JP2013234721A - Nonreaction type pipe coupling - Google Patents

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Kanefusa Hayashi
兼芳 林
Mokichi Hayashi
茂吉 林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonreaction type pipe coupling capable of preventing reaction from being added in a direction to a bending part, when the bending part exists on one side of a pipe.SOLUTION: An outer surface of a movable pipe 2 of a first cylinder 1 and a piston rod 5 of a second cylinder 4 are connected by a connecting arm 7, and the inside of the first cylinder 1 and the inside of the second cylinder 4 are connected by a communicating part 8. One end in the axial direction of the first cylinder 1 and the other end in the axial direction of the movable pipe 2 are connected by a pipe 9 and a pipe 10. Thus, the reaction in the axial direction generated on one side of the pipe by internal pressure, can be removed by a piston 6.

Description

本発明は、配管の一方向に生じる反力を相殺することができる無反力型管継手に関する。   The present invention relates to a reactionless pipe joint that can cancel a reaction force generated in one direction of piping.

一例として、図３に示すごとく、継手21の両端のフランジ14を介して、配管９と配管10とが接続された配管について説明する。図のごとく、右側に曲がり部19が存在すると、継手21にはＸ方向に反力が生じる。この反力Ｘは、内圧Ｐと配管断面積Ａとの積である。このような反力Ｘが加わる継手は、各種クランプによって、基部等に固定していた。   As an example, a pipe in which a pipe 9 and a pipe 10 are connected via flanges 14 at both ends of a joint 21 will be described as shown in FIG. As shown in the figure, when the bent portion 19 exists on the right side, a reaction force is generated in the joint 21 in the X direction. This reaction force X is the product of the internal pressure P and the pipe cross-sectional area A. The joint to which such reaction force X is applied is fixed to the base or the like by various clamps.

しかしながら、配管の反力Ｘをクランプで支持した場合、そのクランプが弛むと配管が移動し、思わぬ事故を起こすおそれがある。
そこで、本発明は配管に曲がり部が存在しても、そこに生じる反力Ｘを取除くことができる無反力型管継手を提供することを課題とする。 However, when the reaction force X of the pipe is supported by the clamp, if the clamp is loosened, the pipe may move and an unexpected accident may occur.
Then, even if a bending part exists in piping, this invention makes it a subject to provide the non-reaction force type pipe joint which can remove the reaction force X which arises there.

請求項１に記載の本発明は、第１シリンダ(1)と、その第１シリンダ(1)の内部に出入自在に内装された可動管(2) と、第１シリンダ(1)に並列され一端に閉塞端(3)を有する第２シリンダ(4)と、
その閉塞端(3)に出入自在に貫通するピストンロッド(5)を有し、そのピストンロッド(5)に固定されて、第２シリンダ(4)内を軸線方向に移動可能なピストン(6)と、
可動管(2) の外面と前記ピストンロッド(5)とを接続する連結アーム(7)と、
第１シリンダ(1)の内部と第２シリンダ(4)の内部とをピストンロッド側で連通する連通部(8)と、を具備し、
前記第１シリンダ(1)の軸方向一端および、可動管(2) の軸方向他端が配管(9)(10)に連結される無反力型管継手である。 The present invention according to claim 1 is arranged in parallel with a first cylinder (1), a movable pipe (2) that is detachably installed in the first cylinder (1), and the first cylinder (1). A second cylinder (4) having a closed end (3) at one end;
A piston rod (5) that passes through the closed end (3) so as to freely enter and exit, is fixed to the piston rod (5), and is movable in the axial direction in the second cylinder (4). When,
A connecting arm (7) connecting the outer surface of the movable tube (2) and the piston rod (5);
A communication portion (8) for communicating the inside of the first cylinder (1) and the inside of the second cylinder (4) on the piston rod side;
The first cylinder (1) is a no-reaction type pipe joint in which one end in the axial direction and the other end in the axial direction of the movable pipe (2) are connected to the pipes (9) and (10).

