管継手

【課題】接続管に抜け方向の大きな力が加わっても、係止爪の食い込みによって接続管が破損するあるいはその後の漏水事故につながる傷を与えることがないワンタッチ式の管継手を提供する。
【解決手段】係止爪５２が複合管９の外層９１の中間層９３に到達する手前の規定位置まで食い込んだときに、複合管９の外周面に当接して、係止爪５２がそれ以上食い込まないようにする食い込み規制部５３を、抜け止めリング５ａの係止爪５２の両側に設けるようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、差し込むだけで接続管を接続することができるワンタッチ式の管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
接続時に接続管内に入り込むノズル部（ニップル部ともいう）を備え、ノズル部の外周に形成した環状溝にノズル部より外径が大きいリング状シール材を嵌装し、接続管の接続によって、このリング状シール材が接続管の内周面に水密に密着するとともに、接続管に抜け方向の力が加わると、接続管の外周方向から放射状に設けられた係止爪が管壁に食い込んで接続管の抜け止めを図るようにした金属製の抜け止めリングを備えるワンタッチ式の管継手がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７７９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に記載の管継手の場合、接続管に抜け方向に大きな力が加わると、係止爪が大きく食い込んで接続管の管壁を突き破り、接続管を破損するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて、接続管に抜け方向の大きな力が加わっても、係止爪の食い込みによって接続管が破損するあるいはその後の漏水事故につながる傷を与えることがないワンタッチ式の管継手を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明にかかる管継手は、接続時に接続管の内部に挿入状態となるノズル部を有する継手本体と、このノズル部との間に接続管の挿入空間を形成する外筒部と、前記ノズル部に設けられた環状溝に嵌装されたリング状シール材とを備え、接続された前記接続管に抜け方向の力が加わると、接続管の管壁に外周側から食い込んで接続管の抜けを防止する複数の係止爪が放射状にかつ前記ノズル部の後端側に向かって傾斜して設けられた抜け止めリングを、前記挿入空間の入口に設けられた管継手において、前記抜け止めリングは、前記係止爪が規定量まで管壁に食い込むと、接続管の外周面に当接して、それ以上の係止爪の食い込みを防止する食い込み規制部が係止爪に隣接して設けられていることを特徴としている。
【０００７】
本発明において、抜け止めリングの材質としては、特に限定されないが、例えば、鉄鋼（ばね鋼）、ステンレス鋼、砲金などの銅合金が挙げられる。
【０００８】
本発明において、接続される管としては、特に限定されないが、例えば、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管、熱可塑性樹脂製の内層及び外層と、金属製の中間層とを有する複合管が挙げられる。
複合管としては、特に限定されないが、例えば、外層が高密度ポリエチレン、内層が耐熱性ポリエチレン、中間層がアルミニウムで形成された、積水化学工業社製の商品名エスロンスーパーエスロメタックス等の市販のものを用いることができる。
【０００９】
本発明において、上記規定量とは、接続管に抜け方向の力が加わっても接続管の抜けを防止でき、係止爪の食い込みによって接続管が破損するあるいはその後の漏水事故につながる傷を与えることがない係止爪の食い込み量であって、接続される管に応じて適宜決定される。
【００１０】
なお、接続管が複合管である場合、抜け止めリングが複合管の中間層と異種の金属で形成されている場合、係止爪の食い込み長さを外層の厚み未満に規制することが好ましい。
