特許第6377493号(P6377493)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6377493
(24)【登録日】2018年8月3日
(45)【発行日】2018年8月22日
(54)【発明の名称】管継手の接続構造
(51)【国際特許分類】
   F16L 21/08 20060101AFI20180813BHJP
   F16L 37/12 20060101ALI20180813BHJP
【FI】
   F16L21/08 B
   F16L37/12
【請求項の数】4
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2014-224735(P2014-224735)
(22)【出願日】2014年11月4日
(65)【公開番号】特開2016-89947(P2016-89947A)
(43)【公開日】2016年5月23日
【審査請求日】2017年6月23日
(73)【特許権者】
【識別番号】000005278
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
(74)【代理人】
【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳
(74)【代理人】
【識別番号】100084995
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 和詳
(74)【代理人】
【識別番号】100099025
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 浩志
(72)【発明者】
【氏名】柏又 智明
【審査官】 青木 良憲
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第01/063163(WO,A1)
【文献】 実開昭51−065317(JP,U)
【文献】 実開昭58−094983(JP,U)
【文献】 特開昭50−021321(JP,A)
【文献】 特表2007−530876(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16L 21/08
F16L 37/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周面に段部が形成された管体と、
前記管体が挿入される挿入部が形成された継手本体と、
リング状に形成されて前記挿入部の内部に配置され、径方向内側に前記管体の軸方向に対して傾斜して前記段部に向けて延びる変形可能な爪部を備えた係止部材と、
を有し、
前記段部を前記管体の軸線方向に沿った断面で見たときの前記段部の側面は、前記管体の径方向に対して直線状とされると共に前記管体の径方向に対して傾斜し、
前記爪部が前記段部に突き当てられた状態で、前記爪部の先端面の第1の角部は、前記側面における前記管体の径方向外側の端縁より前記管体の径方向外側に位置しており、
前記第1の角部は、前記段部の前記端縁よりも径方向内側へ入り込んだ前記爪部の前記先端面の第2の角部より挿入方向前側に位置し、
前記先端面を前記管体の軸線方向に沿った断面で見たときの前記第1の角部と前記第2の角部を結ぶ直線部と前記係止部材の径方向に対する角度をθB、前記径方向に対する前記側面の角度をθCとしたときに、θB>θCに設定されている、
管継手の接続構造。
【請求項2】
θB≦60°に設定されている、請求項1に記載の管継手の接続構造。
【請求項3】
θC≦40°に設定されている、請求項1または請求項2に記載の管継手の接続構造。
【請求項4】
θB−θC<45°に設定されている、請求項3に記載の管継手の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管継手同士を接続するための管継手の接続構造に関する。
【背景技術】
【0002】
管継手の接続構造として、例えば、特許文献1には開示されている管継手の接続構造が知られている。
【0003】
管継手内には、挿入された管体の外周面に爪部を引っ掛けて挿入された管体を保持するロックリング等が設けられている。管継手内の内圧が高まると管体には、管継手から抜ける方向の力が作用するが、爪部の先端が管体の外周面に引っ掛かり管体の抜けを阻止する。挿入された管体を管継手から引き抜く際には、例えば、係合解除部材を継手の奥側へ押圧することで、挿入された管体の外周面に対する爪部の引っ掛かりが解除される。この状態で挿入された管体を管継手から引き抜くことで管継手から管体を取り外すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−188705号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ここで、管体の保持性能を向上するために、例えば、管体の外周面の周方向に環状の溝を形成し、この溝に爪部を入り込ませ、爪部を溝の溝側壁に当接させることで管体の引き抜きを阻止することが考えられる。
