樹脂管用ワンタッチ継手
【課題】外周面の傷や異物の挟み込みに影響を受けることなく、部品点数の増加を抑えて簡単な内部構造にしつつパイプの挿入荷重を低減させて高いシール性によりパイプを接続でき、抜け出し阻止力を向上できる樹脂管用ワンタッチ継手を提供する。
【解決手段】筒状継手主体３の外周面３ａにシール部材４を装着し、この継手主体３の外周囲に透視可能な外筒５を取付け、この外筒５の開口側に環状保持体６を取付け、外筒５の開口端５ａと環状保持体６の内周面６ａとの間に抜け止めリング７の環状部２５を収納させて抜け止めリング７を装着すると共に、抜け止めリング７の内周側の爪部２６とシール部材４とを対向配設した樹脂管用ワンタッチ継手である。
【解決手段】筒状継手主体３の外周面３ａにシール部材４を装着し、この継手主体３の外周囲に透視可能な外筒５を取付け、この外筒５の開口側に環状保持体６を取付け、外筒５の開口端５ａと環状保持体６の内周面６ａとの間に抜け止めリング７の環状部２５を収納させて抜け止めリング７を装着すると共に、抜け止めリング７の内周側の爪部２６とシール部材４とを対向配設した樹脂管用ワンタッチ継手である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、住宅整備の給水や給湯用の配管に、架橋ポリエチレン管やポリブテン管等の樹脂管をワンタッチで接続できる樹脂管用ワンタッチ継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、住宅設備における給水・給湯用の配管は、上記のような樹脂管が主流であり、この樹脂管接合用の継手として、容易に且つ確実に接続できるワンタッチ式の継手が多く使用されている。
この種のワンタッチ継手では、通常、樹脂管とのシールは、Ｏリングやシールリングによって行なわれ、樹脂管の抜け出しの阻止は、ロックリングによって行なわれることが多い。樹脂管とのシール性能を高めるためにはＯリング等のつぶし率を最適な状態に設定する必要があり、更に、樹脂管が変形しやすい材質であることから、一般的には、シール部位に樹脂管を押圧する部材を設け、この部材により樹脂管を押圧して変形を抑制することによりシール性を高めようとしている。
【０００３】
このようなワンタッチ継手として、例えば、特許文献１の継手がある。同文献１は、パイプの外周をシールする、いわゆる外周シール構造の継手である。このような外周シール構造の継手では、Ｏリングがパイプの外周側に配設され、このパイプの内周側にインコアが装着されている。外周シール構造の継手は、Ｏリングによって樹脂管が内周側に押圧されたときに、インコアにより樹脂管の変形を抑えてシール性を確保しようとするものである。この継手では、２枚のロックリングがＯリングと同じパイプの外周側に配設され、このロックリングによりパイプの抜け出し阻止が行なわれている。
【０００４】
特許文献２においては、接合パイプの内外周をシールする、いわゆる内外周シール構造の継手が開示されている。このワンタッチ継手では、内周Ｏリング、外周Ｏリング、接合パイプを案内するためのガイドリングが配設されている。この樹脂管用ワンタッチ継手では、内周Ｏリングが主たるシール機能の役割を有し、外周シールリングが内周シールリングにより外周側に押される接合パイプを内周側に押さえつける役割を果たしている。このシール構造により、接合パイプが内外周のＯリングによって挟まれるようにシールされ、高いシール性が発揮されるようになっている。接合パイプ挿入時には、ガイドリングによって挿入荷重が抑えられている。この継手においても、特許文献１と同様に２枚のロックリングがＯリングと同じパイプの外周側に配設されてパイプの抜け出し阻止が行なわれている。
【０００５】
一方、特許文献３の管継手は、パイプの内周をシールする、いわゆる内周シール構造の継手である。同文献３の管継手は、内周Ｏリングと締付環体とを有し、内周Ｏリングによってパイプをシールし、外周方向に押し広げられようとするパイプを締付環体により押さえ付ける構造になっている。この構造の理由として、一般的に、樹脂管の外周寸法は、ＪＩＳ規格により安定した寸法になっているが、内周寸法は製作時にバラツキが生じているためであり、内周シール構造の管継手は、締付環体等の部材によりパイプを外周側から押さえ付けることにより、バラツキのある内周側を内周Ｏリングにシールさせるようになっている。同文献３の管継手においては、１枚の抜け止めリングが内周Ｏリングよりも入口側に設けられ、この抜け止めリングによりパイプの抜け出し阻止が行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１６５１０９号公報
【特許文献２】特開２００７−１９８５８５号公報
【特許文献３】特許第３４１１５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した継手には以下のような問題があった。架橋ポリエチレン管やポリブテン管などの樹脂管は、特に柔らかい材質であり、これらを接続する継手は、コンクリートや土の床などの樹脂管外周が傷付きやすい環境で用いられることが多いが、特許文献１の外周シール構造の継手は、Ｏリングとパイプのシール部位との間に傷があったり異物が挟まれた状態にあるとシール性が低下して漏水が発生する可能性が極めて高くなる。このため、このような外周シール構造の継手を使用する際には、樹脂管外周表面の傷や異物の挟み込みを防ぐ必要がある。
【０００８】
これに比較して、特許文献２の内外周シール構造の継手は、主に内周Ｏリングによってシールする構造であるため、パイプ外周の傷等を許容することは可能になっている。しかし、この継手は、外周シール構造の継手に比較して部品点数が多くなり構造も複雑になっていた。しかも、Ｏリングによって接合パイプを挟む構造であるため内外周Ｏリングを近接させることが必要になり、その結果、接合パイプの挿入時の荷重が大きくなっていた。同文献２では、この挿入荷重を低くするために、案内用のガイドリングを用いているが、この場合でも、外周シール構造の継手よりも挿入荷重を小さくすることは難しい。
【０００９】
一方、特許文献３の内周シール構造の管継手は、シール性能を高めるために締付環体を設けているため、部品点数が多くなる。更に、同文献３における管継手は、締付環体を作動させるための拡径片も必要になり、この拡径片を動作させるための機構も複雑になっていた。
【００１０】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、外周面の傷や異物の挟み込みに影響を受けることなく、部品点数の増加を抑えて簡単な内部構造にしつつ樹脂管の挿入荷重を低減させて高いシール性により樹脂管を接続でき、抜け出し阻止力を向上できる樹脂管用ワンタッチ継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、筒状継手主体の外周面にシール部材を装着し、この継手主体の外周囲に透視可能な外筒を取付け、この外筒の開口側に環状保持体を取付け、外筒の開口端と環状保持体の内周面との間に抜け止めリングの環状部を収納させて抜け止めリングを装着すると共に、抜け止めリングの内周側の爪部とシール部材とを対向配設した樹脂管用ワンタッチ継手である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、抜け止めリングの爪部とシール部材との間に、樹脂管挿入時にシール部材を押さえつけながら挿入させるための環状ガイドを設けた樹脂管用ワンタッチ継手である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、抜け止めリングの環状部を収納させる空間幅を当該環状部の肉厚幅より大きくした樹脂管用ワンタッチ継手である。
【００１４】
請求項４に係る発明は、シール部材であるＯリングを装着する装着溝を継手主体の外周面に形成し、この装着溝の継手主体開口側に段差部を連設形成した樹脂管用ワンタッチ継手である。
【００１５】
請求項５に係る発明は、段差部の縁をエッジ形状とした樹脂管用ワンタッチ継手である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によると、筒状継手主体に装着したシール部材と、外筒と環状保持体との間に装着した抜け止めリングとを有する内周シール構造のワンタッチ継手としているので、樹脂管外周面の傷や異物の挟み込みに影響を受けることなく、部品点数の増加を抑えて簡単な内部構造としつつ挿入荷重を低減しつつ高いシール性を発揮して樹脂管を接続できる。樹脂管の接続後には、これらの対向配置により、抜け止めリングの力が内周方向に作用して樹脂管に加わったときに、シール部材が弾発力により樹脂管を外周方向に押圧するため、この相互作用により樹脂管が内外周側からシール部材と抜け止めリングとにより押さえつけられて優れたシール性を発揮し、かつ、樹脂管の抜け出し阻止力を向上できる。