すなわち、その理由は、係止爪の食い込み長さが外層の厚みを越えた場合、食い込みによって係止爪と中間層とが接触状態となり、異種金属間接触腐食によって、抜け止めリングあるいは中間層が腐食して漏水を招くおそれがあるからである。
【００１１】
また、本発明にかかる管継手は、抜け止めリングが、接続管に抜け方向の力が加わると、係止爪及び食い込み規制部が接続管の管軸に直交するように立ち上がるとともに、前記食い込み規制部が接続管の管壁を管中心軸方向に押圧変形させるように構成されているとともに、ノズル部が、立ち上がった食い込み規制部に対応する位置に、接続管の押圧変形した管壁部分が入り込む環状溝を備えていることが好ましい。
すなわち、上記のようにすれば、係止爪の食い込みだけでなく、押圧変形して、環状溝に食い込む管壁によっても抜け方向の力を受けることができ、より大きな抜け方向の力に耐えることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる管継手は、以上のように、接続時に接続管の内部に挿入状態となるノズル部を有する継手本体と、このノズル部との間に接続管の挿入空間を形成する外筒部と、
前記ノズル部に設けられた環状溝に嵌装されたリング状シール材とを備え、接続された前記接続管に抜け方向の力が加わると、接続管の管壁に外周側から食い込んで接続管の抜けを防止する複数の係止爪が放射状にかつ前記ノズル部の後端側に向かって傾斜して設けられた抜け止めリングを、前記挿入空間の入口に設けられた管継手において、前記抜け止めリングは、前記係止爪が規定量まで管壁に食い込むと、接続管の外周面に当接して、それ以上の係止爪の食い込みを防止する食い込み規制部が係止爪に隣接して設けられているので、接続管に抜け方向の大きな力が加わっても、係止爪の食い込みによって接続管が破損する、あるいはその後の漏水事故につながる傷を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる管継手の１つの実施の形態をあらわす断面図である。
【図２】図１の管継手に接続管として複合管を接続した状態の断面図である。
【図３】図１の管継手のリング状シール材部分の拡大断面図である。
【図４】図１の管継手のガイド部材の断面図である。
【図５】図１の抜け止めリングの斜視図である。
【図６】図５の抜け止めリングの製造に用いる打ち抜き片をあらわし、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線断面の端面図である。
【図７】図５の打ち抜き片を用いた抜け止めリングの製造工程の途中段階をあらわし、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＹ−Ｙ線断面の端面図である。
【図８】図５の抜け止めリングの断面の端面図である。
【図９】図１の管継手へ複合管を差し込む途中の状態をあらわす断面図である。
【図１０】図２の複合管の接続状態におけるノズル部後端部の拡大断面図である。
【図１１】図１の管継手に接続された複合管に引き抜き方向の力が加わったときの抜け止めリング係止爪の作用を説明する係止爪部分の拡大断面図である。
【図１２】図１の管継手に接続された複合管に大きな引き抜き方向の力が加わったときの抜け止めリングの作用を説明する断面図である。
【図１３】本発明にかかる管継手に用いられる抜け止めリングの変形例をあらわす斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる管継手の１つの実施の形態をあらわしている。
【００１５】
図１に示すように、この管継手Ａは、継手本体１と、外筒部を構成する外筒部材２及びキャップ部材３と、リング状シール材４と、抜け止めリング５ａと、ガイド部材６とを備え、図２に示すように、複合管９が接続されるようになっている。
複合管９は、高密度ポリエチレン製の外層９１と、耐熱ポリエチレン製の内層９２と、アルミニウム製の中間層９３を備えている。
