(57)【要約】【課題】高いシール力を発揮でき、高い引き抜き阻止力を確保しながら管同士を接続できる配管接続用係止体並びにこれを用いた配管接続構造を提供すること。【解決手段】断面略コ字形状の基部１６とこの基部１６の両側に一対の円弧部１１、１１を形成し、この円弧部１１内に継手１、５の鍔部側面２ａ、６ａを係止する係止孔１４を形成すると共に、基部１６の巾方向側部に継手鍔部２、６を係止する折り曲げ片１７を形成した継手用係止具である。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略コ字形状の基部とこの基部の両側に一対の円弧部を形成し、この円弧部内に継手の鍔部側面を係止する係止孔を形成すると共に、前記基部の巾方向側部に継手鍔部を係止する折り曲げ片を形成したことを特徴とする継手用係止具。
【請求項２】
前記基部の頂面に巾方向内方側に沿って反り部を形成した請求項１記載の継手用係止具。
【請求項３】
前記円弧部の両端を延設した案内用延設部内に継手の鍔部外周面を係止する折り曲げ部を形成した請求項１又は２に記載の継手用係止具。
【請求項４】
前記折り曲げ片を前記基部の巾方向両側部に形成し、この一対の折り曲げ片を前記継手の鍔部側面に係止した請求項１記載の継手用係止具。
【請求項５】
フランジ状の鍔部を有する継手と先端に膨出状の鍔部を有する継手とを前記膨出状の鍔部内に装着したシール部材を介して挿入接続する継手であって、前記円弧部内に形成した係止孔内に前記一対の鍔部を嵌合係止し、前記一対の折り曲げ片で一対の鍔部側面を係止したことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管を接続するための継手用係止具に関し、特に、管同士を挿入した状態でこの管の外周側を係止して接続する継手用係止具と継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、配管の端部同士を接続する係止具としては、例えば、特許文献１の管接続装置がある。この管接続装置は、被接続管と接続管の間にシールパッキンを装着し、被接続管の外周に刻設した係止溝と、接続管に外挿した押え金具の外周係止段部に係止体を装着して、対向するフランジ部を連結して管同士を接続している。
同文献における係止体は、左右対称に２つの長孔を穿設した板材を折曲して２つの片を対向させ、この２つの片の向かい合わせによって環状部とこの環状部に連続する末広がり状の挿入部を有している。係止体によって管を接続する場合には、長孔に対して、管の断面略四角形状の鍔を重ねた状態で嵌入してこの鍔が長孔に対してずれるのを防ぐことで管の接続状態を維持できるようにしている。
【０００３】
また、その他の係止具を用いた配管の接続構造として、例えば、特許文献２の配管接続構造がある。この配管接続構造は、弾性接続金具に係入溝を設け、この係入溝に配管のフランジを嵌め合わせることに加えて、弾性接続金具の両端部に弾性係合爪を設け、この弾性係合爪をフランジの外周面に係合させて弾性接続金具の抜けを防止しようとしたものである。
【０００４】
ところで、これらの管接続装置は、管同士の接続部位におけるシール構造を内周シール構造により構成している。内周シール構造は、内側の管の外周にＯリングを装着し、この管を外側の管に挿入したときに、Ｏリングを外側の管の内周に密着させてシールしようとしたものである。
【０００５】
【特許文献１】実開昭５６−４２５８８号公報
【特許文献２】特許第２８９７９０８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、特許文献１や２のように内周シール構造で管同士をシールする場合には、外側の管の内周が溶接ビードなどにより寸法が不安定になっていると、この内周面に対してＯリングが全周に渡って密着できなくなることがあり、この場合シール性が悪くなっていた。
このため、この内周シール構造に比較してシール性を向上させた外周シール構造がある。外周シール構造は、外側の管の内周にＯリングを装着し、この管に内側の管を挿入したときに、Ｏリングを内側の管の外周に密着させてシールするものである。外周シール構造は、寸法精度の高い（表面粗さが小さい）管の外周側をシールできることで、内周シール構造に比較して高いシール性を発揮でき、安定したシール性能を維持できる。
【０００７】
外周シール構造を利用して管を接続する方式としては、かしめ継手が公知である。かしめ継手は、挿入した管同士の外周側から治工具で押圧力や曲げ力などの外力を加え、管を局部変形させて固着するようにしたものである。かしめ継手の外側の管の内周にはＯリングが装着されており、管の接続後には、このＯリングが内側の管の外周に密着シールできるようになっている。
