JP7052963B2

JP7052963B2 - 継手

Info

Publication number: JP7052963B2
Application number: JP2018096861A
Authority: JP
Inventors: 建郎飯塚
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2018-05-21
Publication date: 2022-04-12
Anticipated expiration: 2038-05-21
Also published as: JP2019203514A

Description

本発明は、樹脂材料で形成された継手に関する。

従来から、軽量化のため、樹脂材料で形成された継手がある(例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－２２７２４２号公報

ところで、樹脂材料で形成された継手の雄螺子を、相手方の雌螺子に螺合する場合、作業者が雌螺子の軸心に対して雄螺子の軸心が多少傾いていることが分からずに、雄螺子を捩じ込んでしまう場合がある。金属の雄螺子と雌螺子とを螺合する場合には、雌螺子の軸心に対して雄螺子の軸心が多少傾いていると、捩じ込みの極初期段階で、雄螺子を回すことが出来なくなるため、雌螺子の軸心に対して雄螺子の軸心が合っていないことが容易に判断できる。

しかしながら、雄螺子が金属に比べて軟らかい樹脂材料で形成されている場合、雄螺子を回す力が多少重くなるものの、雄螺子の先端側のねじ山が、雌螺子で削られながら雄螺子が雌螺子に捩じ込まれてしまう場合がある。言い換えれば、不適切な捩じ込みにより雄螺子が破損する場合があり、改善の余地があった。さらに、流体を扱う継手の場合、雄螺子と雌螺子とが適正に螺合していないと流体の漏れを生じる場合も有る。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、不適切な捩じ込みを抑制可能な継手を提供することを目的とする。

請求項１に記載の継手は、軸心部分に流体の流路が設けられた中空形状の継手本体と、前記継手本体に設けられ樹脂材料から形成された雄側接続部と、前記雄側接続部の外周部に形成された第１の雄螺子と、前記雄側接続部の外周部の先端に設けられた金属材料製の先端部材と、前記第１の雄螺子のねじ山に連続するねじ山を有し、前記先端部材の外周部に形成された第２の雄螺子と、を有し、前記樹脂材料と前記先端部材との境界部分が前記雄側接続部の内周面に露出していない。

請求項１に記載の継手は、雄側接続部を、接続対象の雌螺子に捩じ込んで螺合させることができる。
請求項１の継手においても、従来の継手のように、雄側接続部の軸心が雌螺子の軸心に対して傾いた状態で、雄側接続部を雌螺子に誤って捩じ込まれてしまう場合が想定されるが、請求項１の継手では、雄側接続部の先端に、樹脂材料に比較して硬い金属材料製の第２の雄螺子を有する先端部材が設けられているので、捩じ込みの極初期段階で、雄側接続部を回すことができなくなるため、不適切な捩じ込みを行なっていることが容易に判断でき、不適切な捩じ込みを抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の継手において、前記先端部材は、金属材料でリング状に形成されている。

請求項２に記載の継手では、先端部材が金属材料でリング状に形成されているので、金属材料を旋盤加工することで先端部材を容易に製造することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の継手において、前記第１の雄螺子、及び前記第２の雄螺子は、テーパおねじである。

請求項３に記載の継手は、第１の雄螺子、及び第２の雄螺子がテーパおねじであるため、平行ねじと比較して、接続対象の雌螺子に螺合させたときのシール性に優れるものとなる。なお、テーパおねじは、一例として、ＪＩＳＢ０２０３に記載の管用テーパおねじを用いることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の継手において、前記雄側接続部の先端から計測した前記先端部材の軸方向長さは、前記雄側接続部の先端から前記テーパおねじの基準径の位置までの軸方向長さから、ねじ山の１ピッチ分の長さを引いた長さ以下に設定されている。

テーパおねじをテーパめねじに適正に捩じ込むと、基準径の位置で、テーパおねじのねじ山の傾斜面とテーパめねじのねじ山の傾斜面とが密着してシール性が得られる。
請求項４に記載の継手では、雄側接続部の先端から計測した先端部材の軸方向長さを、雄側接続部の先端からテーパおねじの基準径の位置までの軸方向長さから、ねじ山の１ピッチ分の長さを引いた長さ以下に設定しているので、テーパおねじをテーパめねじに適正に捩じ込んで螺合させると、少なくともねじ山の１ピッチ分（１周分）は、樹脂材料からなる第１の雄螺子（テーパおねじ）のねじ山の傾斜面とテーパめねじのねじ山の傾斜面とが密着するので、高いシール性が担保される。
なお、ここでいう基準径とは、例えば、ＪＩＳＢ０２０３に記載の基準径のことである。