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の無反力型管継手において、
前記第１シリンダ(1)に接続される配管(9)の内直径と、前記第２シリンダ(4)の内直径とが同一である無反力型管継手である。 According to a second aspect of the present invention, in the no reaction force type pipe joint of the first aspect,
A reactionless pipe joint in which the inner diameter of the pipe (9) connected to the first cylinder (1) and the inner diameter of the second cylinder (4) are the same.

請求項３に記載の本発明は、請求項１または請求項２の無反力型管継手において、
第１シリンダ(1)の先端と、可動管(2) の後端に、それぞれボールジョイント型管継手(22)を配置し、そのボールジョイント型管継手(22)の端部のフランジ(14)と第１シリンダ(1)の軸線とのなす角αを任意に変更できるように構成した無反力型管継手である。 According to a third aspect of the present invention, in the no-reaction force type pipe joint of the first or second aspect,
A ball joint type pipe joint (22) is arranged at the tip of the first cylinder (1) and the rear end of the movable pipe (2), and the flange (14) at the end of the ball joint type pipe joint (22). And a reaction force type pipe joint configured such that an angle α formed by the axis of the first cylinder (1) can be arbitrarily changed.

請求項１に記載の発明は、可動管２の外面とピストンロッド５とが連結アーム７で接続され、第１シリンダ１の内部と第２シリンダ４の内部とがピストンロッド側の連通部８で連結され、第１シリンダ１の軸方向一端および、可動管２の軸方向他端が配管９、10に連結されるものである。そのため、内圧で配管の一方向に生じる軸線方向の力を、ピストン６により取り除くことができる。即ち、配管の曲がり部の存在で生じる一方向の力を、ピストン６による逆方向の力で相殺することができる。   In the first aspect of the present invention, the outer surface of the movable tube 2 and the piston rod 5 are connected by the connecting arm 7, and the inside of the first cylinder 1 and the inside of the second cylinder 4 are connected by the communicating portion 8 on the piston rod side. One end in the axial direction of the first cylinder 1 and the other end in the axial direction of the movable tube 2 are connected to the pipes 9 and 10. Therefore, the axial force generated in one direction of the pipe by the internal pressure can be removed by the piston 6. That is, the unidirectional force generated by the presence of the bent portion of the pipe can be canceled by the reverse force generated by the piston 6.

請求項２に記載の発明は、第１シリンダ１に接続される配管９の内直径と、第２シリンダ４の内直径とが同一である。そのため、内圧で配管の一方向に生じる軸線方向の力を、ピストン６により完全に取り除くことができる。   In the second aspect of the present invention, the inner diameter of the pipe 9 connected to the first cylinder 1 and the inner diameter of the second cylinder 4 are the same. Therefore, the axial force generated in one direction of the pipe by the internal pressure can be completely removed by the piston 6.

請求項３に記載の本発明によれば、第１シリンダ１の先端と、可動管２の後端に、それぞれボールジョイント型管継手22を配置したから、そのボールジョイント型管継手22の端部のフランジ14と第１シリンダ１の軸線とのなす角αを任意に変更でき、汎用性の高い管継手となる。   According to the third aspect of the present invention, since the ball joint type pipe joint 22 is disposed at the front end of the first cylinder 1 and the rear end of the movable pipe 2, the end of the ball joint type pipe joint 22 is provided. The angle α formed by the flange 14 and the axis of the first cylinder 1 can be arbitrarily changed, and a highly versatile pipe joint is obtained.

本発明の無反力型管継手の斜視図。The perspective view of the no reaction force type pipe joint of this invention. （Ａ）は同縦断面説明図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図。(A) is the longitudinal cross-sectional explanatory drawing, (B) is the B section enlarged view of (A), (C) is CC sectional drawing of (B). 従来型管継手の説明図。Explanatory drawing of the conventional type pipe joint. 本発明の無反力型管継手の第２実施例の正面図。The front view of 2nd Example of the reaction force type pipe joint of this invention.

