JP7182444B2 - 管継手及び係止部材 - Google Patents

Description

本発明は、管継手及び係止部材に関する。

従来、外径を小さくすることができる管継手が知られている。例えば、特許文献１には、管体が管継手から抜け出るのを阻止する係止部材を、内筒部と、内筒部に差し込まれる管体との間に収容することにより、外径を小さくすることが可能な管継手が開示されている。

特開２０１８－３５９２８号公報

特許文献１に開示された発明から理解されるように、係止部材を芯材に取り付けるときには、係止部材を拡径する必要がある。しかしながら、係止部材が拡径しにくく、芯材に挿入して取り付けにくい場合がある。

そこで、本発明は、取付けが容易な管継手及び管継手への取付が容易な係止部材を提供することを目的とする。

（１）本発明の管継手は、外周側において管体が所定の差込方向に差し込まれるように構成された、芯材と、前記芯材に装着された係止部材と、を備え、前記係止部材は、前記芯材の外周面に形成された係止部材用溝に収容された芯材係合部と、前記芯材に差し込まれる前記管体の内周面を係止する管体係止部と、を有し、前記芯材係合部は、前記係止部材の自然状態において、前記管体の差込方向の手前側から見た最小径が、前記係止部材用溝を構成する側面のうち前記手前側の側面の最大径よりも小さく、内周面の周長の最小値が、前記芯材における前記係止部材用溝より前記手前側の外接円の周長の最大値よりも大きい。本発明に係る管継手によれば、係止部材を芯材に取り付ける際に拡径しやすくなっているため、取付けが容易になる。

（２）本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に径方向外側に湾曲した、外方湾曲部を有することが好ましい。この構成によれば、芯材係合部が拡径しやすい。

（３）本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に径方向内側に湾曲した、内方湾曲部を有することが好ましい。この構成によれば、芯材係合部が拡径しやすい。

（４）本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に径方向外側に湾曲した、外方湾曲部と、前記手前側から見た場合に径方向内側に湾曲した、内方湾曲部とを有することが好ましい。この構成によれば、芯材係合部が拡径しやすい。

（５）本発明の管継手では、前記外方湾曲部と前記内方湾曲部とは、滑らかに結合されていることが好ましい。この構成によれば、内筒係合面が、芯材の外周面に沿って拡径しやすくなる。

（６）本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た最大径が、前記管体の内径よりも小さいことが好ましい。この構成によれば、管継手に管体を差し込むときに、芯材係合部が管体に引っ掛かりにくい。そのため、管体を管継手に差し込みやすくなる。

（７）本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た最小径が、前記係止部材用溝の底面の外径と同じ又は前記係止部材用溝の底面の外径よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、芯材係合部が、係止部材用溝の底面を中心軸線側に押圧することなく、係止部材用溝に係合することができる。

（８）本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に、中心軸線から径方向に延びる仮装線に対して複数回交差するように構成されることが好ましい。この構成によれば、係合部材を芯材に取り付ける際に、より拡径しやすくなっているため、取付けがより容易になる。

（９）本発明の係止部材は、上述のいずれかの管継手に用いられる。本発明に係る係止部材によれば、芯材に取り付ける際に拡径しやすくなっているため、取付けが容易になる。

本発明によれば、取付けが容易な管継手及び管継手への取付が容易な係止部材を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る管継手の概略を示す断面図である。 図１の係止部材の自然状態における概略を示す外観斜視図である。 図２の係止部材の上面図である。 係止部材の一変形例の概略を示す外観斜視図である。 芯材係合部の一変形例の概略を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して例示説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る管継手１の概略を示す断面図である。図１は、管継手１の中心軸線Ｏに沿う断面である。図１において、中心軸線Ｏの上側は、管体５を管継手１に差し込む前の状態を示し、中心軸線Ｏの下側は、管体５を管継手１に差し込んだ後の状態を示している。本実施形態に係る管継手１は、給水・給湯用の配管に好適に使用し得るものであるが、水以外の液体又は気体を含む、あらゆる流体のための配管として使用し得るものである。

管継手１の中心軸線Ｏとは、管継手１の内部に区画される流体通路の流路軸線である。本実施形態では、管継手１は、中心軸線Ｏが直線状であるような略Ｉ字型に構成されている。ただし、管継手１は、例えば略Ｌ字型、略Ｔ字型、略十字型等、任意の形状に構成されてよい。

