配管の接続体及びその製造方法

【課題】製造のコストダウンを図ると共に省資源化に寄与する。
【解決手段】中間層が塑性変形可能である金属層１１であるプラスチック管１の先端部側に環状のスペーサ部材２を嵌め込んであり、スペーサ部材２を介してプラスチック管１の先端部側が継手３に接続されており、プラスチック管１の先端部の外周に凸部１ａを形成してあり、スペーサ部材２はその内周に接続凹部２ａを形成してあって、この接続凹部にプラスチック管の凸部１ａが圧入され、プラスチック管１とスペーサ部材２とが結合されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水、温水、冷水又は冷媒などの流体が流通する配管の接続体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特開平９−１５１５０１号公報（以下「従来例１」という。）に開示されている水栓の取付構造では、公報図３〜図５に示すように先端側に鍔を形成している接続突管内に、先端部側を挿入部としかつこの挿入部に内鍔を設けると共にＯリングを外嵌している給水管及び給湯管を挿入して、上記内鍔と鍔の外側より連結部材であるクリップリングを嵌め込んで両者を接続する構造である。
特開２００５−２６２２４８号公報（以下「従来例２」という。）に開示されている銅管とアルミニウム管の接合体は、銅管の一端部とステンレス管の一端部とがろう付けされ、またアルミニウム管の一端部とステンレス管の他端部とがろう付けされる構造である。
特開２００７−３２５９８号公報（以下「従来例３」という。）に開示されている管継手構造は、一方の中継管の一端に架橋ポリエチレン管からなる接続パイプを接続し、他方の継手管の一端に架橋ポリエチレン管からなる被接続パイプを接続し、中継管と継手管との間を連結部材であるクリップ本体で強固に結合する構造である。
【特許文献１】特開平９−１５１５０１号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２２４８号公報
【特許文献３】特開２００７−３２５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来例１において、給水管及び給湯管は公報図３に前パネルを貫通してナットが固定されている状態が図示されていることから、銅などの金属管であるものと推察される。給水管及び給湯管が金属製であることは耐久性及び高強度性が確保されるものの、近時金属部材についてはコストの高騰化により製造コストが高くなり、また特に銅にあってはその希少性を考慮すると、省資源に課題があった。
従来例２においても、配管として銅管及びアルミニウム管を使用するために、従来例１と同様の課題がある。
従来例３において、接続パイプ及び被接続パイプがプラスチック管である場合には従来例１及び従来例２の課題は解決されるものの、中継管及び継手管がプラスチック製でなく、金属製の場合にはプラスチック製の接続パイプと被接続パイプとの接続は容易ではない。
最近は、可能な限り金属管を用いることなく配管の接続を可能にして製造のコストダウンや省資源化が期待されている。
この発明の目的は、製造のコストダウンを図ると共に省資源化に寄与することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この発明に係る配管の接続体の第１の特徴は、塑性変形可能であるプラスチック管と、このプラスチック管の先端部側に嵌め込んである環状（管状、スリーブ状及びリング状など内孔を有する形状を含む）のスペーサ部材と、このスペーサ部材に接続される接続部材とから構成されていることにある。上記プラスチック管の先端部側の外周に凸部を形成してあり、上記スペーサ部材はその内周に接続凹部を形成してあって、この接続凹部に上記プラスチック管の凸部が圧入されている。
この発明に係る配管の接続体の第２の特徴は、第１の特徴を備えていると共に、プラスチック管が三層構造管であって、中間層が塑性変形可能である金属層であることにある。
この発明に係る配管の接続体の第３の特徴は、第２の特徴を備えていると共に、スペーサ部材が一端開口部内に環状体を設け、この環状体の外周面とスペーサ部材の内孔との間に袋状の溝を形成してあり、この溝内にプラスチック管の先端部が挿入可能であることにある。
この発明に係る配管の接続体の第４の特徴は、第３の特徴を備えていると共に、溝の一方の内壁を形成している環状体の外周面は開口部に向けて上昇する傾斜面となっていることにある。
