专利名称：管接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管接头。
通常，作为连接由人造树脂制成的冷水供应管或热水供应管的管接头，例如，图30中所示的管接头，由接头主体c、开口环e和螺帽f组成，其中接头主体c有一其上形成多级圆锥体的插入圆柱部b，用以止挡管子a，开口环e有一开口d，螺母f用以紧缩开口环e.
在该管接头内，首先，螺帽f和开口环e装到管子a上，而管子a外插到接头主体c的插入圆柱部b上。然后，通过旋紧螺帽f将开口环e紧缩到接头主体c的螺纹部g上，将管子a止档在接头主体c的插入圆柱部上。
然而，普通的管接头由三部件组成，因此部件管理变得困难。尤其是，在需要许多管接头的情况下，要在工地上不缺不多地准备这些部件是相当困难的。而且，这些部件频繁地丢失也是个问题。此外，接头的装配工作相对于三个装配工艺也是效率不高的。
而且，在管子a的直径变化或由于热变形造成尺寸改变等等的情况下，通过以其圆周面张紧管子而获得的密封能力不能充分防止泄漏。尤其是在温度变化大的情况下，不能持久和稳定地保持良好的泄漏防止。
因此，本发明的一个目的是提供一种具有良好工作能力且部件管理和供应方便、部件几乎不会丢失、且能保持持续和稳定泄漏防止的管接头。
按照本发明，上述目的是借助于这样一个管接头来实现的，它包括包括一个具有插至要被连接的管子端部的圆柱插入部的接头主体；一个装于圆柱连接部上的圆周凹槽的密封件；一个带一槽用弹性紧固力紧固外插到圆柱插入部的管子端部的夹紧环；一个由槽端面可拆卸地保持以便反抗夹紧环的弹力来扩张夹紧环并通过与该直径扩展件接触的管子前端面来分离的直径扩展件。
这种管接头的其它特点在于，在接头主体上制有容纳依靠和被插入管子的前端相接触自夹紧环上分离出来的直径扩展件的退出空间。直径扩展件包括一个由槽保持的压配合部和一个接触夹紧环的侧端面以调节联合制成的直径扩展件的压配合部的调节部。在直径扩展件的压配合件上制有接触管子前端部的接触凸出部。在压配合部的端部上制成弯曲部，一调节部与弯曲部连续，压配合部由夹紧环的内端侧缘保持，直径扩展件的端侧沿夹紧环的直径方向向内凸出，调节部在直径扩展件压配合于夹紧环的状态下，沿夹紧环的轴线方向向外凸出，在直径扩展件(6)压配合于夹紧环(5)的状态下，在调节部圆周侧的端部和接触管子前端部的一部位之间设置一预定的间距，以便于直径扩展件的分离。将面对槽两侧的两端面的内端侧缘制成R形倒角，在端面上形成的凸出部和在端面上形成的凹部相接合，当由于插入管使直径扩展件和槽分离时，能从外面辨别分离声，罩住夹紧环的罩连接于接头主体。罩由透明树脂构成。
参照附图，现在说明本发明，其中
图1是表示本发明管接头的优先实施例的剖视图；图2是该管接头的分解图；图3是将管子插入管接头内状态下的剖视图；图4A是一夹紧环的侧视图；图4B是该夹紧环的局部放大侧视图；图5沿图4A中X-X线的剖视图；图6是夹紧环的侧视图，其上压配合一直径扩展件；图7是沿图6中Y-Y线的剖视图；图8是直径扩展件的透视图；图9A是直径扩展件的侧视图；图9B是直径扩展件的正视图；图10A是表示直径扩展件另一实施例的侧视图；图10B是表示直径扩展件另一实施例的正视图；图11是表示直径扩展件和管子相应之处的说明图；图12是当管子接触直径扩展件时的说明图；图13是当直径扩展件被管子转动时的说明图；图14是当管子接触一不同的直径扩展件时的说明图；图15是当管子接触另一直径扩展件时的说明图；图16是当管子接触另一直径扩展件被管子转动时的说明图；图17是表示本发明管接头另一实施例的剖视图18是在将管子插入管接头内的状态下的剖视图；图19A是夹紧环的侧视图；图19B是该夹紧环的局部放大侧视图；图20是沿图19A中V-V线的剖视图；图21是将直径扩展件压配合于夹紧环的侧视图；图22是沿图21中W-W线的剖视图；图23是表示本发明管接头的又一实施例的剖视图；图24是在将管子插入到管接头内的状态下的剖视图；图25是表示直径扩展件又一实施例的透视图；图26A是表示直径扩展件又一实施例的侧视图；图26B是表示直径扩展件又一实施例的后视图；图27A是表示直径扩展件又一实施例的侧视图；图27B是表示直径扩展件又一实施例的局部放大侧视图；图28是沿图27A中2-2线的剖视图；图29A是直径扩展件和管子的工作说明图；图29B是直径扩展件和管子的工作说明图；图29C是直径扩展件和管子的工作说明图；图30是普通管接头的说明分解图。
