JP3183507B2 - パイプ用のリジッド又はフレキシブルなカップリング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は外部接続溝を有するパイプを接続するための
カップリングに関する。特に、本発明は通常パイプ端を
フレキシブル（可撓）に接続しこれら接続されたパイプ
を制限的に可動ならしめるカップリングをリジッド（硬
い）で移動不可能な接続とするためのプラグ状の取外し
可能なインサート部材の形状を呈する手段に関する。

［背景技術］ 外部接続溝を有するパイプの端を接続するのに用いら
れる従来のカップリングは、パイプを囲繞するように接
続された２つの半円形状のセグメントからなる円形状の
ケーシングとして形成されている。典型的にはこのセグ
メントは断面がＵ字形状を呈し、その脚は径方向内方に
延びている。従って、該脚の自由端はパイプの外面に形
成された溝内に延びるキー或いはほぞを形成する。

通常、ゴム状のガスケットが隣接するパイプ端の回り
に配され、２つのセグメントがガスケットの回りに位置
される。この時、キー又はほぞ、即ち、それら脚の自由
端はガスケットを囲繞する。この際、セグメントは互い
に接続され、ジョイント（接続部）を囲む。

これらカップリングはいくらかフレキシブルであり、
パイプ端の間の相対的な運動及びパイプとカップリング
の間の相対的な運動をいくらか許容する。何故なら、セ
グメントの脚の自由端或いはキーは通常パイプの溝より
も狭いからである。すなわち、キーとパイプ溝の間でい
くらかの運動が起こり得る。これは、パイプが据付の際
にいくらかミスアライメントされた場合、据付後にアラ
イメントが崩れる場合、パイプが環境或いはパイプを流
れる流体の温度によって延びたり縮んだりする場合が起
こり得る配管システムにとっては特に有効である。

しかしながら、一方のパイプ端の他方のパイプ端に対
する相対運動或いはカップリングに対する相対運動を制
限する場合は、リジッドなカップリングが必要となる。
このような場合、上述したタイプの典型的なカップリン
グはパイプを相対運動に対し制限・保持するのに十分で
はない。したがって、リジッドな接続とするために異な
ったカップリングが用いられる。リジッドなカップリン
グ構造の上述のタイプの一例は米国特許第4,639,020号
（1967年１月27日発行）に開示されている。この特許に
よれば、カップリングセグメントは、セグメントをボル
ト締結するためのオーバーラップする側部突起部を有し
ている。この場合、ボルトは側部突起部を通って延び
る。２つのセグメントの隣接する表面はボルト突起部に
おいて、２つの方向に向けられている。すなわち、軸方
向と径方向である。したがって、ボルトが締結される
と、２つのセグメントは互いにオフセットされ、パイプ
にロックする。この状態は特に上記特許第4,639,020号
の第10図に示されている。

隣接するパイプ端の間でリジッドな接続を提供するカ
ップリングを使用する必要がある場合は、フレキシブル
な接続を提供する通常のカップリングの他に、リジッド
なカップリングを作業場に分類・整理して保管しておく
必要がある。従って、いろいろなサイズのカップリング
（このカップリングが必要とされるリジッドな接続を提
供するカップリング）用の別のラインを製作しなければ
ならない。

別のカップリングのために上述のような準備等をする
のを回避するためには、フレキシブルなカップリング接
続とリジッドなカップリング接続の両者を必要に応じて
使い分けできるカップリングが望まれる。本発明は、特
別はコネクタインサート部材を用いて、標準的なフレキ
シブルなカップリングをリジッドなカップリングに選択
的に変更するための手段を提供する。

［発明の概要］ 本発明は、両端に溝を有するパイプ同士を接続するた
めに用いられる従来のフレキシブルタイプのカップリン
グをリジッドタイプのカップリングに変更するものであ
る。したがって、カップリングは２つの半円形状のセグ
メントからなる円形状のケーシングを備える。これらセ
グメントはボルト等により互いに接続されている。ボル
ト等は、セグメントの両端の各々に形成されたオーバー
ラップする径方向外方に延びる突起部を通って延びる。