次に図面に基づいて、本発明の実施の形態につき説明する。
この継手20は、図１及び図２に示すごとく、第１シリンダ１と可動管２と第２シリンダ４とを有する。第１シリンダ１内には可動管２が軸線方向に、移動自在に内挿されている。そして、第１シリンダ１の一端と可動管２の他端とに、配管接続用の接続フランジ14が設けられている。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1 and 2, the joint 20 includes a first cylinder 1, a movable tube 2, and a second cylinder 4. A movable tube 2 is inserted in the first cylinder 1 so as to be movable in the axial direction. A connection flange 14 for pipe connection is provided at one end of the first cylinder 1 and the other end of the movable tube 2.

第２シリンダ４はその両端が端蓋3aと閉塞端３とで閉塞され、端蓋3aには空気孔18が穿設されている。また、閉塞端３にはピストンロッド５が貫通され、その一端にピストン６が設けられている。ピストンロッド５の他端には、連結アーム７の一端が固定され、その連結アーム７の他端が可動管２に固定されている。さらに、図１に示すごとく、第１シリンダ１と第２シリンダ４との間は固定部材16で固定されている。   The second cylinder 4 is closed at both ends by an end cover 3a and a closed end 3, and an air hole 18 is formed in the end cover 3a. A piston rod 5 is passed through the closed end 3, and a piston 6 is provided at one end thereof. One end of a connection arm 7 is fixed to the other end of the piston rod 5, and the other end of the connection arm 7 is fixed to the movable tube 2. Further, as shown in FIG. 1, the first cylinder 1 and the second cylinder 4 are fixed by a fixing member 16.

さらに、図２に示すごとく、第１シリンダ１と第２シリンダ４とは連通部８によって連通されている。そして、第１シリンダ１と可動管２との間には隙間17が設けられ、その隙間17と連通部８とを介し、第１シリンダ１と第２シリンダ４とが連通する。その連通部８は、ピストン６のピストンロッド５側に設けられている。また、可動管２の挿入側先端部外周には、図２のごとく、リング13が被嵌されている。そのリング13外周と第１シリンダ１との間には隙間17として連通する空間が設けられる。一例として、このリング13には図２（Ｃ）のごとく、一定間隔ごとに突条を設けることが好ましい。つまり、突条先端が第１シリンダ１の内周面に当接することにより、可動管と第１シリンダ１との軸線が一定に保たれ、可動管２の円滑な案内をする。   Further, as shown in FIG. 2, the first cylinder 1 and the second cylinder 4 are communicated with each other by a communication portion 8. A gap 17 is provided between the first cylinder 1 and the movable tube 2, and the first cylinder 1 and the second cylinder 4 communicate with each other through the gap 17 and the communication portion 8. The communicating portion 8 is provided on the piston rod 5 side of the piston 6. Further, as shown in FIG. 2, a ring 13 is fitted on the outer periphery of the distal end of the movable tube 2 on the insertion side. A space communicating as a gap 17 is provided between the outer periphery of the ring 13 and the first cylinder 1. As an example, the ring 13 is preferably provided with protrusions at regular intervals as shown in FIG. That is, when the tip of the ridge contacts the inner peripheral surface of the first cylinder 1, the axis of the movable tube and the first cylinder 1 is kept constant, and the movable tube 2 is smoothly guided.

