JP2009168167A - 管継手 - Google Patents

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Abstract

【課題】大径パイプに適用可能で、電動作業工具にて、迅速に、かつ、容易に配管作業が可能な管継手を提供する。
【解決手段】締付リング5に、ウォームホイール13及び小ブロック状ウォーム片15Aを有している。ウォーム片15Aはラジアル方向Rに開口する異型孔部を有する。
【選択図】図14

Description

本発明は、水,湯,油,薬品等の液体用の配管に用いられる管継手に関する。
従来、被接続パイプの端部にテーパ雄ネジ部を切削加工し、これに管継手の雌ネジ部を螺着するものが古くから用いられてきた。しかしながら、上記雄ネジ部の切削加工作業が面倒であり、作業に時間が掛かり、また、継手本体を回転させながら上記螺着の作業を要し、一層、作業能率が良くなかった。
そこで、本発明者は、下記特許文献1や特許文献2等の多数の発明についての提案を行い、前述の問題点を解決して当業界の発展に貢献してきた。
特許第3405966号公報 特許第3568904号公報
上記特許文献1の管継手では、バネ力を有するC字型締付環体のスリットに、拡径小片を挾持しておいて、被接続パイプの挿入によって、拡径小片が飛散してC字型締付環体が縮径して、パイプを外周面から締付けて、抜け止め作用を行う構造の管継手である。
しかしながら、このようなC字型締付環体のバネ力による締付力にてパイプを接続できるためには、パイプが比較的小径で肉薄でなければならないという制約があった。
他方、特許文献2に記載の管継手は、ソロバン玉状の小円盤を、雄ネジ部を有するリテーナに回転自在に保持しておいて、このリテーナと袋ナットとの螺進に伴って、ソロバン玉状の小円盤がパイプの外周面に螺旋状の食込み傷を形成しながら食込んで、抜け止めを行う構成のものである。
しかしながら、このようなソロバン玉状の小円盤をパイプ外周面に食込ませるには、大きなパイプレンチ等の作業工具を要し、かつ、大きなリテーナ又は袋ナットを回転させねばならず、狭小な作業空間での作業が極めて困難であった。また、部品点数も多くなり、大型化するという欠点もあった。
そこで、本発明は、このような従来の管継手の問題点を解決して、管継手が簡素かつコンパクトであって、特に、大径パイプに好適な管継手を提供することは一つの目的とする。また、大径パイプに対して、従来のパイプレンチの如き大型作業工具を使用せず、軽量小型の充電式ドリルドライバ等の電動作業工具をもって極めて大きい締付力を発揮して、大径パイプを確実かつ強固に接続可能とした管継手を提供することを他の目的とする。
さらに、大型ビルディングの縦管(鉛直方向の配管)を接続する場合等では、多数本の縦管が狭い間隔で並設され、管継手の接続作業に極めて時間を要し、困難を極めていた。本発明はこのような大型ビルディングの大径の縦管の接続作業を能率良く容易に行うことを別の目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、円周1箇所に切れ目を有し、被接続パイプを締付ける締付リングと、上記パイプの端部に内挿される内挿筒部を有する継手本体とを、備えた管継手に於て、上記締付リングの上記切れ目を形成する両端部を、接線方向に連結するボルト・ナット結合を設け、かつ、該ボルト・ナット結合のボルト部材にはウォームホイールを一体形成し、さらに、電動作業工具の回転駆動されるビット先端のウォームの軸心が、上記パイプのラジアル方向となるように上記ウォームを上記ウォームホイールに接近させて上記ウォームとウォームホイールを噛合状態として上記ウォームを保持するラジアル方向へ開口状の小凹窪部を、上記締付リングに形成したものである。
また、円周1箇所に切れ目を有し、被接続パイプを締付ける締付リングと、上記パイプの端部に内挿される内挿筒部を有する継手本体とを、備えた管継手に於て、上記締付リングの上記切れ目を形成する両端部を、接線方向に連結するボルト・ナット結合を設け、かつ、該ボルト・ナット結合のボルト部材にはウォームホイールを一体形成し、さらに、該ウォームホイールに常時噛合すると共に軸心が上記パイプのラジアル方向を向くように上記締付リングに回転可能に取着されたウォームを具備し、該ウォームは、電動作業工具の回転ビットが差込まれる異型孔部が上記ラジアル方向に開口しているものである。