図１に示す例では、管継手１は、軸線方向第１側（図１の右側。以下同じ。）の端部に一方の配管接続口１０１を有しており、軸線方向第２側（図１の左側。以下同じ。）の端部に他方の配管接続口１０２を有している。以下、本明細書では、管継手１の中心軸線Ｏに平行な方向を、「軸線方向」ともいう。

管体５は、管継手１に対して、軸線方向に沿って、第２側から第１側に向かって差し込まれる。管体５は、例えばポリブテン製又は架橋ポリエチレン製の給水・給湯用パイプである。本明細書では、管体５が差し込まれる方向を、「差込方向ＩＤ」ともいう。また、本明細書では、軸線方向第１側を「差込方向ＩＤの奥側」ともいい、軸線方向第２側を「差込方向ＩＤの手前側」ともいう。

図１に示すように、管継手１は、内周側に流体通路を区画する管状の芯材１０と、封止部材２０と、係止部材３０と、を備える。

芯材１０は、例えば金属又は樹脂から構成されている。芯材１０は、中心軸線Ｏに直交する壁面１３を有する。壁面１３は、管体５を管継手１に差し込んだときに、差込みの深さを制限するものであり、すなわち、管体５が壁面１３よりも軸線方向第１側に差し込まれることを防ぐものである。

管継手１の壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂの外径は、管体５の内周面５ａの内径と略同じである。ここで、壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂの外径と内周面５ａの内径とが略同じとは、管体５を管継手１に差し込んだ状態で流路に流体を供給したときに、流体が流路外に漏れない程度に、管継手１と管体５とが結合可能な状態をいう。

図１に示すように、芯材１０には、壁面１３よりも軸線方向第１側の部分の全体又は一部において、外周面におねじが形成され、これにより配管接続口１０１が構成されている。配管接続口１０１には、例えば、内周面にめねじが形成された管体や蛇口部材等（図示せず）が接続される。

芯材１０には、図１に示すように、第１の溝１４が形成されている。本明細書では、以下、第１の溝１４を、特に「封止部材用溝１４」ともいう。封止部材用溝１４は、芯材１０の壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂに、全周にわたって形成されている。封止部材用溝１４は、封止部材２０を収容する。

封止部材２０は、例えばＯリング等の無端状の弾性部材により構成される。封止部材２０は、芯材１０の壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂに全周にわたって設けられた無端状の封止部材用溝１４内に収容されている。

図１に示すように、管体５が管継手１に差し込まれていない状態において、封止部材２０の外径は、壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂの外径よりも若干大きくなるように形成されている。封止部材２０は、管体５が管継手１に差し込まれると、管体５の内周面５ａに密着するように変形し、これにより、芯材１０の壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂと管体５の内周面５ａとの間を流体密に封止する。これによって、流体漏れが防止される。

芯材１０には、図１に示すように、第２の溝１５が形成されている。本明細書では、以下、第２の溝１５を、特に「係止部材用溝１５」ともいう。係止部材用溝１５は、芯材１０の壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂに、全周にわたって形成されている。本実施形態では、図１に示すように、係止部材用溝１５は、封止部材用溝１４よりも差込方向ＩＤの奥側（軸線方向第１側）に設けられている。

係止部材用溝１５は、軸線方向に沿う底面１５ａと、底面１５ａに交差する２つの側面１５ｂ及び１５ｃとを含んで構成されている。側面１５ｂは、差込方向ＩＤの手前側（軸線方向第２側）の側面であり、側面１５ｃは、差込方向ＩＤの奥側（軸線方向第１側）の側面である。係止部材用溝１５には、環状の係止部材３０が嵌め込まれている。

係止部材３０は、例えば金属により構成される。より具体的には、係止部材３０は、例えば、一枚の金属板に、プレス加工や、スリット形成及び折り曲げ成形等を施すことにより、形成される。

図１に示すように、係止部材３０は、芯材１０の周方向に沿って環状に延在している。係止部材３０が芯材１０に装着される場合、係止部材３０は、少なくとも一部が、芯材１０の壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂに設けられた環状の係止部材用溝１５に収容される。

図１に示す例では、係止部材３０は、芯材係合部３１と、管体係止部３２と、を有して構成されている。芯材係合部３１は、係止部材３０の芯材１０への装着状態において、係止部材用溝１５に収容されている。管体係止部３２は、管継手１に差し込まれた管体５の内周面５ａを係止する。

係止部材３０の芯材係合部３１が係止部材用溝１５に収容されていることにより、係止部材３０の軸線方向の変位は、係止部材用溝１５の軸線方向の幅の範囲に制限される。そのため、係止部材３０の軸線方向の変位が、所定の範囲に抑えられる。