【００１６】
継手本体１は、砲金やステンレス鋼等の金属材料で形成されていて、中央にスパナ等の締め付け工具（図示せず）の係合部が係合する六角ナット状のフランジ部１ａを備え、フランジ部１ａを挟んで一方に雄ネジ筒部１ｂ、他方に、外筒受部１ｃとノズル部１ｄとが設けられている。
【００１７】
ノズル部１ｄは、先端側から挿入ガイド部１０、第１環状溝１１、第２環状溝１２、第３環状溝１３、戻り止め突条１４をその周面に備え、最大径部が接続される複合管９の内径より少し小径になっている。
挿入ガイド部１０は、ノズル部１ｄ先端に向かって先端の外径が、後述する接続管が切断の際に偏平となっても、通常予想される偏平率の範囲（７０〜７５％）では、偏平した接続管の管端の最小径部より小径となるように、略３０度の角度で徐々に縮径するテーパ面になっている。
【００１８】
第１環状溝１１は、後述する抜け止めリング５ａを臨む位置に設けられている。
第２環状溝１２は、図３に示すように、後述するガイド部材６の縮径筒部６１ｂが嵌り込むように設けられていて、その底面がノズル部１ｄの先端側に向かって徐々に縮径するテーパ面になっていて、ノズル部１ｄの後端側が第３環状溝１３に連設されている。
第３環状溝１３は、その底面のノズル部１ｄの中心軸方向中央部より少しノズル部１ｄの差し込み端側にリング状シール材４の位置決め突条１３ａをノズル部１ｄの中心軸に対して環状に備えている。
【００１９】
戻り止め突条１４は、第３環状溝１３のノズル部１ｄ側の側壁に沿って設けられていて、その高さは、ガイド部材６の後端が係合して、ノズル部１ｄの差し込み端側への動きを抑えることができれば、低いことが好ましく、０．０５ｍｍ程度である。
外筒受部１ｃは、ノズル部１ｄとフランジ部１ａとの間に設けられ、ノズル部１ｄより少し大径になっているとともに、その周面に後述する外筒部材２の係合突条２１が係合する係合溝１５が穿設されている。
【００２０】
リング状シール材４は、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合体）等の合成ゴムで形成されていて、図３に示すように、本体部４１と、第１シール部４２と、第２シール部４３とを備えている。
本体部４１は、第３環状溝１３のノズル部中心軸方向の長さより少し幅が狭く、その厚みが第３環状溝１３の底からノズル部１ｄの外縁までの長さと略同じ厚みか少し薄い肉厚の筒状をしていて、筒の内周面に位置決め突条１３ａが嵌り込む係合溝４１ａが環状に設けられていて、外周から圧縮力が働いていないときには、第３環状溝１３に嵌合状態で、第３環状溝１３にノズル部後端側の壁との間、及び第２環状溝１２側の壁との間に、圧縮時の逃げ空間となる隙間Ｓが形成されるようになっている。
【００２１】
第１シール部４２は、係合溝４１ａよりノズル部先端側に設けられていて、図３において破線で示すように、ノズル部１ｄの先端側から後端側に向かって徐々に拡径する断面略三角形をしていて、その最大径が複合管の内径より大きくなっている。
第２シール部４３は、係合溝４１ａよりノズル部後端側に設けられていて、図３に示すように、断面略かまぼこ形をしていて、その最大径が複合管の内径より大きくなっている。
【００２２】
ガイド部材６は、肉厚０．１ｍｍ程度の薄肉のステンレス鋼や銅合金からなるパイプをプレス加工、絞り加工及び曲げ加工などして形成され、図４に示すように、ガイド筒部６１と、非接触状態保持構造としてのテーパ部６２と、鍔部６３とを備えている。
ガイド筒部６１は、筒部本体６１ａと、縮径筒部６１ｂとを備えている。
【００２３】
筒部本体６１ａは、その外径が複合管９の内径と略同じか少し小径の円筒状をしている。
縮径筒部６１ｂは、筒部本体６１ａのノズル部１ｄの先端側に連設され、ノズル部１ｄの先端側に向かって徐々に縮径して、ノズル部１ｄの先端側の外径が複合管９の内径より５％程度小径になっている。
【００２４】
