特開 2024-143430 配管部材及び配管構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024143430

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】配管部材及び配管構造

(51)【国際特許分類】

   F16L 23/04 20060101AFI20241003BHJP

   F16L 23/18 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F16L23/04

F16L23/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023056104

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002174

【氏名又は名称】積水化学工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】391033724

【氏名又は名称】シーケー金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100152272

【弁理士】

【氏名又は名称】川越 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(74)【代理人】

【識別番号】100188592

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 洋

(72)【発明者】

【氏名】山本 誉大

(72)【発明者】

【氏名】大橋 一善

【テーマコード（参考）】

3H016

【Ｆターム（参考）】

3H016AC04

3H016AD04

3H016CA01

(57)【要約】

【課題】過度に大型化することなく膨出部の強度を確保可能な配管部材を提供する。また、このような配管部材を有する配管構造を提供する。
【解決手段】樹脂材料で形成された配管部材であって、両端が開口する管状の管状部と、管状部の一端に設けられた膨出部と、を有し、管状部は、管本体と、管本体の一端の側で、管本体の径方向内側に縮管した縮管部と、を有し、膨出部は、縮管部に設けられ、縮管部は、管状部の外周面において膨出部と隣り合い、周方向に形成された凹部を有する配管部材。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂材料で形成された配管部材であって、
両端が開口する管状の管状部と、
前記管状部の一端に設けられた膨出部と、を有し、
前記管状部は、管本体と、
前記管本体の前記一端の側で、前記管本体の径方向内側に縮管した縮管部と、を有し、
前記膨出部は、前記縮管部に設けられ、
前記縮管部は、前記管状部の外周面において前記膨出部と隣り合い、周方向に形成された凹部を有する配管部材。

【請求項2】

前記管状部の他端には、樹脂材料で形成された継手が接続されている請求項１に記載の配管部材。

【請求項3】

前記配管部材と前記継手との融着箇所には、周方向に連続するビードが形成され、
前記管状部の内周側において、前記管本体の内周面から前記縮管部の内周面までの径方向の高さは、前記ビードの高さと一致、又は前記ビードよりも低い請求項２に記載の配管部材。

【請求項4】

第１配管部材と、
前記第１配管部材と連結する第２配管部材と、
前記第１配管部材と前記第２配管部材との連結箇所において、前記第１配管部材と前記第２配管部材とに液密に挟持される閉環状のシール部材と、を備え、
前記第１配管部材及び前記第２配管部材の少なくとも一方は、請求項１から３のいずれか１項に記載の配管部材であり、
前記第１配管部材は、筒状に形成された第１管状部と、
前記第１管状部の一端に設けられた第１膨出部と、を有し、
前記第２配管部材は、筒状に形成された第２管状部と、
前記第２管状部の一端に設けられ前記第１膨出部と対向する第２膨出部と、を有し、
前記第１膨出部は、前記第２膨出部との対向面において前記第１管状部の開口部の周方向に形成された閉環状の凹条部を有し、
前記第２膨出部は、前記第１膨出部との対向面において前記第２管状部の開口部の周方向に形成され、前記凹条部に嵌合する閉環状の凸条部を有し、
前記シール部材は、前記凹条部に収容され、前記凸条部と接する配管構造。

【請求項5】

前記凹条部の径方向内側は、前記第１管状部の開口部に露出している請求項４に記載の配管構造。

【請求項6】

前記第１配管部材は、前記配管部材であり、
前記凹条部は、前記第１管状部の軸線に沿った視野において、前記縮管部が有する前記凹部と干渉しない請求項４に記載の配管構造。

【請求項7】

前記連結箇所において、前記第１膨出部と前記第２膨出部とを外周側から包囲し固定する閉環状の接合部材を有する請求項４に記載の配管構造。

【請求項8】

前記第１配管部材及び前記第２配管部材は、前記配管部材であり、
前記第１配管部材は、前記第１膨出部と隣り合う前記凹部である第１凹部を有し、
前記第２配管部材は、前記第２膨出部と隣り合う前記凹部である第２凹部を有し、
前記接合部材の内周側端部は、前記第１凹部及び前記第２凹部に挿入される請求項７に記載の配管構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、配管部材及び配管構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内部に流体を流動させる配管として、樹脂製の配管部材が用いられている。このような配管部材同士を連結する構造として、配管部材の端部にそれぞれ設けられたフランジを対向させ、フランジ間にパッキン（シール部材）を挟持させた状態で互いのフランジ同士を係合させる配管構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。配管構造の用途としては、給水用、給湯用、排水用、空調用、ガス用、燃料用の配管が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－２５０４０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載の配管構造では、連結した配管に外力（例えば曲げ応力）が加わった場合、配管部材同士の接続部であるフランジの近傍に応力が集中しやすい。また、樹脂製の配管部材は、金属製の配管部材と比べ、気温変化による熱膨張、熱収縮の影響が大きく、接続部に応力が加わりやすい。このように接続部に応力が加わると、樹脂製のフランジが破損し、漏水するおそれがある。

【0005】

そこで、上記配管構造においては、フランジの厚み（配管部材の軸線方向のフランジの大きさ）を十分に確保し、フランジの破損を抑制する構成が採用されていた。

【0006】

しかし、フランジを厚くすると、フランジの最外寸（配管部材の最外寸）が大きくなり、施工しにくくなるという課題が生じる。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、過度に大型化することなくフランジの強度を確保可能な配管部材を提供することを目的とする。また、このような配管部材を有する配管構造を提供することを合わせて目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、以下の態様を包含する。

