(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂管の端部に挿入される筒状部の周方向等角度おきの３箇所のそれぞれに、その筒状部の外周面から突出する断面形状が山形の突起が設けられており、これらの突起のうちの少なくとも１つが上記樹脂管の内周面に圧接して上記樹脂管の端部に挿入された上記筒状部をその樹脂管の端部に対して位置決めするようになっており、上記筒状部の中心から上記突起の頂部までの距離が、上記３箇所のそれぞれの突起について同一であり、その距離が、上記樹脂管の端部に許容される口径公差の最大半径と同等であり、上記筒状部の外周面の半径が上記最小半径と同等であることを特徴とするスティフナ。
【請求項２】
合成樹脂成形体でなる請求項１に記載したスティフナ。
【請求項３】
樹脂管の端部にスティフナの筒状部が挿入され、その筒状部の周方向等角度おきの３箇所のそれぞれに設けられてその筒状部の外周面から突出している突起のうちの少なくとも１つが、上記樹脂管の内周面に圧接して上記筒状部をその樹脂管の端部に対して位置決めしていると共に、
上記樹脂管の端部に外嵌合された継手本体と、上記樹脂管の端部に外嵌合されて上記継手本体に対向配備された押輪と、上記継手本体と上記樹脂管の端部との間に介在されてその継手本体に具備された先拡がり状のテーパ面及び上記樹脂管の端部の外周面に密着されたリング状のシール材と、上記押輪と上記樹脂管の端部との間に介在されて上記押輪に具備されたテーパ状の押圧面に押し付けられることによって縮径される拡縮径可能な抜止めリングと、上記継手本体と上記押輪とを締結している結合具とを備え、
上記筒状部の中心から上記突起の頂部までの距離が、上記３箇所のそれぞれの突起について同一であり、その距離が、上記樹脂管の端部に許容される口径公差の最大半径と同等であり、上記筒状部の外周面の半径が上記最小半径と同等であることを特徴とするスティフナを用いた管接続構造。
【請求項４】
上記シール材の背部で上記テーパ面と上記樹脂管の端部の外周面との間に介在されかつそのテーパ面に係合して後退が阻止されている位置決め輪と、上記シール材の前部で上記テーパ面と上記樹脂管の端部の外周面との間に介在されかつ上記押輪によって上記テーパ面の径小側に向けて押し付けられたリング状の拡縮径可能なリテーナとを備え、このリテーナと上記位置決め輪とにより上記シール材が軸方向に挾圧されている請求項３に記載したスティフナを用いた管接続構造。
【請求項５】
上記結合具が、上記継手本体に設けられたフランジと上記押輪に設けられたフランジとを、互いに近づく方向に締め付けることのできるボルト及びナットでなる請求項４に記載したスティフナを用いた管接続構造。
【請求項６】
上記樹脂管の内周面に対する上記突起の圧接箇所が、上記樹脂管の端部に外嵌合された上記継手本体の上記テーパ面よりも管端側に位置している請求項３、請求項４、請求項５のいずれかに記載したスティフナを用いた管接続構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂管の端部を補強することに用いられるスティフナ及びそのようなスティフナを用いた管接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼管に比べて耐変形性に劣る樹脂管はその端部形状が変形しやすく、製造時に正円形であっても経時によっていびつに変形していることがある。このように変形しやすい樹脂管を継手と接続するときには、その樹脂管の端部を補強することを要する場合があり、その場合にスティフナが用いられる。一般的なスティフナは筒状部を有しており、その筒状部が樹脂管の端部に圧入されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スティフナの筒状部の外径は、正円形の樹脂管の端部の内径（口径）に見合う寸法になっており、また、樹脂管の端部に圧入した筒状部がその樹脂管から容易に抜き出されなくなるようにする必要があることなどから、いびつな変形を起こしている樹脂管の端部にスティフナの筒状部を圧入するのに非常に大きな力が必要になり、そのことが作業性を低下させるという問題があった。
【０００４】
また、樹脂管の端部の口径は、許容される公差範囲内で差異があるので、口径が公差範囲内で大きい場合には、スティフナの筒状部を小さな力で圧入することができても、圧入した筒状部が抜け出しやすくなるという問題があり、逆に、口径が公差範囲内で小さい場合には、スティフナの筒状部を圧入するのに大きな力が必要になるという問題がある。