【０００８】
これにより、かしめ継手の外周シール構造を、係止具を用いた配管接続構造に応用することができればシール性が向上すると考えられるが、かしめ継手構造を利用して配管接続を行う場合、かしめ継手の外側管のＯリング収容部位は外周側に膨出していることから、この膨出部位が一方側のフランジ部となり、このフランジ部と他方側の管に形成したフランジ部を接続することになる。しかし、かしめ継手の膨出部位は、管の内周にＯリングを装着するという構造上、その外形がアール形状やテーパ形状になることが多く、このため、この膨出部位を係止具で確実に係止するのは難しい。また、係止具で膨出部位とフランジ部を係止する場合には、Ｏリングの反力によって膨出部位とフランジ部の間に隙間が生ずる場合がある。このため、係止具の装着後にはフランジ部が長孔から抜け易くなり、所定の引き抜き阻止力を発揮できなくなる。
【０００９】
このうち、特許文献２の配管接続構造は、弾性係合爪によって弾性接続金具が抜けるのを防ごうとはしているが、この弾性係合爪は、フランジの外周面に突き立つようにして弾性接続金具の抜け方向に係合するため、かしめ継手構造におけるアール形状やテーパ形状の膨出部位に確実に係止させるのが難しい。しかも、この弾性係合爪による力は、管の接続方向（抜け方向）と垂直方向に作用し、管の抜け防止は、フランジと切欠の嵌め合わせによって行っているため、この管の引き抜き方向の阻止力を向上させることはできなかった。
【００１０】
本発明は、上記の課題点に鑑み、鋭意研究の結果開発に至ったものであり、その目的とするところは、優れたシール力を発揮でき、高い引き抜き阻止力を確保しながら管同士を接続できる継手用係止具と継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、断面略コ字形状の基部とこの基部の両側に一対の円弧部を形成し、この円弧部内に継手の鍔部側面を係止する係止孔を形成すると共に、基部の巾方向側部に継手鍔部を係止する折り曲げ片を形成した継手用係止具である。
【００１２】
請求項２に係る発明は、基部の頂面に巾方向内方側に沿って反り部を形成した継手用係止具である。
【００１３】
請求項３に係る発明は、円弧部の両端を延設した案内用延設部内に継手の鍔部側面を係止する折り曲げ部を形成した継手用係止具である。
【００１４】
請求項４に係る発明は、折り曲げ片を基部の巾方向両側部に形成し、この一対の折り曲げ片を継手の鍔部側面に係止した継手用係止具である。
【００１５】
請求項５に係る発明は、フランジ状の鍔部を有する継手と先端に膨出状の鍔部を有する継手とを膨出状の鍔部内に装着したシール部材を介して挿入接続する継手であって、円弧部内に形成した係止孔内に一対の鍔部を嵌合係止し、一対の折り曲げ片で一対の鍔部側面を係止した継手構造である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によると、係止孔と折り曲げ片によって高い引き抜き阻止力を確保しながら管同士を接続でき、外周シール構造により優れたシール性を維持できる継手用係止具と継手構造を提供することができる。更には、ウォーターハンマ現象などによって、配管内部の流体圧力が所定値を超えて過大な衝撃圧が加わった場合でも、脱管を抑制することができる。
【００１７】
請求項２に係る発明によると、反り部を設けることにより円弧部の拡がり方向に対する反発力を発生させることができ、本体を塑性加工しようとする時や、本体の内外周方向に力が加わって変形しようとしたときに、円弧部が復元力を発揮して形状を安定でき、かつ、剛性を確保して強度を向上することができるため、円弧部の破断を防いで管の接続状態を維持できる継手用係止具である。しかも、この反り部によって曲げ加工に対する剛性が増し、変形を抑制する力を働かせることで管の接続強度をより強固にすることができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によると、管から係止具本体が抜けるのを阻止して引き抜き阻止力を維持でき、また、管同士を調芯しながら高い精度で接続することができる継手用係止具である。
【００１９】
請求項４に係る発明によると、管の鍔部を両側から挟持して管を保持することができ、優れた引き抜き阻止力を発揮できる継手用係止具である。また、係止具本体の抜けを阻止することもでき、管の接続状態を維持することができる。
【００２０】
