(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記キャップの内周面における、前記第2係合凹部よりも前記軸線方向第2側の部分の軸線方向長さは、前記管本体部の外周面における、前記第1係合凸部と前記第2係合凸部との間の部分の軸線方向長さよりも長い、請求項1又は2に記載の管継手。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のようにキャップが管本体部から外れないように作用する、管本体部及びキャップ間の保持力は、管本体部の凸部の径方向外側への突出高さをより高く形成することで、高めることができる。しかし、管本体部の凸部の突出高さを増大させると、キャップを管本体部の周りに挿入する際に、管本体部とキャップとの係合部分に加わる負荷が増大されるため、管本体部やキャップに破損(例えば、管本体部及び/又はキャップの係合部分の欠けや、管本体部及び/又はキャップの割れ等)が生じる場合がある。一方、管本体部の凸部の突出高さを増大させるべく、凸部を単に大型化させた場合には、その分、管本体部及びキャップの軸線方向長さも長くなる結果、軸線方向のコンパクト性が損なわれるという問題があった。
【0005】
この発明は、上述した課題を解決するためのものであり、管本体部へのキャップの挿入時の破損やコンパクト性の低下を抑制しつつ、管本体部及びキャップ間の保持力を増大させることができる、管継手を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明の管継手は、内周側に管状部材が差し込まれるように構成された管本体部と、前記管本体部の軸線方向第1側の端から前記管本体部の外周面の周りに挿入される、筒状のキャップと、を備え、前記管本体部の外周面には、第1係合凸部と、該第1係合凸部よりも軸線方向第2側に配置された第2係合凸部とが、形成されており、前記キャップの内周面には、該キャップが前記管本体部の前記軸線方向第1側の端から前記管本体部の外周面の周りに挿入されたときに、それぞれ前記第1係合凸部及び第2係合凸部と係合する、第1係合凹部及び第2係合凹部が形成されており、前記第1係合凸部及び第2係合凸部の外周面は、それぞれの前記軸線方向第1側の端から前記軸線方向第2側に向かうにつれて徐々に拡径された、拡径面部をそれぞれ有しており、軸線方向に沿う断面において、前記第1係合凸部の前記拡径面部における軸線方向両端を結ぶ線分の軸線方向に対する鋭角側のなす角は、前記第2係合凸部の前記拡径面部における軸線方向両端を結ぶ線分の軸線方向に対する鋭角側のなす角よりも、小さいことを特徴とする。
本発明の管継手によれば、管本体部へのキャップの挿入時の破損やコンパクト性の低下を抑制しつつ、管本体部及びキャップ間の保持力を増大させることができる。
【0007】
本発明の管継手では、前記第1係合凸部の最大外径は、前記第2係合凸部の最大外径よりも小さいことが好適である。これによれば、破損をより効果的に抑制できる。
【0008】
本発明の管継手では、前記キャップの内周面における、前記第2係合凹部よりも前記軸線方向第2側の部分の軸線方向長さは、前記管本体部の外周面における、前記第1係合凸部と前記第2係合凸部との間の部分の軸線方向長さよりも長いことが好適である。これによれば、破損をより効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【0009】
この発明によれば、管本体部へのキャップの挿入時の破損やコンパクト性の低下を抑制しつつ、管本体部及びキャップ間の保持力を増大させることができる、管継手を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、図面を参照しつつ、この発明に係る管継手の実施形態を例示説明する。
【0012】
図1及び
図2は、この発明の管継手の一実施形態を、その使用状態で示している。
図1は、本実施形態の管継手1を示す、管継手1の軸線方向(
図1の左右方向。)に沿う断面図であり、
図2は、
図1において四角の破線で囲った部分の拡大断面図である。