参照各附图，现在说明本发明的优先实施例。
图1是表示管接头C的优先实施例的剖视图，图2是一分解图，图3是管子处于连接状态下的剖视图。在这些图中，标号1代表要被连接的、例如由诸如交联的聚乙烯、聚丁烯等的人造树脂组成的供水管。标号2代表在一端侧具有要被插入到管子1端部的插入圆柱部3的接头主体。一咬合掣子部31，具有用以咬合制止管子1的多级圆锥体，在插入圆柱部3的圆周上制出。而且，拧于一连接件(在图中未示出)的阳螺纹17在接头主体另一端侧(端部)上制出。
标号4代表一O型环(密封件)，它装于接头主体2的插入圆柱部3上的圆周凹槽7内。标号5代表由弹簧钢制成的夹紧环，它具有一轴向开口(槽)51，以弹性紧固力紧固外插到插入圆柱体3的管子1的端部。标号6代表内高硬度钢制成的直径扩展件，它可拆装地压配合于槽51，当将管子1插到处在图1所示初始状态中的夹紧环5内时，克服夹紧环5的弹力，使夹紧环5膨胀。
如图4A的侧视图、图4B的基本部分(在图4A中假想圆内的部分)的放大视图、和表示夹紧环5的自由状态(缩紧状态)的图5以及表示夹紧环5的膨胀状态的图6和7中所示，槽51是由在一端面52上制出的一凸出部521和在相互配合的另一端面53上制出的一凹部531形成的。由于槽51的这一形状，张紧力沿圆周方向不间断地连续作用在管子1上，便将管子1压到密封件4上，从而形成一个没有偏移的封闭环，而密封性能由防止了流体轴向泄漏而得到改善。
此外，面对槽51两侧的两端面52和53的内端侧缘被制成R形侧角。相应于管子1直径、壁厚、材料等设定的该内端侧缘的曲率半径R在夹紧环5的外径于自由状态下为φ15mm至35mm情况下，最好被设定为约0.4mm至0.6mm。因此，由于两端面52和53的内端侧缘，形成R形倒角，当夹紧环5紧缩时，管子1的表面不会被损伤，使直径扩展件6平滑地分离，并使强的张紧力作用于管子1上。
而且，将一端侧(槽51的内端侧)切成矩形凹口，形成凹口部54，因而使直径扩展件6的分离变得可能(参看图3)。此外，在夹紧环5的除凹口部54之外的圆周上，制出内突缘55。该内突缘55咬合于在接头主体2上形成的咬合突缘32，以制止由直径扩展件6扩张的夹紧件5(见图1)。虽然在图中未表示，在夹紧环5的内圆周面上可可制出供咬合到管子1的圆周面上用的压花或圆锥咬合制止面。
如图8的放大透视图、图9A的侧视图和图9B的正视图中所示的，直径扩展件6是由压配合于槽51的压配合部61和接触夹紧环5的侧端面以调节直径扩展件6的压配合部位的调节部62组成。在圆周侧上的压配合部61的两侧制有由夹紧环5的槽51保持(当压配合时)的压力面611。
在直径扩展件6的内周侧上制有接触被插入管子1前端(当压配合时)的接触凸出部63，在直径扩展件6的中央部上制有凹部64，当直径扩展部6转动时。允许管子1的前端部向内突入，这在下面还要说明。另一方面，通过使调节部62(当压配合时)的圆周侧自压配合部61稍微向外扩展，形成一扩展部621。
如图11所示，在将直径扩展件6压配合于槽51(由槽51保持)的状态下，当足够的角动量作用于压配合的直径扩展件6上时，在调节部62的扩展部621的周侧上的端部S和接触管子1前端部的接触凸出部63上的接触部P之间设定一预定的间隔r，以便于直径扩展件6与槽51分离。在此情况下，调节部62周侧上的端部S是直径扩展件6在分离中的转动中心(参看图12、13)。
由于下述结构，在所图1所示的初始状态下，在管接头C中，能将管子1的端部沿箭头A方向推入夹紧环5内，因为夹紧环5直径是由直径扩展件6扩展的，以允许管子1插入。如图11至13所示，由于管子1被推动，管子1的前端部接触直径扩展件6的接触凸出部63，并转动直径扩展件6，以便使其跟槽51必然分离。
