(57)【要約】【課題】  高圧の内水圧が長時間継手にかかっても漏水が起きず、また管軸方向の引っ張り力が作用しても樹脂管接続部材と金属継手部材との間が外れ難い管継手を提供する。【解決手段】  金属管接続部材の端部外周面に、窪みが設けられた複数の環状凹溝が凹設され、金属管接続部材の端部外周面とこの凹溝とで構成される凹凸構造部の上に、樹脂管を接続する樹脂管接続部材の端部内面が一体となされ、金属管接続部材の端部外周面に、周方向に沿って金属管接続部材の外径より大きい外径の環状凸条が設けられ、樹脂管接続部材の前記凹凸構造部位置の外周面に金属製締め付け環が被せられ、該締め付け環が圧縮されて樹脂管接続部材と金属管接続部材とを緊締している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属管と樹脂管とを接続する管継手の構造であって、金属管を接続する金属管接続部材の端部外周面に周方向に沿って複数の環状凹溝が凹設され、金属管接続部材の端部外周面とこの凹溝とで構成される凹凸構造部の上に樹脂管を接続する樹脂管接続部材の端部内面が一体となされ、前記金属管接続部材の樹脂管接続部側の端部外周面に周方向に沿って金属管接続部材の外径より大きい外径の環状凸条が設けられ、樹脂管接続部材の前記凹凸構造部位置の外周面に金属製締め付け環が被せられ、該締め付け環が圧縮されて樹脂管接続部材と金属管接続部材とを緊締している
ことを特徴とする管継手。
【請求項２】
前記環状凹溝内に、周方向の回り止め手段としての窪みが凹設されると共に、複数の小幅の環状凹溝が設けられていることを特徴とする請求項１記載の管継手。
【請求項３】
樹脂管接続部が、樹脂管接続面に通電発熱線が埋設され、これを通電発熱させることで該管継手部内面と熱可塑性樹脂管外面とを溶融融着させて接続する電気融着継手部であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば樹脂管と金属管などの異種管同士を接続するための管継手に関し、更に詳しくは、樹脂管の接続部が電気融着接続部である管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
異種管同士を接続する管継手として、樹脂管が溶融接続される樹脂管接続部材と金属管が接続される金属継手部材とからなり、この金属継手部材の端部外面に樹脂管接続部材の端部内面が嵌着されるとともに、樹脂管接続部材の金属継手部材側の外面に段差が設けられ、この段差に跨がって樹脂管接続部材の外面に金属リングが嵌着されてなる管継手であって、樹脂管接続部材の内面側に位置する金属継手部材の端部外面の４箇所に窪みが凹設されるとともに、同継手部材の端面に周方向に沿って環状の凹溝が設けられ、この凹溝の一部が４個の窪みと連通している管継手が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この管継手は、金属継手部材の接続部を螺合接続する際に、作業者が樹脂接続部材の外面をパイプレンチ等で挟持して接続作業を行っても、金属継手部材の回り止めを防止でき、しかも耐震性にすぐれた異種管接続用の管継手である。しかしながら、この管継手は、給水用配管で高い内水圧が長時間継手にかかる場合、漏水が起きる虞れがあるという問題がある。
【０００４】
更に、金属継手部材の回り止めには効果を奏するが、地震や地盤沈下等で配管が引っ張られた時にかかる管軸方向の引張強度は大きくはないので、樹脂管接続部材と金属管接続部材との間が外れてしまう虞れがあるという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−２９１８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の管継手が有する課題を解決し、高圧の内水圧が長時間継手にかかっても漏水が起きず、また管軸方向の引っ張り力が作用しても樹脂管接続部材と金属継手部材との間が外れ難い管継手を提供する目的でなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