JP5451130B2 - 管接続装置 - Google Patents

Description

この発明は、雌側管の先端側開口端部に設けられた雌側管継手に、雄側管の先端側開口端部を内嵌して接続する管接続装置に関する。

従来、室外給湯機における内部配管等では、銅製の管を使用するのが一般的である。銅製の雌側管と雄側管とを接続する場合には、例えば特許文献１に示すように雌側管の先端側開口端部に管継手が設けられる一方、その管継手に嵌入される雄側管の先端側開口端部の外周面に、雌側管継手のフランジ部に当接するフランジ部材として真鍮リングを外嵌し、雄側管を内部から拡径加工して真鍮リングを固定して、その真鍮リングと雌側管継手のフランジ部とを結合部材で結合固定する技術が周知である。

特許第３０７６９５８号公報

しかしながら、上記従来の管接続構造においては、銅製の管を使用しているため、管自体の材料コストが高くなる上さらに、錆等が発生し易く、管素材の安定性に劣り、十分な耐久性を得ることが困難であった。

また雄側管の外周面に真鍮リングを固定する際に、雄側管を内部から押し広げて拡径しなければならず、この拡径作業に手間がかかるといった難点も抱えている。

一方、最近では、管素材の安定性や、材料コストの観点等から、アルミニウム等の軽金属層の内周面側と外周面側をそれぞれ合成樹脂層で被覆した３層構造の管が開発されている。

ところが、このような３層構造の管を使用する場合、材質的に雄側管の開口端部を拡径（拡管）変形することが難しい。このため、前記雄側管に真鍮リング等のフランジ部材を固定するには、別途、特殊なアダプター等を用意しなければならないといった別の課題が生じる。従って、３層構造の管を採用しても簡単かつ確実に接続できる新たな手法の開発が望まれているのが現状である。

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、３層構造の管であっても簡単かつ確実に接続できる上さらに、耐久性の向上およびコストの低減を図ることができる管接続装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、以下の手段を備えるものである。

［１］雌側管の先端側開口端部に設けられた雌側管継手に、外周側が合成樹脂層で構成される雄側管の先端側開口端部を内嵌して接続する管接続装置であって、
前記雄側管における先端側開口端部の外周面に形成された先端側環状溝と、
前記雄側管における先端側開口端部よりも基端側の外周面に形成された基端側環状溝と、
前記先端側環状溝に装着されて、前記雌側管継手の内周面に密着されるＯリングと、
前記基端側環状溝に収容されて、前記雄側管における前記基端側環状溝の部分を外側から弾性挟持する一対の雄側管挟持片と、前記雌側管継手を外側から弾性挟持する一対の管継手挟持片とが連結された管結合部材と、を備え、
前記管結合部材における前記一対の雄側管挟持片が、前記基端側環状溝の内側面に係合するとともに、前記一対の管継手挟持片が、前記雌側管継手の先端外周に設けられたフランジ部に係合することにより、前記雌側管継手および前記雄側管が接続固定されるようにしたことを特徴とする管接続装置。

［２］前記管結合部材は、径方向外側から外嵌して装着するクイックファスナーによって構成される前項１に記載の管接続装置。

［３］前記雄側管は、中間の金属層と、その金属層の内周面側に積層された内側合成樹脂層と、前記金属層の外周面側に積層された外側合成樹脂層とを有する３層構造である前項１または２に記載の管接続装置。

［４］前記雄側管における前記先端側環状溝よりも先端側の外周部に、その外周部が前記金属層よりも深い位置まで削り取られることにより、金属層除去部が形成される前項３に記載の管接続装置。

［５］前記雄側管の先端部に、金属製の補強用インナーパイプが圧入されるとともに、
その補強用インナーパイプの先端に外側に折り返されて基端側に延び、かつ前記金属層除去部をカバーする折り返し片が設けられる前項４に記載の管接続装置。

［６］前記雄側管の先端部に、金属製の補強用インナーパイプが圧入される前項１〜４のいずれか１項に記載の管接続装置。

発明［１］の管接続装置によれば、雄側管の先端側開口端部に対して手間のかかるフランジ取付操作を行う必要がなく、雄側管を雌側管継手に嵌め込んで、管結合部材を装着するだけで、簡単かつ確実に雌側管および雄側管を接続固定することができる。

