(57)【要約】【課題】内部を流れる流体から圧力が加わったときに、筒体と管継手本体との接合面に沿って流体が外部に漏れることがない管継手を提供する。【解決手段】合成樹脂製の管継手本体２と、この管継手本体２の開口端に少なくとも一部が埋設され、ねじが設けられた金属製の筒体３と、この筒体３の奥端面の外周縁および内周縁からそれぞれ奥側に延出された外周壁３３および内周壁３２とを備えた管継手１において、前記内周壁３２の長さは、前記外周壁３３の長さの５０％以上、１００％以下とされたことを特徴とする。【選択図】  図１
2006322542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製の管継手本体と、
この管継手本体の開口端に少なくとも一部が埋設され、ねじが設けられた金属製の筒体と、
この筒体の奥端面の外周縁および内周縁からそれぞれ奥側に延出された外周壁および内周壁とを備えた管継手において、
前記内周壁の長さは、前記外周壁の長さの５０％以上、１００％以下とされたことを特徴とする管継手。
【請求項２】
前記外周壁と前記内周壁との間に形成された環状溝の幅は、前記外周壁の外周面から前記内周壁の内周面までの厚さの２０％以上、７０％以下とされたことを特徴とする請求項１に記載の管継手。
【請求項３】
前記外周壁は、長さが前記ねじの内径に対して３％以上、４０％以下とされたことを特徴とする請求項１または２に記載の管継手。
【請求項４】
前記筒体には、外周面の周方向に亘って少なくとも１本の断面鳩尾状の凹溝が形成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の管継手。
【請求項５】
前記凹溝は、前記筒体のうち管継手本体に埋設された部分の両端の中間より開口側に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の管継手。
【請求項６】
前記凹溝は、深さが前記ねじの内径に対して２％以上とされたことを特徴とする請求項４または５に記載の管継手。
【請求項７】
前記凹溝は、両底角がそれぞれ９０度以下とされたことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１つに記載の管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂管と金属管とを接続する管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、合成樹脂管と金属管とを接続する管継手としては、合成樹脂と金属とで構成されたものが用いられている。この管継手は、管継手本体が合成樹脂からなり、この管継手本体の一方の開口端には、ねじが切られた金属製の筒体が埋設された構造となっているため、筒体に金属管を接続し、また、他方の開口端に合成樹脂管を接続することができる。
【０００３】
また、この管継手は、一般にインサート成形によって作製されており、埋設された筒体と合成樹脂とは、接着剤などで接合されているものではなく、筒体の凹部に合成樹脂が流れ込みアンカー効果によって一体化されている。
【０００４】
このような管継手として、図９に示すように、筒体３０の奥端の外側突出部３０３と内側突出部３０２との間に環状凹部３０１が形成され、外側突出部３０３が長く設けられた管継手１０が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
この管継手１０は、外側突出部３０３が長く設けられており、管継手１０内を流れる流体の圧力が所定の範囲内の時には、外側突出部３０３の内側の合成樹脂が、流体によって外側突出部３０３方向への圧力を受けるため、外側突出部３０３とその内側の合成樹脂との密着力を増すことができる。この増加した密着力によって、筒体３０と管継手本体２０との接合面の剥離を抑制することができ、この接合面に流体が浸入するのを防ぐことができる。
【特許文献１】特開平１０−１０３５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、この管継手１０は、管内を流れる流体の圧力が過度に大きくなることがあり、このような場合、筒体３０の外側突出部３０３より奥で、管継手本体２０が外側に膨張する変形が起こる。その膨張によって、環状凹部３０１内の合成樹脂が、外側突出部３０３の先端を支点として内側に変形しようとする。この際、内側突出部３０２の長さが短いため、環状凹部３０１内の合成樹脂が内側へ変形するのを規制することができない。従って、図１０に示すように、環状凹部３０１内の合成樹脂が内側突出部３０２から外れて変形し、突出部３０３の先端まで流体が容易に浸入してしまう場合がある。
