(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】2024-10-30
(45)【発行日】2024-11-08
(54)【発明の名称】管継手
(51)【国際特許分類】
F16L 33/22 20060101AFI20241031BHJP
F16L 19/08 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
F16L33/22
F16L19/08
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021021793
(22)【出願日】2021-02-15
(65)【公開番号】P2022124180
(43)【公開日】2022-08-25
【審査請求日】2023-11-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000151025
【氏名又は名称】株式会社タブチ
(74)【代理人】
【識別番号】110002734
【氏名又は名称】弁理士法人藤本パートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】川田 裕太郎
【審査官】奈須 リサ
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－２４８０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２０１３４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－２６５７９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６０－１２８０８７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許第０４２５６３３５（ＵＳ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０６６２６２９７（ＣＮ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｌ ３３／２２
Ｆ１６Ｌ １９／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
合成樹脂製の管の端部に内嵌するインナーコアと、前記管が挿入される開口部を画定する筒部を有する継手本体と、前記筒部に外嵌して螺合する袋ナットと、前記管に外嵌され、前記袋ナットの螺合によって前記筒部内に縮径しながら圧入されて前記管を締め付けるリング状の締め付けリングと、を備え、前記筒部は、管挿入側となる軸方向一端部に設けられ、前記袋ナットによる締め付け前の前記締め付けリングの外面を支持する支持部と、該支持部よりも軸方向他端側に設けられ、前記袋ナットにより締め付けられた前記締め付けリングを径方向外側へ逃がすための凹部と、を備えていることを特徴とする管継手。
【請求項2】
前記締め付けリングは、外面に径方向の最も外側に位置する頂点を有し、前記支持部は、前記締め付けリングの頂点が該支持部よりも軸方向一方側に位置するように締め付け前の締め付けリングを支持することを特徴とする請求項１に記載の管継手。
【請求項3】
前記締め付けリングは、外面に径方向の最も外側に位置する頂点を有し、前記袋ナットの螺合による締め付け完了状態で、該締め付けリングの頂点が、前記支持部と前記凹部との境界よりも軸方向他端側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、合成樹脂製の管を接続するための管継手に関する。
【背景技術】
【0002】
上記管継手は、樹脂管の端部に内嵌して該端部を拡径する端部拡径管と、樹脂管が挿入される開口部を有する継手本体と、前記樹脂管に外嵌されるシールリングと、該シールリングを前記継手本体の内面に沿って前記樹脂管の先端側へ移動させるように継手本体に螺合する袋ナットと、を備えている（例えば特許文献１参照）。
【0003】
前記構成の管継手では、袋ナットを回転させてシールリングを継手本体の内面に沿って管の先端側へ移動させるほど、シールリングによる締め付け力が強くなるが、袋ナットを回転させるための大きなトルクも必要になるため、袋ナットの回転操作がし難いという不都合があり、早期改善が要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００９－７９７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、袋ナットを回転させるためのトルクを低減することができる管継手を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の管継手は、前述の課題解決のために、合成樹脂製の管の端部に内嵌するインナーコアと、前記管が挿入される開口部を画定する筒部を有する継手本体と、前記筒部に外嵌して螺合する袋ナットと、前記管に外嵌され、前記袋ナットの螺合によって前記筒部内に縮径しながら圧入されて前記管を締め付けるリング状の締め付けリングと、を備え、前記筒部は、管挿入側となる軸方向一端部に設けられ、前記袋ナットによる締め付け前の前記締め付けリングの外面を支持する支持部と、該支持部よりも軸方向他端側に設けられ、前記袋ナットにより締め付けられた前記締め付けリングを径方向外側へ逃がすための凹部と、を備えていることを特徴としている。