また雄側管の外周側に、安定した素材で安価な合成樹脂層が設けられるため、劣化し難く、十分な耐久性を得ることができるとともに、材料コストも低減することができる。

発明［２］の管接続装置によれば、管接続部の側方から外嵌するだけで簡単に、管結合部材を装着でき、ひいては管接続作業を、より一層簡単に行うことができる。

発明［３］の管接続装置によれば、雄側管として、より一層安定した素材の３層構造の管を用いているため、より確実に劣化を防止でき、より一層耐久性を向上させることができる。

発明［４］の管接続装置によれば、金属層の腐食を、より確実に防止することができる。

発明［５］の管接続装置によれば、管接続部を強度を向上させつつ、雄側管を雌側管継手に、より一層安定した状態に接続固定することができる。

発明［６］の管接続装置によれば、管接続部の強度を向上させることができ、有害な変形を確実に防止することができる。

図１はこの発明の実施形態である管接続装置を分解して示す斜視図である。 図２は実施形態の管接続装置を示す半分切欠側面図である。 図３は実施形態に適用された雄側管の周壁を拡大して示す断面図である。 図４は実施形態の雄側管を雌側管継手に接続する際の状態を示す半分切欠側面図である。 図５Ａは実施形態に適用されたクイックファスナーを示す正面図である。 図５Ｂは実施形態に適用されたクイックファスナーを示す側面図である。 図６はこの発明の変形例である管接続装置を示す半分切欠側面図である。

図１はこの発明の実施形態である管接続装置を示す分解斜視図、図２はその管接続装置の片側半分を切り欠いた状態で示す側面図である。

両図に示すように、本実施形態の管接続装置は、雌側管（１）と、雌側管継手（２）と、雄側管（３）と、Ｏリング（５）と、クイックファスナー（６）と、補強用インナーパイプ（７）とを基本的な構成要素として備えている。

雌側管（１）は、各種の管を使用可能であるが、ここでは従来と同様、銅製の管（鋼管）が用いられている。この雌側管（１）には、雄側管（３）との接続側端部（先端開口端部１ａ）に雌側管継手（２）が接続固定されている。

この雌側管継手（２）は、例えば真鍮等の金属材からなる円筒形の本体部（２１）と、この本体部（２１）の後端に一体形成された雌側管接続部（２２）と、本体部（２１）の外周面先端側に一体形成されたフランジ部（２３）とを備えており、雌側管接続部（２２）が雌側管（１）の先端側開口端部（１ａ）にねじ込まれて接続固定されている。

また雌側管継手（２）の本体部（２１）の内周面には、雄側管（３）の先端側開口端面（３ｂ）に対向する環状段部（２４）が形成されている。

なお、本実施形態において、雌側管継手（２）は、雌側管（１）と別体に形成されているが、それだけに限られず、本発明においては、雌側管（１）の端部を加工することによって、管継手を雌側管に一体に形成するようにしても良い。

さらに本発明において、雌側管（１）は、その材質が特に限定されるものではなく、後述するように、雄側管（３）と同様に、３層構造のものによって構成するようにしても良い。

雄側管（３）は、図３に示すように、中間層としてのアルミ層（１１）と、アルミ層（１１）の内周面側に積層された内側合成樹脂層（１２）と、アルミ層（１１）の外周面側に積層された外側合成樹脂層（１３）とからなり、内周面側の内側合成樹脂層（１２）は、外周面側の外側合成樹脂層（１３）に対し厚肉に形成されている。

なお本実施形態において、中間層を構成する材料としては、アルミニウムまたはその合金からなるものが採用されているが、本発明においては、中間層の材料としては、軽金属等の他の金属も採用することができる。

また本発明において、雄側管（３）は、３層構造のものに限定されるものではなく、各層の素材も限定されるものではない。本発明において、雄側管は、少なくとも外周面側が合成樹脂層で構成されているものであれば、どのようなものでも採用することができる。

雄側管（３）における先端側開口端部（３ａ）の外周面には、管結合部材装着用の基端側環状溝（３１）が形成されている。さらに先端側開口端部（３ａ）の外周面における基端側環状溝（３１）よりも先端側の位置には、Ｏリング装着用の先端側環状溝（３２）が形成されている。基端側環状溝（３１）は、先端側環状溝（３２）よりも溝幅が大きく形成されている。

先端側環状溝（３２）には、Ｏリング（５）が嵌着されており、雌側管継手（２）に接続された状態では、Ｏリング（５）の外周面全周が、雌側管継手（２）の内周面全周に隙間なく密着して、雌側管継手（２）および雄側管（３）間の液密が図られるようになっている。

