JP2013083287A - フレキシブルボールジョイントのユニット、同ユニットの組み立て方法および同ユニットを用いた配管方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】球面状の凸面13を持つ金属製の第1流体管1Aと、第1流体管1Aは凸面13の反対側に凸面13に覆われ湾曲して凹んだ内面101を持つ第1受口部10Aを有し、凸面13が嵌り凸面13に対し所定の回転中心Oを中心に相対的に摺接して回転する球面状の凹面14を持つ金属製の第2流体管1Bと、第1挿口部12Aを有し第1挿口部12Aが拡径された状態で第1流体管1Aの第1受口部10Aに嵌り込み、かつ、第1受口部10Aから露出した第1外端面210を持つ第1ポリエチレン管2Aと、第1ポリエチレン管2Aの第1挿口部12Aが拡径された状態を保持するために第1挿口部12Aの内周面に嵌り込んだ第1インナーコア4Aとを備える。
【選択図】図2
Description
しかし、かかる可撓部に直管部を溶着する作業はスタンダードな作業でないため、作業が難しいだろう。
特に、金属製の第1流体管に第1ポリエチレン管を介して新設の別のポリエチレンの直管を溶着してノンボルトで接続することができ、かつ、つまり、スタンダードな溶着作業により配管工事を行うことができる。そのため、用い易く、かつ、コストダウンを図り得る。
図1Aおよび図1Bに示すように、本ユニットUは鋳鉄製の第1および第2流体管1A,1Bと、第1および第2ポリエチレン管2A,2Bと、第1および第2インナーコア4A,4Bとを備える。
各ポリエチレン管2A,2Bの挿口部12A,12Bが流体管1A,1Bの径方向の外方に向かって膨らむように変形された膨らみ部20は、前記インナーコア4の膨らみ部40に沿って形成されている。すなわち、膨らみ部20の外周面は、湾曲した凸状に形成されている。
図4A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1Aおよび第1ポリエチレン管2A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の端部には、第1鍔部53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。なお、押圧部50の軸方向の長さは、インナーコア4を塑性変形させる領域の大半にわたって設けるのが好ましい。
第1挿入工程;
まず、第1流体管1Aと第2流体管1Bとが互いに分離された状態で図4Aに示す変形前の第1ポリエチレン管2Aの挿口部12Aの内周側に、外径が一様な変形前の第1インナーコア4Aが挿入される。
その後、第1流体管1Aと第2流体管1Bとが互いに分離されたままの状態で、前記第1インナーコア4Aを挿入した変形前の第1ポリエチレン管2Aが第1流体管1Aの受口部10Aに挿入される。
前記第2挿入工程後、図4Aに示すように、治具5がインナーコア4A内に挿入される。筒部51をポリエチレン管2Aに対してして所定の位置にセットした状態でスライダ52を離脱方向X2に引っ張ると、図4Bに示すように第2鍔部54が離脱方向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、インナーコア4Aに向かって押し出される。押圧部50がインナーコア4Aの内周面に接触し、かつ、押し出すことで、インナーコア4Aの内周面から径方向Rの外方へ向かう力がインナーコア4Aに加えられる。
前記拡径後、スライダ52を方向X1に戻して押圧部50の変形を解除した後、治具5がインナーコア4Aおよびポリエチレン管2Aから抜き取られる。なお、塑性変形されたインナーコア4Aは押圧部50を抜き取った後も、前記塑性変形による加工硬化により、前記変形した形状を保持する。これにより、ポリエチレン管2Aの形状も保持される。
すなわち、前記第2インナーコア4Bの内側から前記第2インナーコア4Bの径方向の前記外方へ向かう力を前記第2インナーコア4Bに加えて前記第2インナーコア4Bを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径と、前記第2インナーコア4Bの塑性変形とを実行する。
