JP2007187184A - ボールジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に連結できるボールジョイントを提供する。
【解決手段】押輪４の外周縁に突出するロック片１４が形成され、ハウジング３の一方端面に軸芯方向に突出する複数の係止片１３とこれら係止片間に間隙部１２とが形成され、ロック片１４が前記間隙部１２より前記係止片１３の裏側面よりもハウジング内部に挿入可能であり、かつ前記ロック片１４が前記係止片１３の裏側面よりもハウジング内部に挿入された状態で軸芯周りに回動自在であって、前記ロック片１４を前記係止片１３の裏側面よりもハウジング内部に挿入した状態で軸芯周りに回動して、ロック片１４を係止片１３裏面側に位置して押輪４をハウジング３に対して係止する、ボールジョイントにより解決される。
【選択図】図１

Description

本発明は、水道管、ガス管、プラント用配管等の流体管の管端に装着して、管同士を接続するとともに当該接続部を密封する管継手に関し、特にボールソケットをハウジング内に保持することにより、配管を連結するボールジョイントに関する。

ボールジョイントは、一般的に、球面または円錐状の座面を有し一方の配管に接続されるハウジングと、前記座面に嵌合し他方の配管に接続されるボールソケットと、前記ボールソケットを保持して前記ボールソケットが前記ハウジングから抜けるのを防止する押輪で構成される（下記特許文献１、３参照）。ボールソケットと他方の配管の管端とが一体的となっている形態もよく知られる（下記特許文献２）。
このようなボールジョイントは、配管内の流体の圧力や温度の変化によって配管の相対的な動き（傾き、回転、捩れ等）をハウジングとボールソケットとが屈折して配管の変位を吸収許容するものであり、例えば、外気の温度変化や輸送流体の温度等によって膨張、収縮するパイプライン、機器やタンク等による地盤沈下に伴い管の曲がりが発生するパイプライン、風水害や地震によって配管が移動するおそれがある風水害や地震によって配管が移動するおそれがあるパイプライン、捩れまたは回転力が作用するパイプラインなどに用いられる。
特開２００２−２７６８７０ 特開平０８−１５９３４８ 特開平１０−２９２８８６

しかしながら、従来のボールジョイントは、ボールソケットをハウジングに保持させるにあたり押輪をハウジングに対してボルトで固定するようにしていた（特許文献１〜３参照）。このボルト固定作業は、非常に煩雑であり、その接続点検も時間を要するため、現場では簡易にボールソケットをハウジングに保持できるボールジョイントが求められていた。
本発明は、このような従来問題点に着目してなされたものであり、現場にて押輪をハウジングに簡易に固定でき、もって配管同士の接続作業を容易ならしめるボールジョイントを提供することにある。

上記課題を解決した本発明およびその作用効果は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
ボールソケットと、このボールソケット外面が摺動可能に嵌合する座面を有する環状のハウジングと、前記ボールソケットと座面との間に配された弾性伸縮性の環状パッキンと、前記ハウジングに係止されて前記ボールソケットが前記ハウジングから抜けないように保持する押輪と、を備えるボールジョイントであって、
前記押輪の外周縁に突出するロック片が形成され、
前記ハウジングの一方端面に軸芯方向に突出する複数の係止片が形成されているとともにこれら係止片間に間隙部が形成され、
前記ロック片が前記間隙部から前記係止片の裏側面よりもハウジング内部に挿入可能であり、かつ前記ロック片が前記係止片の裏側面よりもハウジング内部に挿入された状態で軸芯周りに回動自在であり、
前記ロック片が前記係止片の裏側面よりもハウジング内部に挿入された状態で軸芯周りに回動されることによりロック片が係止片裏面側に位置されて前記押輪がハウジングに対して係止される、ことを特徴とするボールジョイント。

（作用効果）
押輪のロック片とハウジングの係止片との係合により、押輪をハウジングに係止するとともに、ボールソケットの保持を行うので、ボルトを用いる必要がなく現場で簡易に管同士を接続することができるようになる。