テーパ部６２は、筒部本体６１ａのノズル部１ｄの後端側からノズル部１ｄの後端方向に向かって徐々に拡径するように設けられ、そのテーパ角は、１５〜４５度であれば特に限定されないが、管端面の面仕上げまたは面取りの角度に近いことが好ましく、本実施の形態では３０度である。
【００２５】
鍔部６３は、パイプの端部を折り曲げて重合させて形成され、その外径が複合管９の外径より少し小径になっている。
【００２６】
そして、ガイド部材６ａの初期位置は、図１〜図３に示すように、ガイド筒部６１が第１シール部４２に外嵌されるとともに、縮径筒部６１ｂのノズル部１ｄの先端側の端部が第２環状溝１２内に嵌り込むように装着され、鍔部６３は第２シール部４３に被る手前に配置される。この配置により、衝撃や振動に対して動かなくなっている。
なお、このガイド部材６ａが装着された状態でリング状シール材４は、第１シール部４２が、ガイド筒部６１によって圧縮された状態になっている。
【００２７】
外筒部材２は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明なエンジニアリングプラスチックで形成された筒状体であって、一端部の内周面に係合突条２１を備え、他端部側が一旦外側に膨らみ厚肉になったのち、外周面が切り欠かれた状態となり、この切欠き部に２条の係合溝２２，２２が形成されている。
また、外筒部材２は、内径が概ね複合管９の外径と略同じか少し大径になっていて、外周面他端に内周面が他の部分より段状に拡径している拡径部２３を備えている。
外筒部材２のノズル部１ｄの先端側の端面は、後述する抜け止めリング５の本体５１の形状に沿うように、抜け止めリング位置決め凹部２４がリング状に設けられている。
【００２８】
そして、外筒部材２は、その一端に設けられた係合突条２１が外筒受部１ｃの係合溝１５に係合されるように、一端部が外筒受部１ｃに外嵌されている。
すなわち、外筒部材２は、係合突条２１が、弾性変形しながら、継手本体１方向に押し込まれ、係合突条２１が係合溝１５に係合することによって、継手本体１から離脱せず、継手本体１に対して回転自在に取着されている。
【００２９】
抜け止めリング５ａは、図５に示すように、リング状の本体５１と、この本体５１の内周側に複数の係止爪５２と、食い込み規制部５３とを交互に備えている。
そして、この抜け止めリング５ａは、まず、ステンレス鋼の薄板を打ち抜き、図６に示すように、本体５１の内側に、係止爪５２と、この係止爪５２の両側に食い込み規制部５３となる舌片５０を備えた打ち抜き片５を得たのち、図７に示すように、打ち抜き片５の舌片５０を係止爪５２の食い込み規制部５３からの突出長さが複合管９の外層９１の厚み未満となる位置で１８０°折り曲げ、さらに、図８に示すように、この折り曲げ部及び係止爪５２を本体５１に対して４０〜４５°の交差角となるように立ち上げることによって得られる。
【００３０】
そして、抜け止めリング５ａは、本体５１が抜け止めリング位置決め凹部２４に嵌り込むとともに、係合爪５２及び食い込み規制部５３が拡径部２３に収容された状態に保持されている（図１１参照）。
【００３１】
キャップ部材３は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルサルフォン）、ＰＣ（ポリカーボネート）などの透明なエンジニアリングプラスチックで形成されたキャップ本体３１と、嵌合筒部３２とを備えている。
キャップ本体３１は、管挿入端側の内径が複合管９の外径と略同じか少し大径をしていて、中間部から先端（嵌合筒部３２と反対側の端）にかけてガイド部３１ａを備えている。
ガイド部３１ａは、キャップ本体３１先端に向かってその内径が略３０度の角度で徐々に拡径するテーパ面となっているとともに、先端の内径が、後述する複合管９が切断の際に偏平となっても、通常予想される偏平率の範囲（７０〜７５％）では、偏平した複合管９の管端の最大外径より大径となっている。
【００３２】
嵌合筒部３２は、キャップ本体３１の厚み方向の一方に延出するように設けられ、内周面に２条の係合突条３２ａ，３２ａが設けられている。
