JP2015048865A - Pipe joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管継手に関する。 The present invention relates to a pipe joint.
従来、管継手の一種として、フレア継手が広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。
一般に図10に示すように、雄ネジ付き継手本体30のテーパ面31と、継手本体30の雄ネジ32に螺着される袋ナット33のテーパ面34の間に、金属製の被接続パイプ35の端部を拡径テーパ状に塑性加工して成るフレア端部37を、挟持させて抜止めし、かつ、その圧接力により密封する構造である。
Conventionally, a flare joint has been widely used as a kind of pipe joint (for example, see Patent Document 1).
Generally, as shown in FIG. 10, a metal connected
しかし、被接続パイプ35の端部にフレア端部37を塑性加工にて形成するには熟練を要し、かつ、このようなフレア加工が配管作業現場の作業能率アップを阻害しているという問題があった。
また、それらの問題を回避するために種々の管継手が提案されている。例えば、本出願人は、図11及び図12に示したような管継手(抜止めリング)をかつて提案した(特許文献2参照)。
即ち、継手本体30Aの雄ネジ32に螺着される袋ナット33の内周面にテーパ面38を形成し、抜止めリング39の複数のバネ片部41の外面をテーパ面41Aとして、上記テーパ面38に摺接することでバネ片部41が縮径して、バネ片部41の先端の係止爪部40をパイプ35の外周面に食い込ませて、抜止めさせる構成のものである。
However, it requires skill to form the
Various pipe joints have been proposed to avoid these problems. For example, the present applicant once proposed a pipe joint (a retaining ring) as shown in FIGS. 11 and 12 (see Patent Document 2).
That is, the
しかしながら、図11及び図12に示した管継手には、次のような問題点がある。(なお、追加説明を図4に於て後述する。) (i) 抜止めリング39は大きな部品でなければ正規の姿勢を常に維持することが困難であり、正確にパイプ35の外周面に食い込んで係止できない点、 (ii) 抜止めリング39はパイプ35が矢印C方向に僅かに引抜かれることでテーパ面41A,38が摺接しつつバネ片部41が縮径方向に変形して係止爪部40がパイプ35の外周面に食い込む構成であるので、管継手内部に大きな空間部42を必要として管継手が大型となると共に、管継手とパイプ35が相対的にアキシャル方向に動く点、 (iii)袋ナット33は抜止めリング39をそのテーパ面38にて強力に押圧せねばならず、従って、テーパ面38近傍の肉厚が極めて大きくせねばならない点、 (iv) 袋ナット33が大型である点、 (v) 部品点数が多く、コスト高である点、 (vi) 管継手の全長(アキシャル方向寸法)が大きい点。
However, the pipe joint shown in FIGS. 11 and 12 has the following problems. (Additional explanation will be described later with reference to FIG. 4.) (i) Unless the
そこで、本発明は、これらの問題点を解決して、(前述した被接続パイプの端部のフレア加工を施す必要がない管継手でありながら、)全体がコンパクトで、かつ、部品点数を極めて少なくでき、しかも、大きいパイプ引抜力を発揮し、かつ、配管接続完了の後にパイプが引抜方向に全く移動せずに常に安定して大きい耐抜止力を発揮する管継手を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves these problems, and the whole is compact and has an extremely large number of parts (although it is a pipe joint that does not require the flaring of the end of the connected pipe described above). The purpose of the present invention is to provide a pipe joint that exhibits a large pipe pull-out force and can exhibit a large anti-pull-out force at all times without the pipe moving at all in the pull-out direction after completion of pipe connection. To do.
本発明は、被接続パイプが挿入される継手本体の孔部の開口内周端部に、挿入された上記被接続パイプの外周面に食い込んで係止する爪片部を、上記継手本体と一体成型したものである。
また、上記継手本体の上記孔部が開口する端面に円環状凹溝が形成され、該凹溝の内周壁は、微小スリットを介して円周方向に並んだ複数の上記爪片部によって構成され、さらに、上記凹溝の外周壁は、袋ナット螺着用の雄ネジ部を外周面に有する雄ネジ付き短筒壁によって構成され、かつ、上記凹溝に押込まれる内周テーパ面を有するテーパリング、及び、該テーパリングを上記凹溝に押込んで上記爪片部を上記パイプの外周面に食い込ませる袋ナットを、具備している。
In the present invention, a claw piece portion that bites into and engages with the outer peripheral surface of the inserted pipe to be connected to the inner peripheral end of the opening of the joint body into which the connected pipe is inserted is integrated with the joint body. Molded.