の管継手（発明１）は、金属管と樹脂管とを接続する管継手の構造であって、金属管を接続する金属管接続部材の端部外周面に周方向に沿って複数の環状凹溝が凹設され、金属管接続部材の端部外周面とこの凹溝とで構成される凹凸構造部の上に樹脂管を接続する樹脂管接続部材の端部内面が一体となされ、前記金属管接続部材の樹脂管接続部側の端部外周面に周方向に沿って金属管接続部材の外径より大きい外径の環状凸条が設けられ、樹脂管接続部材の前記凹凸構造部位置の外周面に金属製締め付け環が被せられ、該締め付け環が圧縮されて樹脂管接続部材と金属管接続部材とを緊締していることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明（発明２）は、前記環状凹溝内に、周方向の回り止め手段としての窪みが凹設されると共に、複数の小幅の環状凹溝が設けられていることを特徴とする発明１の管継手である。
【０００８】
請求項３記載の発明（発明３）は、樹脂管接続部が、樹脂管接続面に通電発熱線が埋設され、これを通電発熱させることで該管継手部内面と熱可塑性樹脂管外面とを溶融融着させて接続する電気融着継手部であることを特徴とする発明１または２の管継手である。
【０００９】
発明１の管継手の金属管接続部材は、ねじ接続により金属管を接続する接続部を有する接続部材であり、その材料は接続される金属管の材質により適宜選択されれば良く、特に限定されない。例えば一例として、ステンレススチール、砲金、鉛レス砲金等の金属が挙げられる。
【００１０】
樹脂管接続部材は、ねじ接続、接着接続又は融着接続により樹脂管を接続する接続部を有する接続部材であり、その材料は用いられる樹脂管の材質によって適宜選ばれれば良く特に限定されない。例えば一例として、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンポリエステル等の熱可塑性樹脂類；熱硬化性ポリエステル、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂類；これら樹脂類と充填材や繊維等を併用した複合樹脂類などが挙げられる。
【００１１】
但し、発明３の管継手の場合は、樹脂管接続部が電気融着継手部であるので、樹脂管接続部材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のオレフィン系熱可塑性樹脂とされる。
【００１２】
金属管接続部材の端部外周面に周方向に沿って複数の環状凹溝が凹設されている。凹溝が複数本あると、一本だけである場合と比較して、締め付け環によって圧縮され金属管接続部材の凹溝に食い込んだ樹脂管接続部材の、凹凸構造部に沿った長さが長くなる。漏水はこの個所から発生するが、複数の凹溝があれば、凹凸構造部の長さが長くなるので水の経路が長くなり、かつ水の圧力損失が大きくなるので、長期間漏水がおこり難くなる。
【００１３】
凹溝の断面形状は、樹脂管接続部材を構成している樹脂が食い込み、漏水の経路が長くなれば良いのであるから、四角形状に限らず、三角形状、多角形状、曲面形状等であっても構わない。
【００１４】
金属管接続部材の樹脂管接続部側の端部外周面に周方向に沿って金属管接続部材の外径より大きい外径の凸条が設けられている。即ち、凸条の高さは凹溝の壁面高さより高くされているので、凹溝によって長くされた漏水の経路長さが更に長くなると共に、樹脂管接続部材と金属管接続部材とが引き離される方向に力が負荷されても、引き抜き抵抗が大きくなって引き離され難くなる。通常軸方向の引っ張りで管継手が破断等の損傷を受ける場合、樹脂管接続部材の樹脂部が破壊されるが、凸条の高さが凹溝の溝壁高さよりも高いと、凹凸構造部を覆う樹脂管接続部材の破壊強度の寄与もあり、引き抜き抵抗力が向上して、樹脂管接続部と金属管接続部とは外れ難くなる。
【００１５】
加えて、引っ張り時に樹脂管接続部の樹脂がめくれ上がると引っ張り抵抗力が低下するが、金属管接続部の凹凸構造部で樹脂管接続部が金属性締め付け環によって巻き回されて締め付けられているので、樹脂のめくれ上がりが防止され、従って強度が低下しない。
