JP2009014111A - 管継ぎ手 - Google Patents

Abstract

【課題】直線接続される配管の端を、簡単な接続構造にし、温度変化や外力の変動に対して高い密閉性を確保した管継ぎ手１０を提供する。また、接続部品の部品点数を減らし、大幅なコスト削減を図る。
【解決手段】
直線接続される配管の端を絞り加工し、配管部分１２よりも内径が広い拡径部１４を形成する。拡径部１４には、直線接続される配管の内径とほぼ同じ内径を持つスリーブ２４を配置する。このスリーブ２４の外周には環状の溝が形成されている。この溝に弾性シールリング１８を収容する。即ち、スリーブ２４は溝加工のできるパイプで構成する。弾性シールリング１８は配管の内面に密着する。二本の配管を突き合わせた部分はクランプ２８で挟んで固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は配管の密閉性の良い簡便な接続に使用される管継ぎ手に関する。

例えば、燃料電池には燃料等を供給するための多数の配管が使用される。これらの配管は装置内部の各所で簡単に着脱できるような接続をすることが要求される。一般に、配管の着脱可能な接続には、密閉性の優れたゴム製の弾性シールリング（オーリング）が使用される。この場合、一方の配管の端を雄型構造とし、他方の配管の端を雌型構造にする。雄型構造部分の外周面に環状の溝を形成し、この溝中に弾性シールリングを収容する。弾性シールリングは、雌型構造の配管の内面に密着して接続部の密閉性を確保する。この分野では、既に次のような技術が紹介されている（特許文献１参照）。
特開２００２−３４０２５８号公報

密閉性の良い配管接続を実現するための管継ぎ手には、金属面を機械的に強固に加圧して密着させる構造のものと、上記のように弾性シールリングを用いるものとがある。前者は機械強度が高い反面、振動疲労や締め付けの緩みに対する解決が必要になる。一方、後者は管継ぎ手部分で振動を吸収して緩みが生じ難い。しかし、いずれの構成も、継ぎ手の一方を雄構造にし、他方を雌構造にするので、部品点数が多く、コストダウンの妨げになっていた。
上記の課題を解決するために、本発明は、接続される配管の端を一律に一定の形状にし、部品点数を減少させ、簡単な接続構造にし、組み立て作業も容易にする。同時に、温度変化や振動等に対して高い密閉性を確保した管継ぎ手を提供する。

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
配管部分よりも内径が広い拡径部とこの拡径部の一部の外径を拡大させたフランジ部とを端部に形成した継ぎ手を、相互に突き合わせて接続するものであって、上記拡径部の内側に配置され、外周に弾性シールリングを収容するための環状溝が形成され、上記弾性シールリングを上記拡径部の内周面に密着させる外径を有し、上記配管部分の内径とほぼ等しい内径を有するスリーブと、相互に突き合わされた配管の上記フランジ部を挟んで、突き合わされた配管を連結するクランプを備えたことを特徴とする管継ぎ手。

配管端部を相互に接続するために、拡径部とフランジ部とを有する継ぎ手を使用する。継ぎ手は管の端に後から溶接接続されたものでも構わない。配管端部の構造を一律にできるので、管接続部が簡素化できる。弾性シールリングを利用して接続するので、振動等を吸収でき、スリーブを使用して接続するので、強度も高い。クランプを用いて簡単に接続し、メンテナンス時にも簡単に取り外せる構造にした。

〈構成２〉
配管部分よりも内径が広い拡径部とこの拡径部の一部の外径を拡大させたフランジ部とを端部に形成し、上記配管部分と拡径部との間にテーパ部を設けた継ぎ手を、相互に突き合わせて接続するものであって、上記拡径部の内側に配置され、両端にテーパ面が形成されていて、このテーパ面を、上記配管端部のテーパ部に密着させ、上記配管の内径とほぼ等しい内径を有するスリーブと、相互に突き合わされた配管の上記フランジ部を挟んで、突き合わされた配管を連結するクランプを備えたことを特徴とする管継ぎ手。

両端にテーパ面を有する簡単な構造のスリーブで、配管の接続部の密閉を確保することができる。スリーブは弾性体で構成することが好ましい。

〈構成３〉
構成１または２に記載の管継ぎ手において、上記スリーブの中央外周面にリブを設け、上記配管のフランジ部でこのリブを挟んだ状態で、上記クランプを装着することを特徴とする管継ぎ手。

リブは、突き合わされたフランジ部の間隔を調整する機能を持つ。リブの肉厚はクランプの構造に合わせてある。また、スリーブの位置決めをする機能を持つ。

〈構成４〉
構成１または２に記載の管継ぎ手において、上記スリーブの長さは、突き合わされた配管の拡径部の長さとほぼ等しいサイズとされていることを特徴とする管継ぎ手。