ここで、図２及び図３を参照して、自然状態における係止部材３０の詳細について説明する。図２は、係止部材３０の自然状態における概略を示す外観斜視図である。図２では、中心軸線Ｏが図の上下方向となり、係止部材６０が芯材５０に装着された場合に差込方向ＩＤの手前側（軸線方向第２側）が上側となるように図示されている。図３は、係止部材３０の上面図である。図３の上面図は、係止部材３０が芯材１０に装着された場合に差込方向ＩＤの手前側（軸線方向第２側）となる位置、つまり図２の上側から見た図である。

上述したように、係止部材３０は、芯材係合部３１と、管体係止部３２とにより構成されている。

芯材係合部３１は、環状に形成される。ここで、芯材係合部３１に関し、「環状」とは、連続的に芯材１０の周方向に沿って無端状（Ｏ字状）に延在することをいう。芯材係合部３１は、例えば図３から理解されるように、差込方向ＩＤの手前側から見た場合に、非円形状に構成されている。つまり、芯材係合部３１は、中心軸線Ｏからの距離が一定でない。以下、本明細書において、中心軸線Ｏから、中心軸線Ｏに垂直な面に広がる方向を「径方向」ともいう。

具体的には、本例において、芯材係合部３１は、差込方向ＩＤの手前側から見た場合に、径方向外側に湾曲した外方湾曲部３３を有している。また、芯材係合部３１は、差込方向ＩＤの手前側から見た場合に、径方向内側に湾曲した内方湾曲部３４を有している。図３に示す例では、芯材係合部３１は、外方湾曲部３３と内方湾曲部３４とが、それぞれ８箇所、交互に結合されて形成されている。外方湾曲部３３と内方湾曲部３４とは、滑らかに結合されている。これにより、詳細については後述するように、係合部材３０を芯材１０に取り付ける際に、係合部材３０が、芯材１０の壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂに沿って拡径しやすくなる。図３に示す例では、外方湾曲部３３は、同一の大きさ及び形状である。また、図３に示す例では、内方湾曲部３４は、同一の大きさ及び形状である。従って、芯材係合部３１は、中心軸線Ｏを中心として、回転対称である。

芯材係合部３１は、差込方向ＩＤの手前側から見た最小径（すなわち最小の内径）ｒ_１が、係止部材用溝１５における差込方向ＩＤの手前側の側面１５ｂの最大径（すなわち、側面１５ｂの最大の外径）Ｒ_１よりも小さい。

このように、芯材係合部３１の最小径ｒ_１が、係止部材用溝１５の側面１５ｂの最大径Ｒ_１よりも小さい場合、芯材係合部３１が係止部材用溝１５に収容された状態において、少なくとも芯材係合部３１の最小径ｒ_１を構成する位置（図３に示す例では、内方湾曲部３４の最も中心軸線Ｏに近い位置）が、側面１５ｂの最大径Ｒ_１の位置よりも中心軸線Ｏ側に位置する。そのため、芯材係合部３１を、確実に係止部材用溝１５に係合させることができる。

芯材係合部３１は、差込方向ＩＤの手前側から見た最小径ｒ_１が、係止部材用溝１５の底面１５ａの外径Ｒ_２の径と同じ又は係止部材用溝１５の底面１５ａの径Ｒ_２よりも大きく構成されていてよい。

このように、芯材係合部３１の最小径Ｒ_１が、係止部材用溝１５の底面１５ａの径Ｒ_２と同じ又は係止部材用溝１５の底面１５ａの径Ｒ_２よりも大きい場合、芯材係合部３１が、係止部材用溝１５の底面１５ａを中心軸線Ｏ側に押圧することなく、係止部材用溝１５に係合することができ、ひいては、係止部材３０の耐久性を向上することができる。

芯材係合部３１は、内周面の周長の最小値が、芯材１０における係止部材用溝１５から差込方向ＩＤの手前側の部分における外接円の周長の最大値よりも大きい。ここで、内周面の周長は、芯材係合部３１の内周面を、内周面に沿って周方向に測った、内周面の長さをいう。また、外接円の周長は、芯材１０における係止部材用溝１５よりもの手前側の部分における外周面の外接円を、周方向に沿って測った、外周面（外接円）の長さである。これにより、芯材係合部３１を芯材１０に通して係止部材用溝１５に嵌め込むとき、芯材係合部３１は、芯材１０に通すことが可能な径まで拡径することができる。すなわち、芯材係合部３１（係止部材３０）に外力を加えないときは、芯材係合部３１を芯材１０に通すことはできないが、芯材係合部３１は拡径することが可能であり、芯材係合部３１を拡径することにより芯材１０に通すことができるようになる。本実施形態では、外方湾曲部３３と内方湾曲部３４とが滑らかに結合されることにより、芯材係合部３１が、芯材１０の外周面に沿って拡径しやすくなる。なお、係合部材３０は、拡径されて芯材１０に取り付けられたあと、芯材１０に取り付けられた状態で、自然状態に戻ろうとする。