【００１６】
発明２においては、１以上の上記凹溝の溝底面に、少なくとも１以上の窪みが設けられている。この窪みは、凹溝に食い込んだ樹脂接続部材の一部がこの窪みにも食い込んで、樹脂管接続部材と金属管接続部材とが互いに回り止め機能を発現する。
【００１７】
従って、窪みが設けられる凹溝は少なくとも一本以上あれば良く、設けられる位置は、金属製締め付け環によって凹溝に食い込んだ樹脂管接続部材の樹脂が更に窪みに食い込み易く、かつ食い込み後に樹脂管接続部材と金属管接続部材とが互いに回転し難くするために、凹溝の底面に設けられることが好ましい。
【００１８】
窪みの数は少なくとも１個以上であれば良いが、通常、凹溝１本に付き４個以上設けられれば良い。又、窪みの形状は、その中に樹脂が食い込み易ければ特に限定されないが、通常、断面が球形等の曲面形状ないし楔形状であることが好ましい。例えば一例として、窪みが球形の一部である形状であれば、管継手のサイズにもよるが、窪みの深さは０．０５ｍｍ以上、窪みの差し渡しは１ｍｍ以上とされる場合が多い。
【００１９】
金属管接続部材の凸条の外周面、及び凹溝の両側に位置する金属管接続部材の外周面には綾目状のローレット加工が施されていても良い。この場合であれば、樹脂管接続部材の樹脂がローレット加工面にも食い込み、更に樹脂管接続部材と金属管接続部材とが互いに回転し難くなり、かつ引っ張り抵抗力が更に向上する。
【発明の効果】
【００２０】
発明１の管継手においては、金属管接続部材の最も樹脂管接続部側に凸条が設けられ、その凸条の高さが凹溝の壁面高さより高くされているので、例えば地震等によって配管路に樹脂管接続部材と金属管接続部材とが引き離される方向の力が作用しても、、樹脂管接続部材と金属継手部材との間が外れ難くく、かつ高圧の内水圧が長時間継手にかかっても漏水が起きない。
【００２１】
また、樹脂管接続部材の上記凹凸構造部位置の外周面に金属製締め付け環が被せられ、該締め付け環が圧縮されてその下にある樹脂管接続部材と金属管接続部材とを緊締しているので、樹脂管がめくれ上がることがなく、従って、樹脂管接続部材と金属継手部材との間が確実に外れ難くくなる。
【００２２】
発明２の管継手においては、１以上の上記凹溝の溝底面に、少なくとも１以上の窪みが設けられているので、凹溝に食い込んだ樹脂接続部材の一部がこの窪みに食い込んで、樹脂管接続部材と金属管接続部材とが互いに回転しない。
【００２３】
発明３の管継手においては、樹脂管接続部が、樹脂管接続面に通電発熱線が埋設され、これを通電発熱させることで該管継手部内面と熱可塑性樹脂管外面とを溶融融着させて接続する電気融着継手部であるので、ポリエチレン等の接着接合やねじ接合が不適当な管と金属管とを接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に図面を参照して本発明の管継手を説明する。図１は本発明の管継手の一例の断面図である。図２は本発明の管継手の金属管接続部材の一例の平面図である。図３は図２のＡ−Ａ線断面の要部を示す部分拡大断面図である。図４は図１の要部を示す部分拡大断面図である。図５は凹溝が１本である管継手の一例の断面図である。図６は金属製締め付け環がない管継手の一例の断面図である。図７は端部凸条がない管継手の一例の断面図である。但し、個々に示す全ての例においては、全て樹脂管接続部材を電気融着接続とし、金属管接続部材をねじ接続としているが、他の接続構造であっても構わないことはいうまでもない。
【００２５】
図１において、１は管継手であり、ポリエチレン樹脂製の樹脂管接続部材２と、砲金（ＢＣ６）製の金属管接続部材３とから構成されている。
【００２６】
樹脂管接続部材２は電気融着タイプのものであり、図１に示すように、円筒状の継手本体の受口２１内周面に加熱部材であるニクロム線２２がコイル状に配設されている。このニクロム線２２の両端は端子ピン２３，２３と電気的に接続されている。両端子ピン２３の周りには円筒状のボス部２４，２４が立設されている。両ボス部２４間のほぼ中央に位置する壁部にはインジケータ用の小突起２５が設けられている。