【００１７】
請求項２に係る発明によると、挿入ガイドによりシール部材を押さえつけながら樹脂管を挿入できるため、挿入荷重を低減させて樹脂管を容易に挿入することができる。このとき、環状ガイドによりシール部材への負荷も少なくなるため、シール部材が傷ついたり破断したりすることを防ぎ、高いシール性能を確保しながら樹脂管の接続状態を維持することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によると、樹脂管の挿入時においては、環状部が樹脂管とともに挿入方向に移動して樹脂管の挿入荷重を低減させることができる。樹脂管の接続後には、抜け止めリングの力が内周方向に作用し、シール部材が弾発力により樹脂管を外周方向に押圧するため優れたシール性能を発揮できると共に抜け出し阻止力を向上できる。流体圧の負荷等により、樹脂管の抜け出し方向に力が加わった場合には、抜け止めリングが空間幅を抜け出し方向に移動して爪部とシール部材とが対向状態まで戻るため、抜け止めリングからの力とシール部材の弾発力とが樹脂管を垂直方向から挟むように加わって、シール部材によるシール性能と、抜け止めリングによる樹脂管の抜け出し阻止力とが飛躍的に向上する。
【００１９】
請求項４に係る発明によると、装着溝の継手主体開口側に段差部を設けていることにより、樹脂管に抜け出し方向の力が加わって抜け止めリングの爪部が起立する方向に変形しようとした場合に、抜け止めリングからの力により樹脂管が段差部の方向に逃げ込むように縮径変形し、抜け止めリングがこの樹脂管に深く食い込むことを回避して樹脂管の破断を防止できる。しかも、樹脂管がこの変形によりシール部材を押さえ付けることから、シール部材の弾発力がより増加してシール性能を向上できる。
【００２０】
請求項５に係る発明によると、段差部の縁をエッジ形状としているため、樹脂管が段差部に縮径変形したときに段差部の縁に圧接するエッジ効果が得られ、このエッジ効果により樹脂管の抜け出し阻止力を高め、確実に樹脂管の抜け出しを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第１実施形態を示した半截断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】図２の状態から樹脂管を挿入した状態を示す拡大断面図である。
【図４】図３の状態から更に樹脂管を挿入した状態を示す拡大断面図である。
【図５】図４の状態から更に樹脂管を挿入した状態を示す拡大断面図である。
【図６】樹脂管の接続後の状態を示した拡大断面図である。
【図７】接続後の樹脂管に水圧が加わった状態を示す拡大断面図である。
【図８】図７の樹脂管が変形した状態を示す断面図である。
【図９】樹脂管に過剰な引抜き力が加わった状態を示した断面図である。
【図１０】図８の状態から樹脂管が変形した状態を示す断面図である。
【図１１】樹脂管用ワンタッチ継手の比較例を示した断面図である。
【図１２】本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第２実施形態を示した一部拡大断面図である。
【図１３】図１２の状態から樹脂管を挿入した状態を示した一部拡大断面図である。
【図１４】本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第３実施形態を示した一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の実施形態を図面に基づいて説明する。図１においては、本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第１実施形態を示しており、図２においては、図１の樹脂管用ワンタッチ継手のＡ部拡大断面図を示している。
【００２３】
図１、２において、本発明における樹脂管用ワンタッチ継手本体（以下、継手本体１という）は、例えば、給水・給湯用の樹脂管２を抜け止め状態に接続可能に設けられている。樹脂管２としては、例えば、架橋ポリエチレン管やポリブテン管等の樹脂管があり、これ以外にも、金属強化ポリエチレン管等の各種の樹脂管、或は、銅管等の金属管を接続することも可能になっている。
この継手本体１は、継手主体３、シール部材４、外筒５、環状保持体６、抜け止めリング７を有し、この継手本体１内には環状ガイド８が装着されている。
【００２４】
継手主体３は、例えば、銅合金などの金属、又はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などの剛性の高い樹脂により筒状に形成され、通水用の流路口９を有している。この継手主体３の樹脂管２の接続側は、樹脂管２の内径に応じた適宜の外径に設けられている。
【００２５】
継手主体３の外周面３ａには装着溝１１が形成され、この装着溝１１に、例えば、ＥＰＤＭ等のゴム製のＯリングからなるシール部材４が装着されている。継手本体１は、内周シール構造のワンタッチ継手であり、装着溝１１は、継手主体３の樹脂管２が抜け出す側である開口側と、この開口側よりも樹脂管２の挿入側との２ヶ所に形成され、各装着溝１１、１１に対してそれぞれシール部材４、４が装着されている。継手主体３は、この２つのシール部材４、４により樹脂管２をシールするようになっている。開口側のシール部材４は、抜け止めリング７が収容されている部位に対向配置されている。挿入側のシール部材４は、外筒５の内周に対向配置されている。
【００２６】
開口側の装着溝１１には、この装着溝１１の継手主体開口側に段差部１２が連設形成され、この段差部１２は、例えば、外周面３ａから０．１〜０．３ｍｍ程度の段差によって形成され、この段差部１２により、樹脂管２の縮径変形を許容することが可能になっている。
段差部１２には縁１３が形成され、この縁１３はエッジ状に形成されている。
【００２７】
継手主体３の外周囲には外筒５が取付け可能に設けられ、この外筒５の取付け位置には、凹凸状の係合部１５が設けられている。また、内筒部１０の装着溝１１との他方側には雄ネジ部１６が設けられ、この雄ネジ部１６に図示しないヘッダーや接続部材、或はその他の外部の配管が接続可能になっている。継手主体３は、図示したような直線形状以外にも、例えば、チーズ形状やエルボ形状などに設けられていてもよい。
【００２８】
外筒５は、例えば、非結晶性ナイロンやＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン樹脂）などの樹脂により透明或は半透明に設けられ、この外筒５の外部から樹脂管２や環状ガイド８の状態を透視可能になっている。外筒５内周側の継手主体３への取り付け位置には、継手部２の係合部１５とスナップ嵌合可能な係合部２０が設けられ、また、この他端側の外周側には、凹凸状の係合段部２１が設けられている。外筒５は、係合部１５、２０のスナップ嵌合により継手主体３に回転可能に一体化され、嵌合後には外筒５と継手主体３とが相互に回転可能な状態となり、かつ、これらの間に空間である挿入部２２が形成され、この挿入部２２に樹脂管２をガイドしつつ挿入することが可能になっている。図示しないが、外筒５の内周側の内径は、環状ガイド８の図示しない外径と略同じに設けられている。この外筒５の内周の環状ガイド８との当接側にはＲ面部位が形成され、このＲ面部位から開口側にはテーパ面部位が形成されている。
【００２９】
環状保持体６は、引張り弾性率が外筒５よりも高いポリアセタールなどの樹脂により、キャップ状に形成されている。この環状保持体６の内周側には、外筒５の係合段部２１にスナップ嵌合可能な係合段部２３が形成されている。環状保持体６は、係合段部２１、２３のスナップ嵌合により外筒５の開口側に回転可能に取付けられ、取付け後には、環状保持体６と外筒５とが相互に回転可能な状態となる。環状保持体６の端部側には内周方向に突設する環状突部２４が形成され、外筒５の装着後には、この環状突部２４により抜け止めリング７の抜け出しが防止される。環状保持体６は、透明性を有しない材料により形成することができ、上記したキャップとして設ける以外にも、例えば、ブシュとして設けることも可能である。
【００３０】
抜け止めリング７は、ステンレス鋼等により略環状に形成され、環状部２５と、この環状部２５の内径側の爪部２６とを有している。爪部２６は、環状部２５から所定の傾斜角度で屈曲形成され、この爪部２６により樹脂管２の挿入をスムーズにしつつ、爪部２６が樹脂管２の表面に係止することで、この状態で引抜き荷重が加わったときに引抜き阻止力を発揮して速やかに樹脂管２を保持して抜け止めすることが可能になっている。図示しないが、爪部２６の先端側の内径は、後述する環状ガイド８の段部３２と略同一径に形成されている。
【００３１】