【０００５】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであり、樹脂管の端部がいびつな変形を起こしていても、スティフナの筒状部を比較的小さな力で挿入することが可能でありながら、挿入された筒状部が容易に抜き出されることのないスティフナを提供すること、及びそのようなスティフナを用いた管接続構造を提供することを目的とする。
【０００６】
また、樹脂管の端部の内径が、許容される公差範囲内で大きい場合であっても、小さい場合であっても、スティフナの筒状部を比較的小さな力で挿入することができ、しかも、挿入した筒状部が抜け出しにくくなる安価なスティフナを提供すること、及びそのようなスティフナを用いた管接続構造を提供することを目的とする。
【０００７】
さらに、本発明は、水密信頼性や接続信頼性に優れるスティフナを用いた管接続構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスティフナは、樹脂管の端部に挿入される筒状部の周方向等角度おきの３箇所のそれぞれに、その筒状部の外周面から突出する断面形状が山形の突起が設けられており、これらの突起のうちの少なくとも１つが上記樹脂管の内周面に圧接して上記樹脂管の端部に挿入された上記筒状部をその樹脂管の端部に対して位置決めするようになっており、上記筒状部の中心から上記突起の頂部までの距離が、上記３箇所のそれぞれの突起について同一であり、その距離が、上記樹脂管の端部に許容される口径公差の最大半径と同等であり、上記筒状部の外周面の半径が上記最小半径と同等である、というものである。
【０００９】
このスティフナによれば、３つの突起は筒状部の周方向等角度おきの３箇所に設けられており、筒状部の外周面においては、突起が設けられている箇所の反対側には突起が存在しない。そのため、筒状部を樹脂管の端部に挿入するときには、たとえ樹脂管の端部がいびつな変形を起こしていても、３つの突起のうちの少なくとも１つが樹脂管の端部の内周面に必ず圧接してその圧接箇所の内周面が突起によって持ち上げられるようになる。その結果、樹脂管の端部が多少の変形を起こし、そのことが、挿入に要する力を軽減し（挿入力軽減作用）、同時に、樹脂管の端部の内周面に付く傷の量を最少限度に抑えることに役立つ（傷付き抑制作用）。
【００１０】
また、筒状部が樹脂管の端部に挿入された後では、樹脂管の端部の内周面に圧接している突起がその圧接箇所を持ち上げて凹ませたり、あるいは突起が樹脂管の端部の内周面に喰い込んだりして、筒状部を樹脂管の端部に位置決めするので、筒状部がその樹脂管から抜け出てしまうといった事態が容易には起こり得ない（抜出し防止作用）。
【００１１】
上記した挿入力軽減作用、傷付き抑制作用、抜出し防止作用の３つの各作用は、樹脂管の端部が正円形に保たれているときは勿論、その端部がたとえいびつな変形を起こしていても発揮される。
【００１２】
上記筒状部の中心から上記突起の頂部までの距離が、上記３箇所のそれぞれの突起について同一であり、その距離が、上記樹脂管の端部に許容される口径公差の最大半径と同等であり、上記筒状部の外周面の半径が上記最小半径と同等であると、樹脂管の端部に許容される口径公差の範囲内でその口径が最大になっていても最小になっていても、上記した３つの各作用が十分に発揮される。ここで、「同等」とは、正確に同一であるという意味ではなく、実質的に同一である範囲を意味している。
【００１３】
本発明に係るスティフナは、合成樹脂成形体でなることが望ましい。スティフナが合成樹脂成形体であると、筒状部の周方向等角度おきの３箇所の突起を、射出成形で容易に形成することが可能であり、そのことがスティフナの製作コストを安く抑えることに役立つ。
【００１４】
本発明に係るスティフナを用いた管接続構造は、樹脂管の端部にスティフナの筒状部が挿入され、その筒状部の周方向等角度おきの３箇所のそれぞれに設けられてその筒状部の外周面から突出している突起のうちの少なくとも１つが、上記樹脂管の内周面に圧接して上記筒状部をその樹脂管の端部に対して位置決めしていると共に、上記樹脂管の端部に外嵌合された継手本体と、上記樹脂管の端部に外嵌合されて上記継手本体に対向配備された押輪と、上記継手本体と上記樹脂管の端部との間に介在されてその継手本体に具備された先拡がり状のテーパ面及び上記樹脂管の端部の外周面に密着されたリング状のシール材と、上記押輪と上記樹脂管の端部との間に介在されて上記押輪に具備されたテーパ状の押圧面に押し付けられることによって縮径される拡縮径可能な抜止めリングと、上記継手本体と上記押輪とを締結している結合具とを備え、上記筒状部の中心から上記突起の頂部までの距離が、上記３箇所のそれぞれの突起について同一であり、その距離が、上記樹脂管の端部に許容される口径公差の最大半径と同等であり、上記筒状部の外周面の半径が上記最小半径と同等である、というものである。
