JP2007146893A - 配管の継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】振動や衝撃といった外力が作用した際にも高いシール性能を有する配管のフェルール継手構造を提供する。
【解決手段】継手本体１と、継手本体１の端部に設けられたねじ溝１２と螺合するねじ溝２２を備えたナット部材２と、継手本体１の中空部１１およびナット部材２の中空部２１に嵌着される適宜の配管６と、継手本体１の端部とナット部材２の内壁と配管６によって画成された空間５内にフロントフェルール３およびバックフェルール４が配設されてなる継手構造１０であって、継手本体１のフロントフェルール３と当接する部分、およびバックフェルール４のフロントフェルール３と当接する部分はともにテーパー状に形成されており、継手本体１にナット部材２が螺合された際に、配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フェルールを使用してなる配管の継手構造に係り、特に、振動や衝撃といった外力が作用した際にも高いシール性能を有する配管のフェルール継手構造に関するものである。

フェルール型の配管継手は従来周知の継手構造であり、具体的には、１個または２個のフェルールを継手本体の中空部と該継手本体と螺合するナット部材の中空部に配設し、継手本体とナット部材を螺合させることにより、例えばフェルールと継手本体とのシール性を確保する配管継手のことである。このフェルール継手は、簡易かつ任意に配管形態を変更等する際に極めて便利な継手構造であることから、その適用は多方面に及び、例えば、ワーク成形用の金型と配管との接続に適用されている。

フェルール型の配管継手に関する従来の技術は、例えば特許文献１，２にその開示がある。いずれの配管継手においても、その目的とするところは相異するものの、フロントフェルールを介して、継手本体の端部とバックフェルールとの間には配管の軸心方向に一定の離間が形成されている。この従来のフェルール型の配管継手構造を図４に示す。図４において、配管継手構造ａは、継手本体ｂとナット部材ｃが双方のねじ溝ｂ１、ｃ１にて螺合しており、その中空部に配管ｆが嵌着されている。ここで、継手本体ｂの端部はテーパー状に成形されており、このテーパー面にフロントフェルールｄが嵌め込まれ、フロントフェルールｄの他方面からバックフェルールｅにて押圧されている。このバックフェルールｅは、ナット部材ｃの縮径部ｃ２によって押圧された構成となっている。図からも明らかなように、継手本体ｂの端部のテーパー状の部分とバックフェルールｅは配管の軸心方向において離れた構成となっており、継手本体ｂとフロントフェルールｄ、およびフロントフェルールｄとバックフェルールｅは、点接触または極めて少ない面接触によってシール性を確保している。

特表２００１−５２０７２８号公報 特表２００３−５０９６４５号公報

上記公報に開示のフェルール継手によれば、継手本体端部のテーパー部とバックフェルールとが離れた構成となっていること、継手本体端部のテーパー部とフロントフェルールおよびフロントフェルールとバックフェルールとがそれぞれ点接触または極めて少ない面接触によってシール性を確保していることから、配管継手に例えば振動や衝撃力などの外力が作用することにより、点接触または少ない面接触のシール部のシール性が阻害される可能性が高いといった問題があった。

本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、配管をフェルール継手にて接続する継手構造に関し、振動や衝撃といった外力が作用した際にも高いシール性能を有する配管の継手構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明による配管の継手構造は、配管の端部を収容する第一の中空部を備えるとともに外周の一部にねじ溝が設けられている継手本体と、第二の中空部を有し、該第二の中空部に臨む内壁面に前記ねじ溝と螺合するねじ溝を備え、その一端の開口が中空部の径に比して縮径されてなるナット部材と、継手本体の端部とナット部材の内壁面と配管によって画成される空間に配設され、継手本体の端部と当接するフロントフェルールと、該フロントフェルールおよびナット部材の前記一端の縮径部の内壁の双方に当接するバックフェルールと、から構成される配管の継手構造であって、継手本体のフロントフェルールと当接する部分、およびバックフェルールのフロントフェルールと当接する部分はともにテーパー状に形成されており、継手本体にナット部材が螺合された際に、前記配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されていることを特徴とする。

継手本体は、その一端が例えば金型の一側面等、任意の部材に取付けられており、継手本体の他端側において、ナット部材およびフロントフェルール、バックフェルールによって配管が接続される。

