JP2005076733A - パイプの継手構造およびこれを用いたパイプの連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 環状凹溝を有するナット、またはボルトの基部が、パイプの端部に対し、より強固に固定されたパイプの継手構造を提供する。
【解決手段】 パイプ１０の端部にナット２０、またはボルトの基部を固定してなるパイプ１０の継手構造であって、上記ナット２０、またはボルトの基部は、上記パイプ１０の内径と対応した外径を有する略円柱状を呈しているとともに、このナット２０、またはボルトの基部には、その周方向に延びる環状凹溝２２が形成されており、上記ナット２０、またはボルトの基部は、上記パイプ１０の端部に嵌合されているとともに、上記パイプ１０は、上記環状凹溝２２に対応する部位が、部分的に上記環状凹溝２２内に押し込み変形（１１）され、かつ、このパイプの変形により、上記環状凹溝２２の縁部が潰れ変形（２２ａ）させられている。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、パイプの継手構造およびこれを用いたパイプの連結構造に関し、たとえば、ベンチ、傘立て等の構成部材としてのパイプの継手等として用いられるものである。

パイプの継手としては、従来、一方のパイプの端部にナットを固定するとともに、他方のパイプの端部にボルトを固定し、これらボルトとナットとを互いに締結することによって両パイプを連結するようにしたものが知られている。

図６は、ナットまたはボルトをパイプの端部に固定するための従来構造を示す。鉄またはアルミニウム等の金属製のパイプｂの端部には、ナットａ、またはボルトの基部が嵌合させられるようにして固定されている。たとえば、ナットａは、パイプｂの内径と同等の外径を有するとともに所定の軸方向長さを有する略円柱状の外形を呈しており、その軸心を貫通するようにしてねじ穴ｃが形成されているとともに、その軸方向中間部の外周には、断面矩形状の凹溝ｄが環状に形成されている。このナットは、パイプｂの端部に嵌入させられるとともに、両者は、パイプｂを外部からかしめにより変形させてその変形部をナットａの環状凹溝ｄに入り込ませることによって固定される。より詳しくは、図７に示すように、パイプｂの外径と対応させた半環状の加工面Ｔａを有する一対のかしめ工具Ｔを、パイプｂを径方向に挟み込むようにして互いに近接させ、各加工面Ｔａに形成した凸条Ｔｂによりパイプｂの壁を上記ナットａの環状凹溝ｄに押し込ませる。ボルトの場合についても、ねじ軸を除いた基部の外形は、上記のナットａと同様であり、ボルトの基部が上記したのと同様の手法によってパイプｂの端部に固定される。

ところで、上記ナットａ、またはボルトの基部の外周の凹溝ｄは、周方向に途切れのない環状である。これは、凹溝ｄを機械加工によって形成する場合の便宜のためであると考えられ、このような形態のナットａ、またはボルトは、市販品より安価に入手可能である。

それ故に、たとえパイプｂの壁が環状凹溝ｄの全周にわたって変形押し込みされていたとしても、ボルトとナットａとの締結時に強大なトルクが作用した場合等において、ナットａ、またはボルトの基部が、パイプｂに対して回転してしまい、両パイプｂの締結をなしえない事態が生じ得た。

このような問題は、たとえば、ナットａ、またはボルトの基部に形成される凹溝ｄを完全な環状ではなく、途切れ部を有するものとすれば、この途切れ部が上記した強大なトルクを受け止める作用をするため、ナットａ、またはボルトの基部がパイプｂに対して回転してしまうといった事態は回避されうる。しかし、このような形態のナットａ、あるいはボルトの作製にはコストがかかり、安価に入手することが困難である。

また、ナットａ、またはボルトの基部の固定力を補強するために、パイプｂの端部において、ナット、またはボルトの基部間に、たとえば、ＴＩＧ溶接等の溶接を施す場合もあるが、コスト上昇を招くことは明らかである。

したがって、本願発明が解決しようとする課題は、環状凹溝を有するナット、またはボルトの基部が、パイプの端部に対し、より強固に固定されたパイプの継手構造を提供し、さらに、この継手構造を用いたパイプの連結構造を提供することである。