オーバーラップする或いは適切に配置された突起部の
対は所定の位置に設けられたボルト孔を有している。こ
のボルト孔を通って締結用ボルトが延びる。しかしなが
ら、ボルト孔には拡大された・大きなソケットも形成さ
れている。このソケット同士は互いに相手の方向に向か
って開口されている。これらソケットは締結突起部にお
ける金属壁厚さを小さくするために通常カップリングセ
グメントの中に形成される。したがって、これらソケッ
トは一般にはその接続する突起部面のボルト孔にアライ
メントされた拡大開口部或いは拡大開放部分からなる。

上記セグメント及び、従って、ケーシングは断面Ｕ字
状に形成され、これのＵ字状の突起部は径方向内方に延
びている。突起部の自由端は狭められており、溝に係合
するキー或いはほぞを形成する。この溝はカップリング
されるパイプの端部を周回する。又、環状のラバー状ガ
スケットが２つのパイプの端部を囲繞し、そのジョイン
トをシールするのに用いられる。ガスケットはケーシン
グによって形成される通路に配される。弾力のあるガス
ケットと溝に遊嵌されたほぞとにより、一部が相対的に
ルース（遊嵌状態）になり、パイプ同士の間あるいはパ
イプとカップリングの間で僅かな撓みや動きが許容され
る一方、ガスケットのシールが維持される。

本発明は、適宜配置された突起部の少なくとも１つの
対にプラグ或いはインサート部材を挿入し、２つのセグ
メントを軸方向にオフセットしこれによりほぞを軸方向
及び径方向で溝の壁に係合させることにより、上記構造
によって形成されるジョイントをリジッドにするもので
ある。プラグは２つの一体的な端部とボルト収容用の中
央孔とを有する。端部は突起部の両ソケットにフィット
するように形成されている。プラグを通る孔は突起部を
通って延びる締結ボルトをしっかりと収容するように配
されている。

プラグの２つの端部は一般的には互いに軸方向にオフ
セットされており、これら端部がソケットに深く挿入係
合されるとこれら端部により突起部が軸方向にオフセッ
トされる。好ましくはプラグはプラグの自由端に向かっ
てテーパを有しており、これによりプラグがウェッジと
して作用する。すなわち、これら傾斜した表面がこの表
面に対応するソケットを区画形成する斜面にウェッジ係
合し、ボルト及びその締結ナットにより締結が行なわれ
たとき、セグメントを軸方向に引き離す（くさびで引き
離すように）。

本発明の１つの目的は、シンプルで安価なプラスチッ
ク製の成型プラグの形を呈し、リジッドなカップリング
が必要とされるときはいつでも、単に従来のフレキシブ
ルタイプカップリングの隣接する突起部に挿入するだけ
でよい手段を提供することである。したがって、配管作
業者は、ほとんどスペース及び費用がかからない上述の
プラグを多数ストックして必要とされる適当なサイズの
プラグを選択・使用すればよい。故に、リジッドタイプ
のカップリングの多数の種類を分類し所有する必要がな
くなる。

本発明の他の目的は、費用及び作業量を実質的に増加
することなく、必要とあらば直ちに従来のフレキシブル
タイプのカップリングをリジッドタイプのカップリング
に変換できるようにすることである。

本発明の更なる目的は、作業条件・要件により必要と
あらば通常のフレキシブルタイプのカップリングをリジ
ッドタイプのカップリングに直ちに変換できるようにす
ることである。

上述された或いはされなかった本発明の目的及び効果
は、添付図面と共に以下の記載により明らかにされる。

［実施例］ 第１図に示されるように、カップリングは２つの半円
形状のセグメント11と12とからなる円形状ケーシング10
からなっている。上記カップリングセグメントは、カッ
プリングセグメントが接続されると接続される一対のパ
イプ13と14の隣接する端部を囲繞するように構成・配置
される。これらパイプの締結のためにその端部の近くに
形成された通常の溝15を有している。

セグメント及びケーシングは断面Ｕ字状に形成され、
アウターベース（外側基部）18及び径方向内方に延びる
脚19を形成する。第２図に示されるように、脚の内端或
いは自由端は狭められキー或いはほぞ20を形成する。キ
ー或いはほぞはそれぞれのパイプの溝15に係合する。

通常の断面Ｕ字状のラバー状ガスケット23がパイプの
隣接端の回りに配され、断面Ｕ字状のケーシング内に収
容されている。ガスケットはパイプの端部の隙間をシー
ルし、流体の漏れを防ぐ。