【００１５】
この発明によれば、樹脂管の端部に挿入されているスティフナの筒状部によってその端部が内側から支えられているので、継手本体と樹脂管の端部との間に介在されているシール材の樹脂管の端部の外周面に対する密着性が長期に亘って良好に発揮されるようになって水密信頼性が向上する。また、押輪と樹脂管の端部の外周面との間に抜止めリングが介在されており、この抜止めリングが、押輪側のテーパ状の押圧面に押し付けられることによって縮径されるようになっている。そのため、樹脂管が押輪からの抜出し方向に移動し、その樹脂管と共に抜止めリングが移動したときには、その抜止めリングが上記押圧面に押し付けられて縮径することにより樹脂管を締め付けて抜け止めするようになり、そのことが管接続信頼性を高めることに役立つ。また、上記筒状部の中心から上記突起の頂部までの距離が、上記３箇所のそれぞれの突起について同一であり、その距離が、上記樹脂管の端部に許容される口径公差の最大半径と同等であり、上記筒状部の外周面の半径が上記最小半径と同等であると、樹脂管の端部に許容される口径公差の範囲内でその口径が最大になっていても最小になっていても、上記した３つの各作用が十分に発揮される。ここで、「同等」とは、正確に同一であるという意味ではなく、実質的に同一である範囲を意味している。
【００１６】
本発明に係るスティフナを用いた管接続構造では、上記シール材の背部で上記テーパ面と上記樹脂管の端部の外周面との間に介在されかつそのテーパ面に係合して後退が阻止されている位置決め輪と、上記シール材の前部で上記テーパ面と上記樹脂管の端部の外周面との間に介在されかつ上記押輪によって上記テーパ面の径小側に向けて押し付けられたリング状の拡縮径可能なリテーナとを備え、このリテーナと上記位置決め輪とにより上記シール材が軸方向に挾圧されていることが望ましい。
【００１７】
このようになっていると、シール材と継手本体側の上記テーパ面及び樹脂管の端部の外周面との密着性が保たれる。
【００１８】
本発明に係るスティフナを用いた管接続構造では、上記結合具が、上記継手本体に設けられたフランジと上記押輪に設けられたフランジとを、互いに近づく方向に締め付けることのできるボルト及びナットでなることが望ましい。このようになっていると、ボルト及びナットの締付力を調節することによってシール材に対する軸方向の挾圧力を調節することが可能である。
【００１９】
本発明に係るスティフナを用いた管接続構造では、上記樹脂管の内周面に対する上記突起の圧接箇所が、上記樹脂管の端部に外嵌合された上記継手本体の上記テーパ面よりも管端側に位置していることが望ましい。このようになっていると、シール材や抜止めリングが樹脂管の端部に当たる箇所と、筒状部の突起が樹脂管の端部に当たる箇所とが異なる箇所になるので、シール材による水密性や抜止めリングによる抜止め作用が上記突起によって悪影響を受けない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るスティフナ１０の一部省略部分縦断側面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図、図３は樹脂管１００の端部の口径公差とスティフナ１０側の突起１３，１４，１５との寸法の関係を表した説明図である。
【００２１】
このスティフナ１０は、合成樹脂で一体に射出成形されており、筒状部１１と、この筒状部１１の外周面１２から突出する状態に設けられた３つの突起１３，１４，１５と、筒状部１１の一端部に設けられた鍔部１６とを一体に備えている。上記各突起１３，１４，１５は、筒状部１１の鍔部１６に近い位置で周方向等角度おきの３箇所に、周方向に並ぶ状態で設けられており、その断面形状は、図１や図２に示したように山形になっている。なお、それぞれの突起１３，１４，１５の断面形状は、図例のように半球状の山形であっても、頂部の周囲が平坦な傾斜面になった三角形に近似する山形であってもよい。
【００２２】
図３に示したように、筒状部１１の中心Ｐから３つの突起１３，１４，１５の各頂部までのそれぞれの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は同一である。また、それらの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は、このスティフナが用いられる樹脂管１００の端部に許容される口径公差の最大半径Ｒ１と同等（実質上同一）であり、筒状部１１の外周面１２の半径ｒが上記口径公差の最小半径Ｒ２と同等（実質上同一）である。
【００２３】
図４は３つの突起１３，１４，１５の全部が、樹脂管１００の端部の内周面１０１に圧接している状態を示した縦断正面図、図５は図４のＶ−Ｖ線に沿う拡大断面図である。
