TWI624612B

TWI624612B - 管接頭

Info

Publication number: TWI624612B
Application number: TW103135935A
Authority: TW
Inventors: 石井完
Original assignee: 普利司通股份有限公司
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2018-05-21
Also published as: JP5818855B2; CN105637274B; TW201537078A; JP2015078749A; CN105637274A; WO2015056764A1

Abstract

提供一種管接頭，可抑制於芯材所形成之外凸緣的角落部所發生之應力集中，並可確保外凸緣之軸向強度。

藉由在由樹脂製芯材(14)之外周面與外凸緣(50)所成之角落部形成凹圓弧形狀之第1傾斜面(52)，可抑制和軸向為交叉方向之外力作用之際，於角落部所發生之應力集中。於金屬製六角蓋螺帽54之內凸緣(60)設置和第1傾斜面(52)做抵接之第2傾斜面(64)，於緊固六角蓋螺帽(54)之際，使得內凸緣(60)之第2側壁面(61)接觸於外凸緣(50)之第1側壁面(51)，並使得第2傾斜面(64)接觸於芯材(14)之第1傾斜面(52)。可增大內凸緣(60)與外凸緣(50)之接觸面積，可確保外凸緣(50)之軸向強度。

Description

管接頭

本發明係關於一種管接頭。

將管連接於機器之螺紋接管(nipple)等之際使用管接頭。此管接頭有管套接(union)接頭(例如參見專利文獻1)。管套接接頭之構成包括：筒狀芯材，係和螺紋接管連接；以及六角蓋螺帽，係將芯材固定於螺紋接管。

管套接接頭藉由將管套接螺帽栓入螺紋接管之公螺紋，則六角蓋螺帽之內凸緣會將芯材之外凸緣往螺紋接管側抵壓，外凸緣在內凸緣與螺紋接管之間被夾持固定。

於外凸緣之內凸緣側設有相對於軸向呈正交之側壁面，於內凸緣之外凸緣側設有和外凸緣側壁面相對向之側壁面，栓入六角蓋螺帽之際，外凸緣之側壁面承受來自內凸緣之側壁面的抵壓力。

先前技術文獻

專利文獻

專利文獻1 日本特開2005-114001號公報

另一方面，管套接接頭由於外凸緣被夾持固定於六角蓋螺帽之內凸緣與螺紋接管，一旦和軸向成為交叉之方向的外力作用於芯材，則應力會集中於外凸緣之角落部。當芯材為合成樹脂之情況，若考慮耐久性則儘可能抑制應力集中為佳。

為了抑制此應力集中，一般想法是於外凸緣之角落部形成圓弧面。但是，若考慮應力集中而加大圓弧面，則承受來自內凸緣抵壓力之外凸緣側壁面有變小之傾向，由於內凸緣與外凸緣之接觸面積變小，抵壓力集中於外凸緣之一部分，故外凸緣之軸向強度會降低。

雖亦考慮使得外凸緣以及六角蓋螺帽大型化以確保內凸緣與外凸緣之接觸面積，但接頭之尺寸大型化、成本也上升。此外，若欲減少芯材直徑以確保內凸緣與外凸緣之接觸面積，則芯材之內徑會縮小，導致流量降低。

本發明考慮上述事實，其目的在於提供一種管接頭，即便形成傾斜面來抑制應力集中於在芯材所形成之外凸緣角落部的情況，也可確保外凸緣之軸向強度。

第1態樣之管接頭，具有：合成樹脂製芯材，形成為圓筒狀，於長邊方向一端部連接管體；環狀外凸緣，係形成於該芯材之另一端部，朝徑向外側延伸；抵接面，係形成於該外凸緣處，包含有第1傾斜面，該第1傾斜面係設置於該芯材與該外凸緣之角落部，當以沿著軸向之截面來觀看時，相對於該芯材之外周面呈傾斜；以及六角蓋螺帽，具備有：筒部，形成有母螺紋部；內凸緣，從該筒部之端部往徑向內側張設，具有插通該芯材之孔；以及，和該抵接面做抵接之被抵接面，包含有形成於該內凸緣之角落部而和該第1傾斜面做抵接之第2傾斜面。

