(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
継手本体に設けた内筒の外周にシール部材を備え、かつ、継手本体に設けた透視可能な樹脂製外筒と前記内筒との間にパイプ挿入間隙を有し、前記外筒に外端側に接続口を有するキャップ体を抜け止めリングを収納した状態で固着した管継手であって、前記キャップ体は、前記外筒に固着した嵌合部側部と内面にリング当り面を有するパイプ挿入側部とを略同程度の肉厚で形成し、このパイプ挿入側部には、内周アール面の軸心方向に向けた領域の外面位置を膨出形成して膨出肉厚部を設け、この膨出肉厚部の膨出部位の外端側から前記パイプ挿入側部に設けた前記接続口の奥側に向けてすり鉢状のテーパ面を形成し、このテーパ面の延長線は、前記内筒先端のアール面部の奥側に位置する外周平面部位と対向するように延長させたことを特徴とする管継手。
【請求項２】
前記膨出肉厚部の外端部位と前記内筒の外端部とを略面一にした請求項１に記載の管継手。
【請求項３】
前記外筒と前記キャップ体とを複数段のスナップフィットによる接合により固着した請求項１又は２に記載の管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、住宅設備の給水・給湯用や建築設備の空調用冷温水の配管に、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管などのパイプを接続可能な管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポリエチレン管、ポリブテン管等の樹脂製パイプを接続するための管継手として、樹脂管用ワンタッチ継手と呼ばれる管継手が知られている。この種の管継手は、密封性と耐引抜性を確保しつつ、迅速かつ簡単にパイプを接続可能になっており、パイプを保持するための略リング形状の保持具を有し、この保持具は、通常、継手本体とこの継手本体に接続される外筒との間に設けられる格納スペースに格納されている。この場合、外筒は金属により形成されており、この外筒と継手本体との間には樹脂筒が装着され、この樹脂筒と外筒との間に保持具が配設されている。このように外筒が金属製である場合には、シール用Ｏリングは樹脂筒の内周側に装着され、このＯリングによりパイプ外周面をシールする、いわゆる外周シール型の管継手となることが多い。外周シール型の管継手は、外筒と樹脂筒とのシール性を考慮しながら製作する必要があり、また、外周側に傷等が付いたパイプを接続する場合には接続後のシール性が悪化しやすいというデメリットがある。
【０００３】
そこで、近年においては、外筒等の樹脂化が進められている。例えば、特許文献１、２に示すように、継手本体に樹脂製の外筒が設けられ、この外筒に樹脂製のキャップ部材が固着されている。この管継手は、継手本体の外周側にＯリングが装着され、このＯリングによりパイプの内周面をシールする、いわゆる内周シール型の管継手となることが多い。内周シール型の管継手は、継手本体とパイプとがシールされる構造であるため、外筒と継手本体とのシール性を考慮する必要がなく、そのため外筒の材料選択の幅が広がって透明な樹脂を材料として使用することも可能になっている。この管継手は、パイプの内周側をシールするため、パイプ外周側に付いた傷等に影響されることなくパイプ接続後に高いシール性を発揮できる。内周シール型の管継手では、外筒とは別の材料によりキャップ部材が形成され、このキャップ部材が外筒に接続されることで外筒との間にロックリングが収納される構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８４３２８８号公報