当直径扩展6被转动时，直径扩展件6的转动是稳定的，因为管子1的前端部伸到凹部64内(参照图13)，并且直径扩展件6的分离容易完成，因为如上所述在调节部62的扩展部621的周侧上的端部S和接触扩展部63上的接触部P之间设定足够的间距，用管子1的小推力，便能对直径扩展件6施加大的角动量。直径扩展件6的这种分离也可通过图10A和10B中所示的直径扩展件6的另一实施来实现。在此情况下，接触凸出部63在侧视图中具有圆弧构形。
当直径扩展件6和槽51分离时，可产生从外面辨认的分离声(卡搭声)，如图3中所示，将直径扩展件6顶出，夹紧环5立即紧缩，将管子1固定，密封件(O型环)4将管子1的内表面气密地密封，而夹紧环5当被制止时咬合在管子1的圆周面上。如上所述，工人由于直径扩展件6的分离声能清楚地检验已完成的管子1的紧固(插入)情况。
在如上所述的连接状态下，管子1被制止在接头体2上，因为管子1被夹紧环5缩紧，并咬入插入圆柱部3上，在管子的整个内圆周上由密封件4无间断地保持密封性。因此，即使在由于热变形引起的管子1直径变化和尺寸改变的情况下，总是保持优良的防漏性能和确保持久和稳定的密封性能。
其连接工作，仅包括将管子1推至接头主体工作，用一次动作便能非常有效地完成，无需连接工具、紧固部件和高度技巧。而且，由于连接工作的完成能由直径扩展件6的分离声而得到检验，因此，在工地上的可操作性显著改善。此外，部件的管理方便，工地上部件的准备方便和可靠，部件的丢失几乎不会发生，因为管接头的部件是事先联合装配的。
图14表示直径扩展件6的不同实施例。接纳管子1前端部的凹部不在压配合部61上形成。调节部62的扩展部621上的端部S和管子1上的接触部P之间的间距r设定得相当小。虽然对于这种结构，通过插入管子1能实现直径扩展件6的可靠分离，然而管子1的推力可能要比图11至13所示的实施例大些。
图15和16表示直径扩展件6的另一实施例。在此情况下，调节部62的扩展621的端部S和管子1上的接触部P之间的间距r设定得稍小，因为扩展部621不在调节部62上形成。虽然对于这种结构，通过插入管子1能实现直径扩展件6的可靠分离，然而，管子1的推力可能要比图11至15所示的实施例大些。
图17至22表示管接头C的另一实施例。在此情况下，如表示管子1的预插入状的图17和表示管子1的插入状态的图18中所示，设置一个罩住夹紧环5的罩14。在罩14底部内表面上制出的阴螺纹拧接头主体2的靠近圆柱插入部3底部的外表面上制出的阳螺纹19。在罩14和圆柱插入部3之间构成容纳自夹紧环5的槽51分离的直径扩展件6的环形退出空间16。
如图19A侧视图、图19B基本部(图19A中假想圆内的部分)的放大视图和表示夹紧环5的自由状态的图20及表示夹紧环5的扩展状态的图22中所示，夹紧环5具有非常简单的结构，其中，仅设置一凹凸槽51，没有制出凹口部54和为上述实施例的夹紧环5设置内突缘55。将面对槽51两侧的两端面52和53的内端侧制成R形倒角的槽51圆周的结构，直径扩展件6的分离移动以及分离声的产生全都和前述实施例相同。在此情况下，其优点在于在长期内能保持接头密封性能稳定，因为有保护管子1连接部的罩14而改善了接头的持久性。罩14最好由透明树脂构成，如PA(聚酰胺，尼龙)，PES(聚醚砜)或PC(聚碳酸脂)，以便自外部(视觉)检查直径扩展件6的分离。
图23至29表示管接头C的又一实施例。对比图17至22可以清楚看出，下述结构是不同的。也就是说，如图25的放大透视图、图26A的侧视图和图26B的后视图中所示，在直径扩展件6的压配合部61的端部上配置一弯曲部612，而调节部62和弯曲部62是连续的。
具体地说，压配合部61通过弯曲矩形平板的侧部来形成，调节部62是比压配合部61宽的矩形平板，它的一个侧面为锥形，压配合部61和调节部62是连续的。也就是说，直径扩展件6具有在中部弯曲的大致T形平板的构形。