請求項５に係る発明によると、外周シール構造によって優れたシール性を発揮しながら、高い引き抜き阻止力を確保して管同士を接続できる継手構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明における継手用係止具と継手構造の実施形態及び作用を図面に基づいて説明する。
図１ないし図３において、本発明の継手用係止具は、継手１と継手５を接続し、図示しないが、この継手１、５には、例えば、別の継手やバルブ等を一体に形成したり、或は、別の配管の端部側に接続でき、これにより、例えば、給湯器や床暖房システムなどのユニット機器の配管の一部に用いるなど、各種の場所で使用されるものである。
【００２２】
継手１は、端部付近にフランジ状の鍔部（フランジ部）２を形成しており、このフランジ部２の先端側に縮径状の挿入部３を設けている。本例においては、フランジ部２は、断面略四角形状に形成しているが、図示しない円弧形状やテーパ形状に設けるようにしてもよい。
継手５は、先端に膨出状の鍔部（膨出部）６を有し、この膨出部６は、一般的なかしめ継手の継手部分と略同形の外観形状を呈している。膨出部６の内周側には、Ｏリングからなるシール部材７を装着しており、このシール部材７を介して継手５と継手１を挿入接続し、継手１の外周を継手５内側のシール部材７でシールする、外周シール構造を呈している。継手１と継手５は、挿入部３を挿入した状態で挿入し、この状態において、継手用係止具本体（以下、係止具本体という）１０で接続するようにしている。なお、継手５を継手１と同様の形状としてもよい。
【００２３】
係止具本体１０は、図４、図５に示すように、断面略コ字形状の基部１６と、この基部１６の両側に一対の円弧部１１、１１を形成している。円弧部１１は、左右対称形状を呈しており、この円弧部１１内に、継手１、５のフランジ部２、膨出部６の側面２ａ、６ａを係止する矩形状の係止孔１４、１４を打ち抜き加工等によって形成している。係止孔１４の隅部分は、図６に示すように、アール形状に加工してアール部１４ａを設けている。また、円弧部１１の両端を延設して所定角度に曲折した案内用延設部１３を設けている。
【００２４】
基部１６の巾方向側部には、折り曲げ片１７をこの基部１６から一体にプレス加工等の形成手段で曲折形成しており、この折り曲げ片１７により、継手鍔部２、６を係止可能に設けている。しかも、この折り曲げ片１７を基部１６巾方向両側部に設けることで、この一対の折り曲げ片１７、１７を継手１、５の鍔部側面２ａ、６ａから挟持するように係止可能に設けている。折り曲げ片１７は、図４に示すように、曲折加工するときにその先端部位が継手１、５の外周面１ａ、５ａに当接できる付近まで延設するのがよい。
【００２５】
また、基部１６の頂面１６ａには、この基部１６の巾方向内方側に沿って反り部１６ｂを形成し、この反り部１６ｂは、係止具本体１０の中心側に対して逆方向に沿った円弧形状に設けている。この反り部１６ｂにより、円弧部１１が拡がる方向の力に対して反発力を発生できるようにし、円弧部１１が拡径しようとするのを抑制している。図４のように、基部１６は、反り部１６ｂを設けることにより略Ｗ字形状を呈している。
係止具本体１０は、基部１６から円弧部１１にかけて略Ｃ時形状を呈し、案内用延設部１３をガイド部としながら挿入した継手１、５に対して装着可能に設けている。
【００２６】
係止具本体１０は、一枚の板状金属材料を打ち抜き加工して形成可能に設けている。このとき、円弧部１１と案内用延設部１３の巾Ｗを略同じ寸法にするために、図６のように、曲折前の係止部本体１０の外形を略長方形状に設定し、これにより、材料となる図示しない金属コイルを打ち抜く際に、この金属コイル材料の幅を係止具本体１０の巾Ｗにでき、無駄なく材料取りを行うことができる。よって、歩留まりを向上し、コスト低減を図ることが可能になっている。
また、材料の打ち抜き時に、案内用延設部１３の隅部位をアール状に（或は、面取りによって）打ち抜き、これに加えて、テーパ部１７を形成して折り曲げ片１７を略台形状に形成することにより、打ち抜き時のクラックなどによる破損や、折曲加工時の応力集中を避けることができる。このテーパ部１７ａの角度は、例えば、垂直方向から約２０°程度とするのがよい。
【００２７】
継手１と継手５を接続する際には、継手１の挿入部３を継手５の内側に入れながらこれらを挿入し、この状態で円弧部１１内に形成した係止孔１４内に一対の鍔部２、６を嵌合係止し、一対の折り曲げ片１７、１７で一対の鍔部側面２ａ、６ａを係止することで継手１と継手５を接続して所定の継手構造を得ることができる。
【００２８】
