JP5238275B2

JP5238275B2 - 管継手

Info

Publication number: JP5238275B2
Application number: JP2008021307A
Authority: JP
Inventors: 真史谷; 隆行山本; 義郎岡崎
Original assignee: JFE Pipe Fitting Mfg Co Ltd
Current assignee: JFE Pipe Fitting Mfg Co Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-01-31
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-01-31
Also published as: JP2009180336A

Description

本発明は、管継手に関し、特に、上水または排水用の配管設備に用いられる管継手に関する。

特許文献１は、管継手の支持部材を開示する。この部材が支持する管継手は、可撓性ある樹脂管用の管継手のうち、貫通穴を有する壁を、その貫通穴を通して、壁表面に対して垂直に貫通するものに用いられる管継手である。この支持部材は、壁の裏面側で、前述した貫通穴に対応する位置に設けられる。この支持部材は、貫通軸回りに回動自在に管継手を保持して、前述した貫通穴にその管継手を挿通せしめ、次いで、その管継手と壁とを固定する。

特許文献１に開示された発明によると、比較的粗雑に施工されたり、曲げ癖が残存したりしている可撓性樹脂管であっても、無理な力を掛けずに施工できる。即ち、可撓性樹脂管を施工し易くでき、かつ、応力による疲労破壊などの懸念を少なくできる。

特許文献２は、混合水栓用の継手を開示する。この継手は、複数の挿通孔を有する連結部材と、それらの挿通孔それぞれに挿通される筒状体とを備える。各筒状体と連結部材とは、各筒状体と連結部材とが互いに係合するための係止部を含む。これにより、筒状体と連結部材とが相対的に回動することは防止される。前述した筒状体は、樹脂管に接続される。

特許文献２に開示された発明によると、樹脂管が接続された状態でナットを回動操作しても、ねじれるなどして樹脂管が変形することを防止できる。

特開２０００−２６６２７１号公報特開２００１−７３４２２号公報

樹脂管により配管設備が構成される場合、通常、樹脂管と継手とは、工場などにおいて接続され、接続後に巻かれ、かつ、巻かれた状態で施工場所まで搬送され、そこで接続時の状態となるように伸ばされた後、据え付けられる。

このような手順を経て樹脂管と継手とは据え付けられるので、据え付けられた時点においては樹脂管に曲げ癖が付いていることがある。このまま曲げ癖を取らずに据え付けられると、樹脂管にねじりトルクがかかることがある。また、施工場所で伸ばされる際、樹脂管にねじりトルクがかかることがある。大きなねじりトルクがかかった場合について、樹脂管と継手との融着部が破断し得ることや樹脂管に亀裂が入り得ることが発見されている。

特許文献１に開示された発明では、伸ばされた後の樹脂管を壁に貫通させたり継手を固定したりする際には施工を容易にしたり疲労破壊の懸念を少なくできたりする。特許文献２に開示された発明では、混合水栓を取り付ける際には樹脂管の変形を防止できる。しかしながら、それ以前の作業である、工場などから搬送され、そこで接続時の状態となるように伸ばされた時にかかるねじり応力については、特許文献１に開示された発明によっても、特許文献２に開示された発明によっても軽減することができない。

さらに、上述の問題点が配管設備の施工に関する問題であることを考慮すると、配管の途中にスイベルジョイントを設けることは現実的でない。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる、管継手を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、管継手は、第１の接続管を受け入れる受入筒と、受入筒に固定された継手本体と、受入筒に収容された弾性シールリングと、ポリブデン製である第２の接続管を融着により固定するための樹脂管とを備える。弾性シールリングは、第１の接続管が受入筒の中に挿入されると、受入筒および継手本体のうち一方と第１の接続管とに圧接する。樹脂管は、ポリブデン製で、かつ、継手本体に接続されている。継手本体は、受入筒の内部と樹脂管の内部とを連通する。弾性シールリングは、第１の接続管から受けるねじりトルクが閾値を越えると、第１の接続管および受入筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている。閾値は、第１の式により算出される値から第２の式により算出される値までの範囲内である。第１の式は、ねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、第２の接続管の外径および内径の単位をｍｍとするとき、ねじりトルク＝０．０１７×π／１６（（外径^４−内径^４）／外径）である。第２の式は、ねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、第２の接続管の内径の単位をｍｍとするとき、ねじりトルク＝０．０３×第２の接続管の内径である。

ねじりトルクが閾値を越えると、弾性シールリングが、第１の接続管および受入筒の少なくとも一方に対して相対的に回動する。これにより、第１の接続管から受けるねじりトルクが閾値を越えると、樹脂管と第２の接続管とが融着された部分が破断することや第２の接続管に亀裂が入ることがなくなる。その結果、樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる。