環状部２５は、軸Ｏの直交方向に対して約３〜５°程度の角度で樹脂管２の挿入方向に傾斜するように形成され、この角度は、例えば、約５°になっている。環状部２５を傾斜させた場合、この環状部２５と接触する部位との接触面積が少なくなり、摩擦抵抗が小さくなって抜け止めリング７全体が回転しやすくなる。これにより、抜け止めリング７は、接続後の樹脂管２と共回りするようになっている。
【００３２】
抜け止めリング７は、その環状部２５が前記した外筒５の開口端５ａと環状保持体６の内周面６ａとの間に収納されながら継手本体１内に１枚装着され、このとき、抜け止めリング７の爪部２６とシール部材４とが対向配設された状態となる。この場合、開口端５ａと内周面６ａとにより、抜け止めリング７の環状部２５を収納させる空間４０が形成されており、図２において、この空間４０の幅Ｂは、当該環状部２５の肉厚幅Ｔよりも大きくなっている。
【００３３】
この空間４０を設けることにより抜け止めリング７が可動でき、この抜け止めリング７は、継手本体１に樹脂管２を挿入したときに、空間４０の継手本体１の軸Ｏ方向において、樹脂管２にこの抜け止めリング７が接触する接触点Ｐと樹脂管２にシール部材４が接触するときの接触点Ｑとが重なる位置から、接触点Ｐが接触点Ｑよりも樹脂管２の挿入側となる位置まで可動する。
【００３４】
環状ガイド８は、例えば、弾性を有する高密度ポリエチレン等の樹脂製からなっている。この挿入ガイド８は、抜け止めリング７とシール部材４との間に継手主体３に外嵌するように装着され、この挿入ガイド８により、樹脂管２挿入時にシール部材４を押さえつけながら挿入させ、樹脂管２をスムーズに挿入させることが可能になっている。環状ガイド８は、図２に示すように、内周当接面３０、スリット３１、段部３２、傾斜面３３、後端面３４を有している。
【００３５】
スリット３１は、環状ガイド８の先端側と後端側とから軸方向に交互に複数形成され、このスリット３１により、環状ガイド８は、軸Ｏ方向に変形可能になり、樹脂管２の端面形状に応じて変形しながら挿入をガイドすることが可能になっている。しかも、スリット３１により、環状ガイド８は、仮に樹脂管２の端面が斜めに切断されている場合でも、この形状に追従して変形可能になっている。
【００３６】
内周当接面３０は、内周側のアール面３６とこのアール面３６に続くテーパ面３７とを有している。環状ガイド８は、この内周当接面３０によって挿入方向に拡径した形状を成しており、環状ガイド８を継手本体１に挿入したときにこの内周当接面３０にシール部材４が当接するようになっている。段部３２は、環状ガイド８の外周側に設けられ、抜け止めリング７の爪部２６が仮着可能な形状を呈しており、テーパ面３７は、この段部３２から後端面３４にかけて拡径するように環状ガイドの外周側に形成される。後端面３４には樹脂管２の端面側が当接可能になっている。テーパ面３７は、アール面３６に連続して緩やかなアール面としてもよい。
【００３７】
環状ガイド８を挿入部２２から挿入して継手本体１に装着すると、この環状ガイド８は、スリット３１によって拡縮変形が可能であるため、抜け止めリング７やシール部材４に負荷を与えることのない装着が可能となる。環状ガイド８の装着後には、段部３２に抜け止めリング７の爪部２６が係止するため、環状ガイド８は所定位置に仮固定される。この場合、爪部２６が屈曲形成されているため、この爪部２６が段部３２に引っ掛かって環状ガイド８の脱落が防がれる。
【００３８】
このとき、シール部材４に環状ガイド８が触れることになるが、図２に示すように、環状ガイド８の内周側に形成した内周当接面３０がシール部材４に当接することにより、シール部材４に過度の負荷が加わることが防止される。このようにして、シール部材４が環状ガイド８の装着によって装着溝１１の挿入側に押された状態で納まる。一方、抜け止めリング７は、シール部材４の弾発力により、環状保持体６の環状突部２４の内側に押さえ付けられた状態で納まっている。
【００３９】
次に、上述のように構成された継手本体１に樹脂管２を挿入して接続する場合を説明する。
図３においては、図２の継手本体１に対して樹脂管２を挿入した状態を示したものであり、樹脂管２の挿入を開始してから環状ガイド８が先端側のシール部材４を乗り越えたときの状態を示したものである。
【００４０】
樹脂管２が挿入されたときには、この樹脂管２に押されるように環状ガイド８が移動し、外周側に形成された傾斜面３３により抜け止めリング７を緩やかに乗り越えようとする。このため、樹脂管２挿入時におけるシール部材４への負荷を低減させることができ、しかも、内周当接面３０によりシール部材４に過度の負荷が加わることを防いで徐々に挿入できるため、シール部材４が傷付いたり破断したりすることが防がれる。
【００４１】
一方、空間４０の幅Ｂを環状部２５の肉厚幅Ｔよりも大きくしていることにより、抜け止めリング７が樹脂管２の挿入方向に空間４０を移動し、環状部２５が外筒５の端部側に当接し、続いて環状ガイド８が挿入されることで爪部２６が傾斜面３３に沿うように変形する。爪部２６は、樹脂管２の挿入に伴って広がることにより、この爪部２６の傾斜角度αが図３に示すように大きくなり、更に、傾斜面３３と空間４０とを設けていることによって抜け止めリング７が矢印に示すように回転して傾くためこの傾斜角度αは一層大きくなる。このため、樹脂管２挿入時の抵抗を減少でき、円滑な挿入が可能になる。
【００４２】
続いて、環状ガイド８は、内周当接面３０が接触しながらシール部材４を乗り越え、この乗り越え時には、シール部材４の弾発力によりこの環状ガイド８に外周方向の力が作用する。この力により、環状ガイド８は外周方向に変形しようとするが外周側の抜け止めリング７によりその変形が抑制される。図において、環状ガイド８の後端面３４が段差部１２よりも先端側まで挿入された場合には内筒部１０から浮いた状態になるが、このとき環状ガイド８は、シール部材４と抜け止めリング７とにより挟まれて支えられているため、ぐらつくことがない。そのため、樹脂管２の挿入に支障をきたすことなく、シール部材４を押圧しながらスムーズに樹脂管２を挿入できる。
【００４３】
このとき、抜け止めリング７と環状ガイド８との接触点Ｐよりも、シール部材４と環状ガイド８との接触点Ｑが軸Ｏ方向において挿入方向にずれた状態になっており、この接触点Ｐと接触点Ｑとのずれ量Ｗは、環状ガイド８が挿入されて爪部２６の変形量が大きくなるにつれて大きくなる。
【００４４】
図４においては、図３の状態から更に樹脂管２を挿入し、樹脂管２が先端側のシール部材４を乗り越えつつ、環状ガイド８が挿入側のシール部材４を乗り越えた状態を示している。このときには樹脂管２の挿入によって抜け止めリング７が更に大きく変形し、抜け止めリング７と樹脂管２との接触点Ｐが、シール部材４と樹脂管２との接触点Ｑよりも更にずれることでずれ量Ｗが大きくなる。ここで、軸Ｏ方向において、抜け止めリング７の接触点Ｐとシール部材４の接触点Ｑとが重なった場合には、挿入荷重により爪部２６に垂直方向に働く抗力Ｆが最大になり、一方、接触点Ｐと接触点Ｑとがずれた場合には、爪部２６からの抗力Ｆ´は図に示すように抗力Ｆ´＝Ｆ・ｃｏｓθとなる。これにより、ずれ量Ｗが増加することにより、ｃｏｓθ＜１（０＜θ＜９０°）の関係から抜け止めリング７の接触点Ｐとシール部材４の接触点Ｑが軸Ｏの方向に重なる場合よりも挿入荷重を抑えることが可能になる。ここで、角度θは、抗力Ｆと抗力Ｆ´とが成す角度である。
【００４５】
環状ガイド８が挿入側のシール部材４を乗り越える際には、開口側のシール部材４を乗り越える場合と同様に外周方向に変形しようとするが、このときには環状ガイド８の外周側が外筒５の内周側に当接するため、環状ガイド８の外周方向への変形が抑制される。この場合、外筒５の内径と環状ガイド８の外径とを略等しく設けることにより、環状ガイド８が樹脂管２をスムーズに案内する役割を果たすことが可能になる。
【００４６】
図５においては、図４の状態から更に樹脂管２を挿入し、樹脂管２が二次側のシール部材４を乗り越えようとする状態を示している。この場合、抜け止めリング７が樹脂管２の外周面により略一定の変形状態に保たれているため、抜け止めリング７と樹脂管２との接触点Ｐと、シール部材４と樹脂管２との接触点Ｑとのずれ量Ｗが一定に維持され、挿入荷重の低減状態を維持しながら樹脂管２の挿入が可能となる。図の状態から環状ガイド８がに更に挿入され、環状ガイド８の挿入側のシール部材４への乗り越えが終わったときには、環状ガイド８が挿入部２２内でフリーの状態となる。続けて樹脂管２を挿入すると、図６に示すように、樹脂管２の接続が完了した状態となる。樹脂管２の接合完了後には、ずれ量Ｗが確保された状態で抜け止めリング７とシール部材４とが所定位置に配置される。
【００４７】
続いて、樹脂管２の接続後に、継手本体１内に水圧が負荷された場合の動作を述べる。