ケーシングセグメントはボルトにより互いに締結され
る。ボルトはセグメントの両端に形成されて合わされた
（アライメントされた）突起部25を通って延びる。従っ
て、突起部25はセグメント11の両端に一体的に形成さ
れ、同様の突起部はセグメント12の両端に一体的に形成
される。２つのセグメント及びそれらの突起部は互いに
鏡像関係にある。

突起部は中空であり、したがって、突起部の各対にお
いて、互いの方向に向って外方に延びるソケット27を形
成する。更に、上記突起部は締結ボルト30を収容するボ
ルト孔28を備える。これらボルト孔はアライメントされ
ている。締結ボルト30はナット31により所定の位置に固
定される。第３図に示されるように、ボルト孔は好まし
くは軸方向に長い。すなわちカップリングの軸方向に長
い。

第７図にその断面が示されているように、突起部ソケ
ット27はほぼ断面Ｕ字状を呈し、側脚34を備えている。
これら脚の内面或いは内壁35はテーパ或いはスロープを
有するように形成されている。

第８図乃至第10図に示されるプラグ40は例えばナイロ
ンのような成型プラスチック材料から成っている。プラ
グは２つの一体的な部分からなる。すなわち、上部41と
下部42とからなる。図示されるように、上部及び下部に
はテーパがついており、テーパのついた壁を有する中空
の脚の間の突起部ソケットに係合するように形成されて
いる。プラグは中央ボルト孔43を有し、このボルト孔43
は締結ボルト30を強固に締結するサイズに形成されてい
る。

実際の使用において、もし上記カップリングを通常の
フレキシブルなパイプ接続に使用るならば、第２図に示
されるように、カップリングは上記プラグ無しで用いら
れ、パイプ端の回りにマウントされる。この場合、Ｕ字
形のセグメントの脚19のキー或いはほぞ20はパイプ溝15
に係合し、パイプを所定の位置に保持する。

もし、上記カップリングをリジッドな接続に用いるな
らば、プラグが使用される。この場合、突起部ボルトは
突起部から外され、プラグが突起部の中空ソケットに挿
入される。この状態が第６図に示されている。次に、ボ
ルトは突起部ボルト孔28及びプラグボルト孔43に挿入さ
れる。そして、ナットが締結される。

ナットが締結されると、プラグはソケットにしっかり
と座し、傾斜を有するプラグ壁は傾斜を有する突起部内
壁にウェッジ結合（係合）し、セグメント同士を互いに
相対的にシフト（移動）する。第５図に示されるよう
に、プラグの挿入により、アッパーセグメント11がロア
ーセグメント12に対し軸方向にシフトする。この状態が
第11図に概略的に示されている。第11図はプラグが挿入
されたときのアッパーセグメントのロアーセグメントに
対する側方向の移動を示したものである。

プラグを挿入することにより、セグメントのキー或い
はほぞはある程度の角度にコックし（起き）溝基部或い
は側壁に食込・係合するか、或いはパイプの溝15を区画
形成する壁に対し軸方向に押される。どちらの場合でも
軸方向の力及び径方向内方の力がパイプに作用する。こ
れにより、パイプをカップリング内で・にしっかりとク
ランプし（係合させ）、それ以前に可能であったパイプ
のフレキシブルな動きを制限する。従って、通常のカッ
プリングが、単にプラグを挿入することにより、リジッ
ドな接続を提供するのに用いられることになる。

プラグは適宜整えて配された２対の突起部の各々の配
されてもよい。またこの代りに、プラグは２対の突起部
のどちらか一方にしか配されず、他方の対は通常の場合
と同様に単にボルト締めされてもよい。この場合、アッ
パーセグメントとロアーセグメントは相対的にある程度
の角度でコックされリジッドなカップリングを提供す
る。

図示されたカップリングは、対称的に配置された突起
部の対を有するが、使用されるパイプのサイズや要求さ
れる強度に基づいて、一対の突起部しか有せず反対側に
はヒンジを有するカップリングも使用することができ
る。したがって、本発明では、カップリングに対する要
件により、一対の突起部と１つのプラグしか使用されな
い場合もあるし、あるいは２対の突起部とプラグを使用
する場合もある。