【0007】
本発明によれば、管の端部の径がインナーコアで保持されることにより、管に引っ張りがかかったときの管の端部の縮径が阻止される。これにより、継手本体からの管の抜けが阻止される。この状態において袋ナットを筒部に螺合させることで、管の外面に締め付けリングを縮径しながら圧入し、管に圧接（圧着）して管と締め付けリングとの間をシールする。この締め付けリングの移動中に、継手本体の凹部に締め付けリングが差し掛ることにより、締め付けリングを径方向外側へ逃がすことができる。これにより、袋ナットを回転させるためのトルクを低減することができる。
【0008】
又、本発明の管継手は、前記締め付けリングは、外面に径方向の最も外側に位置する頂点を有し、前記支持部は、前記締め付けリングの頂点が該支持部よりも軸方向一方側に位置するように締め付け前の締め付けリングを支持してもよい。
【0009】
上記のように、締め付けリングの頂点が支持部よりも軸方向一方側に位置するように締め付け前の締め付けリングを支持することによって、締め付けリングを継手本体の内面に沿って管の先端側へ良好に移動させることができる。
【0010】
又、本発明の管継手は、前記締め付けリングは、外面に径方向の最も外側に位置する頂点を有し、前記袋ナットの螺合による締め付け完了状態で、該締め付けリングの頂点が、前記支持部と前記凹部との境界よりも軸方向他端側に位置していてもよい。
【0011】
上記のように、袋ナットの螺合による締め付け完了状態で、該締め付けリングの頂点が、前記支持部と前記凹部との境界よりも軸方向他端側に位置することによって、締め付けの最終段階において、頂点が境界を軸方向他端側に越えて位置することで袋ナットの締め付けトルクを低減することができる。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、継手本体に締め付けリングを径方向外側へ逃がすための凹部を備えることによって、袋ナットを回転させるためのトルクを低減することができる管継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の管継手を示す縦断正面図であり、管を管継手に挿入して袋ナットを回転させる直前の状態を示している。
【図2】管継手を構成する継手本体の正面図である。
【図3】同継手本体の背面図である。
【図4】同継手本体の平面図である。
【図5】同継手本体の底面図である。
【図6】同継手本体の右側面図である。
【図7】同継手本体の左側面図である。
【図9】締め付けリングの正面図である。
【図15】継手本体の内面の他の構成を示す拡大断面図である。
【図16】継手本体の内面の更に他の構成を示す拡大断面図である。
【図17】（ａ），（ｂ），（ｃ）はインナーコア３の他の３つの形状を示す要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
図１に、合成樹脂製の管を接続する前の本発明の管継手１を示している。
【0015】
管継手１は、継手本体２と、インナーコア３と、締め付けリング４と、袋ナット５と、を備えている。この実施形態では、継手本体２とインナーコア３とが一体化されているが、別体でもよい。尚、図１において後述する継手本体２の開口部２２Ｋ側（図では右側）を一端側とし、一端側と反対側（図では左側）を他端側として、以下において説明する。
【0016】
継手本体２は、金属で構成され、図１～図８に示すように、軸方向他端側（図１の左側）に向けて延びる円筒状の第１本体部２１と、軸方向一端側（図１の右側）に向けて延びるとともに第１本体部２１よりも内径及び外径が大きい寸法の円筒状の第２本体部２２と、第１本体部２１と第２本体部２２とを連結する環状の連結部２３と、を備えている。第２本体部２２は、管６が挿入される開口部２２Ｋを画定する筒部２２Ａを有する。
【0017】
連結部２３は、径方向に延びるように形成され、連結部２３の径方向内側端からインナーコア３が軸方向一端側（右側）に向けて延びている。
【0018】
