特許 7133737 電気融着継手一体型回転継手、ユニット配管およびユニット配管工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-31

(45)【発行日】2022-09-08

(54)【発明の名称】電気融着継手一体型回転継手、ユニット配管およびユニット配管工法

(51)【国際特許分類】

   F16L 27/08 20060101AFI20220901BHJP

   F16L 47/03 20060101ALI20220901BHJP

   F16L 47/06 20060101ALI20220901BHJP

【ＦＩ】

F16L27/08 Z

F16L47/03

F16L47/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2022065089

(22)【出願日】2022-04-11

【審査請求日】2022-05-24

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000201593

【氏名又は名称】前澤給装工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】金井 宏之

(72)【発明者】

【氏名】土井 克也

【審査官】杉山 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２５５６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２２８７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２３４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２３４９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ ２７／０８

Ｆ１６Ｌ ４７／０３

Ｆ１６Ｌ ４７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂管の端部を電気融着する電気融着継手部を有する樹脂製の本体と、
前記本体の外周面とスナップ係合する内周面を有する金属製の円環部材と、
前記円環部材に対して軸線を中心に回転可能且つ軸線方向の移動が規制されるように係合する一端部、および器具と接続する他端部を有する金属製の胴と、
を備え、
前記本体の前記電気融着継手部とは反対側の内周面に、円筒状の金属製のインコアが圧入されており、
前記インコアの前記胴側の端部につば部が形成されており、
前記胴の内周面に段差部が形成されており、
前記つば部は、前記段差部と前記本体との間に配置されていることを特徴とする電気融着継手一体型回転継手。

【請求項2】

前記本体の外周面に第１凸部および第１凹部が形成され、前記円環部材の内周面に第２凸部および第２凹部が形成されており、
前記第１凸部が前記第２凹部に嵌め込まれ、前記第２凸部が前記第１凹部に嵌め込まれて、前記本体の外周面と前記円環部材の内周面とがスナップ係合していること
を特徴とする請求項１に記載の電気融着継手一体型回転継手。

【請求項3】

前記円環部材の外周面に第１溝部が形成され、前記胴の前記一端部の内周面に第２溝部が形成されており、
前記第１溝部および前記第２溝部のそれぞれに部分的に連結部材が入り込んで、前記胴の前記一端部が前記円環部材に対して軸線を中心に回転可能且つ軸線方向の移動が規制されるように係合していること
を特徴とする請求項１に記載の電気融着継手一体型回転継手。

【請求項4】

前記本体の外周面と前記胴の内周面との間はシール部材によってシールされていること
を特徴とする請求項１に記載の電気融着継手一体型回転継手。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電気融着継手一体型回転継手が前記樹脂管の端部に電気融着されていること
を特徴とするユニット配管。

【請求項6】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電気融着継手一体型回転継手を、工場において前記樹脂管の端部に電気融着してユニット配管を製作し、
現場において前記ユニット配管の前記電気融着継手一体型回転継手を前記器具に接続すること
を特徴とするユニット配管工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気融着継手一体型回転継手、ユニット配管およびユニット配管工法に関する。

【背景技術】

【0002】

屋内の給水給湯配管は、水道メータから台所、洗面、トイレ等の末端の水栓器具まで樹脂管で接続している。このような給水給湯配管には、先分岐方式、ヘッダ方式といった給水方式があり、各給水方式において様々な継手が使用されている。

【0003】

樹脂管との接合には、スパナ等の工具を使用するねじ（メカニカル）式継手、締付け工具不使用で管差し込み（ワンタッチ）式継手の他に、電線に通電して樹脂管外面と継手内面とを融着させ一体化する電気融着式継手がある。電気融着式継手は、専用のコントローラを使用することで、ポリエチレン等の樹脂製の継手内面と樹脂管外面とが溶融し一体化することで接合され、作業者の技量によらない安定した接合が期待できる。それに対して、ねじ式継手、管差し込み式継手では、接合品質が作業者の技量によるところがある。