如图27A侧视图，图27B基本部(图27A中假想圆内部分)放大图和图28中所示，在直径扩展件6压配合于(图19和20中所示自由状态的)夹紧环5的状态下，压配合部61由夹紧环5的内端侧缘保持，直径扩展件6的端侧沿夹紧环5的直径方向向内凸出，而调节器62在夹紧环5的轴线方向外向凸出。
具体地说，压配合部61的受压表面611的中间部由夹紧环5的两端面52和53的内端侧缘保持，压配合部61沿夹紧环5的直径方向向内凸出，以接触被插入管1的前端面，而调节部62沿夹紧环5的轴线方向向外凸出，将锥侧定位为前端。
如图23中所示，将按上述装配起来的夹紧环5和直径扩展件6装入罩14内。沿罩14内圆周面上的圆周方向形成多个(如3个)接触部15，以调节夹紧环5，使其不因接触其端面而沿管接头的轴向过度移到内侧。
在此情况下，虽然夹紧环5能沿罩14的接触部15和开口端之间的轴线方向移过一微小距离(如1mm)，然而，当夹紧环5装到罩14内时，直径扩展件6(调节部62)受阻，被接触部15和夹紧环5端面之间的间隙所卡住，这是因为将直径扩展件6配置成使调节部62(因长于该微小距离)自夹紧环5的端面凸出。因此，直径扩展件6可靠地与夹紧环5分离。
如图29A中所示，当将管子1沿箭头1的方向插入时，管子1的前端面推动直径扩展件6的压配合部61，而当直径扩展件绕调节部62的外端部S作为中心转动(摆动)时，压配合部61与槽51分离。此后，如图29B中所示，调节部62的前端部在接触点n处接触罩14的内表面，而直径扩展件6绕接触点n而不是外端部S转动。结果，压配合部61与槽51分离，如图29C中所示。最好，直径扩展件6与夹紧环5分离，而将管子1紧固和连接。
如上所述，即使管子1由软树脂制成，压配合部61也不粘于管子1的前端面，这是因为管子1的前端面推压平面的压配合部61。而且直径扩展件6能克服圆周方向的力保持在一稳定的被固定位置，这是因为压配合部61是由夹紧环5的内端侧缘固定的，如图27B所示。因此，即使将管子1旋转插入以便拧上，直径扩展件6也不和夹紧环5分离。此外，如图29B所示，通过将直径扩展件6的转动(支承点)中心自外端部S转移到接触点n上，直径扩展件6的角动量便能增加，因而只用小力便能使直径扩展件6可靠地分离。
在本发明中，并不限于上述实施例，例如，图25中所示的直径扩展件6可用于如图1中所示的无罩管接头。而且，在本发明的精神和范围内，管接头的结构可以修改。
本发明的管接头，仅对管子1施以一推压动作，便使直径扩展件6与夹紧环5的槽51分离，使夹紧环5缩紧和固定管子1的端部，让管子1的内表面与密封件4配合，以紧密密封该接头，从而完成连接工作。
在连接状态下，总是保持优良的防漏，即使在因热变形引起管子1直径变化和尺寸改变的情况下，也确保稳定的密封性能，这是因为管子1的内表面由密封件4保持紧密的密封。
连接工作，包括只将管子1推至接头主体2，能用一个动作便能非常有效地完成，无需连接工具、紧固部件及高度技巧，因而显著改善工地上的可操作性。而且，部件管理方便，在工地上的部件准备方便和可靠，且部件的丢失几乎不会发生，这是因为管接头的部件是事先联合装配的。
通过对管子1的推动自夹紧环5的槽51分离的直径扩展件6可立即被接纳在退出空间16内。当将直径扩展件6压配合于槽51内时，压配合的位置能借助于调节部62方便和可靠地得到调节，使压配合状态变得稳定。
当将管子1推入时，直径扩展件6能容易地转动，并通过管子1和直径扩展部6物接触凸出部63的接触，能可靠地与槽51分离。
而且，直径扩展件6(一致地)易于制造，以降低生产价格和工时。
当由于管子1的推动，使直径扩展件6分离时，压配合部61被管子1的前端部推动，调节部62摆动(向外沿直径方向)，接触管接头的预定部位，从而以较小的力便能使直径扩展件6分离。
直径扩展件6克服圆周方向的力能保持一稳定的固定位置，这是因为压配合部61由夹紧环5的内端侧缘保持的。因此，即使将管子1转动旋紧插入，直径扩展件6也不和夹紧环5分离。
