JP2010065745A - 差込式管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】リップパッキンによるシール性能の向上を図れる差込式管継手を提供する。
【解決手段】継手本体２１の内部に、抜止部材２３と、この抜止部材２３を保持するカラー３６と、抜止部材２３をカラー３６ごとテーパー面３３に向かって押圧付勢する弾性部材２４と、弾性部材２４の端部を保持するスペーサー３８と、接続管３１の外周面に密着するリップパッキン２５とを収容する。継手本体２１内を流れる水が継手本体２１の内周と接続管３１の末端との間からリップパッキン２５にまで流れ込んでくると、リップパッキン２５はその水圧を受けてスペーサー３８を接続管差込み方向上流側の方向へ押しながらリング状部２５ａの接続管差込み方向上流側端部をスペーサー３８のテーパー面３８ｔに当接し、これによりリング状部２５ａの接続管差込み方向上流側端部が継手本体２１の内周面３９に向かって変位される作用を受けて内周面３９との面圧を高める。
【選択図】図６

Description

本発明は、給水又は給湯用ステンレス鋼管などの配管をワンタッチで接続するために使用される差込式管継手に関する。

この種のワンタッチ方式の差込式管継手として、先に、本出願人により、図８〜図１０に示すような差込式管継手１を提案した（特願２００７−１６４９９３）。その差込式管継手１は、接続管１１の端部を受け入れる受口部１２を有し、かつ該受口部１２の内周に接続管差込み方向上流側に向かって次第に窄まり状のテーパー面１３を形成している継手本体２の内部に、受口部１２から継手本体内奥に向かって順に、外径部がテーパー面１３に内接し内径部が接続管１１の外周面に係合される抜止部材３と、この抜止部材３を保持するカラー１５と、抜止部材３をカラー１５ごとテーパー面１３に向かって押圧付勢する弾性部材４と、弾性部材４の接続管差込み方向下流側端部を保持する環状のスペーサー１７と、接続管１１の外周面に密着するリップパッキン５とを収容してある。

また、継手本体２内には、リップパッキン５の内径部に配置され接続管１１の末端に外嵌可能な傷付き防止スリーブ７とを備えており、傷付き防止スリーブ７は、図１０のように接続管１１が所定長さにまで差し込まれるに伴い該接続管１１の末端で継手本体２の内奥に向かって押し込まれてリップパッキン５から抜け出るようにしてある。リップパッキン５は、リング状部５ａと、このリング状部５ａの内周から径方向内方へ突設するリップ部５ｂを有する形に形成され、自由状態においてリップ部５ｂの内径は接続管１１の外径よりも小さい寸法に形成しており、リップパッキン５のリップ部５ｂは傷付き防止スリーブ７の抜け出しに伴い拡径変形して接続管１１の外周面に密着するようにしてある。

このような構成の差込式管継手によれば、継手本体２の内部に接続管１１の外周面に係合する抜止部材３を収容しているので、接続管１１を受口部１２から差し込むだけのワンタッチ操作で抜止め状に接続できる。
また、継手本体２内のリップパッキン５と抜止部材３との間に、抜止部材３を受口部１２の内周に向かって押圧付勢する弾性部材４を収容配置し、受口部１２の内周に、抜止部材３の外径部が内接するテーパー面１３を接続管差込み方向上流側に向かって窄まり状に形成しているので、図１０のように接続管１１が完全に差し込まれると、抜止部材３は弾性部材４により受口部１２のテーパー面１３に押し付けられると共に、そのテーパー面１３によって抜止部材３が縮径して接続管１１の外周面に係合されることにより、接続管１１の確実な抜止め状態が得られる。
また、接続管１１の差込み後、接続管１１に引き抜き力が加えられると、接続管１１と同行する抜止部材３の外径部が受口部１２のテーパー面１３と当接することにより、抜止部材３が径方向内方へ移動して、接続管１１の外周面への係合力が増す。これにより接続管１１の抜け出しが確実に阻止される。

