JP2014145444A - 配管部材、配管部材の接続構造、油圧駆動機械 - Google Patents

Abstract

【課題】配管の継ぎ手部分において生じた漏れを速やかに検知可能とすることを目的とする。
【解決手段】配管部材１２のフランジ部材１４に、Ｏリング３０によるシール部分よりも外周側に回収溝２１の周方向溝２２を設けるようにした。さらに、回収溝２１には、周方向溝２２から外周側に延びる径方向溝２３を設け、周方向溝２２で回収した溝をフランジ部材１４の外周部に向けて、周方向溝２２を通して集中して排出する。
径方向溝２３は、周方向溝２２から鉛直下方に向けて延びるよう形成するのが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、配管部材、配管部材の接続構造、油圧駆動機械に関するものである。

各種の油圧駆動の機械等においては、作動油を搬送する配管の継ぎ手部分における油漏れを防止すべく、配管の端部に設けたフランジどうしの間にゴム系材料からなるＯリング等を挟み込むシール構造が広く採用されている。
しかし、Ｏリングを用いたシール構造においては、以下のような場合に油漏れが発生してしまう可能性がある。
・フランジどうしの合わせ面に微小な隙間があり、Ｏリングでは完全にシールできない場合。
・フランジに形成されたＯリング収容溝からＯリングがはみ出した状態で組み付けることによってＯリングが損傷した場合。
・作動油とＯリングを形成する材料との相性により、Ｏリングが劣化してしまった場合。
・作動油により過大な圧力がＯリングに作用した場合。
・継ぎ手部分に振動、引張力、曲げ方向の力が作用した場合。
したがって、当然のことながら、継ぎ手部分におけるシール性をさらに高めるべく工夫がなされるが、それでも油漏れを１００％防止できるとは限らない。

ところで、継ぎ手部分からの油漏れを防止するのももちろんであるが、万が一、油漏れが生じた場合に、その油が電気系統に接触するとショートや引火の可能性もあるため、当然のことながら、その対策は様々に講じられている。

例えば、特許文献１には、配管の継ぎ手部分をカバーで覆い、さらに、カバー内に、継ぎ手部分から漏れた油を吸収する油吸収材を設けた構成が開示されている。これによって、継ぎ手部分で油漏れが生じたとしても、その油をカバー内に留めることが可能となっている。

特開２０１１−１００８６８号公報

しかしながら、機械が、例えば、洋上に設置される風車等であり、無人状態で長期間にわたって運用されるものである場合等においては、上述したようなカバーを設けたとしても油漏れの量がそのカバーでは収まりきらないほどになった場合に対処しきれない。そこで、油漏れが生じた場合に、油漏れの発生を検知して機械を停止させたり、機械を遠隔操作している制御装置側にエラー信号等を出力させるのが好ましい。

ところが、継ぎ手部分において油漏れが生じた場合、互いに突き合わせたフランジどうしの間から、微細な液滴が外周側に噴霧されるように漏れることもあり、そのような場合、漏れを検知しにくいことがある。

なお、上記したような問題は、油圧駆動の機械における作動油の配管に限らず、例えば、水、燃料等の可燃性流体、薬液等の液体を搬送する配管の継ぎ手部分においても共通し得る。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、配管の継ぎ手部分において生じた漏れを速やかに検知可能とするための配管部材、配管部材の接続構造、油圧駆動機械を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の配管部材、配管部材の接続構造、油圧駆動機械は以下の手段を採用する。
本発明の配管部材は、筒状の管体と、前記管体の端部に設けられ、他の配管部材と接続されるフランジ部材と、を備え、前記フランジ部材は、前記管体内に連通する貫通孔と、前記貫通孔の外周側に、周方向に連続して環状に形成され、リング状のシール部材が嵌め込まれるシール溝と、前記シール溝の外周側に形成され、周方向に連続する周方向溝と、前記周方向溝からフランジ部材の径方向外周側に向けて延び、前記フランジ部材の外周面に開口した径方向溝と、が形成されていることを特徴とする。
このような配管部材を他の配管部材と接続すると、その継ぎ手部においては、シール溝の外周側に周方向溝を設けるようにしたので、シール溝に嵌め込んだシール部材によるシール部で配管部材内を流れる液体の漏れが生じた場合に、液体を確実に回収することができる。そして、周方向溝から外周側に延びる径方向溝により、周方向溝で回収した溝を集中して排出できる。これによって、漏れ量が微量であっても、外周側に微細な液滴となって噴霧される場合に比較し、漏れ検出センサ等によって漏れを高感度に検出することができる。