本発明は、次のような著大な効果を奏する。
本発明によれば、大径パイプ10(本発明では30mm以上の内径のパイプを言う)を、小型の充電式ドリルドライバ等の電動作業工具Eを使用して極めて容易かつ迅速な締付け作業(配管接続作業)を行うことが可能である。ウォームとウォームホイールの噛合による回転数の比は、例えば、(10:1)〜(20:1)と十分に大きく、これによって、小トルクの電動作業工具Eであっても締付けが可能である。しかも、ビルディングの狭小な作業空間での縦管等の配管を、容易に接続できて、作業能率が飛躍的に改善される。
特に、小凹窪部16又は異型孔部30がラジアル方向Rの外方へ開口しているので、作業者の居る側(手前正面)に小凹窪部16又は異型孔部30が向くように、締付リング5を回しておけば、作業者は手前正面から極めて容易に、ビット14, 14Aを接近させて、作業を容易かつ迅速に行うことができる。
さらに、切れ目6も上記手前正面を向くので、パイプ10が正規位置まで十分差込まれているか否かを作業者が容易に確認でき、かつ、切れ目6が閉じたことも手前正面から視認して作業完了を容易に確認できる。
しかも、大径パイプ10をその外周面から大きい締付力にて締付けて、強固な接続が可能となる。
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図1〜図4,図6,図7,図9〜図12は本発明の実施の一形態を示す。
1は継手本体を示し、内挿筒部2が突出状かつ一体に有している。(図示省略したが、)この継手本体1は、全体が、ストレート型,エルボ型,T字型等の形状であり、図9〜図12では、その継手本体1の一端部を例示する。この一端部の内挿筒部2は、被接続パイプ10の端部10aに内挿される。内挿管部2の基端寄りには、浅い凹周溝3が凹設され、これにゴムや軟質プラスチック等のシール材(パッキン)4が嵌着され、パイプ10の端部10aの内周面と、内挿筒部2の外周面との間の密封作用をなす。
5は、円周1箇所に切れ目6を有し、被接続パイプ10を(外周面から)締付ける締付リングである。
そして、締付リング5は、その切れ目6を形成する両端部7,8が、ボルト・ナット結合9にて、(軸心方向から見てC字型乃至円形の)締付リング5の接線方向Tに連結されている。
つまり、頭部を有するボルト部材11と(これの雄ネジに螺合する)ナット12とをもってボルト・ナット結合が構成される。このボルト部材11にはウォームホイール13が一体形成されている。即ち、ボルト部材11の一端の頭部が、ウォームホイール13として、凹凸歯が外周面に形成される。
そして、図1に於て、Eは充電式ドリルドライバ等の電動(回転)作業工具を示し、ビット14先端には、ウォーム15が一体に形成されており、このウォーム15の軸心L15が、パイプ10(締付リング5)のラジアル方向Rとなるように、ウォーム15をウォームホイール13に接近させて、ウォーム15とウォームホイール13とを噛合状態とする。
そして、締付リング5の一端部7には、上記ラジアル方向Rへ開口状のウォーム保持用小凹窪部16を形成する。つまり、有底円形孔状に小凹窪部16が凹設され、この小凹窪部16の内周面の一部が切欠かれて、そこにウォームホイール13が露出し、ラジアル方向Rからビット14のウォーム15が(回転しつつ)挿入されると、ウォームホイール13の露出した部位と噛合して、大きな減速比をもって、ウォーム15の回転がウォームホイール13に伝達される。
図3と図6に示すように、締付リング5(パイプ10)の軸心L10方向から見ると、噛合状態で、ウォームホイール13の軸心と、ウォーム15の軸心L15とは、直交する。言い換えると、ウォームホイール13及びボルト部材11の軸心に対して、有底円形孔の小凹窪部16の軸心とは、直交する。
