JP5534154B2 - 配水管継手の密封構造 - Google Patents

Description

本発明は、配水管継手において、配水管と、この配水管を接続する継手本体との間で漏水を防止するための密封構造に関するものである。

水道水の配水管を接続する継手には、配水管を継手本体に挿し込むことによって、継手本体の内周に取り付けたパッキンが配水管の外周面に密接嵌合し、これによって漏水が防止されると共に抜け止めされるようにしたワンタッチ式の継手（例えば特許文献１参照）が知られている。

特開２００５−１３３７４８号公報

図７は、この種の配水管継手における従来の密封構造を示す断面図で、参照符号１００は配水管継手、参照符号２００，２００はこの配水管継手１００によって互いに接続される一対の配水管である。配水管継手１００は、内周に配水管２００が挿し込まれる筒状の継手本体１０１と、配水管２００の外周面に食い込むことによってこの配水管２００を継手本体１０１に対して抜け止めする不図示の配水管ホルダと、継手本体１０１の内周面に形成された環状溝１０１ａ内に装着されて、その溝内面及び配水管２００の外周面に密接嵌合されることにより漏水を防止するパッキン１０２とを備える。なお、参照符号１０１ｂは、継手本体１０１に対する配水管２００の挿入長さを制限するために継手本体１０１の内周面に形成された突起部である。

ここで、配水管２００内を流れる密封対象の水道水Ｗは、殺菌のための塩素を含んでいるため、パッキン１０２の材質としては、耐水性のあるＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）や、耐塩素性及び耐熱水性のあるＦＫＭ（フッ素ゴム）が用いられている。特にＦＫＭは、圧縮状態で塩素水に浸漬した評価試験において高い耐性を示すので、好適に使用されている。

しかしながら、配水管２００内を水道水が流れる実際の使用では、水道水への静的な浸漬試験での評価結果に比較して早期に材質が劣化してしまうことがあり、問題となっていた。これは、配水管２００内を流れる水道水Ｗの一部が、配水管２００の端部から継手本体１０１と配水管２００との間の空間へ流入して、図中矢印Ｆで示されるような渦流を形成しながらパッキン１０２に動的に接触し、水道水Ｗに含まれる塩素の攻撃性によって、パッキン１０２の接液面からゴム材質中の組成物が水中へ浸出し、これによってパッキン１０２の劣化が促進されるからであることが判明した。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、配水管継手に設けられたゴム状弾性材料からなるパッキンの劣化を極力抑えてその使用寿命を向上させることにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る配水管継手の密封構造は、配水管と、この配水管を接続する継手本体との間に介在される密封装置であって、前記継手本体の内周面に形成された環状溝内に、ゴム状弾性材料からなるパッキンと、このパッキンよりも前記配水管の端部側に位置して内径部が前記配水管の外周面と近接対向する保護リングが配置され、この保護リングの内径部が、パッキンと反対側へ向けて小径になるテーパ面又は湾曲面をなすものである。

このように構成すれば、配水管内を流れる水の一部が、配水管の端部開口から継手本体と配水管との間の空間へ流入して渦流を形成しても、このような流れは保護リングによって遮断され、保護リングとパッキンとの間に流入した水はパッキンに対して静的接触となるので、例えば水に含まれる塩素などの物質によってパッキンのゴム材質中の組成物が水中へ浸出しても、この浸出物質が保護リングとパッキンとの間で飽和することによって、前記組成物の浸出が抑制され、したがってパッキンの劣化が促進されない。

また、継手本体の内周へ配水管を挿し込む際に、配水管の先端が保護リングの内径部と干渉しても、この内径部がパッキンと反対側へ向けて、言い換えれば配水管の挿入方向へ向けて小径になるテーパ面又は湾曲面をなすことによって、配水管がその挿入方向へ案内されるので、保護リングに引っ掛かることがない。

請求項１の発明に係る配水管継手の密封構造によれば、配水管継手に設けられたゴム状弾性材料からなるパッキンに対して、密封対象の水が静的接触となるので、水中の塩素などの物質によるパッキンの劣化を極力抑えてその使用寿命を向上させることができる。

また、継手本体の内周へ配水管を挿し込む際の作業を円滑に行うことができ、しかもこのため、配水管の外周面と保護リングの内径部との隙間を十分に小さくして、上記効果を一層良好に実現することができる。