In addition, an annular groove is formed on an end surface of the joint body where the hole is opened, and an inner peripheral wall of the groove is constituted by a plurality of the claw pieces arranged in the circumferential direction via minute slits. Furthermore, the outer peripheral wall of the concave groove is constituted by a short-cylinder wall with an external thread that has an external thread portion on which the cap nut is screwed, and a taper having an inner peripheral tapered surface that is pushed into the concave groove. A ring nut and a cap nut that pushes the taper ring into the concave groove and bites the claw piece into the outer peripheral surface of the pipe are provided.
本発明に係る管継手によれば、部品点数を低減でき、しかも、爪片部が(小型化しても)常に安定姿勢を保つことが可能であって、パイプへの食い込みの際も安定した姿勢で高精度に食い込み、パイプの耐引抜力は安定して大である。
さらに、配管作業現場に於て、小型部品の紛失等が発生せず、迅速に、かつ、容易に配管接続を行い得る。
According to the pipe joint according to the present invention, the number of parts can be reduced, and the claw piece can always maintain a stable posture (even if it is downsized), and the posture is stable even when biting into the pipe. With high accuracy, the pull-out resistance of the pipe is stable and large.
Furthermore, at the piping work site, loss of small parts does not occur, and piping connection can be made quickly and easily.
また、(請求項2によれば、)爪片部及びテーパリングは小型化が可能で、十分に大きいパイプ引抜力を発揮する。さらに、袋ナットはテーパリングを押込むのみの力を与えればよいので内鍔部位は薄肉化できる。また、管継手内部に無駄な空間が無くなり、一層のコンパクト化(小型化)を可能とした。特に、管継手の全長(アキシャル方向寸法)が従来よりも小さくできる。
さらに、爪片部を(ラジアル内方向へ押圧して)パイプ外周面に食い込ませる外力は、(従来の袋ナットのみによるのではなくて、)袋ナットの周囲壁部と、(凹溝の)外周壁と、テーパリングとの合計3部材により発生し、各部材が共働きして、無駄がなく、合理的に全体のコンパクト化を達成できる。
Further, the claw piece portion and the taper ring can be reduced in size (according to claim 2), and exhibit a sufficiently large pipe pulling force. Furthermore, since the cap nut has only to apply a force to push the taper ring, the inner flange portion can be made thinner. Also, there is no wasted space inside the pipe joint, making it possible to make it more compact (downsizing). In particular, the overall length (axial dimension) of the pipe joint can be made smaller than before.
Furthermore, the external force that pushes the claw piece into the outer peripheral surface of the pipe (pressing radially inward) is not limited to the conventional cap nut, but the peripheral wall of the cap nut (of the groove) It is generated by a total of three members, that is, the outer peripheral wall and the taper ring, and each member works together, so that there is no waste and the overall compactness can be achieved reasonably.