補強用インナーパイプ（７）は、雄側管（３）の先端側に圧入されて雄側管（３）を補強するものである。このインナーパイプ（７）は、雄側管（３）の先端開口から圧入される金属製の円筒基体（７１）と、この円筒基体（７１）の先端に一体形成されて、雄側管（３）の先端側開口端面（３ｂ）に当接係止されるフランジ部（７２）とを備えている。

なお本発明において、補強用インナーパイプ（７）は、必ずしも必要なものではないが、インナーパイプ（７）を挿入することによって、管接続部、特に雄側管（３）の先端側開口端部（３ａ）の強度を十分に向上させることができ、その開口端部（３ａ）、ひいては管接続部周辺の有害な変形等を有効に防止でき、安定した形状を長期間維持することができる。

管結合部材としてのクイックファスナー（６）は、弾力性を有するバネ鋼を曲げ加工して得られる一体成形品によって構成されており、一対の雄側管挟持片を構成する一対の小径側挟持片（６１）（６１）と、一対の管継手挟持片を構成する一対の大径側挟持片（６２）（６２）とが連結された構造を有している。

すなわち、このクイックファスナー（６）は、基部（６０）と、基部（６０）に一体に設けられた円弧状の一対の小径側挟持片（６１）（６１）と、基部（６０）に一体に設けられた円弧状の一対の大径側挟持片（６２）（６２）と、対応する小径側挟持片（６１）および大径側挟持片（６２）の先端間を連結する先端連結部（６３）（６３）とを備えている。

一対の小径側挟持片（６１）（６１）は、その幅が上記雄側管（３）における基端側環状溝（３１）の溝幅に対応する大きさに形成されている。この一対の小径側挟持片（６１）（６１）は、雄側管（３）の基端側環状溝（３１）に適合状態に収容されて、雄側管（３）における基端側環状溝（３１）の部分を外側から弾性的に挟持できるようになっている。

さらに一対の大径側挟持片（６２）（６２）は、小径側挟持片（６１）（６１）に対し曲率半径が小さい大きさに形成されている。この一対の大径側挟持片（６２）（６２）は、雌側管継手（２）の本体部（２１）を径方向の外側から弾性的に挟持できるようになっている。

また先端連結部（６３）（６３）は、外側に湾曲形成されており、後述するように、クイックファスナー（６）を、雌側管継手（２）および雄側管（３）に跨って径方向外側から外嵌する際に、その外嵌操作を容易に行えるようにしている。

次に、上記構成の管接続装置によって、雌側管（１）および雄側管（３）を接続する際の接続手順について説明する。なお言うまでもなく、本発明において、接続手順は以下の手順に限定されるものではない。

まず、雄側管（３）の管内に補強用インナーパイプ（７）を圧入して、雄側管（３）の先端部に固定する。

その一方、図４に示すように、雄側管（３）の先端側環状溝（３２）にＯリング（５）を装着する。このＯリング（５）の装着作業は、Ｏリング（５）を環状溝（３２）に嵌め込むだけで良く、簡単かつ正確に行うことができる。

なおインナーパイプ（７）の圧入作業およびＯリング（５）の装着作業は、施工現場に到着する前に、予め行うようにしても良いし、いずれか一方の作業のみを予め行っておくようにしても良い。

さらに雄側管（３）の環状溝（３１）（３２）は、施工現場で形成しても良いし、施工現場に到着する前に、予め形成しておくようにしても良い。

次に図１，４に示すように、雄側管（３）の先端側開口端部（３ａ）を、雌側管（１）の雌側管継手（２）における先端側開口端部（２ａ）内に嵌入して、雄側管（３）におけるインナーパイプ（７）のフランジ部（７２）を、雌側管継手（２）における先端側開口端部（２ａ）内の段部（２４）に当接係止させる。この当接係止によって、雄側管（３）の雌側管継手（２）に対する位置決めが図られる。この位置決め状態では、雌側管継手（２）の先端面が、雄側管（３）の基端側環状溝（３１）における一方側（先端側）の内側面に対応して配置される。

また雄側管（３）を雌側管継手（２）に嵌入した際には、雄側管（３）のＯリング（５）が、雌側管継手（２）の内周面全周に密着して、雌側管（１）および雄側管（３）が液密状態に接続される。