本発明は、本特許請求の範囲において更に変更され得
るものである。したがって、上述の記載は単に本発明の
実施可能な例を示したにすぎず、制限的な意味で記載さ
れたわけではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２つのセグメントがボルト締結されたカップ
リングケーシングの一部断面立面図である。 第２図は、第１図の２−２線矢視断面図であると共に、
環状のガスケットと接続された２つのパイプ端をも示し
ている。 第３図は、第１図の３−３線矢視平面図であり、上記セ
グメントの一方を示している。 第４図は、アッセンブリされたカップリングの側面図で
ある。 第５図は、第４図に似た側面図であるが、互いにオフセ
ットされた２つのカップリングセグメントを示してい
る。 第６図は、適宜配されたセグメント突起部の部分断面図
であり、プラグ及びボルトが所定の位置に配され、ナッ
トが締結され得る状態を示している。 第７図は、第１図の７−７線矢視図であって、突起部の
端部断を示しており、プラグが所定の位置にあり、突起
部がオフセットされた状態を示している。 第８図は、プラグの斜視図である。 第９図は、プラグの立面図であり、オフセットされたプ
ラグ上部及び下部を示している。 第10図は、プラグの側立面図である。 第11図は、プラグを設けた結果軸方向にオフセットされ
たセグメントを示す概略図である。 図中、10は円形ケーシング、11,12は半円形セグメン
ト、13,14はパイプ、15は溝、18はアウターベース、19
は脚、20はキー又はほぞ、23はガスケット、25は突起
部、27はソケット、28はボルト孔、30はボルト、31はナ
ット、34は側脚、35は34の内面又は内壁、40はプラグ、
41はプラグの上部、42はプラグの下部、43はボルト孔で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 23/04 F16B 7/04 301

