(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製接続継手と樹脂製接続体とを両者の軸を合わせて接続する接続継手と接続体との接続部構造であって、
前記両者が共有する共通軸の軸方向において、前記両者間を位置決めする軸方向位置決め部を備え、
前記軸方向位置決め部により両者が位置決めされた接続姿勢において、前記両者間を前記共通軸の軸方向において固定する接続具を備えると共に、前記周方向において前記両者の相対回転を抑制する相対係合部を前記両者間に備え、
前記接続具と前記両者のいずれか一方以上との間に、前記接続具と前記両者のいずれか一方以上との間の相対回転を抑制する強固定部を所定位相で設け、前記周方向に相対回転力が加わった場合に前記周方向において段階的に回転可能に構成されている接続継手と接続体との接続部構造。
【請求項２】
前記軸方向位置決め部が、前記両者の外径側部位にそれぞれ設けられ、前記接続姿勢において前記軸方向で当接する鍔であり、
前記接続具が前記接続姿勢において前記両者の鍔を前記軸方向外側より挟持する接続金具であると共に、
前記相対係合部が前記両者の鍔間に設けられている請求項１記載の接続継手と接続体との接続部構造。
【請求項３】
前記軸方向位置決め部が、前記両者の外径側部位にそれぞれ設けられ、前記接続姿勢において前記軸方向で当接する鍔であり、
前記両者のいずれか一方の前記軸方向端部が他方の開口部に内嵌される構成を備え、前記相対係合部が、内嵌側部材と外嵌側部材との間に設けられ、
前記接続具が前記接続姿勢において前記両者の鍔を前記軸方向外側より挟持する接続金具であると共に、前記軸方向における、前記接続金具の取り付け位置と、前記相対係合部の位置が異なる請求項１記載の接続継手と接続体との接続部構造。
【請求項４】
前記相対係合部が、前記両者間における所定以上の相対回転力に対して、前記両者間の相対移動を許容する請求項２又は３に記載の接続継手と接続体との接続部構造。
【請求項５】
前記周方向において、前記相対係合部が前記所定位相で複数の係合位置を取ることが可能な構成とされる請求項４記載の接続継手と接続体との接続部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂製接続継手と樹脂製接続体とを両者の軸を合わせて接続する接続継手と接続体との接続部構造に関するものであり、主に給湯暖房機に用いられる樹脂製暖房回路用ヘッダーの接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、暖房回路用ヘッダーは金属で製造されており、このヘッダーとその上流側に接続されるバルブ付き接続継手とは袋ナットを用いてネジ接続されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加工上の問題、さらにはコスト・寿命等の問題から、これを樹脂製のもので置き換えることが、今日、進められている。
これらを樹脂で製造する場合、材料的な要因から十分な強度が得られず、ネジによる締結が比較的困難であった。また、仮に締結が可能であったとしても樹脂のクリープにより、経時的に締め付け力が低下し、漏れが発生するおそれがあった。
一方、ネジ接続を避け、例えば、クイックファスナー等の管体をその外周部位から挟み込んで固定する接続金具を用いた場合、その接続部の周りで回転が可能なため、ヘッダーに接続した管の熱による伸縮力や、その他の外力のために容易に接続方向が変わってしまい（軸周りに回転してしまい）、ヘッダーが他の部材と接触してしまう問題が発生するおそれがある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑み、ネジによる締結をおこなうことなく、比較的簡易な構造で軸方向移動を止めることができる接続具を使用しながら、樹脂製管接続継手とこれに接続される接続体との間において、相対回転を伴わない接続固定状態を得ることができる接続構造を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明の樹脂製接続継手と樹脂製接続体とを両者の軸を合わせて接続する接続継手と接続体との接続部構造の特徴構成は、請求項１に記載されているように、
前記両者が共有する共通軸の軸方向において、前記両者間を位置決めする軸方向位置決め部を備え、
前記軸方向位置決め部により両者が位置決めされた接続姿勢において、前記両者間を前記共通軸の軸方向において固定する接続具を備えると共に、前記周方向において前記両者の相対回転を抑制する相対係合部を前記両者間に備え、
