(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記薄肉管の一端部を段付き状に拡径してなり前記フランジに嵌合固定された薄肉管大径部を設けて、その薄肉管大径部の端部の段差部を前記フランジの前記ノズル側の端面に当接させたことを特徴とする請求項2に記載のパイプ取付構造。
前記薄肉管のうち前記メイン圧縮変形部を間に挟んだ二位置の全周に、前記薄肉管の内面側では断面円弧状の溝形状をなす一方、前記薄肉管の外面側では断面円弧状の突条形状をなした1対のサブ圧縮変形部を備えたことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1の請求項に記載のパイプ取付構造。
前記ノズルには、圧縮加圧されて塑性変形した前記メイン圧縮変形部と前記パイプを挟んで対向する領域を含む溝幅の係止溝が形成されたことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1の請求項に記載のパイプ取付構造。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、上述した従来のパイプ取付構造では、薄肉管の周方向の複数箇所を部分的にかしめているだけであり、より強固にパイプを抜け止めすることが可能なパイプ取付構造の開発が望まれていた。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、従来よりも強固にパイプを抜け止めすることが可能なパイプ取付構造及びパイプ継手の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係るパイプ取付構造は、パイプの先端部をノズルの外側に嵌合した状態に固定するパイプ取付構造において、パイプの先端部の外側に嵌合される薄肉管を設けて、その薄肉管の軸方向の中間位置の全周に、薄肉管の外面側では溝形状をなす一方、薄肉管の内面側では突条形状をなしたメイン圧縮変形部を形成し、メイン圧縮変形部の溝形状を、その溝底面から溝開口に向かうに従って徐々に溝幅が広がりかつ、溝開口の両側の各開口縁から溝底面までの間がそれぞれS字状に湾曲した形状とし、メイン圧縮変形部を薄肉管の軸方向で圧縮加圧して塑性変形させることでメイン圧縮変形部の内径を縮小させてパイプをノズルへと締め付け可能としたところに特徴を有する。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1に記載のパイプ取付構造において、ノズルの基端部に形成されて、薄肉管の一端部を当接させて位置決め可能な薄肉管当接部と、ノズルの基端部から側方に張り出したフランジとを備えたところに特徴を有する。
【0008】
請求項3の発明は、請求項2に記載のパイプ取付構造において、薄肉管の一端部を段付き状に拡径してなりフランジに嵌合固定された薄肉管大径部を設けて、その薄肉管大径部の端部の段差部をフランジのノズル側の端面に当接させたところに特徴を有する。
【0009】
請求項4の発明は、請求項3に記載のパイプ取付構造において、薄肉管の内側で薄肉管当接部にパイプの先端を当接可能としたところに特徴を有する。
【0010】
請求項5の発明は、請求項1乃至4の何れか1の請求項に記載のパイプ取付構造において、薄肉管のうちメイン圧縮変形部よりノズルの基端側に覗き孔を貫通形成したところに特徴を有する。
【0011】
請求項6の発明は、請求項1乃至5の何れか1の請求項に記載のパイプ取付構造において、薄肉管のうちメイン圧縮変形部を間に挟んだ二位置の全周に、薄肉管の内面側では断面円弧状の溝形状をなす一方、薄肉管の外面側では断面円弧状の突条形状をなした1対のサブ圧縮変形部を備えたところに特徴を有する。
【0012】
請求項7の発明は、請求項1乃至6の何れか1の請求項に記載のパイプ取付構造において、ノズルには、圧縮加圧されて塑性変形したメイン圧縮変形部とパイプを挟んで対向する領域を含む溝幅の係止溝が形成されたところに特徴を有する。
【0013】
請求項8の発明は、請求項7に記載のパイプ取付構造において、係止溝の溝底面から突出した溝内係止突条が形成されたところに特徴を有する。
【0014】
請求項9の発明に係るパイプ継手は、請求項1乃至8の何れか1の請求項に記載のパイプ取付構造によってパイプを嵌合した状態に固定可能なノズルを一端部に備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【0015】