ところで、締付リング5は、両端部7,8が外径方向に肉厚に形成され、この肉厚端部7,8には、各々、U字溝17, 18が接線方向Tに凹設される。ボルト部材11のウォームホイール13を受持する壁部19が、切れ目6に対応する最端部に(U字溝17を閉じるように)形成され、その孔部にボルト部材11が回転自在に挿通される。また、ナット12を受持する壁部20が、切れ目6に対応する最端部に(U字溝18を閉じるように)形成され、その孔部はバカ孔(遊嵌状に挿入される大径又は楕円形の孔)として、ボルト部材11が回転自在に挿通される。U字溝18の両側面の幅寸法を、ナット12の六角形の対応する平行2辺の幅寸法より僅かに大きく設定して、ナット12の回転止めの機能を持たせる。
21は、締付リング5が継手本体1に(ユニットとして)一体状に保持するための締付リング保持ケースである。
図9〜図12に示すように、継手本体1には第1段差部24をもって内挿筒部2が先端突出状に形成され、また、第2段差部25をもって中径部22を形成し、この中径部22に保持ケース21の基端が外嵌状に取着される。
円形外周面を有する上記中径部22には係止用凹周溝23を形成し、他方、保持ケース21の端部の円形内周面には、係止用凸条26を形成し、この凸条26と凹周溝23の係合によって、保持ケース21は、継手本体1に取付けられている。
保持ケース21を継手本体1に取付けた組立状態で、保持ケース21の基端外周面が、継手本体1の外周面と、略連続面状となるのが望ましい。また、保持ケース21の先端21aは、内挿筒部2の先端2aと、軸心方向に略同一位置とするのが好ましい。
締付リング5の内周面と、内挿筒部2の外周面との間の円筒状空隙部27は、パイプ10が差込み自在なように、パイプ10の肉厚寸法Nよりも大きな径方向寸法を有し、先端方向に開口している。そして、周方向に細長状の窓部28が貫設され、締付リング5の外径方向に膨出状の端部7,8がこの窓部28に内周側から突入して(嵌込まれて)いる。
即ち、図4と図10に示す如く、ボルト・ナット結合9が未締付状態(切れ目6の開いた状態)で、窓部28に膨出状の端部7,8が嵌込まれて、継手本体1と締付リング5とが分離しないようにユニットとして、組立状態を維持している。なお、保持ケース21はプラスチック製とするのが好ましい。
このように、図9と図10に示すように、本発明に係る管継手は、継手本体1とシール材4と締付リング5と保持ケース21が予め一体状にユニットとして組立てられた状態であり、その円筒状空隙部27内に、図9から図11に示すように、被接続パイプ10が差込まれ、かつ、内挿筒部2はパイプ10の端部に内挿される。
なお、締付リング5の内周面には、低凸周条29が形成され、この低凸周条29は、シール材4の幅方向中央に対応するように、同一軸心方向位置である。
図11と図3と図4の状態から、電動作業工具Eのビット14の先端ウォーム15によって(図1と図2参照)、ウォームホイール13を回転させ、ボルト・ナット結合9を締付けてゆけば、締付リング5は、図6と図7のように、その切れ目6が閉じるように縮径し、図12に示す如く、低凸周条29をパイプ10外周面に食込ませつつパイプ10を局部的に縮径変形させ、かつ、このときシール材4を弾性的に圧縮する。
ウォーム15とウォームホイール13は大きな減速比を発揮する噛合状態であるので、比較的高速かつ小トルクで回転するビット14(ウォーム15)にて、大トルクをもってウォームホイール13(ボルト部材11)を回転させて、強力な締付力を締付リング5が発揮することとなる。
図12に示すように、凹周溝3を、従来のOリングやUパッキン等のシール溝よりも、十分に幅広(軸心方向寸法大)とすることにより、締付リング5の低凸周条29の絞り力が有効に作用し、パイプ10は局部的に縮径し、凹周溝3へ侵入し、パイプ10と継手本体1とは、強固に接続できる。
図1,図2,図4,図7,図10に示した実施の一形態では、小凹窪部16でウォーム15はウォームホイール13から逃げる方向───反ウォームホイール側───に振れようとするが、小凹窪部16の内径寸法と位置を予め正確に設定して、ウォームホイール13とウォーム15の噛合状態を維持させる。なお、小凹窪部16の内面に、耐摩耗の低摩擦部材を配設するも、好ましい。