インナーコア３は、管６の端部に内嵌する円筒状部分３１から構成され、円筒状部分３１の外面には、軸方向一端側（右側）から他端（連結部２３）側に向けて外径が大きくなるテーパー状外面３１Ａを備えている。円筒状部分３１のテーパー状外面３１Ａの他端部（連結部２３側端部）には、軸方向他端側ほど径方向外側に位置する規制面３２Ａを有するテーパー部３２と、テーパー部３２の軸方向他端から連結部２３へ繋がる軸方向と平行な面が形成されたストレート部３３と、を有する規制部３４を備えている。したがって、管６の端が規制面３２Ａに接触して管６の連結部２３側への移動が一旦阻止される（図１参照）。そして、締め付けリング４による締め付けにより管６の内径が拡径されて、規制面３２Ａを乗り越える（図１２（ｃ）参照）。乗り越えた管６は、ストレート部３３により案内されて連結部２３側へ移動する（近づく）。
【0019】
図１に示すように、インナーコア３の一端（遊端）には、径方向外側に突出する周方向全域に亘る第１凸条３５を備えている。第１凸条３５は、他端側ほど径方向外側に位置するテーパー形状に構成され、管６の挿入時の案内部として機能する。また、インナーコア３の一端（遊端）から前記規制部３４までの間に、断面形状が半円状で径方向外側に突出する周方向全域に亘る第２凸条３６を備えている。したがって、締め付けリング４による締め付けで管６が内側に押し付けられた時に管６に第１凸条３５及び第２凸条３６が食い込んで管６の抜け止め機能が付与される（図１３（ａ），（ｂ）参照）。
【0020】
継手本体２の第１本体部２１の外面には、他の配管等を螺合により接続するための雄螺子部２１Ｎ（図１参照）が形成されている。継手本体２の第２本体部２２の端部には、図１０及び図１１にも示すように、管６を挿入可能な開口部２２Ｋが形成され、その開口部２２Ｋにインナーコア３のテーパー状外面３１Ａ（図１参照）と傾斜方向が逆向きとなるテーパー状内面２４が形成されている。また、第２本体部２２の一端部（遊端部）の筒部２２Ａの外面には、後述する袋ナット５の雌螺子部５１Ｎ（図１参照）が螺合する雄螺子部２２Ｎが形成されている。第２本体部２２の他端部の外面には、工具を用いて回転操作可能なナット操作部２２Ｓ（図１参照）が形成されている。
【0021】
締め付けリング４は、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）から構成され、図９に示すように、軸方向他端側（締め付けリング４の移動方向側、図９の左側）に他端側ほど径が小さくなるように延びる第１テーパー状外面４１と、軸方向一端側（締め付けリング４の移動方向とは反対方向）に第１テーパー状外面４１の一端（図９の右端）から一端側ほど径が小さくなるように延びる第２テーパー状外面４２と、波形状に湾曲した内側湾曲部４３と、を備えた環状の部材である。第１テーパー状外面４１と第２テーパー状外面４２との境界に、径方向外側に最も位置する頂点４４を形成している。また、締め付けリング４には、軸方向一端から中途部まで及び軸方向他端から中途部まで軸方向に延びるスリット４５が周方向に間隔を置いて複数形成されている。これら内側湾曲部４３とスリット４５によって袋ナット５からの締め付け力で締め付けリング４が径方向内側に変形することができるようになっている。尚、締め付けリング４は、ポリアセタール（ＰＯＭ）以外の剛性のある各種の合成樹脂で構成してもよく、同等の剛性を有するものであれば、どのような材料で構成してもよい。
【0022】
継手本体２のテーパー状内面２４は、図１０及び図１１に示すように、前記開口部２２Ｋ側端部に形成され、前記締め付けリング４の第１テーパー状外面４１を支持する支持部として構成され、この支持部は、軸方向他端側（連結部２３側）ほど径方向内側に位置するテーパー面から構成されている。このテーパー状内面２４の軸方向他端（前記開口部側から離間する側の奥側端）から他端側（奥側）へ向かって形成され、締め付けリング４を径方向外側へ逃がすための凹部２５を備えている。
【0023】
凹部２５は、テーパー状内面２４の軸方向他端から他端側へ向けて軸方向と平行に延びる平坦面２６Ａを有する平坦部２６と、平坦部２６の軸方向他端から他端（連結部２３）側へ延び、他端側ほど径方向内側に位置するテーパー面２７Ａを有するテーパー部２７と、を有し、これら平坦面２６Ａとテーパー面２７Ａとテーパー状内面２４の仮想延長線２４Ｌとで囲まれる空間である。平坦部２６の軸方向の長さは、テーパー状内面２４の軸方向の長さよりも短い寸法になっている。また、テーパー状内面２４の軸方向の長さは、テーパー部２７の軸方向の長さよりも短い寸法になっている。また、軸方向に対するテーパー状内面２４の第１角度θ１は、軸方向に対するテーパー部２７の第２角度θ２よりも大きく設定しているが、同一角度であってもよい。また、第１テーパー状外面４１（図９参照）は、テーパー状内面２４と同一の傾斜方向で、かつ、同一の傾斜角度にしている。
【0024】
