JP2009097626A - ノンボルト継手構造およびノンボルト継手構造を形成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現場での作業が簡便で、かつ、可撓性のある接合が可能な、ノンボルト継手構造を提供する。
【解決手段】受口部３０１ａと挿口部３０２ａとの間に介挿されて、受口部３０１ａと挿口部３０２ａとの間をシールするシールリング３０３と、受口部３０１ａの内周面３１６に設けられ受口部３０１の先端に行くに従い径小となる面から形成された係合面３４４と、第２流体管３０２が塑性変形されることで径方向Ｒの外方に向って拡径された膨らみ部３４０とを有し、膨らみ部３４０の外周面３２５に３０１ａの係合面３４４が係合していることで、第２流体管３０２の離脱防止が図られることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ノンボルト継手構造および前記ノンボルト継手構造を形成する方法に関するものである。

鋼管の接合または鋼管とフランジその他の継手とを係合させる手段として、溶接接合やボルトを用いたメカニカル接合などが行われている。
特開平４−１５３８４号

しかし、これらは作業設備や作業環境の保持が大変であったり、部品点数が多い。

本発明の主目的は、現場での作業が簡便で、かつ、可撓性のある接合が可能な、ノンボルト継手構造を提供することである。
また、本発明の他の目的は、前記ノンボルト継手構造を形成する方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明のノンボルト継手構造は、第１流体管の受口部に、変形により加工硬化を生じる金属からなる第２流体管の挿口部が挿入され、２つの管同士をボルトを用いることなく互いに接続した流体管のノンボルト継手構造であって、前記受口部と前記挿口部との間に介挿されて、前記受口部と挿口部との間をシールするシールリングと、前記受口部の内周面に設けられ前記受口部の先端に行くに従い径小となる面から形成された係合面と、前記第２流体管が塑性変形されることで径方向の外方に向って拡径された膨らみ部とを有し、前記膨らみ部の外周面に前記受口部の係合面が係合していることで、前記第２流体管の離脱防止が図られることを特徴とする。

本発明によれば、従来の接合とは異なり、第２流体管の前記膨らみ部の外周面に、第１流体管の前記係合面が係合することにより、２つの管が接合されるので、第２流体管の離脱を防止することができる。
さらに、第２流体管が塑性変形された膨らみ部は加工硬化により、その形状が保たれるため、経時的に前記膨らみ部が変形するおそれが少ない。そのため、第１流体管と第２流体管とが不用意に離脱するおそれが少ない。
また、第２流体管は単に直管を切断したものを受口部に挿入可能である。したがって、部品点数も少なくなる。
また、第２流体管を治具で塑性変形させることにより、２つの管同士を接続するので、製造時の接続も容易になる。
また、押輪や継手を用いる必要がないので、大幅なコストダウンを図り得る。

また、膨らみ部の縦断面形状が径方向の外方に向かって膨らむように湾曲していれば、前記膨らみ部の外周面が第１流体管の内側に沿って屈曲可能であるため可撓性が高くなる。
本発明において、前記膨らみ部は、前記受口部の奥に行くに従い徐々に径大となる第１テーパ状部を有し、この第１テーパ状部に前記係合面が係合しているのが好ましい。
かかる態様によれば、第１テーパ状部に対応する膨らみ部の部分は、受口部の奥に行くに従い径大となるテーパ状に形成され、当該テーパ状の部分に係合面が係合することにより、第１流体管の抜けを防止することができる。

さらに、前記膨らみ部は、前記受口部の奥に行くに従い徐々に径小となる第２テーパ状部を前記第１テーパ状部の奥に有しているのが好ましい。
かかる態様に形成された膨らみ部は略樽状に形成されるので、第１流体管内に第２流体管が関節状に係合することにより、可撓性が向上する。

本発明において、前記シールリングの位置は前記係合面の位置よりも前記受口部の奥の位置に配置されているのが好ましい。
かかる態様によれば、第１流体管と第２流体管との接合部分をコンパクトに形成し得る。