【0009】

［１］樹脂材料で形成された配管部材であって、両端が開口する管状の管状部と、前記管状部の一端に設けられた膨出部と、を有し、前記管状部は、管本体と、前記管本体の前記一端の側で、前記管本体の径方向内側に縮管した縮管部と、を有し、前記膨出部は、前記縮管部に設けられ、前記縮管部は、前記管状部の外周面において前記膨出部と隣り合い、周方向に形成された凹部を有する配管部材。

【0010】

［２］前記管状部の他端には、樹脂材料で形成された継手が接続されている［１］に記載の配管部材。

【0011】

［３］前記配管部材と前記継手との融着箇所には、周方向に連続するビードが形成され、前記管状部の内周側において、前記管本体の内周面から前記縮管部の内周面までの径方向の高さは、前記ビードの高さと一致、又は前記ビードよりも低い［２］に記載の配管部材。

【0012】

［４］第１配管部材と、前記第１配管部材と連結する第２配管部材と、前記第１配管部材と前記第２配管部材との連結箇所において、前記第１配管部材と前記第２配管部材とに液密に挟持される閉環状のシール部材と、を備え、前記第１配管部材及び前記第２配管部材の少なくとも一方は、［１］から［３］のいずれか１項に記載の配管部材であり、前記第１配管部材は、筒状に形成された第１管状部と、前記第１管状部の一端に設けられた第１膨出部と、を有し、前記第２配管部材は、筒状に形成された第２管状部と、前記第２管状部の一端に設けられ前記第１膨出部と対向する第２膨出部と、を有し、前記第１膨出部は、前記第２膨出部との対向面において前記第１管状部の開口部の周方向に形成された閉環状の凹条部を有し、前記第２膨出部は、前記第１膨出部との対向面において前記第２管状部の開口部の周方向に形成され、前記凹条部に嵌合する閉環状の凸条部を有し、前記シール部材は、前記凹条部に収容され、前記凸条部と接する配管構造。

【0013】

［５］前記凹条部の径方向内側は、前記第１管状部の開口部に露出している［４］に記載の配管構造。

【0014】

［６］前記第１配管部材は、前記配管部材であり、前記凹条部は、前記第１管状部の軸線に沿った視野において、前記縮管部が有する前記凹部と干渉しない［４］又は［５］に記載の配管構造。

【0015】

［７］前記連結箇所において、前記第１膨出部と前記第２膨出部とを外周側から包囲し固定する閉環状の接合部材を有する［４］から［６］のいずれか１項に記載の配管構造。

【0016】

［８］前記第１配管部材及び前記第２配管部材は、前記配管部材であり、前記第１配管部材は、前記第１膨出部と隣り合う前記凹部である第１凹部を有し、前記第２配管部材は、前記第２膨出部と隣り合う前記凹部である第２凹部を有し、前記接合部材の内周側端部は、前記第１凹部及び前記第２凹部に挿入される［７］に記載の配管構造。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、過度に大型化することなく膨出部の強度を確保可能な配管部材を提供することができる。また、このような配管部材を有する配管構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、配管構造１００を示す概略斜視図である。

【図2】図２は、図１の線分II-IIにおける矢視断面図である。

【図3】図３は、配管構造１００の連結箇所における拡大端面図である。

【図4】図４は、配管構造１００を説明する部分端面図である。

【図5】図５は、配管構造１００を説明する部分端面図である。

【図6】図６は、配管構造１００を説明する部分端面図である。

【図7】図７は、パッキンの脱落防止構造を示す端面図である。

【図8】図８は、パッキンの脱落防止構造を示す端面図である。

【図9】図９は、パッキンの脱落防止構造を示す端面図である。

【図10】図１０は、パッキンの脱落防止構造を示す端面図である。

【図11】図１１は、継手４０を有する配管部材５０の断面図である。

【図12】図１２は、実施形態のプレハブ配管２００の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図１～図１２を参照しながら、本発明の本実施形態に係る配管構造及びプレハブ配管について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。

【0020】

［配管構造］
図１は、配管構造１００を示す概略斜視図である。図２は、図１の線分II-IIにおける矢視断面図である。

【0021】

図１，２に示すように配管構造１００は、第１配管部材１０と、第２配管部材２０と、パッキン（シール部材）３０とを備える。配管構造１００では、第１配管部材１０と第２配管部材２０とが連結されている。第１配管部材１０と第２配管部材２０との連結箇所には、パッキン３０が挟持されている。
以下、順に説明する。

【0022】

《第１配管部材》
第１配管部材１０は、内部空間１０Ｓを有し、樹脂材料で形成された管材である。第１配管部材１０を構成する樹脂材料としては熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。熱可塑性樹脂としては、硬質塩化ビニル樹脂やＡＢＳ、ＡＥＳ等、任意に設定することが可能であるが、例えば、耐震性や耐久性の観点から、ポリオレフィン系樹脂を用いることが好適である。