拡径部にスリーブがぴったりとおさまり、位置決めが不要で、密着が良いと密閉性を高めることができる。

〈構成５〉
構成１または２に記載の管継ぎ手において、上記環状溝は、スペーサの両端に断面Ｌ字状に形成され、上記弾性シールリングは、上記拡径部の内周面であって、上記配管の配管部分と拡径部との境界近傍に密着していることを特徴とする管継ぎ手。

スペーサの両端に断面Ｌ字状に環状溝を形成すると、中間部の溝加工に比べてスペーサを加工し易くなる。

〈構成６〉
構成１乃至５のいずれかに記載の管継ぎ手において、上記クランプは、上記フランジ部の間に挟み込まれるワッシャ部とフランジ部を挟み付ける押圧部とを一体化したワッシャ付きリングからなることを特徴とする管継ぎ手。

ワッシャ付きリングを金属あるいは硬質プラスチックにより構成すると、接続部の機械強度と密閉性を高めることができる。

〈構成７〉
構成１乃至３のいずれかに記載の管継ぎ手において、上記フランジ部は、上記配管の端部を絞り加工して形成した、上記拡径部より外径の大きい階段構造とされたことを特徴とする管継ぎ手。

フランジ部を外径の大きい階段構造にすると、厚みのあるフランジ部を挟んで固定する既存のクランプをそのまま利用できる。

〈構成８〉
構成１乃至３のいずれかに記載の管継ぎ手において、上記フランジ部と拡径部の間にテーパ部を設け、上記クランプは上記テーパ部の外面に接して、その締め付け力の分力が上記フランジ部を挟む力になる構造とされたことを特徴とする管継ぎ手。

フランジ部と拡径部の間にテーパ部を設けると、リブやスペーサが無くても既存のスプリングクランプやバックルクランプを装着できる。また、締め付け力も十分に付加できる。

〈構成９〉
構成１乃至８のいずれかに記載の管継ぎ手において、突き合わされる双方の配管の端部構造を同一にし、上記拡径部とフランジ部とはプレス加工もしくは絞り加工により形成されたことを特徴とする管継ぎ手。

プレス加工や絞り加工によれば、継ぎ手部分を低コストで大量生産することが可能になる。

〈構成１０〉
構成１乃至９のいずれかに記載の管継ぎ手において、上記クランプは、突き合わされたフランジ部を挟む部分とバネ力で拡径部を掴む部分とを備えたことを特徴とする管継ぎ手。

上記の構成の管継ぎ手には、突き合わされたフランジ部を挟む部分とバネ力で拡径部を掴む部分とを備えたクランプが最も適する。

本発明の管継ぎ手は、直線接続される配管の端に、配管部分よりも内径が広い拡径部を形成する。拡径部には、直線接続される配管の内径とほぼ同じ内径を持つスリーブを配置する。このスリーブの外周には、環状の溝が形成されている。この溝に弾性シールリングを収容する。弾性シールリングは拡径部の内面に密着する。二本の配管を突き合わせた部分はクランプで挟んで固定する。これにより、簡単な接続構造で、温度変化や振動に対して高い密閉性を確保した管継ぎ手を実現できる。さらに、突き合わされた管相互の芯ずれを防止できる。特に、突き合わされる双方の配管の端部構造を同一にすると、管構造も画一化される。しかも、拡径部は雌構造であるから、配管端部のコストも低くできる。また、拡径部にスリーブを配置するので、管継ぎ手部分の曲げ強度を高めることができる。以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。

図１は実施例１の管継ぎ手を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその一部の分解斜視図、（ｃ）はクランプの斜視図である。
図の管継ぎ手１０は、左右一対の全く同様の端部構成の配管を相互に突き合わせ接続する。配管は、図の（ｂ）に示すように、配管部分１２と拡径部１４とフランジ部１６とを備える。配管部分１２は任意の長さに選定される。拡径部１４は配管部分１２よりも内径が広い。フランジ部１６は、拡径部１４の一部の外径を拡大させた構造をしている。拡径部１４とフランジ部１６とは、例えば、配管部分１２の末端を絞り加工により形成したものである。

拡径部１４の内側には、スリーブ２４が配置されている。スリーブ２４は、配管の内径とほぼ等しい内径を有する。スリーブ２４の外周面には、切削加工等により環状溝２０とリブ２６が形成されている。環状溝２０には、弾性シールリング（オーリング）１８が収容されている。この弾性シールリング１８が、拡径部１４の内周面２２に密着するようにスリーブ２４の外径と、環状溝２０の形状と弾性シールリング１８の太さが選定されている。