前記目的を達成するために、本発明のノンボルト継手構造を形成する方法は、前記変形前の第２流体管を前記受口部に挿入する挿入工程と、前記挿入工程の後に、前記第２流体管の内側から径方向の外方へ向かう力を前記第２流体管に加えて、当該第２流体管を拡径させることで、前記第２流体管の塑性変形を実行する拡径工程とを備えたことを特徴とする。

実施例１：
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１Ａおよび図１Ｂは実施例１を示す。
ノンボルト継手構造：
図１Ａに示すように、金属製の第１流体管３０１の受口部３０１ａには、管状の第２流体管３０２の挿口部３０２ａが挿入されている。第２流体管３０２は、変形により加工硬化を生じる金属からなり、たとえば、鋼管、ステンレススチール管または銅管などからなる。

図１Ｂに示すように、前記受口部３０１ａと挿口部３０２ａとの間には、たとえば、ゴム等からなるシールリング３０３が介挿され、該シールリング３０３によって受口部３０１ａと挿口部３０２ａとの間がシールされている。

前記第２流体管３０２の挿口部３０２ａの内周面３１６には、管状で金属製の第２流体管３０２が嵌合している。前記第２流体管３０２は、塑性変形されて、第１流体管３０１の径方向Ｒの外方に向って膨らむように縦断面形状が湾曲した膨らみ部３４０が形成されている。
前記膨らみ部３４０は、第１流体管３０１の径方向の外方に向って膨らむように変形されて、加工硬化されている。前記膨らみ部３４０の外周面３２５は、球面状に形成されている。

一方、第１流体管３０１の受口部３０１ａの内周面３１６には、該受口部３０１ａの先端に行くに従い径小となる係合面３４４が形成されている。
前記係合面３４４には、前記第２流体管３０２の外周面３２５に係合して、第２流体管３０２が第１流体管３０１の受口部３０１ａから離脱するのを防止する係合突部３１１が形成されている。係合突部３１１は、第１流体管３０１に一体に形成され、たとえば、複数の円環状の突条や刺状の多数の突起からなる。なお、多数の刺状の突起を係合突部３１１として採用した場合には、第２流体管３０２の周方向への回転を防止することもできる。

膨らみ部３４０：
前記第２流体管３０２の膨らみ部３４０は、第１流体管３０１の受口部３０１ａの奥方向Ｘ２に行くに従い、徐々に径大となる第１テーパ状部３４１を有している。この第１テーパ状部３４１には、第１流体管３０１の前記係合突部３１１が係合している。
したがって、第２流体管３０２の膨らみ部３４０の外周面３２５に、第１流体管３０１の係合面３４４が係合することで、第１流体管３０１からの第２流体管３０２の離脱の防止が図られる。
更に、前記係合突部３１１が、第２流体管３０２の膨らみ部３４０に食い込み係合することにより、第２流体管３０２の離脱防止機能の向上が図られる。

ここで、施工後に、第２流体管３０２内に流体の圧力が作用すると、前記流体の圧力により第２流体管３０２が離脱方向Ｘ１に若干移動し、膨らみ部３４０に係合突部３１１が食い込み、第２流体管３０２が第１流体管３０１から離脱するのが防止される。したがって、製造時には、膨らみ部３４０に係合突部３１１が接触するか、あるいは、若干食い込む程度に膨らみ部３４０を拡径すればよい。

一方、第２流体管３０２の膨らみ部３４０は、第１流体管３０１の受口部３０１ａの奥方向Ｘ２に行くに従い、徐々に径小となる第２テーパ状部３４２を有している。
すなわち、膨らみ部３４０は、第１流体管３０１の受口部３０１ａの奥方向Ｘ２に行くに従い、徐々に径大となった後、徐々に径小となる樽状に形成されている。