【0023】

ポリオレフィン系樹脂を材料とする配管部材（ポリオレフィン系樹脂管）は、硬質塩化ビニルを材料とする配管部材（硬質塩化ビニル系樹脂管）に比べてＪＩＳ Ｋ ６８１５－１、ＪＩＳ Ｋ ６８１５－３に従って測定される引張破断伸びが高い。硬質塩化ビニル管の引張破断伸びが５０～１５０％であるのに対し、ポリオレフィン系樹脂管の引張破断伸びは３５０％以上である。特に、ＩＳＯ／ＴＲ９０８０に規定する外挿方法でＰＥ１００の高密度ポリエチレン管を用いた場合、引張破断伸びは５００％以上となる。そのため、地震によって損傷するのを抑制することができる。

【0024】

また、ポリオレフィン系樹脂については特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン、ポリブテン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、アタクチックポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、ポリαオレフィン等が好適である。

【0025】

熱可塑性樹脂のメルトマスフローレート（ＭＦＲ）は、例えば、０．１～２５ｇ／１０分が好ましく、０．１～１０ｇ／１０分がより好ましく、０．２９～０．４５ｇ／１０分がさらに好ましくい。ＭＦＲが上記下限値以上であると、成型が容易となる。ＭＦＲが上記上限値以下であると、熱安定性をより高められる。
ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ ７２１０：１９９９に従い、試験温度２２０℃、試験荷重１０ｋｇで測定できる。

【0026】

熱可塑性樹脂の比重は、例えば、９４２～９５３ｋｇ／ｍ^３が好ましい。
熱可塑性樹脂の比熱は、例えば、１．９～２．３ｋＪ／ｋｇ・Ｋが好ましい。
熱可塑性樹脂の熱伝導率は、例えば、０．４６～０．５Ｗ／ｍ・Ｋが好ましい。

【0027】

熱可塑性樹脂の融点（即ち、第１配管部材１０の溶融温度）は、１５０℃～２６０℃が好ましく、１８０℃～２４０℃がより好ましい。

【0028】

上記樹脂材料は、熱可塑性樹脂の他、顔料、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤等の公知の添加剤、フィラー等を含んでいてもよい。

【0029】

第１配管部材１０は、単層管であってもよく、外周面及び内周面の少なくとも一方に表層を有する多層構造でもよい。表層は、例えば、無機繊維及び有機繊維の少なくとも一方を含んでもよい。無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、シリコン・チタン・炭素複合繊維、ボロン繊維、又は金属繊維等が挙げられる。有機繊維としては、例えば、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、又はポリアミド繊維等が挙げられる。表層が、これらの繊維を含むと、第１配管部材１０の引張強度を高め、熱膨張をより抑制できる。

【0030】

また、表層は、フッ素樹脂を含んでもよい。表層がフッ素を含むことで、酸やアルカリ等に対する耐性（耐薬品性）を高められる。

【0031】

また、上記表層と同様の層を第１配管部材１０の壁内に設けてもよい。

【0032】

第１配管部材１０は、中間層として金属層を含む３層以上の多層管であってもよい。金属層を構成する金属材料としては、例えば、鉄、真鍮（黄銅）、銅、ステンレス、アルミニウム、チタン、銀合金等が好適に用いられる。

【0033】

第１配管部材１０は、両端が開口する管状の第１管状部１１と、第１管状部１１の一端１１Ｅに設けられた第１膨出部１２と、を有する。

【0034】

（第１管状部）
第１管状部１１は、管本体１１１と、管本体１１１の一端の側で、管本体１１１の径方向内側に縮管した縮管部１１２と、を有する。すなわち、第１管状部１１では、管本体１１１における内径Ｗ１１は、縮管部１１２における最小径の箇所の内径Ｗ１２よりも大きい（Ｗ１１＞Ｗ１２）。

【0035】

第１管状部１１の外周面（第１配管部材１０の外周面１０ｘ）には、配管構造１００の軸線（中心軸）Ａｘと直交する視野において、縮管部１１２と重なる位置に第１膨出部１２と隣り合う第１凹部１０Ｃが形成されている。第１凹部１０Ｃは、第１管状部１１の周方向に無終端の閉環状に形成されている。

【0036】

第１管状部１１の内周面（第１配管部材１０の内周面１０ｙ）は、管本体１１１の内周面であり軸線Ａｘに沿った面である面１０ｙ１、縮管部１１２の内周面であり軸線Ａｘに沿った面である面１０ｙ２、面１０ｙ１と面１０ｙ２とを接続する傾斜面１０ｙ３で構成されている。

【0037】

（第１膨出部）
第１膨出部１２は、縮管部１１２において第１配管部材１０の径方向外側に円環状に張り出した構造を有する。第１膨出部１２は、第２配管部材２０が有する第２膨出部２２（後述）と対向し、第２膨出部２２との対向面においてパッキン３０を挟持する。

【0038】

第１膨出部１２は、第２膨出部２２と対向する閉環状の凹条部１０１を有する。凹条部１０１は、第１管状部１１の開口部１１ａ（すなわち、第１配管部材１０の開口部１０ａ）の周方向に形成されており、パッキン３０を収容する。

【0039】

凹条部１０１の径方向内側は、第１管状部１１の開口部１１ａに露出している。凹条部１０１は、第２膨出部２２と対向する円環状の対向面１０１ａと、対向面１０１ａと連続し軸線Ａｘの方向に延びる筒状の側面１０１ｂとを有する。

