JP4564635B2 - 管継手 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車、建設機械及び工作機械等の配管に使用する管継手に関するものであり、特に内圧保持力を向上させた管継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の管継手にあっては、図９に示すように、雄金具の外側に形成されたシート面１１を雌金具の内側に形成されたシート面１２に全面的に接触させ、雄金具ナット１３を締め付けることによって発生する軸力でシート面圧を高めて内圧を保持するものであった。このような従来のシート面全面接触タイプと言われる管継手は、シート面部分の強度が高く加工が簡単であるという利点はあるが、内圧を保持する力はシート面圧を高める軸力が全てであり、高圧に耐えるためには、ナット１３を強く締め付けて軸力を上げるしかなかった。
【０００３】
そのため、人間の力ではナットを強く締め付けられない場合や、ナットを強く締め付けることによって生じる不具合、すなわち、ナット自体や雄・雌金具のシート面の変形または破損等を防止するために強く締め付けられない場合には、雄金具と雌金具との間にＯリングを取り付ける等の対策をすることで、高圧を保持できるようにするしかなかった。
【０００４】
また、図１０に示すように、雄金具シート面１１の先端部１５のみを球状に形成することによって、当初から雌金具シート面１２との接触部が全面的に小さくなるようにし、雄金具ナット１３の締め付けによって発生する軸力に対して相対的にシート面圧を高められる線接触タイプと言われる管継手もあった。しかしながら、このような管継手は内圧保持力をある程度大きくすることはできるが、線接触のためシート面部分の強度が低くなり、また、シート面の加工自体が困難であるという問題があった。さらに、線接触のため、雄金具ナット１３の締め付けによって発生する軸力で雌金具シート面１２に傷を付けるという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の管継手を改良したものであって、雄金具のシート面部分を、内圧を保持する部分と継手の締結力を保持する部分とに機能を分割することで、シート面の損傷を防止しつつ、内圧保持力を大きくしようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、雄金具と雌金具のそれぞれ外側と内側に円錐形のシート面を形成し、雄金具と雌金具を締結して互いのシート面を面接触させ、シート面圧力で内圧を保持する管継手であって、雄金具のシート面に凹部を設け、シート面を構成するシート面部の当該凹部よりも先端側を内圧により拡径可能な内圧保持部とし、シート面部の当該凹部よりも後端側を締結力保持部とした管継手に係るものである。
【０００７】
そして、好ましくは、雄金具と雌金具の締結に際し、雄金具のシート面における前記内圧保持部が、前記締結力保持部よりも先に雌金具のシート面に面接触するようになされている管継手に係るものであり、より好ましくは、管継手中心軸と雄金具のシート面における前記内圧保持部がなす角度をθ１、前記締結力保持部がなす角度をθ２、雌金具のシート面がなす角度をθ３としたとき、θ１≦θ３となされ、かつ、θ２≦θ３となされている管継手に係るものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の管継手は、雄金具のシート面部に凹部を設けたものであり、当該凹部の部分でシート面が変形できるようにすることによって、その先端側を拡径可能としたものである。すなわち、図９に示す従来例と同様に、雄・雌シート面同士のほぼ全体が接触する面接触タイプとして、図１０に示す従来例の線接触タイプにおける不具合を回避し、かつ、凹部によってシート面の先端側を拡径可能とすることで、図９の従来例に対し、高圧を保持できるようにしたものである。
【０００９】
本発明の管継手の機能についてさらに詳細に説明すると、内部流体が低圧の場合には、固定ナットを回転させて締め付けることによって発生する軸力で、雄金具における凹部よりも先端側のシート面と雌金具のシート面とを面接触させ、内圧を保持する。一方、内部流体が高圧の場合には、その内圧によって雄金具のシート面を内側から押し拡げようとする力が大きくなる。ここで、本発明の管継手は雄金具のシート面部に凹部が設けられているので、上記した力によって凹部よりも先端側のシート面部が拡径する。従って、雌金具のシート面との面圧が高まり、高圧であっても内圧を保持できるのである。このように、本発明では雄金具の凹部よりも先端側のシート面を内圧保持部とし、内圧によって雄金具のシート面を内側から押し拡げようとする力を有効に利用することで、シール力を大幅に向上させている。