【0004】

一方、工場において継手を樹脂管の端部に電気融着してユニット配管を製作することが行われている。予め工場でユニット配管を製作することで、現場での接続箇所が水栓器具と継手との接続箇所のみと削減でき、漏水の恐れが減る利点がある。しかし、この場合、水栓器具と接続する部分が回転しない電気融着式継手を、樹脂管の端部に予め工場で接続してしまうと、継手と樹脂管とが一体となり、相互に回転しないため、現場でユニット配管と水栓器具との接続ができなくなる事態が生じる恐れがある。

【0005】

この問題を解決するために、特開２０１９－２３４９７号公報（特許文献１）、特開２０１９－２３５０７号公報（特許文献２）には、水栓器具と接続する部分が回転可能な電気融着継手一体型回転継手が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１９－２３４９７号公報

【文献】特開２０１９－２３５０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１，２に記載の電気融着継手一体型回転継手では、樹脂製の内筒部を外筒部にスナップ係合させた後に、拡径治具を使用して内筒部の内周面の一部が拡径されている。これにより、内筒部の内側に挿入されるインコアのうち、内筒部の内面に圧入されない部分が生じる。このため、インコアが内筒部の弾性復元を妨げることが防止されて、規定の小トルクで外筒部と内筒部とを相対回転させることができる。

【0008】

しかしながら、特許文献１，２に記載の電気融着継手一体型回転継手は、樹脂製の内筒部を外筒部にスナップ係合させた後に拡径治具を使用するため、組立てに時間を要する。
また、外筒部が金属製、内筒が樹脂製と、両部品の硬さが異なると、スナップ係合する部分の回転による摩耗や削れによって、内筒部が抜け出す恐れがある。

【0009】

本発明は、器具と接続する部分の回転を確保しつつ、スナップ係合する部分の回転による摩耗や削れの発生を抑制でき、組立て工数を低減できる電気融着継手一体型回転継手、ユニット配管およびユニット配管工法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】

【0010】

前記課題を解決するため、本発明に係る電気融着継手一体型回転継手は、樹脂管の端部を電気融着する電気融着継手部を有する樹脂製の本体と、前記本体の外周面とスナップ係合する内周面を有する金属製の円環部材と、前記円環部材に対して軸線を中心に回転可能且つ軸線方向の移動が規制されるように係合する一端部、および器具と接続する他端部を有する金属製の胴と、を備え、前記本体の前記電気融着継手部とは反対側の内周面に、円筒状の金属製のインコアが圧入されており、前記インコアの前記胴側の端部につば部が形成されており、前記胴の内周面に段差部が形成されており、前記つば部は、前記段差部と前記本体との間に配置されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、器具と接続する部分の回転を確保しつつ、スナップ係合する部分の回転による摩耗や削れの発生を抑制でき、組立て工数を低減できる電気融着継手一体型回転継手、ユニット配管およびユニット配管工法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手の構成を示す図である。

【図2】図１に示されるスナップリングの構成を示す図である。

【図3】本実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手の組立て手順を説明するための断面図である。

【図4】本実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手の組立て手順を図３から続いて説明するための断面図である。

【図5】本実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手の組立て手順を図４から続いて説明するための断面図である。

【図6】本実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手の組立て手順を図５から続いて説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す図面において、共通する部材や同種の部材については、同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜省略する。

【0014】

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手１００の構成を示す一部断面側面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の樹脂管１側から見た図である。図２（ａ）は、図１（ａ）に示されるスナップリング６４の軸線ＣＬ方向から見た図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂ線断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手１００は、本体２と、円環部材４と、胴６とを備えている。

【0015】

本体２は、円筒状を呈しており、電気融着継手部２１と、第１係合部３１とを有している。電気融着継手部２１は、本体２の樹脂管１側の端部に設けられている。電気融着継手部２１は、基部２２と、ボビン２３と、突起２４と、端子２５と、コイル２６とを有している。基部２２は、円筒状を呈している。ボビン２３は、基部２２の径方向内側に設置されており、外周面に螺旋状の溝が形成されている。突起２４は、基部２２の外周面から径方向外側に突出して一対設けられている。端子２５は、根本部が突起２４に埋設されており、先端部が突起２４の先端から径方向外側に延びている。コイル２６は、ボビン２３の螺旋状の溝に巻回されており、通電により発熱する。コイル２６の両端は、電線（図示省略）を介して一対の端子２５とそれぞれ接続されている。