第１シリンダ１と可動管２とにそれぞれフランジ14を介して、配管９、配管10が接続される。この例では、配管10側のみに曲がり部19が存在する。すると、その配管の内圧により、矢印方向に反力Ｘが生じる。この反力Ｘは、内圧Ｐと配管直径Ａとの積に等しい。この例では、配管９及び配管10の配管直径Ａと、第２シリンダ４の直径Ｂとがほぼ等しい。   A pipe 9 and a pipe 10 are connected to the first cylinder 1 and the movable pipe 2 via flanges 14 respectively. In this example, the bent portion 19 exists only on the pipe 10 side. Then, a reaction force X is generated in the direction of the arrow due to the internal pressure of the pipe. This reaction force X is equal to the product of the internal pressure P and the pipe diameter A. In this example, the pipe diameter A of the pipe 9 and the pipe 10 and the diameter B of the second cylinder 4 are substantially equal.

すると、その内圧は第１シリンダ１と可動管２との隙間17及び連通部８を介して第２シリンダ４に加わり、ピストン６を左方に押圧する。その押圧力をＹとすると、第２シリンダ４と配管10との直径が略同一である場合、反力Ｘと押圧力Ｙの絶対値は等しく、方向が反対である。そして、押圧力Ｙはピストンロッド５、連結アーム７を介して可動管２に伝達され、結局、可動管２には右方に反力Ｘが加わり、左方に押圧力Ｙが加わるため、結果として、可動管２は無反力になる。   Then, the internal pressure is applied to the second cylinder 4 via the gap 17 and the communication portion 8 between the first cylinder 1 and the movable tube 2 and presses the piston 6 to the left. When the pressing force is Y, when the diameters of the second cylinder 4 and the pipe 10 are substantially the same, the absolute values of the reaction force X and the pressing force Y are equal and the directions are opposite. Then, the pressing force Y is transmitted to the movable tube 2 via the piston rod 5 and the connecting arm 7, and eventually the reaction force X is applied to the movable tube 2 to the right and the pressing force Y is applied to the left. As a result, the movable tube 2 has no reaction force.

なお、正確にはピストンロッド５の断面積と内圧との積の分だけ押圧力Ｙが反力Ｘより小さい。そこで、より正確にはピストンロッド５の断面積の分だけ第２シリンダ４の断面積を大きくすれば、完全に両者がバランスする。
なお、この管継手には第１シリンダ１の一端にＯリング11が設けられるとともに、閉塞端３とピストンロッド５との摺動部にもＯリング11が設けられ、且つ、ピストン６と第２シリンダ４の摺動部にもＯリング11が設けられている。
図２において、配管９側（左側）に曲がり部19が存在する場合には、継手20の接続を左右逆にすればよい。 More precisely, the pressing force Y is smaller than the reaction force X by the product of the cross-sectional area of the piston rod 5 and the internal pressure. Therefore, more precisely, if the cross-sectional area of the second cylinder 4 is increased by the cross-sectional area of the piston rod 5, the two are completely balanced.
In this pipe joint, an O-ring 11 is provided at one end of the first cylinder 1, and an O-ring 11 is also provided at a sliding portion between the closed end 3 and the piston rod 5. An O-ring 11 is also provided on the sliding portion of the cylinder 4.
In FIG. 2, when the bent portion 19 exists on the pipe 9 side (left side), the connection of the joint 20 may be reversed left and right.

次に、図４は本発明の第２実施例であり、この例が図１の実施例と異なる点は、第１シリンダ１の先端と、可動管２の後端とにそれぞれボールジョイント型管継手22を配置した点である。これによって、そのボールジョイント型管継手22の端部のフランジ14と、第１シリンダ１の軸線とのなす角αが任意に変更できるように形成したものである。この例では、角αを０°〜25°の範囲の任意の角度にして、配管途中に本発明の無反力型管継手を取付けることができる。このようにすることにより、汎用性の高い管継手となる。
なお、ボールジョイント型管継手22は、市販のもので、継手の一方と他方が球面で接触し、内部に流体の流通路が形成されたものである。 Next, FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the embodiment of FIG. This is the point where the joint 22 is arranged. Thus, the angle α formed by the flange 14 at the end of the ball joint type pipe joint 22 and the axis of the first cylinder 1 can be arbitrarily changed. In this example, the angle α can be set to an arbitrary angle in the range of 0 ° to 25 °, and the reactionless type pipe joint of the present invention can be attached to the middle of the piping. By doing in this way, it becomes a pipe joint with high versatility.
The ball joint type pipe joint 22 is a commercially available one, and one of the joints is in contact with a spherical surface and a fluid flow passage is formed inside.