[請求項1及び9の発明]
請求項1及び9の発明によれば、パイプの先端部をノズルの外側に嵌合させかつパイプの先端部の外側に薄肉管を嵌合させた状態で、薄肉管を軸方向に圧縮加圧して塑性変形させると、薄肉管のメイン圧縮変形部が軸方向の両側から押されて径方向内側に膨出するように変形し内径が縮小する。このように塑性変形したパイプ圧縮変形部によってパイプの全周をノズルへと締め付けることができるから、従来よりも強固にパイプの抜け止めを行うことができる。また、メイン圧縮変形部の溝形状をその溝底面から溝開口に向かうに従って徐々に溝幅が広がりかつ、溝開口の両側の各開口縁から溝底面までの間がそれぞれS字状に湾曲した形状としたから、塑性変形したメイン圧縮変形部は「略Ω状」の湾曲形状となり、パイプから径方向外側へ向かう反力を受けても、塑性変形する前の形状に復元することはない。従って、長期に亘ってパイプを強固に抜け止めすることができる。
【0016】
[請求項2の発明]
請求項2の発明によれば、フランジと薄肉管の他端部とにそれぞれ圧縮加圧するための工具を当接させて、それら当接部分を接近させるようにして薄肉管を圧縮加圧することができる。
【0017】
[請求項3の発明]
請求項3の発明によれば、ノズルと薄肉管とが一体化されるので取り扱いや作業性が向上する。
【0018】
[請求項4の発明]
請求項4の発明によれば、薄肉管の内側で薄肉管当接部にパイプの先端を当接可能としたことで、パイプとノズルとの嵌合代のばらつきを抑えることができかつ、必要以上の嵌合代となることを防止することができる。
【0019】
[請求項5の発明]
請求項5の発明によれば、パイプがメイン圧縮変形部を越えて十分に挿入されているか否かを、薄肉管の圧縮加圧を行う前に目視確認することができる。
【0020】
[請求項6の発明]
請求項6の発明によれば、薄肉管の二位置をバルジ加工によって内面側から加圧して1対のサブ圧縮変形部を成形することができる。そして、1対のサブ圧縮変形部を成形することで、それら1対のサブ圧縮変形部の間にメイン圧縮変形部が形成される。ここで、薄肉管は、外面側から加圧するより内面側から加圧して成形する方が容易であるので、本発明によれば、メイン圧縮変形部を容易に形成することができる。
【0021】
[請求項7の発明]
請求項7の発明によれば、パイプのうち、塑性変形したメイン圧縮変形部によってノズルへと締め付けられた部分が、ノズルの係止溝に押し込まれるので、より強固にパイプの抜け止めを行うことができる。
【0022】
[請求項8の発明]
請求項8の発明によれば、パイプのうち、塑性変形したメイン圧縮変形部によってノズルへと締め付けられた部分が、ノズルの係止溝に押し込まれると共に、その押し込まれた部分の内周面に溝内係止突条が食い込むので、さらに強固にパイプの抜け止めを行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を、
図1〜
図4に基づいて説明する。
図1には、本発明に係るパイプ継手10の半断面図が示されている。同図に示すように、パイプ継手10は、継手本体11と薄肉管20とから構成されている。なお、継手本体11は、例えば、真鍮製であり、薄肉管20は、例えば、厚さ0.3mm程度の薄肉のステンレス製である。なお、薄肉管20の肉厚や材質はこれに限定するものではなく、後述するように軸方向への圧縮加圧によって塑性変形可能であればよい。
【0025】
継手本体11は、軸方向の中間部に本発明に係るフランジ12を備えている。フランジ12の外周面は扁平な紡錘形(軸方向の両端部から中央部に向かって徐々に大径化した)の湾曲面で構成されている。
【0026】
継手本体11のうち、フランジ12より先端側にはノズル13が設けられ、ノズル13とは反対側(継手本体11の基端側)にテーパー螺子部16が設けられている。
【0027】
ノズル13は、フランジ12よりも小径な直管構造をなしている。ノズル13の先端部13Aの内周縁はテーパー面となっており、外周縁はR面取りされている。ノズル13のうち、先端寄りの外周面には全周に亘って係止溝14が形成されている。係止溝14は、深さに対して溝幅が広くなった浅溝であり、その溝幅方向の中間部には、係止溝14の溝底面から突出した溝内係止突条15が形成されてる。溝内係止突条15は、係止溝14の全周に亘って形成されており、外面が丸みを帯びた形状(断面半円形)をなしている。なお、溝内係止突条15の高さは、係止溝14の深さと同一となっている。