【特許文献２】特開２００９−１３３４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した管継手は、住宅内の床下や屋根裏などの狭小な場所に施工されることが多く、接続箇所を目視することが難しい状況下で接続されることも多い。その際、パイプの挿入口を手探りで探してパイプを接続することがあるが、特許文献１においては、キャップ部材のパイプの挿入位置に突起状部位が形成されているため、この突起状部位の内側にパイプを正しい挿入方向で接続することが難しくなる。一方、特許文献２においては、キャップ部材の端面側がフラット状であるため、接続用の穴の位置が分かりづらくなって手探りによる接続が困難になる。その結果、これらの管継手ではパイプが斜めの状態に挿入されてロックリングを斜め方向に押圧したり、挿入荷重が極端に大きくなったり、Ｏリングを噛み込んだりして接続不良が発生し、正確に接続されないことがあった。
【０００６】
また、パイプの接続後においてパイプに引抜き荷重が加わった際には、ロックリングを介してキャップ部材の当該当接面に引抜き荷重が加わるが、同文献１や２のようにキャップ部材が樹脂製の場合、当接面に応力集中が働いてキャップ部材が破損しやすくなる。これを回避するために、これらの管継手には当接面のコーナー付近に溝状の切欠き部位や、この切欠き部位の角部にアール部が形成されており、これらによって応力の集中を逃して引抜き阻止力を向上させようとしている。しかし、これらの場合、引抜き荷重がかかった際にロックリングの当接面全体が上述した切欠き部位やアール部を支点として引抜き方向に曲折するように変形し、キャップの当接面部位が破損したりして十分な引抜き強度が得られない場合があった。また、同文献１の管継手のように、キャップのパイプ挿入口付近の一部の肉厚を厚く形成したり、更に、キャップ端部側全体の肉厚を増やして引抜き阻止力を向上させる場合には、当接面に荷重が加わった際にキャップ部材に働く応力のバランスが崩れて、キャップの当接面以外の箇所が破損することもあった。
【０００７】
ところで、キャップ部材と外筒との接続には、スナップフィット嵌合とねじ接続とによる場合があり、更に、スナップフィット嵌合には、１つの凹凸嵌合部位によるものと２つ以上の凹凸嵌合部位によるものとがある。上述した切欠き部位やアール部を形成する場合には、比較的単純な形状である１つの凹凸嵌合部位による接続か、或はねじ接続の場合に限られ、２つ以上の凹凸嵌合部位によるスナップフィット接合の場合には切欠き部位やアール部を射出形成することが困難であり、引抜き阻止力の向上を図ることは難しくなっていた。
【０００８】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、樹脂管等のパイプを迅速かつ簡単にワンタッチ接続できる管継手であり、パイプの挿入方向と軸心の位置とを矯正してシール性を確保しながら正確に接続でき、かつ、全体の大型化を防ぎつつパイプ接続後における破損を防ぐと共にパイプの引抜き阻止力を向上できる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】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、継手本体に設けた内筒の外周にシール部材を備え、かつ、継手本体に設けた透視可能な樹脂製外筒と前記内筒との間にパイプ挿入間隙を有し、前記外筒に外端側に接続口を有するキャップ体を抜け止めリングを収納した状態で固着した管継手であって、前記キャップ体は、前記外筒に固着した嵌合部側部と内面にリング当り面を有するパイプ挿入側部とを略同程度の肉厚で形成し、このパイプ挿入側部には、内周アール面の軸心方向に向けた領域の外面位置を膨出形成して膨出肉厚部を設け、この膨出肉厚部の膨出部位の外端側から前記パイプ挿入側部に設けた前記接続口の奥側に向けてすり鉢状のテーパ面を形成し、このテーパ面の延長線は、前記内筒先端のアール面部の奥側に位置する外周平面部位と対向するように延長させた管継手である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、膨出肉厚部の外端部位と内筒の外端部とを略面一にした管継手である。
【００１２】
