(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の継手本体の一端面から管体接続用のニップルが一体に突設され、該ニップルの外周面に周方向に沿って凹溝が設けられ、該凹溝に管体の内周面に密接する止水パッキンが装着され、かつ、該ニップルが突設している継手本体の一端面に、ニップルと同心状に環状溝が設けられ、該環状溝に金属製の薄コアの先端部が嵌め込まれることでニップルの外周面に沿って金属製の薄コアが配設され、該薄コアと前記ニップルとの間に接続される管体の端部を嵌入し、前記薄コアの外周面を圧縮治具で圧縮して縮径することによって前記ニップルと管体とを固定して接続する管継手であって、
前記圧縮治具の圧縮ダイスの内周面に複数の凸条が設けられ、該凸条の１つが、圧縮ダイスの幅方向の一面を前記継手本体の一端面に当接した際に、前記ニップルの凹溝と相対する位置に設けられていることを特徴とする管継手。
【請求項２】
管体が嵌入される側の薄コアの端部が外向きに拡径され、圧縮ダイスの幅方向の一面を前記継手本体の一端面に当接した時に、該薄コアのテーパー面開始点から継手本体の一端面までの長さが、前記圧縮ダイスの幅より大きくなる寸法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】
ニップルの外周面に設けられている凹溝の両側に、管体の抜けを防止する突起が設けられ、該両突起の形状は凹溝に対して左右非対称とされており、かつ、該両突起の位置が、管体の端部をニップルと薄コアとの間に嵌入した際、管体の端部内周面に前記両突起が噛み込むことが可能な位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は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、樹脂管、又は樹脂と金属との複合管を接続する管継手において、管継手本体の一面に管体接続用金属製ニップルが設けられ、該ニップルの外面に金属製薄コアが設けられ、該ニップルと該薄コアとの間に管体端部が嵌入された後、薄コア外周面を圧縮治具で圧縮して縮径する（以降、カシメるという。）ことで薄コアを管外面に押しつけて、管体を継手に固定する構造を持つ管継手（以降、カシメ継手又はカシメ式継手という。）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、樹脂管、又は樹脂と金属との複合管を接続するカシメ継手は、カシメ継手本体の一面に管体接続用金属製ニップルが設けられ、該ニップルの外面に金属製薄コアが設けられ、該ニップルと該薄コアとの間に管体端部が嵌入された後、薄コア外周面を圧縮治具で圧縮してカシメることで薄コアを管外面に押しつけて、管体を継手に固定する構造とされている。これらの継手は、通常、継手本体、管体接続用ニップル、止水パッキン、薄コア及び必要があれば管体抜け止め突起等から構成されている。なお、止水パッキンはニップル外周面に、周方向に沿って設けられた凹溝に装着されている。
【０００３】
このカシメ継手は、例えば合成樹脂層の間に金属層が積層された複合管を接続する場合、圧縮治具を圧縮して縮径した際に、圧縮治具の圧縮ダイスに設けられた複数の凸条が、凹溝に装着されている止水パッキンを圧縮してこれを変形し、止水パッキンの変形による止水と、管体内周面がニップル外周面と接触することによる止水（以降、ハードシールという）との両方の効果で、止水が完全になるように設計されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このカシメ継手では、止水パッキンの凹溝からのはみ出し量を大きくすると、管体端部をニップルに挿入する時に、止水パッキンが凹溝から外れてしまうので、はみ出し量が小さくなるように設計されている。従って、止水パッキンの圧縮変形量は少ない。
【０００５】
【特許文献１】
特許  ＤＥ−２９８１４０４７−Ｕ１
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の方法では、圧縮パッキンの軸方向の位置決めが不十分となり、圧縮ダイスに設けられた凸条位置が必ずしも凹溝の位置と一致しない場合がある。この場合、止水パッキンの圧縮変形量は、もともと止水パッキンの変形量は小さく設計されているのに加えて、より小さくなる。
【０００７】
このような継手を用いて管体を接続した場合、接続後の管路に通常の水圧試験（内圧クリープ試験）を行っても、ハードシール効果が効いて、漏水は見られなかったが、冷熱繰り返し試験（９５℃の熱水と常温の水を繰り返し管に流す試験）においては、漏水が見られた。これは熱水が流れる時に管路全体が膨張して大きくなり、次に常温水が流れると、管内面側は冷たく継手外面側は熱く、温度勾配ができ、線膨張差が著しく大きくなり、ハードシールでは止水できず、止水パッキンでもその変形量が少ないので止水することができないためである。
【０００８】