係止具本体１０は、フランジ部２と膨出部６を密着させながら側面２ａと側面６ａを係止できるように、係止孔１４の幅Ｃの寸法を設定している。係止具本体１０の装着時には、側面６ａは曲面形状を呈しているため、仮に、継手１と継手５がやや離間した挿入状態にある場合でも、側面６ａが係止孔１４の内側に滑り込むようにして継手５が継手１に対して挿入する方向に摺動し、係止孔１４の幅Ｃにこの膨出部６とフランジ部２を収めた状態にしながら係止具本体１０を係止できる。
【００２９】
係止後には、折り曲げ片１７が側面２ａ、６ａを挟むように係止し、フランジ部２、膨出部６に対して引き抜き側から押えることができるため、このフランジ部２、膨出部６の係止孔１４への嵌合状態を保持して、優れた引き抜き阻止力を発揮することができる。
これにより、継手１と継手５は、シール部材７の外周シール構造によって高いシール性を発揮でき、しかも、基部１６と円弧部１１を結んでいる折曲部１９、１９が継手１、５の外周面１ａ、５ａの上方側と略同心円上に位置し、また、円弧部１１と案内用延設部１３を結んでいる折曲部２０、２０が継手１、５の外周面１ａ、５ａの下方側と略同心円上に位置するために、この４箇所が支点となって継手１と継手５の調芯作用を働かせることができ、内部のシール部材７を安定した状態で保持してシール性を一層向上させている。
【００３０】
なお、折曲部２０、２０の幅である開口幅Ｇは、基部１６の幅Ａと略同じ寸法に設けることで、継手１、５の直径Ｄに対する開口幅Ｇの比を大きくでき、係止具本体１０を装着する際に簡単に拡径させることができると共に、側面２ａ、６ａに対する円弧部１１の接触面積を大きくできることで、継手１と継手５の引き抜き阻止力を向上させている。
【００３１】
係止具本体１０は、弾性力を有するステンレスなどの金属により弾性力を発揮する略Ｃ字形状に形成しているため、継手１、５に簡単に対して簡単に取付けできる。また、この係止具本体１０は、コンパクトであるため、狭い空間に配置された継手同士を接続することもでき、しかも、ワンタッチで容易に取り付けることができる。なお、係止具本体１０は、弾性力を有する材料であればよく、例えば、高分子材料であってもよい。
【００３２】
次に、本発明における継手用係止具の第２実施形態を述べる。なお、この実施形態以降において、上記実施形態と同一部分は同一符号によって示し、その説明を省略する。図７に示すように、この実施形態では、案内用延設部３８内に折り曲げ部３２を形成し、この折り曲げ部３２を継手１、５の鍔部外周面２ｂ、５ｂに係止している。折り曲げ部３２は、図８の状態から曲折加工する際に、折り曲げ片３７と対向する方向に曲折するようにしている。これにより、係止具本体３０により継手１と継手５を接続する時に、折り曲げ片３７と折り曲げ部３２で挟むようにしながら係止できる。
【００３３】
折り曲げ部３２は、先端側を外方側に向けて曲折して爪部３０ａを有しており、折り曲げ部３２の係止後に、この爪部３０ａが外周面２ｂ、６ｂに係止して食い込むことにより、継手１、５を円周方向から保持することができる。これにより、係止具本体３０に引き抜き力が加わった場合でも、係止具本体３０がフランジ部２、膨出部６から抜けるのを防ぐことができ、係止体本体１０が有する引き抜き阻止力を保持できる。
【００３４】
また、基部３６と円弧部３１を結んでいる両側の折曲部３９が外周面１ａ、５ａと略同心円上に位置し、爪部３０ａが外周面２ｂ、６ｂと略同心円上に位置するようにしているので、この４箇所が支点となって接続時の調芯作用を働かせることができ、図示しないシール部材を安定した状態で装着でき、優れたシール性を発揮できる。
なお、図示しないが、折り曲げ片は、案内用延設部３８の内方側に曲折することもでき、この場合、折り曲げ片を直線状に設けた場合と比較して、フランジ部・膨出部に強く当接できるために係止具本体が離脱し難くなり、また、係止具本体の取付け時には、この折り曲げ片がガイドとして作用して、装着し易くすることができる。
【００３５】
図９においては、本発明における継手用係止具の第３実施形態を示しており、この実施形態では、継手８のシール部材７の装着部位である鍔部（膨出部）９を断面略四角形状に設けている。この場合、外周シール構造によりシール性を高めつつ配管同士を接続できると共に、膨出部９の側面９ａを係止孔１４に密着させた状態で嵌合させることができ、フランジ部２、膨出部６を係止孔１４に嵌合係止したときに、より安定させることができる。これにより、継手１と継手８の引き抜き阻止力をより向上させて接続することができる。
