JP2018025278A - Pipe joint connection structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管継手接続構造に関する。 The present invention relates to a pipe joint connection structure.
特許文献1には、防食管継手の一例が開示されている。この防食管継手では、端部に雌ねじを有する金属継手(雌側管継手)の内周面のうち、雌ねじを除く部位が合成樹脂層で被覆され、該合成樹脂層から延出した筒状部が金属継手の開口側に設けられている。金属継手の雌ねじと合成樹脂製の筒状部との間には、所定幅の間隙が設けられている。防食管継手に接続されるライニング金属管の端部は、この間隙に嵌挿されるようになっている。 Patent Document 1 discloses an example of an anticorrosion pipe joint. In this anticorrosion pipe joint, a cylindrical part extending from the synthetic resin layer is coated with a synthetic resin layer on the inner peripheral surface of a metal joint (female side pipe joint) having an internal thread at the end, and the portion excluding the female thread is covered with the synthetic resin layer. Is provided on the opening side of the metal joint. A gap having a predetermined width is provided between the female thread of the metal joint and the cylindrical portion made of synthetic resin. The end portion of the lining metal pipe connected to the anticorrosion pipe joint is inserted into this gap.
しかしながら、上記した金属継手(雌側管継手)に、端部に雄ねじが設けられた管継手(雄側管継手)を接続する際、該端部の肉厚が、金属継手における雌ねじと筒状部との間の間隙よりも大きいと、該筒状部が金属継手の径方向内側に向かって倒れ込んで流路が狭められると考えられる。一方、管継手の端部の肉厚を小さくすると、強度の確保が難しくなる場合がある。 However, when connecting a pipe joint (male side pipe joint) provided with a male thread at the end to the above-described metal joint (female side pipe joint), the wall thickness of the end is the same as that of the female thread in the metal joint. If the gap is larger than the gap between the two parts, it is considered that the cylindrical part falls inward in the radial direction of the metal joint and the flow path is narrowed. On the other hand, if the thickness of the end of the pipe joint is reduced, it may be difficult to ensure the strength.
本発明は、雌側管継手の内側に設けられた筒状部の変形による流路の狭窄を抑制しつつ、雄側管継手の耐トルク強度を向上させることを目的とする。 An object of the present invention is to improve torque resistance strength of a male side pipe joint while suppressing narrowing of a flow path due to deformation of a cylindrical portion provided inside the female side pipe joint.
本発明の第1の態様(管継手接続構造)は、管状に形成され、端部に雌ねじが設けられ、前記雌ねじの径方向内側の同軸上に前記雌ねじから径方向で離間した筒状部が設けられた雌側管継手と、軸心方向の一端側に前記雌ねじと螺合する雄ねじが設けられ、前記軸心方向の一端側から他端側に延び前記雌ねじに対する前記雄ねじの締付け状態において前記筒状部の外周面が径方向に重複する軸心方向延在面と、前記軸心方向延在面に続いて形成され前記軸心方向の他端側に向かうにしたがって縮径する縮径面とが内周に設けられた雄側管継手と、を有している。 The first aspect of the present invention (pipe joint connection structure) is formed in a tubular shape, and is provided with a female screw at an end, and a cylindrical portion radially spaced from the female screw is coaxially arranged on the radially inner side of the female screw. A female-side pipe joint provided and a male screw threadedly engaged with the female screw is provided on one end side in the axial direction, and extends from one end side to the other end side in the axial direction in the tightened state of the male screw with respect to the female screw. An axially extending surface in which the outer peripheral surface of the cylindrical portion overlaps in the radial direction, and a reduced diameter surface that is formed following the axially extending surface and decreases in diameter toward the other end side in the axial direction. And a male pipe joint provided on the inner periphery.
この管継手接続構造では、雌側管継手に雄側管継手を接続する際、雌側管継手の雌ねじと雄側管継手の雄ねじとが螺合し、雌ねじに対して雄ねじが締め付けられる。これにより、雄側管継手の軸心方向の一端が、雌側管継手における雌ねじと樹脂製の筒状部との間に嵌入される。このとき、雄側管継手の内周において軸心方向の一端側から他端側に延びる軸心方向延在面が、筒状部の外周面と径方向に重複するので、筒状部に過大な力が作用しない。このため、筒状部が雌側管継手の径方向内側に向かって倒れ込むことが抑制される。 In this pipe joint connection structure, when connecting the male side pipe joint to the female side pipe joint, the female thread of the female side pipe joint and the male thread of the male side pipe joint are screwed together, and the male screw is tightened with respect to the female thread. Thereby, one end of the male side pipe joint in the axial center direction is fitted between the female thread and the resin-made cylindrical part in the female side pipe joint. At this time, the axially extending surface extending from one end side in the axial direction to the other end side in the inner periphery of the male pipe joint overlaps with the outer peripheral surface of the cylindrical part in the radial direction. Power does not work. For this reason, it is suppressed that a cylindrical part falls down toward the radial inside of a female side pipe joint.