前記接続具と前記両者のいずれか一方以上との間に、前記接続具と前記両者のいずれか一方以上との間の相対回転を抑制する強固定部を所定位相で設け、前記周方向に相対回転力が加わった場合に前記周方向において段階的に回転可能に構成されていることにある。
【０００６】
この構造にあっては、同じく樹脂材料で構成される接続継手と接続体とを、それらの共通軸の軸方向では接続具により、その周方向の相対移動に関しては相対係合部により、定位置で接続、固定することができる。
従って、ネジ接続形態を採らないために、前述の問題を解消することができ、同時に、接続具による周方向の回転を許容する簡易な固定構造であっても、相対係合部を設けることにより、回転のない状態で接続、固定できる。
また、接続継手あるいは接続体と接続金具との間において、同様な安定位置が強固定位置として設定されているため、結果的に、接続継手、接続体、接続金具の３者間における安定した固定位置状態を容易に確立することができる。
【０００７】
さて、上記のような接続構造を採用する場合は、請求項２に記載されているように、前記軸方向位置決め部が、前記両者の外径側部位にそれぞれ設けられ、前記接続姿勢において前記軸方向で当接する鍔であり、
前記接続具が前記接続姿勢において、前記両者の鍔を前記軸方向外側より挟持する接続金具であると共に、
前記相対係合部が前記両者の鍔間に設けられている構成をとることが好ましい。
この構成にあっては、接続継手および接続体のそれぞれの外周部位に鍔を形成して、これらを軸方向で当接させることで、軸方向の位置決めをおこなうことが出来、さらに、このような鍔部を接続金具で挟むことにより、接続姿勢において固定することができる。叉、周方向の周り止めは、鍔間に設けられている相対係合部により行うことができる。
【０００８】
また、請求項３に記載されているように、前記軸方向位置決め部が、前記両者の外径側部位にそれぞれ設けられ、前記接続姿勢において前記軸方向で当接する鍔であり、
前記両者のいずれか一方の前記軸方向端部が他方の開口部に内嵌される構成を備え、前記相対係合部が、前記内嵌側部材の前記軸方向端部と、外嵌側部材との間に設けられ、
前記接続具が前記接続姿勢において前記両者の鍔を前記軸方向外側より挟持する接続金具であると共に、前記軸方向における、前記接続金具の取り付け位置と、前記相対係合部の位置が異なる構成とすることも好ましい。
鍔、接続金具の働きは、請求項２で説明した場合と同様であるが、この構成にあっては、前記相対係合部が、前記接続継手と接続体との両者のいずれか一方の内嵌側部材と外嵌側部材との間に設けられ、この相対係合部の位置と接続金具による固定位置とで、異なった位置とされる。結果、このような相対係合部を構成するためには、接続継手と接続体との間で、一方が他方に内嵌される構造となり、両者間の軸の一致度を高めることができると共に、鍔における接触状態を良好なものとすることができる。
【０００９】
さらに、請求項２又は３に記載されている構造において、請求項４に記載されているように、前記相対係合部が、前記両者間における所定以上の相対回転力に対して、前記両者間の相対移動を許容する構造とされていることが好ましい。
本願のような接続継手に接続される接続体としては、給湯用の多数の分岐部を備えたヘッダーの場合もあり、このような器具には、不測の力が加わり、接続継手と接続体間で回転力が加わることもあるが、このような場合に器具の損傷を防ぐことができる。
【００１０】
更に、請求項４記載の構造において、請求項５に記載されているように、前記周方向において、前記相対係合部が前記所定位相で複数の係合位置を取ることが可能な構成とされることが好ましい。
この構造にあっては、接続継手と接続体間にあってディスクリートな回転状態を許容すると共に、両者間の安定相対位置関係を予め設定されている所定位相において設定することとなるが、このような相対回転が発生した場合にあっても、同一の位相関係において、接続継手あるいは接続体と接続金具との間において、同様な安定位置が強固定位置として設定されているため、結果的に、接続継手、接続体、接続金具の３者間における安定した固定位置状態を容易に確立することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本願の接続継手と接続体の接続構造を採用する暖房回路用ヘッダー１の接続配管の要部を示すものである。この例にあっては、バルブ２を下端部に備えたＴ型バルブ付き接続継手３の上端部に風呂継手４を、側端部に多数の分岐を備えたヘッダー１を接続したものである。この構成の例にあっては、給湯側から湯の供給を受けて、風呂継手４にあっては風呂（図外）側に、ヘッダー１においては、複数箇所に分岐させて、床下暖房用の各器具（図外）側に給湯をおこなうことができる。