図1の使用状態の例では、3つの本実施形態の管継手1と、1つの他の管継手100とからなる、計4つの管継手が、軸線方向(
図1の左右方向)に連なって互いに接続されている。4つの管継手のうち、中間の2つの管継手1aは、本実施形態に係るものであり、略T字型に構成されており、軸線方向第1側(
図1の右側。以下同じ。)に配管接続口81を有するとともに、軸線方向第2側(
図1の左側。以下同じ。)の端部が管状に形成されており、さらに、軸線方向両端部間の配管から分岐して軸線方向と垂直な方向を向く配管接続口83を有している。軸線方向の最も第2側の管継手1bも、本実施形態に係るものであり、略T字型に構成されており、軸線方向第1側及び第2側にそれぞれ配管接続口81、82を有するとともに、軸線方向両端部間の配管から分岐して軸線方向と垂直な方向を向く配管接続口83を有している。軸線方向の最も第1側の管継手100は、略L字型に構成されており、軸線方向第2側の端部が管状に形成されており、さらに、軸線方向と垂直な方向を向く配管接続口83を有している。
本例では、本実施形態に係る管継手1a、1bの、軸線方向第1側の配管接続口81には、その内周側に、その隣の管継手の管状部分(管状部材30)が差し込まれて、これと接続されている。中間の2つの管継手1aと軸線方向の最も第1側の管継手100における、軸線方向第2側の管状部分(管状部材30)は、隣の管継手の配管接続口81の内周側に差し込まれて接続されている。各管継手1、100における、軸線方向と垂直な方向を向く配管接続口83と、軸線方向の最も第2側の管継手1bにおける、軸線方向第2側の配管接続口82とは、それぞれ、例えばポリブテン製の給水給湯用パイプ(図示せず)等の管状部材と接続される。
ただし、本発明の管継手1は、例えば略L字型、略I字型、略十字型等、任意の形状に形成されてよい。
【0013】
本実施形態の管継手1は、内周側に管状部材30が差し込まれるように構成された管本体部10と、管本体部10の軸線方向第1側(
図1の右側。)の端から管本体部10の外周面の周りに挿入される、筒状のキャップ20と、を備えており、これらは、本例において軸線方向第1側の配管接続口81の一部を構成している。
ここで、「挿入」とは、回転させることなく軸線方向に押し込むことを指しており、圧入を含む概念である。
本例では、キャップ20は、弾性変形可能であり、管本体部10よりも柔らかい材料で形成されている。管本体部10は、例えば、青銅や黄銅等の金属、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、又はナイロン(PA)等の樹脂等から形成される。キャップ20は、例えば、ポリオキシメチレン(POM)、ポリエーテルサルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)又はナイロン(PA)等の樹脂等から形成される。なお、管本体部10及びキャップ20に使用する樹脂には任意でガラスを添加してもよい。
キャップ20を弾性変形可能とすることにより、キャップ20が管本体部10の外周面の周りに挿入される際に、キャップ20が拡径されやすくなるので、キャップ20の挿入が容易になる。
ただし、本実施形態では、キャップ20及び管本体部10の少なくともいずれか一方が弾性変形可能に構成されていればよく、すなわち、キャップ20と管本体部10の硬さは同じでもよいし、管本体部10をキャップ20よりも柔らかく構成してもよい。
【0014】
図2に示すように、管本体部10の外周面には、図の例では管本体部10の軸線方向第1側(
図2の右側)の端に隣接して配置された、第1係合凸部101と、第1係合凸部101よりも軸線方向第2側(
図2の左側)に配置された第2係合凸部102とが、管本体部10と一体的に形成されている。また、キャップ20の内周面には、キャップ20が管本体部10の軸線方向第1側の端から管本体部10の外周面の周りに挿入されたときに、それぞれ第1係合凸部101及び第2係合凸部102と係合する、第1係合凹部201及び第2係合凹部202が、
図2の例ではキャップ20の軸線方向第2側の部分に、形成されている。すなわち、第2係合凹部202は、第1係合凹部201よりも軸線方向第2側に配置されている。
【0015】