シールリング３０３：
前記シールリング３０３の位置は、第１流体管３０１の係合突部３１１の位置よりも前記受口部３０１ａの奥側Ｘ２に配置されている。この実施例では、シールリング３０３は膨らみ部３４０の頂部３００に接触している。

治具５；
前記第２流体管３０２を塑性変形させて膨らみ部３４０を形成するには、たとえば、図１Ａおよび図１Ｂに示す治具５を用いて行う。
図１Ａに示すように、前記治具５は、押圧部５０、筒部５１およびスライダ５２を備えている。前記筒部５１は、第１流体管３０１および第２流体管３０２の管軸方向Ｘに沿って延長された筒状に形成されており、該筒部５１の前記奥方向Ｘ２の端部には、第１鍔部５３が形成されている。

前記スライダ５２は、筒部５１の中を管軸方向Ｘにスライド自在に形成されており、該スライダ５２の先端方向Ｘ１の端部には、第２鍔部５４が形成されている。
前記筒部５１の第１鍔部５３と、スライダ５２の第２鍔部５４との間には、たとえばウレタンゴム等からなるリング状の前記押圧部５０が設けられている。

ノンボルト継手構造を形成する方法：
第１流体管３０１と第２流体管３０２とは、たとえば、工場で互いに接続された後出荷されてもよいし、工事現場等の屋外で接続されてもよい。

挿入工程；
まず、図１Ａに示すように、変形前の第２流体管３０２を第１流体管３０１の受口部３０１ａに挿入する。

拡径工程；
前記第２挿入工程後、治具５が第２流体管３０２内に挿入される。筒部５１を第２流体管３０２に対して固定した状態でスライダ５２を前記奥方向Ｘ２に引っ張ると、図１Ｂに二点鎖線で示す第２鍔部５４が実線で示すように奥方向Ｘ２に移動する。かかる移動により、押圧部５０が第２鍔部５４と第１鍔部５３との間で押圧されて、第２流体管３０２に向って押し出される。押圧部５０によって、第２流体管３０２の内側３４６から径方向Ｒの外方へ向かう力が加えられ、第２流体管３０２が塑性変形されて拡径される。第２流体管３０２の拡径により、該第２流体管３０２に膨らみ部３４０が形成される。かかる膨らみ部３４０が形成されることにより、シールリング３０３が圧縮変形されて、第２流体管３０２の外周面３２５に密着する。

治具５の抜取工程；
前記拡径後、スライダ５２が先端方向Ｘ１に戻されて押圧部５０の変形が解除された後、治具５が第２流体管３０２から抜き取られる。

実施例２：
図２Ａおよび図２Ｂは実施例２を示す。
図２Ａに示すように、本実施例２の第１流体管３０１Ｂは、前述した実施例１とは異なり、該第１流体管３０１Ｂに係合突部３１１（図１Ａ）が形成されていない。
図２Ｂに示すように、変形後の第２流体管３０２には、球面状の膨らみ部３４０が形成されている。第１流体管３０１のシールリング３０３には、前記膨らみ部３４０の頂部３００が接触している。

図３Ａに示すように、第１流体管３０１Ｂには、第２流体管３０２の膨らみ部３４０に係合する係合面３４４および許容部３４５が形成されている。係合面３４４および許容部３４５は、前記膨らみ部３４０の外周面３２５に沿った球面状に形成されている。

したがって、図３Ｂの矢印で示すように、第２流体管３０２が第１流体管３０１に対して、二点鎖線で示す初期状態から実線で示すように屈曲しても、係合面３４４に第２流体管３０２の膨らみ部３４０が係合することにより、第２流体管３０２が第１流体管３０１Ｂから抜け落ちたり、第２流体管３０２が変形することがない。
一方、許容部３４５は、球面状に形成されていることで、前記膨らみ部３４０が管軸Ｌ上の点Ｏを中心に回転するのを許容し、これにより、第２流体管３０２が第１流体管３０１に対して屈曲するのを許容する。

その他の構成および成形方法は、実施例１と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その説明を省略する。

