JP2012220019A - フレキシブルパイプ - Google Patents

Abstract

【課題】 組立て作業に大きな力を加える必要がなく、しかも摺接面の摩耗が生じた場合などには摩擦力を調節できるようにした複数球面関節型のフレキシブルパイプを提供する。
【解決手段】オス形球面とメス形球面を摺接可能に嵌合してなる球面間接部を複数個備えた複数球面関節型フレキシブルパイプであって、一対のオス型パイプをそれぞれメス型パイプの連結ねじ部側から挿入して結合ねじ同士で結合するとともに、アジャストリングで互いに摺接するオス形球面とメス形球面の摩擦力を調節するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、曲げ変形可能で軸線の回りに回転可能なフレキシブルパイプの構造に関する。

従来、工作機械の切削刃に冷却液を供給するクーラントノズルとして、図５ないし図７に示されるフレキシブルパイプを用いたノズルが知られている。この種のクーラントノズルは、合成樹脂からなる複数個のメス・オス型パイプ５１…を連結してなるフレキシブルパイプ５０と、このパイプ５０の先端に連結された注出ノズル５２と、パイプの基端に連結されて冷却液の供給源に接続される取付けパイプ５３とを備えている。
上記メス・オス型パイプ５１は、一端に少なくとも内面が球面をなすメス形球面５１ａを有し、他端に少なくとも外面が上記メス形球面の外面と曲率を等しくした球面をなすオス形球面５１ｂを備えた中空パイプ構造であり、メス形球面１ａ側の開口部の径ｄ５は、オス形球面１ａの外径Ｄ５より小さく（ｄ５＜Ｄ５）なっている。
複数のメス・オス型パイプ５１…を軸方向に配列し、それぞれ隣り合うパイプのオス形球面５１ｂをメス形球面５１ａに互いに回動可能となるように嵌め込んで連結してある。この場合、メス形球面５１ａ側の開口部の径ｄ５は、オス形球面５１ａの外径Ｄ５より小さくしてあり、両者を嵌合するときは強い力を加えて無理やり押し込むことによりオス形球面５１ａをメス形球面５１ｂ内に押入し、これにより互いの球面が回動可能に摺接する。
この摺接により、隣り合うメス・オス型パイプ５１…同志は、互いに軸線が折れるように曲がるとともに、互いに軸線の周りで回転できるようになっており、よって球面関節となっている。したがって、このようなメス・オス型パイプ５１…を複数個連結したフレキシブルパイプ５０であれば、球面関節箇所が多数個形成されるので、曲げ角度を大きくすることができ、しかもパイプ５１…同志が互いに回転するので、屈曲自在なパイプとなっている。
そして、この種のフレキシブルパイプ５０は、球面同志の摺接による摩擦力のため、屈曲させた場合にその曲げ形状を維持し、また回した場合もその回転位置を維持することができる。よって、クーラントノズルに適用すれば、先端の注出ノズル５２の向きを調節でき、冷却液の供給位置を自在に選択調節することができる。

しかしながら、上記従来の複数球面関節型フレキシブルパイプ５０は、隣り合うパイプのオス形球面５１ａをメス形球面５１ｂ内に無理やり押し込んで嵌合する構造であるため、径寸法ｄ５とＤ５を精密に設定しなければならず、これら寸法差が大きいと大きな押し込み力を要し、逆に寸法差を小さくすると小さな力で押し込めるが、抜け易くなる。
また、繰り返して曲げたり、回したりすると摺接面が摩耗し、摩擦抵抗が小さくなる。このため、長期に亘り曲げや回転を繰り返し操作すると、摩擦力が低下し、曲げた形状を保てなくなる、といった不具合もある。

この発明の目的は、組立て作業に大きな力を必要とせず、かつ抜け難く、しかも摺接面の摩耗が生じた場合などには摩擦力を調節できるようにした複数球面関節型のフレキシブルパイプを提供しようとするものである。