しかしながら、爪部の角部を溝の溝側壁に当てると、係合解除部材を押圧して爪部を管体から外すとき、爪部の角部が溝壁に摺動して抵抗が大きくなる。
【0006】
本発明は、上記課題を解決すべく成されたもので、管体の保持性能と取り外し性能とを両立することができる管継手の接続構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1に記載の管継手の接続構造は、外周面に段部が形成された管体と、前記管体が挿入される挿入部が形成された継手本体と、リング状に形成されて前記挿入部の内部に配置され、径方向内側に前記段部に向けて延びる爪部を備えた係止部材と、を有し、前記段部を前記管体の軸線方向に沿った断面で見たときの前記段部の側面は、前記管体の径方向に対して直線状とされ、前記爪部が前記段部に突き当てられた状態で、前記爪部の先端面の第1の角部は、前記側面における前記管体の径方向外側の端縁より前記管体の径方向外側に位置しており、前記第1の角部は、前記段部の前記端縁よりも径方向内側へ入り込んだ前記爪部の前記先端面の第2の角部より挿入方向前側に位置し、前記先端面を前記管体の軸線方向に沿った断面で見たときの前記第1の角部と前記第2の角部を結ぶ直線部と前記係止部材の径方向に対する角度をθB、前記径方向に対する前記側面の角度をθCとしたときに、θB>θCに設定されている
【0008】
請求項1に記載の管継手の接続構造では、管体を継手本体の挿入部に挿入することで、管体と継手本体とを接続することができる。挿入部と管体との間には、係止部材が配置されており、係止部材の径方向内側に設けられた爪部を段部に係止させることで、管体を継手本体に係止することができる。
【0009】
継手本体から管体を取り出す場合は、例えば、爪部を押圧する解放リングを挿入部の奥側へ移動して、解放リングを爪部と管体の外周部分との間に入り込ませる。これにより、係止部材の爪部を弾性変形させて段部との係止を解除することができる。そして、管体を挿入部から引き出すことで、継手本体から管体を取り外すことができる。
【0010】
爪部の先端面は、第1の角部が段部の側面の管体の径方向外側の端縁よりも径方向外側に位置しており、第1の角部が段部の径方向外側に露出している。即ち、爪部の先端面の第1の角部が、段部の段部の側面の管体の径方向外側の端縁よりも径方向外側に位置し、段部の側面に接触していないため、爪部を弾性変形させて段部から径方向外側へ移動する際の爪部と管体との間の摺動抵抗を小さくできる。これにより、解放リングを挿入部の奥側へスムーズに移動させることができ、管体の取り外し性能を向上させることができる。なお、爪部の第1の角部が段部の側面に接触していると、第1の角部と管体との摺動抵抗が大きくなったり、第1の角部が段部の側面に食い込む等して爪部が段部の径方向外側へ移動し難くなる。また、取り外し性能を向上させるため段部の段差量を小さくする必要がないので、管体の保持性能に必要な段部の段差量を確保できる。
【0011】
また、請求項1に記載の管継手の接続構造において、前記第1の角部は、前記段部の前記端縁よりも径方向内側へ入り込んだ前記爪部の前記先端面の第2の角部より挿入方向前側に位置している。
【0012】
管体の外周面よりも外側に位置する第1の角部を、段部の端縁よりも径方向内側へ入り込んだ第2の角部よりも管体の挿入方向前側に形成することで、爪部の先端面の第1の角部と第2の角部との間が径方向に対して傾斜し、傾斜部分を管体の段部の側面に摺動させて解放リングを挿入部の奥側へよりスムーズに移動させることができる。
【0013】
さらに、請求項1に記載の管継手の接続構造において、前記先端面を前記管体の軸線方向に沿った断面で見たときの前記第1の角部と前記第2の角部を結ぶ直線部と前記係止部材の径方向に対する角度をθB、前記径方向に対する前記段部の側面の角度をθCとしたときに、θBθCに設定されている。
【0014】
θB>θCの場合には、爪部の先端面の直線部を、段部の端縁に接触させることができ、周方向溝へ入り込んだ爪部の第2の角部が段部の側面に引っ掛かることがない。このため、解放リングを挿入部の奥側へ移動した際に、爪部の先端を径方向外側へスムーズに移動させることができる。なお、θB<θCでは、周方向溝へ入り込んだ爪部の第2の角部が、段部の側面に接触する。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の管継手の接続構造において、θB≦60°に設定されている。
【0016】
爪部の直線部の角度θBを60°以下に設定することで、管体を継手本体の挿入部に保持する保持力を確保し易くなる。なお、θBが60°を超えると、爪部の直線部の傾斜が管体の軸線方向に近づき、角度θBを60°以下に設定した場合に比較して、管体に対して爪部が滑り易くなる。
【0017】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の管継手の接続構造において、θC≦40°に設定されている。