継手本体は、中空構造となっており（第一の中空部）、その端部の外周にはナット部材のねじ溝と螺合するためのねじ溝が形成されている。第一の中空部をその途中で縮径させることにより、第一の中空部に挿入された配管の端部をその縮径部にて係止させることができる。

一方、継手本体と螺合するナット部材も、配管が貫通するように中空構造となっており、その一端側の内壁面には、継手本体のねじ溝と螺合するねじ溝が形成されており、その他端側には、縮径部が設けられ、かかる縮径部の中空部の内壁面と配管が摺接するように構成されている。

継手本体の端部と、ナット部材の中空部の内壁面と、配管の外面との間の空間には、配管を囲繞する環状のフロントフェルールと同様に環状のバックフェルールとが配設される。ここで、継手本体の端部は、中空の中心に向かってすり鉢状（テーパー状）に形成されており、このテーパー状の部分に環状のフロントフェルールが嵌合できるようになっており、さらに、フロントフェルールとナット部材の縮径部の内壁との間にバックフェルールが配設されている。ナット部材を継手本体に螺合することにより、継手本体の端部のテーパー状の部分とナット部材の縮径部の内壁との間でフロントフェルールおよびバックフェルールが押圧されながら、相互に嵌着されることによってシール性能を備えたフェルール継手構造が形成される。ここで、バックフェルールのうち、フロントフェルールと当接する面はテーパー状に形成しておく。

本発明では、フェルール継手におけるシール性能を高めるために、継手本体とナット部材とが螺合された段階で、継手本体の端部のテーパー状の部分と、バックフェルールのテーパー状の部分が、配管の軸心方向に離れないように、すなわち、配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されている。

かかる構成とすることにより、継手本体の端部のテーパー状の部分とフロントフェルールが面同士で相互に押圧された姿勢となり、かつ、フロントフェルールとバックフェルールのテーパー状の部分とが面同士で相互に押圧された姿勢となり、さらに、対向する継手本体の端部のテーパー状の部分とバックフェルールのテーパー状の部分とによってフロントフェルールの一定長さ領域を挟み込むことができるため、極めて高いシール性能を確保することが可能となる。したがって、本発明の配管の継手構造は、振動や衝撃などが比較的大きな部材に適用されるのが好適である。また、ナット部材の螺合時にフロントフェルールには、ナット部材の螺合により、該ナット部材との間で静止摩擦力によりバックフェルールも螺合方向に回転力を受け、このバックフェルールの回転力により、フロントフェルールに曲げ応力が作用し得る。この場合にも、フロントフェルールとバックフェルールとが一定の面接触構造となっているため、該曲げ応力により、シール性が阻害される危険性は極めて少ない。

なお、本発明のフェルール継手構造は、本体継手の端部とバックフェルールの端部とがフロントフェルールを一定長さ領域で挟み込むように構成しただけの簡易な構造であり、従来のフェルール継手に比して、その製造に要するコストは何ら変わるものではない。

また、本発明による配管の継手構造の他の実施形態において、継手本体にナット部材が螺合された際に、継手本体のフロントフェルールと当接するテーパー状の部分と、バックフェルールのフロントフェルールと当接するテーパー状の部分が、配管の軸心方向に直交する方向において重なっていることを特徴とする。

配管の軸心方向に直交する方向において、継手本体とバックフェルール双方のテーパー状の部分が重なるように双方のテーパー角やフロントフェルールの厚みを調整することにより、継手構造のシール性をより高めることができる。

また、配管の継手構造として、フロントフェルールは、継手本体とナット部材の螺合の際に前記対向する双方のテーパー状の部分からの押圧によって押し潰されることにより、継手構造を形成することもできる。

本発明の継手構造におけるシール性能は、一方は、継手本体の端部のテーパー状の部分とフロントフェルールとの当接面におけるものであり、他方は、フロントフェルールとバックフェルールのテーパー状の部分との当接面におけるものである。双方の当接面が配管の軸心方向の一定範囲でラップしている構造となっているが、ナット部材を螺合させた際に、フロントフェルールが双方の面からの押圧力によって潰されることにより、フロントフェルールの双方の面におけるシール性をより高めることができる。

ここで、他の実施形態として、継手本体の端部のテーパー状面に多数の突起を設けておき、同様にバックフェルールのテーパー面にも多数の突起を設けておくことにより、ナット部材の螺合によってフロントフェルールが潰された際に、潰されたフロントフェルール内に双方の突起が差し込まれて、より高いシール性を得ることもできる。