本発明に係る継手は上記構成としたので、不適切な捩じ込みを抑制することができる、という優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る継手、及び接続対象の一部を断面にした側面図である。一実施形態に係る継手を接続対象に雌螺子に螺合した状態を示す一部を断面にした断面図である。本発明の一実施形態に係る継手の雄側接続部の要部を示す断面図である。ＪＩＳＢ０２０３の要部の抜粋である。

図１乃至図３にしたがって、本発明の一実施形態に係る継手２０を説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る継手２０は、所謂ワンタッチ継手であり、一例として、合成樹脂等の配管１０の端部に取り付けられるものである。

継手２０は、管状の本体部２２と、この本体部２２に外挿される管状の中間部２４とを備えている。本体部２２と中間部２４とは一体化され、継手本体２６が構成されている。

本体部２２の軸芯部を貫通する孔は、流体が通過する流路２７とされている。
本体部２２の先端側（配管１０が挿入される側）には、後端側よりも小径の内筒部２２Ａが構成されている。内筒部２２Ａは中間部２４の内周側に配置されている。さらに、継手２０は、管状のスリーブ２８を備えている。スリーブ２８は、中間部２４に外挿されている。

中間部２４及びスリーブ２８と内筒部２２Ａの間には、配管１０が挿入される挿入孔３０が構成されている。挿入孔３０の内径、すなわち、内筒部２２Ａの外径は、配管１０の内径と略同一か僅かに小径とされている。挿入孔３０の外径、すなわち、中間部２４の内径は、配管１０の外径と略同一か僅かに大径とされている。

スリーブ２８の内側には、配管１０を挿入孔３０に保持するための保持部としてロックリング４０が配置されている。このロックリング４０は、全体が環状とされ、断面が９０度回転した略Ｖ字形をなしている。ロックリング４０は、略Ｖ字形の開口部が継手本体２６の奥側（配管１０の挿入側と逆側）に向かうように配置されている。そして、ロックリング４０の開口部が中間部２４の先端部２４Ａと対向し、略Ｖ字形の内側面の一部が先端部２４Ａに当接している。ロックリング４０の径方向内側に配置されるＶ字先端には、爪部４２が形成されている。爪部４２の先端部は尖っており、配管１０に食い込みやすい形状となっている。

スリーブ２８の内壁には、ロックリング４０の略Ｖ字形の外側面が当接可能なテーパ面２８Ａが形成されている。このテーパ面２８Ａは、挿入孔３０の入口３０Ａ側に向かって縮径するように形成されている。

スリーブ２８の内周側には、ロックリング４０よりも挿入孔３０の入口３０Ａ側に、継手２０の軸方向に沿って移動可能な解放リング３２が内挿されている。この解放リング３２は、略筒状とされ、内壁が挿入孔３０の一部を構成している。解放リング３２の奥側外周には、周方向に突起３２Ａが形成されており、スリーブ２８の内周に形成された小径部２８Ｂに当接することで、解放リング３２のスリーブ２８からの抜けが防止されている。

突起３２Ａの先端部３２Ｂは先細りとなるテーパ形状とされ、ロックリング４０の径方向内側の外周面に沿って配置されている。本体部２２には、挿入孔３０に面した外周面に２つの周溝２２Ｂが形成されており、これらの周溝２２Ｂにそれぞれゴム製のＯリング３４が嵌め込まれている。

本体部２２の周溝２２Ｂよりも奥側で挿入孔３０の最奥部には、外径が拡径された壁面２３が形成されている。この壁面２３に配管１０の先端が当接し、壁面２３は配管１０のストッパーになっている。また、本体部２２の挿入孔３０と反対側には、金属材料からなる接続対象４４に形成された雌螺子４６に接続される筒状の雄側接続部２２Ｃが形成されている。さらに、本体部２２の軸方向中間部には、雄側接続部２２Ｃの挿入孔３０側に、スパナ等を係合可能な六角ナット部２２Ｄが形成されている。

