JP2821818B2 - 封止プラグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ロック機構を備えた
封止プラグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば図２は、実開昭５７−１７７１５
０号公報に記載されている従来の封止プラグの一例を示
す断面図で、図の上半分は未装着の状態を、また図の下
半分はパイプＰの開口端に装着した状態をそれぞれ示し
ている。

【０００３】封止プラグ１は、配管等のパイプＰの開口
端に装着して、パイプＰから圧力流体が流出するのを防
止するものである。この従来の封止プラグ１において
は、有底円筒状のプラグ本体２に外嵌されたスリーブ３
を軸線方向へ移動させることにより、このスリーブ３で
ロックボール４をプラグ本体２の内側に突出させ、この
ロックボール４がパイプＰの先端（図２において右端）
に形成された係合凸条５に係合することにより、封止プ
ラグ１のパイプＰからの抜け落ちを防いでいる。

【０００４】また、封止プラグ１内には、パイプＰとほ
ぼ同じ径の円筒状のスライダ６が、スプリング７によっ
て後方（図２において左方）へ弾性付勢され、かつ軸線
方向へ移動可能に設けられており、その外周側はシール
リング８によって液密状態にシールされている。さらに
スライダ６の後端側（図２において左端側）には環状の
シール部材９が設けられ、封止プラグ１内に挿入したパ
イプＰの先端をシール部材９に圧接させて、液密状態に
封止するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
の封止プラグ１においては、パイプＰからの抜け落ちを
規制するために、ロックボール４を押圧して内側へ突出
させているスリーブ３の軸方向への移動規制を、スプリ
ング１０の付勢力だけで行なっている。そのため、スリ
ーブ３に物がぶつかる等によってスプリング１０による
規制力より大きな外力がスリーブ３に加わると、このス
リーブ３が移動してロック状態が解除されて、封止プラ
グ１がパイプＰから外れてしまう虞れがあった。

【０００６】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、着脱操作が容易でしかも外れ難い封止プラグを提
供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段としてこの発明は、封止対象流体が流通するパ
イプの開口端に対して着脱可能に構成され、かつ、該開
口端を流体密状態に封止する有底筒形状のプラグ本体
と、このプラグ本体に対して、その半径方向に移動可能
に取り付けられ、かつ、前記パイプの係合凸条に対して
係合または離脱可能な抜け止め部材と、前記プラグ本体
の外側に対して軸線方向に相対移動可能に取り付けら
れ、かつ、前記プラグ本体に対する軸線方向の相対位置
に基づいて、前記抜け止め部材の半径方向の移動を規制
または許容するスリーブとを有する封止プラグにおい
て、前記プラグ本体に対してその半径方向に移動可能に
取り付けられ、かつ、前記スリーブの係合部に対して係
合または離脱可能なロック部材と、前記プラグ本体の内
部に軸線方向に移動可能に設けられ、かつ、前記封止対
象流体の圧力上昇によって所定方向に移動することによ
り、前記ロック部材を前記プラグ本体の半径方向に移動
させてこのロック部材を前記係合部に係合させる駆動部
材と、前記プラグ本体の内部に設けられ、かつ、前記封
止対象流体の圧力低下に伴って、前記駆動部材を前記所
定方向とは逆方向に移動させることにより、前記ロック
部材を前記係合部から離脱可能な状態にする弾性部材と
を備えたことを特徴としている。