また、本発明による配管の継手構造の他の実施形態において、継手本体とバックフェルールとナット部材が鋼製素材からなり、フロントフェルールが銅または銅と亜鉛、銅とアルミニウムを含む銅合金のいずれか一つの素材からなることを特徴とする。

継手本体とバックフェルールとナット部材は、一般に使用される鋼製素材（炭素鋼材）から成形し、かかる鋼製素材に比して材料硬度が軟らかく、したがってナット部材の螺合によって潰れ易く、かつ比較的安価な材料である銅または銅合金からフロントフェルールを成形するものである。

銅合金としては、例えば、任意の割合の銅と亜鉛からなる合金、あるいは銅とアルミニウムからなる合金などがある。

以上の説明から理解できるように、本発明の配管の継手構造によれば、継手本体とナット部材とが螺合された段階で、継手本体の端部のテーパー状の部分と、バックフェルールのテーパー状の部分が、それぞれフロントフェルールと面同士で当接するとともに、配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されているため、極めて高いシール性能を備えることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明のフェルール継手構造の一実施形態を示した縦断図を、図２は、図１のＩＩ部の拡大図をそれぞれ示している。図３は、本発明のフェルール継手構造の他の実施形態を示した縦断図である。なお、継手本体は、例えば金型などの任意の部材に取付けられているが、かかる継手本体の被取付け部材は特に限定されるものではない。

図１は、本発明のフェルール継手構造の一実施形態を示した縦断図である。このフェルール継手構造１０は、例えば金型等の一側面に固着された継手本体１と、継手本体１の端部に設けられたねじ溝１２と螺合するねじ溝２２を備えたナット部材２と、継手本体１の中空部１１およびナット部材２の中空部２１に嵌着される適宜の配管６と、継手本体１の端部とナット部材２の内壁と配管６によって画成された空間５内に配設され、継手構造のシール性能を確保するために設けられるフロントフェルール３およびバックフェルール４とから構成されている。

継手本体１の端部のうち、フロントフェルール３と当接する面はテーパー状に形成されている（テーパー部１３）。フロントフェルール３は、両端部に開口を有する環状（すり鉢状）に形成されており、図１のように縦断的に見た場合には、継手本体１のテーパー部１３と当接する一方面３１と、バックフェルール４と当接する他方面３２とからなる。

バックフェルール４もフロントフェルール３と同様に環状に形成されており、その両端部には開口が設けられている。その一端２３は、ナット部材２のうち、バックフェルール４を押圧するための縮径部２３の内壁２３ａと当接し、他方面はフロントフェルール３の他方面３２と当接する形状に形成されており、かかる部分は、縦断的に見た場合にはテーパー部４１となっている。

継手本体１、ナット部材２、フロントフェルール３、バックフェルール４はともに、例えば一般の炭素鋼材から成形することができる。

フェルール継手構造１０は、まず、継手本体１の端部のテーパー部１３にフロントフェルール３およびバックフェルール４を嵌め込むとともに、ナット部材２にて各フェルールを包囲した姿勢で配管６をその中空部に嵌着し、ナット部材２を継手本体１に螺合していくことにより、ナット部材２の縮径部２３の内壁２３ａと継手本体１のテーパー部１３とからフロントフェルール３およびバックフェルール４が徐々に押圧され、所定の締め付け状態まで螺合することにより、フェルール継手構造１０が形成される。

ここで、該フェルール継手構造１０の止水性能を発揮する継手本体１とフロントフェルール３、バックフェルール４の当接箇所を拡大した図２に基づいて、拡大部分の説明をおこなう。

図２に示すように、本発明のフェルール継手構造においては、継手本体１の端部のテーパー部１３と、フロントフェルール３を介したバックフェルール４のテーパー部４１のそれぞれの対向面が、配管６の軸心方向において一定の範囲（図中のＬ区間）内に配設された構成となっている。より具体的には、継手本体１の端部のテーパー部１３と、バックフェルール４のテーパー部４１とが、配管６の軸心方向に直交する方向において重なるように構成されている。かかる構成とすることにより、継手本体１のテーパー部１３とフロントフェルール３の一方面３１、およびフロントフェルール３の他方面３２とバックフェルール４のテーパー部４１とがそれぞれ一定の面接合を有するとともに、この区間Ｌにおいてフロントフェルール３を双方の面から押圧する構造を形成することができるため、従来のフェルール継手構造に比して格段にその止水性能の向上を図ることが可能となる。