したがって、締め付けリング４の頂点４４が継手本体２の開口部２２Ｋ側端よりも軸方向外側に位置するように締め付け前の締め付けリング４を支持部（テーパー状内面２４）が支持することによって（図１２（ｂ）参照）、締め付けリング４を継手本体２の内面（テーパー状内面２４）に沿って管６の先端側へ良好に移動させることができる。そして、管６の端部がインナーコア３で拡径されることにより、管６に引っ張りがかかったときの管６の端部の縮径が阻止される。これにより、継手本体２からの管６の抜けが阻止される。この状態において袋ナット５を筒部２２Ａの雄螺子部２２Ｎに螺合させることで、管６の外面に締め付けリング４を縮径しながら圧入し、管６に圧接（圧着）して管６と締め付けリング４との間をシールする。この締め付けリング４の移動中に、継手本体２の凹部２５に締め付けリング４が差し掛ることにより、締め付けリング４を径方向外側へ逃がすことができる。これにより、袋ナット５を回転させるためのトルクを低減することができる。
【0025】
前記継手本体２の凹部２５に締め付けリング４が差し掛るタイミングは、袋ナット５の螺合による締め付け完了状態で、該締め付けリング４の頂点４４が、前記支持部と前記凹部２５との境界よりも軸方向他端側に位置することによって（図１４（ｂ）参照）、締め付けの最終段階において、頂点４４が境界を軸方向他端側に越えて位置することで袋ナット５の締め付けトルクを低減することができる。
【0026】
袋ナット５は、金属で構成され、図１２（ｂ）に示すように、締め付けリング４を継手本体２のテーパー状内面２４に沿って管６の先端側へ移動させて管６の外面に締め付けリング４の内面を圧接（圧着）して管６と締め付けリング４との間をシールするものである。具体的には、袋ナット５は、軸方向一端部に設けられ、第２本体部２２の雄螺子部２２Ｎに螺合する雌螺子部５１Ｎを内側に備える円筒部５１と、円筒部５１の軸方向他端から軸方向一端側へ一端側ほど内側に位置するように傾斜した環状の傾斜部５２と、を備えている。
【0027】
傾斜部５２の内側面には、軸方向他端部に位置し、一端部側ほど内側に位置するテーパー形状に構成された第１傾斜面５２Ａと、第１傾斜面５２Ａの一端から一端側に延び、一端部側ほど内側に位置するテーパー形状に構成された第２傾斜面５２Ｂと、を備えている。軸方向に対する傾斜角度が、第１傾斜面５２Ａの傾斜角度よりも第２傾斜面５２Ｂの傾斜角度の方が小さく設定されている。袋ナット５を第２本体部２２の雄螺子部２２Ｎに螺合させることによって、傾斜部５２の第１傾斜面５２Ａが締め付けリング４の他端４Ｔ（図１２（ｂ）参照）を押して締め付けリング４を管６の端側へ移動させることができる。そして、袋ナット５を５回転以上回転させると、図１３（ａ），（ｂ）及び図１４（ａ），（ｂ）に示すように、傾斜部５２の第２傾斜面５２Ｂが締め付けリング４の他端４Ｔを押して締め付けリング４を管６の端部側へ移動させることができる。
【0028】
前記のように構成された管継手１に管６を接続する手順について説明する。
【0029】
まず、管継手１を用意し、この管継手１に管６を規制部３４の規制面３２Ａに管６の端６Ｔが当接するまで挿入する。この状態から、袋ナット５を回転させた場合を図１２（ａ）に示し、管６の端６Ｔが規制部３４の規制面３２Ａを乗り越えていない状態である。続いて、袋ナット５を図１２（ａ）から更に回転させると、図１２（ｂ）に示し、管６の端６Ｔが規制部３４の規制面３２Ａを乗り越えて管６の端６Ｔがストレート部３３に位置している状態である。袋ナット５を図１２（ｂ）から更に回転させると、図１３（ａ）に示し、管６の端６Ｔが連結部２３に近づいている状態である。このとき、袋ナット５の第２傾斜面５２Ｂで締め付けリング４の他端４Ｔを押している。続いて、袋ナット５を更に回転させた場合を、図１３（ｂ）に示し、袋ナット５を図１３（ｂ）から更に回転させた場合を、図１４（ａ）に示している。袋ナット５を図１３（ｂ）又は図１４（ａ）に示すように回転させると、管６の端６Ｔが連結部２３に非常に接近する。続いて、袋ナット５を図１４（ａ）から更に回転させると、図１４（ｂ）に示し、連結部２３に当接する直前の状態である。
【0030】
袋ナット５を図１２（ａ）、図１２（ｂ）、図１３（ａ）に示すように回転させる場合には、締め付けリング４の第１テーパー状外面４１がテーパー状内面（支持部）２４に支持されながら、管６の先端側へ移動する。袋ナット５を図１３（ｂ）に示すように回転させると、締め付けリング４の他端４Ｔが袋ナット５の第２傾斜面５２Ｂで内側に押圧されることによって、締め付けリング４の頂点４４を支点として第１テーパー状外面４１が径方向外側へ揺動されて、第１テーパー状外面４１の一部が凹部２５に入り込む。袋ナット５を図１４（ａ）に示すように回転させると、締め付けリング４の他端４Ｔが袋ナット５の第２傾斜面５２Ｂで内側に更に押圧されることによって、締め付けリング４の頂点４４を支点として第１テーパー状外面４１が径方向外側へ更に揺動されて、第１テーパー状外面４１の一部が凹部２５に更に入り込む。そして、締め付けの最終段階である袋ナット５を図１４（ｂ）に示すように回転させることにより、締め付けリング４の頂点４４が、支持部２４と凹部２５との境界Ｈ（図１０参照）よりも軸方向他端側に位置することによって、頂点４４が境界Ｈを軸方向他端側に越えて位置することで袋ナット５の締め付けトルクを低減することができる。