【０００８】

【作用】本願発明によれば、パイプの開口端にプラグ本
体を装着するとともに、プラグ本体とスリーブとを軸線
方向に相対移動させると、抜け止め部材が半径方向に移
動して係合凸条に係合し、パイプと封止プラグとが固定
される。そして、パイプ内の封止対象流体の圧力が上昇
すると、この圧力により駆動部材が所定方向に動作する
とともに、ロック部材が半径方向に移動して係合部に係
合する。このため、スリーブに対して不用意に軸線方向
の外力が作用した場合でも、プラグ本体とスリーブとの
軸線方向の相対移動が規制される。一方、封止対象流体
の圧力が低下すると、弾性部材の弾性力により駆動部材
が所定方向とは逆方向に移動し、ロック部材が係合部か
ら離脱可能になる。したがって、プラグ本体とスリーブ
とが軸線方向に相対移動するとともに、抜け止め部材を
係合凸条から離脱させることにより、封止プラグをパイ
プから取り外すことができる。つまり、封止対象流体の
圧力低下に伴って、ロック部材と係合部との係合が自動
的に解除される。さらに、ロック部材と係合部とを係合
または離脱させるための動力源としての駆動部材および
弾性部材が、いずれも有底筒形状のプラグ本体の内部に
設けられているため、ロック部材と係合部とが係合して
いる状態において、駆動部材または弾性部材に対して不
用意な外力が作用することが防止される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の封止プラグを、高温高圧流
体を通すパイプＰの開口端に装着して封止し、その状態
でパイプＰの接続部等の耐圧検査等を行なう場合に適用
した一実施例を図１に基づいて説明する。なお、図１の
上半分は未装着の状態を、また図１の下半分はパイプＰ
の開口端部に装着した状態をそれぞれ示している。

【００１０】高温高圧流体が流れるパイプＰの開口端部
に装着して、これを液密に封止する封止プラグ１１は、
円筒状のプラグ本体１２と、このプラグ本体１２の外側
に軸線方向へ摺動可能に嵌合する筒状のスリーブ１３
と、プラグ本体１２の内側に軸線方向に摺動可能に収容
されたリング状のシールスライダ１４およびピストン状
のロックスライダ１５とを備えている。

【００１１】円筒状の前記プラグ本体１２の先端側は、
キャップ２７がその外周に形成された雄ねじを、プラグ
本体１２の内周に形成された雌ねじに螺合させて取付け
られるとともに、このキャップ２７の外側にはウレタン
樹脂等の柔軟性を備えた材料で成形されたカバ―２８が
取付けられており、このカバ―２８の外径は、スリーブ
１３の外径より大きく形成することにより、封止プラグ
１１を過って落下させた場合等におけるスリーブ１３の
保護が図られている。

【００１２】また、プラグ本体１２内は、中央に連通孔
１６ａを備えた円盤状の隔壁１６によって一方（図１に
おいて左方）が開放された第１室１２ａと、この隔壁１
６と底部との間の第２室１２ｂとに仕切られている。ま
た前記連通孔１６ａの口径はは、異物の侵入を防止する
ため小径に設定されている。

【００１３】さらに、第１室１２ａの開口端に近い部分
の周壁には、外側へ拡径する複数のテーパ穴が２列に周
方向に等分配置して形成されるとともに、各テーパ穴に
は、直径が周壁の厚さの約１．５倍程度の鋼球が、抜け
止めボール１７としてそれぞれ嵌装されている。

【００１４】またプラグ本体１２の第２室１２ｂの周壁
の所定の位置には、複数のテーパ穴が周方向に等分配置
して形成されるとともに、各テーパ穴には、直径が周壁
の厚さの約１．５倍程度の鋼球がロックボール１８とし
てそれぞれ嵌装されている。

【００１５】そして前記各抜け止めボール１７およびロ
ックボール１８は、プラグ本体１２の外側に軸線方向へ
移動可能に設けられたスリーブ１３によって、外側方向
への脱落を防止されている。また前記抜け止めボール１
７は、スリーブ１３とプラグ本体１２との間に圧縮して
設けられたスプリング１９に弾性付勢されてスリーブ１
３が復帰した状態（図１において上半図の状態）におい
ては、スリーブ１３の一端側（図１において左端側）の
内周面に形成された凹凸形状の凹部１３ａに嵌合し（図
１において上半図の状態）、またスリーブ１３が図１に
おいて矢印Ａ方向に移動すると各抜け止めボール１７が
スリーブ１３の前記凹凸形状の凸部１３ｂに係合して内
側に押圧され、その一部が内周側に突出するようになっ
ている。

【００１６】また前記ロックボール１８は、スリーブ１
３が、プラグ本体１２との間に圧縮して設けられたスプ
リング１９に弾性付勢されて復帰した状態（図１におい
て上半図の状態）においては、スリーブ１３の内周面に
押圧されて内側へ突出し（図１において上半図の状
態）、またスリーブ１３が図１において矢印Ａ方向に移
動すると、スリーブ１３の内周に環状に形成された凹部
１３ｃが、各ロックボール１８と対応する位置に移動す
るようになっている。