本発明は、上記従来のカシメ継手が有する課題を解決し、管体挿入時に止水パッキンの溝はずれがなく、しかも、カシメ後は止水パッキンの圧縮変形量が大きくなって、冷熱繰り返し時でも漏水しない管継手を提供する目的でなされたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、金属製の継手本体の一端面から管体接続用のニップルが一体に突設され、該ニップルの外周面に周方向に沿って凹溝が設けられ、該凹溝に管体の内周面に密接する止水パッキンが装着され、かつ、該ニップルが突設している継手本体の一端面に、ニップルと同心状に環状溝が設けられ、該環状溝に金属製の薄コアの先端部が嵌め込まれることでニップルの外周面に沿って金属製の薄コアが配設され、該薄コアと前記ニップルとの間に接続される管体の端部を嵌入し、前記薄コアの外周面を圧縮治具で圧縮して縮径することによって前記ニップルと管体とを固定して接続する管継手であって、前記圧縮治具の圧縮ダイスの内周面に複数の凸条が設けられ、該凸条の１つが、圧縮ダイスの幅方向の一面を前記継手本体の一端面に当接した際に、前記ニップルの凹溝と相対する位置に設けられていることを特徴とする管継手である。
【００１０】
請求項２記載の本発明は、管体が嵌入される側の薄コアの端部が外向きに拡径され、圧縮ダイスの幅方向の一面を前記継手本体の一端面に当接した時に、該薄コアのテーパー面開始点から継手本体の一端面までの長さが、前記圧縮ダイスの幅より大きくなる寸法とされていることを特徴とする請求項１記載の管継手である。
【００１１】
請求項３記載の本発明は、ニップルの外周面に設けられている凹溝の両側に、管体の抜けを防止する突起が設けられ、該両突起の形状は凹溝に対して左右非対称とされており、かつ、該両突起の位置が、管体の端部をニップルと薄コアとの間に嵌入した際、管体の端部内周面に前記両突起が噛み込むことが可能な位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の管継手である。
【００１２】
本発明が対象とする管は、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の合成樹脂管；内層側及び外層側の合成樹脂層がポリエチレン、架橋ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等ポリオレフィン系合成樹脂であり中間層の金属がアルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鋼、ステンレススチール等である金属複合管等である。
【００１３】
継手本体及び薄コアの材質は金属製のものであれば特に限定されない。しかしながら、管体として上記金属複合管が適用される場合を考慮すれば、該複合管の接続作業時に、複合管を継手に挿入する際に過大な力が掛かって複合管先端部が変形したり、経年変化により複合管の合成樹脂が劣化したり、継手本体の金属が酸化したりすることで、継手本体の金属と複合管の金属とが接触してしまう可能性があり得るので、アルミニウムより平衡電極電位が小さい金属（アルミニウムより貴な金属）が用いられることが望ましく、特に銅、銅合金、ステンレススチール、鉄又は鋼等の鋳物が好ましい。
【００１４】
（作用）
請求項１記載の本発明の管継手は、圧縮治具の圧縮ダイスの内周面に複数の凸条が設けられ、該凸条の１つが、圧縮ダイスの幅方向の一面を前記継手本体の一端面に当接した際に、前記ニップルの凹溝と相対する位置に設けられているので、圧縮ダイスを圧縮して縮径する時に、凸条が管体を押し、その内周面（ニップル接触側面）の凹接触部を凹溝内部に入り込むように押し込む。従って、凹溝内に装着された止水パッキンは、ニップル面よりも溝内部まで圧縮され、従来の管継手の場合のニップル面までしか圧縮されない時が発生する例と比較して、いつも確実に変形量が大きくなるので、冷熱繰り返し時に漏水しない管継手となる。
【００１５】
請求項２記載の本発明の管継手は、管体が嵌入される側の薄コアの端部が外向きに拡径され、圧縮ダイスの幅方向の一面を前記継手本体の一端面に当接した時に、該薄コアの拡径開始点から継手本体の一端面までの長さが、前記圧縮ダイスの幅より大きくなる寸法とされているので、圧縮治具の圧縮ダイスを正確に薄コア外周面にあてがうことができ、しかも、凸条位置と凹溝位置とがほとんどずれない。
【００１６】
請求項３記載の本発明の管継手は、ニップルの外周面に設けられている凹溝の両側に、管体の抜けを防止する突起が設けられ、該両突起の形状は凹溝に対して左右非対称とされており、かつ、該両突起の位置が、管体の端部をニップルと薄コアとの間に嵌入した際、管体の端部内周面に前記両突起が噛み込むことが可能な位置に設けられているので、管体をニップルに挿入した後、管体位置がニップル上で移動することがなく、従って止水パッキンが凹溝から外れたり捩れたりすることがなくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の管継手の実施の一例の断面図である。
【００１８】
継手本体１及びニップル２は、一体として製造された青銅連続鋳造鋳物６種（ＣＡＣ４０６Ｃ）製、薄コア３はステンレススチール（ＳＵＳ３１６Ｌ）製である。ニップル２は継手本体１の一端面１１から突設して設けられ、ニップル２の長さ方向の中央部に周方向に沿って凹溝２１が設けられている。凹溝２１には、ゴム製Ｏリングが止水パッキン２２として装着されている。凹溝２１の両側には、管体の抜けを防止する突起２３、２３が設けられている。両突起２３の形状は凹溝２１に対して左右非対称とされており、かつ、両突起２３の位置は、管体の端部内周面に両突起が噛み込むことが可能な位置に設けられている。