なお、接続対象４４に形成された雌螺子４６は、一例として、ＪＩＳＢ０２０３に記載の管用テーパめねじ（図４の表参照。図４の表は、ＪＩＳＢ０２０３の要部の抜粋）に準じたテーパめねじである。

本実施形態の継手２０は、本体部２２、中間部２４、スリーブ２８、及び解放リング３２は樹脂材料製、ロックリング４０はステンレス等の金属製である。

図２に示すように、雄側接続部２２Ｃの外周部には、挿入孔３０と反対側の先端側に真チュウ（黄銅）、ステンレス等の金属材料からなる先端部材４８が取り付けられている。この先端部材４８は、本体部２２を成形する際に、樹脂材料と一体的に接合されている。

雄側接続部２２Ｃの外周面には、一例として、第１の雄螺子の一例としての第１のテーパ雄ねじ５０Ａが形成されている。また、先端部材４８の外周部にも、第２の雄螺子の一例としての第２のテーパ雄ねじ５０Ｂが形成されている。なお、第１のテーパ雄ねじ５０Ａのねじ山と第２のテーパ雄ねじ５０Ｂのねじ山とは連続している。以後、第１のテーパ雄ねじ５０Ａ、及び第２のテーパ雄ねじ５０Ｂを総称して、テーパ雄ねじ５０と呼ぶ。テーパ雄ねじ５０は、ＪＩＳＢ０２０３に記載の管用テーパおねじ（図４の表参照）に準じて形成されている。

先端部材４８の内径は、雄側接続部２２Ｃの内径（流路２７の径）よりも大径であり、先端部材４８の図面右側（矢印Ｒ方向側）の端面４８Ａは、雄側接続部２２Ｃの径方向に対して平行とされ、該端面の径方向外側端部は、雄側接続部２２Ｃの外周部に露出している。

一方、先端部材４８の内周面４８Ｂは、雄側接続部２２Ｃの軸方向と平行とされており、雄側接続部２２Ｃの先端側の端面に露出している。
言い換えれば、本実施形態の先端部材４８は、先端部材４８と雄側接続部２２Ｃの樹脂材料との境界が、雄側接続部２２Ｃの流路２７に露出しないように、雄側接続部２２Ｃに取り付けられている。

図２の符号Ａで示す１点差線は、テーパ雄ねじ５０の基準径の位置（図４の表の基準径の位置）を示している。本実施形態のテーパ雄ねじ５０は、一例として、ねじの呼びがＲ１／２の管用テーパおねじである(各部の寸法は図４参照）。

本実施形態の継手２０を接続対象４４の雌螺子４６に螺合して、雌螺子４６との間でシール性を確保するには、外周側（ねじ側）に露出する先端部材４８と樹脂製の雄側接続部２２Ｃとの境界（端面４８Ａ）の位置を、基準径の位置Ａから雄側接続部２２Ｃの先端側（矢印Ｌ方向側）へ、テーパ雄ねじ５０のねじ山の１ピッチ分の長さＰだけ離間した位置Ｂよりも、さらに雄側接続部２２Ｃの先端側へ離間した位置に設けることが好ましい。

さらに、テーパ雄ねじ５０の公差と接続対象のテーパ雌ねじの公差の組み合わせを最大限考えるのであれば、雄側接続部２２Ｃの先端から軸方向に計測する境界（端面４８Ａ）までの距離Ｌは、雄側接続部２２Ｃの先端から基準径の位置Ａまでの距離（図４の表の基準径の長さａ：８．１６ｍｍ）－基準径の位置Ａのおねじの軸方向の許容差（図４の表のｂ：１．８１ｍｍ）－基準径のめねじの軸方向の許容差（図４の表のｃ：２．２７ｍｍ）－テーパ雄ねじ５０のねじ山の１ピッチ分の長さＰ（図４の表のピッチＰ：１．８１４３ｍｍ。ねじ山１周分の長さ）＝２．２７ｍｍ以下とすることが好ましい。即ち、基準径の位置Ａの先端側に、少なくとも１ピッチ分の長さＰ＋公差分の第１のテーパ雄ねじ５０Ａがあることが好ましい。
即ち、基準径の位置Ａよりも先端側に先端部材４８と樹脂材料との境界が配置されていることが好ましく、金属材料からなる接続対象４４に形成された雌螺子４６に対して、樹脂材料製のねじ山を密着させてシール性を確保することが好ましい。