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に於て、本発明の実施の一形態を示し、Pは被接続パイプ、2は本発明に係る管継手であって、図1,図2ではその要部のみを示しているが、全体としては、図9(A)のエルボ型、図9(B)のチーズ型、図9(C)のソケット型等の各種管継手2であり、図示省略したが、図1,図2の他端を、テーパネジやフランジ等の別の構造とすることも自由である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
1 to 4, an embodiment of the present invention is shown, P is a pipe to be connected, 2 is a pipe joint according to the present invention, and FIG. 1 and FIG. However, as a whole,
そして、管継手2は、継手本体10と、袋ナット20と、を備えており、継手本体10はその端部の外周面に雄ネジ部3を有し、袋ナット20の雌ネジ部21が螺進退自在に螺着する。
継手本体10の流路としての孔部11には、パイプPの挿入予定深さと同じ長さ、又は、やや長い目に、挿入部11Aが(奥部よりも)僅かに大きい内径寸法に形成されている。この継手本体10の孔部11の開口内周端部12には、袋ナット20の螺進に伴って、挿入状態の被接続パイプPの外周面に食い込んで(引抜けないように)係止する複数の爪片部5を、継手本体10と一体成型する。例えば、ロストワックス法によって、爪片部5を一体に有する継手本体10が製造可能であり、材質としては、ステンレス鋼等が好適である。
The
In the
具体的形状について説明すれば、図3(A)(B)、及び、図1等に示すように、継手本体10の孔部11が開口する(アキシャル方向の)端面13に、円環状凹溝14が形成されている。即ち、孔部11の軸心L11に沿った外方向(アキシャル外方向)へ開口状に凹溝14が、端面13に凹設されている。
この円環状凹溝14(図3参照)の内周壁15は、微小なスリット16を介して円周方向に並んだ複数の爪片部5によって構成されている。言い換えると、上記軸心L11方向から見て(図3(A)参照)、爪片部5は短円弧型であり、全体の爪片部5をもって、薄い円筒状を成しており、この薄い円筒状を成す複数の爪片部5全体によって、凹溝14の内周壁15が形成される。
A specific shape will be described. As shown in FIGS. 3A and 3B, FIG. 1 and the like, an annular groove is formed on the end surface 13 (in the axial direction) where the
The inner
凹溝14の外周壁17は、袋ナット20の螺着される雄ネジ部3を外周面に有する(雄ネジ付き)短筒壁18によって構成される。
そして、円環状凹溝14の溝底面19は、図1〜図4では、軸心L11に直交する軸心直交平面上にあり、端面13から所定小寸法(例えば、3mm〜10mm)だけ継手本体10の内方に存在する。
また、袋ナット20の未締付状態(図1,図3)では、内周壁15の外周面は軸心L11と平行に表れ、外周壁17の内周面も軸心L11と平行に表れる。即ち、軸心L11を中心軸心とする円筒面として、内周壁15の外周面、及び、外周壁17の内周面が形成され、凹溝14は図1,図3(B)の縦断面形状では矩形を呈する。
The outer
The
Further, non-clamping state (Fig. 1, Fig. 3) of the
そして、7は、(切れ目の無い)閉円環状のテーパリングであって、内周テーパ面8を有し、凹溝14に対して、袋ナット20の内鍔部22にて押圧されつつ侵入し、爪片部5の先端(外端)の係止爪5AをパイプPの外周面に食い込ませる(図2,図4参照)。
テーパリング7の断面形状は、図1〜図4の実施の形態では、外周7Aが軸心L11と平行であり、内端面7B,外端面7Cは軸心直交平面状である。内周テーパ面8は、外方へ縮径する勾配面であり、テーパリング7は、くさびとして作用する円環体である。
なお、23はOリング等のシール材を示し、孔部11のパイプ挿入部11Aと、パイプ先端部の外周面との密封作用をなす。
Sectional shape of the
また、図1〜図4でも明らかなように、テーパリング7の軸心方向寸法は、凹溝14の深さ寸法よりも、小寸法(例えば1mm〜7mm)だけ大きく設定する。
図1の状態から袋ナット20を作業工具にて回転してゆけば、袋ナット20の内鍔部22の内面が、テーパリング7の外面に摺接しつつ押圧し、テーパリング7は、その内周テーパ面8によって、爪片部5の係止爪5Aが縮径する方向へ押圧しつつ凹溝14へ侵入してゆき、(図1から)図2の袋ナット締付(完了)状態となり、配管接続作業が迅速に完了する。
1 to 4, the axial direction dimension of the
When the
ところで、図2(B)及び図4に於て、爪片部5をラジアル内方向(縮径方向)へ押圧する力(ベクトル)について説明する。本発明では、図4(A)に於て点々をもって示す部分が、爪片部5を押圧して、爪食込力(ベクトル)Fp を発生する部位である。即ち、図4と図2(B)とを合わせて見れば明らかとなるように、袋ナット20の円筒部20Aと、継手本体10の前記外周壁17と、テーパリング7の縮径方向の各ベクトルF20,F17,F7 の合計ベクトルが爪片部5に作用して爪食込力(ベクトル)Fp として、強力にパイプPの外周面に食い込ませる。しかも、図4中に矢印Gにて示したように、継手本体10の端面13の(軸心L11方向の)位置よりも略内方位置に、点々をもって示す爪食込力(ベクトル)Fp 発生部位が在る。
