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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】
(24)【登録日】2022-11-24
(45)【発行日】2022-12-02
(54)【発明の名称】管継手及び係止部材
(51)【国際特許分類】
   F16L 21/08 20060101AFI20221125BHJP
【FI】
F16L21/08 H
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2018231076
(22)【出願日】2018-12-10
(65)【公開番号】P2020094603
(43)【公開日】2020-06-18
【審査請求日】2021-06-30
(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】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100186015
【弁理士】
【氏名又は名称】小松 靖之
(74)【代理人】
【識別番号】100188307
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 昌宏
(72)【発明者】
【氏名】柏又 智明
【審査官】杉山 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-035928(JP,A)
【文献】実公昭52-052990(JP,Y2)
【文献】特表2002-535585(JP,A)
【文献】特開平02-271193(JP,A)
【文献】特開2017-172798(JP,A)
【文献】国際公開第2006/037971(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2011/0304137(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16L 21/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周側において管体が所定の差込方向に差し込まれるように構成された、芯材と、
前記芯材に装着された係止部材と、
を備え、
前記係止部材は、前記芯材の外周面に形成された係止部材用溝に収容された芯材係合部と、前記芯材に差し込まれる前記管体の内周面を係止する管体係止部と、を有し、
前記芯材係合部は、前記係止部材の自然状態において、
前記管体の差込方向の手前側から見た最小径が、前記係止部材用溝を構成する側面のうち前記手前側の側面の最大径よりも小さく、
内周面の周長の最小値が、前記芯材における前記係止部材用溝より前記手前側の外接円の周長の最大値よりも大きく、
前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に径方向外側に湾曲した、外方湾曲部と、前記手前側から見た場合に径方向内側に湾曲した、内方湾曲部とを有し、
前記管体係止部は、前記芯材の周方向で間欠的に形成されている、前記芯材係合部から突出する複数の突起を備え、
前記突起の先端部が、前記外方湾曲部に対応する位置に形成されている
管継手。
【請求項2】
前記先端部は突出部を備え、前記突出部は前記先端部の中央に形成されている、請求項1に記載の管継手。
【請求項3】
前記先端部は突出部を備え、前記突出部は前記先端部のいずれかの端部に形成されている、請求項1に記載の管継手。
【請求項4】
前記外方湾曲部と前記内方湾曲部とは、滑らかに結合されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の管継手。
【請求項5】
前記芯材係合部は、前記手前側から見た最大径が、前記管体の内径よりも小さい、請求項1からのいずれか一項に記載の管継手。
【請求項6】
前記芯材係合部は、前記手前側から見た最小径が、前記係止部材用溝の底面の径と同じ又は前記係止部材用溝の底面の径よりも大きい、請求項1からのいずれか一項に記載の管継手。
【請求項7】
請求項1からのいずれか一項に記載の管継手に用いられる、係止部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管継手及び係止部材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、外径を小さくすることができる管継手が知られている。例えば、特許文献1には、管体が管継手から抜け出るのを阻止する係止部材を、内筒部と、内筒部に差し込まれる管体との間に収容することにより、外径を小さくすることが可能な管継手が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2018-35928号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に開示された発明から理解されるように、係止部材を芯材に取り付けるときには、係止部材を拡径する必要がある。しかしながら、係止部材が拡径しにくく、芯材に挿入して取り付けにくい場合がある。
【0005】