【００１０】
また、雄金具と雌金具の締結には、固定ナットの回転による締め付けで発生する軸力が締結力として作用している。そのため、雄金具のシート面部の全体が変形するようでは、上記した内圧保持機能を発揮することはできても、軸力を保持できないため、継手締結力保持機能を発揮することができない。そこで、本発明では雄金具のシート面部の凹部よりも後端側を締結力保持部としている。すなわち、固定ナットの回転により発生する軸力を、変形することのない凹部よりも後端側のシート面で受け、雌金具のシート面とでしっかりと確実に締結力を保持するのである。
【００１１】
このように、本発明の管継手は、円錐形のシート面を、内圧を保持する部分と継手締結力を保持する部分とに機能を分割させることにより、シール力を向上させながら締結力を保持するものであって、軸力に加え、内圧によって発生するシート面を押し拡げる力を利用し、さらに、シート面が押し拡げられても充分な継手締結力を確保できるものである。
【００１２】
なお、内圧保持機能を一層確実に働かせるためには、雄金具のシート面における内圧保持部が、締結力保持部よりも先に雌金具のシート面に面接触するようにすることが好ましい。すなわち、例えば内圧保持部のシート面と締結力保持部のシート面との間に段差を設けることにより、雄金具における内圧保持部のシート面が最初に雌金具のシート面と接触するようにし、さらに軸力を上げることによって内圧保持部のシート面を縮径変形させるとともに、雄金具における締結力保持部のシート面を雌金具のシート面に接触させるのである。このようにすれば、予め内圧保持部の面圧が高くなるので、内圧保持機能が一層確実なものとなる。
【００１３】
また、内圧保持機能を一層確実に働かせるために、管継手中心軸と雄金具のシート面における前記内圧保持部がなす角度をθ１、前記締結力保持部がなす角度をθ２、雌金具のシート面がなす角度をθ３としたとき、θ１≦θ３となり、かつ、θ２≦θ３となるようにすることも有効である。特に、θ１＜θ３の場合、軸力が上がることによって内圧保持部のシート面がθ１＝θ３となるまで縮径変形するので、内圧保持部の面圧を予め高くしておくことができるからである。また、軸力によって、雄金具における締結力保持部には縮径方向に力が作用し、一方、雌金具のシート面には拡径方向に力が作用する。そのため、予めθ２≦θ３としておけば、雄金具における締結力保持部と雌金具のシート面とが一層均一に面接触するようになるからである。さらに、締結力保持部の凹部側の端部が角部となり、エッジ効果が働いて、当該角部も内圧保持のバックアップとなるからである。
【００１４】
なお、雄金具のシート面における内圧保持部を締結力保持部よりも先に雌金具のシート面と面接触するようにするとともに、θ１（雄金具における内圧保持部がなす角度）≦θ３（雌金具のシート面がなす角度）、かつ、θ２（雄金具における締結力保持部がなす角度）≦θ３（雌金具のシート面がなす角度）とすることもできる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面により説明する。
図１は、本発明の管継手の第１実施例を示す半断面図であり、雄金具１と雌金具２は雄金具ナット３の締め付けにより接続されている。ここで、図１の○部を拡大して図２に示すように、雄金具１のシート面には凹部５が設けられ、当該凹部５よりも先端側が内圧保持部５Ａ、後端側が締結力保持部５Ｂとなっている。
【００１６】
図１及び図２に示す管継手では、雄金具ナット３の締め付けにしたがって、雄金具１の内圧保持部５Ａおよび締結力保持部５Ｂが雌金具２のシート面６に面接触する。そして、内部流体が高圧の場合には、その内圧によって雄金具１のシート面を内側から押し拡げようとする力が大きくなり、凹部５を起点に内圧保持部５Ａが拡径する。従って、雌金具２のシート面６との面圧が高まり、高圧であっても内圧を保持できるのである。一方、雄金具ナット３の締め付けにより発生する軸力は、変形することのない締結力保持部５Ｂで受けるので、雌金具２のシート面６との面接触によって締結力が確実に保持される。
【００１７】
また、図３は、本発明の第１実施例の管継手を雌金具ナット４を有する管継手に適用した例を示す半断面図であり、雄金具１における凹部５、当該凹部５よりも先端側の内圧保持部５Ａ、後端側の締結力保持部５Ｂは図２に示したものと同様である。なお、本発明の管継手は、他にも曲がり管等の各種の管継手に適用することができる。
【００１８】
