(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管を受け入れる開口部を持ち、外周に雄ねじ部を持つ継手本体と、
軸方向一端側の内面に上記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、軸方向他端側の内面に上記雌ねじ部より内径側に突出する内側段差部を有するナットと、
内周面に管の外周面に食い込む爪部を有し、軸方向一端側の外周面に円筒面を持ち、軸方向他端側の外周面に上記円筒面に向かって漸次大径となるテーパ面を持ち、半径方向の弾性を有する割リングと、
軸方向一端側の内周面に上記割リングのテーパ面と対応するテーパ面を持ち、軸方向他端側の内周面に上記テーパ面の最小径部と連続する円筒面を持ち、外周面に上記ナットの内側段差部と当接する外側段差部を持つ円筒状のスリーブとを備え、
上記ナットを継手本体に対して螺合させ、ナットの内側段差部でスリーブの外側段差部を継手本体側に引き寄せることにより、スリーブのテーパ面が割リングのテーパ面に接触して割リングを縮径変形させ、さらにスリーブの円筒面が割リングの円筒面に乗り上げるように構成したことを特徴とする管継手。
【請求項２】
上記継手本体の外周に、上記スリーブの円筒面が割リングの円筒面に乗り上げるまで上記ナットを螺合させた状態で、上記ナットの軸方向一端部と当接するストッパ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
【請求項３】
上記継手本体の開口部の内周には、軸方向他端側に開口した凹段部が形成され、
上記凹段部に、上記管の外周をシールするためのシールリングと、上記スリーブの軸方向一端部と当接可能な押えリングとが配置され、
上記スリーブは上記押えリングを介してシールリングを軸方向に圧縮可能とされている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】
上記スリーブの軸方向他端側の内周面に、割リングの軸方向抜けを規制するストッパ部が突設されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管継手、特に水道配管等に用いられる銅管や樹脂管のような比較的軟質の配管の接続作業に適した管継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上水道用銅管の接続作業には、ハンダ付けやロウ付けが一般的であるが、接続作業に手間がかかるため、簡易でかつ管の抜けを確実に防止できる管継手が求められている。そこで、例えば特許文献１に示すように、内周にテーパ面を持つナットと、外周にテーパ面を持ち、内周に管の外周面に食い込む爪部を有する割リングとを用いた管継手が知られている。
【０００３】
図５は従来の管継手の一例を示す。
この継手の場合、継手本体１０に管Ｐを挿入し、ナット１１を継手本体１０に対して締め込むことにより、ナット１１のテーパ面１１ａが割リング１２のテーパ面１２ａと回転方向に摺動しながら軸方向に押し、これによって割リング１２が内径方向に縮み、割リング１２の内面の爪部１２ｂが管Ｐの外周に食い込んで係止する。
【０００４】
ところが、上記継手の場合、ナット１１の締付によりテーパ面１１ａ，１２ａ同士が摩擦圧接するので、多大の締付トルクが必要になる。また、テーパ面同士の圧接反力がナット１１を緩ませる方向に作用するので、ナット１１に緩みが発生しやすい。また、振動や外力などによってナット１１が緩むと、割リング１２も同時に緩むため、管Ｐが継手本体１０から抜けてしまうという問題がある。
また、継手本体１０の内周に配置されるＯリング１３を交換する際、ナット１１を緩めると、割リング１２も管Ｐに対して緩むので、割リング１２の管Ｐに対する位置がずれてしまう。そのため、再度ナット１１を締め付けるとき、管Ｐの差し込み深さの管理をやり直す必要があり、作業が面倒になる。
管Ｐをカットするときなど、管Ｐの一端側に回転トルクがかかると、管Ｐの他端側にも捩れトルクがかかる。従来の継手は、継手本体１０と管Ｐとが一体固定されるので、管Ｐの捩れトルクが継手を介して接続された別の管にも伝えられ、別の管の継手部分が緩んでしまうという問題がある。