【００１７】一方、プラグ本体１２の第１室１２ａ内に
は、環状のシールスライダ１４が、その外周に設けられ
たシールリング２１により液密に嵌合するとともに、隔
壁１６に形成されたガイド筒１６ｂの外周に摺接して傾
動を防止され、軸線方向に円滑に摺動するように設けら
れている。またこのシールスライダ１４は、隔壁１６と
の間に圧縮して設けられたスプリング２０によって、開
口方向へ弾性付勢されており、その後端面（図１におい
て左端面）には環状のシール部材２２が、その外周面を
プラグ本体１２の内壁に摺接させて設けられている。

【００１８】さらに、ピストン状のロックスライダ１５
は、第２室１２ｂ内に、軸線方向へ移動可能に設けられ
ており、その底部との間に圧縮して設けられたスプリン
グ２３によって、隔壁１６に接近する方向に弾性付勢さ
れている。またロックスライダ１５の外周部には、プラ
グ本体１２の内周壁に摺接するとともにロックボール１
８を外側へ押動する凸部１５ａと、ロックボール１８が
嵌合する凹部１５ｂとが環状に形成されている。

【００１９】そして、プラグ本体１２内を２室に分けて
いる隔壁１６の第２室１２ｂ側の面には、ゴム等の伸縮
性に富む材料からなるダイヤフラム２４が、周縁部をプ
ラグ本体１２の内周面に形成された雌ねじに螺装したね
じリング２９と隔壁１６との間に挾持されて液密に設け
られており、このダイヤフラム２４によって第２室１２
ｂ側に容積が変化する第３室１２ｄが形成されている。
またダイヤフラム２４の受圧面の直径は、ロックスライ
ダ１５に作用する押圧力を可及的に大きくするために、
プラグ本体１２の内径とほぼ同じとして、封止するパイ
プＰの直径と同等以上に設定されている。

【００２０】したがって、第２室１２ｂ内に設けられて
いるロックスライダ１５は、この封止プラグ１１がパイ
プＰの先端に装着された際に、隔壁１６に形成された連
通孔１６ａから流入し、ダイヤフラム２４を介して伝達
される流体の圧力が、例えば少なくとも０．１kgf ／cm
² 程度あれば作動するようになっている。

【００２１】なお、符号２５は圧力検知バーで、プラグ
本体１２の第２室１２ｂ内に設けられた前記ロックスラ
イダ１５の中心に基端を挿着し、先端側をキャップ２７
およびカバ―２８の中央に形成された開口部１２ｃに挿
通して設けられており、封止プラグ１１がパイプＰに装
着された状態で、内圧がかかってロックスライダ１５が
スプリング２３の弾性力に抗して移動するのと一体に移
動したときに、その先端部分が開口部１２ｃから外部に
臨む位置に達して、内圧がかかっていることを目視確認
できるようになっている。また、凹部１３ｃがこの発明
の係合部に相当し、スプリング２３がこの発明の弾性部
材に相当する。さらに、ダイヤフラム２４およびロック
スライダ１５がこの発明の駆動部材に相当する。

【００２２】また符号２６は、プラグ本体１２の開口端
の外周に環装されたストッパリングで、スリーブ１３の
矢印Ａ方向の摺動限界を規定して、スリーブ１３の脱落
を防止している。またＰ1 は、パイプＰの先端に外周側
へ突出するように環状に形成された係合凸条である。

【００２３】次に、上記のように構成されるこの実施例
の作用について説明する。

【００２４】封止プラグ１１は、接続部等の耐圧検査を
行なうパイプＰの先端に装着する際に、封止プラグ１１
のスリーブ１３の外周を手で把持して、パイプＰの先端
を内側に挿入するようにしてこの封止プラグ１１をパイ
プＰの先端に押圧すると、先ず、スプリング２０に弾性
付勢されたシールスライダ１４のシール部材２２にパイ
プＰの先端、すなわち開口端部が当接し、このシールス
ライダ１４をスプリング２０の弾性力に抗して押動し、
スプリング２０の弾性力によってパイプＰの先端がシー
ル部材２２に圧接し、シールスライダ１４の移動（右
側）により内側が開放された抜け止めボール１７がスプ
リング１９の力を受けたスリーブ１３の凸部１３ｂによ
り押出されるとともに、手で把持したスリーブ１３が後
方（図１において左方）へ移動する。