また、上述の継手本体は、連通筒を供えることが望ましい。連通筒は、受入筒の内部と樹脂管の内部とを連通し、受入筒の内部に突出し、かつ、第１の接続管の内径未満の外径である。併せて、管継手は、抜止めリングと、挿入ガイドリングとをさらに備えることが望ましい。抜止めリングは、受入筒の内周に収容され、第１の接続管の外周面に食込み係合する。挿入ガイドリングは、第１の接続管の一端部で押されるに伴い弾性シールリングを圧縮しながら受入筒と連通筒との間を移動するよう、受入筒と連通筒との間に組み込まれている。弾性シールリングは、連通筒の外周面および第１の接続管の内周面に密着する。さらに、弾性シールリングは、ねじりトルクが閾値を越えるとき、第１の接続管および連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定される。併せて、抜止めリングは、ねじりトルクが閾値を越えるとき、受入筒に対して相対的に回動するように設定される。併せて、挿入ガイドリングは、ねじりトルクが閾値を越えるとき、第１の接続管および連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている。

弾性シールリングを圧縮しながら受入筒と連通筒との間を移動する挿入ガイドリングは、ねじりトルクが閾値を越えるとき、第１の接続管および連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動する。連通筒の外周面および第１の接続管の内周面に密着する弾性シールリングは、ねじりトルクが閾値を越えるとき、第１の接続管および連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動する。受入筒の内周に収容された抜止めリングは、ねじりトルクが閾値を越えるとき、受入筒に対して相対的に回動する。これにより、第１の接続管から受けるねじりトルクが閾値を越えると、相対的な回動が生じる。相対的な回動が生じると、樹脂管と第２の接続管とが融着された部分が破断することや第２の接続管に亀裂が入ることがなくなる。その結果、樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる。

また、上述の第２の接続管は、サイズが２０Ａの管であることが望ましい。併せて、弾性シールリングは、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値をねじりトルクが越えるとき、第１の接続管および連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されることが望ましい。併せて、抜止めリングは、ねじりトルクが、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値を越えるとき、受入筒に対して相対的に回動するように設定されることが望ましい。併せて、挿入ガイドリングは、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値をねじりトルクが越えるとき、第１の接続管および連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されていることが望ましい。

また、上述の第２の接続管は、サイズが１３Ａの管であることが望ましい。併せて、弾性シールリングは、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値をねじりトルクが越えるとき、第１の接続管および連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されることが望ましい。併せて、抜止めリングは、ねじりトルクが、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値を越えるとき、受入筒に対して相対的に回動するように設定されることが望ましい。併せて、挿入ガイドリングは、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値をねじりトルクが越えるとき、第１の接続管および連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されていることが望ましい。

本発明に係る管継手は、樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は本実施形態にかかる差込み式管継手１を接続管挿入前の状態で示す半欠截断面図である。図２は図１に示す差込み式管継手１を接続管挿入途上の状態で示す半欠截断面図である。図３は図１に示す差込み式管継手１を接続管挿入後の状態で示す半欠截断面図である。

図１において、差込み式管継手１は、継手本体１００と、第１受口部１０２と、第２受口部１０４とを備える。

継手本体１００は、黄銅や青銅鋳物等の金属やＰＰＳ（ポリフェニ−ルサルフォン）等の樹脂で筒状に形成されている。継手本体１００は、第１受口部１０２の内部と第２受口部１０４の内部とを連通する部材である。第１受口部１０２の内部のうちどの部分と第２受口部１０４の内部のうちどの部分とを連通するかということについては後述する。第１受口部１０２は、差込まれた接続管Ｐを受け入れる。第２受口部１０４は、第１受口部１０２に差込まれるものとは別の接続管Ｑに固定される。この接続管Ｑは、融着により固定される樹脂製（ポリブテン製）の管である。本実施の形態においては、この樹脂管のサイズは１３Ａ（外径１８ｍｍ、厚さ２．２ｍｍ）である。