請求項１の発明は、一端の内面に球面となっているメス形球面を有するとともに他端の内面に連結ねじ部を備えた一対のメス型パイプと、
一端の外面に上記メス形球面に嵌合して回動自在に摺接するオス形球面を有するとともに他端に結合ねじ部を備え、それぞれ上記メス型パイプの連結ねじ部側から挿入されて結合ねじ同士で結合される一対のオス型パイプと、
内面に上記オス型パイプのオス形球面に嵌合して回動自在に摺接するメス形球面を有し外面に上記メス型パイプの連結ねじ部に螺合される調節ねじ部を有するアジャストリングと、を備えることにより、球面関節部が複数個設けられていることを特徴とするフレキシブルパイプが提供される。
請求項２の発明は、上記請求項１のフレキシブルパイプを１ユニットとし、このようなユニットを複数連結して多数球面関節型の長尺パイプが形成されていることを特徴とするフレキシブルパイプが提供される。
請求項３の発明は、請求項１または請求項２のフレキシブルパイプの先端に注出ノズルを取付けたことを特徴とするクーラントノズルが提供される。

請求項１の発明によれば、一対のオス型パイプをそれぞれ上記メス型パイプの連結ねじ部側から挿入して結合ねじ同士で結合するので、従来のように強い力を加えて無理やり押し込むような組み付け作業は不要であり、また、アジャストリングで互いに摺接するオス形球面とメス形球面の摩擦力を調節することができるので、曲げた状態の形状保持に必要な摩擦力や外から加える曲げ力を調整したり、または摺動面が摩耗した場合の摩擦力の復元ができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載のフレキシブルパイプをユニットとし、このようなユニットを複数本連結したので、多数球面関節型の長尺パイプとなり、大きな屈曲変形が可能なフレキシブルパイプを提供できる。
請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２の利点を生かしたクーラントノズルを提供できる。

実施例１を示し、フレキシブルパイプの断面図 同フレキシブルパイプの分解した断面図 同フレキシブルパイプの曲げた状態を示す外観図 実施例１のフレキシブルパイプを複数個連結してクーラントノズルに適用した例の断面図 同クーラントノズルの曲げた状態を示す外観図 従来のフレキシブルパイプを用いたクーラントノズルの断面図 その曲げた状態を示す外観図 メス・オス型パイプの結合を説明する図

実施例１について、図１ないし図３にもとづき説明する。図１はフレキシブルパイプの断面図、図２はフレキシブルパイプの分解した断面図、図３は同フレキシブルパイプの曲げた状態を示す外観図である。
本実施例のフレキシブルパイプ１は、図２に示す通り、それぞれ合成樹脂からなる一対のメス型パイプ２，２と、一対のオス型パイプ３，３と、一対のアジャストリング４，４によって構成されている。
メス型パイプ２，２は、一端に内面が球面となっているメス形球面２ａ，２ａを有するとともに他端内面に連結ねじ部２ｂ，２ｂを備えている。
オス型パイプ３，３は、それぞれ一端の外面にオス形球面３ａ，３ａを形成してあるとともに他端に相互に螺着可能な結合メスねじ部３ｂ、結合オスねじ部３ｃを備えている。上記オス形球面３ａ，３ａは、上記メス型パイプ２，２の各メス形球面２ａ，２ａに回動可能に嵌合し、互いに摺接するように曲率を等しくしてある。
そして、メス型パイプ２におけるメス形球面２ａ側の開口部の内径ｄ１は、上記オス型パイプ３，３におけるそれぞれオス形球面３ａ，３ａの外径Ｄ２より小さく（ｄ１＜Ｄ２）してあり、オス形球面３ａ，３ａは上記内径ｄ１の開口部から抜け出ないようになっている。しかしながら、オス型パイプ３，３のそれぞれ他端に形成した結合メスねじ部３ｂの外径Ｄ３は、メス型パイプ２の開口部の内径ｄ１より小さく（Ｄ３＜ｄ１）なっており、これら結合メスねじ部３ｂ、結合オスねじ部３ｃは、メス型パイプ２の開口部を通り抜けることができるようになっている。
アジャストリング４，４は、内面にメス形球面４ａ，４ａを有しており、このメス形球面４ａ，４ａは上記オス型パイプ３，３のオス形球面３ａ，３ａに嵌合して回動自在に摺接するようになっている。このメス形球面４ａ，４ａは、上記メス型パイプ２，２のメス形球面２ａ，２ａと同様な曲率をなしている。そして、アジャストリング４，４の外面には調節ねじ部４ｂ，４ｂを形成してあり、この調節ねじ部４ｂ，４ｂは上記メス型パイプ２，２の連結ねじ部２ｂ，２ｂに螺合するようになっている。