さらに、ナット１１のテーパ面１１ａと割リング１２のテーパ面１２ａとが回転方向に摺動しながら軸方向に相対移動するので、大きな異音（摺動音）が発生することがある。このような異音は、ナット１１と割リング１２との硬度差がない場合や同系材質の場合に起こる。
【特許文献１】特開平６−３２３４７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、接続作業が簡単で、上記のような課題を解決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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、管を受け入れる開口部を持ち、外周に雄ねじ部を持つ継手本体と、軸方向一端側の内面に上記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し、軸方向他端側の内面に上記雌ねじ部より内径側に突出する内側段差部を有するナットと、内周面に管の外周面に食い込む爪部を有し、軸方向一端側の外周面に円筒面を持ち、軸方向他端側の外周面に上記円筒面に向かって漸次大径となるテーパ面を持ち、半径方向の弾性を有する割リングと、軸方向一端側の内周面に上記割リングのテーパ面と対応するテーパ面を持ち、軸方向他端側の内周面に上記テーパ面の最小径部と連続する円筒面を持ち、外周面に上記ナットの内側段差部と当接する外側段差部を持つ円筒状のスリーブとを備え、上記ナットを継手本体に対して螺合させ、ナットの内側段差部でスリーブの外側段差部を継手本体側に引き寄せることにより、スリーブのテーパ面が割リングのテーパ面に接触して割リングを縮径変形させ、さらにスリーブの円筒面が割リングの円筒面に乗り上げるように構成したことを特徴とする管継手を提供する。
【０００７】
ナットを継手本体に対して締め込むと、ナットのねじ込み回転によって、スリーブはナットの内側段差部によって継手本体側に引き寄せられる。スリーブとテーパ面を介して接する割リングもスリーブに対して軸方向に相対移動しながら縮径変形し、割リングの爪部が管の外周に食い込む。テーパ面同士は軸方向には摺接するが、回転方向には摺接しないので、ナットの締付力は小さくて済む。最終締付状態になると、スリーブのテーパ面は割リングのテーパ面を乗り越え、スリーブの円筒面と割リングの円筒面とが接触する。テーパ面同士が圧接しないので、ナットの緩みが発生しにくい。
振動や外力などによってナットに緩みが発生し、スリーブの外側段差部とナットの内側段差部とが離れても、スリーブと割リングとは円筒面で圧接しており、割リングが外径方向に変位しない。そのため、割リングの爪部が管に食い込んた状態を保持し、管が継手本体から抜けることがない。
【０００８】
継手本体の内部に配置されるＯリングの交換などの際、ナットを緩めても、割リングとスリーブとが管に対して緩まないので、割リングの管に対する位置もずれない。そのため、再度ナットを締め付けるとき、管の差し込み深さの管理をやり直す必要がない。なお、割リングを管から外す場合には、スリーブを軸方向に押し、割リングの円筒面から外せば、割リングも管から簡単に外すことができる。
【０００９】
管をカットする時など、管にトルクがかかることがある。上記管に本継手が用いられていると、管に食い込んでいる割リングとスリーブは管と一体に回転するが、ナットや継手本体は相対回転できるので、継手を介して接続された別の管にはトルクが伝達されない。そのため、別の管の継手部分が緩むことがない。
【００１０】
ナットの締め込み時には、ナットの内側段差部がスリーブの外側段差部に対して軸方向に接触するだけであり、摩擦力が小さくて済むので、共回りによる管の捩れを防止できる。スリーブのテーパ面が割リングのテーパ面を乗り越えると、円筒面同士が接触するに過ぎないため、ナットの締め込み時に発生する異音（摺動音）は、従来のようなテーパ面同士が接触する場合に比べて小さい。
【００１１】