【０００７】
さらに、管継手本体２０の上記膨張によって、管継手本体２０の内周面と筒体３０の外周面との接合面では、この接合面を剥離させる方向に力が加わる。この管継手１０には、筒体３０の外周面に断面半円状の凹溝３０４（図９参照）が設けられているが、この凹溝３０４では管継手本体２０を接合面から剥離させる力を止めることができず、筒体３０の外周面と管継手本体２０の内周面とが剥離してしまう。従って、筒体３０の外側突出部３０３の先端まで到達した流体が、管継手本体２０の内周面と筒体３０の外周面との接合面を容易に浸入する。このようにして、流体が管継手１０の外部へ漏洩する可能性があるという問題があった。
【０００８】
本発明は係る実情に鑑みてなされたもので、その目的は、内部を流れる流体から圧力が加わったときに、筒体と管継手本体との接合面に沿って流体が外部に漏れることがない管継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の管継手は、合成樹脂製の管継手本体と、この管継手本体の開口端に少なくとも一部が埋設され、ねじが設けられた金属製の筒体と、この筒体の奥端面の外周縁および内周縁からそれぞれ奥側に延出された外周壁および内周壁とを備えた管継手において、前記内周壁の長さは、前記外周壁の長さの５０％以上、１００％以下とされたことを特徴とする。
【００１０】
このような本発明によれば、内周壁の長さが外周壁の長さの５０％以上、１００％以下とされたものであるから、流体の圧力を受けて管継手本体が外側に膨張すると、この膨張によって外周壁の先端が環状溝内の合成樹脂から外側に押圧されるとともに、環状溝内の合成樹脂が外周壁の先端を支点として内側に変形しようとするため内周壁が押圧される。
【００１１】
従って、環状溝内の合成樹脂から内周壁への押圧、および環状溝内の合成樹脂から外周壁への押圧によって、接合面を流れようとする流体の流路が遮断されるため、流体が管継手の外部へ漏れるのを防ぐことができる。
【００１２】
また、内周壁が外周壁の長さの５０％を超えることで、環状溝内の合成樹脂が、外周壁の先端を支点として内側に変形しようとした際に、環状溝内の合成樹脂が内周壁から外れることがないため、流体の流路を確実に遮断することができる。
【００１３】
また、内周壁が外周壁の長さの１００％に満たないことで、環状溝内の合成樹脂が、外周壁の先端を支点として内側に変形しようとした際に、環状溝内の合成樹脂が内周壁を押圧する面積が広くなってしまうことがない。従って、押圧する圧力が小さくなることがなく、流体の流路を遮断することができる。
【００１４】
また、この押圧力は、管継手本体の膨張量に応じて大きくなるため、流体の圧力が過度に大きくなったとしても流体の流路を確実に遮断することができる。
【００１５】
また、前記外周壁と前記内周壁との間に形成された環状溝の幅は、前記外周壁の外周面から前記内周壁の内周面までの厚さの２０％以上、７０％以下とされたものであってもよい。
【００１６】
この場合、環状溝の幅が適正範囲とされているため、環状溝の幅が狭いことで、環状溝内の合成樹脂が薄くなってしまったり、また、環状溝の幅が広いことで、環状溝内の合成樹脂が厚くなってしまったりして、環状溝内の合成樹脂が外周壁を押圧する押圧力、および環状溝内の合成樹脂が内周壁を押圧する押圧力が不足するといったことがない。
【００１７】
また、前記外周壁は、長さが前記ねじの内径に対して３％以上、４０％以下とされたものであってもよい。
【００１８】
この場合、外周壁が適正長さとされているため、外周壁が短すぎることで、環状溝内の合成樹脂が短くなってしまい、環状溝内の合成樹脂が内周壁から外れて内側に変形するといったことがない。
【００１９】
また、外周壁が長すぎることで、環状溝内の合成樹脂が内周壁を押圧する面積が広くなってしまい押圧力が不足するといったことがない。
【００２０】
また、前記筒体には、外周面の周方向に亘って少なくとも１本の断面鳩尾状の凹溝が形成されてもよい。
【００２１】
この場合、筒体の外周壁より奥側の管継手本体が膨張することによって、管継手本体の内周面と筒体の外周面との接合面を剥離させるような力が加わるが、この力によって、凹溝内の合成樹脂が凹溝の開口端側の側壁を押圧するとともに、凹溝内の合成樹脂が、凹溝の開口端側の側壁を支点として凹溝の奥端側の側壁を押圧する。
【００２２】
従って、凹溝内の合成樹脂から凹溝の開口端側の側壁への押圧、および凹溝内の合成樹脂から凹溝の奥端側の側壁への押圧によって、流体の流路が遮断されるため、流体が管継手の外部へ漏れるのを防ぐことができる。
【００２３】
また、前記凹溝は、前記筒体のうち管継手本体に埋設された部分の両端の中間より開口側に設けられてもよい。