請求項３に係る発明は、外筒と前記キャップ体とを複数段のスナップフィットによる接した管継手である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、樹脂管等のパイプを迅速かつ簡単にワンタッチ接続でき、パイプの内周側をＯリングでシールして高いシール性を発揮できる管継手であり、目視が困難な状況下においてもすり鉢状のテーパ面によってパイプを内筒まで誘導できるため、このパイプの挿入方向と軸心の位置とを矯正して挿入荷重の増加やＯリングのめくれを防いでシール性を確保しながら正確に接続できる。しかも、テーパ面により内筒の露出を大きくできるため、接続口にパイプを挿入しやすい。
一方、パイプ接続後において、パイプに引抜き荷重が加わった場合には、膨出肉厚部によりキャップ体の変形を防止してこのキャップの破損を防ぎつつ引抜き阻止力を向上できる。
【００１４】
しかも、パイプに引抜き荷重が加わったときに、この荷重を内周アール面を中心に膨出肉厚部に働かせることができ、応力の集中を緩和してキャップ体の変形や破損を防止することができる。
【００１５】
また、パイプ接続時に、パイプ先端をテーパ面に当接させることで内筒にも自然にこのパイプ先端を当接させることができ、更にパイプを挿入したときにその挿入方向と軸心の位置とを合わせつつ真直ぐな状態でシール性を確保しつつ正確に接続できる。
【００１６】
さらに、複数段のスナップフィットによる接合によりキャップの円周方向の肉厚を薄くすることが可能になり、管継手全体の小型化を図って狭小な場所にも用いることが可能になり、かつ、キャップ体と外筒とを強固に接続して、パイプに引抜き荷重が加わった場合でもキャップ体が外筒から離脱することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明における管継手の一実施形態を示した半截断面図である。
【図２】図１の管継手の斜視図である。
【図３】図１の要部拡大断面図である。
【図４】管継手にパイプを挿入した状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】パイプの接続過程を示した一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明における管継手の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１、２においては、本発明における管継手、図３においては、図１の要部拡大断面図を示している。本発明における管継手本体１は、給水・給湯用のパイプ７の接続用として用いられ、継手本体２、外筒３、キャップ体４を有し、継手本体２に外筒３が接続され、この外筒３とキャップ体４とが抜け止めリング５が収納された状態で固着されている。また、継手本体２には挿入ガイド６が装着されている。
【００１９】
継手本体２は、例えば、銅合金などの金属や、或はＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）などの合成の高い樹脂により略筒状に形成され、この継手本体２には、水を流すための通水部１０、内筒１１、嵌合装着部１２、ナット部１３、接続部１４が設けられている。継手本体２の内筒１１の外周には装着溝１５が形成され、この装着溝１５にはＯリングからなるシール部材１６が備えられている。内筒１１の外周にはパイプ７が接続可能になっており、管継手本体１は、パイプ７の内周をシール部材１６によりシール接続する内周シール型のワンタッチ継手の構造になっている。嵌合装着部１２は内筒１１の外周側に凹凸状に形成され、後述する外筒３の嵌合装着部１７とスナップフィット嵌合により接合可能に設けられている。ナット部１３は、嵌合装着部１２に隣接して設けられ、このナット部１３を把持して回転させることにより継手本体２を外筒３に対して相対的に回転することが可能になっている。接続部１４は、おねじ部の態様によって形成され、この接続部１４に外部の図示しない配管等が接続可能になっている。
【００２０】