当直径扩展件6被管子1推动而分离时，由于在圆周侧上的作为转动中心的端部S和接触管子1前端部的部位P(接触部)之间设定适当的间距，由管子1的小推力施加到直径扩展件6上的大角动量，使直径扩展件6易于分离。
当管子1被夹紧环5紧固时，防止了管子1表面的破裂，夹紧环5的紧固工作变得均匀，增加了作用在管子1的紧固力。
由于将槽51制成凹凸形紧固力沿圆周方向不间断地作用在管子1上，从而改善密封性。
而且，管1推动的完成可以从外面通过检听直径扩展6和槽51分离时发出的分离声来清楚地检验，从而改善可操作性。
此外，按照本发明的管接头，改善了管接头的耐久性，并在长时期内进一步保持管接头的密封性能稳定，这是因为管子1的连接部件受罩住夹紧环5的罩14的保护。
因为罩14由透明树脂组成，所以可容易(视觉)辨认直径扩展件6的分离，从而能可靠地连接管子1。
虽然在本说明书中已说明了本发明的优先实施例，然而应当明白这些实施例是说明性的，而非限制性的，因为在本发明的精神和不可缺少的特性范围内可以有种种变化。
权利要求
1.一种管接头，包括一个具有插至要被连接的管子(1)端部的圆柱插入部(3)的接头主体；一个装于圆柱连接部(3)上的圆周凹槽(7)的密封件(4)；一个带一槽(51)用弹性紧固力紧固外插到圆柱插入部(3)的管子(1)端部的夹紧环(5)；一个由槽(51)端面可拆卸地保持以便反抗夹紧环(5)的弹力来扩张夹紧环(5)并通过与该直径扩展件(6)接触的管子(1)前端面来分离的直径扩展件(6)。
2.按权利要求1所述的管接头，其特征在于在接头主体(2)上制有容纳依靠和被插入管子(1)的前端相接触自夹紧环(5)上分离出来的直径扩展件(6)的退出空间。
3.按权利要求2所述的管接头，其特征在于直径扩展件(6)包括一个由槽(51)保持的压配合部(61)和一个接触夹紧环(5)的侧端面以调节联合制成的直径扩展件(6)的压配合部的调节部(62)。
4.按权利要求3所述的管接头，其特征在于在直径扩展件(6)的压配合部(61)上制有接触管子(1)前端部的接触凸出部(63)。
5.按权利要求3所述的管接头，其特征在于在压配合部(61)的端部上制成弯曲部(612)，一调节部(62)与弯曲部(612)连续。
6.按权利要求5所述的管接头，其特征在于压配合部(61)由夹紧环(5)的内端侧缘保持，直径扩展件(6)的端侧沿夹紧环(5)的直径方向向内凸出，调节部(62)在直径扩展件(6)压配合于夹紧环(5)的状态下，沿夹紧环(5)的轴线方向向外凸出。
7.按权利要求1或2所述的管接头，其特征在于在直径扩展件(6)压配合于夹紧环(5)的状态下，在调节部(62)圆周侧的端部(S)和接触管子(1)前端部的一部位(P)之间设置一预定的间距(r)，以便于直径扩展件(6)的分离。
8.按权利要求1或2所述的管接头，其特征在于将面对槽(51)两侧的两端面(52，53)的内端侧缘制成R形倒角。
9.按权利要求8所述的管接头，其特征在于在端面(52)上形成的凸出部(521)和在端面(53)上形成的凹部(531)相接合。
10.按权利要求1或2所述的管接头，其特征在于当由于插入管(1)使直径扩展件(6)和槽(51)分离时，能从外面辨别分离声。
11.按权利要求1或2所述的管接头，其特征在于罩住夹紧环(5)的罩(14)连接于接头主体。
12.按权利要求11所述的管接头，其特征在于罩(14)由透明树脂构成。
全文摘要
一种管接头,设有一个具有插入到要被连接的管子(1)端部的圆柱插入部(3)的接头主体(2);一个装于圆柱插入部(3)上的圆周槽(7)内的密封件;一个带一槽(51)用弹性紧固力紧固外插到圆柱插入部(3)的管子(1)端部的夹紧环(5);一个可拆卸地保持在槽(51)内以便反抗夹紧环(5)的弹力来扩张夹紧环(5)并通过与管子(1)前端面接触来分离的直径扩展件(6)。
文档编号F16L37/08GK1308198SQ00132958
公开日2001年8月15日 申请日期2000年11月15日 优先权日2000年2月7日
发明者井上智史, 保田秋生, 芝田贵生 申请人:东尾机械株式会社, 井上廉株式会社