本発明の場合には、ナットをある程度締め込むと、スリーブが割リングの円筒面に乗り上げ、締付力が増大しない。管が比較的軟質の管の場合、従来のようにナットと割リングのテーパ面の作用によって割リングを締め付ける方式では、ナットの締め込み量に比例して締付力が増大するので、管が内側に変形して圧損を生じる。これに対し、本発明では管を必要以上に締め付けないので、管の内側への変形を防止でき、圧損を生じない管内径を保てる。
【００１２】
継手本体の外周に、スリーブの円筒面が割リングの円筒面に乗り上げるまでナットを螺合させた状態で、ナットの軸方向一端部と当接するストッパ部を設けるのが望ましい。
この場合には、ナットとストッパ部とが圧接することで、ロックナットとしての緩み防止機能を果たすことができる。しかも、スリーブの円筒面が割リングの円筒面に乗り上げた後でナットとストッパ部とが圧接するので、テーパ面による緩み方向の応力が作用せず、ナットの緩みを確実に防止できる。
【００１３】
継手本体の開口部の内周に軸方向他端側に開口した凹段部を形成し、凹段部に、管の外周をシールするためのシールリングと、スリーブの軸方向一端部と当接可能な押えリングとを配置し、スリーブが押えリングを介してシールリングを軸方向に圧縮可能とするのがよい。
シールリングを継手本体の内周部に配置するだけでも、管の外周をシールすることが可能であるが、管を挿入した時にシールリングを傷付ける可能性がある。また、管径バラツキがあったり管自体の断面が真円でない場合に、十分なシール性が得られないことがある。そこで、シールリングを管を挿入しやすい内径寸法とし、ナットを締め込み、スリーブを継手本体方向に引き寄せた際、スリーブの端面で押えリングを介してシールリングを軸方向に圧縮すれば、シールリングが内径方向に膨出して管の外周面に密着するので、シールリングを傷付けることなくシール性を向上させることができる。なお、シールリングとしてはＯリングなどの公知のシール材を用いることができる。
【００１４】
スリーブの軸方向他端側の内周面に、割リングの軸方向の抜けを規制するストッパ部を突設するのがよい。
ナットを締めつけた状態で、管に強い引張り力が作用すると、管に食い込んでいる割リングが管と共に引っ張られる。割リングとスリーブとは円筒面で接触しているに過ぎないので、割リングがスリーブから抜け、管も一緒に抜けてしまう可能性がある。そこで、スリーブに割リングの軸方向の抜けを規制するストッパ部を設けることで、このような問題を解決できる。
【００１５】
本発明において、軸方向一端側および軸方向他端側とは、部品に設けられる特徴部の軸方向の配置順序を指すものであり、部品における軸方向一端部および軸方向他端部を指すだけに限らない。例えば割リングにおける円筒面とテーパ面について見ると、円筒面がテーパ面より軸方向一端側に位置しておればよく、円筒面が軸方向中央部であってもよい。同様に、テーパ面は円筒面より軸方向他端側に位置しておればよく、軸方向中央部であってもよい。ナットにおける雌ねじ部と内側段差部との関係、スリーブにおけるテーパ面と円筒面との関係も同様である。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明にかかる管継手は、ナットと割リングとの間にスリーブを介在させ、ナットの締め込みによってスリーブが継手本体側へ引き寄せられると、スリーブのテーパ面が割リングのテーパ面に接触して割リングを縮径変形させ、さらにスリーブの円筒面が割リングの円筒面に乗り上げるように構成したので、ナットをある程度締め込むと、管に対する締付力が増大しない。そのため、銅管や樹脂管のような比較的軟質の配管に適用した場合に、管の内側への変形を防止でき、圧損を生じない管内径を保つことができる。
また、スリーブの円筒面と割リングの円筒面とが接触した状態で締付終了状態となるので、テーパ面同士が圧接した状態で締付状態となる従来の管継手に比べてナットの緩みが発生しにくく、ナットに多少の緩みが発生しても、スリーブと割リングとは円筒面で圧接し続けるので、割リングの爪部が管に食い込んだ状態を保持し、管が継手本体から抜けることがない。