リブ２６は、スリーブ２４の中央外周面に設けられている。配管のフランジ部１６は、このリブ２６を挟んだ状態で固定されている。リブ２６は図の（ａ）に示すように、スリーブ２４を拡径部１４の中央に正確に位置決めしている。リブ２６は突き合わされたフランジ部１６の間隔を所定の幅に調整する役割を持つ。フランジ部１６は、クランプ２８により挟み付けられている。

クランプ２８は、図の（ａ）に示すように、相互に突き合わされた配管のフランジ部１６を挟んで、突き合わされた配管を連結する機能を持つ。クランプ２８は、図の（ｃ）に示すように、クリップ状の板ばね等により構成される。中央に帯状のスリット２９を有し、ここに配管のフランジ部１６を挟み込む。このクランプ２８は、既知の汎用されている構成のものを使用すればよい。なお、フランジ部１６は配管を絞り加工により形成したもので、その厚みは配管の厚みと等しい。従って、クランプ２８のスリット２９の幅と二枚のフランジ部１６の厚みの差分をリブ２６の厚みで補うようにした。

以上の構成の管継ぎ手１０は、図の（ｂ）に示すように、相互に突き合わされた配管の拡径部１４の内側に弾性シールリング１８を装着したスリーブ２４を挿入して、クランプ２８を装着すると組立ができる。即ち、非常に簡単に短時間で組立ができる。部品点数も少なく組立に高度な技術を要しない。クランプ２８を外せば、すぐに接続部を解体できる。また、図のように、拡径部１４の内側にスリーブ２４を挿入しているから、管継ぎ手部分に曲げ応力が加わったときの強度を十分に高めることができる。また、逆に、要求される曲げ強度に応じた長さにスリーブ２４の長さを調整することもできる。

なお、上記の実施例では、接続スリーブ２４の外周面に左右１本ずつの環状溝２０を形成した。しかしながら、二本以上の環状溝２０を形成しても構わない。配管とは独立させた簡単な構造のスリーブ２４を使用したので、配管自体に環状溝形成のための切削加工を施す必要がない。また、配管に絞り加工をしたり、予め加工をした雌型の管継ぎ手を溶接するだけでよい。この実施例では、使用される全ての配管について同様の簡単な絞り加工をすればよいので、十分にコストダウンを図ることができる。なお、スリーブ２４と配管とが弾性シールリングを介して密着しているから、振動を吸収して密閉性を確保できる。しかも、スリーブ２４は簡単な構造なので、金属でなく硬質プラスチックの成型加工により製造することもできる。

図２は実施例２の管継ぎ手を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその一部の分解斜視図である。
図の管継ぎ手１０の配管は、実施例１のものと全く同様の端部構成をしている。一方、スリーブの外周面に設けられたリブ３３は、実施例１のものよりも十分に小さく、位置決め効果のみを有している。突き合わされたフランジ部１６の間隔を調整する効果は有しない。その代わりに、フランジ部１６は、リング状のスペーサ２７を介してクランプ２８により挟み付けられている。リング状のスペーサ２７は、例えば、一部に切れ目を有するＣリング状のものが装着が容易で好ましい。

クランプ２８は、実施例１と同様の構造のもので、図の（ａ）に示すように、相互に突き合わされた配管のフランジ部１６を挟んで、突き合わされた配管を連結する。フランジ部１６の肉厚が不足するとクランプ２８で固定し難い。そこで、フランジ部１６をリング状のスペーサ２７で挟み、その両側からクランプ２８で挟むようにした。

図３は実施例３の管継ぎ手を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はワッシャ付きリングの正面図である。
この実施例では、実施例１のクランプ２８の代わりに、ワッシャ付きリング３４を使用する。ワッシャ付きリング３４は、対向するフランジ部１６の間に挟み込まれるワッシャ部３０と、フランジ部１６を両側から挟み付ける押圧部３２とを備える。ワッシャ付きリング３４はプラスチックや金属ブロックにより一体化構成とする。着脱を可能にするために、２つ割り構成とし、蝶番３６を軸にして開閉できるようにした。蝶ねじ３５を用いて締め付けると、接続部を強固に固定することができる。なお、上記の実施例も後記する実施例も同様であるが、管継ぎ手の部分のみを別に製造して、図の一点鎖線Ｄの部分で配管に溶接をし、配管の接続をすることができる。このとき、管継ぎ手の全長が短くなるので、拡径部１４やフランジ部１６の部分をプレス加工により大量生産することができる。従って、高い信頼性を持つ管継ぎ手を低コストで提供できる。

