JP2020106047A - 管体部連結構造、継手管、および継手管の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの連結対象管体部がともにいわゆる雌型である場合に、これらを簡易かつコンパクトに連結する管体部連結構造を提供する。【解決手段】第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂの第１および第２のフランジ部８０Ａ，８０Ｂが、互いに離反しないようにこれらに係止される係止部材９を、を備えている、管体部連結構造Ａであって、両端部にフランジ状の一対のビード部１２が一体形成され、かつ略中央部に拡管部１４が形成されている継手管本体部１と、拡管部１４を利用して継手管本体部１に固定され、かつビード部１２との相互間位置に、シール用のＯリング７が装着される凹溝１３を形成する筒状のスペーサ２と、を有する継手管Ｆを備えており、この継手管Ｆは、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂの双方に跨がった状態でこれらの内部に嵌入している。【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば湯水流通用などの各種の配管部材や流体機器どうしの連結や、流体機器への配管部材の連結などに用いられる管体部連結構造、継手管、および継手管の製造方法に関する。

各種の配管構造を構築する場合、特許文献１に記載されているように、たとえば２つの弁装置どうしを連結する場合がある。
特許文献１においては、２つの弁装置の連結手段として、図１２に簡略化して示すような手段が採用されている。同図において、２つの弁装置（不図示）に設けられている第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂの先端部には、互いに対向接触するように設定される第１および第２のフランジ部８０Ａ，８０Ｂが形成されており、これらはクイックファスナなどの係止部材９を用いて互いに離反しないように設定されている。第１の連結対象管体部８Ａには、第２の連結対象管体部８Ｂに嵌入する嵌入管体部８９がさらに形成され、かつこの部分にシール用のＯリング７が装着されている。
このような構成によれば、全体の構成および組立作業を簡易なものにしつつ、止水シールが図られた状態で第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂを適切に連結することが可能である。第１および第２のフランジ部８０Ａ，８０Ｂを、それらの相互間にパッキンを介装した状態でボルト締結するといった従来の伝統的な連結構造と比較すると、その構成は簡易であって、組立作業性もよく、製造コストを大幅に低減することが可能である。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように解決すべき課題があった。
すなわち、前記従来の管体部連結構造は、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂのいずれか一方に、他方に嵌入可能な嵌入管体部８９が設けられていることが前提とされている。これに対し、各種の流体機器や配管部材としては、嵌入管体部８９に相当する部分が設けられていないもの（いわゆる雌型の連結対象管体部）が多い。したがって、このような流体機器や配管部材どうしを連結する場合には、前記した管体部連結構造を採用することはできない。その結果、その取り扱いに苦慮している。

第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂが、ともにいわゆる雌型の連結対象管体部とされ、それらの一方に嵌入管体部８９が設けられていない場合の連結手段としては、たとえば図１３に示すような手段が考えられる。同図においては、左右両端部に一対ずつのフランジ部１９および嵌入管体部１８が設けられた継手管Ｆｅが用いられている。ところが、このような手段によれば、２つの係止部材９が必要となる他、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂの相互間隔Ｌｂが大きくなる不利を招く。