【0031】
前述のように、管継手１を用意し、この管継手１に管６を規制部３４の規制面３２Ａに管６の端６Ｔが当接するまで挿入する構成であったが、袋ナット５を継手本体２から外し、外した袋ナット５を管６に外挿する。続いて、締め付けリング４を継手本体２から外し、外した締め付けリング４を管６に外装する。次に、締め付けリング４を外装した管６を規制部３４の規制面３２Ａに管６の端６Ｔが当接するまで継手本体２に挿入するように構成してもよい。
【0032】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0033】
上記実施形態では、凹部２５が、平坦部２６とテーパー部２７とを備えたが、図１５に示すように、平坦部２６を省略し、テーパー部２７のみで凹部２５を構成してもよい。この場合、凹部２５が形成されるように、第２角度θ２を、第１角度θ１よりも小さく設定することになる。
【0034】
また、上記実施形態では、平坦面でなるテーパー状内面（支持部）２４を、図１６に示すように、内側に凸となる湾曲面から構成してもよい。また、図１６に示すように、凹部２５を、内側に凹む湾曲面２９Ａを有する湾曲部２９から構成してもよい。図１６の締め付けリング４を第１テーパー状外面４１としているが、テーパー状内面（支持部）２４と同一の曲率半径を有する内側に凹む湾曲面から構成してもよい。
【0035】
また、上記実施形態では、袋ナット５を図１４（ｂ）に示すように回転させることにより、締め付けリング４の頂点４４が、支持部２４と凹部２５との境界Ｈ（図１０参照）よりも軸方向他端側に位置して袋ナット５を回転させるためのトルクを軽減することができるようにしたが、図１４（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ａ）に示すように回転させた場合に、締め付けリング４の頂点４４が、支持部２４と凹部２５との境界Ｈ（図１０参照）よりも軸方向他端側に位置して袋ナット５を回転させるためのトルクを軽減することができるようにしてもよい。この場合、テーパー状内面２４の軸方向の長さ及び角度を調整することにより、袋ナット５を回転させる回転量を変化させることになる。
【0036】
また、上記実施形態の図１で示した規制面３２Ａの軸方向に対する角度は、どのような角度にしてもよく、例えば図１７（ａ）に示すように、図１の角度よりも大きな角度となる規制面３２Ａであってもよいし、図１の角度よりも小さな角度であってもよい。また、図１で示したストレート部３３が、図１７（ｂ）に示すように、連結部２３に至るまでの途中で段落ちした段落部３３Ｄを備えたものであってもよい。また、図１で示したテーパー形状の規制面３２Ａを、図１７（ｃ）に示すように円弧形状の規制面３２Ａとしてもよく、規制面３２Ａの形状は自由に変更可能である。
【0037】
また、上記実施形態では、管６の端部にインナーコア３を内嵌するだけで、管６の端部の径がインナーコア３で保持される。これにより、管に引っ張りがかかったときの管６の端部の縮径が阻止されるようにしたが、管６の端部にインナーコア３を内嵌して管６の端部の径が拡径されることにより、管に引っ張りがかかったときの管６の端部の縮径が阻止されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0038】
１…管継手、２…継手本体、３…インナーコア、４…締め付けリング、４Ｔ…他端、５…袋ナット、６…管、６Ａ…外面、６Ｔ…端、２１…第１本体部、２１Ｎ…雄螺子部、２２…第２本体部、２２Ａ…筒部、２２Ｎ…雄螺子部、２２Ｋ…開口部、２２Ｓ…ナット操作部、２３…連結部、２４…テーパー状内面（支持部）、２４Ｌ…仮想延長線、２５…凹部、２６…平坦部、２６Ａ…平坦面、２７…テーパー部、２７Ａ…テーパー面、２８…境界、２９…湾曲部、２９Ａ…湾曲面、３１…円筒状部分、３１Ａ…テーパー状外面、３２…テーパー部、３２Ａ…規制面、３３…ストレート部、３３Ｄ…段落部、３４…規制部、４１…第１テーパー状外面、４２…第２テーパー状外面、４３…内側湾曲部、４４…頂点、４５…スリット、５１…円筒部、５１Ｎ…雌螺子部、５２…傾斜部、５２Ａ…第１傾斜面、５２Ｂ…第２傾斜面、Ｈ…境界、θ１…第１角度、θ２…第２角度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