リップパッキン５のリップ部５ｂが径方向内方に向かって突設して接続管１１の外周面に圧縮状に密着していると、継手本体２内を流れる水が継手本体２の内周と接続管１１の末端外周との間からリップパッキン５にまで流れ込んできてもその水圧によってリップ部５ｂを接続管１１の外周面に押し付けるというシール圧が発生し、このため単一のリップパッキン５でもってシール機能を効果的に発揮する。
また、リップパッキン５のリップ部５ｂは、接続管１１の小さい差込み荷重で接続管１１の外周面との摺接作用により容易に変形させることができるので、接続管１１を差込み操作し易くする。

接続管１１の末端に外嵌可能な傷付き防止スリーブ７を備えているので、接続管１１の切断に際し切断端面に多少の外側のエッジが発生しそれを除去する加工を怠っても、また接続管１１が斜めに差込まれても該接続管１１の端部の外側のエッジ等でリップパッキン５を傷付けることなく施工できる。

しかしながら、上記差込式管継手では、リップパッキン５のリング状部５ａの接続管差込み方向上流側端面５ｃ、および該端面５ｃに当接するスペーサー１７の接続管差込み方向下流側端面１７ａはそれぞれ、継手本体２の軸方向に直交する垂直面に形成されている。このため、継手本体２内を流れる水が継手本体２の内周と接続管１１の末端外周との間からリップパッキン５にまで流れ込んでくると、図１０に示す状態のリップパッキン５は、その水圧（内圧）Ｐを受けて図１２のようにスペーサー１７を弾性部材４の弾力に抗して接続管差込み方向上流側の方向へ押し動かすが、このときリング状部５ａの接続管差込み方向上流側端部がスペーサー１７の接続管差込み方向下流側端面１７ａを強く押圧接当するに伴いリング状部５ａの接続管差込み方向上流側端部が図１３に破線で示すように継手本体２の内周面２ａから離反する径方向内方（矢印Ａ方向）に変位する作用を受け、これによりリング状部５ａの接続管差込み方向上流側端部の外径部と継手本体２の内周面２ａとの面圧が低下し、リップパッキン５によるシール性能を低下し、水漏れが発生するという問題があった。

本発明は、このような問題点を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、上記のような、抜止部材、カラー、弾性部材、スペーサー、およびリップパッキンを収容した差込式管継手において、スペーサーの断面形状に工夫を凝らすことによりリップパッキンによるシール性能の向上を図れて水漏れ防止を全うできる差込式管継手を提供することにある。

本発明は、請求項１に記載のように、その発明の内容を理解しやすくするために図１〜図７に付した符号を参照して説明すると、少なくとも一端部に接続管（３１）の端部を受け入れる受口部（３２）を有し、かつ該受口部（３２）の内周に接続管差込み方向上流側に向かって窄まり状のテーパー面（３３）を形成している継手本体（２１）の内部に、受口部（３２）から継手本体内奥に向かって順に、外径部がテーパー面（３３）に内接し内径部が接続管（３１）の外周面に係合される抜止部材（２３）と、この抜止部材（２３）を保持するカラー（３６）と、抜止部材（２３）をカラー（３６）ごとテーパー面（３３）に向かって押圧付勢する弾性部材（２４）と、弾性部材（２４）の接続管差込み方向下流側端部を保持する環状のスペーサー（３８）と、接続管（３１）の外周面に密着するリップパッキン（２５）とを収容しており、前記リップパッキン（２５）はリング状部（２５ａ）と、このリング状部（２５ａ）の内周から径方向内方へ突設されたリップ部（２５ｂ）とを有する形に形成している差込式管継手において、前記リング状部（２５ａ）の接続管差込み方向上流側端部に当接する前記スペーサー（３８）の接続管差込み方向下流側端面（３８ａ）は、接続管差込み方向下流側に向かって次第に窄まり状のテーパー面（３８ｔ）に形成していることに特徴を有するものである。