【0028】
薄肉管20は、基端部から先端部に向かって順に、薄肉管大径部21、中間筒部22、蛇腹状筒部23を備えている。このうち、薄肉管大径部21と蛇腹状筒部23は、加工用素管を例えば、バルジ加工することで成形されている。なお、バルジ加工以外の加工方法で成形してもよい。
【0029】
薄肉管大径部21は、中間筒部22に対して段付き状に拡径しており、フランジ12の外側に嵌合固定されている。詳細には、フランジ12の外周面に嵌合した嵌合筒部21Aと、フランジ12のノズル13側の端面12B(本発明の「薄肉管当接部」に相当する)に当接した鍔状の段差部21Bとから構成されている。嵌合筒部21Aは、フランジ12の外周面の形状に対応して軸方向に対して径方向の寸法が大きい扁平な紡錘形をなしており、段差部21Bは、嵌合筒部21Aの先端部から径方向内側に張り出している。そして、薄肉管大径部21とフランジ12との嵌合により、継手本体11と薄肉管20とが一体に固定されている。
【0030】
ここで、別部品である薄肉管20と継手本体11とを一体に固定する際には、薄肉管20の基端側から継手本体11のノズル13を挿入する。このとき、薄肉管大径部21をフランジ12の外周面に誘導するために、フランジ12のノズル13側の外縁部にはテーパー面12A(
図4参照)が形成されている。薄肉管20の内側に継手本体11のノズル13を挿入する過程で、薄肉管大径部21の基端部がテーパー面12Aに突き当たり、そのテーパー面12Aの案内によって薄肉管大径部21をスムーズに拡開変形させることができる。これにより、継手本体11と薄肉管20との固定化作業を容易に行うことができる。
【0031】
中間筒部22は、薄肉管大径部21の段差部21Bの内縁部から薄肉管20の先端側に延びており、薄肉管大径部21より小径かつ均一径の直管となっている。中間筒部22は、ノズル13のうち、係止溝14より基端側部分を包囲している。また、中間筒部22には、複数の覗き孔22Aが貫通形成されている。各覗き孔22Aは何れも円形をなしており、中間筒部22の周方向の複数箇所(例えば、4箇所)に均等配置されている。覗き孔22Aは、ノズル13と薄肉管20との間に形成された円筒状のパイプ挿入領域29(
図2参照)の奥部を側方に開放している。なお、覗き孔22Aは1つでもよい。
【0032】
蛇腹状筒部23は、中間筒部22よりも径方向の外側に膨出した1対の山部24,24(本発明の「サブ圧縮変形部」に相当する)と、それら1対の山部24,24の間に形成された1つの谷部25(本発明の「メイン圧縮変形部」に相当する)とから構成されている。具体的には、加工用素管をバルジ加工によって内側から加圧することで1対の山部24,24が成形され、それらの間で相対的に凹となった部分が谷部25となっている。
図1に示すように、1対の山部24,24及び谷部25は、何れも薄肉管20を周方向に1周したループ状になっている。
【0033】
図4(A)に示すように、山部24,24は、薄肉管20の内面側では断面円弧状の溝形状をなす一方、薄肉管20の外面側では断面円弧状の突条形状をなしている。また、1対の山部24,24の円弧の曲率は略同一となっている。
【0034】
一方、谷部25は、薄肉管20の外面側では溝形状をなす一方、薄肉管20の内面側では突条形状をなしている。また、谷部25の溝形状における溝底面25Bは、薄肉管20の中心軸と平行に延びた直線状をなしている。谷部25は、溝底面25Bから溝開口に向かうに従って徐々に溝幅が広がりかつ、溝開口の両側の各開口縁から溝底面25Bまでの間がそれぞれS字状に湾曲した形状となっている。
【0035】
換言すれば、谷部25の溝底面25Bとその両側の山部24,24の頂部とを連絡した1対の傾斜面27,27が、谷部25の溝底面25Bから離れるに従って互いに遠ざかるように傾斜すると共に、溝底面25B近傍で内側に膨らむように湾曲しかつ、山部24,24の頂部近傍では外側に膨らむように湾曲している。そして、
図4(A)に示すように、谷部25の内面も、谷部25の外面(溝底面25B及び傾斜面27,27)と同様な形状となっている。なお、
図4(A)に示すように、本実施形態では、山部24,24と谷部25との落差L1に対して、山部24,24の間隔L2の方が大きくなっている。
【0036】