図７において、継手本体１内に水圧が負荷されると、この水圧により、挿入側のシール部材４が樹脂管２にシールし、樹脂管２は、抜け出し方向に移動しようとする。この作用により、抜け止めリング７の爪部２６が樹脂管２に食い込むと同時に、抜け止めリング７が環状保持体６の環状突部２４側に空間４０を移動する。抜け止めリング７が環状保持体６の内周面６ａに当接すると、抜け止めリング７の接触点Ｐとシール部材４の接触点Ｑとが軸Ｏと直交方向において略重なった状態まで戻ることになる。この場合、爪部２６から垂直方向の力が働き、この力に対してシール部材４がその弾発力によって樹脂管２を外周方向に押圧する力が働いて、この２つの力の作用により樹脂管２をシール部材４に押し付けて、高いシール性能を発揮する。なお、図面上においては、シール部材４が変形する前の形状を示しているが、実際の接触点Ｑは、変形したシール部材４の頂点の近傍付近と樹脂管２との接触部分である。
【００４８】
このとき、図８に示すように、抜け止めリング７から樹脂管２を内周方向に押圧する力が働くが、装着溝１１の継手主体開口側に段差部１２を設けていることにより、樹脂管２が抜け止めリング７によって押されて縮径変形し、段差部１２に逃げ込んだ状態になる。縮径した樹脂管２は、段差部１２の縁１３に当接するが、この縁１３はエッジ形状になっているため、樹脂管２がこの縁１３に圧接する、いわゆる、エッジ効果が得られる。このエッジ効果により樹脂管２の抜け出しが確実に防止される。
【００４９】
図９においては、樹脂管２に過剰な加圧や引抜き力が加わったときの状態を示している。同図に示すように、樹脂管２への引抜荷重が大きくなると、抜け止めリング７の爪部２６が起立方向に変形するように動作する。この場合、樹脂管２は、爪部２６に押されて段差部１２に逃げ込むように変形する。縁１３は、上記したエッジ形状であることから、変形した樹脂管２はこの縁１３に引っ掛かった状態になる。このとき、段差部１２が装着溝１１に連設形成されていることから、変形した樹脂管２がシール部材４を内周側に押圧してこのシール部材４によるシール性が一層高まっている。
【００５０】
図１０においては、図９の状態から更に引抜荷重が大きくなり、樹脂管２の降伏点近くに達したときの状態を示している。このとき、爪部２６は、更に起立して樹脂管２に深く食い込もうとするが、爪部２６に押圧された樹脂管２は、段差部１２に逃げ込むように変形しているため、抜け止めリング７の食い込み量を少なく抑えて樹脂管２の肉厚を所定量確保することができ、この樹脂管２の破断や抜け等を防止できる。
【００５１】
図１１においては、図９、図１０との比較例を示したものであり、装着溝５０に段差部を設けない場合のワンタッチ継手を示している。この場合、爪部２６の押圧に対して樹脂管２が逃げ込む空間がないため、起立した爪部２６が樹脂管２に深く食い込んで樹脂管２の肉厚が薄くなる可能性がある。この樹脂管２に引抜荷重がかかっているため、樹脂管２の肉厚が痩せて樹脂管２が破断したり抜けたりしやすくなる。
図９、図１０の場合、図１１のワンタッチ継手に比較して樹脂管２の破断等のおそれを大幅に減少でき、しかも、縁１３によるエッジ効果と相まって樹脂管２の引抜き阻止力を一層高めることができる。
【００５２】
本発明の樹脂管用ワンタッチ継手は、上述したように、継手主体３の外周面３ａにシール部材４を装着し、継手主体３の外周囲に透視可能な外筒５を取付け、この外筒５の開口側に環状保持体６を取付け、外筒５の開口端５ａと環状保持体６の内周面６ａとの間に抜け止めリング７の環状部２５を収納させて装着した内周シール構造のワンタッチ継手としているので、外周シール構造のワンタッチ継手のように樹脂管外周の傷や異物の挟み込みに影響を受けることがない。この場合、抜け止めリング７の内周側の爪部２６とシール部材４とを対向配設しているので、挿入荷重を抑えつつ簡単に樹脂管２を挿入でき、接合後の樹脂管２を垂直方向から挟んで優れたシール性と抜け出し阻止力とを発揮できる。しかも、このようにシール部材４と抜け止めリング７とにより樹脂管２を接続できるため、部品点数を抑えて簡単な内部構造で継手本体１を設けることができる。
【００５３】
図１２、図１３においては、本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第２実施形態を示したものである。なお、この実施形態以降において、上述した実施形態と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。この実施形態では、前述した構成の継手本体１に環状ガイドを装着することなく、樹脂管２を直接挿入して接続するようにしたものである。
【００５４】
図１２において、樹脂管２を継手本体１に挿入すると、この樹脂管２が先端側のシール部材４に当接し、このシール部材４を挿入側に押しながら抜け止めリング７の爪部２６に当接する。続いて、図１３に示すように、抜け止めリング７に当接した樹脂管２がこの抜け止めリング７を押圧することにより、抜け止めリング７の爪部２６が樹脂管２の外周に沿って変形する。このとき、樹脂管２が内周シールリング４を乗り越えて進み、この樹脂管２により変形した抜け止めリング７と樹脂管２との接触点Ｐと、シール部材４と樹脂管２との接触点Ｑとが、軸Ｏの方向においてずれた状態になり、抜け止めリング７とシール部材４との対向配置においてずれ量Ｗが確保される。
【００５５】
この実施形態においても、樹脂管２の挿入時に抜け止めリング７が空間４０を移動することによって樹脂管２の挿入荷重を低減できる。更に、流体圧等の負荷により引抜き方向の力がかかった場合にも抜け止めリング７が空間４０を移動して優れたシール性と引抜き阻止力とを発揮できる。しかも、この実施形態においては、環状ガイドを用いていないことから部品点数を少なくでき、部品管理等も容易になる。
【００５６】
図１４においては、本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第３実施形態を示したものである。この実施形態では、樹脂管の抜け出しを阻止する効果を更に増すため、継手主体４１の段差部の縁を増やしたものである。図に示すように、継手主体４１の段差部４２は２つの段差４３、４４を有し、段差４３は、例えば、略０．２ｍｍ程度の高低差により略クサビ形状に形成され、この段差４３の樹脂管２挿入側に略０．２ｍｍ程度の高低差で段差４４が形成されている。更に、段差４４の樹脂管２挿入側には、Ｒ部４５が形成されている。
【００５７】
この構成により、段差部４２には２箇所に縁４６、４７が形成され、このように形成することで樹脂管２の引っ掛かり部位が増やされ、１箇所の縁の場合に比較してその抜き出し阻止性を高めることができる。しかも、Ｒ部４５を設けていることで、開口側の装着溝１１にエッジ状部位を形成することを防いでシール部材４が傷付くことを防ぎ、段差４３、４４をともに略０．２ｍｍ程度の高低差としていることで、樹脂管２の逃げ部位を設けつつも、縁４３、４４のエッジ効果により樹脂管２の抜け出し阻止性を高めている。
このように、段差部４２の形状が前記実施形態と異なる場合であっても、樹脂管２の逃げの動作は、上述の場合と同様である。また、抜け止めリング７が起立したときには、最終的に段差部４２の最小径部分に変形した樹脂管２が逃げるようになっている。
【００５８】
更に、図示しないが、これ以外にも、Ｒ部を省略して２箇所の縁を有する簡単な形状の段差部に設けたり、或は、２箇所の縁を有する段差部の挿入側の段差を軸方向に長く設けることもでき、挿入側の段差を軸方向に長く設けた場合には、第１実施形態の樹脂管用ワンタッチ継手の縁を増やした構成となり、抜け止めリング７は、前述の場合と同様の動作によって起立する。また、段差部の縁を３箇所以上に設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 継手本体
２ 樹脂管
３ 継手主体
３ａ 外周面
４ シール部材
５ 外筒
５ａ 開口端
６ 環状保持体
６ａ 内周面
７ Ｏリング（抜け止めリング）
８ 環状ガイド
１１ 装着溝
１２ 段差部
１３ 縁
２５ 環状部
２６ 爪部
４０ 空間
Ｂ 幅
Ｔ 肉厚幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、住宅整備の給水や給湯用の配管に、架橋ポリエチレン管やポリブテン管等の樹脂管をワンタッチで接続できる樹脂管用ワンタッチ継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、住宅設備における給水・給湯用の配管は、上記のような樹脂管が主流であり、この樹脂管接合用の継手として、容易に且つ確実に接続できるワンタッチ式の継手が多く使用されている。
この種のワンタッチ継手では、通常、樹脂管とのシールは、Ｏリングやシールリングによって行なわれ、樹脂管の抜け出しの阻止は、ロックリングによって行なわれることが多い。樹脂管とのシール性能を高めるためにはＯリング等のつぶし率を最適な状態に設定する必要があり、更に、樹脂管が変形しやすい材質であることから、一般的には、シール部位に樹脂管を押圧する部材を設け、この部材により樹脂管を押圧して変形を抑制することによりシール性を高めようとしている。