具体的には、図1〜図4の実施の形態では、短い軸心方向(厚さ)寸法のテーパリング7の軸心方向位置に、爪食込力(Fp )の発生部位が存在しているといえる。
By the way, in FIG. 2 (B) and FIG. 4, the force (vector) which presses the nail | claw
Specifically, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the nail biting force (Fp) is generated at the axial center position of the
図4(B)は、本発明の作用効果を比較するために、図11と図12の従来例における作用と構成を示す要部断面(説明)図である。図4(B)に於て、点々をもって示す部分が、バネ片部41を押圧して、爪部40がパイプP(35)の外周面に食込む力(ベクトル)Fp を発生する部位である。即ち、袋ナット33のみにてバネ片部41をベクトルF33のように押圧して、爪部40に爪食込力(ベクトル)Fp を生じさせる。従って、ベクトルF33を付与するために、袋ナット33には、矢印Kにて示した外方側に大きな断面積の袋ナット縮径肉厚部43を必要とする。
しかも、図4(B)と図11に於て、抜止めリング39が矢印C方向に所定寸法Tだけ引抜かれつつバネ片部41が縮径方向に変形して係止爪部40がパイプ35の外周面に食い込む必要があるので、継手本体30Aの先端と、袋ナット33の内部には、大きな空間部42を必要とし、袋ナット33も大型化せざるを得ない。
FIG. 4B is a cross-sectional (descriptive) view of the main part showing the operation and configuration of the conventional example of FIGS. 11 and 12 in order to compare the operation and effects of the present invention. In FIG. 4 (B), the part shown with dots is a part that presses the
Moreover, in FIGS. 4B and 11, the retaining
図4(A)と(B)とを比較すれば、継手本体10,30Aの端面13から、本発明では小寸法L20の突出である(図4(A)参照)のに対して、従来例の図4(B)では大きな寸法L33分が突出し、その差ΔL1 は著しく大きいといえる。
言い換えれば、従来例を示した図4(B)では、矢印K方向に大きな袋ナット縮径肉厚部43が存在しているのに対し、本発明の図4(A)では、袋ナット20の内鍔部22の肉厚寸法とテーパリング7の未侵入部のみの小さな寸法のみが(矢印K方向に)存在し、その差ΔL1 が本発明によってコンパクト化が図られ、図9(A)(B)(C)のような管継手全体として、上記コンパクト化の貢献が大であることが判る。
また、図4(A)と(B)とを比較すると、パイプ挿入部11Aが本発明ではアキシャル寸法ΔL2 だけ小さくできる。即ち、図4(B)では、パイプP(35)が矢印(C)方向に少し引抜かれて初めて爪食込みが開始されるのに対して、本発明(図4(A))では、袋ナット20の締付け(螺進)完了と同時に爪食込みが完了して、パイプ引抜け移動が全く生じない。
4A and 4B, when compared with the projection of the small dimension L 20 in the present invention from the
In other words, in FIG. 4 (B) showing the conventional example, a large cap nut reduced diameter
4A and 4B, the
次に、図5と図6に示した本発明の他の実施の形態について説明する。前述の図1〜図4の実施の一形態と同一符号は、同様の構成であるので、主として相違する構成と作用について、以下説明する。
まず、図5と図6に示す実施の形態では、袋ナット20の内鍔部22の内側面に座グリ24を形成し、その内周面部24Aと、テーパリング7の外周角部25とを嵌合(嵌着)して、組立作業の際や接続作業の際に、テーパリング7の落下や紛失が生じないように、袋ナット20と一体状として作業できるようにし、さらに、図2(B)及び図4にて説明したところのベクトルFp を発生させるために、図6(B)に示すように、袋ナット20の内鍔部22によって補助させる。
Next, another embodiment of the present invention shown in FIGS. 5 and 6 will be described. The same reference numerals as those in the embodiment of FIGS. 1 to 4 described above have the same configuration, and therefore, the configuration and operation that are mainly different will be described below.