次に、図5と図8は、既述の図4と図7に代わる変形例を示している。即ち、締付リング5の切れ目6を締付けて閉じるためのボルト・ナット結合9を2つとしている。平行に(接近して)U字溝17, 17を一端部7に、平行に(接近して)U字溝18, 18を他端部8に夫々凹設し、接線方向Tに、2本のボルト部材11を設けて、ウォームホイール13, 13を相互に接近させて、その間に小凹窪部16を配設する。かつ、両ボルト部材11, 11は右ネジと左ネジとする(相互に逆に回転して螺進するように構成する。)
ラジアル方向から、電動作業工具Eのウォーム15を小凹窪部16へ、回転しつつ差込めば、両ボルト部材11, 11は同時に螺進して、図5から図8(かつ、図3から図6)のように、両端部7,8が引き寄せられ、切れ目6が閉じる方向に動き、パイプ10の端部10aを、一層強力に、締付けることとなる。
次に、図13〜図16は、本発明の他の実施の形態を示す。即ち、締付リング5には、ボルト部材11のウォームホイール13に常時噛合するウォーム(ウォーム片)15Aを回転可能に具備している。このウォーム(ウォーム片)15Aは、その軸心L15がパイプ10(締付リング5)のラジアル方向Rを向くように取着されている。言い換えると、既述の図1〜10の実施の形態に於ける小凹窪部16内に、予め小型ブロック状のウォーム(片)15Aが回転可能に、かつ、抜出さないように、設けられている。
そして、電動作業工具Eの回転ビット14Aが差込まれる異型孔部30が、パイプ10(締付リング5)のラジアル方向Rに開口している。
図例では、ビット14Aとしては横断面六角形の六角レンチ型であり、これに対応してウォーム(片)15Aには六角孔の孔部30が形成されている。なお、ビット14Aの横断面形状は、四角や星型や十字であっても自由であり、これに対応して、ウォーム15Aの孔部30は、四角孔や星型孔や十字孔とする。要するに、ビット14Aの先端の横断面とウォーム15の孔部30は、円形以外の形状───これを本発明では「異型」と呼ぶ───であれば良い。 なお、図17は変形例を示し、既述の図8に対応して、いわば小凹窪部16内に、回転自在にウォーム(片)15Aを取着し、隣り合って配設された2個のウォームホイール13, 13に同時に噛合している。それ以外の構成は、図8と図16と同様であるので、説明省略する。
ところで、図16と図17に於て、31は、抜け止め用カシメを示し、ポンチ等で、ウォーム(片)15Aが嵌込まれた小凹窪部(孔部)の開口端縁を軽く打込んで、ウォーム(片)15Aが外部へ抜け出ることを防止している。
図18(A)(B)(C)は、夫々、その抜け止めのための異なる実施例を示している。図18(A)では、小凹窪部16に小ブロック状のウォーム(片)15Aを収納し、その開口部16aを小孔33付き抜け止め板32にて施蓋して、抜け止めとし、かつ、小孔33からは、ビット14Aを(図13のように)挿通して、異型孔部30に挿入自在としている。
図18(B)では、小凹窪部(孔部)16の開口端縁をカシメ等にて縮径加工し、抜け止め部34を(全周又は部分的に)形成している。
また、図18(C)では、小凹窪部16の奥方部位にて、凹周溝36と係止凸部37の係合にて抜け止めとしている。
そして、図19に示す平面図に於て、本発明に係る管継手40の適用箇所及び作業方法等について説明する。図19は、ビルディングBの壁面に沿って配管接続すべき縦パイプ10…が小さな間隔で並設され、従来のパイプレンチ等の大型の手動作業具が極めて使い難い箇所を示す。このような箇所に於ても、本発明によれば、小型のハンディな電動作業工具Eを作業者が片手で握って、矢印Rにて示す如く、パイプ10に対してラジアル方向からビット14, 14Aを接近させて、締付作業を楽々と、かつ、迅速に能率良く行い得る。