【００２５】その結果、パイプＰの開口端部はシール部
材２２によって液密に塞がれるとともに、パイプＰが圧
接して変形したシール部材２２が内周壁に圧接して、シ
ールスライダ１４とプラグ本体１２との間のシール性が
高まる。さらに、後方へのスリーブ１３の移動によって
凸部１３ｂが抜け止めボール１７を内側に押動してその
球体の一部が内周側へ突出し、パイプＰの外周面および
係合突条Ｐ1 と係合して、このパイプＰの抜脱、すなわ
ちパイプＰから封止プラグ１１が外れるのが防止され
る。

【００２６】そして、パイプＰの開口端部が封止プラグ
１１によって液密に封止された後、パイプＰ内に圧液を
流通させて耐圧検査を行なう際には、封止プラグ１１の
第１室１２ａ内に導入された圧液は、図１において矢印
Ｂで示すように隔壁１６の連通孔１６ａを経由して第３
室１２ｄへ流入する。

【００２７】第２室１２ｂ側はダイヤフラム２４によっ
て密閉されているため、圧液の流入によってダイヤフラ
ム２４が膨張して第３室１２ｄの容積が増大し、流入し
た流体の圧力がダイヤフラム２４を介してロックスライ
ダ１５に伝達され、このロックスライダ１５はスプリン
グ２３を圧縮して図１において右方へ自動的に駆動され
る。

【００２８】その結果、ロックスライダ１５の凸部１５
ａがロックボール１８を外側に押動し、突出した球体の
一部が、スリーブ１３の端部の内周に環状に形成された
凹部１３ｃに自動的に係合してスリーブ１３の移動が規
制される。

【００２９】したがって、封止プラグ１１内にスプリン
グ２３の弾性力より大きな圧力がかかっている間、すな
わち、パイプＰ内に圧力流体が存在する間は、スリーブ
１３の移動が規制されているため、このスリーブ１３の
突部１３ｂ，１３ｂにより２列に設けられた抜け止めボ
ール１７，１７が内側に押動され続けて、封止プラグ１
１による封止状態にロックされ、この状態においては封
止プラグ１１を人為的に外すことはできず、例えば、封
止プラグ１１の全体あるいはスリーブ１３に予測外の外
力が作用しても、パイプＰから封止プラグ１１が外れる
ことがなく、高温高圧流体の噴出や漏洩を確実に防止す
ることができる。

【００３０】また、封止プラグ１１を装着して液密に閉
塞したパイプＰ内に圧力流体が存在するか否かは、圧力
がかかると移動するロックスライダ１５と一体に作動す
る圧力検知バー２５の先端部分が、プラグ本体１２の底
部中央の開口部１２ｃ内の外面付近に位置するか否かに
よって目視判断することができ、内圧による自動ロック
がかかっているか、または解除されているかを容易に知
ることができる。

【００３１】したがって、封止プラグ１１を外す場合に
は、圧力検知バー２５の先端部分が、プラグ本体１２の
底部の開口部１２ｃ内の奥の方に位置していることを確
認した後、ロックスライダ１５がスプリング２３の弾性
力によって復帰し、ロックボール１８が凹部１５ｂに嵌
合してロック状態が解除されているため、スリーブ１３
をスプリング１９を圧縮する方向、すなわち図１におい
て右方に押動することができる。

【００３２】その結果、抜け止めボール１７がスリーブ
１３の凹部１３ａに嵌合して、パイプＰの外周面および
係合凸状Ｐ1 との係合が解除されて、封止プラグ１１を
パイプＰから容易に外すことができる。

【００３３】なお、上記実施例においては、隔壁１６の
中央に連通孔１６ａを単一の小径穴として第３室１２ｄ
内への異物の侵入を防ぎ、ダイヤフラム２４の破損や、
異物の挟み込みによるロックスライダ１５の復帰不良等
の不具合の発生を防止した場合について説明したが、小
径の単一穴の代りに、小径の穴を複数形成してもよい。