本発明に係る配水管継手の密封構造の第一の形態を示す要部断面図である。 本発明に係る配水管継手の密封構造の第二の形態を示す要部断面図である。 第二の形態において、配水管の端部が継手本体への挿入過程で保護リングの内径部に干渉した状態を示す要部断面図である。 本発明に係る配水管継手の密封構造の第三の形態を示す要部断面図である。 本発明に係る配水管継手の密封構造の第四の形態を示す要部断面図である。 本発明に係る配水管継手の密封構造の第五の形態を示す要部断面図である。 配水管継手における従来の密封構造を示す部分断面図である。

以下、本発明に係る配水管継手の密封構造の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず図１は、本発明に係る配水管継手の密封構造の第一の形態を示す要部断面図で、この図１において、参照符号１０は配水管継手、参照符号２０，２０はこの配水管継手１０によって互いに接続される一対の配水管である。

配水管継手１０は、内周に配水管２０が挿し込まれる筒状の継手本体１１と、挿し込まれる配水管２０の外周面に食い込むことによってこの配水管２０を継手本体１１に対して抜け止めする不図示の配水管ホルダと、継手本体１１の内周面に形成された環状溝１１ａ内に装着されて、その溝内面及び配水管２０の外周面に密接嵌合されることにより漏水を防止するパッキン１２と、このパッキン１２よりも配水管２０の端部２０ａ側（密封対象の水が流入する側）に位置して前記環状溝１１ａ内に配置された保護リング１３とを備える。なお、参照符号１１ｂは、継手本体１１に対する配水管２０の挿入長さを制限するために継手本体１１の内周面に形成された突起部である。

パッキン１２は、耐水性のあるゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）、なかでも耐塩素性及び耐熱水性のあるＦＫＭ（フッ素ゴム）からなるものであって、図示の例では断面が円形をなすいわゆるＯリングが使用され、継手本体１１の環状溝１１ａの底面と、配水管２０の外周面との間に、適当に圧縮された状態で介在している。

保護リング１３は平ワッシャ状をなすものであって、耐塩素性及び耐熱水性に優れた材料、例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）などのフッ素樹脂材料からなり、内径部１３ａが、継手本体１１に挿入された配水管２０の外周面に僅かな間隙を介して近接対向し、外径部１３ｂが環状溝１１ａの底面に僅かな間隙を介して近接対向している。

なお、図１では突起部１１ｂの右側については図示省略されているが、突起部１１ｂの右側に挿し込まれる配水管２０に対する密封構造も、同様に構成（パッキン１２と保護リング１３を図示と対称に配置）することができる。

上記構成において、配水管２０内を水道水Ｗが図中左側から右側へ流れるものと仮定すると、この水道水Ｗの一部は、継手本体１１の内周突起部１１ｂとこれに対向する配水管２０の端部２０ａとの間の隙間から継手本体１１と配水管２０との間の空間Ｓ１へ流入して、図中矢印Ｆで示されるような渦流を形成する。

しかしながら、このような流れＦは保護リング１３によって遮断されるので、保護リング１３とパッキン１２との間の空間Ｓ２，Ｓ３に流入した水道水Ｗには、流れがほとんどなく、パッキン１２に対して静的接触となる。したがって、パッキン１２のゴム組成物が、水道水Ｗ中の塩素の攻撃性によって前記空間Ｓ２，Ｓ３の水道水Ｗへ経時的に浸出しても、この浸出物質が空間Ｓ２，Ｓ３で飽和することによって、前記組成物の新たな浸出が抑制される。このため、パッキン１２の劣化が水道水Ｗとの動的接触により促進されるのを有効に防止することができる。

ところで、流れＦをパッキン１２に対して保護リング１３によって確実に遮断するには、保護リング１３の内径を配水管２０の外径に可及的に近付けて保護リング１３と配水管２０との隙間を極力小さくすることが望ましいが、この場合は、継手本体１１の内周へ配水管２０，２０を挿し込むことによって互いに接続する際に、配水管２０の端部２０ａが保護リング１３の内径部に干渉して引っ掛かり、接続作業が困難になることが懸念される。第二の形態は、このような懸念を払しょくするものであって、図２は、本発明に係る配水管継手の密封構造の第二の形態を示す要部断面図、図３は、この第二の形態において、配水管の端部が継手本体への挿入過程で保護リングの内径部に干渉した状態を示す要部断面図である。