【０００３】
このようなワンタッチ継手として、例えば、特許文献１の継手がある。同文献１は、パイプの外周をシールする、いわゆる外周シール構造の継手である。このような外周シール構造の継手では、Ｏリングがパイプの外周側に配設され、このパイプの内周側にインコアが装着されている。外周シール構造の継手は、Ｏリングによって樹脂管が内周側に押圧されたときに、インコアにより樹脂管の変形を抑えてシール性を確保しようとするものである。この継手では、２枚のロックリングがＯリングと同じパイプの外周側に配設され、このロックリングによりパイプの抜け出し阻止が行なわれている。
【０００４】
特許文献２においては、接合パイプの内外周をシールする、いわゆる内外周シール構造の継手が開示されている。このワンタッチ継手では、内周Ｏリング、外周Ｏリング、接合パイプを案内するためのガイドリングが配設されている。この樹脂管用ワンタッチ継手では、内周Ｏリングが主たるシール機能の役割を有し、外周シールリングが内周シールリングにより外周側に押される接合パイプを内周側に押さえつける役割を果たしている。このシール構造により、接合パイプが内外周のＯリングによって挟まれるようにシールされ、高いシール性が発揮されるようになっている。接合パイプ挿入時には、ガイドリングによって挿入荷重が抑えられている。この継手においても、特許文献１と同様に２枚のロックリングがＯリングと同じパイプの外周側に配設されてパイプの抜け出し阻止が行なわれている。
【０００５】
一方、特許文献３の管継手は、パイプの内周をシールする、いわゆる内周シール構造の継手である。同文献３の管継手は、内周Ｏリングと締付環体とを有し、内周Ｏリングによってパイプをシールし、外周方向に押し広げられようとするパイプを締付環体により押さえ付ける構造になっている。この構造の理由として、一般的に、樹脂管の外周寸法は、ＪＩＳ規格により安定した寸法になっているが、内周寸法は製作時にバラツキが生じているためであり、内周シール構造の管継手は、締付環体等の部材によりパイプを外周側から押さえ付けることにより、バラツキのある内周側を内周Ｏリングにシールさせるようになっている。同文献３の管継手においては、１枚の抜け止めリングが内周Ｏリングよりも入口側に設けられ、この抜け止めリングによりパイプの抜け出し阻止が行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３１６５１０９号公報
【特許文献２】特開２００７−１９８５８５号公報
【特許文献３】特許第３４１１５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した継手には以下のような問題があった。架橋ポリエチレン管やポリブテン管などの樹脂管は、特に柔らかい材質であり、これらを接続する継手は、コンクリートや土の床などの樹脂管外周が傷付きやすい環境で用いられることが多いが、特許文献１の外周シール構造の継手は、Ｏリングとパイプのシール部位との間に傷があったり異物が挟まれた状態にあるとシール性が低下して漏水が発生する可能性が極めて高くなる。このため、このような外周シール構造の継手を使用する際には、樹脂管外周表面の傷や異物の挟み込みを防ぐ必要がある。
【０００８】
これに比較して、特許文献２の内外周シール構造の継手は、主に内周Ｏリングによってシールする構造であるため、パイプ外周の傷等を許容することは可能になっている。しかし、この継手は、外周シール構造の継手に比較して部品点数が多くなり構造も複雑になっていた。しかも、Ｏリングによって接合パイプを挟む構造であるため内外周Ｏリングを近接させることが必要になり、その結果、接合パイプの挿入時の荷重が大きくなっていた。同文献２では、この挿入荷重を低くするために、案内用のガイドリングを用いているが、この場合でも、外周シール構造の継手よりも挿入荷重を小さくすることは難しい。
【０００９】
一方、特許文献３の内周シール構造の管継手は、シール性能を高めるために締付環体を設けているため、部品点数が多くなる。更に、同文献３における管継手は、締付環体を作動させるための拡径片も必要になり、この拡径片を動作させるための機構も複雑になっていた。
【００１０】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、外周面の傷や異物の挟み込みに影響を受けることなく、部品点数の増加を抑えて簡単な内部構造にしつつ樹脂管の挿入荷重を低減させて高いシール性により樹脂管を接続でき、抜け出し阻止力を向上できる樹脂管用ワンタッチ継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、筒状継手主体の外周面にシール部材を装着し、この継手主体の外周囲に透視可能な外筒を取付け、この外筒の開口側に環状保持体を取付け、外筒の開口端と環状保持体の内周面との間に抜け止めリングの環状部を収納させて抜け止めリングを装着すると共に、抜け止めリングの内周側の爪部とシール部材とを対向配設した樹脂管用ワンタッチ継手である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、抜け止めリングの爪部とシール部材との間に、樹脂管挿入時にシール部材を押さえつけながら挿入させるための環状ガイドを設けた樹脂管用ワンタッチ継手である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、抜け止めリングの環状部を収納させる空間幅を当該環状部の肉厚幅より大きくした樹脂管用ワンタッチ継手である。
【００１４】
請求項４に係る発明は、シール部材であるＯリングを装着する装着溝を継手主体の外周面に形成し、この装着溝の継手主体開口側に段差部を連設形成した樹脂管用ワンタッチ継手である。
【００１５】
請求項５に係る発明は、段差部の縁をエッジ形状とした樹脂管用ワンタッチ継手である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によると、筒状継手主体に装着したシール部材と、外筒と環状保持体との間に装着した抜け止めリングとを有する内周シール構造のワンタッチ継手としているので、樹脂管外周面の傷や異物の挟み込みに影響を受けることなく、部品点数の増加を抑えて簡単な内部構造としつつ挿入荷重を低減しつつ高いシール性を発揮して樹脂管を接続できる。樹脂管の接続後には、これらの対向配置により、抜け止めリングの力が内周方向に作用して樹脂管に加わったときに、シール部材が弾発力により樹脂管を外周方向に押圧するため、この相互作用により樹脂管が内外周側からシール部材と抜け止めリングとにより押さえつけられて優れたシール性を発揮し、かつ、樹脂管の抜け出し阻止力を向上できる。
【００１７】
請求項２に係る発明によると、挿入ガイドによりシール部材を押さえつけながら樹脂管を挿入できるため、挿入荷重を低減させて樹脂管を容易に挿入することができる。このとき、環状ガイドによりシール部材への負荷も少なくなるため、シール部材が傷ついたり破断したりすることを防ぎ、高いシール性能を確保しながら樹脂管の接続状態を維持することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によると、樹脂管の挿入時においては、環状部が樹脂管とともに挿入方向に移動して樹脂管の挿入荷重を低減させることができる。樹脂管の接続後には、抜け止めリングの力が内周方向に作用し、シール部材が弾発力により樹脂管を外周方向に押圧するため優れたシール性能を発揮できると共に抜け出し阻止力を向上できる。流体圧の負荷等により、樹脂管の抜け出し方向に力が加わった場合には、抜け止めリングが空間幅を抜け出し方向に移動して爪部とシール部材とが対向状態まで戻るため、抜け止めリングからの力とシール部材の弾発力とが樹脂管を垂直方向から挟むように加わって、シール部材によるシール性能と、抜け止めリングによる樹脂管の抜け出し阻止力とが飛躍的に向上する。
【００１９】
請求項４に係る発明によると、装着溝の継手主体開口側に段差部を設けていることにより、樹脂管に抜け出し方向の力が加わって抜け止めリングの爪部が起立する方向に変形しようとした場合に、抜け止めリングからの力により樹脂管が段差部の方向に逃げ込むように縮径変形し、抜け止めリングがこの樹脂管に深く食い込むことを回避して樹脂管の破断を防止できる。しかも、樹脂管がこの変形によりシール部材を押さえ付けることから、シール部材の弾発力がより増加してシール性能を向上できる。
【００２０】
請求項５に係る発明によると、段差部の縁をエッジ形状としているため、樹脂管が段差部に縮径変形したときに段差部の縁に圧接するエッジ効果が得られ、このエッジ効果により樹脂管の抜け出し阻止力を高め、確実に樹脂管の抜け出しを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第１実施形態を示した半截断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】図２の状態から樹脂管を挿入した状態を示す拡大断面図である。