さらに、継手本体の内部に配置されるシール材の交換などの際、ナットを緩めても、割リングとスリーブとが管に対して緩まないので、割リングの管に対する位置もずれない。そのため、再度ナットを締め付けるとき、管の差し込み深さの管理をやり直す必要がなく、締付作業が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１，図２は本発明にかかる管継手の第１実施例を示し、この管継手は一般の水道配管Ｐの接続に使用した例を示す。
この実施例の管継手１は、両方向に開口した筒体よりなる継手本体２を備えており、２本の管Ｐが継手本体２に対向して挿入される。管Ｐは銅管（例えば外径９．５〜５４ｍｍ、厚み０．８〜１．８ｍｍ）などの金属管よりなる。管継手１は左右対称構造であるため、その一端側の構造についてのみ、以下に説明する。なお、図１で中央より左側は締め付け前、中央より右側は締め付け後である。
【００１９】
継手本体２は銅合金などの金属材料よりなり、図２に示すように、その両端の開口部２ａの内周面には、軸方向一端側に開口する凹段部２ｂが形成され、中央部内周面には管Ｐの外周面をガイドするガイド面２ｃが形成され、このガイド面２ｃの中央部に管Ｐの挿入深さを規定するためのストッパ壁２ｄが形成されている。上記凹段部２ｂにはＯリング３が嵌合され、Ｏリング３の軸方向一側面と外周面とが保持されている。凹段部２ｂには、Ｏリング３の軸方向他側面を支持する押えリング４が軸方向移動可能に配置されている。継手本体２の開口部２ａの外周面には雄ねじ部２ｅが形成され、継手本体２の中央部側の外周面には、後述するナット５の締め込み限度位置を規定する外フランジ部（ストッパ部）２ｆが形成されている。なお、図示していないが、継手本体２の中央部外周面にレンチなどの工具が係合する工具係合面を形成してもよいし、外フランジ部２ｆの外周面に工具係合面を形成してもよい。
【００２０】
継手本体２の雄ねじ部２ｅには、銅合金などの金属材料よりなるナット５が螺合されている。図２に示すように、ナット５の軸方向一端部の内周面に、雄ねじ部２ｅに螺合する雌ねじ部５ａが設けられている。ナット５の他端部内周面には雌ねじ部５ａより内径方向に突出する内側段差部５ｂが一体に形成されている。この内側段差部５ｂは、ナット５を継手本体２に対して締め込んだ際、後述するスリーブ７の外側段差部７ｃの側面と当接してスリーブ７を継手本体２側に引き寄せる役割を有するものである。
【００２１】
ナット５の内側には、金属部品で形成された割リング６とスリーブ７とが配置されている。割リング６は、管Ｐより高硬度材料で形成されており、図２に示すようにリング状部品の一部にスリット６ａを形成することで、半径方向の弾性を付与したものである。割リング６の内周面には管Ｐの外周面に食い込む爪部６ｂが形成され、軸方向一端側の外周面に円筒面６ｃが形成され、軸方向他端側の外周面に円筒面６ｃに向かって漸次大径となるテーパ面６ｄが形成されている。つまり、テーパ面６ｄの最大径部と円筒面６ｃとが連続している。なお、割リング６の爪部６ｂは、１列に限らず、複数列に形成してもよい。さらに、爪部６ｂを周方向に連続的に延びる形成とする必要はなく、断続的あるいは分散状の突起としてもよく、管Ｐに食い込んで係止できるものであればよい。
【００２２】
スリーブ７は、軸方向一端側の内周面に割リング６のテーパ面６ｄと対応するテーパ面７ａを持ち、軸方向他端側の内周面にテーパ面７ａの最小径部と連続する円筒面７ｂを持つ円筒部品である。円筒面７ｂの内径は、自由状態における割リング６の円筒面６ｃの外径より小さい。スリーブ７の軸方向一端側の外周面には、ナット５の雌ねじ部５ａの内径より小径で、内側段差部５ｂの側面と当接可能な外側段差部７ｃが形成され、スリーブ７の軸方向他端部の内周には、割リング６の軸方向端面に当接可能な内フランジ部（ストッパ部）７ｄが内径方向に突出形成されている。この内フランジ部７ｄは、ナット５を締め込んだ状態で管Ｐに強い引張力が作用した時、割リング６が管Ｐと一緒にスリーブ７から抜け出るのを防止するものである。
【００２３】
ここで、本管継手１を用いて管Ｐを接続する方法について説明する。