そこで、本発明は、取付けが容易な管継手及び管継手への取付が容易な係止部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)本発明の管継手は、外周側において管体が所定の差込方向に差し込まれるように構成された、芯材と、前記芯材に装着された係止部材と、を備え、前記係止部材は、前記芯材の外周面に形成された係止部材用溝に収容された芯材係合部と、前記芯材に差し込まれる前記管体の内周面を係止する管体係止部と、を有し、前記芯材係合部は、前記係止部材の自然状態において、前記管体の差込方向の手前側から見た最小径が、前記係止部材用溝を構成する側面のうち前記手前側の側面の最大径よりも小さく、内周面の周長の最小値が、前記芯材における前記係止部材用溝より前記手前側の外接円の周長の最大値よりも大きい。本発明に係る管継手によれば、係止部材を芯材に取り付ける際に拡径しやすくなっているため、取付けが容易になる。
【0007】
(2)本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に径方向外側に湾曲した、外方湾曲部を有することが好ましい。この構成によれば、芯材係合部が拡径しやすい。
【0008】
(3)本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に径方向内側に湾曲した、内方湾曲部を有することが好ましい。この構成によれば、芯材係合部が拡径しやすい。
【0009】
(4)本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に径方向外側に湾曲した、外方湾曲部と、前記手前側から見た場合に径方向内側に湾曲した、内方湾曲部とを有することが好ましい。この構成によれば、芯材係合部が拡径しやすい。
【0010】
(5)本発明の管継手では、前記外方湾曲部と前記内方湾曲部とは、滑らかに結合されていることが好ましい。この構成によれば、内筒係合面が、芯材の外周面に沿って拡径しやすくなる。
【0011】
(6)本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た最大径が、前記管体の内径よりも小さいことが好ましい。この構成によれば、管継手に管体を差し込むときに、芯材係合部が管体に引っ掛かりにくい。そのため、管体を管継手に差し込みやすくなる。
【0012】
(7)本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た最小径が、前記係止部材用溝の底面の外径と同じ又は前記係止部材用溝の底面の外径よりも大きいことが好ましい。この構成によれば、芯材係合部が、係止部材用溝の底面を中心軸線側に押圧することなく、係止部材用溝に係合することができる。
【0013】
(8)本発明の管継手では、前記芯材係合部は、前記手前側から見た場合に、中心軸線から径方向に延びる仮装線に対して複数回交差するように構成されることが好ましい。この構成によれば、係合部材を芯材に取り付ける際に、より拡径しやすくなっているため、取付けがより容易になる。
【0014】
(9)本発明の係止部材は、上述のいずれかの管継手に用いられる。本発明に係る係止部材によれば、芯材に取り付ける際に拡径しやすくなっているため、取付けが容易になる。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、取付けが容易な管継手及び管継手への取付が容易な係止部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】本発明の一実施形態に係る管継手の概略を示す断面図である。
図2図1の係止部材の自然状態における概略を示す外観斜視図である。
図3図2の係止部材の上面図である。
図4】係止部材の一変形例の概略を示す外観斜視図である。
図5】芯材係合部の一変形例の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して例示説明する。
【0018】
図1は、本発明の一実施形態に係る管継手1の概略を示す断面図である。図1は、管継手1の中心軸線Oに沿う断面である。図1において、中心軸線Oの上側は、管体5を管継手1に差し込む前の状態を示し、中心軸線Oの下側は、管体5を管継手1に差し込んだ後の状態を示している。本実施形態に係る管継手1は、給水・給湯用の配管に好適に使用し得るものであるが、水以外の液体又は気体を含む、あらゆる流体のための配管として使用し得るものである。
【0019】
管継手1の中心軸線Oとは、管継手1の内部に区画される流体通路の流路軸線である。本実施形態では、管継手1は、中心軸線Oが直線状であるような略I字型に構成されている。ただし、管継手1は、例えば略L字型、略T字型、略十字型等、任意の形状に構成されてよい。
【0020】
図1に示す例では、管継手1は、軸線方向第1側(図1の右側。以下同じ。)の端部に一方の配管接続口101を有しており、軸線方向第2側(図1の左側。以下同じ。)の端部に他方の配管接続口102を有している。以下、本明細書では、管継手1の中心軸線Oに平行な方向を、「軸線方向」ともいう。
【0021】
管体5は、管継手1に対して、軸線方向に沿って、第2側から第1側に向かって差し込まれる。管体5は、例えばポリブテン製又は架橋ポリエチレン製の給水・給湯用パイプである。本明細書では、管体5が差し込まれる方向を、「差込方向ID」ともいう。また、本明細書では、軸線方向第1側を「差込方向IDの奥側」ともいい、軸線方向第2側を「差込方向IDの手前側」ともいう。
