(57)【要約】【課題】脈動割れの生じにくい管継手を提供する【解決手段】管が挿入される受口部２１，２２を少なくとも一対有しており、射出成形によって製造される合成樹脂製の管継手１である。  そして、射出成形の際に生じるウェルドライン３１は、受口部２１に形成される。  さらに、ウェルドライン３１は、受口部２１に挿入される管との重なり部分２３の挿入方向Ｄ１の中央近傍に形成される。  そのため、射出成形の際のゲート位置４１は、ウェルドライン３１の配置予定箇所と円周方向に対峙し、かつ、重なり部分２３の挿入方向Ｄ１の中央に対応して配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管が挿入される受口部を少なくとも一対有しており、射出成形によって製造される合成樹脂製の管継手であって、
射出成形の際に生じるウェルドラインは、前記受口部に形成されることを特徴とする管継手。
【請求項２】
前記ウェルドラインは、前記受口部に挿入される管との重なり部分の挿入方向の中央近傍に形成されることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
【請求項３】
射出成形の際のゲート位置は、前記ウェルドラインの配置予定箇所と円周方向対角に対峙し、かつ、前記重なり部分の挿入方向の中央に対応して配置されることを特徴とする請求項２に記載の管継手。
【請求項４】
一方の受口部と他方の受口部の間には、屈曲部が設けられるとともに、
前記ウェルドラインは、前記屈曲部の外側の頂点から円周方向に４５度回転した位置近傍に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の管継手。
【請求項５】
射出成形の際のゲート位置は、前記屈曲部の内側の頂点から円周方向に４５度回転した位置に対応して配置されることを特徴とする請求項４に記載の管継手。
【請求項６】
前記管継手は、エルボ又はチーズであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管を接続する管継手に関するものであり、特には内圧のかかる水道用の合成樹脂製給水管継手に関し、更に詳しくは、分岐部を有するチーズや屈曲部を有するエルボに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水道など配管システムを構築する際に、管路の配設方向を変えたり分岐させたりすることを目的として、一対の受口部の間に屈曲部を有するエルボやチーズなどの管継手を用いることが一般的である。
【０００３】
屈曲部を有する管継手のうち、水道用の配管システムに用いる管継手などの内圧管には高圧の流体が流れており、流体の慣性力によって屈曲部の隅角部の角度を開かせるように作用する。
【０００４】
そうすると、屈曲部の内側に集中して応力が発生し、長期間の使用によって疲労が蓄積されると、ウォータハンマなどの衝撃によって破壊されるおそれが生じる。これを業界では「脈動割れ」と称している。
【０００５】
このような問題を解決するために、例えば特許文献１には、受口部の奥に設けられているストッパの内側の段差を外側の段差よりも高くし、屈曲部の内側の肉厚を外側の肉厚よりも厚くした合成樹脂製管継手が開示されている。
【０００６】
この構成によれば、製品重量の増加を抑えながら、分岐部や屈曲部の内側部分への応力集中を回避して管継手全体の強度を向上させることができる。
【特許文献１】特許第４００２０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記した特許文献１の構成は、射出成形の工程に配慮したものではないため、ウェルドラインの生じる位置によっては、流体の脈動によってウェルドラインから割れが生じることがあった。
【０００８】
そこで、本発明は、脈動割れの生じにくい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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の管継手は、管が挿入される受口部を少なくとも一対有しており、射出成形によって製造される合成樹脂製の管継手であって、射出成形の際に生じるウェルドラインは、前記受口部に形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、前記ウェルドラインは、前記受口部に挿入される管との重なり部分の挿入方向の中央近傍に形成されることが好ましい。
【００１１】