First, in the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, a
図6(B)に於て、図2(B)に示したベクトルF7 ,F17,F20の他に、内鍔部22の内面の座グリ内周面部24Aと、テーパリング7の外周角部25との嵌着部位にて、ベクトルF22がテーパリング7へ付与され、最終的に爪食込力(ベクトル)Fp に合算される。これによって、一層、強力なベクトルFp が得られ、かつ、テーパリング7の姿勢は常時、一層安定する。
また、継手本体10に於て、雄ネジ部3よりも僅かに継手本体内方寄りに、ラジアル方向の貫通孔26を形成し、その貫通孔26の外端部を大径として、球状体等の弾性材の栓27を装入する。そして、袋ナット20の円筒部20Aを内方へ延伸して、栓押え筒部28を形成して、袋ナット締付完了状態(図6参照)で栓27が貫通孔26を閉塞した密封状態とする。
配管接続作業が完了すると、一般に、水等を配管内へ所定圧力にて送り込んで、初期耐圧検査が行われるが、このような貫通孔26と栓27と栓押え筒部28から成る(袋ナット20が完全に締付けられたか否かをチェックする)接続完了確認手段Sを備えている。
6B, in addition to the vectors F 7 , F 17 , and F 20 shown in FIG. 2B, the counterbore inner
Further, in the
When the pipe connection work is completed, water or the like is generally fed into the pipe at a predetermined pressure, and an initial pressure resistance test is performed. This is made up of such a through
次に、図7と図8に示す本発明の別の実施の形態について説明する。前述の図1〜図4と同一符号は、同様の構成であるので、主として相違する構成と作用について説明する。
図7と図8に示す実施の形態では、袋ナット20の内鍔部22の内側面に座グリ24を、図5と図6の場合よりも、深く形成する。その内周面部24Aと、テーパリング7の外端寄り外周面とを嵌合(嵌着)して、組立作業の容易性向上とテーパリング7の落下や紛失を防止し、さらに、図6(B)に於て既に述べた場合と同様に、袋ナット20の内鍔部22の部位によって、爪食込力(ベクトル)Fp の大きさを、一層増加させる構成である。
Next, another embodiment of the present invention shown in FIGS. 7 and 8 will be described. The same reference numerals as those in FIGS. 1 to 4 are the same as those in FIG.
In the embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the
そして、図7に示すように、円環状凹溝14の奥部にガスケット(シートパッキン)29を嵌装し、図8に示した袋ナット締付完了状態で、テーパリング7の内端面7Bがガスケット29を押圧して、凹溝14の奥部の密封作用をなし、テーパリング7の外周面を経由する液体洩れを阻止する。
さらに、テーパリング7の外方側内周角部に、横断面四角のシール溝44を切欠状に形成し、このシール溝44にOリング等のシール材45を装着し、パイプPの外周面と、テーパリング7の内周面との間を密封する。従って、図1〜図6に示したような位置にシール材23を設けなくても良い。また、図7と図8に於て、袋ナット20の締付けが不十分な作業が仮に行われた場合、初期洩れ検査に於て、所定圧の液体を送れば、シートパッキン29を介して、テーパリング7の外周面を経由して、液体が洩れるので、配管作業の不良を直ちに発見できる。
Then, as shown in FIG. 7, a gasket (sheet packing) 29 is fitted in the inner part of the
Further, a square-shaped
ところで、本発明に係る管継手が適用できるパイプPとしては、ステンレス鋼等の硬いパイプ材質が挙げ得るが、それ以外の各種材質であっても適用できる。また、継手本体10はロストワックス法にて製造するのがコスト面と製造の容易性と品質面から望ましく、材質はステンレス鋼が好ましい。そして、ロストワックス法で継手本体10を製造する場合、円環状凹溝14は、機械加工を付与しないでも十分な性能と品質を発揮できる。また、爪片部5の内周面部(あるいは、さらに係止爪5Aの一部)は、研削等の機械加工にて形成するのが望ましい。
本発明の用途は限定するものではないが、湯・水を供給する配管に用いるのに最も適する。
By the way, as pipe P which can apply the pipe joint which concerns on this invention, hard pipe materials, such as stainless steel, can be mentioned, However, Even if it is various other materials, it is applicable. The
The application of the present invention is not limited, but is most suitable for use in piping for supplying hot water.