【図４】図３の状態から更に樹脂管を挿入した状態を示す拡大断面図である。
【図５】図４の状態から更に樹脂管を挿入した状態を示す拡大断面図である。
【図６】樹脂管の接続後の状態を示した拡大断面図である。
【図７】接続後の樹脂管に水圧が加わった状態を示す拡大断面図である。
【図８】図７の樹脂管が変形した状態を示す断面図である。
【図９】樹脂管に過剰な引抜き力が加わった状態を示した断面図である。
【図１０】図８の状態から樹脂管が変形した状態を示す断面図である。
【図１１】樹脂管用ワンタッチ継手の比較例を示した断面図である。
【図１２】本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第２実施形態を示した一部拡大断面図である。
【図１３】図１２の状態から樹脂管を挿入した状態を示した一部拡大断面図である。
【図１４】本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第３実施形態を示した一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の実施形態を図面に基づいて説明する。図１においては、本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第１実施形態を示しており、図２においては、図１の樹脂管用ワンタッチ継手のＡ部拡大断面図を示している。
【００２３】
図１、２において、本発明における樹脂管用ワンタッチ継手本体（以下、継手本体１という）は、例えば、給水・給湯用の樹脂管２を抜け止め状態に接続可能に設けられている。樹脂管２としては、例えば、架橋ポリエチレン管やポリブテン管等の樹脂管があり、これ以外にも、金属強化ポリエチレン管等の各種の樹脂管、或は、銅管等の金属管を接続することも可能になっている。
この継手本体１は、継手主体３、シール部材４、外筒５、環状保持体６、抜け止めリング７を有し、この継手本体１内には環状ガイド８が装着されている。
【００２４】
継手主体３は、例えば、銅合金などの金属、又はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などの剛性の高い樹脂により筒状に形成され、通水用の流路口９を有している。この継手主体３の樹脂管２の接続側は、樹脂管２の内径に応じた適宜の外径に設けられている。
【００２５】
継手主体３の外周面３ａには装着溝１１が形成され、この装着溝１１に、例えば、ＥＰＤＭ等のゴム製のＯリングからなるシール部材４が装着されている。継手本体１は、内周シール構造のワンタッチ継手であり、装着溝１１は、継手主体３の樹脂管２が抜け出す側である開口側と、この開口側よりも樹脂管２の挿入側との２ヶ所に形成され、各装着溝１１、１１に対してそれぞれシール部材４、４が装着されている。継手主体３は、この２つのシール部材４、４により樹脂管２をシールするようになっている。開口側のシール部材４は、抜け止めリング７が収容されている部位に対向配置されている。挿入側のシール部材４は、外筒５の内周に対向配置されている。
【００２６】
開口側の装着溝１１には、この装着溝１１の継手主体開口側に段差部１２が連設形成され、この段差部１２は、例えば、外周面３ａから０．１〜０．３ｍｍ程度の段差によって形成され、この段差部１２により、樹脂管２の縮径変形を許容することが可能になっている。
段差部１２には縁１３が形成され、この縁１３はエッジ状に形成されている。
【００２７】
継手主体３の外周囲には外筒５が取付け可能に設けられ、この外筒５の取付け位置には、凹凸状の係合部１５が設けられている。また、内筒部１０の装着溝１１との他方側には雄ネジ部１６が設けられ、この雄ネジ部１６に図示しないヘッダーや接続部材、或はその他の外部の配管が接続可能になっている。継手主体３は、図示したような直線形状以外にも、例えば、チーズ形状やエルボ形状などに設けられていてもよい。
【００２８】
外筒５は、例えば、非結晶性ナイロンやＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン樹脂）などの樹脂により透明或は半透明に設けられ、この外筒５の外部から樹脂管２や環状ガイド８の状態を透視可能になっている。外筒５内周側の継手主体３への取り付け位置には、継手部２の係合部１５とスナップ嵌合可能な係合部２０が設けられ、また、この他端側の外周側には、凹凸状の係合段部２１が設けられている。外筒５は、係合部１５、２０のスナップ嵌合により継手主体３に回転可能に一体化され、嵌合後には外筒５と継手主体３とが相互に回転可能な状態となり、かつ、これらの間に空間である挿入部２２が形成され、この挿入部２２に樹脂管２をガイドしつつ挿入することが可能になっている。図示しないが、外筒５の内周側の内径は、環状ガイド８の図示しない外径と略同じに設けられている。この外筒５の内周の環状ガイド８との当接側にはＲ面部位が形成され、このＲ面部位から開口側にはテーパ面部位が形成されている。
【００２９】
環状保持体６は、引張り弾性率が外筒５よりも高いポリアセタールなどの樹脂により、キャップ状に形成されている。この環状保持体６の内周側には、外筒５の係合段部２１にスナップ嵌合可能な係合段部２３が形成されている。環状保持体６は、係合段部２１、２３のスナップ嵌合により外筒５の開口側に回転可能に取付けられ、取付け後には、環状保持体６と外筒５とが相互に回転可能な状態となる。環状保持体６の端部側には内周方向に突設する環状突部２４が形成され、外筒５の装着後には、この環状突部２４により抜け止めリング７の抜け出しが防止される。環状保持体６は、透明性を有しない材料により形成することができ、上記したキャップとして設ける以外にも、例えば、ブシュとして設けることも可能である。
【００３０】
抜け止めリング７は、ステンレス鋼等により略環状に形成され、環状部２５と、この環状部２５の内径側の爪部２６とを有している。爪部２６は、環状部２５から所定の傾斜角度で屈曲形成され、この爪部２６により樹脂管２の挿入をスムーズにしつつ、爪部２６が樹脂管２の表面に係止することで、この状態で引抜き荷重が加わったときに引抜き阻止力を発揮して速やかに樹脂管２を保持して抜け止めすることが可能になっている。図示しないが、爪部２６の先端側の内径は、後述する環状ガイド８の段部３２と略同一径に形成されている。
【００３１】
環状部２５は、軸Ｏの直交方向に対して約３〜５°程度の角度で樹脂管２の挿入方向に傾斜するように形成され、この角度は、例えば、約５°になっている。環状部２５を傾斜させた場合、この環状部２５と接触する部位との接触面積が少なくなり、摩擦抵抗が小さくなって抜け止めリング７全体が回転しやすくなる。これにより、抜け止めリング７は、接続後の樹脂管２と共回りするようになっている。
【００３２】
抜け止めリング７は、その環状部２５が前記した外筒５の開口端５ａと環状保持体６の内周面６ａとの間に収納されながら継手本体１内に１枚装着され、このとき、抜け止めリング７の爪部２６とシール部材４とが対向配設された状態となる。この場合、開口端５ａと内周面６ａとにより、抜け止めリング７の環状部２５を収納させる空間４０が形成されており、図２において、この空間４０の幅Ｂは、当該環状部２５の肉厚幅Ｔよりも大きくなっている。
【００３３】
この空間４０を設けることにより抜け止めリング７が可動でき、この抜け止めリング７は、継手本体１に樹脂管２を挿入したときに、空間４０の継手本体１の軸Ｏ方向において、樹脂管２にこの抜け止めリング７が接触する接触点Ｐと樹脂管２にシール部材４が接触するときの接触点Ｑとが重なる位置から、接触点Ｐが接触点Ｑよりも樹脂管２の挿入側となる位置まで可動する。
【００３４】
環状ガイド８は、例えば、弾性を有する高密度ポリエチレン等の樹脂製からなっている。この挿入ガイド８は、抜け止めリング７とシール部材４との間に継手主体３に外嵌するように装着され、この挿入ガイド８により、樹脂管２挿入時にシール部材４を押さえつけながら挿入させ、樹脂管２をスムーズに挿入させることが可能になっている。環状ガイド８は、図２に示すように、内周当接面３０、スリット３１、段部３２、傾斜面３３、後端面３４を有している。
【００３５】
スリット３１は、環状ガイド８の先端側と後端側とから軸方向に交互に複数形成され、このスリット３１により、環状ガイド８は、軸Ｏ方向に変形可能になり、樹脂管２の端面形状に応じて変形しながら挿入をガイドすることが可能になっている。しかも、スリット３１により、環状ガイド８は、仮に樹脂管２の端面が斜めに切断されている場合でも、この形状に追従して変形可能になっている。
【００３６】