上記構成のように、リップパッキン（２５）のリング状部（２５ａ）の接続管差込み方向上流側端部に当接するスペーサー（３８）の接続管差込み方向下流側端面（３８ａ）は、接続管差込み方向下流側に向かって次第に窄まり状のテーパー面（３８ｔ）に形成した構成を採用することにより、不測にも継手本体（２１）内を流れる水が継手本体（２１）の内周と接続管１１の末端外周との間からリップパッキン５にまで流れ込んで来た場合にはリップパッキン（２５）はその水圧（内圧）を受けてスペーサー（３８）を弾性部材（２４）の弾力に抗し接続管差込み方向上流側の方向へ押し動かしながら、リング状部（２５ａ）の接続管差込み方向上流側端部をスペーサー（３８）のテーパー面（３８ｔ）に強く当接し、この当接作用によりリング状部（２５ａ）の接続管差込み方向上流側端部が継手本体（２１）の内周面（３９）に向かって変位される作用を受けるので、リング状部（２５ａ）の接続管差込み方向上流側端部の外径部と継手本体（２１）の内周面（３９）との面圧が高まり、リップパッキン（２５）によるシール機能をアップすることができる。

本発明によれば、スペーサーの接続管差込み方向下流側端面に、接続管差込み方向下流側に向かって次第に窄まり状のテーパー面を形成するという簡単な手段で、リップパッキンが内圧によりスペーサーに向かって押し動かされるときもリップパッキンによるシール性能を向上できて水漏れを防止できるという利点がある。

図１は本発明の一実施例の差込式管継手を接続管差込み前の状態で示す半欠截断面図、図２は同差込式管継手を接続管差込み途中の状態で示す半欠截断面図、図３は同差込式管継手を接続管差し込み後の状態で示す半欠截断面図、図４は同差込式管継手の傷付き防止スリーブの斜視図、図５は同差込式管継手のスペーサーの半欠截断面図、図６は同差込式管継手内を流れる水がリップパッキンにまで流れ込んで来た場合の状態を示す半欠截断面図、図７は図６におけるリップパッキンの作用図である。

図１〜図３に示すように、本発明の一実施例を示す差込式管継手２０は、両端部が開口した筒形状を有する継手本体２１と、この継手本体２１の内部に収容配置される抜止部材２３、弾性部材２４、リップパッキン２５、および傷付き防止スリーブ２７等を備えている。

継手本体２１は、耐食性及び剛性を必要とするので、例えばＳＣＳ材や青銅材により精密鋳造の手法等により製造する。そして、図１のように、継手本体２１は、軸方向中央付近に第１段部２８を設け、この第１段部２８をはさんで一側に大径部２９を、他側に小径の流路３０を形成し、大径部２９の開口端部、すなわち継手本体２１の軸方向一端部に接続管３１の端部が差し込まれる受口部３２を形成し、他端部の外周に接続用雄ねじ２６を形成している。受口部３２の開口端側の内周には接続管差込み方向上流側に向かって窄まり状のテーパー面３３と、テーパー面３３の受口部外方側端に円周溝３４を形成している。受口部３２内の第１段部２８とテーパー面３３との間の中間部内周には第１段部２８より径大の第２段部３５を設けている。

図１のように、受口部３２の内部には、テーパー面３３に内接する抜止部材２３と、この抜止部材２３を保持するカラー３６と、抜止部材２３をカラー３６ごとテーパー面３３に向かって押圧付勢する弾性部材２４とが収容配置されている。抜止部材２３は、接続管３１より硬質の材料、例えば接続管３１がオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）の場合は、マルテンサイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４２０）で形成すればよい。継手本体２１の円周溝３４にはストッパーリング３７が嵌合されてその内径部でカラー３６が受口部外方へ抜け出るのを防止している。ストッパーリング３７はオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）等で形成することができる。