【００２７】
樹脂管接続部剤２の受口２１と反対側の開口端側が、外径が少し小径とされて外周面に段差２６が設けられている。この段差２６に跨がってステンレス製の金属リング４が嵌着されている。段差２６よりも少し奥側に位置する継手本体の内周面には環状係止部２７が一体に設けられている。
【００２８】
図１、２、３に示されるように、金属管接続部材３は円筒状のものであり、その一端部外周面には金属管が接続される雄ねじ３１が設けられ、金属管接続部材３の最も樹脂管接続部材２側の端部外周面に周方向に沿って金属管接続部材２の外径より大きい外径の環状凸条３６が設けられている。
【００２９】
環状凸条３６に沿って、本例では２本の凹溝３２が凹設され、凹溝３２の底面には複数の幅の狭い環状の凹溝３８が凹設されている。環状凸条３６の外径が金属管接続部材２の外径より大きく、かつ凹溝３２内に設けられた小幅の凹溝３８により、樹脂管接続部材２と金属管接続部材３とが、互いに引っ張られた場合でも抜けることなく確実に固定され、かつ部材間の止水性が確実となる。
【００３０】
雄ねじ３１の奥側には六角形状のレンチ掛け３３が一体に設けられている。このレンチ掛け３３は雄ねじ３１を金属管の端部内周面に設けられた雌ねじと螺合する際に用いるパイプレンチを引っ掛けるためのものである。なお、図２に示されるように、環状凸条３６の外周面及び環状凹溝３２の両側に位置する金属管接続部材３の外周面３７には綾目状のローレット加工（交差線で示す）が施されている。
【００３１】
金属管接続部材３の凹溝３２の溝幅は、この環状凹溝３２と樹脂管接続部材２の樹脂の剪断強度が、樹脂管接続部材２を構成しているポリエチレン樹脂の引っ張り降伏強度よりも大きくなるように決めればよい。なお、環状凹溝３２は１本でも、複数本でもよく、複数本の場合は、全環状凹溝３２の溝幅の合計が、ポリエチレン樹脂の引っ張り降伏強度よりも大きくなるように決めればよい。小幅の環状の凹溝３８の数も同様である。
【００３２】
環状凹溝３２が設けられている金属管接続部材３の端面には、周方向に沿って、環状の凹溝３４が設けられて、樹脂管接続部材２と金属管接続部材３との間の止水性が向上するようにされている。環状凹溝３２には、周方向に４個所の小円形の窪み（非貫通孔）３５が凹設されている。小円形の窪みは環状凹溝３２全てに設けられていても、その一本にのみ設けられていても良く、全体として少なくとも１個以上設けられればよい。
【００３３】
本発明の管継手１は、射出成形法にて製造される。樹脂管接続部材２の管接続部の外周面相当位置にニクロム線２２をコイル状に巻き付けた内コア（図示せず）と金属管接続部材３とを、二分割された外型（図示せず）内に配置し、ニクロム線２２の両端と接続した端子ピン２３，２３を所定の治具を用いて外型内に固定する。そして、射出成形機にて、内コアおよび金属管接続部材３の両外周面と外型の内周面とで形成される空隙部に、外型の一部に形成された樹脂注入口を通じて、溶融したポリエチレン樹脂を充填して冷却固化することで、図１に示す管継手１を得ることができる。
【００３４】
その際、金属継手部材３の端部側の環状凹溝３２内には、周方向の４箇所に凹設した小円形の窪み３５が設けているので、この部分にて樹脂管接続部材と金属管接続部材との回り止め効果が発現されることになる。
【００３５】
上記２本の環状凹溝３２の溝幅を４ｍｍ、４箇所の窪み３５は３ｍｍ径で深さ２ｍｍとした口径２５ｍｍの図２に対応した管継手１について、回転トルクを測定評価した結果、１３００ｋｇ・ｃｍでも回転せず良好であった。なお、金属継手部材３に４箇所の窪み３５を形成していない管継手について同様の評価を行なった結果、６００ｋｇ・ｃｍで回転してしまった。
【００３６】
上記実施例では、金属管接続部材３を雄ねじ３１タイプの接続部を有するものとしたが、雌ねじタイプ接続部、フランジタイプの接続部あるいはユニオンソケットタイプの接続部（いずれも図示せず）を有する金属継手部材３としてもよい。
【００３７】
