(57)【要約】【課題】配管スペースが狭い空間でも管径が大きく違う異径管同士を接続して配管を行うことができ、かつ接続箇所からの水漏れや損傷の恐れのない、合成樹脂製の異径管継手を提供する。【解決手段】径違いの複数の管を接続する合成樹脂製管継手であって、一端の内周面が管接続部とされ、他端の外周面が融着端部とされた合成樹脂製接続アダプターが、融着端部を継手本体に設けられた管受け口内に差し込まれて融着され、融着部の差し込み長さが２０ｍｍから４０ｍｍである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径違いの複数の管を接続する合成樹脂製管継手であって、一端の内周面が管接続部とされ他端の外周面が融着端部とされた合成樹脂製接続アダプターの融着端部が、継手本体に設けられた管受け口内に差し込まれて融着され、融着端部の差し込み長さが２０ｍｍから４０ｍｍであることを特徴とする管継手。
【請求項２】
前記接続アダプターの融着端部の内周面は、管接続部との間に段差が形成され、該段差の断面形状が滑らかな円弧状とさ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】
前記管接続部の管接続構造が、接着接続又はねじ込み接続であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の管継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種流体配管において、複数の異径管を接続する、合成樹脂製の管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂製管継手を用いた流体配管において、管径を変更する場合には、径違い二方継手や三方継手、或いはもっと多くの多方継手を組み合わせて管径変更が行われる。しかしながら、管径が大きく変わるような場合では、一個の径違い継手のみでは管径が変更しきれず、複数の径違い継手を用いることが行われる。この場合、多くの継手を用いるために、管径変更に要する空間距離が大きくなり、配管スペースに収まらない場合が発生している。
【０００３】
短い距離で管径変更ができる、いわゆる異径管継手としては、例えば「射出成型法により成形された複数個の接続管部を有する熱可塑性樹脂製管継手を使用し、接続管部を加工して検査口部とする検査用熱可塑性樹脂管継手の製造方法において、加工しようとする継手の受口奥部係止部より所定の長さを残して切断し、新たに形成される管口内に前記の所定長さに略等しい厚さを有する熱可塑性樹脂閉塞板を挿入融着し、該閉塞板に取付用雌ねじを設けることを特徴とする検査用熱可塑性樹脂管継手の製造方法」が知られている（特許文献１参照。）。
【０００４】
この継手は、各種センサーやサンプリングバルブをこの雌ねじに接続するのを目的としているが、閉塞板に雌ねじが設けられているので、接続する径違い管の一端部に雄ねじを設けて上記雌ねじに螺着すればその径違い管を接続することもでき、接続に大きなスペースが不要になる。しかしながら、熱融着により取り付けられる閉塞板の厚さが３〜１０ｍｍと薄くかつその断面形状が平板状であるので、熱融着部に内水圧応力が集中し易く、管径が大きく変わる場合には融着部分が損壊したり水漏れしたりする恐れが出てくる。
【０００５】
【特許文献１】特公平６−４１１８９号公報（第１頁〜第３頁、第６図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の技術が有する問題点を解決し、配管スペースが狭い空間でも管径が大きく違う異径管同士を接続して配管を行うことができ、かつ接続箇所からの水漏れや損傷の恐れのない、合成樹脂製の異径管継手を提供することを目的としてなされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１記載の管継手（発明１）は、径違いの複数の管を接続する合成樹脂製管継手であって、一端の内周面が管接続部とされ、他端の外周面が融着端部とされた合成樹脂製接続アダプターが、融着端部を継手本体に設けられた管受け口内に差し込まれて融着され、融着部の差し込み長さが２０ｍｍから４０ｍｍであることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明（発明２）は、前記接続アダプターの融着端部の内周面は、管接続部との間に段差が形成され、該段差の断面形状が滑らかな円弧状とされていることを特徴とする発明１の管継手である。