【００１９】
なお、ニップル２の外径は、接続される管体４の内径と略同一でやや小さくされ、継手本体１の一端面（ニップル突設面）１１には、（管体４厚さ＋薄コア３厚さ）の幅で環状溝１２が刻まれている。従って、薄コア３は、管体４がかぶさった状態で、その環状溝１２内に嵌り込むことができる。
【００２０】
管体４が挿入される側の薄コア３の端部は、外向きに拡径するテーパー面３１とされ、テーパー角度は、軸方向から３０度とされているが、この角度は３０度〜９０度の範囲であれば良い。薄コア３の内径は管体４の外径と略同じでやや大きくされ、その長さは、薄コア３の一端を上記環状溝１２に挿入した時に、継手本体１のニップル突設面１１からテーパー開始線３２までの長さ（Ｘ１）が、圧縮治具の圧縮ダイス５の幅（Ｘ２）よりやや広くなる長さとされている。
【００２１】
例えば管体が呼称１６Ａのポリエチレン管の場合では、圧縮ダイスの幅（Ｘ２）は１９．０ｍｍであるので、Ｘ１＝１９．５ｍｍとされる。
【００２２】
また、凹溝２１の深さは、止水パッキン２２がニップル２の表面まで圧縮されて変形された時に変形率８．４％となるようにされている。なお、この変形率は特に限定されるものでなく、適宜状況に合わせて変更されれば良い。
【００２３】
凹溝２１の幅は、止水パッキン２２の幅（ｍｍ）に（横方向変形代＋０．５〜２ｍｍ）を加えた幅とされている。この幅は、特に限定されるものではなく、圧縮ダイス５に設けられた凸条５１が確実に凹溝２１に相対することができれば、適宜変更されれば良い。
【００２４】
圧縮治具の圧縮ダイス５には、３条の凸条５１が周方向に設けられている。そのうちの中央の凸条５１は、カシメ作業のために、圧縮ダイス５が正しく薄コア３上に配置された時に、ニップル２に設けられた凹溝２１上に相対する。この時、上記呼称１６Ａの管体の例の場合では、凸条５１と凹溝２１とのズレは０．５ｍｍであるが、凹溝２１の上記幅方向の余裕が大きいので、確実に凸条５１は凹溝２１に挿入された止水パッキン２２を圧縮し、ニップル２表面より凹溝内側に更にこれを変形し、変形率が（８．４＋α）％となる。ただし、αは、凹溝２１の幅に余裕があり、かつ止水パッキン２２がその中で軸方向に移動可能であるので、一定の値にはならない。
【００２５】
この管継手を用いて管体を接続する手順を説明する。まず、接続する管体４の端部を面取りし同時に端面の扁平修正を行う。この時、面取りが不十分であれば管継手の止水パッキンが傷付く原因となり、面取りカスが付着すると漏水の原因となるので、確実に処置をする。
【００２６】
次いで、管端部を、管継手のニップル２と薄コア３の隙間に、奥に突き当たるまでまっすぐに挿入する。斜め挿入等無理な挿入は、止水パッキン２２の傷付きの原因となるので、してはならない。薄コアに設けられた挿入確認孔３３から管体が見えていることを確認する。
【００２７】
次いで、専用の圧縮治具で、薄コアの外面を圧縮する。即ち、圧縮工具の圧縮ダイス５を薄コア３の外周面のストレート面（薄コアのテーパー開始線から継手本体のニップル突設面まで）に当てる。圧縮ダイスの幅は、薄コア３のストレート部の長さとほぼ同じでやや小さくされているから、テーパー部に掛からないように注意する。圧縮ダイスが正しく配置されたら圧縮ダイスを圧縮し、薄コア３を縮径して管体４をニップル２側に変形させて圧接する。圧縮後、圧縮ダイスを継手から取り外す。
【００２８】
圧縮ダイスの圧縮面には３本の凸条が設けられているので、圧縮の痕が薄コアのストレート部に３本入っていることを確認する。更に、薄コア３の挿入確認孔３３から管体４が見えていることを確認する。以上の作業で、圧縮ダイス５に設けられた凸条５１は確実にニップル２に設けられた凹溝２１に相対し、凹溝２１に装着された止水パッキン２２を圧縮するので、止水パッキン２２が大きく変形し、止水が確実となる。
【００２９】
この管継手を用いて、上記の方法でポリエチレン管を接続したところ、止水パッキンは凹溝から外れず、また冷熱繰り返し試験（９５℃熱水と常温水とを各１回繰り返し流すことを１サイクルとして、３００００サイクル繰り返した）を行ったが、漏水はなかった。
【００３０】
【発明の効果】
以上の通りであるから、本発明の管継手は、管体挿入時に止水パッキンの溝はずれがなく、しかも、カシメ後は止水パッキンの圧縮変形量が大きくなって、冷熱繰り返し時でも漏水しない管継手となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管継手の実施の一例の半断面図である。
【符号の説明】
１  継手本体
１１  ニップル突設面（一端面）
１２  環状溝
２  ニップル
２１  凹溝
２２  止水パッキン
２３  突起
３  薄コア
３１  テーパー面
３２  テーパー開始線
４  管体
５  圧縮ダイス
５１  凸条
【図１】
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