特開２０１５−４０６２１号公報 特許第３０７６９５８号公報 特開２０１７−１７０５０９号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、２つの連結対象管体部がともにいわゆる雌型である場合に、これらを簡易な構成によってコンパクトに、かつ適切に連結することが可能な管体部連結構造、この構造を構築するのに好適な継手管、お
よびこの継手管の製造に好適な継手管の製造方法を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される管体部連結構造は、互いに対向接触した状態に設定される第１および第２のフランジ部がそれぞれの先端部に形成されている第１および第２の連結対象管体部と、前記第１および第２のフランジ部が互いに離反しないようにこれらに係止される係止部材と、を備えている、管体部連結構造であって、継手管として、軸長方向の両端部にフランジ状の一対のビード部が一体形成され、かつ軸長方向の略中央部に拡管部が形成されている継手管本体部と、この継手管本体部の前記略中央部に外嵌され、かつ前記拡管部に内周面が圧接または係合していることにより前記継手管本体部に固定されているとともに、前記一対のビード部のそれぞれとの相互間の位置に、シール用のＯリングが装着される凹溝を形成する筒状のスペーサと、を具備している継手管を備えており、この継手管は、前記第１および第２の連結対象管体部の双方に跨がった状態でこれらの内部に嵌入していることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、第１および第２の連結対象管体部の双方がいわゆる雌型であり、図１２の嵌入管体部に相当する部位が設けられていない場合であっても、シール用の一対のＯリングによる流体漏れ防止用のシールを適切に図りつつ、係止部材によって第１および第２のフランジ部の離反を防止した状態で、第１および第２の連結対象管体部を適切に連結することが可能である。Ｏリングは、スペーサとビード部と間の凹溝に装着することができるため、継手管本体部から脱落するといった不具合は生じないものとすることが可能である。また、継手管が、第１および第２の連結対象管体部の双方に跨がった状態でこれらの内部に嵌入していれば、第１および第２の連結対象管体部がこれらの半径方向に大きく位置ずれすることも適切に防止し、第１および第２のフランジ部に対する係止状態が不用意に解除されるといったことも回避することができる。したがって、第１および第２の連結対象管体部を、安定した状態で適切に連結することが可能である。
また、図１３に示した構造とは異なり、第１および第２のフランジ部どうしを対向接触させることができるために、全体構造をコンパクトにすることができる。また、係止部材として、複数の係止部材を用いる必要もないため、組立作業が容易となる。さらに、全体の部品点数が少なく、かつ継手管のサイズも小さくできるため、全体の製造コストを廉価にすることが可能である。

本発明において、好ましくは、前記第１および第２の連結対象管体部の内周面には、前記継手管の軸長方向への移動を規制するように前記継手管の前記両端部に当接可能な一対の段部が設けられている。

このような構成によれば、第１および第２の連結対象管体部の内部において継手管の位置決めを安定させることができ、より好ましいものとなる。

本発明の第２の側面により提供される継手管は、軸長方向の両端部にフランジ状の一対のビード部が一体形成され、かつ軸長方向の略中央部に拡管部が形成されている継手管本体部と、この継手管本体部の前記略中央部に外嵌され、かつ前記拡管部に内周面が圧接または係合していることにより前記継手管本体部に固定されているとともに、前記一対のビード部のそれぞれとの相互間の位置に、シール用のＯリングが装着される凹溝を形成する筒状のスペーサと、を具備していることを特徴としている。