【００２４】
この場合、凹溝が奥端から離されて開口側に設けられているため、凹溝が奥端側に設けられた場合に起こるような、管継手本体の膨張の影響を受けて、凹溝内の合成樹脂の変形量が大きくなり、凹溝内の合成樹脂が凹溝の奥端側の側壁から外れるといったことがない。
【００２５】
また、前記凹溝は、深さが前記ねじの内径に対して２％以上とされたものであってもよい。
【００２６】
この場合、凹溝が適正深さとされているため、凹溝が浅すぎることで、凹溝内の合成樹脂が短くなってしまい、凹溝内の合成樹脂が奥端側の側壁から外れてしまうといったことがない。
【００２７】
また、前記凹溝は、両底角がそれぞれ９０度以下とされたものであってもよい。
【００２８】
この場合、凹溝内の合成樹脂と凹溝との嵌合が外れてしまうといったことがないため、流体の流路が、凹溝内の合成樹脂から凹溝の開口端側の側壁への押圧、および凹溝内の合成樹脂から凹溝の奥端側の側壁への押圧によって遮断することができ、流体が管継手の外部へ漏れるのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の管継手は、内部を流れる流体から圧力が加わったときに、筒体と管継手本体との接合面に沿って流体が漏れることがないといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図１を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明における一実施形態の管継手を示す断面図である。
【００３２】
本実施形態の管継手１は、管継手本体２と、この管継手本体２の一方の開口端側に位置して埋設された筒体３とを備えている。
【００３３】
上記管継手本体２としては、合成樹脂であれば特に限定するものではなく、例えば、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジシクロピンタジエン樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられる。管継手本体２は、直線形状のソケット継手に限るものではなく、管継手本体２が部分的にくびれた形状のレジューサ継手、管継手が４５度や９０度などに曲げられたエルボー継手、Ｔ字形状のチーズ継手などを用いることができる。
【００３４】
上記筒体３は、金属管を接続するためのものであり、その接続部分にねじが設けられている。筒体３は、奥端面の外周縁および内周縁からそれぞれ奥側に延出された外周壁３３および内周壁３２と、外周壁３３と内周壁３２との間に形成された環状溝３１と、外周面の周方向に亘って少なくとも１本形成された断面鳩尾状の凹溝３４とを備えている。筒体３としては、金属であれば特に限定するものではなく、例えば、アルミニウム、青銅などの耐食性に優れたものを用いることができる。
【００３５】
上記ねじは、図１に示すような雌ねじ３７であってもよく、また、図６に示すように、管継手本体２の一方の開口端側に一部が埋設された筒体３においては、外方に突出された部分に雄ねじ３８を形成することもできる。
【００３６】
上記外周壁３３は、管継手本体２が膨張した際に、環状溝３１内の合成樹脂との密着力によって流体の漏れを防ぐためのものである。外周壁３３は、長さをねじの内径に対して３％以上、４０％以下の範囲内とするとよい。
【００３７】
外周壁３３がねじの内径の３％以下の長さの場合、環状溝３１内の合成樹脂の長さが短くなってしまうため、環状溝３１内の合成樹脂が、外周壁３３の先端を支点として内側に変形しようとした際に、環状溝３１内の合成樹脂が内周壁３２から外れてしまうため、流体の流路を遮断することができなくなる。
【００３８】
また、外周壁３３がねじの内径の４０％以上の長さの場合、環状溝３１内の合成樹脂の長さが長くなってしまうため、環状溝３１内の合成樹脂が、外周壁３３の先端を支点として内側に変形しようとした際に、環状溝３１内の合成樹脂が内周壁３２を押圧する面積が広くなってしまう。従って、押圧する圧力が小さくなってしまい、流体の流路を遮断することができなくなってしまう。
【００３９】
上記内周壁３２は、管継手本体２が膨張した際に、環状溝３１内の合成樹脂との密着力によって流体の漏れを防ぐためのものである。内周壁３２は、外周壁３３の長さの５０％以上、１００％以下とするとよい。
【００４０】
内周壁３２が外周壁３３の５０％に満たない場合、環状溝３１内の合成樹脂が、外周壁３３の先端を支点として内側に変形しようとした際に、環状溝３１内の合成樹脂が内周壁３２から外れてしまい、流体の流路を遮断することができなくなってしまう。また、このとき環状溝３１内の合成樹脂が、外周壁３３を押圧する力も減少してしまい、流体の流路を遮断することができなくなってしまう。