ここで、本実施形態では、谷部25の内径が中間筒部22の内径と略同一となっており、谷部25がパイプ挿入領域29を狭めることがないように構成されている。また、ノズル13の溝内係止突条15もパイプ挿入領域29を狭めることがないように構成されているので、パイプ挿入領域29へのパイプ90の挿入をスムーズに行うことができる(
図4A)参照)。
【0037】
蛇腹状筒部23の谷部25とその先に連続した一方の山部24は、ノズル13の先端部から突出している。このような構成とした理由は、後述するように、蛇腹状筒部23を軸方向に圧縮加圧して塑性変形させた場合に、塑性変形した谷部25とノズル13の係止溝14とを、パイプ90を挟んで対向させる(
図4(B)参照)ためである。
【0038】
本実施形態のパイプ継手10の構成は以上であって、次にパイプ90とパイプ継手10との接続方法について説明する。まずは、パイプ90をパイプ継手10の先端部からパイプ挿入領域29内に挿入する。パイプ挿入領域29の奥はフランジ12の端面12Bで閉塞されているから、その端面12Bにパイプ90が突き当たるまで挿入すればよい。このようにすることで、パイプ90とノズル13との嵌合代のばらつきを抑えることができかつ、必要以上の嵌合代となることを防止することができる。
【0039】
次に、パイプ90が、薄肉管20の蛇腹状筒部23を越えてパイプ挿入領域29の奥まで挿入されていることを覗き孔22Aから目視確認した上で、圧縮加圧用の工具によって薄肉管20を軸方向で押し潰す。具体的には、例えば、プライヤーのような工具のくわえ部をフランジ12と薄肉管20の先端部とに当接させて、それらを接近させるように圧縮操作すると、薄肉管20のうち蛇腹状筒部23が軸方向で圧縮されて塑性変形する。すると、1対の山部24,24が谷部25を狭めながら接近すると共に、谷部25がその全周で同時かつ均等に径方向の内側に膨出して内径が徐々に縮小する。そして、
図4(B)に示すように、1対の山部24,24が互いに接する状態まで圧縮されると、塑性変形した谷部25がパイプ90の全周を均等にノズル13へと締め付ける(
図3参照)。さらにこのとき、塑性変形した谷部25が、パイプ90を挟んでノズル13の係止溝14と対向する位置に配置されて、パイプ90を係止溝14内に押し込むと共に、溝内係止突条15がパイプ90の内周面に食い込む。これらにより、パイプ90をパイプ継手10に対して強固に抜け止めすることができる。しかも、塑性変形後の山部24,24及び谷部25は、
図4(B)に示すように、「略Ω状」の湾曲形状となって折り重なっているから、パイプ90から径方向外側へ向かう反力を受けても、塑性変形前の形状に復元することはない。
【0040】
このように、本実施形態によれば、パイプ90の先端部をノズル13の外側に嵌合させかつパイプ90の先端部の外側に薄肉管20を嵌合させた状態で、薄肉管20を軸方向に圧縮加圧して塑性変形させると、薄肉管20の谷部25が軸方向の両側から押されて径方向内側に膨出するように変形し内径が縮小する。このように塑性変形した谷部25によってパイプ90の全周をノズル13へと締め付けることができるから、従来よりも強固にパイプ90の抜け止めを行うことができる。また、谷部25の溝形状をその溝底面25Bから溝開口に向かうに従って徐々に溝幅が広がりかつ、溝開口の両側の各開口縁から溝底面25Bまでの間がそれぞれS字状に湾曲した形状としたから、塑性変形した谷部25は「略Ω状」の湾曲形状となり、パイプ90から径方向外側へ向かう反力を受けても、塑性変形する前の形状に復元することはない。従って、長期に亘ってパイプ90を強固に抜け止めすることができる。また、圧縮加圧の前後で薄肉管20の形状が明らかに異なるから(
図4参照)、パイプ90の抜け止め作業が完了しているか否かを容易に判別することができる。
【0041】
ここで、谷部25の溝形状における溝底面25Bの直線部分の長さを長くすることで、圧縮加圧による塑性変形後の谷部25の内径をより縮小させることができ、谷部25によるパイプ90の締め付けを強くすることができる。従って、パイプ90の材質、肉厚、口径、用途等に応じて谷部25の溝底面25Bの直線部分の長さを適宜調節すればよい。
【0042】
[第2実施形態]
この第2実施形態は、
図5に示されており、パイプ継手10の継手本体11が2部品で構成されている点が上記第1実施形態とは異なる。即ち、本実施形態の継手本体11は、ノズル13を一体に備えた雄継手部品110と、テーパー螺子16を一体に備えた雌継手部品120とから構成されている。