本願の接続構造は、上記のＴ型バルブ付き接続継手３と風呂継手４、あるいは、Ｔ型バルブ付き接続継手３とヘッダー１との間に採用されるものであり、これらの器具１、３、４はすべて樹脂製のものとされる。叉、この構成の場合は、接続体とはヘッダー１あるいは風呂継手４である。
【００１２】
以下、前述のＴ型バルブ付き接続継手３と風呂継手４の接続構造、Ｔ型バルブ付き接続継手３とヘッダー１との接続構造を、順に説明する。
１  Ｔ型バルブ付き接続継手３と風呂継手４の接続構造
図１に示すように、Ｔ型バルブ付き接続継手３の上側端は直筒状に形成されており、その中間部位に外径側に延出された位置決め用鍔５ａが設けられていると共に、この鍔５ａより延出量の少ないファスナー支持用の鍔６がバルブ２側に備えられている。更に、この位置決め用鍔５ａよりも上側に伸びる挿入用筒状突出部７が備えられ、この突出部７の外径側所定部位には、Ｏリング８用の円周溝９が２個所設けられると共に、その軸方向端部には、本願の特徴構成であり、軸方向に伸びる係合突起１０が設けられている。
次に、前記風呂継手４の構造について説明すると、この風呂継手４の下端側は、前記挿入用筒状突出部７を内嵌するための外嵌用筒状開口部１１として形成されており、その軸方向端部に、Ｔ型バルブ付き接続継手３の前記位置決め鍔５ａに当接する風呂継手４の位置決め鍔５ｂを備えている。更に、両者の鍔５ａ、５ｂが当接する接続姿勢にあって、前記挿入用筒場突出部７の軸方向端部に設けられた係合突起１０と周方向で接当して係合する係合穴１２が設けられている。
【００１３】
さて、両者３、４を接続、固定する場合は、先ず、Ｏリング用の円周溝９にＯリング８を挿入した状態で、前記挿入側筒状突出部７を前記外嵌用筒状開口部１１内に挿入し、互いの鍔５ａ，５ｂが当接する位置まで挿入する。この場合に、前記係合突起１０と係合穴１２とが確実に係合状態にあることを確認する。
次に、Ｔ型バルブ付き接続継手３と風呂継手４との鍔５ａ，５ｂを、それらの軸方向外側から挟持するように、接続金具としてのファスナー１３を装着する。この場合に、ファスナー１３はファスナー支持用の鍔６に、確実に当たるようにしておく。
この様にすることにより、軸方向及び周方向における移動を阻止した接続固定を行うことができる。
【００１４】
２  Ｔ型バルブ付き接続継手３とヘッダー１の接続構造
図１、２に示すように、Ｔ型バルブ付き接続継手３の分岐端も直筒状に形成されており、その中間部位に外径側に延出された位置決め用鍔５ｃが設けられている。さらに、この鍔５ｃより延出量の少ないファスナー支持用の鍔１４を根元側に備えている。更に、この位置決め用鍔５ｃよりも側方に伸びる挿入用筒状突出部７が備えられ、この突出部７の外径側所定部位には、Ｏリング８用の円周溝９が２個所設けられると共に、その軸方向端部には、本願の特徴構成であり、軸方向に伸びる係合突起１０が設けられている。
次に、前記ヘッダー１の構造について説明すると、このヘッダー１は、４個の分岐接続用筒状開口部１５を備えたものであり、そのＴ型バルブ付き接続継手３との接続部位は、前記挿入用筒状突出部７を外嵌するための外嵌用筒状開口部１１として形成されており、その軸方向端部に、Ｔ型バルブ付き接続継手３の前記位置決め鍔５ｃに当接する供給ヘッダーの位置決め鍔５ｄを備えている。更に、両者の鍔５ｃ，５ｄが当接する接触姿勢にある状態にあって、挿入用筒場突出部７の軸方向端部に設けられた係合突起１０と周方向で接当して係合する係合穴１２が設けられている。
【００１５】
これらの接続の場合も同様に、両者を接続、固定する場合は、先ず、Ｏリング用の円周溝９にＯリング８を挿入した状態で、前記挿入側筒状突出部７を前記外嵌用筒状開口部１１内に挿入し、互いの鍔５ｃ，５ｄが当接する位置まで挿入する。この場合に、前記係合突起１０と係合穴１２とが確実に係合状態にあることを確認しておく。次に、Ｔ型バルブ付き接続継手３とヘッダー１との鍔５ｃ，５ｄを、それらの軸方向外側から挟持するように、ファスナー１３を装着する。この様にすることにより、軸方向及び周方向における移動を阻止した接続固定を行うことができる。
【００１６】