さらに、射出成形の際のゲート位置は、前記ウェルドラインの配置予定箇所と円周方向対角に対峙し、かつ、前記重なり部分の挿入方向の中央に対応して配置されることが好ましい。
【００１２】
そして、一方の受口部と他方の受口部の間には、屈曲部が設けられるとともに、前記ウェルドラインは、前記屈曲部の外側の頂点から円周方向に４５度回転した位置近傍に形成されることが好ましい。
【００１３】
また、射出成形の際のゲート位置は、前記屈曲部の内側の頂点から円周方向に４５度回転した位置に対応して配置されることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記管継手は、エルボ又はチーズとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように、本発明の管継手は、受口部を少なくとも一対有する合成樹脂製の管継手であり、射出成形の際に生じるウェルドラインは、受口部に形成されている。
【００１６】
このため、受口部に挿入されて接着された管によって、ウェルドラインが形成された受口部を補強することができるようになり、管継手全体の強度を向上させることができる。
【００１７】
また、ウェルドラインは、受口部に挿入される管との重なり部分の挿入方向の中央近傍に形成されることで、射出成形の際の誤差によってウェルドラインがずれても、確実に重なり部分にウェルドラインを位置させて強度を向上させることができる。
【００１８】
さらに、射出成形の際のゲート位置は、ウェルドラインの配置予定箇所と円周方向対角に対峙し、かつ、重なり部分の挿入方向の中央に対応して配置されることで、ウェルドラインを配置予定箇所である重なり部分の挿入方向の中央近傍に形成することができる。
【００１９】
そして、一方の受口部と他方の受口部の間には屈曲部が設けられ、ウェルドラインは屈曲部の外側の頂点から円周方向に４５度回転した位置近傍に形成されることで、埋設された場合でも土圧に強い管継手となる。
【００２０】
また、ゲート位置は、屈曲部の内側の頂点から円周方向に４５度回転した位置に対応して配置されることで、ウェルドラインを配置予定箇所である屈曲部の外側の頂点から円周方向に４５度回転した位置に形成することができる。
【００２１】
さらに、管継手は、エルボ又はチーズとすることで、屈曲箇所や分岐箇所における強度の大きい配管システムを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
まず、図２を用いて本発明の管継手１を備える配管システムＳの全体構成を説明する。
【００２４】
この配管システムＳは、上水道などの内部に高圧流体を流すためのもので、図２に示すように、鉛直方向に配設された管７１，７２，７３と、水平方向に配設された管７４，７５と、管を接続する継手６と、鉛直方向の管７２，７３から水平方向の管７４へ分岐させる管継手としてのチーズ５と、鉛直方向の管７４の末端に配置されて水平方向の管７５へと管路の敷設方向を変更するエルボ１と、を備えている。
【００２５】
この管７１，７２，７３，７４，７５は、塩化ビニルなどの合成樹脂によって長尺の円筒状に形成されるもので、内部に高圧の流体を流せるように所定の強度を備えている。
【００２６】
また、管継手としてのチーズ５は、塩化ビニルなどの合成樹脂により射出成形で製造されるものであり、対向する一対の受口部とこれらの受口部の中間から略垂直に分岐する別の受口部とを有している。
【００２７】
さらに、管継手としてのエルボ１は、塩化ビニルなどの合成樹脂により射出成形で製造されるものであり、図１に示すように、一方の管７５が挿入される一方の円筒状の受口部２１と、他方の管７３が挿入される他方の円筒状の受口部２２と、を備えている。なお、この図１（後述する図５も同様）においては、説明の便宜上、実際の製品では切削されるゲート位置４１の樹脂をそのまま示している。
【００２８】
この円筒状の受口部２１，２２は、図１，４に示すように、挿入される管７５との重なり部分２３となるベルマウス状のテーパ面２５と、このテーパ面２５の最奥に配置されて管７５の端面が当接する傾斜したストッパ面２６と、を備えている。
【００２９】
また、一対の受口部２１，２２の間には、略直角に屈曲された屈曲部２４が設けられており、互いに９０度回転した方向に向けて開口している。
【００３０】
そして、本実施の形態のエルボ１には、図１，４に示すように、一方の受口部２１の管７５との重なり部分２３の挿入方向Ｄ１の中央近傍に、射出成形の際にゲートからキャビティに溶融樹脂が注入され、ゲートから最も遠い部分から樹脂が充填された後、ゲート位置から回りこんで出会うことで生じる、いわゆるウェルドライン３１が形成されている。