図2に示すように、第1係合凸部101及び第2係合凸部102の外周面は、それぞれの軸線方向第1側の端から軸線方向第2側に向かうにつれて徐々に拡径された、拡径面部101a、102aをそれぞれ有している。
【0016】
図2に示すように、本例では、軸線方向に沿う断面において、第1係合凸部101の拡径面部101aにおける軸線方向両端を結ぶ線分の軸線方向に対する鋭角側のなす角αは、第2係合凸部102の拡径面部102aにおける軸線方向両端を結ぶ線分の軸線方向に対する鋭角側のなす角βよりも、小さい(すなわち、0<α<β<90°)。第1係合凸部101の拡径面部101aの軸線方向に対する上記なす角αを比較的小さくすることにより、キャップ20の挿入時に、キャップ20の内周面を第1係合凸部101の拡径面部101aによって、キャップの押込み量に対する拡径量の変化を緩やかにすることができるので、キャップ20の内周面及び管本体部10の外周面どうしの係合部分にかかる負荷を低減でき、キャップ20及び管本体部10の破損を抑制できる。また、第2径合凸部102の拡径面部102aの軸線方向に対する上記なす角βを比較的大きくすることにより、例えば、第1及び第2係合凸部101、102の径方向外側への突出高さを変えずに、第1径合凸部101の拡径面部101aの軸線方向に対する上記なす角αを第2径合凸部102の拡径面部102aの軸線方向に対する上記なす角βと同じとした場合に比べて、管本体部10及びキャップ20の軸線方向の長さを短くできるので、軸線方向のコンパクト性を向上できる。また、これにより、仮に、第1係合凸部101及び第2係合凸部102の突出高さを従来よりも増大させて、キャップ20及び管本体部10間の保持力を向上させた場合でも、軸線方向のコンパクト性の低下の抑制が可能となる。
このように、本実施形態の管継手1によれば、管本体部10へのキャップ20の挿入時の破損やコンパクト性の低下を抑制しつつ、管本体部10及びキャップ20間の保持力を増大させることが可能となる。
【0017】
図2の例では、軸線方向に沿う断面において、拡径面部101a、102aが、それぞれ、軸線方向に対する一定の鋭角側の傾斜角度α、βをもって、まっすぐ延在しており、すなわちテーパ状に形成されている。ただし、これに限られず、軸線方向に沿う断面において、拡径面部101a、102aは、それぞれの軸線方向両端を結ぶ線分に対して、管継手1の径方向の内側又は外側に凸となるように、湾曲、あるいは1箇所以上で屈曲してもよい。
軸線方向に沿う断面において、拡径面部101a、102aを、それぞれの軸線方向両端を結ぶ線分に対して、管継手1の径方向の内側に凸となるように、湾曲、あるいは1箇所以上で屈曲させた場合、管本体部10へのキャップ20の挿入時において、キャップ20の拡径初期段階における、キャップ20の押し込み量に対する拡径量の変化を緩やかにすることができるので、キャップ20及び管本体部10に対する負荷の軽減が可能である。
また、軸線方向に沿う断面において、拡径面部101a、102aを、それぞれの軸線方向両端を結ぶ線分に対して、管継手1の径方向の外側に凸となるように、湾曲、あるいは1箇所以上で屈曲させた場合、キャップ20及び管本体部10に対する負荷が最も高くなりやすい、キャップ20の拡径完了直前における、キャップ20の押し込み量に対する拡径量の変化を緩やかにすることができるので、キャップ20及び管本体部10に対する負荷の大きな軽減が可能である。
【0018】
図2の例では、キャップ20の内周面における、第2係合凹部202よりも軸線方向第2側(
図2の左側)の部分の軸線方向長さL2が、管本体部10の外周面における、第1係合凸部101と第2係合凸部102との間の部分の軸線方向長さL1よりも、長くされている(すなわち、L2>L1)。ここで、「管本体部10の外周面における、第1係合凸部101と第2係合凸部102との間の部分の軸線方向長さL1」とは、管本体部10の外周面における、第1係合凸部101の軸線方向第2側の端から第2係合凸部102の軸線方向第1側の端までの部分の、軸線方向長さを指す。