弾性部材２４は圧縮コイルばね等からなり、この弾性部材２４の後端部はカラー３６の前端の段部３６ａに係合し、同弾性部材２４の前端部はリップパッキン２５に隣接配置する断面Ｌ形の環状のスペーサー３８に係合している。弾性部材２４として圧縮コイルバネを使用する場合は、この部材をオーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）等で形成することができる。

リップパッキン２５は、オレフィン系ゴム製パッキン等で弾性変形自在に形成し、特に耐塩素、耐熱性に優れたエチレンとプロピレン及び架橋用ジエンモノマーとの３元共重合体であるＥＰＤＭで形成することが好ましく、また耐熱性とともに耐薬品性にも優れたＦＫＭ（フッ素ゴム）などで形成することもできる。そして、図１のように、リップパッキン２５はリング状部２５ａと、このリング状部２５ａの内周から径方向内方に突設する弾性変形自在な環状のリップ部２５ｂを有する形に形成され、自由状態においてリップ部２５ｂの内径は接続管３１の外径よりも小さい寸法に形成している。リップパッキン２５は図１のように断面Ｖ形状ないしＵ形状に形成する以外に、断面Ｌ形状等に形成することもできる。このリップパッキン２５は受口部３２内の第２段部３５に収容配置する。

傷付き防止スリーブ２７はＰＰ、ＰＢ等プラスチックや金属などで形成し、図１、図４に示すように、内径が接続管３１の内径と略同一径もしくは該内径よりも小さく、外径が継手本体２１内の第１段部２８と第２段部３５との間の内周面３９の内径よりも小さく形成されたパッキン保持筒部２７ａと、このパッキン保持筒部２７ａの後端側に一体に連設され、内径が接続管３１の外径よりも大きく形成されて接続管３１の末端に外嵌可能な薄肉の管端部受け筒部２７ｂとを有する形に形成されている。パッキン保持筒部２７ａの内周面と管端部受け筒部２７ｂの内周面との間には、接続管３１の末端が当接する段部４０を形成している。パッキン保持筒部２７ａの外周には、自由状態（リップパッキン２５が拡径するように変形されておらず圧縮応力又は引張応力が作用していない状態）のリップパッキン２５のリップ部２５ｂが嵌まり込む断面略Ｖ形状の凹溝４１を形成している。管端部受け筒部２７ｂの後端部２７ｃは後方へ漸次拡径するラッパ状に形成し、これにより接続管３１の差込み時に該接続管３１の末端が管端部受け筒部２７ｂの後端部２７ｃに引っ掛かることなくスムーズに差し込まれるようになしている。管端部受け筒部２７ｂにはスリット４２を円周方向に所定間隔置きに設けている。パッキン保持筒部２７ａの先端部外周にはアール又は先窄まりテーパー４３を付けて、継手本体２１内の内周面３９に差し込み易くしている。

カラー３６は、架橋ポリエチレンなどの汎用エンジニアリングプラスチックや、優れた耐熱性を有するＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの特殊エンジニアリングプラスチックで形成し、図１に示すように、複数個の保持穴３６ｂを円周方向に所定間隔置きに有し、各保持穴３６ｂに抜止部材２３が嵌着されている。各抜止部材２３の内径側には複数（図示例では２個）の係合歯２３ａを形成している。

上記リップパッキン２５のリング状部２５ａの接続管差込み方向上流側端部に当接するスペーサー３８の接続管差込み方向下流側端面３８ａは、図１、図５に示すように、接続管差込み方向下流側に向かって次第に窄まり状のテーパー面３８ｔに形成している。テーパー面３８ｔは、例えば、スペーサー３８の垂直な接続管差込み方向下流側端面３８ａとの成す角度θを２０度とする。