このような部品は以下のようにして組み立てることができる。
すなわち、オス型パイプ３，３を、図２の矢印で示すように、その結合ねじ部３ｂ、３ｃ側をメス型パイプ２，２の連結メスねじ部２ｂ側の開口より挿通し、これら結合ねじ部３ｂ，３ｃを内径ｄ１の開口部から突出させる。これら突出した結合ねじ３ｂ，３ｃ同士を互いにねじ結合することにより一対のオス型パイプ３，３が相互に一体的に連結される。
次に、アジャストリング４，４を、同じく図２の矢印で示すように、メス型パイプ２，２の連結メスねじ部２ｂ，２ｂに螺合し、メス形球面４ａ，４ａをオス型パイプ３，３のオス形球面３ａ，３ａに当接させる。これにより、アジャストリング４，４はオス型パイプ３，３が矢印方向と逆方向に抜けるのを防止するストッパとなっている。
上記の作業により、メス型パイプ２，２、オス型パイプ３，３およびアジャストリング４，４が相互に組みつけられ、全体としてフレキシブルパイプ１となる。

上記のフレキシブルパイプ１は、それぞれメス形球面２ａ，２ａとオス形球面３ａ，３ａが摺接する球面関節部となっており、この球面関節部は屈曲点となるのでこの点を境にした前後のパイプは互いに屈曲し、しかも軸線の回りで回転可能である。
しかも、メス形球面２ａ，２ａとオス形球面３ａ，３ａが摺接する球面関節部が軸方向に沿って２箇所形成されているので、曲げ量を大きく設定することができる。
そして、これらメス形球面２ａ，２ａとオス形球面３ａ，３ａの摺接は、適度な摩擦抵抗を持っており、曲げ変形および回転変位した場合、その曲げ形状および回転変位の姿勢を維持することができる。
そして、アジャストリング４，４を、メス型パイプ２，２に対し螺進させて増し締めした場合は、アジャストリング４，４のメス型球面４ａ，４ａがオス型パイプ３，３のオス形球面３ａ，３ａを押すので、両者の摩擦抵抗が増し、よってこの場合は曲げ操作や回転操作が固くなる。逆にアジャストリング４，４を、メス型パイプ２，２に対し後退させて緩めた場合は、アジャストリング４，４のメス型球面４ａ，４ａがオス型パイプ３，３のオス形球面３ａ，３ａから離れようとするので、摩擦抵抗が小さくなり、曲げ操作や回転操作が軽くなる。
曲げ調節や回転調節の操作を繰り返すうちに摺接面が摩耗することも心配されるが、このような場合、アジャストリング４，４を前進させると、アジャストリング４，４がオス型パイプ３，３を押すので、摩擦抵抗が増し、磨耗による緩みを調節することができる。