前記周方向溝の外周側に、前記径方向溝の部分を除いて周方向に連続して形成され、前記他の配管部材に形成された凸条または凹溝に嵌め合う凹溝または凸条をさらに備えるようにしてもよい。
一方の配管部材のフランジ部材に形成された凸条を、他方の配管部材のフランジ部材に形成された凹溝に嵌め込むことによって、周方向溝で回収した流体が外周側に伝わった場合に、凹溝と凸条の嵌め込み部分よりも外周側に流体が漏れるのを防ぐことができる。
また、凸条と凹溝との嵌め合いによって、一方のフランジ部材と他方のフランジ部材を確実に同芯状に位置決めして組み合わせることが可能となる。

前記周方向溝の外周側に、前記径方向溝の部分を除いて周方向に連続して形成され、第二のシール部材が嵌め込まれる第二のシール溝をさらに備えるようにしてもよい。
これにより、周方向溝で回収した流体が外周側に伝わった場合に、それ以上外周側に流体が漏れるのを確実に防ぐことができる。

本発明の配管部材の接続構造は、二本の配管部材どうしを接続する継ぎ手部にて、少なくとも一方の配管部材が、上記したような配管部材であることを特徴とする。
ここで、前記径方向溝は、前記周方向溝から鉛直下方に向けて延びるよう配置されているのが好ましい。これにより、周方向溝で回収された流体を重力によって確実かつスムーズに径方向溝から排出できる。

また、この接続構造は、前記継ぎ手部の下方に配置され、前記径方向溝から排出された液体を回収する受け部材と、前記受け部材の上方を覆い、前記径方向溝の鉛直下方位置に開口部を有したカバーと、をさらに備えるようにしても良い。
これにより、径方向溝から排出された液体を受け部材で回収することができる。また、受け部材にカバーを設けることで、受け部材で回収した液体に火花等が散るのを防ぐ。

また、前記継ぎ手部において互いに対向する一対の前記フランジ部材どうしの下側に取り付けられた回収容器をさらに備えるようにしても良い。
これにより、径方向溝から排出された液体を受け部材で回収することができる。

上記したような配管部材および配管部材の接続構造は、油圧駆動の機械における作動油の配管に限らず、例えば、水、燃料等の可燃性流体、薬液等の液体を搬送するものであれば、いかなる用途にも適用可能である。

本発明の油圧駆動機械は、作動油を流通させて作動する機械本体と、前記機械の作動を制御する制御装置と、前記作動油を流通させる配管と、を備え、前記配管を構成する配管部材が、上記したような配管部材の接続構造により接続されていることを特徴とする。
このような油圧駆動機械においては前記配管部材の継ぎ手部において、前記径方向溝から排出された前記作動油を検出するセンサをさらに備え、前記制御装置は、前記センサで前記作動油を検出したときに、前記機械本体の作動を停止させることができる。
周方向溝から外周側に延びる径方向溝により、周方向溝で回収した溝をセンサに向けて集中して排出できるので、センサにおける漏れ検知を高感度に行うことができる。
このとき、配管部材の継ぎ手部には、上記したようなカバーや回収容器を設け、それらの中にセンサを設けても良い。

本発明によれば、シール溝に嵌め込んだシール部材によるシール部で油漏れが生じた場合に、周方向溝で液体を確実に回収し、回収した液体を径方向溝により集中して排出できる。これによって、液体の漏れ量が微量であっても、センサ等によって、漏れを高感度に検出して、継ぎ手部分において生じた漏れを速やかに検知可能となる。

本発明の第１実施形態における配管部材の継ぎ手部の構造を示す断面図およびＡ−Ａ矢視図である。 本発明の第２実施形態における配管部材の継ぎ手部の構造を示す断面図である。 本発明の第３実施形態における配管部材の継ぎ手部の構造を示す断面図である。 本発明の第４実施形態における配管部材の継ぎ手部の構造を示す図である。 本発明の第５実施形態における配管部材の継ぎ手部の構造を示す断面図および側断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。
図１は、油圧駆動機械として、例えば洋上に設置される風車（機械本体）の駆動系において作動油を循環させる配管１０の継ぎ手部１１を示すものである。
配管１０は、図示しないポンプによって作動油を循環させる経路を構成するもので、複数の配管部材１２を接続することによって構成されている。