上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を採用した。

すなわち、本願発明の第１の側面によって提供されるパイプの継手構造は、パイプの端部にナット、またはボルトの基部を固定してなるパイプの継手構造であって、
上記ナット、またはボルトの基部は、上記パイプの内径と対応した外径を有する略円柱状を呈しているとともに、このナット、またはボルトの基部には、その周方向に延びる環状凹溝が形成されており、
上記ナット、またはボルトの基部は、上記パイプの端部に嵌合されているとともに、上記パイプは、上記環状凹溝に対応する部位が、部分的に上記環状凹溝内に押し込み変形され、かつ、このパイプの変形により、上記環状凹溝の縁部が潰れ変形させられていることを特徴としている。

好ましい実施の形態においては、上記環状凹溝は、断面矩形状である。

好ましい実施の形態においてはまた、上記パイプの部分的な押し込み変形は、上記ボルト、またはナットの基部の環状凹溝の縁部を潰れ変形させうる先端部をもつ工具をパイプの外面から押し付けることにより形成されたものである。

上記ナット、またはボルトの基部は、パイプの端部に嵌入された状態で、パイプの壁が部分的に押し込み変形させられて環状凹部に入り込まされている。すなわち、上記のパイプの変形もまた、かしめ力によってナット、またはボルトの基部を強力に保持するものであるが、本願発明では、上記パイプの変形を環状凹溝に沿って部分的に起こさせたものであり、しかも、このパイプの変形が、環状凹溝の縁部の潰れ変形を惹起させている。このことはすなわち、パイプの変形部が環状凹溝の縁部の潰れ変形部に食い込まされていることになる。このことは、ナット、またはボルトの基部とパイプとを相対回転させようとする力に対して極めて大きな耐力を与える。

このようなことから、本願発明の第１の側面に係るパイプの継手構造は、市場で容易に入手可能な環状凹溝を有するナット、またはボルトを用いつつも、これらナット、またはボルトのパイプ端部に対する固定力、とりわけ、回転方向の外力に対する固定力を著しく高めることができる。

本願発明の第２の側面によって提供されるパイプの連結構造は、上記本願発明の第１の側面に係るパイプの継手構造を有する第１のパイプと第２のパイプとの連結構造であって、第１のパイプの端部には上記ナットが固定されており、第２のパイプの端部には上記ボルトが固定されており、これらナットとボルトとを相互に締結したことを特徴としている。

本願発明の第１の側面に係るパイプの継手構造について上述したとおり、この継手構造は、ナット、またはボルトのパイプ端部に対する固定力が著しく高められているので、この継手構造を利用したパイプの連結構造においては、その連結強度を著しく高めることができる。

本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行なう詳細な説明から、より明らかとなろう。

以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図１ないし図５を参照して具体的に説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係るパイプの継手構造を示している。この例は、パイプ１０の端部にナット２０を固定したものである。パイプ１０は、アルミニウムあるいは鉄等の金属パイプが用いられる。ナット２０は、上記パイプ１０の内径と対応した外径と、所定の軸方向寸法を有する略円柱状を呈しており、その軸線にそってねじ穴２１が形成されているとともに、外周には、断面矩形状をした凹溝２２が全周にわたって環状に形成されている。このようなナット２０は、市場において安価に入手できるものである。

上記のナット２０は、パイプ１０の端部にぴったりと嵌合させられた状態で、次のようにして固定されている。すなわち、ナット２０の外周の凹溝２２と対応した軸方向部位において、パイプ１０の壁が周方向について部分的に上記凹溝２２に向けて押し込み変形させられている。より詳細には、図２に示すように、上記の押し込み変形部１１により、このパイプ１０の内面が膨出変形して、上記凹溝２２に入り込まされている。それとともに、このようなパイプ１０の押し込み変形部１１により、凹溝２２の縁部が潰れ変形させられている。このような凹溝２２の潰れ変形部２２ａの形成は、パイプ１０を部分的に押し込み変形するからこそ、工具による押し込み力が集中することにより、可能となる。この実施形態では、パイプ１０の周方向等間隔に４箇所の上記の押し込み変形部１１が形成されているが、その数は、限定されるものではない。

上記のようなパイプ１０の押し込み変形は、図３に示すように、たとえば、球状の先端部を備えた一対の押し込み工具Ｔをパイプ１０の径方向に対向させるとともに、これら一対の押し込み工具Ｔを互いに近接させてパイプ１０を挟むようにしながら２箇所の押し込み変形部１１を形成した後、上記一対の工具Ｔとパイプ１０とを相対的に９０°回転させて再度上記したような操作をして残りの２箇所の押し込み変形部１１を形成することにより行なうことができる。