また、「キャップ20の内周面における、第2係合凹部202よりも軸線方向第2側の部分の軸線方向長さL2」とは、キャップ20の内周面における、第2係合凹部202の軸線方向第2側の端から、キャップ20の内周面の軸線方向第2側の端までの部分の、軸線方向長さを指す。これによれば、キャップ20が管本体部10の軸線方向第1側の端から挿入される際に、キャップ20の第2係合凹部202よりも軸線方向第2側の部分が、管本体部10における第1係合凸部101と第2係合凸部102との間の部分に嵌まる前に、拡径面部102aに当たるので、キャップ20の縮径量が抑制されるとともに、キャップ20の第2係合凹部202よりも軸線方向第2側の部分が、拡径面部102aに当たった後、再び拡径される際のキャップ20の拡径量が抑制される。これにより、キャップ20及び管本体部10に掛かる負荷をより軽減し、キャップ20及び/又は管本体部10の破損をより効果的に抑制できる。また、キャップ20の内周面における、第2係合凹部202よりも軸線方向第2側の部分の軸線方向長さL2を、比較的長くすることで、キャップ20の、第2係合凹部202よりも軸線方向第2側の部分の体積を十分に確保することができ、変形しにくくできるので、管本体部10及びキャップ20間の保持力を高めることができる。
【0019】
図2の例では、キャップ20の内周面における、第2係合凹部202よりも軸線方向第2側(
図2の左側)の部分の軸線方向長さL2が、管本体部10の第1係合凸部101の径方向最外部(突出先端部)101bと第2係合凸部102の径方向最外部(突出先端部)102bとの間の軸線方向距離L3よりも、長くされている(すなわち、L2>L3)。ここで、「管本体部10の第1係合凸部101の径方向最外部101bと第2係合凸部102の径方向最外部102bとの間の軸線方向距離L3」とは、管本体部10の第1係合凸部101の径方向最外部101bの軸線方向第2側の端から第2係合凸部102の径方向最外部102bの軸線方向第1側の端までの、軸線方向距離を指す。これによれば、キャップ20が管本体部10の軸線方向第1側の端から挿入される際に、キャップ20の第2係合凹部202よりも軸線方向第2側の部分が、第1係合凸部101に当たってから第2係合凸部102に当たるまでの間に縮径されることなく、第2径合凸部102を乗り越えられるので、破損をより効果的に抑制できる。また、キャップ20の内周面における、第2係合凹部202よりも軸線方向第2側の部分の軸線方向長さL2を、比較的長くすることで、キャップ20の、第2係合凹部202よりも軸線方向第2側の部分の体積を十分に確保することができ、変形しにくくできるので、管本体部10及びキャップ20間の保持力を高めることができる。
【0020】
なお、
図2の例では、第1係合凸部101の径方向最外部101bと第2係合凸部102の径方向最外部102bとが、それぞれ、軸線方向に沿ってある程度の長さにわたって延在している。これにより、第1係合凸部101の径方向最外部101bと第2係合凸部102の径方向最外部102bとが例えばより鋭利である場合と比べて、第1係合凸部101及び第2径合凸部102の剛性を高められるので、挿入時の破損を抑制できる。
【0021】
また、
図2の例では、第1係合凸部101の最大外径が、第2係合凸部102の最大外径と同じである。
【0022】
また、
図2の例では、第1係合凸部101及び第2径合凸部102の外表面における、径方向最外部101b、102bよりも軸線方向第2側の部分101c、102cが、ほぼ径方向に沿って延在している。これにより、仮に、第1係合凸部101及び第2径合凸部102の外表面における、径方向最外部101b、102bよりも軸線方向第2側の部分101c、102cを、径方向最外部101b、102bの軸線方向第2側の端から軸線方向第12側に向かうにつれて傾斜させた場合に比べて、管本体部10及びキャップ20間の保持力を向上できる。
【0023】
本例では、第1係合凸部101及び第2係合凸部102が、管継手1の周方向全周にわたって延在するように、環状に形成されている。ただし、それに限られず、第1係合凸部101及び第2係合凸部102は、それぞれ、周方向に沿って間隔を空けて配列された複数の凸部から構成されてもよく。その場合、第1係合凹部201及び第2係合凹部202は、環状に形成されてもよいし、周方向に沿って間隔を空けて配列された複数の凹部から構成されてもよい。