各配管部材１２は、筒状の管体１３と、管体１３の両端部にそれぞれ設けられたフランジ部材１４と、を備えている。
フランジ部材１４は、管体１３から管体１３の径方向外周側に張り出して形成されている。フランジ部材１４には、その中央部に管体１３内に連通する貫通孔１５が形成され、外周部には、周方向に間隔を隔てて複数のボルト孔１６が貫通形成されている。
継ぎ手部１１において、配管部材１２，１２どうしは、フランジ部材１４どうしを突き合わせた状態で、双方のフランジ部材１４，１４のボルト孔１６，１６に図示しないボルトを挿通させ、このボルトの先端部にナットを螺着させることによって接続される。

このような継ぎ手部１１において、フランジ部材１４には、他の配管部材１２のフランジ部材１４との突き合わせ面１４ａに、シール溝２０と、回収溝２１と、が形成されている。
シール溝２０は、貫通孔１５の外周側に、周方向に連続して環状に形成されている。このシール溝２０に、ゴム系材料等からなる環状のＯリング３０を収容し、このＯリング３０が継ぎ手部１１の両方のフランジ部材１４，１４間に圧縮状態で挟み込まれることによって、中央部の貫通孔１５側から外周側に作動油が漏れるのを防止する。

回収溝２１は、シール溝２０の外周側に、径方向に間隔を隔てて形成され、周方向に連続する周方向溝２２と、周方向溝２２からフランジ部材１４の径方向外周側に向けて延び、フランジ部材１４の外周面１４ｂに開口した径方向溝２３と、を有している。
ここで、周方向溝２２は、断面形状を、半円形、矩形等としても良いが、内周側の壁面２２ａを、突き合わせ面１４ａ側から管体１３側に行くにしたがい、その径が漸次拡大するテーパ面とし、外周側の壁面２２ｂを、突き合わせ面１４ａおよび周方向溝２２の底面２２ｃに直交する面とするのが好ましい。
また、径方向溝２３は、配管部材１２を他の配管部材１２と接続した状態で、周方向溝２２の最下部から鉛直下方に向けて延びるように配置するのが好ましい。
なお、この回収溝２１は、互いに接続される配管部材１２，１２の双方のフランジ部材１４に設けても良いが、一方の配管部材１２のフランジ部材１４にのみ形成してもよい。

このような回収溝２１を備えた配管部材１２，１２どうしの継ぎ手部１１においては、万が一、Ｏリング３０の部分から外周側に油漏れが生じた場合、漏れた油は、Ｏリング３０の外周側の周方向溝２２に流れ込む。このとき、周方向溝２２は、内周側の壁面２２ａがテーパ面であるので、油がスムーズに周方向溝２２内に流れ込みやすくなっている。そして、外周側の壁面２２ｂは、底面２２ｃに直交しているため、テーパ状の内周側の壁面から底面２２ｃへと油が伝わっても、それ以上外周側には伝わりにくく、油を周方向溝２２内に留めることができる。
周方向溝２２内に流れ込んだ油は、重力により下方へと流れ、最下部から径方向溝２３に流れ込み、フランジ部材１４の外周面１４ｂから鉛直下方に落下するようになっている。

継ぎ手部１１の鉛直下方位置には、上記回収溝２１の径方向溝２３から落下した油を検出するための油漏れ検出センサ４０が設けられている。油漏れ検出センサ４０は、この機械（風車）の制御装置、あるいは遠隔地に設けられたモニタ装置（制御装置）等に電気的に接続されている。この油漏れ検出センサ４０では、油を検出すると出力信号が変化するようになっている。

制御装置やモニタ装置においては、油漏れ検出センサ４０からの出力信号が変化し、継ぎ手部１１から油が漏れていることを検出したときには、この機械の作動を停止させたり、油漏れが発生していることを示すアラーム情報を、アラームランプ、ブザー、モニタ上への情報表示等によって外部に出力する。