上記ナット２０は、パイプ１０のいわゆるかしめ変形によって、強固な固定力でパイプ１０に固定されるものであるが、本願発明ではさらに、上記したパイプ１０の部分的な押し込み変形部１１がナット２０の凹溝２２の縁部を潰れ変形させてこの部に食い込ませられていることにより、ナット２０に対する固定力が高められている。すなわち、上記のような凹溝２２の潰れ変形部２２ａへのパイプ１０の押し込み変形部１１の食い込みは、上記ナット２０とパイプ１０とを相対回転させようとする力に対して極めて大きな耐力を与えるのであり、結局、ナット２０は、きわめて大きな固定力でパイプ１０の端部に固定されることになる。したがって、従来のように、ＴＩＧ溶接等の固定力強化手段を採用する必要はなくなる。

図４は、ボルトを上記のナットと同様にしてパイプの端部に固定した実施形態を示している。このボルト３０は、ねじ軸部３１を除く基部３２が、上記のナット２０と同様に、外周に矩形断面を有する環状凹溝３３が形成された略円柱状を呈しているのであり、したがって、上記のナット２０の場合と同様、パイプ１０に部分的に形成した押し込み変形部１１を凹溝３３に入り込ませるとともに、凹溝３３の潰れ変形部３３ａに食い込ませることにより、強固にパイプ１０の端部に固定されることは明らかである。

図５は、端部に上記のようにしてナット２０を固定した第１のパイプ１０Ａと、端部に上記のようにしてボルト３０を固定した第２のパイプ１０Ｂとを、上記ナット２０に上記ボルト３０を締結することにより連結した構造を示している。両パイプ１０Ａ，１０Ｂ間に大きな締め付けトルクを与えても、ナット２０あるいはボルト３０がパイプ１０Ａ，１０Ｂに対して相対回転を起こすといったことがないことから、両パイプ１０Ａ，１０Ｂは、より強固に連結することができるようになる。

もちろん、この発明は上記した実施形態に限定されるものではない。すでに前述したが、パイプの押し込み変形部の数は限定されない。また、実施形態は、球状の端部をもつ工具でパイプを押し込んでパイプの押し込み変形部を形成しているが、工具としては、たとえば、円錐状の端部をもつものを採用することができる。ただし、これらの工具の先端部の形態は、パイプに押し込んだ際に、ナット、またはボルトの基部の環状凹部の縁部を潰れ変形させうることを考慮する必要がある。

本願発明に係るパイプの継手構造の一実施形態の断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 図１のIII-III線に沿う断面図に相当する図である。 本願発明に係るパイプの継手構造の他の実施形態の断面図である。 本願発明に係るパイプの連結構造の一実施形態の断面図である。 従来例の断面図である。 図６のVII-VII線に沿う断面図に相当する図である。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ パイプ
１１ 押し込み変形部（パイプの）
２０ ナット
２１ ねじ穴
２２ 環状凹溝
２２ａ 潰れ変形部
３０ ボルト
３１ ねじ軸部
３２ 基部
３３ 環状凹溝
３３ａ 潰れ変形部
Ｔ 工具

Claims (4)

1. パイプの端部にナット、またはボルトの基部を固定してなるパイプの継手構造であって、
   上記ナット、またはボルトの基部は、上記パイプの内径と対応した外径を有する略円柱状を呈しているとともに、このナット、またはボルトの基部には、その周方向に延びる環状凹溝が形成されており、
   上記ナット、またはボルトの基部は、上記パイプの端部に嵌合されているとともに、上記パイプは、上記環状凹溝に対応する部位が、部分的に上記環状凹溝内に押し込み変形され、かつ、このパイプの変形により、上記環状凹溝の縁部が潰れ変形させられていることを特徴とする、パイプの継手構造。
2. 上記環状凹溝は、断面矩形状の環状凹溝である、請求項１に記載のパイプの継手構造。
3. 上記パイプの部分的な押し込み変形は、上記ボルト、またはナットの基部の環状凹部の縁部を潰れ変形させうる先端部をもつ工具をパイプの外面から押し付けることにより形成される、請求項１または２に記載のパイプの継手構造。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のパイプの継手構造を有する第１のパイプと第２のパイプとの連結構造であって、第１のパイプの端部には上記ナットが固定されており、第２のパイプの端部には上記ボルトが固定されており、これらナットとボルトとを相互に締結したことを特徴とする、パイプの連結構造。

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