また、本例では、樹脂継手部材２の内面側に位置する金属継手部材３の端面に環状の凹溝３４を設けたが、この環状の凹溝３４は設けても設けなくても良い。
【００３８】
更に、環状凹溝３２よりも開口端側に位置する金属継手部材３の端部外周面の４箇所に小円形の窪み（非貫通孔）３５を凹設したが、この窪み３５は、前述の通り、回り止めの効果を発揮すればよいのであるから、窪み３５を設ける位置は環状凹溝３２の部分、あるいは両環状凹溝３２の間に存在している継手本体の壁部に凹設してもよい。また、窪み３５は溝状のものであっても良く、更に、窪み３５に代えて突起としてもよい。
【実施例】
【００３９】
金属管接続部材の材質を砲金（ＢＣ６）とし、樹脂管接続部材の材質をポリエチレンとして、上述の射出成形方法で、樹脂管接続部材でポリエチレン管を電気融着接合し、金属管接合部材で金属管をねじ接合する図１に示す管継手を作成した。金属管接続部材の樹脂管接続部材側に２本の凹溝を設け、また金属管接続部材の末端には外径が金属環継手部材の外径より大きな凸条を設けた。
【００４０】
ステンレススチール製締め付け環を凹凸構造部位置と段差部とを覆って巻き回し、締め付け環を圧縮して樹脂管接続部材と金属管接続部材とを緊締した。樹脂管接続部材の樹脂管接続部にポリエチレン管を融着接合し、金属管接合部材の金属管接合部に鉄管を螺合接合し、その耐水圧性能を評価するために、内水圧１．５ＭＰａを２４時間負荷したところ、漏水等の異常はなかった。またその配管を引っ張ったところ、配管は破断したが、継手に異常はなかった。
【００４１】
比較のために行った実施例（以下比較例という。）を以下に示す。
（比較例１）
図５に示す通り、実施例と比較して、環状凹溝が１本だけである管継手を、実施例と同様にして作成し、同様の評価を行った。配管を引っ張った時、配管が破断し継手に異常は無かったが、内水圧１．５ＭＰａを負荷したら、２時間後に金属継手部材と樹脂継手部材の界面から水がしみ出た。
【００４２】
（比較例２）
図６に示す通り、実施例と比較して、金属製締め付け環がないだけの管継手を、実施例と同様にして作成し、同様の評価を行った。配管を引っ張っても管は破断せず、継手の金属継手部材と樹脂継手部材の界面で破壊した。
【００４３】
（比較例３）
図７に示す通り、実施例と比較して環状凸条の外径が金属管接続部材の外径と同じであるだけの管継手を、実施例と同様にして作成し、同様の評価を行った。配管を引張ると継手の金属継手部材と樹脂継手部材の界面で破壊する場合があった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の管継手の一例の断面図である。
【図２】本発明の管継手の金属管接続部材の一例の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面の要部を示す部分拡大断面図である。
【図４】図１の要部を示す部分拡大断面図である。
【図５】凹溝が１本である管継手の一例の断面図である。
【図６】金属製締め付け環がない管継手の一例の断面図である。
【図７】凸条の外径が金属管接続部材の外径と同じである管継手の一例の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  管継手
２  樹脂管接続部材
２１  受口
２２  ニクロム線
２３  端子ピン
２６  段差
３  金属管接続部材
３１  雄ねじ
３２  環状凹溝
３３  レンチ掛け
３４  環状の凹溝
３５  窪み
３６  環状凸条
３７  ローレット加工
３８  幅の狭い環状の凹溝
４  金属製締め付け環
【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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【図６】
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【図７】
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