【００４１】
また、内周壁３２が外周壁３３より長い場合、環状溝３１内の合成樹脂が、外周壁３３の先端を支点として内側に変形しようとした際に、環状溝３１内の合成樹脂が内周壁３２を押圧する面積が広くなってしまう。従って、押圧する圧力が小さくなってしまい、流体の流路を遮断することができなくなってしまう。
【００４２】
上記環状溝３１は、内部に充填された合成樹脂と内周壁３２および外周壁３３との密着力を利用して、流体の流路を遮断するためのものである。環状溝３１の幅は、外周壁３３の外周面から内周壁３２の内周面までの厚さの２０％以上、７０％以下の範囲内とするとよく、環状溝３１の幅が上記厚さの２０％以下の場合、環状溝３１内の合成樹脂が薄くなり、また、７０％以上の場合、環状溝３１内の合成樹脂が厚くなるため、この合成樹脂が外周壁３３および内周壁３２を押圧する押圧力が不足してしまう。
【００４３】
上記凹溝３４は、管継手１の内周面と筒体３の外周面との接合面を剥離させるような力が作用した際に、充填された合成樹脂と両側壁との密着力によって、流体の流路を遮断するためのものである。
【００４４】
凹溝３４は、深さをねじの内径の２％以上とするとよい。凹溝３４の深さがねじの内径の２％以下の場合、凹溝３４内の合成樹脂が短くなってしまうため、上記接合面に剥離させるような力が加わった際に、凹溝３４内の合成樹脂は、凹溝３４の開口端側の側壁３５を支点とした凹溝３４の奥端側の側壁３６への押圧が行えなくなる。また、凹溝３４内の合成樹脂が、凹溝３４の開口端側の側壁３５を支点として奥端側に変形しようとした際に、凹溝３４内の合成樹脂が、凹溝３４の奥端側の側壁３６から外れてしまい、両側壁への押圧力が不足してしまう。
【００４５】
凹溝３４は、筒体３のうち管継手本体２に埋設された部分の両端の中間より開口側に設けられることで、凹溝３４が奥端側に設けられた場合に起こるような、管継手本体２の膨張の影響を受けて、凹溝３４内の合成樹脂の変形量が大きくなり、凹溝３４内の合成樹脂が凹溝３４の奥端側の側壁３６から外れるといったことがない。
【００４６】
凹溝３４は、両底角がそれぞれ９０度以下とされるとよく、凹溝３４内の合成樹脂と凹溝３４との嵌合が外れてしまうといったことがないため、凹溝３４内の合成樹脂から両側壁への押圧力が不足することがない。
【００４７】
なお、本発明の管継手において、凹溝３４は必ずしも設ける必要はない。
【００４８】
次に、本発明の管継手１を用いた際に、管継手本体２と筒体３との接合面において、流体の流路を遮断する作用について、図を用いて簡単に説明する。
【００４９】
図２は、管継手本体２における筒体３の環状溝３１を示す拡大断面図である。また、図３は、管継手本体２における筒体３の凹溝３４を示す拡大断面図である。
【００５０】
この管継手１は、筒体３に金属管を接続し、また、管継手本体２に合成樹脂管を接続して使用される。この際、管継手１を通して流体を供給すると、管継手１の内周面には、流体から様々の大きさの圧力が負荷される。
【００５１】
このとき、管継手１を構成する金属製の筒体３と、合成樹脂製の管継手本体２とは、材質の違いにより、上記圧力に対する変形量が大きく異なってしまう。すなわち、金属製の筒体３は、上記圧力に対してほとんど変形しないのに対して、合成樹脂製の管継手本体２は、上記圧力によって外側に膨張するように変形する。また、管継手１の一端は、金属管と接続されているため、管継手本体２の膨張は筒体３の奥端側でのみ起こることとなる。
【００５２】
この管継手本体２の膨張によって、筒体３の奥端側では、管継手本体２と筒体３との接合面に空隙ができ、流体は、この接合面の空隙に浸入して、強度の弱い接合面を通って、管継手の外部へと移動しようとする。
【００５３】
しかしながら、管継手本体２の外側への膨張によって、筒体３の外周壁３３の先端には、環状溝３１内の合成樹脂から外側に押圧する力が発生する。また、管継手本体２の外側への膨張によって、環状溝３１内の合成樹脂は、外周壁３３の先端を支点として内側に変形しようとし、奥端方向に抜け出すように作用する（図２鎖線状態参照）。この際、環状溝３１内の合成樹脂が内周壁３２を押圧する力が発生する。このため、環状溝３１内の合成樹脂と内周壁３２、環状溝３１内の合成樹脂と外周壁３３とが押圧することによって強く密着し、流体の流路を遮断することができる。
【００５４】
また、管継手本体２の外側への膨張によって、筒体３の外周面と管継手本体２の内周面との接合面には、剥離させる方向に力が働く。この力によって、凹溝３４内の合成樹脂が、凹溝３４の開口端側の側壁３５（図３参照）を押圧するとともに、凹溝３４内の合成樹脂が、凹溝３４の開口端側の側壁３５を支点として、凹溝３４の奥端側の側壁３６（図３参照）を押圧する。これらの押圧によって、凹溝３４内の合成樹脂と凹溝３４の奥端側の側壁３５、凹溝３４内の合成樹脂と凹溝３４の開口端側の側壁３５とがそれぞれ強く密着するため、仮に流体が凹溝３４まで到達した場合でも、流体の流路を遮断することができる。