【０００９】
請求項３記載の発明（発明３）は、上記管接続部の管接続構造が接着接続又はねじ込み接続であることを特徴とする発明１又は２の管継手である。
【００１０】
本発明の管継手は、互いに外径が異なる２本、３本又はそれ以上の複数の管同士を接続する箇所に使用される、いわゆる径違い二方管継手、同三方継手等である。接続される管の材質は特に限定されない。即ち、管の管端部構造に合わせて、本発明の管継手の管接続部の接続構造が変更されれば良いからである。
【００１１】
例えば、管端部が雄ねじ又は雌ねじとされた管であれば、管接続部の管接続構造を、雌ねじ又は雄ねじであるねじ込み式接続構造とすれば、どんな材質の管でも接続が出来るからである。また、例えば管が塩化ビニル系樹脂管等、接着剤で接続が可能な材質の管であれば、接着接続構造とすることが可能である。
【００１２】
合成樹脂製管継手は、通常、ＰＶＣ（塩化ビニル系樹脂）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＢ（ポリブテン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、アミド樹脂等熱可塑性合成樹脂類；これら熱可塑性樹脂類をガラス繊維、炭素繊維等強化繊維で複合した熱可塑性複合樹脂類；ガラス繊維、ＦＲＰ（ガラス繊維、炭素繊維等強化繊維で複合されたポリエステル、エポキシ、ウレタン等熱硬化性樹脂類）、ＦＲＰＭ（レジンコンクリート）等の熱硬化性複合樹脂類等から構成される。
【００１３】
本発明においても、これらどの合成樹脂類が用いられても良いが、管継手が、例えば純水又は超純水の配管に適用される場合には、純水を汚染する物質を継手本体から溶出してはならないので、一体成型物又は継手構成部材を融着することにより製造される。従って本発明の場合には、強化繊維等を用いない塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン等熱可塑性合成樹脂が適用される。
【００１４】
本発明の管継手は、一端の内周面が管接続部とされ、他端の外周面が融着端部とされた合成樹脂製接続アダプターが、融着端部を継手本体に設けられた管受け口内に差し込まれて融着され、継手本体と一体とされたものである。
【００１５】
継手本体及び接続アダプターは、いずれも通常の熱可塑性樹脂の射出成型法等で製造される。接続アダプターは、継手本体に設けられた管受け口内に挿入されて、通常の方法で融着接続される。
【００１６】
融着接続の方法は、特許文献１に記載の加熱形を用いる方法や、通常の通電により発熱する電熱線を管受け口の融着面に埋設した電気融着継手と同じ方法、接続アダプターの融着端部外周面に通電加熱線を埋設したものを用いる方法、接続アダプターを管受け口内で回転させその時に発生する摩擦熱で融着するいわゆるスピン融着法等、継手サイズや材質に応じて適した融着方法が選択されて接続されれば良い。
【００１７】
融着部の差し込み長さは、少なくとも２０ｍｍから４０ｍｍとされる。差し込み長さが２０ｍｍ未満であれば、接続した管がたとえ小径の管であっても、内水圧応力が融着部にかかるので、融着部分が損壊したり水漏れしたりする恐れが出てくる。管径が大きくなれば内水圧が更に大きくなり、融着部に更に大きな歪みがかかるので、差し込み長さを更に大きくとることが望ましい。
【００１８】
しかしながら、あまりに長くても強度的な安心感は増すが、実用的にオーバースペックとなり、又、配管スペースを小さくするという本発明の目的とそぐわなくなる。従って、差し込み長さは、管径によっても変わるが、通常２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度にされることが好適である。
【００１９】
発明２においては、管の外径が接続アダプターの外径より小さく、かつ接続アダプターの、継手奥側部が、管の外径より大きな内径とされて、管接続部との間に段差が構成され、該段差の断面形状が管接続部の外側方向に向かって凸である滑らかな円弧形状とされている。