（作用、効果）
本実施形態の継手２０は、雄側接続部２２Ｃの先端側に、樹脂材料に比較して硬い金属材料製の第２のテーパ雄ねじ５０Ｂを有する先端部材４８が設けられているので、雄側接続部２２Ｃの軸心が雌螺子４６の軸心に対して傾いた状態で捩じ込もうとすると、捩じ込みの極初期段階で、金属製の第２のテーパ雄ねじ５０Ｂと金属製の雌螺子４６との不適切な接触となって、雄側接続部２２Ｃを回すことができなくなるため、不適切な捩じ込みを行なっていることが容易に判断でき、これにより、雄側接続部２２Ｃの不適切な捩じ込みを抑制することができる。

なお、雄側接続部２２Ｃが雌螺子４６に対して適性に捩じ込まれると、基準径の位置Ａで雄側接続部２２Ｃのねじ山の斜面と雌螺子４６のねじ山の斜面とが密着し、基準径の位置Ａで適正なシール性能が発揮される。

また、本実施形態の継手２０では、先端部材４８と雄側接続部２２Ｃの樹脂材料との境界（端面４８Ａ、内周面４８Ｂ）が、水等の流体が通過する雄側接続部２２Ｃの流路２７に露出していないので、雄側接続部２２Ｃが雌螺子４６に対して適性に捩じ込まれていれば、仮に、先端部材４８と樹脂材料との間に隙間が生じた場合であっても、流路２７を通過する流体が外部に漏れ出ることは無い。

なお、配管１０を継手２０へ接続する際には、配管１０を継手２０の挿入孔３０に挿入する。すると、配管１０の先端がロックリング４０を拡径し、配管１０の外周面がロックリング４０の爪部４２と摺接しながら配管１０が奥側へ挿入され、配管１０の内周面がＯリング３４に圧接する。配管１０が更に挿入されると、配管１０の先端が本体部２２の壁面２３に到達し、接続が完了する。

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
上記実施形態の継手２０では、ロックリング４０で、配管１０を保持する例について説明したが、他の保持部材、例えば、コレット等により、配管１０を外周側から保持する構成としてもよく、雄側接続部２２Ｃ以外の構成は、従来公知の他の構造であってもよい。
また、雄側接続部２２Ｃは、外周部にシールテープを巻き付けて雌螺子４６に捩じ込んでもよい。

１０ …継手、２２…本体部（継手本体）、２７…流路、４８…先端部材、５０Ａ…第１のテーパ雄ねじ（第１の雄ねじ、テーパおねじ）、５０Ｂ…第２のテーパ雄ねじ（第２の雄ねじ、テーパおねじ）、Ａ…基準径の位置、Ｐ…ねじ山の１ピッチ分の長さ

Claims

軸心部分に流体の流路が設けられた中空形状の継手本体と、
前記継手本体に設けられ樹脂材料から形成された雄側接続部と、
前記雄側接続部の外周部に形成された第１の雄螺子と、
前記雄側接続部の外周部の先端に設けられた金属材料製の先端部材と、
前記第１の雄螺子のねじ山に連続するねじ山を有し、前記先端部材の外周部に形成された第２の雄螺子と、
を有し、
前記樹脂材料と前記先端部材との境界部分が前記雄側接続部の内周面に露出していない継手。
前記先端部材は、金属材料でリング状に形成されている、請求項１に記載の継手。
前記第１の雄螺子、及び前記第２の雄螺子は、テーパおねじである、請求項１または請求項２に記載の継手。
前記雄側接続部の先端から計測した前記先端部材の軸方向長さは、前記雄側接続部の先端から前記テーパおねじの基準径の位置までの軸方向長さから、ねじ山の１ピッチ分の長さを引いた長さ以下に設定されている、請求項３に記載の継手。