従って本願にあっては、樹脂製接続継手（Ｔ型バルブ付き接続継手３）と樹脂製接続体（風呂継手４もしくはヘッダー１）とを両者の軸を合わせて接続する場合に、前記両者が共有する共通軸の軸方向において、前記両者間を位置決めする軸方向位置決め部（各部材に備えられる鍔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を備え、この軸方向位置決め部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにより両者が位置決めされた接続姿勢において、両者間を共通軸の周方向において相対回転自在、且つ、軸方向において固定する接続具（接続金具１３）を備えると共に、周方向において両者の相対回転を抑制する相対係合部（この相対係合部は前述の係合突起１０と係合穴１２とで構成される）を両者間に備えて、接続部構造が達成されている。
【００１７】
このように、一方が他方に内嵌される接続部構造を採用し、その内部に係合穴１２または係合突起１０を設ける構造とした場合、金型の構成上、係合穴１２および係合突起１０を設ける方向は、金型の開く方法と同じとできるため、金型の構成上有利であるとともに、設計時の自由度も大きくできる。
【００１８】
上記の実施形態においては、挿入側筒状突出部７（内嵌側部材の一例）と外嵌用筒状開口部１１（外嵌側部材の一例）とを設けて、一方の部材が他方の部材内に挿入、内嵌される構造を示したが、相対係合部の役割は、互いの部材の周方向における回転を止めることに目的があるため、両者の鍔（５ａ，５ｂ）（５ｃ，５ｄ）間にこれを設けても良い。
即ち、前記軸方向位置決め部を両者の外径側部位にそれぞれ設けられ、接続姿勢において前記軸方向で当接する鍔（５ａ，５ｂ）（５ｃ，５ｄ）とし、接続具を、接続姿勢において、両者の鍔（５ａ，５ｂ）（５ｃ，５ｄ）を軸方向外側より挟持する接続金具とする場合に、前記相対係合部を両者の鍔（５ａ，５ｂ）（５ｃ，５ｄ）間に設けるものとすることもできる。
例えば、図３に示すように、風呂継手４の下端側鍔５ｂに係合穴１２を、Ｔ型バルブ付き接続継手３の上端部に鍔５ａを形成し、この鍔５ａの上端部に上側に突出する係合突起１０を形成しておいて、これら両者間において相対係合部を構成しても良い。
このような係合穴１２または係合突起１０は、円周方向に１〜６０°の角度を備えて設けられているのが良く、好ましくは５〜４５°程度の角度を占めていることが好ましい。またこの係合突起１０及びこれに係合する係合穴１２は、周方向において１ヶ所でも，それ以上でもよい。
また、この係合穴１２または係合突起１０は、鍔（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）の肉厚を貫通していてもよく、肉厚以下の厚み（軸方向の幅）でも良い。
また、係合穴１２、係合突起１０の構造は任意の構造で良く、例えば、矩形、半円等の構造が利用できる。また、接続金具には、各種止め部材が適用できるが、株式会社オチアイで標準品として販売しているクイックファスナー等が利用できる。
【００１９】
これまで説明してきた相対係合部の構造としては、周方向における回転を完全に止めるものであったが、このような構成の他に、バルブ付き接続継手３と接続体１，４との両者間において、所定以上の相対回転力に対して、前記両者間の相対移動を許容する構成としても良い。このような構成の例を図４に示した。
同図は、風呂継手４とバルブ付き接続継手３との接続構造を示すものであるが、バルブ付き接続継手３の上端部には、周方向において均等６個所に側面視三角形状の係合突起２０がギア状に形成されると共に、風呂継手４の所定部位には、周方向均等に１２個所の係合穴２１が凹状三角形状（上部側で窄む）に形成されている。そして、この係合穴２１の頂点２１ａは面取り加工されている。このような構成を採用することにより、前記係合突起２０と係合穴２１との係合状態において、所定以上の回転力が加わった場合に、両者間の回転を許容することができる。叉、係合突起２０が係合穴２１に係入した状態において両者間の係合状態が安定できる。
即ち、図４に示す例にあっては、風呂継手４側にあっては、周方向において一定間隔（この例では３０°）で係合穴２１を構成してある。バルブ付き接続継手３側にあっても一定間隔（この例では６０°）でかさ歯車状に係合突起２０を構成してある。この実施形態においては、３０°間隔で回転方向に固定可能となり、係合突起２０は、テーパ部を有するので、回転方向に過大な力が加わるとロックが外れ、空回りすることができる。
【００２０】