継手本体２に挿入される挿入ガイド６は、例えば、弾性を有する高密度ポリエチレンにより形成され、先後端側には図示しないスリットが交互に成形されている。挿入ガイド６は、内筒１１の外周側に装着されてパイプ７をスムーズに案内できるようになっている。しかも、このパイプ７の先端が斜めに切断されている場合でも、スリットによって挿入ガイド６がパイプ７の先端形状に追随して変形することでこのパイプ７が確実に案内される。
【００２１】
外筒３は、透視可能な樹脂製からなり、この外筒３の内周側の継手本体２との接続側には凹凸状の嵌合装着部１７が形成され、一方、外周側のキャップ体４との接続側には、複数段、例えば２段の凹凸嵌合部２０が形成されている。外筒３は、嵌合装着部１７が嵌合装着部１２にスナップフィットにより接合されて継手本体２に固着され、この外筒３と継手本体１の内筒１１との間にパイプ挿入間隙２１が形成される。パイプ７は、挿入間隙２１に外筒３によってガイドされながら接続され、この外筒３は、特に、非結晶性ナイロンやＰＰＳＵ（ポリフェニルサルホン）などの樹脂によって形成されることが望ましく、この場合、外筒３の外部よりパイプ７や挿入ガイド６の状態を目視することが可能になる。
【００２２】
キャップ体４は、抜け止めリング５を管継手本体１内の所定位置に収納した状態で固着するために設けられ、引張り弾性率が外筒３よりも高い、例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール）などの樹脂により形成される。キャップ体４の外端側にはパイプ接続用の接続口１８が形成され、この接続口１８の反対側には抜け止めリング５が当接可能な当り面２７が形成され、この当り面２７の外径側には内周アール面３０が形成されている。内周アール面は、後述する距離Ｌが３ｍｍ、距離Ｍが１ｍｍであるときに、例えば、０．４ｍｍ程度のアールとすることが好ましい。
【００２３】
キャップ体４の外端肩部近傍側には膨出肉厚部２４が形成され、この膨出肉厚部２４は、キャップ体４における内周アール面３０の軸心方向外端側に膨出形成されている。更に、この膨出肉厚部２４から接続口１８に向けて、すり鉢状のテーパ面２６が所定の角度で設けられている。キャップ体４の内周側には、凹凸嵌合部２０に嵌合可能な複数段、例えば２段の凹凸嵌合部２２が形成されている。キャップ体４と外筒３とは、この複数段の凹凸嵌合部２０、２２のスナップフィットによる接合により固着される。
【００２４】
図４において、キャップ体４における距離Ｌは、当り面２７からテーパ面２６の内周端２８までの軸方向の長さ、すなわち、キャップ体４のパイプ挿入側部４ａの最小肉厚を表しており、距離Ｍは、内周端２８から膨出肉厚部２４の外端部２９までの軸方向の長さ、すなわち、膨出肉厚部２４の最大肉厚を示している。この距離Ｌと距離Ｍとの比は、例えば、距離Ｌ：距離Ｍ＝３：１〜２：１とすることが好ましく、特に、３：１とすることが好ましい。この場合、距離Ｌを３ｍｍとしたときに距離Ｍが１ｍｍとなり、すなわち、軸方向における肉厚（距離Ｌ）を３ｍｍとすると、テーパ面２６の軸方向の深さが１ｍｍとなる。更に、本実施形態における距離Ｌは、キャップ体４の凹凸嵌合部側部４ｂの肉厚Ｗと略同等に設定されている。
【００２５】
仮に、距離Ｌと距離Ｍとの比が３：１を下回ると、キャップ体４のパイプ挿入側部４ａの強度が弱くなりすぎ、パイプ７に引抜き荷重が加わった場合に、パイプ挿入側部４ａが当り面２７の内周アール面３０を支点に傾倒してしまうことがある。
一方、距離と距離Ｍとの比が２：１を上回ると、キャップ体４のパイプ挿入側部４ａの強度が強くなりすぎ、パイプ７に引抜き荷重が加わった場合に、凹凸嵌合部２０が破損したり、外筒３との嵌合が外れてしまうことがある。
【００２６】
なお、比較例として、テーパ面２６を設けずに、キャップ体４のパイプ挿入側部４ａの肉厚を全て距離Ｍ＋距離Ｌに設定する形状と想定すると、従来技術に近い形状となり、パイプ挿入側部４ａの強度が強くなりすぎてしまう。また、パイプ７の挿入も困難となる。  
【００２７】