この発明に係る配管の接続体の第５の特徴は、第１乃至第４のいずれかの特徴を備えていると共に、スペーサ部材の内孔に段差を設け、この内孔の一側であるプラスチック管の挿入側の径が他側のそれより大きいことにある。
この発明に係る配管の接続体の第６の特徴は、第１乃至第５のいずれかの特徴を備えていると共に、接続部材が継手であることにある。
【０００５】
この発明に係る配管の接続体の製造方法の第１の特徴は、内周面に接続凹部を有している環状のスペーサ部材の内孔に、この内孔の周面に外周面が接する塑性変形可能であるプラスチック管の先端部を差し入れてから、上記プラスチック管の内周面側から上記スペーサ部材の内孔の周面に向けて押圧し、この押圧力によって上記接続凹部に対向している上記プラスチック管の外周部が凸状に塑性変形され凸部が形成され、上記プラスチック管の凸部が、上記接続凹部内に圧入されて、上記凸部と接続凹部とが一体結合され、その後スペーサ部材に接続部材を接続することにある。
この発明に係る配管の接続体の製造方法の第２の特徴は、第１の特徴を備えていると共に、プラスチック管が三層構造管であって、中間層が塑性変形可能である金属層であることにある。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、簡単な構成によって金属管に代えてプラスチック管を用いて配管などの部材に接続できるので、製造のコストダウンを図ることができ、また省資源化に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明に係る配管の接続体について図１〜図３を参照して説明する。
図示する配管の接続体は、プラスチック管１と、このプラスチックの先端部側に取り付けてあるスペーサ部材２と、プラスチック管の先端部側が挿入されている接続部材である継手３とを備えている。
【０００８】
プラスチック管１は塑性変形可能であって、図示の例では中間層が塑性変形可能である金属層１１である三層構造管である。プラスチック管１は第１層及び第３層が例えば架橋ポリエチレンからなる樹脂層であり、第２層である中間層がアルミニウムからなる金属層１１である。
プラスチック管１の先端部側にはその外周全周に凸部１ａを形成してある。
プラスチック管１は冷水や温水などの流体が通過可能である。
【０００９】
スペーサ部材２は金属製であって本体が環状に形成されている。スペーサ部材２の内孔２ｂの内周に接続凹部２ａを設けてある。スペーサ部材２の一端部（図１右端部）には鍔部２ｃを、他端部側の外周にシール溝２ｄをそれぞれ設けてある。シール溝２ｄ内には封止リング４を装着してある。
スペーサ部材２は、内孔２ｂを通じてプラスチック管１の先端部側に嵌め込まれている。スペーサ部材２の接続凹部２ａにはプラスチック管１の凸部１ａが圧入されているため、プラスチック管とスペーサ部材とは互いに強固に結合されている。
【００１０】
継手３は金属製であって、一端部（図１右端部）には鍔部３ｂを設けてあり、他端部側は内孔３ａの内方に向けて絞られている形状となっている。
継手３内にはプラスチック管１の先端部側及びスペーサ部材２の本体が挿入されている。
継手３内において、スペーサ部材２は継手３の内周面とプラスチック管１の先端部側の外周面との間に配置されている。封止リング４は継手３の内周面に接触して、継手の内周面とスペーサ部材２の外周面との隙間を封止している。
スペーサ部材２の鍔部２ｃと継手３の鍔部３ｂとは隣接状態に対向し、両者は連結部材５によって連結されている。
継手３の他端部には管などの部材６が接続されている。
【００１１】
配管の接続体の製造方法について図４〜図６を参照して説明する。
なお、図中プラスチック管１における三層構造の詳細を省略している。
図４に示す製造工程において、まず、（ア）に示すようにプラスチック管１の先端部側に鍔部２ｃが対向するようにスペーサ部材２を配置する。
次に、（イ）に示すようにプラスチック管１の先端部側をスペーサ部材２の内孔２ｂに挿入する。
その後、プラスチック管１の先端部の外側に鎖線に示す筒状の拡開部材７を対向配置する。
拡開部材７は、先端部側の外周全周に押圧突部７ａを有すると共に、上下に２分割可能な割り溝７ｂを全長に渡って設けてある。
図５に示す製造工程において、（ウ）に示すように拡開部材７をプラスチック管１内の先端部側から後方に向けて挿入し、押圧突部７ａがその外側に位置しているスペーサ部材２の接続凹部２ａに達して対向した段階で挿入を停止する。