次に、上記差込式管継手２０による接続管３１の接続施工手順を図１〜図３を参照にして説明する。

先ず、接続管３１の接続に際しては、図２に示すように、継手本体２１の受口部３２に接続管３１を差し込み、その接続管３１の末端を傷付き防止スリーブ２７の管端部受け筒部２７ｂに差し込んで傷付き防止スリーブ２７内の段部４０に当接させる。この接続管３１の差込みに伴い抜止部材２３は受口部３２のテーパー面３３に沿って継手本体２１の内奥方向に移動し、かつ係合歯２３ａが接続管３１の外周面に近接する。この状態で接続管３１を引き抜く方向に外力が加わったとしても、図３のように受口部３２のテーパー面３３に当接する抜止部材２３の係合歯２３ａが接続管３１の外周面に係合するので、接続管３１が抜け出ることはない。
また、この接続管３１の差込み時にはリップパッキン２５と接続管３１の末端との間に傷付き防止スリーブ２７が介在した状態にあり、この状態で接続管３１の末端の端面はリップパッキン２５と非接触の状態で継手本体２１の奥まで差し込まれるので、接続管３１の末端の端面に外側のエッジが生じていてもその外側のエッジでリップパッキン２５が傷付けられることはなく、また接続管３１が斜めに差込まれてもその末端でリップパッキン２５が傷付けられることもなく、リップパッキン２５の損傷による水漏れは生じない。

接続管３１を更に深く差し込むと、図２の差込み途中過程を経て、図３に示すように継手本体２１と接続管３１とのシール接続状態が得られる。すなわち、図２に示す状態に接続管３１が継手本体２１内の途中まで差し込まれると、接続管３１は傷付き防止スリーブ２７を継手本体内奥方向へ押込み、パッキン保持筒部２７ａはリップパッキン２５と同位置に来る。
更に、接続管３１が差し込まれると、接続管３１は、図３に示すように、傷付き防止スリーブ２７がパッキン保持筒部２７ａを継手本体２１内の第１段部２８に当接するとともに管端部受け筒部２７ｂをリップパッキン２５よりも継手本体内奥方向に押込む。この過程において、傷付き防止スリーブ２７は、リップパッキン２５のリップ部２５ｂを継手本体内奥方向に変向しながら移動しリップパッキン２５から外れ、接続管３１の差込みが完了した図３の状態では、リップパッキン２５のリップ部２５ｂは接続管３１の外周面に圧縮状に密着して接続管３１の外周面と継手本体２１の内周面３９との間を密封シールする状態が得られるとともに、抜止部材２３の係合歯２３ａが接続管３１の外周面に係合した抜止め状態が得られる。

リップパッキン２５のリップ部２５ｂが継手本体２１の内奥方向に向いた状態で接続管３１の外周面に圧縮状に密着していると、継手本体２１内を流れる水が継手本体２１の内周と傷付き防止スリーブ２７との間あるいは接続管３１の末端と傷付き防止スリーブ２７との間からリップパッキン２５にまで流れ込んできてもその水圧によってリップ部２５ｂを接続管３１の外周面に押し付けるというシール圧が発生し、このため単一のリップパッキン２５でもってシール機能を効果的に発揮する。
また、リップパッキン２５のリップ部２５ｂは、接続管３１の小さい差込み荷重で傷付き防止スリーブ２７の凹溝４１の内面及び管端部受け筒部２７ｂの外周面との摺接作用により容易に変形させることができるので、接続管３１を差込み操作し易い。

接続管３１の差込み完了後、該接続管３１を抜き出し方向に引っ張ると、接続管３１と同行する抜止部材２３の外径部がテーパー面３３の窄まり側に当接することにより、抜止部材２３が径方向内方へ移動して係合歯２３ａが接続管３１の外周面へ食い込み係合力を増す。これにより接続管３１の抜け出しが確実に阻止される。