また、芯材係合部３１の内周面の周長の最小値は、芯材１０の係止部材用溝１５の手前側の外接円の周長の最大値より大きく、且つ、当該外接円の周長の最大値の２．０倍以下であることが好ましい。芯材係合部３１の内周面の周長の最小値は、芯材１０の係止部材用溝１５の手前側の外接円の周長の最大値の１．０２～１．４倍であることがさらに好ましい。芯材係合部３１の内周面の周長の最小値が、芯材１０の係止部材用溝１５の手前側の外接円の周長の最大値より大きいことにより、係合部材３０を芯材１０に取り付けることができ、１．０２倍以上であることにより、係合部材３０を芯材１０に取り付けやすくなる。また、芯材係合部３１の内周面の周長の最小値が、芯材１０の係止部材用溝１５の手前側の外接円の周長の最大値の、２．０倍以下であることにより、係合部材３０が芯材１０に取り付けられた状態から脱落しにくくなり、１．４倍以下であることにより、さらに脱落しにくくなる。

芯材係合部３１は、差込方向ＩＤの手前側から見た最大径（最大の外径）ｒ_２が、管継手１に差し込まれる管体５の内径Ｒ_３よりも小さく構成されていてよい。このように、芯材係合部３１の最大径ｒ_２が、管体５の内径Ｒ_３よりも小さい場合、係止部材３０が嵌め込まれた管継手１に管体５を差し込むときに、芯材係合部３１が管体５に引っ掛かりにくい。そのため、管体５を管継手１に差し込みやすくなる。

管体係止部３２は、芯材係合部３１から差込方向ＩＤの奥側かつ外周側へ向かって延在している。図２に示す例では、管体係止部３２は、芯材係合部３１に結合された、複数の突起により構成されている。図１に示すように、管体係止部３２の先端部（外周側端部）３２ａは、芯材１０の壁面１３よりも軸線方向第２側の外周面１０ｂよりも外周側に突出している。これにより、管体係止部３２の先端部（外周側端部）３２ａは、管体５が管継手１に差し込まれる際に、管体５の内周面５ａを引っ掻くように管体５の内周面５ａに食い込み、係合する。そして、いったん管継手１に差し込まれた管体５が、差込方向ＩＤとは反対方向（軸線方向第２側へ向かう方向）に引っ張られると、管体係止部３２の先端部（外周側端部）３２ａは、管体５の内周面５ａにさらに食い込み、管体５の内周面５ａを係止する。これによって、管体５が差込方向ＩＤとは反対方向へ変位することを防止し、その結果、管体５が管継手１から抜け出ることを防止することができる。

特に、図２に示すように、本実施形態の管体係止部３２において、先端部３２ａは、突起形状の管体係止部３２の先端において、中央が突出するように構成されている。このように、複数の突起により構成された管体係止部３２の先端部３２ａが当該突起の幅方向（周方向）中央において突出した突出部３２ｂとして構成されていることにより、当該突出部３２ｂが管体５の内周面５ａに食い込みやすくなり、管体５が管継手１から抜け出ることを、さらに防止しやすくなる。

なお、管体係止部３２は、芯材係合部３１から外周側へ向かって、係止部材３０の中心軸線Ｏに対して垂直な方向に延在してもよく、その場合でも同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では、係止部材３０が、芯材１０の全周にわたって無端状に延在していることから、芯材係合部３１が係止部材用溝１５に収容されると、係止部材３０は、しっかりと芯材１０に保持されるようになり、係止部材３０の係止部材用溝１５からの位置ずれや過度な変形を効果的に抑制できる。これにより、例えば係止部材３０が有端のＣ字状に延在している場合と比較して、係止部材３０が係止部材用溝１５から外れにくくなる。これにより、管体５が芯材１０の周りに差し込まれる際に、係止部材３０が係止部材用溝１５から脱落しにくくなる。また、管体５の係止部材３０への不均一な食い込みを抑えられるので、係止部材３０が管体５を係止する機能が向上し、管体５の拡径変形を管体５の内周側から抑えやすくなる。