上述したような構成によれば、配管部材１２のフランジ部材１４において、Ｏリング３０によるシール部分よりも外周側に回収溝２１の周方向溝２２を設けるようにしたので、Ｏリング３０で油漏れが生じた場合に、油を確実に回収することができる。
さらに、回収溝２１には、周方向溝２２から外周側に延びる径方向溝２３が設けられており、周方向溝２２で回収した溝をフランジ部材１４の外周部に向けて、周方向溝２２を通して集中して排出できる。これによって、油の漏れ量が微量であっても、外周側に微細な液滴となって噴霧される場合に比較し、油漏れ検出センサ４０において、油漏れを高感度に検出することができる。
しかも、径方向溝２３は、周方向溝２２から鉛直下方に向けて延びるよう形成されているため、周方向溝２２で回収された油を重力によって確実かつスムーズに油漏れ検出センサ４０に導くことができる。
加えて、周方向溝２２は、内周側の壁面２２ａがテーパ面とされているので、Ｏリング３０から外周側に漏れてきた油をスムーズに回収でき、また外周側の壁面２２ｂが底面２２ｃに直交する面であるため、油が周方向溝２２内に留めることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る配管部材、配管部材の接続構造、油圧駆動機械の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図２に示すように、本実施形態においては、上記第１実施形態で示した構成に加え、フランジ部材１４の突き合わせ面１４ａにおいて、周方向溝２２のさらに外周側に、嵌め合い構造部５０が設けられている。
この嵌め合い構造部５０は、継ぎ手部１１において、一方の配管部材１２のフランジ部材１４の突き合わせ面１４ａに形成された凸条５１と、他方の配管部材１２のフランジ部材１４の突き合わせ面１４ａに形成された凹溝５２と、からなる。
凸条５１、凹溝５２は、それぞれ周方向溝２２の外周側において、径方向溝２３の部分を除いて周方向に連続して形成されている。凸条５１と凹溝５２は、互いに嵌め合い可能な形状・寸法に形成されている。ここで、凸条５１，凹溝５２は、断面矩形状をなした例を図示しているが、これに限らず、凸条５１の凹溝５２内への挿入を容易としつつ、双方の間における液密性を高めるために、例えば双方をテーパ形状とする等、適宜他の形状としてもよい。

上述したような構成によれば、回収溝２１のさらに外周側に嵌め合い構造部５０が設けられ、一方のフランジ部材１４の凸条５１が他方のフランジ部材１４の凹溝５２に嵌め込まれることによって、回収溝２１の周方向溝２２で回収した油がさらに外周側に伝わった場合に、嵌め合い構造部５０においてそれ以上外周側に油が漏れるのを防ぐことができる。
また、嵌め合い構造部５０における凸条５１と凹溝５２との嵌め合いによって、一方のフランジ部材１４と他方のフランジ部材１４を確実に同芯状に位置決めして組み合わせることができる。これによって、Ｏリング３０を確実にシール溝２０に収めたり、ボルト孔１６，１６の位置合わせが容易に行える。

〔第３実施形態〕
次に、本発明に係る配管部材、配管部材の接続構造、油圧駆動機械の第３実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように、本実施形態においては、上記第１実施形態で示した構成に加え、フランジ部材１４の突き合わせ面１４ａにおいて、周方向溝２２のさらに外周側に、径方向溝２３の部分を除いて周方向に連続するシール溝（第二のシール溝）６０を設け、このシール溝６０に、ゴム系材料等からなるシール部材（第二のシール部材）６１を設けるようにしても良い。

上述したような構成によれば、回収溝２１の外周側にシール部材６１を設けることによって、回収溝２１の周方向溝２２で回収した油がさらに外周側に伝わった場合に、それ以上外周側に油が漏れるのを確実に防ぐことができる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明に係る配管部材、配管部材の接続構造、油圧駆動機械の第４実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第１実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態においては、上記第１〜第３実施形態で示したような継ぎ手部１１の構成に加え、継ぎ手部１１の下方の床面上に油回収部材７０が設けられている。
油回収部材７０は、上方に開口し、継ぎ手部１１の径方向溝２３から落下した油を回収するオイルパン（受け部材）７１と、オイルパン７１内に設けられたポリプロピレン等からなる油吸着マット７２と、オイルパン７１内で径方向溝２３の鉛直下方位置に設けられた油漏れ検出センサ４０と、オイルパン７１の上方を覆い、径方向溝２３の鉛直下方位置に開口部７３ａを有したカバー７３と、が備えられている。

そして、制御装置やモニタ装置においては、油漏れ検出センサ４０からの出力信号が変化し、継ぎ手部１１から油が漏れていることを検出したときには、この機械の作動を停止させたり、油漏れが発生していることを示すアラーム情報を、アラームランプ、ブザー、モニタ上への情報表示等によって外部に出力する。

上述したような構成によれば、継ぎ手部１１においては上記第１〜第３実施形態で示したのと同様の作用効果を奏するのに加えて、径方向溝２３から落下した油をオイルパン７１内の油吸着マット７２で吸着することによって回収するとともに、カバー７３によって、オイルパン７１内を覆うことによって、万が一、周囲で火花などが発生した場合にも、油を吸着した油吸着マット７２への引火を防ぐことができる。

