そして、分岐継手は、鍔部材を交換するのみで主管の寸法の変更に幅広く対応できる。
また、前記筒状部材の外周にオネジを形成し、前記固定部材に前記オネジと螺合可能なメネジを形成してもよい。また、前記筒状部材の内径にメネジを形成し、前記固定部材が筒状でありその外周に前記メネジと螺合可能なオネジを形成してもよい。いずれの構成であっても、本発明の効果を奏し、分岐継手を主管の開孔に精度良く取付けできる。
また、前記筒状部材の内径にメネジを形成し、前記固定部材が筒状でありその外周に前記メネジと螺合可能なオネジを形成する場合には、係止部と係合部との螺合を主管の外周側から目視で確認できる。
また、筒状部材のガイド部は、係止面に対し先端側(挿入側)に設けることができる。このため、筒状部材を開孔に挿入する際に筒状部材を円滑に案内するとともに、筒状部材を開孔に対して案内できる。
また、筒状部材と鍔部材とが結合してもよい。これにより、筒状部材と別部材の鍔部材を一体の部品として扱うことができ、筒状部材を本管の開孔に挿入する際の作業がより簡易となる。
Claims (11)
- 主管に穿孔する開孔に取り付けて、副管を接続して分岐路を形成する分岐継手であって、
前記副管を接続可能であり、前記主管の開孔に外側から挿入する筒状部材と、
前記筒状部材を挿通する孔を備え、前記筒状部材の外周に形成する係止面と前記主管の間に配置して、前記開孔の周囲を外側から覆う鍔部材と、
前記開孔の縁に前記主管の内側から当接する傾斜部を備え、前記筒状部材に前記主管の内側から螺合し、前記傾斜部と前記係止面との間に前記鍔部材を介して前記主管を挟持する固定部材と、を有する分岐継手。 - 前記筒状部材は、前記開孔内に前記筒状部材を案内するガイド部を備え、
前記固定部材の傾斜部を球面状に形成し、前記開孔の縁に当接する先端側を前記ガイド部の外径よりも小径に、かつ他端側を前記開孔よりも大径に形成する請求項1に記載の分岐継手。 - 前記ガイド部は、前記筒状部材の軸方向に沿って形成して同外径を維持する同径部と、前記軸方向に沿って縮径するテーパ部とを備える請求項2に記載の分岐継手。
- 前記ガイド部と前記傾斜部とは、前記鍔部材及び前記主管を前記筒状部材と前記固定部材とで挟持した状態で、相互に当接しない請求項2又は3に記載の分岐継手。
- 前記鍔部材と前記主管との間で狭圧するパッキンと、前記鍔部材と前記係止面との間で狭圧するパッキンと、を有する請求項1〜4の何れか一項に記載の分岐継手。
- 前記鍔部材は、前記主管の外径よりも緩径で前記主管の外径に略沿う形状に形成する請求項1〜5の何れか一項に記載の分岐継手。
- 前記係止面は、平坦に形成し、
前記鍔部材には、前記係止面と接触するか、又は前記係止面とパッキンを介し対向する平坦部を備える請求項1〜6の何れか一項に記載の分岐継手。 - 前記筒状部材の外周にオネジを形成し、
前記固定部材に前記オネジと螺合可能なメネジを形成する請求項1〜7の何れか一項に記載の分岐継手。 - 前記筒状部材の内径にメネジを形成し、
前記固定部材が筒状でありその外周に前記メネジと螺合可能なオネジを形成する請求項1〜7の何れか一項に記載の分岐継手。 - 前記筒状部材と前記筒状の固定部材の間であって、前記メネジと前記オネジとが螺合する部分より主管側に止水部材を設ける請求項9に記載の分岐継手。
- 前記筒状部材と前記鍔部材とが結合する請求項1から請求項10の何れか一項に記載の分岐継手。
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