【００３４】また、上記の実施例ではパイプの外側に嵌
合させる構成としたが、この発明の封止プラグはパイプ
の内周側に嵌合させる構造であってもよい。

【００３５】さらに、上記実施例では、スリーブ１３を
軸線方向に移動させてロックおよびアンロックを行なう
よう構成したが、この発明では、スリーブを回転させる
ことによりロックおよびアンロックを行なう構成として
もよい。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の封止プラ
グは、パイプ内の封止対象流体の圧力が上昇すると、こ
の圧力により駆動部材が所定方向に動作するとともに、
ロック部材が半径方向に移動して係合部に係合する。こ
のため、スリーブに対して不用意に軸線方向の外力が作
用した場合でも、プラグ本体とスリーブとの軸線方向の
相対移動が規制される。したがって、抜け止め部材が係
合凸条から離脱することを防止でき、封止プラグがパイ
プから外れることを確実に防止することができる。一
方、封止対象流体の圧力が低下すると、弾性部材の弾性
力により駆動部材が所定方向とは逆方向に移動し、ロッ
ク部材が係合部から離脱可能になる。したがって、プラ
グ本体とスリーブとが軸線方向に相対移動するととも
に、抜け止め部材を係合凸条から離脱させることによ
り、封止プラグをパイプから取り外すことができる。つ
まり、封止対象流体の圧力低下に伴って、ロック部材と
係合部との係合が自動的に解除されるために、ロック部
材と係合部との係合を解除するための格別の手動操作を
必要とせず、封止プラグをパイプから取り外す場合の作
業性が向上する。さらに、ロック部材と係合部とを係合
または離脱させるための動力源としての駆動部材および
弾性部材が、いずれも有底筒形状のプラグ本体の内部に
設けられている。したがって、ロック部材と係合部とが
係合している状態において、駆動部材または弾性部材に
対して不用意な外力が作用することが防止され、ロック
部材と係合部とを確実に係合しておくことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の封止プラグを示す断面側
面図である。

【図２】従来の封止プラグの一例を示す断面側面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 封止プラグ １２ プラグ本体 １２ａ 第１室 １２ｂ 第２室 １２ｄ 第３室 １３ スリーブ １３ｃ 凹部 １４ シールスライダ １５ ロックスライダ １６ 隔壁 １６ａ 連通孔 １７ 抜け止めボール １８ ロックボール ２２ シール部材 ２４ ダイヤフラム ２５ 圧力検知バ― Ｐ パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 光昭 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 下田 繁雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 肥田野 俊雄 愛知県名古屋市中区大須四丁目２番40号 永図工業株式会社内 (72)発明者 松田 芳久 長野県伊那市日影区168番地 ルーバー 株式会社内 (56)参考文献 実開 平３−96491（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16L 55/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 封止対象流体が流通するパイプの開口端
   に対して着脱可能に構成され、かつ、該開口端を流体密
   状態に封止する有底筒形状のプラグ本体と、このプラグ
   本体に対して、その半径方向に移動可能に取り付けら
   れ、かつ、前記パイプの係合凸条に対して係合または離
   脱可能な抜け止め部材と、前記プラグ本体の外側に対し
   て軸線方向に相対移動可能に取り付けられ、かつ、前記
   プラグ本体に対する軸線方向の相対位置に基づいて、前
   記抜け止め部材の半径方向の移動を規制または許容する
   スリーブとを有する封止プラグにおいて、 前記プラグ本体に対してその半径方向に移動可能に取り
   付けられ、かつ、前記スリーブの係合部に対して係合ま
   たは離脱可能なロック部材と、前記プラグ本体の内部に
   軸線方向に移動可能に設けられ、かつ、前記封止対象流
   体の圧力上昇によって所定方向に移動することにより、
   前記ロック部材を前記プラグ本体の半径方向に移動させ
   てこのロック部材を前記係合部に係合させる駆動部材
   と、前記プラグ本体の内部に設けられ、かつ、前記封止
   対象流体の圧力低下に伴って、前記駆動部材を前記所定
   方向とは逆方向に移動させることにより、前記ロック部
   材を前記係合部から離脱可能な状態にする弾性部材とを
   備えたことを特徴とする封止プラグ。