【0024】
図2の例では、管本体部10の外周面に、キャップ20が管本体部10に挿入された状態においてキャップ20の軸線方向第2側の端面に当接するように構成された、段103が形成されている。
【0025】
図2に示す例において、管継手1の軸線方向第1側の配管接続口81は、さらに、管本体部10の内周面に当接されたOリング70と、Oリング70に対して軸線方向第1側に隣接し、管本体部10の内周面及び軸線方向第1側の端面に当接された当接リング40と、当接リング40に対して軸線方向第1側に隣接し、軸線方向第1側に凸の略V字型に屈曲し、その内周側端部が管状部材30の外周面に食い込んで管状部材30を保持するように構成された爪部50と、爪部50に対して軸線方向第1側に配置され、爪部50の管状部材30への食い込みを解除できるように構成された解放リング60とを、備えている。当接リング40、爪部50、及び解放リング60は、キャップ20の内周側に配置されている。管本体部10とキャップ20は、Oリング70、当接リング40、爪部50、及び解放リング60の軸線方向の変位を規制している。そして、管本体部10の、Oリング70よりも軸線方向第2側の部分、Oリング70、当接リング40、爪部50、及び解放リング60のそれぞれの内周側に、管状部材30が差し込まれる。
ただし、本実施形態で説明した管本体部10及びキャップ20は、他の任意の構成を持つ配管接続口(ひいては管継手)に適用できる。
また、本例では、本実施形態で説明した管本体部10の内周側に、他の管継手の管状部分(管状部材30)が差し込まれるように構成されているが、本実施形態の管継手1は、管本体部10の内周側に他の任意の管状部材(例えば、給水給湯用パイプ等)が差し込まれるように構成されてもよい。
【0026】
本実施形態の管継手1は、上述したものに限られず、様々な変形例が可能である。
図3は、本実施形態の管継手1の一変形例を示す軸線方向の断面図であり、
図2に対応する図である。
図3の例では、第1係合凸部101の最大外径が、第2係合凸部102の最大外径よりも小さくされており、かつ、第1係合凹部201及び第2係合凹部202が、それぞれ第1係合凸部101及び第2係合凸部102に合わせた形状にされた点のみが、
図2の例と異なる。これによれば、キャップ20が管本体部10に挿入される際に、キャップ20の内周面が第1係合凸部101及び第2係合凸部102に当たりながら徐々に拡径されるので、破損をさらに効果的に抑制できる。
【0027】
また、管本体部10の外周面には、軸線方向に配列された3つ以上の係合凸部が形成されてもよい。その場合、3つ以上の係合凸部のうち、管本体部10の軸線方向第1側の端に最も近接した2つの係合凸部が、上述した第1係合凸部101及び第2係合凸部102の構成を有していることが好ましい。
【0028】
(実施例)
管継手の比較例1、2、及び実施例1をそれぞれ試作し、キャップを管本体部に挿入する試験を実施して、キャップ及び管本体部に破損が生じたか否かを評価した。各比較例及び実施例は、第1係合凸部及び第2係合凸部の寸法(ひいては第1係合凹部及び第2径合凹部の寸法)のみがそれぞれ異なるものとした。各比較例及び実施例の諸元は表1に示すとおりである。
表1において、「突出高さ」とは、第1係合凸部及び第2係合凸部の径方向長さを指している。なお、各比較例及び実施例のそれぞれでは、第1係合凸部及び第2係合凸部の突出高さ(径方向長さ)を同じとした。表1において、「コンパクト性」とは、管継手の軸線方向のコンパクト性を指しており、各比較例及び実施例における第1係合凸部及び第2係合凸部の突出高さが高いほど、また、なす角α、βが小さいほど、コンパクト性が悪化するものとして評価した。表1において、「保持力」とは、管本体部及びキャップ間の保持力を指しており、第1係合凸部及び第2係合凸部の突出高さが高いほど、保持力が向上するものとして評価した。
【0030】
表1の結果から判るように、実施例1の管継手によれば、管本体部へのキャップの挿入時の破損を防止し、かつ、良好なコンパクト性を得つつ、管本体部及びキャップ間の保持力を増大させることができる。