【００２４】
図４のように樹脂管１００にスティフナ１０の筒状部１１が挿入されていると、樹脂管１００の端部の内周面１０１に圧接している突起１３，１４，１５がその圧接箇所を持ち上げて図４及び図５に示したように凹ませたり、あるいは突起１３，１４，１５が樹脂管１００の端部の内周面１０１に喰い込んだりする（図５では突起１４，１５を図示していない。以下同じ）。そのため、スティフナ１０が樹脂管１００から容易に抜け出ないように、突起１３，１４，１５によって筒状部１１が樹脂管１００の端部に位置決めされる。なお、１０２は内周面１０１の凹み箇所を示している。
【００２５】
また、３つの突起１３，１４，１５は筒状部１１の周方向等角度おきの３箇所に設けられているため、突起１３，１４，１５が設けられている箇所の反対側では、筒状部１１に突起が存在していない。そのため、筒状部１１を樹脂管１００の端部に挿入するときには、３つの突起１３，１４，１５が、樹脂管１００の端部の内周面１０１に圧接してその内周面１０１を圧接箇所で持ち上げ、その反対側では樹脂管１００を筒状部１１に近付く方向に引っ張るように作用して、樹脂管１００の端部が多少の変形を起こすようになる。したがって、挿入に要する力が少なくて済み、同時に、樹脂管１００の端部の内周面１０１に付く傷の量も最少限度に抑えられる。
【００２６】
図４及び図５では、いびつな変形を起こしていない樹脂管１００の端部に筒状部１１を挿入して３つの突起１３，１４，１５をその端部の内周面１０１に圧接させている状態を説明したけれども、樹脂管１００がいびつな変形を起こしている場合であっても、樹脂管１００にスティフナ１０の筒状部１１が挿入されていると、３つの突起１３，１４，１５のうちの少なくとも１つが、必ず、樹脂管１００の端部の内周面１０１に圧接し、その圧接している突起、たとえば突起１３がその圧接箇所を持ち上げて凹ませたり、あるいは突起１３が樹脂管１００の端部の内周面１０１に喰い込んだりする。そのため、上記同様に、スティフナ１０が樹脂管１００から容易に抜け出ないように、その筒状部１１が樹脂管１００の端部に位置決めされる。
【００２７】
同様の場合に、筒状部１１を樹脂管１００の端部に挿入するときには、３つの突起１３，１４，１５のうちの少なくとも１つが、必ず、樹脂管１００の端部の内周面１０１に圧接してその内周面１０１を圧接箇所で持ち上げるように作用し、その樹脂管１００の端部が多少の変形を起こすようになる。したがって、挿入に要する力が少なくて済み、同時に、樹脂管１００の端部の内周面１０１に付く傷の量も最少限度に抑えられる。
【００２８】
図６は本発明に係るスティフナ１０を用いた管接続構造を構成するのに際する前段階の状態を示した縦断側面図、図７は同構造の縦断側面図である。
【００２９】
図７に示した構造では、樹脂管１００の端部に、図１〜図４で説明したものと同様のスティフナ１０の筒状部１１が挿入されており、その筒状部１１に設けられている３つの上記突起１３，１４，１５（図７には１つの突起１３だけが現れている）の全部、又は少なくとも１つが樹脂管１００の内周面１０１に圧接して、その筒状部１１をその樹脂管１００の端部に対して位置決めしている。
【００３０】
樹脂管１００の端部には継手本体２０が外嵌合されている。この継手本体２０は、先拡がり状のテーパ面２１と、ボルト挿通孔２３を有するフランジ２２とを備えている。同様に、樹脂管１００の端部には、押輪３０が外嵌合されて継手本体２０に対向配備されている。この押輪３０には、テーパ状の押圧面３１とボルト挿通孔３３を有するフランジ３２とが備わっている。そして、継手本体２０と樹脂管１００の端部との間に、上記テーパ面２１の径小側から径大側に向かって順に、位置決め輪４０と、ゴム輪でなるシール材５０と、リング状のリテーナ６０とが介在されている。また、押輪３０と樹脂管１００の端部の外周面１０３との間に抜止めリング７０が介在されている。８０はボルト８１とナット８２とからなる結合具であり、ボルト８１が上記各フランジ２２，３２のボルト挿通孔２３，３３に挿通され、そのボルト８１にナット８２がねじ込まれて締め付けられている。ここで、リテーナ６０や位置決め輪４０は、拡縮径可能な欠円リング状に形成されている。抜止めリング７０も同様に拡縮径可能なリング状に形成されている。
【００３１】
上記のように結合具８０によって各フランジ２２，３２が互いに近づく方向に締め付けられていると、押輪３０がリテーナ６０を押し付けるので、シール材５０がその背部の位置決め輪４０とリテーナ６０とによって軸方向に挾圧され、その結果、シール材５０が継手本体２０のテーパ面２１及び樹脂管１００の端部の外周面１０３に密着してその箇所の水密性を保つ。特に、樹脂管１００の端部がスティフナ１０の筒状部１１によって内側から支えられているため、樹脂管１００の端部にシール材５０などを介して締付け方向に外力が加わっているとしても、その樹脂管１００の端部が容易に変形することはなく、シール材５０による水密信頼性が長期に亘って良好に保たれる。なお、位置決め輪４０は、テーパ面２１に係合して後退が阻止されている。