内周当接面３０は、内周側のアール面３６とこのアール面３６に続くテーパ面３７とを有している。環状ガイド８は、この内周当接面３０によって挿入方向に拡径した形状を成しており、環状ガイド８を継手本体１に挿入したときにこの内周当接面３０にシール部材４が当接するようになっている。段部３２は、環状ガイド８の外周側に設けられ、抜け止めリング７の爪部２６が仮着可能な形状を呈しており、テーパ面３７は、この段部３２から後端面３４にかけて拡径するように環状ガイドの外周側に形成される。後端面３４には樹脂管２の端面側が当接可能になっている。テーパ面３７は、アール面３６に連続して緩やかなアール面としてもよい。
【００３７】
環状ガイド８を挿入部２２から挿入して継手本体１に装着すると、この環状ガイド８は、スリット３１によって拡縮変形が可能であるため、抜け止めリング７やシール部材４に負荷を与えることのない装着が可能となる。環状ガイド８の装着後には、段部３２に抜け止めリング７の爪部２６が係止するため、環状ガイド８は所定位置に仮固定される。この場合、爪部２６が屈曲形成されているため、この爪部２６が段部３２に引っ掛かって環状ガイド８の脱落が防がれる。
【００３８】
このとき、シール部材４に環状ガイド８が触れることになるが、図２に示すように、環状ガイド８の内周側に形成した内周当接面３０がシール部材４に当接することにより、シール部材４に過度の負荷が加わることが防止される。このようにして、シール部材４が環状ガイド８の装着によって装着溝１１の挿入側に押された状態で納まる。一方、抜け止めリング７は、シール部材４の弾発力により、環状保持体６の環状突部２４の内側に押さえ付けられた状態で納まっている。
【００３９】
次に、上述のように構成された継手本体１に樹脂管２を挿入して接続する場合を説明する。
図３においては、図２の継手本体１に対して樹脂管２を挿入した状態を示したものであり、樹脂管２の挿入を開始してから環状ガイド８が先端側のシール部材４を乗り越えたときの状態を示したものである。
【００４０】
樹脂管２が挿入されたときには、この樹脂管２に押されるように環状ガイド８が移動し、外周側に形成された傾斜面３３により抜け止めリング７を緩やかに乗り越えようとする。このため、樹脂管２挿入時におけるシール部材４への負荷を低減させることができ、しかも、内周当接面３０によりシール部材４に過度の負荷が加わることを防いで徐々に挿入できるため、シール部材４が傷付いたり破断したりすることが防がれる。
【００４１】
一方、空間４０の幅Ｂを環状部２５の肉厚幅Ｔよりも大きくしていることにより、抜け止めリング７が樹脂管２の挿入方向に空間４０を移動し、環状部２５が外筒５の端部側に当接し、続いて環状ガイド８が挿入されることで爪部２６が傾斜面３３に沿うように変形する。爪部２６は、樹脂管２の挿入に伴って広がることにより、この爪部２６の傾斜角度αが図３に示すように大きくなり、更に、傾斜面３３と空間４０とを設けていることによって抜け止めリング７が矢印に示すように回転して傾くためこの傾斜角度αは一層大きくなる。このため、樹脂管２挿入時の抵抗を減少でき、円滑な挿入が可能になる。
【００４２】
続いて、環状ガイド８は、内周当接面３０が接触しながらシール部材４を乗り越え、この乗り越え時には、シール部材４の弾発力によりこの環状ガイド８に外周方向の力が作用する。この力により、環状ガイド８は外周方向に変形しようとするが外周側の抜け止めリング７によりその変形が抑制される。図において、環状ガイド８の後端面３４が段差部１２よりも先端側まで挿入された場合には内筒部１０から浮いた状態になるが、このとき環状ガイド８は、シール部材４と抜け止めリング７とにより挟まれて支えられているため、ぐらつくことがない。そのため、樹脂管２の挿入に支障をきたすことなく、シール部材４を押圧しながらスムーズに樹脂管２を挿入できる。
【００４３】
このとき、抜け止めリング７と環状ガイド８との接触点Ｐよりも、シール部材４と環状ガイド８との接触点Ｑが軸Ｏ方向において挿入方向にずれた状態になっており、この接触点Ｐと接触点Ｑとのずれ量Ｗは、環状ガイド８が挿入されて爪部２６の変形量が大きくなるにつれて大きくなる。
【００４４】
図４においては、図３の状態から更に樹脂管２を挿入し、樹脂管２が先端側のシール部材４を乗り越えつつ、環状ガイド８が挿入側のシール部材４を乗り越えた状態を示している。このときには樹脂管２の挿入によって抜け止めリング７が更に大きく変形し、抜け止めリング７と樹脂管２との接触点Ｐが、シール部材４と樹脂管２との接触点Ｑよりも更にずれることでずれ量Ｗが大きくなる。ここで、軸Ｏ方向において、抜け止めリング７の接触点Ｐとシール部材４の接触点Ｑとが重なった場合には、挿入荷重により爪部２６に垂直方向に働く抗力Ｆが最大になり、一方、接触点Ｐと接触点Ｑとがずれた場合には、爪部２６からの抗力Ｆ´は図に示すように抗力Ｆ´＝Ｆ・ｃｏｓθとなる。これにより、ずれ量Ｗが増加することにより、ｃｏｓθ＜１（０＜θ＜９０°）の関係から抜け止めリング７の接触点Ｐとシール部材４の接触点Ｑが軸Ｏの方向に重なる場合よりも挿入荷重を抑えることが可能になる。ここで、角度θは、抗力Ｆと抗力Ｆ´とが成す角度である。
【００４５】
環状ガイド８が挿入側のシール部材４を乗り越える際には、開口側のシール部材４を乗り越える場合と同様に外周方向に変形しようとするが、このときには環状ガイド８の外周側が外筒５の内周側に当接するため、環状ガイド８の外周方向への変形が抑制される。この場合、外筒５の内径と環状ガイド８の外径とを略等しく設けることにより、環状ガイド８が樹脂管２をスムーズに案内する役割を果たすことが可能になる。
【００４６】
図５においては、図４の状態から更に樹脂管２を挿入し、樹脂管２が二次側のシール部材４を乗り越えようとする状態を示している。この場合、抜け止めリング７が樹脂管２の外周面により略一定の変形状態に保たれているため、抜け止めリング７と樹脂管２との接触点Ｐと、シール部材４と樹脂管２との接触点Ｑとのずれ量Ｗが一定に維持され、挿入荷重の低減状態を維持しながら樹脂管２の挿入が可能となる。図の状態から環状ガイド８がに更に挿入され、環状ガイド８の挿入側のシール部材４への乗り越えが終わったときには、環状ガイド８が挿入部２２内でフリーの状態となる。続けて樹脂管２を挿入すると、図６に示すように、樹脂管２の接続が完了した状態となる。樹脂管２の接合完了後には、ずれ量Ｗが確保された状態で抜け止めリング７とシール部材４とが所定位置に配置される。
【００４７】
続いて、樹脂管２の接続後に、継手本体１内に水圧が負荷された場合の動作を述べる。
図７において、継手本体１内に水圧が負荷されると、この水圧により、挿入側のシール部材４が樹脂管２にシールし、樹脂管２は、抜け出し方向に移動しようとする。この作用により、抜け止めリング７の爪部２６が樹脂管２に食い込むと同時に、抜け止めリング７が環状保持体６の環状突部２４側に空間４０を移動する。抜け止めリング７が環状保持体６の内周面６ａに当接すると、抜け止めリング７の接触点Ｐとシール部材４の接触点Ｑとが軸Ｏと直交方向において略重なった状態まで戻ることになる。この場合、爪部２６から垂直方向の力が働き、この力に対してシール部材４がその弾発力によって樹脂管２を外周方向に押圧する力が働いて、この２つの力の作用により樹脂管２をシール部材４に押し付けて、高いシール性能を発揮する。なお、図面上においては、シール部材４が変形する前の形状を示しているが、実際の接触点Ｑは、変形したシール部材４の頂点の近傍付近と樹脂管２との接触部分である。
【００４８】
このとき、図８に示すように、抜け止めリング７から樹脂管２を内周方向に押圧する力が働くが、装着溝１１の継手主体開口側に段差部１２を設けていることにより、樹脂管２が抜け止めリング７によって押されて縮径変形し、段差部１２に逃げ込んだ状態になる。縮径した樹脂管２は、段差部１２の縁１３に当接するが、この縁１３はエッジ形状になっているため、樹脂管２がこの縁１３に圧接する、いわゆる、エッジ効果が得られる。このエッジ効果により樹脂管２の抜け出しが確実に防止される。
【００４９】
図９においては、樹脂管２に過剰な加圧や引抜き力が加わったときの状態を示している。同図に示すように、樹脂管２への引抜荷重が大きくなると、抜け止めリング７の爪部２６が起立方向に変形するように動作する。この場合、樹脂管２は、爪部２６に押されて段差部１２に逃げ込むように変形する。縁１３は、上記したエッジ形状であることから、変形した樹脂管２はこの縁１３に引っ掛かった状態になる。このとき、段差部１２が装着溝１１に連設形成されていることから、変形した樹脂管２がシール部材４を内周側に押圧してこのシール部材４によるシール性が一層高まっている。
【００５０】
図１０においては、図９の状態から更に引抜荷重が大きくなり、樹脂管２の降伏点近くに達したときの状態を示している。このとき、爪部２６は、更に起立して樹脂管２に深く食い込もうとするが、爪部２６に押圧された樹脂管２は、段差部１２に逃げ込むように変形しているため、抜け止めリング７の食い込み量を少なく抑えて樹脂管２の肉厚を所定量確保することができ、この樹脂管２の破断や抜け等を防止できる。