【0022】
図1に示すように、管継手1は、内周側に流体通路を区画する管状の芯材10と、封止部材20と、係止部材30と、を備える。
【0023】
芯材10は、例えば金属又は樹脂から構成されている。芯材10は、中心軸線Oに直交する壁面13を有する。壁面13は、管体5を管継手1に差し込んだときに、差込みの深さを制限するものであり、すなわち、管体5が壁面13よりも軸線方向第1側に差し込まれることを防ぐものである。
【0024】
管継手1の壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bの外径は、管体5の内周面5aの内径と略同じである。ここで、壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bの外径と内周面5aの内径とが略同じとは、管体5を管継手1に差し込んだ状態で流路に流体を供給したときに、流体が流路外に漏れない程度に、管継手1と管体5とが結合可能な状態をいう。
【0025】
図1に示すように、芯材10には、壁面13よりも軸線方向第1側の部分の全体又は一部において、外周面におねじが形成され、これにより配管接続口101が構成されている。配管接続口101には、例えば、内周面にめねじが形成された管体や蛇口部材等(図示せず)が接続される。
【0026】
芯材10には、図1に示すように、第1の溝14が形成されている。本明細書では、以下、第1の溝14を、特に「封止部材用溝14」ともいう。封止部材用溝14は、芯材10の壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bに、全周にわたって形成されている。封止部材用溝14は、封止部材20を収容する。
【0027】
封止部材20は、例えばOリング等の無端状の弾性部材により構成される。封止部材20は、芯材10の壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bに全周にわたって設けられた無端状の封止部材用溝14内に収容されている。
【0028】
図1に示すように、管体5が管継手1に差し込まれていない状態において、封止部材20の外径は、壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bの外径よりも若干大きくなるように形成されている。封止部材20は、管体5が管継手1に差し込まれると、管体5の内周面5aに密着するように変形し、これにより、芯材10の壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bと管体5の内周面5aとの間を流体密に封止する。これによって、流体漏れが防止される。
【0029】
芯材10には、図1に示すように、第2の溝15が形成されている。本明細書では、以下、第2の溝15を、特に「係止部材用溝15」ともいう。係止部材用溝15は、芯材10の壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bに、全周にわたって形成されている。本実施形態では、図1に示すように、係止部材用溝15は、封止部材用溝14よりも差込方向IDの奥側(軸線方向第1側)に設けられている。
【0030】
係止部材用溝15は、軸線方向に沿う底面15aと、底面15aに交差する2つの側面15b及び15cとを含んで構成されている。側面15bは、差込方向IDの手前側(軸線方向第2側)の側面であり、側面15cは、差込方向IDの奥側(軸線方向第1側)の側面である。係止部材用溝15には、環状の係止部材30が嵌め込まれている。
【0031】
係止部材30は、例えば金属により構成される。より具体的には、係止部材30は、例えば、一枚の金属板に、プレス加工や、スリット形成及び折り曲げ成形等を施すことにより、形成される。
【0032】
図1に示すように、係止部材30は、芯材10の周方向に沿って環状に延在している。係止部材30が芯材10に装着される場合、係止部材30は、少なくとも一部が、芯材10の壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bに設けられた環状の係止部材用溝15に収容される。
【0033】
図1に示す例では、係止部材30は、芯材係合部31と、管体係止部32と、を有して構成されている。芯材係合部31は、係止部材30の芯材10への装着状態において、係止部材用溝15に収容されている。管体係止部32は、管継手1に差し込まれた管体5の内周面5aを係止する。
【0034】
係止部材30の芯材係合部31が係止部材用溝15に収容されていることにより、係止部材30の軸線方向の変位は、係止部材用溝15の軸線方向の幅の範囲に制限される。そのため、係止部材30の軸線方向の変位が、所定の範囲に抑えられる。
【0035】
ここで、図2及び図3を参照して、自然状態における係止部材30の詳細について説明する。図2は、係止部材30の自然状態における概略を示す外観斜視図である。図2では、中心軸線Oが図の上下方向となり、係止部材60が芯材50に装着された場合に差込方向IDの手前側(軸線方向第2側)が上側となるように図示されている。図3は、係止部材30の上面図である。図3の上面図は、係止部材30が芯材10に装着された場合に差込方向IDの手前側(軸線方向第2側)となる位置、つまり図2の上側から見た図である。