テーパ面２６の外端側の始点Ｐは、内周アール面３０の外径側起点３０ａの径（本実施形態においては、キャップ体４の軸方向における凹凸嵌合部２２の谷側の径と略同径）と略同径に設けられている。この始点Ｐに基づくテーパ面２６を形成することにより、膨出肉厚部２４による当たり面２７付近の強度向上と、キャップ体４、外筒３との接続部位との破損防止とのバランスを確保しつつ、テーパ面２６を径方向に大きく形成して、パイプ７を円滑に正しい装着状態に矯正することができる。なお、図示しないが、テーパ面２６の始点を、内周アール面３０の内径側起点３０ｂの径（本実施形態においては、凹凸嵌合部２２の山側の径）と略同径に設けたり、或は、キャップの当該位置を段部状に切欠き形成し、これにより膨出肉厚部を設けることも可能である。
図において、キャップ体４の外端側におけるテーパ面２６よりも外径側には、テーパ面部位が形成されているが、このテーパ面部位を適宜の形状に形成したり、或は、省略することもできる。
【００２８】
図３に示した抜け止めリング５は、当り面２７と外筒の端面２５との間に１枚収納され、この抜け止めリング５は、ステンレス鋼などにより略環状に形成されている。抜け止めリング５の内径側には、保持爪３１が所定の傾斜角度で曲折形成されている。抜け止めリング５は、外筒３とキャップ体４との間に隙間Ｇを設けた状態で収納され、保持爪３１が一方のシール部材１６と対向する位置に配設されており、保持爪３１がパイプ７の表面に係止することでこのパイプ７を抜け止め可能になっている。
【００２９】
継手本体２、外筒３、キャップ体４は、前述したように嵌合装着部１２、１７、凹凸嵌合部２０、２２のスナップフィットによる接合により一体に固着され、それぞれが回転可能となっている。その際、キャップ体４と外筒３とは、接続されたパイプ７に引抜き荷重が加わった場合に必要となる当り面２７の強度よりも、凹凸嵌合部２０、２２のスナップフィットによる接合による強度が同等以上となるように形成されている。
そして、これらの組込み後には、膨出肉厚部２４の外端部２９と内筒１１の外端部３２とが軸方向において略面一の状態になる。
【００３０】
更に、キャップ体４は、テーパ面２６の延長線が組み込み後の内筒１１の外周平面部位と対向するように予め形成されている。これにより、パイプ７がテーパ面２６に当接し、そのパイプ端部３３がテーパ面２６に沿って誘導されたときにこのパイプ端部３３が確実に内筒１１まで導かれる。この場合、テーパ角度αが小さいと、図４に示した内筒先端のアール面部３４にパイプ７が誘導されることで挿入時に支障が生じる可能性がある。一方、テーパ角度αが大きいと、抜け止めリング５等の内部部品にパイプ７が不適切な角度で当接することになり、内部部品やパイプ７が損傷するおそれが生じる。これらのことを考慮してテーパ角度αを設定する必要がある。
【００３１】
図３において、キャップ体４の内端面３５と内筒外周面３６との間の長さＣは、図４におけるパイプ７の肉厚Ｔよりもやや大きい程度に設けられている。このように長さＣの大きさを可能な程度に小さく抑えることで、パイプ接続時には内端面３５にパイプ７の外周面側が接触し、パイプ７の軸心Ｑが管継手本体１の軸心Ｒから大きく振れることが防がれるため、ロックリングの保持爪３１を内端面３５よりもやや内周側に突設程度に抑えることが可能になる。これにより、抜け止めリング５を必要以上に大きく形成する必要がなく、この抜け止めリング５やその他の内部部品の小型化が可能になる。
【００３２】
図４に示したパイプ７としては、例えば、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管等の各種の材料から成る樹脂管を用いることができ、或は、金属強化ポリエチレン管等の金属強化樹脂管などを用いることも可能である。
【００３３】
続いて、上述した実施形態における管継手本体にパイプを接続する場合を説明する。
図５（ａ）においては、パイプ７が管継手本体１に対してずれた状態で接続される場合を示しており、そのパイプ端部３３がテーパ面２６に当接した状態を示している。
【００３４】