１ 第１シリンダ
２ 可動管
３ 閉塞端
3a 端蓋
４ 第２シリンダ
５ ピストンロッド
６ ピストン
７ 連結アーム
８ 連通部
９ 配管
10 配管 1 First cylinder 2 Movable tube 3 Closed end
3a End cover 4 Second cylinder 5 Piston rod 6 Piston 7 Connection arm 8 Communication part 9 Piping
10 Piping

11 Ｏリング
12 導管
13 リング
14 フランジ
16 固定部材
17 隙間
18 空気孔
19 曲がり部
20 継手
21 継手
22 ボールジョイント型管継手 11 O-ring
12 conduit
13 rings
14 Flange
16 Fixing member
17 Clearance
18 Air holes
19 Bent part
20 Fitting
21 Fitting
22 Ball joint type pipe fittings

Claims (3)

第１シリンダ(1)と、その第１シリンダ(1)の内部に出入自在に内装された可動管(2) と、第１シリンダ(1)に並列され一端に閉塞端(3)を有する第２シリンダ(4)と、
その閉塞端(3)に出入自在に貫通するピストンロッド(5)を有し、そのピストンロッド(5)に固定されて、第２シリンダ(4)内を軸線方向に移動可能なピストン(6)と、
可動管(2) の外面と前記ピストンロッド(5)とを接続する連結アーム(7)と、
第１シリンダ(1)の内部と第２シリンダ(4)の内部とをピストンロッド側で連通する連通部(8)と、を具備し、
前記第１シリンダ(1)の軸方向一端および、可動管(2) の軸方向他端が配管(9)(10)に連結される無反力型管継手。 A first cylinder (1), a movable pipe (2) installed in the first cylinder (1) so as to freely enter and exit, and a first cylinder (1) parallel to the first cylinder (1) and having a closed end (3) at one end. 2 cylinders (4),
A piston rod (5) that passes through the closed end (3) so as to freely enter and exit, is fixed to the piston rod (5), and is movable in the axial direction in the second cylinder (4). When,
A connecting arm (7) connecting the outer surface of the movable tube (2) and the piston rod (5);
A communication portion (8) for communicating the inside of the first cylinder (1) and the inside of the second cylinder (4) on the piston rod side;
A reactionless type pipe joint in which one axial end of the first cylinder (1) and the other axial end of the movable pipe (2) are connected to pipes (9) and (10). 請求項１に記載の無反力型管継手において、
前記第１シリンダ(1)に接続される配管(9)の内直径と、前記第２シリンダ(4)の内直径とが同一である無反力型管継手。 In the reaction-free type pipe joint according to claim 1,
A reactionless force type pipe joint in which the inner diameter of the pipe (9) connected to the first cylinder (1) is the same as the inner diameter of the second cylinder (4). 請求項１または請求項２の無反力型管継手において、
第１シリンダ(1)の先端と、可動管(2) の後端に、それぞれボールジョイント型管継手(22)を配置し、そのボールジョイント型管継手(22)の端部のフランジ(14)と第１シリンダ(1)の軸線とのなす角αを任意に変更できるように構成した無反力型管継手。 In the reaction force type pipe joint according to claim 1 or 2,
A ball joint type pipe joint (22) is arranged at the tip of the first cylinder (1) and the rear end of the movable pipe (2), and the flange (14) at the end of the ball joint type pipe joint (22). And a reaction force type pipe joint configured such that an angle α formed by the axis of the first cylinder (1) can be arbitrarily changed.
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