また、軸心方向延在面に続く雄側管継手の内周には、軸心方向の他端側に向かうにしたがって縮径する縮径面が設けられている。これにより、軸心方向延在面より軸心方向の他端側の部位において、内周と外周の間の肉厚が確保される。このため、雄側管継手の耐トルク強度を向上させることができる。 In addition, on the inner periphery of the male side pipe joint following the axially extending surface, a reduced diameter surface is provided that decreases in diameter toward the other end side in the axial direction. Thereby, the thickness between an inner periphery and an outer periphery is ensured in the site | part of the other end side of an axial direction from the axial direction extension surface. For this reason, the torque resistance strength of the male side pipe joint can be improved.
第2の態様は、第1の態様に係る管継手接続構造において、前記雄ねじの前記軸心方向の他端側には継手本体部が設けられ、前記継手本体部には、前記雌ねじに対する前記雄ねじの締付けの際に前記雄側管継手にトルクを入力するためのトルク入力部が形成され、前記トルク入力部と前記雄ねじとの境界と、前記縮径面とが径方向で重複する。 According to a second aspect, in the pipe joint connection structure according to the first aspect, a joint body portion is provided on the other end side of the male screw in the axial direction, and the joint body portion includes the male screw with respect to the female screw. A torque input portion for inputting torque to the male side pipe joint at the time of tightening is formed, and the boundary between the torque input portion and the male screw overlaps the reduced diameter surface in the radial direction.
この管継手接続構造では、雄側管継手におけるトルク入力部と雄ねじとの境界と、縮径面とが径方向で重複する。したがって、トルク入力部と雄ねじとの境界における応力集中が抑制される。このため、雄側管継手の耐トルク強度を更に向上させることができる。 In this pipe joint connection structure, the boundary between the torque input portion and the male screw in the male side pipe joint and the reduced diameter surface overlap in the radial direction. Therefore, stress concentration at the boundary between the torque input portion and the male screw is suppressed. For this reason, the torque resistance strength of the male side pipe joint can be further improved.
第3の態様は、第1の態様又は第2の態様に係る管継手接続構造において、前記雄側管継手が、樹脂材料を用いて構成されている。 According to a third aspect, in the pipe joint connection structure according to the first aspect or the second aspect, the male side pipe joint is configured using a resin material.
この管継手接続構造では、雄側管継手が樹脂材料を用いて構成されるので、軽量化を図ることができる。 In this pipe joint connection structure, since the male side pipe joint is configured using a resin material, the weight can be reduced.
本発明に係る管継手接続構造によれば、雌側管継手の内側に設けられた筒状部の変形による流路の狭窄を抑制しつつ、雄側管継手の耐トルク強度を向上させることができる。 According to the pipe joint connection structure according to the present invention, it is possible to improve the torque resistance strength of the male pipe joint while suppressing the narrowing of the flow path due to the deformation of the cylindrical portion provided inside the female pipe joint. it can.