すなわち図２に示される第二の形態において、上述した第一の形態と異なるところは、保護リング１３の内径部１３ａが、パッキン１２と反対側へ向けて小径になるテーパ面をなすことにある。言い換えれば、前記内径部１３ａが、図中左側から挿し込まれる配水管２０の挿入方向（図における右側）へ向けて小径になるテーパ面をなしている。その他の部分の構成は、図１と同様である。

したがって第二の形態も、第一の形態と同様、継手本体１１と配水管２０との間の空間Ｓ１へ流入した水道水Ｗの流れＦを保護リング１３によって遮断し、これによって、パッキン１２に対して水道水Ｗを静的接触とし、水中の塩素によるパッキン１２の劣化の促進を有効に防止するものである。

加えてこの第二の形態によれば、図３に示されるように、継手本体１１の内周へ配水管２０を挿し込む過程で、この配水管２０の端部２０ａが保護リング１３の内径部１３ａに干渉したとしても、上述のようにこの内径部１３ａは配水管２０の挿入方向へ向けて小径になるテーパ面をなすことによって、配水管２０の端部２０ａがその挿入方向へ滑りながら案内される。このため配水管２０の端部２０ａが保護リング１３に引っ掛かって挿し込みが阻害されることがない。

またこのため、保護リング１３の内径を配水管２０の外径に可及的に近付けて保護リング１３と配水管２０との隙間を極力小さくすることができ、保護リング１３の内径部１３ａの小径縁が配水管２０の外周面に密接するようにしても良く、したがって、図２に示される空間Ｓ１での流れＦを保護リング１３によって確実に遮断することができる。

なお、保護リング１３の内径部１３ａはパッキン１２と反対側へ向けて屈曲させることにより配水管２０の挿入方向へ向けて小径になる湾曲面をなすように形成しても、上述と同様の効果が実現できる。

次に図４は、本発明に係る配水管継手の密封構造の第三の形態を示す要部断面図、図５は、第四の形態を示す要部断面図である。これらの形態において、上述した第一及び第二の形態と異なるところは、継手本体の環状溝１１ａ内に、パッキン１２よりも配水管２０の端部２０ａ側に位置して配置した保護リングの形状にある。その他の部分の構成は、図１及び図２と基本的に同様である。

すなわち、図４に示される第三の形態で用いられる保護リング１４は、耐塩素性及び耐熱水性に優れた材料、例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）などのフッ素樹脂材料からなるものであって、内径部が、継手本体１１に挿入された配水管２０の外周面に隙間Ｇ１を介して近接対向し、外径部が環状溝１１ａの底面に僅かな隙間Ｇ２を介して近接対向している。そして、パッキン１２側を向いた端面は配水管２０の中心軸線とほぼ直交する平面状をなしているのに対し、パッキン１２と反対側（配水管２０の端部２０ａ側）を向いた面は、凹状曲面１４ａをなしている。

したがって第三の形態によれば、配水管２０内を図中左側から右側へ流れる水道水Ｗの一部が、継手本体１１の内周突起部１１ｂとこれに対向する配水管２０の端部２０ａとの間の隙間から継手本体１１と配水管２０との間の空間Ｓ１へ流入しても、その流れＦ１は、保護リング１４の凹状曲面１４ａに達すると、この凹状曲面１４ａによって環状溝１１ａの内側面との間を回り込みながら戻されるような流れＦ２が形成されるので、この流れＦ２が配水管２０の端部２０ａ側からの流れＦ１と対抗してその流速を著しく低下させる。このため、保護リング１４の内外周の隙間Ｇ１，Ｇ２から、保護リング１４とパッキン１２との間の空間Ｓ２，Ｓ３への水道水Ｗの流れをほとんどなくして、パッキン１２に対して静的接触とし、水中の塩素によるパッキン１２の劣化の促進を有効に防止することができる。

また、図５に示される第四の形態で用いられる保護リング１５も、耐塩素性及び耐熱水性に優れた材料、例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）などのフッ素樹脂材料からなるものであって、軸方向両端面が配水管２０の中心軸線とほぼ直交する平面状をなし、内径部は、円周方向へ連続した多数の凹凸１５ａが形成されている。そしてこの凹凸１５ａによって、配水管２０の外周面との間にラビリンス隙間Ｇ３が形成されるようになっている。