【0036】
上述したように、係止部材30は、芯材係合部31と、管体係止部32とにより構成されている。
【0037】
芯材係合部31は、環状に形成される。ここで、芯材係合部31に関し、「環状」とは、連続的に芯材10の周方向に沿って無端状(O字状)に延在することをいう。芯材係合部31は、例えば図3から理解されるように、差込方向IDの手前側から見た場合に、非円形状に構成されている。つまり、芯材係合部31は、中心軸線Oからの距離が一定でない。以下、本明細書において、中心軸線Oから、中心軸線Oに垂直な面に広がる方向を「径方向」ともいう。
【0038】
具体的には、本例において、芯材係合部31は、差込方向IDの手前側から見た場合に、径方向外側に湾曲した外方湾曲部33を有している。また、芯材係合部31は、差込方向IDの手前側から見た場合に、径方向内側に湾曲した内方湾曲部34を有している。図3に示す例では、芯材係合部31は、外方湾曲部33と内方湾曲部34とが、それぞれ8箇所、交互に結合されて形成されている。外方湾曲部33と内方湾曲部34とは、滑らかに結合されている。これにより、詳細については後述するように、係合部材30を芯材10に取り付ける際に、係合部材30が、芯材10の壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bに沿って拡径しやすくなる。図3に示す例では、外方湾曲部33は、同一の大きさ及び形状である。また、図3に示す例では、内方湾曲部34は、同一の大きさ及び形状である。従って、芯材係合部31は、中心軸線Oを中心として、回転対称である。
【0039】
芯材係合部31は、差込方向IDの手前側から見た最小径(すなわち最小の内径)rが、係止部材用溝15における差込方向IDの手前側の側面15bの最大径(すなわち、側面15bの最大の外径)Rよりも小さい。
【0040】
このように、芯材係合部31の最小径rが、係止部材用溝15の側面15bの最大径Rよりも小さい場合、芯材係合部31が係止部材用溝15に収容された状態において、少なくとも芯材係合部31の最小径rを構成する位置(図3に示す例では、内方湾曲部34の最も中心軸線Oに近い位置)が、側面15bの最大径Rの位置よりも中心軸線O側に位置する。そのため、芯材係合部31を、確実に係止部材用溝15に係合させることができる。
【0041】
芯材係合部31は、差込方向IDの手前側から見た最小径rが、係止部材用溝15の底面15aの外径Rの径と同じ又は係止部材用溝15の底面15aの径Rよりも大きく構成されていてよい。
【0042】
このように、芯材係合部31の最小径Rが、係止部材用溝15の底面15aの径Rと同じ又は係止部材用溝15の底面15aの径Rよりも大きい場合、芯材係合部31が、係止部材用溝15の底面15aを中心軸線O側に押圧することなく、係止部材用溝15に係合することができ、ひいては、係止部材30の耐久性を向上することができる。
【0043】
芯材係合部31は、内周面の周長の最小値が、芯材10における係止部材用溝15から差込方向IDの手前側の部分における外接円の周長の最大値よりも大きい。ここで、内周面の周長は、芯材係合部31の内周面を、内周面に沿って周方向に測った、内周面の長さをいう。また、外接円の周長は、芯材10における係止部材用溝15よりもの手前側の部分における外周面の外接円を、周方向に沿って測った、外周面(外接円)の長さである。これにより、芯材係合部31を芯材10に通して係止部材用溝15に嵌め込むとき、芯材係合部31は、芯材10に通すことが可能な径まで拡径することができる。すなわち、芯材係合部31(係止部材30)に外力を加えないときは、芯材係合部31を芯材10に通すことはできないが、芯材係合部31は拡径することが可能であり、芯材係合部31を拡径することにより芯材10に通すことができるようになる。本実施形態では、外方湾曲部33と内方湾曲部34とが滑らかに結合されることにより、芯材係合部31が、芯材10の外周面に沿って拡径しやすくなる。なお、係合部材30は、拡径されて芯材10に取り付けられたあと、芯材10に取り付けられた状態で、自然状態に戻ろうとする。
【0044】
また、芯材係合部31の内周面の周長の最小値は、芯材10の係止部材用溝15の手前側の外接円の周長の最大値より大きく、且つ、当該外接円の周長の最大値の2.0倍以下であることが好ましい。芯材係合部31の内周面の周長の最小値は、芯材10の係止部材用溝15の手前側の外接円の周長の最大値の1.02~1.4倍であることがさらに好ましい。芯材係合部31の内周面の周長の最小値が、芯材10の係止部材用溝15の手前側の外接円の周長の最大値より大きいことにより、係合部材30を芯材10に取り付けることができ、1.02倍以上であることにより、係合部材30を芯材10に取り付けやすくなる。また、芯材係合部31の内周面の周長の最小値が、芯材10の係止部材用溝15の手前側の外接円の周長の最大値の、2.0倍以下であることにより、係合部材30が芯材10に取り付けられた状態から脱落しにくくなり、1.4倍以下であることにより、さらに脱落しにくくなる。

【0045】
芯材係合部31は、差込方向IDの手前側から見た最大径(最大の外径)rが、管継手1に差し込まれる管体5の内径Rよりも小さく構成されていてよい。このように、芯材係合部31の最大径rが、管体5の内径Rよりも小さい場合、係止部材30が嵌め込まれた管継手1に管体5を差し込むときに、芯材係合部31が管体5に引っ掛かりにくい。そのため、管体5を管継手1に差し込みやすくなる。