このような構成の継手管は、本発明の第１の側面により提供される管体部連結構造を構築するのに好ましい。

本発明において、好ましくは、前記スペーサとして、前記継手管の軸長方向において互いに隣接した配置に設けられた複数のスペーサを備えている。

このような構成によれば、各スペーサとして、継手管の軸長方向の幅が短いスペーサを用いることが可能である。

本発明の第３の側面により提供される継手管の製造方法は、本発明の第２の側面により提供される継手管を製造するための製造方法であって、前記継手管の前記継手管本体部の原材料としての管体の軸長方向の略中央部に前記スペーサが外嵌されている継手管中間品を準備しておき、この継手管中間品を加工するための加工装置として、所定箇所にセッティングされた前記継手管中間品の前記管体の一端部を、押圧部材によって押圧することにより、前記一端部に前記ビード部を形成するビード部形成工程と、このビード部形成工程に伴って、前記管体内に拡管部材を進入させることにより、前記管体のうちの前記スペーサの外嵌箇所の一部分に前記拡管部を形成する拡管工程と、を実施可能な加工装置を使用し、前記管体の一端部に前記ビード部を形成するとともに、前記拡管部を形成した後には、前記加工装置における前記継手管中間品のセッティングの向きを変更し、前記管体の他端部に前記ビード部を形成するとともに、前記管体のうちの前記スペーサの外嵌箇所の他の一部分にも前記拡管部を形成する工程を、有していることを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第２の側面により提供される継手管を、少ない工程数によって、合理的かつ廉価に製造することが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る管体部連結構造の一例を示す要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIb−Ib断面図である。 図１の要部分解断面図である。 （ａ）は、図１の管体部連結構造に用いられている継手管を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIIb−IIIb断面図である。 図３に示す継手管の製造に用いられる継手管中間品を示す断面図である。 （ａ）は、図３に示す継手管の製造に用いられる加工装置の一例を示す要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す加工装置に継手管中間品をセッティングした状態の要部断面図である。 （ａ）は、継手管の製造方法の一工程を示す要部断面図であり、（ｂ）は、その要部拡大断面図である。 図６に示す工程の後の工程を示す要部断面図である。 図７に示す工程の後の工程を示す要部断面図である。 本発明の他の例を示す断面図である。 本発明の他の例を示す断面図である。 本発明の他の例を示す断面図である。 従来技術の一例を示す要部断面図である。 従来技術の他の例を示す要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
なお、説明の便宜上、前記した図１２および図１３の従来技術における構成要素と同一または類似の要素には、従来技術と同一の符号を適宜付すこととする。

図１および図２に示す管体部連結構造Ａは、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂを連結するための構造であり、継手管Ｆ、および本発明でいう係止部材としてのクイックファスナ９を備えている。

第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂは、たとえば三方弁やその他の方向制御弁などの流体機器Ｅ１，Ｅ２の配管接続用に設けられた管体部であり、それらの先端部には、略円板状の第１および第２のフランジ部８０Ａ，８０Ｂが連設されている。

クイックファスナ９は、その基本的な構成が特許文献１，２などに記載されたものと同様なものであり、スリット９０を有する一部切欠き略リング状である。第１および第２のフランジ部８０Ａ，８０Ｂは、互いに対向接触した状態でクイックファスナ９のスリット９０に進入しており、このことによりクイックファスナ９は、第１および第２のフランジ部８０Ａ，８０Ｂが相互に離間しないようにこれらに係止している。また、クイックファスナ９は、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂから脱落しないように、これら両者に跨がって外嵌装着されている。

図３によく表れているように、継手管Ｆは、短管状の継手管本体部１と、この継手管本体部１の軸長方向の略中央部に外嵌装着された２つのスペーサ２と、を具備している。継手管本体部１および各スペーサ２は、いずれも金属製である。

継手管本体部１は、軸長方向の両端部に一体形成されたフランジ状の一対のビード部１２と、軸長方向の略中央部に形成された２つの拡管部１４とを具備している。各ビード部１２は、継手管本体部１の端部が継手管本体部１の半径方向外方に突出するように曲げられ、かつ軸長方向に偏平化された部位である。拡管部１４は、スペーサ２を固定するための部位である。

スペーサ２は、継手管本体部１よりもさらに短寸法の円筒状であり、継手管本体部１の軸長方向において隙間なく隣接している。スペーサ２の内周面には、凹状部２０が形成されており、この凹状部２０に拡管部１４が進入して係止し、継手管本体部１に対するスペーサ２の固定が図られている。なお、スペーサ２に凹状部２０を設けることなく、拡管部１４をスペーサ２の内周面に圧接させるだけの手段によってもスペーサ２を固定させることが可能であり、このような構成とされてもよい。一対のビード部１２のそれぞれとスペーサ２との相互間の位置は、シール用のＯリング７が装着される環状の凹溝１３となっている。

図１に示すように、継手管Ｆは、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂの双方に跨がった状態でこれらの内部に嵌入している。図１では正確に示されていないが、好ましくは、スペーサ２の外径は、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂのそれぞれの内径と略同一、または内径にかなり近い寸法とされており、これら第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂのそれぞれとスペーサ２との間には、半径方向の隙間（遊び）がない、または殆どない構成とされている。