図４は、実施例４の管継ぎ手を示す縦断面図である。
この実施例では、スリーブ２４にリブ２６（図１）を設けていない。即ち、スリーブ２４の構造をより簡素化している。スリーブ２４の長さは、突き合わされた配管の拡径部１４の長さとほぼ等しいサイズとされている。従って、スリーブ２４が拡径部１４内に自動的に位置決めされる。対向するフランジ部１６は相互に接触するように突き合わされている。図１と同様に、ワッシャ部３０とクランプ２８を用いて連結固定する。この構造では、スリーブ２４の構造が簡素化できるのみならず、スリーブが全く露出せず、接続部が堅固で密閉性に優れたものになる。

図５は実施例５の管継ぎ手を示す縦断面図である。
この図のスリーブ４４には、その両端に、断面Ｌ字状に形成された段部４５が設けられている。ここに、弾性シールリング１８が装着されている。一方、配管には、配管部分１２と拡径部１４との間にテーパ部１３を設けた。配管のフランジ部１６を相互に突き合わせたとき、弾性シールリング１８は、拡径部１４の内周面であって、配管の配管部分１２と拡径部１４との境界近傍、即ち、テーパ部１３に密着している。これにより、接続部の密閉性を確保する。

スリーブ４４は、例えば、プラスチックのモールド加工により製造する。実施例１のような構造では、筒の外周にＵ字溝が形成されるので、金型が若干複雑になる。一方、この実施例５の構造にすると、スリーブ４４の両端に断面Ｌ字状の溝を形成するだけなので、金型も簡単になり、成型後の成型品の取り出しも容易になる。即ち、製造コストをさらに削減できる。

図６は、実施例６の管継ぎ手を示す縦断面図である。
この図の配管も、実施例５と同様のものを使用する。この実施例６では、弾性シールリング１８を使用しない。スリーブ４４の両端にはテーパ面が形成されている。スリーブ４４は拡径部１４の内側に配置される。そして、組み立て後はテーパ面４３を、配管端部のテーパ部１３に密着させる。他の部分の構造はこれまで説明した実施例と変わらない。この実施例では、弾性シールリング１８（図１）が不要である。テーパ面４３とテーパ部１３との間の圧力で密閉性を保持できる。スリーブ４４を十分に弾力性のあるものにしておけば、さらに全体構成の簡素化ができる。

図７は実施例７の管継ぎ手を示す縦断面図である。
この実施例のフランジ部１７は、拡径部１４より外径の大きい階段構造とされている。フランジ部１７も、配管の端部を絞り加工して形成したものである。スリーブ２４は図４の構造のものを使用した。長手方向に一定の幅のある階段構造状のフランジに仕上げてあるから、スリーブ２４のリブは不要である。図２で説明したようなリング状のスペーサ２７が不要である。そのまま、クランプ２８をワンタッチで取り付けることができる。こうして、部品点数を減少させ、さらにコストダウンを図ることができる。

図８は実施例８の管継ぎ手を示す縦断面図である。図９は、この管継ぎ手に使用するクランプの正面図である。
この実施例の配管は、フランジ部１６と拡径部１４の間にテーパ部１９を設けた。スリーブ４４は図５の構造のままとした。図９の（ａ）に示すような、例えば、ガスホースの固定に広く使用されている、既知のスプリングクランプ４６を使用する。これは、つまみ４７を掴んで装着する。また、図９の（ｂ）に示すように、レバー４９とフック５０とを備えた既知のバックルクランプ４８を使用する。いずれのクランプもワイヤーで締め付ける構造になっている。テーパ部１３の外面を締め付けるように装着すると、その締め付け力の分力が、突き合わされたフランジ部１６を挟む力になる。これで、リブやスペーサが無くても装着ができる。また、締め付け力も十分に付加できる。いずれの場合においても、突き合わされたフランジ部を挟む部分とバネ力で拡径部を掴む部分を設けたクランプを使用すると、短時間で簡単に、配管の接続工事をすることができるという効果がある。

以上説明した本発明の管継ぎ手１０は、配管の端を雌雄の区別なく一定の形状に絞り加工すればよいので、配管のコストダウンを図ることができる。この管継ぎ手構造は、配管とは別に継ぎ手部分のみを製造し、管に溶接等で接続すれば良いので、広く、様々な分野の配管に、新設、後付けを問わず利用できる。また、短くて単純な構造のスリーブ２４の外周面に弾性シールリング１８を収容するための環状溝２０を形成すると、スリーブ２４の部分のコストダウンも十分に図ることができる。スリーブ２４は接続部の内部に隠れるように配置されるので、外部に露出させて配置する場合に比べると、環状溝２０以外の部分の表面仕上げを省略できるという効果もある。さらに、スリーブ２４をいずれか一方の配管に溶接するといった加工も不要な利点がある。