【００３２】
また、樹脂管１００が押輪３０からの抜出し方向（図７では右方向）に移動し、その樹脂管１００に嵌合している抜止めリング７０が樹脂管１００と共に移動したときには、その抜止めリング７０が図７のように押圧面３１に押し付けられて縮径するので、その抜止めリング７０が樹脂管１００を締め付けて抜け止めする。抜止めリング７０の内周面に喰込み歯７１を形成しておくと、その喰込み歯７１が樹脂管１００の外周面１０３に喰い込むので、抜止め効果がいっそう顕著に発揮される。
【００３３】
図７で説明した管接続構造は、図６に示した前段階、すなわち、樹脂管１００の端部に継手本体２０と押輪３０とを外嵌合すると共に、その継手本体２０と押輪３０との間に、位置決め輪４０と、シール材５０と、リテーナ６０と、抜止めリング７０とを嵌合しておくという前段階を行った後、ボルト８１を各フランジ２２，３２のボルト挿通孔２３，３３に挿通し、そのボルト８１にナット８２がねじ込んで締め付ける、という操作を行うことによって得られる。
【００３４】
図７に示したように、この管接続構造では、樹脂管１００の内周面１０１に対する突起１３，１４，１５（図７には１つの突起１３だけが現れている。）の圧接箇所が、樹脂管１００の端部に外嵌合された継手本体２０のテーパ面２１よりも管端側に位置している。このため、シール材５０や抜止めリング７０などの継手側の部品が樹脂管１００の端部に当たる箇所と、突起１３，１４，１５が樹脂管１００の端部に当たる箇所とが管軸方向で異なる箇所になる。その結果、シール材５０による水密性や抜止めリング７０による抜止め作用が突起１３，１４，１５によって悪影響を受けない。
【００３５】
図６及び図７に示した管接続構造に用いられている継手本体２０や押輪３０は金属製であることが好ましいけれども、この管接続構造を水用配管に採用する場合には、位置決め輪４０、リテーナ６０、抜止めリング７０などについては金属製であっても、合成樹脂製であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、樹脂管の端部が正円形である場合は勿論、その端部がいびつな変形を起こしている場合であっても、スティフナの筒状部を比較的小さな力で挿入することが可能であり、それにもかかわらず、挿入された筒状部が容易に抜き出されることのないスティフナを提供することが可能になる。また、そのようなスティフナを用いた管接続構造を提供することが可能になる。さらに本発明によれば、合成樹脂で射出成形した安価なスティフナを提供すること、及びそのようなスティフナを用いた管接続構造を提供することが可能になる。さらに本発明によれば、水密信頼性や接続信頼性に優れるスティフナを用いた管接続構造を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るスティフナの一部省略部分縦断側面図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う拡大断面図である。
【図３】  樹脂管の端部の口径公差とスティフナ側の突起との寸法の関係を表した説明図である。
【図４】  ３つの突起が樹脂管の端部の内周面に圧接している状態を示した縦断正面図である。
【図５】  図４のＶ−Ｖ線に沿う拡大断面図である。
【図６】  本発明に係るスティフナを用いた管接続構造を構成するときの前段階の状態を示した縦断側面図である。
【図７】  同構造の縦断側面図である。
【符号の説明】
１０ スティフナ
１１ 筒状部
１２ 筒状部の外周面
１３，１４，１５ 突起
２０ 継手本体
２１ テーパ面
２２，３２ フランジ
３０ 押輪
３１ 押圧面
４０ 位置決め輪
５０ シール材
６０ リテーナ
７０ 抜止めリング
８０ 結合具
８１ ボルト
８２ ナット
１００ 樹脂管
１０１ 樹脂管の内周面
１０３ 樹脂管の外周面
Ｐ 筒状部の中心
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 筒状部の中心から突起の頂部までの距離
Ｒ１ 最大半径
Ｒ２ 最小半径
ｒ 筒状部の外周面の半径
【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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