（エ）に示すように拡開部材７の挿入を停止した後、拡開部材の後端部開口から棒状の押圧治具８を差し入れてから、押圧治具の後端部を所定の押圧力で押圧しながら、押圧治具を拡開部材の先端部側に向けて順次押し進める。
すると、押圧治具８の径は拡開部材７の径より大きいために、押圧治具の前進に伴って拡開部材７が外側に向かって拡開し、同時に押圧突部７ａも外側に向かって移動するから、この移動に伴って押圧突部に接触しているプラスチック管１の内周面は押圧突部の押圧力によって凸状に塑性変形され、やがて凸部１ａとなってスペーサ部材２の接続凹部２ａに圧入される。
この結果、プラスチック管１は凸部１ａがスペーサ部材２の接続凹部２ａに圧入されているので、スペーサ部材と互いに強固に連結されることになる。
図６に示す製造工程において、（オ）に示すように圧入後、押圧治具８の打ち込みを停止し、これを拡開部材７から引き抜くと共に、この拡開部材をプラスチック管１から取り出し、シール溝２ｄに封止リング４を装着する。
そして（カ）に示すようにプラスチック管１の先端部側外側に、スペーサ部材２を介して継手３を嵌め込む。
その後、図１鎖線に示すように鍔部２ｃ，３ｂ間を連結部材５で連結し、継手３に部材６を接続する。
【００１２】
図示の例では、プラスチック管１は金属管ではないが、スペーサ部材２の接続凹部２ａを利用して凸部１ａが圧入することにより、金属製継手３に接続することができる。
このように、簡易な接続方法を用いることにより、金属製継手を含む金属製接続部材に対してプラスチック管１の接続が可能になり、金属管に代わるプラスチック管の利用が可能となるので、金属管の使用を極力少なくすることができ、製造のコストダウンや省資源に寄与する。
【００１３】
スペーサ部材の他の実施例を図７〜図１４を参照して説明する。
図７及び図８に示すスペーサ部材２Ａの特徴は一端（図７右端）の開口部内に環状体２Ａｅを設けてあって、この環状体の外周面とスペーサ部材の内孔２Ａｂとの間に袋状の溝２Ａｆを形成している点であり、その他の構成はスペーサ部材２のそれと共通している。
袋状の溝２Ａｆは、スペーサ部材２Ａ内に内孔２Ａｂを通じて差し入れたプラスチック管１の先端部１ｂを保護する役割を果たしている。プラスチック管１の先端部１ｂは溝２Ａｆ内に挿入された状態で被覆される。
溝２Ａｆは一方の内面を形成している内側面は開口部に向けて上昇する（右肩上がりの）傾斜面２Ａｅ１となっており、このため溝内に挿入されたプラスチック管１の先端部１ｂの位置保持が図られると共に溝内面との密着度が高められる。
環状体２Ａｅ内には管などの部材６Ａの先端部が差し込み可能である。
図７おいて、接続凹部２Ａａ及びシール溝２Ａｄは前記スペーサ部材２の接続凹部２ａ及びシール溝２ｄにそれぞれ対応するものである。
スペーサ部材２Ａと、このスペーサ部材の外側に嵌め込まれる継手（図示せず。）との間は、シール溝２Ａｄ内に装着した図示していない封止リングによってシールされる。
次に接続体の製造方法について図９を参照して説明する。
まず、図９（ア）に示す位置関係にあるプラスチック管１とスペーサ部材２Ａとを互いに結合させる。
この結合方法は、図９（イ）に示すように、プラスチック管１をスペーサ部材２Ａの内孔２Ａｂ内に差し入れて、その先端部１ｂをスペーサ部材２Ａの袋状の溝２Ａｆ内に強く押し込む。
その後、図示していない拡開部材及び押圧治具を用いて、図９（ウ）に示す接続凹部２Ａａに対向しているプラスチック管１の内周面の部分を押圧することにより、その内周面が押圧力によって凸状に塑性変形され、やがて凸部１ａとなってスペーサ部材２Ａの接続凹部に圧入される。この結果、プラスチック管１は、凸部１ａがスペーサ部材２Ａの接続凹部２Ａａに圧入されているので、スペーサ部材と互いに強固に連結されることになる。
図７に示すスペーサ部材２Ａの利点について述べると、図９（ウ）に示すプラスチック管１とスペーサ部材２Ａとの結合状態において、プラスチック管は、その先端部１ｂが袋状の溝２Ａｆ内に密着状態に圧入されているから、中間層である金属層１１と、上下の層（第１層及び第３層）との間から浸水して、経時的に隣接する層間が剥がれることを防止することである。そして溝２Ａｆの内側面が傾斜面２Ａｅ１となっていることにより、プラスチック管１の先端部１ｂにかかる押圧力が増して金属層１１を含む三層間の密着力が高くなり、浸水防止がより一層効果的になる。
【００１４】
図１０に示すスペーサ部材２Ｂはスペーサ部材２Ａの変形例であって、その特徴は内孔２Ｂｂに所定の段差ｈがあることにある。すなわち、スペーサ部材２Ｂの内孔２Ｂｂの径が一端（図１０左端）開口部側の内孔２Ｂｂ１の径より小さいことにある。
