JP4545861B2

JP4545861B2 - 管継手

Info

Publication number: JP4545861B2
Application number: JP34330399A
Authority: JP
Inventors: 寛黒須
Original assignee: Ihara Science Corp
Current assignee: Ihara Science Corp
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: JP2001159481A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管継手に関するものであり、特に、工作機械の切削部にクーラント、水、エアー等を供給する配管のような低圧用途の配管に用いられる管継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、あらゆる分野において省エネルギーが重要なテーマとなっており、工作機械においても例外ではない。工作機械の全消費動力に占めるクーラントの供給ポンプの消費動力の割合は、２０〜４０％と非常に大きい。また、単に消費動力ばかりでなく、クーラント等を供給する配管系の配管、管継手のコスト、配管施工コスト等を含めた、工作機械全体の省エネルギー、省資源が重要となっている。
【０００３】
従来、クーラント及びエアー用配管にはＳＧＰ管が採用され、管継手には、ねじ込み継手や、さし込み継手が採用されている。
【０００４】
ねじ込み継手を用いた配管の施工は、ＳＧＰ管の端部にテーパネジを加工し、その表面にシールテープを巻き、ねじ込継手をねじ込むことにより行われる。また、さし込み継手を用いた配管の施工は、ＳＧＰ管の端部にさし込み継手を差し込み、溶接することにより行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ねじ込み継手を用いた配管の場合、上述したように配管の施工に手間がかかると共に、ＳＧＰ管にねじ込み継手のテーパネジにねじ込むので、ＳＧＰ管の端面が流路内に位置して流路抵抗が大きくなるという問題がある。また、一方の継手を締めると、他方の継手が緩むのでこれを防止するため、また配管の分解を容易とするためユニオンを設ける必要がある。
【０００６】
さし込み継手を用いた配管の場合、配管と管継手を溶接しなければならないし、配管を分解する場合、配管を切断しなければならないという問題がある。
【０００７】
また、ＳＧＰ管は、端部にねじを加工するため、その分だけ肉厚が厚くなる。
通常、クーラント及びエアーの供給圧力は、１ＭＰａ以下であるので、ＳＧＰ管では厚すぎるという問題がある。
【０００８】
本発明は、流路抵抗が小さく、締付・分解が容易で、薄肉管の接続が可能な管継手を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による管継手は、内径部に管が挿入される本体と、本体の外径部の端部に螺合されるナットと、本体の内径部の端部に形成された段差部に一端が挿入されナットで押圧される環状のコレットと、コレットの先端に設けられるＯリングとからなり、
本体の内径部には、管の内径と略同一の内径を有する環状の突起が形成され、この内径部の端部に形成された段差部の底部は傾斜面とされており、
コレットは、初期状態では断面が平板状である環状の部材に、環状の突起が形成されたものであって、コレットの外径部には、中間部のみに環状の突起が形成され、コレットの内径部には、両端部のみに、管の外径と略同一な内径を有する環状の突起がそれぞれ形成され、コレットのうち、外径部の中間部の環状の突起のみが本体の端面に当接可能であり、内径部の両端部の環状の突起のみが管に当接可能であり、ナット側の突起は本体側の突起の厚さよりも薄くされ、その先端にはツメが形成されており、
コレットの外径部の突起は、本体の段差部にＯリングとコレットの一端を挿入したとき、本体の端面とコレットの外径部の突起の端面間にスキマが形成され、コレットをナットで締め付けて両端面を接触させたとき、Ｏリングにより所定のシール圧が生じる位置に設けられており、
ナットの穴底部には、コレットの端部を押圧してコレットのナット側を撓ませ、コレットのナット側の突起の先端に設けたツメを管にくい込ませる傾斜面が形成されており、
コレットのナット側には、複数のスリットが形成されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施例の管継手の構成図であり、（ａ）は分解状態とセット状態、（ｂ）は締め付け状態を示している。
【００１２】
本実施例の管継手はユニオン形式のもので、内径部に薄肉の管１が挿入される本体２と、該本体２の外径部の両端部に螺合されるナット３と、該本体２の内径部の両端部に一端が挿入されナット３で押圧される環状のコレット４と、両コレット４の先端にそれぞれ設けられるＯリング５とから構成されている。
【００１３】
前記本体２の内径部には、管１の内径と略同一の内径を有する環状の突起６が形成されている。この突起６の両端面は、軸芯に対して直角とされている。内径部の端部には段差部７が形成され、その底部は傾斜面とされている。前記本体２の外径部の両端には雄ネジが設けられ、その中央部はスパナなどで保持できるように６角形状とされている。