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図2において、本実施形態に係る管継手接続構造Sは、雌側管継手10と、雄側管継手12とを有している。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 2, the pipe joint connection structure S according to the present embodiment includes a female
図2において、雌側管継手10は、例えばストレート型の管状に形成され、軸心方向Lの一方の端部10Aに雌ねじ14Aが設けられている。他方の端部10Bには、雌ねじ10Bが設けられている。雌ねじ14A,14Bは、管用テーパねじ又は管用平行ねじである。雌ねじ10Bには、例えば金属管18が接続される。雌ねじ14Aの径方向内側の同軸上には、雌ねじ14Aから径方向で離間した例えば樹脂製の筒状部16Aが設けられている。雌ねじ14Bの径方向内側の同軸上にも、雌ねじ14Bから離間した樹脂製の筒状部16Bが設けられている。
In FIG. 2, the female
筒状部16A,16Bは、雌側管継手10の内周において、雌ねじ10A,10Bが設けられていない領域に設けられた樹脂製のコア16の一部である。筒状部16A,16Bは、コア16の軸心方向Lの両端からそれぞれ突出形成され、雌ねじ14A,14Bの奥側(雌側管継手10の軸心方向L中央側)の一部と、それぞれ径方向に重複している。筒状部16A,16Bの外周に、図示しないシール部材を設けてもよい。
The
雄側管継手12は、例えば樹脂材料を用いてストレート型に構成され、軸心方向Lの一端側に雌ねじ14Aと螺合する雄ねじ20が設けられている。雄ねじ20は、管用テーパねじである。雄側管継手12の内周には、軸心方向延在面22と、縮径面24とが設けられている。
The male
軸心方向延在面22は、軸心方向Lの一端側から他端側に延びている。図3に示されるように、軸心方向延在面22は、雌ねじ14Aに対する雄ねじ20の締付け状態において、筒状部16Aの外周面が径方向に重複する部位である。縮径面24は、軸心方向延在面22に続いて形成され、軸心方向Lの他端側に向かうにしたがって縮径している。縮径面24は、例えば円錐形のテーパ面である。なお、縮径面24はテーパ面に限られず、断面弧状の面や、断面折れ線状、直線と円弧の組合せなど、任意の断面形状とすることができる。
The axially extending
軸心方向延在面22の内径は、筒状部16Aの外径と同等か、該外径よりも若干小さく設定されている。これは、軸心方向延在面22と筒状部16Aとの間の水密性を確保するためである。図2に示されるように、雌ねじ14Aに対する雄ねじ20の締付け時に筒状部16Aが縮径面24と干渉しないように、軸心方向延在面22の長さL1は、筒状部16Aの長さL2よりも若干長く設定されている。
The inner diameter of the axially extending
雄ねじ20の軸心方向Lの他端側には、継手本体部26が設けられている。継手本体部26には、雌ねじ14Aに対する雄ねじ20の締付けの際に雄側管継手12にトルクを入力するためのトルク入力部28が形成されている。トルク入力部28と雄ねじ20との境界30と、縮径面24とは、径方向で重複している。縮径面24は、軸心方向Lの他端側に向かうにしたがって縮径しており、境界30は該縮径面24と径方向で重複しているので、境界30における肉厚Tは、軸心方向延在面22の位置における肉厚tよりも多く確保されている。具体的には、T/t=1.2〜3.0である。
A joint
トルク入力部28は、継手本体部26において最も厚肉の部位であり、例えば六角形に形成されている。図1に示されるように、トルク入力部28の外周には、継手本体部26の径方向に窪む凹部32が設けられている。この凹部32は、トルク入力部28の周方向を長手方向とし、継手本体部26の軸心方向Lを短手方向とした長溝である。工具によりトルク入力部28にトルクが入力されると、雄側管継手12に亀裂が発生する前に、トルク入力部28の角部が工具により潰される構成とされている。なお、トルク入力部28は、他の多角形に形成されていてもよく、また互いに平行な二面であってもよい。
The
雄側管継手12の軸心方向Lにおいて、継手本体部26の雄ねじ20と反対側には、管体接続部34が設けられている。管体接続部34の構成は、例えば、円筒部36、位置決め部38及び挿入部40である。挿入部40は、他の管体(図示せず)が挿入される円筒形の部位である。挿入部40の外周には、2箇所の溝部42が設けられている。溝部42には、Oリング44がそれぞれ設けられている。
In the axial direction L of the male side pipe joint 12, a
継手本体部26に外挿される管状の中間部46と、中間部46に外挿されるスリーブ48とを備えている。スリーブ48の内側には、管体接続部34に挿入された他の管体を保持するための保持部として、ロックリング50が配置されている。このロックリング50は、全体が環状とされ、断面が90度回転した略V字形をなしている。ロックリング50は、略V字形の開口部が継手本体部26の奥側(他の管体の挿入側と逆側)に向かうように配置されている。そして、ロックリング50の開口部が中間部46の先端部46Aと対向し、略V字形の内側面の一部が先端部46Aに当接している。
A tubular
ロックリング50の径方向内側に配置されるV字先端には、爪部52が形成されている。爪部52は、周方向からみてV字に沿った方向からV字の外側へ向かう方向に屈曲して延出されている。爪部52の先端部は尖っており、他の管体に食い込みやすい形状となっている。
A
ロックリング50は、V字の内側空間が潰れるように、換言すればV字の両側に延びる部分が互いに近づくように弾性変形可能とされている。したがって、管体接続部34への管体の挿入に伴って、ロックリング50は弾性変形して同心円状に拡径可能となっている。
The