〔第５実施形態〕
次に、本発明に係る配管部材、配管部材の接続構造、油圧駆動機械の第５実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記第４実施形態と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態においては、上記第４実施形態では、上記第１〜第３実施形態で示したような継ぎ手部１１の構成に加え、継ぎ手部１１の下方の床面上に油回収部材８０が設けられている。
油回収部材８０は、継ぎ手部１１の下側に装着された回収容器８１と、回収容器８１内に設けられたポリプロピレン等からなる油吸着マット８２と、回収容器８１内で径方向溝２３の鉛直下方位置に設けられた油漏れ検出センサ４０と、が備えられている。
回収容器８１は、上方に開口し、その開口部８１ａが、継ぎ手部１１のフランジ部材１４，１４に沿う形状とされ、フランジ部材１４，１４に図示しないボルトによって、フランジ部材１４，１４に取り付け・固定される。

そして、制御装置やモニタ装置においては、油漏れ検出センサ４０からの出力信号が変化し、継ぎ手部１１から油が漏れていることを検出したときには、この機械の作動を停止させたり、油漏れが発生していることを示すアラーム情報を、アラームランプ、ブザー、モニタ上への情報表示等によって外部に出力する。

上述したような構成によれば、継ぎ手部１１においては上記第１〜第３実施形態で示したのと同様の作用効果を奏するのに加えて、径方向溝２３から落下した油を回収容器８１内の油吸着マット８２で吸着することによって回収する。このとき、回収容器８１は、上記第４実施形態の油回収部材７０のオイルパン７１よりも小型であり、重量およびコストを抑えることが可能となる。

なお、上記実施形態において、上記第１〜第５実施形態に示した構成は、適宜組み合わせることもできる。
また、各部の形状、構成、材質等は適宜変更することが可能である。

１０ 配管
１１ 継ぎ手部
１２ 配管部材
１３ 管体
１４ フランジ部材
１５ 貫通孔
１６ ボルト孔
２０ シール溝
２１ 回収溝
２２ 周方向溝
２３ 径方向溝
３０ Ｏリング
４０ 検出センサ
５０ 嵌め合い構造部
５１ 凸条
５２ 凹溝
６０ シール溝（第二のシール溝）
６１ シール部材（第二のシール部材）
７０，８０ 油回収部材
７１ オイルパン（受け部材）
７２，８２ 油吸着マット
７３ カバー
７３ａ 開口部
８１ 回収容器
８１ａ 開口部

Claims (9)

1. 筒状の管体と、
   前記管体の端部に設けられ、他の配管部材と接続されるフランジ部材と、を備え、
   前記フランジ部材は、
   前記管体内に連通する貫通孔と、
   前記貫通孔の外周側に、周方向に連続して環状に形成され、リング状のシール部材が嵌め込まれるシール溝と、
   前記シール溝の外周側に形成され、周方向に連続する周方向溝と、
   前記周方向溝からフランジ部材の径方向外周側に向けて延び、前記フランジ部材の外周面に開口した径方向溝と、
   が形成されていることを特徴とする配管部材。
2. 前記周方向溝の外周側に、前記径方向溝の部分を除いて周方向に連続して形成され、前記他の配管部材に形成された凸条または凹溝に嵌め合う凹溝または凸条をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の配管部材。
3. 前記周方向溝の外周側に、前記径方向溝の部分を除いて周方向に連続して形成され、第二のシール部材が嵌め込まれる第二のシール溝をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の配管部材。
4. 二本の配管部材どうしを接続する継ぎ手部にて、
   少なくとも一方の配管部材が、請求項１から３のいずれか一項に記載の配管部材であることを特徴とする配管部材の接続構造。
5. 前記径方向溝は、前記周方向溝から鉛直下方に向けて延びるよう配置されていることを特徴とする請求項４に記載の配管部材の接続構造。
6. 前記継ぎ手部の下方に配置され、前記径方向溝から排出された液体を回収する受け部材と、
   前記受け部材の上方を覆い、前記径方向溝の鉛直下方位置に開口部を有したカバーと、をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の配管部材の接続構造。
7. 前記継ぎ手部において互いに対向する一対の前記フランジ部材どうしの下側に取り付けられた回収容器をさらに備えることを特徴とする請求項５または６に記載の配管部材の接続構造。
8. 作動油を流通させて作動する機械本体と、
   前記機械の作動を制御する制御装置と、
   前記作動油を流通させる配管と、を備え、
   前記配管を構成する配管部材が、請求項４から７のいずれか一項に記載の配管部材の接続構造により接続されていることを特徴とする油圧駆動機械。
9. 前記配管部材の継ぎ手部において、前記径方向溝から排出された前記作動油を検出するセンサをさらに備え、
   前記制御装置は、前記センサで前記作動油を検出したときに、前記機械本体の作動を停止させることを特徴とする請求項８に記載の油圧駆動機械。

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