継手本体１００には、軸心方向に貫通する流体通路２が形成されている。継手本体１００の軸心方向の一端から軸方向外方（前方）へ挿入ガイドリング収容部５が突出している。挿入ガイドリング収容部５は、流体通路２の中心軸Ｏと平行かつ一体に形成されている。本実施形態においては、挿入ガイドリング収容部５は不透明である。挿入ガイドリング収容部５の内側から挿入ガイドリング収容部５よりも長い連通筒３が突出している。挿入ガイドリング収容部５の外周には雄ねじ６が設けられている。連通筒３は、挿入ガイドリング収容部５と同心状に軸方向外方へ突出している。本実施形態においては、連通筒３は、継手本体１００と一体に形成されている。連通筒３の内部は、流体通路２である。連通筒３の外周と挿入ガイドリング収容部５の内周との間が挿入ガイドリング進入空間部４を形成している。本実施形態においては、挿入ガイドリング進入空間部４の軸方向深さは挿入ガイドリング１８の軸方向長さよりも深く形成されている。もちろん、挿入ガイドリング進入空間部４の軸方向深さは挿入ガイドリング１８の軸方向長さと同一であっても良いし、短くても良い。

連通筒３や挿入ガイドリング収容部５が突出している側とは反対側の継手本体１００の一端には、樹脂製短管５２を挿入可能とする本体受口部２０が開口している。本体受口部２０の内周に環状のシールリング収容凹溝５５が設けられている。シールリング収容凹溝５５には、シールリング５３が収容される。シールリング収容凹溝５５の軸方向外方側（樹脂製短管５２が挿入される側）に、断面台形状の内向き爪部６０が径方向内方へ向かって突出するように環状に設けられる。内向き爪部６０は、軸方向内方（連通筒３が突出している側）に向かって窄まり状のテーパ６０ａと、軸方向に平行な平坦頂部６０ｂと、軸方向に対し直角の垂直部６０ｃとを有する。なお、図示例の継手本体１００はストレート型であるが、エルボ型やティ−型などの場合もある。

第１受口部１０２は、受入筒７と、抜止めリング１１と、スペーサー１５と、弾性シールリング１７と、挿入ガイドリング１８とを含む。

本実施形態においては、受入筒７は、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルホン）、ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）、ポリカーボネート、ＡＢＳ樹脂等、耐熱性に優れる透明若しくは半透明で内部を透視可能な樹脂で筒状に形成されている。本実施形態においては、受入筒７の後端部の内周に雌ねじ８を設けている。受入筒７の雌ねじ８が継手本体１００の雄ねじ６にねじ込み結合されることにより、受入筒７の内周と連通筒３の外周との間に、接続管受口９が形成される。接続管受口９は、接続管Ｐ（本実施形態の場合、接続管Ｐはポリブテン製の管であるが、接続管Ｑがポリブデン製でなければ、架橋ポリエチレン製や塩化ビニル製といった樹脂管であってもよいし、金属製の管であってもよい）の一端部を受け入れる。接続管受口９は、挿入ガイドリング１８により挿入ガイドリング進入空間部４から隔てられている。

受入筒７の前方開口端側の内周面にはテーパ面１４が形成されている。テーパ面１４は、受入筒７の前方開口端に向かい窄まる形状に形成されている。このような形状に形成されているので、テーパ面１４は、抜止めリング１１に縮径方向の力を作用させる。そして、受入筒７のテーパ面１４の内周とスペーサー１５の前方開口端面（軸方向外方端面）とによって、抜止めリング１１を収容するための環状の抜止めリング収容凹部１３が形成されている。スペーサー１５は、透明若しくは半透明で内部を透視可能な円筒形状の部材である。スペーサー１５は、受入筒７の内部に嵌め込まれて（内嵌されて）いる。スペーサー１５は、軸方向に移動可能である。スペーサー１５の内外径は挿入ガイドリング収容部５の内外径と略同一に形成されている。

受入筒７の内周に抜止めリング収容凹部１３を設けるにあたって、受入筒７とは別体のスペーサー１５を受入筒７に内嵌する手段を採用することによって、受入筒７を簡単な成形金型構造で容易に成形できる。また、そのような手段を採用することによって、スペーサー１５を受入筒７の後方開口端から内嵌する前に抜止めリング１１を受入筒７の後方開口端から容易に組み込むことができる。

本実施形態において、抜止めリング１１はステンレス等の線材からなるものである。抜止めリング１１の内径部には食込み歯１１ａが設けられている。食込み歯１１ａは、上述した接続管Ｐの外周面に食い込む。抜止めリング１１は、一部が切離されている。これにより、抜止めリング１１全体が拡縮径変形可能である。

受入筒７は、抜止めリング１１およびスペーサー１５が予め組み込まれた後、継手本体１００の雄ねじ６にねじ込み結合されるが、このとき挿入ガイドリング収容部５の前端面とスペーサー１５の後方開口端面との間に環状の弾性部材１２も組み込まれる。本実施形態の弾性部材１２は環状のゴム板であるが、円周一部を欠いた環状のばね板にいくつかの波形をつけた波形ばね座金などであってもよい。弾性部材１２の内外径はスペーサー１５の内外径と略同一である。このように弾性部材１２を組み込むことによって、スペーサー１５は常にテーパ面１４に向けて前方へ押し付けられ、抜止めリング１１はスペーサー１５の前方開口端面でテーパ面１４に押し付けられる。