＜請求項２記載の発明＞
前記係止片の裏面に嵌込溝が形成され、この嵌込溝に押輪のロック片が嵌合されることにより、前記押輪の回転が抑止されるとともに、ロック片と係止片とが係止される、請求項１記載のボールジョイント。

（作用効果）
係止位置において、押輪の回動が抑制されるので意図せずに押輪がハウジングから離脱する事故が防止できる。

＜請求項３記載の発明＞
前記ロック片を前記間隙部から、前記係止片よりもハウジング内部側に挿通した回動前状態で前記環状パッキンが収縮状態になり、その収縮状態で前記押輪が回動可能であり、かつ回動後のロック片の係止位置において前記環状パッキンが押輪回動前状態における収縮状態よりも伸張された状態になる、請求項１または２記載のボールジョイント。

（作用効果）
本発明は、押輪の係止位置において環状パッキンが回動前よりも伸張した状態となる。すなわち、押輪をはずすにあたって、再度パッキンを収縮させる必要が生ずる。これにより、押輪の回動が抑制されるので意図せずに押輪がハウジングから離脱する事故が防止できる。

＜請求項４記載の発明＞
前記環状パッキンが、ロック片が係止片の裏面側に位置された係止位置において前記押輪をハウジング係止片の裏面に押圧する、請求項３記載のボールジョイント。

（作用効果）
係止位置で押輪が係止片に押圧されるので押輪が係止位置からずれづらくなり、もって押輪のハウジングからの意図しない離脱を防止することができる。

＜請求項５記載の発明＞
前記環状パッキンは、ボールソケット外面側および座面側のそれぞれに突出する二つの舌片とその間の凹溝とを有する、リップ式パッキンである、請求項１〜４の何れか１項に記載のボールジョイント。

（作用効果）
パッキンの形状が、管芯側に突出する二つの舌片とこれらの間に形成された凹溝を有する形状であり、座面とソケット外面との間のパッキン介在経路を通って管外方に向かう流体はパッキンの谷溝に誘導され、かかる流体の圧力によって各舌片が外側に押し広げられ、それにより舌片がソケット外面および座面に接して密封機能が発揮される。もって、管端面の平行ずれがあっても密封機能が十分に発揮される。また、過度にパッキンを伸縮させた状態にしなくとも、凹溝への流体の流れ込みによってオートマチックにパッキン機能が発揮されるため、パッキンの耐久性において優れる。

以上のとおり、本発明によれば、現場にて押輪をハウジングに簡易に固定でき、もって配管同士の接続作業を容易ならしめるボールジョイントが提供される。

次いで、本発明の実施の形態を図面を参照しながら、以下に詳述する。
図１は、本発明のボールジョイントＸ１の断面図である。図２はその一方の断面拡大概略図である。図１および２に示されるとおり、本形態のボールジョイントＸ１は、ボールソケット２と、このボールソケット２の外面が摺動可能に嵌合する座面３ａを有する環状のハウジング３と、前記ボールソケット２と座面３ａとの間に配された弾性伸縮性の環状パッキン５と、前記ハウジング３に係止されて前記ボールソケット２が前記ハウジング３から抜けないように保持する押輪４と、を具備する。

前記ボールソケット２は、外周面が円弧面をなす環状部材であり、図示例の如く配管６の一端が挿入される。挿入された配管６にはボールソケット２から抜けないようにロックリング１７が先端周縁に配されており、さらにソケット２の内面との間に環状の水密パッキン１６が配されていて、配管６とボールソケット２との間とが液密に保持される。なお、図示例とは異なる形態として、配管６の一端部外面が膨出円弧面に形成されてボールソケット２と配管６とが一体的とされた形態とすることもできる。

前記ボールソケット２は、ハウジング３の一方端面開口部からハウジング３内に挿入されて、押輪４によってハウジング３内に離脱不能に保持される。なお、ハウジング３の他方端面開口部からはボールソケット２が挿入不能に構成されることは言うまでもない。