第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂの内周面には、継手管Ｆの軸長方向への移動を規制するように継手管Ｆの両端部に当接可能な一対の段部８１ａ，８１ｂが設けられている。好ましくは、スペーサ２は、軸長方向の左半分領域と右半分領域とが、略均等な状態で第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂのそれぞれの内部に位置するように設定されている。

次に、前記した継手管Ｆの製造方法の一例について説明する。

継手管Ｆの製造に際しては、図４に示すような継手管中間品Ｆ’を予め準備しておく。この継手管中間品Ｆ’は、先に述べた継手管本体部１の原材料としての管体１０の軸長方向の略中央部に、２つのスペーサ２が外嵌された構成である。

図５（ａ）は、継手管中間品Ｆ’に加工を施して、継手管Ｆを製造するのに用いられる加工装置Ｓを示している。この加工装置Ｓの基本的な構成は、特許文献３に記載されたものと同様であり、その構成の説明は比較的簡単なものとする。

すなわち、この加工装置Ｓは、クランプ装置Ｃと、加工動作部Ｂとを組み合わせて構成されている。
クランプ装置Ｃは、上下高さ方向における接近および離反が可能な上下一対のクランプ部材３（３ａ，３ｂ）を備えている。これら一対のクランプ部材３の相互間に形成されたセッティング部３１には、図５（ｂ）に示すように、継手管中間品Ｆ’をセッティングし、かつ一対のクランプ部材３によって上下から挟み付けて固定することが可能である。継手管中間品Ｆ’は、管体１０の一端部が、クランプ部材３よりも加工動作部Ｂ側に突出するようにセッティングされる。

加工動作部Ｂは、押圧部材６（押圧用ダイ）、および本発明でいう拡管部材としての拡管用の割型パンチ５を備えており、押圧部材６を利用して継手管中間品Ｆ’の管体１０の先端部を軸長方向に押圧することにより、フランジ状のビード部１２を形成する機能と、割型パンチ５を利用して管体１０に拡管部１４を形成する機能とを兼備している。
より具体的には、この加工動作部Ｂは、押圧部材６および割型パンチ５に加え、押圧部材６を支持する支持部材４４、位置決めピン４２、円筒状部材６８、マンドレル４１、押さえ部材４５，４７、可動部材４６、バネ４８、およびベース部材４０を備えている。ベース部材４０は、油圧シリンダなどのアクチュエータに取り付けられており、前記アクチュエータの駆動により、加工動作部Ｂの全体は、クランプ装置Ｃに対向する水平方向（管体１０の軸長方向）に往復動自在である。

加工動作部Ｂの前進時においては、図６に示すように、位置決めピン４２の先端がクランプ部材３の前壁部３０に当接した後に、さらに押圧部材６がさらに前進するようになっている。その際、この押圧部材６に形成された凹部６１の側壁が、管体１０の一端部を軸長方向に押圧し、ビード部１２が形成される。押圧部材６による押圧により、管体１０の先端部寄り領域は、押圧初期においては、半径方向外方に膨らむように変形するが、この変形部分の周囲は、凹部６１の周壁部によって覆われているため、前記変形部分は、管体１０の軸長方向において凹部６１の側壁とクランプ部材３の前壁部３０との両者によって挟圧され、ビード部１２が形成される。円筒状部材６８は、管体１０内に進入することにより、管体１０の先端部寄り領域が半径方向内方に変形することを阻止する。

一方、割型パンチ５は、スリット５０を有し、マンドレル４１を利用して拡縮変形可能とされている。加工動作部Ｂの前進時には、割型パンチ５の先端部５１が、管体１０内に進入するとともに、マンドレル４１による押圧作用によって、先端部５１の外径が拡大するようになっている。このことにより、管体１０に拡管部１４が形成される。この拡管部１４は、２つのスペーサ２のうち、管体１０の一端部寄りのスペーサ２の凹状部２０に進入するようになっている。