なお、本発明は、パイプ10としては、30mm以上の内径の大型パイプに好適なものであり、従来の前記特許文献1,2等では不可能であったような大径のパイプ10にも適用可能となった。パイプ10は、内層プラスチック,中間Al層,外層プラスチックから成る肉厚寸法Nが4mm〜8mmの3層構造パイプ、あるいは、PEやPP等の一層又は二層のプラスチックパイプ、あるいは、軟らかい肉厚寸法Nが4mm〜8mmの金属管(例えば、肉厚寸法Nが 1.5mm〜3mmのCuパイプ)から成る。
また、図示の実施の形態以外にも設計変更自由であって、低凸周条29を複数本とすることもできる。また、保持ケース21を有することによって、締付リング5が継手本体1とユニットとして組立てられており、高所作業も一層容易となり、安全面も改善できる。さらに、内挿筒部2の保護の役目もなしている。つまり、内挿筒部2の外周面や先端面に傷が付くのを防止して、挿入されるパイプ10の内面にさらなる傷が付いて、シール材4を、その後、傷付けることを予防している。
本発明は以上説明したように、円周1箇所に切れ目6を有し、被接続パイプ10を締付ける締付リング5と、上記パイプ10の端部10aに内挿される内挿筒部2を有する継手本体1とを、備えた管継手に於て、上記締付リング5の上記切れ目6を形成する両端部7,8を、接線方向Tに連結するボルト・ナット結合9を設け、かつ、該ボルト・ナット結合9のボルト部材11にはウォームホイール13を一体形成し、さらに、電動作業工具Eの回転駆動されるビット14先端のウォーム15の軸心L15が、上記パイプ10のラジアル方向Rとなるように上記ウォーム15を上記ウォームホイール13に接近させて上記ウォーム15とウォームホイール13を噛合状態として上記ウォーム15を保持するラジアル方向Rへ開口状の小凹窪部16を、上記締付リング5に形成したので、所期目的を達成できると共に、パイプ10のラジアル方向Rからビット14(ウォーム15)を接近して締付することが可能となり、小型軽量の電動作業工具Eにて、簡単かつ迅速な配管接続作業が実現した。特に、大型ビルディング等の縦パイプが小さな間隔で並設されているような箇所でも、(従来の大型パイプレンチでは不可能な箇所でも、)容易に能率的に締付作業が可能となる。さらに、大型パイプに対して、小さな電動作業工具Eにて、強力な締付力を発揮する。
上記ウォーム15とウォームホイール13の噛合による回転数の比(倍率)は、(10:1)〜(20:1)と十分に大きく設定可能であるので、小トルクで高速回転する電動作業工具Eであっても迅速かつ簡単に締付作業ができる。
また、小凹窪部16がラジアル方向Rの外方へ開口しているので、作業者の居る側(手前正面)に小凹窪部16が向くように、締付リング5を回して、作業者は手前正面から極めて容易に、ビット14(ウォーム15)を接近させて、作業を容易かつ迅速に行うことができる。
さらに、切れ目6も上記手前正面を向くので、パイプ10が正規位置まで十分差込まれているか否かを作業者が容易に確認でき、かつ、切れ目6が閉じたことも手前正面から視認して作業完了を容易に確認できる。
また、本発明では、円周1箇所に切れ目6を有し、被接続パイプ10を締付ける締付リング5と、上記パイプ10の端部10aに内挿される内挿筒部2を有する継手本体1とを、備えた管継手に於て、上記締付リング5の上記切れ目6を形成する両端部7,8を、接線方向Tに連結するボルト・ナット結合9を設け、かつ、該ボルト・ナット結合9のボルト部材11にはウォームホイール13を一体形成し、さらに、該ウォームホイール13に常時噛合すると共に軸心L15が上記パイプ10のラジアル方向Rを向くように上記締付リング5に回転可能に取着されたウォーム15Aを具備し、該ウォーム15Aは、電動作業工具Eの回転ビット14Aが差込まれる異型孔部30が上記ラジアル方向Rに開口している構成であるので、所期目的を達成できると共に、パイプ10のラジアル方向Rからビット14(ウォーム15)を接近して締付することが可能となり、小型軽量の電動作業工具Eにて、簡単かつ迅速な配管接続作業が実現した。特に、大型ビルディング等の縦パイプが小さな間隔で並設されているような箇所でも、(従来の大型パイプレンチでは不可能な箇所でも、)容易に能率的に締付作業が可能となる。さらに、大型パイプに対して、小さな電動作業工具Eにて、強力な締付力を発揮する。