なお、雌側管継手（２）を雌側管（１）に取り付ける作業は、施工現場に到着する前に、予め行っておくようにしても良い。

最後に、クイックファスナー（６）を、フランジ部（２３）を挟んで雌側管継手（２）および雄側管（３）間に跨る部分（管接続部）に、径方向外側から外嵌して装着する。すなわち、クイックファスナー（６）を、その先端連結部（６３）（６３）を、雌側管継手（２）のフランジ部（２３）に対向させるように配置する。このとき、クイックファスナー（６）における一対の小径側挟持片（６１）（６１）を雄側管（３）の基端側環状溝（３１）に位置的に対応させるとともに、一対の大径側挟持片（６２）（６２）を雌側管継手（２）の本体部（２１）におけるフランジ部（２３）の近傍に位置的に対応させておく。そしてその状態から、クイックファスナー（６）を、管接続部に向けて径方向外側から強く押し込む。これによりクイックファスナー（６）の先端連結部（６３）（６３）が、雌側管継手（２）における本体部（２１）の外周面にガイドされて、各挟持片（６１）（６２）が外側に拡開するように弾性変形して所定位置まで押し込まれた後、弾性反発力で復帰して各挟持片（６１）（６２）が閉じることにより、一対の小径側挟持片（６１）（６１）が雄側管（３）の環状溝（３１）に適合状態に収容されて、雄側管（３）における環状溝（３１）の部分を外側から弾性挟持するとともに、一対の大径側挟持片（６２）（６２）が、雌側管継手（２）の本体部（２１）におけるフランジ部（２３）の近傍を外側から弾性挟持する。この挟持状態においては、小径側挟持片（６１）（６１）が、基端側環状溝（３１）の内側面に係止するとともに、大径側挟持片（６２）（６２）が、雌側管継手（２）のフランジ部（２３）に係止することによって、雌側管継手（２）の雄側管（３）に対する抜け止めが図られて、雌側管（１）および雄側管（３）が接続状態に固定される。

こうして雌側管（１）および雄側管（３）の接続作業が完了する。

以上のように、本実施形態の管接続装置によれば、雌側管継手（２）に雄側管（３）を挿入して、クイックファスナー（６）を側方から嵌め込むだけのワンタッチ操作で簡単に、雌側管（１）および雄側管（３）を連結固定することができる。

特に本実施形態においては、雄側管（３）に真鍮リング等のフランジ部品を装着せずに、両管（１）（３）を連結固定することができるため、従来の銅管を使用する場合のように、雄側管に対してカシメによる拡管操作を行ってフランジ部品を取り付ける等の面倒な作業は一切必要なく、その分、管接続作業を、より一層簡単に行うことができる。

また本実施形態においては、雄側管（３）として、素材的に非常に安定し、かつ安価な３層構造のものを支障なく採用しているため、耐腐食性に優れ、十分な耐久性を得ることができるとともに、材料コストも確実に削減することができる。

図６はこの発明の変形例である管接続装置を示す半分切欠側面図である。同図に示すようにこの変形例の管接続装置においては、雄側管（３）における先端側環状溝（３１）よりも先端側外周部が、中間アルミ層（１１）が除去される深さまで削り取られて、アルミ層除去部（３５）が形成されている。

また雄側管（３）の先端部に設けられる補強用インナーパイプ（７）は、円筒形状の金属製円筒基体（７１）と、この円筒基体（７１）の先端外周に一体に形成されたフランジ部（７２）と、フランジ部（７２）の外周縁に一体に形成され、かつ管軸方向と平行に基端側に延びる環状折り返し片（７３）とを備えている。

この補強用インナーパイプ（７）は、その円筒基体（７１）が雄側管（３）の先端部に圧入されて固定される。この固定状態においては、フランジ部（７２）が、雄側管（３）の先端開口端面（３ｂ）の全域を閉塞するとともに、環状折り返し片（７３）が、雄側管（３）におけるアルミ層除去部（３５）の全周全域を外側からカバーするように、アルミ層除去部（３５）に外嵌状態に配置される。

ここで補強用インナーパイプ（７）の環状折り返し片（７３）は、その厚みが、アルミ層除去部（３５）の深さに一致するように設定されており、環状折り返し片（７３）の外径寸法が、雄側管（３）における外周合成樹脂層（１３）の外径寸法と一致し、環状折り返し片（７３）の外周面と、雄側管（３）の外周面とが同一面上に配置される。

この変形例の管接続装置において、他の構成は、上記実施形態の管接続装置の構成と実質的に同一であるため、同一または相当部分に同一符号を付して、重複説明は省略する。

この変形例の管接続装置は、上記実施形態と同様に、同様の手順で、雌側管（１）および雄側管（３）が接続固定される。

この変形例の管接続装置においても、上記と同様に、同様の効果を得ることができる。その上さらにこの管接続装置では、アルミ層（１１）の腐食をより一層確実に防止することができる。