【００３１】
加えて、ウェルドライン３１は、受口部２１の挿入方向Ｄ１に直交する断面内では、図３に示すように、屈曲部２４の外側の頂点２４１から円周方向に４５度回転した位置近傍に形成されている。
【００３２】
ここにおいて、ウェルドライン３１は、コアとキャビティの間の空隙部を流動する溶融材料の流れの出会い部分に生ずる細い線のことであり、出会い部分が完全に溶け合わないために生じる境界線である。
【００３３】
なお、ウェルドライン３１には、溶け合いが不完全であるものの機能的にまったく支障のない軽微なものから、長年の使用によって疲労が蓄積されて割れの原因となる重大なものまである。いずれにせよ、外観上割れているように見えるため軽重にかかわらず嫌われる現象である。
【００３４】
実際には、ウェルドラインは、目立たないにしろほとんどの成形品に生じており、目で見て良否を判断していることが多く、割れなどの実害があるかどうかの判断も困難であることが多い。
【００３５】
さらに、本実施の形態のエルボ１では、射出成形の際の溶融材料の流入口となるゲート位置４１は、設計におけるウェルドライン３１の配置予定箇所と円周方向に１８０度回転した位置（対角）に対峙し、かつ、管７５との重なり部分２３の挿入方向Ｄ１の中央に対応して配置されている。
【００３６】
加えて、このゲート位置４１は、受口部２１の挿入方向Ｄ１に直交する断面内では、図３に示すように、屈曲部２４の内側の頂点２４２から円周方向に４５度回転した位置近傍に形成されている。
【００３７】
そして、実際の射出成形の際には、図５に示すように、ゲート位置４１から流入した溶融材料は放射状に広がっていき、受口部２１では二方向に分かれて円周方向に回りこむように流動しつつ移動する。
【００３８】
したがって、二方向に分かれてそれぞれ受口部２１を回りこんで移動した溶融材料は、ゲート位置４１から円周方向に１８０度回転して対峙する位置近傍において出会うこととなり、この位置にウェルドライン３１が形成されることとなる。
【００３９】
次に、本実施の形態の管継手１の作用について説明する。
【００４０】
このように、本実施の形態の管継手１は、受口部２１，２２を一対有する合成樹脂製の管継手１であり、射出成形の際に生じるウェルドライン３１は、受口部２１に形成されている。
【００４１】
このため、受口部２１に挿入されて接着された管７５によって、ウェルドライン３１が形成された受口部２１を補強することができるようになり、管継手１全体の強度を向上させることができる。
【００４２】
つまり、管７５を接合する際には、受口部２１の内面のテーパ面２５及び受口部２１に挿入される管７５の外面に接着剤を塗布して接着するため、受口部２１と管７５は一体化している。
【００４３】
そうすると、ウェルドライン３１を境界として開くような力が作用しても、割れの生じていない内側の管７５で両側を繋ぎ合わせることによって、割れを防止できる。
【００４４】
特に、塩化ビニル製の管７５を接着する場合には、接着剤として溶剤を使用して管７５と管継手１を完全に溶け合わせて一体化するため、ウェルドライン３１の割れ防止効果が大きい。なお、管との接続方法は接着に限らず、熱溶着であっても同様の効果を有する。
【００４５】
加えて、このように管７５が挿入される受口部２１にウェルドライン３１が形成されれば、地盤中に埋設された際に円筒をつぶすような土圧が作用しても、割れの発生を防止して土圧に対して強くなる。
【００４６】
さらに、屈曲部２４の内側の頂点２４２に近い位置にウェルドライン３１が形成されれば、従来のように側面に生じる場合と比べて見えにくくなり、外観品質上も好ましい。
【００４７】
また、ウェルドライン３１は、受口部２１に挿入される管７５との重なり部分２３の挿入方向Ｄ１の中央近傍に形成されることで、射出成形の際の誤差によってウェルドライン３１が生じる位置がずれても、確実に重なり部分２３にウェルドライン３１を位置させて強度を向上させることができる。
【００４８】
加えて、このように重なり部分２３の中央近傍にウェルドライン３１が形成されれば、端部近傍にウェルドラインが形成される場合と比べて、内部に挿入される管７５との接着・一体化に寄与する面積が広くなるため、より補強効果が大きくなる。
【００４９】
さらに、射出成形の際のゲート位置４１は、ウェルドライン３１の配置予定箇所と円周方向に対峙し、かつ、重なり部分２３の挿入方向Ｄ１の中央に対応して配置されることで、ウェルドライン３１を配置予定箇所である重なり部分２３の挿入方向Ｄ１の中央近傍に形成することができる。