【００２０】
従って、段差の断面形状が平板状である場合と比べて、継手内の内水圧が高くなっても、受圧面積が大きくなるので負荷される水圧が分散され、従って、融着部の差し込み長さが長いことと相まって、融着部分の損壊や水漏れが少なくなる。
【００２１】
発明３においては、管接続部の管接続構造が接着接続又はねじ込み接続とされている。ねじ込み式は、急激な径違い管を接続する場合でも、１段で管径変更が可能であり、従って、配管変更のための空間が少なくて済む。ねじ込み式が好適に適用されるのは、一般的に、管接続部の口径との比較で管径が非常に小さい又は非常に大きい場合、例えば呼称で３乃至４サイズ以上異なる管と継手とを接続するような場合に適用される。それ以外は接着接続でもでもねじ込み接続方法でも構わない。
【００２２】
この場合でも、上記段差の断面形状が滑らかな円弧型であれば、内水圧の負荷が分散されるので、融着部分の損壊等が発生する恐れが少ない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明を説明する。説明に用いる継手としては、代表として、１個の異径接続部を有する塩化ビニル系樹脂製径違い３方継手で説明する。
【００２４】
図１は主管側に継手サイズより小さい管が接続される管継手の一例の断面図、図２は主管側に継手サイズより小さい管や各種センサー、サンプリングバルブ等がねじ込み接続される管継手の一例の断面図、図３は枝管側に継手サイズより小さい管が接続される管継手の一例の断面図、図４は枝管側に継手サイズより小さい管や各種センサー、サンプリングバルブ等がねじ込み接続される管継手の一例の断面図、図５は主管側に継手サイズより大きい管が接続される管継手の一例の断面図、図６は主管側に継手サイズより大きい管や各種センサー、サンプリングバルブ等がねじ込み接続される管継手の一例の断面図である。
【００２５】
なお、枝管側に継手サイズより大きい管等を接続される管継手は、異径接続部の構造は図５又は図６の接続部の構造と同じであるので再度説明はしない。また、その他の管受け口も異径接続部とされても良いが、その構造は全て同じであるので、図面をあげて例示説明することは省略する。
【００２６】
塩化ビニル系樹脂製管継手１は、管を接続する構造の管受け口２１、２２、２３が設けられている。それぞれの管受け口２１、２２、２３は、接続される管の呼び径に対応して、予め決められた口径とされており、上記３個の管受け口が全て同じ口径の管を接続する管受け口とされている場合や、異なる口径の管を接続する管受け口とされている場合もある。
【００２７】
異なる口径の管受け口を有する継手いわゆる異径継手では、通常、その接続口に接続される管の口径の差は、互いに２〜３サイズ以内の差とされる場合が多く、これより差が大きい口径の管同士を接続する場合には、別の異径継手を併用して２段構え、３段構えで口径を変えることが行われる。
【００２８】
管受け口２１には、接続アダプター３が取り付けられている。接続アダプター３は、一端部が管接続部３１とされ、他端部の外周面３２が管受け口２１の内周面に嵌入されて融着されている。本継手の場合は、継手１を固定し、その管受け口２１の内周面に接続アダプター３の外周面３２を接触させて、高速で接続アダプター３を回転させつつ管受け口２１内に挿入し、その時に発生する熱で、接続アダプター３の外周面３２と管受け口２１内周面の塩化ビニル系樹脂を溶融して接続するいわゆるスピン融着法により融着接続されている。又は、公知の融着機を用いて融着接続されていても良い。その時の融着部の差し込み長さは、２０ｍｍから４０ｍｍとされている。
【００２９】
接続アダプター３の管接続部３１は、その接続アダプターに接続される管４の外径が接続アダプター３の外径より大きい場合は、接着接続又はねじ込み接続のいずれの接続構造とされていても良い。しかしながら、接続される管４の外径が接続アダプター３の外径より小さい場合は、ねじ込み接続構造とされる。
【００３０】
接着接続される場合は管４及び継手３がいずれも同材質でかつ接着剤で接着されるものでなければならないが、例えば塩化ビニル系樹脂製である場合などでは好適に用いられる。ねじ込み接続の場合では、塩化ビニル系樹脂に限らず全ての材質に対して適用が可能である。