第1態樣之管接頭，例如在螺紋接管與形成於芯材之外凸緣之間配置環狀密封構件而將六角蓋螺帽之母螺紋部螺固於螺紋接管之公螺紋部做緊固，並將管體連接於芯材處所設之連接部，則可將管體與螺紋接管作相互連接。

此外，由於在接頭本體之外凸緣處形成抵接面(包含於外凸緣之角落部所設之第1傾斜面)，並於六角蓋螺帽之內凸緣設置抵接於外凸緣之抵接面的被抵接面(包含和外凸緣之第1傾斜面做抵接之第2傾斜面)，而可加大緊固六角蓋螺帽之際的內凸緣與外凸緣所接觸之接觸面積。因此，可抑制於外凸緣之角落部所發生之應力集中，確保和芯材之軸向為正交方向之強度，且可確保外凸緣之軸向強度。

此外，此處所說的傾斜面不光是以一定角度傾斜之直線狀傾斜面，也包含傾斜角度逐漸變化之彎曲的傾斜面。

第2態樣，係於第1態樣之管接頭中，該第1傾斜面之徑向尺寸h相對於沿著從該芯材之外周面至該外凸緣之外周面的徑向之該外凸緣之徑向尺寸H係設定為40%以上。

第2態樣之管接頭，由於第1傾斜面之徑向尺寸h相對於沿著從芯材外周面至外凸緣外周面之徑向的外凸緣之徑向尺寸H設定為40%以上，可有效地抑制和軸向成為交叉方向之外力作用於芯材之際的應力集中。

第3態樣，係於第1態樣或是第2態樣之管接頭中，該第1傾斜面為曲率半徑r1之凹圓弧面，該第2傾斜面為曲率半徑r2之凸圓弧面，且設定為r1=r2

第3態樣之管接頭，由於第1傾斜面為曲率半徑r1之凹圓弧面，第2傾斜面為曲率半徑r2之凸圓弧面，並設定為r1=r2，故成為凹圓弧面之第1傾斜面與成為凸圓弧面之第2傾斜面可全面且確實地進行抵接。

第4態樣，係於第1態樣之管接頭中，該抵接面具備有相對於該芯材之外周面為正交之第1側壁面，該被抵接面具備有和該第1側壁面做抵接之第2側壁面。

第4態樣之管接頭，抵接面具備有相對於芯材之外周面呈正交之第1側壁面、以及成為凹圓弧面之第1傾斜面，而被抵接面具備有和第1側壁面做抵接之第2側壁面、以及和第1傾斜面做抵接之第2傾斜面。

因此，可使得第1傾斜面與第2傾斜面做抵接，並使得第1側壁面與第2側壁面做抵接。

依據以上說明之本發明之管接頭，即便形成傾斜面來抑制應力集中於在芯材所形成之外凸緣角落部的情況，也可確保外凸緣之軸向強度。

10‧‧‧管接頭

12‧‧‧接頭本體

14‧‧‧芯材

16‧‧‧襯套(連接部)

18‧‧‧中間環(連接部)

22‧‧‧O型環(連接部)

24‧‧‧鎖環(連接部)

26‧‧‧核心部(連接部)

50‧‧‧外凸緣

51‧‧‧第1側壁面(抵接面)

52‧‧‧第1傾斜面(抵接面)

54‧‧‧六角蓋螺帽

56‧‧‧第1孔

58‧‧‧第2孔

60‧‧‧內凸緣

61‧‧‧第2側壁面(被抵接面)

62‧‧‧母螺紋

64‧‧‧第2傾斜面(被抵接面)

圖1係沿著顯示本發明之一實施形態管接頭之軸線的截面圖。

圖2A係沿著顯示六角蓋螺帽之內凸緣與芯材之外凸緣相接觸狀態之軸線的放大截面圖。

圖2B係沿著顯示六角蓋螺帽之內凸緣與芯材之外凸緣成為離間狀態之軸線的放大截面圖。

圖3係沿著顯示樹脂管與螺紋接管連接於本發明之一實施形態接頭之狀態的軸線之截面圖。

圖4係沿著顯示第2實施形態管接頭之抵接面與被抵接面之軸線的截面圖。

圖5係沿著顯示第3實施形態管接頭之抵接面與被抵接面之軸線的截面圖。

〔第1實施形態〕

參酌圖式說明本發明之第1實施形態之管接頭10。

如圖1所示般，本實施形態之管接頭10構成上包含接頭本體12與六角蓋螺帽54。

(接頭本體)