【００５０】
すなわち、図５に示すように、ゲート位置４１から流入した溶融材料は、受口部２１の周囲を円周方向に沿って流れて、ゲート位置４１と対峙する位置まで到達して出会うことになる。
【００５１】
したがって、ゲート位置４１を重なり部分２３の中央近傍に配置すれば、対峙する位置としての重なり部分２３の中央近傍にウェルドライン３１が形成されることになる。
【００５２】
そして、一方の受口部２１と他方の受口部２２の間には屈曲部２４が設けられ、ウェルドライン３１は屈曲部２４の外側の頂点２４１から円周方向に４５度回転した位置近傍に形成されることで、埋設された場合でも土圧に強い管継手１となる。
【００５３】
つまり、配管網としての配管システムＳは、斜め方向に広がるように形成されることはなく、鉛直方向又は水平方向に広がるように形成されるため、地盤中に埋設された場合、管継手１には側方（受口部２１，２２のなす面に対して直交方向、図１の左右方向）や上方・下方（受口部２１，２２のなす面に対して平行方向、図１の上下方向）から土圧が作用する。
【００５４】
このように土圧を受けた場合、側方からの土圧に対しては受口部２１の上下の曲げ応力が大きくなり、上方・下方からの土圧に対しては受口部２１の左右の曲げ応力が大きくなる。
【００５５】
そこで、側方や上方・下方から土圧を受けた場合、曲げ応力が大きくなる可能性が低い斜め４５度の位置にウェルドライン３１を形成することによって、土圧に対する強度の大きい管継手１となる。
【００５６】
また、ゲート位置４１は、屈曲部２４の内側の頂点２４２から円周方向に４５度回転した位置に対応して配置されることで、ウェルドライン３１を配置予定箇所である屈曲部２４の外側の頂点２４１から円周方向に４５度回転した位置に形成することができる。
【００５７】
すなわち、図５に示すように、ゲート位置４１から流入した溶融材料は、受口部２１の周囲を円周方向に沿って流れて、ゲート位置４１と対峙する位置まで到達して出会うことになる。
【００５８】
したがって、ゲート位置４１を屈曲部２４の内側の頂点２４２から４５度の位置に配置すれば、対峙する位置としての屈曲部２４の外側の頂点２４１にウェルドライン３１が形成されることになる。
【００５９】
さらに、管継手１としては、エルボ１又はチーズ５とすることで、屈曲箇所や分岐箇所における強度の大きい配管システムＳを構築できる。
【００６０】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００６１】
例えば、前記実施の形態では、管継手としてエルボ１を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、管継手として分岐用のチーズ５などに適用することもできる。
【００６２】
また、前記実施の形態では、エルボ１の一対の受口部２１，２２が直交する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、屈曲部２４の角度はどのようなものであっても適用できる。
【００６３】
また、前記実施の形態では、ウェルドライン３１やゲート位置４１を頂点から４５度回転した位置として説明したが、これに限定されるものではなく、厳密に４５度回転した位置でなくてもよいし、３０度から６０度程度の範囲程度であれば土圧に対する強度を保持できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の最良の実施の形態の管継手の構成を説明する斜視図である。
【図２】配管システムの全体構成を説明する断面図である。
【図３】本発明の最良の実施の形態の管継手の構成を説明する縦断面図である。
【図４】本発明の最良の実施の形態の管継手の構成を説明する横断面図である。
【図５】射出成形の際の溶融材料の流れを説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｄ１        挿入方向
１          エルボ（管継手）
２１，２２  受口部
２３        重なり部分
２４        屈曲部
２４１      外側の頂点
２４２      内側の頂点
３１        ウェルドライン
４１        ゲート位置
５          チーズ（管継手）
７３，７５  管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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