そして、上記構成のフレキシブルパイプ１は、オス型パイプ３，３に形成した結合メスねじ部３ｂ，結合オスねじ部３ｃの外径Ｄ３を、メス型パイプ２の開口部の内径ｄ１より小さく（Ｄ３＜ｄ１）してあるので、これら結合メスねじ部３ｂ、結合オスねじ部３ｃは、メス型パイプ２の開口部ｄ１を通り抜けることができ、したがって、オス型パイプ３，３を、図２の矢印で示すように、その結合ねじ部３ｂ、３ｃ側をメス型パイプ２，２の連結メスねじ部２ｂ側の開口より挿通し、これら結合ねじ部３ｂ，３ｃを内径ｄ１の開口部から突出させることができ、これら突出した結合ねじ３ｂ，３ｃ同士を互いにねじ結合して一対のオス型パイプ３，３を一体的に連結することができる。
この場合、メス型パイプ２の開口部の内径ｄ１をオス型パイプ３，３におけるオス形球面３ａ，３ａの外径Ｄ２より小さく（ｄ１＜Ｄ２）してあるからオス型パイプ３，３が上記内径ｄ１の開口部から抜け出ることはない。
こののち，アジャストリング４，４を、同じく図２の矢印で示すように、メス型パイプ２，２の連結メスねじ部２ｂ，２ｂに螺合し、メス形球面４ａ，４ａをオス型パイプ３，３のオス形球面３ａ，３ａに当接させることにより、アジャストリング４，４はオス型パイプ３，３が矢印方向と逆方向に抜けるのを防止するストッパとなっている。
この結果、各部品を組立てるに際し、大きな外力を必要とせず、従来のような強い力を加えて無理やり押し込むような組み付け作業は不要である。
また、このことから、メス型パイプ２の開口部の内径ｄ１をオス型パイプ３，３におけるオス形球面３ａ，３ａの外径Ｄ２より充分小さく（ｄ１＜Ｄ２）してオス型パイプ３，３が矢印方向に抜け出すのを防止することができる。

実施例１のフレキシブルパイプ１はこれ単独でも使用可能であるが、このパイプ１を１ユニットとし、このようなユニットを複数本連結して、図４および図５に示すような長尺なフレキシブルパイプ１０を形成してもよい。
長尺なフレキシブルパイプ１０は、パイプユニット１を管継ぎ手１１によって連結してあり、管継ぎ手１１は両端にオスねじ部１１ａ，１１ａを備えている。これらオスねじ部１１ａ，１１ａは隣接するパイプユニット１，１のメス型パイプ２，２における連結メスねじ部２ｂ，２ｂに螺合することにより、パイプユニット同志を連結する。
複数本のパイプユニット１…を管継ぎ手１１によって連結し、先端に注出ノズル１５を連結するとともに、後端に取付けパイプ１６を連結すれば、クーラントノズルが出来上がる。
このような構成の長尺なフレキシブルパイプ１０であれば、球面関節箇所が多数個形成されるので、パイプを大きく曲げることができ、先端に取付けた注出ノズル１５の向きを自在に選択することができる。

以上説明した通り本発明によれば、一対のオス型パイプをそれぞれメス型パイプの連結ねじ部側から挿入して結合ねじ同士で結合するので、従来のように強い力を加えて無理やり押し込むような組み付け作業は不要であり、製造の作業性がよくなる。また、アジャストリングで互いに摺接するオス形球面とメス形球面の摩擦力を調節することができるので、長期に亘り、適度な摩擦力を維持でき、使い勝手が向上する。

１…フレキシブルパイプ（パイプユニット）
２…メス型パイプ
２ａ…メス形球面
２ｂ…連結ねじ部
３…オス型パイプ
３ａ…オス形球面
３ｂ，３ｃ…結合ねじ部
４…アジャストリング
４ａ…メス形球面
４ｂ…調節ねじ部
１０…長尺フレキシブルパイプ
１５…注出ノズル

Claims (3)

1. 一端に内面が球面となっているメス形球面を有するとともに他端に連結ねじ部を備えた一対のメス型パイプと、
   一端に外面が上記メス形球面に嵌合して回動自在に摺接するオス形球面を有するとともに他端に結合ねじ部を備え、それぞれ上記メス型パイプの連結ねじ部側から挿入されてメス型球面側の開口から導出される結合ねじ同士で結合される一対のオス型パイプと、
   内面に上記オス型パイプのオス形球面に嵌合して回動自在に摺接するメス形球面を有し外面に上記メス型パイプの連結ねじ部に螺合される調節ねじ部を有するアジャストリングと、
   を備えることにより球面関節部が複数個設けられていることを特徴とするフレキシブルパイプ。
2. 請求項１に記載のフレキシブルパイプを１ユニットとし、このようなユニットが複数個連結されて多数球面関節型の長尺パイプが形成されていることを特徴とするフレキシブルパイプ。
3. 請求項１または請求項２のフレキシブルパイプの先端に注出ノズルを取付けたことを特徴とするクーラントノズル。

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