また、図１に示す例では、芯材係合部３１は、管継手１の中心軸線Ｏに沿う断面において、軸線方向に延びている（軸線方向に対して０°の角度で延びている）が、軸線方向に対して傾斜して（軸線方向に対して一定の角度を有して）延びていてもよい。

図２及び図３に示された係止部材３０では、管体係止部３２を構成する各突起の幅方向（周方向）中央に先端部３２ａとしての突出部３２ｂが形成されているが、係止部材３０は、必ずしもこの形態に限られない。例えば、図４に示すように、係止部材３０において、突出部３２ｂは、各突起の幅方向（周方向）端部に形成されていてもよい。突出部３２ｂを各突起の中央に形成する場合、係止部材３０の製作過程において、各突起について、中央の突出部３２ｂの左右２箇所を切り取る必要がある。これに対し、突出部３２ｂを各突起のいずれかの端部に形成する場合、係止部材３０の製作過程において、各突起について、当該端部とは反対側の端部１箇所を切り取ればよい。そのため、より製作工程を簡単にすることができる。

上記実施形態において、芯材係合部３１の形状について、差込方向ＩＤの手前側から見た場合に、外方湾曲部３３及び内方湾曲部３４を有すると説明した。しかしながら、芯材係合部３１の形状は、これに限られない。例えば、芯材係合部３１は、外方湾曲部３３及び内方湾曲部３４のいずれか一方のみを有していてもよい。

また、例えば、芯材係合部３１は、差込方向ＩＤの手前側から見た場合、多角形状に形成されていてもよい。この場合も、上記実施形態で説明した場合と同様に、係止部材用溝１５への嵌込みに際して芯材係合部３１が拡径しやすいため、芯材１０への取付けが容易である。

また、例えば、芯材係合部３１は、差込方向ＩＤの手前側から見た場合に、中心軸線Ｏから径方向に延びる、径方向仮想線Ｄと複数回交差するように構成されていてもよい。例えば、図５に概略的に示す、差込方向ＩＤの手前側から見た芯材係合部３１は、中心軸線Ｏから径方向に延びる径方向仮想線と、点Ａ、点Ｂ及び点Ｃという３点において交差する。このような構成においても、芯材１０への取付けが容易になる。

本開示を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１：管継手、 ５：管体、 ５ａ：内周面、 １０：芯材、 １０ｂ：外周面、 １３：壁面、 １４：封止部材用溝、 １５：係止部材用溝、 １５ａ：底面、 １５ｂ，１５ｃ：側面、 ２０：封止部材、 ３０：係止部材、 ３１：芯材係合部、 ３２：管体係止部、３２ａ：先端部、 ３２ｂ：突出部、３３：外方湾曲部、 ３４：内方湾曲部、 １０１，１０２：配管接続口、 ＩＤ：差込方向

Claims (7)

1. 外周側において管体が所定の差込方向に差し込まれるように構成された、芯材と、
   前記芯材に装着された係止部材と、
   を備え、
   前記係止部材は、前記芯材の外周面に形成された係止部材用溝に収容された芯材係合部と、前記芯材に差し込まれる前記管体の内周面を係止する管体係止部と、を有し、
   前記芯材係合部は、前記係止部材の自然状態において、
   前記管体の差込方向の手前側から見た最小径が、前記係止部材用溝を構成する側面のうち前記手前側の側面の最大径よりも小さく、
   内周面の周長の最小値が、前記芯材における前記係止部材用溝より前記手前側の外接円の周長の最大値よりも大きく、
   前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に径方向外側に湾曲した、外方湾曲部と、前記手前側から見た場合に径方向内側に湾曲した、内方湾曲部とを有し、
   前記管体係止部は、前記芯材の周方向で間欠的に形成されている、前記芯材係合部から突出する複数の突起を備え、
   前記突起の先端部が、前記外方湾曲部に対応する位置に形成されている、
   管継手。
2. 前記先端部は突出部を備え、前記突出部は前記先端部の中央に形成されている、請求項１に記載の管継手。
3. 前記先端部は突出部を備え、前記突出部は前記先端部のいずれかの端部に形成されている、請求項１に記載の管継手。
4. 前記外方湾曲部と前記内方湾曲部とは、滑らかに結合されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の管継手。
5. 前記芯材係合部は、前記手前側から見た最大径が、前記管体の内径よりも小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載の管継手。
6. 前記芯材係合部は、前記手前側から見た最小径が、前記係止部材用溝の底面の径と同じ又は前記係止部材用溝の底面の径よりも大きい、請求項１から５のいずれか一項に記載の管継手。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の管継手に用いられる、係止部材。

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