前記したように加工動作部Ｂを前進させることにより、継手管中間品Ｆ’にビード部１２および拡管部１４を形成することが可能であるが、継手管Ｆを製造するには、その後、
図７に示すように、クランプ装置Ｃにおける継手管中間品Ｆ’のセッティングの向きを変更する。このセッティング状態においては、管体１０の他端部（未だ、ビード部１２が形成されていない側の端部）をクランプ部材３から突出させる。このようなセッティング状態において、図８に示すように、加工動作部Ｂの２回目の前進動作を行なわせる。このことにより、管体１０の他端部にビード部１２を形成するとともに、管体１０に２つ目の拡管部１４を形成することができ、図１〜図３に示した継手管Ｆが製造される。

前記した製造方法によれば、継手管中間品Ｆ’の向きを途中で変更しつつ、加工動作部Ｂを２回前進させるだけでよく、その作業工程は容易であり、またリードタイムも短くすることが可能である。したがって、生産性がよく、製造コストを低減するのに好ましいものとなる。

一方、図１に示した管体部連結構造Ａによれば、次のような作用が得られる。
すなわち、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂは、いずれもいわゆる雌型であるが、継手管Ｆおよびクイックファスナ９を用いて、これらを適切に連結することが可能である。継手管Ｆは、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂの両者に跨がった状態で嵌入しているため、第１および第２の連結対象管体部８Ａ，８Ｂがこれらの半径方向において段違い状に位置ずれするようなことも適切に抑制され、それらの連結状態を安定的なものとすることも可能である。また、第１および第２のフランジ部８０Ａ，８０Ｂは、互いに対向接触させているために、これらの相互間に無駄な領域（図１３に示したような無駄な寸法領域）を生じないようにし、管体部連結構造Ａの全長を短くすることが可能である。勿論、シール用の一対のＯリング７を利用して流体漏れ防止用のシールを適切に図ることが可能である。Ｏリング７は、スペーサ２とビード部１２と間の凹溝１３に装着されているため、継手管本体部１から脱落するといった不具合もない。

さらに、図１３に示した構造とは異なり、クイックファスナ９は１つでよいため、部品コストを廉価にし得るとともに、組立作業の容易化も図られる。継手管Ｆは、前記した製造方法により廉価に製造することでき、また継手管Ｆのサイズも小さいものとすることが可能である。このようなことから、管体部連結構造Ａを採用するにあたり、そのコストを廉価にすることも可能である。

図９〜図１１は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。

図９に示す継手管Ｆ１においては、スペーサ２が１つのみとされており、その内周面には、２つの拡管部１４が個々に進入する２つの凹状部２０が形成されている。
このような構成の継手管Ｆ１についても、先に述べた製造方法と同様な工程を経て製造することが可能である。また、スペーサ２は１つとされているが、先に述べた継手管Ｆと同様な作用が得られる。

図１０に示す継手管Ｆ２においては、スペーサ２が１つのみとされ、かつこのスペーサ２の内周面には、１つの凹状部２０のみが設けられて、この凹状部２０に１つの拡管部１４が進入している。
図１１に示す継手管Ｆ３においては、２つのスペーサ２が適当な寸法Ｌａだけ互いに離間した配置に設けられている。
本発明においては、これら図１０および図１１に示すような構成とすることも可能である。なお、余り現実的ではないが、スペーサ２を３つ以上設けることも可能である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る管体部連結構造、お
よび継手管の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。また、本発明に係る継手管の製造方法の各工程の具体的な構成も、種々に変更自在である。

本発明でいう第１および第２の連結対象管体部は、各種の流体機器に設けられた管体部、あるいは配管部材の端部など、その具体的な種類、サイズ、材質などを問わない。第１および第２の連結対象管体部に流れる流体の種類も問わない。
本発明に係る継手管は、第１および第２の連結対象管体部のサイズなどに応じて、その全体長さや直径などを適宜選択すればよく、具体的なサイズも限定されない。また、シール用Ｏリングの材質なども限定されない。スペーサとしては、内周面に凹状部が形成されたものを用いることが好ましいものの、既述したように、そのような凹状部が形成されていないものを用い、拡管部をスペーサの内周面に強く圧接させることによって継手管本体部への固定が図られた構成とすることもできる。
本発明でいう係止部材としては、前記したクイックファスナ９とは異なる構成の部材を用いることが可能である。