まず、継手本体２の凹段部２ｂにＯリング３と押えリング４とを挿入し、ナット５の内側に割リング６とスリーブ７とを嵌合させる。この時点では、割リング６のテーパ面６ｄとスリーブ７のテーパ面７ａとが軽く接触しているに過ぎない。この状態で、管Ｐをナット５および継手本体２の開口部２ａに対して挿入する。
次に、継手本体２の雄ねじ部２ｅに対してナット５の雌ねじ部５ａを螺合させる。ナット５のねじ込み回転に伴って、図２の左側に示すように、ナット５の内側段差部５ｂの側面によってスリーブ７の外側段差部７ｃが継手本体２側に引き寄せられ、スリーブ７のテーパ面７ａが割リング６のテーパ面６ｄに乗り上げるため、割リング６が縮径変形し、爪部６ｂが管Ｐに食い込む。
【００２４】
さらにナット５を締め込むと、スリーブ７のテーパ面７ａが割リング６のテーパ面６ｄの最大径部を乗り越え、スリーブ７の円筒面７ｂが割リング６の円筒面６ｃに接触する。この時点では、割リング６の爪部６ｂは管Ｐに最大限度まで食い込んだ状態にあり、それ以上ナット５を締め込んでも、爪部６ｂの管Ｐに対する食い込み量は変化しない。つまり、管Ｐに対する係止力は変化しない。一方、ナット５の締付トルクは、スリーブ７のテーパ面７ａが割リング６のテーパ面６ｄの最大径部を乗り越えた後、小さくなる。スリーブ７の端面が押えリング４に当接し、押えリング４を介してＯリング３を側方から圧縮するため、Ｏリング３が管Ｐの外周に圧接し、シール性が向上する。その後のナット５の締付トルクは、専らＯリング３の圧縮（シール）に使われる。
【００２５】
ナット５を締め込み限度位置まで締め込むと、図１の右側に示すように、ナット５の端面が継手本体２の外フランジ部２ｆに圧接し、ナット５と外フランジ部２ｆとの圧接力によりナット５の緩みを抑制するロックナットとして機能する。締め込み限度位置において、継手本体２とスリーブ７との間には僅かな軸方向隙間δが存在しているのが望ましい。管Ｐの他端側に回転トルクが作用したとき、管Ｐと一体に割リング６、スリーブ７、ナット５および継手本体２が回転してしまい、緩みが発生する可能性があるが、軸方向隙間δにより継手本体２とスリーブ７との相対回転が許容されるので、緩みの発生を防止できるからである。
【００２６】
ナット５を締め込み限度位置まで締め込んだ状態において、管Ｐに強い引張り力Ｆ（図１参照）が作用すると、管Ｐに割リング６が食い込んでいるため、割リング６も管Ｐと一緒にＦ方向に移動しようとする。割リング６とスリーブ７とは円筒面６ｃ，７ｂで接触しているに過ぎないため、割リング６がスリーブ７に対して軸方向に抜けてしまう可能性がある。しかし、スリーブ７の内径方向に突出するストッパ部７ｄが割リング６の軸方向移動を規制するので、割リング６の抜けを防止することができ、ひいては管Ｐの抜けを防止できる。
【００２７】
図３はナット５のねじ込み回転角とナット５の締付トルクおよび管Ｐの係止力との関係を示したものである。
ナット５のねじ込み回転角が小さい領域では、スリーブ７のテーパ面７ａが割リング６のテーパ面６ｄに接触するため、回転角の増大に比例して締付トルクおよび係止力も増大する。しかし、所定回転角を越えると、スリーブ７の円筒面７ｂが割リング６の円筒面６ｃに接触するため、締付トルクが減少し、最大トルクより一定値低い値で安定する。一方、係止力は割リング６の爪部６ｂの食い込み量に比例するので、最大係止力を保持できる。
【００２８】
上記のように、ナット５を締めつけたとき、ナット５とスリーブ７とは内側段差部５ｂと外側段差部７ｃとが軸方向に接するだけであり、テーパ面同士が摩擦圧接する訳ではないので、締付トルクが小さくなり、さらにスリーブ７が割リング６の円筒面６ａに乗り上げた後は締付トルクをさらに小さくできる。
ナット５の締付終了状態において、スリーブ７と割リング６とは半径方向のみ圧接するので、ナット５に軸方向の力を与えず、緩みが発生しにくい。また、振動や外力などによってナット５が多少緩んでも、割リング６はスリーブ７で外周が保持されて緩まないので、管Ｐが継手本体２から抜けてしまうという問題がない。
【００２９】