押輪４は、前記配管６が挿通可能であるとともに前記ボールソケット２が挿通不可能とされるよう選定された内径を有しハウジング３の端面部に係止される。ボールソケット２がハウジング３内に収められた状態で、押輪４がハウジング３端面部に係止されることで、ハウジング３の一方端面開口部が小径化され、もってボールソケット２のハウジング３からの離脱が不能とされる。

本形態では、特徴的に前記押輪４の外周縁に等間隔を開けて４箇所に周外方向に突出するロック片１４，１４…が形成されている。したがって、図３に示す端面側視では略十字状にロック片１４が突出するように見える。

一方、前記ハウジング３の一方端面（ボールソケット３を挿入する側の端面）には、等間隔を開けてそれぞれ４箇所に軸芯方向に突出して係止片１３，１３…が形成されている。この係止片１３は前記ロック片１４よりも若干幅狭に形成されている。これら係止片１３，１３…間の間隙部１２，１２…は、図３に示す端面側視から明らかなように、前記ロック片１４が挿入可能な幅を有し、各間隙部１２，１２…にそれぞれロック片１４，１４…を合わせると、ハウジング３の端面側から押輪４がハウジング３内に挿通可能となる。

そして押輪４は、特に図４およびその端面視の図５に示されるように、ボールソケット２の外面に当接する位置を限界として少なくともロック片１４，１４…が係止片１３，１３…の裏側面１３Ｂよりもハウジング３内部側に至るまで挿入可能とされている。さらに、押輪４は、前記ロック片１４，１４…が前記係止片１３，１３…の裏側面１３Ｂよりもハウジング３内部に挿入された状態で軸芯周りに回動自在であり、図３に示す状態から図７に示す状態に至るがごとく、前記ロック片１４，１４…が前記係止片１３，１３…の裏側面よりもハウジング内部に挿入された状態で軸芯周りに回動されることによりロック片１４，１４…が係止片１３，１３…の裏面側に位置される。

ここで、環状パッキン５は、特に図４に示されるように、前記ロック片１４，１４…を前記間隙部１２，１２…から、前記係止片１３，１３…よりもハウジング３内部側に挿通しただけの回動前状態で収縮状態になり、さらに、その収縮状態で前記押輪４を回動可能とさせる。そして、回動後のロック片１４，１４…の係止位置においては、前記環状パッキン５が押輪回動前状態における収縮状態よりも伸張された状態になる。

一方、前記ロック片１４，１４…の表面側には軸芯側から周縁方向に向かって延在する縁に凸堤１４ａ，１４ａ…が形成されており、その間が係止片１３，１３…が嵌め込まれる嵌合溝１４ｂ，１４ｂ…となっている。

したがって、特に図６および７に示されるように、ロック片１４が係止位置に移動されたときに、環状パッキン５の前記伸張によって押輪４がハウジング端面方向に押されることによりロック片１４が係止片１３の裏面側に移動し、前記係止片１３が嵌込溝１４ｂに嵌合され、もって前記押輪４の回転が抑止されるとともにロック片１４と係止片１３とが係止される。

なお、嵌合状態においては、環状パッキン５は完全に伸張した状態となっていてもよいが、前記環状パッキン５の伸長力に余裕があって前記押輪４を適度に押圧している状態にあってもよい。

他方、環状パッキン５は、ボールソケット３外面側および座面側のそれぞれに突出する二つの舌片５ａ，５ｂとその間の谷溝５Ａとを有するリップ式パッキンであり、座面３ａとソケット外面との間のパッキン介在経路を通って管外方に向かう流体はパッキン５の谷溝に誘導され、かかる流体の圧力によって各舌片５ａ，５ｂが外側に押し広げられ、それにより舌片５ａ，５ｂがソケット外面および座面３ａに接して密封機能が発揮される。もって、配管端面の平行ずれなどがあっても密封機能が十分に発揮される。また、過度に環状パッキン５を伸縮させた状態にしなくとも、谷溝への流体の流れ込みによってオートマチックにシール機能が発揮されるため、環状パッキンの耐久性においても優れる。