【００５５】
以上のようにして、環状溝３１および凹溝３４を設けたことで、本発明における管継手１は流体の流路を遮断することができ、流体が管継手１の外部へと漏れるのを防ぐことができる。
【００５６】
次に、本発明の管継手１に行った水圧試験結果について示す。
【００５７】
図７は、水圧試験機に取り付けられた本発明の管継手を示す斜視図であり、また、図８はそのときの管継手を示す断面図である。図８中の矢印は水の圧力方向を示している。
【００５８】
水圧試験は、管継手１の一端に金属製の栓体４を接続し、また、他端に水圧試験機を接続した後に、管継手１内に充填させた水の圧力を、水圧試験機によって変化させることで行った。
【００５９】
今回、水圧試験を行った管継手１は、図９に示す従来の管継手１０（以下、従来例という。）、図１に示す本発明の管継手１（以下、実施例１という。）、図４に示す本発明の変形例の管継手１（以下、実施例２という。）、図１に示す管継手１に凹溝３４を設けていない管継手１（以下、実施例３という。）である。
【００６０】
ここで、今回実験を行った実施例１、実施例２、実施例３、および従来例の管継手１の各寸法を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2006322542.tif 000003
これらの管継手１に図７および図８に示す水圧試験を行い、以下のような結果が得られた。
【００６２】
従来例の管継手１０においては、水圧を５０ＭＰａとしたときに、漏水が発生した。また、実施例３の管継手１においては、水圧を１５０ＭＰａとしたときに、漏水が発生した。また、実施例１および実施例２の管継手１においては、水圧をそれぞれ３００ＭＰａ、２５０ＭＰａとするまで漏水は発生せず、その水圧を超えたときに、管継手本体２の限界水圧となったため、管継手本体２が破壊した。
【００６３】
上記のように、実施例３と従来例との水圧試験結果を比較すると、実施例３の管継手１は漏水の限界水圧が従来例の管継手１０の３倍に向上した。また、実施例１と実施例３との水圧試験結果を比較すると、凹溝３４を形成することにより、管継手１の限界水圧を２倍に向上させることができた。また、実施例１と実施例２との水圧試験結果を比較すると、外周壁３３に対する内周壁３２の長さを変えることで、管継手１の限界水圧を向上させることができ、また、外周壁３３と内周壁３２との長さを等しくすると、最も良い水圧試験結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明における管継手を示す断面図である。
【図２】図１の管継手のＡ部を示す拡大断面図である。
【図３】図１の管継手のＢ部を示す拡大断面図である。
【図４】本発明における管継手の変形例を示す断面図である。
【図５】図４の管継手のＣ部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明における管継手の他の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明の管継手の水圧試験を説明する斜視図である。
【図８】本発明の管継手の水圧試験を説明する断面図である。
【図９】従来の管継手を示す断面図である。
【図１０】図９の管継手のＤ部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１        管継手
２        管継手本体
３        筒体
３１      環状溝
３２      内周壁
３３      外周壁
３４      凹溝
３５      開口端側の側壁
３６      奥端側の側壁
３７      雌ねじ
３８      雄ねじ
４        栓体
５        水圧試験機のプラグ
【図１】
2006322542.tif 000004
【図２】
2006322542.tif 000005
【図３】
2006322542.tif 000006
【図４】
2006322542.tif 000007
【図５】
2006322542.tif 000008
【図６】
2006322542.tif 000009
【図７】
2006322542.tif 000010
【図８】
2006322542.tif 000011
【図９】
2006322542.tif 000012
【図１０】
2006322542.tif 000013