【0016】

第１係合部３１は、本体２の外周面に形成されており、第１凸部３２および第１凹部３３を有している。第１係合部３１は、本体２において電気融着継手部２１よりも胴６側に設けられている。本体２は、端子２５、コイル２６、電線等の特定部位を除いて、例えば架橋ポリエチレン等の樹脂製である。この意味において、本明細書では、本体２は、単に樹脂製と表現する。ボビン２３は、例えば一般的なポリエチレン等の樹脂製である。

【0017】

円環部材４は、例えば真鍮等の金属製である。円環部材４は、本体２の外周面に形成された第１係合部３１とスナップ係合する第２係合部４１が形成された内周面を有している。第２係合部４１は、第２凸部４２および第２凹部４３を有している。第１係合部３１の第１凸部３２が第２係合部４１の第２凹部４３に嵌め込まれ、第２係合部４１の第２凸部４２が第１係合部３１の第１凹部３３に嵌め込まれて、本体２の外周面と円環部材４の内周面とがスナップ係合している。
また、円環部材４の外周面には、凹状の第１溝部４４が形成されている。

【0018】

胴６は、例えば銅合金等の金属製である。胴６は、円環部材４に対して軸線ＣＬを中心に回転可能且つ軸線ＣＬ方向の移動が規制されるように係合する一端部６１と、台所、洗面、トイレ等の器具（図示省略）と接続する他端部６２とを有している。

【0019】

胴６の一端部６１の内周面には、凹状の第２溝部６３が形成されている。円環部材４の第１溝部４４、および胴６の第２溝部６３のそれぞれに部分的に連結部材としてのスナップリング６４（図２参照）が入り込んでいる。これにより、胴６の一端部６１が円環部材４に対して軸線ＣＬを中心に回転可能且つ軸線ＣＬ方向の移動が規制されるように係合している。

【0020】

図２（ａ）に示すように、スナップリング６４は、軸線ＣＬ（図１参照）方向から見て、Ｃ字状を呈しており、例えばステンレス鋼等の金属製である。スナップリング６４の断面形状は、図２（ｂ）では円形であるが、四角形等の他の形状であってもよい。また、スナップリング６４の材質は、ここでは金属であるが、例えば樹脂等の他の材質であってもよい。

【0021】

胴６の他端部６２には、器具との接続のためのねじ部が形成されている。このねじ部は、図１（ａ）では雄ねじであるが、雌ねじであってもよい。また、他端部６２は、図１（ａ）ではストレート形状であるが、湾曲した形状であってもよい。胴６は金属製であるため、樹脂の場合のようにねじ部の締込み過ぎによって破損する恐れはない。

【0022】

胴６の一端部６１と他端部６２との間の中間部の内周面には、凹状の溝部６６が形成されており、溝部６６には、シール部材６５が装着されている。本体２の電気融着継手部２１とは反対側の端部は、シール部材６５に対応する位置まで軸線ＣＬ方向に延びている。これにより、本体２の外周面と胴６の内周面との間はシール部材６５によってシールされている。

【0023】

本体２の電気融着継手部２１とは反対側の内周面に、インコア７が圧入されている。すなわち、インコア７は、本体２の外周面と円環部材４の内周面とがスナップ係合されている部分、およびシール部材６５の径方向内側に位置する本体２の内周面に圧入されている。インコア７は、円筒状を呈しており、銅合金等の金属製である。インコア７の胴６側の端部には、つば部７１が形成されている。つば部７１は、インコア７の端縁から径方向外側に拡がるように延びており、リング板状を呈している。胴６の内周面には、段差部６７が形成されており、つば部７１は、段差部６７と本体２との間に配置されている。