接頭本體12具備有芯材14、襯套16、中間環18、卡合解除構件20、作為止水構件之O型環22、以及鎖環24，此等構件彼此以中心軸一致的方式來配置著。此外，本實施形態中芯材14、襯套16、中間環18、以及卡合解除構件20為合成樹脂之成形品。

芯材14在箭頭L方向側成為可***連接對象之樹脂管P的核心部26。於此核心部26之外周面形成有一對的嵌插槽28，O型環22分別嵌入此等嵌插槽28中。一旦核心部26***於樹脂管P，則此O型環22會密合於樹脂管P之內周面，將樹脂管P與芯材14之間加以密封。

芯材14之箭頭R方向側成為相對於核心部26以更大徑形成之大徑部30，大徑部30在和核心部26之交界附近形成有槽32。

中間環18配置於芯材14之箭頭L方向側外周面之外側。

中間環18之箭頭R方向側之端部係進入芯材14之槽32而受嵌合，藉此，中間環18固定於芯材14處。

由中間環18之內周面、核心部26之外周面、以及大徑部30之端部所包圍之中空圓筒***部34被設定為樹脂管P之端部分能以一定尺寸***的大小。

於中間環18之箭頭R方向側外周面形成有成為凹凸狀之襯套卡合部36。

襯套16為略筒狀，配置於中間環18之箭頭L方向側外周面的外側。

於襯套16之內周面形成有可在箭頭L方向側和襯套卡合部36相嵌合之凹凸狀被卡合部38。襯套卡合部36被嵌合於此被卡合部38使得中間環18相對於襯套16受到固定。

相對於襯套16之被卡合部38在箭頭L方向側依序形成有：內徑愈往箭頭L方向愈為縮小之傾斜部40、一定內徑之第1一定徑部42、以及內徑相較於第1一定徑部42為小徑之第2一定徑部44。

鎖環24位於襯套16之傾斜部40內周側，且配置於中間環18與後述卡合解除構件20之間。此鎖環24於圓周方向上保持間隔具備有複數往內周側突出之可彈性變形之爪部24A，通過此爪部24A之前端部的假想圓徑設定為較樹脂管P之外徑若干小徑。

卡合解除構件20之內徑相對於樹脂管P之外徑成為若干大徑之略筒狀，於襯套16之內周側配置為可沿著中心軸K1進行移動。此卡合解除構件20具備有：抵壓傾斜部46，用以將爪部24A往箭頭R方向側加以抵壓；以及，於抵壓傾斜部46之箭頭L方向側之一定外徑部分48。

卡合解除構件20之一定外徑部分48相對於襯套16之第1一定徑部42以小徑形成、且相對於第2一定徑部44以大徑形成，防止卡合解除構件20從襯套16脫落。

如圖1以及圖2所示般，於芯材14之大徑部30之箭頭R方向端部形成有朝徑向外側延伸之環狀外凸緣50。

如圖2B所示般，由大徑部30之外周面與外凸緣50之第1側壁面51所成角落部(外凸緣50之基部)形成有第1傾斜面52。

本實施形態之第1側壁面51當以沿著芯材14軸向之截面來觀看時，相對於芯材14之軸線成為正交。第1傾斜面52當以沿著芯材14軸向之截面來觀看時，為於大徑部30之徑向外側具有曲率中心之半徑r1之凹圓弧形狀，對於大徑部30之外周面以及第1側壁面51平順地連接著。

此外，本實施形態之第1側壁面51與第1傾斜面52相當於本發明之抵接面。

(六角蓋螺帽)

如圖1以及圖2所示般，六角蓋螺帽54由六角柱狀之金屬構件所形成。於軸心從箭頭R方向側之端部往箭頭L方向側形成第1孔56，而於第1孔56之箭頭L方向側則形成有相對於第1孔56為小徑之第2孔58。第1孔56從箭頭R方向側端部朝向孔底形成有母螺紋62。