スリーブ48の内壁には、ロックリング50の略V字形の外側面が当接可能なテーパ面48Aが形成されている。スリーブ48の内周側でかつ、ロックリング50よりも管体接続部34の先端側には、雄側管継手12の軸心方向に沿って移動可能な解放リング54が内挿されている。この解放リング54は略筒状とされている。解放リング54のスリーブ48の奥側外周には、周方向に突起54Aが形成されており、スリーブ48の内周に形成された小径部48Bに当接することで、解放リング54のスリーブ48からの抜けが防止されている。突起54Aの先端部54Bは先細りとなるテーパ形状とされ、ロックリング50の径方向内側の外周面に沿って配置されている。
A tapered
管体接続部34の位置決め部38は、溝部42よりも奥側に形成されている。管体接続部34への他の管体の挿入時にその先端が位置決め部38に当接することで、それ以上の管体の挿入が制限される。つまり、位置決め部38は、他の管体の挿入深さを制限するストッパーになっている。
The positioning
縮径面24は、例えば管体接続部34の円筒部36の位置で終端し、そこから軸心方向の他端側(管体接続部34の先端側)の内周は、縮径面24の最小内径と同一内径の軸心方向延在面56と、拡径面58とが続いている。拡径面58は、管体接続部34の先端に向かうにしたがって拡径する円錐形のテーパ面である。
The reduced
なお、雄側管継手12における雄ねじ20及び継手本体部26以外の部分の構成は任意である。
In addition, the structure of parts other than the
(作用)
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図3において、本実施形態に係る管継手接続構造Sでは、雌側管継手10に雄側管継手12を接続する際、雌側管継手10の雌ねじ14Aと雄側管継手12の雄ねじ20とが螺合し、雌ねじ14Aに対して雄ねじ20が締め付けられる。これにより、雄側管継手12の軸心方向Lの一端が、雌側管継手10における雌ねじ14Aと樹脂製の筒状部16Aとの間に嵌入され、筒状部16Aが軸心方向延在面22に密着した状態となる。
(Function)
This embodiment is configured as described above, and the operation thereof will be described below. 3, in the pipe joint connection structure S according to the present embodiment, when the male pipe joint 12 is connected to the female pipe joint 10, the
このとき、雄側管継手12の内周において軸心方向Lの一端側から他端側に延びる軸心方向延在面22が、筒状部16Aの外周面と径方向に重複するので、筒状部16Aに過大な力が作用しない。また、図2に示されるように、軸心方向延在面22の長さL1は、筒状部16Aの長さL2よりも若干長く設定されているので、雌ねじ14Aに対する雄ねじ20の締付け時に筒状部16Aが縮径面24と干渉しない。このため、筒状部16Aが雌側管継手10の径方向内側に向かって倒れ込むことが抑制される。またこれによって、雌側管継手10と雄側管継手12との間の水密性が確保されるので、防食性が向上する。
At this time, the
また、軸心方向延在面22に続く雄側管継手12の内周には、軸心方向Lの他端側に向かうにしたがって縮径する縮径面24が設けられている。これにより、軸心方向延在面22より軸心方向Lの他端側の部位の肉厚が確保される。具体的には、トルク入力部28と雄ねじ20との境界30と、縮径面24とが径方向で重複しているので、トルク入力部28と雄ねじ20との境界30において、内周と外周の間の肉厚Tが、軸心方向延在面22の位置における肉厚tよりも多く確保される。したがって、トルク入力部28と雄ねじ20との境界における応力集中が抑制される。このため、雄側管継手12の耐トルク強度を向上させることができる。
Further, on the inner circumference of the male side pipe joint 12 following the
このように、管継手接続構造Sによれば、雌側管継手10の内側に設けられた筒状部16Aの変形による流路の狭窄を抑制しつつ、雄側管継手12の耐トルク強度を向上させることができる。
Thus, according to the pipe joint connection structure S, the torque resistance strength of the male side pipe joint 12 is increased while suppressing the narrowing of the flow path due to the deformation of the
更に、雄側管継手12が樹脂材料を用いて構成されるので、軽量化を図ることができる。トルク入力部28の外周には、凹部32(図1)が設けられているので、工具によりトルク入力部28に過大なトルクが入力されると、雄側管継手12に亀裂が発生する前に、トルク入力部28の角部が工具により潰される。このため、雄側管継手12が樹脂材料を用いて構成されていても、亀裂発生を抑制することができる。更に、雄側管継手12に対する過大なトルク入力が抑制されるので、管用テーパねじの締込みに伴う流路の狭窄も抑制される。
Furthermore, since the male side pipe joint 12 is comprised using a resin material, weight reduction can be achieved. Since the recess 32 (FIG. 1) is provided on the outer periphery of the
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although an example of embodiment of this invention was demonstrated, embodiment of this invention is not limited above, In addition to the above, in a range which does not deviate from the main point, it can implement variously. Of course there is.