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】取付手段を有する整列された一対のパイプ
   （13,14）の隣接する端部同士をリジッドに或いはフレ
   キシブルに接続するためのパイプカップリングにおい
   て、 隣接するパイプ端を囲繞するための円形ケーシング（1
   0）であって、略同一平面上に配されて整列された半円
   形状のセグメントの一対（11,12）からなる円形ケーシ
   ング（10）を備え、 上記セグメントの両端に径方向外方に延びる突出部（2
   5）が形成され、一方のセグメントの突起部が対となる
   他方のセグメントの隣接する突出部とアライメントさ
   れ、 隣接する突出部の少なくとも一対がアライメントされた
   ボルト収容孔（28）を有すると共に、互いに相手の方向
   に開口する部分的に拡大されたソケット（27）を有し、 上記ボルト孔及び拡大されたソケットを通って延びると
   共にナット状の締結部材（31）を備えるボルト（30）で
   あって、上記突出部をボルト締結して上記ケーシングに
   囲繞された上記パイプ端を径方向内方にクランプし、パ
   イプ端同士をある程度相対運動可能に接続するボルト
   （30）が備えられ、 上記ソケットの１つに取外し可能に位置されると共に上
   記ソケットにしっかりと係合するように形成された２つ
   の端部（41,42）を有する両頭プラグ（40）が備えら
   れ、 上記プラグが、上記ボルトが延びると共にしっかりと係
   合される略中央のボルト孔（43）を有し、 上記プラグ端部がカップリング軸に対し略軸方向で互い
   に僅かにオフセットされ、これにより上記締結部材（3
   1）を締結するとプラグが上記突出部（25）を略軸方向
   に移動し、上記セグメントが可動部材を略軸方向に移動
   し、上記セグメントを軸方向及び径方向で上記パイプの
   取付手段に強制し、上記パイプ端をリジッドにカップリ
   ングする ことを特徴とするパイプカップリング。
2. 【請求項２】テーパを有したウェッジ上の面を有するプ
   ラグ端部突出部の少なくとも１つを備え、 上記プラグ端部突出部がソケットの対応面と協働し、上
   記ナットが上記ボルトに締結されると上記突出部を隔離
   することを特徴とする請求項１記載のパイプカップリン
   グ。
3. 【請求項３】上記セグメントが断面略Ｕ字状に形成され
   て、径方向内方に開口する環状の通路部を形成し、上記
   セグメントが更に基部と間隔をおいて設けられた脚を有
   し、上記通路部の両脚の自由端が上記取付手段とのカッ
   プリングのための径方向内方に向けられたキーを形成
   し、上記取付手段が上記隣接されたパイプ端に形成され
   ると共に該パイプ端を回る締結・係合溝を有し、 上記セグメントが上記プラグにより上記突出部で軸方向
   に隔てられ相対移動されたとき、上記キーが上記パイプ
   端の溝を区画形成する壁に係合することを特徴とする請
   求項１記載のパイプカップリング。
4. 【請求項４】上記ケーシング内に位置されて環状の弾性
   を有するガスケットを更に有する請求項３記載のパイプ
   カップリングであって、上記ガスケットが上記整列され
   たパイプの隣接する端部を囲繞・シールしてパイプ間を
   シールすると共に弾性的な可撓性を与え、上記プラグが
   上記ソケットから取外されると、上記パイプ同士及び上
   記パイプとカップリングとが相対的にいくらか動くこと
   ができる請求項３記載のパイプカップリング。
5. 【請求項５】上記突出部の１つの上記ボルト孔の少なく
   とも１つが上記カップリングに対し軸方向に拡大され、
   上記ボルトが、上記ナットが締結されると、上記拡大さ
   れた孔に対し横方向すなわち軸方向に可動となり上記１
   つの突出部が上記ボルトに対し横方向に可動となる請求
   項１記載のパイプカップリング。
6. 【請求項６】上記１つの突出部のソケットがスロープ状
   の面を有し、このスロープ状の面が上記ソケットに係合
   するプラグ端部に形成されたテーパを有するウェッジ状
   の面に係合可能であり、ナットの締結による上記プラグ
   端部の上記ソケットへのより深い動きが上記横方向の運
   動を生じさせる請求項４記載のパイプカップリング。
7. 【請求項７】反対のソケットとそのプラグ端部がそれら
   のセグメントの突出部を横方向に動かすためにテーパを
   有している請求項６記載のパイプカップリング。
8. 【請求項８】隣接する突出部の反対の対が最初に記載さ
   れた対と同様に対向するソケットとボルト孔とプラグと
   を有し、ボルトがそれらを通って延びて上記突出部の他
   の対を横方向に隔てるべく動かし２つのセグメントをそ
   れぞれに対し軸方向にオフセットする請求項６記載のパ
   イプカップリング。
9. 【請求項９】パイプカップリング用のカップリング締結
   突起部プラグ（40）であって、一対のパイプ（13,14）
   の隣接する端部を囲繞して接続する円形ケーシング（1
   0）を形成するほぼ同一平面上に配された一対の半円形
   セグメント（11,12）を有し、上記セグメントを機械的
   に締結するための手段（25,30,31）を有し、上記手段が
   各カップリングの一端に形成されたボルト突起部（25）
   を有し、該突起部が互いにオーバラップすると共にそれ
   自身を通る整列されたボルト孔（28）を有し、該ボルト
   孔が上記突起部の隣接する面で拡大されて上記ボルト孔
   と略同軸上に２つのソケット（27）を区画形成し、該ボ
   ルト孔を通ってボルトが延びるように形成されたカップ
   リング締結突起部プラグ（40）において、 対向するソケットにしっかりと係合するように形成され
   た端部の一対を有する二頭プラグ（40）が備えられ、該
   プラグが略中央のボルト孔（43）を有し、上記締結ボル
   トが該ボルト孔を通って延びると共にその孔にしっかり
   と係合し、 上記プラグ端部がカップリングの軸方向に略沿った方向
   で互いにオフセットされ、 これにより、上記ボルトが上記プラグのボルト孔と突起
   部のボルト孔を通って延び機械的締結手段により締結さ
   れると、上記突起部、したがって、上記セグメントが上
   記オフセットされたプラグ端部により軸方向にオフセッ
   トされる ことを特徴とするカップリング締結突出部プラグ。
10. 【請求項１０】各プラグ端部がその自由端に向かい内方
    に僅かにテーパを有し、上記突起部ソケットを区画形成
    するテーパ壁にしっかりとフィットしウェッジ係合する
    請求項９記載のカップリング締結突起部プラグ。
11. 【請求項１１】上記プラグが上記プラグ端部と一体的に
    プラスチック材料から成型される請求項10記載のカップ
    リング締結突起部プラグ。
12. 【請求項１２】上記プラグを通って延びる上記ボルト孔
    が上記プラグ端部の１つと略同軸上にあり、反対のプラ
    グ端部が上記プラグのボルト孔の中心軸に対し実質的に
    オフセットされている請求項11記載のカップリング締結
    突起部プラグ。