連通筒３の前方開口端寄り（軸方向外方端寄り）部分の外周には２本（１本または３本以上であっても良いが、本実施形態においては２本とする）のシールリング溝１６が設けられる。このシールリング溝１６に、弾性シールリング１７が嵌め込まれる。弾性シールリング１７はＯリング等よりなる。弾性シールリング１７の外径は、接続管Ｐの外径よりも小さく、かつ、内径よりも大きい。これにより、弾性シールリング１７は接続管Ｐの内周面に密接する。この場合、シール性を高めるために、本実施形態においては、二重シール構造が採用されている。具体的に述べると、２本の第１シールリング溝１６ａおよび第２シールリング溝１６ｂが軸方向に所定間隔を置いて配列されている。これらが本実施形態におけるシールリング溝１６である。軸方向内方側の第１シールリング溝１６ａに第１弾性シールリング１７ａが、軸方向外方側の第２シールリング溝１６ｂに第２弾性シールリング１７ｂがそれぞれ嵌め込まれている。

第１，２シールリング溝１６ａ，１６ｂへの第１，２弾性シールリング１７ａ，１７ｂの嵌め込みは、受入筒７を継手本体１００に結合する前に行うことにより容易に行える。この弾性シールリング１７ａ，１７ｂの嵌め込み後に、抜止めリング１１およびスペーサー１５を予め組み込んだ受入筒７が継手本体１００に弾性部材１２を介してねじ込み結合される。

挿入ガイドリング１８はナイロン等の樹脂成形品であって、接続管Ｐと明瞭に識別し易いように接続管Ｐの外表面の色彩とは異なる着色を施してある。例えば、接続管Ｐの色彩が白色系である場合、挿入ガイドリング１８には青色、赤色、または緑色等を施す。そして、挿入ガイドリング１８の内径部には前端部から後方に向かって漸次拡開する後方拡開状のテーパ１８ａが、外径部には内径部とは逆に後端部から前方に向かって漸次拡開する前方拡開状のテーパ１８ｂがそれぞれ形成されている。またテーパ１８ｂを付けた外周には、スペーサー１５の内面に対し摺動可能な弾性突起（図示せず）が設けられている。挿入ガイドリング１８は、さらに暗所でも挿入確認し易いように、蛍光体・リン光体を用いた夜光塗料を塗るか、夜光顔料入りの合成樹脂等で成形するなどして蛍光・リン光を発するよう形成することができる。

本実施形態の場合、弾性シールリング１７が密着する面のいずれかにおける摩擦係数は、次に述べる条件を満たす値である。その条件とは、接続管Ｐから受けるねじりトルクが閾値を越えるとき、接続管Ｐおよび連通筒３の少なくとも一方に対して相対的に回動するという条件である。この閾値は、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある。ちなみに、接続管Ｐのサイズが１３Ａではないとき、弾性シールリング１７が密着する面のいずれかにおける摩擦係数は、次に述べる条件を満たせばよい。その条件とは、接続管Ｐから受けるねじりトルク（単位をＮ−ｍとする）が閾値を越えるとき、接続管Ｐおよび受入筒７の少なくとも一方に対して相対的に回動するという条件である。この閾値は、第１の式により算出される値から第２の式により算出される値までの範囲内である。第１の式は、接続管Ｐから受けるねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、接続管Ｑの外径および内径の単位をｍｍとするとき、ねじりトルク＝０．０１７×π／１６（（外径^４−内径^４）／外径）である。第２の式は、ねじりトルク＝０．０３×第２の接続管の内径である。ただし、第２の式については、接続管Ｐから受けるねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、接続管Ｑの内径の単位をｍｍとする。接続管Ｐのサイズが２０Ａ（外径２６ｍｍ、厚さ２．７ｍｍ）の場合についてこの条件を当てはめると、その条件は、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある閾値を接続管Ｐから受けるねじりトルクが越えるとき、接続管Ｐおよび連通筒３の少なくとも一方に対して相対的に回動するという条件となる。相対的な回動が生じるのは、接続管Ｐと弾性シールリング１７との間であってもよいし、弾性シールリング１７とシールリング溝１６との間であっても良い。それらの双方で相対的な回動が生じても良い。