雄側管継手12にトルク入力部28が設けられるものとしたが、トルク入力部28が設けられない構成であってもよい。また、雄側管継手12が樹脂材料を用いて構成されるものとしたが、金属材料を用いて構成されていてもよい。
Although the
雌側管継手10及び雄側管継手12がストレート型であるものとしたが、エルボ型やチーズ型など、各種形状の管継手に適用可能である。 The female side pipe joint 10 and the male side pipe joint 12 are assumed to be straight types, but can be applied to pipe joints of various shapes such as elbow type and cheese type.
(試験例)
雄側管継手12に縮径面24が設けられず、境界30の位置での肉厚Tが、軸心方向延在面22での肉厚tと同じである比較例と、本実施形態に係る雄側管継手12とについて、雌側管継手への接続時(雌ねじに対する雄ねじの締込み時)の破壊トルクを測定した。評価は、亀裂が発生したときの最大トルクで評価している。
(Test example)
A comparative example in which the reduced
軸心方向Lに沿って締め込んだときには、本実施形態が比較例に対して約21%向上した。また、雌ねじに対して雄ねじを傾けて締め込んだときには、約23%向上した。更に、曲げ応力を作用させながら締め込んだときには、約20%向上した。これらの結果から、縮径面24を設けて肉厚を確保すると、耐トルク強度が向上することがわかった。
When tightened along the axial direction L, this embodiment improved about 21% compared to the comparative example. Further, when the male screw was tilted with respect to the female screw and tightened, the improvement was about 23%. Furthermore, when tightened while applying a bending stress, it was improved by about 20%. From these results, it was found that when the reduced
10…雌側管継手、12…雄側管継手、14A…雌ねじ、16A…筒状部、20…雄ねじ、22…軸心方向延在面、24…縮径面、26…継手本体部、28…トルク入力部、30…境界、L…軸心方向、S…管継手接続構造
DESCRIPTION OF
Claims (3)
軸心方向の一端側に前記雌ねじと螺合する雄ねじが設けられ、前記軸心方向の一端側から他端側に延び前記雌ねじに対する前記雄ねじの締付け状態において前記筒状部の外周面が径方向に重複する軸心方向延在面と、前記軸心方向延在面に続いて形成され前記軸心方向の他端側に向かうにしたがって縮径する縮径面とが内周に設けられた雄側管継手と、
を有する管継手接続構造。 A female side pipe joint formed in a tubular shape, provided with a female thread at the end, and provided with a cylindrical part coaxially spaced radially from the female thread on the radially inner side of the female thread;
A male screw that engages with the female screw is provided on one end side in the axial direction, and extends from one end side to the other end side in the axial direction, and the outer peripheral surface of the cylindrical portion is in the radial direction in the tightened state of the male screw with respect to the female screw. And an axially extending surface that overlaps with the axially extending surface and a reduced diameter surface that is formed following the axially extending surface and decreases in diameter toward the other end in the axial direction. Side fittings,
A pipe joint connection structure.
前記継手本体部には、前記雌ねじに対する前記雄ねじの締付けの際に前記雄側管継手にトルクを入力するためのトルク入力部が形成され、
前記トルク入力部と前記雄ねじとの境界と、前記縮径面とが径方向で重複する請求項1に記載の管継手接続構造。 A joint main body is provided on the other end side in the axial direction of the male screw,
The joint body portion is formed with a torque input portion for inputting torque to the male pipe joint when the male screw is tightened with respect to the female screw,
The pipe joint connection structure according to claim 1, wherein a boundary between the torque input portion and the male screw and the reduced diameter surface overlap in a radial direction.
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