また、継手本体２の内周に配置されるＯリング３を交換する際、ナット５を緩めると、割リング６が管Ｐに対して緩まないので、割リング６の管Ｐに対する位置がずれない。そのため、再度ナット５を締め付けるとき、管Ｐの差し込み深さの管理をやり直す必要がなく、取付が簡単である。
管Ｐをカットするときなど、管Ｐの一端側に回転トルクがかかると、管Ｐの他端側にも捩れトルクがかかる。しかし、割リング６とスリーブ７との間、あるいはスリーブ７とナット５との間で回転が許容されるので、継手本体２と管Ｐとが一体回転せず、管Ｐの捩れトルクが継手１を介して接続された別の管に伝えられて別の管の継手部分が緩んでしまうという問題を解消できる。
さらに、ナット５の締め込み時に、割リング６のテーパ面６ｄとスリーブ７のテーパ面７ａとは回転方向に摺動せず、軸方向に摺動するだけであるから、ナット５、スリーブ７、割リング６との硬度差がない場合や同系材質の場合であっても、大きな異音（摺動音）が発生することがない。
【実施例２】
【００３０】
図４は割リングの第２実施例を示す。第１実施例と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
割リング６’は、軸方向両端部の外周面に一対のテーパ面６ｄ，６ｄを有し、軸方向中央部の外周面に円筒面６ｃを有するものである。この割リング６’は、どちらの向きに配置しても管Ｐを係止できるので、誤組付を防止できるという利点がある。
【００３１】
本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記実施例では、継手本体の内周の凹段部にシールリングと押えリングとを配置し、スリーブによって押えリングを介してシールリングを軸方向に圧縮するように構成したが、押えリングを省略し、図５と同様に継手本体の内周溝にシールリングを配置してもよい。
上記実施例では、シールリング（Ｏリング）を継手本体の内周部に配置したが、特許文献１のように継手本体から管の内周に嵌合する筒部を設け、この筒部の外周にシールリングを配置してもよい。継手本体と管Ｐとの間をシールするシール部材として、Ｏリングを使用したが、リップを有するガスケットなど他の公知のシール部材を用いてもよい。
上記実施例では、継手本体を二方向に開口した接続口を有するソケット形とした例を示したが、一方向にのみ開口した接続口を有するものや、三方向または四方向の接続口を設けたものでもよい。要するに、少なくとも１つの開口部を有するものであれば、継手本体の形状は自由に選択可能である。
本発明は、銅管のような金属管の接続だけでなく、架橋ポリエチレン管のような樹脂管の接続にも使用できる。さらに、本発明の管継手は、液体配管の接続だけでなく、気体配管の接続に用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明にかかる管継手の第１実施例の半断面正面図である。
【図２】図１に示す管継手の分解図である。
【図３】ナットの回転角と締付トルクおよび管係止力との関係を示す図である。
【図４】割リングの第２実施例の半断面正面図である。
【図５】従来の管継手の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
Ｐ        管
１        管継手
２        継手本体
２ａ      開口部
２ｂ      凹段部
２ｅ      雄ねじ部
２ｆ      ストッパ部（外フランジ部）
３        Ｏリング（シールリング）
４        押えリング
５        ナット
５ｂ      内側段差部
６        割リング
６ｂ      爪部
６ｃ      円筒面
６ｄ      テーパ面
７        スリーブ
７ａ      テーパ面
７ｂ      円筒面
７ｃ      外側段差部
７ｄ      ストッパ部（内フランジ部）
【図１】
0004519781.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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