以上のように、本発明の継手用係止具は、双方の継手が鍔部を有していれば、鍔部の断面形状に拘ることなくあらゆる断面形状の鍔部を有する継手の接続に適用でき、かしめ継手状の鍔部である場合に加えて、通常の断面略コ字形状の鍔部やその他の形状の鍔部であっても引き抜き阻止力を向上できる機能を有している。更には、鍔部を有していれば、内周シール構造の継手の接続にも用いることもできる。
【実施例】
【００３６】
本発明の継手用係止具を用いて継手を接続し、この継手の引き抜き阻止力を測定した。試験条件としては、継手の呼び径を１３Ａ、材質をＳＵＳ３１５Ｊ２（継手５）及びＳＵＳ３０４（継手１）、鍔部の外径をφ約２２ｍｍ、幅を約２．５ｍｍ、呼び径を１３Ａとする。
係止具は、薄板からなる金属材料を図６の状態に打ち抜き加工し、これをプレス加工して図１の状態に折曲する。係止具の供試品は、その材質をＳＵＳ３０１ＣＳＰ−Ｈとし、図示しない板厚を１ｍｍとする。図６の打ち抜き加工した状態において、係止具の巾Ｗを１６ｍｍ、幅Ｃを８ｍｍ、長さＬを６ｍｍとし、この係止具を図４のプレス加工後において、内径Ｄをφ１８ｍｍ、開口部の開口幅Ｇを１０ｍｍに形成する。
試験方法は、係止具によって接続された継手に、アムスラー型万能試験機を用いて引張り荷重を加え、この計測結果を引き抜き阻止力とした。この試験結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
供試品１（本発明）は、供試品５（比較例）に対して、折り曲げ片を追加の上、基部を円弧状として反り部を設けた形状であり、約１．６倍の引き抜き阻止力が得られた。供試品２（本発明）は、供試品１に折り曲げ部を加えた形状であり、供試品１と略同様の引き抜き阻止力が得られた。供試品３（本発明）は、供試品２における折り曲げ片の長さを半分にした形状であり、供試品５に比して、約１．１倍の引き抜き阻止力が得られた。供試品４（本発明）は、供試品５に対して基部を円弧状とした形状であり、引き抜き阻止力の向上は見られなかったものの、係止具本体の破断は回避された。
【００３９】
以上の試験結果により、次のことが確認された。
折り曲げ片は、引き抜き阻止力の向上に大きな効果を有しており、しかも、供試品１及び供試品２の試験結果から、折り曲げ片を長く形成し、鍔部の側面を係止する面積を多く確保するのが最適であることが確認された。なお、供試品２の結果から、折り曲げのみ（折り曲げ片を設け、折り曲げ部を設けない場合）でも基部の剛性を高め、引き抜き阻止力を向上することができることが確認された。
基部に反り部を設けた場合、数値的な引き抜き阻止力の向上は見られないものの、係止具の破断が回避された点において、係止具の強度の向上に寄与していることが確認された。
折り曲げ部は、引き抜き阻止力の向上には直接寄与しないものの、接続時の配管の調芯状態を重視する際には有効な構造である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明における継手用係止具による継手の接続状態を示した斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｚ平面における断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｚ平面における断面図である。
【図４】図１の側面図である。
【図５】図１のＳ−Ｓ断面図である。
【図６】本発明における継手用係止具の第１実施形態を示した展開図である。
【図７】本発明における継手用係止具の第２実施形態を示した側面図である。
【図８】本発明における継手用係止具の第２実施形態を示した展開図である。
【図９】本発明における継手用係止具の第３実施形態を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１、５  継手
２  フランジ部（鍔部）
２ａ  鍔部側面
２ｂ  鍔部外周面
６  膨出部（鍔部）
６ａ  鍔部側面
６ｂ  鍔部外周面
７  シール部材
１０  継手用係止具本体
１１  円弧部
１３  案内用延設部
１４  係止孔
１６  基部
１６ａ  頂面
１６ｂ  反り部
１７  折り曲げ片
３２  折り曲げ部
【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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【図８】
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【図９】
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