そして、キャップ部材３は、係合突条３２ａ，３２ａが外筒部材２の係合溝２２，２２に嵌り込むように、嵌合筒部３２が外筒部材２に外嵌されることによって、抜け止めリング５ａの離脱を防止している。
【００３３】
この管継手Ａは、上記のようになっており、以下のようにして、複合管９がワンタッチ挿入で接続される。
まず、継手本体１の雄ネジ筒部１ｂを図示していない配管材（例えば、ヘッダー）に螺合させて、他の配管材と接続した後、複合管９をキャップ部材３の開口から継手本体１側に差し込んでいくと、複合管９の先端が、抜け止めリング５の係止爪５２及び食い込み規制部５３をまず差し込む方向に弾性変形させるので、図９に示すように、係止爪５２及び食い込み規制部５３が複合管９の外壁に沿う。
【００３４】
そして、複合管９をさらに押し込んでいくと、図９に示すように、縮径筒部６１ｂの先端外径が、複合管９の内径より小さくなっているので、この縮径筒部６１ｂのテーパ面にガイドされながら、複合管９の先端内に筒部本体６１ａがスムーズに入り込み、ガイド筒部６１全体が複合管９内に入り込むとともに、複合管９の内層９２先端でテーパ部６２に受けられる。
そして、複合管９をさらに押し込んでいくと、テーパ部６２が複合管９の内層９２に押され、ガイド部材６が複合管９とともに、ノズル部後端側に差し込まれていき、図２及び図１０に示すように、鍔部６３が外筒受部１ｃの端面に当接するとともに、ガイド筒部６１が戻り止め突条１４よりノズル部後端側に入り込む。また、リング状シール材４の第１シール部４２及び第２シール部４３が複合管９の内周面に水密に密着する。
【００３５】
この管継手Ａは、上記のようになっており、以下のような優れた効果を備えている。
（１）抜け止めリング５ａを備えているので、複合管９の抜けを確実に防止することができる。すなわち、複合管９に抜け方向の力が加わり、複合管９が抜け方向に動こうとすると、まず、係止爪５２が図１１に示すように、複合管９の外層９１に食い込み、加わった力が大きくないときは、この食い込みのみによって抜け方向の動きを抑える。しかも、抜け止めリング５ａが、係止爪５２の両側に食い込み規制部５３を備えているので、係止爪５２が所定位置まで食い込むと、食い込み規制部５３が複合管９に外周面に当接し、それ以上の係止爪５２の外層９１への食い込みを防止する。したがって、係止爪５２の食い込みすぎによる複合管９の破損を防止することができる。
（２）係止爪５２の食い込み長さが、複合管９の外層９１の厚み未満に規制されるので、係止爪５２が、外層９１をつき破って中間層９３に達することがない。すなわち、中間層９３と抜け止めリング５ａとの直接接触による異種金属間接触腐食を防止することができる。
（３）そして、加わった力が大きい場合、複合管９の抜け方向への移動に伴って、図１２に示すように、外層９１に食い込んだ係止爪５２が本体５１と平行になるように起き上がるが、食い込み規制部５３によって、複合管９の管壁がノズル部１ｄ方向に縮径し、ノズル部１ｄの第１環状溝１１内に入り込むので、入り込んだ複合管９の管壁によっても抜け方向の動きが規制され、それ以上の抜けが防止される。
（４）ガイド部材６ａを備えているので、複合管９の管端がリング状シール材４にあたることがない。したがって、先端が斜め切りの状態や管端面の仕上げが不足した状態で複合管９を管継手Ａに差し込んでも、リング状シール材４が傷ついたり、脱リングしたりすることがない。
（５）非接触状態保持手段としてテーパ部６２が設けられていて、図１０に示すように、複合管９の内層９２の端面がテーパ部６２に受けられ、中間層９３がガイド部材６に接触することがない。したがって、異種金属間接触腐食による中間層９３の劣化が防止される。
（６）ガイド部材６が縮径筒部６１ｂを備えているので、ガイド筒部６１がスムーズに複合管９の管端に入り込む。