上記ウォーム15Aとウォームホイール13の噛合による回転数の比(倍率)は、(10:1)〜(20:1)と十分に大きく設定可能であるので、小トルクで高速回転する電動作業工具Eであっても迅速かつ簡単に締付作業ができる。
また、ウォーム15Aの異型孔部30がラジアル方向Rの外方へ開口しているので、作業者の居る側(手前正面)に異型孔部30が向くように、締付リング5を回して、作業者は手前正面から極めて容易に、ビット14Aを接近させて、作業を容易かつ迅速に行うことができる。
さらに、切れ目6も上記手前正面を向くので、パイプ10が正規位置まで十分差込まれているか否かを作業者が容易に確認でき、かつ、切れ目6が閉じたことも手前正面から視認して作業完了を容易に確認できる。
なお、本発明に於て、ラジアル方向Rとは、パイプ10(又は締付リング5)の軸心点をズバリ通過する方向に限らず、パイプ内径の25%以内の最接近寸法で通過する径方向を包含するものと定義する。即ち、図6と図15に示すように最接近寸法εがパイプ10の内径寸法の25%以内であれば、本発明では、ラジアル方向Rと呼ぶものとする。
本発明の実施の一形態の使用方法を示す全体簡略説明図である。 要部拡大断面図である。 未締付状態の要部正面図である。 平面図である。 変形例を示す平面図である。 締付状態の要部正面図である。 平面図である。 変形例である。 要部断面図である。 平面図である。 未締付状態の要部断面図である。 締付状態の要部断面図である。 本発明の他の実施の形態の使用方法を示す全体簡略説明図である。 要部拡大説明図である。 正面図である。 平面図である。 別の変形例を示す平面図である。 要部拡大図である。 使用箇所説明のための平面図である。
符号の説明
1 継手本体
2 内挿筒部
5 締付リング
6 切れ目
7,8 端部
9 ボルト・ナット結合
10 被接続パイプ
10A 端部
11 ボルト部材
13 ウォームホイール
14 ビット
14A (回転)ビット
15 ウォーム
15A ウォーム(片)
16 小凹窪部(孔部)
30 異型孔部
E 電動作業工具
15 軸心
R ラジアル方向
T 接線方向

Claims (2)

  1. 円周1箇所に切れ目(6)を有し、被接続パイプ(10)を締付ける締付リング(5)と、上記パイプ(10)の端部(10a)に内挿される内挿筒部(2)を有する継手本体(1)とを、備えた管継手に於て、
    上記締付リング(5)の上記切れ目(6)を形成する両端部(7)(8)を、接線方向(T)に連結するボルト・ナット結合(9)を設け、かつ、該ボルト・ナット結合(9)のボルト部材(11)にはウォームホイール(13)を一体形成し、さらに、電動作業工具(E)の回転駆動されるビット(14)先端のウォーム(15)の軸心(L15)が、上記パイプ(10)のラジアル方向(R)となるように上記ウォーム(15)を上記ウォームホイール(13)に接近させて上記ウォーム(15)とウォームホイール(13)を噛合状態として上記ウォーム(15)を保持するラジアル方向(R)へ開口状の小凹窪部(16)を、上記締付リング(5)に形成したことを特徴とする管継手。
  2. 円周1箇所に切れ目(6)を有し、被接続パイプ(10)を締付ける締付リング(5)と、上記パイプ(10)の端部(10a)に内挿される内挿筒部(2)を有する継手本体(1)とを、備えた管継手に於て、
    上記締付リング(5)の上記切れ目(6)を形成する両端部(7)(8)を、接線方向(T)に連結するボルト・ナット結合(9)を設け、かつ、該ボルト・ナット結合(9)のボルト部材(11)にはウォームホイール(13)を一体形成し、さらに、該ウォームホイール(13)に常時噛合すると共に軸心(L15)が上記パイプ(10)のラジアル方向(R)を向くように上記締付リング(5)に回転可能に取着されたウォーム(15A)を具備し、該ウォーム(15A)は、電動作業工具(E)の回転ビット(14A)が差込まれる異型孔部(30)が上記ラジアル方向(R)に開口していることを特徴とする管継手。
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