【0024】

次に、本実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手１００の作用を、図３～図６を参照して組立て手順に沿って説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、円環部材４が本体２に矢印方向に押し込まれる。この際、樹脂製の本体２の第１係合部３１の部分が弾性変形して、本体２の第１凸部３２が円環部材４の第２凹部４３に嵌め込まれ、円環部材４の第２凸部４２が本体２の第１凹部３３に嵌め込まれる。これにより、図３（ｂ）に示すように、本体２の外周面と円環部材４の内周面とがスナップ係合する。

【0025】

続いて、図４（ａ）に示すように、インコア７が本体２に矢印方向に押し込まれる。これにより、図４（ｂ）に示すように、インコア７は、本体２の電気融着継手部２１とは反対側の内周面に圧入される。このとき、インコア７は、つば部７１が本体２の電気融着継手部２１とは反対側の端面に当接して位置決めされる。

【0026】

続いて、図５（ａ）に示すように、スナップリング６４が円環部材４に矢印方向に押し込まれる。これにより、図５（ｂ）に示すように、スナップリング６４は、拡径した後に第１溝部４４に入り込んで縮径して、円環部材４の第１溝部４４に取り付けられる。

【0027】

続いて、図６（ａ）に示すように、シール部材６５が装着された胴６が、円環部材４が取り付けられた本体２に矢印方向に押し込まれる。この際、スナップリング６４は、縮径した後に胴６の第２溝部６３に入り込んで拡径し、第１溝部４４および第２溝部６３のそれぞれに部分的に入り込んだ状態となる。これにより、図６（ｂ）に示すように、胴６の一端部６１が円環部材４に対して軸線ＣＬ（図１参照）を中心に回転可能且つ軸線ＣＬ方向の移動が規制されるように係合する。また、胴６に装着されたシール部材６５が本体２の外周面に接触し、本体２の外周面と胴６の内周面との間がシール部材６５によってシールされる。

【0028】

前記したように、本実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手１００は、樹脂管１の端部を電気融着する電気融着継手部２１を有する樹脂製の本体２と、本体２の外周面とスナップ係合する内周面を有する金属製の円環部材４と、円環部材４に対して軸線ＣＬを中心に回転可能且つ軸線ＣＬ方向の移動が規制されるように係合する一端部６１、および器具と接続する他端部６２を有する金属製の胴６と、を備える。

【0029】

このような本実施形態では、電気融着継手一体型回転継手１００が、電気融着継手部２１を有する樹脂製の本体２と金属製の円環部材４とのスナップ係合部分と、金属製部品同士の胴６と円環部材４との回転機構部分とに分割されている。したがって、胴６が回転した場合、金属製部品同士の胴６と円環部材４とが相対回転し、スナップ係合する金属製の円環部材４と樹脂製の本体２とは実質的に相対回転しない。このように、スナップ係合する部分が殆ど回転しないため、摩耗や削れの発生が抑制される。これにより、本体２が胴６から抜け出すことが抑制される。
一方、金属製部品同士の胴６と円環部材４とが相対回転することで、器具と接続する他端部６２を有する金属製の胴６の回転が確保される。
また、従来技術（特許文献１，２）では、拡径治具を使用して内筒部の内周面の一部を拡径することで、スナップ係合部分である外筒部と内筒部との規定の小トルクでの相対回転を確保しているが、本実施形態では、スナップ係合部分ではなく、金属製部品同士の回転機構部分によって胴６の回転が確保される。このため、本実施形態では、従来技術のように拡径治具を使用した拡径作業が不要であり、組立て工数を低減できる。
したがって、本実施形態によれば、器具と接続する部分の回転を確保しつつ、スナップ係合する部分の回転による摩耗や削れの発生を抑制でき、組立て工数を低減できる電気融着継手一体型回転継手１００を提供できる。

【0030】

また、本実施形態では、本体２の外周面に第１凸部３２および第１凹部３３が形成され、円環部材４の内周面に第２凸部４２および第２凹部４３が形成されている。そして、第１凸部３２が第２凹部４３に嵌め込まれ、第２凸部４２が第１凹部３３に嵌め込まれて、本体２の外周面と円環部材４の内周面とがスナップ係合している。この構成では、本体２の外周面と円環部材４の内周面とをより強固にスナップ係合させることができる。