図４は、本発明の管継手の第２実施例を示す一部拡大断面図である。第２実施例では、雄金具１における内圧保持部５Ａが締結力保持部５Ｂよりも先に雌金具のシート面に面接触するように、内圧保持部５Ａのシート面と締結力保持部５Ｂのシート面との間に段差Ｄを設けたものである。従って、予め内圧保持部５Ａの面圧を高くしておくことができ、内圧保持機能が一層確実なものとなっている。
【００１９】
図５は、本発明の管継手の第３実施例を示す一部拡大断面図である。第３実施例では、雄金具１における内圧保持部５Ａがなす角度θ１を雌金具２のシート面６がなす角度θ３よりも小さく（θ１＜θ３）し、かつ、雄金具１における締結力保持部５Ｂがなす角度θ２を雌金具２のシート面６がなす角度θ３よりも小さく（θ２＜θ３）したものである。従って、内圧保持部５Ａの面圧を予め高くしておくことができるだけでなく、雄金具１における締結力保持部５Ｂと雌金具２のシート面６とが均一に面接触するようになる。
【００２０】
図６は本発明の管継手の第４実施例であって、凹部５を横向きに設けた例を示し、図７は第５実施例であって、凹部５を縦溝とした例を示し、図８は第６実施例であって、凹部５をシート面ではなく、雄金具１の内周面のシート面部に設けた例を示す一部拡大断面図である。第４実施例ないし第６実施例は、図２に示す第１実施例の雄金具１に設けた凹部５の変形例を示すものであり、それぞれ第１実施例と同様の作用効果を奏する。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の管継手は、雄金具のシート面に凹部を設け、当該凹部よりも先端側の内圧を保持する部分と、当該凹部よりも後端側の締結力を保持する部分とに機能を分割しているので、内圧保持部において、内圧により発生するシート面を内側から押し拡げようとする力を有効に利用することができ、その結果、シール力が大幅に向上したものとなっている。また、締結力保持部において、固定ナットの回転により発生する軸力を受け、雌金具のシート面とでしっかりと確実に締結力を保持することができるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例の管継手を示す半断面図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施例の管継手を示す一部拡大断面図である。
【図３】図３は、第１実施例の管継手を雌金具ナットを有する管継手に適用した例を示す半断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２実施例の管継手を示す一部拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３実施例の管継手を示す一部拡大断面図である。
【図６】図６は、本発明の第４実施例の管継手を示す一部拡大断面図である。
【図７】図７は、本発明の第５実施例の管継手を示す一部拡大断面図である。
【図８】図８は、本発明の第６実施例の管継手を示す一部拡大断面図である。
【図９】図９は、従来のシート面全面接触タイプの管継手を示す半断面図である。
【図１０】図１０は、従来の線接触タイプの管継手を示す半断面図である。
【符号の説明】
１‥雄金具
２‥雌金具
３‥雄金具ナット
４‥雌金具ナット
５‥雄金具シート面の凹部
５Ａ‥内圧保持部
５Ｂ‥締結力保持部
６‥雌金具シート面
１１‥雄金具シート面
１２‥雌金具シート面
１３‥雄金具ナット
１５‥雄金具シート面の球状先端部
θ１‥雄金具のシート面における内圧保持部がなす角度
θ２‥雄金具のシート面における締結力保持部がなす角度
θ３‥雌金具のシート面がなす角度
Ｄ‥内圧保持部のシート面と締結力保持部のシート面との段差

Claims (3)

1. 雄金具と雌金具のそれぞれ外側と内側に円錐形のシート面を形成し、雄金具と雌金具を締結して互いのシート面を面接触させ、シート面圧力で内圧を保持する管継手であって、
   雄金具のシート面に凹部を設け、シート面を構成するシート面部の当該凹部よりも先端側を内圧により拡径可能な内圧保持部とし、シート面部の当該凹部よりも後端側を締結力保持部としたことを特徴とする管継手。
2. 雄金具と雌金具の締結に際し、雄金具のシート面における前記内圧保持部が、前記締結力保持部よりも先に雌金具のシート面に面接触するようになされていることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
3. 管継手中心軸と雄金具のシート面における前記内圧保持部がなす角度をθ１、前記締結力保持部がなす角度をθ２、雌金具のシート面がなす角度をθ３としたとき、θ１≦θ３となされ、かつ、θ２≦θ３となされていることを特徴とする請求項１及び２のいずれか１項に記載の管継手。

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