本発明は、以上詳述したように、被接続パイプPが挿入される継手本体10の孔部11の開口内周端部12に、挿入された上記被接続パイプPの外周面に食い込んで係止する爪片部5を、上記継手本体10と一体成型した構成であるので、爪片部5は小さな寸法でも十分に常時安定姿勢を保ちつつ食い込み作用をなす。従って、パイプ耐引抜力は強力かつ安定している。さらに、爪片部5が小さな寸法であることで、ラジアル内方向へ変形する際に、先端(係止爪)は、ラジアル内方向へのみ動き、アキシャル方向へはほとんど移動しないので、パイプPが軸心L11方向へは移動しない。従って、配管作業に於て、現場に合わせてパイプ長さ寸法を、楽に、正確に決定できる。
さらに、従来のパイプ端部のフレア加工が省略できると共に、アキシャル方向(軸心L11方向)の寸法が短く、コンパクトであり、しかも、強力な耐引抜力を発揮する。
As described in detail above, the present invention engages the outer peripheral surface of the inserted pipe P into the opening inner
Moreover, the flaring of the conventional pipe end portion can be omitted, the dimension of the axial direction (axis L 11 direction) is short, compact, yet exerts a powerful scratch抜力.
また、本発明は、上記継手本体10の上記孔部11が開口する端面13に円環状凹溝14が形成され、該凹溝14の内周壁15は、微小スリット16を介して円周方向に並んだ複数の上記爪片部5によって構成され、さらに、上記凹溝14の外周壁17は、袋ナット螺着用の雄ネジ部3を外周面に有する雄ネジ付き短筒壁18によって構成され、かつ、上記凹溝14に押込まれる内周テーパ面8を有するテーパリング7、及び、該テーパリング7を上記凹溝14に押込んで上記爪片部5を上記パイプPの外周面に食い込ませる袋ナット20を、具備した構成であるので、図2(B)と図4にて説明したように、袋ナット20が著しく小型のものでも、継手本体10の外周壁17及びテーパリング7が袋ナット20に協力して、十分なベクトルFp を爪5Aに付与できる。即ち、全体がコンパクトであっても、強力な爪食込力Fp が発揮できる。テーパリング7は、くさびとして、凹溝14に押込まれるので、強固に安定して、パイプPの外周面に、爪片部5の爪5Aが食込状態を保持できる。
Further, in the present invention, an
3 雄ネジ部
5 爪片部
7 テーパリング
8 内周テーパ面
10 継手本体
11 孔部
12 開口内周端部
13 端面
14 円環状凹溝
15 内周壁
16 微小スリット
18 短筒壁
20 袋ナット
P 被接続パイプ
3
10 Fitting body
11 hole
12 Opening edge
13 End face
14 Annular groove
15 Inner wall
16 Micro slit
18 short cylinder wall
20 Cap nut P Connected pipe
Claims (2)
かつ、上記凹溝(14)に押込まれる内周テーパ面(8)を有するテーパリング(7)、及び、該テーパリング(7)を上記凹溝(14)に押込んで上記爪片部(5)を上記パイプ(P)の外周面に食い込ませる袋ナット(20)を、具備した請求項1記載の管継手。 An annular groove (14) is formed in the end surface (13) where the hole (11) of the joint body (10) opens, and the inner peripheral wall (15) of the groove (14) has a micro slit (16 ), And the outer peripheral wall (17) of the concave groove (14) is a male screw part (3) for screwing a cap nut. It is constituted by an externally threaded short cylinder wall (18) having an outer peripheral surface,
And the taper ring (7) which has an inner peripheral taper surface (8) pushed into the said concave groove (14), and this taper ring (7) is pushed into the said concave groove (14), and the said nail | claw piece part ( The pipe joint according to claim 1, further comprising a cap nut (20) for allowing 5) to bite into the outer peripheral surface of the pipe (P).
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2013
- 2013-08-30 JP JP2013178946A patent/JP2015048865A/en active Pending
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