【００１４】
前記コレット４の外径部には、環状の突起８が形成され、コレット４の内径部の両端には、管１の外径と略同一な内径を有する環状の突起９，１０がそれぞれ形成されている。ナット側の突起１０は、本体側の突起９の厚さより薄くされ、その先端には本体側に傾斜した刃（ツメ）が形成されている。
【００１５】
コレット４には、ナット側から等配に、複数のスリット（図示せず）が内径部の本体側の突起９に到るまで切られている。なお、外径部の突起８よりナット側は、本体側より長くされている。
【００１６】
コレット４の外径部の突起８は、図１（ａ）に示すように、本体２の段差部７に、Ｏリング５とコレット４の一端を挿入したとき、本体２の端面とコレットの外径部の突起８の端面間にスキマが形成され、図１（ｂ）に示すように、コレット４をナット３で締め付けて両端面を接触させたとき、Ｏリング５により所定のシール圧が生じる位置に設けられている。
【００１７】
前記ナット３の穴底部は傾斜面とされ、この傾斜面でコレット４の端部を押圧するようにされている。なお、ナット３の外径部は円筒状とされ、必要に応じてローレット掛けがなされている。これにより、どのようなレンチでもナット３を回転することができる。
【００１８】
次に上記管継手の組立て要領について説明する。
【００１９】
図１（ａ）中右側に示すように、薄肉の管１にナット３、コレット４およびＯリング５の順に嵌め込む。次に、図１（ａ）中左側に示すように、管１を本体２の内径部に形成された突起６の端面に当るまで挿入する。続いて、本体２にナット３をねじ込み、ナット３の傾斜面で、コレット４を軸方向に移動し、Ｏリング５が本体２の段差部７の傾斜面に当るようにする。この状態において、本体２の端面とコレット４の突起８の端面間にスキマが形成されている。
【００２０】
更にナット３をスパナ等で回転すると、図１（ｂ）に示すように両端面が接触する。この状態において、Ｏリング５は、くさび状に変形し、管１と本体２の傾斜面との間に所定のシール圧が生じる。
【００２１】
更にナット３を回転してコレット４を押圧すると、コレット４のナット側がスリット等により管側に撓み、コレット４の内径側の突起１０のツメが管１にくい込む。ナット３は、本体２に設けた目印の位置にくるまで締め付ける。本実施例では、図１（ｂ）に示すように、ナット３の本体側端面が、本体２の雄ネジを覆うまで回転するようにしてある。この状態において、管１は管継手にツメによって確実に接続される。
【００２２】
本発明による管継手は、流路抵抗がほとんどないので、クーラントの配管系の圧損を小さくすることができる。
【００２３】
例えば、ねじ込み継手を用いたクーラントの配管では、５０Ａ（２″）および３２Ａ（１^１／４″）管を使用した場合、圧損が０．２ＭＰａであったが、本発明の管継手を用いると、前者の管では、０．０８ＭＰａ、後者の管では、０．１３ＭＰａとなった。
【００２４】
また、本発明による管継手では、シール機能と管の接続機能を分離し、シール圧と接続力をそれぞれ所定の値とすることができるので、薄肉管でも問題なく接続することができる。
【００２５】
本実施例では、３２Ａ（１^１／４″）、厚さ１．５ｍｍの管を使用した。なお、３２Ａ（１^１／４″）のＳＧＰ管の厚さは３．５ｍｍである。図１（ａ）のセット状態から、図１（ｂ）の締め付け状態とするまでナット３を回転すると、ナット３は、軸方向に２．５ｍｍ移動した。これにより、管に１ＭＰａの内圧を与えても、シールと管の接続は確実になされた。また、本管継手は、管の外径が±０．５ｍｍ以内なら接続可能であることが判明した。
【００２６】
なお、油圧に使用されているくい込み継手を、薄肉の管の接続に使用すると、フェルールが接続する管を変形させるので、フェルールが管にくい込まず、シールと管の接続が確実に行えない。
【００２７】
上述した実施例では、ユニオン形式の管継手について説明したが、図２に示すように、曲管の両端１１に、上述した管継手の本体２の一端を溶接してエルボ１２とすることもできる。このエルボ１２では、従来エルボに比べ曲率半径を大きくできるので圧損を小さくすることができる。また、図３に示すように、多数ボスが設けられている円筒１３の側壁に上述した管継手の本体２の一端を溶接してヘッダー１４とすることもできる。なお、図示していないが、Ｔ型管の端部に、上述した管継手の本体２の一端を溶接してチーズとすることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、次のような効果を得ることができる。
（ａ）配管の為のねじ切り、溶接、フレア加工等の２次的加工を必要としない。
（ｂ）ネジ切り不要の為、使用圧力に応じた薄肉管を使用できる。
（ｃ）ソフトシール機構により、漏れに対する信頼性が高い。
（ｄ）圧損が少ないので、クーラント等の供給ポンプの消費動力を小さくすることができる。
（ｅ）配管、管継手のコスト、配管施工コストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の管継手の構成図であり、（ａ）は分解状態とセット状態、（ｂ）は締め付け状態を示している。
【図２】本管継手を用いたエルボの外形図である。
【図３】本管継手を用いたヘッダーの外形図である。
【符号の説明】
１管
２本体
３ナット
４コレット
５Ｏリング
６、８、９、１０突起
７段差部
１１曲管
１２エルボ
１３円筒
１４ヘッダー