これらの条件を見出すため、出願人は、２種類の実験を実施した。１種類目の実験は、接続管Ｐと樹脂製短管５２とを融着し、これらにねじりトルクを加えるという実験である。この実験においては、接続管Ｐと樹脂製短管５２とのサイズを様々に変え、ねじりトルクを加えた。２種類目の実験は、差込み式管継手１（ただし、接続管Ｐ内の流体が漏出しない範囲でなるべく容易に回動するよう設計されたもの）に接続管Ｐを差し込み、かつ、接続管Ｑを樹脂製短管５２に融着した状態で、差込み式管継手１に対して接続管Ｐが回動し始めた時に接続管Ｑにかかるトルクを測定するという実験である。

１種類目の実験の結果によれば、ポリブデン管は、せん断応力が０．０１７Ｎ／ｍｍ^２のとき降伏する。このため、その時点におけるねじりトルクを求めると、ねじりトルク＝０．０１７×π／１６（（外径^４−内径^４）／外径）となる。

２種類目の実験の結果によれば、接続管Ｐ内の流体が漏出しない範囲でなるべく容易に回動するよう設計された差込み式管継手１において、接続管Ｐに対して差込み式管継手１が回動を始めるねじりトルクの最小値は、『０．０３×接続管Ｑの内径』という式で示される値であった。

したがって、出願人により実施された実験結果によると、上述した条件が満たされるとき、接続管Ｑと樹脂製短管５２との間が破断したり接続管Ｑに亀裂が入ったりする事態や、差込み式管継手１と接続管Ｐとの間から流体が漏出する事態は防止される。

なお、上述した１種類目の試験は、ばねばかりとパイプレンチとを用いて実施した。ねじりトルクを加えるにあたっての把持部の間隔は２６ｍｍである。

また、抜止めリング１１と接続管Ｐとの間の摩擦係数、および、挿入ガイドリング１８と接続管Ｐとの間の摩擦係数も、上述した条件を満たす値である。

弾性シールリング１７を合成ゴム製のＯリングとし、抜止めリング１１をステンレス製とし、挿入ガイドリング１８をナイロン製とし、ポリブテン製の樹脂製の管を接続管Ｐとすることで、上述した条件は満たされる。

第２受口部１０４は、樹脂製短管５２やシールリング５３などからなる。樹脂製短管５２は、ポリブテンで図示例のごとくストレート、或いは図外のエルボ形状などに形成される。これにより、接続管Ｐの一端部と熱融着または電気融着で接合できる。樹脂製短管５２の挿入側部（本体受口部２０へ挿入される部分）は、継手本体１００の本体受口部２０に相対回転可能に挿入可能な径に形成される。この挿入側部の外周には、拡縮径変形可能な外向き爪部５８が、径方向外方へ向かって突出するように環状に設けられている。外向き爪部５８は、内向き爪部６０の断面台形形状とは逆向きの断面台形形状に形成されている。外向き爪部５８は、先窄まり状のテーパ５８ａ、軸方向に平行な平坦頂部５８ｂ、および軸方向に対し直角の垂直部５８ｃを有する。樹脂製短管５２の後端（接続管Ｑと融着される側の端）開口部の内径は、接続管Ｑの一端部が挿入される径である。樹脂製短管５２と接続管Ｑの一端部との接合は、熱融着・電気融着のみならず、接着でも可能である。

樹脂製短管５２の挿入側部の内周には、樹脂製短管５２が継手本体１００に抜止め状に接続された後にインコア５９が嵌合されるようになっている。インコア５９は、ＰＰＳ、ＰＰＥ等硬質樹脂や金属材料などからなることが望ましい。本実施形態においては、インコア５９は黄銅製である。

継手本体１００の内向き爪部６０と樹脂製短管５２の外向き爪部５８との位置関係は、図１のように、樹脂製短管５２が継手本体１００の本体受口部２０内に所定深さにまで挿入されると、内向き爪部６０と外向き爪部５８とが互いに抜止め状に係合するように設定されている。

シールリング５３はＯリング等からなる。シールリング５３は、樹脂製短管５２の挿入側部（継手本体１００に挿入される部分）の外径（より具体的に説明すると平坦頂部５８ｂ）より小さい内径部を有する。シールリング５３は継手本体１００のシールリング収容凹溝５５内に嵌め込まれる。この際、シールリング５３の内径部が本体受口部２０の内周面より径方向内方へ突出する。