すなわち雄側管（３）の先端側環状溝（３２）には、Ｏリング（５）が装着されるが、雄側管（３）におけるＯリング（５）よりも先端側、つまり先端側環状溝（３２）よりも先端側は、雄側管（３）内を流通する流体に接触する。このため雄側管（３）の先端側に、アルミ層（１１）が露出していると、そのアルミ層（１１）が流体に接触して、そのアルミ層（１１）が腐食するおそれがある。例えば図１に示す実施形態の管接続装置においては、雄側管（３）の先端開口端面（３ｂ）に、アルミ層（１１）の端縁が露出しているため、その露出したアルミ層（１１）の端縁から腐食が進行していくおそれがある。

そこで、この変形例においては、雄側管（３）における先端側環状溝（３２）よりも先端側外周部を、アルミ層のないアルミ層除去部（３５）として形成しているため、管内を流れる流体が、アルミ層に一切接触することがなく、アルミ層の腐食をより一層確実に防止することができる。

さらにこの変形例においては、補強用インナーパイプ（７）の環状折り返し片（７３）によって、アルミ層除去部（３５）をカバーして、環状折り返し片（７３）の外周面と、雄側管（３）の基端側外周面とを面合わせしているため、雄側管（３）を先端部を、雌側管継手（２）内に嵌め込んだ際に、環状折り返し片（７３）の外周面と、雄側管（３）の基端側外周面とが共に、雌側管継手（２）における先端側開口端部（２ａ）の内周面に面接触する。このため雄側管（３）を雌側管継手（２）に安定した状態に嵌め込むことができ、ひいては、雌側管（１）および雄側管（３）を、より一層安定した状態に接続固定することができる。

この発明の管接続装置は、例えば室外給湯機等の内部配管における雌側管と雄側管とを液密に接続する場合等に適用することができる。

１：雌側管
１１：アルミ層（金属層）
１２：内側合成樹脂層
１３：外側合成樹脂層
１ａ：先端側開口端部
２：雌側管継手
２３：フランジ部
３：雄側管
３ａ：先端側開口端部
３１：基端側環状溝
３２：先端側環状溝
３５：アルミ層除去部（金属層除去部）
５：Ｏリング
６：クイックファスナー（管結合部材）
６１：小径側挟持片（雄側管挟持片）
６２：大径側挟持片（管継手挟持片）
７：補強用インナーパイプ
７３：環状折り返し片

Claims (4)

1. 雌側管の先端側開口端部に設けられた雌側管継手に、外周側が合成樹脂層で構成される雄側管の先端側開口端部を内嵌して接続する管接続装置であって、
   前記雄側管における先端側開口端部の外周面に形成された先端側環状溝と、
   前記雄側管における先端側開口端部よりも基端側の外周面に形成された基端側環状溝と、
   前記先端側環状溝に装着されて、前記雌側管継手の内周面に密着されるＯリングと、
   前記基端側環状溝に収容されて、前記雄側管における前記基端側環状溝の部分を外側から弾性挟持する一対の雄側管挟持片と、前記雌側管継手を外側から弾性挟持する一対の管継手挟持片とが連結された管結合部材と、を備え、
   前記管結合部材における前記一対の雄側管挟持片が、前記基端側環状溝の内側面に係合するとともに、前記一対の管継手挟持片が、前記雌側管継手の先端外周に設けられたフランジ部に係合することにより、前記雌側管継手および前記雄側管が接続固定され、
   前記雄側管は、中間の金属層と、その金属層の内周面側に積層された内側合成樹脂層と、前記金属層の外周面側に積層された外側合成樹脂層とを有し、
   前記雄側管における前記先端側環状溝よりも先端側の外周部に、その外周部が前記金属層よりも深い位置まで削り取られることにより、金属層除去部が形成されることを特徴とする管接続装置。
2. 前記管結合部材は、径方向外側から外嵌して装着するクイックファスナーによって構成される請求項１に記載の管接続装置。
3. 前記雄側管の先端部に、金属製の補強用インナーパイプが圧入されるとともに、
   その補強用インナーパイプの先端に外側に折り返されて基端側に延び、かつ前記金属層除去部をカバーする折り返し片が設けられる請求項１または２に記載の管接続装置。
4. 前記雄側管の先端部に、金属製の補強用インナーパイプが圧入される請求項１または２に記載の管接続装置。

Images