【0040】

すなわち、第１配管部材１０の端面は、凹条部１０１（対向面１０１ａ、側面１０１ｂ）と、側面１０１ｂと連続する膨出部端面１２ａとで構成されている。

【0041】

《第２配管部材》
第２配管部材２０は、内部空間２０Ｓを有し、樹脂材料で形成された管材である。第２配管部材２０は、第１配管部材１０と同じ材料で形成することができる。第２配管部材２０は、本発明における配管部材に該当する。

【0042】

第２配管部材２０は、両端が開口する管状の第２管状部２１と、第２管状部２１の一端２１Ｅに設けられた第２膨出部２２と、を有する。

【0043】

（第２管状部）
第２管状部２１は、管本体２１１と、管本体２１１の一端の側で、管本体２１１の径方向内側に縮管した縮管部２１２と、を有する。すなわち、第２管状部２１では、管本体２１１における内径Ｗ２１は、縮管部２１２における最小径の箇所の内径Ｗ２２よりも大きい（Ｗ２１＞Ｗ２２）。

【0044】

第２管状部２１の外周面（第２配管部材２０の外周面２０ｘ）には、軸線Ａｘと直交する視野において、縮管部２１２と重なる位置に第２膨出部２２と隣り合う第２凹部２０Ｃが形成されている。第２凹部２０Ｃは、第２管状部２１の周方向に無終端の閉環状に形成されている。

【0045】

第２管状部２１の内周面（第２配管部材２０の内周面２０ｙ）は、管本体２１１の内周面であり軸線Ａｘに沿った面である面２０ｙ１、縮管部２１２の内周面であり軸線Ａｘに沿った面である面２０ｙ２、面２０ｙ１と面２０ｙ２とを接続する傾斜面２０ｙ３で構成されている。

【0046】

（第２膨出部）
第２膨出部２２は、縮管部２１２において第２配管部材２０の径方向外側に円環状に張り出した構造を有する。第２膨出部２２は、第１膨出部１２と対向する閉環状の凸条部２０１を有する。凸条部２０１は、軸線Ａｘに沿った視野において、第１配管部材１０の凹条部１０１に嵌合する。

【0047】

凸条部２０１は、第２管状部２１の開口部２１ａ（すなわち、第２配管部材２０の開口部２０ａ）の周方向に形成されている。凸条部２０１の外径Ｗ２３は、凹条部１０１に嵌合可能な大きさに形成されており、凹条部１０１の外径Ｗ１３よりも小さい。これにより、凸条部２０１は凹条部１０１に嵌合する。凸条部２０１は、第１配管部材１０と第２配管部材２０との連結箇所においてパッキン３０と接し、パッキン３０を軸線Ａｘに平行な方向に押圧する。

【0048】

凸条部２０１の内径Ｗ２４は、第２管状部２１の開口径（縮管部２１２における内径Ｗ２２）と一致している（Ｗ２２＝Ｗ２４）。凸条部２０１は、第２膨出部２２と対向する円環状の対向面２０１ａと、対向面２０１ａと連続し軸線Ａｘに沿った筒状の側面２０１ｂとを有する。

【0049】

すなわち、第２配管部材２０の端面は、凸条部２０１（対向面２０１ａ、側面２０１ｂ）と、側面２０１ｂと連続する膨出部端面２２ａとで構成されている。

【0050】

なお、図２では、凸条部２０１の断面視形状を略矩形として示しているが、これに限らず、例えば半円状、半楕円状であってもよい。

【0051】

《パッキン（シール部材）》
パッキン３０は、第１配管部材１０と第２配管部材２０との連結箇所において、凹条部１０１に収容され、凸条部２０１から押圧されることにより、液密に挟持されている。

【0052】

パッキン３０の外径は、凹状部１０１の外周側の径よりも大きい方が望ましい。詳しくは、パッキン３０の外径は、凹状部１０１の外周側の径の１０１％以上１１０％以下であると好ましく、１０３％以上１０５％以下であるとより好ましい。

【0053】

パッキン３０の外径が上記大きさで有ることにより、パッキン３０を凹状部１０１に収容した状態では、パッキン３０から凹状部１０１の内壁に対して径方向外側に広がる方向に応力が加わる。これにより、施工時や使用時に、パッキン３０が管内側に脱落したり、膨出部端面２２ａから離脱したりする不具合を抑制できる。

【0054】

パッキン３０は、パッキンの材料として通常用いられる樹脂材料を用いて製造することができる。パッキン３０の材料としては、エチレン－プロピレンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレン、フッ素ゴム、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム)などが挙げられる。

【0055】

また、パッキン３０には、ポリアミドやナイロン（登録商標）製の補強布がインサートされていてもよい。

【0056】

パッキン３０は、公知の種々の形状のものを採用することができる。中でもパッキン３０としては、ＪＩＳ Ｂ ０１１６に規定するリップパッキン（Ｖパッキン、Ｕパッキン、Ｌパッキン、Ｊパッキンなど）や、スクィーズパッキン（Ｏリング、Ｘリング、Ｄリング）が好ましい。中でも、パッキン３０としては、Ｘパッキンが好ましい。図２には、パッキン３０としてＸパッキンを用いることして示している。

【0057】

図３は、配管構造１００の連結箇所における拡大端面図である。図３では、第１配管部材１０と第２配管部材２０とによりパッキン３０を挟持した様子を示している。

【0058】

図３に示すように、Ｘパッキンであるパッキン３０は、内周側に開口し周方向に連続する溝３０１を有する。図３の断面視において、溝３０１の両側には、一対のリブ３０２が形成されている。凹条部１０１に収容されたパッキン３０は、配管構造１００の内部空間に露出するとともに、溝３０１を内部空間に露出させている。