次に、第１受口部１０２に接続管Ｐを差し込む手順の一例を説明する。現場施工において、先ず、樹脂製の接続管Ｐは所要長さに切断される。この切断された接続管Ｐの一端部は、接続管受口９内に挿入される。接続管Ｐの一端部が挿入されると、図２に示すように、接続管Ｐの一端部で挿入ガイドリング１８が押されて接続管受口９の内奥方向へ押し込まれる。この押し込まれる挿入ガイドリング１８は、外径部のテーパ１８ｂで抜止めリング１１を押し開いて拡径させる。それと同時に、挿入ガイドリング１８は、第１，２弾性シールリング１７ａ，１７ｂを内径部のテーパ１８ａで圧縮させて連通筒３の第１，２シールリング溝１６ａ，１６ｂ内に押し込みながら挿入ガイドリング進入空間部４内を通過する。抜止めリング１１は拡径により接続管Ｐの挿入方向にスペーサー１５を押しながら少し動かされる。この動きは弾性部材１２の圧縮により許容される。

挿入ガイドリング１８の外周に弾性突起を設けておくと、接続管Ｐの挿入途中において一旦挿入を止めても、挿入ガイドリング１８は弾性突起とスペーサー１５の内面との接触面間に生じる摩擦力でスペーサー１５内に確実に停止保持される。また、接続管Ｐの挿入を途中で止めて、接続管Ｐに引抜き力を加えた場合、このように抜止めリング１１が接続管Ｐの引抜き方向に少し動いた場合でも、挿入ガイドリング１８と接続管Ｐの一端部とが離れるようなことはない。挿入ガイドリング１８と接続管Ｐの一端部とが離れないのは、接続管Ｐに引抜き力を加えた場合、スペーサー１５と共に接続管Ｐの引抜き方向と同じ方向に挿入ガイドリング１８が動かされるためである（スペーサー１５は、抜止めリング１１がテーパ面１４に強く当接し縮径しながら接続管Ｐの引抜き方向に少し動かされるのに伴い、弾性部材１２の弾発力により接続管Ｐの引抜き方向に押し動かされる）。

図３に示すように、接続管Ｐの一端部が接続管受口９の奥まで完全に挿入されると、第１，２弾性シールリング１７ａ，１７ｂが接続管Ｐの内周面に圧縮状に密着して接続管Ｐの内周面と連通筒３の外周面との間をシールする状態が得られる。また、抜止めリング１１の食込み歯１１ａが接続管Ｐの外周面に食い込み係合して接続管Ｐの抜止め状態が得られる。

接続管Ｐの一端部が図３に示すように接続管受口９の奥まで完全に挿入されると、挿入ガイドリング１８が不透明な挿入ガイドリング収容部５内の挿入ガイドリング進入空間部４にまで入り込んでしまう。挿入ガイドリング１８は、挿入ガイドリング進入空間部４にまで入り込んでしまうと、挿入ガイドリング収容部５で覆われて外部から見えなくなる。挿入不足の場合、挿入ガイドリング１８が挿入ガイドリング進入空間部４内に入り込まずに挿入ガイドリング収容部５の外に出てよく見えることになる。

接続管Ｐの挿入後、接続管Ｐを抜き出し方向に引っ張ると、抜止めリング１１の外周面（抜止めリング１１は、接続管Ｐの外周面に既に食込んでいて接続管Ｐと同行する）が受入筒７のテーパ面１４と当接する。抜止めリング１１の外周面がテーパ面１４と当接することにより、抜止めリング１１が縮径して、接続管Ｐの外周面への食込み歯１１ａの食込みが増す。

なお、差込まれた接続管Ｐを継手本体１００から取り外す必要があるときには、受入筒７と継手本体１００との間の締付けを緩めて受入筒７を継手本体１００から取り外す。これにより接続管Ｐを継手本体１００から取り外すことができる。

次に、再び図１を参照して、第２受口部１０４に接続管Ｐを差し込む手順の一例を説明する。先ず、シールリング５３を継手本体１００内のシールリング収容凹溝５５内に嵌め込む。次いで、樹脂製短管５２の挿入側部に継手本体１００の本体受口部２０を圧入するか、または樹脂製短管５２の挿入側部を継手本体１００の本体受口部２０に圧入する。その圧入に伴い、樹脂製短管５２の外向き爪部５８のうちテーパ５８ａが、継手本体１００の内向き爪部６０のテーパ６０ａに摺接する。その後、外向き爪部５８は、内向き爪部６０で縮径されながら内向き爪部６０の平坦頂部６０ｂを乗り越える。乗り越えた後、外向き爪部５８は、内向き爪部６０の垂直部６０ｃに垂直部５８ｃを対向させるように、内向き爪部６０と係合する。外向き爪部５８が平坦頂部６０ｂを乗り越えた後、多くの場合、外向き爪部５８が弾性復元するため、外向き爪部５８と内向き爪部６０との係合は可能である。外向き爪部５８が内向き爪部６０を乗り越えた後、外向き爪部５８が弾性復元できない場合、外向き爪部５８をインコア５９等で拡げることにより、係合は可能である。