【0046】
管体係止部32は、芯材係合部31から差込方向IDの奥側かつ外周側へ向かって延在している。図2に示す例では、管体係止部32は、芯材係合部31に結合された、複数の突起により構成されている。図1に示すように、管体係止部32の先端部(外周側端部)32aは、芯材10の壁面13よりも軸線方向第2側の外周面10bよりも外周側に突出している。これにより、管体係止部32の先端部(外周側端部)32aは、管体5が管継手1に差し込まれる際に、管体5の内周面5aを引っ掻くように管体5の内周面5aに食い込み、係合する。そして、いったん管継手1に差し込まれた管体5が、差込方向IDとは反対方向(軸線方向第2側へ向かう方向)に引っ張られると、管体係止部32の先端部(外周側端部)32aは、管体5の内周面5aにさらに食い込み、管体5の内周面5aを係止する。これによって、管体5が差込方向IDとは反対方向へ変位することを防止し、その結果、管体5が管継手1から抜け出ることを防止することができる。
【0047】
特に、図2に示すように、本実施形態の管体係止部32において、先端部32aは、突起形状の管体係止部32の先端において、中央が突出するように構成されている。このように、複数の突起により構成された管体係止部32の先端部32aが当該突起の幅方向(周方向)中央において突出した突出部32bとして構成されていることにより、当該突出部32bが管体5の内周面5aに食い込みやすくなり、管体5が管継手1から抜け出ることを、さらに防止しやすくなる。
【0048】
なお、管体係止部32は、芯材係合部31から外周側へ向かって、係止部材30の中心軸線Oに対して垂直な方向に延在してもよく、その場合でも同様の効果が得られる。
【0049】
なお、本実施形態では、係止部材30が、芯材10の全周にわたって無端状に延在していることから、芯材係合部31が係止部材用溝15に収容されると、係止部材30は、しっかりと芯材10に保持されるようになり、係止部材30の係止部材用溝15からの位置ずれや過度な変形を効果的に抑制できる。これにより、例えば係止部材30が有端のC字状に延在している場合と比較して、係止部材30が係止部材用溝15から外れにくくなる。これにより、管体5が芯材10の周りに差し込まれる際に、係止部材30が係止部材用溝15から脱落しにくくなる。また、管体5の係止部材30への不均一な食い込みを抑えられるので、係止部材30が管体5を係止する機能が向上し、管体5の拡径変形を管体5の内周側から抑えやすくなる。
【0050】
また、図1に示す例では、芯材係合部31は、管継手1の中心軸線Oに沿う断面において、軸線方向に延びている(軸線方向に対して0°の角度で延びている)が、軸線方向に対して傾斜して(軸線方向に対して一定の角度を有して)延びていてもよい。
【0051】
図2及び図3に示された係止部材30では、管体係止部32を構成する各突起の幅方向(周方向)中央に先端部32aとしての突出部32bが形成されているが、係止部材30は、必ずしもこの形態に限られない。例えば、図4に示すように、係止部材30において、突出部32bは、各突起の幅方向(周方向)端部に形成されていてもよい。突出部32bを各突起の中央に形成する場合、係止部材30の製作過程において、各突起について、中央の突出部32bの左右2箇所を切り取る必要がある。これに対し、突出部32bを各突起のいずれかの端部に形成する場合、係止部材30の製作過程において、各突起について、当該端部とは反対側の端部1箇所を切り取ればよい。そのため、より製作工程を簡単にすることができる。
【0052】
上記実施形態において、芯材係合部31の形状について、差込方向IDの手前側から見た場合に、外方湾曲部33及び内方湾曲部34を有すると説明した。しかしながら、芯材係合部31の形状は、これに限られない。例えば、芯材係合部31は、外方湾曲部33及び内方湾曲部34のいずれか一方のみを有していてもよい。
【0053】
また、例えば、芯材係合部31は、差込方向IDの手前側から見た場合、多角形状に形成されていてもよい。この場合も、上記実施形態で説明した場合と同様に、係止部材用溝15への嵌込みに際して芯材係合部31が拡径しやすいため、芯材10への取付けが容易である。
【0054】
また、例えば、芯材係合部31は、差込方向IDの手前側から見た場合に、中心軸線Oから径方向に延びる、径方向仮想線Dと複数回交差するように構成されていてもよい。例えば、図5に概略的に示す、差込方向IDの手前側から見た芯材係合部31は、中心軸線Oから径方向に延びる径方向仮想線と、点A、点B及び点Cという3点において交差する。このような構成においても、芯材10への取付けが容易になる。
【0055】
本開示を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【0056】
1:管継手、 5:管体、 5a:内周面、 10:芯材、 10b:外周面、 13:壁面、 14:封止部材用溝、 15:係止部材用溝、 15a:底面、 15b,15c:側面、 20:封止部材、 30:係止部材、 31:芯材係合部、 32:管体係止部、32a:先端部、 32b:突出部、33:外方湾曲部、 34:内方湾曲部、 101,102:配管接続口、 ID:差込方向
図1
図2
図3
図4
図5