実施例１の管継ぎ手を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその一部の分解斜視図、（ｃ）はクランプの斜視図である。 実施例２の管継ぎ手を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はその一部の分解斜視図である。 実施例３の管継ぎ手を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はワッシャ付きリングの正面図である。 実施例４の管継ぎ手を示す縦断面図である。 実施例５の管継ぎ手を示す縦断面図である。 実施例６の管継ぎ手を示す縦断面図である。 実施例７の管継ぎ手を示す縦断面図である。 実施例８の管継ぎ手を示す縦断面図である。 管継ぎ手に使用するクランプの正面図である。

符号の説明

１０ 管継ぎ手
１２ 配管部分
１３ テーパ部
１４ 拡径部
１６ フランジ部
１７ 台状のフランジ部
１８ 弾性シールリング
１９ テーパ部
２０ 環状溝
２２ 内周面
２４ スリーブ
２６ リブ
２７ スペーサ
２８ クランプ
２９ スリット
３０ ワッシャ部
３２ 押圧部
３３ リブ
３４ ワッシャ付きリング
３５ 蝶ねじ
４４ スリーブ
４５ 段部
４６ スプリングクランプ
４７ つまみ
４８ バックルクランプ
４９ レバー
５０ フック

Claims (10)

1. 配管部分よりも内径が広い拡径部とこの拡径部の一部の外径を拡大させたフランジ部とを端部に形成した継ぎ手を、相互に突き合わせて接続するものであって、
   前記拡径部の内側に配置され、外周に弾性シールリングを収容するための環状溝が形成され、前記弾性シールリングを前記拡径部の内周面に密着させる外径を有し、前記配管部分の内径とほぼ等しい内径を有するスリーブと、
   相互に突き合わされた配管の前記フランジ部を挟んで、突き合わされた配管を連結するクランプを備えたことを特徴とする管継ぎ手。
2. 配管部分よりも内径が広い拡径部とこの拡径部の一部の外径を拡大させたフランジ部とを端部に形成し、前記配管部分と拡径部との間にテーパ部を設けた継ぎ手を、相互に突き合わせて接続するものであって、
   前記拡径部の内側に配置され、両端にテーパ面が形成されていて、このテーパ面を、前記配管端部のテーパ部に密着させ、前記配管の内径とほぼ等しい内径を有するスリーブと、
   相互に突き合わされた配管の前記フランジ部を挟んで、突き合わされた配管を連結するクランプを備えたことを特徴とする管継ぎ手。
3. 請求項１または２に記載の管継ぎ手において、
   前記スリーブの中央外周面にリブを設け、前記配管のフランジ部でこのリブを挟んだ状態で、前記クランプを装着することを特徴とする管継ぎ手。
4. 請求項１または２に記載の管継ぎ手において、
   前記スリーブの長さは、突き合わされた配管の拡径部の長さとほぼ等しいサイズとされていることを特徴とする管継ぎ手。
5. 請求項１または２に記載の管継ぎ手において、
   前記環状溝は、スペーサの両端に断面Ｌ字状に形成され、前記弾性シールリングは、前記拡径部の内周面であって、前記配管の配管部分と拡径部との境界近傍に密着していることを特徴とする管継ぎ手。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の管継ぎ手において、
   前記クランプは、前記フランジ部の間に挟み込まれるワッシャ部とフランジ部を挟み付ける押圧部とを一体化したワッシャ付きリングからなることを特徴とする管継ぎ手。
7. 請求項１乃至３のいずれかに記載の管継ぎ手において、
   前記フランジ部は、前記配管の端部を絞り加工して形成した、前記拡径部より外径の大きい階段構造とされたことを特徴とする管継ぎ手。
8. 請求項１乃至３のいずれかに記載の管継ぎ手において、
   前記フランジ部と拡径部の間にテーパ部を設け、前記クランプは前記テーパ部の外面に接して、その締め付け力の分力が前記フランジ部を挟む力になる構造とされたことを特徴とする管継ぎ手。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の管継ぎ手において、
   突き合わされる双方の配管の端部構造を同一にし、前記拡径部とフランジ部とはプレス加工もしくは絞り加工により形成されたことを特徴とする管継ぎ手。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の管継ぎ手において、
    前記クランプは、突き合わされたフランジ部を挟む部分とバネ力で拡径部を掴む部分とを備えたことを特徴とする管継ぎ手。

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