（７）ノズル部１ｄが戻り止め突条１４を備えているので、上記のように複合管９に抜け方向の力が加わり、複合管９が抜け方向に移動して、ガイド部材６ａが共ズレしようとしても、ガイド部材６ａの縮径筒部６１ｂの先端が戻り止め突条１４に係止される。したがって、ガイド部材６ａがそれ以上抜け方向に共ズレすることがなく、縮径筒部６１ｂの先端によってリング状シール材４を傷つけたり、脱リングさせることがない。
（８）挿入ガイド部１０が、ノズル部１ｄ先端に向かってその外径が略３０度の角度で徐々に縮径するテーパ面となっているとともに、先端の外径が、切断したままの偏平した複合管９の管端の最小径部より小径となっており、かつ、ガイド部３１ａが、キャップ本体３１先端に向かってその内径が略３０度の角度で徐々に拡径するテーパ面となっているとともに、先端の内径が、切断したままの偏平した複合管９の管端の最大外径より大径となっているので、切断の際に複合管９が偏平し、その状態で複合管９を接続した場合においても、挿入ガイド部１０がスムーズに複合管９の先端部内に入り込むとともに、複合管９がガイド３１ａの先端からキャップ本体３１内に入り込む。そして、挿入ガイド部１０及びガイド部３１ａによって、偏平した複合管９が円筒状体に矯正され、ガイド部材６ａのガイド筒部６１にスムーズに外嵌される。
（９）リング状シール材４が、ガイド部材６ａのガイド筒部６１によって押さえられているので、複合管９のリング状シール材４を通過する際の抵抗が小さくなり、複合管の挿入力を低減できる。したがって、施工性が向上する。
【００３６】
図１３は、本発明にかかる管継手の抜け止めリングの変形例をあらわしている。
図１３に示すように、この抜け止めリング５ｂは、係止爪５２に対し、直角方向に折れ曲がるように設けられた食い込み規制部５４を備えている以外は、上記抜け止めリング５ａと同様になっている。
【００３７】
本発明は、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、リング状シール材が１つであったが、シール材用環状溝を複数、軸方向に平行に設け、それぞれにリング状シール材を嵌合させるようにしても構わない。
上記の実施の形態では、ガイド部材を備えていたが、ガイド部材はなくても構わない。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ管継手
１継手本体
１ｄノズル部
１１第１環状溝
２外筒部材（外筒部）
３キャップ部材（外筒部）
４リング状シール材
５ａ，５ｂ抜け止めリング
５１本体
５２係止爪
５３，５４食い込み規制部
９複合管（接続管）
９１外層
９２内層
９３中間層

【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続時に接続管の内部に挿入状態となるノズル部を有する継手本体と、
このノズル部との間に接続管の挿入空間を形成する外筒部と、
前記ノズル部に設けられた環状溝に嵌装されたリング状シール材とを備え、
接続された前記接続管に抜け方向の力が加わると、接続管の管壁に外周側から食い込んで接続管の抜けを防止する複数の係止爪が放射状にかつ前記ノズル部の後端側に向かって傾斜して設けられた抜け止めリングを、前記挿入空間の入口に設けられた管継手において、
前記抜け止めリングは、前記係止爪が規定量まで管壁に食い込むと、接続管の外周面に当接して、それ以上の係止爪の食い込みを防止する食い込み規制部が係止爪に隣接して設けられていることを特徴とする管継手。
【請求項２】
接続管が熱可塑性樹脂製の内外層と、金属製中間層とを備える複合管であって、係止爪の食い込み長さが外層の厚み未満に規制されている請求項１に記載の管継手。
【請求項３】
抜け止めリングが、接続管に抜け方向の力が加わると、係止爪及び食い込み規制部が接続管の管軸に直交するように立ち上がるとともに、前記食い込み規制部が接続管の管壁を管中心軸方向に押圧変形させるように構成されているとともに、ノズル部が、立ち上がった食い込み規制部に対応する位置に、接続管の押圧変形した管壁部分が入り込む環状溝を備えている請求項１または請求項２に記載の管継手。

【図１】