これにより前記第2インナーコア4Bが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、前記第2インナーコア4Bにより前記第2挿口部12Bの内周が前記外方に向かって押されて前記第2挿口部12Bが前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第2挿口部12Bが前記第2受口部10Bから離脱しないように前記第2受口部10Bに嵌り込む。
前記組み立てられたユニットUの前記第1または第2外端面210,220のうちの一方の外端面220を、既に配管済のポリエチレン管2Cの端面230に溶着する第1溶着工程を実行する。前記第1溶着工程の後に、前記ユニットUの他方の前記外端面210に、次に配管するポリエチレン管2Dの端面240を溶着する第2溶着工程を実行する。
これらの前記第1および第2溶着工程におけるポリエチレン管の溶着自体は常用されており、したがって、現場での配管工事が容易である。
たとえば、第2ポリエチレン管2Bには第2受口部10Bではなく、フランジ継手やメカニカル継手などによりバルブや鋳鉄管などに接続されるようにしてもよい。
また、第1ポリエチレン管の第1内端面の近傍において第1インナーコアおよび第1ポリエチレン管の内径をテーパ状に大きくしてもよい。
また、第2流体管の可撓部は管軸方向に2分割されて、抜止リングを形成してもよい。また、インナーコアの材質は流体管の材料よりも伸延性の優れた金属であればよく、一般に真ちゅうなどの銅系金属やステンレスなどを採用することができる。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
10A:第1受口部、10B:第2受口部
101:内面、102:内面
11A:第1係合手段、11B:第2係合手段
12A:第1挿口部、12B:第2挿口部
13:凸面、14:凹面
15:可撓部、15e:開口端部、150:開口
16:球面用のシールリング
17:抜止リング
18:突出管部、18f:端面
19A:第1ストッパ、19B:第2ストッパ
2A:第1ポリエチレン管、2B:第2ポリエチレン管、2C:ポリエチレン管
2D:ポリエチレン管、20:膨らみ部
210:第1外端面、220:第2外端面
211:第1内端面
3A:第1シールリング、3B:第2シールリング
4A:第1インナーコア、4B:第2インナーコア、40:膨らみ部
5:治具、50:押圧部、51:筒部、52:スライダ、53:第1鍔部
54:第2鍔部
L1:第1軸線、L2:第2軸線
O:回転中心
R:径方向
U:ユニット
X:管軸方向、X1:方向、X2:離脱方向
Claims (7)
- ポリエチレン管用のフレキシブルボールジョイントのユニットUであって、
球面状の凸面13を持つ金属製の第1流体管1Aと、前記第1流体管1Aは前記凸面13の反対側に前記凸面13に覆われ湾曲して凹んだ内面101を持つ第1受口部10Aを有し、
前記凸面13が嵌り前記凸面13に対し所定の回転中心Oを中心に相対的に摺接して回転する球面状の凹面14を持つ金属製の第2流体管1Bと、
第1挿口部12Aを有し前記第1挿口部12Aが拡径された状態で前記第1流体管1Aの前記第1受口部10Aに嵌り込み、かつ、前記第1受口部10Aから露出した第1外端面210を持つ第1ポリエチレン管2Aと、
前記第1ポリエチレン管2Aの第1挿口部12Aが拡径された状態を保持するために前記第1挿口部12Aの内周面に嵌り込んだ第1インナーコア4Aとを備えたユニットU。 - 請求項1のユニットUにおいて、
前記第2流体管1Bには前記凹面14を持つ可撓部15に連なり、湾曲して凹んだ内面102を持つ第2受口部10Bが一体に形成され、
第2挿口部12Bを有し前記第2挿口部12Bが拡径された状態で前記第2流体管1Bの前記第2受口部10Bに嵌り込み、かつ、前記第2受口部10Bから露出した第2外端面220を持つ第2ポリエチレン管2Bと、
前記第2ポリエチレン管2Bの前記第2挿口部12Bが拡径された状態を保持するために前記第2挿口部10Bの内周面に嵌り込んだ第2インナーコア4Bとを更に備える。 - 請求項1のユニットUにおいて、