【0059】

このような配管構造１００では、内部空間に通水した場合、パッキン３０が水圧による負荷を受ける（符号Ｆ１）。このとき、内部空間の水は、パッキン３０の溝３０１に入り込み、パッキン３０に対して等方的に負荷を加える。そのため、パッキン３０は、凹条部１０１において径方向外側に負荷を受けて押し込まれる（符号Ｆ２）。

【0060】

さらに、内部空間の水は、リブ３０２を広げ、第１膨出部１２及び第２膨出部２２に押し付ける方向に負荷を加える（符号Ｆ３）。

【0061】

以上のように、パッキン３０には、内部空間の水から内圧が負荷された時に、符号Ｆ２、Ｆ３で示す矢印のように面圧が発生し、シール効果が得られる。以下の説明では、このような内部空間の水から受ける面圧を利用したシールを、「セルフシール」と称することがある。

【0062】

また、図３のように凹条部１０１に凸条部２０１が嵌合するこのような構成では、凸条部２０１とパッキン３０との隙間、凹条部１０１よりも外側の第１膨出部１２と第２膨出部２２との隙間、詳しくは側面１０１ｂと側面２０１ｂとの隙間、膨出部端面１２ａと膨出部端面２２ａとの隙間に、曲がりくねった経路、いわゆるラビリンス構造が形成される。そのため、図３に示すような構成では、凹条部、凸条部が形成されていない平坦面同士を付き合わせる場合と比べ、シール効果の向上が期待できる。

【0063】

以上のように、パッキン３０は、第１配管部材１０と第２配管部材２０とで締めこんだ際に得られる面圧と、内部空間の水から内圧が負荷された時に発生する面圧(セルフシール)との双方の面圧力を得られる。これらにより、パッキン３０は、凹条部１０１及び凸条部２０１で囲まれた空間において壁面に押し付けられ、コンパクトな配管構造で、高いシール効果を奏する。

【0064】

上述の効果は、内周側に開口する溝を有する種々のパッキンを用いた場合にも奏する。すなわち、上述のリップパッキン、スクィーズパッキンを用いた場合でも、パッキンが有する溝が配管構造１００の内部空間に露出するならば、同様のシール効果を期待できる。

【0065】

《接合部材》
図１、２に示すように、配管構造１００は、連結箇所において、第１膨出部１２と第２膨出部２２とを外周側から包囲し固定する閉環状の接合部材９０を有していてもよい。

【0066】

接合部材９０は、半円弧状に形成された一対の分割部材９１，９２と、分割部材９１，９２を固定する固定具９３とを有する。

【0067】

分割部材９１は、略円弧状に形成され内周側に収容空間を有する収容部９１１と、収容部９１１の端部に設けられた一対の結合部９１２と、を有する。

【0068】

分割部材９２は、略円弧状に形成され内周側に収容空間を有する収容部９２１と、収容部９２１の端部に設けられた一対の結合部９２２と、を有する。分割部材９１、９２は、同じ形状であってもよい。

【0069】

固定具９３は、ボルト９３１とナット９３２とを有する。

【0070】

このような接合部材９０では、分割部材９１，９２により第１膨出部１２，第２膨出部２２を挟み込み、ボルト９３１を結合部９１２の貫通孔９１２ａ、結合部９２２の貫通孔９２２ａに挿通させ、ナット９３２で係止することにより、膨出部を外周から包囲する。

【0071】

このとき、図２に示すように、接合部材９０の内周側端部（分割部材９１の端部９１ａ、分割部材９２の端部９２ａ）は、第１凹部１０Ｃ及び第２凹部２０Ｃに挿入される。これにより、接合部材９０の位置ずれが抑制される。

【0072】

さらに、第１凹部１０Ｃにおいて第１膨出部１２と当節する接合部材９０は、固定具９３で締め付けることにより、膨出部と分割部材との接触箇所において軸線Ａｘ方向の分力を生じさせ、第１膨出部１２を第２配管部材２０側に押し付ける。また、第２凹部２０Ｃにおいて第２膨出部２２と当節する接合部材９０は、第２膨出部２２を第１配管部材１０側に押し付ける。これにより、第１配管部材１０と第２配管部材２０とが相互に押し付けられ、強く連結される。

【0073】

なお、接合部材９０は、分割部材９１，９２に分離することとして示したが、これに限らない。分割部材９１，９２は、一方の結合部９１２，９１３においてヒンジ接続され、他方の結合部９１２，９１３においてのみ、固定具９３で固定される構成であってもよい。

【0074】

以下、図４～１０を用いて、配管構造１００の詳細な形状、構成について説明する。図４～１０は、配管構造１００を説明する部分端面図である。

【0075】

なお、第１配管部材１０と、第２配管部材２０とは、凹条部１０１及び凸条部２０１の構成の他は同じ形状であることとしている。そのため、以下の説明において、第１配管部材１０、第２配管部材２０に共通する構成について説明する場合、一方の構成（例えば第１配管部材１０）の説明を他方の構成（例えば第２配管部材２０）の説明に置き換えて理解することができる。