また外向き爪部５８が内向き爪部６０を乗り越える途上で、外向き爪部５８の平坦頂部５８ｂがシールリング５３の内径部に摺接し、シールリング５３をシールリング収容凹溝５５内に押し付けるよう圧縮させてこの圧縮状態を維持する。

最後に、インコア５９が樹脂製短管５２内に挿入され、樹脂製短管５２の挿入側部の内周に嵌合されて第２受口部１０４への接続管Ｐの差込みを完了する。

上記のように樹脂製短管５２の外向き爪部５８が内向き爪部６０に係合することにより樹脂製短管５２が継手本体１００の本体受口部２０から抜け出るのを防止される状態が得られる。その上、シールリング５３が継手本体１００の本体受口部２０の内周と樹脂製短管５２の外向き爪部５８との間で圧縮されることにより、それらの間で水漏れのないシール状態が得られる。

インコア５９を樹脂製短管５２の挿入側部の内周に嵌合することで、組立て後、樹脂製短管５２に抜出し方向の引張力が強く働いた場合も樹脂製短管５２の挿入側部が縮径するのを確実に防止することができ、樹脂製短管５２の抜止め対策を万全なものとする。

以上のようにして、本実施形態にかかる差込み式管継手１を用いると、巻かれた状態で施工場所まで搬送され、そこで接続時の状態となるように伸ばされる際に、融着部などの破損を防止できる。その結果、樹脂管と継手との融着部が破断することや樹脂管に亀裂が入ることを防止できる。

なお、上記実施形態では、スペーサー１５の後方開口端面と継手本体１００側との間に弾性部材１２が介在されていることにより、スペーサー１５を介して抜止めリング１１は常にテーパ面１４に間接的に押し付けてられているが、これに代えて、図４に示すように、スペーサー１５の前方開口端面と抜止めリング１１との間に弾性部材１２を介在させてもよい。

また、第１受口部１０２の構造は上述した実施形態のものに限定されない。その他の構造であっても、弾性シールリング１７と接続管Ｐとの間の摩擦係数、抜止めリング１１と接続管Ｐとの間の摩擦係数、および、挿入ガイドリング１８と接続管Ｐとの間の摩擦係数が上述した条件を満たせばよい。それらの条件が満たされるための具体的な手段も特に限定されない。上述したように、弾性シールリング１７、抜止めリング１１、および、挿入ガイドリング１８の素材を接続管Ｐの材質に応じて選択するという手段の他、それらに潤滑材を予め含浸させる方法なども考えられる。

また、本実施形態に係る差込み式管継手１は、管同士の接続だけでなく、ヘッダー７０と管との接続に用いられてもよい。図５は、本実施形態に係る差込み式管継手１をヘッダー７０と管との接続に用いた場合の外観図である。また、図６はその断面図である。

また、本発明は、上記継手本体１００がエルボあるいはＴ型等である場合にも同様に適用できる。

また、弾性シールリング１７は、受入筒７の内周に配置されても良い。この場合、弾性部材１２およびスペーサー１５に代え、弾性シールリング１７を収容する弾性シールリング収容部を、受入筒７の内周に突出するよう設けることができる。弾性シールリング収容部がそのように設けられると、弾性シールリング１７は、接続管Ｐの外周と受入筒７の内周とに密着することとなる。この場合、弾性シールリング１７が密着する面のいずれかにおける摩擦係数は、接続管Ｐから受けるねじりトルクが閾値（閾値の範囲は上述した式により示される範囲）を越えるとき、接続管Ｐの外周と受入筒７の内周とのうち少なくとも一方に対して相対的に回動するという条件を満たす必要がある。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示である。本発明の範囲は上述した実施形態に基づいて制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更をしてもよいのは勿論である。

本発明の一実施形態にかかる差込み式管継手を接続管挿入前の状態で示す半欠截断面図である。図１の差込み式管継手を接続管挿入途上の状態で示す半欠截断面図である。図１の差込み式管継手を接続管挿入後の状態で示す半欠截断面図である。弾性部材の変形例を示す半欠截断面図である。図１の差込み式管継手を、ヘッダーと管との接続に用いた場合の外観図である。図１の差込み式管継手を、ヘッダーと管との接続に用いた場合の断面図である。