段差ｈを設けている利点は、スペーサ部材２Ａ内に差し入れるプラスチック管の径が計画していたものとの間に誤差が生じた場合に、許容の誤差を有するプラスチック管である限り、プラスチック管をスペーサ部材２Ｂに差し入れ可能となり、差し入れるべきプラスチック管の径の幅を持たせることができる点である。
スペーサ部材２Ｂの構成は段差ｈがある点を除いてスペーサ部材２Ａと同一構成である。
図１０において、接続凹部２Ｂａ、シール溝２Ｂｄ、環状体２Ｂｅ、この環状体の傾斜面２Ｂｅ１及び溝２Ｂｆは、スペーサ部材２Ａの接続凹部２Ａａ、シール溝２Ａｄ、環状体２Ａｅ、この環状体の傾斜面２Ａｅ１及び溝２Ａｆにそれぞれ対応するものである。
【００１５】
図１１及び図１２に示すスペーサ部材２Ｃはリング状に形成されており、内周面に接続凹部２Ｃａを設けてある。
接続凹部２Ｃａはスペーサ部材２の接続凹部２ａに対応するものである。また内孔２Ｃｂはスペーサ部材２の内孔２ｂに対応するものである。
【００１６】
図１３及び図１４に示すスペーサ部材２Ｄはリング状に形成されており、内周面に接続凹部２Ｄａを、また外周に鍔部２Ｄｃをそれぞれ設けている。
スペーサ部材２Ｄにおける接続凹部２Ｄａ、内孔２Ｄｂ及び鍔部２Ｄｃはスペーサ部材２の接続凹部２ａ、内孔２ｂ及び鍔部２ｃにそれぞれ対応するものである。
【００１７】
拡開部材及び押圧治具の構成は図４及び図５に示す拡開部材７及び押圧治具８に限られず、例えば図１５及び図１６に示すものであっても良い。すなわち、
図示の例において、拡開部材７Ａは筒状の本体７Ａ１と、この本体に対して半径方向に移動可能に保持されている可動体７Ａ２と、各可動体に設けられている押圧突部７Ａ３とからなる。各可動体７Ａ２は、図示の例では１２０度の間隔を持って配置されている。押圧突部７Ａ３は球体で構成されており、各可動体７Ａ２の先端の保持部７Ａ２ａに固定され、かつ上半分部分が露出されている。各可動体７Ａ２の保持部７Ａ２ａの内面は先端に向けて下がり勾配の傾斜面７Ａ２ａ１となっている。
押圧治具８Ａは棒体状であって、その先端部はテーパーに形成された押圧面８Ａａとなっている。
拡開部材７Ａと押圧治具８Ａとの関係を説明すると、押圧治具８Ａを図１５に示す位置から矢印方向に押し出すと、押圧面８Ａａが各可動体７Ａ２の傾斜面７Ａ２ａ１に接触しながら徐々に傾斜面を押し上げるために、各可動体は本体７Ａ１の半径方向に移動し、同じ方向に各押圧突部７Ａ３が図１６鎖線に示すように移動する。
このような各押圧突部７Ａ３の移動を通じて、プラスチック管の内周面が塑性変形されて、スペーサ部材に接続凹部に結合されるのである。
【００１８】
配管の接続体は、水、温水、冷水又は冷媒などの流体の循環系を必要とする機器内部又は外部に設置されるものに限られず、給湯水、排水などの配水設備、冷媒を利用する設備などに設置されるものを含む。
プラスチック管１の構成は図１に示す三層構造管であることを要さず、塑性変形可能であれば、図示の例に限定されない。スペーサ部材２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ及び継手３の材質は問わず、金属であっても、プラスチックであっても良い。接続部材は継手３に限定されない。スペーサ部材の形状は図１に示す例では「環状」と表現しているが、環状は管状、スリーブ状及びリング状など内孔を有する形状を含むものである。
拡開部材に関して、図１５及び図１６に示す例に限られず、押圧突部を３箇所以上に配置すれば、プラスチック管は接続凹部を介してスペーサ部材との結合が強化される。そしてこのような結合強化を図るために、可動体７Ａ２は軸心を中心として回転可能とするものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明に係る配管の接続体を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。
【図３】この発明に係る配管の接続体におけるプラスチック管に対するスペーサ部材の取り付け状態を示す一部切欠正面図である。
【図４】この発明に係る配管の接続体の製造方法の工程を示す断面図であって、（ア）はプラスチック管にスペーサ部材を取り付ける前段階を示す図であり、（イ）はプラスチック管にスペーサ部材を嵌め込んだ状態を示す図である。
【図５】この発明に係る配管の接続体の製造方法の工程を示す断面図であって、（ウ）はプラスチック管内に拡開部材を差し入れた状態を示す図であり、（エ）は拡開部材内に押圧治具を打ち込んでいる状態を示す図である。