【0076】

（膨出部の厚さ）
図４に示すように、配管構造１００では、軸線Ａｘ（図２参照）と同方向の第１膨出部１２の厚さＡ１と、第２膨出部２２の厚さＡ２とが等しい（Ａ１＝Ａ２）。厚さＡ１、Ａ２は、例えば１０ｍｍ以上であってもよく、１５ｍｍ以上であってもよく、２０ｍｍ以上であってもよい。

【0077】

第１膨出部１２の厚さＡ１と、第２膨出部２２の厚さＡ２とが上述の関係である場合、接合部材９０の形状を軸線Ａｘと直交する仮想面に対して面対称とすることができ、接合部材９０による応力のかかり方もバランスがよくなる。

【0078】

なお、これに限らず、図５の端面図のように、第１膨出部１２の厚さＡ１が、第２膨出部２２の厚さＡ２よりも厚くてもよい（Ａ１＞Ａ２）。このとき、凹条部１０１及び凸条部２０１の形状を調整し、配管構造の内部において、パッキン３０が第１膨出部１２及び第２膨出部２２の中央に位置するように設定してもよい（Ａ３＝Ａ４）。

【0079】

（凹部の厚さ）
また、図４に示すように、第１凹部１０Ｃの位置の第１管状部１１（縮管部１１２）の厚さＢ１は、管本体１１１の厚さＢ２と同等以上であるとよい（Ｂ１≧Ｂ２）。このような関係にあることで、縮管部１１２における強度低下を抑制することができる。

【0080】

（凹部の傾斜）
また、図４に示すように、第１凹部１０Ｃの底面１０Ｃ１と、底面１０Ｃ１から連続する第１膨出部１２の側面１２１とは、直交していてもよく、成す角θが３０°以上８０°以下であってもよい。角θは、３０°以上７０°以下であってもよく、３０°以上６０°以下であってもよい。

【0081】

角θが３０°未満の場合、接合部材９０を用いて第１配管部材１０と第２配管部材２０とを接合する際、収容部９２１が第１膨出部１２に引っかかりにくくなる。そのため、例えば、第１配管部材１０を軸線Ａｘ方向に引き離す応力が発生した場合、引抜力（第１配管部材１０を接合部材９０から引き抜くために要する力）が低下する。

【0082】

角θが８０°を超える場合、上述の引抜力が発生した場合に応力が集中し、発生した応力を分散しにくく、強度低下が起きるおそれがある。

【0083】

なお、角θは、図４の断面において軸線Ａｘと平行であり底面１０Ｃ１と接する仮想線Ｌ１と、側面１２１の中央における接線Ｌ２とが成す角として定義することができる。側面１２１は、図４の断面において形成される輪郭線が直線であってもよく、曲線であってもよい。

【0084】

角θが上記値であることにより、第１凹部１０Ｃと第１膨出部１２との交差箇所Ｒに応力が集中しにくくなり、破損を抑制できる。

【0085】

（凹部の深さ）
また、管本体２１１の内周面から縮管部２１２の内周面までの径方向の高さＺ１は、管本体１１１の外周面から第２凹部２０Ｃの底面２０Ｃ１までの径方向の高さＺ２と同等、または高さＺ２よりも大きいとよい（Ｚ１≧Ｚ２）。これにより、第２凹部２０Ｃの位置における強度低下を抑制できる。

【0086】

（凹条部の位置）
凹条部１０１は、軸線Ａｘに沿った視野において第１凹部１０Ｃと干渉しない（重ならない）ことが好ましい。

【0087】

（凹条部の深さ、凸条部の突出量）
凹条部１０１の軸線Ａｘと同方向の長さ（軸線Ａｘと同方向における対向面１０１ａから膨出部端面１２ａまでの長さ）Ｃ１は、凸条部２０１の軸線Ａｘと同方向の長さ（軸線Ａｘと同方向における対向面２０１ａから膨出部端面２２ａまでの長さ）Ｃ２よりも大きい（Ｃ１＞Ｃ２）。凹条部１０１と凸条部２０１とで液密に挟持した状態のパッキン３０の厚さを考慮して、長さＣ１、Ｃ２を設定するとよい。

【0088】

図３において示したように、パッキン３０が内周側に溝３０１を有すると、セルフシールの効果が得られる。このとき、凸条部２０１により一対のリブ３０２が接触するほど押しつぶされると、溝３０１の内部からリブ３０２を広げる方向に内水圧が加わりにくく、セルフシールができないおそれがある。そのため、長さＣ１，Ｃ２は、一対のリブ３０２同士を接触させない長さであるとよい。

【0089】

（凹条部の位置）
図６に示すように、凹条部１０５は、第１配管部材１０の内周側に露出することなく、第１膨出部１２に設けられていてもよい。この場合、凹条部１０５と配管構造の内部空間との間には、壁部１０６が形成されることとなる。パッキン３１は、配管構造の内部空間に露出することなく、凹条部１０５に収容され保持される。この場合、使用するパッキン３１としてはＯリングが望ましい。

【0090】

また、このとき、凸条部２０１の内径は、凹条部１０５の内径より大きく、凸条部２０１の外径は、凹条部１０５の外径よりも小さい。これにより、凸条部２０１は凹条部１０５に嵌合する。凸条部２０１は、第１配管部材１０と第２配管部材２０との連結箇所においてパッキン３１を軸線Ａｘに平行な方向に押圧する。