符号の説明

１差込み式管継手
２流体通路
３連通筒
４挿入ガイドリング進入空間部
５挿入ガイドリング収容部
６雄ねじ
７受入筒
８雌ねじ
９接続管受口
１１抜止めリング
１１ａ食込み歯
１２弾性部材
１３抜止めリング収容凹部
１４テーパ面
１５スペーサー
１６シールリング溝
１６ａ第１シールリング溝
１６ｂ第２シールリング溝
１７弾性シールリング
１７ａ第１弾性シールリング
１７ｂ第２弾性シールリング
１８挿入ガイドリング
１８ａ，１８ｂ，５８ａ，６０ａテーパ
１８ｃ弾性突起
２０本体受口部
５２樹脂製短管
５３シールリング
５５シールリング収容凹溝
５８外向き爪部
５８ｂ，６０ｂ平坦頂部
５８ｃ，６０ｃ垂直部
５９インコア
６０内向き爪部
７０ヘッダー
１００継手本体
１０２第１受口部
１０４第２受口部
Ｏ中心軸
Ｐ，Ｑ接続管

Claims

第１の接続管を受け入れる受入筒と、
前記受入筒に固定された継手本体と、
前記第１の接続管が前記受入筒の中に挿入されると、前記受入筒および前記継手本体のうち一方と前記第１の接続管とに圧接する、前記受入筒に収容された弾性シールリングと、
ポリブデン製である第２の接続管を融着により固定するための、ポリブデン製で、かつ、前記継手本体に接続された樹脂管とを備え、
前記継手本体は、前記受入筒の内部と前記樹脂管の内部とを連通し、
前記弾性シールリングは、前記第１の接続管から受けるねじりトルクが閾値を越えると、前記第１の接続管および前記受入筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されており、
前記閾値は、第１の式により算出される値から第２の式により算出される値までの範囲内であり、
前記第１の式は、前記ねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、前記第２の接続管の外径および内径の単位をｍｍとするとき、
ねじりトルク＝０．０１７×π／１６（（外径^４−内径^４）／外径）であり、
前記第２の式は、前記ねじりトルクの単位をＮ−ｍとし、かつ、前記第２の接続管の内径の単位をｍｍとするとき、
ねじりトルク＝０．０３×前記第２の接続管の内径である、管継手。
前記継手本体は、前記受入筒の内部と前記樹脂管の内部とを連通し、前記受入筒の内部に突出し、かつ、前記第１の接続管の内径未満の外径である連通筒を備え、
前記管継手は、
前記受入筒の内周に収容され、前記第１の接続管の外周面に食込み係合する抜止めリングと、
前記第１の接続管の一端部で押されるに伴い前記弾性シールリングを圧縮しながら前記受入筒と前記連通筒との間を移動するよう、前記受入筒と前記連通筒との間に組み込まれている挿入ガイドリングとをさらに備え、
前記弾性シールリングは、前記連通筒の外周面および前記第１の接続管の内周面に密着し、かつ、前記ねじりトルクが前記閾値を越えるとき、前記第１の接続管および前記連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定され、
前記抜止めリングは、前記ねじりトルクが前記閾値を越えるとき、前記受入筒に対して相対的に回動するように設定され、
前記挿入ガイドリングは、前記ねじりトルクが前記閾値を越えるとき、前記第１の接続管および前記連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている、請求項１に記載の管継手。
前記第２の接続管は、サイズが２０Ａの管であり、
前記弾性シールリングは、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある前記閾値を前記ねじりトルクが越えるとき、前記第１の接続管および前記連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定され、
前記抜止めリングは、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある前記閾値を前記ねじりトルクが越えるとき、前記受入筒に対して相対的に回動するように設定され、
前記挿入ガイドリングは、４０．７３Ｎ−ｍから０．０８１Ｎ−ｍまでの範囲内にある前記閾値を前記ねじりトルクが越えるとき、前記第１の接続管および前記連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている、請求項１に記載の管継手。
前記第２の接続管は、サイズが１３Ａの管であり、
前記弾性シールリングは、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある前記閾値を前記ねじりトルクが越えるとき、前記第１の接続管および前記連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定され、
前記抜止めリングは、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある前記閾値を前記ねじりトルクが越えるとき、前記受入筒に対して相対的に回動するように設定され、
前記挿入ガイドリングは、１１．１３Ｎ−ｍから０．０５１Ｎ−ｍまでの範囲内にある前記閾値を前記ねじりトルクが越えるとき、前記第１の接続管および前記連通筒の少なくとも一方に対して相対的に回動するように設定されている、請求項１に記載の管継手。