【００３１】
ねじ込み接続の場合では、ねじ込み長さは、管４の外径によって変更されるが、確実な接続をするためには、通常この長さは２０ｍｍから４０ｍｍに設定されるが、少なくともねじ山が３山以上かかる長さとされる必要がある。
【００３２】
接続される管４の外径が接続アダプター３の外径より小さい場合は、管接続口３１の継手奥側が、管４の外径より大きな内径とされて段差３３が構成され、該段差３３の断面形状が、管接続部３１の外方向に向かって凸である滑らかな円弧状とされている。
【００３３】
滑らかな円弧の形状は特に限定されるものではないが、接続アダプター３の融着部に内水圧がかかり難い形状であれば良い。即ち、内水圧の応力は面に対して直角方向に作用する。即ち、段差３３の断面形状が平板形状であれば、その平板全面に、接続アダプターの軸方向即ち接続アダプターが継手外側に向かう方向に力が作用する。段差３３の断面形状を滑らかな円弧形状とすることで、段差３３に加わる応力の作用方向が、接続アダプターの軸方向とこれに直角な方向とに分解されるから、平板状の場合よりも、接続アダプターが継手外側に向かう方向に作用する力が少なくなる。従って、融着部が損壊したり水漏れを起こし難くなる。
【００３４】
滑らかな円弧形状としては、段差３３の断面形状が、曲率が一定若しくは連続して変化している曲面とされていれば良く、例えば一例として、断面形状が円、楕円、双曲線、放物線、若しくはこれらの組み合わせやその他の曲線等の一部である形状が挙げられる。
【００３５】
接続される管４の外径が管受け口２１の内径より大きい場合は、接続アダプター３の管接続部３１は管受け口２１から突出するように設けられる。そして、管接続部３１と外周部３２との間には段差３４ができるが、その段差３４の断面形状は、これに作用する応力の方向が、融着部を損壊したり水漏れを起こす恐れがない方向であるので、特に滑らかな円弧状である必要はない。
【００３６】
なお、接続される管４の外径が大きい場合でも、その管径が管受け口２１の内径と大きく違う場合には、接続構造がねじ込み接続であれば接着接続の場合よりも配管空間を小さくすることが可能となるので、そのようにされることが望ましい。
【００３７】
これら継手１と接続アダプター３とは、いずれも、熱可塑性樹脂である場合は通常の射出成型法で製造され、熱硬化性樹脂である場合は加熱プレス法その他の通常の硬化性樹脂製品の成型法で製造されれば良い。熱硬化性樹脂の場合は、継手１と接続アダプター３とは、ハンドレイアップ法等で一体化されれば良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上の通りであるから、本発明の管継手は、配管スペースが狭い空間でも管径が大きく違う合成樹脂製の管同士を接続して配管を行うことができ、かつ接続箇所からの水漏れや損傷の恐れのない、合成樹脂製の管継手となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】主管側に継手サイズより小さい管が接着接続される管継手の一例の断面図である。
【図２】主管側に継手サイズより小さい管がねじ込み接続される管継手の一例の断面図である。
【図３】枝管側に継手サイズより小さい管が接続される管継手の一例の断面図である。
【図４】枝管側に継手サイズより小さい管がねじ込み接続される管継手の一例の断面図である、
【図５】主管側に継手サイズより大きい管が接着接続される管継手の一例の断面図である。
【図６】主管側に継手サイズより大きい管がねじ込み接続される管継手の一例の断面図である。
【符号の説明】
１  管継手
２１、２２、２３  管受け口
３  接続アダプター
３１  管接続部
３２  外周部
３３  奥部の段差
３４  奥部の段差
４  接続アダプターに接続される管
【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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【図６】
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