【0018】
管体の段部の側面の角度θCを40°以下に設定することで、管体を継手本体の挿入部に保持するための保持力を確保し易くなる。
角度θCが40°を超えると、爪部の先端面と接触する管体の段部の側面の傾斜が軸線方向に近づき、角度θCを40°以下に設定した場合に比較して、管体に対して爪部が滑り易くなる。
【0019】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の管継手の接続構造において、θB−θC<45°に設定されている。
【0020】
θB−θC<45°に設定することで、管体を継手本体の挿入部に保持するための保持力を確保し易くなる。θB−θCが45°を超えると、θB−θC<45°に設定した場合に比較して、管体に対して爪部が滑り易くなる。
【発明の効果】
【0021】
以上説明したように本発明の管継手の接続構造によれば、管体の保持性能と取り外し性能とを両立することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】第1の実施形態に係る管継手の接続構造が適用された構造連結式ヘッダーの全体構成を示す軸線に沿った断面図である。
図2】管継手の接続構造を示す管継手の軸線に沿った断面図である。
図3】管継手の接続構造を示す図2の矢印Aで示す部分の拡大断面図である。
図4】周方向溝と爪部との接触部分周辺を示す断面図である。
図5】ロックリングを押し込んだ状態を示す継手の要部を示す断面図である。
図6】爪部の先端部分を示す断面図である。
図7】第2の実施形態に係る管継手の接続構造の要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
[第1の実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態に係る管継手の接続構造を図面に従って説明する。
図1には、実施形態に係る管継手の接続構造10が適用された連結式ヘッダー12が示されている。この連結式ヘッダー12は、複数の継手14A〜Cを連結することで構成されている。
【0024】
以下に代表して継手14Bを図2〜4にしたがって説明する。
図2に示すように、継手14Bは、合成樹脂で形成された筒体部としての主管部16に枝配管を接続するための枝配管接続部18が構成されている。主管部16の内部には直線流路20が設けられ、枝配管接続部18の内部には直線流路20と連結された立ち上り流路22が直角に設けられている。
【0025】
主管部16の矢印L方向側の一端部は、パイプ部26とされている。このパイプ部26には、筒軸方向の中間部に後述するロックリング34の、爪部34Bが引っ掛かる周方向に延びる環状の周方向溝28が形成されている。本実施形態では、パイプ部26に周方向溝を形成することで、本発明の段部が形成されている。
【0026】
主管部16の矢印R方向側の他端部には、パイプ部26を接続するためのパイプ接続部30が構成されている。このパイプ接続部30は、雌側パイプ部32と、雌側パイプ部32の外周面側に取り付けられた合成樹脂からなる筒状のキャップ46と、キャップ46に収容されてパイプ部26を雌側パイプ部32内に保持する係止部材としての金属製のロックリング34と、ロックリング34よりもキャップ46の入口側に位置し雌側パイプ部32に挿入されたパイプ部26とキャップ46との隙間を通じてキャップ46の奥側へ押圧されるとロックリング34によるパイプ部26の保持状態を解除する合成樹脂からなる解放リング36と、雌側パイプ部32内に配置されロックリング34よりも雌側パイプ部32の奥側に位置し挿入されたパイプ部26に接触して上記挿入されたパイプ部26と雌側パイプ部32との間をシールするOリング38と、Oリング38を雌側パイプ部32内に保持する合成樹脂からなる保持リング40とを含んで構成されている。
【0027】
(ロックリング)
図3に示すように、ロックリング34は、環状の金属板を断面略V字状に折り曲げて形成されており、周方向に連続するリング状とされている。ロックリング34は、内周側に周方向に沿って複数の爪部34Bが形成されている。ロックリング34は、V字形状の開口側がキャップ46の奥側(矢印L方向側)を向くようにキャップ46の内部に配置されている。したがって、爪部34Bは、径方向内側へキャップ46の奥側に向かって斜め方向に延出されている。なお、爪部34Bは、先端側が径方向内側へ若干曲げられている。
【0028】
一方の継手14Bの雌側パイプ部32に、これに連結される他方の継手14Bのパイプ部26が挿入されると、ロックリング34の爪部34Bの延出方向の先端部が、挿入されたパイプ部26の周方向溝28に入り込み、パイプ部26の外周面にOリング38が密着してシールを行う(いわゆる外面シール)。
【0029】