いま、不測にも継手本体２１内を流れる水が継手本体２１の内周と接続管３１の末端外周との間からリップパッキン２５にまで流れ込んでくると、図６、図７のように、リップパッキン２５は、その水圧Ｐを受けて、スペーサー３８を弾性部材２４の弾力に抗しながら接続管差込み方向上流側の方向へ押し動かしながら、リング状部２５ａの接続管差込み方向上流側端部をスペーサー３８のテーパー面３８ｔに当接し、この当接作用によりリング状部２５ａの接続管差込み方向上流側端部が継手本体２１の内周面３９に向かって矢印Ｂ方向に変位される作用を受けるので（図７中、ｄは矢印Ｂ方向への変形量を示す）、リング状部２５ａの接続管差込み方向上流側端部の外径部と継手本体２１の内周面３９との面圧が高まり、リップパッキン２５によるシール機能をアップする。したがって、継手本体２１内を流れる水がリップパッキン２５のリング状部２５ａの接続管差込み方向上流側端部の外径部と継手本体２１の内周面３９との間から漏れるのを確実に防止できる。

なお、上記実施例では、継手本体２１の一方の側に接続用雄ねじ２６を形成した雄ねじアダプター差込式管継手について記述したが、本発明はこれに限られず、他の構造、例えば、左右対称のソケット形差込式管継手、エルボ型差込式管継手等にも適用できることは勿論である。また、接続管３１としては、ステンレス鋼管等の金属管に限られず、樹脂製の接続管、例えば塩化ビニール製の接続管などにも適用することができる。

本発明の一実施例の差込式管継手を接続管差込み前の状態で示す半欠截断面図である。 同差込式管継手を接続管差込み途中の状態で示す半欠截断面図である。 同差込式管継手を接続管差し込み後の状態で示す半欠截断面図である。 同差込式管継手の傷付き防止スリーブの斜視図である。 同差込式管継手のスペーサーの半欠截断面図である。 同差込式管継手内を流れる水がリップパッキンにまで流れ込んで来た場合の状態を示す半欠截断面図である。 図６におけるリップパッキンの作用図である。 従来例の差込式管継手を接続管差込み前の状態で示す半欠截断面図である。 同差込式管継手を接続管差込み途中の状態で示す半欠截断面図である。 同差込式管継手を接続管差し込み後の状態で示す半欠截断面図である。 同差込式管継手のスペーサーの半欠截断面図である。 同差込式管継手内を流れる水がリップパッキンにまで流れ込んで来た場合の状態を示す半欠截断面図である。 図１２におけるリップパッキンの作用図である。

符号の説明

２０ 差込式管継手
２１ 継手本体
２３ 抜止部材
２４ 弾性部材
２５ リップパッキン
２５ａ リング状部
２５ｂ リップ部
３１ 接続管
３２ 受口部
３３ テーパー面
３６ カラー
３８ スペーサー
３８ａ 接続管差込み方向下流側端面
３８ｔ テーパー面
３９ 内周面

Claims (1)

1. 少なくとも一端部に接続管の端部を受け入れる受口部を有し、かつ該受口部の内周に接続管差込み方向上流側に向かって次第に窄まり状のテーパー面を形成している継手本体の内部に、前記受口部から継手本体内奥に向かって順に、外径部が前記テーパー面に内接し内径部が前記接続管の外周面に係合される抜止部材と、この抜止部材を保持するカラーと、前記抜止部材をカラーごと前記テーパー面に向かって押圧付勢する弾性部材と、前記弾性部材の接続管差込み方向下流側端部を保持する環状のスペーサーと、前記接続管の外周面に密着するリップパッキンとを収容しており、前記リップパッキンはリング状部と、このリング状部の内周から径方向内方へ突設されたリップ部とを有する形に形成している差込式管継手において、
   前記リング状部の接続管差込み方向上流側端部に当接する前記スペーサーの接続管差込み方向下流側端面は、接続管差込み方向下流側に向かって次第に窄まり状のテーパー面に形成していることを特徴とする、差込式管継手。

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