さて、以上は、風呂継手４とＴ型バルブ付き接続継手３との間における構造であるが、図５に示すように、接続金具であるファスナー１３とＴ型バルブ付き接続継手３（あるいは接続体であってもよい）間においても上記と同様な構造が採用されている。即ち、これまで説明してきたように、接続継手３の共通軸周りの周方向において、前記相対係合部が所定位相で複数の係合位置を取ることが可能に構成されるが、さらに前記ファスナー１３と前記両者のいずれか一方以上との間に、前記所定位相で強固定部を構成する係合突起４０が設けられている。これは、ファスナー１３の接続継手３との接当端面に周方向で均等に６個所突起４０及びこれに対する係合穴４１を相手側に設けることにより達成できる。
【００２１】
即ち、ファスナー１３の溝部４２に係合突起４０を設け、ファスナー１３にバネの役割を付与することにより、回転方向に過大な力が付加された場合の損傷を防止するために、段階的に径方向に回転することができるような構造としてある。このときも係合突起４０、係合穴４１の形状は、三角形や台形等が利用でき、それらを設ける間隔は任意で良いが、例えば、３０°や６０°間隔が考えられる。また、このような構造の凹部と凸部は、接続継手の鍔の部分に設けることもできる。
【００２２】
【実施例】
〔実施例１〕
樹脂材料のポリフェニレンサルファイドを用いて、Ｔ型バルブ付き接続継手及び風呂継手、ヘッダーを形成すると共に、このＴ型バルブ付き接続継手の所定部（図１、図２に示す係合突起形成部位）に中心角約１０°の係合突起を設けた。さらに、これらの係合突起１０に対応する係合穴１２を、風呂継手１４及びヘッダー１に設け、実際の給湯暖房機に接続した。接続金具には、クイックファスナー１３を用いた。次に、ヘッダー１の下手側に約１５ｍの樹脂管（図外）を接続し、約８０℃の温水を供給した。このとき、ヘッダー１の方向は、変化することなく、一定の方向を保っていた。
【００２３】
〔実施例２〕
樹脂材料のポリフェニレンサルファイドを用いて、Ｔ型バルブ付き接続継手及び風呂継手、ヘッダーを形成すると共に、このＴ型バルブ付き接続継手の所定部（図３に示す係合突起形成部位）に係合突起１０を設けた。さらに、これらの係合突起１０に対応する係合穴１２を、風呂継手４及びヘッダー１に設け、実際の給湯暖房機に接続した。接続金具には、クイックファスナー１３を用いた。次に、ヘッダー１の下手側に約１５ｍの樹脂管（図外）を接続し、約８０℃の温水を供給した。このとき、ヘッダー１の方向は、変化することなく、一定の方向を保っていた。
【００２４】
〔実施例３〕
樹脂材料のポリフェニレンサルファイドを用いて、Ｔ型バルブ付き接続継手及び風呂継手、ヘッダーを形成すると共に、このＴ型バルブ付き接続継手３の所定部（図４、図５に示す構造）に中心角約１０°の係合突起２０を設けた。さらに、これらの係合突起２０に対応する係合穴２１を、風呂継手４及びヘッダー１に設け、実際の給湯暖房機に接続した。接続金具には、クイックファスナー１３を用いた。次に、ヘッダー１の下手側に約１５ｍの樹脂管（図外）を接続し、約８０℃の温水を供給した。このとき、ヘッダー１の方向は、変化することなく、一定の方向を保っていた。
【００２５】
〔比較例１〕
樹脂材料のポリフェニレンサルファイドを用いて、Ｔ型バルブ付き接続継手及び風呂継手、ヘッダーを形成した。これは、図１、図２に示す構造において、係合突起及び係合穴を備えない構造とした。さらに、これらに対応する風呂継手及びヘッダー（係合穴は備えていない）に設け、実際の給湯暖房機に接続した。接続金具には、クイックファスナー１３を用いた。次に、ヘッダーの下手側に約１５ｍの樹脂管（図外）を接続し、約８０℃の温水を供給した。このとき、ヘッダー１の方向は、樹脂の熱応力により伸縮の力を受け、約１５度回転していた。これにより、給湯暖房機の器具の下側の他部材と接触し、他の部材に応力がかかる問題が発生した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  接続継手の接続状態を示す図
【図２】  接続継手と接続体との間に設けられた相対係合部の詳細説明図
【図３】  鍔に設けられた相対係合部の詳細説明図
【図４】  接続継手と接続体との相対回転を許容する構成実施形態の図
【図５】  接続継手とファスナーとの相対回転を許容する構成実施形態の図
【符号の説明】
１      ヘッダー
３      バルブ付き接続継手
４      風呂継手
５ａ    位置決め用鍔
５ｂ    位置決め用鍔
７      挿入用筒状突出部
１０    係合突起
１１    外嵌用筒状開口部
１２    係合穴
１３    接続金具
２０    係合突起
２１    係合穴
２１ａ  頂点
【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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