【図６】この発明に係る配管の接続体の製造方法の工程を示す断面図であって、（オ）はプラスチック管の先端部にスペーサ部材を固定し、封止リングを装着した状態を示す図であり、（カ）は（オ）に示す状態のプラスチック管の先端部にスペーサ部材を介し継手を取り付けている状態を示す図である。
【図７】この発明に係る配管の接続体に用いるスペーサ部材の他の例を示す拡大断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図７に示すスペーサ部材を用いる配管の接続体の製造方法の工程を示す断面図であって、（ア）はプラスチック管にスペーサ部材を取り付ける前段階を示す図であり、（イ）はプラスチック管にスペーサ部材を嵌め込んだ状態を示す図、（ウ）はプラスチック管とスペーサ部材との結合状態を示す図である。
【図１０】この発明に係る配管の接続体に用いるスペーサ部材のさらに他の例を示す一部切欠拡大正面図である。
【図１１】この発明に係る配管の接続体に用いるスペーサ部材のさらに他の例を示す正面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【図１３】この発明に係る配管の接続体に用いるスペーサ部材のさらに他の例を示す一部切欠正面図である。
【図１４】図１３の右側面図である。
【図１５】拡開部材及びこの拡開部材内に挿入している押圧治具の各主要部を示す断面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１プラスチック管
１ａ凸部
１ｂ先端部
１１金属層
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄスペーサ部材
２ａ，２Ａａ，２Ｂａ，２Ｃａ，２Ｄａ接続凹部
２ｂ，２Ａｂ，２Ｂｂ，２Ｂｂ１スペーサ部材の内孔
２Ｃｂ，２Ｄｂスペーサ部材の内孔
３継手（接続部材）
３ａ継手の内孔
４封止リング
５連結部材
７拡開部材
７ａ押圧突部
７ｂ割り溝
７Ａ拡開部材
７Ａ１本体
７Ａ２可動体
７Ａ３押圧突部
８押圧治具
８Ａ押圧治具
８Ａａ押圧面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
塑性変形可能であるプラスチック管と、このプラスチック管の先端部側に嵌め込んである環状のスペーサ部材と、このスペーサ部材に接続される接続部材とから構成されており、
上記プラスチック管の先端部側の外周に凸部を形成してあり、
上記スペーサ部材は、その内周に接続凹部を形成してあって、この接続凹部に上記プラスチック管の凸部が圧入されている
ことを特徴とする配管の接続体。
【請求項２】
プラスチック管は三層構造管であって、中間層が塑性変形可能である金属層であることを特徴とする請求項１記載の配管の接続体。
【請求項３】
スペーサ部材は一端開口部内に環状体を設け、この環状体の外周面とスペーサ部材の内孔との間に袋状の溝を形成してあり、この溝内にプラスチック管の先端部が挿入可能であることを特徴とする請求項２記載の配管の接続体。
【請求項４】
溝の一方の内壁を形成している環状体の外周面は開口部に向けて上昇する傾斜面となっていることを特徴とする請求項３記載の配管の接続体。
【請求項５】
スペーサ部材の内孔に段差を設け、この内孔の一側であるプラスチック管の挿入側の径が他側のそれより大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の配管の接続体。
【請求項６】
接続部材は継手であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の配管の接続体。
【請求項７】
内周面に接続凹部を有している環状のスペーサ部材の内孔に、この内孔の周面に外周面が接する塑性変形可能であるプラスチック管の先端部を差し入れてから、上記プラスチック管の内周面側から上記スペーサ部材の内孔の周面に向けて押圧し、この押圧力によって上記接続凹部に対向している上記プラスチック管の外周部が凸状に塑性変形され凸部が形成され、上記プラスチック管の凸部が、上記接続凹部内に圧入されて、上記凸部と接続凹部とが一体結合され、その後スペーサ部材に接続部材を接続することを特徴とする配管の接続体の製造方法。
【請求項８】
プラスチック管は三層構造管であって、中間層が塑性変形可能である金属層であることを特徴とする請求項７記載の配管の接続体の製造方法。

【図１】