この状態からパイプ７を挿入すると、図５（ｂ）に示すようにすり鉢状のテーパ面２６に沿うようにパイプ７が内筒１１の方向に誘導される。このとき膨出肉厚部２４の外端部２９と内筒１１の外端部３２とが略面一に設けられていることにより、パイプ端部３３がテーパ面２６に当接した直後に内筒１１に自然に接触して速やかにパイプ挿入間隙２１を探り当てることが可能になる。しかも、キャップ体４にテーパ面２６を形成していることにより内筒１１の外周面側の露出部分が大きくなり、キャップ先端側がフラットである場合に比べてより挿入間隙２１を探りやすくなっている。
【００３５】
次いで、図５（ｃ）において、更にパイプ７を挿入したときには、パイプ端部３３の一部が内筒１１に当接していることでこの当接部位を支点としてパイプ端部３３全体がテーパ面２６に当接する方向に回転しようとする力が働き、その結果、パイプ７が斜めの挿入状態から管継手本体１と略平行の状態に矯正され、かつ、管継手本体１の軸芯Ｒに対して軸心Ｑが調芯された状態で挿入間隙２１に真直ぐに挿入される。
この挿入工程により、図５（ａ）に示すように、仮に、パイプ７が斜めの状態や、管継手本体１の軸心Ｒとパイプ７の軸心Ｑとが一致していない状態で挿入された場合でも、パイプ７がテーパ面２６により正しい装着状態に矯正されつつ挿入間隙２１に誘導されて管継手本体１に接続される。
【００３６】
なお、図５（ｃ）のパイプ７が矯正された状態から続けてこのパイプ７を所定位置まで挿入すると、パイプ７の外周面に抜け止めリング５の保持爪３１が食い込んで抜け止めされると共に、パイプ７の内周面側がシール部材１６によって確実に密封シールされた状態となる。
【００３７】
管継手本体１にパイプ７を接続した後にこのパイプ７に引抜き荷重が加わった場合には、抜け止めリング５がパイプ７と共にキャップ体４の先端方向に移動して当り面２７に当接する。この状態から更に大きい引抜き荷重がパイプ７に加わると、キャップ体４が当り面２７の内周アール面３０を中心に図４において左回転方向に変形しようとする力が働くが、内周アール面３０の軸心方向外端面に膨出肉厚部２４を膨出形成しているので、この膨出肉厚部２４により特に荷重が大きく加わる箇所の強度を向上させることができ、キャップ体４の変形を防ぐことができる。
【００３８】
しかも、外筒３とキャップ体４とを複数段の凹凸嵌合部２０、２２によるスナップフィットで接合しているので、キャップ体４の半径方向の肉厚を薄くしつつ、この複数段の凹凸嵌合部２０、２２によりキャップ体４と外筒３との接続部位を強固に接続してこの付近の破損を防ぐことができる。
【００３９】
このように、膨出肉厚部２４を設けることにより当り面２７付近の強度を向上させ、複数段の凹凸嵌合部２０、２２によりキャップ体４と外筒３との接続強度を向上させているので、引抜き荷重発生時に双方に働く応力バランスを保ってキャップ体４全体の破損を防止し、パイプ７の引抜き阻止力を向上できる。しかも、膨出肉厚部２４を設けることにより、キャップ体４のパイプ挿入側部４ａ肉厚（距離Ｌ）をキャップ体４の凹凸嵌合部側部４ｂにおける肉厚と同程度に設けて、キャップ体４全体を小型に設けつつ当り面２７付近の強度を向上できる。
【００４０】
上述したように、本発明の管継手は、キャップ体４の外端肩部近傍側に形成した膨出肉厚部２４と、この膨出肉厚部２４から接続口１８に向けてすり鉢状に形成したテーパ面２６とにより、パイプ７挿入時における挿入方向及び軸心の位置を矯正しながら接続できる機能と、パイプ７に引抜き荷重が加わった場合にキャップ体４とこのキャップ体４、外筒３の接続部位との破損を防ぐことができる機能とを相乗的に発揮させることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  管継手本体
２  継手本体
３  外筒
４  キャップ体
５  抜け止めリング
１１  内筒
１６  シール部材
１８  接続口
２０、２２  凹凸嵌合部
２１  パイプ挿入間隙
２４  膨出肉厚部
２６  テーパ面
２７  当り面
２９、３２  外端部
３０  内周アール面
【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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