第1孔56之內徑設定為可***芯材14之外凸緣50的尺寸。另一方面，第2孔58之內徑設定為較芯材14之外凸緣50之外徑來得小、且較芯材14之大徑部30之外徑大若干尺寸。藉此，六角蓋螺帽54相對於芯材14可相對旋轉自如、且於軸向上移動自如。

六角蓋螺帽54之箭頭L方向側的端部與第1孔56之底部之間成為從第1孔56之內面往徑向內側延伸之環狀內凸緣60。

內凸緣60之第1孔56側(箭頭R方向側)之第2側壁面61當以沿著六角蓋螺帽54軸向之截面來觀看時，係相對於六角蓋螺帽54之軸線為正交，且和外凸緣50之第1側壁面51對向而可和第1側壁面51做抵接。

此外，於內凸緣60之第1孔56側(箭頭R方向側)的內角落部形成有和於接頭本體12之芯材14處所形成之第1傾斜面52相對向之第2傾斜面64。此第2傾斜面64當以沿著軸向之截面來觀看時，為於內凸緣60之徑向內側具有曲率中心之半徑r2之凸圓弧形狀。本實施形態中，第1傾斜面52之半徑r1與第2傾斜面64之半徑r2設定為同一尺寸。

此外，本實施形態之第2側壁面61與第2傾斜面64相當於本發明之被抵接面。

藉此，可使得內凸緣60之第2側壁面61與外凸緣50之第1側壁面5做抵接，並可使得內凸緣60之第2傾斜面64與外凸緣50之第1傾斜面52做抵接。

(作用、效果)

其次，說明本實施形態之管接頭10之使用方法。

首先，說明管接頭10與一連接對象之螺紋接管66的連接順序。

如圖1所示般，於管接頭10之芯材14之外凸緣50與螺紋接管66之間配置環狀密封件68，將六角蓋螺帽54之母螺紋62螺固於螺紋接管66之公螺紋70以緊固六角蓋螺帽54。

藉由緊固六角蓋螺帽54，管接頭10連接於螺紋接管66，如圖2所示般，外凸緣50與密封件68被夾持在內凸緣60與螺紋接管66之間。

藉此，內凸緣60之第2側壁面61抵接於外凸緣50之第1側壁面51，且內凸緣60之第2傾斜面64抵接於外凸緣50之第1傾斜面52。

本實施形態之管接頭10，由於在以大徑部30之外周面與外凸緣50之第1側壁面51所形成之角落部形成有圓弧狀第1傾斜面52，而可抑制和軸向成為交叉之方向的力作用於芯材14之際，於上述角落部所發生之應力集中。

所謂和軸向成為交叉之方向的力，意指例如碰觸到進行鄰接其他管接頭10之六角蓋螺帽54緊固作業之扳手的情況等外力，也可為樹脂管P被拉伸之際所作用之外力等其他外力。

此外，為了有效抑制上述應力集中，如圖2B所示般，當沿著從大徑部30之外周面至外凸緣50之外周面的徑向所測量之外凸緣50之高度尺寸為H、同樣沿著徑向所測量之第1傾斜面52之徑向尺寸為h之時，h為H之40%以上為佳。

此外，本實施形態之管接頭10，由於使得內凸緣60之第2傾斜面64抵接於外凸緣50之第1傾斜面52，並使得內凸緣60之第2側壁面61抵接於外凸緣50之第1側壁面51，而可加大外凸緣50與內凸緣60之接觸面積。

因此，雖於外凸緣50之角落部形成有第1傾斜面52，然於緊固六角蓋螺帽54之際，由於能以外凸緣50之內凸緣側之側部全體來承受內凸緣60之抵壓力，抵壓力不會集中於外凸緣50之一部分，而可確保外凸緣之軸向強度。

本實施形態之管接頭10，由於第1傾斜面52以及第2傾斜面64為單純的圓弧狀，故易於形成第1傾斜面52以及第2傾斜面64，且第1傾斜面52以及第2傾斜面64之尺寸安定性也良好，可確實抵接第1傾斜面52與第2傾斜面64。