図４Ａおよび図４Ｂは変形例を示す。
図４Ａの第１流体管３０１Ｃには、第２流体管３０２の反対側に直管部３５１からなる挿し口が形成されている。
図４Ｂの第１流体管３０１Ｄには、第２流体管３０２の反対側に、他の流体管が挿入される第２の受け口３５２が形成されている。

なお、治具５は、第２流体管３０２に膨らみ部３４０を形成し得るものであればよい。また、第２流体管を受口部の奥に行くに従い径が大きくなるようにテーパ状に拡径してもよい。
また、前記実施例では、第２流体管３０２の膨らみ部３４０が樽状に形成されたが、本発明において、これらの膨らみ部は単に拡径したものであってもよい。すなわち、拡径された第２流体管の外径および内径が、拡径前の第２流体管の内径よりも大きければよい。

本発明は、２つの管同士を互いに接続するノンボルト継手構造および前記ノンボルト継手構造を形成する方法に適用することができる。

図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の実施例１にかかるノンボルト継手構造を形成する方法を示す概略縦断面図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の実施例２にかかるノンボルト継手構造を形成する方法を示す概略縦断面図である。 図３Ａおよび図３Ｂは、同ノンボルト継手構造を示す概略縦断面図である。 図４Ａおよび図４Ｂは変形例にかかるノンボルト継手構造およびノンボルト継手構造を形成するための治具を示す概略縦断面図である。

符号の説明

３０１：第１流体管
３０１ａ：受口部
３０２：第２流体管
３０２ａ：挿口部
３０３：シールリング
３１１：係合手段
３４０：膨らみ部
３４１：第１テーパ状部
３４２：第２テーパ状部
３４４：係合面
３４５：許容部
Ｘ２：奥方向

Claims (7)

1. 第１流体管の受口部に、変形により加工硬化を生じる金属からなる第２流体管の挿口部が挿入され、２つの管同士をボルトを用いることなく互いに接続した流体管のノンボルト継手構造であって、
   前記受口部と前記挿口部との間に介挿されて、前記受口部と挿口部との間をシールするシールリングと、
   前記受口部の内周面に設けられ前記受口部の先端に行くに従い径小となる面から形成された係合面と、
   前記第２流体管が塑性変形されることで径方向の外方に向って拡径された膨らみ部とを有し、
   前記膨らみ部の外周面に前記受口部の係合面が係合していることで、前記第２流体管の離脱防止が図られるノンボルト継手構造。
2. 請求項１において、前記第２流体管の前記膨らみ部は、縦断面形状が径方向の外方に向かって膨らむように湾曲しており、かつ、前記受口部の奥に行くに従い徐々に径大となる第１テーパ状部を有し、この第１テーパ状部に前記係合面が係合していることを特徴とするノンボルト継手構造。
3. 請求項２において、前記第１流体管の前記膨らみ部は、前記受口部の奥に行くに従い徐々に径小となる第２テーパ状部を前記第１テーパ状部の奥に有しているノンボルト継手構造。
4. 請求項３において、前記受口部の前記内周面には、前記第２テーパ状部が対面し、前記受口部の奥に行くに従い径小となっていることで、前記第２流体管が前記第１流体管に対し屈曲するのを許容する許容部が形成されているノンボルト継手構造。
5. 請求項１，２，３もしくは４において、前記シールリングは前記係合面の位置よりも前記受口部の奥の位置に配置されているノンボルト継手構造。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、前記係合面が前記第１流体管に一体に形成されているノンボルト継手構造。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のノンボルト継手構造を形成する方法であって、
   前記変形前の第２流体管を前記受口部に挿入する挿入工程と、
   前記挿入工程の後に、前記第２流体管の内側から径方向の外方へ向かう力を前記第２流体管に加えて、当該第２流体管を拡径させることで、前記第２流体管の塑性変形を実行する拡径工程とを備えたノンボルト継手構造を形成する方法。

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