前記所定の回転中心Oから、前記第1ポリエチレン管2Aにおける前記第1外端面210の反対側の第1内端面211を含む仮想の平面までの距離が前記第1ポリエチレン管2Aの内径の1/4以下の長さであることを特徴とする。 - 請求項1のユニットUにおいて、
前記第1流体管1Aの前記第1受口部10Aに一体に形成され、前記第1流体管1Aと前記第2流体管1Bとが互いに屈曲した状態において、前記第1ポリエチレン管2Aの外周面が前記第2流体管1Bの内周面に接触しないように前記第1ポリエチレン管2Aを覆い、かつ、前記第2流体管1Bから突出する突出管部18を更に備える。 - 請求項4のユニットUにおいて、
前記第1インナーコア4Aは前記突出管部18の端面18fから前記第1外端面210に向う方向X2に延びており、前記突出管部18の前記端面18fから前記第1外端面210に向かって前記第1ポリエチレン管2Aの内径の1/3以上の長さ突出している。 - 請求項2の前記ユニットUを用いた配管方法であって、
前記ユニットUを予め工場で組み立てる工程と、
前記組み立てられたユニットUの前記第1または第2外端面210,220のうちの一方の外端面を、既に配管済のポリエチレン管2Cの端面230に溶着する第1溶着工程と、
前記第1溶着工程の後に、前記ユニットUの他方の前記外端面に、次に配管する別のポリエチレン管2Dの端面240を溶着する第2溶着工程とを備える。 - 請求項2の前記ユニットUを工場で組み立てる方法であって、
前記第1インナーコア4Aを前記第1ポリエチレン管2A内に挿入する第1挿入工程と、
前記第1流体管1Aと前記第2流体管1Bとが互いに分離された状態で、前記第1ポリエチレン管2Aの前記第1挿口部12Aを前記第1流体管1Aの前記第1受口部10A内に挿入する第2挿入工程と、
前記第1および第2挿入工程の後に、前記第1流体管1Aと前記第2流体管1Bとが互いに分離された状態で、前記第1インナーコア4Aの内側から前記第1インナーコア4Aの径方向の外方Rへ向かう力を前記第1インナーコア4Aに加えて前記第1インナーコア4Aを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第1インナーコア4Aが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、
前記第1インナーコア4Aの拡径により、前記第1インナーコア4Aにより前記第1挿口部12Aの内周面が前記外方に向かって押されて前記第1挿口部12Aが前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第1挿口部12Aが前記第1受口部10Aから離脱しないように前記第1受口部10Aの前記内面101に嵌り込む第1拡径工程と、
前記第2インナーコア4Bを前記第2ポリエチレン管2B内に挿入する第3挿入工程と、
前記第1流体管1Aと前記第2流体管1Bとが互いに分離された状態で、前記第2ポリエチレン管2Bの前記第2挿口部12Bを前記第2流体管1Bの前記第2受口部10B内に挿入する第4挿入工程と、
前記第3および第4挿入工程の後に、前記第1流体管1Aと前記第2流体管1Bとが互いに分離された状態で、前記第2インナーコア4Bの内側から前記第2インナーコア4Bの径方向の外方Rへ向かう力を前記第2インナーコア4Bに加えて前記第2インナーコア4Bを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第2インナーコア4Bが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、
前記第2インナーコア4Bの拡径により、前記第2インナーコア4Bにより前記第2挿口部12Bの内周面が前記外方に向かって押されて前記第2挿口部12Bが前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第2挿口部12Bが前記第2受口部10Bから離脱しないように前記第2受口部10Bの前記内面102に嵌り込む第2拡径工程と、
前記第1および第2拡径工程の後に、前記第1流体管1Aと前記第2流体管1Bとを互いに接続する工程とを備える。
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