【0031】

また、本実施形態では、円環部材４の外周面に第１溝部４４が形成され、胴６の一端部６１の内周面に第２溝部６３が形成されている。そして、第１溝部４４および第２溝部６３のそれぞれに部分的にスナップリング６４が入り込んで、胴６の一端部６１が円環部材４に対して軸線ＣＬを中心に回転可能且つ軸線ＣＬ方向の移動が規制されるように係合している。このようにすれば、簡易な構成で所望の係合を実現することができる。

【0032】

また、本実施形態では、本体２の電気融着継手部２１とは反対側の内周面に、円筒状の金属製のインコア７が圧入されている。この構成では、本体２と胴６とが離れる方向に引っ張り荷重がかかった場合に、樹脂製の本体２の内周面が径方向内側に変形することをインコア７によって抑制することができる。これにより、本体２が胴６から抜け出すことがより抑制される。

【0033】

また、本実施形態では、インコア７の胴６側の端部につば部７１が形成されており、胴６の内周面に段差部６７が形成されている。そして、つば部７１は、段差部６７と本体２との間に配置されている。この構成では、例えば運搬時に、インコア７が本体２から抜け出すことはない。

【0034】

また、本実施形態では、本体２の外周面と胴６の内周面との間はシール部材６５によってシールされている。この構成では、電気融着継手一体型回転継手１００からの漏水をより確実に抑制できる。

【0035】

また、本実施形態に係る電気融着継手一体型回転継手１００が樹脂管１（図１参照）の端部に電気融着されたユニット配管を構成することが望ましい。この場合、電気融着継手一体型回転継手１００を、工場において樹脂管１の端部に電気融着してユニット配管を製作し、現場において前記ユニット配管の電気融着継手一体型回転継手１００を器具に接続するユニット配管工法が採用され得る。電気融着は、本体２の電気融着継手部２１の内側に樹脂管１が挿入された状態で、端子２５に通電して行われる。この際、端子２５への通電によりコイル２６が発熱し、樹脂管１の外周面と電気融着継手一体型回転継手１００の電気融着継手部２１の内周面とが溶融して一体化することで接合される。これにより、樹脂管１の端部に電気融着継手一体型回転継手１００が電気融着される。
このような構成によれば、前記した電気融着継手一体型回転継手１００の効果に加えて、予め工場でユニット配管を製作することで、現場での接続箇所が器具と電気融着継手一体型回転継手１００との接続箇所のみと削減でき、漏水の恐れをより低減できる。

【0036】

以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記した実施形態や変形例に記載した構成に限定されるものではない。本発明は、前記した実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

【符号の説明】

【0037】

１ 樹脂管
２ 本体
２１ 電気融着継手部
３２ 第１凸部
３３ 第１凹部
４ 円環部材
４２ 第２凸部
４３ 第２凹部
４４ 第１溝部
６ 胴
６１ 一端部
６２ 他端部
６３ 第２溝部
６４ スナップリング（連結部材）
６５ シール部材
６７ 段差部
７ インコア
７１ つば部
１００ 電気融着継手一体型回転継手
ＣＬ 軸線

【要約】

【課題】器具と接続する部分の回転を確保しつつ、スナップ係合する部分の回転による摩耗や削れの発生を抑制でき、組立て工数を低減できる電気融着継手一体型回転継手、ユニット配管およびユニット配管工法を提供する。
【解決手段】電気融着継手一体型回転継手１００は、樹脂管１の端部を電気融着する電気融着継手部２１を有する樹脂製の本体２と、本体２の外周面とスナップ係合する内周面を有する金属製の円環部材４と、円環部材４に対して軸線ＣＬを中心に回転可能且つ軸線ＣＬ方向の移動が規制されるように係合する一端部６１、および器具と接続する他端部６２を有する金属製の胴６と、を備える。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】