図4は、爪部34Bの先端部の一部が、パイプ部26の周方向溝28に入り込んだ状態を断面図にて示している。図4に示すように、爪部34Bの先端面34Baは、本実施形態では、金属板を環状に打ち抜いた際の切断端とされ、金属板の板面に対して直角(90°)に形成され、断面で見て直線状である。なお、先端面34Baの直線部分が、本発明の直線部に相当する。
【0030】
爪部34Bの先端面34Baは、径方向内側の一部分が周方向溝28の内部に入り込んでおり、径方向内側の第2の角部35が周方向溝28の溝底28Aに接触している。この爪部34Bの先端面34Baは、ロックリング34の径方向に対してθBで傾斜している。
【0031】
周方向溝28は、溝底28Aが一定径に形成されており、周方向溝28の溝深さはD(段部の段差量)とされている。周方向溝28のキャップ46の奥側(矢印L方向側)の溝側壁28Bは、断面で見て直線状に形成され、パイプ部26の径方向に対して角度θCで傾斜している。周方向溝28の溝深さDは、爪部34Bの先端面34Baを径方向に沿って計測した長さ(爪部34Bの板厚t×cosθB)よりも小さく設定されている。このため、爪部34Bの先端面34Baは、径方向外側の一部分がパイプ部26の外周面よりも径方向外側に配置されており、径方向外側の第1の角部37が、パイプ部26の外周面よりも径方向外側に露出している。この爪部34Bは、周方向溝28の溝側壁28Bに引っ掛かり、パイプ部26を継手内に係止するための係止片として機能している。
【0032】
なお、爪部34Bの先端面34Baの径方向に対する角度θBは60°以下(0°以下、即ち、先端面34Baが図4とは逆方向に傾斜するマイナス角度は含まない)とすることが好ましい。一方、周方向溝28の溝側壁28Bの径方向に対する角度θCは40°以下(0°以下、即ち、溝側壁28Bが図4とは逆方向に傾斜するマイナス角度は含まない)とすることが好ましい。また、θB≧θCに設定することが好ましい。さらに、θB−θCは、45°以下とすることが好ましい。
【0033】
本実施形態では、図4に示すように、角度θBが60°以下、角度θCが40°以下、θB>θC、θB−θCが45°以下に設定されている。
【0034】
(解放リング)
図3に示すように、キャップ46の内部には、ロックリング34の図面矢印R方向側に、パイプ部26の周方向溝28に入り込んでいるロックリング34の爪部34Bの引っ掛かりを解除するための解放リング36が装着されている。解放リング36には、ロックリング34に向けて断面先細り形状とされたテーパー部分36Aが形成されている。
【0035】
(枝配管接続部の構造)
図2に示すように、枝配管接続部18には、樹脂パイプ24を挿入して接続するようになっている。この枝配管接続部18は、挿入部48と、挿入部48内に配置され挿入部48に挿入されて連結される樹脂パイプ24を挿入部48内に保持するロックリング50と、挿入部48内に配置されロックリング50よりも挿入部48の入口側に位置する解放リング52と、挿入部48内に配置され樹脂パイプ24に接触して上記挿入された樹脂パイプ24と挿入部48との間をシールするOリング54と、を含んで構成されている。
【0036】
挿入部48の内周面は、挿入部48に連結された樹脂パイプ24に挿入される内筒56の外周面により構成されている。この内筒56の外周面に形成された周溝58に前述のOリング54が嵌め込まれている。
【0037】
挿入部48の外周面は、内筒56の外周側に配置された透明な合成樹脂製の外筒60の内周面、及び、外筒60の先端部に取り付けられた筒状のキャップ62の内周面により構成されている。
【0038】
(作用)
図1に示すように、複数の継手14A〜Cを連結することで連結式ヘッダー12を構成することができる。連結式ヘッダー12の各枝配管接続部18に樹脂パイプ24を接続し、例えば、矢印L方向側の枝配管接続部18に接続した樹脂パイプ24から水を供給することで、供給された水を他の枝配管接続部18に接続した樹脂パイプ24へ分岐することができる。
【0039】
図3は、矢印L方向側の一方の継手14Bのパイプ接続部30に、矢印R方向側の他方の継手14Bのパイプ部26が挿入され接続された状態で、内圧が掛かった状態を示している。内圧が掛かった状態では、パイプ部26はパイプ接続部30に引き抜かれる方向(矢印R方向)に力を受ける。これにより、図3、及び図4に示すように、周方向溝28のキャップ46の奥側(矢印L方向側)の肩部27(パイプ部26の外周面と溝側壁28Bとで成す角部分であり、溝側壁28Bのパイプ部26における径方向外側の端縁)がロックリング34の爪部34Bの先端面34Baに当接し、パイプ部26はパイプ接続部30から抜け出ることが阻止される。
【0040】
次に、一方の継手14Bのパイプ接続部30から他方の継手14Bのパイプ部26を取り外す手順を説明する。
先ず、図示しない専用の冶具等を用いて、図5の矢印Fで示すように解放リング36を雌側パイプ部32の奥側(矢印L方向側)へ押し込んでロックリング34を押圧する。これにより、解放リング36のテーパー部分36Aでロックリング34の内径が拡大して爪部34Bの先端が挿入されたパイプ部26の周方向溝28内から径方向外側へ退避する。これにより、ロックリング34の爪部34Bと挿入されたパイプ部26の周方向溝28との引っ掛かりが解除される。