最後，說明管接頭10與另一連接對象之樹脂管P的連接順序。

樹脂管P***至接頭本體12之***部34，讓樹脂管P之端部碰觸到大徑部30之端部。藉由將樹脂管P***至***部34，則鎖環24之爪部24A被樹脂管P所壓張，爪部24A之前端部勾跨於樹脂管P之外周面，阻止樹脂管P受到脫拔，使得樹脂管P確實連接於管接頭10。此外，若樹脂管P連接於接頭本體12，由於芯材14之O型環22密合於樹脂管P內周面，而可確保樹脂管P與芯材14之間的密封性。

〔第2實施形態〕

其次，依據圖4說明本發明之第2實施形態之管接頭10。此外，和第1實施形態為同一構成者係賦予同一符號，而省略其說明。

第1實施形態中，第1傾斜面52為於大徑部30之徑向外側具有曲率中心之半徑r1之凹圓弧形狀，但本發明不限於此，亦可相對於圖4所示大徑部30之外周面以及第1側壁面51以一定角度傾斜之直線狀傾斜面。於此情況，六角蓋螺帽54之第2傾斜面64成為抵接於第1傾斜面52之形狀。

〔第3實施形態〕

其次，依據圖5說明本發明之第3實施形態之管接頭10。此外，和第1實施形態為同一構成者係賦予同一符號，而省略其說明。

如圖5所示般，第1傾斜面52亦可構成為包含圓弧面52A以及以一定角度傾斜之直線狀傾斜面52B。於此情況，六角蓋螺帽54之第2傾斜面64係成為和包含圓弧面52A以及傾斜面52B之第1傾斜面52相抵接之形狀。

此外，雖未圖示，但第1傾斜面52亦可為將曲率半徑不同之複數凹圓弧形狀加以相連之曲線形狀，亦可為將傾斜角度不同之複數直線狀傾斜面(個別為一定角度)加以相連者。

(其他實施形態)

以上，舉出實施形態說明本發明之實施形態，但此等實施形態僅為一例，可在不致脫離本發明要旨的範圍內做各種變更實施。此外，本發明之權利範圍當然不限定於此等實施形態。

上述實施形態，雖於芯材14之外凸緣50之內凸緣側形成了第1側壁面51與第1傾斜面52，但本發明不限於此，於外凸緣50之內凸緣側可不具和軸向正交之第1側壁面51，而是內凸緣側全部成為第1傾斜面52。於此情況，六角蓋螺帽54之內凸緣60係使得外凸緣側全部成為第2傾斜面64。

上述實施形態中，雖使得第1傾斜面52之半徑r1與第2傾斜面64之半徑r2成為一致，但只要緊固六角蓋螺帽54之際第1傾斜面52與第2傾斜面64可接觸即可，即便因製造上之誤差等使得半徑r1與半徑r2非完全一致也無妨。

Claims

一種管接頭，具有：合成樹脂製芯材，形成為圓筒狀，於長邊方向一端部連接管體；環狀外凸緣，係形成於該芯材之另一端部，朝徑向外側延伸；抵接面，係形成於該外凸緣處，包含有第1傾斜面，該第1傾斜面係設置於該芯材與該外凸緣之角落部，當以沿著軸向之截面來觀看時，相對於該芯材之外周面呈傾斜；以及六角蓋螺帽，具備有：筒部，形成有母螺紋部；內凸緣，從該筒部之端部往徑向內側張設，具有插通該芯材之孔；以及，和該抵接面做抵接之被抵接面，包含有形成於該內凸緣之角落部而和該第1傾斜面做抵接之第2傾斜面；該第1傾斜面為曲率半徑r1之凹圓弧面，該第2傾斜面為曲率半徑r2之凸圓弧面，且設定為r1=r2。
如申請專利範圍第1項之管接頭，其中該第1傾斜面之徑向尺寸h相對於沿著從該芯材之外周面至該外凸緣之外周面的徑向之該外凸緣之徑向尺寸H係設定為40%以上。
如申請專利範圍第1項之管接頭，其中該抵接面具備有相對於該芯材之外周面為正交之第1側壁面，該被抵接面具備有和該第1側壁面做抵接之第2側壁面。