【0043】
雄継手部品110は、そのノズル13とは反対側の端部に接続筒部111を備えている。接続筒部111の外周面にはOリング溝が形成されて、そこにOリング112が装着されている。接続筒部111とノズル13との中間部分にはノズル基端大径部113とフランジ12とが設けられている。ノズル基端大径部113は、ノズル13とフランジ12との中間に設けられており、ノズル13に対して段付き状に拡径しかつ、フランジ12に対して段付き状に縮径している。そして、本実施形態では、薄肉管20の薄肉管大径部21が、ノズル基端大径部113の外側に嵌合固定されており、薄肉管大径部21の段差部21Bが、ノズル基端大径部113におけるノズル13側の端面113B(本発明の「薄肉管当接部」に相当する)に突き当てられて位置決めされている。また、上記第1実施形態と同様に、ノズル基端大径部113のノズル13側の外縁部には、薄肉管20の内側にノズル13を挿入して薄肉管20と雄継手部品110とを一体化する際に、薄肉管大径部21の基端部をノズル基端大径部113の外周面に案内するためのテーパー面113Aが形成されている。
【0044】
雌継手部品120は、テーパー螺子部16とは反対側の端部に接続筒部121を備えており、その接続筒部121が雄継手部品110の接続筒部111の外側に嵌合している。また、雌継手部品120の接続筒部121の先端部からは側方に雌側フランジ122が張り出しており、その雌側フランジ122と、雄継手部品110のフランジ12とを図示しないクイックファスナーで挟むことで、雄継手部品110と雌継手部品120とが一体に固定されている。
【0045】
その他の構成は、上記第1実施形態と同一であるので、重複する説明は省略する。本実施形態によっても、上記第1実施形態と同等の効果を奏する。
【0046】
[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0047】
(1)上記第1及び第2実施形態では、薄肉管20の軸方向に並んだ2つの山部24,24を成形することで、それらの間に相対的に凹となった谷部25を成形していたが、例えば、上記第1及び第2実施形態の山部24,24に相当する部分を設けずに谷部25のみを設けた構成にしてもよい。
【0048】
(2)上記第1及び第2実施形態では、谷部25を1つだけ備えていたが、谷部25を複数設けておき、薄肉管20を軸方向に圧縮加圧して塑性変形させた場合に、パイプ90の軸方向の複数箇所がノズル13へと締め付けられるように構成してもよい。
【0049】
(3)上記第1及び第2実施形態では、谷部25の溝底面25Bが薄肉管20の中心軸と平行な直線状となっていたが、溝底面25Bを径方向内側に膨らんだ円弧状にしてもよい。このような構成にすると、蛇腹状筒部23の軸方向への圧縮荷重を低減することができる。または、山部24,24と谷部25とが略SINカーブを描いて連続するようにしてもよい。
【0050】
(4)上記第1及び第2実施形態では、ノズル13の係止溝14に溝内係止突条15を形成していたが、係止溝14にOリング溝を形成して、そこに嵌合されたOリングがパイプ90の内周面に密着するように構成してもよい。
【0051】
(5)上記第1及び第2実施形態では、谷部25及び山部24,24が、薄肉管20を周方向に1周したループ状になっていたが、谷部25及び山部24,24がスパイラル状(螺旋状)になっていてもよい。
【0052】
(6)上記第1及び第2実施形態では、薄肉管20と継手本体11とが一体に固定されると共に、薄肉管20が継手本体11の軸方向で位置決めされていたが、これらの固定構造や位置決め構造を備えていなくてもよい。
【0053】
(7)上記第1及び第2実施形態では、ノズル13に係止溝14と溝内係止突条15とを設けていたが、溝内係止突条15に相当する構成を備えずに係止溝14のみを備えた構成又は或いは、係止溝14と溝内係止突条15の両方に相当する構成を備えていない構成でもよい。
(8)上記第1及び第2実施形態では、薄肉管20に覗き孔22Aを設けていたが、覗き孔22Aを設けなくてもよい。
【0054】
(9)上記第1及び第2実施形態では、本発明に係る「パイプ取付構造」をパイプ継手10に適用していたが、パイプ継手10以外のパイプ接続対象物(例えば、ガス栓、給水栓等)に、本発明のパイプ取付構造を適用してもよい。