Claims

内径部に管（１）が挿入される本体（２）と、該本体（２）の外径部の端部に螺合されるナット（３）と、該本体（２）の内径部の端部に形成された段差部（７）に一端が挿入されナット（３）で押圧される環状のコレット（４）と、該コレット（４）の先端に設けられるＯリング（５）とからなり、
前記本体（２）の内径部には、管（１）の内径と略同一の内径を有する環状の突起（６）が形成され、該内径部の端部に形成された段差部（７）の底部は傾斜面とされており、
前記コレット（４）は、初期状態では断面が平板状である環状の部材に、環状の突起（８，９，１０）が形成されたものであって、該コレット（４）の外径部には、中間部のみに環状の突起（８）が形成され、該コレット（４）の内径部には、両端部のみに、管（１）の外径と略同一な内径を有する環状の突起（９，１０）がそれぞれ形成され、前記コレット（４）のうち、外径部の中間部の前記環状の突起（８）のみが本体（２）の端面に当接可能であり、内径部の両端部の前記環状の突起（９，１０）のみが管（１）に当接可能であり、ナット側の突起（１０）は本体側の突起（９）の厚さよりも薄くされ、その先端にはツメが形成されており、
前記コレット（４）の外径部の突起（８）は、本体（２）の段差部（７）にＯリング（５）とコレット（４）の一端を挿入したとき、本体（２）の前記端面とコレット（４）の外径部の突起（８）の端面間にスキマが形成され、コレット（４）をナット（３）で締め付けて両端面を接触させたとき、Ｏリング（５）により所定のシール圧が生じる位置に設けられており、
前記ナット（３）の穴底部には、コレット（４）の端部を押圧してコレット（４）のナット側を撓ませ、コレット（４）のナット側の突起（１０）の先端に設けた前記ツメを管（１）にくい込ませる傾斜面が形成されており、
前記コレット（４）のナット側には、複数のスリットが形成されている
ことを特徴とする管継手。
前記ナット（３）の締め付け位置を目視できる目印を本体（２）に設けたことを特徴とする請求項１に記載の管継手。
前記管継手が、ユニオン形式の管継手であることを特徴とする請求項１または２に記載の管継手。
曲管（１１）に、請求項１または２に記載の管継手が溶接されてなるエルボ。
円筒（１３）の側壁に、請求項１または２に記載の管継手が溶接されてなるヘッダー。
Ｔ型管に、請求項１または２に記載の管継手が溶接されてなるチーズ。