【0091】

このような構成では、壁部１０６と凸条部２０１との隙間、凸条部２０１とパッキン３０との隙間、凹条部１０１よりも外側の第１膨出部１２と第２膨出部２２との隙間に、曲がりくねった経路、いわゆるラビリンス構造が形成される。そのため、図６に示すような構成でも、高いシール効果が期待できる。

【0092】

（膨出部の突出量）
第１配管部材１０及び第２配管部材２０は、いずれも縮管部１１２，２１２に膨出部（第１膨出部１２，第２膨出部２２）を有する構成としている。膨出部の径方向外側への突出量は、管本体２１１の外表面から、第２膨出部２２の径方向最外部までの距離（符号Ｘ）である。

【0093】

一方、縮管部を有さない管状部（第１管状部１１，第２管状部２１）に膨出部を設ける場合の膨出部の突出量は、第２凹部２０Ｃの底部から第２膨出部２２の径方向最外部までの距離Ｙに該当する。

【0094】

すなわち、配管構造１００においては、縮管部を有する管状部に膨出部を設けることにより、膨出部の突出量Ｘを抑制できる。これにより、配管構造において、大きいシール部材を用いてシール性能を向上しようとする場合、シール部材の大きさに合わせて、配管部材が有する膨出部も大きくしたとしても、配管部材の最外寸を抑制し、作業効率の低下を抑制することができる。

【0095】

（パッキンの脱落防止構造）
図７～１０は、パッキンの脱落防止構造を示す端面図である。上述した凹条部１０１のように、凹条部１０１が第１管状部１１の内周側に露出している場合、第１管状部１１の内周側からパッキン３０を支持する構成が無いため、パッキン３０が位置ずれや脱落を生じ安い。そのため、第１配管部材１０、第２配管部材２０は、以下の図７～１０に示すような構成であってもよい。

【0096】

図７に示すように、第１配管部材１０は、凹条部１０１の外周側の隅部に、パッキン３０の一部が挿入されシール部材を支持する支持凹部１０２を有していてもよい。支持凹部１０２は、凹条部１０１の隅部に沿って第１配管部材１０の周方向に設けられている。

【0097】

支持凹部１０２は、第１配管部材１０の周方向の全周に設けられていてもよく、第１配管部材１０の周方向において等間隔に複数点在させてもよい。支持凹部１０２を複数点在させて形成する場合、複数の支持凹部１０２は同じ大きさであってもよく、異なる大きさとしてもよい。

【0098】

この場合、支持凹部１０２に挿入されるパッキン３０の一部３０ａは、支持凹部１０２の断面形状と同型状に成型されていることが望ましい。

【0099】

また、図８に示すように、第１配管部材１０は、凹条部１０１の内周側端部（凹条部１０１における軸線Ａｘ側の端部）に、凹条部１０１の内部に突出しパッキン３０を支持する第１支持突起１０３を有していてもよい。

【0100】

同様に、図９に示すように、第１配管部材１０は、凹条部１０１の先端側端部（凹条部１０１における膨出部端面２２ａ側の端部）に、凹条部１０１内に突出しパッキン３０を支持する第１支持突起１０４を有していてもよい。

【0101】

第１支持突起１０３，１０４は、第１配管部材１０の周方向の全周に設けられていてもよく、離散的に設けられていてもよい。また、凹条部１０１には、これら第１支持突起１０３，１０４が両方形成されていてもよい。

【0102】

さらに、図１０に示すように、第２管状部２１は、凸条部２０１の先端側端部、詳細には第２支持突起２０２が凸条部２０１の内周側の端部にパッキン３０を内周側から支持する第２支持突起２０２を有していてもよい。

【0103】

第２支持突起２０２は、第２管状部２１の周方向の全周に設けられていてもよく、第２配管部材２０の周方向において等間隔に複数点在させてもよい。第２支持突起２０２を複数点在させて形成する場合、複数の第２支持突起２０２は同じ大きさであってもよく、異なる大きさとしてもよい。

【0104】

第１配管部材１０、第２配管部材２０がこれらの脱落防止構造を有することにより、パッキン３０の位置ずれを抑制し、作業効率が向上する。

【0105】

［プレハブ配管］
図１１，１２は、上述の配管構造を有するプレハブ配管の一例の説明図である。

【0106】

図１１は、継手４０を有する配管部材５０の断面図である。配管部材５０は、上述の第１配管部材１０と、継手４０と、配管部材４１と、受口部４２とを有し、軸線方向にこの順に接続されている。継手４０は、第１配管部材１０と配管部材４１とを接続している。受口部４２は、配管部材４１の端部に位置している。

【0107】

配管部材５０を構成する第１配管部材１０は、第１管状部１１の一端１１Ｅ１に凹条部１０１を有する第１膨出部１２が設けられ、第１管状部１１の他端１１Ｅ２において、継手４０と接続している。第１管状部１１と継手４０との接続方法は、融着、接着等、第１管状部１１と継手４０との材料の特性に応じて選択することができる。

【0108】

継手４０は、樹脂材料で形成された配管部材（管継手）であり、配管部材を意図した経路に引き回すために第１配管部材１０に接続される。継手４０の材料としては、第１配管部材１０の材料として上述した樹脂材料を用いることができる。