したがって第四の形態によれば、配水管２０内を図中左側から右側へ流れる水道水Ｗの一部が、継手本体１１の内周突起部１１ｂとこれに対向する配水管２０の端部２０ａとの間の隙間から継手本体１１と配水管２０との間の空間Ｓ１へ流入しても、その流れＦ１は、保護リング１５と配水管２０の外周面の間で、保護リング１５の凹凸１５ａによる径方向への絞り隙間と拡張隙間を交互に有するラビリンス隙間Ｇ３において有効に減衰される。このため、保護リング１５とパッキン１２との間の空間Ｓ２，Ｓ３への水道水Ｗの流れをほとんどなくして、パッキン１２に対して静的接触とし、水中の塩素によるパッキン１２の劣化の促進を有効に防止することができる。

次に図６は、本発明に係る配水管継手の密封構造の第五の形態を示す要部断面図である。この形態の特徴は、環状溝１１ａ内に、上述した第三の形態における保護リング１４と、第四の形態における保護リング１５を、パッキン１２より配水管２０の端部２０ａ側（密封対象の水が流入する側）に重ねて配置したことにある。

詳しくは、二つの保護リング１４，１５のうち、相対的に配水管２０の端部２０ａ側には、パッキン１２と反対側（配水管２０の端部２０ａ側）を向いた面が凹状曲面１４ａをなす保護リング１４を配置し、その後段、すなわちパッキン１２側に、内径部に円周方向へ連続した多数の凹凸１５ａが形成された保護リング１５を配置したものである。

したがって第五の形態によれば、配水管２０内を図中左側から右側へ流れる水道水Ｗの一部が、継手本体１１の内周突起部１１ｂとこれに対向する配水管２０の端部２０ａとの間の隙間から継手本体１１と配水管２０との間の空間Ｓ１へ流入しても、その流れＦ１は、まず保護リング１４の凹状曲面１４ａに沿って回り込みながら戻されるように形成される流れＦ２に抗されることによって、その流速が低下する。そして更に、流速が低下した流れＦ１の一部が、保護リング１４の内径部と配水管２０の外周面の間の隙間Ｇ１を通過しても、後段の保護リング１５と配水管２０の外周面の間は、この保護リング１５の内径部に形成された凹凸１５ａによってラビリンス隙間Ｇ３となっているので、ここを通る流れは著しく減衰される。

このため図４のように保護リング１４を単独で設けたものや、図５のように保護リング１５を単独で設けたものに比較して、空間Ｓ１へ流入した水道水Ｗの流れを一層確実に遮断することができる。

また、上述した第三〜第五の形態の場合は、パッキン１２へ向かう水流の遮断を保護リング１４又は１５と配水管２０との間の隙間の狭さにのみ依存するものではないため、保護リング１４又は１５の内径を配水管２０の外径より適宜大きくすることができる。したがって、継手本体１１の内周へ配水管２０，２０を挿し込むことによって互いに接続する際に、配水管２０の端部２０ａが保護リングの内径部に干渉して引っ掛かって挿し込みが阻害されるのを防止することができ、作業性が悪化しない。

もちろん、パッキン１２へ向かう水流を保護リング１４，１５によって確実に遮断するには、継手本体１１の内周へ配水管２０，２０を挿し込んで接続する際の作業性が悪化しない程度に、保護リング１４，１５の内径を配水管２０の外径に近付けて保護リング１４，１５と配水管２０の外周面との隙間Ｇ１，Ｇ３を極力狭くすることが望ましい。

１０ 配水管継手
１１ 継手本体
１１ａ 環状溝
１２ パッキン
１３〜１５ 保護リング
１３ａ 内径部
１４ａ 凹状曲面
１５ａ 凹凸
２０ 配水管
２０ａ 端部
Ｇ１ 隙間
Ｇ３ ラビリンス隙間

Claims (1)

1. 配水管と、この配水管を接続する継手本体との間に介在される密封装置であって、前記継手本体の内周面に形成された環状溝内に、ゴム状弾性材料からなるパッキンと、このパッキンよりも前記配水管の端部側に位置して内径部が前記配水管の外周面と近接対向する保護リングが配置され、この保護リングの内径部が、パッキンと反対側へ向けて小径になるテーパ面又は湾曲面をなすことを特徴とする配水管継手の密封構造。

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