なお、この区間Ｌの設定は、所望の止水性能や、フロントフェルールおよびバックフェルールの当接面の形状に応じて適宜設定すればよい。また、継手本体のテーパー部の形状やフロントフェルールの形状、バックフェルールの形状が図示する実施形態に限定されるものでないことは勿論のことである。

図３は、フェルール継手構造の他の実施形態を示した縦断図である。このフェルール継手構造１０Ａにおいて、継手本体１、ナット部材２、バックフェルール４の素材や形状はフェルール継手構造１０と同様である。フェルール継手構造１０Ａでは、フロントフェルール３ａを、継手本体１やバックフェルール４等の素材よりも硬度の軟らかい素材から成形することにより、ナット部材２を締め付けていくことにより、継手本体１のテーパー部１３とバックフェルール４のテーパー部４１によってその間に介装されたフロントフェルール３を押し潰すことにより、止水性能をより高めようとするものである。

継手本体１やバックフェルール４等が炭素鋼材から成形される場合、かかる素材よりも硬度が軟らかく、かつ比較的入手が容易で安価な任意の素材によってフロントフェルール３ａが成形されればよい。

かかる素材としては、例えば、銅または銅合金などを使用することができる。銅合金としては、例えば、任意の割合の銅と亜鉛からなる合金、あるいは銅とアルミニウムからなる合金などを使用することができる。

本発明のフェルール継手構造によれば、従来のフェルール継手構造と同等のコストで、極めて高いシール性能を得ることができる。また、この継手構造は、外部からの衝撃や振動などによってもシール部のシール性能を低減させる可能性が極めて低いため、上記する外力の激しい部材等に使用するのが特に好適である。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。例えば、継手本体のテーパー部の表面、およびバックフェルールのテーパー部の表面の双方に突起を形成した形態とすることにより、ナット部材を締め付け、双方のテーパー部にてフロントフェルールが押し潰された際に、テーパー部の突起がフロントフェルールに埋め込まれる構成となるため、その止水性能をさらに高めることができる。

本発明のフェルール継手構造の一実施形態を示した縦断図。 図１のＩＩ部の拡大図。 本発明のフェルール継手構造の他の実施形態を示した縦断図。 従来のフェルール継手構造を示した縦断図。

符号の説明

１…継手本体、１１…第一の中空部、１２…ねじ溝、１３…テーパー部、２…ナット部材、２１…第二の中空部、２２…ねじ溝、２３…縮径部、２３ａ…縮径部の内壁、３，３ａ…フロントフェルール、３１…一方面、３２…他方面、４…バックフェルール、４１…テーパー部、４２…一端、５…空間、６…配管、１０，１０Ａ…フェルール継手構造

Claims (3)

1. 配管の端部を収容する第一の中空部を備えるとともに外周の一部にねじ溝が設けられている継手本体と、第二の中空部を有し、該第二の中空部に臨む内壁面に前記ねじ溝と螺合するねじ溝を備え、その一端の開口が中空部の径に比して縮径されてなるナット部材と、継手本体の端部とナット部材の内壁面と配管によって画成される空間に配設され、継手本体の端部と当接するフロントフェルールと、該フロントフェルールおよびナット部材の前記一端の縮径部の内壁の双方に当接するバックフェルールと、から構成される配管の継手構造であって、
   継手本体のフロントフェルールと当接する部分、およびバックフェルールのフロントフェルールと当接する部分はともにテーパー状に形成されており、継手本体にナット部材が螺合された際に、前記配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されていることを特徴とする配管の継手構造。
2. 継手本体にナット部材が螺合された際に、継手本体のフロントフェルールと当接するテーパー状の部分と、バックフェルールのフロントフェルールと当接するテーパー状の部分が、配管の軸心方向に直交する方向において重なっていることを特徴とする請求項１に記載の配管の継手構造。
3. 継手本体とバックフェルールとナット部材が鋼製素材からなり、フロントフェルールが銅または銅と亜鉛、銅とアルミニウムを含む銅合金のいずれか一つの素材からなることを特徴とする請求項１または２に記載の配管の継手構造。

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