Ａ 管体部連結構造
Ｆ，Ｆ１〜Ｆ３ 継手管
Ｆ’ 継手管中間品
Ｓ 加工装置
１ 継手管本体部
１０ 管体（継手管本体部の原材料としての管体）
１２ ビード部
１３ 凹溝
１４ 拡管部
２ スペーサ
５ 割型パンチ（拡管部材）
６ 押圧部材
７ シール用のＯリング
８Ａ，８Ｂ 第１および第２の連結対象管体部
８０Ａ，８０Ｂ 第１および第２のフランジ部
９ クイックファスナ（係止部材）

Claims (5)

1. 互いに対向接触した状態に設定される第１および第２のフランジ部がそれぞれの先端部に形成されている第１および第２の連結対象管体部と、
   前記第１および第２のフランジ部が互いに離反しないようにこれらに係止される係止部材と、
   を備えている、管体部連結構造であって、
   継手管として、
   軸長方向の両端部にフランジ状の一対のビード部が一体形成され、かつ軸長方向の略中央部に拡管部が形成されている継手管本体部と、
   この継手管本体部の前記略中央部に外嵌され、かつ前記拡管部に内周面が圧接または係合していることにより前記継手管本体部に固定されているとともに、前記一対のビード部のそれぞれとの相互間の位置に、シール用のＯリングが装着される凹溝を形成する筒状のスペーサと、
   を具備している継手管を備えており、
   この継手管は、前記第１および第２の連結対象管体部の双方に跨がった状態でこれらの内部に嵌入していることを特徴とする、管体部連結構造。
2. 請求項１に記載の管体部連結構造であって、
   前記第１および第２の連結対象管体部の内周面には、前記継手管の軸長方向への移動を規制するように前記継手管の前記両端部に当接可能な一対の段部が設けられている、管体部連結構造。
3. 軸長方向の両端部にフランジ状の一対のビード部が一体形成され、かつ軸長方向の略中央部に拡管部が形成されている継手管本体部と、
   この継手管本体部の前記略中央部に外嵌され、かつ前記拡管部に内周面が圧接または係合していることにより前記継手管本体部に固定されているとともに、前記一対のビード部のそれぞれとの相互間の位置に、シール用のＯリングが装着される凹溝を形成する筒状のスペーサと、
   を具備していることを特徴とする、継手管。
4. 請求項３に記載の継手管であって、
   前記スペーサとして、前記継手管の軸長方向において互いに隣接した配置に設けられた複数のスペーサを備えている、継手管。
5. 請求項３または４に記載の継手管を製造するための製造方法であって、
   前記継手管の前記継手管本体部の原材料としての管体の軸長方向の略中央部に前記スペーサが外嵌されている継手管中間品を準備しておき、
   この継手管中間品を加工するための加工装置として、所定箇所にセッティングされた前記継手管中間品の前記管体の一端部を、押圧部材によって押圧することにより、前記一端部に前記ビード部を形成するビード部形成工程と、このビード部形成工程に伴って、前記管体内に拡管部材を進入させることにより、前記管体のうちの前記スペーサの外嵌箇所の一部分に前記拡管部を形成する拡管工程と、を実施可能な加工装置を使用し、
   前記管体の一端部に前記ビード部を形成するとともに、前記拡管部を形成した後には、前記加工装置における前記継手管中間品のセッティングの向きを変更し、前記管体の他端部に前記ビード部を形成するとともに、前記管体のうちの前記スペーサの外嵌箇所の他の一部分にも前記拡管部を形成する工程を、有していることを特徴とする、継手管の製造方法。

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