【0109】

配管部材４１は、樹脂材料で形成された直管である。配管部材４１の材料としては、第１配管部材１０の材料として上述した樹脂材料を用いることができる。

【0110】

受口部４２は、いわゆる電気融着継手であり、内部に電熱線を有している。受口部４２は、電熱線と接続された端子４２ｘを有する。受口部４２は、配管部材４１と接続している。

【0111】

配管部材５０において、第１配管部材１０の内部空間と、継手４０の内部空間と、配管部材４１の内部空間と、受口部４２の内部空間とは連続し、第１配管部材１０の端部の開口部１０ａから受口部４２の端部の開口部４２ａまで連通している。

【0112】

なお、図１１では、継手として湾曲した管を示しているが、公知の種々の継手を採用可能である。

【0113】

第１配管部材１０と継手４０との接続箇所、継手４０と配管部材４１との接続箇所には、管の内周面及び外周面の周方向に連続して、溶融した樹脂が盛り上がるビードＢが形成される。第１管状部１１の内周側において、管本体１１１の内周面から縮管部１１２の内周面までの径方向の高さＺ１は、ビードＢの高さＺ３と一致、又はビードＢよりも低いことが好ましい。これにより、縮管部１１２による圧力損失を抑制することができる。

【0114】

図１２は、本実施形態のプレハブ配管２００の一例を示す断面図である。プレハブ配管２００においては、上述の配管構造１００が有する第１配管部材１０に継手４０が接続され、第２配管部材２０にチーズ６０が接続されている。第２配管部材２０とチーズ６０との接続箇所には、ビードＢが形成されている。

【0115】

チーズ６０は、樹脂材料で形成された配管部材（管継手）であり、配管部材を意図した経路に分岐するために第２配管部材２０に接続される。チーズ６０は、主管６１と、主管６１と接続し主管６１と連通する枝管６２とを有する。

【0116】

図に示すプレハブ配管２００は一例であり、継手として公知の種々の構成を採用することができる。また、継手の端部には、配管に接続される公知の構成が接続されていてもよい。

【0117】

プレハブ配管２００では、例えば、施工現場に設けられた設備（例えば、ポンプ、給湯器、他のプレハブ配管等）に上記第１配管部材を設け、接続する配管部材を上記第２配管部材とし、第１膨出部１２と第２膨出部２２とを突き合わせて固定することで、施工現場で容易に配管作業を行える。

【0118】

加えて、施工現場にて膨出部を作製する必要がないため、施工現場でのバット溶接を不要にできる。このため、プレハブ配管の膨出部近傍には、バット溶接に伴うビードが形成されない。

【0119】

以上のような構成の配管部材では、過度に大型化することなく膨出部の強度を確保することができる。

【0120】

また、以上のような構成の配管構造では、上述の配管部材を備えるため、施工時のとり回しが容易であり、シール性能を安定的に確保することができる。

【0121】

なお、本実施形態においては、第１配管部材１０と第２配管部材２０との両方が樹脂材料で形成されていることとしたが、これに限らない。第１配管部材１０と第２配管部材２０とは、少なくとも一方が樹脂材料で形成され、他方が金属材料で形成された金属管であり、異種接続される構成であってもよい。この場合、第１配管部材１０及び第２配管部材２０のうち、樹脂材料で形成されている配管部材が、本発明に配管部材に該当する。

【0122】

上記金属材料としては、例えば、鉄、真鍮（黄銅）、銅、ステンレス、アルミニウム、チタン、銀合金等が挙げられる。また、金属管の内面は、フッ素樹脂などの樹脂材料によりライニング加工されていてもよい。

【0123】

また、本実施形態においては、本発明の配管部材を本発明の配管構造に用いることとして説明したが、これに限らない。本発明の配管部材は、上述の凹条部１０１や凸条部２０１を設けること無く、配管構造の構成として採用可能である。

【0124】

また、本実施形態においては、配管部材が管本体と、管本体の端部に設けられた膨出部とを有し、第１配管部材と第２配管部材との連結箇所においては、一対の膨出部を外周側から包囲し固定する閉環状の接合部材を用いることとしたが、これに限らない。

【0125】

例えば、管本体の端部に、径方向外側に円環状に張り出したスタブ部を設け、接合部材として、管本体に挿通する遊合形フランジを有する構成としてもよい。一対の配管部材においては、一対のスタブ部を対向させスタブ部にてパッキンを挟持し、一対のスタブ部を軸線方向の両側から挟み込むことにより配管部材同士を連結させてもよい。

【0126】

このような構成の配管部材であっても、本発明の効果を奏することができる。

【0127】

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計、仕様等に基づき種々変更可能である。

【符号の説明】

【0128】

１０…第１配管部材、１０ａ，１１ａ，２０ａ，２１ａ，４０ａ…開口部、１０ｘ，２０ｘ…外周面、１０Ｃ…第１凹部、１１…第１管状部、１２…第１膨出部、２０…第２配管部材、２０Ｃ…第２凹部、２１…第２管状部、２２…第２膨出部、３０…パッキン（シール部材）、３０ａ…一部、４０…継手、５０…配管部材、９１ａ，９２ａ…端部、１００…配管構造、１０１，１０５…凹条部、１０２…支持凹部、１０３，１０４…第１支持突起、１１Ｅ２…他端、２００…プレハブ配管、２０１…凸条部、２０２…第２支持突起、３０１…溝、３０２…リブ、Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３…内径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】