【００５１】
図１１においては、図９、図１０との比較例を示したものであり、装着溝５０に段差部を設けない場合のワンタッチ継手を示している。この場合、爪部２６の押圧に対して樹脂管２が逃げ込む空間がないため、起立した爪部２６が樹脂管２に深く食い込んで樹脂管２の肉厚が薄くなる可能性がある。この樹脂管２に引抜荷重がかかっているため、樹脂管２の肉厚が痩せて樹脂管２が破断したり抜けたりしやすくなる。
図９、図１０の場合、図１１のワンタッチ継手に比較して樹脂管２の破断等のおそれを大幅に減少でき、しかも、縁１３によるエッジ効果と相まって樹脂管２の引抜き阻止力を一層高めることができる。
【００５２】
本発明の樹脂管用ワンタッチ継手は、上述したように、継手主体３の外周面３ａにシール部材４を装着し、継手主体３の外周囲に透視可能な外筒５を取付け、この外筒５の開口側に環状保持体６を取付け、外筒５の開口端５ａと環状保持体６の内周面６ａとの間に抜け止めリング７の環状部２５を収納させて装着した内周シール構造のワンタッチ継手としているので、外周シール構造のワンタッチ継手のように樹脂管外周の傷や異物の挟み込みに影響を受けることがない。この場合、抜け止めリング７の内周側の爪部２６とシール部材４とを対向配設しているので、挿入荷重を抑えつつ簡単に樹脂管２を挿入でき、接合後の樹脂管２を垂直方向から挟んで優れたシール性と抜け出し阻止力とを発揮できる。しかも、このようにシール部材４と抜け止めリング７とにより樹脂管２を接続できるため、部品点数を抑えて簡単な内部構造で継手本体１を設けることができる。
【００５３】
図１２、図１３においては、本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第２実施形態を示したものである。なお、この実施形態以降において、上述した実施形態と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。この実施形態では、前述した構成の継手本体１に環状ガイドを装着することなく、樹脂管２を直接挿入して接続するようにしたものである。
【００５４】
図１２において、樹脂管２を継手本体１に挿入すると、この樹脂管２が先端側のシール部材４に当接し、このシール部材４を挿入側に押しながら抜け止めリング７の爪部２６に当接する。続いて、図１３に示すように、抜け止めリング７に当接した樹脂管２がこの抜け止めリング７を押圧することにより、抜け止めリング７の爪部２６が樹脂管２の外周に沿って変形する。このとき、樹脂管２が内周シールリング４を乗り越えて進み、この樹脂管２により変形した抜け止めリング７と樹脂管２との接触点Ｐと、シール部材４と樹脂管２との接触点Ｑとが、軸Ｏの方向においてずれた状態になり、抜け止めリング７とシール部材４との対向配置においてずれ量Ｗが確保される。
【００５５】
この実施形態においても、樹脂管２の挿入時に抜け止めリング７が空間４０を移動することによって樹脂管２の挿入荷重を低減できる。更に、流体圧等の負荷により引抜き方向の力がかかった場合にも抜け止めリング７が空間４０を移動して優れたシール性と引抜き阻止力とを発揮できる。しかも、この実施形態においては、環状ガイドを用いていないことから部品点数を少なくでき、部品管理等も容易になる。
【００５６】
図１４においては、本発明における樹脂管用ワンタッチ継手の第３実施形態を示したものである。この実施形態では、樹脂管の抜け出しを阻止する効果を更に増すため、継手主体４１の段差部の縁を増やしたものである。図に示すように、継手主体４１の段差部４２は２つの段差４３、４４を有し、段差４３は、例えば、略０．２ｍｍ程度の高低差により略クサビ形状に形成され、この段差４３の樹脂管２挿入側に略０．２ｍｍ程度の高低差で段差４４が形成されている。更に、段差４４の樹脂管２挿入側には、Ｒ部４５が形成されている。
【００５７】
この構成により、段差部４２には２箇所に縁４６、４７が形成され、このように形成することで樹脂管２の引っ掛かり部位が増やされ、１箇所の縁の場合に比較してその抜き出し阻止性を高めることができる。しかも、Ｒ部４５を設けていることで、開口側の装着溝１１にエッジ状部位を形成することを防いでシール部材４が傷付くことを防ぎ、段差４３、４４をともに略０．２ｍｍ程度の高低差としていることで、樹脂管２の逃げ部位を設けつつも、縁４３、４４のエッジ効果により樹脂管２の抜け出し阻止性を高めている。
このように、段差部４２の形状が前記実施形態と異なる場合であっても、樹脂管２の逃げの動作は、上述の場合と同様である。また、抜け止めリング７が起立したときには、最終的に段差部４２の最小径部分に変形した樹脂管２が逃げるようになっている。
【００５８】
更に、図示しないが、これ以外にも、Ｒ部を省略して２箇所の縁を有する簡単な形状の段差部に設けたり、或は、２箇所の縁を有する段差部の挿入側の段差を軸方向に長く設けることもでき、挿入側の段差を軸方向に長く設けた場合には、第１実施形態の樹脂管用ワンタッチ継手の縁を増やした構成となり、抜け止めリング７は、前述の場合と同様の動作によって起立する。また、段差部の縁を３箇所以上に設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 継手本体
２ 樹脂管
３ 継手主体
３ａ 外周面
４ シール部材
５ 外筒
５ａ 開口端
６ 環状保持体
６ａ 内周面
７ Ｏリング（抜け止めリング）
８ 環状ガイド
１１ 装着溝
１２ 段差部
１３ 縁
２５ 環状部
２６ 爪部
４０ 空間
Ｂ 幅
Ｔ 肉厚幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状継手主体の外周面にシール部材を装着し、この継手主体の外周囲に透視可能な外筒を取付け、この外筒の開口側に環状保持体を取付け、前記外筒の開口端と前記環状保持体の内周面との間に抜け止めリングの環状部を収納させて抜け止めリングを装着すると共に、前記抜け止めリングの内周側の爪部と前記シール部材とを対向配設したことを特徴とする樹脂管用ワンタッチ継手。
【請求項２】
前記抜け止めリングの爪部と前記シール部材との間に、樹脂管挿入時に前記シール部材を押さえつけながら挿入させるための環状ガイドを設けた請求項１に記載の樹脂管用ワンタッチ継手。
【請求項３】
前記抜け止めリングの環状部を収納させる空間幅を当該環状部の肉厚幅より大きくした請求項１又は２に記載の樹脂管用ワンタッチ継手。
【請求項４】
前記シール部材であるＯリングを装着する装着溝を前記継手主体の外周面に形成し、この装着溝の継手主体開口側に段差部を連設形成した請求項１乃至３の何れか１項に記載の樹脂管用ワンタッチ継手。
【請求項５】
前記段差部の縁をエッジ形状とした請求項４に記載の樹脂管用ワンタッチ継手。
【請求項１】
筒状継手主体の外周面にシール部材を装着し、この継手主体の外周囲に透視可能な外筒を取付け、この外筒の開口側に環状保持体を取付け、前記外筒の開口端と前記環状保持体の内周面との間に抜け止めリングの環状部を収納させて抜け止めリングを装着すると共に、前記抜け止めリングの内周側の爪部と前記シール部材とを対向配設したことを特徴とする樹脂管用ワンタッチ継手。
【請求項２】
前記抜け止めリングの爪部と前記シール部材との間に、樹脂管挿入時に前記シール部材を押さえつけながら挿入させるための環状ガイドを設けた請求項１に記載の樹脂管用ワンタッチ継手。
【請求項３】
前記抜け止めリングの環状部を収納させる空間幅を当該環状部の肉厚幅より大きくした請求項１又は２に記載の樹脂管用ワンタッチ継手。
【請求項４】
前記シール部材であるＯリングを装着する装着溝を前記継手主体の外周面に形成し、この装着溝の継手主体開口側に段差部を連設形成した請求項１乃至３の何れか１項に記載の樹脂管用ワンタッチ継手。
【請求項５】
前記段差部の縁をエッジ形状とした請求項４に記載の樹脂管用ワンタッチ継手。
【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】
【公開番号】特開２０１１−１３２９８１（Ｐ２０１１−１３２９８１Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９０７３９（Ｐ２００９−２９０７３９）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（３９０００２３８１）株式会社キッツ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（３９０００２３８１）株式会社キッツ (223)
【Ｆターム（参考）】
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