以上説明のとおり本形態のボールジョイントＸ１は、押輪４のハウジング３内への挿通と回動という簡易な操作のみで、ボールソケット２をハウジング３に液密にかつ離脱不能に保持させることができ、もって配管同士を簡易に接続することができる。また、接続と逆の手順を踏むことによって、簡易にジョイントを分解して配管同士の連結を解除することができる。したがって、ハウジング端面周縁に複数のボルトを締め付けて押輪を固定する従来ボールジョイントと比較して、現場での施工性およびメンテナンス性に極めて優れる。

なお、本形態では、ロック片１４は４箇所であり端面視略十字状であるが、ロック片１４や係止片１３の数は、本発明では特に限定されない。押輪４およびハウジング３の大きさ、内径などを考慮して適宜の数に設定することができる。

本発明は、水道管、ガス管、プラント用配管等の各種流体管のほか、流体容器同士を密封状態に保持しつつ連結する継手に利用可能である。

本実施の形態にかかるボールジョイントの断面図である。 本実施の形態にかかるボールジョイントのハウジングと押輪との係止を説明するための、第１の断面図である。 そのＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。 本実施の形態にかかるボールジョイントのハウジングと押輪との係止を説明するための、第２の断面図である。 そのＶ−Ｖ矢視図である。 本実施の形態にかかるボールジョイントのハウジングと押輪との係止を説明するための、第３の断面図（ロック状態の断面図）である。 そのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視図である。

符号の説明

２…ボールソケット、３…ハウジング、３ａ…座面、４…押輪、５…環状パッキン、５ａ…ボールソケット側舌片、５ｂ…ハウジング側舌片 ５Ａ…環状パッキンの谷溝、６…配管、１２…間隙部、１３…係止片、１４…ロック片、１４ａ…凸堤、１４ｂ…嵌合溝、１７…ロックリング、１６…水密パッキン、Ｘ１…ボールジョイント。

Claims (5)

1. ボールソケットと、このボールソケット外面が摺動可能に嵌合する座面を有する環状のハウジングと、前記ボールソケットと座面との間に配された弾性伸縮性の環状パッキンと、前記ハウジングに係止されて前記ボールソケットが前記ハウジングから抜けないように保持する押輪と、を備えるボールジョイントであって、
   前記押輪の外周縁に突出するロック片が形成され、
   前記ハウジングの一方端面に軸芯方向に突出する複数の係止片が形成されているとともにこれら係止片間に間隙部が形成され、
   前記ロック片が前記間隙部から前記係止片の裏側面よりもハウジング内部に挿入可能であり、かつ前記ロック片が前記係止片の裏側面よりもハウジング内部に挿入された状態で軸芯周りに回動自在であり、
   前記ロック片が前記係止片の裏側面よりもハウジング内部に挿入された状態で軸芯周りに回動されることによりロック片が係止片裏面側に位置されて前記押輪がハウジングに対して係止される、ことを特徴とするボールジョイント。
2. 前記係止片の裏面に嵌込溝が形成され、この嵌込溝に押輪のロック片が嵌合されることにより、前記押輪の回転が抑止されるとともに、ロック片と係止片とが係止される、請求項１記載のボールジョイント。
3. 前記ロック片を前記間隙部から、前記係止片よりもハウジング内部側に挿通した回動前状態で前記環状パッキンが収縮状態になり、その収縮状態で前記押輪が回動可能であり、かつ回動後のロック片の係止位置において前記環状パッキンが押輪回動前状態における収縮状態よりも伸張された状態になる、請求項１または２記載のボールジョイント。
4. 前記環状パッキンが、ロック片が係止片の裏面側に位置された係止位置において前記押輪をハウジング係止片の裏面に押圧する、請求項３記載のボールジョイント。
5. 前記環状パッキンは、ボールソケット外面側および座面側のそれぞれに突出する二つの舌片とその間の凹溝とを有する、リップ式パッキンである、請求項１〜４の何れか１項に記載のボールジョイント。

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