【0041】
本実施形態では、図4に示すように、爪部34Bの先端部分において、径方向外側の第1の角部37が、パイプ部26の外周面よりも径方向外側にあり、第1の角部37が周方向溝28の溝側壁28Bに接触しておらず、爪部34Bの直線状の先端面34Baが、パイプ部26の外周面と溝側壁28Bとでなす肩部27に傾斜して接触しているため、爪部34Bは溝側壁28Bに引っ掛かることなく周方向溝28の径方向外側へスムーズに摺動させて、図5に示すように、爪部34Bの先端部分を周方向溝28の径方向外側へ確実に退避させることができ、良好な取り外し性能が得られる。このように、爪部34Bが溝側壁28Bに引っ掛かることなくスムーズに摺動するので、ロックリング34をスムーズに押し込むことができ、解除時の操作性も良好となる。
最後に、他方の継手14Bを矢印R方向へ移動することで、他方の継手14Bのパイプ部26を、一方の継手14Bのパイプ接続部30から引き抜くことができる。
【0042】
上記実施形態では、θB>θCとした。θB=θCとした場合、爪部34Bの先端面34Baと周方向溝28の溝側壁28Bとが平行に接触する。一方、θB<θCとした場合、爪部34Bの先端面34Baが溝側壁28Bから離間し、第2の角部35が溝側壁28Bに接触してスムーズに摺動することができない。
爪部34Bの先端面34Baの径方向に対する角度θBが60°を超えると、先端面34Baがパイプ部26に対して滑りやすくなり、パイプ部26の保持性能が低下する。
また、周方向溝28の溝側壁28Bの径方向に対する角度θCが40°を超えると、この場合も先端面34Baがパイプ部26に対して滑りやすくなり、パイプ部26の保持性能が低下する。
さらに、θB−θCが45°を超えると、この場合も先端面34Baがパイプ部26に対して滑りやすくなり、パイプ部26の保持性能が低下する。
【0043】
[第2の実施形態]
次に、図7にしたがって、本発明の第2の実施形態に係る管継手の接続構造を説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
第1の実施形態では、爪部34Bを周方向溝28の溝側壁28Bに引っ掛けたが、本実施形態では、図7に示すように、パイプ部26の外周面に形成した周方向に延びる突起42の側面42A(パイプ部26の挿入方向とは反対方向側:図面矢印R方向側)に引っ掛けている。本実施形態では、突起42の肩部44(突起42の頂部42Bと側面42Aとで成す角部分であり、側面42Aのパイプ部26における径方向外側の端縁)に、爪部34Bの先端面34Baを当接させている。なお、本実施形態では、パイプ部26の外周面に突起42を形成することで、本発明の段部が形成されている。
【0044】
本実施形態においても、爪部34Bの先端部分において、径方向外側の第1の角部37が、突起42の頂部42B(外周面)よりも径方向外側にあり、第1の角部37が突起42の側面42Aに接触しておらず、爪部34Bの直線状の先端面34Baが、突起42の肩部44に傾斜して接触しているため、爪部34Bは側面42Aに引っ掛かることなく径方向外側へスムーズに摺動し、爪部34Bの先端部分を突起42の径方向外側へ確実に退避させることができ、良好な取り外し性能が得られる。本実施形態においても、爪部34Bが側面42Aに引っ掛かることなくスムーズに摺動するので、ロックリング34(図7では図示省略)をスムーズに押し込むことができ、解除時の操作性を良好にできる。
【0045】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【0046】
本実施形態では、爪部34Bの先端面34Baが切断端であり、爪部34Bの板面に対して直角かつ直線状であったが、先端面34Baは板面に対して直角でなくても良く、多少湾曲していても良い。
また、爪部34Bの先端部の第2の角部35、及び第1の角部37には、金属板を打ち抜く際に形成された小さな曲面や、バリ取りのための小さな面取りが形成されていても良い。即ち、爪部34Bの第2の角部35、及び第1の角部37は、図4に示す様に爪部34Bの板面34Bbと先端面34Baとが直角に交わって形成されているものに限らず、例えば、図6に示すように、アール面取り形状(曲率半径r)となっている第2の角部35、及び第1の角部37も本発明の第2角部、及び第1の角部に含まれる。
【符号の説明】
【0047】
10・・・管体の接続構造、14(A〜C)・・・継手(継手本体)、26・・・パイプ部(管体)、27・・・肩部(端縁)、28・・・周方向溝(段部)、28B・・・溝側壁(側面)、30・・・パイプ接続部(挿入部)、34・・・ロックリング(係止部材)、34Ba・・・先端面(直線部)、35・・・第2の角部、37・・・第1の角部、42・・・突起(段部)、42A・・・側面、44・・・肩部(端縁)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7